JPH0826676A - 旋回式クレーンの旋回駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 旋回式クレーンの旋回駆動制御装置におい
て、限界旋回角度の手前近傍における旋回速度を適切に
漸減させ、旋回台を限界旋回角度位置で正確に停止させ
る。 【構成】 旋回台４の旋回角度についての絶対角度を検
出する旋回角度検出器１４と、旋回台４の旋回角度につ
いての相対的角度変位量を検出して出力する角度変位検
出手段とを有し、旋回台４の限界旋回角度を算出する限
界情報出力部１３ａと旋回減速信号出力部１３ｂとから
なり，旋回台４の旋回速度を限界旋回角度の手前近傍で
漸減させて停止させる演算部１３を有し、限界情報出力
部１３ａはクレーン車１の作業状態により決定される限
界旋回角度を算出し、旋回減速信号出力部１３ｂは、旋
回角度検出器１４からの信号に角度変位検出手段からの
信号を加算した加算値で旋回位置を認識させ、限界情報
出力部１３ａからの限界旋回角度と前記加算値との間の
余裕に応じて旋回減速信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、旋回式クレーンの旋
回駆動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】旋回式クレーンにおいては、クレーンの
転倒や破損を防止するために過負荷防止装置が設置され
ている。

【０００３】この種の過負荷防止装置においては旋回角
度，起伏角度およびブーム長さの関数として定まる限界
ブーム負荷（ブームに作用する安全な限界荷重）がクレ
ーンの各作業状態毎に記憶されており、ブームの位置が
限界荷重を越えることとなる場合にはブームをその限界
位置で停止させてクレーンの転倒や破損を予防するよう
になっている。

【０００４】このような旋回式クレーンの過負荷防止装
置にあっては、ブームを旋回駆動させるための旋回台の
旋回についても、旋回駆動の可動限界としての限界旋回
角度が設定されており、この限界旋回角度を越えるよう
な旋回台の旋回については旋回台を駆動するための油圧
系統に設置された旋回制御弁を作動させて旋回を停止さ
せブームを所要の可動範囲内に位置させるようにしてい
る。

【０００５】そして、このような旋回台の旋回駆動の停
止に際しては、限界旋回角度の手前近傍において旋回台
の旋回速度を漸減させ、限界旋回角度位置で滑らかかつ
正確に停止させるために、旋回減速信号出力手段からの
旋回減速信号に基づいて旋回制御弁の制御を開始する，
旋回駆動制御装置を構成したものがある。

【０００６】このような旋回減速信号出力手段での旋回
減速信号の演算のためには、限界旋回角度やその時点の
旋回角度，旋回速度等のその作業状態でのクレーンに関
する情報が必要であるので、従来のこの種の旋回式クレ
ーンの旋回駆動制御装置においては、これらの情報は前
記過負荷防止装置において演算され，あるいは記憶され
た情報が用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の旋回
減速信号出力手段において、旋回減速信号の演算に用い
られる前記の情報は一旦過負荷防止装置を経由するもの
であり、過負荷防止装置の限界情報出力部におけるA/D
（アナログ・デジタル）変換によるデータの取り込み，
演算処理等のＣＰＵのサイクル処理に伴って、あるい
は、過負荷防止装置から旋回減速信号出力手段への情報
の伝達が一般的にシリアル通信によって行なわれている
ことに伴ってタイムラグがあり、とくにその時点での旋
回角度に関する情報のタイムラグによりブームの限界停
止位置に大きなばらつきを生じるものであった。

【０００８】この発明は、このような事情に基づいてな
されたもので、この種の旋回式クレーンの旋回駆動制御
装置において、限界旋回角度の手前近傍における旋回速
度を適切に漸減させ、旋回台を限界旋回角度位置で正確
に停止させることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、起伏可能な伸縮ブームを旋
回台上に設置して旋回操作を可能とした旋回式クレーン
において、前記旋回台を旋回駆動させるために操作する
旋回操作信号出力手段と、その旋回台の旋回角度につい
ての絶対角度を検出する旋回角度検出器と、前記旋回台
の旋回角度についての相対的角度変位量を検出して出力
する角度変位検出手段とを設置するとともに、旋回台の
限界旋回角度を算出して出力する限界情報出力部と、旋
回減速信号出力部とからなるものであって、前記旋回台
の旋回速度をその限界旋回角度の手前近傍において漸減
させたうえで前記旋回台の駆動を停止させる旋回停止信
号出力手段を有し、前記限界情報出力部は、クレーンの
作業状態により決定される旋回台の旋回可能な限界旋回
角度を算出して出力するものとし、また、前記旋回減速
信号出力部は、前記旋回台の旋回速度を減速させる旋回
減速信号を出力するものとし、前記旋回角度検出器から
の信号に前記角度変位検出手段からの信号を加算した加
算値によってその旋回台の旋回位置を認識させるととも
に、前記限界情報出力部からの限界旋回角度と前記加算
値との間に存する余裕に応じて所要の大きさの旋回減速
信号を出力することを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明によれば、この種の旋回式
クレーンの旋回駆動制御装置において、旋回角度検出器
からの信号に角度変位検出手段からの信号を加算した加
算値によって旋回台の旋回位置を認識させるとともに、
前記限界情報出力部からの限界旋回角度と前記加算値と
の間に存する余裕に応じて所要の大きさの旋回減速信号
を出力するので、旋回位置がタイムラグ無しに迅速に把
握されることによりその位置が正確であり、これに応じ
た旋回減速信号が出力されるので、旋回台が適切に減速
され、旋回台を限界旋回角度の位置に正確に停止するこ
とができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に示す実施例によりこの発明を説
明する。

【００１２】まず、図２によりクレーン車の全体概略を
説明すると、１はクレーン車を示し、２は車体である。

【００１３】車体２は自走可能であって車体２の前後両
側にアウトリガ装置３を有するとともに、この車体２上
には旋回台４が旋回輪４ａを介して旋回可能に装着され
ている。

【００１４】旋回台４は伸縮ブーム５とウインチ６とを
有し、伸縮ブーム５は枢軸部５ａによって旋回台４に対
して枢支され、旋回台４が垂直軸まわりに旋回駆動され
ることにより旋回変位が可能であって、起伏用油圧シリ
ンダ５ｂの伸縮により適宜の起伏角となるように駆動さ
れる。

【００１５】また、伸縮ブーム５はその内部に内蔵され
た不図示の伸縮用油圧シリンダの伸縮により伸縮駆動さ
れ、そのブーム長さを適宜の長さにすることができる。

【００１６】旋回台４のウインチ６から延在されたワイ
ヤロープ７は、伸縮ブーム５の先端部に設置されたシー
ブ８を経由して垂下され、そのワイヤロープ７の先端部
には吊り荷を吊り下げるフック９が設置され所要のクレ
ーン作業が行えるように構成されている。

【００１７】このようなクレーン車１には過負荷防止装
置１１が設置されており、この過負荷防止装置１１にお
いても、クレーンの各作業状態毎に限界ブーム負荷が記
憶されており、起伏角度，ブーム長さ等のいかんによっ
てそのブームの位置が限界荷重を越えることとなる場合
には伸縮ブーム５をその限界位置で停止させてクレーン
車１の転倒や破損を予防するようになっている。

【００１８】そして、旋回駆動制御装置１２は、このよ
うな過負荷防止装置１１を利用して構成されている。

【００１９】旋回駆動制御装置１２は、図１に示すよう
に、各種の検出器と、演算部１３（この発明の旋回停止
信号出力手段に該当する）とを有し、この演算部１３は
限界情報出力部１３ａと旋回減速信号出力部１３ｂとか
らなるものである。

【００２０】演算部１３を構成する限界情報出力部１３
ａと旋回減速信号出力部１３ｂとはそれぞれマイクロコ
ンピュータからなるものであって、両者の間はシリアル
通信線１３ｃを介して接続されている。

【００２１】そして、限界情報出力部１３ａには、旋回
角度検出器１４，起伏角度検出器１５，伸縮ブーム長さ
検出器１６，ブーム負荷検出器１７およびアウトリガ張
出検出器１９からの信号が入力され、限界情報出力部１
３ａはこれらの信号を用いて所要の演算を行なって限界
ブーム負荷や限界旋回角度の算出を行う。なお、旋回角
度検出器１４は旋回台４の旋回角度についての絶対角度
を検出するものである。

【００２２】一方、旋回減速信号出力部１３ｂには、イ
ンクリメント型ロータリエンコーダからなる旋回速度検
出器１８（この発明でいう角度変位検出手段の要部に該
当する）からの信号が入力され、また、シリアル通信線
１３ｃを介して前記限界情報出力部１３ａからの限界旋
回角度信号が入力されるとともに、旋回台４の静止時に
おける前記旋回角度検出器１４からの旋回角度信号が入
力され、これらを用いた所要の演算により得られた旋回
減速信号が次の弁制御信号出力手段２１にむけて出力す
るようになっている。

【００２３】ここで、弁制御信号出力手段２１は、旋回
台４の駆動油圧系内に設置された旋回制御弁２２の駆動
手段としてのソレノイド部２３に供給される電源電圧等
の電力量を適宜に調整して旋回制御弁２２の絞りを所要
の径とするものであって、この弁制御信号出力手段２１
にはオペレータのマニュアル操作によって旋回操作信号
を生じる，旋回操作信号出力手段としての操作スイッチ
２４も接続されており、弁制御信号出力手段２１は前記
旋回減速信号出力部１３ｂからの旋回減速信号と前記操
作スイッチ２４からの旋回操作信号とのうちの小さい方
の信号に基づいてソレノイド部２３に向けての出力を行
なう。

【００２４】概ね以上のように構成された旋回駆動制御
装置１２において、限界情報出力部１３ａは次のように
構成されている（図３参照）。

【００２５】すなわち、限界情報出力部１３ａは、A/D
変換器（アナログ・デジタル変換器）３１と，限界ブー
ム負荷算出器３２と，限界旋回角度算出器３３と，旋回
方向判別器３４と，P/S変換器（パラレル・シリアル変
換器）３５および比較器３６を有する。

【００２６】そして、この限界情報出力部１３ａに接続
された旋回角度検出器１４，起伏角度検出器１５，伸縮
ブーム長さ検出器１６およびアウトリガ張出検出器１９
は、それぞれポテンショメータにより構成されたもので
あり、また、ブーム負荷検出器１７は起伏用油圧シリン
ダ５ｂのピストンロッドに設置された，ホイートストン
ブリッジ回路からなるロードセルによりその歪をアナロ
グ信号として電気的に検出するものであるので、これら
の各検出器からの信号はA/D変換器３１を経て入力され
る。

【００２７】限界ブーム負荷算出器３２には、前記旋回
角度検出器１４，起伏角度検出器１５，伸縮ブーム長さ
検出器１６およびアウトリガ張出検出器１９からの信号
が入力され、そのブーム状態において安全な限界ブーム
負荷が算出され、比較器３６に向けて出力される。

【００２８】そして、この比較器３６には、限界ブーム
負荷信号とは別に前記ブーム負荷検出器１７からのその
時点でのブーム負荷信号が入力されて、そのブーム負荷
信号と前記限界ブーム負荷信号とが比較され、ブーム負
荷が前記限界ブーム負荷より大きい場合には比較器３６
は限界状態信号を、クレーン全体の駆動源である油圧ポ
ンプの元圧回路に設置したリリーフ弁の駆動用ソレノイ
ド部に向けて出力され、前記油圧ポンプからの圧油をド
レンに逃がすことによってブームの駆動を停止する。

【００２９】限界旋回角度算出器３３には、前記起伏角
度検出器１５，伸縮ブーム長さ検出器１６，ブーム負荷
検出器１７およびアウトリガ張出検出器１９からの信号
がそれぞれ入力され、その時点でのブームの状態等のク
レーンの作業状態において、旋回台４の安全な旋回が可
能な限界旋回角度が算出され、P/S変換器３５およびシ
リアル通信線１３ｃを経て旋回減速信号出力部１３ｂに
入力される。

【００３０】なお、前記旋回角度検出器１４からの信号
は、前記の他、実際の旋回角度信号として前記A/D変換
器３１を経た後そのままP/S変換器３５に入力され、ま
た、旋回方向判別器３４に入力されて旋回台４の旋回方
向を検出し、その旋回方向信号はP/S変換器３５に向け
て出力される。これは、後述する旋回速度検出器１８か
らの信号によっては旋回の方向性の判別が困難だからで
ある。

【００３１】このようにして限界情報出力部１３ａで得
られた，限界旋回角度信号と実際の旋回角度信号および
旋回方向信号はシリアル通信線１３ｃを経て次のような
旋回減速信号出力部１３ｂに伝送される。

【００３２】旋回減速信号出力部１３ｂは、図４に示す
ように、S/P変換器（シリアル・パラレル変換器）４
１，積分器４２，旋回角度算出器４３，余裕旋回角度算
出器４５，旋回減速信号記憶手段４６および旋回角度初
期設定器４７を有し、旋回速度検出器１８からの信号は
積分器４２と旋回角度初期設定器４７とに直接入力され
る。

【００３３】一方、前記限界情報出力部１３ａからシリ
アル通信線１３ｃを経て伝達される前記の各信号は、S/
P変換器４１を経由した後、限界旋回角度信号は余裕旋
回角度算出器４５に入力され、旋回方向信号は旋回角度
算出器４３に直接入力されるが、実際の旋回角度信号は
旋回角度初期設定器４７に入力される。

【００３４】なお、旋回角度初期設定器４７は、前記旋
回速度検出器１８からの信号により旋回台４が所定時間
に渡り静止状態であることを判別すると、その時点での
旋回角度検出器１４により検出された実際の旋回角度θ
₀を初期値として一旦設定してその実際の旋回角度θ₀を
旋回角度算出器４３に向けて出力するものであり、旋回
台４が駆動されている状態においてはその駆動前の静止
時に前記のようにして設定された初期値θ₀を旋回角度
算出器４３に向けて出力するものである。

【００３５】また、この実施例において、旋回方向判別
器３４は前記したように限界情報出力部１３ａに設置し
てあるが、これに代えて旋回減速信号出力部１３ｂのS/
P変換器４１と旋回角度算出器４３との間に旋回方向判
別器４４を設置することとしてもよい。

【００３６】旋回速度検出器１８からの信号は、旋回速
度ｄθ₁／ｄｔであるので、積分器４２で積分すること
によって相対的角度変位量である旋回角度変位量θ₁が
積分値として得られる。

【００３７】この積分器４２は、旋回速度検出器１８か
らの信号により前記旋回角度初期設定器４７が旋回台４
の静止を判断するとその出力信号がクリアされ、旋回台
４が静止状態から駆動されるとその静止状態からの旋回
台４の相対的角度変位量としての相対的旋回角度を出力
するものであり、この積分器４２により得られた旋回角
度変位量θ₁は旋回角度算出器４３に入力される。

【００３８】この実施例において、この発明でいう，角
度変位検出手段は、前記のように旋回速度検出器１８と
積分器４２とで構成されているが、旋回台４の旋回角度
についての相対的角度変位量そのものを直接検出する相
対的旋回角度検出器を用いることとしてもよい。

【００３９】そして、旋回角度算出器４３には、旋回台
４の旋回方向信号とともに旋回台４の静止時の実際の旋
回角度θ₀がS/P変換器４１を経由して入力されているの
で、旋回台４の旋回角度θ₂は、実際の旋回角度θ₀と前
記旋回角度変位量θ₁との加算値として表され、この加
算値で旋回台４の旋回位置を認識する。

【００４０】なお、旋回角度変位量θ₁は旋回台４の旋
回方向によって正または負の値をとるものであり、ま
た、旋回台４のその時点での旋回位置である旋回角度θ
₂は、旋回台４の静止時にはθ₂＝θ₀であって、旋回台
４の旋回動作時にはθ₂＝θ₀＋θ₁である。

【００４１】このようにして算出された旋回台４の旋回
角度θ₂は、余裕旋回角度算出器４５に入力され、余裕
旋回角度算出器４５において、別にS/P変換器４１を経
由して限界情報出力部１３ａから入力されている限界旋
回角度θ_MAXから旋回角度θ₂を差し引くことによって余
裕旋回角度θ₃を算出する。

【００４２】この余裕旋回角度θ₃は、この発明でいう
余裕に該当するものであって、旋回減速信号記憶手段４
６に入力され、この旋回減速信号記憶手段４６におい
て、たとえば図５に示すように余裕旋回角度θ₃の関数
として予め記憶された旋回減速信号からその余裕旋回角
度θ₃に合致する旋回減速信号値を検索してこれを前記
弁制御信号出力手段２１に出力する。

【００４３】たとえば、余裕旋回角度θ₃が減速開始位
置である所定の角度Ｐより小さい角度Ｑである場合に
は、旋回減速信号記憶手段４６は、データ中から角度Ｑ
に対応する旋回減速信号を検索して、大きさが１より小
さい，信号Ｒを出力して旋回台４の旋回速度を適切に減
速させつつ旋回台４を所定の限界旋回角度の位置に停止
させる。

【００４４】このように旋回台４の旋回位置（旋回角度
θ₂）が、旋回台４の静止時の実際の旋回角度θ₀と，旋
回速度検出器１８からの信号の積分値として得られた旋
回角度変位量θ₁との加算値であるので、正確でタイム
ラグもない。

【００４５】そのため、このような旋回角度θ₂から算
出される余裕旋回角度θ₃に基づいて旋回制御弁２２は
迅速かつ的確に駆動されるので、旋回台４はその位置に
応じて適切に減速され、旋回台４を限界旋回角度の位置
に正確に停止することができる。

【００４６】なお、この実施例においては、旋回減速信
号を旋回減速信号記憶手段４６から検索して出力するこ
ととしたが、余裕旋回角度θ₃を用いて演算することに
より旋回減速信号を得るようにしてもよいことはいうま
でもない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、この種の旋回式クレーンの旋回駆動制御装
置において、旋回角度検出器からの信号に角度変位検出
手段からの信号を加算した加算値によって旋回台の旋回
位置を認識させるとともに、前記限界情報出力部からの
限界旋回角度と前記加算値との間に存する余裕に応じて
所要の大きさの旋回減速信号を出力するので、旋回位置
がタイムラグ無しに迅速に把握されることによりその位
置が正確であり、これに応じた旋回減速信号が出力され
るので、旋回台が適切に減速され、旋回台を限界旋回角
度の位置に正確に停止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】旋回駆動制御装置の全体概略図である。

【図２】クレーン車の全体側面図である。

【図３】限界情報出力部の構成図である。

【図４】旋回減速信号出力部の構成図である。

【図５】旋回減速信号記憶手段に記憶した旋回減速信号
のデータ図である。

【符号の説明】

１ クレーン車（旋回式クレーン） ４ 旋回台 ５ 伸縮ブーム（ブーム） １２ 旋回駆動制御装置 １３ 演算部（旋回停止信号出力手段） １３ａ 限界情報出力部 １３ｂ 旋回減速信号出力部 １４ 旋回角度検出器 １８ 旋回速度検出器 ２４ 操作スイッチ（旋回操作信号出力手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 起伏可能な伸縮ブームを旋回台上に設置
   して旋回操作を可能とした旋回式クレーンにおいて、 前記旋回台を旋回駆動させるために操作する旋回操作信
   号出力手段と、その旋回台の旋回角度についての絶対角
   度を検出する旋回角度検出器と、前記旋回台の旋回角度
   についての相対的角度変位量を検出して出力する角度変
   位検出手段とを設置するとともに、 旋回台の限界旋回角度を算出して出力する限界情報出力
   部と、旋回減速信号出力部とからなるものであって、前
   記旋回台の旋回速度をその限界旋回角度の手前近傍にお
   いて漸減させたうえで前記旋回台の駆動を停止させる旋
   回停止信号出力手段を有し、 前記限界情報出力部は、クレーンの作業状態により決定
   される旋回台の旋回可能な限界旋回角度を算出して出力
   するものとし、 また、前記旋回減速信号出力部は、前記旋回台の旋回速
   度を減速させる旋回減速信号を出力するものとし、前記
   旋回角度検出器からの信号に前記角度変位検出手段から
   の信号を加算した加算値によってその旋回台の旋回位置
   を認識させるとともに、前記限界情報出力部からの限界
   旋回角度と前記加算値との間に存する余裕に応じて所要
   の大きさの旋回減速信号を出力することを特徴とする旋
   回式クレーンの旋回駆動制御装置。