JPH11139770A - クレーンの旋回減速制御装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動旋回制動中に自動停止機能が解除されて
も、ショックなく旋回速度を立ち上げることが可能なク
レーンの旋回減速制御装置及びその制御方法を提供す
る。 【解決手段】 旋回自在なブーム５の所定位置から荷９
を吊り下げた状態でブーム５を旋回させる時に旋回でき
ない限界領域ＡＣを演算し、又は予め記憶しておき、旋
回操作レバー５１の操作量に応じた旋回角速度の指令に
基づいて旋回角速度を制御し、旋回角度が前記限界領域
ＡＣよりも所定角度手前の旋回制動領域に侵入した場合
に、この侵入直前の旋回操作レバー５１の操作量に応じ
た旋回角速度から所定のカーブで減速させてブーム５を
自動停止させるようにしたクレーンの旋回減速制御方法
において、前記旋回制動領域での自動制動中に自動停止
機能が解除されたときに、ブーム５を現在の旋回角速度
から現在の前記旋回操作レバー５１の操作量に応じた旋
回角速度まで漸次所定のカーブで加速させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クレーンの吊り荷
状態で荷振れ無く旋回減速させて自動停止させる旋回減
速制御装置に関し、特には自動旋回制動中にこの機能が
解除された場合に旋回操作レバーの操作量相当の旋回速
度まで加速するときのショックを無くすことができるク
レーンの旋回減速制御装置及びその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】旋回体上に起伏自在に及び／又は伸縮自
在にブームを設けたような移動式クレーンは、通常、例
えば車体の前後の左右にそれぞれ張り出し可能なアウト
リガを備えており、吊り荷作業中はこのアウトリガを所
定長だけ張り出して、移動式クレーンが転倒しないよう
にアウトリガによって支持している。このとき、前後及
び左右のアウトリガの各張り出し量の違いにより、ある
いは、旋回体の周囲の障害物に干渉しないように、ブー
ムの許容起伏角度及び／又は許容伸縮長さを旋回角度に
応じて設定し、旋回停止領域（いわゆる作業限界領域）
を設けている。このような移動式クレーンにおいて、こ
の旋回停止領域の手前で旋回動作を自動停止させる機能
を有するものがある。

【０００３】従来、この種の移動式クレーンの旋回制動
装置には、例えば特開平６−３２９３８９号公報に開示
されたものが知られており、図６〜図７に基づいて従来
技術の説明を行う。

【０００４】図６は従来技術に係わる移動式クレーンの
側面図を示しており、同図において移動式クレーンは、
車両Ａと、車両Ａの上部に旋回自在に搭載された旋回台
Ｂ（本発明の実施形態での旋回体に相当する）と、旋回
台Ｂに起伏自在に取着されたブームＣと、ブームＣの先
端部に吊り下げられた吊具（いわゆるフック）を巻き上
げ／巻き下げ駆動するウィンチＤを備えている。そし
て、旋回モータ（後述）により旋回台Ｂを旋回し、起伏
シリンダによりブームＣの起伏が行われるようになって
いる。

【０００５】上記のように構成した移動式クレーンに
は、ブームＣが構造物等と干渉しないようにするため
に、あるいは、移動式クレーンの転倒防止のために、図
７に示すように、ブームＣの旋回停止位置θL1及び旋回
停止位置θL2を有して、かつ旋回により侵入できない旋
回停止領域θL1〜θL2と、この旋回停止領域の手前で旋
回角速度を減速させる旋回制動領域θB1〜θL1、θB2〜
θL2とを設けている。ここで、旋回停止位置θL1はブー
ムＣの右旋回時の停止位置であり、旋回停止位置θL2は
ブームＣの左旋回時の停止位置である。このため、この
移動式クレーンには、ブームＣの旋回動作をこの旋回停
止位置θL1又は旋回停止位置θL2で自動停止する旋回制
動装置が取り付けられている。

【０００６】図８は、前記公報に開示された旋回制動装
置の制御ブロック図を示している。旋回モータ９１に
は、４方向３位置型の旋回制御弁９２を介して油圧ポン
プ９３からの吐出油が供給されるようになっている。パ
イロット圧発生手段９４は、旋回操作レバー９４ａの中
立位置からの正逆操作量にそれぞれ対応する一対のパイ
ロット圧を発生する操作弁であって、この発生する一対
のパイロット圧をそれぞれパイロット油路９５，９６を
介して前記旋回制御弁９２の各パイロット圧作用部９２
ａ、９２ｂに作用させるようになっている。そして、前
記旋回操作レバー９４ａを操作することで、旋回モータ
９１の回転方向及び回転速度を手動制御できるようにな
っている。前記パイロット油路９５はブームＣの右旋回
駆動用であり、パイロット油路９６はブームＣの左旋回
駆動用である。

【０００７】パイロット油路９５，９６には、電磁比例
式の減圧弁９７，９８が介装されており、パイロット圧
発生手段９４のパイロット圧を所定値に減圧することが
できる。また、パイロット油路９５，９６に油圧検出器
１００，１１１が設けられており、パイロット油路９
５，９６の油圧を検出している。この油圧検出器１０
０，１１１の検出信号は制御信号出力手段９９における
制御信号出力部９９ｃに入力されている。油圧検出器１
００の検出信号は制御信号出力部９９ｃにおける右制御
信号出力部９９c1に入力され、油圧検出器１１の検出信
号は制御信号出力部９９ｃにおける左制御信号出力部９
９c2に入力されるようになっている。

【０００８】そして、今、右旋回していると仮定する
と、右制御信号出力部９９c1は、旋回角度が旋回制動領
域θB1〜θL1に入っていない時には、減圧弁９７の設定
圧（減圧弁９７の２次側に生じる圧力の上限値）が前記
油圧検出器１００の検出した検出圧力と同等か又は検出
圧力よりもやや高い圧力となるように自動調整してい
る。次いで、ブームＣが旋回制動領域θB1〜θL1に入る
と、この領域に入る直前の制御信号レベルに１から漸減
する所定の係数を掛けて、減圧弁９７の設定圧が漸減す
るように制御信号を出力している。これによって、旋回
制御弁９２のパイロット圧作用部９２ｃに作用するパイ
ロット圧が漸減してブームＣの旋回速度が漸減し、旋回
制動領域θB1〜θL1内で旋回駆動が停止される。以上の
作用は左旋回している時でも同様であり、旋回制動領域
θB2〜θL2内で旋回駆動が停止される。そして、通常、
この旋回制動領域内では、旋回と同様に伸縮及び起伏も
駆動停止するようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一方、上記のように旋
回制動領域θB1〜θL1、θB2〜θL2においては、旋回機
能やブームの伸縮及び起伏機能が停止しているので、移
動式クレーンの故障機器の修理やメンテナンスを行う必
要があるときには、一時的に上記の自動停止機能を解除
して旋回機能やブームの伸縮及び起伏機能が可能となる
ようにしなければならない場合がある。このような場合
には、例えば、自動停止機能を解除するための旋回自動
停止解除スイッチを設け、オペレータが自由に解除でき
るようにする必要がある。

【００１０】しかしながら、従来のような旋回制動装置
では、この旋回自動停止解除スイッチを設けた場合に、
以下のような問題が生じる。すなわち、前記旋回制動領
域においてブームＣが旋回減速中に、オペレータが前記
解除スイッチを誤って、あるいは意図的に操作して自動
制動機能を解除してしまったときには、図９に示すよう
に、旋回操作レバーの操作量に相当するパイロット圧発
生手段９４のパイロット圧を制限するため減圧弁９７の
設定圧を漸減していた制御信号を、前記旋回操作レバー
の操作量に応じた旋回角速度ω０の信号レベルに急に戻
して出力することになる。この時、オペレータが旋回操
作レバーを高速指令位置のまま保持している場合には、
図９の２点鎖線で示すように実際の旋回角速度が前記減
速した角速度ω１からこの旋回操作レバーの操作量相当
の角速度ω０まで急激に加速される状態が発生する。こ
の結果、旋回角速度が角速度ω０をオーバーシュートし
て振動的になったり、ブーム等に過大な横荷重が加わ
り、ブームの破損や寿命低下を来す可能性がある。

【００１１】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、自動旋回制動中に自動停止機能が解除さ
れてもショックなく旋回速度を立ち上げることが可能な
クレーンの旋回減速制御装置及びその制御方法を提供す
ることを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、旋回自
在な旋回体３と、旋回体３の上部に配設されたブーム５
と、旋回体３を旋回させる旋回モータ４１と、旋回体３
の旋回角度を検出する旋回角センサ２６と、オペレータ
が操作する操作量に応じた旋回角速度の操作指令を出力
する旋回操作レバー５１と、ブーム５の所定位置から荷
９を吊り下げた状態で旋回体３を旋回動作する時に旋回
できない限界領域ＡＣを演算し、又は予め記憶してお
き、前記旋回操作レバー５１の操作指令に基づいて旋回
モータ４１を制御する指令を演算して旋回角速度を制御
し、前記旋回角センサ２６から入力する旋回角度が前記
限界領域ＡＣよりも所定角度手前の旋回制動領域に侵入
した場合に、この侵入直前の旋回操作レバー５１の操作
指令に相当する旋回角速度から所定のカーブで減速させ
る指令を演算して前記旋回モータ４１を制御し、旋回体
３を自動停止させる制御器３０とを備えたクレーンの旋
回減速制御装置において、前記旋回制動領域での自動停
止機能を解除するか又は作動させるかが選択され、解除
が選択されたとき解除信号を出力する旋回自動停止解除
スイッチ３６を設けると共に、前記制御器３０は、前記
旋回制動領域での自動制動中に前記旋回自動停止解除ス
イッチ３６から解除信号を入力したときに、旋回体３を
現在の旋回角速度から現在の前記旋回操作レバー５１の
操作指令に相当する旋回角速度まで漸次所定のカーブで
加速させる指令を演算して前記旋回モータ４１を制御す
るようにしている。

【００１３】請求項１に記載の発明によると、旋回制動
領域での自動制動中に、旋回自動停止解除スイッチがオ
ペレータにより誤操作されたり、あるいは意図的に操作
されて、自動停止機能が解除されたとき、旋回操作レバ
ーが高速旋回角速度に相当する位置に保持されていて
も、この時の旋回角速度から急激に加速されることなく
前記旋回操作レバーの操作指令に相当する角速度まで滑
らかに加速される。したがって、旋回角速度がオーバー
シュートして振動的になり旋回動作が不安定になった
り、あるいは、ブーム５に過大な横荷重がかかって破損
したり寿命が低下することがない。この結果、荷振れを
無くすことができると共に、クレーンの耐久性を向上す
ることができる。

【００１４】請求項２に記載の発明は、旋回自在な旋回
体３と、旋回体３の上部に配設されたブーム５と、旋回
体３を旋回させる旋回モータ４１と、旋回体３の旋回角
度を検出する旋回角センサ２６と、オペレータが操作す
る操作量に応じた旋回角速度の操作指令を出力する旋回
操作レバー５１と、ブーム５の所定位置から荷９を吊り
下げた状態で旋回体３を旋回動作する時に旋回できない
限界領域ＡＣを演算し、又は予め記憶しておき、前記旋
回操作レバー５１の操作指令に基づいて旋回モータ４１
を制御する指令を演算して旋回角速度を制御し、前記旋
回角センサ２６から入力する旋回角度が前記限界領域Ａ
Ｃよりも所定角度手前の旋回制動領域に侵入した場合
に、この侵入直前の旋回操作レバー５１の操作指令に相
当する旋回角速度から所定のカーブで減速させる指令を
演算して前記旋回モータ４１を制御し、旋回体３を自動
停止させる制御器３０とを備えたクレーンの旋回減速制
御装置において、前記制御器３０は、前記旋回制動領域
での自動制動中に、旋回制御に係わるセンサ異常を検出
したとき、旋回体３を現在の旋回角速度から所定のカー
ブで減速し、停止させるように旋回モータ４１を制御す
るようにしている。

【００１５】請求項２に記載の発明によると、旋回制動
領域での自動制動中にこの旋回制御に係わるセンサの異
常（例えば旋回操作レバーの操作量を検出する圧力セン
サ、旋回操作方向を検出する圧力スイッチ、あるいは旋
回角速度センサ等の故障）が発生したときでも、故障し
たセンサのフィードバック信号によらずに開ループで直
接的に旋回モータを制御して所定のカーブで減速させる
ので、旋回制御が暴走することなく、かつ、急に旋回停
止することなく滑らかに停止させることができる。これ
により、センサ異常による停止時でもブーム５に過大な
横荷重をかけることなく、また旋回角速度がアンダーシ
ュートすることなく確実に停止させることができる。し
たがって、請求項１の作用及び効果に加え、異常停止時
の荷振れが防止され、またクレーンの耐久性の向上を図
ることができる。

【００１６】請求項３に記載の発明は、旋回自在なブー
ム５の所定位置から荷９を吊り下げた状態でブーム５を
旋回させる時に旋回できない限界領域ＡＣを演算し、又
は予め記憶しておき、旋回操作レバー５１の操作量に応
じた旋回角速度の指令に基づいて旋回角速度を制御し、
旋回角度が前記限界領域ＡＣよりも所定角度手前の旋回
制動領域に侵入した場合に、この侵入直前の旋回操作レ
バー５１の操作量に応じた旋回角速度から所定のカーブ
で減速させてブーム５を自動停止させるようにしたクレ
ーンの旋回減速制御方法において、前記旋回制動領域で
の自動制動中に自動停止機能が解除されたときに、ブー
ム５を現在の旋回角速度から現在の前記旋回操作レバー
５１の操作量に応じた旋回角速度まで漸次所定のカーブ
で加速させる方法としている。

【００１７】請求項３に記載の発明によると、旋回制動
領域での自動制動中に、旋回自動停止機能がオペレータ
などにより意図的に又は誤って解除されたとき、旋回操
作レバーが高速旋回角速度に相当する位置に保持されて
いても、この時の旋回角速度から急激に加速されること
なく前記旋回操作レバーの操作指令に相当する角速度ま
で滑らかに加速される。したがって、旋回角速度がオー
バーシュートして振動的になり旋回動作が不安定になっ
たり、あるいは、ブーム５に過大な横荷重がかかって破
損したり寿命が低下することがない。この結果、荷振れ
を無くすことができると共に、クレーンの耐久性を向上
することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら実施
形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係わる移動式
クレーン１の側面図を示している。同図において、下部
走行体２の略中央部には旋回自在な旋回体３が配設され
ており、この旋回体３の上部には、起伏シリンダ４によ
り起伏自在に駆動され、かつ、図示しない伸縮シリンダ
により伸縮自在に駆動される多段ブーム５（以後、ブー
ム５と言う）が取着されている。そして、ブーム５の先
端部にはシーブ６が回転自在に取着されており、旋回体
３上に配設された図示しないウインチからのロープ７が
このシーブ６を経由して導出されている。ロープ７の先
端にはフック８が取り付けられており、フック８により
荷９が吊り下げられるようになっている。また、下部走
行体２の前後部の左右側面には、それぞれ側方に張り出
し可能で、かつ、地面に対して垂直方向に伸縮自在な車
体支持用シリンダを有するアウトリガ１１が配設されて
おり、吊り荷作業時にはこのアウトリガ１１が張り出さ
れて車体の安定が図られる。

【００１９】図２は本旋回減速制御装置に係わる限界領
域及び旋回制動領域の説明図であり、移動式クレーン１
の平面図により表している。同図では、図示で右側のア
ウトリガ１１の張出量Ｓａが左側の方よりも小さい場合
を示しており、この場合には右側側方に限界領域ＡＣ
（斜線で表される）が設定されている。すなわち、現在
のブーム５の長さ、ブーム５の起伏角度、及び荷９の重
量などに対応して、所定の限界領域ＡＣが設定される。
この限界領域ＡＣの両端の旋回停止角度をそれぞれθc
1，θc2とし、限界領域ＡＣの旋回中心Ｏａ寄りの旋回
半径をＲａとする。また、現在のブーム５の旋回半径を
Ｒｎとする。このとき、本旋回減速制御装置に係わる制
御方法においては、例えば右旋回中に前記旋回停止角度
θc1より所定の制動角度θｅだけ手前の減速開始角度に
達したら、所定の角加速度で減速を開始し、さらにこの
制動角度θｅに相当する旋回制動領域中を旋回して旋回
停止角度θc1に到達したら停止するようにしている。

【００２０】図３は、本旋回減速制御装置に係わるブロ
ック図を示している。同図において、本旋回減速制御装
置に係わる各種センサが移動式クレーン１の各所定位置
に配設されている。ブーム長センサ２１はブーム５の起
伏基端部から先端部までのブーム長Ｌａ（図１参照）を
検出しており、例えば、ブーム５内に内蔵された図示し
ないブーム伸縮用シリンダのストローク長を検出するリ
ニアセンサ、又はブーム５内に内蔵された図示しないワ
イヤの伸縮時の繰出し量を検出するセンサなどで構成す
ることができる。ブーム起伏角センサ２２はブーム５の
水平面に対する起伏角θａ、すなわち俯仰角度を検出し
ており、例えばブーム５の起伏中心軸の回転角度を検出
するエンコーダ等で構成することができる。また、ブー
ム起伏シリンダ圧力センサ２３は起伏シリンダ４のボト
ム室側圧力及びヘッド室側圧力を検出するものであり、
両圧力の差に基づいて起伏シリンダ４にかかる荷重値及
び荷９の重量が算出される。また、アウトリガ張出量セ
ンサ２５は、前記各アウトリガ１１のそれぞれの張出量
Ｓａを検出しており、例えばエンコーダ等で構成され
る。そして、旋回角センサ２６は旋回角度の基準位置
（例えば下部走行体２の前方方向）に対する旋回角度を
検出しており、例えば旋回中心に配設された図示しない
旋回スイベル装置などに取着されるポテンショメータや
エンコーダ等で構成される。

【００２１】旋回角速度センサ２７は、例えば後述する
旋回モータの回転軸、あるいは前記旋回スイベル装置の
回転軸などに取着されるエンコーダ等によって構成さ
れ、この旋回角速度センサ２７から出力されるパルス列
の単位時間当たりパルス数を計数することにより旋回角
速度を算出することができる。また、ロープ長センサ２
８は図示しないウィンチから繰出されるロープ７の長さ
を検出しており、例えばこのウィンチの回転数を検出す
るエンコーダやパルス発生器等で構成することができ
る。これらの各センサの検出信号は後述する制御器３０
に入力されるようになっている。

【００２２】旋回制御油圧回路４０は、旋回操作レバー
５１の操作量に応じて旋回モータ４１の回転速度及び方
向を制御すると共に、後述する制御器３０からの制御量
に基づいて旋回モータ４１の回転速度を制御するように
構成された油圧回路である。この旋回制御油圧回路４０
において、チャージポンプ４８は管路６１を経由して手
動操作弁５２にパイロット１次圧力を供給している。手
動操作弁５２はこのパイロット１次圧力を入力して旋回
操作レバー５１の操作量に応じたパイロット２次圧力を
出力する操作弁（ＰＰＣ弁）であり、右旋回操作時又は
左旋回操作時にこのパイロット２次圧力をそれぞれ管路
６２，６３に出力する。これらの管路６２，６３は、そ
れぞれ圧力制御弁４５，４６を介して方向切換弁４２の
パイロット操作部４２ｄ，４２ｅに接続されている。圧
力制御弁４５，４６からの戻り油は管路６６を介してタ
ンク５０へドレーンされるようになっている。また、管
路６１と管路６６との間には、チャージポンプ４８から
のパイロット油圧の圧力が所定圧力値でリリーフするよ
うにリリーフ弁が接続されている。

【００２３】メインポンプ４３から吐出された圧油は管
路６４及び方向切換弁４２を介して旋回モータ４１に供
給され、旋回モータ４１からの戻り油は方向切換弁４２
及び管路６５を介してタンク４７にドレーンするように
なっている。方向切換弁４２のスプールが中立位置ａに
あるときは、メインポンプ４３からの圧油はタンク４７
にドレーンし、パイロット操作部４２ｄ又はパイロット
操作部４２ｅに前記パイロット２次圧力が入力されてス
プールが位置ｂ又は位置ｃに移動したときは、このパイ
ロット圧力の大きさに比例した油量が旋回モータ４１に
供給され、旋回モータ４１はこの油量に応じた回転速度
で右旋回方向又は左旋回方向に回転するようになってい
る。又、管路６４と管路６５との間にはメインリリーフ
弁４４が接続されており、メインリリーフ弁４４はメイ
ンポンプ４３の吐出圧油を所定圧力でリリーフする。

【００２４】又、管路６２及び管路６３にはそれぞれ圧
力スイッチ５３，５４が接続されている。この圧力スイ
ッチ５３，５４は旋回操作レバー５１の操作方向を検出
するものであり、手動操作弁５２が出力した右旋回操作
又は左旋回操作のパイロット２次圧力が所定値以上にな
ったときにそれぞれの出力接点信号をオンして制御器３
０に出力する。また、両管路６２，６３の間にはチェッ
ク弁を介して圧力センサ５５が接続されている。この圧
力センサ５５は旋回操作レバー５１の右旋回操作時及び
左旋回操作時の操作量を検出するものであり、この操作
量に応じたパイロット２次圧力の圧力値を制御器３０に
出力する。

【００２５】圧力制御弁４５，４６はそれぞれソレノイ
ド操作部４５ａ，４６ｂに入力された指令値に応じてパ
イロット２次圧力を制御しており、各ソレノイド操作部
４５ａ，４６ｂには制御器３０から制御量が出力される
ようになっている。

【００２６】制御器３０は例えばマイクロコンピュータ
などを主体にしたコンピュータ装置から構成されてお
り、前記各センサからの検出信号を入力して後述する所
定の演算処理を行い、旋回制御油圧回路４０への所定の
制御指令を演算して出力する。この制御器３０は、限界
域算出部３１、吊荷振れ周期算出部３２、目標減速角速
度算出部３４、旋回制御量算出部３５、旋回自動停止解
除スイッチ３６及び異常停止判断部３７を備えている。

【００２７】限界域算出部３１は、ブーム起伏シリンダ
圧力センサ２３からの圧力信号と、ブーム長センサ２１
からのブーム長信号と、ブーム起伏角センサ２２からの
起伏角度信号とに基づいて、現在の荷９の重量及び実負
荷モーメントを算出する。さらに、この求めた重量及び
実負荷モーメントと、アウトリガ張出量センサ２５から
の張出量に基づいて、移動式クレーン１が転倒しないた
めの安全率を考慮した旋回及び起伏の限界領域ＡＣを求
めて、この限界領域ＡＣに対応した旋回停止角度θc1，
θc2及び旋回半径Ｒａを算出する。算出された旋回停止
角度θc1，θc2及び旋回半径Ｒａは旋回制御量算出部３
５に出力される。

【００２８】吊荷振れ周期算出部３２は、ブーム長セン
サ２１からのブーム長信号と、ロープ長センサ２８から
のロープ長信号とに基づいて、ロープ長とブーム長の差
を演算してシーブ６から荷９までのロープ７の長さＭａ
（図１参照）を算出する。そして、算出したロープ７の
長さＭａに基づいて、以下のような数１により、吊って
いる荷９の振れ周期Ｔａを算出する。この振れ周期Ｔａ
は、目標減速角加速度算出部３４に出力される。

【数１】 Ｔａ＝２π（Ｍａ／ｇ）^1/2

【００２９】目標減速角加速度算出部３４は、この振れ
周期Ｔａに基づいて制動に要する時間（以後制動時間と
いう）ｔ１を算出する。この制動時間ｔ１は、図４に示
すように前記振れ周期Ｔａの整数倍に設定される。この
ことは、例えば特公平８−５６２３号公報に記載されて
いるように、制動開始直前の吊り荷の振れ角度及び振れ
角速度が共に零である、すなわち荷９の振れが無いと言
う初期条件の下では、制動開始した時点から時間ｎＴａ
（ｎは自然数）後に旋回が完全停止するように旋回角加
速度を設定すれば、荷９の振れを発生させずに旋回を停
止させることができるという技術的な根拠に基づくもの
である。このとき、自然数ｎの大きさは、ブーム５に対
して過大な横荷重をかけないように、所定の許容最大角
加速度αｍ以下となるように設定される。すなわち、旋
回角速度センサ２７により現在の旋回角速度ω０（図４
を参照）を検出し、この角速度が上記制動時間ｔ１後に
零になるように角加速度を演算し、この演算した角加速
度が前記許容最大角加速度αｍ以下となるような前記自
然数ｎを求めて、目標の角加速度を算出する。この算出
した制動時間ｔ１及び角加速度は、旋回制御量算出部３
５に出力される。

【００３０】旋回自動停止解除スイッチ３６は、旋回中
にブーム５が前記制動領域に入ったときに、自動旋回停
止をさせるか否かを選択するスイッチであり、例えば、
移動式クレーン１の故障修理や保守点検の時などに前記
制動領域内にブーム５が停止していても、強制的に旋
回、伸縮及び起伏ができるように自動停止機能を解除し
て、ブーム５を移動できるようにするためのスイッチで
ある。この旋回自動停止解除スイッチ３６からは、選択
された機能に応じて、解除又は自動停止のいずれかの信
号が出力され、この信号は旋回制御量算出部３５に入力
される。

【００３１】異常停止判断部３７は、旋回制御に係わる
センサ、例えば旋回操作レバー５１の操作量を検出する
圧力センサ５５や、旋回操作方向を検出する圧力スイッ
チ５３，５４や、あるいは旋回角速度センサ２７等の異
常が発生したか否かを判断し、異常発生と判断したとき
は異常停止指令を旋回制御量算出部３５に出力する。な
お、この異常発生したかの判断は、例えば以下のように
行うことができる。圧力センサ５５の場合は、例えば、
その出力電圧が所定の正常な出力電圧範囲以内にあるか
否かにより判断できる。エンコーダからなる旋回角速度
センサ２７の場合は、例えば、そのエンコーダの出力パ
ルス信号による旋回方向と、旋回角センサ２６からの旋
回角度による旋回方向との比較を行って一致するか否か
で判断できる。また、圧力スイッチ５３，５４の場合に
も、上記旋回方向との比較を行うことにより判断でき
る。

【００３２】旋回制御量算出部３５は、旋回角センサ２
６からの旋回角度信号と、限界域算出部３１からの旋回
停止角度θc1，θc2及び旋回半径Ｒａとを入力し、さら
に、目標減速角加速度算出部３４から現在の旋回角速度
に対する制動時間ｔ１及び目標の角加速度を入力する。
そして、現在の旋回角速度ω０から前記目標の角加速度
で減速する場合に必要な制動角度θｅを角速度の積分に
より算出し、前記旋回停止角度θc1，θc2より前記算出
した制動角度θｅだけ手前の旋回制動領域の減速開始旋
回角度θd1，θd2（図２参照）を算出する。つぎに、現
在の旋回角度が、この減速開始旋回角度θd1，θd2、前
記旋回停止角度θc1，θc2、及び旋回半径Ｒａの境界線
に囲まれた前記旋回制動領域以内に入ったか否か判断す
る。そして、入ってないときは、通常の旋回角速度制御
処理を行う。すなわち、圧力センサ５５から前記旋回操
作レバー５１の操作量に応じたパイロット２次圧力の圧
力値（旋回角速度の操作指令に対応する）を入力し、こ
の圧力値以上の制御量を前記圧力制御弁４５，４６のソ
レノイド操作部４５ａ，４５ｂに出力する。

【００３３】また、現在の旋回角度が前記旋回制動領域
以内に入ったときは、つぎに、旋回自動停止解除スイッ
チ３６からの解除信号が入力されているか否か判断し、
解除信号が入力されているときは、旋回制動領域に入る
直前の旋回角速度を旋回角速度センサ２７から入力して
この旋回角速度を維持する。また、前記解除信号が入力
されてないとき、つまり自動停止機能が選択されている
ときは、前記目標減速角加速度算出部３４により算出さ
れた目標の角加速度で減速するように制御量を演算し、
この制御量を前記圧力制御弁４５，４６のソレノイド操
作部４５ａ，４５ｂに出力する。なお、この自動制動制
御時には、旋回角速度センサ２７から入力する角速度信
号をフィードバック信号として、前記演算された角加速
度に基づく角速度指令値とこのフィードバック信号との
差が小さくなるように制御量を演算し出力する。

【００３４】さらに、この自動制動中にも前記解除信号
が入力されたか否かを継続的にチェックし、解除信号が
入力されたときには、図５に示すように直ちにこの自動
制動制御を中断し、この中断時の旋回角速度から旋回操
作レバーで指令された旋回角速度ω０まで、前記許容最
大角加速度αｍを超えないような所定角加速度で滑らか
に加速するように、所定のカーブに沿って増加する制御
量を演算して出力する。なお図５では直線的に加速する
ようにしているが、これに限定されず、例えば加速度を
台形的に変化させるようなカーブで加速してもよい。こ
のとき、旋回角速度センサ２７から入力する角速度信号
をフィードバック信号として、前記演算された所定のカ
ーブに基づく角速度指令値とこのフィードバック信号と
の差が小さくなるように制御量を演算し出力する。な
お、ここで、例えば停止状態から出力可能な最大角速度
まで加速しても前記最大角加速度αｍを超えないような
所定の加速時間Ｔｓを設定し、前記加速時には、加速開
始時の角速度から前記旋回角速度ω０までこの設定され
た加速時間Ｔｓで加速するようにしてもよい。

【００３５】また、旋回制御中に異常停止判断部３７か
ら異常停止指令が入力されたときには、故障したセンサ
のフィードバック信号によらずに開ループで直接的に旋
回モータを制御して減速させる。すなわち、旋回モータ
４１が現在の角速度から所定の角加速度で減速して停止
するように制御量を演算し、この制御量によりフィード
バック信号との比較なしに直接旋回モータ４１を制御す
るようにしている。

【００３６】次に、以上の構成による作用を説明する。
右旋回時と左旋回時の作用は同じであるので、以下の説
明では右旋回の場合について説明する。いま、ブーム５
の先端部が図２に示した位置Ｂ１にあるとき、限界域算
出部３１は、現在のブーム５の姿勢（すなわち、起伏角
度及びブーム長）及び荷９の重量値に基づいて限界領域
ＡＣを算出する。また、これとともに、吊荷振れ周期算
出部３２は現在のロープ７の長さＭａを算出してこの時
の荷９の振れ周期Ｔａを求め、各目標減速角加速度算出
部３４はこの振れ周期Ｔａに基づいて現在の角速度に対
応する角加速度を算出する。そして、旋回制御量算出部
３５は、前記算出された限界領域ＡＣの作業半径Ｒａと
現在の旋回半径Ｒｎとを比較して、旋回半径Ｒｎの方が
小さい場合には全周旋回可能なので、通常の旋回角速度
制御を行う。すなわち、旋回制御量算出部３５は、圧力
センサ５５により検出した手動操作弁５２のパイロット
２次圧力以上の圧力設定値を圧力制御弁４５，４６のソ
レノイド操作部４５ａ，４６ａに出力する。これによっ
て、旋回操作レバー５１の操作量に応じた２次パイロッ
ト圧力が方向切換弁４２のパイロット操作部４２ｄ，４
２ｅ（右旋回時は、パイロット操作部４２ｄ）に入力さ
れ、旋回モータ４１が右旋回方向に回転して旋回体３は
前記操作量に比例した角速度で旋回する。

【００３７】また、旋回制御量算出部３５は、旋回半径
Ｒｎの方が限界領域ＡＣの作業半径Ｒａよりも大きい場
合には旋回中に限界領域ＡＣに侵入する可能性があると
判断し、前記通常の旋回角速度制御の間、自動旋回制動
の制御を開始するか否かをチェックする。すなわち、旋
回自動停止解除スイッチ３６から解除信号が入力されて
ないときには、自動旋回制動を行うために、圧力スイッ
チ５３，５４からの出力信号、又は旋回角速度センサ２
７からの出力信号により、右旋回か左旋回かを判断し、
右旋回の場合は、旋回角センサ２６から入力した旋回角
度が前記限界領域ＡＣの右旋回方向からの手前の旋回制
動領域（図２における旋回角度θｅに相当）に入ったか
否かをチェックする。そして、旋回制動領域に入ったと
きは、この直前の角速度に対応して求められた前記角加
速度に基づいてこの角速度から減速して停止するよう
に、所定カーブで漸減する制御量を圧力制御弁４５，４
６の各ソレノイド操作部４５ａ，４６ａ（右旋回時は、
ソレノイド操作部４５ａ）に出力する。これによって、
方向切換弁４２のパイロット操作部４２ｄには、減速開
始直前の旋回操作レバー５１の操作量に比例した２次パ
イロット圧力から上記減速のカーブに沿った所定勾配で
漸減するパイロット圧力が入力され、旋回モータ４１が
右旋回方向に徐々に減速して旋回体３は滑らかに停止す
る。

【００３８】そして、この自動旋回制動領域での自動制
動時に旋回自動停止解除スイッチ３６からの解除信号が
入力された場合には、旋回制御量算出部３５は直ちに自
動制動制御を中断し、この中断した角速度から旋回操作
レバー５１の操作量相当の角速度まで所定の角加速度以
下で滑らかに加速されるように、制御量を算出して圧力
制御弁４５，４６に出力する。これによって、自動制動
が中断した時にオペレータにより旋回操作レバー５１が
高速旋回指令の位置のまま保持されていたとしても、旋
回角速度が急激に加速されることがなく、旋回操作レバ
ー５１の操作量に相当する角速度まで滑らかに加速され
る。この結果、角速度がオーバーシュートせずに前記操
作量に相当する角速度まで加速され、また過大な横荷重
がブーム５にかかることが無いので、ブーム５の耐久性
が向上する。そして、この後オペレータは、手動操作に
よりブーム５が限界領域ＡＣに侵入しないように旋回速
度を制御することができる。

【００３９】また、自動旋回制動領域での自動制動中
に、あるいは通常の旋回角速度制御中に、旋回制御に係
わるセンサの異常が発生したときでも、故障したセンサ
のフィードバック信号によらずに開ループで直接的に旋
回モータを制御して減速させるので、旋回制御が暴走す
ることなく、かつ、急に旋回停止することなく滑らかに
停止させることができる。これにより、センサ異常によ
る停止時でもブーム５に過大な横荷重をかけることな
く、また旋回角速度がアンダーシュートすることなく確
実に停止させることができる。

【００４０】以上の説明は右旋回時について行ったが、
左旋回時についても同様の作用により、限界領域ＡＣの
所定角度手前の左旋回制動領域に侵入したときは、荷振
れを発生させずに、かつ、滑らかに所定の角加速度以下
で旋回停止させ、限界領域ＡＣの手前で停止させること
ができる。また、自動制動中に旋回自動停止解除スイッ
チ３６の解除信号が入力されたときは、急激に加速する
ことなく、旋回操作レバー５１の操作量に相当する角速
度まで滑らかに加速される。

【００４１】このように、旋回自動停止解除スイッチ３
６が自動停止解除となってない場合には、旋回時に自動
制動で荷振れなく停止することができ、また、この自動
制動時の旋回自動停止解除スイッチ３６がオペレータの
誤操作や意図的な操作により解除された場合には、滑ら
かに加速することができる。したがって、ブーム５に旋
回方向の過大な荷重がかかることがなくなり、ブーム５
が破損することを未然に防止することが可能となり、耐
久性が向上する。

【００４２】なお、上記の実施形態では移動式クレーン
１を例にとって説明しているが、本発明に係わる旋回減
速制御装置及びその制御方法の制御対象は移動式クレー
ン１に限定されるものではない。すなわち、ブームの旋
回範囲において、ブームと障害物との干渉防止やクレー
ン転倒防止等のために、旋回できない限界領域ＡＣを有
すると共に、この限界領域ＡＣに侵入する手前で旋回角
速度を自動的に減速させて停止させるような旋回自動停
止機能を有し、この旋回自動停止機能の解除を選択でき
るようになっているクレーンであればよい。

【００４３】また、以上の説明では、旋回制御回路にお
いて、旋回操作レバー５１の操作量に応じたパイロット
２次圧力を出力する手動操作弁５２、及びこのパイロッ
ト２次圧力により制御される方向切換弁４２を採用して
いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。例えば、電気的な操作指令信号を出力する電気式
旋回操作レバー、及び電気的な指令信号により駆動され
るソレノイド式切換弁を採用し、前記操作指令信号に基
づいて旋回自動制動時の減速及び加速の制御信号をソレ
ノイド式切換弁に出力するような電気制御回路を構成す
ることによっても適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる移動式クレーンの概要を説明す
る側面図である。

【図２】本発明に係わる移動式クレーンの限界領域及び
旋回制動領域の説明図である。

【図３】本発明に係わる移動式クレーンの旋回減速制御
装置の制御ブロック図を示す。

【図４】本発明に係わる移動式クレーンの旋回制動制御
時の角速度カーブを表す。

【図５】本発明に係わる旋回制動制御中の旋回自動停止
解除時の角速度カーブを表す。

【図６】従来技術に係わる移動式クレーンの概要側面図
を示す。

【図７】従来技術に係わる旋回停止領域及び制動領域の
説明図を示す。

【図８】従来技術に係わる旋回減速制御装置の制御ブロ
ック図を示す。

【図９】従来技術に係わる旋回自動停止解除時の角速度
カーブを表す。

【符号の説明】

１…移動式クレーン、２…下部走行体、３…旋回体、５
…ブーム、９…荷、１１…アウトリガ、２１…ブーム長
センサ、２２…ブーム起伏角センサ、２３…ブーム起伏
シリンダ圧力センサ、２５…アウトリガ張出量センサ、
２６…旋回角センサ、２７…旋回角速度センサ、２８…
ロープ長センサ、３０…制御器、３１…限界域算出部、
３２…吊荷振れ周期算出部、３４…目標減速角加速度算
出部、３５…旋回制御量算出部、３６…旋回自動停止解
除スイッチ、４１…旋回モータ、４３…メインポンプ、
４５，４６…圧力制御弁、５１…旋回操作レバー、５２
…手動操作弁、５３，５４…圧力スイッチ、５５…圧力
センサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回自在な旋回体(3)と、旋回体(3)の上
   部に配設されたブーム(5)と、旋回体(3)を旋回させる旋
   回モータ(41)と、旋回体(3)の旋回角度を検出する旋回
   角センサ(26)と、オペレータが操作する操作量に応じた
   旋回角速度の操作指令を出力する旋回操作レバー(51)
   と、ブーム(5)の所定位置から荷(9)を吊り下げた状態で
   旋回体(3)を旋回動作する時に旋回できない限界領域(A
   C)を演算し、又は予め記憶しておき、前記旋回操作レバ
   ー(51)の操作指令に基づいて旋回モータ(41)を制御する
   指令を演算して旋回角速度を制御し、前記旋回角センサ
   (26)から入力する旋回角度が前記限界領域(AC)よりも所
   定角度手前の旋回制動領域に侵入した場合に、この侵入
   直前の旋回操作レバー(51)の操作指令に相当する旋回角
   速度から所定のカーブで減速させる指令を演算して前記
   旋回モータ(41)を制御し、旋回体(3)を自動停止させる
   制御器(30)とを備えたクレーンの旋回減速制御装置にお
   いて、 前記旋回制動領域での自動停止機能を解除するか又は作
   動させるかが選択され、解除が選択されたとき解除信号
   を出力する旋回自動停止解除スイッチ(36)を設けると共
   に、 前記制御器(30)は、前記旋回制動領域での自動制動中に
   前記旋回自動停止解除スイッチ(36)から解除信号を入力
   したときに、旋回体(3)を現在の旋回角速度から現在の
   前記旋回操作レバー(51)の操作指令に相当する旋回角速
   度まで漸次所定のカーブで加速させる指令を演算して前
   記旋回モータ(41)を制御することを特徴とするクレーン
   の旋回減速制御装置。
2. 【請求項２】 旋回自在な旋回体(3)と、旋回体(3)の上
   部に配設されたブーム(5)と、旋回体(3)を旋回させる旋
   回モータ(41)と、旋回体(3)の旋回角度を検出する旋回
   角センサ(26)と、オペレータが操作する操作量に応じた
   旋回角速度の操作指令を出力する旋回操作レバー(51)
   と、ブーム(5)の所定位置から荷(9)を吊り下げた状態で
   旋回体(3)を旋回動作する時に旋回できない限界領域(A
   C)を演算し、又は予め記憶しておき、前記旋回操作レバ
   ー(51)の操作指令に基づいて旋回モータ(41)を制御する
   指令を演算して旋回角速度を制御し、前記旋回角センサ
   (26)から入力する旋回角度が前記限界領域(AC)よりも所
   定角度手前の旋回制動領域に侵入した場合に、この侵入
   直前の旋回操作レバー(51)の操作指令に相当する旋回角
   速度から所定のカーブで減速させる指令を演算して前記
   旋回モータ(41)を制御し、旋回体(3)を自動停止させる
   制御器(30)とを備えたクレーンの旋回減速制御装置にお
   いて、 前記制御器(30)は、前記旋回制動領域での自動制動中
   に、旋回制御に係わるセンサ異常を検出したとき、旋回
   体(3)を現在の旋回角速度から所定のカーブで減速して
   停止させるように旋回モータ(41)を制御することを特徴
   とするクレーンの旋回減速制御装置。
3. 【請求項３】 旋回自在なブーム(5)の所定位置から荷
   (9)を吊り下げた状態でブーム(5)を旋回させる時に旋回
   できない限界領域(AC)を演算し、又は予め記憶してお
   き、旋回操作レバー(51)の操作量に応じた旋回角速度の
   指令に基づいて旋回角速度を制御し、旋回角度が前記限
   界領域(AC)よりも所定角度手前の旋回制動領域に侵入し
   た場合に、この侵入直前の旋回操作レバー(51)の操作量
   に応じた旋回角速度から所定のカーブで減速させてブー
   ム(5)を自動停止させるようにしたクレーンの旋回減速
   制御方法において、 前記旋回制動領域での自動制動中に自動停止機能が解除
   されたときに、ブーム(5)を現在の旋回角速度から現在
   の前記旋回操作レバー(51)の操作量に応じた旋回角速度
   まで漸次所定のカーブで加速させることを特徴とするク
   レーンの旋回減速制御方法。