JP5097319B2 - クレーンのフック格納制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クレーンのフック格納時における格納制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クレーンのフック格納装置として、特開平９−１１０３８２号公報に開示されたものが知られている。このフック格納装置は、フックが所定量以上巻き上げられてブームの先端に近づくと警報を発生し、巻過状態であることを知らせる。この巻過警報位置を越えても、フックの格納位置に近接する所定位置までは通常の圧力でフックを巻き上げることができるので、もう少し揚程がほしい場合などに高圧でフックを巻き上げ、吊り荷を吊り上げることができる。
【０００３】
フック格納時には、フックをさらに上方まで巻き上げる。フックがフック格納位置に近接すると、フック格納用スイッチによりフック巻き上げ側の油圧回路に取り付けられた低圧リリーフ弁が作動する。これにより、フックが格納位置に達する前にフック巻き上げ側の油圧回路が低圧となるので、フックの巻き上げ停止が少し遅れてフックがブームに衝突しても、それらを損傷することがない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近年ウィンチは高速で駆動される傾向にあり、フック格納位置に近接してからフック巻き上げ側の油圧回路を低圧にしていたのでは、フックなどの吊下物体が慣性力によって跳ね上がり、ブーム先端に接触して損傷させるおそれがある。また、オペレーターが、フックが巻過位置に達したことを知らせる警報をうっかり聞き逃して作業を継続してしまうことも考えられる。
【０００５】
本発明は、フック格納時の安全性を向上させることのできるクレーンのフック格納制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明によるクレーンのフック格納制御装置は、操作レバーからの指令によってフックが設けられた巻上ロープを巻上／巻下するウィンチを有し、ウィンチによるフックの巻上げ動作を停止させるためにフックが所定位置まで巻き上げられたことを検出する巻過防止検出装置と、油圧ポンプからウィンチを駆動する油圧モータに供給され得る圧油の圧力をメインリリーフ弁の設定圧力である第１の圧力値と、低圧リリーフ弁の設定圧力であり第１の圧力値よりも低い第２の圧力値に制御する圧力制御装置とを備える。
【０００７】
上記クレーンのフック格納制御装置は、ウィンチによるフックの巻上げ動作の停止を解除し、フックの所定位置を越えた巻上げ位置に設定される格納位置への格納動作を許容する巻過解除スイッチと、ウィンチによるフックの巻上げ動作の停止を解除し、フックを少しだけ巻き上げるための巻過モードを設定する過負荷自動停止解除スイッチと、油圧モータに供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブのパイロットポートへのパイロット圧を制御する第１の電磁式切換弁と、油圧ポンプから吐出される圧油を低圧リリーフ弁へ供給／遮断するパイロット式切換弁と、パイロット式切換弁へ供給されるパイロット圧を制御する第２の電磁式切換弁と、巻過防止検出装置によりフックが所定位置まで巻き上げられたことが検出されると、第１の電磁式切換弁を制御して油圧ポンプから油圧モータへの圧油の供給を停止することによりウィンチによるフックの巻上げ動作を停止させるとともに、クレーンに設けられた伸縮可能なブームの伸ばし動作および起こし動作を禁止し、さらに、第２の電磁式切換弁を制御してパイロット式切換弁を連通側に切り換え、油圧ポンプから吐出される圧油を低圧リリーフ弁へ供給することにより油圧モータに供給され得る圧油の圧力を第２の圧力値に制御する制御回路とを備え、制御回路は、（ａ）巻過解除スイッチの操作により第１の電磁式切換弁を制御し、油圧モータに供給される圧油の圧力を第２の圧力値に制御した状態で油圧ポンプから油圧モータへの圧油の供給を許容して、フックの格納位置への格納動作のみを可能とし、（ｂ）過負荷自動停止解除スイッチの操作により第１の電磁式切換弁を制御し、さらに、第２の電磁式切換弁を制御してパイロット式切換弁を遮断側に切り換えることにより、油圧ポンプから吐出される圧油をメインリリーフ弁へ導き、油圧モータに供給される圧油の圧力を第１の圧力値に復帰させた状態でフックの巻き上げを可能とするととともに、伸縮可能なブームの伸ばし動作および起こし動作を可能とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図１は、本発明によるフック格納制御装置を搭載したクローラクレーンの全体図である。本発明によるフック格納制御装置を備えたクローラクレーンは、本体１，テレスコピックブーム２およびフック３から構成される。テレスコピックブーム２は、本体１に起伏動可能に連結され、その先端にはジブ２ａが設けられている。フック３は、図２に示す巻き上げウィンチ４から繰り出され、ジブ２ａに掛け回されたロープの下端に取り付けられる。
【０００９】
図２は、本発明によるフック格納制御装置の油圧回路図である。図２に示すように、本発明によるフック格納制御装置は、原動機Ｍによって駆動される可変容量型のメインポンプ１０と、メインポンプ１０から吐出される圧油によって駆動する固定容量型の油圧モータ１１と、メインポンプ１０から油圧モータ１１に供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブ１２と、油圧モータ１１からの駆動トルクによって巻上巻下駆動される巻上ウィンチ４とを備えている。さらに、オペレータが巻上ウィンチ４の巻上巻下指令を入力する操作レバー１３と、操作レバー１３により操作されるパイロット弁１３ａ，１３ｂと、パイロット弁１３ａ，１３ｂに圧油を供給するパイロットポンプ１４と、巻上側パイロット弁１３ａからコントロールバルブ１２のパイロットポートに供給されるパイロット圧を制御する電磁式切換弁ｘと、メインポンプ１０から吐出される圧油を低圧リリーフ弁１５へ供給するパイロット式切換弁ｙと、このパイロット式切換弁ｙのパイロットポートへ供給されるパイロット圧を制御する電磁式切換弁ｚと、電磁式切換弁ｘ、ｚの切換を操作する制御回路５とを有している。
【００１０】
フック３を巻き上げるためには、操作レバー１３を巻上側に操作する。操作レバーが操作されると、パイロット弁１３ａにより調節された圧油が電磁式切換弁ｘを通ってコントロールバルブ１２のパイロットポートに供給され、コントロールバルブ１２が位置（ａ）に切り換えられる。これにより、メインポンプ１０からの圧油がコントロールバルブ１２を経て油圧モータ１１に供給され、巻上ドラム４ａがフック３を巻き上げる方向に回転する。一方、フック３を巻下げるためには、操作レバー１３を巻下側に操作する。操作レバー１３が操作されると、パイロット弁１３ｂにより調節された圧油がコントロールバルブ１２のパイロットポートに供給されて、コントロールバルブ１２が位置（ｂ）に切り換えられる。そしてメインポンプ１０からの圧油がコントロールバルブ１２を経て油圧モータ１１に供給され、巻上ドラム４ａがフック３を巻下げる方向に回転する。
【００１１】
本発明によるフック格納制御装置は、フック３を格納するためのフック格納モードと、吊り荷をある位置からさらに吊り上げるための巻過モードとを備えている。本発明によるフック格納制御装置は、フック３が所定位置まで巻き上げられたことを検出する巻過防止スイッチ（巻過防止検出装置）２０と、オペレータがフック格納モードを選択する際に操作する巻過解除スイッチ（フック格納モード設定スイッチ）２１と、オペレータが巻過モードを選択する際に操作する過負荷自動停止スイッチ２２とを有している。そして、それぞれのスイッチからの信号に応じて制御回路５は、電磁式切換弁ｘ、ｚの切り換え操作を制御する。ここで、巻過防止スイッチ２０と制御回路５が、フックが所定位置まで巻き上げられたことを検出してウィンチによるフックの巻き上げ動作を停止させる巻過防止装置を構成する。
【００１２】
図３は、制御回路５で行われる電磁式切換弁ｘ、ｚの切り換え操作を示す電気回路図である。スイッチ２０は常閉であり、巻過防止スイッチ２０が開くと、電磁式切換弁ｘを位置（ｂ）に切り換えるとともに、リレー２４の接点が閉じて電磁式切換弁ｚを位置（ａ）に切り換える。巻過解除スイッチ２１がオンされると、電磁式切換弁ｘは位置（ａ）に切り換えられるとともに、フック格納モードであることを知らせる巻過解除ランプ２３を点灯する。一方、過負荷自動停止スイッチ２２がオンされた場合は、電磁式切換弁ｘは位置（ａ）に切り換えられるとともに、電磁式切換弁ｚが位置（ｂ）に切り換えられる。以下、本発明によるクレーンフック格納制御装置の動作手順を、図２を用いて説明する。
【００１３】
ジブ２ａの先端にはリング状の重錘２０ａが吊り下げられている。ワイヤは重錘２０ａを貫通している。操作レバー１３を巻き上げ側に操作すると、ウィンチ４がフック３を巻き上げる。フック３が巻き上げられてこの重錘２０ａを持ち上げると巻過防止スイッチ２０が操作されて開かれ、電磁式切換弁ｘはばね力で位置（ｂ）に切り換わる。これによりコントロールバルブ１２は中立位置に切り換わり、油圧モータ１１への圧油の供給を停止して巻上ウィンチ４を停止する。巻過防止スイッチ２０の開放により、フック３の巻上だけでなく、不図示の電磁式切換弁によってテレスコピックブーム２の伸ばしおよび起こしも同時に禁止する。これは、ブーム２の伸ばし、起こしによってロープが引っ張られてフック３が上昇し、ブーム２に接近しすぎることを避けるためである。
【００１４】
さらに、巻過防止スイッチ２０が開放されると、電磁式切換弁ｚは位置（ａ）に切り換わる。これによりパイロット弁１３ａからの圧油がパイロット式切換弁ｙに印加されてパイロット式切換弁ｙが位置（ａ）に切り換わる。このため、メイン油圧回路の圧力は低圧リリーフ弁（圧力制御装置）１５の設定圧力で制限される。ここで、低圧リリーフ弁１５の設定圧力（第２の圧力値）は、例えば３９００ｋＰａ、通常の巻上時に使用するメインリリーフ弁（圧力制御装置）１６の設定圧力（第１の圧力値）は、例えば約２×１０^４ｋＰａである。
【００１５】
空フックを格納する場合は、巻過防止スイッチ２０が操作されてフック３が停止している状態で、巻過解除スイッチ２１を操作してフック格納モードを設定する。巻過解除スイッチ２１が操作されると、電磁式比例弁ｘは位置（ａ）に切り換わる。また、巻過解除ランプ２３が点灯し、フック格納モードであることを知らせる。ここで操作レバー１３を巻上方向に操作すると、パイロット弁１３ａからの圧油がコントロールバルブ１２に印加され、コントロールバルブ１２は位置（ａ）に切り換わる。これにより、メインポンプ１０からの圧油が低圧リリーフ弁１５の設定圧力で制限されつつ油圧モータ１１に供給され、巻上ドラム４ａがフック３を巻き上げる方向に回転する。
【００１６】
操作レバー１３を巻上方向にさらに操作し、ジブ２ａ下面にフック３が固定されるまでゆっくりと巻き上げる。油圧回路の圧力が低圧リリーフ弁１５の設定圧力で制限されるため、巻き上げウィンチ４の停止が遅れてフック３がテレスコピックブーム２等と接触した場合でも、それらに損傷を与えることはない。また、フック格納モードのとき、テレスコピックブーム２の伸ばしおよび起こしは操作できないため、フック３の巻上のみを確実に行うことができる。フック３の格納は、テレスコピックブーム角度が０度および４０度の状態で行われる（図４，図５）。
【００１７】
つぎに、巻過防止スイッチ２０が開放された後に、通常の圧力状態でさらに少しだけ吊り荷を吊り上げるための巻過モードについて説明する。巻過防止スイッチ２０が開放されると、上述したようにフック３の巻上、テレスコピックブーム２の伸ばしおよび起こしが停止され、油圧回路の最高圧力は低圧リリーフ弁１５の設定圧力となる。
【００１８】
ここで、過負荷自動停止解除スイッチ２２を閉じると巻過モードが設定され、電磁式切換弁ｘは位置（ａ）に切り換わる。また、電磁式切換弁ｚは位置（ｂ）に切り換わる。パイロット切換弁ｙは、過負荷自動停止解除スイッチ２２がＯＮ（閉路）となることによって、位置（ｂ）に切り換わる。これにより、油圧回路の最高圧力は低圧リリーフ弁１５の設定圧力からメインリリーフ弁１６の設定圧力に切り換わる。ここで操作レバー１３を巻上方向に操作すると、パイロット弁１３ａからの圧油がコントロールバルブ１２に印加されて、コントロールバルブ１２が位置（ａ）に切り換わる。メインポンプ１０からの圧油はメインリリーフ弁１６の設定圧力で制限されつつ油圧モータ１１に供給され、吊り荷は通常の作業時と同様の高圧で吊り上げられる。このとき、テレスコピックブーム２の伸ばしおよび起こしも許容される。
【００１９】
本発明によるフック格納制御装置は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態においては、本発明によるフック格納制御装置を搭載した建設機械として、テレスコピックブームを有するものを用いたが、ブームは伸縮可能でなくてもよい。本発明によるフック格納制御装置は、フックが巻き上げられて所定位置まで達したときに巻き上げウィンチを停止させ、その後フックを低圧で巻き上げ、所定位置を越えた巻き上げ位置に設定される格納位置への格納動作を許容するフック格納モードを有するものであればよい。また、低圧リリーフ弁の設定圧力は、ブームなどの機器を損傷しない程度のものであればよい。上記実施の形態においては、フック格納モードが設定されてフックの格納位置への格納動作が許容された状態でブームの伸ばしおよび起こしを禁止するとしたが、伸ばしおよび起こしだけでなく、ブームの伸縮動作および起伏動作のうち、それらの動作を行うことによってフックとブーム先端との距離が短くなる方向の動作を禁止するとしてもよい。同様に、巻過モードが設定された状態では、ブームの伸ばしおよび起こしだけでなく、ブームの伸縮動作および起伏動作のうち、それらの動作を行うことによってフックとブーム先端との距離が短くなる方向の動作を許可するとしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、フック格納モードが設定された状態で巻き上げ操作を行うと、空フックが低圧で巻き上げられるので、フックの巻き上げ停止が遅れても、ブーム先端に衝突してそれらを損傷することがない。さらに、空フックを格納するために巻き上げウィンチで巻過防止スイッチが作動するまでフックを巻き上げると、フックの巻き上げおよびブームの起し、伸ばしを自動停止するようにしたので、作業の安全性をより向上させることができる。また、上述したような効果に加えて、巻過防止スイッチが作動した後に、吊り荷をもう少しだけ巻き上げたいときには、巻過自動停止解除スイッチを操作して巻過モードを設定することにより、吊り荷を高圧で巻き上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による一実施の形態のフック格納制御装置を搭載したクローラクレーンの全体図
【図２】 本発明によるフック格納制御装置の油圧回路を示す図
【図３】 本発明によるフック格納制御装置の電気回路を示す図
【図４】 テレスコピックブーム角度が０度でフックが格納された状態を示す図
【図５】 テレスコピックブーム角度が４０度でフックが格納された状態を示す図
【符号の説明】
１：本体
２：テレスコピックブーム
２ａ：ジブ
３：フック
４：巻き上げウィンチ
４ａ：巻き上げドラム
５：制御回路
１０：メインポンプ
１１：油圧モータ
１２：コントロールバルブ
１３：操作レバー
１３ａ，１３ｂ：パイロットバルブ
１４：パイロットポンプ
２０：巻過防止スイッチ
２０ａ：重錘
２１：巻過解除スイッチ
２２：過負荷自動停止解除スイッチ
２３：巻過解除ランプ

Claims (1)

1. 操作レバーからの指令によってフックが設けられた巻上ロープを巻上／巻下するウィンチを有し、前記ウィンチによる前記フックの巻上げ動作を停止させるために前記フックが所定位置まで巻き上げられたことを検出する巻過防止検出装置と、油圧ポンプから前記ウィンチを駆動する油圧モータに供給され得る圧油の圧力をメインリリーフ弁の設定圧力である第１の圧力値と、低圧リリーフ弁の設定圧力であり前記第１の圧力値よりも低い第２の圧力値に制御する圧力制御装置とを備えたクレーンのフック格納制御装置において、
   前記ウィンチによる前記フックの巻上げ動作の停止を解除し、前記フックの前記所定位置を越えた巻上げ位置に設定される格納位置への格納動作を許容する巻過解除スイッチと、
   前記ウィンチによる前記フックの巻上げ動作の停止を解除し、前記フックを少しだけ巻き上げるための巻過モードを設定する過負荷自動停止解除スイッチと、
   前記油圧モータに供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブのパイロットポートへのパイロット圧を制御する第１の電磁式切換弁と、
   前記油圧ポンプから吐出される圧油を前記低圧リリーフ弁へ供給／遮断するパイロット式切換弁と、
   前記パイロット式切換弁へ供給されるパイロット圧を制御する第２の電磁式切換弁と、
   前記巻過防止検出装置により前記フックが前記所定位置まで巻き上げられたことが検出されると、前記第１の電磁式切換弁を制御して前記油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の供給を停止することにより前記ウィンチによる前記フックの巻上げ動作を停止させるとともに、前記クレーンに設けられた伸縮可能なブームの伸ばし動作および起こし動作を禁止し、さらに、前記第２の電磁式切換弁を制御して前記パイロット式切換弁を連通側に切り換え、前記油圧ポンプから吐出される圧油を前記低圧リリーフ弁へ供給することにより前記油圧モータに供給され得る圧油の圧力を前記第２の圧力値に制御する制御回路とを備え、
   前記制御回路は、（ａ）前記巻過解除スイッチの操作により前記第１の電磁式切換弁を制御し、前記油圧モータに供給される圧油の圧力を前記第２の圧力値に制御した状態で前記油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の供給を許容して、前記フックの前記格納位置への格納動作のみを可能とし、（ｂ）前記過負荷自動停止解除スイッチの操作により前記第１の電磁式切換弁を制御し、さらに、前記第２の電磁式切換弁を制御して前記パイロット式切換弁を遮断側に切り換えることにより、前記油圧ポンプから吐出される圧油を前記メインリリーフ弁へ導き、前記油圧モータに供給される圧油の圧力を前記第１の圧力値に復帰させた状態で前記フックの巻き上げを可能とするととともに、前記伸縮可能なブームの伸ばし動作および起こし動作を可能とすることを特徴とするクレーンのフック格納制御装置。

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