(57)【要約】【課題】風等の外乱によって搬送物の振れの状態に変化が生じても搬送物に固有の周期の振れを抑制することができるクレーンを提供する。【解決手段】伸縮ブーム８が設けられる旋回台７の油圧式の旋回モータ１７を一方向である右回転させる際に油圧ポンプ２１からの作動油が供給される一方の給排油路である右旋回用油路２７と、旋回モータ１７を他方向である左回転させる際に油圧ポンプ２１からの作動油が供給される他方の給排油路である左旋回用油路２８とが開閉弁である右フリー旋回用リリーフ弁２９と左フリー旋回用リリーフ弁３０とを介して連通されているクレーン１であって、右旋回用油路２７および左旋回用油路２８と油圧ポンプ２１との連通が遮断されている場合、右旋回用油路２７の油圧および左旋回用油路２８の油圧の変動に応じて右フリー旋回用リリーフ弁２９と左フリー旋回用リリーフ弁３０とを開閉させる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮ブームが設けられる旋回台の油圧式の旋回モータを一方向に回転させる際に油圧ポンプからの作動油が供給される一方の給排油路と、前記旋回モータを他方向に回転させる際に前記油圧ポンプからの作動油が供給される他方の給排油路とが開閉弁を介して連通されているクレーンであって、
前記一方の給排油路および前記他方の給排油路と前記油圧ポンプとの連通が遮断されている場合、前記一方の給排油路の油圧および前記他方の給排油路の油圧の変動に応じて前記開閉弁を開閉させるクレーン。
【請求項２】
前記伸縮ブームに吊られている搬送物の揺れによって生じている前記一方の給排油路および前記他方の給排油路との油圧波形から、搬送物に固有の揺れの周波数である共振油圧波形を抽出し、前記共振油圧波形に基づいて前記開閉弁を開閉させる請求項１に記載のクレーン。
【請求項３】
前記共振油圧波形の油圧が基準値よりも高い場合、前記開閉弁が、前記共振油圧波形の半周期以内の範囲で定められる所定時間だけ開弁される請求項２に記載のクレーン。
【請求項４】
前記共振油圧波形の油圧が基準値よりも高い場合、前記開閉弁が、搬送物の揺れの方向に応じて設定される開弁時間だけ開弁される請求項２または請求項３に記載のクレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンに関する。詳しくは、クレーンの旋回制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クレーンにおいて、吊り上げた搬送物を旋回台の旋回によって移動させて目標位置で停止させた際、その搬送形態から搬送物の重量、ワイヤロープの長さ等によって定まる固有の周期で搬送物が揺れる振り子運動が発生する。そこで、クレーンは、搬送物の重量、ワイヤロープの振角、ワイヤロープ長さ、ブームの状態等に基づいて搬送物の振れの状態を算出し、伸縮ブームの先端を移動させることで搬送物の振れを抑制する荷振れ止め装置を備えたクレーンが知られている。特許文献１の如くである。
【０００３】
特許文献１に記載のクレーンは、振角検出手段が検出するワイヤロープの振角、ワイヤロープの長さ、伸縮ブームの長さ、姿勢等から伸縮ブーム先端の位置と搬送物の位置とを算出する。そして、クレーンは、算出した伸縮ブームの先端位置と搬送物の位置とが一致するように旋回台を回転させたり伸縮ブームを起伏させたりする。このようにクレーンは、搬送物を支持している伸縮ブーム先端を搬送物の振動方向に移動させることでワイヤロープの振角を無くして搬送物の振動を打ち消すように構成されている。
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、搬送物の振れを打ち消すために伸縮ブーム先端の位置および搬送物の位置の算出と、旋回台の油圧モータおよび伸縮ブームの起伏シリンダの動作とを同時かつ連続して実施しなければならない。このため、クレーンは、風等の影響によって搬送物の振れの態様が変化したりした場合、油圧モータや起伏シリンダの制御にズレが生じて搬送物の振れの抑制効果が限定的になる可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７４５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、風等の外乱によって搬送物の振れの状態に変化が生じても搬送物に固有の周期の振れを抑制することができるクレーンの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、伸縮ブームが設けられる旋回台の油圧式の旋回モータを一方向に回転させる際に油圧ポンプからの作動油が供給される一方の給排油路と、前記旋回モータを他方向に回転させる際に前記油圧ポンプからの作動油が供給される他方の給排油路とが開閉弁を介して連通されているクレーンであって、前記一方の給排油路および前記他方の給排油路と前記油圧ポンプとの連通が遮断されている場合、前記一方の給排油路の油圧および前記他方の給排油路の油圧の変動に応じて前記開閉弁を開閉させるものである。
【０００９】
クレーンは、前記伸縮ブームに吊られている搬送物の揺れによって生じている前記一方の給排油路および前記他方の給排油路との油圧波形から、搬送物に固有の揺れの周波数である共振油圧波形を抽出し、前記共振油圧波形に基づいて前記開閉弁を開閉させるものである。
【００１０】
クレーンは、前記共振油圧波形の油圧が基準値よりも高い場合、前記開閉弁が、前記共振油圧波形の半周期以内の範囲で定められる所定時間だけ開弁されるものである。
【００１１】
クレーンは、前記共振油圧波形の油圧が基準値よりも高い場合、前記開閉弁が、搬送物の揺れの方向に応じて設定される開弁時間だけ開弁されるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
クレーンにおいては、ワイヤロープの振れ角センサ等を用いることなく搬送物の揺れの反力に基づいて旋回台の位置の保持状態が切り換えられる。これにより、風等の外乱にって搬送物の振れの状態に影響がでても搬送物に固有の周期の振れを抑制することができる。
【００１４】
クレーンにおいては、ワイヤロープの振れ角センサ等を用いることなく搬送物に固有の揺れの周波数に基づいて旋回台の位置の保持状態が切り換えられる。これにより、風等の外乱によって搬送物の振れの状態に影響がでても搬送物に固有の周期の振れを抑制することができる。
【００１５】
クレーンにおいては、ワイヤロープの振れ角センサ等を用いることなく搬送物固有の揺れの周波数で変動する共振油圧波形の油圧に基づいて旋回台の位置の保持状態が切り換えられる。これにより、風等の外乱によって搬送物の振れの状態に影響がでても搬送物に固有の周期の振れを抑制することができる。
【００１６】
クレーンにおいては、搬送の状態、姿勢、搬送物の重量等に応じた最適な条件で旋回台の位置の保持状態が切り換えられる。これにより、風等の外乱によって搬送物の振れの状態に影響がでても搬送物に固有の周期の振れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態に係るクレーンの全体構成を示す側面図。
【図２】本発明の第一実施形態に係るクレーンの旋回用油圧回路を示す図。
【図３】本発明の第一実施形態に係るクレーンの制御装置の構成を示す図。
【図４】（ａ）本発明の第一実施形態に係るクレーンの旋回停止時の搬送物の振り子運動を示す模式図、（ｂ）同じく振り子運動時の旋回モータの油圧の変化を表すグラフを示す図。
【図５】本発明の第一実施形態に係るクレーンの制御装置において合成した油圧波形と共振油圧波形とを表すグラフを示す図。
【図６】本発明の第一実施形態に係るクレーンにおいて共振油圧波形とフリー旋回操作用開閉弁の開閉タイミングを示すグラフを表す図。
【図７】本発明の第一実施形態に係るクレーンにおいて旋回台が右方向にフリー旋回された状態における搬送物の振り子運動の変化を示す模式図、（ｂ）同じく旋回台が右方向にフリー旋回された後に左方向にフリー旋回された状態における搬送物の振り子運動の変化を示す模式図。
【図８】本発明の第一実施形態に係るクレーンの別実施形態における共振油圧波形とフリー旋回操作用開閉弁の開閉タイミングを示すグラフを表す図。
【図９】本発明の第一実施形態の別実施形態に係るクレーンにおいて揺れ止め制御の制御態様を表すフローチャートを示す図。
【図１０】本発明の第二実施形態に係るクレーンにおいて共振油圧波形とフリー旋回操作用開閉弁の開閉タイミングを示すグラフを表す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図１から図３を用いて、クレーンの一実施形態に係るクレーン１について説明する。なお、本実施形態においては、クレーン１として移動式クレーンについて説明を行うが、アクチュエータによって起伏される伸縮ブーム８と旋回台７とウインチ（メインウインチ１３、サブウインチ１５）とを具備するクレーン１であればよい。
【００１９】
図１に示すように、クレーン１は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーン１である。クレーン１は、車両２、クレーン装置６を有する。
【００２０】
車両２は、クレーン装置６を搬送するものである。車両２は、複数の車輪３を有し、エンジン４（図２参照）を動力源として走行する。車両２には、アウトリガ５が設けられている。アウトリガ５は、車両２の幅方向両側に油圧によって延伸可能な張り出しビームと地面に垂直な方向に延伸可能な油圧式のジャッキシリンダとから構成されている。車両２は、アウトリガ５を車両２の幅方向に延伸させるとともにジャッキシリンダを接地させることにより、クレーン１の作業可能範囲を広げることができる。
【００２１】
クレーン装置６は、搬送物Ｗをワイヤロープによって吊り上げるものである。クレーン装置６は、旋回台７、伸縮ブーム８、ジブ９、メインフックブロック１０、サブフックブロック１１、起伏シリンダ１２、メインウインチ１３、メインワイヤロープ１４、サブウインチ１５、サブワイヤロープ１６、キャビン１８、制御装置３９（図３参照）等を具備する。
【００２２】
旋回台７は、クレーン装置６を旋回可能に構成するものである。旋回台７は、円環状の軸受を介して車両２のフレーム上に設けられる。円環状の軸受は、その回転中心が車両２の設置面に対して垂直になるように配置されている。旋回台７は、円環状の軸受の中心を回転中心として一方向と他方向とに回転自在に構成されている。旋回台７は、油圧式の旋回モータ１７（図２参照）によって回転されるように構成されている。旋回台７には、その旋回位置を検出する旋回位置検出センサ３５（図２、図３参照）が設けられている。
【００２３】
伸縮ブーム８は、搬送物Ｗを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持するものである。伸縮ブーム８は、複数のブーム部材から構成されている。各ブーム部材は、断面積の大きさの順に入れ子式に挿入されている。伸縮ブーム８は、各ブーム部材を図示しない伸縮シリンダで移動させることで軸方向に伸縮自在に構成されている。伸縮ブーム８は、ベースブーム部材の基端が旋回台７上に揺動可能に設けられている。これにより、伸縮ブーム８は、車両２のフレーム上で水平回転可能かつ揺動自在に構成されている。
【００２４】
ジブ９は、クレーン装置６の揚程や作業半径を拡大するものである。ジブ９は、伸縮ブーム８のベースブーム部材に設けられたジブ支持部によってベースブーム部材に沿った姿勢で保持されている。ジブ９の基端は、トップブーム部材のジブ支持部に連結可能に構成されている。ジブ９は、ジブ支持部に図示しないピンを打ち込むことによりトップブーム部材の先端に連結可能に構成されている。
【００２５】
メインフックブロック１０は、搬送物Ｗを吊るものである。メインフックブロック１０には、メインワイヤロープ１４が巻き掛けられる複数のフックシーブと、搬送物Ｗを吊るメインフックとが設けられている。サブフックブロック１１は、搬送物Ｗを吊るものである。サブフックブロック１１には、搬送物Ｗを吊るサブフックが設けられている。
【００２６】
起伏シリンダ１２は、伸縮ブーム８を起立および倒伏させ、伸縮ブーム８の姿勢を保持するものである。起伏シリンダ１２はシリンダ部とロッド部とからなる油圧シリンダから構成されている。起伏シリンダ１２は、シリンダ部の端部が旋回台７に揺動自在に連結され、ロッド部の端部が伸縮ブーム８のベースブーム部材に揺動自在に連結されている。起伏シリンダ１２は、ロッド部がシリンダ部から押し出されるように作動油が供給されることで伸縮ブーム８を起立させ、ロッド部がシリンダ部に押し戻されるように作動油が供給されることで伸縮ブーム８を倒伏させるように構成されている。
【００２７】
油圧ウインチであるメインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４の繰り入れ（巻き上げ）および繰り出し（巻き下げ）を行うものである。メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４が巻きつけられるメインドラムがメイン用油圧モータによって回転され、メインワイヤロープ１４が繰り入れ、繰り出しされるように構成されている。
【００２８】
油圧ウインチであるサブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６の繰り入れおよび繰り出しを行うものである。サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６が巻きつけられるサブドラムがサブ用油圧モータによって回転され、サブワイヤロープ１６が繰り入れ、繰り出しされるように構成されている。
【００２９】
油圧式の旋回モータ１７は、旋回台７を旋回させるものである（図２参照）。旋回モータ１７は、プランジャモータから構成されている。旋回モータ１７は、右回転用のプランジャに連通している右旋回用ポートに右旋回用油路２７が接続され、左回転用のプランジャに連通している左旋回用ポートに左旋回用油路２８が接続されている（図２参照）。旋回モータ１７は、右旋回用油路２７を通じて右回転用のプランジャに作動油が供給されることで旋回台７を右旋回させ、左旋回用油路２８を通じて左回転用のプランジャに作動油が供給されることで旋回台７を左旋回させるように構成されている。
【００３０】
キャビン１８は、操縦席を覆うものである。キャビン１８は、旋回台７における伸縮ブーム８の側方に設けられている。キャビン１８の内部には、図示しない操縦席が設けられている。操縦席には、メインウインチ１３を操作するための図示しないメイン用操作弁、サブウインチ１５を操作するための図示しないサブ用操作具、伸縮ブーム８を操作するための図示しない起伏用操作具、クレーン１を移動させるための図示しないハンドル、旋回台７を旋回させるための旋回用操作具１９（図３参照）、揺れ止め制御を実施するための揺れ止め制御スイッチ２０（図３参照）等が設けられている。
【００３１】
このように構成されるクレーン１は、車両２を走行させることで任意の位置にクレーン装置６を移動させることができる。また、クレーン１は、起伏シリンダ１２で伸縮ブーム８を任意の起伏角度に起立させて、伸縮ブーム８を任意の伸縮ブーム８長さに延伸させたりジブ９を連結させたりすることでクレーン装置６の揚程や作業半径を拡大することができる。
【００３２】
以下に、図２と図３とを用いて、クレーン１が具備する旋回台７の旋回モータ１７に関する油圧回路について説明する。
【００３３】
油圧回路は、エンジン４からの駆動力が伝動されている油圧ポンプ２１、旋回用油圧回路２３および制御装置３９（図３参照）を具備する。
【００３４】
図２に示すように、油圧ポンプ２１は、作動油を吐出するものである。油圧ポンプ２１は、エンジン４によって駆動されている。油圧ポンプ２１から吐出された作動油は、吐出油路２２を介して旋回用油圧回路２３に供給される。油圧ポンプ２１の吐出油路２２には、リリーフ弁２２ａが設けられている。
【００３５】
旋回用油圧回路２３は、旋回モータ１７を作動させるものである。旋回用油圧回路２３は、旋回モータ１７、右旋回操作用切換弁２４、左旋回操作用切換弁２５、旋回用切換弁２６、右フリー旋回用リリーフ弁２９、左フリー旋回用リリーフ弁３０、フリー旋回操作用開閉弁３１、緩停止用リリーフ弁３２、右旋回用圧力センサ３３、左旋回用圧力センサ３４を備える。
【００３６】
電磁比例切換弁である右旋回操作用切換弁２４は、旋回用切換弁２６を切り換えるものである。右旋回操作用切換弁２４は、制御装置３９からの制御信号によって電磁石を励起可能に構成されている。右旋回操作用切換弁２４には、油圧ポンプ２１が接続されている。また、右旋回操作用切換弁２４には、旋回用切換弁２６の一方のパイロットポートが接続されている。右旋回操作用切換弁２４には、油圧ポンプ２１からパイロット用の作動油（以下、単に「パイロット作動油」と記す）が供給されている。そして、右旋回操作用切換弁２４は、油圧ポンプ２１からのパイロット作動油を旋回用切換弁２６の一方のパイロットポートに供給するように構成されている。
【００３７】
電磁比例切換弁である左旋回操作用切換弁２５は、旋回用切換弁２６を切り換えるものである。左旋回操作用切換弁２５は、制御装置３９からの制御信号によって電磁石を励起可能に構成されている。左旋回操作用切換弁２５には、油圧ポンプ２１が接続されている。また、左旋回操作用切換弁２５には、旋回用切換弁２６の他方のパイロットポートが接続されている。左旋回操作用切換弁２５には、油圧ポンプ２１からパイロット作動油が供給されている。そして、左旋回操作用切換弁２５は、油圧ポンプ２１からのパイロット作動油を旋回用切換弁２６の一方のパイロットポートに供給するように構成されている。
【００３８】
旋回用切換弁２６は、旋回モータ１７に供給される作動油の方向を切り換えるものである。旋回用切換弁２６の供給ポートには、吐出油路２２を介して油圧ポンプ２１が接続されている。旋回用切換弁２６の一方のポートは、一方の給排油路である右旋回用油路２７を介して旋回モータ１７の右旋回用ポートが接続されている。旋回用切換弁２６の他側のポートは、他方の給排油路である左旋回用油路２８を介して旋回モータ１７の左旋回用ポートが接続されている。
【００３９】
旋回用切換弁２６は、右旋回操作用切換弁２４と左旋回操作用切換弁２５とからパイロット作動油が供給されていない場合、右旋回用油路２７と左旋回用油路２８とを閉鎖するように切り換る。これにより、旋回モータ１７は、その回転位置が保持される。旋回用切換弁２６は、右旋回操作用切換弁２４からパイロット作動油が供給された場合、油圧ポンプ２１からの作動油が右旋回用油路２７を介して旋回モータ１７の右回転用のプランジャに供給されるように切り換る。これにより、旋回モータ１７は、旋回台７を一方向である右方向に回転させる。旋回用切換弁２６は、左旋回操作用切換弁２５からパイロット作動油が供給された場合、油圧ポンプ２１からの作動油が左旋回用油路２８を介して旋回モータ１７の左回転用のプランジャに供給されるように切り換る。これにより、旋回モータ１７は、旋回台７を左方向に回転させる。
【００４０】
開閉弁である右フリー旋回用リリーフ弁２９は、左旋回用油路２８の油圧が所定値以上の場合、開弁して左旋回用油路２８と右旋回用油路２７とを連通するものである。右フリー旋回用リリーフ弁２９は、パイロット作動油が排出されることで開弁可能になるパイロット式リリーフ弁から構成されている。右フリー旋回用リリーフ弁２９は、旋回用切換弁２６よりも下流側で流れ方向を左旋回用油路２８から右旋回用油路２７とする逆止弁を介して左旋回用油路２８と右旋回用油路２７とを連通している。つまり、右フリー旋回用リリーフ弁２９は、左旋回用油路２８の油圧が所定値以上の場合、左旋回用油路２８から右旋回用油路２７に向かって作動油が流入可能に構成されている。
【００４１】
パイロット作動油が排出されている場合、右フリー旋回用リリーフ弁２９は、旋回モータ１７を右方向に回転させる外力が加わって左旋回用油路２８の油圧が所定値以上になることで開弁される。これにより、旋回モータ１７は、左回転用のプランジャから左旋回用油路２８に作動油が排出可能になるとともに右回転用のプランジャが右旋回用油路２７から作動油を吸入可能になり、外力によって右方向に回転される。
【００４２】
開閉弁である左フリー旋回用リリーフ弁３０は、右旋回用油路２７の油圧が所定値以上の場合、開弁して右旋回用油路２７と左旋回用油路２８とを連通するものである。左フリー旋回用リリーフ弁３０は、パイロット作動油が排出されることで開弁可能になるパイロット式リリーフ弁から構成されている。左フリー旋回用リリーフ弁３０は、旋回用切換弁２６よりも下流側で流れ方向を右旋回用油路２７から左旋回用油路２８とする逆止弁を介して右旋回用油路２７と左旋回用油路２８とを連通している。つまり、左フリー旋回用リリーフ弁３０は、右旋回用油路２７の油圧が所定値以上の場合、右旋回用油路２７から左旋回用油路２８に向かって作動油が流入可能に構成されている。
【００４３】
パイロット作動油が排出されている場合、左フリー旋回用リリーフ弁３０は、旋回モータ１７を左方向に回転させる外力が加わって右旋回用油路２７の油圧が所定値以上になることで開弁される。これにより、旋回モータ１７は、右回転用のプランジャから右旋回用油路２７に作動油が排出可能になるとともに左回転用のプランジャが左旋回用油路２８から作動油を吸入可能になり、外力によって左方向に回転される。
【００４４】
フリー旋回操作用開閉弁３１は、右フリー旋回用リリーフ弁２９と左フリー旋回用リリーフ弁３０との開弁の可否を操作するものである。フリー旋回操作用開閉弁３１は、電磁弁から構成されている。フリー旋回操作用開閉弁３１には、右フリー旋回用リリーフ弁２９と左フリー旋回用リリーフ弁３０とのパイロットポートが接続されている。また、フリー旋回操作用開閉弁３１は、作動油タンク３６に接続されている。これにより、フリー旋回操作用開閉弁３１は、開弁することによって右フリー旋回用リリーフ弁２９と左フリー旋回用リリーフ弁３０とのパイロット作動油を作動油タンク３６に還流させるように構成されている。すなわち、フリー旋回操作用開閉弁３１は、開閉操作によって右旋回用油路２７の油圧が所定値以上の場合に左フリー旋回用リリーフ弁３０を開弁させるか否か、左旋回用油路２８の油圧が所定値以上の場合に右フリー旋回用リリーフ弁２９を開弁させるか否かを切り換える。
【００４５】
緩停止用リリーフ弁３２は、フリー旋回操作用開閉弁３１を通過する作動油の流量を減少させるものである。緩停止用リリーフ弁３２は、フリー旋回操作用開閉弁３１と作動油タンク３６との間に設けられている。緩停止用リリーフ弁３２は、電磁比例リリーフ弁から構成されている。これにより、緩停止用リリーフ弁３２は、フリー旋回操作用開閉弁３１を通じて作動油タンク３６に排出される右フリー旋回用リリーフ弁２９と左フリー旋回用リリーフ弁３０とのパイロット作動油の流量を任意に減少させるように構成されている。
【００４６】
右旋回用油路２７には、右旋回用圧力センサ３３が接続されている。右旋回用圧力センサ３３は、右旋回用油路２７内の作動油の油圧（以下、単位「右旋回油圧Ｐｒ」と記す）をリアルタイムで検出することができる。右旋回用圧力センサ３３は、制御装置３９に接続されている。
【００４７】
左旋回用油路２８には、左旋回用圧力センサ３４が接続されている。左旋回用圧力センサ３４は、左旋回用油路２８内の作動油の油圧（以下、単位「左旋回油圧Ｐｌ」と記す）をリアルタイムで検出することができる。左旋回用圧力センサ３４は、制御装置３９に接続されている。
【００４８】
図３に示すように、制御装置３９は、旋回台７の旋回制御および旋回フリー制御を行うものである。制御装置３９は、車両２に設けられている。制御装置３９は旋回用操作具１９の操作に基づいて右旋回操作用切換弁２４と左旋回操作用切換弁２５との動作を制御する。また、制御装置３９は、揺れ止め制御スイッチ２０の操作に基づいてフリー旋回操作用開閉弁３１の動作を制御する。さらに、制御装置３９は、右旋回油圧Ｐｒの変動と左旋回油圧Ｐｌの変動とに基づいてフリー旋回操作用開閉弁３１の動作を制御する。制御装置３９は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置３９は、右旋回操作用切換弁２４、左旋回操作用切換弁２５とおよびフリー旋回操作用開閉弁３１の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。
【００４９】
制御装置３９は、旋回用操作具１９に接続され、旋回用操作具１９からの信号を取得することができる。
【００５０】
制御装置３９は、揺れ止め制御スイッチ２０に接続され、揺れ止め制御スイッチ２０から信号を取得することができる。
【００５１】
制御装置３９は、右旋回操作用切換弁２４に接続され、旋回用操作具１９からの信号に基づいて右旋回操作用切換弁２４の電磁石を選択的に励磁させてその開閉を制御することができる。
【００５２】
制御装置３９は、左旋回操作用切換弁２５に接続され、旋回用操作具１９からの信号に基づいて左旋回操作用切換弁２５の電磁石を選択的に励磁させてその開閉を制御することができる。
【００５３】
制御装置３９は、フリー旋回操作用開閉弁３１に接続され、右旋回用圧力センサ３３から信号と左旋回用圧力センサ３４からの信号とに基づいてフリー旋回操作用開閉弁３１の電磁石を選択的に励磁させてその開閉を制御することができる。
【００５４】
制御装置３９は、右旋回用圧力センサ３３に接続され、右旋回用圧力センサ３３が検出する右旋回油圧Ｐｒの信号を取得することができる。
【００５５】
制御装置３９は、左旋回用圧力センサ３４に接続され、左旋回用圧力センサ３４が検出する左旋回油圧Ｐｌの信号を取得することができる。
【００５６】
制御装置３９は、旋回位置検出センサ３５に接続され、旋回位置検出センサ３５が検出する旋回台７の位置の信号を取得することができる。
【００５７】
制御装置３９は、ワイヤロープ長さ検出センサ３７に接続され、ワイヤロープ長さ検出センサ３７が検出するワイヤロープ長さの信号を取得することができる。
【００５８】
制御装置３９は、ブーム長さ検出センサ３８に接続され、ブーム長さ検出センサ３８が検出するブーム長さの信号を取得することができる。
【００５９】
このように構成される旋回用油圧回路２３を備えるクレーン１は、制御装置３９からの操作信号によって右旋回操作用切換弁２４と左旋回操作用切換弁２５とを操作して旋回用切換弁２６を切り換える。つまり、クレーン１は、制御装置３９からの操作信号によって旋回モータ１７に供給される作動油の流れを切り換えて旋回台７の旋回を自在に行うことができる。また、クレーン１は、制御装置３９からの操作信号によってフリー旋回操作用開閉弁３１を開弁して右フリー旋回用リリーフ弁２９と左フリー旋回用リリーフ弁３０とが開弁可能な状態に切り換える。つまり、クレーン１は、制御装置３９からの操作信号によって右旋回用油路２７と左旋回用油路２８とを連通させ、旋回台７に外力が加わった場合に旋回モータ１７から排出される作動油を循環させることで旋回台７が外力によって旋回される旋回フリー制御を実施することができる。この際、クレーン１は、旋回位置検出センサ３５の検出値から旋回台７が許容範囲を超えて旋回していると判断した場合、緩停止用リリーフ弁３２によって緩停止するように構成されている。
【００６０】
以下に、図４を用いて、クレーン１の旋回フリー制御を利用した搬送物Ｗの揺れ止め制御について説明する。なお、クレーン１は、旋回台７の右旋回が完了しているものとする。
【００６１】
図４（ａ）に示すように、クレーン１は、旋回用切換弁２６が右旋回用油路２７と左旋回用油路２８とを閉鎖するように切り換えられることで右旋回が完了し、旋回台７の旋回角速度ωがゼロになる（図４（ｂ）参照）。この際、クレーン１に吊られている搬送物Ｗには、右旋回による慣性力によって伸縮ブーム８の先端を支点として旋回径の周方向に揺れる振り子運動（いわゆる横揺れ）が発生する（黒塗矢印参照）。クレーン１の旋回台７の位置を保持している旋回モータ１７には、搬送物Ｗの振り子運動の反力が加わる。
【００６２】
図４（ｂ）に示すように、クレーン１は、旋回モータ１７の右回転用のプランジャに接続されている右旋回用油路２７内の右旋回油圧Ｐｒと旋回モータ１７の左回転用のプランジャに接続されている左旋回用油路２８内の左旋回油圧Ｐｌとが振り子運動の反力を受け止めるために振り子運動の周期に応じて変動する。クレーン１の制御装置３９は、揺れ止め制御スイッチ２０（図３参照）から信号を取得した場合、搬送物Ｗの揺れ止め制御を開始し、右旋回用圧力センサ３３が検出する右旋回油圧Ｐｒと左旋回用圧力センサ３４が検出する左旋回油圧Ｐｌとを所定間隔で連続的かつ継続的に取得する。
【００６３】
図５に示すように、制御装置３９は、所定時間の間だけ右旋回油圧Ｐｒと左旋回油圧Ｐｌとを取得すると、取得した所定時間分の右旋回油圧Ｐｒと左旋回油圧Ｐｌとのうちいずれか一方の油圧の正負を反転させて一つの連続した油圧波形Ｗｖを生成する。同時に、制御装置３９は、ワイヤロープ長さ検出センサ３７が検出するワイヤロープ長さおよびブーム長さ検出センサ３８が検出するブーム長さに基づいて搬送物Ｗの振り子運動の周波数ｆｃを算出する。そして、制御装置３９は、搬送物Ｗの振り子運動の周波数ｆｃを共振周波数とするバンドパスフィルタを用いて、合成した油圧波形Ｗｖから搬送物Ｗに固有の揺れの周波数である搬送物Ｗの振り子運動の周波数ｆｃの共振油圧波形Ｗｐを抽出する。
【００６４】
図６に示すように、制御装置３９は、所定間隔で連続的かつ継続的に取得している右旋回油圧Ｐｒと左旋回油圧Ｐｌとにバンドパスフィルタを適用して抽出した共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐがフリー旋回操作用開閉弁３１、右フリー旋回用リリーフ弁２９および左フリー旋回用リリーフ弁３０の開弁基準圧Ｐｓまたは開弁基準圧−Ｐｓに到達するとフリー旋回操作用開閉弁３１を開弁する。そして、制御装置３９は、搬送物Ｗの揺れ周期Ｃｙの半周期以下の任意に定めた開弁時間Ｔｏだけフリー旋回操作用開閉弁３１を開弁する。つまり、制御装置３９は、開弁基準圧Ｐｓまたは開弁基準圧−Ｐｓ（開弁基準圧−Ｐｓは右旋回油圧Ｐｒに対応する開弁基準圧）を基準として開弁時間Ｔｏだけ旋回フリー制御を実施することで、旋回台７が搬送物Ｗの振り子運動の所定値以上の反力を受け止めないように制御している。このように、クレーン１は、右旋回油圧Ｐｒと左旋回油圧Ｐｌとにバンドパスフィルタを適用して共振油圧波形Ｗｐを抽出することで、旋回台７の保持力を担う低周波成分と旋回停止時の大きなブレーキ力（サージ圧）を担う高周波成分を残しつつ、搬送物Ｗの振り子運動に関する油圧のみをフリー旋回操作用開閉弁３１の開弁によって解放することができる。
【００６５】
具体的には、クレーン１が右旋回後に停止し、搬送物Ｗが右旋回方向に揺れている場合、クレーン１は、搬送物Ｗの振り子運動の反力によって左旋回油圧Ｐｌが上昇する。制御装置３９は、抽出した共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐが開弁基準圧Ｐｓに到達すると、フリー旋回操作用開閉弁３１を開弁させる。これにより、クレーン１は、右フリー旋回用リリーフ弁２９が開弁される。つまり、クレーン１は、旋回台７が右旋回自在な状態に切り換り、搬送物Ｗの右旋回方向の反力を旋回台７が受け止めない。
従って、図７（ａ）に示すように、クレーン１は、搬送物Ｗの揺れ（黒塗矢印参照）の慣性力によって搬送物Ｗに追従して旋回台７が右旋回される（薄墨矢印参照）。搬送物Ｗの振り子運動は、旋回台７の旋回により伸縮ブーム８の先端である支点が搬送物Ｗの揺れの方向に移動するため搬送物Ｗの揺れの振幅が小さくなる。
【００６６】
図６に示すように、制御装置３９は、フリー旋回操作用開閉弁３１を開弁させてから、開弁時間Ｔｏの経過後にフリー旋回操作用開閉弁３１を閉弁させる。これにより、クレーン１は、右フリー旋回用リリーフ弁２９が閉弁される。つまり、クレーン１は、旋回台７の位置が保持され、搬送物Ｗの振り子運動の反力を旋回台７が受け止めている。従って、クレーン１は、風等の外力が搬送物Ｗの揺れの方向に加わることで旋回台７が旋回されて搬送物Ｗが流れることがない。
【００６７】
振り子運動の揺り戻しによって搬送物Ｗが左旋回方向に揺れ始めた場合、クレーン１は、搬送物Ｗの振り子運動の反力によって右旋回油圧Ｐｒが上昇する。制御装置３９は、抽出した共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐが開弁基準圧−Ｐｓに到達すると、フリー旋回操作用開閉弁３１を開弁させる。これにより、クレーン１は、左フリー旋回用リリーフ弁３０が開弁される。つまり、クレーン１は、旋回台７が旋回自在な状態に切り換り、搬送物Ｗの左旋回方向の反力を旋回台７が受け止めない。
従って、図７（ｂ）に示すように、クレーン１は、搬送物Ｗの揺れ（黒塗矢印参照）の慣性力によって搬送物Ｗに追従して旋回台７が左旋回される（薄墨塗矢印参照）。搬送物Ｗの振り子運動は、旋回台７の旋回により伸縮ブーム８の先端である支点が搬送物Ｗの揺れの方向に移動するため搬送物Ｗの揺れの振幅が小さくなる。
【００６８】
図６に示すように、制御装置３９は、フリー旋回操作用開閉弁３１を再び開弁させてから、開弁時間Ｔｏが経過後にフリー旋回操作用開閉弁３１を閉弁させる。これにより、クレーン１は、左フリー旋回用リリーフ弁３０が閉弁される。つまり、クレーン１は、旋回台７の位置を保持して、搬送物Ｗの振り子運動の反力を旋回台７が受け止めている。従って、クレーン１は、風等の外力が搬送物Ｗの揺れの方向に加わることで旋回台７が旋回されて搬送物Ｗが流れることがない。
【００６９】
次に、図８を用いて、クレーン１の制御装置３９における搬送物Ｗの揺れ止め制御の制御態様について具体的に説明する。なお、本実施形態において、制御装置３９には、揺れ止め制御スイッチ２０から信号を取得し、右旋回油圧Ｐｒと左旋回油圧Ｐｌとを所定間隔で連続的かつ継続的に取得しているものとする。
【００７０】
ステップＳ１１０において、制御装置３９は、連続的に取得している右旋回油圧Ｐｒと左旋回油圧Ｐｌとから油圧波形Ｗｖを合成し、ステップをステップＳ１２０に移行させる。
【００７１】
ステップＳ１２０において、制御装置３９は、搬送物Ｗの振り子運動の周波数ｆｃを共振周波数とするバンドパスフィルタを用いて、合成した油圧波形Ｗｖから搬送物Ｗの振り子運動の周波数ｆｃの共振油圧波形Ｗｐを抽出し、ステップをステップＳ１３０に移行させる。
【００７２】
ステップＳ１３０において、制御装置３９は、共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐが開弁基準圧Ｐｓ以上または開弁基準圧−Ｐｓ以下になっているか否かを判断する。すなわち、制御装置３９は、共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐが開弁基準圧｜Ｐｓ｜以上になっているか否か判断する。
その結果、共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐが開弁基準圧｜Ｐｓ｜以上になっていると判定された場合、制御装置３９はステップをステップＳ１４０に移行させる。
一方、共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐが開弁基準圧｜Ｐｓ｜以上になっていないと判定された場合、制御装置３９はステップをステップＳ１６０に移行させる。
【００７３】
ステップＳ１４０において、制御装置３９は、フリー旋回操作用開閉弁３１を開弁し、ステップをステップＳ１５０に移行させる。
【００７４】
ステップＳ１５０において、制御装置３９は、フリー旋回操作用開閉弁３１を開弁してから揺れ周期Ｃｙの半周期以下である所定の開弁時間Ｔｏが経過後にフリー旋回操作用開閉弁３１を閉弁し、ステップをステップＳ１６０に移行させる。
【００７５】
ステップＳ１６０において、制御装置３９は、共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐが開弁基準圧Ｐｓ未満の状態を所定時間以上継続しているか否かを判断する。
その結果、共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐが開弁基準圧Ｐｓ未満の状態を所定時間以上継続していると判定された場合、制御装置３９は揺れ止め制御を終了させる。
一方、共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐが開弁基準圧Ｐｓ未満の状態を所定時間以上継続していないと判定された場合、制御装置３９はステップをステップＳ１３０に移行させる。
【００７６】
このように構成することで、クレーン１は、算出した搬送物Ｗの共振油圧波形Ｗｐに基づいて旋回台７の位置の保持状態が切り換えられる。すなわち、クレーン１は、旋回モータ１７に油圧ポンプ２１から作動油を供給しない旋回フリー制御を利用したパッシブ制御によって搬送物Ｗの揺れを抑制するように構成されている。従って、クレーン１は、搬送物Ｗの揺れ止め制御において、油圧ポンプ２１からエネルギーが供給されないので制御のタイミングがずれても搬送物Ｗの揺れが増幅することがない。これにより、風等の外乱によって搬送物Ｗの揺れの状態に影響がでても搬送物Ｗに固有の周期の揺れを抑制することができる。
【００７７】
また、図９に示すように、本実施形態の変形例として、クレーン１は、旋回台７が直前まで旋回していた方向に搬送物Ｗが揺れている場合と旋回台７が直前まで旋回していた方向の逆方向に搬送物Ｗが揺れている場合とで旋回フリー制御の実施時間、すなわちフリー旋回操作用開閉弁３１を異なる開弁時間Ｔｏ１と開弁時間Ｔｏ２とに設定してもよい。このように構成することで、クレーン１の動作状態、姿勢、搬送物Ｗの重量等に応じて適切に旋回フリー制御を実施することができる。
【００７８】
次に、図１０を用いて、クレーンの第二実施形態であるクレーン４０（図１、図３、図４参照）について説明する。なお、以下の第二実施形態に係るクレーン４０は、図１から図９に示すクレーン１において、クレーン１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００７９】
第二実施形態におけるクレーン４０の旋回フリー制御を利用した搬送物Ｗの揺れ止め制御について説明する。クレーン４０は、旋回台７が直前まで旋回していた方向の逆方向に搬送物Ｗが揺れている場合のみに旋回フリー制御を行うことを特徴とする。なお、本実施形態におけるクレーン４０は、旋回台７の右旋回が完了しているものとする。
【００８０】
図１０に示すように、制御装置３９は、右旋回油圧Ｐｒと左旋回油圧Ｐｌとから生成した油圧波形Ｗｖに搬送物Ｗの振り子運動の周波数ｆｃを共振周波数とするバンドパスフィルタを用いて、搬送物Ｗの振り子運動の周波数ｆｃの共振油圧波形Ｗｐを抽出する。制御装置３９は、旋回方向と逆方向の旋回油圧に相当する共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐがフリー旋回操作用開閉弁３１、右フリー旋回用リリーフ弁２９および左フリー旋回用リリーフ弁３０の開弁基準圧Ｐｓまたは開弁基準圧−Ｐｓに到達するとフリー旋回操作用開閉弁３１を開弁する。そして、制御装置３９は、搬送物Ｗの揺れ周期Ｃｙの半周期以下の開弁時間Ｔｏだけフリー旋回操作用開閉弁３１を開弁する。
【００８１】
制御装置３９は、搬送物Ｗが旋回方向と逆方向に揺れた場合にのみ開弁基準圧Ｐｓまたは開弁基準圧−Ｐｓを基準として開弁時間Ｔｏだけ旋回フリー制御を実施することで、旋回台７が旋回方向と逆方向に揺れた搬送物Ｗの振り子運動の所定値以上の反力を受け止めないように制御している。つまり、クレーン４０は、旋回台７の旋回方向の先に障害物が存在する可能性を考慮して、搬送物Ｗが旋回台７の旋回方向に揺れた場合に旋回台７や搬送物Ｗと障害物との接触を防止するため旋回フリー制御を実施しないように構成されている。
【００８２】
具体的には、クレーン４０が右旋回後に停止し、搬送物Ｗが右旋回方向に揺れている場合、クレーン４０は、搬送物Ｗの振り子運動の反力によって左旋回油圧Ｐｌが上昇する。制御装置３９は、抽出した共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐが開弁基準圧Ｐｓに到達しても、フリー旋回操作用開閉弁３１を開弁させない。これにより、クレーン４０は、右フリー旋回用リリーフ弁２９が開弁されない。つまり、クレーン４０は、旋回台７の旋回停止の状態が維持され、搬送物Ｗの右旋回方向の反力を旋回台７が受け止める。
【００８３】
振り子運動の揺り戻しによって搬送物Ｗが旋回台７の旋回方向と逆方向である左旋回方向に揺れ始めた場合、クレーン４０は、搬送物Ｗの振り子運動の反力によって右旋回油圧Ｐｒが上昇する。制御装置３９は、抽出した共振油圧波形Ｗｐの油圧Ｐｐが開弁基準圧−Ｐｓに到達すると、フリー旋回操作用開閉弁３１を開弁させる。これにより、クレーン４０は、左フリー旋回用リリーフ弁３０が開弁される。つまり、クレーン４０は、旋回台７が旋回自在な状態に切り換り、搬送物Ｗの左旋回方向の反力を旋回台７が受け止めない。従って、クレーン４０は、搬送物Ｗの揺れ（黒塗矢印参照）の慣性力によって搬送物Ｗに追従して旋回台７が旋回方向と逆方向である左旋回される（図７（ｂ）の薄墨塗矢印参照）。搬送物Ｗの振り子運動は、旋回台７の旋回により伸縮ブーム８の先端である支点が搬送物Ｗの揺れの方向に移動するため搬送物Ｗの揺れの振幅が小さくなる。
【００８４】
このように構成することで、クレーン４０は、搬送物Ｗが旋回方向に揺れた場合、旋回台７の位置を保持して搬送物Ｗの振り子運動の反力を旋回台７が受け止めている。また、クレーン４０は、搬送物Ｗが旋回方向と逆方向に揺れた場合、フリー旋回操作用開閉弁３１を開弁して旋回台７が旋回自在な状態に切り換り、搬送物Ｗの反力を受け止めないように構成されている。従って、クレーン４０は、旋回台７の旋回停止後に旋回台７が旋回方向に向かって移動することがないので旋回フリー制御による旋回台７および搬送物Ｗの障害物等への接触を抑制することができる。
【００８５】
以上、クレーン１・４０は、搬送物Ｗの揺れ止め制御として、電磁弁であるフリー旋回操作用開閉弁３１を開閉する構成としたがこれに限定されるものではなく、電磁比例リリーフ弁である緩停止用リリーフ弁３２を開閉する構成としてもよい。この場合、クレーン１・４０は、右旋回油圧Ｐｒと右旋回油圧Ｐｒとの変動に合わせて緩停止用リリーフ弁３２の開度を制御してもよい。このように構成することで、旋回台７の旋回フリー状態と位置保持状態とが緩やかに切り換えられる。また、クレーン１・４０は、伸縮ブーム８に装着されたジブ９に搬送物Ｗが吊られている場合でもよい。また、本実施形態において、クレーン１・４０は、開弁時間Ｔｏ、開弁基準圧Ｐｓまたは開弁基準圧−Ｐｓをクレーン１の種類、姿勢、搬送物Ｗの重量、搬送速度に応じて変更するように構成してもよい。
【００８６】
上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００８７】
１    クレーン
７    旋回台
８    伸縮ブーム
９    ジブ
１７    旋回モータ
２１    油圧ポンプ
２７    右旋回用油路
２８    左旋回用油路
２９    右フリー旋回用リリーフ弁
３０    左フリー旋回用リリーフ弁
３１    フリー旋回操作用開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018070321.tif 000009
【図８】
2018070321.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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