JPH0742073B2 - 巻上装置の異常警報装置 - Google Patents

巻上装置の異常警報装置

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JPH0742073B2
JPH0742073B2 JP3014999A JP1499991A JPH0742073B2 JP H0742073 B2 JPH0742073 B2 JP H0742073B2 JP 3014999 A JP3014999 A JP 3014999A JP 1499991 A JP1499991 A JP 1499991A JP H0742073 B2 JPH0742073 B2 JP H0742073B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧式クレーンなどに
用いて好適な巻上装置の異常警報装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図10は従来から知られている巻上油圧
回路図であり、油圧ポンプ2と油圧モータ3との間に
は、油圧モータ3の回転方向と回転速度を制御するコン
トロールバルブ21と、油圧モータ3の逸走を防止する
カウンタバランスバルブ22とが介在されている。カウ
ンタバランスバルブ22のオーバロードリリーフ弁22
aの下流には絞り22bが設けられ、異常時に油圧モー
タ3の速度が所定値を越えないようにしている。
【0003】すなわち、オーバロードリリーフ弁22a
が異常をきたして開きっぱなしになると矢印Aのような
回路で油が流れて油圧モータ3は異常回転する惧れがあ
る。また、油圧モータ3が可変容量油圧モータの場合、
ある負荷状態で油圧モータ3の傾転量が1/2になると
油圧モータ有効圧力は2倍になりオーバロードリリーフ
弁22aが開くが、このとき傾転量が外部から制御不能
に陥ると、オーバロードリリーフ弁22aが開きっぱな
しになり、同様に矢印Aのような回路で油が流れて油圧
モータ3は異常回転する惧れがある。そこで、オーバロ
ードリリーフ弁22aの下流に固定絞り22bを挿入し
て、このような異常時の油圧モータ3の最高回転数を制
限して安全性を確保している。この場合の吊り荷の下降
速度は、カウンタバランス弁22内の絞り22cによっ
て制限される降下速度よりも少し速い速度である。
【0004】一方、巻上ドラムの回転数を接触型のロ−
タリエンコーダで検出するロープ速度計や、ウインチの
油圧モータ回転数をロ−タリエンコーダで検出してロー
プ速度を演算して表示するロープ速度計が従来から知ら
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、異常
時の吊り荷の降下速度は正常な場合よりもやや速いだけ
なので、たとえロープ速度計でロープ速度をモニタして
いても運転者は異常発生に気がつかずに作業を続行する
惧れがある。すなわち、従来のロープ速度計はあくまで
ロープの速度を計測して表示するだけで、巻上装置の異
常、特に巻上油圧回路の異常を検出することはできなか
った。本発明の目的は、巻上装置の異常を検出して警報
する装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
1に対応づけて本発明を説明すると、本発明に係る異常
警報装置は、原動機1により駆動される油圧ポンプ2
と、この油圧ポンプ2で駆動され巻上ドラム5を回転す
るウインチ用油圧モータ3と、油圧モータ3への流入流
量を表わす物理量を検出する物理量検出手段7と、油圧
モータ3の回転数を検出するモータ回転数検出手段9
と、検出された物理量から油圧モータ3の適正回転数を
演算する演算手段10Aと、この適正回転数と検出され
た油圧モータ回転数とを比較し、ウインチの異常を判定
する判定手段10Bと、異常判定時に警報を発する警報
手段12,13とを具備することにより、上述の目的が
達成される。請求項2の発明は、油圧ポンプが可変容量
油圧ポンプの場合に好適な装置に係り、第2の実施例で
ある図4に対応づけて説明すると、油圧ポンプ2Aはポ
ンプ吐出圧力に応じて押除け容積が調節される可変容量
型であり、物理量検出手段は、原動機1の回転数を検出
する原動機回転数検出手段7と、可変容量油圧ポンプ2
Aの吐出圧力を検出するポンプ吐出圧検出手段31であ
り、演算手段10Aは、原動機回転数をパラメータとし
たポンプ吐出圧力とポンプ吐出流量の特性に基づいて、
検出された原動機回転数とポンプ吐出圧力とから可変容
量油圧ポンプ2Aの吐出流量を演算し、この吐出流量か
ら油圧モータ3の適正回転数を演算する。
【0007】
【作用】検出されたモータ回転数が、油圧ポンプ2の吐
出流量を示す物理量(例えば原動機回転数やポンプ吐出
圧力)から求めた適正モータ回転数以上のときに巻上装
置の異常と判定して警報が発せられる。したがって、運
転者は巻上装置の異常を知り、異常の原因を確かめるな
どの措置を取ることができ、安全性の高い巻上装置とな
る。請求項2の発明では、原動機回転数とポンプ吐出圧
力を検出し、原動機回転数をパラメータとしたポンプ圧
力とポンプ吐出流量の複数の特性からいずれかを選択し
てポンプ吐出流量を求める。そして、このポンプ吐出流
量に基づいてモータ適正回転数が演算される。したがっ
て、可変容量油圧ポンプ2Aを用いても正確な警報が行
える。
【0008】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段および作用の項では、本発明を分か
り易くするために実施例の符号を用いたが、これにより
本発明が実施例に限定されるものではない。
【0009】−第1の実施例−
【実施例】図2に基づいて本発明の第1の実施例につい
て説明する。図2において、1は原動機、2は原動機1
で駆動される油圧ポンプ、3は油圧ポンプ2と管路4で
連通されて回転駆動される油圧モータ、5は油圧モータ
3で回転される巻上ドラム、6は巻上ドラム5を制動す
るネガティブブレーキ装置である。7は原動機1の回転
数を検出する非接触型のロータリエンコーダ、8は油圧
モータ3の回転軸に取り付けられた円板であり、例えば
周縁に所定ピッチで開口が開けられている。9は、円板
8の開口と対向して配置されてその開口を横切るたびに
パルス信号を出力して円板8の回転数を検出するエンコ
ーダであり、各エンコーダ7,9の検出信号はマイクロ
コンピュ−タなどから成る制御回路10に入力されてい
る。11は、制御回路10でモータ減速比,ロープ巻取
り径、油圧機器の効率などを考慮して演算されたロープ
速度を表示するロープ速度計、12,13は後述するよ
うに巻上装置の異常判断時に点灯および鳴動する警報ラ
ンプおよび警報ブザーである。さらに、14は異常検出
モードの選択スイッチであり、このスイッチ14がオン
しているときのみ、ロープ速度の異常を判定し異常時に
は警報する。15はバッテリ、21は油圧モータ3の回
転方向と回転速度を制御するコントロールバルブであ
る。
【0010】また図2において、6aはネガブレーキ装
置6の動作制御用油圧シリンダ、6bは油圧シリンダ6
aの制御用電磁式切換弁である。この電磁式切換弁6b
は、常時は制御回路10からのブレーキ解放指令信号で
イ位置に切り換えられて油圧ポンプ6cの圧油を油圧シ
リンダ6aのロッド室に供給してブレーキ解放状態にす
る。異常時に制御回路10からのブレーキ解放信号が消
失するとばね力で切換弁6bがロ位置に切換わり、油圧
シリンダ6aのロッド室をタンクに連通してブレーキ装
置6を作動させる。6dはリリーフ弁である。
【0011】図3は異常検出判断処理手順を示すフロー
チャートである。まず、ステップS1において、エンコ
ーダ7,9から原動機回転数Neと、油圧モータ回転数
Nmdを読み込み、ステップS2において、検出された
原動機回転数Neに対して適正な油圧モータ回転数Nm
rとロープ速度を演算する。次のステップS3では、適
正油圧モータ回転数Nmrと検出された油圧モータ回転
数Nmdとを大小比較して、検出モータ回転数Nmdが
適正モータ回転数Nmr以上のときにステップS4に進
む。ステップS4では、制御回路10から警報ランプ1
2,警報ブザー13に信号を送って視覚および聴覚で巻
上装置の異常を運転者に報知するとともに、制御回路1
0から電磁式切換弁6bに出力されているブレーキ解放
指令信号を遮断する。これにより、電磁式切換弁6bが
ロ位置に切換わり、油圧シリンダ6aのロッド室がタン
クと連通されてブレーキが掛かる。一方、異常が無くス
テップS3が否定されるとステップS5でロープ速度を
表示する。
【0012】なお、このように動作させるブレーキ力を
微妙にコントロールしないとかえって荷振れが激しくな
ることもあるから、ブレーキ力の微調整が難しい場合に
は、ステップS4で単に警報だけしても良い。
【0013】このような実施例によれば、検出された油
圧モータ回転数をそのときの原動機回転数から推定され
る適正モータ回転数と比較することにより前述したよう
な巻上装置の異常を報知できる。したがって、運転者は
いったん機械を止めて異常の原因を確かめたり排除する
ことができ、安全性がより向上する。
【0014】なお、原動機回転数が一定でもコントロー
ルバルブ21の操作量が異なると油圧モータ回転数が変
動するから、図3で説明したモータ適正回転数の演算に
当たって、コントロールバルブ21の操作量を加味す
る。また、油圧機器の効率も考慮するのが好ましい。さ
らに、吊り荷のフリーフォールをクラッチレバー操作位
置などで検出して、そのときのロープ速度表示を中止す
ることもできる。
【0015】−第2の実施例− 図4に基づいて本発明の第2の実施例について説明す
る。なお、図2と同様の箇所には同一の符号を付して相
違点を主に説明する。31は圧力検出器であり、油圧ポ
ンプ2Aの吐出圧力Pを検出し、この圧力信号を制御回
路10に入力する。ここで、油圧ポンプ2Aは可変容量
型であり、吐出圧力によりその押除け容積が調節され
る。制御回路10には、図6に示すような油圧ポンプ2
のP−Q線図のマップが原動機1の所定回転数(例えば
100rpm)をパラメータとして予め記憶されてお
り、圧力Pおよび原動機回転数Neが読み込まれると、
後述する手順によりこのマップに基づいてポンプ吐出流
量Qdが演算される。さらに制御回路10には、図7に
示すような油圧ポンプ2の所定吐出圧力Pをパラメータ
としてη−Qd線図のマップが記憶されており、後述す
る手順により、検出された吐出圧力Pおよび算出された
ポンプ吐出流量Qdから油圧ポンプ2の容積効率ηが演
算され、実流量Qr=Qd×ηが算出される。
【0016】次に動作を図5のフローチャートを用いて
説明する。プログラムがスタートすると、ステップS1
1において原動機回転数Ne,ポンプ吐出圧力P,モー
タ回転数Nmdを読み込み、ステップS12へ進む。ス
テップS12では、予め設定されたP−Q線図のマップ
に基づいてポンプ吐出流量Qdを演算する。続くステッ
プS13では、読み込まれている吐出圧力Pと流量Qd
とからη−Qd線図のマップに基づいてポンプ容積効率
ηを算出し、ステップS14において、ポンプ2の実流
量Qr=Qd×ηを演算する。次いでステップS15に
おいて、実流量Qrに基づいて油圧モータ3の適正モー
タ回転数Nmrを演算し、さらにロープ速度を演算す
る。そして、上述したと同様にステップS3,4,5を
実行する。
【0017】このように第2の実施例によれば、可変容
量油圧ポンプのP−Q線図とη−Q線図を用いてポンプ
実流量を求め、このポンプ実流量からモータの適正回転
数を求めている。したがって、負荷によってポンプ押除
け容積が変化しても正しくモータ適正回転数を演算する
ことができる。なお、この場合にも、コントロールバル
ブ21の操作量を考慮するのは勿論である。
【0018】−第3の実施例− 図8に基づいて本発明の第3の実施例について説明す
る。なお、図2と同様の箇所には同一の符号を付して相
違点を主に説明する。41は電磁流量計であり、油圧ポ
ンプ2の吐出流量Qpを直接算出し、この流量信号に基
づいて油圧モータ2の適正モータ回転数Nmrを演算す
る。この実施例でも、コントロールバルブ21の操作量
を考慮するのは勿論である。
【0019】次に動作を図9のフローチャートを用いて
説明する。プログラムがスタートすると、ステップS3
1においてポンプ吐出流量Qpおよびモータ回転数Nm
dを読み込み、ステップS32へ進む。ステップS32
では、ポンプ吐出流量Qpに基づいて適正モータ回転数
Nmrを演算するとともに、ロープ速度を演算する。そ
して、上述したと同様にステップS3,4,5を実行す
る。
【0020】本実施例では油圧ポンプ2の吐出流量Qp
を電磁流量計41で直接計測しているので、適正モータ
回転数Nmrを高精度に算出することができる。しだが
って、巻上装置の異常を正確に把握することができる。
【0021】以上の実施例の構成において、エンコーダ
7,圧力検出器31,流量計41が物理量検出手段を、
エンコーダ9がモータ回転数検出手段を、警報ランプ1
2および警報ブザー13が警報手段を、制御回路10が
演算手段10Aと判定手段10Bを、それぞれ構成す
る。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、油圧ポンプの吐出流量
を示す物理量から油圧モータの適正回転数を演算し、こ
の適正回転数と検出した油圧モータの回転数とを比較
し、異常と判定したときに警報を発するようにしたか
ら、安全性のより高い油圧式巻上装置を提供できる。と
くに、請求項2の装置によれば、可変容量油圧ポンプを
用いた巻上装置において正確に異常警報を行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】クレーム対応図である。
【図2】請求項1の発明に係る巻上装置の異常警報装置
の第一の実施例を示す図である。
【図3】第一の実施例の動作を説明するフローチャート
である。
【図4】請求項2の発明に係る巻上装置の異常警報装置
の第2の実施例を示す図である。
【図5】第2の実施例の動作を説明するフローチャート
である。
【図6】図4の第2の実施例に使用される油圧ポンプの
P−Q線図である。
【図7】図4の第2の実施例に使用される油圧ポンプの
η−Qd線図である。
【図8】請求項1の発明に係る巻上装置の異常警報装置
の第3の実施例を示す図である。
【図9】第3の実施例の動作を説明するフローチャート
である。
【図10】従来の巻上装置に使用される油圧回路図であ
る。
【符号の説明】
1 原動機 2,2A 油圧ポンプ 3 油圧モータ 5 巻上ドラム 7 エンコーダ 9 エンコーダ 10 制御回路 12 警報ランプ 13 警報ブザー 31 圧力検出器 41 電磁流量計

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原動機により駆動される油圧ポンプと、
    この油圧ポンプで駆動され巻上ドラムを回転するウイン
    チ用油圧モータと、前記油圧モータへの流入流量を表わ
    す物理量を検出する物理量検出手段と、前記油圧モータ
    の回転数を検出するモータ回転数検出手段と、検出され
    た物理量から油圧モータの適正回転数を演算する演算手
    段と、この適正回転数と検出された油圧モータ回転数と
    を比較し、ウインチの異常を判定する判定手段と、異常
    判定時に警報を発する警報手段とを具備することを特徴
    とする巻上装置の異常警報装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の巻上装置の異常警報装
    置において、前記油圧ポンプはポンプ吐出圧力に応じて
    押除け容積が調節される可変容量型であり、前記物理量
    検出手段は、前記原動機の回転数を検出する原動機回転
    数検出手段と、前記可変容量油圧ポンプの吐出圧力を検
    出するポンプ吐出圧検出手段であり、前記演算手段は、
    前記原動機回転数をパラメータとしたポンプ吐出圧力と
    ポンプ吐出流量の特性に基づいて、前記検出された原動
    機回転数とポンプ吐出圧力とから前記可変容量油圧ポン
    プの吐出流量を演算し、この吐出流量から前記油圧モー
    タの適正回転数を演算することを特徴とする巻上装置の
    異常警報装置。
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