(57)【要約】【課題】使用中のフックを正確に判定することのできる、移動式クレーンの制御システムを提供する。【解決手段】移動式クレーンの制御システムＳであり、メインフックに繋がるワイヤの長さの検出手段（３１、３２）と、サブフックに繋がるワイヤの長さの検出手段（３１、３３）と、メインフック１７に繋がるワイヤ１６の長さＬ１とサブフック２７に繋がるワイヤ２６の長さＬ２とを比較し、長い方のワイヤ（Ｌ１又はＬ２）に繋がるフック（１７、２７）を使用中のフックであると判定する判定部４１と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2018002426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインフックに繋がるワイヤの長さの検出手段と、
サブフックに繋がるワイヤの長さの検出手段と、
前記メインフックに繋がるワイヤの長さと前記サブフックに繋がるワイヤの長さとを比較し、長い方のワイヤに繋がるフックを使用中のフックであると判定する判定部と、を備えることを特徴とする、移動式クレーンの制御システム。
【請求項２】
オペレータによるメインフック又はサブフックの選択手段をさらに備え、
前記メインフックに繋がるワイヤの長さと前記サブフックに繋がるワイヤの長さの差異が所定の閾値以下である場合には、
前記判定部は、前記選択手段によって選択されたフックを使用中のフックであると判定することを特徴とする、請求項１に記載された、移動式クレーンの制御システム。
【請求項３】
定格総荷重を演算する演算部をさらに備え、
前記演算部は、前記判定部によって使用中である判定されたフックに基づいて、定格総荷重を演算することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載された、移動式クレーンの制御システム。
【請求項４】
吊荷の振れを抑制する荷振抑制部をさらに備え、
前記荷振抑制部は、前記判定部によって使用中である判定されたフックに基づいて、吊荷の振れを抑制することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載された、移動式クレーンの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用中のフックを正確に判定することができる移動式クレーンの制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、過負荷防止装置は、定格総荷重、定格荷重を含むクレーンの性能は、ブーム長さ、ブーム角度、いずれのフックを使用中か、に基づいて演算される。移動式クレーンには、メインフックとサブフックの２つのフックがあるところ、従来は使用中のフックをオペレータが手動で入力していた。このように手動で入力すると、使用中のフックを誤って入力した場合に、作業の安全性が損なわれるおそれがあった。
【０００３】
具体的にいうと、実際にはサブフック（１本掛）を使用中であるのに、誤ってメインフック（４本掛）を使用中であると入力してしまうと、定格総荷重を実際よりも大きく演算することとなる。その結果、実際には吊ることのできない荷重を吊っても、安全装置が作動しないおそれがある。安全装置に関する技術ではないものの、例えば、特許文献１には、ワイヤの長さに基づいて、振れ止め制御を実施する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６４−６４９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した特許文献１の構成は、いずれのフックを使用中であるかを判定できるものではない。そのため、使用中のフックの入力を誤ると、精度よく振れ止めすることはできなくなっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、使用中のフックを正確に判定することのできる、移動式クレーンの制御システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の移動式クレーンの制御システムは、メインフックに繋がるワイヤの長さの検出手段と、サブフックに繋がるワイヤの長さの検出手段と、前記メインフックに繋がるワイヤの長さと前記サブフックに繋がるワイヤの長さとを比較し、長い方のワイヤに繋がるフックを使用中のフックであると判定する判定部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
このように、本発明の移動式クレーンの制御システムは、メインフックに繋がるワイヤの長さの検出手段と、サブフックに繋がるワイヤの長さの検出手段と、メインフックに繋がるワイヤの長さとサブフックに繋がるワイヤの長さとを比較し、長い方のワイヤに繋がるフックを使用中のフックであると判定する判定部と、を備えている。このため、簡単な構成によって、メインフック又はサブフックのいずれのフックを使用中であるか、正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】移動式クレーンの全体図である。
【図２】メインフックとサブフックについて説明する説明図である。
【図３】実施例の移動式クレーンの制御システムのブロック図である。
【図４】使用フックの判定の流れを説明するフローチャートである。
【図５】定格総荷重の演算の流れを説明するフローチャートである。
【図６】比較例（Ｂ案）の移動式クレーンの制御システムのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１１】
まず、図１を用いて本発明の移動式クレーンの制御システムＳを備える移動式クレーンとしてのラフテレーンクレーン１の全体構成を説明する。以下の実施例では、ラフテレーンクレーン１を例にして説明するが、これに限定されるものではなく、オールテレーンクレーン等を含む他の移動式クレーンにも本発明を適用できる。
【００１２】
（クレーンの全体構成）
本実施例のラフテレーンクレーン１は、図１に示すように、走行機能を有する車両の本体部分となる車体１０と、車体１０の四隅に設けられたアウトリガ１１，・・・と、車体１０に水平旋回可能に取り付けられた旋回台１２と、旋回台１２に立設されたブラケット１３に取り付けられたブーム１４と、を備えている。
【００１３】
アウトリガ１１は、スライドシリンダを伸縮させることによって、車体１０から幅方向外側にスライド張出／スライド格納可能であるとともに、ジャッキシリンダを伸縮させることによって車体１０から上下方向にジャッキ張出／ジャッキ格納可能である。
【００１４】
旋回台１２は、旋回用モータの動力を伝達されるピニオンギヤを有しており、このピニオンギヤが車体１０に設けた円形状のギヤに噛み合うことで旋回軸を中心に回動する。旋回台１２は、前方右側に配置された運転室１８と、後方中央に配置されたブラケット１３と、後方下部に配置されたカウンタウエイト１９と、を有している。
【００１５】
ブーム１４は、基端ブーム１４１と中間ブーム１４２と先端ブーム１４３とによって入れ子式に構成されており、内部に配置された伸縮シリンダによって伸縮できるようになっている。
【００１６】
最も外側の基端ブーム１４１は、付け根部がブラケット１３に水平に設置された支持軸に回動自在に取り付けられており、支持軸を回転中心として上下に起伏できるようになっている。さらに、ブラケット１３と基端ブーム１４１の下面との間には、起伏シリンダ１５が架け渡されており、起伏シリンダ１５を伸縮することでブーム１４全体を起伏することができる。
【００１７】
先端ブーム１４３の最先端のブームヘッド１４４には主巻用シーブが配置され、主巻用シーブにワイヤ１６が掛け回されてメインフック（フックブロック）１７が吊下げられている。メインフック１７は、例えば、４本掛、６本掛、８本掛などで使用できる。さらに、ブームヘッド１４４の先端側には補巻用シーブが配置され、補巻用シーブにワイヤ２６が掛け回されてサブフック２７が吊下げられている。サブフック２７は、１本掛である。なお、オールテレーンクレーンにおけるサブフックは複数本掛けとなっている。
【００１８】
ここにおいて、本発明における「ワイヤの長さ」とは、以下のように定義される。すなわち、メインフック１７に繋がるワイヤ１６の長さＬ１は、ブームヘッド１４４側のシーブ中心からメインフック１７側のシーブ中心までの距離と定義される。同様に、サブフック２７に繋がるワイヤ２６の長さＬ２は、ブームヘッド１４４側のシーブ中心からサブフック２７側の索端部までの距離と定義される。その意味で、「ワイヤの長さ」を、「ワイヤの吊下長さ」又は「吊下長さ」等と言い換えることもできる。
【００１９】
（制御システムの構成）
次に、図３を用いて本実施例の移動式クレーンの制御システムＳの構成について説明する。移動式クレーンの制御システムＳは、図３に示すように、入力・検出側として、ブーム長さ検出手段３１と、メインワイヤ繰出量検出手段３２と、サブワイヤ繰出量検出手段３３と、選択手段３４と、を備え、それらがコントローラ４０に接続されて構成されている。さらに、制御システムＳは、図示しないが、出力側として、安全装置や外部モニタなどを備えることもできる。さらに、安全装置は、コントローラ４０と一体に構成することもできる。
【００２０】
ブーム長さ検出手段３１は、基端ブーム１４１、中間ブーム１４２、先端ブーム１４３、ブームヘッド１４４を含むブーム１４の全長を計測する装置である。ブーム長さ検出手段３１は、例えば、一端が先端ブーム１４３（又はブームヘッド１４４）に止着され、ブーム１４内に張設された測長用コードと、この測長用コードの他端側を繰出し自在に巻取りブーム伸縮動に伴う側長用コードの繰出しに応じて回転する巻取りリールの回転変位を回転変位検出手段で検出し、ブーム長さ信号として出力するコード巻取り器と、で構成することができる。
【００２１】
メインワイヤ繰出量検出手段３２は、ウィンチドラムの回転数と、ワイヤ１６が現在ウィンチドラムの何層目にいるかによって計算される。ウィンチドラムの層数は、繰り出したワイヤ１６の長さ(初期値は、ブーム長さと、ブームヘッド１４４から巻過時のメインフック１７までの距離にワイヤ掛数を乗算した値と、を足した値)と、ドラムの外径と、ワイヤロープ径とに基づいて推定される。
【００２２】
同様に、サブワイヤ繰出量検出手段３３は、ウィンチドラムの回転数と、ワイヤ２６が現在ウィンチドラムの何層目にいるかによって計算される。ウィンチドラムの層数は、繰り出したワイヤ２６の長さ(初期値は、ブーム長さと、ブームヘッド１４４から巻過時のサブフック２７までの距離にワイヤ掛数を乗算した値と、を足した値)と、ドラムの外径と、ワイヤロープ径とに基づいて推定される。
【００２３】
選択手段３４は、運転室１８内に配置され、オペレータが手動によって、現在使用しているフック（メインフック１７、又はサブフック２７）を入力するための装置である。選択手段３４は、トグルスイッチなどの物理的スイッチであってもよいし、タッチパネル内に表示される画像スイッチであってもよい。
【００２４】
コントローラ４０は、入力ポート、出力ポート、演算装置などを有するマイクロコンピュータである。後述するように、コントローラ４０は、ブーム長さ検出手段３１と、メインワイヤ繰出量検出手段３２と、協働してメインフックに繋がるワイヤの長さの検出手段を構成する。同様に、コントローラ４０は、ブーム長さ検出手段３１と、サブワイヤ繰出量検出手段３３と、協働してサブフックに繋がるワイヤの長さの検出手段を構成する。具体的に言うと、コントローラ４０は、メインワイヤ繰出量検出手段３２（又はサブワイヤ繰出量検出手段３３）によって検出されたワイヤ繰出量から、ブーム長さ検出手段３１によって検出されたブーム長さを差し引いて、ワイヤ掛数で除算することによって、ワイヤの長さ（吊下長さ）を計算する機能を備えている。そして、コントローラ４０は、メインフック１７に繋がるワイヤ１６の長さＬ１とサブフック２７に繋がるワイヤ２６の長さＬ２とを比較し、長い方のワイヤに繋がるフック（１７、２７）を使用中のフックであると判定する判定部４１を機能部として備えている。この他、コントローラ４０は、機能部として、後述する荷振抑制部４２と、演算部４３とを備えている。
【００２５】
判定部４１は、メインフック１７に繋がるワイヤ１６の長さＬ１とサブフック２７に繋がるワイヤ２６の長さＬ２とを比較し、長い方のワイヤ（Ｌ１又はＬ２）に繋がるフック（２７、１７）を使用中のフックであると判定する。判定結果である、使用中フック（メインフック１７又はサブフック２７）、及び、ワイヤの長さ（Ｌ１又はＬ２）は、演算部４３、荷振抑制部４２などに出力される。
【００２６】
また、判定部４１は、特に、メインフック１７に繋がるワイヤ１６の長さＬ１とサブフック２７に繋がるワイヤ２６の長さＬ２の差異Ｌ３の絶対値が所定の閾値ｄ以下である場合は、選択手段３４によって選択されたフックを使用中のフックであると判定する。
【００２７】
荷振抑制部４２は、判定部４１によって使用中である判定されたフックに基づいて、吊荷の振れを抑制する。すなわち、旋回緩停止を実施する際に、正しいワイヤの長さ（Ｌ１又はＬ２）を用いることにより、正確に吊荷の振子周期を演算することができる。
【００２８】
演算部４３は、判定部４１によって使用中であると判定されたフックに基づいて、定格総荷重を演算する。ここにおいて、定格総荷重は、ジブの長さやクレーンの傾斜角といったクレーンの使用状況に合わせた荷重である。吊具（フック）の重さを含まない定格荷重に対して、定格総荷重は吊具（フック）の重量も含んだ荷重となる。
【００２９】
（作用）
次に、図４、図５を用いて、本実施例の移動式クレーンの制御システムＳの制御の流れについて説明する。まず、図４を用いて使用フックの判定の流れについて説明し、次に、図５を用いて定格総荷重の演算の流れについて説明する。
【００３０】
使用フックの判定は、図４に示すように、はじめに、コントローラ４０が、メインフック１７のワイヤ１６の長さＬ１と、サブフック２７のワイヤ２６の長さＬ２とを計算する（ステップＳ１及びステップＳ２）。ワイヤ１６の長さＬ１は、メインワイヤ繰出量検出手段３２とブーム長さ検出手段３１とに基づいて計算される。同様に、ワイヤ２６の長さＬ２は、サブワイヤ繰出量検出手段３３とブーム長さ検出手段３１とに基づいて計算される。次に、コントローラ４０は、Ｌ３＝Ｌ１−Ｌ２を計算する（ステップＳ３）。そして、コントローラ４０の判定部４１は、Ｌ３の絶対値が所定の閾値ｄ以下である場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、オペレータに選択手段３４による選択を促して、選択手段３４によって選択されたフック（１７又は２７）を使用中のフックであると判定する（ステップＳ５）。一方、Ｌ３の絶対値が所定の閾値ｄよりも大きい場合には（ステップＳ４のＮＯ）、ステップＳ６へ移動する。そして、Ｌ１とＬ２を比較して（ステップＳ６）、Ｌ２の方が長ければ（ステップＳ６のＹＥＳ）、判定部４１は、使用中のフックはサブフック２７であると判定する（ステップＳ７）。一方、Ｌ１とＬ２の長さを比較して（ステップＳ６）、Ｌ１の方が長ければ（ステップＳ６のＮＯ）、判定部４１は、使用中のフックはメインフック１７であると判定する（ステップＳ８）。
【００３１】
定格総荷重の演算は、図５に示すように、はじめに、上述したように判定部４１において使用フックを判定する（図４参照）。そして、演算部４３は、判定結果がメインフック１７であれば（ステップＳ１１のＹＥＳ）、定格総荷重をメインフック１７で計算する（ステップＳ１２）。一方、判定結果がサブフック２７であれば（ステップＳ１１のＮＯ）、定格総荷重をサブフック２７で計算する（ステップＳ１４）。その後、計算された定格総荷重に基づいて、過負荷防止制御が実施される（ステップＳ１３）。
【００３２】
（効果）
次に、移動式クレーンの制御システムＳの奏する効果を列挙して説明する。
【００３３】
（１）上述してきたように、本実施例の移動式クレーンの制御システムＳは、メインフック１７に繋がるワイヤ１６の長さＬ１の検出手段（３１、３２）と、サブフック２７に繋がるワイヤ２６の長さＬ２の検出手段（３１、３３）と、メインフック１７に繋がるワイヤ１６の長さＬ１とサブフック２７に繋がるワイヤ２６の長さＬ２とを比較し、長い方のワイヤに繋がるフックを使用中のフックであると判定する判定部４１と、を備えている。このため、簡単な構成によって、メインフック１７又はサブフック２７のいずれのフックを使用中であるか、正確に判定することができる。これは、オペレータは、使用していないフックは巻過直前までブームヘッド１４４に近接させ、使用中のフックは使用していないフックよりも下に位置させることが多い、という特性に基づいて使用中のフックを判定するものである。
【００３４】
このような構成によれば、使用中のフックを正確に判定できるため、実際に使用しているフックと異なるフックを入力した場合の問題を防止することができる。この問題としては、実際はサブフック２７を使用しているのにメインフック１７と入力した場合のオーバーロードの問題や、旋回緩停止（振止制御）のワイヤの長さが誤っていることによる荷振れの問題などがある。
【００３５】
（２）また、オペレータによるメインフック１７又はサブフック２７の選択手段３４をさらに備え、メインフック１７に繋がるワイヤ１６の長さＬ１とサブフック２７に繋がるワイヤ２６の長さＬ２の差異Ｌ３が所定の閾値ｄ以下である場合には、判定部４１は、選択手段３４によって選択されたフックを使用中のフックであると判定するように構成することができる。このような構成によれば、きわめて稀な現象ではあるが、２つのワイヤ１６、２６の長さＬ１、Ｌ２が近い値となった場合には、オペレータの判断を尊重することで、正確に使用中のフックを判定することができる。
【００３６】
（３）また、定格総荷重を演算する演算部４３をさらに備え、演算部４３は、判定部４１によって使用中である判定されたフックに基づいて、定格総荷重を演算するように構成することができる。このような構成によれば、使用中のフックを誤ることなく、定格総荷重を正確に演算することができる。これにより、オペレータが誤って使用中のフックを設定することで自動停止機能が機能しなくなる、という事態を防止できる。
【００３７】
（４）また、吊荷の振れを抑制する荷振抑制部４２をさらに備え、荷振抑制部４２は、判定部４１によって使用中である判定されたフックに基づいて、吊荷の振れを抑制するように構成することができる。このような構成によれば、使用中のフックを誤ることなく、正確にワイヤの長さや減速パターンを計算して、吊荷の振れを抑制することができる。
【００３８】
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００３９】
例えば、それぞれ欠点はあるものの、実施例の他にも以下の（Ａ案）〜（Ｃ案）のような代替案も考えられる。
（Ａ案）メインウインチ操作検出とサブウインチ操作検出と実荷重を用いた判定方法
実荷重が増加し始めるタイミング（地切り開始時）を捉え、その際に操作しているウインチのフックを使用中のフックと判定する。ただし、起伏上げによって地切りする場合には、感知できない。
【００４０】
（Ｂ案）メインウインチ操作検出とサブウインチ操作検出とを用いた判定方法（図６参照）
操作しているウインチのフックを使用中のフックと判定する。ただし、Ａ案の欠点に加えて、メインフックで吊荷を吊った後で、サブフックを操作した場合（例えば、途中で少し上げたときなど）、サブフックを前提として定格総荷重を演算するため、予期せぬ自動停止が発生する可能性がある。
【００４１】
（Ｃ案）メインウインチポンプ圧とサブウインチポンプ圧とを用いた判定方法
ポンプ圧が高いウインチのフックを使用中のフックと判定する。ただし、Ｂ案と同様の欠点がある。
【００４２】
また、実施例では、ワイヤの長さＬ１、Ｌ２の計算手順の一例について説明したが、ワイヤの長さＬ１、Ｌ２の計算手順はこれに限定されるものではなく、より詳細に他の要素を考慮して計算することもできる。例えば、移動式クレーンに関する既存数値として、ブームヘッド１４４のシーブ間距離を記憶している値から読み出して計算に考慮することもできる。
【符号の説明】
【００４３】
Ｌ１：メインフックに繋がるワイヤの長さ；
Ｌ２：サブフックに繋がるワイヤの長さ；
１：ラフテレーンクレーン（移動式クレーン）；
１４：ブーム；  １４３：先端ブーム；  １４４：ブームヘッド；
１６：ワイヤ（メイン）；  １７：メインフック；
２６：ワイヤ（サブ）；  ２７：サブフック；
３１：ブーム長さ検出手段；
３２：メインワイヤ繰出量検出手段；  ３３：サブワイヤ繰出量検出手段；
３４：選択手段；
４０：コントローラ；
４１：判定部；  ４２：荷振抑制部；  ４３：演算部
【図１】
2018002426.tif 000003
【図２】
2018002426.tif 000004
【図３】
2018002426.tif 000005
【図４】
2018002426.tif 000006
【図５】
2018002426.tif 000007
【図６】
2018002426.tif 000008