(57)【要約】【課題】バイブロハンマのフック取付ユニットと起振装置との干渉を防止する。【解決手段】クレーン１００は、フック１１０に取り付けられるフック取付ユニット１４９、フック取付ユニット１４９にワイヤ１４３により吊り下げられた起振装置１４４、および、杭１９０を把持する把持機構１４５を備えたバイブロハンマ１４０を昇降する。クレーン１００は、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌが停止用閾値Ｌ１以下となるまで、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが近接したか否かを判定する近接判定手段と、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが近接していないと判定されると、巻下げ指令に応じた巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転を許可し、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが近接したと判定されると、巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転を禁止する自動停止制御手段とを備える。【選択図】図１
2014055040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フックに取り付けられるフック取付ユニット、前記フック取付ユニットにワイヤにより吊り下げられた起振装置、および、杭を把持する把持機構を備えたバイブロハンマを昇降するクレーンであって、
油圧モータの駆動により回転するウインチドラムと、
前記ウインチドラムの巻上げ指令または巻下げ指令を出力する操作部材と、
前記フック取付ユニットと前記起振装置との間の距離が第１の所定値以下となるまで、前記フック取付ユニットと前記起振装置とが近接したか否かを判定する近接判定手段と、
前記近接判定手段により前記フック取付ユニットと前記起振装置とが近接していないと判定されると、前記巻下げ指令に応じた前記ウインチドラムの巻下げ方向の回転を許可し、前記近接判定手段により前記フック取付ユニットと前記起振装置とが近接したと判定されると、前記ウインチドラムの巻下げ方向の回転を禁止する自動停止制御手段とを備えることを特徴とするクレーン。
【請求項２】
請求項１に記載のクレーンにおいて、
前記自動停止制御手段によって前記ウインチドラムの巻下げ方向の回転が禁止されているときに、前記フック取付ユニットと前記起振装置との間の距離が第２の所定値以上となるまで、前記フック取付ユニットと前記起振装置とが離隔したか否かを判定する離隔判定手段と、
前記離隔判定手段により前記フック取付ユニットと前記起振装置とが離隔していないと判定されると、前記ウインチドラムの巻下げ方向の回転を禁止し、前記離隔判定手段により前記フック取付ユニットと前記起振装置とが離隔したと判定されると、前記巻下げ指令に応じた前記ウインチドラムの巻下げ方向の回転を許可する停止解除制御手段とを備えることを特徴とするクレーン。
【請求項３】
油圧モータの駆動により回転するウインチドラムと、
前記ウインチドラムの巻上げ指令または巻下げ指令を出力する操作部材と、
前記ウインチドラムの回転により昇降するフックと、
前記フックに取り付けられるフック取付ユニット、前記フック取付ユニットにワイヤにより吊り下げられた起振装置、および、杭を把持する把持機構を備えたバイブロハンマとを備えたクレーンのウインチドラムの回転を制御するウインチ制御プログラムであって、
前記フック取付ユニットと前記起振装置との間の距離が第１の所定値以下となるまで、前記フック取付ユニットと前記起振装置とが近接したか否かを判定する近接判定工程と、
前記近接判定工程により前記フック取付ユニットと前記起振装置とが近接していないと判定されている場合、前記巻下げ指令に応じた前記ウインチドラムの巻下げ方向の回転を許可し、前記近接判定工程により前記フック取付ユニットと前記起振装置とが近接したと判定されている場合、前記ウインチドラムの巻下げ方向の回転を禁止する自動停止制御工程とをコンピュータに実行させることを特徴とするウインチ制御プログラム。
【請求項４】
請求項３に記載のウインチ制御プログラムにおいて、
前記自動停止制御工程によって前記ウインチドラムの巻下げ方向の回転が禁止されているときに、前記フック取付ユニットと前記起振装置との間の距離が第２の所定値以上となるまで、前記フック取付ユニットと前記起振装置とが離隔したか否かを判定する離隔判定工程と、
前記離隔判定工程により前記フック取付ユニットと前記起振装置とが離隔していないと判定されている場合、前記ウインチドラムの巻下げ方向の回転を禁止し、前記離隔判定工程により前記フック取付ユニットと前記起振装置とが離隔したと判定されている場合、前記巻下げ指令に応じた前記ウインチドラムの巻下げ方向の回転を許可する停止解除工程とをコンピュータに実行させることを特徴とするウインチ制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンおよびクレーンのウインチドラムの回転を制御するウインチ制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
矢板やＨ型鋼等を地中に打ち込む振動杭打工法に用いられる杭打装置としてバイブロハンマが知られている。バイブロハンマは、クレーンのフックに吊り下げられて使用されることがある（特許文献１参照）。特許文献１に記載のバイブロハンマは、フックに取り付けられるフック取付ユニットと、フック取付ユニットに吊り下げられた起振装置と、杭を把持する把持機構とを備えている。把持機構により把持した杭を起振装置により加振しつつ、フックを下降させることによって、杭が地中に貫入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９３６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、起振装置がフック取付ユニットにワイヤにより吊り下げられている場合、バイブロハンマによる杭打作業中に、柔らかい地層から硬い地層に杭が進行すると、杭の貫入速度が低下する。作業者がフックの下降速度を一定となるように操作していると、杭の貫入速度が低下するのに対し、フックの下降速度は変わらないため、フック取付ユニットと起振装置とが近づいて、フック取付ユニットと起振装置とが干渉するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、フックに取り付けられるフック取付ユニット、フック取付ユニットにワイヤにより吊り下げられた起振装置、および、杭を把持する把持機構を備えたバイブロハンマを昇降するクレーンであって、油圧モータの駆動により回転するウインチドラムと、ウインチドラムの巻上げ指令または巻下げ指令を出力する操作部材と、フック取付ユニットと起振装置との間の距離が第１の所定値以下となるまで、フック取付ユニットと起振装置とが近接したか否かを判定する近接判定手段と、近接判定手段によりフック取付ユニットと起振装置とが近接していないと判定されると、巻下げ指令に応じたウインチドラムの巻下げ方向の回転を許可し、近接判定手段によりフック取付ユニットと起振装置とが近接したと判定されると、ウインチドラムの巻下げ方向の回転を禁止する自動停止制御手段とを備えることを特徴とするクレーンである。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のクレーンにおいて、自動停止制御手段によってウインチドラムの巻下げ方向の回転が禁止されているときに、フック取付ユニットと起振装置との間の距離が第２の所定値以上となるまで、フック取付ユニットと起振装置とが離隔したか否かを判定する離隔判定手段と、離隔判定手段によりフック取付ユニットと起振装置とが離隔していないと判定されると、ウインチドラムの巻下げ方向の回転を禁止し、離隔判定手段によりフック取付ユニットと起振装置とが離隔したと判定されると、巻下げ指令に応じたウインチドラムの巻下げ方向の回転を許可する停止解除制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、油圧モータの駆動により回転するウインチドラムと、ウインチドラムの巻上げ指令または巻下げ指令を出力する操作部材と、ウインチドラムの回転により昇降するフックと、フックに取り付けられるフック取付ユニット、フック取付ユニットにワイヤにより吊り下げられた起振装置、および、杭を把持する把持機構を備えたバイブロハンマとを備えたクレーンのウインチドラムの回転を制御するウインチ制御プログラムであって、フック取付ユニットと起振装置との間の距離が第１の所定値以下となるまで、フック取付ユニットと起振装置とが近接したか否かを判定する近接判定工程と、近接判定工程によりフック取付ユニットと起振装置とが近接していないと判定されている場合、巻下げ指令に応じたウインチドラムの巻下げ方向の回転を許可し、近接判定工程によりフック取付ユニットと起振装置とが近接したと判定されている場合、ウインチドラムの巻下げ方向の回転を禁止する自動停止制御工程とをコンピュータに実行させることを特徴とするウインチ制御プログラムである。
請求項４に係る発明は、請求項３に記載のウインチ制御プログラムにおいて、自動停止制御工程によってウインチドラムの巻下げ方向の回転が禁止されているときに、フック取付ユニットと起振装置との間の距離が第２の所定値以上となるまで、フック取付ユニットと起振装置とが離隔したか否かを判定する離隔判定工程と、離隔判定工程によりフック取付ユニットと起振装置とが離隔していないと判定されている場合、ウインチドラムの巻下げ方向の回転を禁止し、離隔判定工程によりフック取付ユニットと起振装置とが離隔したと判定されている場合、巻下げ指令に応じたウインチドラムの巻下げ方向の回転を許可する停止解除工程とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、バイブロハンマのフック取付ユニットと起振装置との干渉を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るクレーンの外観を示す側面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るクレーンの構成の一例を示す図。
【図３】（ａ）はレバー操作量Ｗとパイロット弁の２次圧力ｐ１との関係を示す図、（ｂ）は制御電流Ｉと電磁比例弁の２次圧力ｐ２との関係を示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るウインチ制御プログラムにより実行されるウインチ制御の動作を示したフローチャート。
【図５】ウインチの自動停止動作について説明する図。
【図６】ウインチの停止解除動作について説明する図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るウインチ制御プログラムにより実行されるウインチ制御において用いられる距離Ｌと制御電流Ｉとのテーブルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明に係るクレーンの一実施の形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るクレーン１００の外観を示す側面図である。クレーン１００は、走行体１０１と、旋回輪１０２を介して走行体１０１上に旋回可能に設けられた旋回体１０３と、旋回体１０３に回動可能に軸支されたブーム１０４とを有する。旋回体１０３の前部には運転室１０７が設けられ、旋回体１０３の後部にはカウンタウエイト１０９が取り付けられている。旋回体１０３には巻き上げ用のウインチドラムである巻上ドラム１０５と、起伏用のウインチドラムである起伏ドラム１０６が搭載されている。
【０００９】
巻上ドラム１０５には巻上ロープ１０５ａが巻回され、巻上ドラム１０５の回転により巻上ロープ１０５ａが巻き取りまたは繰り出され、フック１１０が昇降する。起伏ドラム１０６には起伏ロープ１０６ａが巻回され、起伏ドラム１０６の駆動により起伏ロープ１０６ａが巻き取りまたは繰り出され、ブーム１０４が起伏する。巻上ドラム１０５は巻上用の油圧モータ１１２（図１において不図示、図２参照）の駆動により回転し、起伏ドラム１０６は起伏用の油圧モータ（不図示）の駆動により回転する。これら油圧モータの回転は不図示のブレーキ装置によって制動可能である。
【００１０】
バイブロ作業、すなわち杭打作業や杭の引抜作業を行う場合、図１に示すように、クレーン１００のフック１１０には、バイブロハンマ１４０が取り付けられる。バイブロハンマ１４０は、フック１１０に取り付けられるフック取付ユニット１４９と、フック取付ユニット１４９に一対のワイヤ１４３により吊り下げられた周知の起振装置１４４と、矢板などの杭１９０を把持する把持機構１４５とを備えている。
【００１１】
フック取付ユニット１４９は、フック１１０に接続されるワイヤが取り付けられるフック取付部１４１と、起振装置１４４に接続されるワイヤ１４３が取り付けられる起振装置取付部１４６と、フック取付部１４１と起振装置取付部１４６との間に配設されるダンパ機構１４２とを備えている。
【００１２】
ダンパ機構１４２は、上端部がフック取付部１４１に接続され、下端部が起振装置取付部１４６に接続されている。起振装置取付部１４６にはワイヤ１４３が取り付けられ、ワイヤ１４３により起振装置１４４が吊り下げられている。したがって、起振装置１４４で発生した振動は、ダンパ機構１４２により減衰されて、フック１１０に伝達される。
【００１３】
把持機構１４５は、起振装置１４４のケーシングの下端に取り付けられている。把持機構１４５は、相対的に近接し、あるいは離隔する一対の把持爪と、一対の把持爪を近接させ、あるいは離隔させるアクチュエータ（不図示）とを備えている。
【００１４】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るクレーン１００の構成の一例を示す図である。図２では、巻上ドラム１０５の回転を制御する制御系と、フック昇降用の油圧モータ１１２を駆動する油圧回路を示している。図２では、起伏用の油圧モータや旋回用の油圧モータなどを駆動する油圧回路については省略している。図２に示すように、クレーン１００は、メインポンプ１１１と、油圧モータ１１２と、巻上ドラム１０５と、制御弁１１３と、カウンタバランス弁１１４と、操作レバー１１５と、パイロットポンプ１１７と、パイロット弁１１６ａ，１１６ｂと、電磁比例弁１１８と、電磁比例弁１３０とを備えている。
【００１５】
メインポンプ１１１は、エンジンなどの原動機（不図示）によって駆動される油圧ポンプである。油圧モータ１１２は、メインポンプ１１１から吐出され、制御弁１１３で流量と方向が制御された圧油によって回転駆動される。巻上ドラム（ウインチドラム）１０５は、油圧モータ１１２の駆動によって回転する。制御弁１１３が位置（Ａ）側に動作すると巻上方向に油圧モータ１１２が回転し、制御弁１１３が位置（Ｂ）側に動作すると巻下方向に油圧モータ１１２が回転する。カウンタバランス弁１１４は、巻下げ時の戻り管路１０８に設けられ、油圧モータ１１２の巻下方向の回転を制限する。
【００１６】
操作レバー１１５は、フック１１０の巻上げ指令または巻下げ指令に相当するパイロット圧を出力するパイロット式油圧操作レバーであって、制御弁１１３を駆動するために操作される。パイロット弁１１６ａ，１１６ｂは、操作レバー１１５の操作量に応じた２次圧力を発生させる。パイロットポンプ１１７は、パイロット弁１１６ａ，１１６ｂに圧油を供給する。
【００１７】
電磁比例弁１１８が位置（Ｄ）に切り換わっているとき、運転者によって操作レバー１１５が巻上側に操作されると、制御弁１１３の巻上側パイロット部１１３ａにパイロット圧が作用し、制御弁１１３が位置（Ａ）側に動作して、巻上ドラム１０５が巻上方向に回動される。巻上ドラム１０５の巻上方向の回動により、巻上ロープ１０５ａが巻き取られ、フック１１０に取り付けられたバイブロハンマ１４０が上昇する。電磁比例弁１３０が位置（Ｆ）に切り換わっているとき、運転者によって操作レバー１１５が巻下側に操作されると、制御弁１１３の巻下側パイロット部１１３ｂにパイロット圧が作用し、制御弁１１３が位置（Ｂ）側に動作して、巻上ドラム１０５が巻下方向に回動される。巻上ドラム１０５の巻下方向の回動により、巻上ロープ１０５ａが繰り出され、フック１１０に取り付けられたバイブロハンマ１４０が下降する。
【００１８】
電磁比例弁１３０は、制御弁１１３の巻下側パイロット部１１３ｂへ供給されるパイロット圧を制御する。巻下側パイロット部１１３ｂに作用するパイロット圧は、操作レバー１１５の操作量に応じた２次圧力と、電磁比例弁１３０の減圧度とに応じて決定される。なお、電磁比例弁１３０の減圧度は、コントローラ１２０からの制御電流Ｉによって制御される。
【００１９】
図３（ａ）はレバー操作量Ｗとパイロット弁の２次圧力ｐ１との関係を示す図であり、図３（ｂ）は制御電流Ｉと電磁比例弁１３０の２次圧力ｐ２との関係を示す図である。図３（ａ）に示すように、レバー操作量Ｗが最小レバー操作量０〜最大レバー操作量Ｗｍａｘの範囲では、２次圧力ｐ１はレバー操作量Ｗに比例して増加する。
【００２０】
電磁比例弁１３０の１次側にはパイロット弁１１６ｂの２次圧力が導かれているので、電磁比例弁１３０の１次圧力はパイロット弁１１６ｂの２次圧力に依存する。図３（ｂ）の制御電流Ｉと２次圧力ｐ２との関係を示す特性線図は、電磁比例弁１３０の１次圧力、すなわちパイロット弁１１６ｂからの２次圧力がその最大値ｐｍａｘのときに電磁比例弁１３０に供給される制御電流Ｉに対する２次圧力ｐ２の特性線図である。
【００２１】
図３（ｂ）に示すように、制御電流Ｉ＝Ｉｍａｘのときは電磁比例弁１３０が位置（Ｆ）に切り換えられて、電磁比例弁１３０の２次圧力ｐ２は最大値（ｐ２＝ｐｍａｘ）となる。この状態では、操作レバー１１５のレバー操作量Ｗに応じたパイロット弁１１６ｂからの２次圧力ｐ１は、減圧されることなく制御弁１１３の巻下側パイロット部１１３ｂにそのまま作用する。すなわち、電磁比例弁１３０は開放弁として機能する。
【００２２】
制御電流Ｉ＝０のときは電磁比例弁１３０が位置（Ｅ）に切り換えられて、電磁比例弁１３０の２次圧力ｐ２は０（ｐ２＝０）となる。この状態では、操作レバー１１５を巻下側に操作しても制御弁１１３の巻下側パイロット部１１３ｂにパイロット圧油は供給されない。すなわち、電磁比例弁１３０はストップ弁として機能する。制御電流Ｉが０〜Ｉｍａｘの間では、電磁比例弁１３０は図示するように制御電流Ｉに比例した減圧特性を有する。
【００２３】
図２に示すコントローラ１２０は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成されている。コントローラ１２０は、クレーン１００のシステム全体の制御を行っており、バイブロハンマ１４０の起動中に、後述する所定の条件が成立したときに電磁比例弁１３０を位置（Ｅ）に切り換えて、油圧モータ１１２の巻下げ方向の回転を禁止する。
【００２４】
電磁比例弁１１８は、制御弁１１３の巻上側パイロット部１１３ａへ供給されるパイロット圧を制御するものであって、上記した電磁比例弁１３０と同様の構成とされている。巻上側パイロット部１１３ａに作用するパイロット圧は、操作レバー１１５の操作量に応じた２次圧力と、電磁比例弁１１８の減圧度とに応じて決定される。なお、電磁比例弁１１８の減圧度は、たとえば、巻上ドラム１０５を緩停止させる際に、コントローラ１２０からの制御電流によって制御される。緩停止とは巻上ドラム１０５の回転速度を微速度にして巻上ドラム１０５を停止する制御である。
【００２５】
コントローラ１２０には、距離検出センサ１５０が接続されている。コントローラ１２０は、距離検出センサ１５０からの信号を取り込んで、後述するような処理を実行し、電磁比例弁１３０に制御電流Ｉを出力する。
【００２６】
距離検出センサ１５０は、超音波を利用したセンサであって、発信部と受信部とを備えている。図１に示すように、距離検出センサ１５０を構成する発信部と受信部とは、起振装置取付部１４６の下部に取り付けられており、発信部から下方に向けて超音波信号を発信し、起振装置１４４の上面で反射した超音波信号を受信部で受信することで、フック取付ユニット１４９の下端と、起振装置１４４の上端との間の距離Ｌが検出される。
【００２７】
図２に示すように、コントローラ１２０は、距離検出センサ１５０で検出された距離信号を受信し、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌと、予め記憶装置に記憶された閾値Ｌ１，Ｌ２とに基づいて電磁比例弁１３０の動作を制御する。
【００２８】
コントローラ１２０は、油圧モータ１１２の駆動の禁止／許可を制御するために、停止条件判定部１２０ａと、解除条件判定部１２０ｂと、弁制御部１２０ｃとを機能的に備えている。
【００２９】
停止条件判定部１２０ａは、距離検出センサ１５０で検出された距離信号に基づいて、自動停止条件が成立したか否かを判定する。自動停止条件は、油圧モータ１１２の駆動が許可されている状態、すなわち巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転が許可されているときに、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌが停止用閾値Ｌ１となるまでフック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが近接したと判定されたときに成立し、近接していないと判定されたときには非成立とされる。
【００３０】
解除条件判定部１２０ｂは、距離検出センサ１５０で検出された距離信号に基づいて、停止解除条件が成立したか否かを判定する。停止解除条件は、油圧モータ１１２の駆動が禁止されている状態、すなわち巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転が禁止されているときに、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌが解除用閾値Ｌ２となるまでフック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが離隔したと判定されたときに成立し、離隔していないと判定されたときには非成立とされる。
【００３１】
停止用閾値Ｌ１および解除用閾値Ｌ２は、予めコントローラ１２０の記憶装置に記憶されている。停止用閾値Ｌ１は、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離ＬがＬ１となった状態で起振装置１４４が振動しても、起振装置１４４がフック取付ユニット１４９に接触しないように、多少の余裕を見込んで設定されている。解除用閾値Ｌ２は、停止用閾値Ｌ１よりも大きい。解除用閾値Ｌ２は、図１に示すように、バイブロハンマ１４０がフック１１０に吊り下げられ、ワイヤ１４３に起振装置１４４の荷重が作用しているとき、すなわちバイブロ作業前の状態におけるフック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離より僅かに短い距離に設定されている。
【００３２】
弁制御部１２０ｃは、以下の条件に応じて、油圧モータ１１２の巻下げ方向の駆動を禁止または許可する。
（１）弁制御部１２０ｃは、巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転が許可されている状態のときに、停止条件判定部１２０ａにより自動停止条件が成立していると判定されるまでは、電磁比例弁１３０に供給される制御電流ＩをＩｍａｘとして、電磁比例弁１３０を位置（Ｆ）に切り換えたままとする。つまり、自動停止条件が成立していなければ、弁制御部１２０ｃは、巻下げ指令に応じた巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転を許可する状態を維持する。
【００３３】
（２）弁制御部１２０ｃは、巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転が許可されている状態のときに、停止条件判定部１２０ａにより自動停止条件が成立したと判定されると、電磁比例弁１３０に供給される制御電流Ｉを０として、電磁比例弁１３０を位置（Ｅ）に切り換える。つまり、自動停止条件が成立すると、弁制御部１２０ｃは、巻下げ指令が出力されていても、巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転を禁止する。
【００３４】
（３）弁制御部１２０ｃは、巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転が禁止されている状態のときに、解除条件判定部１２０ｂにより停止解除条件が成立していると判定されるまでは、電磁比例弁１３０に供給される制御電流Ｉを０として、電磁比例弁１３０を位置（Ｅ）に切り換えたままとする。つまり、停止解除条件が成立していなければ、弁制御部１２０ｃは、巻下げ指令の有無によらず、巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転を禁止する状態を維持する。
【００３５】
（４）弁制御部１２０ｃは、巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転が禁止されている状態のときに、解除条件判定部１２０ｂにより停止解除条件が成立したと判定されると、電磁比例弁１３０に供給される制御電流ＩをＩｍａｘとして、電磁比例弁１３０を位置（Ｆ）に切り換える。つまり、停止解除条件が成立すると、弁制御部１２０ｃは巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転を許可し、巻下げ指令（パイロット圧）に応じて巻上ドラム１０５が回転され得る状態とする。
【００３６】
以下、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との干渉を防止するためのウインチ制御プログラムによる処理を図４に示すフローチャートを参照して説明する。
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るウインチ制御プログラムにより実行されるウインチ制御の動作を示したフローチャートである。エンジンスイッチ（不図示）がオンされると、図４に示す処理を行うプログラムが起動され、コントローラ１２０で繰り返し実行される。図示していないが、プログラムが起動されると、コントローラ１２０は、距離検出センサ１５０からの距離信号の取得を開始する。
【００３７】
図４に示すように、ステップＳ１００において、コントローラ１２０は、距離検出センサ１５０で検出された距離信号を受信し、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌが停止用閾値Ｌ１以下となるまでフック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが近接したか否かを判定する。ステップＳ１００で肯定判定されるとステップＳ１１０へ進み、否定判定されるとステップＳ１３０へ進む。
【００３８】
ステップＳ１３０において、コントローラ１２０は、電磁比例弁１３０に制御電流Ｉ＝Ｉｍａｘを出力してソレノイドを励磁し、リターンする。これにより電磁比例弁１３０は位置（Ｆ）に切り換えられ、操作レバー１１５の巻下げ操作に応じて、フック１１０の巻下げ動作が可能な状態となる。この状態を以下、動作許可状態とも記す。
【００３９】
ステップＳ１１０において、コントローラ１２０は、電磁比例弁１３０に制御電流Ｉ＝０を出力してソレノイドを消磁し、ステップＳ１２０へ進む。これにより電磁比例弁１３０は位置（Ｅ）に切り換えられ、操作レバー１１５が巻下側に操作されていれば、フック１１０の巻下げ動作が停止する。この状態を以下、動作禁止状態とも記す。
【００４０】
ステップＳ１２０において、コントローラ１２０は、距離検出センサ１５０で検出された距離信号を受信し、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌが解除用閾値Ｌ２以上となるまでフック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが離隔したか否かを判定する。ステップＳ１２０で肯定判定されると、ステップＳ１３０へ進んで電磁比例弁１３０を位置（Ｆ）へ切り換える。この結果、この装置は動作許可状態に復帰する。ステップＳ１２０で否定判定されるとステップＳ１１０へ戻る。
【００４１】
以上の処理において、停止条件判定部１２０ａは、ステップＳ１００で肯定判定されると、自動停止条件が成立したと判定する。解除条件判定部１２０ｂは、ステップＳ１２０で肯定判定されると、停止解除条件が成立したと判定する。弁制御部１２０ｃは、自動停止条件が成立したと判定されると、ステップＳ１１０で電磁比例弁１３０を位置（Ｅ）に切り換えて動作禁止状態とする。弁制御部１２０ｃは、停止解除条件が成立したと判定されると、ステップＳ１３０で電磁比例弁１３０を位置（Ｆ）に切り換えて動作許可状態とする。
【００４２】
距離Ｌに応じた電磁比例弁１３０の動作を杭打ち作業の手順に沿ってまとめると次のようになる。本実施の形態では、クレーン１００のフック１１０に取り付けられるバイブロハンマ１４０を昇降させることにより矢板などの杭１９０が地中に打ち込まれる。
【００４３】
作業者は、フック取付部１４１とフック１１０とをワイヤにより接続し、バイブロハンマ１４０をフック１１０に吊り下げる。作業者は、把持機構動作用のアクチュエータ（不図示）を駆動して、把持機構１４５の一対の把持爪に杭１９０を把持させる。これにより、把持機構１４５によって把持された杭１９０が、バイブロハンマ１４０を介してフック１１０に吊り下げられた状態となる（図１参照）。
【００４４】
作業者は、操作レバー１１５を巻下げ側に操作し、巻上ドラム１０５を巻下方向に回転させる。これにより、巻上ロープ１０５ａが繰り出され、フック１１０に装着されたバイブロハンマ１４０および杭１９０が下降する。作業者は、杭１９０の下端を地表に接地させるまで、操作レバー１１５を巻下げ側に操作する。
【００４５】
作業者は、起振装置１４４の遠隔操作部材（不図示）を操作して、起振装置１４４のモータに電力を供給する。これにより、モータによって一対の回転体が回転し、起振装置１４４が上下方向に振動する。起振装置１４４で発生した振動は、杭１９０に伝達され、杭１９０が地中に徐々に貫入される。
【００４６】
図５はウインチの自動停止動作について説明する図であり、図６はウインチの停止解除動作について説明する図である。図５および図６に示すように、杭１９０が打ち込まれる地中は、地表側に柔らかい地層１９１があり、柔らかい地層１９１の下方に硬い地層１９２がある。
【００４７】
作業者は、図５（ａ）に示すように、柔らかい地層１９１に貫入された杭１９０の貫入速度Ｖｙ＝Ｖｙ１と、フック１１０の下降速度Ｖｈ＝Ｖｈ１とがほぼ同一の速度（Ｖｈ１≒Ｖｙ１）となるように、操作レバー１１５の操作量を調整する。作業者は、この操作量を維持して、徐々に杭１９０を地中に貫入させる。
【００４８】
図５（ｂ）に示すように、杭１９０の先端が硬い地層１９２に至るまでは、杭１９０の貫入速度Ｖｙ＝Ｖｙ１と、フック１１０の下降速度Ｖｈ＝Ｖｈ１とがほぼ同一であるため（Ｖｈ１≒Ｖｙ１）、フック取付ユニット１４９の下端面に取り付けられた距離検出センサ１５０と、起振装置１４４の上端面との間の距離Ｌは、ほぼ一定とされる。
【００４９】
杭１９０の先端が硬い地層１９２に達すると、杭１９０の貫入速度Ｖｙが低下して、Ｖｙ１よりも小さいＶｙ２となる（Ｖｙ２＜Ｖｙ１）。ここで、作業者が一定の操作量を維持して、フック１１０を下降させ続けると、杭１９０の貫入速度ＶｙがＶｙ１からＶｙ２に減少するのに対して、フック１１０の下降速度Ｖｈは変わらずにＶｈ１であるため（Ｖｈ１＞Ｖｙ２）、起振装置１４４とフック取付ユニット１４９との間の距離Ｌが徐々に短くなる。
【００５０】
図５（ｃ）に示すように、距離Ｌが停止用閾値Ｌ１以下となるまでフック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが近接すると（ステップＳ１００）、電磁比例弁１３０が位置（Ｅ）へ切り換えられ、制御弁１１３に対するパイロット圧の供給が遮断される。その結果、制御弁１１３が位置（Ｎ）へ切り換わり、油圧モータ１１２および巻上ドラム１０５の回転が停止し、フック１１０が停止する（ステップＳ１１０）。これにより、フック取付ユニット１４９と、起振装置１４４との干渉が防止される。
【００５１】
図６（ｄ）に示すように、フック１１０が停止した後も起振装置１４４の振動は継続されるため、杭１９０は硬い地層１９２に徐々に貫入される。図６（ｄ）に示すように、杭１９０が貫入して徐々に下降するのに対し、フック１１０は所定高さで停止しているため、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌは徐々に長くなる。
【００５２】
図６（ｅ）に示すように、距離Ｌが解除用閾値Ｌ２以上となるまでフック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが離隔すると（ステップＳ１２０）、電磁比例弁１３０が位置（Ｆ）へ切り換えられ、操作レバー１１５の操作量に応じたパイロット圧が制御弁１１３の巻下側パイロット部１１３ｂへ供給される（ステップＳ１３０）。その結果、図６（ｆ）に示すように、フック１１０が再び下降を開始することになる。
【００５３】
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌが停止用閾値Ｌ１以下となるまで、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが近接したか否かを判定し、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが近接したと判定されると、巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転を禁止するようにした。これにより、杭打ち作業中に、バイブロハンマ１４０のフック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが干渉することを防止できる。特に、長尺の杭１９０を地中に打ち込む場合など、運転室１０７からバイブロハンマ１４０を視認し難い場合であっても、自動でフック１１０が停止するので、安全に杭打ち作業を行うことができる。
【００５４】
（２）巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転が禁止されているとき（動作禁止状態のとき）に、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌが解除用閾値Ｌ２以上となるまで、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが離隔したか否かを判定し、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが離隔したと判定されると、巻下げ指令に応じた巻上ドラム１０５の巻下げ方向の回転を許可するようにした。動作禁止状態から動作許可状態に自動で移行し、バイブロハンマ１４０が下降を再開するため、作業者は所定の操作量を維持するように操作レバー１１５を操作していればよい。このように本実施の形態によれば、作業者の負担を軽減することができ、経験の少ない作業者であっても、容易に杭打作業を行うことができる。
【００５５】
−第２の実施の形態−
図７を参照して第２の実施の形態に係るクレーンについて説明する。図７は、距離Ｌと制御電流Ｉとの関係を示す図である。なお、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。第２の実施の形態に係るクレーンは、第１の実施の形態と同様の構成を備える（図１および図２参照）。
【００５６】
第１の実施の形態では、動作許可状態であるときに、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌが停止用閾値Ｌ１以下になると、電磁比例弁１３０を位置（Ｅ）に切り換えて動作禁止状態とした。第１の実施の形態では、動作禁止状態であるときに、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌが解除用閾値Ｌ２以上になると、電磁比例弁１３０を位置（Ｆ）に切り換えて動作許可状態とした。
【００５７】
これに対して、第２の実施の形態では、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌが増加するにしたがい、徐々に電磁比例弁１３０に供給する制御電流Ｉを増加させ、距離Ｌが減少するにしたがい、徐々に電磁比例弁１３０に供給する制御電流Ｉを減少させるようにした。
【００５８】
第２の実施の形態では、図７に示す特性が予めルックアップテーブル形式で記憶装置に記憶されている。コントローラ１２０は、距離Ｌが０以上Ｌ１未満の範囲では制御電流Ｉ＝０を電磁比例弁１３０に出力する。コントローラ１２０は、距離ＬがＬ１以上Ｌ２未満の範囲では、距離Ｌの増加に従い制御電流Ｉを０からＩｍａｘまで増加させる。コントローラ１２０は、距離ＬがＬ２以上では、制御電流Ｉ＝Ｉｍａｘを電磁比例弁１３０に出力する。電磁比例弁１３０の２次圧力ｐ２は、図３（ｂ）に示したように、制御電流Ｉによって制御される。
【００５９】
このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態で説明した（１）および（２）の各作用効果に加えて、さらに次の（３）の作用効果を奏する。
【００６０】
（３）パイロット弁１１６ｂからパイロット圧が出力されているとき、すなわち巻下げ操作中に、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが近づくにつれて、徐々に電磁比例弁１３０の２次圧力を減少させるようにした。これにより、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが近づくにつれて、徐々にフック１１０の下降速度Ｖｈが減少する。また、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが遠ざかるにつれて、徐々に電磁比例弁１３０の２次圧力を増加させるようにした。これにより、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが遠ざかるにつれて、徐々にフック１１０の下降速度Ｖｈが増加する。したがって、第２の実施の形態によれば、杭打ち作業中におけるフック１１０の動作を滑らかにすることができる。
【００６１】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
［変形例］
（１）フック取付ユニット１４９と、起振装置１４４との間の距離Ｌを非接触式の超音波センサにより検出するようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、距離検出センサとして光学式センサを利用してもよい。非接触式センサに限られることもなく、接触式センサを採用してもよい。
【００６２】
（２）距離検出センサ１５０に代えて、ワイヤ１４３の張力を検出する張力センサを設けてもよい。この場合、コントローラ１２０は、検出された張力Ｔが記憶装置に記憶されている所定張力Ｔｔ１以下になったときに、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌが停止用閾値Ｌ１以下となるまでフック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが近接したと判定する。また、コントローラ１２０は、検出された張力ＴがＴｔ１よりも大きい所定張力Ｔｔ２以上になったときに、フック取付ユニット１４９と起振装置１４４との間の距離Ｌが解除用閾値Ｌ２以上となるまでフック取付ユニット１４９と起振装置１４４とが離隔したと判定する。
【００６３】
（３）上記した第１の実施の形態では、電磁比例弁１３０を用いて油圧モータ１１２の回転を制限するようにしたが、電磁比例弁１３０に代えて、電磁切換弁を採用してもよい。
【００６４】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  クレーン、１０１  走行体、１０２  旋回輪、１０３  旋回体、１０４  ブーム、１０５  巻上ドラム、１０５ａ  巻上ロープ、１０６  起伏ドラム、１０６ａ  起伏ロープ、１０７  運転室、１０８  管路、１０９  カウンタウエイト、１１０  フック、１１１  メインポンプ、１１２  油圧モータ、１１３  制御弁、１１３ａ  巻上側パイロット部、１１３ｂ  巻下側パイロット部、１１４  カウンタバランス弁、１１５  操作レバー、１１６ａ  パイロット弁、１１６ｂ  パイロット弁、１１７  パイロットポンプ、１１８  電磁比例弁、１２０  コントローラ、１２０ａ  停止条件判定部、１２０ｂ  解除条件判定部、１２０ｃ  弁制御部、１３０  電磁比例弁、１４０  バイブロハンマ、１４１  フック取付部、１４２  ダンパ機構、１４３  ワイヤ、１４４  起振装置、１４５  把持機構、１４６  起振装置取付部、１４９  フック取付ユニット、１５０  距離検出センサ、１９０  杭、１９１  地層、１９２  地層
【図１】
2014055040.tif 000003
【図２】
2014055040.tif 000004
【図３】
2014055040.tif 000005
【図４】
2014055040.tif 000006
【図５】
2014055040.tif 000007
【図６】
2014055040.tif 000008
【図７】
2014055040.tif 000009