(57)【要約】【課題】油圧モータの停止条件が成立しても油圧モータが停止しない場合に、異常を報知する建設機械の安全装置を提供する。【解決手段】（１）リミットスイッチ８１からの出力がある状態、すなわちパイロット操作装置３４が巻き上げ方向に操作された状態、（２）リミットスイッチ１８から過巻き状態を表す信号が入力された状態をそれぞれ判断する。これら２つの条件を同時に満たしたときに、回転センサ７５からの回転パルスの信号が有ると判断されると、警報機７３から警報を出力するとともに電磁弁３５が不良である旨、および操作レバーを中立へ戻すよう表示器７２に表示する。【選択図】　　　図２
2004075227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプからの圧油により回転する油圧モータと、
前記油圧モータに供給する圧油を制御する圧油制御手段と、
前記油圧モータにより駆動される起伏部材の過巻またはフックの過巻を検出する第１の検出手段と、
前記油圧モータの動作を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段により過巻が検出されると前記油圧モータに供給する圧油を遮断する遮断手段と、
前記第１の検出手段により過巻が検出されてもなお、前記第２の検出手段で前記油圧モータの動作が検出されているときに異常を報知する報知手段とを有することを特徴とする建設機械の安全装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の安全装置において、
前記報知手段は、前記第１の検出手段により過巻が検出されてもなお、前記第２の検出手段により過巻方向に前記油圧モータが動作していることが検出された場合に、異常を報知することを特徴とする建設機械の安全装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の建設機械の安全装置において、
前記第１および第２の検出手段が故障したことを検出する故障検出手段をさらに有し、
前記報知手段は、前記故障検出手段が前記第１および第２の検出手段の故障を判断していない信号、前記第１の検出手段が過巻を検出する信号、および前記第２の検出手段が油圧モータの動作を検出する信号が入力されると、前記遮断手段の異常であることを報知することを特徴とする建設機械の安全装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の建設機械の安全装置において、
故障診断を行うモードを設定するモード設定手段と、
前記モード設定手段により故障診断を行うモードに設定されると、故障診断の手順を案内する案内手段とをさらに有し、
前記案内手段は、
（１）　過巻解除状態で前記油圧モータを駆動することを促すように案内し、その後に前記油圧モータの回転が前記第２の検出手段で検出されない場合に前記遮断手段の故障と判断し、
（２）　過巻状態で前記油圧モータを過巻方向に駆動することを促すように案内し、その後に前記油圧モータの過巻方向の回転が前記第２の検出手段で検出される場合に前記遮断手段の故障と診断する、
ことを特徴とする建設機械の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブームおよびジブの起伏、およびフックの巻き上げ巻き下げを行うタワークレーン等の建設機械の安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クレーンには、従来安全を確保するためのさまざまな過巻防止装置が装備されている。これらの過巻防止装置では、巻き上げ用油圧モータへ圧油を供給する油圧配管の途中に自動停止用電磁弁を設け、過巻検出時に電磁弁を消磁して閉じることで油圧モータへの圧油を遮断し、ワイヤーロープの巻き取りを停止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような従来の過巻防止装置では、自動停止用電磁弁に消磁指令を出力しているにも関わらず電磁弁が閉じなかった場合には油圧モータの回転を停止することができない。
【０００４】
本発明の目的は、油圧モータの停止条件が成立しても油圧モータが停止しない場合に、異常を報知する建設機械の安全装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）　請求項１の発明による建設機械の安全装置は、油圧ポンプからの圧油により回転する油圧モータと、油圧モータに供給する圧油を制御する圧油制御手段と、油圧モータにより駆動される起伏部材の過巻またはフックの過巻を検出する第１の検出手段と、油圧モータの動作を検出する第２の検出手段と、第１の検出手段により過巻が検出されると油圧モータに供給する圧油を遮断する遮断手段と、第１の検出手段により過巻が検出されてもなお、第２の検出手段で油圧モータの動作が検出されているときに異常を報知する報知手段とを有することを特徴とする。
（２）　請求項２の発明は、請求項１に記載の建設機械の安全装置において、報知手段は、第１の検出手段により過巻が検出されてもなお、第２の検出手段により過巻方向に油圧モータが動作していることが検出された場合に、異常を報知することを特徴とする。
（３）　請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の建設機械の安全装置において、第１および第２の検出手段が故障したことを検出する故障検出手段をさらに有し、報知手段は、故障検出手段が第１および第２の検出手段の故障を判断していない信号、第１の検出手段が過巻を検出する信号、および第２の検出手段が油圧モータの動作を検出する信号が入力されると、遮断手段の異常であることを報知することを特徴とする。
（４）　請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記載の建設機械の安全装置において、診断を行うモードを設定するモード設定手段と、モード設定手段により故障診断を行うモードに設定されると、故障診断の手順を案内する案内手段とをさらに有し、案内手段は、（１）　過巻解除状態で油圧モータを駆動することを促すように案内し、その後に油圧モータの回転が第２の検出手段で検出されない場合に遮断手段の故障と判断し、（２）　過巻状態で油圧モータを過巻方向に駆動することを促すように案内し、その後に油圧モータの過巻方向の回転が第２の検出手段で検出される場合に遮断手段の故障と診断する、ことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１〜１１を参照して、本発明の建設機械の安全装置をタワークレーンに適用した一実施の形態を説明する。図１は、タワークレーンの側面図である。タワークレーンはクレーン本体１を有しており、クレーン本体１にタワーブーム２が起伏可能に軸支され、タワーブーム２の先端にジブ３が軸支されている。クレーン本体１には、タワーブーム起伏用ウインチ４、ジブ起伏用ウインチ５、フック巻上用ウインチ６が設けられている。
【０００７】
ペンダントロープ７は、一端がタワーブーム２の先端部に連結され、他端がブライドル装置８を介してタワーブーム起伏用ウインチ４のタワーブーム起伏ロープ９に連結されている。これにより、タワーブーム２はタワーブーム起伏用ウインチ４の駆動によって俯仰動する。
【０００８】
タワーブーム２の先端部にはスイングレバー１０が回動可能に軸支されている。スイングレバー１０は、三角形状をなし、一つの頂角部がペンダントロープ１１によってジブ３の先端部と連結され、他の頂角部はペンダントロープ１２、ブライドル装置１３を介してジブ起伏用ウインチ５のジブ起伏ロープ１４に連結されている。スイングレバー１０がジブ起伏用ウインチ５によって時計廻り方向、あるいは反時計廻り方向に回動されることにより、ジブ３が俯仰動する。
【０００９】
ジブ３の先端にはフック巻上用ウインチ６の巻上ロープ１５によって吊り荷用のフック１６が吊り下げられている。フック巻上用ウインチ６は、巻上ロープ１５の巻取り、巻き戻しを行い、フック１６の吊り上げ、吊り下げを行う。
以上が、タワークレーンの一般的な構成である。
【００１０】
タワークレーンには、タワーブーム２、ジブ３、フック１６の過巻検出を行うリミットスイッチ１７、１８、１９が各部に取り付けられている。リミットスイッチ１７はタワーブーム２の俯仰角が所定値に達したことを検出する。リミットスイッチ１８はジブ３の俯仰角が所定値に達したことを検出する。リミットスイッチ１９は錘２０がフック１６によって持ち上げられることによりフック１６の吊り上げ位置が所定値に達したことを検出する。
【００１１】
タワーブーム起伏用ウインチ４、ジブ起伏用ウインチ５およびフック巻上用ウインチ６の各ドラムには、各ドラムの回転を検出する回転センサ７４，７５，７６が取り付けられている。各ドラム４，５，６が回転することにより各回転センサ７４，７５，７６から電圧変化のパルス信号が出力される。
【００１２】
つぎに、タワークレーンの油圧回路および電気回路を含む安全装置を図２を参照して説明する。この安全装置は、ブーム起伏、ジブ起伏、フック昇降の何れにも適用できるものであり、ここでは、その代表例として、ジブ起伏に適用した場合について説明する。
【００１３】
ジブ起伏用の油圧回路は、ジブ起伏用ウインチ５を駆動する油圧モータ３０と、カウンタバランス弁３１と、油圧モータ３０の駆動源となる圧油を吐出する油圧ポンプ３２と、パイロット圧油によって切換えられる制御弁３３と、パイロット操作装置３４と、自動停止用の電磁弁３５と、パイロット用油圧ポンプ３６とを有している。
【００１４】
制御弁３３は、油圧ポンプ３２から吐出される圧油を制御して油圧モータ３０の回転方向、速度などを制御する制御弁であり、ジブ３を仰動させる切換位置ａと、俯動させる切換位置ｂと、停止させる中立位置ｃの３位置に切換えられる。制御弁３３は、切換位置ａ、ｂにそれぞれ切り換えるパイロット圧油を受ける第１のパイロット室３３ａ、第２のパイロット室３３ｂを有しており、パイロット圧油が与えられない状態では、中立位置ｃに切り換えられる。
【００１５】
パイロット操作装置３４は、制御弁３３の第１、第２のパイロット室３３ａ、３３ｂに対する圧油の供給、排出および供給圧を制御するものであり、オペレータにより操作される。このパイロット操作装置３４は、パイロット用油圧ポンプ３６から吐出される圧油を、その操作量に応じて減圧して所定の圧力に制御し、制御弁３３の第１、第２のパイロット油室３３ａ、３３ｂに供給する一対の減圧弁３４ａ、３４ｂからなる。
【００１６】
電磁弁３５は、制御弁３３の第１のパイロット室３３ａとパイロット操作装置３４の一方の減圧弁３４ｂとを連絡する管路３９に設けられている。電磁弁３５は、パイロット操作装置３４の一方の減圧弁３４ｂと制御弁３３の第１のパイロット室３３ａとを連通する切換位置ｄと、減圧弁３４ｂと制御弁３３の第１のパイロット室３３ａとの連通を遮断して第１のパイロット室３３ａをドレン接続する切換位置ｅとを有している。この電磁弁３５は、後述するコントローラ７０からの信号により切換動作して、制御弁３３の第１のパイロット室３３ａへの圧油を制御する。電磁弁３５は、コントローラ７０からの信号により、ソレノイド部３５ａへ通電されるとバネ力に抗して切換位置ｄに切り換わり、コントローラ７０からの信号出力が消勢されて無通電になると切換位置ｅに復帰する。従って、通電時にはウインチ作動が可能である。後述するように、リミットスイッチ１８がジブ過巻きを検出すると、コントローラ７０からの信号出力が徐々に変化してウインチを緩停止させる。
【００１７】
ジブ起伏用の油圧回路を制御する電気回路は、リミットスイッチ１８の状態を判定する論理回路５０と、停止回路６０と、コントローラ７０と、キー入力部７１と、表示器７２と、警報機７３と、ドラム５の回転を検出する回転センサ７５とを有している。
【００１８】
リミットスイッチ１８は、常開接点ａと常閉接点ｂとを有する。接点ｂは、非過巻時には開いていて、過巻時、換言すれば、ジブ３が所定の上限角度まで回動した時に閉じる。接点ａは、非過巻時には閉じていて、過巻時には開く。
【００１９】
回転センサ７５は、ドラム５に設けられた回転検出板７６の外周近傍に対向して設置された近接スイッチである。回転検出板７６は、図３に示すように、その外周近傍に、円周外側に向かって多数のスリット７７が設けられており、ドラム５の回転軸に取り付けられて、外周ドラム５とともに回転する。回転センサ７５は、ドラム５とともに回転検出板７６が回転すると、回転センサ７５の検出面近傍を通過するスリット７７の有無に応じたパルス信号がコントローラ７０に入力される。このパルス信号は、コントローラ７０の駆動電圧より低い電圧である。
【００２０】
パイロット操作装置３４には、リミットスイッチ８１，８２が取り付けられている。巻き上げの操作がされた場合にはリミットスイッチ８１が作動し、巻き下げの操作がされた場合にはリミットスイッチ８２が作動して、パイロット操作部３４が操作されたことを検出する。リミットスイッチ８１，８２の信号は、コントローラ７０へ送られる。
【００２１】
リミットスイッチ１８の各端子は、配線４０ａ、４０ｂ、４０ｃによってクレーン本体１に設けられている論理回路５０に接続され、リミットスイッチ１８の各接点ａ、ｂの状態を示すオンオフ信号は、配線４０ａ、４０ｂ、４０ｃによって論理回路５０に入力される。
【００２２】
配線４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、通常、３線の１本の絶縁被覆ケーブルにより構成される。配線４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、タワーブーム２に沿って設けられるため、ケーブル長が長く、図には示されていないが、途中に、中継ボックスや接続コネクタが設けられる。
【００２３】
論理回路５０は、電源２９に接続された論理素子５１と、プルアップ抵抗５２ａ、５２ｂとを有する。論理回路５０は、配線４０ａ、４０ｂの信号状態（Ｈ、Ｌ）の入力Ｘ、Ｙに応じて図４に示されているような論理により、自動停止信号Ｓと異常検出信号Ｅを停止回路６０に出力する。論理回路５０は、ロジック素子やリレー回路等により構成することができ、マイクロコンピュータ構成の場合にはソフトウェアによって実現することもできる。
【００２４】
入力Ｘは、リミットスイッチ１８の接点ａが閉あるいは配線４０ａ短絡の場合にＬ（ローレベル）、リミットスイッチ１８の接点ａが開あるいは配線４０ａ断線の場合にＨ（ハイレベル）になる。入力Ｙは、リミットスイッチ１８の接点ｂが閉あるいは配線４０ｂ短絡の場合にＬ（ローレベル）、リミットスイッチ１８の接点ｂが開あるいは配線４０ｂ断線の場合にＨ（ハイレベル）になる。
【００２５】
出力側の自動停止信号Ｓに関しては、Ｌ（ローレベル）でウインチ停止、Ｈ（ハイレベル）でウインチ作動可能、異常検出信号Ｅに関しては、Ｌ（ローレベル）で異常表示灯２８の消灯、Ｈ（ハイレベル）で異常表示灯２８の点灯となる。
【００２６】
論理回路５０は、図４のケース２で示されているように、非過巻時に閉じ過巻時に開く接点ａに接続される配線４０ａより得られる信号（入力Ｘ）が接点閉（ローレベル）を示し、且つ過巻時に閉じ非過巻時に開く接点ｂに接続される配線４０ｂより得られる信号（入力Ｙ）が接点開（ハイレベル）を示している場合のみ、ウインチの動作を許可する旨の判定を行って自動停止信号Ｓをハイレベル（Ｈ）とする。それ以外（ケース１、３、４）の場合には、ウインチの動作を停止する旨の判定を行って自動停止信号Ｓをローレベル（Ｌ）とする。
【００２７】
論理回路５０は、ケース１、４で示されているように、過巻時に閉じる接点ｂに接続される配線４０ｂより得られる信号と非過巻時に閉じる接点ａに接続される配線４０ａより得られる信号が接点開閉について同一である場合には、異常検出信号Ｅをハイレベル（Ｈ）出力し、ケース２、３で示されているように、相反する場合には、異常検出信号Ｅをローレベル（Ｌ）出力する。
【００２８】
停止回路６０は、駆動素子６１ａ、６１ｂと、論理回路５０の自動停止信号Ｓをコントローラ７０に出力するリレー６２とを含み、駆動素子６１ａに自動停止信号Ｓを入力し、駆動素子６１ｂに異常検出信号Ｅを入力する。自動停止信号Ｓがハイレベル（Ｈ）であると、駆動素子６１ａによってリレーコイル６２ａを励磁してリレー接点６２ｂを閉じる。この状態では、コントローラ７０に通電が行われ、コントローラ７０から電磁弁３５のソレノイド部３５ａに電磁弁開の信号が送られて電磁弁３５が位置ｄに切り換わり、ウインチ作動可能状態になる。
【００２９】
これに対し、自動停止信号Ｓがローレベル（Ｌ）であると、駆動素子６１ａによるリレーコイル６２ａが消磁し、リレー接点６２ｂを開く。この状態では、コントローラ７０からの電磁弁３５のソレノイド部３５ａに対する通電が徐々に停止されて電磁弁３５が位置ｅに復帰し、ウインチを緩停止させる。
【００３０】
上述したように、自動停止信号Ｓがハイレベル（Ｈ）となるのは、非過巻時に閉じる接点ａに接続される配線４０ａより得られる信号（入力Ｘ）が接点閉（Ｌ）を示し、且つ、過巻時に閉じる接点ｂに接続される配線４０ｂより得られる信号（入力Ｙ）が接点開（Ｈ）を示している場合のみである。それ以外の場合には、自動停止信号Ｓはローレベル（Ｌ）出力であるから、正常時はもとより、配線断線（ケース４）、配線間短絡（ケース１）の異常時にも、自動停止となる安全側故障になり、優れたフェールセーフ性が得られる。
【００３１】
異常検出信号Ｅがローレベルであると、駆動素子６１ｂによる異常表示灯２８の点灯が行われず、異常検出信号Ｅがハイレベルであると、駆動素子６１ｂによって異常表示灯２８が点灯する。また、後述するように、コントローラ７０を介して表示器７２への故障表示と警報機７３からの警報音により、オペレータへ異常を報知する。これにより、配線断線（ケース４）、配線間短絡（ケース１）の異常発生をオペレータに迅速に知らせることができる。
【００３２】
論理回路５０の入力Ｘ、Ｙと同等の信号は、コントローラ７０にも入力される。コントローラ７０は、マイクロコンピュータにより構成され、上述したように停止回路６０からの信号に基づいて電磁弁３５の制御信号を出力している。また、コントローラ７０は、電磁弁３５および回転センサ７５への配線の断線、短絡の診断を行う。すなわち、過巻時におけるコントローラ７０への入力Ｘ、Ｙと、非過巻時における入力Ｘ、Ｙの組み合わせによる論理演算によって、図５に示されているように、リミットスイッチ１８への配線４０ａ〜４０ｃに関する故障診断を行う。コントローラ７０には、キー入力部７１と、ＣＲＴ、ＬＣＤ等による表示器７２が接続されている。キー入力部７１には、入力キーと故障診断モードＳＷが設けられている。
【００３３】
図５は、配線４０ａ〜４０ｃの故障モードと論理素子５１への入力および出力信号の関係を示している。図５より、リミットスイッチ１８への配線４０ａ〜４０ｃに関する全ての故障モードにおいて、過巻状態では、自動停止（出力Ｓが”Ｌ”）になることがわかる。故障なしの場合には、異常表示ランプ２８は常に消灯（出力Ｅが”Ｌ”）するが、故障がある場合には、非過巻あるいは過巻状態あるいはその何れでも、異常表示ランプ２８の点灯（出力Ｅが”Ｈ”）と、表示器７２への故障表示および警報機７３からの警報音とにより、異常があることをオペレータに知らせることができる。
【００３４】
電磁弁３５への配線の断線、短絡故障の他に、ソレノイド部３５ａが非励磁の状態でも電磁弁３５が位置ｅに復帰しない、バルブスティックという故障が起こりうる。このバルブスティックが発生した場合、電磁弁３５が位置ｅに復帰しないため、ジブ３の俯仰角が所定値に達した後もウインチを停止することができない。このため後述するように、コントローラ７０では、電磁弁３５でバルブスティックが発生した場合には、警報を出力するとともに、表示器７２にメッセージを出力するようにしている。
【００３５】
コントローラ７０で実行される各センサ１８，７５および電磁弁３５への配線の断線、短絡の有無と、電磁弁３５のバルブスティックの有無の診断を、図６，７，９〜１１に示すフローチャートを参照して説明する。なお、各配線の断線、短絡の有無および電磁弁３５のバルブスティックの有無は、次のようにして判定する。
（１）リミットスイッチ１８への配線４０ａ〜４０ｃの断線、短絡は上述の通りに判定する。
（２）回転センサ７５への配線の断線、短絡は、以下のように判定する。正常時の回転センサ７５には微弱な電流が流れているため、この電流値が０か否かを判定することで、回転センサ７５への配線が断線したと判断する。また、正常時の回転センサ７５の出力電圧はコントローラ７０から印加された電圧より低い電圧のパルスである。回転センサ７５の出力電圧が印加電圧に近い値、すなわちある値Ｖｏより大であれば、回転センサ７５への配線が短絡したと判断する。
（３）電磁弁３５への配線の断線、短絡は、以下のように判定する。正常時の電磁弁３５には非励磁時にも微弱な電流が流れている。また励磁時にはある一定の電流値である。この電流値を調べることで、電磁弁３５への配線の断線の有無を調べることができる。電磁弁３５への電流値が０であれば断線、ある値Ｉｏより大であれば短絡したと判断する。
（４）電磁弁３５のバルブスティックは、次のように判定する。過巻を検出した状態でもなおドラムが回転していれば、電磁弁３５がバルブスティックしたと判断する。
【００３６】
図６は、コントローラ７０で実行される各センサ１８，７５および電磁弁３５への配線の断線、短絡の有無と、電磁弁３５のバルブスティックの有無を調べる動作を示すフローチャートである。イグニッションＯＮ（ＩＮＧ　ＯＮ）で、図６に示す処理を行うプログラムが起動される。ステップＳ１において、故障診断モードＳＷがＯＮになったか否かを判断する。ステップＳ１で故障診断モードＳＷがＯＮになったと判断されると、ステップＳ３へ進み、リミットスイッチ１８への配線４０ａ〜４０ｃの断線・短絡のチェックを行うサブルーチンを実行する。ステップＳ１で故障診断モードＳＷがＯＮになっていないと判断されると、ステップＳ５へ進み、リミットスイッチ１８、電磁弁３５および回転センサ７５への配線の断線・短絡を、タワークレーンの運転中に監視するサブルーチンを実行する。
【００３７】
ステップＳ３のサブルーチンが実行され、リミットスイッチ１８への配線４０ａ〜４０ｃに異常がなければ、ステップＳ６へ進み、電磁弁３５への配線の断線・短絡のチェックを行うサブルーチンを実行する。ステップＳ６のサブルーチンが実行され、電磁弁３５への配線に異常がなければ、ステップＳ７へ進み、回転センサ７５への配線の断線・短絡のチェックを行うサブルーチンを実行する。ステップＳ７のサブルーチンが実行され、回転センサ７５への配線に異常がなければ、ステップＳ９へ進み、表示器７２に「ジブを未過巻き状態にして下さい」の表示を行う。ステップＳ１１では、ジブの巻き上げもしくは巻き下げを行うよう表示器７２に表示を行い、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、リミットスイッチ８１または８２からの出力がある状態、すなわちパイロット操作装置３４が操作された状態で、回転センサ７５からの回転パルスの信号が有るか否かを判断する。ステップＳ１３で、回転センサ７５からの回転パルスの信号がないと判断されると、ステップＳ１７へ進み、警報機７３から警報を出力するとともに表示器７２に自動停止用電磁弁に不良がある旨を表示してプログラムを終了する。
【００３８】
ステップＳ１３で、回転センサ７５からの回転パルスの信号が有ると判断されると、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５では、表示器７２に「ジブを過巻き状態にして下さい」の表示を行う。ステップＳ１９では、ジブの巻き上げを行うよう表示器７２に表示を行い、ステップＳ２１へ進む。ステップＳ２１では、リミットスイッチ８１からの出力がある状態、すなわちパイロット操作装置３４が巻き上げ方向に操作された状態、かつ、リミットスイッチ１８から過巻き状態を表す信号が入力された状態において、回転センサ７５からの回転パルスの信号が有るか否かを判断する。ステップＳ２１で、回転センサ７５からの回転パルスの信号がないと判断されると、ステップＳ２３へ進み、表示器７２に電磁弁３５は正常である旨を表示してプログラムを終了する。ステップＳ２１で、回転センサ７５からの回転パルスの信号が有ると判断されると、ステップＳ２５へ進み、警報機７３から警報を出力するとともに電磁弁３５が不良である旨、および操作レバーを中立へ戻すよう表示器７２に表示してプログラムを終了する。
【００３９】
―――過巻リミットスイッチの断線・短絡チェック―――
図７は、ステップＳ３のサブルーチンを示している。このサブルーチンでは、過巻時における入力Ｘ、Ｙと、非過巻時における入力Ｘ、Ｙの組み合わせによる論理演算によって、リミットスイッチ１８への配線４０ａ〜４０ｃの断線・短絡のチェックを行う。メインルーチンのステップＳ１が肯定されるとサブルーチンのステップＳ１０１へ進む。
（１）Ｘ＝Ｌ、Ｙ＝Ｈの場合（ステップＳ１０１肯定）
ステップＳ１０１が肯定される場合、非過巻と同じ状態なので、「過巻状態にしてください」というメッセージ出力を行い（ステップＳ１０２）、表示器７２にメッセージ表示を行う。この後、信号入力（Ｘ、Ｙ）の変化を監視する（ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５）。
【００４０】
これは、オペレータ操作によって非過巻状態から過巻状態へ移行したことに伴う入力状態の変化を監視して故障判定を行うことを意味する。ステップＳ１０３が肯定されてＸ＝Ｌ、Ｙ＝Ｌであれば、「過巻リミットスイッチのａ側が短絡しています」、ステップＳ１０４が肯定されてＸ＝Ｈ、Ｙ＝Ｈであれば、「過巻リミットスイッチのｂ側が断線しています」、ステップＳ１０５が肯定されてＸ＝Ｈ、Ｙ＝Ｌであれば、「過巻リミットスイッチは正常です」のメッセージ出力を行い（ステップＳ１０６〜ステップＳ１０８）、表示器７２にメッセージ表示を行い、メインルーチンのステップＳ６へ戻る。
【００４１】
入力状態が変化しない場合には（ステップＳ１０３〜ステップＳ１０５否定）、「過巻状態ですか」というメッセージ出力を行い（ステップＳ１０９）、表示器７２にメッセージ表示を行う。オペレータによるキー入力部７１のキー入力操作により、オペレータから「はい」というキー入力があった場合には（ステップＳ１１０肯定）、「過巻リミットスイッチが変化しません」というメッセージ出力と警報音の出力を行い（ステップＳ１１１）、表示器７２にメッセージ表示を行い、サブルーチンおよびメインルーチンを終了する。オペレータから「はい」というキー入力がなかった場合には（ステップＳ１１０否定）、ステップＳ１０１へ戻る。
【００４２】
（２）Ｘ＝Ｈ、Ｙ＝Ｈの場合（ステップＳ１０１否定、ステップＳ１１２肯定）この場合、何らかの断線状態なので、「過巻リミットスイッチの断線が発生しています。過巻状態にしてください」というメッセージ出力と警報音の出力を行い（ステップＳ１１３）、表示器７２にメッセージ表示を行う。この後、信号入力（Ｘ、Ｙ）の変化を監視し（ステップＳ１１４）、故障判定を行う。ステップＳ１１４が肯定されてＸ＝Ｈ、Ｙ＝Ｌであれば、「過巻リミットスイッチのａ側が断線しています」のメッセージ出力と警報音の出力を行い（ステップＳ１１５）、表示器７２にメッセージ表示を行い、サブルーチンおよびメインルーチンを終了する。
【００４３】
ステップＳ１１４が否定されて入力状態が変化しない場合には、「過巻状態ですか」というメッセージ出力を行い（ステップＳ１１６）、表示器７２にメッセージ表示を行う。オペレータによるキー入力部７１のキー入力操作により、オペレータから「はい」というキー入力があった場合には（ステップＳ１１７肯定）、「過巻リミットスイッチのａとｂ側またはｃ側が断線しています」というメッセージ出力と警報音の出力を行い（ステップＳ１１８）、表示器７２にメッセージ表示を行い、サブルーチンおよびメインルーチンを終了する。オペレータから「はい」というキー入力がなかった場合には（ステップＳ１１７否定）、ステップＳ１０１へ戻る。
【００４４】
（３）Ｘ＝Ｌ、Ｙ＝Ｌの場合（ステップＳ１０１，Ｓ１１２否定、ステップＳ１１９肯定）
この場合、何らかの短絡状態なので、「過巻リミットスイッチの短絡が発生しています。過巻状態にしてください」というメッセージ出力と警報音の出力を行い（ステップＳ１２０）、表示器７２にメッセージ表示を行う。この後、信号入力（Ｘ、Ｙ）の変化を監視し（ステップＳ１２１）、故障判定を行う。ステップＳ１２１が肯定されてＸ＝Ｈ、Ｙ＝Ｌであれば、「過巻リミットスイッチのｂ側が短絡しています」のメッセージ出力と警報音の出力を行い（ステップＳ１２２）、表示器７２にメッセージ表示を行い、サブルーチンおよびメインルーチンを終了する。
【００４５】
ステップＳ１２１が否定されて入力状態が変化しない場合には、「過巻状態ですか」というメッセージ出力を行い（ステップＳ１２３）、表示器７２にメッセージ表示を行う。オペレータによるキー入力部７１のキー入力操作により、オペレータから「はい」というキー入力があった場合には（ステップＳ１２４肯定）、「過巻リミットスイッチのａとｂ側が短絡しています」というメッセージ出力と警報音の出力を行い（ステップＳ１１２５）、表示器７２にメッセージ表示を行い、サブルーチンおよびメインルーチンを終了する。オペレータから「はい」というキー入力がなかった場合には（ステップＳ１２４否定）、ステップＳ１０１へ戻る。
【００４６】
（４）上記以外、すなわち、Ｘ＝Ｈ、Ｙ＝Ｌの場合（ステップＳ１０１，Ｓ１１２，Ｓ１１９否定）
この場合、過巻と同じ状態なので、「過巻リミットスイッチが過巻状態です」というメッセージ出力を行い（ステップＳ１２６）、表示器７２にメッセージ表示を行う。つぎに、「非過巻状態ですか」というメッセージ出力を行い（ステップＳ１２７）、表示器７２にメッセージ表示を行う。
【００４７】
オペレータによるキー入力部７１のキー入力操作により、オペレータから「はい」というキー入力があった場合には（ステップＳ１２８肯定）、「過巻リミットスイッチが変化しません」というメッセージ出力と警報音の出力を行い（ステップＳ１２９）、表示器７２にメッセージ表示を行い、サブルーチンおよびメインルーチンを終了する。オペレータから「はい」というキー入力がなかった場合には（ステップＳ１２８否定）、「非過巻き状態にして下さい」というメッセージ出力を行い（ステップＳ１３０）、表示器７２にメッセージ表示を行い、ステップＳ１０１へ戻る。
【００４８】
以上のステップＳ３のサブルーチンにおける故障モードと入力信号の状態と故障診断メッセージの関係を、入力信号の状態で分類し整理すると、図８に示されているようになる。
【００４９】
―――自動停止用電磁弁断線・短絡チェック―――
図９は、ステップＳ６のサブルーチンを示している。このサブルーチンでは、電磁弁３５への配線の断線・短絡のチェックを行う。メインルーチンのステップＳ３におけるサブルーチンのステップＳ１０８から、本サブルーチンのステップＳ２３１へ進む。ステップＳ２３１およびＳ２３３では、コントローラ７０から電磁弁３５への出力電流に基づいて、コントローラ７０から電磁弁３５への配線の断線・短絡を判断する。ステップＳ２３１で、コントローラ７０から電磁弁３５への出力電流がＩｏを越えていると判断されると、ステップＳ２３５へ進み、警報機７３へ警報音を出力し、表示器７２に「自動停止用電磁弁の配線に短絡が生じている」旨を表示して、サブルーチンおよびメインルーチンを終了する。
【００５０】
ステップＳ２３１で、コントローラ７０から電磁弁３５への出力電流がＩｏを越えていないと判断されると、ステップＳ２３３へ進む。ステップＳ２３３で、コントローラ７０から電磁弁３５への出力電流が０であると判断されると、ステップＳ２３７へ進み、警報機７３へ警報音を出力し、表示器７２に「自動停止用電磁弁の配線に断線が生じている」旨を表示して、サブルーチンおよびメインルーチンを終了する。ステップＳ２３３で、コントローラ７０から電磁弁３５への出力電流が０でないと判断されると、メインルーチンのステップＳ７へ戻る。
【００５１】
―――回転センサ断線・短絡チェック―――
図１０は、ステップＳ７のサブルーチンを示している。このサブルーチンでは、回転センサ７５への配線の断線・短絡のチェックを行う。メインルーチンのステップＳ６におけるサブルーチンのステップＳ２３３から、本サブルーチンのステップＳ２４１へ進む。ステップＳ２４１およびＳ２４３では、回転センサ７５からの出力電圧および回転センサ７５へ流れる電流値に基づいて、コントローラ７０から回転センサ７５への配線の断線・短絡を判断する。ステップＳ２４１で、回転センサ７５からの出力電圧がＶｏを越えていると判断されると、ステップＳ２４５へ進み、警報機７３へ警報音を出力し、表示器７２に「回転センサ７５の配線に短絡が生じている」旨を表示して、サブルーチンおよびメインルーチンを終了する。
【００５２】
ステップＳ２４１で、回転センサ７５からの出力電圧がＶｏを越えていないと判断されると、ステップＳ２４３へ進む。ステップＳ２４３で、回転センサ７５からの電流が０であると判断されると、ステップＳ２４７へ進み、警報機７３へ警報音を出力し、表示器７２に「回転センサ７５の配線に断線が生じている」旨を表示して、サブルーチンおよびメインルーチンを終了する。ステップＳ２４３で、回転センサ７５からの電流が０でないと判断されると、メインルーチンのステップＳ９へ戻る。
【００５３】
―――運転中の監視処理―――
図１１は、ステップＳ５のサブルーチンを示している。このサブルーチンでは、リミットスイッチ１８、電磁弁３５および回転センサ７５への配線の断線・短絡を、タワークレーンの運転中に監視する。メインルーチンのステップＳ１が否定されるとサブルーチンのステップＳ２１２へ進む。ステップＳ２１２で、Ｘ＝Ｈ、Ｙ＝Ｈの場合、何らかの断線状態なので、「過巻リミットスイッチの断線が発生しています」というメッセージ出力と警報音の出力を行い（ステップＳ２１３）、表示器７２にメッセージ表示を行い、サブルーチンおよびメインルーチンを終了する。ステップＳ２１２が否定されると、ステップＳ２１９へ進む。ステップＳ２１９で、Ｘ＝Ｌ、Ｙ＝Ｌの場合、何らかの短絡状態なので、「過巻リミットスイッチの短絡が発生しています」というメッセージ出力と警報音の出力を行い（ステップＳ２２０）、表示器７２にメッセージ表示を行い、サブルーチンおよびメインルーチンを終了する。ステップＳ２１２が否定されると、ステップＳ２３１へ進む。
【００５４】
ステップＳ２３１およびＳ２３３では、コントローラ７０から電磁弁３５への出力電流に基づいて、コントローラ７０から電磁弁３５への配線の断線・短絡を判断する。本サブルーチンのステップＳ２３１〜Ｓ２３７は、メインルーチンのステップＳ６におけるサブルーチン（図９）のステップＳ２３１〜Ｓ２３７と同じ内容の判断を行っているので、詳細な説明は省略する。ただし、本サブルーチンでは、ステップＳ２３３が否定されると、ステップＳ２４１へ進む。ステップＳ２４１およびＳ２４３では、回転センサ７５からの出力電圧および回転センサ７５へ流れる電流値に基づいて、コントローラ７０から回転センサ７５への配線の断線・短絡を判断する。本サブルーチンのステップＳ２４１〜Ｓ２４７は、メインルーチンのステップＳ７におけるサブルーチン（図１０）のステップＳ２４１〜Ｓ２４７と同じ内容の判断を行っているので、詳細な説明は省略する。ただし、本サブルーチンでは、ステップＳ２４３が否定されると、ステップＳ２５１へ進む。
【００５５】
ステップＳ２５１では、リミットスイッチ８１からの出力がある状態、すなわちパイロット操作装置３４が巻き上げ方向に操作された状態、かつ、リミットスイッチ１８から過巻き状態を表す信号が入力された状態において、回転センサ７５からの回転パルスの信号が有るか否かを判断する。ステップＳ２５１が否定されると、ステップＳ２１２へ戻る。ステップＳ２５１が肯定されると、ステップＳ２５３へ進み、警報機７３から警報を出力するとともに電磁弁３５が不良である旨、および操作レバーを中立へ戻すよう表示器７２に表示してサブルーチンおよびメインルーチンを終了する。
【００５６】
上述した一実施の形態の油圧回路の安全装置では、リミットスイッチ１８、電磁弁３５および回転センサ７５への配線の断線・短絡の有無と、電磁弁３５のバルブスティックの有無を、タワークレーンの運転中に監視することができ、異常が生じた際には、表示器７２および警報機７３によりオペレータに報知することができる。また、故障診断モードが選択されると、オペレータと対話的にリミットスイッチ１８、電磁弁３５および回転センサ７５への配線の断線・短絡の診断と、電磁弁３５バルブスティックの有無の診断を行うことができる。
【００５７】
上述した油圧回路の安全装置によれば、次の作用効果を奏する。
（１）　パイロット操作装置３４が巻き上げ方向に操作された状態、かつ、過巻き状態を表す信号が入力された状態において、回転センサ７５からの回転パルスの信号が有ると判断されると、オペレータに異常を報知することができる。よって、油圧モータ３０に供給する圧油を遮断する電磁弁３５に異常があった場合でもオペレータがすぐに油圧モータ３０を停止することができ、安全性が向上する。
（２）　電磁弁３５の異常の診断を行う前に、リミットスイッチ１８、電磁弁３５、および回転センサ７５への配線の断線・短絡のチェックを行っている。これにより、配線の異常であるのか、電磁弁３５の異常であるのかが判断でき、故障診断の箇所の特定が容易になる。
（３）　リミットスイッチ１８、電磁弁３５および回転センサ７５への配線の断線・短絡の有無と、電磁弁３５のバルブスティックの有無を、タワークレーンの運転中に監視することができ、異常が生じた際には、表示器７２および警報機７３によりオペレータに報知することができる。これにより運転中の故障に対しても診断できるので、安全性が向上する。
（４）故障診断モードを設け、オペレータと対話的にリミットスイッチ１８、電磁弁３５および回転センサ７５への配線の断線・短絡の診断と、電磁弁３５のバルブスティックの有無の診断を行うことができる。これにより、始業前点検において容易に故障個所を発見することができ、安全性が向上する。
【００５８】
以上の説明では、リミットスイッチ１８を用いたジブ過巻防止について説明したが、この発明による過巻防止装置、故障診断装置は、リミットスイッチ１７を用いたブーム過巻防止、リミットスイッチ１９を用いたフック過巻防止にも同様に適用できる。ドラム５の回転検出に回転センサを用いたが、これに限らない。油圧モータ３０と電磁弁３５の間に圧力センサを設け、この圧力センサにより油圧モータ３０が巻き上げ状態か否かを判断するようにしてもよい。さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態に何ら限定されない。
【００５９】
上述の実施の形態およびその変形例において、第１の検出手段はリミットスイッチ１８に、遮断手段は電磁弁３５に、故障検出手段はコントローラ７０に対応する。第２の検出手段は、回転センサ７５とリミットスイッチ８１，８２により構成される。圧油制御手段は、制御弁３３とパイロット操作装置３４により構成される。報知手段は、コントローラ７０と表示器７２と警報機７３により構成される。モード設定手段は、コントローラ７０とキー入力部７１と表示器７２により構成される。案内手段は、コントローラ７０と表示器７２により構成される。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の建設機械の安全装置によれば、過巻が検出された後、過巻検出に応答して本来停止すべき油圧モータの動作が検出されると、オペレータに異常を報知することができる。よって、油圧モータに供給する圧油を遮断する遮断手段に異常があった場合でもオペレータがすぐに油圧モータを停止することができ、安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による建設機械の安全装置が適用されるタワークレーンの概要を示す全体構成図。
【図２】本発明による建設機械の安全装置の一つの実施の形態を示す回路図。
【図３】ジブ起伏用ドラムに取り付けられる回転検出板の形状を示す図。
【図４】論理回路５０における配線４０ａ、４０ｂの信号状態の入力Ｘ、Ｙと自動停止信号Ｓおよび異常検出信号Ｅの出力との関係を示す図。
【図５】コントローラ７０における故障診断の論理と、それに応じた故障モードを示す図。
【図６】本発明による建設機械の安全装置における各配線の断線、短絡の有無および電磁弁３５のバルブスティックの有無を診断する動作フローを示すフローチャート。
【図７】図６のフローチャートのステップＳ３におけるサブルーチン。
【図８】配線４０ａ〜４０ｃの故障モードと故障診断メッセージとの関係を示す図。
【図９】図６のフローチャートのステップＳ６におけるサブルーチン。
【図１０】図６のフローチャートのステップＳ７におけるサブルーチン。
【図１１】図６のフローチャートのステップＳ５におけるサブルーチン。
【符号の説明】
１：クレーン本体　　　　　　　　　　　２：タワーブーム
３：ジブ　　　　　　　　　　　　　　　４：タワーブーム起伏用ウインチ
５：ジブ起伏用ウインチ　　　　　　　　６：フック巻上用ウインチ
１６：フック　　　　　　１７、１８、１９：リミットスイッチ
２８：異常表示灯　　　　　　　　　　３０：油圧モータ
３３：制御弁　　　　　　　　　　　　３４：パイロット操作装置
３５：自動停止用の電磁弁　　　　　４０ａ、４０ｂ、４０ｃ：配線
５０：論理回路　　　　　　　　　　　６０：停止回路
７０：コントローラ　　　　　　　　　７２：表示器
７３：警報機　　　　　　　　　　　　７５：回転センサ
８１、８２：リミットスイッチ
【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】
2004075227.tif 000009
【図８】
2004075227.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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