(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブームおよびブーム先端に設けられたジブを備え、このブームとジブが、ブーム起伏ロープとジブ起伏ロープの同時巻上げ操作によって地上から一体に引き起こされ、同時巻下げ操作によって地上に一体に倒されるように構成されたタワークレーンにおいて、上記ジブ起伏ロープの張力を検出するロープ張力検出手段と、報知手段と、ブーム起こしまたはブーム倒し作業であることを検出するブーム起こし倒し検出手段と、上記ジブ起伏ロープの巻上げ速度および上記ブーム起伏ロープの巻下げ速度を制御する制御手段とを具備し、この制御手段は、上記ジブ起伏ロープの張力について予め設定された値を記憶する記憶部と、上記ブーム起こし倒し検出手段からの信号に基づいてブーム起こしまたは倒し作業であるか否かを判別する判別手段とを備え、ブーム起こしまたは倒し作業時に、上記ロープ張力検出手段によって検出されるジブ起伏ロープの実際張力が上記設定値に達したときに上記報知手段に報知指令を出力するとともに、ジブ巻上げまたはブーム巻下げ動作を維持しうる範囲でその速度を減少させるように構成されたことを特徴とするタワークレーンのブーム起伏制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のタワークレーンのブーム起伏制御装置において、制御手段は、検出されるジブ起伏ロープの実際張力と設定値の偏差の増加に応じてジブ巻上げ速度またはブーム巻下げ速度を漸減させるように構成されたことを特徴とするタワークレーンのブーム起伏制御装置。
【請求項３】
請求項１記載のタワークレーンのブーム起伏制御装置において、制御手段は、ジブ起伏ロープの張力について、予報張力と、この予報張力よりも大きい限界張力の二つの設定値を記憶し、ジブ起伏ロープの実際張力が上記予報張力に達したときに報知手段に予報指令を出力するとともに、ジブ巻上げ速度またはブーム巻下げ速度を実際ロープ張力と予報張力の偏差の増加に応じて漸減させ、実際ロープ張力が上記限界張力に達したときに上記報知手段に警報指令を出力するとともに、ジブ巻上げまたはブーム巻下げ速度を最低値に設定するように構成されたことを特徴とするタワークレーンのブーム起伏制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタワークレーンのブームを自力で地上から起こし、また起立状態から地上に倒す際にジブ起伏ロープに過大な張力が作用することを防止するタワークレーンのブーム起伏制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タワークレーンの概略構成を図５に示している。
【０００３】
同図において、１はクレーン本体で、このクレーン本体１にブーム２、このブーム２の先端にジブ３がそれぞれ起伏自在に取付けられている。
【０００４】
ブーム２はブーム起伏ロープ４によって、ジブ３はジブ起伏ロープ５によってそれぞれ起伏操作され、ブーム起伏ロープ４はブーム起伏用ウィンチ６によって、ジブ起伏ロープ５はジブ起伏用ウィンチ７によってそれぞれ巻上げ、巻下げ駆動される。
【０００５】
図５は、クレーン作業の開始に際して、またはクレーン作業終了後の運搬に際してブーム２をジブ３とともに地上から起こし、または地上に倒す途中の状態を示している。
【０００６】
このブーム起こし・倒し作業に際しては、ジブ３をブーム前面に沿わせ、ジブキャッチ８によってブーム前面に固定する。
【０００７】
この後、ブーム起こし作業時には、ブーム起伏ロープ４の巻上げ操作によってブーム２を地上に倒伏させた状態から引き起こす。
【０００８】
このとき、ジブ３もブーム２と一体に移動するが、ジブ起伏ロープ５が緩んで乱巻が生じないように同ロープ５を同時に巻上げ操作する。また、ブーム起こし後、ジブキャッチ８を外してジブ３を所定角度まで起こす。
【０００９】
一方、ブーム倒し作業時には、ブーム起伏ロープ４の巻下げ操作によってブーム２を起立状態から地上に向けて前方に倒す。
【００１０】
このとき、ジブ起伏ロープ５が引っ張られて破断しないように同ロープ５を同時に巻下げ操作する。
【００１１】
ところが、このブーム２の起こし、倒し操作時に、ジブ起伏ロープ５をブーム起伏ロープ４の巻上げ、巻下げ操作に正確に追従させるのが困難で、ブーム起こし作業時にジブ起伏ロープ５の巻上げ動作が速すぎた場合、およびブーム倒し作業時にジブ起伏ロープ５の巻下げ動作が遅すぎた場合に、同ロープ５の張力が過大となって同ロープ５が破断したり、ジブ起伏アタッチメントが破損したりするおそれがある。
【００１２】
そこで、この点の対策として、実開平６−３５２８８号公報に示されているように、ブーム起こしおよび倒し作業時に、ロープ張力センサ９によってジブ起伏ロープ５の張力を検出し、このロープ張力が予め設定された限界張力に達したときにオペレータに向け予報を出して注意を促し、さらにロープ張力が限界張力を超えたときに、ブーム２およびジブ３の巻上げ／巻下げ動作を自動停止させてジブ起伏ロープ破断等の危険を回避する技術が提案された。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公知技術によると、ロープ張力が限界張力を超えたときにブームおよびジブ動作をいきなり停止させるため、この停止時にクレーン全体にショックが発生するおそれがある。
【００１４】
また、ジブまたはブーム動作を強制停止させることで一連の作業の連続性が断たれるため、作業性が悪くなる。
【００１５】
そこで本発明は、ブーム起こし・倒し作業時のジブ起伏ロープの破断等の危険を回避しながら、この回避動作によるショックの発生および作業性の悪化を防止することができるタワークレーンのブーム起伏制御装置を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ブームおよびブーム先端に設けられたジブを備え、このブームとジブが、ブーム起伏ロープとジブ起伏ロープの同時巻上げ操作によって地上から一体に引き起こされ、同時巻下げ操作によって地上に一体に倒されるように構成されたタワークレーンにおいて、上記ジブ起伏ロープの張力を検出するロープ張力検出手段と、報知手段と、ブーム起こしまたはブーム倒し作業であることを検出するブーム起こし倒し検出手段と、上記ジブ起伏ロープの巻上げ速度および上記ブーム起伏ロープの巻下げ速度を制御する制御手段とを具備し、この制御手段は、上記ジブ起伏ロープの張力について予め設定された値を記憶する記憶部と、上記ブーム起こし倒し検出手段からの信号に基づいてブーム起こしまたは倒し作業であるか否かを判別する判別手段とを備え、ブーム起こしまたは倒し作業時に、上記ロープ張力検出手段によって検出されるジブ起伏ロープの実際張力が上記設定値に達したときに上記報知手段に報知指令を出力するとともに、ジブ巻上げまたはブーム巻下げ動作を維持しうる範囲でその速度を減少させるように構成されたものである。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、制御手段は、検出されるジブ起伏ロープの実際張力と設定値の偏差の増加に応じてジブ巻上げ速度またはブーム巻下げ速度を漸減させるように構成されたものである。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１の構成において、制御手段は、ジブ起伏ロープの張力について、予報張力と、この予報張力よりも大きい限界張力の二つの設定値を記憶し、ジブ起伏ロープの実際張力が上記予報張力に達したときに報知手段に予報指令を出力するとともに、ジブ巻上げ速度またはブーム巻下げ速度を実際ロープ張力と予報張力の偏差の増加に応じて漸減させ、実際ロープ張力が上記限界張力に達したときに上記報知手段に警報指令を出力するとともに、ジブ巻上げまたはブーム巻下げ速度を最低値に設定するように構成されたものである。
【００１９】
本発明によると、ジブ起伏ロープの張力が設定張力に達すると、その旨がオペレータに向けて報知されるとともに、ジブ起伏ロープの張力が増加する方向の動作であるジブ巻上げまたはブーム巻下げの速度が自動的に低下し、これによりジブ起伏ロープの張力が減少する。
【００２０】
従って、上記設定張力を、ジブ起伏ロープの破断等の危険が発生する張力に応じた適正値としておくことにより、危険を回避することができる。
【００２１】
しかも、ブームおよびジブの動作をいきなり自動停止させるのではなく、設定張力で報知し、かつ、ジブ動作を維持しうる範囲で減速して危険回避し、そのうえで動作停止はオペレータの操作にゆだねるため、自動急停止によってクレーン全体にショックが発生する危険性も、作業の連続性が断たれるおそれもない。
【００２２】
この場合、請求項２，３の構成によると、ロープ実際張力と設定張力の偏差が大きくなるほどジブ巻上げまたはブーム巻下げ速度が低下するため、ロープ張力を速やかに適正値に近づけて危険を確実に回避することができる。
【００２３】
さらに、請求項３の構成によると、予報張力で予報を出して減速した上、限界張力で警報を発してジブ巻上げまたはブーム巻下速度を最低値に設定するため、危険回避作用がより確実なものとなり、安全性が高められる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【００２５】
図１に、本発明が適用される図５のタワークレーンにおけるブーム起伏用ウィンチ６の油圧モータ（以下、ブームモータという）１１と、ジブ起伏用ウィンチ７の油圧モータ（以下、ジブモータという）１２の油圧駆動回路を示している。
【００２６】
同図において、１３はブームモータ１１の回転方向と速度を制御するブーム用コントロールバルブ、１４はジブモータ１２の回転方向と速度を制御するジブ用コントロールバルブで、油圧ポンプ１５からの圧油は、ジブ用コントロールバルブ１４を介してジブモータ１２に供給されるとともに、同バルブ１４およびブーム用コントロールバルブ１３を介してブームモータ１１に供給される。
【００２７】
両コントロールバルブ１３，１４は油圧パイロット切換弁として構成され、それぞれブーム用、ジブ用リモコン弁１６，１７によって操作される。１８はリリーフ弁である。
【００２８】
この油圧駆動回路において、ブーム用コントロールバルブ１３の巻下げ側パイロットライン１９、およびジブ用コントロールバルブ１４の巻上げ側パイロットライン２０にそれぞれコントローラ２１によって制御される電磁比例減圧弁（以下、ブーム側、ジブ側減圧弁という）２２，２３が設けられている。
【００２９】
この両減圧弁２２，２３は、ブーム起こしおよび倒し作業時以外（通常作業時）には最大開度に制御され、この状態ではリモコン弁１６，１７からのパイロット油圧信号がそのままコントロールバルブ１３，１４に送られ、ブームモータ１１またはジブモータ１２がリモコン弁１６，１７の操作通りの速度（通常速度）で回転する。
【００３０】
一方、ブーム起こしおよび倒し作業時には、コントローラ２１によりジブ起伏ロープ５の張力に応じて減圧弁２２，２３の開度が制御される。
【００３１】
コントローラ２１は、図２に示すように比較器２４と記憶部２５と演算器２６とから成っている。
【００３２】
比較器２４には、ブーム起こしまたは倒し作業時であることを検出するブーム起こし、倒し検出手段からのブーム起こし、倒し信号と、ジブ起伏ロープ５の張力を検出するロープ張力センサ９からのロープ張力信号とが入力される。
【００３３】
なお、ブーム起こし、倒し検出手段としては、たとえばジブキャッチ８のラッチ部分にリミットスイッチを設け、ジブ３が図５のようにブーム前面に固定されたときにこのリミットスイッチがオンとなってブーム起こし、倒し信号が出力されるように構成することができる。
【００３４】
あるいは、ジブ角度を検出し、このジブ角度が一定値以下のときにブーム起こし、倒し信号を出力するようにしてもよい。
【００３５】
記憶部２５には、ジブ起伏ロープ５についての予報張力Ｔ１と限界張力Ｔ２とが記憶され、この記憶された両張力Ｔ１，Ｔ２が、検出された実際張力Ｔと比較される。
【００３６】
なお、限界張力Ｔ２は、たとえばジブ起伏ロープ５の破断等が生じる直前の張力値として定められ、予報張力Ｔ１はこれよりも小さい張力値として定められる。
【００３７】
比較器２４は、比較の結果、Ｔ≧Ｔ１となったときに予報・警報装置２７に予報指令、Ｔ≧Ｔ２のときに同装置２７に警報指令をそれぞれ出し、これによって予報・警報装置２７から音声、ランプ点灯等による予報・警報が出される。
【００３８】
なお、この予報と警報は、その報知内容の違いがオペレータに明確に伝わるように、たとえば音声の場合には音量を前者で小さく、後者で大きくし、ランプ点灯の場合は前者で黄色ランプの点灯、後者で赤色ランプの点灯（もしくは点滅）とする等、区別するのが望ましい。
【００３９】
演算器２６には、予め図３に示すロープ張力／ジブ巻上げ、ブーム巻下げ速度特性が設定され、検出された実際のロープ張力Ｔと予報張力Ｔ１または警報張力Ｔ２との比較結果に基づいてこの演算器２６からブーム側およびジブ側両減圧弁２２，２３に速度指令としての制御電流が出力される。
【００４０】
この点の作用を図４のフローチャートを併用して詳述する。
【００４１】
なお、ブーム起こし、倒し作業を行う場合は、ジブ起伏ロープ５の緩み過ぎによる乱巻を防止するために、ブーム巻上げ・巻下げ速度との関係において同ロープ５が緊張気味となるようにジブ用リモコン弁１７が操作される。
【００４２】
制御が開始されると、図５のロープ張力センサ９からのロープ張力信号Ｔが読み込まれる（ステップＳ１）とともに、ブーム起こし、倒し検出手段からの信号によってブーム起こしまたは倒し作業か否かが判別される（ステップＳ２）。
【００４３】
ここで、ブーム起こし、倒し作業でないと判別された場合（ステップＳ２でＮＯの場合）、および次のステップＳ３で、実際ロープ張力Ｔが予報張力Ｔ１未満（Ｔ＜Ｔ１）と判別された場合は、減圧弁２２，２３に最大電流が出力されて同弁２２，２３が最大開度に設定され、モータ１１，１２がリモコン弁１６，１７の操作通りの速度で回転してブーム巻下げおよびジブ巻上げ動作が通常速度Ｖ１，Ｖ２で行われる（ステップＳ４で「Ｖ１，Ｖ２＝通常」を指令）。
【００４４】
これに対し、実際ロープ張力Ｔが予報張力Ｔ１以上で限界張力Ｔ２未満のとき（ステップＳ３でＹＥＳかつステップＳ５でＮＯのとき）は、ステップＳ６で図２の予報・警報装置２７から予報が出されるとともに、図３の特性に従い、その偏差に応じて減圧弁２２，２３への指令電流が漸減する。
【００４５】
この場合、両減圧弁２２，２３の開度が同時に漸減するが、ブーム起こし時には、ブームおよびジブ巻上げ操作のみが行われるため、ブーム巻下げ側減圧弁２２の開度が減少しても動作に何の影響も与えない。
【００４６】
同様に、ブーム倒し時には、ブームおよびジブ巻下げ動作のみが行われるため、ジブ巻上げ側減圧弁２３の開度が減少しても動作に何の影響も与えない。
【００４７】
こうして、ブーム起こし時にはジブモータ１２の巻上げ側速度、ブーム倒し時にはブームモータ１１の巻下げ側速度がそれぞれ上記張力偏差に比例して低下する（ステップＳ７で「Ｖ１＝Ｖ１−αＴ、Ｖ２＝Ｖ２−βＴ」を指令）。
【００４８】
そして、実際ロープ張力Ｔが限界張力Ｔ２に達したとき（ステップＳ５でＹＥＳのとき）は、予報警報装置２７から警報が出されて（ステップＳ８）オペレータに注意を促す。
【００４９】
同時に、減圧弁２２，２３に最小電流が指令されて同弁２２，２３が最小開度に設定され、ブーム巻下げ、ジブ巻上げ動作が最低速度Ｖ１min，Ｖ２min（いずれも０を超える速度）に固定される（ステップＳ９で「Ｖ１＝Ｖ１min，Ｖ２＝Ｖ２min」を指令）。
【００５０】
上記のようにブーム起伏ロープ５の張力を監視しながらのブーム起こし、倒し作業が行われることにより、
（ｉ）  ブーム起こし作業時に、ブーム巻上げ動作に対してジブ巻上げ動作が速い場合、
（ｉｉ）  ブーム倒し作業時に、ブーム巻下げ動作に対してジブ巻下げ動作が遅い場合、
すなわち、ジブ起伏ロープ５の張力が大きくなる動作が行われた場合に、このロープ張力を適正値に修正する方向にジブ巻上げまたはブーム巻下げ速度が調整されて、同ロープ５の破断等の危険が回避される。
【００５１】
しかも、この装置によると、ブーム２およびジブ３の動作をいきなり自動停止させるのではなく、ジブ動作を維持しうる範囲で減速したうえでオペレータの操作による動作停止を促すため、自動急停止によってクレーン全体にショックが発生する危険性も、作業の連続性が断たれるおそれもない。
【００５２】
また、
（イ）予報張力Ｔ１で予報を出して減速し、
（ロ）さらに限界張力Ｔ２で警報を発して最低速度に固定する
という二段階に亘る報知、減速を行うため、より確実に危険回避することができる。
【００５３】
他の実施形態
（１）上記実施形態ではロープ張力に応じて二段階に亘って報知（予報、警報）および減速を行う構成としたが、ロープ張力が一つの設定値（たとえば上記実施形態における予報張力または限界張力）に達したときにジブ巻上げもしくはブーム巻下げ動作の減速、または最低速度での固定のみを行う構成をとってもよい。
【００５４】
（２）上記実施形態では、ブーム巻下げ、ジブ巻上げ両速度を減少させる手段として、ブーム用コントロールバルブ１３の巻下げ側パイロットライン１９およびジブ用コントロールバルブ１４の巻上げ側パイロットライン２０に設けた電磁比例減圧弁２２，２３の開度を制御する構成をとったが、ブームモータ１１の巻下げ側管路およびジブモータ１２の巻上げ側管路に流量制御弁を設け、この流量制御弁の開度を制御することによって、あるいはブームモータ１１およびジブモータ１２を可変容量型とし、同モータ１１，１２の傾転をコントロールすることでモータ容量を制御することによってブーム巻下げ、ジブ巻上げ速度を制御するようにしてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
上記のように本発明によるときは、ブーム起こし、倒し作業時に、ジブ起伏ロープの張力を検出し、このロープ張力が予め設定された張力に達したときにその旨を報知するとともに、ジブ巻上げ速度（ブーム起こし時）またはブーム巻下げ動作（ブーム倒し時）を減少させるように構成したから、上記設定張力を、ジブ起伏ロープの破断等の危険が発生する張力に応じた適正値としておくことにより、危険を回避することができる。
【００５６】
しかも、ブームおよびジブの動作をいきなり自動停止させるのではなく、設定張力で報知しかつ減速して危険回避し、そのうえで動作停止はオペレータの操作にゆだねるため、自動急停止によってクレーン全体にショックが発生する危険性も、作業の連続性が断たれるおそれもない。
【００５７】
この場合、請求項２，３の発明によると、ロープ実際張力と設定張力の偏差が大きくなるほどジブ巻上げまたはブーム巻下げ速度が低下するため、ロープ張力を速やかに適正値に近づけて危険を確実に回避することができる。
【００５８】
さらに、請求項３の発明によると、予報張力で予報を出して減速した上、限界張力で警報を発してジブ巻上げまたはブーム巻下速度を最低値に設定するため、危険回避作用がより確実なものとなり、安全性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態にかかる油圧駆動回路の回路構成図である。
【図２】  同実施形態における制御系のブロック構成図である。
【図３】  制御系における演算器に予め設定されたロープ張力とジブ巻上げ、ブーム巻下げ速度の関係を示す図である。
【図４】  制御系の作用を説明するためのフローチャートである。
【図５】  本発明が適用されるタワークレーンの概略側面図である。
【符号の説明】
２  ブーム
３  ジブ
４  ブーム起伏ロープ
５  ジブ起伏ロープ
６  ブーム起伏用ウィンチ
７  ジブ起伏用ウィンチ
９  ジブ起伏ロープの張力を検出するセンサ（ロープ張力検出手段）
１１  ブーム起伏用油圧モータ
１２  ジブ起伏用油圧モータ
１３  ブーム起伏用コントロールバルブ
１４  ジブ起伏用コントロールバルブ
１６  ブーム起伏用リモコン弁
１７  ジブ起伏用リモコン弁
２１  制御手段を構成するコントローラ
２２，２３  同電磁比例減圧弁
２４  コントローラの比較器
２５  同記憶部
２６  同演算器
２７  報知手段としての予報・警報装置
【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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