WO2000021868A1 - Dispositif de prevention de surenroulement pour un treuil - Google Patents

Dispositif de prevention de surenroulement pour un treuil Download PDF

Info

Publication number
WO2000021868A1
WO2000021868A1 PCT/JP1999/005672 JP9905672W WO0021868A1 WO 2000021868 A1 WO2000021868 A1 WO 2000021868A1 JP 9905672 W JP9905672 W JP 9905672W WO 0021868 A1 WO0021868 A1 WO 0021868A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
deceleration
speed
winch drum
winch
predetermined
Prior art date
Application number
PCT/JP1999/005672
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shinobu Higashi
Kazuhisa Ishida
Kouji Funato
Toshimi Sakai
Masami Ochiai
Teruo Igarashi
Akira Nakayama
Tsutomu Udagawa
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. filed Critical Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
Priority to US09/807,460 priority Critical patent/US6644629B1/en
Priority to DE19983644T priority patent/DE19983644T1/de
Publication of WO2000021868A1 publication Critical patent/WO2000021868A1/ja

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28Other constructional details
    • B66D1/40Control devices
    • B66D1/48Control devices automatic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/54Safety gear
    • B66D1/56Adaptations of limit switches

Definitions

  • Winch overwind prevention device This application is based on Japanese Patent Application No. 1991/1976 (filed on October 14, 2010), the contents of which are cited. Incorporated here.
  • TECHNICAL FIELD The present invention relates to a winch overwind prevention device for stopping hoisting of a suspended object such as a hook in a crane working machine.
  • a so-called hook overwinding prevention device that detects excessive winding of a hook and stops driving of a hoisting winch is disclosed in, for example, Japanese Utility Model Registration No. 25552539. There are things.
  • a stop switch that turns on when the hook is wound up by a predetermined amount or more is provided at the end of the boom, and the hydraulic oil from the hydraulic pump is unloaded by turning on the stop switch. As a result, the supply of pressure oil from the hydraulic pump to the hydraulic motor is stopped, and the driving of the winch is stopped.
  • the apparatus described in the above publication further includes a speed regulating switch below the stop switch, and the passage of hydraulic oil by turning on the speed regulating switch. Restricts the area of the oil passage (fixed restriction) and limits the amount of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic motor. As a result, the driving speed of the winch is reduced, and thereafter, even if the hook overwinding prevention device is activated by turning on the stop switch, the suspended object does not greatly jump up, and the winding of the hook is immediately performed. Stopped.
  • the deceleration start position is determined by the mounting position of the speed regulating switch, and the rate of deceleration (deceleration) is determined by the size of the fixed throttle. Has nothing to do with the size of Therefore, if the deceleration start position and the rate of deceleration are set in accordance with high-speed winding, the deceleration start timing for low-speed winding will be too early, and work efficiency will deteriorate.
  • An object of the present invention is to provide a winch overwind prevention device capable of stopping hoisting of a suspended load at an optimum timing without deteriorating work efficiency or jumping of a suspended object.
  • a winch drum driven up and down by a command from an operation lever, and a suspended object which moves up and down by taking up a winding rope wound around a winch drum.
  • a winch overwinding prevention device including a stop switch that operates when it is wound up to a predetermined stop position, and a stop device that stops driving of a winch drum by operating the stop switch.
  • a speed detecting device for detecting the hoisting speed; a speed reducing device for reducing the driving of the winch drum when the suspended object reaches a predetermined deceleration start position; and a speed detecting device for detecting the hoisting speed of the suspended object detected by the speed detecting device.
  • a deceleration control device that calculates the deceleration of the winch drum and controls the drive of the reduction gear by a deceleration command according to the deceleration.
  • the deceleration control device stops the winch drum at a predetermined stop position regardless of the hoisting speed detected by the speed detection device. It is preferable to calculate the deceleration so that the immediately preceding drive speed becomes a predetermined speed. Further, the deceleration control device calculates the deceleration so that the drive speed of the winch drum becomes a predetermined speed at the deceleration end position located between the deceleration start position and the predetermined stop position, and decelerates from the deceleration start position. The deceleration command corresponding to the deceleration is output until the end position is reached, and the constant speed command corresponding to the predetermined speed is output from the deceleration end position to the stop position to control the drive of the reduction gear. preferable.
  • Another winch over-winding prevention device provided with a stop switch that operates at a time and a stop device that stops driving of a winch drum by operating the stop switch includes a speed detection device that detects a winding speed of a suspended object.
  • a position detection device that outputs a signal according to the lifting position of the suspended object, a speed reduction device that reduces the driving of the winch drum, and a deceleration start position according to the winding speed of the suspended object detected by the speed detection device.
  • the deceleration control device outputs a deceleration command for decelerating the drive speed of the winch drum at a constant deceleration, and the drive speed immediately before the stop at the predetermined stop position of the winch drum is reduced. It is preferable to calculate the deceleration start position so as to reach a predetermined speed. Further, the deceleration control device calculates the deceleration start position so that the winch drum drive speed becomes the predetermined speed at the deceleration end position located between the deceleration start position and the predetermined stop position, and ends the deceleration from the deceleration start position.
  • the deceleration control device also calculates the deceleration of the winch drum according to the hoisting speed of the suspended object detected by the speed detection device, and outputs a signal output from the position detection device. When it is detected that the suspended object reaches the deceleration start position, it is preferable to output a deceleration command corresponding to the deceleration to control the drive of the reduction gear.
  • a winch drum that is driven up and down by a command from the operation lever and a winding rope wound around the winch drum are taken up.
  • a suspended object that moves up and down by unreeling is wound up to a predetermined stop position.
  • the other winch overwind prevention device provided with a stop switch that operates when the suspension switch is activated and a stop device that stops driving the winch drum by operating the stop switch, when the suspended object reaches a predetermined deceleration start position.
  • a deceleration device that decelerates the driving of the winch drum, and outputs a deceleration command from the deceleration start position to the specified deceleration end position from the deceleration start position, and outputs a constant speed command from the deceleration end position to the stop position.
  • a deceleration control device for controlling the driving of the speed reduction device.
  • the reduction gear controls a physical quantity having a correlation with the motor rotation speed of the hydraulic motor driving the winch drum
  • the deceleration control device drives the operation lever to lower the operation lever. It is preferable to reset the output of the deceleration command.
  • the stopping device has a negative brake device for stopping the driving of the winch drum.
  • winch drum is driven up / down by commands from the operation lever, and the lifting object is lifted up / down by winding / unwinding the hoisting rope wound on the winch drum.
  • Another winch overwind prevention device which includes a stop switch that operates when the stop switch is activated and a stop device that stops driving the winch drum by operating the stop switch, outputs a signal corresponding to the lifting position of the suspended object.
  • a position detecting device for outputting a speed reducing device for decelerating the driving of the winch drum, and a position detecting device detect a deceleration start position set in accordance with a predetermined maximum hoisting speed of the suspended object, A deceleration control device that outputs a predetermined deceleration command to control the driving of the speed reduction device.
  • the deceleration control device outputs a deceleration command for decelerating the drive speed of the winch drum at a constant deceleration, and the drive speed immediately before the stop at the predetermined stop position of the winch drum is reduced. It is preferable to set the deceleration start position so as to have a predetermined speed.
  • the winch drum is decelerated at a deceleration corresponding to the hoisting speed of the suspended object, and the deceleration start position is changed according to the hoisting speed of the suspended object. Therefore, the hoisting speed immediately before stopping can be set to a predetermined low speed regardless of the hoisting speed immediately before deceleration. This makes it possible to stop the suspended load at an optimal timing according to the hoisting speed. In addition, the work efficiency does not deteriorate and the suspended object does not jump. Furthermore, since the deceleration command is terminated before the suspended object reaches the stop position and the winch is driven at a constant speed, the winch is started at a predetermined speed that is not affected by assembly errors at the stop position. Can be stopped.
  • FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing a configuration of a winch overwind prevention device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing control characteristics (secondary pressure with respect to a control signal) of the electromagnetic proportional valve according to the embodiment of the present invention.
  • 3A and 3B are views for explaining various constants of the winch overwind prevention device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining processing in a controller constituting the winch overwinding prevention device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing operating characteristics (relationship between hook position and hook speed) of the winch overwinding prevention device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a control signal output to a hook position of the winch overwinding prevention device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram showing a configuration of a winch overwinding prevention device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining processing in a controller constituting the winch overwinding prevention device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows a configuration of a winch overwinding prevention device according to a third embodiment of the present invention. The hydraulic circuit diagram shown.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining processing in a controller constituting a winch overwind prevention device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining a deceleration control process among the processes in the controller shown in FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing a relationship between hook capacity and hook capacity of the winch overwinding prevention device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the hook position and the pump capacity of the winch overwinding prevention device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a hook position of a winch overwinding prevention device and a rotation speed of a prime mover according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a hydraulic circuit diagram showing a configuration of a winch overwind prevention device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a view showing control characteristics (a pilot flow rate with respect to a control signal) of the electromagnetic proportional valve according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a flowchart for explaining processing in a controller constituting a winch overwinding prevention device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a hydraulic circuit diagram showing another configuration of the winch overwind prevention device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram showing another operation characteristic (relation between hook position and hook speed) of the winch overwind prevention device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram showing another operation characteristic (relation between hook position and hook speed) of the winch overwinding prevention device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a view showing still another operating characteristic (relation between hook position and hook speed) of the winch overwinding prevention device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram showing operating characteristics (relationship between hook position and hook speed) of the winch overwinding prevention device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a view showing a control signal output to a hook position of the winch overwind prevention device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a flowchart for explaining processing in a controller constituting the winch overwind prevention device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing a configuration of a winch overwind prevention device according to a first embodiment of the present invention.
  • the overwinding prevention device according to the first embodiment includes a fixed displacement main pump 1 driven by a prime mover M, and a fixed displacement driven by pressure oil discharged from the main pump 1.
  • Type hydraulic motor 2 a directional control valve 3 for controlling the flow of hydraulic oil supplied from the main pump 1 to the hydraulic motor 2, and a hoisting winch which is driven by the driving torque from the hydraulic motor 2.
  • a brake device 5 for braking the drum 4 1 of the hoisting winch 4
  • an electromagnetic switching valve (hereinafter, simply referred to as an electromagnetic valve) 6 for controlling the driving of the brake device 5, and a hoisting winch 4 by an operator.
  • a pilot valve 8A and 8B operated by the operating lever 7, and a pilot pump 9 for supplying pressure oil to the pilot valves 8A and 8B.
  • Direction control from pilot valve 8B Electromagnetic proportional pressure reducing valve 10 (hereinafter, simply referred to as an electromagnetic proportional valve) that controls pilot pressure P 2 supplied to pilot port 3 B of control valve 3, electromagnetic valve 6 and electromagnetic proportional valve 10 And a controller 20 for outputting a control signal.
  • the brake device 5 has a brake cylinder 5 a for driving a brake pad for pressing the brake drum 41 a integral with the drum 41, and switching of the solenoid valve 6 allows the hydraulic oil to be applied to the brake cylinder 5 a.
  • the supply is controlled.
  • the solenoid valve 6 is switched to the position (a) by an off signal from the controller 20 and is switched to the position (b) by an on signal.
  • the solenoid valve 6 is switched to the position (a)
  • the rod-side oil chamber of the brake cylinder 5a communicates with the tank, and the cylinder 5a is extended by the urging force of the panel provided on the brake cylinder 5a.
  • a braking force is applied to the brake drum 41a via the brake pad, and the brake is brought into the operating state.
  • a hoisting rope 42 is wound around the drum 41 of the hoisting winch 4, and the hoisting rope 42 is connected to the hook F via a point sieve 43 provided at the end of the boom BM. I have.
  • the driving torque of the hydraulic motor 2 is transmitted to the hoisting winch 4 via the speed reducer 11, and when the hoisting winch 4 is driven to hoist down, the hoisting rope 4 2 is wound up by the drum 4 1 or
  • the hook F is raised and lowered.
  • a rotation detector 21 such as a rotary encoder for detecting the rotation amount 0 of the drum 41, and a lift gauge for detecting the position of the hook F is provided in a cab (not shown). 22 are provided.
  • the lift meter 22 performs zero reset at a preset reference point and counts a signal from the rotation detector 21 to detect a hook position from the reference point.
  • a weight 23 A suspended from the boom BM and a hook overwinding switch 23 B are provided near the point shim 43.
  • the hook F is excessively wound by the winding rope 42, the weight 23 is lifted and the hook winding switch 23B is turned off.
  • the hook overwinding switch 23B is turned off, the hook overwinding device is operated, and the driving of the winding winch 4 is stopped as described later.
  • Pressure switches 24A and 24B are provided between the pilot valve 8A and the pilot port 3A of the directional control valve 3 and between the pilot valve 8B and the solenoid proportional valve 10, respectively. Sensitivity is set so that 24 A and 24 B are turned on even by a slight pilot pressure from pilot valves 8 A and 8 B. That is, the pressure switch 24 A,
  • the prime mover M is provided with a rotational speed sensor 25 for detecting the prime mover rotational speed n.
  • the hoisting winch 4 is provided with a clutch device that is disconnected in association with the operation of the operation lever 7 and a brake device that is released by operating the pedal Z, but these are not shown.
  • the rotation detector 21, the lift gauge 22, the hook overwinding switch 23 B, the pressure switch 24 A.24B, and the rotation speed sensor 25 are connected to the controller 20. ing.
  • the controller 20 is connected to each of these detectors 21, 22, 25 and switch 2.
  • control signal I I max
  • the primary pressure P1 from the shutoff valve 8B is supplied to the pilot port 3B of the directional control valve 3 without pressure reduction.
  • the pilot port 3 B of the switching valve 3 is piloted even if the operating lever 3 is hoisted. No pressure oil is supplied.
  • the position of the weight 23A (hereinafter, referred to as a hook overwinding operation position) is defined as a reference position H0, and the distance from the reference position H0 to H1 is defined as H0.
  • the position is defined as the deceleration start position H1, and the position at a distance of H2 from the reference position H0 is defined as the deceleration end position H2.
  • the winding speed V of the hook F is controlled to be reduced from V1 to V2 in the section from the deceleration start position H1 to the deceleration end position H2, and the hook is moved from the deceleration end position H2. Constant control of hook winding speed V in the section of winding operation position H 0
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the processing executed by the controller 20. This flowchart is started, for example, by turning on an engine key switch (not shown), and is repeatedly executed. First, in step S1, it is determined whether or not the pressure switch 24B is ON, that is, whether or not the operation lever 7 is being wound. If step S1 is affirmed, the process proceeds to step S2, where the detected value 0 from the rotation detector 21 is read to calculate the hook speed V. Neglecting the number of layers of the rope 42 wound around the drum 41 and the number of the ropes 42 wound around the hook F, the hook speed V is calculated by the following equation (I).
  • V r- ⁇ V (I)
  • step S3 the hook position h is detected using the lift meter 22.
  • Lift gauge 2 When 2 is used, a reset operation for setting a reference point is required in advance, and in this embodiment, the hook overwinding operation position H0 is set as the reference point. As a result, the distance h from the hook overwinding operation position H 0 is calculated by the lift meter 22.
  • step S4 it is determined whether or not the hook overwind switch 23B is on. If step S4 is rejected, the process proceeds to step S5, where it is determined whether the hook position h is equal to or greater than the deceleration start position H1 shown in FIG. 3, that is, whether the hook F is below the deceleration start position H1. Is determined.
  • step S5 the process proceeds to step S6, in which the control signal II max is output to the electromagnetic proportional valve 10, and then in step S7, an ON signal is output to the electromagnetic valve 6, and the routine returns.
  • step S5 the process proceeds to step S8, where the control signal I output to the electromagnetic proportional valve 10 is calculated as described later, and then the signal I is output and returned in step S9. .
  • step S1 the process proceeds to step S12, and it is determined whether or not the pressure switch 24A is ON, that is, whether or not the operation lever 7 is being unwinded.
  • step S12 is affirmed, the process proceeds to step S7, and when denied, the process proceeds to step S11.
  • control signal I calculated in step S8 will be described. It is assumed that the operation lever 7 is fully hoisted.
  • the hook speed V is an increasing function of the motor speed
  • the motor speed is an increasing function of the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic motor 2.
  • the amount of pressurized oil supplied to the hydraulic motor 2 is determined by the discharge amount from the hydraulic pump 1 and the pilot pressure P2 that causes the control valve 3 to stroke, and the discharge amount from the hydraulic pump 1 and the control valve 3
  • the pilot pressure P 2 is determined by the prime mover speed n and the degree of pressure reduction of the solenoid proportional valve 10, respectively.
  • the hook speed V is determined by the prime mover speed n and the degree of pressure reduction of the solenoid proportional valve 10, so in step S8, the signal n from the speed sensor 25 is read, and the hook speed V is given in advance. Then, a control signal I corresponding to the hook position h is calculated so as to decelerate according to the characteristic shown in FIG.
  • the control signal I corresponding to the hook speed v in FIG. 5 is, for example, as shown in FIG. As shown in FIGS.
  • the deceleration start position H 1 ′, H 1 ′′ of step S 5 is the hook speed V 1 ′, V 1 ′′ at the start of the deceleration (motor rotation speed n 1, n 2)
  • the speed V 2 at the deceleration end position H 2 is constant regardless of the hook speeds V 1 ′, V 1 ”.
  • the deceleration start position H 1 ′, H 1 ′ is the deceleration end position.
  • the slope (deceleration dv / dh) of each characteristic in the section of H2 is constant regardless of the hook speed V1 ', V1''' at the start of deceleration, and the speed V2 after the deceleration end position H2 is constant
  • the hook speed V 2 at the deceleration end position H 2 is set to a low speed so that the shock at the time of stopping the hook becomes as small as possible, and the distance from the deceleration end position H 2 to the stop position H 0.
  • the pilot valve 8B When the operation lever 7 is fully hoisted for hoisting the hook F, the pilot valve 8B is driven to the maximum. At this time, if the hook F is below the deceleration start position H1, the electromagnetic proportional valve 10 is switched to the position (b) by the processing in step S6 described above. In this state, the electromagnetic proportional valve 10 is simply opened. In addition to functioning as a valve, the solenoid valve 6 is switched to the position (b) by the processing in step S7. When the solenoid proportional valve 10 is switched to the position (b), the pressure oil P 1 from the pilot valve 8 B is supplied to the pilot port 3 B of the control valve 3 via the solenoid proportional valve 10, and the control valve is controlled. 3 is switched to position (B).
  • the control signal I output to the solenoid proportional valve 10 gradually decreases according to the characteristics of FIG. 6 (steps S8 and S in FIG. 4). 9)
  • the solenoid proportional valve 10 is switched to the position (a) side, and the secondary pressure P2 supplied to the pilot port 3B gradually decreases.
  • the control valve 3 is driven from the position (B) side to the neutral position side, and the winch 4 is decelerated, even though the operation lever 7 is being wound on the full.
  • the control signal I output to the proportional solenoid valve 10 is a value corresponding to the motor speed n.
  • step S10 in FIG. 4 the supply of pressure oil to the pilot port 3B of the control valve 3 is stopped, and the solenoid valve 6 is switched to the position (a) (see FIG. 4).
  • step S11 1) the supply of pressure oil to the brake cylinder 5a is stopped.
  • the control valve 3 is switched to the neutral position, the drive of the hydraulic motor 2 is stopped, the negative brake 5 is operated, and the drive of the winch drum 41 is stopped.
  • step S12 is If affirmative, proceed to step S7.
  • step S7 the solenoid valve 6 is switched to the position (b), and the operation of the brake device 5 is released. As a result, during the lowering operation, the winch drum 41 is driven in the lowering direction, and the suspended load is lowered.
  • the pilot pressure P2 is reduced to decelerate the winding of the hook F, and the hook overwinding operation position H0
  • the suspension of the suspended object was stopped because the drive of winch 4 was stopped at
  • the winding of the hook F can be stopped at the optimum timing without rising.
  • the winch 4 can be decelerated in a stable state without sudden braking or the like.
  • the hook overwinding device since the hook overwinding device is operated after maintaining the low-speed state between the positions H2 and H0, it is not affected by errors in the detectors 21 to 24 or errors in assembly. Winch 4 can be stopped in a stable state. Furthermore, since the hook speed V is not reduced during lowering, work can be performed efficiently.
  • FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram showing a configuration of a winch overwinding prevention device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a diagram illustrating processing by a controller 30 in the hydraulic circuit diagram of FIG. It is a flowchart for performing. 7 and 8, the same parts as those in FIGS. 1 and 4 used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the differences will be mainly described below.
  • a hydraulic switch valve 31 is provided in place of the solenoid valve 6, and the pressure switches 24A and 24B are omitted.
  • the hydraulic pilot switching valve 31 is switched from the position (a) to the position (b) by a slight pilot pressure from the pilot valves 8A and 8B supplied through the shuttle valve 32. It is like that. Accordingly, if the operating lever 7 is operated to lower the operating lever 7 or the electromagnetic proportional valve 10 is switched to the position (b), and the operating lever 7 is operated to hoist, the hydraulic pilot switching valve 31 will be activated. The position is switched to the position (b), the hydraulic oil from the pilot pump 9 is supplied to the brake cylinder 5a, and the brake device 5 is released.
  • the second embodiment since the pressure switches 24 A and 24 B and the solenoid valve 6 are not required, as shown in FIG. 8, steps S 1, S 7, S The respective processes of S 11 and step S 12 are unnecessary, and the control is simplified as compared with the process shown in FIG. With the processing shown in FIG. 8, the second embodiment operates in the same manner as the first embodiment. That is, when the operating lever 7 is fully hoisted, the control signal I corresponding to the prime mover rotation speed n and the hook position h is generated as shown in FIG. It is output to the magnetic proportional valve 10 and the hook speed V is controlled in the same way as shown in FIG. Third Embodiment I
  • FIG. 9 is a hydraulic circuit diagram showing the configuration of a winch overwinding prevention device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing the processing by the controller 40 in the hydraulic circuit diagram of FIG. It is a flowchart for explaining.
  • FIGS. 9 and 10 the same parts as those in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals, and the differences will be mainly described below.
  • the main pump 1a and the hydraulic motor 2a are both of variable displacement type.
  • the main pump 1a and the hydraulic motor 2a have a variable displacement 1b for adjusting the pump displacement angle (pump capacity) and a motor displacement angle (motor displacement).
  • the regulator 2b to be adjusted is connected to the controller 40 together with the governor G for adjusting the motor speed n.
  • the controller 40 receives signals from the rotation detector 21, the lift gauge 22, the hook overwinding switch 23 B, the pressure switches 24 A, 24 B, and the rotation speed sensor 25, and performs processing described below. And outputs an ON / OFF signal to the solenoid valves 6 and 4 and a control signal I to the regulators lb and 2b and the governor G.
  • each tilt angle of the motor 2a and the motor rotation speed n are also controlled.
  • the main pump la is also connected to another actuator 46 (for example, traveling or turning) via a control valve 45.
  • step S1 if step S1 is affirmed, the process proceeds to step S41, outputs an ON signal to the solenoid valve 44, and proceeds to step S2, step S3, and step S4 sequentially.
  • step S4 is affirmed, the process proceeds to step S42, outputs an off signal to the solenoid valve 44, and proceeds to step S11 to return.
  • step S50 a subroutine for deceleration control described later is executed, and the process returns. If step S5 is affirmed, proceed to step S6 and step S7, and then proceed to step S43 to memorize the current command values of the current regulation 1b, 2b and governor G and return.
  • step S1 If step S1 is denied and step S12 is affirmed, the process proceeds to step S44, in which the deceleration control process in step S50 is reset, and the command value stored in step S43 is reset. Regular output 1b, 2b, output to governor G and proceed to step S7.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a subroutine process of the deceleration control in step S50.
  • motor speed q2 pump capacity Ql
  • prime mover speed n prime mover speed N.
  • step S51 it is determined whether or not the motor capacity Q2 of the hydraulic motor 2 is the maximum Q2max. If step S51 is denied, the process proceeds to step S52, and the control signal I is output to the regulator 2b so that the hook speed V has the same characteristics as shown in FIG. Control 2 and return.
  • the relationship between the hook position h and the motor capacity q2 is as shown in FIG. 12, and the motor capacity Q2 increases as the hook position h increases.
  • step S51 is affirmed, and the process proceeds to step S53, where the pump capacity q1 of the main pump 1 is minimum q1 min. Is determined. If step S53 is denied, the process proceeds to step S54, in which the control signal I is output to the regulator lb, the pump displacement q1 is controlled, and the process returns.
  • the relationship between the hook position h and the pump capacity q 1 is as shown in FIG. 13, and the pump capacity q 1 decreases as the hook position h increases.
  • the pump capacity Q 1 becomes the minimum Q 1 min (dotted line in FIG.
  • step S53 is affirmed and the process proceeds to step S55, in which the control signal I is output to the governor G to output the prime mover speed. Control n and return.
  • the relationship between the hook position h and the prime mover speed n is as shown in FIG. 14, and the prime mover speed n decreases as the hook position h increases.
  • the motor displacement Q2 is determined in consideration of the prime mover rotation speed n and the pump displacement Q1 so that the desired speed is obtained even in step S52. Steps S54 and S55 are the same. You.
  • control of the motor capacity Q2 is performed first (step S52), and then control of the pump capacity ql and the rotation speed N of the prime mover are performed (step S54, step S55).
  • step S52 the deceleration control in step S50 is reset (step S44), and the motor capacity q2, the pump capacity Q1, and the motor rotation speed n are the values before the deceleration control (see FIG. It is controlled by Q2a, qla, na) in Figs. This allows the hook F to be lowered without being decelerated during the lowering.
  • FIG. 15 is a hydraulic circuit diagram showing a configuration of a winch overwind prevention device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the same parts as in FIGS. 1 and 9 are denoted by the same reference numerals, and the differences will be mainly described.
  • an electromagnetic proportional valve 51 (a flow control valve) for bypassing the pressure oil from the main pump 1 to the tank is connected.
  • the controller 50 fetches signals from the rotation detector 21, the head gauge 22, the hook overwinding switch 23 B, the pressure switches 24 A and 24 B, and the rotation speed sensor 25, executes a process described later, and Outputs ON / OFF signals to valves 6 and 44 and outputs control signal I to proportional solenoid valve 51.
  • FIG. 17 is a flowchart for explaining the processing executed by the controller 50.
  • the same portions as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and the differences will be mainly described.
  • the step S5 is denied and the process proceeds to the step S61.
  • step S61 the same processing as in steps S8 and S9 in FIG.
  • the control signal I corresponding to the prime mover speed n and the hook position h is output to the example valve 51, and the return is performed.
  • step S4 the process proceeds to step S63, where the control signal Imax is output to the solenoid proportional valve 51, and the bypass flow rate Qb is increased to the maximum Qb. Set to max.
  • step S42 an off signal is output to solenoid valve 44.
  • the hook F can be lowered at a speed corresponding to the lever operation amount.
  • the hydraulic circuit shown in FIG. 15 can be configured as shown in FIG. In FIG.
  • the proportional solenoid valve 51 A is provided so as to communicate or shut off the inlet / outlet port of the hydraulic motor 2, and the main pump 1 is connected to the other actuators 46 via the control valve 45. Is also connected.
  • the hydraulic oil from the main pump 1 is supplied to the actuator 46 via the control valve 45 and also to the hydraulic motor 2 via the control valve 3, but the pressure passing through the control valve 3 Part of the oil bypasses the hydraulic motor 2 in accordance with the valve opening of the electromagnetic proportional valve 51A, whereby the rotation speed of the hydraulic motor 2 is controlled.
  • the amount of hydraulic oil supplied to the control valve 3 is not limited in accordance with the valve opening of the electromagnetic proportional valve 51A, and therefore, the speed is reduced as compared to other actuators 46. Has no effect.
  • the deceleration pattern of the hook speed (the deceleration characteristic in the section from the deceleration start position HI to the deceleration end position H2) in the above embodiment is an example, and the present invention is not limited to this. That is, in the above-described embodiment, the deceleration at the time of hook winding is made constant as shown in FIG. 5, but as shown in FIG. 19, according to the hook speeds V 1 ′ and V 1 ′ '' The deceleration may be changed. Also, the deceleration start positions ⁇ 1 ′ and "1 ′′ are changed according to the hook speeds ⁇ ⁇ ′ and ⁇ 1 ′. As described above, the deceleration start position H1 may be constant regardless of the hoisting speed v.
  • a deceleration start weight and a switch may be provided below the weight 23A and the switch 23B for the hook overwinding prevention device, and the deceleration start may be determined by the operation thereof. Furthermore, as shown in FIG. 21, the deceleration end position H2 may be changed according to the hook speed.
  • the operation amount of the operation lever 7 is assumed to be constant (full operation), and the hook speed V changes according to the motor rotation speed n. Considering this, the hook speed V may be changed according to the operation amount of the operation lever 7.
  • the head position h is detected using the lift meter 22.
  • the present invention is not limited to this, and another detector (for example, a detector such as a laser or an ultrasonic wave) may be used. The distance h between the hook F and the weight 23 A may be detected.
  • the configuration of the winch overwinding prevention device of the fifth embodiment is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment, and thus the configuration diagram and the description of each component are omitted. Therefore, in the following description, the configuration will be described with reference to FIG.
  • the winding speed V of the hook F is detected, the deceleration start position H1 is calculated according to the winding speed V, and the winding is performed at a predetermined deceleration from the calculated deceleration start position H1.
  • the control signal I output to the solenoid proportional valve 10 was controlled so that the upper speed V decreased.
  • the deceleration start position H 1 ′ corresponding to the hook maximum speed v max is determined in advance, and when the hook F reaches the position H 1 ′, the electromagnetic proportional valve 1 A control signal I for exhibiting a predetermined deceleration characteristic for 0 is output regardless of the actual speed V of the hook F.
  • the hook speed characteristic CV is determined in advance such that the hook speed H starts from the hook position H 1 ′ at the hook maximum speed v max and the constant speed V 2 at the hook position H 2.
  • FIG. 23 shows a characteristic CI of the control signal I outputted to the solenoid proportional valve 10 in order to realize such a hook speed characteristic CV.
  • the hook position is detected, and a control signal I corresponding to the detected value is calculated based on the characteristic CI of FIG. Output to 0. this
  • the control signal I decreases along the characteristic CI, and accordingly, the solenoid proportional valve 10 is switched to the position (a).
  • FIG. 24 is a flow chart for explaining the processing in the controller 20 constituting the winch overwinding prevention device according to the fifth embodiment. Based on this flowchart, the electromagnetic proportional valve 1 is shown. The degree of decompression of 0 is controlled. As shown in FIG. 24, in step S71, the hook position h is detected using the lift meter 22. Next, in step S72, it is determined whether or not the hook position has reached the deceleration start position H1 'corresponding to the hook maximum speed vmax. If the result is affirmative, the process proceeds to step S73. Return to step S71. In step S73, the control signal I corresponding to the hook position is calculated based on the characteristic CI predetermined in FIG. 23, and in the next step S74, the control signal I is output to the electromagnetic proportional valve 10. Return.
  • the deceleration start position H 1 ′ corresponding to the hook maximum speed v max is determined in advance, and as soon as the hook F reaches the position H 1 ′, the electromagnetic ratio valve is set. Since a control signal I that exerts a predetermined deceleration characteristic for 10 is output regardless of the actual speed V of the hook F, there is no need to detect the hook speed and calculate the deceleration start position. Responsiveness can be improved, and the configuration is simplified.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Description

明細書 ウィンチの過巻防止装置 本出願は日本国特許出願平成 1 0年第 2 9 1 9 7 6号 (平成 1 0年 1 0月 1 4 日出願) を基礎として、 その内容は引用文としてここに組み込まれる。 技術分野 本発明は、 クレーン作業機におけるフックなどの吊下物体の巻き上げを停止す るウインチの過巻防止装置に関する。 背景技術 フックの過剰な巻き上げを検出して巻上ウィンチの駆動を停止させるいわゆる フック過巻防止装置と呼ばれているものに、 例えば実用新案登録第 2 5 5 2 6 3 9号公報に開示されたものがある。 これによると、 フックが所定量以上巻き上げ られるとオンする停止スィツチをブーム先端部に設け、 停止スィツチのオンによ り油圧ポンプからの作動油をアンロードさせる。 これによつて、 油圧ポンプから 油圧モー夕への圧油の供給が停止され、 ウインチの駆動が停止される。
ところ力^ 近年ウィンチは高速で駆動される傾向にあり、 高速巻上時にフック 過巻防止装置が作動した場合、 フックなどの吊下物体はその慣性力によつて跳ね 上がり、 この跳ね上がりによってブームなどの支持部材には衝撃荷重が作用し、 部品の破損等に至るおそれがあるとともに、 場合によっては吊下物体がブーム先 端に接触する。 高速巻上時のフックとブームとの接触を防止するためには、 吊下 物体の跳ね上がりを見越して停止スィツチをブーム先端より下方に配置する必要 があり、 この場合には巻上作業の作業範囲が狭められてしまう。
このような問題を防止するため、 上記公報記載の装置は、 停止スィッチの下方 にさらに速度規制スィツチを設け、 速度規制スィツチのオンにより作動油の通過 油路の面積を絞り (固定絞り) 、 油圧ポンプから油圧モータへ供給される作動油 量を制限する。 これによつて、 ウィンチの駆動速度は減速され、 その後、 停止ス ィツチのオンによりフック過巻防止装置が作動しても吊下物体が大きく跳ね上が ることなく、 フックの卷上は即座に停止される。 発明の開示 しかしながら、 上記公報記載の装置では、 減速開始位置は速度規制スィッチの 取り付け位置によって決定され、 また、 減速の割合 (減速度) は固定絞りの大き さによって決定されており、 卷上速度の大きさとは無関係である。 したがって、 高速時の巻上に合わせて減速開始位置や減速の割合を設定すると、 低速時の卷上 の際の減速開始のタイミングが早すぎることとなり、 作業効率が悪化する。 逆に、 低速時の卷上に合わせて減速開始位置や減速の割合を設定すると、 高速時の巻上 の際の減速開始の夕ィミングが遅すぎることとなり、 前述したような吊下物体の 跳ね上がりの問題が発生する。
本発明の目的は、 作業効率の悪化や吊下物体の跳ね上がりのない最適なタイミ ングで吊り荷の巻上を停止させ得るウィンチの過巻防止装置を提供することにあ る。
上記目的を達成するために、 操作レバーからの指令によって卷上 Z巻下駆動さ れるウィンチドラムと、 ウインチドラムに巻回された卷上ロープの巻き取りノ繰 り出しにより昇降する吊下物体が所定の停止位置まで巻き上げられたときに作動 する停止スィッチと、 停止スィツチの作動によりウィンチドラムの駆動を停止す る停止装置とを備えた本発明のウィンチの過卷防止装置は、 吊下物体の卷上速度 を検出する速度検出装置と、 吊下物体が所定の減速開始位置に到達するとウイン チドラムの駆動を減速する減速装置と、 速度検出装置により検出された吊下物体 の卷上速度に応じてウィンチドラムの減速度を演算し、 その減速度に応じた減速 指令によって減速装置の駆動を制御する減速制御装置とを備える。
このウィンチの過巻防止装置において、 減速制御装置は、 速度検出装置により 検出された卷上速度にかかわらず、 ウインチドラムが所定の停止位置で停止する 直前の駆動速度が所定の速度になるように減速度を演算するのが好ましい。 さら に、 減速制御装置は、 減速開始位置と所定の停止位置の間に位置する減速終了位 置でウィンチドラムの駆動速度が所定の速度になるように減速度を演算し、 減速 開始位置から減速終了位置に到達するまで減速度に応じた減速指令を出力し、 減 速終了位置から停止位置に到達するまで所定の速度に応じた定速指令を出力して 減速装置の駆動を制御するのが好ましい。
また、 操作レバーからの指令によって巻上 巻下駆動されるウィンチドラムと、 ウィンチドラムに巻回された卷上ロープの巻き取りノ繰り出しにより昇降する吊 下物体が所定の停止位置まで巻き上げられたときに作動する停止スィツチと、 停 止スィッチの作動によりウィンチドラムの駆動を停止する停止装置とを備えた他 のウインチの過卷防止装置は、 吊下物体の卷上速度を検出する速度検出装置と、 吊下物体の昇降位置に応じた信号を出力する位置検出装置と、 ウィンチドラムの 駆動を減速する減速装置と、 速度検出装置により検出された吊下物体の卷上速度 に応じて減速開始位置を演算し、 位置検出装置から出力される信号により吊下物 体の減速開始位置への到達が検出されると所定の減速指令を出力して減速装置の 駆動を制御する減速制御装置とを備える。
このウィンチの過巻防止装置において、 減速制御装置は、 ウィンチドラムの駆 動速度を一定の減速度で減速する減速指令を出力し、 ウィンチドラムの所定の停 止位置での停止直前の駆動速度が所定の速度になるように減速開始位置を演算す るのが好ましい。 さらに、 減速制御装置は、 減速開始位置と所定の停止位置の間 に位置する減速終了位置でウインチドラムの駆動速度が所定の速度になるように 減速開始位置を演算し、 減速開始位置から減速終了位置に到達するまで所定の減 速度に応じた減速指令を出力し、 減速終了位置から停止位置に到達するまで所定 の速度に応じた定速指令を出力して減速装置の駆動を制御するのが好ましい。 また、 このウィンチの過巻防止装置において、 減速制御装置は、 速度検出装置 により検出される吊下物体の巻上速度に応じてウインチドラムの減速度も演算し、 位置検出装置から出力される信号により吊下物体の減速開始位置への到達が検出 されると減速度に応じた減速指令を出力して減速装置の駆動を制御するのが好ま しい。 また、 操作レバーからの指令によって巻上ノ卷下駆動されるウィンチドラムと ウィンチドラムに巻回された卷上ロープの巻き取り Z繰り出しにより昇降する吊 下物体が所定の停止位置まで卷き上げられたときに作動する停止スィツチと、 停 止スィツチの作動によりウインチドラムの駆動を停止する停止装置とを備えた他 のウインチの過卷防止装置は、 吊下物体が所定の減速開始位置に到達するとウイ ンチドラムの駆動を減速する減速装置と、 吊下物体が減速開始位置から所定の減 速終了位置に到達するまで減速指令を出力し、 減速終了位置から停止位置に到達 するまで定速指令を出力して減速装置の駆動を制御する減速制御装置とを備える。 上記ウィンチの過卷防止装置のそれぞれにおいて、 減速装置は、 ウィンチドラ ムを駆動する油圧モータのモータ回転数と相関関係を有する物理量を制御し、 減 速制御装置は、 操作レバーが巻下げ駆動されると減速指令の出力をリセッ 卜する のが好ましい。
上記ウィンチの過卷防止装置のそれぞれにおいて、 停止装置は、 ウィンチドラ ムの駆動を停止するネガブレーキ装置を有するのが好ましい。
また、 操作レバ一からの指令によって巻上/巻下駆動されるウインチドラムと、 ウィンチドラムに巻回された巻上ロープの巻き取り/繰り出しにより昇降する吊 下物体の所定の停止位置まで巻き上げられたときに作動する停止スィツチと、 そ の停止スィツチの作動によりウィンチドラムの駆動を停止する停止装置とを備え た他のウインチの過卷防止装置は、 吊下物体の昇降位置に応じた信号を出力する 位置検出装置と、 ウィンチドラムの駆動を減速する減速装置と、 位置検出装置に より、 予め定めた吊下物体の巻上最高速度に応じて設定された減速開始位置が検 出されると、 所定の減速指令を出力して減速装置の駆動を制御する減速制御装置 とを備える。
このウィンチの過巻防止装置において、 減速制御装置は、 ウィンチドラムの駆 動速度を一定の減速度で減速する減速指令を出力し、 ウィンチドラムの所定の停 止位置での停止直前の駆動速度が所定の速度になるように減速開始位置を設定す るのが好ましい。
以上説明したように、 吊下物体の巻上速度に応じた減速度でウィンチドラムを 減速し、 また、 吊下物体の巻上速度に応じて減速開始位置を変更するようにした ので、 減速直前の卷上速度にかかわらず停止直前の巻上速度を所定の低速度にす ることができる。 これにより、 巻上速度に応じた最適なタイミングで吊り荷を停 止させることができる。 しかも、 作業効率の悪化や吊下物体の跳ね上がりを招か ない。 さらに、 吊下物体が停止位置に到達する前に減速指令を終了し、 ウィンチ を定速で駆動させるようにしたので、 停止位置において組立上の誤差等の影響を 受けない所定の速度からウィンチを停止させることができる。 さらにまた、 予め 定めた吊下物体の巻上最高速度に応じて設定された減速開始位置が位置検出装置 により検出されると、 所定の減速指令を出力してウインチドラムを減速させるよ うにしたので、 吊下物体の巻上速度を検出する必要がなく構成が簡素化される。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の第 1の実施の形態に係わるウインチの過卷防止装置の構成を 示す油圧回路図。
図 2は、 本発明の実施の形態に係わる電磁比例弁の制御特性 (制御信号に対す る 2次圧) を示す図。
図 3 A、 3 Bは、 本発明の実施の形態に係わるウィンチの過卷防止装置の各種 定数を説明するための図。
図 4は、 本発明の第 1の実施の形態に係わるウインチの過巻防止装置を構成す るコントローラでの処理を説明するためのフロ一チャート。
図 5は、 本発明の実施の形態に係わるウィンチの過巻防止装置の動作特性 (フ ック位置とフック速度との関係) を示す図。
図 6は、 本発明の実施の形態に係わるウインチの過巻防止装置のフック位置に 対して出力される制御信号を示す図。
図 7は、 本発明の第 2の実施の形態に係わるウインチの過巻防止装置の構成を 示す油圧回路図。
図 8は、 本発明の第 2の実施の形態に係わるウインチの過巻防止装置を構成す るコントローラでの処理を説明するためのフローチャート。
図 9は、 本発明の第 3の実施の形態に係わるウインチの過卷防止装置の構成を 示す油圧回路図。
図 1 0は、 本発明の第 3の実施の形態に係わるウィンチの過卷防止装置を構成 するコントローラでの処理を説明するためのフローチヤ一ト。
図 1 1は、 図 1 0に示すコントローラでの処理のうち、 減速制御処理を説明す るためのフローチャート。
図 1 2は、 本発明の第 3の実施の形態に係わるウィンチの過巻防止装置のフッ ク位置に対するモー夕容量の関係を示す図。
図 1 3は、 本発明の第 3の実施の形態に係わるウィンチの過巻防止装置のフッ ク位置に対するポンプ容量の関係を示す図。
図 1 4は、 本発明の第 3の実施の形態に係わるウインチの過巻防止装置のフッ ク位置に対する原動機回転数の関係を示す図。
図 1 5は、 本発明の第 4の実施の形態に係わるウィンチの過卷防止装置を構成 を示す油圧回路図。
図 1 6は、 本発明の第 4の実施の形態に係わる電磁比例弁の制御特性 (制御信 号に対するパイロッ ト流量) を示す図。
図 1 7は、 本発明の第 4の実施の形態に係わるウィンチの過巻防止装置を構成 するコントローラでの処理を説明するためのフローチャート。
図 1 8は、 本発明の第 4の実施の形態に係わるウィンチの過巻防止装置の他の 構成を示す油圧回路図。
図 1 9は、 本発明の実施の形態に係わるウィンチの過巻防止装置の他の動作特 性 (フック位置とフック速度との関係) を示す図。
図 2 0は、 本発明の実施の形態に係わるウィンチの過巻防止装置の別の動作特 性 (フック位置とフック速度との関係) を示す図。
図 2 1は、 本発明の実施の形態に係わるウィンチの過巻防止装置のさらに別の 動作特性 (フック位置とフック速度との関係) を示す図。
図 2 2は、 本発明の第 5の実施の形態に係わるウインチの過巻防止装置の動作 特性 (フック位置とフック速度との関係) を示す図。
図 2 3は、 本発明の第 5の実施の形態に係わるウインチの過卷防止装置のフッ ク位置に対して出力される制御信号を示す図。 図 2 4は、 本発明の第 5の実施の形態に係わるウインチの過卷防止装置を構成 するコントローラでの処理を説明するためのフローチャート。 発明を実施するための最良の形態 以下、 図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
一第 1の実施の形態一
図 1は、 本発明の第 1の実施の形態に係わるウインチの過卷防止装置の構成を 示す油圧回路図である。 図 1に示すように、 第 1の実施の形態に係わる過卷防止 装置は、 原動機 Mによって駆動される固定容量型のメインポンプ 1 と、 メインポ ンプ 1から吐出される圧油によって駆動する固定容量型の油圧モータ 2と、 メイ ンポンプ 1から油圧モー夕 2に供給される圧油の流れを制御する方向制御弁 3と、 油圧モー夕 2からの駆動トルクによって巻上巻下駆動される巻上ウインチ 4と、 巻上ウィンチ 4のドラム 4 1を制動するブレーキ装置 5と、 ブレーキ装置 5の駆 動を制御する電磁切換弁 (以下、 単に電磁弁と呼ぶ) 6と、 オペレータが巻上ゥ ィンチ 4の巻上巻下指令を入力する操作レバー 7と、 操作レバー 7により操作さ れるパイロッ ト弁 8 A , 8 Bと、 パイロッ ト弁 8 A , 8 Bに圧油を供給するパイ口 ッ トポンプ 9と、 パイロッ ト弁 8 Bから方向制御弁 3のパイロッ トポ一卜 3 Bに 供給されるパイロッ ト圧 P 2を制御する電磁比例減圧弁 1 0 (以下、 単に電磁比 例弁と呼ぶ) と、 電磁弁 6と電磁比例弁 1 0にそれぞれ制御信号を出力するコン トローラ 2 0とを有している。
ブレーキ装置 5は、 ドラム 4 1 と一体のブレーキドラム 4 1 aを押圧するブレ 一キパッ ド駆動用のブレーキシリンダ 5 aを有し、 電磁弁 6の切り換えによりプ レーキシリンダ 5 aへの圧油の供給が制御される。 電磁弁 6はコントローラ 2 0 からのオフ信号により位置 ( a ) に切り換えられ、 オン信号により位置 (b ) に 切り換えられる。 電磁弁 6が位置 (a ) に切り換えられると、 ブレーキシリンダ 5 aのロッ ド側油室はタンクに連通され、 シリンダ 5 aはブレーキシリンダ 5 a に設けられたパネの付勢力により伸長される。 これによつて、 ブレーキパッ ドを 介してブレーキドラム 4 1 aに制動力が作用し、 ブレーキ作動状態とされる。 電 磁弁 6が位置 (b ) に切り換えられると、 パイロッ トポンプ 9からブレーキシリ ンダ 5 aのロッ ド側油室に圧油が供給されてシリンダ 5 aが縮退され、 ブレーキ パッ ドがブレーキドラム 4 1 aから離れてブレーキ解除状態とされる。
巻上ウインチ 4のドラム 4 1には卷上ロープ 4 2が卷回され、 卷上ロープ 4 2 は、 ブーム B Mの先端に設けられたポイントシ一ブ 4 3を介してフック Fに接続 されている。 油圧モ一夕 2の駆動トルクは減速機 1 1 を介して卷上ウィンチ 4に 伝達され、 巻上ウィンチ 4が巻上巻下げ駆動されると、 巻上ロープ 4 2はドラム 4 1により巻き取りあるいは繰り出されてフック Fが昇降する。 ドラム 4 1の近 傍にはドラム 4 1の回転量 0を検出する口一タリエンコーダなどの回転検出器 2 1が設けられ、 また、 図示しない運転室にはフック Fの位置を検出する揚程計 2 2が設けられている。 揚程計 2 2は予め設定された基準点でゼロリセッ トし、 回 転検出器 2 1からの信号をカウン卜することで基準点からのフック位置を検出す る。 ポイントシ一ブ 4 3の近傍には、 ブーム B Mから吊り下げられたおもり 2 3 Aおよびフック過巻スィツチ 2 3 Bが設けられている。 卷上ロープ 4 2の巻き過 ぎによりフック Fが卷き上げられ過ぎると、 おもり 2 3が持ち上げられフック過 卷スィッチ 2 3 Bがオフする。 フック過巻スィツチ 2 3 Bがオフするとフック過 卷装置が作動し、 後述するように卷上ウィンチ 4の駆動が停止される。 パイロッ ト弁 8 Aと方向制御弁 3のパイロッ トポート 3 Aの間、 およびパイロッ ト弁 8 B と電磁比例弁 1 0の間にはそれぞれ圧力スィツチ 2 4 A , 2 4 Bが設けられ、 圧力 スィッチ 2 4 A , 2 4 Bはパイロッ ト弁 8 A , 8 Bからのわずかなパイロッ ト圧に よってもオンするように感度が設定されている。 すなわち、 圧力スィッチ 2 4 A ,
2 4 Bにより操作レバー 7の操作の有無が検出される。 原動機 Mには原動機回転 数 nを検出する回転数センサ 2 5が設けられている。 なお、 巻上ウィンチ 4には、 操作レバー 7の操作に連動して接続 解除されるクラツチ装置やペダル操作によ つて作動 Z解除されるブレーキ装置が設置されるが、 これらの図示は省略する。 回転検出器 2 1 と、 揚程計 2 2と、 フック過卷スィツチ 2 3 Bと、 圧カスイツ チ 2 4 A . 2 4 Bと、 回転数センサ 2 5とは、 それぞれコントローラ 2 0に接続さ れている。 コントローラ 2 0は、 これらの各検出器 2 1 , 2 2, 2 5やスィッチ 2
3 B , 2 4 A , 2 4 Bからの信号を取り込んで後述するような処理を実行し、 電磁 弁 6にオンノオフ信号を出力するとともに、 電磁比例弁 1 0に制御信号 I を出力 する。 制御信号 I と電磁比例弁 1 0の 2次圧 P 2との関係は図 2に示すとおりで ある。 図 2に示すように、 制御信号 I = I maxのときは電磁比例弁 1 0の 2次圧 P 2は最大 (= P 1 ) となり、 この状態では操作レバー 7の操作量に応じたパイ口 ッ ト弁 8 Bからの 1次圧 P 1が、 減圧されることなく方向制御弁 3のパイロッ ト ポート 3 Bにそのまま供給される。 また、 制御信号 I = 0のときは電磁比例弁 1 0の 2次圧 P 2 == 0となり、 この状態では操作レバー Ίを巻上操作しても切換弁 3のパイロッ トポート 3 Bにパイロッ ト圧油は供給されない。
本実施の形態では、 図 3 Aに示すように、 おもり 2 3 Aの位置 (以下、 これを フック過卷作動位置と呼ぶ) を基準位置 H 0とし、 基準位置 H 0から H 1 の距離 の位置を減速開始位置 H 1 とし、 基準位置 H 0から H 2の距離の位置を減速終了 位置 H 2とする。 そして、 図 3 Bに示すように、 減速開始位置 H 1から減速終了 位置 H 2の区間でフック Fの卷上速度 Vを V 1から V 2に減速制御し、 減速終了 位置 H 2からフック過巻作動位置 H 0の区間でフックの卷上速度 Vを定速制御
( = V 2 ) し、 さらにフック Fがフック過巻作動位置 H 0に到達するとフック F の巻上を停止する。 このような制御は、 以下に述べるようにコントローラ 2 0で の処理によって行われる。
図 4は、 コントローラ 2 0で実行される処理を説明するためのフコ一チヤ一ト である。 このフローチャートは例えばエンジンキースィッチ (不図示) のオンに よってスタートし、 繰り返し実行される。 まず、 ステップ S 1で圧力スィッチ 2 4 Bがオンか否か、 すなわち操作レバー 7が卷上操作されているか否かを判定す る。 ステップ S 1が肯定されるとステップ S 2に進み、 回転検出器 2 1からの検 出値 0を読み込んでフック速度 Vを演算する。 ドラム 4 1 に巻回されるロープ 4 2の巻層とフック Fに掛け回されるロープ 4 2の掛け数を無視すると、 フック速 度 Vは次式 ( I ) で算出される。
V = r - Θ V ( I )
ただし、 0 V : ドラム角速度 (ドラム回転量 0 (ラジアン) の時間微分) 、 r : ドラム半径
次いで、 ステップ S 3で揚程計 2 2を用いてフック位置 hを検出する。 揚程計 2 2を用いる場合には、 基準点を設定するためのリセッ ト作業が予め必要であり、 本実施の形態ではフック過巻作動位置 H 0を基準点とする。 これによつて、 揚程 計 2 2ではフック過巻作動位置 H 0からの距離 hが算出される。 続いて、 ステツ プ S 4でフック過卷スィツチ 2 3 Bがオンか否かを判定する。 ステップ S 4が否 定されるとステップ S 5に進み、 フック位置 hが図 3に示した減速開始位置 H 1 以上か否か、 すなわちフック Fが減速開始位置 H 1より下方にあるか否かを判定 する。 減速開始位置 H Iの値は、 フック過巻作動位置 H 0から減速開始位置 H 1 までの距離を言う。 ステップ S 5が肯定されるとステップ S 6に進み、 電磁比例 弁 1 0に制御信号 I I maxを出力し、 次いでステツプ S 7で電磁弁 6にオン信号 を出力してリターンする。
ステツプ S 5が否定されるとステツプ S 8に進み、 後述するように電磁比例弁 1 0に出力される制御信号 I を演算し、 次いでステップ S 9でその信号 I を出力 してリタ一ンする。 また、 ステップ S 4が肯定されるとステップ S 1 0に進み、 電磁比例弁 1 0に制御信号 I = 0を出力し、 次いでステツプ S 1 1で電磁弁 6に オフ信号を出力してリターンする。 一方、 ステップ S 1が否定されるとステップ S 1 2に進み、 圧力スィッチ 2 4 Aがオンか否か、 すなわち操作レバー 7が卷下 げ操作されているか否かを判定する。 ステップ S 1 2が肯定されるとステップ S 7に進み、 否定されるとステツプ S 1 1 に進む。
ここで、 ステップ S 8において演算される制御信号 I について説明するが、 そ の前提として、 操作レバー 7はフルに巻上操作されているものとする。 フック速 度 Vはモ一夕回転数の増加関数であり、 モータ回転数は油圧モー夕 2へ供給され る圧油量の増加関数である。 油圧モー夕 2へ供給される圧油量は、 油圧ポンプ 1 からの吐出量と制御弁 3をストロークさせるパイロッ 卜圧 P 2とによって決定さ れ、 油圧ポンプ 1からの吐出量と制御弁 3のパイロッ ト圧 P 2は、 それぞれ原動 機回転数 nと電磁比例弁 1 0の減圧度によって決定される。 結局、 フック速度 V は原動機回転数 nと電磁比例弁 1 0の減圧度とによって決定され、 したがって、 ステップ S 8では、 回転数センサ 2 5からの信号 nを読み込み、 フック速度 Vが 予め与えられた図 5の特性に従って減速するように、 フック位置 hに応じた制御 信号 I を演算し、 ステップ S 9でその制御信号 I を出力して減圧度を制御する。 なお、 図 5のフック速度 vに対応する制御信号 I は例えば図 6に示すようになる。 図 5, 図 6に示すように、 ステップ S 5の減速開始位置 H 1 ' , H 1 ' 'は減速開始 時のフック速度 V 1 ' , V 1 ' ' (原動機回転数 n 1 , n 2 ) に応じた値とし、 減速終 了位置 H 2における速度 V 2はフック速度 V 1 ' , V 1 "に拘わらず一定とする。 また、 減速開始位置 H 1 ' , H 1 ' 'から減速終了位置 H 2の区間における各特性の 傾き (減速度 d v / d h ) は減速開始時のフック速度 V 1 ' , V 1 ' 'に拘わらず一 定とし、 減速終了位置 H 2以降の速度 V 2は一定とする。 なお、 減速終了位置 H 2におけるフック速度 V 2は、 フック停止時のショックがなるベく小さくなるよ うに低速に設定し、 また、 減速終了位置 H 2から停止位置 H 0までの距離は、 各 検出器 2 1〜 2 4の誤差や組立上の誤差などを吸収するような値に設定する。 次に、 本実施の形態の動作をより具体的に説明する。
( 1 ) フック位置 h >減速開始位置 H 1のとき
フック Fの巻上作業を行うため操作レバ一 7をフルに巻上げ操作すると、 パイ ロッ ト弁 8 Bが最大に駆動される。 このとき、 フック Fが減速開始位置 H 1より 下方にあれば、 前述したステップ S 6の処理により電磁比例弁 1 0は位置 (b ) に切り換えられ、 この状態で電磁比例弁 1 0は単なる開放弁として機能するとと もに、 ステップ S 7の処理により電磁弁 6は位置 (b ) に切り換えられる。 電磁 比例弁 1 0が位置 (b ) に切り換えられると、 パイロッ ト弁 8 Bからの圧油 P 1 は、 電磁比例弁 1 0を介して制御弁 3のパイロッ トポート 3 Bに供給され、 制御 弁 3は位置 (B ) 側に切り換えられる。 メインポンプ 1からは原動機回転数 nに 応じた圧油が吐出され、 制御弁 3が位置 (B ) 側に切り換えられると、 その圧油 は制御弁 3を介して油圧モー夕 2に供給され、 油圧モー夕 2は原動機回転数 nに 応じた速度で卷上方向に駆動される。 また、 電磁弁 6が位置 (b ) に切り換えら れると、 油圧源 9からの圧油は電磁弁 6を介してブレーキシリンダ 5 aのロッ ド 側油室に供給され、 ブレーキ装置 5は解除される。 これによつて、 ウィンチドラ ム 4 1は巻上方向に駆動され、 巻上ロープ 4 2を巻き取ってフック Fが上昇する。
( 2 ) 減速開始位置 H 1≥フック位置 hのとき
フック Fが減速開始位置 H 1 に達すると、 電磁比例弁 1 0に出力される制御信 号 I は図 6の特性に従って徐々に小さくなり (図 4のステップ S 8 ,ステップ S 9 ) 、 電磁比例弁 1 0は位置 ( a ) 側に切り換えられて、 パイロッ トポート 3 B へ供給される 2次圧 P 2は徐々に小さくなる。 これによつて、 操作レバ一 7がフ ルに卷上操作されているにも拘わらず制御弁 3は位置 (B ) 側から中立位置側へ と駆動され、 ウィンチ 4は減速させられる。 フック Fが減速終了位置 H 2に到達 すると、 電磁比例弁 1 0に出力される制御信号 Iは原動機回転数 nに応じた値
(図 6の I 2 ' , I 2 " ) に保持され、 油圧モ一夕 2へ供給される圧油量は一定と なってウィンチは定速 (図 5の v 2 ) で駆動される。 フック Fがフック過巻作動 位置 H 0に到達すると、 過卷スィツチ 2 3 Bがオンされて電磁比例弁 1 0は位置
( a ) に切り換えられ (図 4のステップ S 1 0 ) 、 制御弁 3のパイロッ トポート 3 Bへの圧油の供給が停止されるとともに、 電磁弁 6は位置 (a ) に切り換えら れ (図 4のステップ S 1 1 ) 、 ブレーキシリンダ 5 aへの圧油の供給が停止され る。 これによつて、 制御弁 3は中立位置に切り換えられ油圧モー夕 2の駆動が停 止されるとともに、 ネガブレーキ 5が作動しウインチドラム 4 1の駆動は停止さ れる。
フック Fが減速開始位置 H 1より上方にあり、 フック速度 Vが減速されている 状態、 あるいはフック過巻装置が作動している状態から操作レバー 7が巻下げ操 作されると、 パイロッ ト弁 8 Aが駆動され、 パイロッ ト弁 8 Aからの圧油は制御 弁 3のパイロッ トポート 3 Aに供給されて制御弁は位置 (A ) 側に切り換えられ る。 制御弁が位置 (A ) 側に切り換えられると、 メインポンプ 1からの圧油は制 御弁 3を介して油圧モータ 2に供給され、 油圧モー夕 2が巻下げ方向に駆動され る。 また、 操作レバー 7が卷下げ操作されると圧力スィッチ 2 4 Bはオフし圧力 スィッチ 2 4 Aはオンするため、 図 4のステップ S 1の判断は否定され、 ステツ プ S 1 2の判断は肯定されてステップ S 7に進む。 ステップ S 7では、 電磁弁 6 が位置 (b ) に切り換えられ、 ブレーキ装置 5の作動が解除される。 これによつ て、 巻下げ操作時にはウィンチドラム 4 1は巻下方向に駆動され、 吊り荷が巻下 げられる。
このように第 1の実施の形態では、 減速開始位置 H 1から減速終了位置 H 2の 区間でパイロッ ト圧 P 2を減少させてフック Fの卷上を減速し、 フック過卷作動 位置 H 0においてウインチ 4の駆動を停止するようにしたので、 吊下物体の跳ね 上がり等のない最適なタイミングでフック Fの卷上を停止することができる。 こ の場合、 フック速度 V 1が大きいとしてもフック過巻作動位置 H 0を下方にずら す必要がないので、 十分な作業範囲を確保することができる。 また、 フック速度 V 1に応じて減速開始位置 H 1を変更するようにしたので、 急ブレーキ等のおそ れのない安定した状態でウィンチ 4を減速させることができる。 さらに、 位置 H 2〜 H 0間で低速状態を保持してからフック過巻装置を作動させるようにしたの で、 検出器 2 1〜 2 4の誤差や組立上の誤差等の影響を受けずに安定した状態で ウィンチ 4を停止させることができる。 さらにまた、 巻下げ時にはフック速度 V を減速しないようにしたので、 効率よく作業を行うことができる。
一第 2の実施の形態一
図 7は、 本発明の第 2の実施の形態に係わるウインチの過卷防止装置の構成を 示す油圧回路図であり、 図 8は、 図 7の油圧回路図におけるコントローラ 3 0で の処理を説明するためのフローチャートである。 なお、 図 7、 図 8において第 1 の実施の形態で用いた図 1、 図 4と同一の箇所には同一の符号を付し、 以下では その相違点を主に説明する。
図 7においては、 電磁弁 6の代わりに油圧パイ口ッ 卜切換弁 3 1が設けられ、 また、 圧力スィッチ 2 4 A , 2 4 Bが省略されている。 油圧パイ口ッ ト切換弁 3 1 はシャ トル弁 3 2を介して供給されるパイロッ 卜弁 8 A , 8 Bからのわずかなパイ ロッ ト圧によって位置 ( a ) から位置 (b ) に切り換えられるようになつている。 したがって、 操作レバー 7が巻下げ操作され、 あるいは電磁比例弁 1 0が位置 ( b ) 側に切り換えられている状態で操作レバー 7が卷上操作されると、 油圧パ イロッ ト切換弁 3 1は位置 (b ) に切り換えられ、 パイロッ トポンプ 9からの圧 油はブレーキシリンダ 5 aに供給されてブレーキ装置 5が解除される。
第 2の実施の形態では、 圧力スィツチ 2 4 A , 2 4 Bおよび電磁弁 6が不要なた め、 図 8に示すように、 コントローラ 3 0でのステップ S 1 ,ステップ S 7 ,ステ ップ S 1 1 ,ステップ S 1 2の各処理は不要であり、 図 4に示したものに比べて制 御が簡略化されている。 図 8に示す処理によって、 第 2の実施の形態は第 1の実 施の形態と同様に動作する。 すなわち、 操作レバ一 7がフルに巻上操作されると、 図 5に示したのと同様、 原動機回転数 nとフック位置 hに応じた制御信号 Iが電 磁比例弁 1 0に出力され、 フック速度 Vは図 6に示したのと同様に制御される。 一第 3の実施の形態一
図 9は、 本発明の第 3の実施の形態に係わるウインチの過卷防止装置の構成を 示す油圧回路図であり、 図 1 0は、 図 9の油圧回路図におけるコントローラ 4 0 での処理を説明するためのフローチャートである。 なお、 図 9、 図 1 0において 図 1、 図 4と同一の箇所には同一の符号を付し、 以下ではその相違点を主に説明 する。 図 9においては、 電磁比例弁 1 0の代わりにオン Zオフ式の電磁弁 4 4が 設けられており、 電磁弁 4 4はコントローラ 4 0からのオン信号 ( I = I max) に よって位置 (b ) に切り換えられ、 オフ信号 ( 1 = 0 ) によって位置 (a ) に切 り換えられる。 また、 メインポンプ 1 aと油圧モータ 2 aはともに可変容量式と されており、 ポンプ傾転角 (ポンプ容量) を調整するレギユレ一夕 1 bと、 モー タ傾転角 (モー夕容量) を調整するレギユレ一タ 2 bとは、 原動機回転数 nを調 整するガバナ Gとともにコントローラ 4 0に接続されている。 コントローラ 4 0 は、 回転検出器 2 1 と揚程計 2 2とフック過卷スィツチ 2 3 Bと圧力スィッチ 2 4 A , 2 4 Bと回転数センサ 2 5からの信号を取り込んで後述するような処理を実 行し、 電磁弁 6 , 4 4にオンノオフ信号を出力するとともに、 レギユレ一夕 l b , 2 bおよびガバナ Gに制御信号 I を出力する。 すなわち、 本実施の形態では、 操 作レバー 7がフルに卷上操作されたとき、 フック速度 Vが図 5に示した特性に従 つて変化するように、 電磁弁 6 , 4 4のみならずポンプ 1 a、 モータ 2 aの各傾転 角および原動機回転数 nをも制御する。 なお、 メインポンプ l aは、 制御弁 4 5 を介し他のァクチユエ一夕 4 6 (例えば走行、 旋回) にも接続されている。
図 1 0において、 ステップ S 1が肯定されるとステップ S 4 1 に進み、 電磁弁 4 4にオン信号を出力してステップ S 2、 ステップ S 3、 ステップ S 4に順次進 む。 ステップ S 4が肯定されるとステップ S 4 2に進み、 電磁弁 4 4にオフ信号 を出力し、 ステップ S 1 1に進んでリターンする。 一方、 ステップ S 4が否定さ れ、 ステップ S 5が否定されるとステップ S 5 0に進み、 ステップ S 5 0では後 述する減速制御のサブルーチン処理を実行し、 リターンする。 ステップ S 5が肯 定されるとステップ S 6 ,ステップ S 7に進み、 次いでステップ S 4 3に進んで、 現在のレギユレ一夕 1 b , 2 b ,ガバナ Gの各指令値をメモリ してリターンする。 また、 ステップ S 1が否定され、 ステップ S 1 2が肯定されるとステップ S 4 4 に進み、 ステップ S 5 0の減速制御処理をリセッ トし、 ステップ S 4 3でメモリ されている指令値をレギュレー夕 1 b , 2 b ,ガバナ Gに出力してステップ S 7に 進む。
次に、 ステップ S 5 0で実行される減速制御処理を説明する。 図 1 1はステツ プ S 5 0の減速制御のサブルーチン処理を示すフローチヤ一卜である。 一般に、 モー夕容量 q 2、 ポンプ容量 Q l、 原動機回転数 nとモータ回転数 Nとの間には 次のような相関関係がある。
q 1 - n / q 2 oc N ( 1 1 )
したがって、 操作レバ一 7をフルに巻上操作した場合であっても、 ポンプ容量 q 1、 モー夕容量 q 2、 原動機回転数 nのいずれかを制御することでモータ回転数 Nを減速制御することができる。 本実施の形態においては図 1 1 に示すように、 まず、 ステップ S 5 1で油圧モー夕 2のモータ容量 Q 2が最大 Q 2 maxか否かを判 定する。 ステップ S 5 1が否定されるとステップ S 5 2に進み、 フック速度 Vが 図 5に示したのと同様な特性となるようにレギユレ一夕 2 bに制御信号 I を出力 してモータ容量 Q 2を制御し、 リターンする。 この場合、 フック位置 hとモータ 容量 q 2との関係は図 1 2に示すようになり、 フック位置 hの上昇に伴いモー夕 容量 Q 2は増加する。 モー夕容量 Q 2が最大 Q 2 max (図 1 2の点線) になるとス テツプ S 5 1が肯定されてステツプ S 5 3に進み、 メインポンプ 1のポンプ容量 q 1が最小 q 1 m i nか否かを判定する。 ステップ S 5 3が否定されるとステップ S 5 4に進み、 レギユレ一夕 l bに制御信号 I を出力してポンプ容量 q 1を制御し、 リターンする。 この場合、 フック位置 hとポンプ容量 q 1 との関係は図 1 3に示 すようになり、 フック位置 hの上昇に伴いポンプ容量 q 1は減少する。 ポンプ容 量 Q 1が最小 Q 1 mi n (図 1 3の点線) になるとステップ S 5 3が肯定されてステ ップ S 5 5に進み、 ガバナ Gに制御信号 I を出力して原動機回転数 nを制御し、 リターンする。 この場合、 フック位置 hと原動機回転数 nとの関係は図 1 4に示 すようになり、 フック位置 hの上昇に伴い原動機回転数 nは低下する。 なお、 ス テツプ S 5 2でも所望の速度となるように、 原動機回転数 n ,ポンプ容量 Q 1 を加 味してモータ容量 Q 2が決定される。 ステップ S 5 4 ,ステップ S 5 5も同搽であ る。
油圧ポンプ l aは他のァクチユエ一夕 46にも接続されているので、 減速制御 によって他のァクチユエ一夕 46の動作が影響を受けないようにする。 そのため、 本実施の形態ではモータ容量 Q 2の制御を先に行い (ステップ S 52) 、 次いで ポンプ容量 q l、 原動機回転数 Nの制御を行う (ステップ S 54,ステップ S 5 5 ) 。 なお、 操作レバー 7の巻下げ時には、 ステップ S 5 0の減速制御がリセッ 卜され (ステップ S 44) 、 モータ容量 q 2、 ポンプ容量 Q 1、 原動機回転数 n はそれぞれ減速制御前の値 (図 1 2〜図 1 4の Q 2 a, q l a, n a) に制御され る。 これによつて、 巻下げ時には減速制御されることなくフック Fを卷下げるこ とができる。
一第 4の実施の形態一
図 1 5は、 本発明の第 4の実施の形態に係わるウィンチの過巻防止装置の構成 を示す油圧回路図である。 なお、 図 1、 図 9と同一の箇所には同一の符号を付し、 その相違点を主に説明する。 図 1 5において、 メインポンプ 1と制御弁 3の間に はメインポンプ 1からの圧油をタンクにバイパスする電磁比例弁 5 1 (流量制御 弁) が接続されている。 コントローラ 50は、 回転検出器 2 1と揚程計 22とフ ック過卷スィツチ 23 Bと圧力スィッチ 24A, 24 Bと回転数センサ 25からの 信号を取り込んで後述するような処理を実行し、 電磁弁 6, 44にオン Zオフ信号 を出力するとともに、 電磁比例弁 5 1に制御信号 I を出力する。 電磁比例弁 5 1 を通過するバイパス流量 Q bと制御信号 I との関係は図 1 6に示すとおりである。 図 1 6に示すように、 制御信号 I = 0のとき、 電磁比例弁 5 1は位置 ( a ) に切 り換えられてバイパス流量 Q b = 0となり、 制御信号 I = I maxのとき、 電磁比例 弁 5 1は位置 (b) に切り換えられてバイパス流量 Q bは最大 ( = Qbmax) とな る。
図 1 7は、 コントローラ 50で実行される処理を説明するためのフローチヤ一 卜である。 なお、 図 1 0と同一の箇所には同一の符号を付し、 その相違点を主に 説明する。 操作レバー 7がフルに巻上操作された状態で、 フック Fが減速開始位 置 H 1に達すると、 ステツプ S 5が否定されてステツプ S 6 1に進む。 ステツプ S 6 1では、 図 4のステップ S 8、 ステップ S 9と同様な処理を実行し、 電磁比 例弁 5 1 に原動機回転数 nとフック位置 hとに応じた制御信号 I を出力してリタ ーンする。 すなわち、 フック Fの上昇に応じて制御信号 I を徐々に増大して出力 し、 バイパス流量 Q bを増加させることで、 フック位置 hとフック速度 Vとの関 係は図 5に示したのど同様になる。 一方、 ステップ S 5が肯定されるとステップ S 6 2に進み、 電磁比例弁 5 1 に制御信号 I = 0を出力してバイパス流量 Q b = 0とし、 次いで、 ステップ S 7に進んでリターンする。 フック Fがフック過卷作 動位置 H 0に到達するとステップ S 4が肯定されてステップ S 6 3に進み、 電磁 比例弁 5 1に制御信号 I maxを出力し、 バイパス流量 Q bを最大 Q b maxにする。 この状態ではわずかな流量しか制御弁 3を通過しないので、 油圧モ一夕 2の回転 は阻止される。 さらに、 ステップ S 4 2で電磁弁 4 4にオフ信号を出力する。 操 作レバ一 7が巻下げ操作されるとステップ S 1 2が肯定されてステップ S 6 2に 進み、 電磁比例弁 5 1 に制御信号 I = 0を出力してバイパス流量 Q b = 0にする。 これによつて、 レバー操作量に応じた速度でフック Fを巻下げることができる。 なお、 図 1 5の油圧回路は、 図 1 8のように構成することも可能である。 図 1 8において、 電磁比例弁 5 1 Aは油圧モータ 2の出入口ポー卜を連通または遮断 するように設けられ、 また、 メインポンプ 1は制御弁 4 5を介して他のァクチュ エー夕 4 6にも接続されている。 メインポンプ 1からの圧油は制御弁 4 5を介し てァクチユエ一夕 4 6に供給されるとともに、 制御弁 3を介して油圧モー夕 2に も供給されるが、 制御弁 3を通過した圧油の一部は電磁比例弁 5 1 Aの弁開度に 応じて油圧モー夕 2をバイパスし、 これによつて、 油圧モータ 2の回転数が制御 される。 この場合、 電磁比例弁 5 1 Aの弁開度に応じて制御弁 3に供給される圧 油量が制限されることはなく、 したがって、 他のァクチユエ一夕 4 6に対し、 速 度低下などの影響を与えることはない。
なお、 上記実施の形態におけるフック速度の減速パターン (減速開始位置 H I から減速終了位置 H 2の区間における減速特性) は、 一例であってこれに限定さ れるものではない。 すなわち、 上記実施の形態では、 図 5に示すようにフック巻 上時の減速度を一定とするようにしたが、 図 1 9に示すようにフック速度 V 1 ' , V 1 ' 'に応じて減速度を変更するようにしてもよい。 また、 フック速度 ν ΐ ' , ν 1 ' 'に応じて減速開始位置 Η 1 ' , Η 1 "を変更するようにしたが、 図 2 0に示す ように、 卷上速度 vに拘わらず減速開始位置 H 1を一定とするようにしてもよい。 この場合、 フック過巻防止装置用のおもり 2 3 A ,スィッチ 2 3 Bの下方に減速開 始用のおもり,スィッチを設け、 その作動により減速開始を判定するようにしても よい。 さらにまた、 図 2 1に示すようにフック速度に応じて減速終了位置 H 2を 変更するようにしてもよい。
また、 上記実施の形態では、 操作レバー 7の操作量を一定 (フル操作) と仮定 し、 原動機回転数 nに応じてフック速度 Vが変化するものとしたが、 操作レバ一 7の操作量を考慮し、 操作レバ一 7の操作量に応じてフック速度 Vが変化すると してもよい。 さらに、 上記実施の形態においては、 フック位置 hの検出に関し、 揚程計 2 2を用いるようにしたがこれに限らず、 他の検出器 (例えばレーザや超 音波などの検出器) を用いて、 フック Fとおもり 2 3 Aとの間の距離 hを検出す るようにしてもよい。
一第 5の実施の形態一
第 5の実施の形態のウインチの過巻防止装置の構成は、 第 1の実施の形態の図 1 と同じであるので、 構成図および各構成要素の説明を省略する。 したがって、 以下の説明では構成について図 1を参照して説明する。
第 1の実施の形態では、 フック Fの卷上速度 Vを検出し、 巻上速度 Vに応じて 減速開始位置 H 1を演算し、 演算された減速開始位置 H 1から所定の減速度で巻 上速度 Vが減速するように電磁比例弁 1 0に出力する制御信号 I を制御した。 し かし、 第 5の実施の形態では、 フック最大速度 v maxに対応した減速開始位置 H 1 'を予め定めておき、 フック Fがその位置 H 1 'に到達したときに、 電磁比例弁 1 0に対し予め定めた減速特性を発揮するような制御信号 I をフック Fの実速度 V に拘わらず出力するようにした。
すなわち、 図 2 2に示すように、 フック最大速度 v maxのときにフック位置 H 1 'から減速を開始し、 フック位置 H 2で定速度 V 2となるようなフック速度特性 C Vを予め定める。 図 2 3には、 このようなフック速度特性 C Vを実現するために 電磁比例弁 1 0へ出力する制御信号 I の特性 C I を示す。 第 5の実施の形態では、 フック位置を検出し、 その検出値に応じた制御信号 I をフック Fの実速度 Vとは 無関係に図 2 3の特性 C I に基づいて演算し、 電磁比例弁 1 0へ出力する。 これ により、 例えばフック速度が v 1 ' 'の場合、 フック位置が H 1 'に到達すると制御 信号 I は特性 C I に沿って減少し、 それに伴い電磁比例弁 1 0は位置 (ィ) 側に 切り換えられて弁開度も減少するが、 フック位置が H 1 ' 'に到達するまでは、 フ ック Fの実速度 Vはフック速度特性 C Vにより規定されるフック速度より小さい ので、 フック速度 V 1 ' 'は減速されない。 フック位置が H 1 ' 'に到達して制御信 号が I 1 'になるとはじめて図 2 2の特性 C Vに沿ってフック速度 V 1 ' 'が減速さ れる。
図 2 4は、 第 5の実施の形態に係わるウインチの過卷防止装置を構成するコン 卜ローラ 2 0での処理を説明するためのフローチャートであり、 このフローチヤ 一卜に基づいて電磁比例弁 1 0の減圧度が制御される。 図 2 4に示すように、 ス テツプ S 7 1で揚程計 2 2を用いてフック位置 hを検出する。 次いで、 ステップ S 7 2でフック位置がフック最大速度 v maxに対応した減速開始位置 H 1 'に到達 したか否かを判定し、 肯定されるとステップ S 7 3に進み、 否定されるとステツ プ S 7 1 に戻る。 ステツプ S 7 3では、 図 2 3に予め定めた特性 C I によりフッ ク位置に応じた制御信号 I を演算し、 次のステップ S 7 4で、 その制御信号 I を 電磁比例弁 1 0に出力し、 リターンする。
このように第 5の実施の形態では、 フック最大速度 v maxに対応した減速開始位 置 H 1 'を予め定めておき、 フック Fがその位置 H 1 'に到達したとぎに、 電磁比 例弁 1 0に対し予め定めた減速特性を発揮するような制御信号 I をフック Fの実 速度 Vに拘わらず出力するようにしたので、 フック速度を検出して減速開始位置 を算出する必要がなく、 応答性が向上でき、 構成が簡素化される。

Claims

請求の範囲
1 . 操作レバーからの指令によって巻上 Z卷下駆動されるウインチドラムと、 前記ウィンチドラムに卷回された巻上ロープの巻き取り/繰り出しにより昇降 する吊下物体が所定の停止位置まで巻き上げられたときに作動する停止スィッチ と、
前記停止スィッチの作動により前記ウインチドラムの駆動を停止する停止装置 とを備えたウインチの過卷防止装置において、
前記吊下物体の巻上速度を検出する速度検出装置と、
前記吊下物体が所定の減速開始位置に到達すると前記ウィンチドラムの駆動を 減速する減速装置と、
前記速度検出装置により検出された前記吊下物体の卷上速度に応じて前記ウイ ンチドラムの減速度を演算し、 その減速度に応じた減速指令によって前記減速装 置の駆動を制御する減速制御装置とを備える。
2 . クレーム 1記載のウィンチの過卷防止装置において、
前記減速制御装置は、 前記速度検出装置により検出された巻上速度にかかわら ず、 前記ウインチドラムが前記所定の停止位置で停止する直前の駆動速度が所定 の速度になるように前記減速度を演算する。
3 . クレーム 2記載のウィンチの過卷防止装置において、
前記減速制御装置は、 前記減速開始位置と前記所定の停止位置の間に位置する 減速終了位置で前記ウィンチドラムの駆動速度が前記所定の速度になるように前 記減速度を演算し、 前記減速開始位置から前記減速終了位置に到達するまで前記 減速度に応じた減速指令を出力し、 前記減速終了位置から前記停止位置に到達す るまで前記所定の速度に応じた定速指令を出力して減速装置の駆動を制御する。
4 . 操作レバーからの指令によって卷上/巻下駆動されるウインチドラムと、 前記ウィンチドラムに卷回された巻上ロープの巻き取り 繰り出しにより昇降 する吊下物体が所定の停止位置まで巻き上げられたときに作動する停止スィッチ と、
前記停止スィツチの作動により前記ウインチドラムの駆動を停止する停止装置 とを備えたウィンチの過巻防止装置において、
前記吊下物体の巻上速度を検出する速度検出装置と、
前記吊下物体の昇降位置に応じた信号を出力する位置検出装置と、
前記ウィンチドラムの駆動を減速する減速装置と、
前記速度検出装置により検出された前記吊下物体の巻上速度に応じて減速開始 位置を演算し、 前記位置検出装置から出力される信号により前記吊下物体の前記 減速開始位置への到達が検出されると所定の減速指令を出力して前記減速装置の 駆動を制御する減速制御装置とを備える。
5 . クレーム 4記載のウィンチの過巻防止装置において、
前記減速制御装置は、 前記ウインチドラムの駆動速度を一定の減速度で減速す る減速指令を出力し、 前記ウィンチドラムの前記所定の停止位置での停止直前の 駆動速度が所定の速度になるように前記減速開始位置を演算する。
6 . クレーム 5記載のウィンチの過卷防止装置において、
前記減速制御装置は、 前記減速開始位置と前記所定の停止位置の間に位置する 減速終了位置で前記ウインチドラムの駆動速度が前記所定の速度になるように前 記減速開始位置を演算し、 前記減速開始位置から前記減速終了位置に到達するま で前記所定の減速度に応じた減速指令を出力し、 前記減速終了位置から前記停止 位置に到達するまで前記所定の速度に応じた定速指令を出力して減速装置の駆動 を制御する。
7 . クレーム 4記載のウィンチの過巻防止装置において、
前記減速制御装置は、 前記速度検出装置により検出される前記吊下物体の巻上 速度に応じて前記ウインチドラムの減速度も演算し、 前記位置検出装置から出力 される信号により前記吊下物体の前記減速開始位置への到達が検出されると前記 減速度に応じた減速指令を出力して前記減速装置の駆動を制御する。
8 . 操作レバーからの指令によって巻上 Z巻下駆動されるウインチドラムと、 前記ウィンチドラムに巻回された卷上ロープの卷き取り 繰り出しにより昇降 する吊下物体が所定の停止位置まで巻き上げられたときに作動する停止スィツチ と、
前記停止スィツチの作動により前記ウインチドラムの駆動を停止する停止装置 とを備えたウインチの過巻防止装置において、
前記吊下物体が所定の減速開始位置に到達すると前記ウインチドラムの駆動を 減速する減速装置と、
前記吊下物体が前記減速開始位置から所定の減速終了位置に到達するまで減速 指令を出力し、 前記減速終了位置から前記停止位置に到達するまで定速指令を出 力して減速装置の駆動を制御する減速制御装置とを備える。
9 . クレーム 1記載のウィンチの過巻防止装置において、
前記減速装置は、 前記ウィンチドラムを駆動する油圧モー夕のモータ回転数と 相関関係を有する物理量を制御し、
前記減速制御装置は、 前記操作レバーが巻下げ駆動されると前記減速指令の出 力をリセッ 卜する。
1 0 . クレーム 4記載のウィンチの過巻防止装置において、
前記減速装置は、 前記ウィンチドラムを駆動する油圧モータのモータ回転数と 相関関係を有する物理量を制御し、
前記減速制御装置は、 前記操作レバーが巻下げ駆動されると前記減速指令の出 力をリセッ 卜する。
1 1 . クレーム 1記載のウィンチの過卷防止装置において、
前記停止装置は、 前記ウインチドラムの駆動を停止するネガブレーキ装置を有 する。
1 2 . クレーム 4記載のウィンチの過巻防止装置において、 前記停止装置は、 前記ウインチドラムの駆動を停止するネガブレーキ装置を有 する。
1 3 . 操作レバ一からの指令によって巻上/巻下駆動されるウィンチドラムと, 前記ウィンチドラムに卷回された卷上ロープの巻き取り Z繰り出しにより昇降 する吊下物体の所定の停止位置まで巻き上げられたときに作動する停止スィツチ と、
その停止スィツチの作動により前記ウインチドラムの駆動を停止する停止装置 とを備えたウィンチの過卷防止装置において、
前記吊下物体の昇降位置に応じた信号を出力する位置検出装置と、
前記ウインチドラムの駆動を減速する減速装置と、
前記位置検出装置により、 予め定めた前記吊下物体の卷上最高速度に応じて設 定された減速開始位置が検出されると、 所定の減速指令を出力して前記減速装置 の駆動を制御する減速制御装置とを備える。
1 4 . クレーム 1 3記載のウインチの過卷防止装置において、
前記減速制御装置は、 前記ウィンチドラムの駆動速度を一定の減速度で減速す る減速指令を出力し、 前記ウィンチドラムの前記所定の停止位置での停止直前の 駆動速度が所定の速度になるように前記減速開始位置を設定する。
PCT/JP1999/005672 1998-10-14 1999-10-14 Dispositif de prevention de surenroulement pour un treuil WO2000021868A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/807,460 US6644629B1 (en) 1998-10-14 1999-10-14 Overwinding prevention device for winch
DE19983644T DE19983644T1 (de) 1998-10-14 1999-10-14 Vorrichtung zum Verhindern des übermäßigen Windens mit einer Winde

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10/291976 1998-10-14
JP29197698 1998-10-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000021868A1 true WO2000021868A1 (fr) 2000-04-20

Family

ID=17775911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1999/005672 WO2000021868A1 (fr) 1998-10-14 1999-10-14 Dispositif de prevention de surenroulement pour un treuil

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19983644T1 (ja)
WO (1) WO2000021868A1 (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2423542A1 (de) * 1974-05-15 1976-02-05 Elektronik Regelautomatik Arbeitsverfahren zum betrieb eines wickel-antriebs
US4187681A (en) * 1978-08-28 1980-02-12 Bucyrus-Erie Company Hydrostatic winch
GB2101952A (en) * 1981-06-15 1983-01-26 Michael Ian Max Barnett Load raising and lowering apparatus
EP0130750A1 (en) * 1983-06-28 1985-01-09 Alfredo Grossi Lift brake control method and apparatus
US5342020A (en) * 1991-05-03 1994-08-30 Stone Richard J Speed controller for drilling rig traveling block
WO1996009979A1 (fr) * 1994-09-26 1996-04-04 Komatsu Ltd. Procede et appareil permettant d'empecher l'enroulement excessif d'un treuil dans une grue mobile
JPH08259182A (ja) * 1995-03-27 1996-10-08 Tadano Ltd クレーンの緩停止装置
JPH08290894A (ja) * 1995-04-25 1996-11-05 Kobe Steel Ltd クレーンのウインチ駆動制御方法及び装置
JPH09175784A (ja) * 1995-12-27 1997-07-08 Hitachi Constr Mach Co Ltd クレーンのフック過巻防止装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2423542A1 (de) * 1974-05-15 1976-02-05 Elektronik Regelautomatik Arbeitsverfahren zum betrieb eines wickel-antriebs
US4187681A (en) * 1978-08-28 1980-02-12 Bucyrus-Erie Company Hydrostatic winch
GB2101952A (en) * 1981-06-15 1983-01-26 Michael Ian Max Barnett Load raising and lowering apparatus
EP0130750A1 (en) * 1983-06-28 1985-01-09 Alfredo Grossi Lift brake control method and apparatus
US5342020A (en) * 1991-05-03 1994-08-30 Stone Richard J Speed controller for drilling rig traveling block
WO1996009979A1 (fr) * 1994-09-26 1996-04-04 Komatsu Ltd. Procede et appareil permettant d'empecher l'enroulement excessif d'un treuil dans une grue mobile
JPH08259182A (ja) * 1995-03-27 1996-10-08 Tadano Ltd クレーンの緩停止装置
JPH08290894A (ja) * 1995-04-25 1996-11-05 Kobe Steel Ltd クレーンのウインチ駆動制御方法及び装置
JPH09175784A (ja) * 1995-12-27 1997-07-08 Hitachi Constr Mach Co Ltd クレーンのフック過巻防止装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE19983644T1 (de) 2001-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6644629B1 (en) Overwinding prevention device for winch
JP3276130B2 (ja) 移動式クレーンのウインチ過巻時のワイヤロープ乱巻防止装置
KR100209122B1 (ko) 크레인의 과도 감기 방지장치
JP3434401B2 (ja) クレーンのフック過巻防止装置
JP2744110B2 (ja) クレーンにおける吊荷の鉛直地切り制御装置
JP2000198681A (ja) ウインチの過巻防止装置
WO2000021868A1 (fr) Dispositif de prevention de surenroulement pour un treuil
JP2001302183A (ja) 油圧速度制御装置、フック過巻防止装置および干渉防止装置
JP4268784B2 (ja) 油圧クレーンにおけるオートテンション装置
JP2005263470A (ja) ウィンチ速度制御装置、およびウィンチ速度制御方法
JPH11139771A (ja) クレーンの旋回減速制御装置及びその制御方法
JP2636323B2 (ja) 建設用タワークレーンの旋回速度制御装置
JP2003146587A (ja) ウインチの制御装置
KR102324297B1 (ko) 소형 부하체의 지정 가능한 목표 위치를 유지하기 위한 보상 장치
JPH0725591A (ja) 油圧ウインチの駆動制御装置
JP3351250B2 (ja) 巻上装置の制御方法及び制御装置
JP3310947B2 (ja) クレーンの緩停止方法及び緩停止装置
JP2702058B2 (ja) 油圧ウインチの駆動制御方法及び装置
JP2000053384A (ja) 巻上ロープの過巻防止装置
JP3789657B2 (ja) ウインチの過巻防止装置
JP2023108548A (ja) クレーン
JP2793147B2 (ja) クレーンのウインチ駆動制御方法及び装置
JPH11278795A (ja) 油圧巻上装置およびその油圧巻上装置を搭載した作業機
JP3155484B2 (ja) タワークレーンの過巻防止装置
JP4399297B2 (ja) ウインチの制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE US

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09807460

Country of ref document: US

RET De translation (de og part 6b)

Ref document number: 19983644

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20011213

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 19983644

Country of ref document: DE