(57)【要約】【課題】巻上時のワイヤロープの食い込みを防止する。【解決手段】巻上および巻下駆動によりワイヤロープ３を巻き取りおよび繰り出すウインチドラム４と、ウインチドラム４の巻上駆動を検出する巻上検出手段１１と、ウインチドラム４に巻回されたワイヤロープ３の緩みを防止するような張力を付与する張力付与手段２１，２２と、少なくとも巻上検出手段１１によりウインチドラム４の巻上駆動が検出されるとワイヤロープ３に張力を付与するように張力付与手段２１，２２を制御する張力制御手段２４，３０とを備える。【選択図】図１
2006069774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻上および巻下駆動によりワイヤロープを巻き取りおよび繰り出すウインチドラムと、
前記ウインチドラムの巻上駆動を検出する巻上検出手段と、
前記ウインチドラムに巻回された前記ワイヤロープの緩みを防止するような張力を付与する張力付与手段と、
少なくとも前記巻上検出手段により前記ウインチドラムの巻上駆動が検出されると前記ワイヤロープに張力を付与するように前記張力付与手段を制御する張力制御手段とを備えることを特徴とするクレーンのウインチ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクレーンのウインチ装置において、
吊り荷重に応じた前記ワイヤロープの張力を検出する張力検出手段をさらに備え、
前記張力制御手段は、前記ウインチドラムの巻上駆動時に、前記張力検出手段により所定値以下の張力が検出されると前記ワイヤロープに張力を付与し、前記所定値より大きい張力が検出されると前記ワイヤロープへの張力の付与を解除するように前記張力付与手段を制御することを特徴とするクレーンのウインチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウインチドラムに巻回されるワイヤロープに張力を付与するようにしたクレーンのウインチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウインチドラムの巻上駆動を停止したとき、ワイヤロープ先端のフックが慣性力によって飛び跳ねることによりロープが緩んで乱巻を生じることがあり、このような乱巻を防止するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。これによればウインチドラムとフックの間に、ワイヤロープに押さえ力を付与するような押さえローラを設け、ウインチドラムの巻上時に押さえローラからの押さえ力を解放し、巻上停止時に押さえローラにより押さえ力を付与する。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７１４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載のものは、巻上時に押さえ力を解放し、巻上停止時に押さえ力を付与するものであるため、巻上時に十分なロープ張力が作用しないおそれがあり、その場合、次のような問題が生じる。すなわち、例えば吊り上げ能力が小さくロープ径の細いワイヤロープを用いて巻上作業を行う場合、巻上時に十分なロープ張力が作用していないと、ウインチドラムに巻回されたワイヤロープがドラムの幅方向にずれ、隣り合うワイヤロープとの間に隙間が生じ、この隙間に上層のワイヤロープが食い込む。その結果、乱巻が発生するとともに、ワイヤロープが破損または変形するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるクレーンのウインチ装置は、巻上および巻下駆動によりワイヤロープを巻き取りおよび繰り出すウインチドラムと、ウインチドラムの巻上駆動を検出する巻上検出手段と、ウインチドラムに巻回されたワイヤロープの緩みを防止するような張力を付与する張力付与手段と、少なくとも巻上検出手段によりウインチドラムの巻上駆動が検出されるとワイヤロープに張力を付与するように張力付与手段を制御する張力制御手段とを備えることを特徴とする。
吊り荷重に応じたワイヤロープの張力を検出する張力検出手段をさらに備え、ウインチドラムの巻上駆動時に、張力検出手段により所定値以下の張力が検出されるとワイヤロープに張力を付与し、所定値より大きい張力が検出されるとワイヤロープへの張力の付与を解除するように張力付与手段を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、少なくともウインチドラムの巻上駆動が検出されると、ワイヤロープに対し、ロープの緩みを防止するような張力を付与するようにしたので、巻上時にワイヤロープが食い込むことがなく、ワイヤロープの乱巻および破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図１，２を参照して本発明によるクレーンのウインチ装置の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係るウインチ装置の概略構成を示す図である。なお、本実施の形態に係るウインチ装置は、ワイヤロープ径が細く（例えば１０mm程度）、最大吊り上げ荷重が小さい（例えば１０ｔ程度）小型のクレーンに適用する。
【０００８】
図１のクレーンは、伸縮自在なテレスコブーム１を有し、ブームシリンダ２によりブーム１が機体（不図示）に対し起伏可能に支持されている。機体にはワイヤロープ３の巻回されたウインチドラム４が搭載されている。ワイヤロープ３はブーム先端部を経由してフック５に接続されるとともに、ブーム先端部とフック５との間で複数回（例えば５回）掛け回されている。
【０００９】
ウインチドラム４は油圧モータ６の回転により駆動され、油圧モータ６には制御弁７を介して油圧ポンプ８から圧油が供給される。制御弁７のパイロットポートには操作レバー９の操作量に応じたパイロット圧がパイロット弁１０から作用し、このパイロット圧により制御弁７が位置イ側（巻上げ側）または位置ロ側（巻下げ側）に切り換わる。巻上パイロット回路には圧力スイッチ１１が設けられ、圧力スイッチ１１のオンにより巻上げ操作が検出される。
【００１０】
ウインチドラム４の近傍には、ウインチドラム４とブーム先端部の間のワイヤロープ３を挟むように一対のフリクションプレート２１が対向して設けられている。フリクションプレート２１は油圧シリンダ２２のシリンダロッドに固設され、油圧シリンダ２２の伸縮によりフリクションプレート２１が移動する。すなわち油圧シリンダ２２が伸長するとフリクションプレート２１がワイヤロープ３に接触してロープ表面に摩擦力が作用する。これにより巻上時のウインチドラム側のロープ張力Ｔ１がブーム先端側のロープ張力Ｔ２よりも大きくなる。一方、油圧シリンダ２２が縮退するとフリクションプレート２１がワイヤプレート３から離間し、ウインチドラム側のロープ張力Ｔ１とブーム先端側のロープ張力Ｔ２が等しくなる。
【００１１】
油圧シリンダ２２のボトム室は電磁切換弁２４を介して油圧源２５またはタンクに連通される。すなわち電磁切換弁２４が位置ロに切り換えられると、油圧源２５からの圧油がボトム室に作用し、ばね２３の付勢力に抗して油圧シリンダ２２が伸長する。一方、電磁切換弁２４が位置イに切り換えられると、ボトム室がタンクに連通し、ばね２３の付勢力により油圧シリンダ２２が縮退する。
【００１２】
この種のクレーンには過負荷防止装置としてのモーメントリミッタ３０が設けられている。モーメントリミッタ３０は、テレスコブーム１の長さを検出するブーム長さ検出器３１と、テレスコブーム１の起伏角を検出するブーム角度検出器３２と、ブームシリンダ２に作用する圧力を検出する荷重検出器３３からの信号により吊り荷の実荷重を演算し、この吊り荷重が作業半径に応じて設定された限界荷重を越えないように作業モーメントを制限する。このようなモーメントリミッタの機能は周知であり、詳細な説明を省略する。
【００１３】
本実施の形態では、さらに上記検出器３１〜３３と圧力スイッチ１１からの信号に基づきモーメントリミッタ３０で以下のようなロープ食い込み防止処理を実行し、電磁切換弁２４を制御する。図２は、ロープ食い込み防止処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートはエンジンキースイッチのオンによってスタートする。
【００１４】
まず、ステップＳ１で検出器３１〜３３および圧力スイッチ１１からの信号を読み込む。次いで、ステップＳ２で検出器３１〜３３からの信号により吊り荷重を演算し、この吊り荷重に応じたワイヤロープ３の張力Ｔを演算する。次いで、ステップＳ３で圧力スイッチ１１がオンか否か、すなわち巻上操作の有無を判定する。ステップＳ３が肯定されるとステップＳ４に進み、ロープ張力Ｔが予め設定された所定値Ｔａ以下か否かを判定する。
【００１５】
ここで、所定値Ｔａは、ワイヤロープ３の緩みによるロープ食い込みを防止するために設定された閾値である。すなわちロープ張力が小さいとドラム４に巻回されたワイヤロープ３がドラム４の幅方向にずれ、ロープ３の食い込みが発生するおそれがあるのに対し、ロープ張力が大きいとワイヤロープ３がずれることはなく、ロープ３の食い込みは発生しない。そこで、ロープ３の食い込みを防止し得るロープ張力の最小値を予め所定値Ｔａとして設定する。この所定値Ｔａはドラム径やワイヤロープ径に応じて定まる値であり、実験等により求められる。
【００１６】
ステップＳ４が肯定されるとステップＳ５に進み、電磁切換弁２４に制御信号を出力して電磁切換弁２４を位置ロに切り換える。これにより油圧シリンダ２２が伸長し、テンションプレート２１によりワイヤロープ３に張力が付与される。一方、ステップＳ４またはステップＳ５のいずれかが否定されるとステップＳ６に進み、電磁切換弁２４に制御信号を出力して電磁切換弁２４を位置イに切り換える。これにより油圧シリンダ２２が縮退し、テンションプレート２１によるロープ張力が除去される。
【００１７】
次に、本実施の形態に係わるウインチ装置の主要な動作を説明する。
（１）巻上時
操作レバー９を巻上げ操作をすると、油圧モータ６が巻上方向に回転し、ウインチドラム４が巻上げ駆動され、ワイヤロープ３が巻き取られる。このとき吊り荷重が軽く、ロープ張力Ｔが所定値Ｔａ以下であれば、電磁切換弁２４は位置ロに切り換わる（ステップＳ５）。これにより油圧源２５からの圧油が油圧シリンダ２２に作用して油圧シリンダ２２が伸長し、テンションプレート２１がワイヤロープ３に接触する。その結果、テンションプレート２１とウインチドラム４の間のロープ張力Ｔ１が増加し、ウインチドラム４にワイヤロープ３が緩みなく巻回される。このため、ワイヤロープ３がドラム４の幅方向にずれることがなく、ロープ３の乱巻を防止することができる。
【００１８】
一方、吊り荷重が重く、巻上時のロープ張力Ｔが所定値Ｔａより大きければ、電磁切換弁２４は位置イに切り換わる（ステップＳ６）。これにより油圧シリンダ２２への圧油の作用が停止するため油圧シリンダ２２はばね２３の付勢力により縮退し、テンションプレート２１がワイヤロープ３から離間する。その結果、ワイヤロープ３にはテンションプレート２１によって張力が付加されず、ドラム側の張力Ｔ１とブーム先端側の張力Ｔ２が等しくなる。この場合、ロープ張力Ｔは所定値Ｔａより大きいため、テンションプレート２１により張力を付与しなくても巻上時にワイヤロープ３が緩むことはなく、ロープ３の食い込みを防止できる。また、必要以上にワイヤロープ３に張力を付与することがないので、ドラム４に作用する負荷が小さくなり、巻上時の損失を低減できる。
【００１９】
（２）巻下時
操作レバー９を巻下げ操作をすると、油圧モータ６が巻下方向に回転し、ウインチドラム４が巻下げ駆動され、ワイヤロープ３が繰り出される。このとき、電磁切換弁２４は位置イに切り換わる（ステップＳ６）。これにより油圧シリンダ２２はばね２３の付勢力により縮退し、テンションプレート２１がワイヤロープ３から離間する。その結果、テンションプレート２１により張力は付与されず、ドラム４に作用する負荷が小さくなって、巻下時の損失を低減できる。この場合、巻下時にはロープ３が繰り出されるので、ロープ３の食い込みが発生することはない。
【００２０】
以上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）ウインチドラム４の近傍にワイヤロープ３に対して当接および離間可能にテンションプレート２１を設け、ウインチドラム４の巻上駆動時にテンションプレート２１をワイヤロープ３に接触させて張力を付与するようにした。これにより巻上時にドラム４に巻回されたワイヤロープ３が緩むことはなく、ロープ３の食い込みを防止することができる。その結果、ワイヤロープ３の乱巻を防止することができるとともに、ワイヤロープ３の破損および変形を防止することができる。
（２）ウインチドラム４の巻上時にロープ張力Ｔが所定値Ｔａ以下のときにテンションプレート２１により張力を付与し、ロープ張力Ｔが所定値Ｔａより大きいときは張力を付与しないようにしたので、ドラム４に作用する抵抗が必要以上に大きくならず、作業時の損失を低減することができる。
【００２１】
なお、上記ではロープ張力Ｔが所定値Ｔａ以下のときに電磁切換弁２４を切り換えて張力を付与するようにしたが、ドラム径やロープ径、巻層数、ドラム４の回転速度等を検出し、この検出値に応じて所定値Ｔａを適宜変更するようにしてもよい。また、電磁切換弁２４を電磁比例弁に変更し、ドラム径やロープ径等に応じてワイヤロープ３に付与する張力の大きさを適宜変更するようにしていもよい。
【００２２】
上記実施の形態では、一対のテンションプレート２１をワイヤロープ３に接触させて張力を付与するようにしたが、他の張力付与手段を用いてもよい。例えば、ローラ等によりワイヤロープ３を一方向に押圧し、ロープ３を撓ませてロープ張力を付与するようにしてもよい。ワイヤロープ３に当接するようにシーブを設け、シーブの回転抵抗を油圧等を用いて変更することで、ロープ張力を付与するようにしてもよい。
【００２３】
上記実施の形態では、圧力スイッチ１１により巻上駆動を検出するようにしたが、巻上検出手段はこれに限らない。張力検出手段としてワイヤロープ３の端部にロードセルを接続し、ロードセルによりロープ張力を検出するようにしてもよい。上記実施の形態では巻上時かつロープ張力Ｔが所定値Ｔａ以下のときに張力を付与するようにしたが、張力制御手段としてのモーメントリミッタ３０における処理は上述したものに限らない。例えばロープ張力Ｔに拘わらず巻上時に常に張力を付与するようにしてもよい。これにより構成が簡素化される。
【００２４】
本実施の形態では、径の細いワイヤロープ３を用いて巻上作業を行う場合に、ドラム４の巻上駆動が検出されるとロープ３に張力を付与してロープ張力の不足によるロープ３の食い込みを防止した。このようなロープ３の食い込みが発生する場合には一般に巻上時の慣性力が小さく、巻上停止時に荷の跳ね上がりによって乱巻が発生する可能性は低いが、もし、巻上停止時に乱巻が発生するおそれがあれば、巻上時にロープ３に張力を付与した後、引き続き巻上停止時に張力を付与するようにしてもよい。すなわち、少なくとも巻上時に張力を付与すればワイヤロープ３の食い込みを防止することができるのであり、このような本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のウインチ装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係るウインチ装置の構成を示す図。
【図２】本実施の形態に係るロープ食い込み防止処理の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２６】
３  ワイヤロープ
４  ウインチドラム
１１  圧力スイッチ
２１  テンションプレート
２２  油圧シリンダ
２４  電磁切換弁
３０  モーメントリミッタ
３１  ブーム長さ検出器
３２  ブーム角度検出器
３３  荷重検出器
【図１】
2006069774.tif 000003
【図２】
2006069774.tif 000004