(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧モータとカウンタバランス弁とを備え、巻き上げ・巻き下げ指令に応じて上記油圧モータの巻き上げ油路あるいは巻き下げ油路に圧油を供給するクレーン用ウインチ作動装置において、
上記巻き上げ油路に連通し、上記油圧モータの巻き上げ油路に供給される圧油の圧力を蓄圧可能なアキュムレータと、
上記油圧モータとカウンタバランス弁の間の巻き上げ油路と上記アキュムレータとを連通する油路に介装されていて、上記アキュムレータからの圧油の供給を遮断する遮断位置と上記アキュムレータからの圧油を上記油圧モータの巻き上げ油路に供給する連通位置とに切り換え可能な供給ソレノイド弁と、
上記アキュムレータに連通し、上記アキュムレータの蓄圧圧力をタンクへ排出する排出位置と遮断位置とにきり換え可能な排出ソレノイド弁と、
入力側に上記ウインチの巻き上げ・巻き下げ操作に応じた信号を出力する巻き上げ検知手段および巻き下げ検知手段と、ブーム角度検出手段と、ブーム長さ検出手段およびモーメント検出手段とが接続され、出力側には上記排出ソレノイド弁が接続されている制御部とを備え、
上記制御部は、上記ウインチによる巻き上げ操作がない状態で上記ブーム角度検出手段、ブーム長さ検出手段およびモーメント検出手段からの信号により、吊り荷の荷重を演算し、吊り荷が接地したと判断した場合に短時間だけ上記排出ソレノイド弁により上記アキュムレータの蓄圧圧力をタンクに排出することを特徴とするクレーン用ウインチ作動装置。
【請求項２】
請求項１記載のクレーン用ウインチ作動装置において、
上記制御部は、上記アキュムレータの蓄圧圧力を検出する圧力センサが接続され、蓄圧圧力が所定値にない時に警告することを特徴とするクレーン用ウインチ作動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クレーン用ウインチ作動装置に関し、さらに詳しくは、ウインチの巻き上げおよび巻き下げさらにはそれら操作の中断時での動作制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、クレーンに装備されているウインチは、油圧モータおよびカウンタバランス弁を組み合わせた油圧制御回路によりワイヤロープの巻き上げおよび巻き下げの各駆動が行われるようになっている。ところで、吊り荷の巻き上げあるいは巻き下げ途中で油圧モータへの圧油の供給を停止して吊り荷を空中に吊ったままとするような場合、油圧モータを含めた油経路中での漏れによる吊り荷の落下を防止するためにウインチの巻き胴に対して摩擦係合可能なブレーキ装置が設けられる。上記ブレーキ装置の構成には、シリンダ内に装填されているスプリングの圧力を利用して摩擦シューを巻き胴に係合させて制動する場合と、巻き上げ時のポンプ圧力を用いてスプリング力に抗して摩擦シューを巻き胴から離して制動を解除する構成がある（例えば、特公昭５４−３０１７０号公報）。また、上記公報には、ウインチの巻き上げに必要な油圧モータ側での高圧圧力よりも低い圧力によってブレーキ装置の制動が解除されるのを防止し、吊り荷の自重落下を防止する構成が示されている。つまり、油圧モータへの高圧油の供給側油路（高圧側）にアキュムレータおよびこのアキュムレータへの高圧油の導入のみを許容する逆止弁と、この逆止弁を迂回するバイパス弁と、さらにアキュムレータの蓄圧圧力によりブレーキ装置の制動解除側への圧油の供給を中断する油路を設定可能な位置切り換え弁とが設けられている。この構成では、巻き上げ時での油圧モータへの高圧油をアキュムレータに蓄圧すると共に、巻き上げ中断時にはアキュムレータの蓄圧圧力により位置切り換え弁をブレーキ装置の制動側への圧油供給状態に切り換え、さらに、巻き上げ再開時には、ブレーキ装置の制動側への圧油供給状態に保持されている位置切り換え弁の態位をアキュムレータの蓄圧圧力によって維持し、巻き上げ再開による油圧モータへの高圧油の圧力と位置切り換え弁の初期圧とがアキュムレータの蓄圧圧力以上に達するまでの間、上記位置切り換え弁の態位を保持するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報記載の装置においては、巻き上げ途中で油圧モータが停止された際、アキュムレータの蓄圧圧力を用いてブレーキ装置の制動解除を阻止するとともに、巻き上げ再開時においても、油圧モータへの供給圧力が巻き上げ圧力に達するまでの間、アキュムレータの蓄圧圧力によりブレーキ装置の制動解除を阻止して吊り荷の自重落下を防止できるようになっているが、次のような問題がある。つまり、油圧モータの高圧側に直接逆止弁を介して連結されているアキュムレータは、逆止弁あるいは上記バイパス弁が損傷した場合、蓄圧された圧油がリークしてしまう虞がある。このため、巻き上げ再開時にはアキュムレータの蓄圧圧力によるブレーキ装置の制動解除阻止が行えなくなるばかりでなく、アキュムレータでの蓄圧作用により、油圧モータの高圧側での円滑な圧力上昇が阻害され、高圧側の圧力が巻き上げ圧力に達するまでの間、吊り荷の自重落下が発生してしまうことになる。
【０００４】
一方、上記公報記載の構成には、アキュムレータに蓄圧された圧油が油圧モータの高圧側での圧力と同じ圧力に設定され、しかも、巻き下げの際の油圧モータの低圧側圧油をパイロットとして連通するバイパス弁により、アキュムレータ内で蓄圧された圧油を放出するようになっていることから、以下のような不具合がある。つまり、図３は、上記公報記載の油圧制御回路を示す図であり、同図においてカウンタバランス弁５０が接続されている油圧モータ５１の高圧側には、逆止弁５２を介してアキュムレータ５３が接続され、さらに逆止弁５２の配置位置には油圧モータ５１の低圧側圧油をパイロットとして逆止弁５４を迂回するバイパス弁５４が配置されている。このため、アキュムレータ５３により蓄圧された圧油は油圧モータ５１の巻き下げ時に作用する低圧の圧油によってバイパス弁５４が油圧モータ５１の高圧側、つまり巻き上げ側油路に連通すると、アキュムレータ５３から巻き上げ圧力に相当する蓄圧圧力の圧油が油圧モータ５１の高圧側に流れ、これによって巻き上げ操作が行われることになる。このような場合、例えば、ウインチによる巻き下げによって吊り荷を着地させるのでなく、クレーンのブームの倒伏あるいはブームの収縮動作によって吊り荷を地面に接近させて巻き下げ操作が行われると、アキュムレータ５３からの圧油がバイパス弁５４を介して油圧モータ５１の巻き上げ側油路である高圧側に供給されることで巻き上げられることになり、吊り荷を着地させる動作とは全く逆の動作が行われてしまう虞がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来のクレーン用ウインチ作動装置における問題に鑑み、アキュムレータによる油圧モータの圧力保持機構を対象とした場合に油圧モータからの圧油の漏れによる吊り荷の自重落下を確実に防止できる構成を備えたクレーン用ウインチ作動装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、アキュムレータを用いた場合、その蓄圧圧力によりオペレータが指令するウインチの動作状態とは異なるウインチの誤動作が発生するのを確実に防止することができる構成を備えたクレーン用ウインチ作動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１記載の発明は、油圧モータとカウンタバランス弁とを備え、巻き上げ・巻き下げ指令に応じて上記油圧モータの巻き上げ油路あるいは巻き下げ油路に圧油を供給するクレーン用ウインチ作動装置において、上記巻き上げ油路に連通し、上記油圧モータの巻き上げ油路に供給される圧油の圧力を蓄圧可能なアキュムレータと、上記油圧モータとカウンタバランス弁の間の巻き上げ油路と上記アキュムレータとを連通する油路に介装されていて、上記アキュムレータからの圧油の供給を遮断する遮断位置と上記アキュムレータからの圧油を上記油圧モータの巻き上げ油路に供給する連通位置とに切り換え可能な供給ソレノイド弁と、上記アキュムレータに連通し、上記アキュムレータの蓄圧圧力をタンクへ排出する排出位置と遮断位置とにきり換え可能な排出ソレノイド弁と、入力側に上記ウインチの巻き上げ・巻き下げ操作に応じた信号を出力する巻き上げ検知手段および巻き下げ検知手段と、ブーム角度検出手段と、ブーム長さ検出手段およびモーメント検出手段とが接続され、出力側には上記排出ソレノイド弁が接続されている制御部とを備え、上記制御部は、上記ウインチによる巻き上げ操作がない状態で上記ブーム角度検出手段、ブーム長さ検出手段およびモーメント検出手段からの信号により、吊り荷の荷重を演算し、吊り荷が接地したと判断した場合に短時間だけ上記排出ソレノイド弁により上記アキュムレータの蓄圧圧力をタンクに排出することを特徴としている。
【０００８】
請求項２載の発明は、請求項１記載のクレーン用ウインチ作動装置において、上記制御部は、上記アキュムレータの蓄圧圧力を検出する圧力センサが接続され、蓄圧圧力が所定値にない時に警告することを特徴としている。
【０００９】
【作用】
請求項１記載の発明では、制御部が、ウインチによる巻き上げ操作がない状態で上記ブーム角度検出手段、ブーム長さ検出手段およびモーメント検出手段からの信号により、吊り荷の荷重を演算し、吊り荷が接地したと判断した場合に上記排出ソレノイド弁により上記アキュムレータの蓄圧圧力を短時間だけタンクに排出するようになっているので、吊り荷が接地した状態では油圧モータの巻き上げ油路にアキュムレータからの蓄圧圧力が作用しないようにして接地状態での巻き下げ操作時に不用意な巻き上がり動作が行われるのを防止できる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、アキュムレータの蓄圧圧力を監視しているので、ウインチの巻き上げ開始時にアキュムレータからの蓄圧圧力が油圧モータの巻き上げ油路に作用しないことによる吊り荷の自重落下を防止できる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。図１は、本発明実施例によるクレーン用ウインチ作動装置の油圧回路図であり、同図においてウインチ作動装置は、油圧モータ１により回転駆動されるウインチ２と、このウインチ２の巻き胴に対してスプリング付勢構造のブレーキ装置３を備えている。油圧モータ１は、高圧側油路に相当する巻き上げ油路４および低圧側油路に相当する巻き下げ油路５が巻き上げ・巻き下げ切り換え部６に配置されている方向切り換え弁７のポートに連通しており、図示しない操作部からの巻き上げ・巻き下げ指令に応じて方向切り換え弁７と巻き上げ油路４との連通態位が切り換えられることにより油圧ポンプ８から油圧モータ１の各油路への圧油の供給方向が設定されてウインチ２を巻き上げ方向あるいは巻き下げ方向に回転させる。方向切り換え弁７の切り換え態位は、態位切り換えのための圧油の圧力により作動可能な圧力スイッチ６Ａ、６Ｂによって検出されるようになっている。これら圧力スイッチ６Ａ、６Ｂは、後述する供給ソレノイド弁の切り換え設定に用いられる。また、油圧モータ１の巻き上げ油路４には、カウンタバランス弁９が配置され、巻き下げ時での急峻な吊りの巻き下げを防止するようになっている。
【００１２】
巻き上げ油路４におけるカウンタバランス弁９の前段に相当する圧油入り口側には油圧モータ１の巻き上げ油路４に供給される圧油の圧力を蓄圧可能なアキュムレータ１０が連通しており、さらにアキュムレータ１０への圧油の導入側には、アキュムレータ１０側に向けた圧油の流れのみを許容する逆止弁１１が介装されている。
【００１３】
油圧モータ１の巻き上げ油路４とカウンタバランス弁９とが連通する位置とアキュムレータ１０との間には、これら油路に連通する油路１２が接続されており、この油路１２には、アキュムレータ１０からの圧油を油圧モータ１の巻き上げ油路４に供給するのを遮断する遮断位置と巻き上げ油路４に向け供給する連通位置に切り換えられる供給ソレノイド弁１３が配置されている。供給ソレノイド弁１３は、方向切り換え弁７が巻き上げ、巻き下げ位置に切り換えられたことを圧力スイッチ６Ａ、６Ｂによって検知されるのに応じて遮断位置から連通位置に切り換えられるようになっている。
【００１４】
油路１２における供給ソレノイド弁１３の圧油吐出側には、供給ソレノイド弁１３への圧油の流れを遮断する逆止弁１４が配置されている。
【００１５】
アキュムレータ１０に連通する位置には、圧力センサ１５および排出ソレノイド弁１７が配置されている。圧力センサ１５は、アキュムレータ１０の蓄圧圧力を検知するためのものであり、その検知結果は、後述する制御部１８に出力されるようになっている。排出ソレノイド弁１７は、アキュムレータ１０の蓄圧圧力をタンク１６に排出する連通位置とアキュムレータ１０とタンク１６との連通を遮断する遮断位置とに切り換え可能な弁であり、後述する制御部１８によって位置を切り換えられるようになっている。
【００１６】
制御部１８は、図２に示す構成を備えている。図２において制御部１８は、マイクロコンピュータにより主要部が構成されており、図示しないＩ／Ｏインターフェースを介して入力側には巻き上げ・巻き下げ切り換え部６に有する巻き上げ検知スイッチ６Ａおよび巻き下げ検知スイッチ６Ｂ、ブーム角度検出器２１、ブーム長さ検出器３０、モーメント検出器２２がそれぞれ接続され、出力側には、供給ソレノイド弁１３、排出ソレノイド弁１７の各駆動部が接続されている。
【００１７】
制御部１８では、巻き上げ検知スイッチ６Ａおよび巻き下げ検知スイッチ６Ｂからの信号によりウインチ２の動作状態を割り出し、また、ブーム角度検出器２１、ブーム長さ検出器３０およびモーメント検出器２２からの信号によりブーム（図示されず）の起伏状態および吊り荷の荷重をそれぞれ割り出すようになっている。制御部１８においては、ウインチ２による巻き上げ操作が行われていない状態で、ブームの倒伏あるいは収縮による吊り荷の接地状態にあるかどうかを判断し、ブームの倒伏あるいは収縮による吊り荷の接地状態であることを判断した場合にはアキュムレータ１０の蓄圧圧力をタンク１６に排出するように、排出ソレノイド弁１７の位置を設定する。つまり、ウインチ２による巻き上げが行われていない場合に、ブームが倒伏されたことをブーム角度検出器２１からの信号により判別し、ブームが伸縮されたことをブーム長さ検出器３０からの信号により判別し、さらにこれらのブームの状態変化によってモーメントが変化した場合をモーメント検出器２２からの信号により演算された荷重データから判別する。これにより、巻き上げ操作が行われていないときに、ブームの倒伏状態あるいはブームの収縮によって吊り荷の荷重負荷が所定値以下となった場合には、吊り荷が接地したと判断して排出ソレノイド弁１７を短時間だけ連通位置に切り換え、アキュムレータ１０とタンク１６に連通させてアキュムレータ１９の蓄圧圧力をタンク１６に排出する。
【００１８】
なお、本実施例では、ブレーキ装置３がアキュムレータ２０の蓄圧圧力によって制動を解除されるようになっている。つまり、アキュムレータ２０とブレーキ装置３のシリンダとの間に位置する油路には、ブレーキ装置３のシリンダ内から圧油をタンクに排出する排出位置とアキュムレータ２０からブレーキ装置３のシリンダ内に圧油を供給する供給位置とに切り換え可能なブレーキ解除弁１９が配置されている。ブレーキ解除弁１９は、方向切り換え弁７に導入される圧力をパイロット圧として位置を切り換えられるようになっており、通常は、ブレーキ装置３のシリンダとタンクとが連通する排出位置に設定されている。これにより、ブレーキ装置３は、バネの付勢によってウインチ２の巻き胴と摩擦係合状態となり制動することができる。方向切り換え弁７が巻き上げ・巻き下げいずれかを設定された場合には、油圧ポンプ８からの圧油の圧力をパイロット圧として位置が切り換えられ、制動が解除される。
【００１９】
本実施例は以上のような構成であるから、方向切り換え弁７が巻き上げ位置に設定された場合には、油圧ポンプ８から圧油がカウンタバランス弁９を介して油圧モータ１の巻き上げ油路４に供給されるとともに逆止弁１１を通過する圧油によってアキュムレータ１０が蓄圧される。アキュムレータ１０の蓄圧圧力は圧力センサ１５によって検知され、その検知結果が制御部１８に出力される。制御部１８では、アキュムレータ１０の蓄圧圧力が所定圧力にない場合には図示しない警報部を介して警告する。ウインチ２による巻き上げ時、制御部１８では、ブーム角度検出器２１、ブーム長さ検出器３０、モーメント検出器２２からの信号により吊り荷の接地がないことを判断するので、排出ソレノイド弁１７での位置切り換えが行われない。
【００２０】
ウインチ２の巻き上げが中断された場合には、供給ソレノイド弁１３が巻き上げ検知スイッチ６Ａ、巻き下げ検知スイッチ６Ｂからの信号がないことを前提として初期位置に切り換わる。このため、油圧モータ１の巻き上げ油路４内が逆止弁１４によって遮断されるので、供給ソレノイド弁１３の逆止弁１１がゴミ噛み等によりシート不良を起こし、アキュムレータ１０内の圧油が抜けてしまった状態で再度、巻き上げあるいは巻き下げ操作が行われた際に巻き上げ油路４内の圧油がアキュムレータ側へ逆流することによる巻き上げ油路内での圧力上昇の遅延が原因する吊り荷の自重落下が防止される。しかも、再度、巻き上げ操作が行われると、供給ソレノイド弁１３が連通位置に切り換えられるので、アキュムレータ１０からの蓄圧圧力が巻き上げ油路１４に供給される。これにより、巻き上げ油路４内での圧力低下が防止されるので、巻き上げ油路４内の圧力を吊り荷の自重落下が生じない圧力に維持することができる。
【００２１】
一方、方向切り換え弁７が巻き下げ位置に切り換えられた場合には、油圧モータ１の巻き下げ油路５に対して油圧ポンプ８からの圧油が供給され、カウンタバランス弁９により緩やかな油圧モータ１の回転が行われる。方向切り換え弁７の位置切り換えは、巻き下げ検知スイッチ６Ｂによって検知され、供給ソレノイド弁１３が連通位置に切り換えられる。これにより、巻き下げ時においても、アキュムレータ１０の圧油が油圧モータ１の巻き上げ油路４に供給されるので、油圧モータ１の巻き下げ油路５に対峙した圧力が巻き上げ油路４に作用することになり、吊り荷の荷重による巻き下げ方向の急速な回転が抑止されて吊り荷の自重落下が防止される。
【００２２】
ところで、ブームの起伏や収縮によって吊り荷が接地する場合もあり、この場合に巻き下げ操作すると、アキュムレータ１０からの圧油が巻き上げ油路４に供給された場合に巻き上げ油路４の圧力が影響して巻き上げ状態となることがある。そこで本実施例では、制御部１８においてブーム角度、ブームの収縮によるモーメントの変化から吊り荷の荷重を演算し、巻き上げ操作時でないときに吊り荷の荷重負荷が所定値以下にあるときには、吊り荷が接地したと判断して短時間だけ排出ソレノイド弁１７を排出位置に切り換える。これによりアキュムレータ１０の蓄圧圧力がタンク１６に排出され、アキュムレータ１０と巻き上げ油路４とが供給ソレノイド弁１３を介して連通しても、アキュムレータ１０の蓄圧圧力が巻き上げ油路４に作用しないようにできるので、不用意に吊り荷が巻き上げられることがない。
【００２３】
なお、上記実施例では、油圧パイロット式の方向切り換え弁７を設けた構成を説明したが、これに代えて、手動式の方向切り換え弁を用いることも可能である。この場合には、圧力スイッチが用いられる巻き上げ検知スイッチ６Ａおよび巻き下げ検知スイッチ６Ｂに代えて方向切り換え弁のスプールの移動位置によって作動されるリミットスイッチあるいは近接スイッチを用いることが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、制御部が、ウインチによる巻き上げ操作がない状態で上記ブーム角度検出手段、ブーム長さ検出手段およびモーメント検出手段からの信号により、吊り荷の荷重を演算し、吊り荷が接地したと判断した場合に上記排出ソレノイド弁により上記アキュムレータの蓄圧圧力を短時間だけタンクに排出するようになっているので、吊り荷が接地した状態では油圧モータの巻き上げ油路にアキュムレータからの蓄圧圧力が作用しないようにして接地状態での巻き下げ操作時に不用意な巻き上がり動作が行われるのを防止できる。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、アキュムレータの蓄圧圧力を監視しているので、ウインチの巻き上げ操作開始時、アキュムレータからの圧油の圧力が所定圧力にないことが原因して油圧モータの巻き上げ動作が遅れてしまうのを防止して吊り荷の自重落下を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明実施例によるクレーン用ウインチ作動装置に用いられる油圧制御回路を説明するための図である。
【図２】  図１に示した油圧制御回路に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】  クレーン用ウインチ作動装置に用いられる油圧制御回路の従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
１        油圧モータ
２        ウインチ
３        ブレーキ装置
４        油圧モータの高圧側油路に相当する巻き上げ油路
５        カウンタバランス弁
７        巻き上げ・巻き下げ切り換え部
８        方向切り換え弁
１１      定圧供給油路に相当するバイパス油路
１２      定圧制御弁
１３、１５逆止弁
１４      アキュムレータ
１８      圧力センサ
２０      定圧排除弁
２１      制御部
２２      ブーム角度検出器
２３      モーメント検出器
【図１】
0004206143.tif 000002
【図２】
0004206143.tif 000003
【図３】
0004206143.tif 000004