ウインチの制御装置及び移動式クレーン
【課題】荷重と操作量の両方を考慮してウインチを制御することで、安全性と操作性を調和させたウインチの制御装置を提供する。
【解決手段】ウインチ４８の回転速度を制御するウインチの制御装置２である。
そして、このウインチの制御装置２は、吊荷の荷重を検出する荷重検出手段５と、ウインチ４８を低速モード又は高速モードで回転駆動する可変容量型ウインチモータ４４と、可変容量型ウインチモータ４４を操作するウインチ操作手段４９と、吊荷の荷重及びウインチ操作手段４９の操作量に基づいて可変容量型ウインチモータ４４を低速モード又は高速モードに切換える制御部３と、を備えている。
【解決手段】ウインチ４８の回転速度を制御するウインチの制御装置２である。
そして、このウインチの制御装置２は、吊荷の荷重を検出する荷重検出手段５と、ウインチ４８を低速モード又は高速モードで回転駆動する可変容量型ウインチモータ４４と、可変容量型ウインチモータ４４を操作するウインチ操作手段４９と、吊荷の荷重及びウインチ操作手段４９の操作量に基づいて可変容量型ウインチモータ４４を低速モード又は高速モードに切換える制御部３と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウインチの制御装置及び移動式クレーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、１回転当りの容量の大小を切換えることで、供給油量に対する回転数を低速モード又は高速モードに切換えることのできる可変容量型ウインチモータを用いたウインチの制御装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、過負荷防止装置と操作検出手段とモード選択手段とモータ容量切換手段とを備えており、巻下開始直前の荷重を記憶して高速モードへの切換条件の判定に用いることで、巻下途中に荷重値の変動によって生じるハンチングを防止する制御装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、操作量検出手段と容量切換規制手段とを備えており、操作量が所定量以下であれば小容量側（高速モード）への切換えを不能にすることで、駆動トルク不足による起動不能を回避する制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６８６６７号公報
【特許文献２】特開２００２−８７７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献の制御装置は、荷重又は操作量のいずれかに基づいてウインチを制御するものであり、荷重と操作量の両方に基づいてウインチを制御するものではなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、荷重と操作量の両方を考慮してウインチを制御することで安全性と操作性を調和させたウインチの制御装置と、このウインチの制御装置を備える移動式クレーンと、を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明のウインチの制御装置は、ウインチの回転速度を制御するウインチの制御装置であって、吊荷の荷重を検出する荷重検出手段と、前記ウインチを低速モード又は高速モードで回転駆動する可変容量型ウインチモータと、前記可変容量型ウインチモータを操作するウインチ操作手段と、前記吊荷の荷重及び前記ウインチ操作手段の操作量に基づいて前記可変容量型ウインチモータを低速モード又は高速モードに切換える制御部と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明のウインチの制御装置は、荷重検出手段と、可変容量型ウインチモータと、ウインチ操作手段と、吊荷の荷重及びウインチ操作手段の操作量に基づいて可変容量型ウインチモータを低速モード又は高速モードに切換える制御部と、を備えている。
【００１０】
このため、荷重検出手段によって検出された吊荷の荷重、及び、オペレータの意思に基づくウインチ操作手段の操作量の両方を考慮することで、荷重が大きい場合の安全性と操作量が少ない場合の微動操作性を調和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】カーゴクレーン全体の構成を説明する側面図である。
【図２】油圧系の構成を説明する油圧回路図である。
【図３】実施例１の制御部の構成を説明するブロック図である。
【図４】実施例１の制御内容を説明する説明図である。
【図５】実施例１の作用を説明するグラフである。
【図６】実施例２の制御系の構成を説明するブロック図である。
【図７】実施例２の制御内容を吊荷の荷重が切換荷重より大きい場合について説明する説明図である。
【図８】実施例２の制御内容を吊荷の荷重が切換荷重より小さい場合について説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
（機械系の構成）
まず、本実施例のウインチの制御装置２（図２参照）を備える移動式クレーンとしてのカーゴクレーン１の機械系の全体構成について、図１を用いて説明する。
【００１４】
本実施例のカーゴクレーン１は、走行機能を有する車体１０と、車体１０の転倒を防止するアウトリガ１１と、車体１０に旋回自在に立設されたポスト１２と、ポスト１２に起伏自在に支持されたブーム１３と、ブーム１３を起伏させる起伏シリンダ１４と、ワイヤ１５を介してブーム１３先端から吊り下げられるフック１６と、荷物を積載する荷台１７と、運転用のキャビン１８と、を備えている。
【００１５】
このポスト１２の内部には、ウインチ４８及び減速機４７が配置されており、可変容量型ウインチモータ４４の回転によってワイヤ１５を巻取り又は繰り出すことができる（図２参照）。
【００１６】
また、ブーム１３は、基端部がポスト１２に起伏自在に支持される第１ブーム１３１、第１ブーム１３１に挿入される第２ブーム１３２、第２ブーム１３２に挿入される第３ブーム１３３、によって入れ子状に構成されている。
【００１７】
（油圧系の構成）
次に、本実施例のウインチの制御装置２を含む油圧回路の構成について、図２を用いて説明する。
【００１８】
本実施例のウインチの制御装置２を含む油圧回路は、油圧ポンプ４１と、リリーフ弁４２と、方向流量制御弁４３と、可変容量型ウインチモータ４４と、切換弁４５と、傾転角制御シリンダ４６と、減速機４７と、ウインチ４８と、によって構成されている。
【００１９】
この方向流量制御弁４３は、６ポート手動切換弁であり、作業者がウインチ操作手段としての操作レバー４９を手動で操作することで、操作量に比例して作動油の方向及び流量が調整されて可変容量型ウインチモータ４４に供給される。加えて、方向流量制御弁４３には、スプール位置を検出する操作量検出器としての差動トランス５４が取り付けられている。
【００２０】
また、可変容量型ウインチモータ４４は、斜板式又は斜軸式のアキシャルピストンモータであり、コントローラ３の指示によって低速モード又は高速モードで回転する。具体的には、コントローラ３の指示を受けた切換弁４５がオフ位置に切換えられた場合には、傾転角制御シリンダ４６の圧油が開放されて内蔵スプリングによって大容量位置（低速モード）となる。一方、切換弁４５がオン位置に切換えられた場合には、可変容量型ウインチモータ４４の駆動圧がシャトル弁を介して傾転角制御シリンダ４６に供給されて小容量位置（高速モード）となる。
【００２１】
さらに、本実施例の第１ブーム１３１には、ブーム１３の全長を検出するブーム長さ検出器５１と、ブーム１３の角度を検出するブーム角度検出器５２と、が取り付けられている。加えて、起伏シリンダ１４には、ロッド側及びシリンダ側の圧力差を計測することでモーメント荷重を検出するモーメント検出器５３が取り付けられている。
【００２２】
そして、荷重検出手段５としてのブーム長さ検出器５１、ブーム角度検出器５２及びモーメント検出器５３それぞれの検出値と、操作量検出器としての差動トランス５４で検出された操作量と、を受信したコントローラ３は、低速モード又は高速モードのいずれかを判定したうえで切換弁４５に対してオフ又はオンを指示する。
【００２３】
（制御部の構成）
次に、本実施例のウインチの制御装置２の制御部としてのコントローラ３の構成について、図３，４を用いて説明する。
【００２４】
本実施例の制御部としてのコントローラ３は、汎用のマイクロコンピュータであり、荷重演算部３１と、荷重判定部３２と、切換荷重記憶部３３と、位置判定部３４と、切換位置記憶部３５と、モード判定部３６と、出力部３７と、を備えている。
【００２５】
荷重演算部３１は、ブーム長さ検出器５１で検出されたブーム長さＬと、ブーム角度検出器５２で検出されたブーム角度θと、モーメント検出器５３で検出されたモーメントＭと、記憶しているフック１６等の重量と、に基づいて、逆算的に吊荷の荷重Ｗを演算する。
【００２６】
荷重判定部３２は、切換荷重記憶部３３に記憶した切換荷重ＷＸと、演算した吊荷の荷重Ｗと、の大小関係を判定する。ここにおいて切換荷重ＷＸは、吊上能力（トルク）を考慮し、高速モードでも十分なトルクが得られるように決定される。具体的には、最大クレーン容量が2.93(t)×4.0(m)の場合には、切換荷重ＷＸは1.7(t)に設定される。
【００２７】
位置判定部３４は、差動トランス５４で検出された方向流量制御弁４３のスプール位置Ｐによって、操作レバー４９の操作量Ｓを間接的に判定する。つまり、位置判定部３４は、切換位置記憶部３５に記憶した切換位置ＰＸと、検出されたスプール位置Ｐと、の大小関係を判定する。ここにおいて切換位置ＰＸは、高速モードと低速モードの切換時の速度差による衝撃と、微動操作領域の広さと、を考慮し、衝撃を抑えつつ微動領域を確保できるように決められる。具体的には、スプールの全ストロークが6.3(mm)の場合には、切換位置ＰＸは4.0(mm)に設定される。
【００２８】
モード判定部３６は、吊荷の荷重Ｗの判定結果と、スプール位置Ｐの判定結果と、に基づいて、判定マップ（図４）への当てはめを行い、低速モード又は高速モードのいずれを指示するか判定する。
【００２９】
すなわち、図４に示すように、縦軸（ｙ軸）を吊荷の荷重Ｗとし、横軸（ｘ軸）をスプール位置Ｐとし、切換荷重ＷＸ及び切換位置ＰＸを境界として全体を４つの領域に区分した判定マップにおいて、判定時の状態（Ｐ，Ｗ）がどの領域に属するかを判定する。
【００３０】
要するに、モード判定部３６は、スプール位置Ｐが切換位置ＰＸ未満の場合には、微動操作したいという意思があると考えられるため、吊荷の荷重Ｗと切換荷重ＷＸの大小に関係なく、低速モードと判定する。
【００３１】
一方、モード判定部３６は、スプール位置Ｐが切換位置ＰＸ以上の場合には、高速移動させたいという意思があると考えられるため、吊荷の荷重Ｗと切換荷重ＷＸの大小関係によって適用すべきモードを変える。つまり、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ未満であれば、高速移動の意図を優先して高速モードと判定し、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上であれば、安全性を優先して低速モードと判定する。
【００３２】
（作用）
次に、本実施例のウインチの制御装置２の作用について、図４，５を用いて説明する。ここで、図５の操作量Ｓ０〜Ｓ１は図４のスプール位置０に、図５の操作量Ｓ３は図４の全ストローク6.3(mm)に、図５の切換操作量ＳＸは図４の切換位置ＰＸ（＝4.0(mm)）に、それぞれ対応する。
【００３３】
（操作量が少ない場合の操作性向上）
まず、吊荷の荷重Ｗによらず、ウインチ操作手段としての操作レバー４９の操作量Ｓが切換操作量ＳＸ未満の場合について説明する。
【００３４】
この場合、作業者は微動操作したいという意思があると推定されるため、この意思を優先し、低速モードを維持する。
【００３５】
具体的には、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上であれば、図４においてａ−ｂ−ｅ−ｇと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はａ−ｂと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｂ−ｅ−ｇと変化する。判定時の状態（Ｐ，Ｗ）は、いずれの状態も低速モードなので、常に低速モードとなる。
【００３６】
この状態を図５で説明すると、Ａ−Ｙ間で状態が変化していることに相当し、常に低速モードとなる。
【００３７】
同様に、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ未満であれば、図４においてｄ−ｅ−ｇと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はｄ−ｅと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｅ−ｇと変化する。判定時の状態（Ｐ，Ｗ）は、いずれの状態も低速モードなので、常に低速モードとなる。
【００３８】
この状態を図５で説明すると、Ａ−Ｙ間で状態が変化していることに相当し、常に低速モードとなる。
【００３９】
（操作量が多く荷重が小さい場合の移動高速化）
次に、ウインチ操作手段としての操作レバー４９の操作量Ｓが切換操作量ＳＸ以上になる場合で、かつ、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸより小さい場合について説明する。
【００４０】
この場合、作業者は微動操作する意思はなく、高速移動させたいという意思があると推定されるため、この意思を優先し、高速モードとする。
【００４１】
具体的には、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ未満であれば、図４においてｄ−ｅ−ｆ−ｈと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はｄ−ｅ−ｆと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｆ−ｈと変化する。スプール位置がＰＸ以上となるｅ−ｆの状態で、低速モードから高速モードへと切り換わる。
【００４２】
この状態を図５で説明すると、例えば、Ａ−Ｙ−Ｚ−Ｄと状態が変化していることに相当し、操作量Ｓが切換操作量ＳＸに達した時点で、低速モードから高速モードへと切り換わり（Ｙ−Ｚ）、高速モードで巻下げて吊荷を接地させ、接地後も高速モードが維持される。
【００４３】
（操作量が多く荷重が大きい場合の安全性向上）
次に、ウインチ操作手段としての操作レバー４９の操作量Ｓが切換操作量ＳＸ以上の場合で、かつ、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸより大きい場合について説明する。
【００４４】
この場合、作業者は微動操作する意思はなく、高速移動させたいという意思があると推定されるものの、吊荷の荷重Ｗが大きいため安全を優先し、原則として低速モードとする。
【００４５】
具体的には、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上であれば、図４においてａ−ｂ−ｃ−ｆ−ｈと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はａ−ｂ−ｃと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｃ−ｆ−ｈと変化するため、低速モードから高速モードへと切り換わる。つまり、吊荷の接地後に低速モードから高速モードに切り換わる。
【００４６】
この状態を図５で説明すると、例えば、Ａ−Ｙ−Ｂ−Ｄと状態が変化していることに相当し、ストローク途中では低速モードを維持するものの（Ａ−Ｙ−Ｂ）、低速モードで巻下げて吊荷が接地した後に低速モードから高速モードへと切り換わる（Ｂ−Ｄ）。
【００４７】
このように、接地の際に低速モードから高速モードへと切り換わると（図４のｃ−ｆ）、安全性を損なうおそれがあるものの、作業者が操作レバー４９を戻して操作量Ｓを小さくすることで（図４のｆ−ｅ，ｆ−ｇ）、高速モードから低速モードに戻すことができる。なお、ここでの安全性に対する対策を第二実施例として後述する。
【００４８】
（効果）
次に、本実施例のウインチの制御装置２の効果を列挙して説明する。
【００４９】
（１）このように、本実施例のウインチの制御装置２は、ウインチ４８の回転速度を制御するウインチの制御装置２であって、吊荷の荷重Ｗを検出する荷重検出手段としてのブーム長さ検出器５１、ブーム角度検出器５２及びモーメント検出器５３と、ウインチ４８を低速モード又は高速モードで回転駆動する可変容量型ウインチモータ４４と、可変容量型ウインチモータ４４を操作するウインチ操作手段としての操作レバー４９と、吊荷の荷重Ｗ及び操作レバー４９の操作量Ｓに基づいて可変容量型ウインチモータ４４を低速モード又は高速モードに切換える制御部としてのコントローラ３と、を備えている。
【００５０】
このため、ブーム長さ検出器５１、ブーム角度検出器５２及びモーメント検出器５３によって検出された吊荷の荷重Ｗ、及び、オペレータの意思に基づく操作レバー４９の操作量Ｓに比例するスプール位置Ｐの両方を考慮してモード判定することで、安全性と操作性を調和させることができる。
【００５１】
すなわち、安全性を優先して吊荷の荷重Ｗのみに基づいてモード判定すると、吊荷の荷重Ｗが小さいときに操作量Ｓを小さくしても低速モードによる微動操作ができなくなるため、操作性が悪くなる。
【００５２】
一方、操作性を優先して操作量Ｓのみに基づいてモード判定すると、吊荷の荷重Ｗが大きくても操作量Ｓが大きければ高速モードによる高速移動が可能となり安全性を損なう可能性がある。
【００５３】
そこで、吊荷の荷重Ｗと操作量Ｓの両方に基づいた判定マップを用意し、この判定マップへの当てはめによってモード判定することで、操作性と安全性を調和させることができる。
【００５４】
（２）また、制御部としてのコントローラ３は、操作量Ｓが所定の切換操作量ＳＸ未満の場合には、吊荷の荷重Ｗによらず、可変容量型ウインチモータ４４を低速モードに維持する。
【００５５】
このように、操作量Ｓが小さい場合には、慎重に作業したいという作業者の意思を優先し、可変容量型ウインチモータ４４を低速モードに維持することで、微動操作が可能となる。
【００５６】
（３）さらに、制御部としてのコントローラ３は、操作量Ｓが所定の切換操作量ＳＸ以上の場合には、吊荷の荷重Ｗが所定の切換荷重ＷＸ未満であれば可変容量型ウインチモータ４４を高速モードとし、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上であれば可変容量型ウインチモータ４４を低速モードとする。
【００５７】
このように、操作量Ｓが大きい場合には、高速移動させたいという作業者の意思を優先しつつ、吊荷の荷重Ｗに応じて低速モード又は高速モードを判定することで安全性を向上できる。
【００５８】
（４）そして、本実施例の移動式クレーンとしてのカーゴクレーン１は、上記したいずれかのウインチの制御装置２を備えることで、安全性と操作性を調和させたクレーンとなる。
【実施例２】
【００５９】
以下、図６，７，８を用いて、前記実施例と別のウインチの制御装置２Ａについて説明する。なお、前記実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００６０】
（構成）
本実施例のウインチの制御装置２Ａの機械系の構成及び油圧系の構成については、実施例１と同様であるから説明を省略する。
【００６１】
（制御部の構成）
次に、本実施例のウインチの制御装置２Ａの制御部としてのコントローラ３Ａの構成について、図６を用いて説明する。
【００６２】
本実施例の制御部としてのコントローラ３Ａは、荷重演算部３１と、荷重判定部３２と、切換荷重記憶部３３と、位置判定部３４と、切換位置記憶部３５と、モード判定部３６と、出力部３７と、に加えて、巻下判定部６１と、中立判定部６２と、モード記憶部６３と、をさらに備えている。
【００６３】
この巻下判定部６１は、操作レバー４９の操作量Ｓに対応するスプール位置Ｐの時間変化に基づいて巻下開始を判定する。具体的には、スプール位置Ｐが巻上側からゼロを超えて、巻下側へと位置が換わった時点を巻下開始時と判定する。
【００６４】
同様に、中立判定部６２は、操作レバー４９の操作量Ｓに対応するスプール位置Ｐの時間変化に基づいて中立を判定する。具体的には、スプール位置Ｐが巻下側の位置からゼロとなった時点を中立時と判定する。
【００６５】
また、モード記憶部６３は、巻下判定部６１が巻下開始時と判定した時点における、モード判定部３６のモード判定結果を記憶する。要するに、巻下開始時に低速モード又は高速モードのいずれであったかを記憶する。
【００６６】
そして、本実施例のモード判定部３６は、巻下開始時において判定マップを選択し、選択した判定マップへの当てはめを行うことで低速モード又は高速モードを判定し、中立時まで同じ判定マップを適用する。
【００６７】
すなわち、モード判定部３６は、はじめに、巻下開始時の吊荷の荷重Ｗに応じて、用意した２枚の判定マップのいずれの判定マップを適用すべきかを選択する。具体的には、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上であれば図７の判定マップを適用し、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ未満であれば図８の判定マップを適用する。
【００６８】
次に、モード判定部３６は、吊荷の荷重Ｗの判定結果と、スプール位置Ｐの判定結果と、に基づいて、選択した判定マップ（図７又は図８）への当てはめを行い、低速モード又は高速モードのいずれを指示するか判定する。
【００６９】
その後、モード判定部３６は、中立時まで選択した判定マップを適用しつづけ、中立時になれば再び適用すべき判定マップを選択し、判定マップへの当てはめも再度行う。
【００７０】
（作用）
次に、本実施例のウインチの制御装置２Ａの作用について説明する。
【００７１】
（巻下開始時の荷重が大きい場合の操作性向上）
まず、巻下開始時の吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上の場合について説明する。
【００７２】
この場合、操作量Ｓの多少に関係なく、安全性を優先し、操作レバー４９が中立にされるまで低速モードに維持する。
【００７３】
具体的には、モード判定部３６は、巻下開始時の吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上であれば、図７の判定マップを適用したうえで当てはめを行う。
【００７４】
そして、操作量Ｓが多ければ、図７において例えばａ−ｂ−ｃ−ｆ−ｈと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はａ−ｂ−ｃと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｃ−ｆ−ｈと変化する。図７の判定マップでは全ての領域で低速モードになるため、低速モードが維持される。
【００７５】
一方、操作量Ｓが少なければ、図７において例えばａ−ｂ−ｅ−ｇと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はａ−ｂと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｂ−ｅ−ｇと変化する。図７の判定マップでは全ての領域で低速モードになるため、低速モードが維持される。
【００７６】
この状態を図５で説明すると、Ａ−Ｙ−Ｂ（−Ｃ）間で状態が変化していることに相当し、常に低速モードとなる。
【００７７】
（巻下開始時の荷重が小さい場合の移動高速化）
次に、巻下開始時の吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ未満の場合について説明する。
【００７８】
この場合、操作レバー４９が中立にされるまで、操作量Ｓが多ければ高速モードとし、操作量Ｓが少なければ低速モードとする。
【００７９】
具体的には、モード判定部３６は、巻下開始時の吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ未満であれば、図８の判定マップを適用したうえで当てはめを行う。
【００８０】
そして、操作量Ｓが多ければ、図８において例えばｄ−ｅ−ｆ−ｈと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はｄ−ｅ−ｆと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｆ−ｈと変化する。ｅ−ｆではスプール位置がＰＸを超えて高速モードになるため、低速モードから高速モードへと切り換わる。
【００８１】
一方、操作量Ｓが少なければ、図８において例えばｄ−ｅ−ｇと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はｄ−ｅと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｅ−ｇと変化する。ｄ−ｅ−ｇは低速モードなので、低速モードが維持される。
【００８２】
この状態を図５で説明すると、Ａ−Ｙ−Ｚ−Ｄ（−Ｅ）間で状態が変化していることに相当し、操作量Ｓが切換操作量ＳＸに達した時点で低速モードから高速モードへと切り換わる（Ｙ−Ｚ）。
【００８３】
（効果）
次に、本実施例のウインチの制御装置２Ａの効果を列挙して説明する。
【００８４】
（１）このように、本実施例のウインチの制御装置２Ａの制御部としてのコントローラ３Ａは、巻下げが開始される時点での吊荷の荷重Ｗが所定の切換荷重ＷＸ以上の場合には、ウインチ操作手段としての操作レバー４９が中立にされるまで、可変容量型ウインチモータ４４を低速モードに維持する。
【００８５】
このため、吊荷の荷重Ｗが大きい場合は低速モードに維持することで、接地後に見かけの荷重が軽くなっても、高速モードに切り換わることを防止できるため、安全性が向上する。
【００８６】
（２）また、制御部としてのコントローラ３Ａは、巻下げが開始される時点での吊荷の荷重Ｗが所定の切換荷重ＷＸ未満の場合には、ウインチ操作手段としての操作レバー４９が中立にされるまで、操作量Ｓが所定の切換操作量ＳＸ未満であれば可変容量型ウインチモータ４４を低速モードにし、操作量Ｓが切換操作量ＳＸ以上であれば可変容量型ウインチモータ４４を高速モードにする。
【００８７】
このため、吊荷の荷重Ｗが小さい場合には、操作量Ｓに反映された作業者の意思を優先し、操作量Ｓが小さい場合には低速モードとし、操作量Ｓが大きい場合には高速モードとすることで、操作性を向上できる。
【００８８】
なお、この他の構成および作用効果については、前記実施例と略同様であるため説明を省略する。
【００８９】
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００９０】
例えば、前記実施例１，２では、移動式クレーンとしてカーゴクレーン１にウインチの制御装置２，２Ａを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トラッククレーン、ラフテレーンクレーン、オールテレーンクレーン、などの移動式クレーンにも適用できる。
【００９１】
また、前記実施例１，２では、操作量Ｓを間接的に検出するためにスプール位置Ｐを検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ウインチ操作手段としてラジコン操作機（送受信機）を用いた場合には、スプール位置Ｐを検出しなくても直接的に操作量Ｓを検出することができる。
【００９２】
さらに、前記実施例１は、巻下げを例として説明したが、これに限定されるものではなく、図４の判定マップは巻き下げだけでなく、巻上げにも適用することができる。
【００９３】
そして、前記実施例１，２では、切換荷重ＷＸ及び切換位置ＰＸは、あらかじめ切換荷重記憶部３３及び切換位置記憶部３５に記憶しておくものとして説明したが、これに限定されるものではなく、ユーザの好みに応じて適当な値に調整することもできる。
【００９４】
また、前記実施例２は、実施例１とは別のコントローラ３Ａを有するとして説明したが、これに限定されるものではなく、実施例２のコントローラ３Ａは実施例１のコントローラ３と同一のものでもよく、実施例１を原則としたうえで例外的に実施例２を実施することもできる。
【００９５】
さらに、前記実施例では、荷重演算部３１は、ブーム長さＬ、ブーム角度θ、モーメントＭ等に基づいて、吊荷の荷重Ｗを演算する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、吊荷の荷重Ｗを可変容量型ウインチモータ４４へ供給する圧力により判定して可変容量型ウインチモータ４４の速度制御を行ってもよい。
【００９６】
その場合の構成として、ウインチ制御装置は、方向流量制御弁４３と可変容量型ウインチモータ４４の油圧経路に圧力スイッチを備える。この圧力スイッチは、クレーンが切換荷重ＷＸに相当する吊荷の荷重Ｗを吊上げた時に信号を出力する。この信号をコントローラ３に入力すれば、前記実施例と同様のウインチ制御を行うことができる。
【００９７】
すなわち、圧力スイッチからの信号をコントローラ３が受けて、コントローラ３内部で信号の変換処理を行い、吊荷モード判定部３２に信号を出力すればよい。
【００９８】
なお、吊荷の荷重Ｗを吊り上げた時に圧力スイッチが検出する圧力は、可変容量型ウインチモータ４４の容量によって変化する。この変化に対応するためには、容量の大小に応じた圧力スイッチを２種類備え、可変容量型ウインチモータ４４の現在の容量に応じて、どちらの圧力スイッチの出力を利用するかを選定すればよい。この選定は、可変容量型ウインチモータ４４の現在の容量をコントローラ３が記憶していることにより、コントローラ３内部の処理によって行うことができるので、２つの圧力スイッチの出力から選定した適切な方の出力を吊荷モード判定部に出力すればよい。
【００９９】
これにより、ブーム長さＬ、ブーム角度θ、モーメントＭを検出するセンサを備えることなく、可変容量型ウインチモータ４４の速度制御を行うことができ、構成の簡素化を図ることができる。
【符号の説明】
【０１００】
Ｐ スプール位置
ＰＸ 切換位置
Ｓ 操作量
ＳＸ 切換操作量
Ｗ 吊荷の荷重
ＷＸ 切換荷重
１ カーゴクレーン（移動式クレーン）
２，２Ａ ウインチの制御装置
３，３Ａ コントローラ（制御部）
３１ 荷重演算部
３２ 荷重判定部
３３ 切換荷重記憶部
３４ 位置判定部
３５ 切換位置記憶部
３６ モード判定部
３７ 出力部
４３ 方向流量制御弁
４４ 可変容量型ウインチモータ
５１ ブーム長さ検出器（荷重検出手段）
５２ ブーム角度検出器（荷重検出手段）
５３ モーメント検出器（荷重検出手段）
５４ 差動トランス（操作量検出器）
６１ 巻下判定部
６２ 中立判定部
６３ モード記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウインチの制御装置及び移動式クレーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、１回転当りの容量の大小を切換えることで、供給油量に対する回転数を低速モード又は高速モードに切換えることのできる可変容量型ウインチモータを用いたウインチの制御装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、過負荷防止装置と操作検出手段とモード選択手段とモータ容量切換手段とを備えており、巻下開始直前の荷重を記憶して高速モードへの切換条件の判定に用いることで、巻下途中に荷重値の変動によって生じるハンチングを防止する制御装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、操作量検出手段と容量切換規制手段とを備えており、操作量が所定量以下であれば小容量側（高速モード）への切換えを不能にすることで、駆動トルク不足による起動不能を回避する制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６８６６７号公報
【特許文献２】特開２００２−８７７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献の制御装置は、荷重又は操作量のいずれかに基づいてウインチを制御するものであり、荷重と操作量の両方に基づいてウインチを制御するものではなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、荷重と操作量の両方を考慮してウインチを制御することで安全性と操作性を調和させたウインチの制御装置と、このウインチの制御装置を備える移動式クレーンと、を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明のウインチの制御装置は、ウインチの回転速度を制御するウインチの制御装置であって、吊荷の荷重を検出する荷重検出手段と、前記ウインチを低速モード又は高速モードで回転駆動する可変容量型ウインチモータと、前記可変容量型ウインチモータを操作するウインチ操作手段と、前記吊荷の荷重及び前記ウインチ操作手段の操作量に基づいて前記可変容量型ウインチモータを低速モード又は高速モードに切換える制御部と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明のウインチの制御装置は、荷重検出手段と、可変容量型ウインチモータと、ウインチ操作手段と、吊荷の荷重及びウインチ操作手段の操作量に基づいて可変容量型ウインチモータを低速モード又は高速モードに切換える制御部と、を備えている。
【００１０】
このため、荷重検出手段によって検出された吊荷の荷重、及び、オペレータの意思に基づくウインチ操作手段の操作量の両方を考慮することで、荷重が大きい場合の安全性と操作量が少ない場合の微動操作性を調和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】カーゴクレーン全体の構成を説明する側面図である。
【図２】油圧系の構成を説明する油圧回路図である。
【図３】実施例１の制御部の構成を説明するブロック図である。
【図４】実施例１の制御内容を説明する説明図である。
【図５】実施例１の作用を説明するグラフである。
【図６】実施例２の制御系の構成を説明するブロック図である。
【図７】実施例２の制御内容を吊荷の荷重が切換荷重より大きい場合について説明する説明図である。
【図８】実施例２の制御内容を吊荷の荷重が切換荷重より小さい場合について説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
（機械系の構成）
まず、本実施例のウインチの制御装置２（図２参照）を備える移動式クレーンとしてのカーゴクレーン１の機械系の全体構成について、図１を用いて説明する。
【００１４】
本実施例のカーゴクレーン１は、走行機能を有する車体１０と、車体１０の転倒を防止するアウトリガ１１と、車体１０に旋回自在に立設されたポスト１２と、ポスト１２に起伏自在に支持されたブーム１３と、ブーム１３を起伏させる起伏シリンダ１４と、ワイヤ１５を介してブーム１３先端から吊り下げられるフック１６と、荷物を積載する荷台１７と、運転用のキャビン１８と、を備えている。
【００１５】
このポスト１２の内部には、ウインチ４８及び減速機４７が配置されており、可変容量型ウインチモータ４４の回転によってワイヤ１５を巻取り又は繰り出すことができる（図２参照）。
【００１６】
また、ブーム１３は、基端部がポスト１２に起伏自在に支持される第１ブーム１３１、第１ブーム１３１に挿入される第２ブーム１３２、第２ブーム１３２に挿入される第３ブーム１３３、によって入れ子状に構成されている。
【００１７】
（油圧系の構成）
次に、本実施例のウインチの制御装置２を含む油圧回路の構成について、図２を用いて説明する。
【００１８】
本実施例のウインチの制御装置２を含む油圧回路は、油圧ポンプ４１と、リリーフ弁４２と、方向流量制御弁４３と、可変容量型ウインチモータ４４と、切換弁４５と、傾転角制御シリンダ４６と、減速機４７と、ウインチ４８と、によって構成されている。
【００１９】
この方向流量制御弁４３は、６ポート手動切換弁であり、作業者がウインチ操作手段としての操作レバー４９を手動で操作することで、操作量に比例して作動油の方向及び流量が調整されて可変容量型ウインチモータ４４に供給される。加えて、方向流量制御弁４３には、スプール位置を検出する操作量検出器としての差動トランス５４が取り付けられている。
【００２０】
また、可変容量型ウインチモータ４４は、斜板式又は斜軸式のアキシャルピストンモータであり、コントローラ３の指示によって低速モード又は高速モードで回転する。具体的には、コントローラ３の指示を受けた切換弁４５がオフ位置に切換えられた場合には、傾転角制御シリンダ４６の圧油が開放されて内蔵スプリングによって大容量位置（低速モード）となる。一方、切換弁４５がオン位置に切換えられた場合には、可変容量型ウインチモータ４４の駆動圧がシャトル弁を介して傾転角制御シリンダ４６に供給されて小容量位置（高速モード）となる。
【００２１】
さらに、本実施例の第１ブーム１３１には、ブーム１３の全長を検出するブーム長さ検出器５１と、ブーム１３の角度を検出するブーム角度検出器５２と、が取り付けられている。加えて、起伏シリンダ１４には、ロッド側及びシリンダ側の圧力差を計測することでモーメント荷重を検出するモーメント検出器５３が取り付けられている。
【００２２】
そして、荷重検出手段５としてのブーム長さ検出器５１、ブーム角度検出器５２及びモーメント検出器５３それぞれの検出値と、操作量検出器としての差動トランス５４で検出された操作量と、を受信したコントローラ３は、低速モード又は高速モードのいずれかを判定したうえで切換弁４５に対してオフ又はオンを指示する。
【００２３】
（制御部の構成）
次に、本実施例のウインチの制御装置２の制御部としてのコントローラ３の構成について、図３，４を用いて説明する。
【００２４】
本実施例の制御部としてのコントローラ３は、汎用のマイクロコンピュータであり、荷重演算部３１と、荷重判定部３２と、切換荷重記憶部３３と、位置判定部３４と、切換位置記憶部３５と、モード判定部３６と、出力部３７と、を備えている。
【００２５】
荷重演算部３１は、ブーム長さ検出器５１で検出されたブーム長さＬと、ブーム角度検出器５２で検出されたブーム角度θと、モーメント検出器５３で検出されたモーメントＭと、記憶しているフック１６等の重量と、に基づいて、逆算的に吊荷の荷重Ｗを演算する。
【００２６】
荷重判定部３２は、切換荷重記憶部３３に記憶した切換荷重ＷＸと、演算した吊荷の荷重Ｗと、の大小関係を判定する。ここにおいて切換荷重ＷＸは、吊上能力（トルク）を考慮し、高速モードでも十分なトルクが得られるように決定される。具体的には、最大クレーン容量が2.93(t)×4.0(m)の場合には、切換荷重ＷＸは1.7(t)に設定される。
【００２７】
位置判定部３４は、差動トランス５４で検出された方向流量制御弁４３のスプール位置Ｐによって、操作レバー４９の操作量Ｓを間接的に判定する。つまり、位置判定部３４は、切換位置記憶部３５に記憶した切換位置ＰＸと、検出されたスプール位置Ｐと、の大小関係を判定する。ここにおいて切換位置ＰＸは、高速モードと低速モードの切換時の速度差による衝撃と、微動操作領域の広さと、を考慮し、衝撃を抑えつつ微動領域を確保できるように決められる。具体的には、スプールの全ストロークが6.3(mm)の場合には、切換位置ＰＸは4.0(mm)に設定される。
【００２８】
モード判定部３６は、吊荷の荷重Ｗの判定結果と、スプール位置Ｐの判定結果と、に基づいて、判定マップ（図４）への当てはめを行い、低速モード又は高速モードのいずれを指示するか判定する。
【００２９】
すなわち、図４に示すように、縦軸（ｙ軸）を吊荷の荷重Ｗとし、横軸（ｘ軸）をスプール位置Ｐとし、切換荷重ＷＸ及び切換位置ＰＸを境界として全体を４つの領域に区分した判定マップにおいて、判定時の状態（Ｐ，Ｗ）がどの領域に属するかを判定する。
【００３０】
要するに、モード判定部３６は、スプール位置Ｐが切換位置ＰＸ未満の場合には、微動操作したいという意思があると考えられるため、吊荷の荷重Ｗと切換荷重ＷＸの大小に関係なく、低速モードと判定する。
【００３１】
一方、モード判定部３６は、スプール位置Ｐが切換位置ＰＸ以上の場合には、高速移動させたいという意思があると考えられるため、吊荷の荷重Ｗと切換荷重ＷＸの大小関係によって適用すべきモードを変える。つまり、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ未満であれば、高速移動の意図を優先して高速モードと判定し、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上であれば、安全性を優先して低速モードと判定する。
【００３２】
（作用）
次に、本実施例のウインチの制御装置２の作用について、図４，５を用いて説明する。ここで、図５の操作量Ｓ０〜Ｓ１は図４のスプール位置０に、図５の操作量Ｓ３は図４の全ストローク6.3(mm)に、図５の切換操作量ＳＸは図４の切換位置ＰＸ（＝4.0(mm)）に、それぞれ対応する。
【００３３】
（操作量が少ない場合の操作性向上）
まず、吊荷の荷重Ｗによらず、ウインチ操作手段としての操作レバー４９の操作量Ｓが切換操作量ＳＸ未満の場合について説明する。
【００３４】
この場合、作業者は微動操作したいという意思があると推定されるため、この意思を優先し、低速モードを維持する。
【００３５】
具体的には、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上であれば、図４においてａ−ｂ−ｅ−ｇと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はａ−ｂと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｂ−ｅ−ｇと変化する。判定時の状態（Ｐ，Ｗ）は、いずれの状態も低速モードなので、常に低速モードとなる。
【００３６】
この状態を図５で説明すると、Ａ−Ｙ間で状態が変化していることに相当し、常に低速モードとなる。
【００３７】
同様に、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ未満であれば、図４においてｄ−ｅ−ｇと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はｄ−ｅと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｅ−ｇと変化する。判定時の状態（Ｐ，Ｗ）は、いずれの状態も低速モードなので、常に低速モードとなる。
【００３８】
この状態を図５で説明すると、Ａ−Ｙ間で状態が変化していることに相当し、常に低速モードとなる。
【００３９】
（操作量が多く荷重が小さい場合の移動高速化）
次に、ウインチ操作手段としての操作レバー４９の操作量Ｓが切換操作量ＳＸ以上になる場合で、かつ、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸより小さい場合について説明する。
【００４０】
この場合、作業者は微動操作する意思はなく、高速移動させたいという意思があると推定されるため、この意思を優先し、高速モードとする。
【００４１】
具体的には、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ未満であれば、図４においてｄ−ｅ−ｆ−ｈと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はｄ−ｅ−ｆと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｆ−ｈと変化する。スプール位置がＰＸ以上となるｅ−ｆの状態で、低速モードから高速モードへと切り換わる。
【００４２】
この状態を図５で説明すると、例えば、Ａ−Ｙ−Ｚ−Ｄと状態が変化していることに相当し、操作量Ｓが切換操作量ＳＸに達した時点で、低速モードから高速モードへと切り換わり（Ｙ−Ｚ）、高速モードで巻下げて吊荷を接地させ、接地後も高速モードが維持される。
【００４３】
（操作量が多く荷重が大きい場合の安全性向上）
次に、ウインチ操作手段としての操作レバー４９の操作量Ｓが切換操作量ＳＸ以上の場合で、かつ、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸより大きい場合について説明する。
【００４４】
この場合、作業者は微動操作する意思はなく、高速移動させたいという意思があると推定されるものの、吊荷の荷重Ｗが大きいため安全を優先し、原則として低速モードとする。
【００４５】
具体的には、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上であれば、図４においてａ−ｂ−ｃ−ｆ−ｈと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はａ−ｂ−ｃと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｃ−ｆ−ｈと変化するため、低速モードから高速モードへと切り換わる。つまり、吊荷の接地後に低速モードから高速モードに切り換わる。
【００４６】
この状態を図５で説明すると、例えば、Ａ−Ｙ−Ｂ−Ｄと状態が変化していることに相当し、ストローク途中では低速モードを維持するものの（Ａ−Ｙ−Ｂ）、低速モードで巻下げて吊荷が接地した後に低速モードから高速モードへと切り換わる（Ｂ−Ｄ）。
【００４７】
このように、接地の際に低速モードから高速モードへと切り換わると（図４のｃ−ｆ）、安全性を損なうおそれがあるものの、作業者が操作レバー４９を戻して操作量Ｓを小さくすることで（図４のｆ−ｅ，ｆ−ｇ）、高速モードから低速モードに戻すことができる。なお、ここでの安全性に対する対策を第二実施例として後述する。
【００４８】
（効果）
次に、本実施例のウインチの制御装置２の効果を列挙して説明する。
【００４９】
（１）このように、本実施例のウインチの制御装置２は、ウインチ４８の回転速度を制御するウインチの制御装置２であって、吊荷の荷重Ｗを検出する荷重検出手段としてのブーム長さ検出器５１、ブーム角度検出器５２及びモーメント検出器５３と、ウインチ４８を低速モード又は高速モードで回転駆動する可変容量型ウインチモータ４４と、可変容量型ウインチモータ４４を操作するウインチ操作手段としての操作レバー４９と、吊荷の荷重Ｗ及び操作レバー４９の操作量Ｓに基づいて可変容量型ウインチモータ４４を低速モード又は高速モードに切換える制御部としてのコントローラ３と、を備えている。
【００５０】
このため、ブーム長さ検出器５１、ブーム角度検出器５２及びモーメント検出器５３によって検出された吊荷の荷重Ｗ、及び、オペレータの意思に基づく操作レバー４９の操作量Ｓに比例するスプール位置Ｐの両方を考慮してモード判定することで、安全性と操作性を調和させることができる。
【００５１】
すなわち、安全性を優先して吊荷の荷重Ｗのみに基づいてモード判定すると、吊荷の荷重Ｗが小さいときに操作量Ｓを小さくしても低速モードによる微動操作ができなくなるため、操作性が悪くなる。
【００５２】
一方、操作性を優先して操作量Ｓのみに基づいてモード判定すると、吊荷の荷重Ｗが大きくても操作量Ｓが大きければ高速モードによる高速移動が可能となり安全性を損なう可能性がある。
【００５３】
そこで、吊荷の荷重Ｗと操作量Ｓの両方に基づいた判定マップを用意し、この判定マップへの当てはめによってモード判定することで、操作性と安全性を調和させることができる。
【００５４】
（２）また、制御部としてのコントローラ３は、操作量Ｓが所定の切換操作量ＳＸ未満の場合には、吊荷の荷重Ｗによらず、可変容量型ウインチモータ４４を低速モードに維持する。
【００５５】
このように、操作量Ｓが小さい場合には、慎重に作業したいという作業者の意思を優先し、可変容量型ウインチモータ４４を低速モードに維持することで、微動操作が可能となる。
【００５６】
（３）さらに、制御部としてのコントローラ３は、操作量Ｓが所定の切換操作量ＳＸ以上の場合には、吊荷の荷重Ｗが所定の切換荷重ＷＸ未満であれば可変容量型ウインチモータ４４を高速モードとし、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上であれば可変容量型ウインチモータ４４を低速モードとする。
【００５７】
このように、操作量Ｓが大きい場合には、高速移動させたいという作業者の意思を優先しつつ、吊荷の荷重Ｗに応じて低速モード又は高速モードを判定することで安全性を向上できる。
【００５８】
（４）そして、本実施例の移動式クレーンとしてのカーゴクレーン１は、上記したいずれかのウインチの制御装置２を備えることで、安全性と操作性を調和させたクレーンとなる。
【実施例２】
【００５９】
以下、図６，７，８を用いて、前記実施例と別のウインチの制御装置２Ａについて説明する。なお、前記実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００６０】
（構成）
本実施例のウインチの制御装置２Ａの機械系の構成及び油圧系の構成については、実施例１と同様であるから説明を省略する。
【００６１】
（制御部の構成）
次に、本実施例のウインチの制御装置２Ａの制御部としてのコントローラ３Ａの構成について、図６を用いて説明する。
【００６２】
本実施例の制御部としてのコントローラ３Ａは、荷重演算部３１と、荷重判定部３２と、切換荷重記憶部３３と、位置判定部３４と、切換位置記憶部３５と、モード判定部３６と、出力部３７と、に加えて、巻下判定部６１と、中立判定部６２と、モード記憶部６３と、をさらに備えている。
【００６３】
この巻下判定部６１は、操作レバー４９の操作量Ｓに対応するスプール位置Ｐの時間変化に基づいて巻下開始を判定する。具体的には、スプール位置Ｐが巻上側からゼロを超えて、巻下側へと位置が換わった時点を巻下開始時と判定する。
【００６４】
同様に、中立判定部６２は、操作レバー４９の操作量Ｓに対応するスプール位置Ｐの時間変化に基づいて中立を判定する。具体的には、スプール位置Ｐが巻下側の位置からゼロとなった時点を中立時と判定する。
【００６５】
また、モード記憶部６３は、巻下判定部６１が巻下開始時と判定した時点における、モード判定部３６のモード判定結果を記憶する。要するに、巻下開始時に低速モード又は高速モードのいずれであったかを記憶する。
【００６６】
そして、本実施例のモード判定部３６は、巻下開始時において判定マップを選択し、選択した判定マップへの当てはめを行うことで低速モード又は高速モードを判定し、中立時まで同じ判定マップを適用する。
【００６７】
すなわち、モード判定部３６は、はじめに、巻下開始時の吊荷の荷重Ｗに応じて、用意した２枚の判定マップのいずれの判定マップを適用すべきかを選択する。具体的には、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上であれば図７の判定マップを適用し、吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ未満であれば図８の判定マップを適用する。
【００６８】
次に、モード判定部３６は、吊荷の荷重Ｗの判定結果と、スプール位置Ｐの判定結果と、に基づいて、選択した判定マップ（図７又は図８）への当てはめを行い、低速モード又は高速モードのいずれを指示するか判定する。
【００６９】
その後、モード判定部３６は、中立時まで選択した判定マップを適用しつづけ、中立時になれば再び適用すべき判定マップを選択し、判定マップへの当てはめも再度行う。
【００７０】
（作用）
次に、本実施例のウインチの制御装置２Ａの作用について説明する。
【００７１】
（巻下開始時の荷重が大きい場合の操作性向上）
まず、巻下開始時の吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上の場合について説明する。
【００７２】
この場合、操作量Ｓの多少に関係なく、安全性を優先し、操作レバー４９が中立にされるまで低速モードに維持する。
【００７３】
具体的には、モード判定部３６は、巻下開始時の吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ以上であれば、図７の判定マップを適用したうえで当てはめを行う。
【００７４】
そして、操作量Ｓが多ければ、図７において例えばａ−ｂ−ｃ−ｆ−ｈと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はａ−ｂ−ｃと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｃ−ｆ−ｈと変化する。図７の判定マップでは全ての領域で低速モードになるため、低速モードが維持される。
【００７５】
一方、操作量Ｓが少なければ、図７において例えばａ−ｂ−ｅ−ｇと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はａ−ｂと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｂ−ｅ−ｇと変化する。図７の判定マップでは全ての領域で低速モードになるため、低速モードが維持される。
【００７６】
この状態を図５で説明すると、Ａ−Ｙ−Ｂ（−Ｃ）間で状態が変化していることに相当し、常に低速モードとなる。
【００７７】
（巻下開始時の荷重が小さい場合の移動高速化）
次に、巻下開始時の吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ未満の場合について説明する。
【００７８】
この場合、操作レバー４９が中立にされるまで、操作量Ｓが多ければ高速モードとし、操作量Ｓが少なければ低速モードとする。
【００７９】
具体的には、モード判定部３６は、巻下開始時の吊荷の荷重Ｗが切換荷重ＷＸ未満であれば、図８の判定マップを適用したうえで当てはめを行う。
【００８０】
そして、操作量Ｓが多ければ、図８において例えばｄ−ｅ−ｆ−ｈと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はｄ−ｅ−ｆと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｆ−ｈと変化する。ｅ−ｆではスプール位置がＰＸを超えて高速モードになるため、低速モードから高速モードへと切り換わる。
【００８１】
一方、操作量Ｓが少なければ、図８において例えばｄ−ｅ−ｇと状態が変化する。すなわち、吊荷の接地前はｄ−ｅと変化し、接地後は見かけ上は吊荷の荷重Ｗが軽くなってｅ−ｇと変化する。ｄ−ｅ−ｇは低速モードなので、低速モードが維持される。
【００８２】
この状態を図５で説明すると、Ａ−Ｙ−Ｚ−Ｄ（−Ｅ）間で状態が変化していることに相当し、操作量Ｓが切換操作量ＳＸに達した時点で低速モードから高速モードへと切り換わる（Ｙ−Ｚ）。
【００８３】
（効果）
次に、本実施例のウインチの制御装置２Ａの効果を列挙して説明する。
【００８４】
（１）このように、本実施例のウインチの制御装置２Ａの制御部としてのコントローラ３Ａは、巻下げが開始される時点での吊荷の荷重Ｗが所定の切換荷重ＷＸ以上の場合には、ウインチ操作手段としての操作レバー４９が中立にされるまで、可変容量型ウインチモータ４４を低速モードに維持する。
【００８５】
このため、吊荷の荷重Ｗが大きい場合は低速モードに維持することで、接地後に見かけの荷重が軽くなっても、高速モードに切り換わることを防止できるため、安全性が向上する。
【００８６】
（２）また、制御部としてのコントローラ３Ａは、巻下げが開始される時点での吊荷の荷重Ｗが所定の切換荷重ＷＸ未満の場合には、ウインチ操作手段としての操作レバー４９が中立にされるまで、操作量Ｓが所定の切換操作量ＳＸ未満であれば可変容量型ウインチモータ４４を低速モードにし、操作量Ｓが切換操作量ＳＸ以上であれば可変容量型ウインチモータ４４を高速モードにする。
【００８７】
このため、吊荷の荷重Ｗが小さい場合には、操作量Ｓに反映された作業者の意思を優先し、操作量Ｓが小さい場合には低速モードとし、操作量Ｓが大きい場合には高速モードとすることで、操作性を向上できる。
【００８８】
なお、この他の構成および作用効果については、前記実施例と略同様であるため説明を省略する。
【００８９】
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００９０】
例えば、前記実施例１，２では、移動式クレーンとしてカーゴクレーン１にウインチの制御装置２，２Ａを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トラッククレーン、ラフテレーンクレーン、オールテレーンクレーン、などの移動式クレーンにも適用できる。
【００９１】
また、前記実施例１，２では、操作量Ｓを間接的に検出するためにスプール位置Ｐを検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ウインチ操作手段としてラジコン操作機（送受信機）を用いた場合には、スプール位置Ｐを検出しなくても直接的に操作量Ｓを検出することができる。
【００９２】
さらに、前記実施例１は、巻下げを例として説明したが、これに限定されるものではなく、図４の判定マップは巻き下げだけでなく、巻上げにも適用することができる。
【００９３】
そして、前記実施例１，２では、切換荷重ＷＸ及び切換位置ＰＸは、あらかじめ切換荷重記憶部３３及び切換位置記憶部３５に記憶しておくものとして説明したが、これに限定されるものではなく、ユーザの好みに応じて適当な値に調整することもできる。
【００９４】
また、前記実施例２は、実施例１とは別のコントローラ３Ａを有するとして説明したが、これに限定されるものではなく、実施例２のコントローラ３Ａは実施例１のコントローラ３と同一のものでもよく、実施例１を原則としたうえで例外的に実施例２を実施することもできる。
【００９５】
さらに、前記実施例では、荷重演算部３１は、ブーム長さＬ、ブーム角度θ、モーメントＭ等に基づいて、吊荷の荷重Ｗを演算する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、吊荷の荷重Ｗを可変容量型ウインチモータ４４へ供給する圧力により判定して可変容量型ウインチモータ４４の速度制御を行ってもよい。
【００９６】
その場合の構成として、ウインチ制御装置は、方向流量制御弁４３と可変容量型ウインチモータ４４の油圧経路に圧力スイッチを備える。この圧力スイッチは、クレーンが切換荷重ＷＸに相当する吊荷の荷重Ｗを吊上げた時に信号を出力する。この信号をコントローラ３に入力すれば、前記実施例と同様のウインチ制御を行うことができる。
【００９７】
すなわち、圧力スイッチからの信号をコントローラ３が受けて、コントローラ３内部で信号の変換処理を行い、吊荷モード判定部３２に信号を出力すればよい。
【００９８】
なお、吊荷の荷重Ｗを吊り上げた時に圧力スイッチが検出する圧力は、可変容量型ウインチモータ４４の容量によって変化する。この変化に対応するためには、容量の大小に応じた圧力スイッチを２種類備え、可変容量型ウインチモータ４４の現在の容量に応じて、どちらの圧力スイッチの出力を利用するかを選定すればよい。この選定は、可変容量型ウインチモータ４４の現在の容量をコントローラ３が記憶していることにより、コントローラ３内部の処理によって行うことができるので、２つの圧力スイッチの出力から選定した適切な方の出力を吊荷モード判定部に出力すればよい。
【００９９】
これにより、ブーム長さＬ、ブーム角度θ、モーメントＭを検出するセンサを備えることなく、可変容量型ウインチモータ４４の速度制御を行うことができ、構成の簡素化を図ることができる。
【符号の説明】
【０１００】
Ｐ スプール位置
ＰＸ 切換位置
Ｓ 操作量
ＳＸ 切換操作量
Ｗ 吊荷の荷重
ＷＸ 切換荷重
１ カーゴクレーン（移動式クレーン）
２，２Ａ ウインチの制御装置
３，３Ａ コントローラ（制御部）
３１ 荷重演算部
３２ 荷重判定部
３３ 切換荷重記憶部
３４ 位置判定部
３５ 切換位置記憶部
３６ モード判定部
３７ 出力部
４３ 方向流量制御弁
４４ 可変容量型ウインチモータ
５１ ブーム長さ検出器（荷重検出手段）
５２ ブーム角度検出器（荷重検出手段）
５３ モーメント検出器（荷重検出手段）
５４ 差動トランス（操作量検出器）
６１ 巻下判定部
６２ 中立判定部
６３ モード記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインチの回転速度を制御するウインチの制御装置であって、
吊荷の荷重を検出する荷重検出手段と、
前記ウインチを低速モード又は高速モードで回転駆動する可変容量型ウインチモータと、
前記可変容量型ウインチモータを操作するウインチ操作手段と、
前記吊荷の荷重及び前記ウインチ操作手段の操作量に基づいて前記可変容量型ウインチモータを低速モード又は高速モードに切換える制御部と、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】
前記制御部は、前記操作量が所定の切換操作量未満の場合には、
前記吊荷の荷重によらず、前記可変容量型ウインチモータを低速モードに維持することを特徴とする請求項１に記載のウインチの制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記操作量が所定の切換操作量以上の場合には、
前記吊荷の荷重が所定の切換荷重未満であれば前記可変容量型ウインチモータを高速モードとし、前記吊荷の荷重が前記切換荷重以上であれば前記可変容量型ウインチモータを低速モードとすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウインチの制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、巻下げが開始される時点での前記吊荷の荷重が所定の切換荷重以上の場合には、前記ウインチ操作手段が中立にされるまで、
前記可変容量型ウインチモータを低速モードに維持することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のウインチの制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、巻下げが開始される時点での前記吊荷の荷重が所定の切換荷重未満の場合には、前記ウインチ操作手段が中立にされるまで、
前記操作量が所定の切換操作量未満であれば前記可変容量型ウインチモータを低速モードにし、前記操作量が前記切換操作量以上であれば前記可変容量型ウインチモータを高速モードにすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のウインチの制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のウインチの制御装置を備えることを特徴とする移動式クレーン。
【請求項１】
ウインチの回転速度を制御するウインチの制御装置であって、
吊荷の荷重を検出する荷重検出手段と、
前記ウインチを低速モード又は高速モードで回転駆動する可変容量型ウインチモータと、
前記可変容量型ウインチモータを操作するウインチ操作手段と、
前記吊荷の荷重及び前記ウインチ操作手段の操作量に基づいて前記可変容量型ウインチモータを低速モード又は高速モードに切換える制御部と、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】
前記制御部は、前記操作量が所定の切換操作量未満の場合には、
前記吊荷の荷重によらず、前記可変容量型ウインチモータを低速モードに維持することを特徴とする請求項１に記載のウインチの制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記操作量が所定の切換操作量以上の場合には、
前記吊荷の荷重が所定の切換荷重未満であれば前記可変容量型ウインチモータを高速モードとし、前記吊荷の荷重が前記切換荷重以上であれば前記可変容量型ウインチモータを低速モードとすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウインチの制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、巻下げが開始される時点での前記吊荷の荷重が所定の切換荷重以上の場合には、前記ウインチ操作手段が中立にされるまで、
前記可変容量型ウインチモータを低速モードに維持することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のウインチの制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、巻下げが開始される時点での前記吊荷の荷重が所定の切換荷重未満の場合には、前記ウインチ操作手段が中立にされるまで、
前記操作量が所定の切換操作量未満であれば前記可変容量型ウインチモータを低速モードにし、前記操作量が前記切換操作量以上であれば前記可変容量型ウインチモータを高速モードにすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のウインチの制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のウインチの制御装置を備えることを特徴とする移動式クレーン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−６２１７５（Ｐ２０１２−６２１７５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０９０２４（Ｐ２０１０−２０９０２４）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００１４８７５９）株式会社タダノ (419)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００１４８７５９）株式会社タダノ (419)
【Ｆターム（参考）】
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