(57)【要約】【課題】  押さえローラを用いることなく巻上動作停止時のウインチロープの乱巻発生を防止する。【解決手段】  ウインチロープ７が巻回され、操作指令に応じた速度でウインチロープ７を繰り出し、繰り込むウインチドラム３と、ウインチドラム３の巻上動作停止時にウインチロープ７が乱巻を発生しやすい条件（乱巻発生条件）か否かを判定する乱巻判定手段３２，５０と、乱巻判定手段５０により乱巻発生条件成立と判定されると、乱巻条件不成立と判定されたときよりもウインチドラム３の操作指令に対する巻上速度の特性を低速側に設定する巻上速度制限手段２２ａ，５０とを備える。【選択図】図３
2005255281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインチロープが巻回され、操作指令に応じた速度でウインチロープを繰り出し、繰り込むウインチドラムと、
前記ウインチドラムの巻上動作停止時に前記ウインチロープが乱巻を発生しやすい条件（乱巻発生条件）か否かを判定する乱巻判定手段と、
前記乱巻判定手段により乱巻発生条件成立と判定されると、乱巻条件不成立と判定されたときよりも前記ウインチドラムの前記操作指令に対する巻上速度の特性を低速側に設定する巻上速度制限手段とを備えることを特徴とするウインチの制御装置。
【請求項２】
ウインチロープが巻回され、操作指令に応じた速度でウインチロープを繰り出し、繰り込むウインチドラムと、
前記ウインチドラムの巻上動作停止時に前記ウインチロープが乱巻を発生しやすい条件（乱巻発生条件）か否かを判定する乱巻判定手段と、
前記乱巻判定手段により乱巻発生条件成立と判定されると、乱巻条件不成立と判定されたときよりも前記ウインチドラムの巻上速度の最大値を低速側に制限する巻上速度制限手段とを備えることを特徴とするウインチの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のウインチの制御装置において、
前記ウインチドラムの巻上動作を検出する巻上検出手段をさらに備え、
前記乱巻判定手段は、少なくとも巻上動作が検出されると乱巻発生条件の成否を判定することを特徴とするウインチの制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のウインチの制御装置において、
前記ウインチロープはフロントアタッチメントの先端部より吊り下げられ、このフロントアタッチメントの長さを識別するアタッチメント長さ識別手段をさらに備え、
前記乱巻判定手段は、少なくとも前記アタッチメント長さ識別手段で識別された長さが所定値より長いときに乱巻条件成立と判定することを特徴とするウインチの制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のウインチの制御装置において、
前記ウインチロープを介して吊り下げられた吊り荷の荷重を検出する吊荷重検出手段をさらに備え、
前記乱巻判定手段は、少なくとも前記アタッチメント長さ識別手段で識別された長さが所定値より長く、かつ、前記吊荷重検出手段で検出された吊荷重が所定値より軽いときに乱巻条件成立と判定することを特徴とするウインチの制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載のウインチの制御装置において、
前記ウインチロープを介して吊り下げられた吊り荷吊り下げ用のフックの重量を識別するフック重量識別手段をさらに備え、
前記乱巻判定手段は、少なくとも前記アタッチメント長さ識別手段で識別された長さが所定値より長く、かつ、前記フック重量識別手段で識別されたフック重量が所定値より軽いときに乱巻条件成立と判定することを特徴とするウインチの制御装置。
【請求項７】
請求項４に記載のウインチの制御装置において、
前記ウインチロープは、前記フロントアタッチメントの先端部より下方で所定回数だけ掛け回して吊り下げられ、このロープ掛け数を識別するロープ掛け数識別手段をさらに備え、
前記乱巻判定手段は、少なくとも前記アタッチメント長さ識別手段で識別された長さが所定値より長く、かつ、前記ロープ掛け数判定手段で識別されたロープ掛け数が所定値より少ないときに乱巻条件成立と判定することを特徴とするウインチの制御装置。
【請求項８】
請求項４に記載のウインチの制御装置において、
前記ウインチドラムのドラム回転数を検出する回転数検出手段をさらに備え、
前記乱巻判定手段は、少なくとも前記アタッチメント長さ判定手段で識別された長さが所定値より長く、かつ、前記回転数検出手段で検出されたドラム回転数が所定値より大きいときに乱巻条件成立と判定することを特徴とするウインチの制御装置。
【請求項９】
請求項４に記載のウインチの制御装置において、
前記フロントアタッチメントの種類に応じたクレーンの仕様を識別する仕様識別手段をさらに備え、
前記乱巻判定手段は、少なくとも前記アタッチメント長さ識別手段で識別された長さが所定値より長く、かつ、前記仕様判定手段でタワークレーン仕様と識別されるときに乱巻条件成立と判定することを特徴とするウインチの制御装置。
【請求項１０】
請求項４に記載のウインチの制御装置において、
前記フロントアタッチメント先端部と吊り荷との距離を検出する距離検出手段をさらに備え、
前記乱巻判定手段は、少なくとも前記アタッチメント長さ識別手段で識別された長さが所定値より長く、かつ、前記距離検出手段で検出された距離が所定値より短いときに乱巻条件成立と判定することを特徴とするウインチの制御装置。
【請求項１１】
請求項４に記載のウインチの制御装置において、
前記フロントアタッチメントは起伏可能であり、このフロントアタッチメントの起伏角度を検出するアタッチメント角度検出手段をさらに備え、
前記乱巻判定手段は、少なくとも前記アタッチメント長さ識別手段で識別された長さが所定値より長く、かつ、前記アタッチメント角度検出手段で検出された起伏角度が所定値より大きいと乱巻条件成立と判定することを特徴とするウインチの制御装置。
【請求項１２】
請求項４に記載のウインチの制御装置において、
前記ウインチドラムに巻回されたウインチロープの巻層数を検出する巻層検出手段をさらに備え、
前記乱巻判定手段は、少なくとも前記アタッチメント長さ識別手段で識別された長さが所定値より長く、かつ、前記巻層検出手段により検出された巻層数が所定値より大きいときに乱巻条件成立と判定することを特徴とするウインチの制御装置。
【請求項１３】
請求項１に記載のウインチの制御装置において、
前記巻上速度制限手段は、前記ウインチドラムの巻上動作時に、前記乱巻判定手段により乱巻発生条件成立と判定されるときに、操作指令に対する巻上速度の特性を徐々に低速側の特性に移行することを特徴とするウインチの制御装置。
【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たウインチロープの乱巻を防止するウインチの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、ウインチドラムとフックの間に押さえローラを配設し、ウインチドラムの巻上停止時に押さえローラによってウインチロープに押さえ力を付与することで乱巻を防止するようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。また、ウインチドラムの周囲に押さえローラを配設し、押さえローラによってウインチロープをウインチドラムの周面に押し付けるようにしたものもある（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７１４７９号公報
【特許文献２】特開２００３−１２２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１，２記載の装置のように、押さえローラによってウインチロープを押さえつけたのでは、ウインチロープが摩耗し、ロープ寿命の低下を招く。また、押さえローラを取り付ける場合には部品点数が増加し、取付スペースおよび取付工数が余計に必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるウインチの制御装置は、ウインチロープが巻回され、操作指令に応じた速度でウインチロープを繰り出し、繰り込むウインチドラムと、ウインチドラムの巻上動作停止時にウインチロープが乱巻を発生しやすい条件（乱巻発生条件）か否か判定する乱巻判定手段と、乱巻判定手段により乱巻発生条件成立と判定されると、乱巻条件不成立と判定されたときよりもウインチドラムの操作指令に対する巻上速度の特性を低速側に設定する巻上速度制限手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明によるウインチの制御装置は、ウインチロープが巻回され、操作指令に応じた速度でウインチロープを繰り出し、繰り込むウインチドラムと、ウインチドラムの巻上動作停止時にウインチロープが乱巻を発生しやすい条件（乱巻発生条件）か否かを判定する乱巻判定手段と、乱巻判定手段により乱巻発生条件成立と判定されると、乱巻条件不成立と判定されたときよりもウインチドラムの巻上速度の最大値を低速側に制限する巻上速度制限手段とを備えることを特徴とする。
少なくとも巻上動作が検出されると乱巻発生条件の成否を判定することが好ましい。
少なくともフロントアタッチメントの長さが所定値より長いとききに乱巻条件成立と判定するようにしてもよい。
あるいは少なくともフロントアタッチメントの長さが所定値より長く、かつ、吊荷重が所定値より軽いとき、あるいは少なくともフロントアタッチメントの長さが所定値より長く、かつ、フック重量が所定値より軽いとき、あるいは少なくともフロントアタッチメントの長さが所定値より長く、かつ、ロープ掛け数が所定値より少ないとき、あるいは少なくともフロントアタッチメントの長さが所定値より長く、かつ、ドラム回転数が所定値より大きいとき、あるいは少なくともフロントアタッチメントの長さが所定値より長く、かつ、タワークレーン仕様と識別されるとき、あるいは少なくともフロントアタッチメントの長さが所定値より長く、かつ、フロントアタッチメント先端部と吊り荷との距離が所定値より短いとき、あるいは少なくともフロントアタッチメントの長さが所定値より長く、かつ、フロントアタッチメントの起伏角度が所定値より大きいとき、あるいは少なくともフロントアタッチメントの長さが所定値より長く、かつ、ウインチロープの巻層数が所定値より大きいとき、乱巻条件成立と判定することもできる。
乱巻発生条件成立と判定されるときに操作指令に対する巻上速度の特性を徐々に低速側の特性に移行することが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ウインチドラムの巻上動作停止時にウインチロープが乱巻を発生しやすい条件（乱巻発生条件）か否かを判定し、乱巻発生条件成立と判定されると、乱巻条件不成立と判定されたときよりウインチドラムの巻上速度の増加を制限するようにしたので、押さえローラによりウインチロープを押さえつけることなく、乱巻発生を適切に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図４を参照して本発明によるウインチの制御装置の第１の実施の形態について説明する。
図１、２は本発明が適用される油圧式クレーンの側面図である。クレーン本体は走行体１と、走行体１上に搭載された旋回可能な旋回体２とを有し、旋回体２には巻上ドラム３，ブーム起伏ドラム４，ジブ起伏ドラム５が搭載されている。この種のクレーンは、クレーン本体に取り付けられるフロントアタッチメントを交換することで、図１のクレーンあるいは図２のタワークレーンを構成することができる。
【０００８】
図１に示すように、クレーンの旋回体２にはフロントアタッチメントとして回動可能にブーム６が軸支され、ブーム上端部のシーブ８とフック９の間でウインチロープ７が複数回掛け回されている。ウインチロープ７は巻上ドラム３の巻上げまたは巻下げにより巻き取りまたは繰り出され、この巻上ドラム３の駆動によりフック９が昇降し、吊り荷１０が吊り上がる。また、ブーム起伏ロープ１１はブーム起伏ドラム４の巻上げまたは巻下げにより巻き取りまたは繰り出され、このブーム起伏ドラム４の駆動によりブーム６が起伏する。
【０００９】
図２に示すタワークレーンは、フロントアタッチメントとして旋回体２に回動可能にタワーブーム１２が軸支され、タワーブーム１２の上端部に回動可能にジブ１３が軸支されている。ウインチロープ７はタワーブーム上端部のシーブおよびジブ上端部のシーブ１４を経由して張架され、シーブ１４とフック９の間で複数回掛け回されている。ジブ起伏ロープ１５はジブ起伏ドラム５の巻上げまたは巻下げにより巻き取りまたは繰り出され、このジブ起伏ドラム５の駆動によりジブ１３が起伏する。また、巻上ドラム３の駆動によりフック９が昇降し、起伏ドラム４の駆動によりタワーブーム１２が起伏する。
【００１０】
このようなクレーンにおいて、フロントアタッチメントの前側（巻上ドラム３の反対側）に位置するウインチロープ７ａ（以下、これを前側ロープと呼ぶ）には、前側ロープ７ａの自重，フック９の自重、および吊り荷１０の重量により巻上ドラム３周面のウインチロープ７を緊張させるような力（以下、これを前側荷重と呼ぶ）が作用する。これに対し、フロントアタッチメントの後側（巻上ドラム３側）に位置するウインチロープ７ｂ（以下、これを後側ロープと呼ぶ）には、後側ロープ７ｂの自重により巻上ドラム３周面のウインチロープ７を弛緩させるような力（以下、これを後側荷重と呼ぶ）が作用する。この場合、ブーム６やタワーブーム１２，ジブ１３の長さが長くなるほど後側ロープ７ｂが長くなり、後側荷重が増加する。このため、巻上停止時に、後側ロープ７ｂの慣性力によって巻上ドラム近傍でロープが緩み、乱巻が発生するおそれがある。これを防止するため、本実施の形態では、以下のようにウインチの制御装置を構成する。
【００１１】
図３は、本実施の形態に係るウインチの制御装置の構成を示す油圧回路図である。この油圧回路は、可変容量形の油圧ポンプ２１と、油圧ポンプ２１から吐出された圧油により回転する可変容量形の油圧モータ２２と、油圧ポンプ２１から油圧モータ２２への圧油の流れを制御する制御弁２３と、油圧モータ２２の巻上側管路２４に保持圧を発生させるカウンタバランス弁２５と、巻上ドラム３の巻上巻下指令を入力する操作レバー２６と、操作レバー２６により操作されるパイロット弁２７Ａ，２７Ｂと、パイロット弁２７Ａ，２７Ｂを介して制御弁２３にパイロット圧を供給するパイロット油圧源２８と、油圧モータ２２のモータ容量を制御する制御装置３０とを有する。油圧モータ２２の出力軸は減速機２９を介して巻上ドラム３に接続され、油圧モータ２２の正転／逆転により巻上ドラム３が巻上／巻下駆動する。
【００１２】
油圧ポンプ２１のレギュレータ２１ａにはポンプ吐出圧がフィードバックされ、このポンプ吐出圧に応じてポンプ容量（ポンプ押し除け容積ともいう）が制御される。すなわちモータ２２の吸収馬力がエンジンの最大馬力を越えないように油圧ポンプ２１は馬力制御される。一方、油圧モータ２２のレギュレータ２２ａにはコントローラ５０からの制御信号が出力され、この制御信号によりモータ容量（モータ押し除け容積ともいう）が小容量（小傾転）ｑ１または大容量（大傾転）ｑ２に制御される。第１の実施の形態では、油圧モータ２２が小容量に設定された場合、操作レバー２６の操作量に対する巻上速度の特性を高速特性と呼ぶ。一方、油圧モータ２２が大容量に設定された場合、操作レバー２６の操作量に対する巻上速度の特性を低速特性と呼ぶ。なお、この低速特性に巻上速度は制限される。
【００１３】
制御装置３０は次のように構成される。制御弁２３の巻上側パイロット管路には圧力スイッチ３１が設けられ、圧力スイッチ３１により巻上操作が検出される。モーメントリミッタ３２にはアタッチメント長さ（ブーム長さ，ジブ長さ）Ｌを設定する長さ設定器３３と、地面に対するアタッチメント角度（ブーム角度，ジブ角度）αを検出する角度検出器３４と、ブーム起伏ロープ１１の張力（クレーンの場合）およびジブ起伏ロープ１５の張力（タワークレーンの場合）を検出する張力検出器３５と、シーブ８とフック９、またはシーブ１４とフック９の間のウインチロープ７の掛け数ｋを設定するロープ掛け数設定器３６と、旋回体２に取り付けられるフロントアタッチメントの種類を検出するアタッチメント検出器３７と、巻上ドラム３の回転数Ｎを検出するドラム回転数検出器３８と、巻上ドラム３の周囲のウインチロープ７の層数（巻層）ｎを検出するロープ層数検出器３９と、フック９の重量ＷＦを設定する重量設定器４０が接続されている。
【００１４】
モーメントリミッタ３２は、張力検出器３５からの信号により吊り荷１０の荷重（吊荷重）ＷＴを演算する。モーメントリミッタ３２は、ドラム回転検出器３８や角度検出器３４等からの信号によりシーブ８，１４とフック９との距離（吊荷距離Ｈ）を演算する揚程計としても機能する。旋回体２とブーム６，タワーブーム１２はそれぞれ異なるコネクタを介して接続され、アタッチメント検出器３７はこのコネクタからの信号によりフロントアタッチメントの種類を自動的に識別する。コントローラ５０はモーメントリミッタ３２と圧力スイッチ３１からの信号に応じて以下のような処理を実行し、レギュレータ２２ａに制御信号を出力し、モータ容量を制御する。
【００１５】
図４は、第１の実施の形態に係るコントローラ５０での処理の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１で長さ設定器３３により設定されたアタッチメント長さＬを読み込む。次いで、ステップＳ２で圧力スイッチ３１からの信号により巻上操作がされているか否かを判定する。ステップＳ２が肯定されるとステップＳ３に進み、アタッチメント長さＬが予め設定された閾値Ｌａよりも長いか否かを判定する。これにより乱巻を発生しやすい条件（乱巻発生条件）の成否を判定する。すなわち、前述したようにアタッチメント長さＬが長いほど後側ロープ７ｂの長さが長く後側荷重が大きくなって、乱巻が発生しやすくなるため、ステップＳ３ではアタッチメント長さＬが閾値Ｌａを越えると乱巻発生条件成立と判定する。
【００１６】
ステップＳ３が肯定されるとステップＳ４に進み、レギュレータ２２ａに制御信号を出力し、モータ容量を大容量ｑ２に制御する。一方、ステップＳ２またはステップＳ３が否定されるとステップＳ５に進み、レギュレータ２２ａに制御信号を出力し、モータ容量を小容量ｑ１に制御する。
【００１７】
次に、第１の実施の形態に係るウインチの制御装置の主要な動作について説明する。
（１）巻上操作
操作レバー２６を巻上操作すると、制御弁２３にはパイロット弁２７Ａからのパイロット圧が作用し、制御弁２３は位置ａ側に切り換わるとともに、圧力スイッチ３１が作動する。この制御弁２３の切換により油圧ポンプ２１からの圧油が制御弁２３、カウンタバランス弁２５を経て油圧モータ２２に供給される。これにより油圧モータ２２が正転し、巻上ドラム３が巻上駆動され、吊り荷１０が上昇する。
【００１８】
このとき、アタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長いと（乱巻発生条件成立）、モータ容量が大容量ｑ２となり、巻上速度の増加が制限される（ステップＳ４）。この状態から操作レバー２６を中立位置に操作すると、制御弁２３が中立位置に切り換わり、油圧モータ２２への圧油の供給が阻止される。これにより油圧モータ２２の回転が停止し、巻上ドラム３が停止する。この場合、巻上速度が制限されているので、巻上停止時の後側ロープ７ｂの慣性力は小さい。したがって、アタッチメント長Ｌさが長く後側荷重が大きい場合であっても、乱巻の発生を防止できる。
【００１９】
一方、アタッチメント長さＬが閾値Ｌａ以下の場合（乱巻発生条件不成立）、モータ容量が小容量ｑ１となる（ステップＳ５）。これにより最高速度での吊り荷の巻上が可能となる。この場合、アタッチメント長さＬが短く後側荷重が小さいため、巻上停止時の後側ロープ７ｂの慣性力は小さく、乱巻発生のおそれはない。
【００２０】
（２）巻下操作
操作レバー２６を巻下操作すると、制御弁２３にはパイロット弁２７Ｂからのパイロット圧が作用し、制御弁２３は位置ｂ側に切り換わる。この制御弁２３の切換により油圧ポンプ２１からの圧油が制御弁２３を経て油圧モータ２２に供給され、油圧モータ２２が逆転し、巻上ドラム３が巻下駆動される。このとき圧力スイッチ３１は非作動であるため、アタッチメント長さＬに拘わらずモータ容量は小容量ｑ１となる（ステップＳ５）。巻下停止時には、後側ロープ７ｂに巻上停止時とは逆方向の慣性力が作用するため、アタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長い場合であっても乱巻発生のおそれはない。
【００２１】
以上の第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。
（１）巻上操作時にアタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長いとき、モータ容量を大きくしたので、操作レバー２６の操作量に対する巻上速度の特性が低速特性となり、その結果、巻上速度の増加が制限される。したがって、押さえローラなどの部品を別途取り付けることなく、巻上停止時の乱巻発生を防止できる。
（２）アタッチメント長さＬが閾値Ｌａ以下のときは巻上速度を制限しないので、操作レバー２６の操作量に対する巻上速度の特性が高速特性となり、必要以上に巻上速度を制限することがなく、良好な作業性が得られる。
（３）巻上操作時にのみアタッチメント長さＬに応じた速度制限を行うので、巻下速度は制限されることなく、作業効率がよい。
（４）巻上停止時に巻上ドラム３をゆっくり停止させる（いわゆる緩停止）など、停止動作を制限する必要がないので、操作フィーリングもよい。
（５）乱巻発生を防止するために必要以上に前側荷重を増加する（例えばフック９の重量を重く設定する）必要がないので、巻上時の負荷の増加を抑えることができる。
（６）モータ容量を制御して速度制限するので、油圧ポンプ２１からの圧油を他の作業装置に供給する場合に悪影響がない。
【００２２】
なお、巻上パイロット圧が所定値以上のとき圧力スイッチ３１が作動し、巻上パイロット圧が所定値未満、すなわち巻上速度が遅いときは圧力スイッチ３１が作動しないように設定することもできる。これによりアタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長い場合であっても、巻上速度が遅い場合には、巻上速度が制限されないので、作業効率が一層向上する。
【００２３】
−第２の実施の形態−
図５を参照して本発明によるウインチの制御装置の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、コントローラ５０での制御内容である。第１の実施の形態ではアタッチメント長さＬに応じて巻上速度を制限するようにしたが、第２の実施の形態ではアタッチメント長さＬだけでなく吊荷重ＷＴも考慮する。すなわち、吊り荷１０はフロントアタッチメントの前側に位置するため、巻上停止時には後側ロープ７ｂの慣性力を弱めるように作用する。この慣性力を弱める力は吊り荷１０が重いほど大きいので、吊荷重ＷＴが所定値以上の場合には乱巻発生条件の成立を否定する。
【００２４】
図５は、第２の実施の形態に係るコントローラ５０での処理の一例を示すフローチャートである。なお、図４と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。まず、ステップＳ１でアタッチメント長さＬを読み込み、ステップＳ１１でモーメントリミッタ３２で演算された吊荷重ＷＴを読み込む。ステップＳ２およびステップＳ３が肯定されるとステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では吊荷重ＷＴが予め定めた閾値ＷＴａより軽いか否かを判定する。ステップＳ１２が肯定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップＳ５に進む。
【００２５】
第２の実施の形態では、巻上操作が検出され、かつ、アタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長く、かつ、吊荷重ＷＴが閾値ＷＴａより軽いとき乱巻発生条件が成立し、巻上速度の特性は低速特性となり、巻上速度が制限される。これによりアタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長い場合であっても、吊荷重ＷＴが閾値ＷＴａ以上のときは乱巻発生条件不成立となって巻上速度の特性は高速特性となり、巻上速度は制限されないので、作業効率を一層高めることができる。
【００２６】
−第３の実施の形態−
図６を参照して本発明によるウインチの制御装置の第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態では、吊荷重ＷＴの代わりにフック重量ＷＦを考慮する。すなわち、フック９はフロントアタッチメントの前側に位置し、巻上停止時には後側ロープ７ｂの慣性力を弱めるように作用する。この慣性力を弱める力はフック９が重いほど大きいので、フック重量ＷＦが所定値以上の場合には乱巻発生条件の成立を否定する。
【００２７】
図６は、第３の実施の形態に係るコントローラ５０での処理の一例を示すフローチャートである。なお、図４と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。まず、ステップＳ１でアタッチメント長さＬを読み込み、ステップＳ２１で重量設定器４０で設定されたフック重量ＷＦを読み込む。ステップＳ２およびステップＳ３が肯定されるとステップＳ２２に進む。ステップＳ２２ではフック重量ＷＦが予め定めた閾値ＷＦａより軽いか否かを判定する。ステップＳ２２が肯定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップＳ５に進む。
【００２８】
第３の実施の形態では、巻上操作が検出され、かつ、アタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長く、かつ、フック重量ＷＦが閾値ＷＦａより軽いとき乱巻発生条件が成立し、巻上速度が制限される。これによりアタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長い場合であっても、フック重量ＷＦが閾値ＷＦａ以上のときは乱巻発生条件不成立となって巻上速度は制限されないので、作業効率を一層高めることができる。
【００２９】
−第４の実施の形態−
図７を参照して本発明によるウインチの制御装置の第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、コントローラ５０での制御内容である。第４の実施の形態ではアタッチメント長さＬだけでなくロープ掛け数ｋも考慮する。すなわち、ロープ掛け数ｋが多い場合には吊り荷１０の上昇速度が遅く、巻上時の前側荷重の低下の割合は小さいので、乱巻が発生しにくい。このため、第４の実施の形態ではロープ掛け数ｋが所定値以上の多い場合には乱巻発生条件の成立を否定する。
【００３０】
図７は、第４の実施の形態に係るコントローラ５０での処理の一例を示すフローチャートである。なお、図４と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。まず、ステップＳ１でアタッチメント長さＬを読み込み、ステップＳ３１でロープ掛け数設定器３６により設定されたロープ掛け数ｋを読み込む。ステップＳ２およびステップＳ３が肯定されるとステップＳ３２に進む。ステップＳ３２ではロープ掛け数ｋが予め定めた閾値ｋａより少ないか否かを判定する。ステップＳ３２が肯定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップＳ５に進む。
【００３１】
第４の実施の形態では、巻上操作が検出され、かつ、アタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長く、かつ、ロープ掛け数ｋが閾値ｋａより少ないとき乱巻発生条件が成立し、巻上速度が制限される。これによりアタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長い場合であっても、ロープ掛け数ｋが閾値ｋａ以上のときは乱巻発生条件不成立となって巻上速度は制限されないので、作業効率を一層高めることができる。
【００３２】
−第５の実施の形態−
図８を参照して本発明によるウインチの制御装置の第５の実施の形態について説明する。
第５の実施の形態ではロープ掛け数ｋの代わりに巻上ドラム３の回転数Ｎを考慮する。すなわち、巻上ドラム３の回転数Ｎが遅い場合にはウインチロープ７の巻き取り速度も遅く、巻上停止時の後側ロープ７ｂの慣性力は小さいので、乱巻が発生しにくい。このため、第５の実施の形態ではドラム回転数Ｎが所定値以上の多い場合には乱巻発生条件の成立を否定する。
【００３３】
図８は、第５の実施の形態に係るコントローラ５０での処理の一例を示すフローチャートである。なお、図４と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。まず、ステップＳ１でアタッチメント長さＬを読み込み、ステップＳ４１でドラム回転数検出器３８により検出されたドラム回転数Ｎを読み込む。ステップＳ２およびステップＳ３が肯定されるとステップＳ４２に進む。ステップＳ４２ではドラム回転数Ｎが予め定めた閾値Ｎａより大きいか否かを判定する。ステップＳ４２が肯定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップＳ５に進む。
【００３４】
第５の実施の形態では、巻上操作が検出され、かつ、アタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長く、かつ、ドラム回転数Ｎが閾値Ｎａより大きいとき乱巻発生条件が成立し、巻上速度が制限される。これによりアタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長い場合であっても、ドラム回転数Ｎが閾値Ｎａ以下のときは乱巻発生条件不成立となって巻上速度は制限されないので、作業効率を一層高めることができる。
【００３５】
−第６の実施の形態−
図９を参照して本発明によるウインチの制御装置の第６の実施の形態について説明する。
第６の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、コントローラ５０での制御内容である。第６の実施の形態ではアタッチメント長さＬだけでなくアタッチメントの種類も考慮する。すなわち、タワークレーン（図２）においてはタワーブーム１２がほぼ垂直に起立されるため、後側ロープ７ｂの弛みは巻上ドラム３の近傍に集中し、乱巻が発生しやすい。これに対し、クレーン（図１）においてはブーム角度がタワークレーンほど大きくないので、巻上ドラム３近傍でのロープ７の緩みの程度は小さい。そしてウインチロープ７が緩んだとしても後側ロープ７ｂはブーム６の後面に接触するので、この接触力が後側ロープ７ｂの慣性力に対する抵抗となって、乱巻が発生しにくい。そこで、第６の実施の形態では旋回体２にブーム６が取り付けられている場合には乱巻発生条件の成立を否定し、タワークレーン仕様のときにのみ乱巻発生条件の成立を肯定する。
【００３６】
図９は、第６の実施の形態に係るコントローラ５０での処理の一例を示すフローチャートである。なお、図４と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。まず、ステップＳ１でアタッチメント長さＬを読み込み、ステップＳ５１でアタッチメント検出器３７により検出されたフロントアタッチメントの種類を読み込む。ステップＳ２およびステップＳ３が肯定されるとステップＳ５２に進む。ステップＳ５２ではフロントアタッチメントとしてタワーブーム１２が取り付けられているか否かを判定する。ステップＳ５２が肯定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップＳ５に進む。
【００３７】
第６の実施の形態では、巻上操作が検出され、かつ、アタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長く、かつ、旋回体２にタワーブーム１２が取り付けられているとき乱巻発生条件が成立し、巻上速度が制限される。これによりアタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長い場合であっても、タワークレーン仕様以外のときは乱巻発生条件不成立となって巻上速度は制限されないので、作業効率を一層高めることができる。
【００３８】
−第７の実施の形態−
図１０を参照して本発明によるウインチの制御装置の第７の実施の形態について説明する。
第７の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、コントローラ５０での制御内容であり、第７の実施の形態ではアタッチメント長さＬだけでなく吊荷距離Ｈも考慮する。すなわち、吊荷距離Ｈが長ければ前側ロープ７ａの長さが長く、前側荷重が大きい。このため後側ロープ７ｂには慣性力を弱める力が大きく作用し、乱巻が発生しにくい。そこで、第７の実施の形態では吊荷距離が所定値以上の場合には乱巻発生条件の成立を否定する。なお、この第７の実施の形態では、油圧モータ２２の容量はｑ１とｑ２の間で徐々に変更可能とする。
【００３９】
図１０は、第７の実施の形態に係るコントローラ５０での処理の一例を示すフローチャートである。なお、図４と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。まず、ステップＳ１でアタッチメント長さＬを読み込み、ステップＳ６１でモーメントリミッタ３２により演算された吊荷距離Ｈを読み込む。ステップＳ２およびステップＳ３が肯定されるとステップＳ６２に進む。ステップＳ６２では吊荷距離Ｈが予め定めた閾値Ｈａより短いか否かを判定する。ステップＳ６２が肯定されるとステップＳ６３に進み、モータ容量を大容量ｑ２まで徐々に増加（漸増）する。すなわち操作指令に対する巻上速度の特性を徐々に低速側の特性に移行する。一方、ステップＳ６２が否定されるとステップＳ６４に進み、モータ容量を小容量ｑ１まで徐々に減少（漸減）する。
【００４０】
第７の実施の形態では、巻上操作が検出され、かつ、アタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長く、かつ、吊荷距離Ｈが閾値Ｈａより短いとき乱巻発生条件が成立し、巻上速度が制限される。これによりアタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長い場合であっても、吊荷距離Ｈが閾値Ｈａ以上のときは乱巻発生条件不成立となって巻上速度が制限されないので、速度制限を必要最小限に抑えることができる。また、巻上開始時には吊荷距離ＨがＨａ以上であっても、巻上動作の途中でＨ＜Ｈａとなることがあるが、第７の実施の形態ではモータ容量を漸増するので、巻上速度が徐々に制限され、巻上速度が急激に変化することがなく、荷振れを防止できる。
【００４１】
−第８の実施の形態−
図１１を参照して本発明によるウインチの制御装置の第８の実施の形態について説明する。
第８の実施の形態では、吊荷距離Ｈの代わりにアタッチメント角度（ブーム角度，ジブ角度）αを考慮する。すなわち、アタッチメント角度αが小さければ後側ロープ７ｂの緩みが巻上ドラム３近傍に集中することはなく、乱巻が発生しにくい。そこで、第８の実施の形態ではアタッチメント角度αが所定値以下の場合には乱巻発生条件の成立を否定する。
【００４２】
図１１は、第８の実施の形態に係るコントローラ５０での処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１０と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第７の実施の形態との相違点を主に説明する。まず、ステップＳ１でアタッチメント長さＬを読み込み、ステップＳ７１で角度検出器３４により検出されたアタッチメント角度αを読み込む。ステップＳ２およびステップＳ３が肯定されるとステップＳ７２に進む。ステップＳ７２ではアタッチメント角度αが予め定めた閾値αａより大きいか否かを判定する。ステップＳ７２が肯定されるとステップＳ６３に進み、否定されるとステップＳ６４に進む。
【００４３】
第８の実施の形態では、巻上操作が検出され、かつ、アタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長く、かつ、アタッチメント角度αが閾値αａより大きいとき乱巻発生条件が成立し、巻上速度が制限される。これによりアタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長い場合であっても、アタッチメント角度αが閾値αａ以下のときは乱巻発生条件不成立となって巻上速度が制限されないので、速度制限を必要最小限に抑えることができる。また、巻上開始時にはアタッチメント角度αがαａ以下でも、巻上動作の途中でα＞αａとなることがあるが、第７の実施の形態と同様、モータ容量を漸増するので、巻上速度が急激に変化することがなく、荷振れを防止できる。
【００４４】
−第９の実施の形態−
図１２を参照して本発明によるウインチの制御装置の第８の実施の形態について説明する。
第９の実施の形態ではロープ層数ｎを考慮する。すなわち、ロープ層数ｎが小さければ巻上ドラム３の直径が実質的に小さくなるため、巻上速度が遅くなり、巻上停止時の後側ロープ７ｂの慣性力は小さい。そこで、第９の実施の形態ではロープ層数ｎが所定値以下の場合には乱巻発生条件の成立を否定する。
【００４５】
図１２は、第９の実施の形態に係るコントローラ５０での処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１０と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第７の実施の形態との相違点を主に説明する。まず、ステップＳ１でアタッチメント長さＬを読み込み、ステップＳ８１でロープ層数検出器３９により検出されたロープ層数ｎを読み込む。ステップＳ２およびステップＳ３が肯定されるとステップＳ８２に進む。ステップＳ８２ではロープ層数ｎが予め定めた閾値ｎａより大きいか否かを判定する。ステップＳ８２が肯定されるとステップＳ６３に進み、否定されるとステップＳ６４に進む。
【００４６】
第９の実施の形態では、巻上操作が検出され、かつ、アタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長く、かつ、ロープ層数ｎが閾値ｎａより大きいとき乱巻発生条件が成立し、巻上速度が制限される。これによりアタッチメント長さＬが閾値Ｌａより長い場合であっても、ロープ層数ｎが閾値ｎａ以下のときは乱巻発生条件不成立となって巻上速度が制限されないので、速度制限を必要最小限に抑えることができる。また、巻上開始時にはロープ層数ｎがｎａ以下でも、巻上動作の途中でｎ＞ｎａとなることがあるが、第７の実施の形態と同様、モータ容量を漸増するので、巻上速度が急激に変化することがなく、荷振れを防止できる。
【００４７】
なお、乱巻発生条件の成立のパターンは上述したものに限らない。例えばアタッチメント長さＬ，吊荷重ＷＴ，フック重量ＷＦ，ロープ掛け数ｋ，ドラム回転数Ｎ，アタッチメント種類，吊荷距離Ｈ，アタッチメント角度α，ロープ層数ｎのいずれか１つ、あるいはいずれか２つ以上を組み合わせて乱巻発生条件の成否を判定してもよく、さらに上述した以外の物理量や状態量に着目して乱巻発生条件の成否を判定してもよい。すなわち巻上動作停止時のウインチロープ７の自重による慣性力の増加に影響を与える物理量や状態量に着目して乱巻発生条件の成否を判定するのであれば、乱巻判定手段としてのコントローラ５０での処理は上述したものに限定されない。
【００４８】
コントローラ５０によりモータ容量を制御して巻上速度を制限するようにしたが、巻上速度制御手段の構成はこれに限らず、ポンプ容量の制御や制御弁２３の開度制御、ブレーキ力の付加等により巻上速度を制御するようにしてもよい。すなわち図１３の特性ｂ（実線）に示すように操作レバー２６の操作指令（レバー操作量）に対する巻上速度の特性を、巻上速度を制限しない従来の特性ａ（点線）よりも低速側に設定するのであれば、巻上速度制御手段の構成はいかなるものでもよい。また、巻上速度の特性を低速側に設定するのではなく、特性ｃ（１点鎖線），特性ｄ（２点鎖線）に示すように操作レバー２６の操作指令に対する巻上速度の最大値を低速側の値ｖmaxに制限するようにしてもよい。なお、特性ｃは、巻上速度が最大値ｖmaxに達するまで特性ａに一致しているのに対し、特性ｄは、巻上速度が最大値ｖmaxに近づくと特性ａよりも低速側の特性になっている。
【００４９】
圧力スイッチ３１により巻上動作を検出するようにしたが、巻上検出手段の構成はこれに限定されない。長さ設定器３３によりアタッチメント長さＬを設定したが、他のアタッチメント長さ識別手段を用いてもよい。張力検出器３５からの信号により吊荷重ＷＴを演算したが、他の吊荷重検出手段を用いてもよい。重量設定器４０によりフック重量ＷＦを設定したが、他のフック重量識別手段を用いてもよい。ロープ掛け数設定器３６によりロープ掛け数ｋを設定したが、他のロープ掛け数識別手段を用いてもよい。ドラム回転数検出器３８によりドラム回転数Ｎを検出したが、他の回転数検出手段を用いてもよい。アタッチメント検出器３７によりアタッチメントの種類を検出したが、他の仕様識別手段を用いてもよい。モーメントリミッタ３２により吊荷距離Ｈを演算したが、他の距離検出手段を用いてもよい。角度検出器３４によりアタッチメント角度を検出したが、他のアタッチメント角度検出手段を用いてもよい。ロープ巻層検出器３９によりロープ巻層ｎを検出したが、他の巻層検出手段を用いてもよい。
【００５０】
上記第７〜第９の実施の形態では巻上動作時に乱巻発生条件成立と判定されるとモータ容量を漸増するようにしたが、操作指令に対する巻上速度の特性を徐々に低速側の特性に移行して巻上速度の急激な変化を防止するのであれば、モータ容量以外を制御してもよい。
【００５１】
上記制御装置３０は巻上ウインチに適用したが、巻上停止時の乱巻が問題となる他のウインチにも適用可能である。すなわち、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の制御装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明が適用されるクレーンの側面図。
【図２】本発明が適用されるタワークレーンの側面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るウインチの制御装置の構成を示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るウインチの制御装置を構成するコントローラでの処理の一例を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るウインチの制御装置を構成するコントローラでの処理の一例を示すフローチャート。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るウインチの制御装置を構成するコントローラでの処理の一例を示すフローチャート。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係るウインチの制御装置を構成するコントローラでの処理の一例を示すフローチャート。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係るウインチの制御装置を構成するコントローラでの処理の一例を示すフローチャート。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係るウインチの制御装置を構成するコントローラでの処理の一例を示すフローチャート。
【図１０】本発明の第７の実施の形態に係るウインチの制御装置を構成するコントローラでの処理の一例を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第８の実施の形態に係るウインチの制御装置を構成するコントローラでの処理の一例を示すフローチャート。
【図１２】本発明の第９の実施の形態に係るウインチの制御装置を構成するコントローラでの処理の一例を示すフローチャート。
【図１３】本発明の実施の形態に係る動作特性の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
３  巻上ドラム
６  ブーム
７  ウインチロープ
１２  タワーブーム
１３  ジブ
２２ａ  レギュレータ
３１  圧力スイッチ
３２  モーメントリミッタ
３３  長さ設定器
３４  角度検出器
３５  張力検出器３５
３６  ロープ掛け数設定器
３７  アタッチメント検出器
３８  ドラム回転数検出器
３９  ロープ巻層検出器
４０  重量設定器
５０  コントローラ
【図１】
2005255281.tif 000003
【図２】
2005255281.tif 000004
【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】
2005255281.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005255281.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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