カウンタウエイト台車制御装置
【課題】カウンタウエイト台車の旋回走行時に車輪の旋回半径が大きくなることを抑制し、クレーンの作業効率を向上させる。
【解決手段】カウンタウエイト台車制御装置１は、車輪４０の操舵角度θを制御する操舵アクチュエータ５０と、操舵アクチュエータ５０を制御する制御手段８０と、を備える。制御手段８０は、上部本体２０の旋回方向を判別可能な信号が入力される旋回方向入力手段８１を備える。制御手段８０は、平面視において、車輪４０の位置における車輪４０の旋回軌道Ｃの接線Ｌ１よりも車輪４０（の前後方向前側）が内側を向くように操舵アクチュエータ５０を制御する。
【解決手段】カウンタウエイト台車制御装置１は、車輪４０の操舵角度θを制御する操舵アクチュエータ５０と、操舵アクチュエータ５０を制御する制御手段８０と、を備える。制御手段８０は、上部本体２０の旋回方向を判別可能な信号が入力される旋回方向入力手段８１を備える。制御手段８０は、平面視において、車輪４０の位置における車輪４０の旋回軌道Ｃの接線Ｌ１よりも車輪４０（の前後方向前側）が内側を向くように操舵アクチュエータ５０を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンのカウンタウエイト台車の動作を制御する、カウンタウエイト台車制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カウンタウエイト台車を備えるクレーンがある（例えば特許文献１〜３）。このカウンタウエイト台車は、マストから吊り下げられる。カウンタウエイト台車は、クレーンの上部本体が旋回する時、地面を走行して旋回する。カウンタウエイト台車は、所定質量以上の吊荷をクレーンで吊り上げると地面から浮上する。
【０００３】
特許文献１〜３に記載のカウンタウエイト台車は、連結部材を介して上部本体に連結される。これらの技術では、カウンタウエイト台車と連結部材とがピン結合されており、カウンタウエイト台車が地面に対して傾斜可能である（図９（ｂ）参照）。
また、カウンタウエイト台車と連結部材とが上下２点で連結されているなどにより、カウンタウエイト台車が地面に対して傾斜不能なものもある（図９（ｃ）参照）。
また、カウンタウエイト台車と上部本体とを直接連結する連結部材を備えないものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８９５４３４号公報
【特許文献２】特許第２８９５４３７号公報
【特許文献３】特公平２−５６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜３に記載のカウンタウエイト台車では、車輪の旋回半径が大きくなるという問題がある。この問題を図９（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。図９（ａ）に示すように、従来のカウンタウエイト台車では、車輪の向き（車輪の前後方向）を、車輪の旋回軌道Ｃの接線Ｌ１に一致させていた。また、上部本体の旋回の向きに関係なく、車輪の向きを同一の角度に設定していた。そのため、カウンタウエイト台車を旋回走行させると、車輪は適切な旋回軌道Ｃ（円軌道）よりも外側に進み、車輪の旋回半径ｒが大きくなる。車輪の旋回半径ｒが大きくなることにより次の問題がある。
【０００６】
上部本体とカウンタウエイト台車とが直接には接続されていない場合、カウンタウエイト台車は、通常はマスト先端部真下に位置している。ここで、車輪の旋回半径ｒが大きくなると、カウンタウエイト台車全体の旋回半径ｒも大きくなり、カウンタウエイト台車はマスト先端部真下よりも上部本体後方側に位置することになる。この状態で、所定質量以上の吊荷をクレーンで吊上げると、カウンタウエイト台車が地面から浮上する。すると、カウンタウエイト台車がマスト先端部真下（適切な旋回半径ｒ）に戻り、このとき、カウンタウエイト台車が振れる問題が生じる。
【０００７】
図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、上部本体とカウンタウエイト台車とが連結部材で接続されている場合、車輪の旋回半径ｒが大きくなってもカウンタウエイト台車の本体部の旋回半径ｒは一定のままである。そのため、次の問題がある。
【０００８】
図９（ｂ）に示すように、カウンタウエイト台車が傾斜可能なものの場合、車輪の旋回半径ｒが大きくなるが、カウンタウエイト台車の本体部の旋回半径ｒは大きくならないので、カウンタウエイト台車の本体部と車輪とで旋回半径に差が発生し、カウンタウエイト台車全体が傾斜する問題が生じる。特に、車輪がニューマチックタイヤ（空気を入れて使うタイヤ）のように歪みやすいものの場合、カウンタウエイト台車全体がより傾斜しやすい。
また、カウンタウエイト台車が傾斜すると、各車輪にかかる荷重が不均等になり、車輪が磨耗しやすくなり、車輪の寿命が短くなる。
【０００９】
図９（ｃ）に示すように、カウンタウエイト台車が傾斜不能なものの場合、車輪の旋回半径ｒが大きくなると、車輪が異常変形する。そのため、車輪の損傷や磨耗が生じやすくなり、車輪の寿命が短くなる。
【００１０】
また、上記の問題を回避するために、旋回半径ｒを適切な大きさに戻す作業（操作）を行う場合もある。具体的には例えば、図９（ａ）に示す状態から車輪の向きを変更して、旋回軌道Ｃの内側にカウンタウエイト台車３０を直進させた後、再び図９（ａ）に示す状態に戻す。このような作業を行うとクレーンの作業効率が悪化する。
【００１１】
そこで本発明では、カウンタウエイト台車の旋回走行時に車輪の旋回半径が大きくなることを抑制でき、クレーンの作業効率を向上できる、カウンタウエイト台車制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、クレーンのカウンタウエイト台車制御装置である。前記クレーンは、下部本体と、前記下部本体に旋回可能に取り付けられる上部本体と、前記上部本体に取り付けられるマストと、前記マストから吊り下げられるとともに車輪を備えるカウンタウエイト台車と、を備える。カウンタウエイト台車制御装置は、前記車輪の操舵角度を制御する操舵アクチュエータと、前記操舵アクチュエータを制御する制御手段と、を備える。前記制御手段は、前記上部本体の旋回方向を判別可能な信号が入力される旋回方向入力手段を備える。前記制御手段は、平面視において、前記車輪の位置における前記車輪の旋回軌道の接線よりも前記車輪が内側を向くように、前記操舵アクチュエータを制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、カウンタウエイト台車の旋回走行時に車輪の旋回半径が大きくなることを抑制でき、クレーンの作業効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】カウンタウエイト台車制御装置を備えるクレーンの全体図である。
【図２】図１に示す上部本体及びカウンタウエイト台車などの平面図である。
【図３】第１実施形態のカウンタウエイト台車制御装置のブロック図である。
【図４】図１に示すカウンタウエイト台車の車輪の模式的平面図である。
【図５】（ａ）車輪の平面図、及び（ｂ）車輪を車輪軸方向から見た図である。
【図６】第１実施形態の変形例の図３相当図である。
【図７】第２実施形態の図３相当図である。
【図８】第３実施形態の図３相当図である。
【図９】従来のカウンタウエイト台車等を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図５を参照して本発明の第１実施形態のカウンタウエイト台車制御装置１（図３参照）について説明する。なお、図４（ａ）は、カウンタウエイト台車が平面視右回りに旋回走行するときの車輪の模式的平面図である。図４（ｂ）はカウンタウエイト台車が平面視左回りに旋回走行するときの車輪の模式的平面図である。まず、カウンタウエイト台車制御装置１を備えるクレーン１０（図１参照）について説明する。
【００１６】
クレーン１０は、図１に示すように、吊荷を吊り上げる荷役機械である。クレーン１０は、例えば移動式クレーンであり、例えばラチスブームクローラクレーンである。クレーン１０は、下部本体１５と、下部本体１５の上方に取り付けられる上部本体２０と、上部本体２０にそれぞれ取り付けられるブーム２１、第１マスト２２（マスト）、及び第２マスト２３と、第１マスト２２から吊り下げられるカウンタウエイト台車３０と、カウンタウエイト台車３０の動作を制御するカウンタウエイト台車制御装置１（図３参照）とを備える。
【００１７】
下部本体１５は、クレーン１０を移動させる部分（下部走行体）であり、例えばクローラを備える（ホイールでも良い）。
上部本体２０は、旋回中心Ｏ１（図２参照）を中心に旋回可能に、下部本体１５の上方に取り付けられる。上部本体２０には、前方側から順に、ブーム２１、第１マスト２２、及び第２マスト２３が起伏可能に取り付けられる。
ブーム２１は、ワイヤロープを介して吊荷を吊り下げる構造物であり、例えばラチス構造（格子状構造）を備える。
第１マスト２２（マスト）は、ワイヤロープやガイラインを介してブーム２１を起伏させる構造物であり、例えばラチス構造を備える。
第２マスト２３は、ガイライン等を介して第１マスト２２を起伏させる部材であり、箱型構造を備える。
【００１８】
カウンタウエイト台車３０は、吊荷を吊ったクレーン１０が前方側へ回転しようとするモーメントを打ち消して、クレーン１０の吊り上げ能力を向上させるおもりである。カウンタウエイト台車３０は、第１マスト２２の先端部からハンガーロープ３１を介して吊り下げられる。カウンタウエイト台車３０は、ブーム２１で吊り上げる吊荷の質量が所定値未満の場合（吊荷を吊らない場合を含む）、地面Ｇに接する。カウンタウエイト台車３０は、吊荷の質量が所定値以上の場合、地面Ｇから浮上する。カウンタウエイト台車３０は、下部本体１５に対する上部本体２０の旋回に伴って旋回走行可能である（詳細は後述）。カウンタウエイト台車３０は、本体部３５と、本体部３５に取り付けられた車輪４０と、本体部３５に取り付けられ車輪４０の動作を制御する操舵アクチュエータ５０（図３参照）とを備える。カウンタウエイト台車３０と上部本体２０とは、台車・本体連結部材３２で連結される。
【００１９】
台車・本体連結部材３２は、カウンタウエイト台車３０（本体部３５）と上部本体２０とを連結し、これらの距離を一定（略一定でも良い）に保つ部材である。図２に示すように、台車・本体連結部材３２は、例えば上部本体２０の左右の側面から上部本体２０後方側に突出する２本の棒状部材などである。台車・本体連結部材３２は、１本の棒状部材や、棒状以外の部材などでも良い。図１に示すように、台車・本体連結部材３２と本体部３５とは、地面Ｇに対して本体部３５が傾斜可能となるように連結される。この連結は例えばピン結合等である。なお、地面Ｇに対して本体部３５が回動不能となるように、台車・本体連結部材３２と本体部３５とを連結しても良く、この連結は例えば上下２点以上のピン結合等でも良い（図９（ｃ）参照）。また、台車・本体連結部材３２はなくても良い。
【００２０】
車輪４０は、カウンタウエイト台車３０を旋回走行させるための部材である。車輪４０は、内部に空気を入れて用いるゴムタイヤ（ニューマチックタイヤ）である。車輪４０は、本体部３５の下端部に複数設けられる（例えば図４（ａ）（ｂ）では４つ）。図４（ａ）（ｂ）に示すように、車輪４０は、上部本体２０（図２参照）の略前後方向（後述する旋回半径ｒにほぼ沿う方向）に並ぶように、複数列設けられる（例えば図１では３列、図４（ａ）（ｂ）では２列）。車輪４０は、上部本体２０（図２参照）の略横方向（後述する旋回軌道Ｃにほぼ沿う方向）に並ぶように、複数列設けられる（例えば図４（ａ）（ｂ）では２列）（以下、特に断らない限り車輪４０については図４（ａ）（ｂ）を参照）。
【００２１】
また、上部本体２０（図２参照）の略前後方向に並ぶ複数の車輪４０は、１つの回転中心Ｏ２を中心に一体的に（まとまって）操舵（回転）される。なお、複数の車輪４０それぞれが個別に操舵されても良い。また、図４（ａ）（ｂ）では、２つの車輪４０が一体的に操舵される例を示したが、３以上の車輪４０が一体的に操舵されても良い。
【００２２】
カウンタウエイト台車制御装置１（図３参照）は、図１に示すクレーン１０が備える装置であり、カウンタウエイト台車３０の動作を制御する装置である。カウンタウエイト台車制御装置１は、主に、上部本体２０の旋回方向（図４（ａ）又は（ｂ）参照）に応じて、車輪４０の操舵角度θを制御する装置である。カウンタウエイト台車制御装置１は、主にカウンタウエイト台車３０内に配置される（カウンタウエイト台車制御装置１の構成要素の一部が上部本体２０等に配置されても良い）。図３に示すように、カウンタウエイト台車制御装置１は、車輪４０に取り付けられる操舵アクチュエータ５０と、操舵アクチュエータ５０に圧油を供給する油圧源５１と、油圧源５１と操舵アクチュエータ５０との間に配置される切換弁５２と、切換弁５２に接続される制御手段８０と、車輪４０の操舵方向を検出する角度センサ７２とを備える。
【００２３】
操舵アクチュエータ５０は、車輪４０の操舵角度θを制御するアクチュエータである（以下、特に断らない限り操舵角度θについては図４（ａ）（ｂ）参照。操舵角度θの詳細は後述）。操舵アクチュエータ５０は、例えば油圧シリンダや油圧モータ等である。操舵アクチュエータ５０は、油圧源５１から供給された圧油により駆動される。操舵アクチュエータ５０は、切換弁５２の切換位置に応じて、車輪４０の操舵角度θを変更するように動作する（または動作を停止する）。
【００２４】
切換弁５２は、操舵アクチュエータ５０の動作を切り換える弁である。切換弁５２は、制御手段８０から入力された電気信号（油圧等の信号でも良い）に応じて切換位置が切り換わる。切換弁５２は、油圧源５１から操舵アクチュエータ５０への圧油の供給の有無や、圧油の方向を切り換える。
【００２５】
角度センサ７２は、車輪４０の操舵角度θを検出するセンサである。例えば、角度センサ７２は、車輪４０の操舵角度θを直接検出する。また例えば、角度センサ７２は、操舵アクチュエータ５０の伸縮位置や回転位置を検出することで間接的に車輪４０の操舵角度θを検出しても良い。角度センサ７２により、接線Ｌ１（後述）と半直線Ｌ２（後述）とがなす角度が検出される。角度センサ７２は、制御手段８０の角度入力手段８２（後述）に、検出結果を出力する。
【００２６】
制御手段８０は、操舵アクチュエータ５０の動作を制御する手段（コントローラ）である。制御手段８０は、カウンタウエイト台車３０（図１参照）内に設置される（上部本体２０などに設置しても良い）。制御手段８０は、各種演算を行い切換弁５２に信号を出力する演算手段８０ａと、演算手段８０ａにそれぞれ接続される旋回方向入力手段８１、角度入力手段８２、及び角度記憶手段８３を備える。
【００２７】
旋回方向入力手段８１には、上部本体２０の旋回方向を判別可能な信号が入力される。旋回方向入力手段８１に入力される信号は、上部本体２０から出力される電気信号である。旋回方向入力手段８１と上部本体２０とが電線で接続される。上部本体２０の旋回方向を判別可能な信号は、例えば、クレーン１０（図１参照）のオペレータのレバー操作に基づく電気信号、また例えば、同レバー操作に基づく油圧信号を電気信号に変換したもの、また例えば、上部本体２０の旋回用の油圧モータ（図示なし）を駆動させるための油圧を電気信号に変換したもの、などである。
【００２８】
角度入力手段８２には、車輪４０の操舵角度θの検出結果（「実際の操舵角度θ」）が角度センサ７２から入力される。
【００２９】
角度記憶手段８３には、上部本体２０の旋回方向に応じた車輪４０の「適切な操舵角度θ」（補正角度）が予め設定されている。
【００３０】
（動作）
次に、カウンタウエイト台車制御装置１の動作を説明する。動作の概略は次の通りである。制御手段８０は、車輪４０の実際の操舵角度θが角度記憶手段８３に設定された適切な操舵角度θになるように操舵アクチュエータ５０を制御する。制御手段８０は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、平面視において、車輪４０の位置における車輪４０の旋回軌道Ｃの接線Ｌ１よりも車輪４０が内側を向くように、操舵アクチュエータ５０（図３参照）を制御する。以下、動作の詳細を説明する。
【００３１】
まず、クレーン１０（図１参照）のオペレータが上部本体２０を旋回させるためのレバー操作をする。すると、図３に示すように、上部本体２０から旋回方向入力手段８１に、上部本体２０の旋回方向（以下、単に「旋回方向」とも言う）を判別可能な電気回路が入力される。演算手段８０ａは、旋回方向入力手段８１からの入力信号に応じて（旋回方向に応じて）、角度記憶手段８３から適切な操舵角度θを読み込む。一方、角度センサ７２から角度入力手段８２を介して演算手段８０ａに、車輪４０の実際の操舵角度θの検出結果が入力される。演算手段８０ａは、車輪４０の実際の操舵角度θが適切な操舵角度θになるように、切換弁５２に指令を出力する。切換弁５２の切り換え位置に応じて操舵アクチュエータ５０が動作し、車輪４０の操舵角度θが変わる。このとき、上部本体２０が旋回しながら、かつ、カウンタウエイト台車３０（図２参照）が旋回走行しながら、車輪４０の操舵角度θが変わる。車輪４０の実際の操舵角度θが適切な操舵角度θになると、制御手段８０は操舵アクチュエータ５０の動作を停止させる。なお、上部本体２０の旋回の開始と、車輪４０の操舵角度θの変更の開始や終了のタイミングは様々に変更できる。例えば、上部本体２０等の旋回を開始する前に、車輪４０の操舵角度θの変更を開始しても良い。また例えば、車輪４０が適切な操舵角度θになった後に、上部本体２０等の旋回を開始しても良い。
【００３２】
（操舵角度θの詳細）
次に、制御手段８０に制御される車輪４０の操舵角度θの詳細を説明する。図４（ａ）（ｂ）に示すように、平面視において、車輪４０の位置における車輪４０の旋回軌道Ｃの接線Ｌ１よりも車輪４０が内側を向くように、制御手段８０が操舵アクチュエータ５０を制御する。制御手段８０は、カウンタウエイト台車３０が備える全ての車輪４０がこの条件を満たすように制御する。
「車輪４０の位置」とは、車輪４０の操舵の回転中心Ｏ２である。複数の車輪４０（図４（ａ）（ｂ）では２つ）が一体的に回転中心Ｏ２を中心に回転する場合は、これら複数の車輪の回転中心Ｏ２が「車輪４０の位置」である。また、複数の車輪４０それぞれが別個に操舵される場合は、各車輪についての回転中心Ｏ２（図示なし）が「車輪４０の位置」である。
「車輪４０の旋回軌道Ｃ」とは、上部本体２０（図２参照）の旋回中心Ｏ１を中心とする円であって、「車輪４０の位置（回転中心Ｏ２）」を通る円（円軌道）である。なお、旋回中心Ｏ１と回転中心Ｏ２とをつなぐ線分を「旋回半径ｒ」とする。
「接線Ｌ１よりも車輪４０が内側を向く」とは、車輪４０前後方向前側（ほぼ進行方向前側）の部分が、旋回中心Ｏ１側を向くという意味である。すなわち、次に述べる半直線Ｌ２は、接線Ｌ１よりも旋回中心Ｏ１側を向く。ここで半直線Ｌ２は、回転中心Ｏ２（「車輪４０の位置」）から車輪４０前後方向前側に延びる半直線であり、車輪４０の前後方向と平行な（車輪４０の幅方向に直交する）半直線である。制御手段８０が制御する操舵角度θは、具体的には例えば接線Ｌ１と半直線Ｌ２とがなす角度である。
【００３３】
制御手段８０が制御する車輪４０の適切な操舵角度θ（以下、「適切な操舵角度θ」を単に「操舵角度θ」とも言う）の具体的な値は、調査（実験、解析）や検討に基づいて求める。例えば、カウンタウエイト台車３０の旋回走行時に旋回半径ｒの長さが一定となるような操舵角度θを実験や解析により見つける。この実験や解析は、吊荷がない状態（車輪４０にかかる負荷が最も大きくなる状態）を条件として行うことが好ましい。
【００３４】
また例えば、操舵角度θは、図５（ｂ）に示す車輪４０の接地長さＡに基づいて求めても良い。接地長さＡとは、車輪４０と地面Ｇとが接する部分の、車輪４０前後方向における長さである。例えば、接地長さＡが長いほど、操舵角度θを小さくする。さらに詳しくは、例えば次のように操舵角度θを設定する（以下、平面視を前提とする）。
（点Ｌ１ａについて） 図５（ａ）に示すように、接線Ｌ１上の点であって、車輪４０の操舵の回転中心Ｏ２から車輪４０前後方向前側に「係数α」×「接地長さＡ」進んだ点を点Ｌ１ａとする。上記の係数αは様々に設定でき、例えば１．３〜１．７、例えば１．５などである。
（直線Ｌ３について） 接線Ｌ１と平行な直線であって、接線Ｌ１から旋回軌道Ｃ（図４（ａ）（ｂ）参照）の内側に距離Ｂ離れた直線を直線Ｌ３とする。上記の距離Ｂは、複数の車輪４０の配置や個々の車輪４０の寸法等から定まる一定の長さである。距離Ｂは、具体的には例えば、２つの車輪４０が一体となって回転中心Ｏ２を中心として操舵される場合、回転中心Ｏ２と、旋回軌道Ｃ（図４（ａ）（ｂ）参照）の内側の車輪４０の平面視における中心Ｏ３と、の距離などである。
（点Ｌ２ａ等について） 点Ｌ１ａを通るとともに接線Ｌ１に直交する直線Ｌ４と、直線Ｌ３との交点を点Ｌ２ａとする。このとき、車輪４０の回転中心Ｏ２から車輪４０前後方向前側に延びる半直線Ｌ２が点Ｌ２ａを通るように、操舵角度θを設定する。
操舵角度θは、具体的には例えば０．５°〜１．５°、例えば１°などである。なお、図５（ａ）では、車輪４０前後方向が接線Ｌ１と平行な車輪４０（操舵角度θの補正前の車輪４０）を実線で示し、操舵角度θを変更した後の（補正後の）車輪４０を二点鎖線で示す。
【００３５】
（効果）
次に、図３に示すカウンタウエイト台車制御装置１の効果を説明する。カウンタウエイト台車制御装置１は、図１に示すクレーン１０が備える装置である。クレーン１０は、下部本体１５と、下部本体１５に旋回可能に取り付けられる上部本体２０と、上部本体２０に取り付けられる第１マスト２２と、第１マスト２２から吊り下げられるとともに車輪４０を備えるカウンタウエイト台車３０と、を備える。図３に示すカウンタウエイト台車制御装置１は、車輪４０の操舵角度θを制御する操舵アクチュエータ５０と、操舵アクチュエータ５０を制御する制御手段８０と、を備える。
【００３６】
（効果１）
制御手段８０は、上部本体２０の旋回方向を判別可能な信号が入力される旋回方向入力手段８１を備える。制御手段８０は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、平面視において、車輪４０の位置における車輪４０の旋回軌道Ｃの接線Ｌ１よりも車輪４０（の前後方向前側）が内側を向くように操舵アクチュエータ５０を制御する。
よって、カウンタウエイト台車３０の旋回走行時に車輪４０の旋回半径ｒが大きくなることを抑制できる。その結果、大きくなった旋回半径ｒを元に戻す作業を行う必要性を減らせるので、クレーン１０（図１参照）での作業効率を向上させることができる。
【００３７】
また、車輪４０の旋回半径ｒが大きくなることを抑制できるので、次の効果がある。
（ａ）図１に示すように、カウンタウエイト台車３０が地面Ｇに対して傾斜可能となるように、カウンタウエイト台車３０と上部本体２０とが台車・本体連結部材３２で連結される場合、カウンタウエイト台車３０が地面Ｇに対して傾斜することを抑制できる。よって、この傾斜により複数の車輪４０にかかる荷重が不均衡になることや、この傾斜による車輪４０の変形を抑制できる。その結果、車輪４０の寿命を長くできる。
（ｂ）カウンタウエイト台車３０が地面Ｇに対して傾斜不能となるように、カウンタウエイト台車３０と上部本体２０とが台車・本体連結部材３２で連結される場合（図９（ｃ）参照）、車輪４０が変形することを抑制できる。その結果、車輪４０の寿命を長くできる。
（ｃ）カウンタウエイト台車３０と上部本体２０とが台車・本体連結部材３２で連結されない場合、カウンタウエイト台車３０が地面Ｇから浮上したときに、カウンタウエイト台車３０が振れる危険を抑制できる。
【００３８】
（効果２）
図３に示す制御手段８０は、上部本体２０の旋回方向に応じた車輪４０の適切な操舵角度θが予め設定された角度記憶手段８３を備える。制御手段８０は、車輪４０の実際の操舵角度θが角度記憶手段８３に設定された適切な操舵角度θになるように操舵アクチュエータ５０を制御する。
車輪４０の適切な操舵角度θが角度記憶手段８３に予め設定されているので、車輪４０の適切な操舵角度θをその都度演算する場合に比べ、車輪４０操舵の制御の応答速度を速くでき、この制御をシンプルにできる。
【００３９】
（効果５）
制御手段８０の旋回方向入力手段８１に入力される信号は、上部本体２０から出力される電気信号である。
よって、図１に示す車輪４０を駆動させる場合（後述する第２実施形態参照）だけでなく、車輪４０を駆動させない場合にも、本発明を適用できる。
【００４０】
（第１実施形態の変形例）
図６を参照して、第１実施形態の変形例のカウンタウエイト台車制御装置１０１について説明する。上述したカウンタウエイト台車制御装置１（図３参照）は、上部本体２０を旋回させる信号が制御手段８０に入力された時に、車輪４０の操舵角度を制御した。変形例のカウンタウエイト台車制御装置１０１は、車輪４０の旋回半径ｒが大きくなったことを検知した時に、車輪４０の操舵角度を制御する。以下、上記相違点をさらに説明する。
【００４１】
制御手段８０は、図６に示すように、演算手段８０ａにそれぞれ接続される荷重入力手段８４および荷重許容値記憶手段８５と、荷重入力手段８４に接続される荷重センサ７４とを備える。また、制御手段８０は、演算手段８０ａにそれぞれ接続される傾斜入力手段８６および傾斜許容値記憶手段８７と、傾斜入力手段８６に接続される傾斜センサ７６とを備える。
【００４２】
荷重センサ７４は、個々の車輪４０にかかる荷重を検出するセンサである。荷重センサ７４は、例えば車輪４０の懸架装置（図示なし）に設けられる。荷重センサ７４は、懸架装置が備えるダンパの油圧、または、懸架装置が備えるダンパやバネの伸長量などに基づいて、車輪４０にかかる荷重を検出する。
荷重入力手段８４には、複数の車輪４０の荷重（荷重センサ７４の検出結果）が入力される。
荷重許容値記憶手段８５には、複数の車輪４０の荷重分布不均等度の許容値が予め設定される（荷重分布不均等度の詳細は後述する）。
【００４３】
傾斜センサ７６は、カウンタウエイト台車３０の本体部３５の傾斜（地面Ｇに対する傾斜）を検出するセンサである。
傾斜入力手段８６には、カウンタウエイト台車３０の傾斜（傾斜センサ７６の検出結果）が入力される。
傾斜許容値記憶手段８７には、カウンタウエイト台車３０の傾斜の許容値が予め設定される。
【００４４】
（動作）
次に、カウンタウエイト台車制御装置１０１の動作を説明する。
【００４５】
まず、車輪４０にかかる荷重に基づいて制御手段８０が車輪４０の操舵角度θを制御する場合について説明する。車輪４０を適切な操舵角度θに制御することなく、図１に示すカウンタウエイト台車３０を旋回走行させると、カウンタウエイト台車３０の本体部３５が傾き、複数の車輪４０にかかる荷重が不均等になる。図６に示す荷重センサ７４は、個々の車輪４０の荷重の検出結果を荷重入力手段８４に出力する。演算手段８０ａは、荷重入力手段８４に入力された検出結果に基づき荷重分布不均等度（「実際の荷重分布不均等度」）を求める。「荷重分布不均等度」とは、複数の車輪４０にかかる荷重がどれくらい不均等であるかを示す量である。例えば、荷重分布不均等度は、複数の車輪４０にかかる荷重のうち最も大きい荷重と最も小さい荷重との差である。また例えば、荷重分布不均等度は、全ての車輪４０の荷重の平均値と、ある１つの車輪４０の荷重との差を求め、この差を各車輪４０について足し合わせたもの等である。一方、演算手段８０ａは、荷重許容値記憶手段８５から荷重分布不均等度の許容値を読み込む。演算手段８０ａは、実際の荷重分布不均等度と、その許容値との差異に応じて操舵アクチュエータ５０を制御する。具体的には例えば、制御手段８０は、実際の荷重分布不均等度が許容値を超えた場合に、車輪４０の実際の操舵角度θを予め設定された適切な操舵角度θに補正する。また例えば、制御手段８０は、実際の荷重分布不均等度とその許容値との差の大きさに応じて操舵角度θを制御する（差が大きくなるほど、操舵角度θを大きくする）。
【００４６】
次に、図１に示すカウンタウエイト台車３０の本体部３５の傾斜に基づいて車輪４０の操舵角度θを制御する場合について説明する。上述したように、車輪４０を適切な操舵角度θに制御することなくカウンタウエイト台車３０を旋回走行させると、カウンタウエイト台車３０の本体部３５が傾く。図６に示す傾斜センサ７６は、本体部３５（図１参照）の傾斜の検出結果（「実際の傾斜」）を傾斜入力手段８６を介して演算手段８０ａに出力する。演算手段８０ａは、傾斜許容値記憶手段８７から傾斜の許容値を読み込む。演算手段８０ａは、実際の傾斜と、その許容値との差異に応じて操舵アクチュエータ５０を制御する。具体的な制御方法は、車輪４０にかかる荷重に基づいて車輪４０の操舵角度θを制御する場合と同様である。
【００４７】
なお、車輪４０の操舵角度θを上記のように制御することにより、図４（ａ）（ｂ）に示す車輪４０の旋回半径ｒが小さくなりすぎる場合も考えられる。この場合、制御手段８０は、旋回半径ｒが適切な大きさのときの適切な操舵角度θよりも、制御する操舵角度θを小さくすることが好ましい。車輪４０の旋回半径ｒが小さくなりすぎたか否かは、例えば、荷重センサ７４や傾斜センサ７６（図６参照）の検出結果から判定できる。例えば、車輪４０の旋回半径ｒが大きくなった場合とは逆向きの傾斜を傾斜センサ７６（図６参照）が検出した場合や、旋回軌道Ｃの径方向内側の車輪４０ほど荷重が小さいことを荷重センサ７４（図６参照）が検出した場合に、旋回半径ｒが小さくなりすぎたと判定できる。また、旋回半径ｒが小さくなりすぎたか否かを判定するために、荷重許容値記憶手段８５（図６参照）や傾斜許容値記憶手段８７（図６参照）に傾斜や荷重の許容値を設定しても良い。
【００４８】
なお、図１に示す本体部３５の傾斜は、車輪４０の荷重の分布から間接的に求めても良い。例えば、本体部３５の傾斜は、図４（ａ）（ｂ）に示す旋回軌道Ｃの径方向内側の車輪４０と外側の車輪４０との荷重の差から求めても良い。
【００４９】
また、荷重および傾斜に基づいて車輪４０の操舵角度θを制御しても良く、荷重および傾斜のうち一方のみに基づいて同制御をしても良い。
【００５０】
また、図６に示すように、カウンタウエイト台車制御装置１０１に角度記憶手段８３（図６において二点鎖線で示す）を付加しても良い。この場合、カウンタウエイト台車制御装置１０１は、例えば次のように動作する。カウンタウエイト台車制御装置１（図３参照）と同様に、制御手段８０は、上部本体２０の旋回方向に応じて操舵角度θを制御する。そして、カウンタウエイト台車３０（図１参照）の旋回走行により、本体部３５（図１参照）の傾斜や車輪４０の荷重分布不均等度が許容値を超えた場合は、この傾斜や荷重分布不均等度に応じて車輪４０の操舵角度θをさらに変える。
【００５１】
（効果３）
次に、図６に示すカウンタウエイト台車制御装置１０１の効果を説明する。
制御手段８０は、複数の車輪４０の荷重が入力される荷重入力手段８４と、複数の車輪４０の荷重分布不均等度の許容値が設定された荷重許容値記憶手段８５と、をさらに備える。制御手段８０は、荷重入力手段８４に入力された荷重から求めた（実際の）荷重分布不均等度と、荷重許容値記憶手段８５に記憶された荷重分布不均等度（の許容値）と、の差異に応じて操舵アクチュエータ５０を制御する。
【００５２】
（効果３−１）上記制御により、複数の車輪４０にかかる荷重の分布が不均等になることを確実に抑制できる。
（効果３−２）また、制御手段８０は、実際の荷重分布負均等度に基づいて車輪４０の操舵角度θを制御する。よって、上部本体２０の旋回方向のみに基づいて車輪４０の操舵角度θを制御する場合に比べ、多半径のカウンタウエイト台車３０（図１参照）及び多機種のクレーン１０（図１参照）に本発明を容易に適用できる。
【００５３】
（効果４）
制御手段８０は、カウンタウエイト台車３０（図１参照）の傾斜が入力される傾斜入力手段８６と、カウンタウエイト台車３０の傾斜の許容値が設定された傾斜許容値記憶手段８７と、をさらに備える。制御手段８０は、傾斜入力手段８６に入力された（実際の）傾斜と、傾斜許容値記憶手段８７に記憶された傾斜（の許容値）と、の差異に応じて操舵アクチュエータ５０を制御する。
【００５４】
（効果４−１）この制御により、図１に示すカウンタウエイト台車３０の傾斜（本体部３５の傾斜）を確実に抑制できる。
（効果４−２）また、上記「効果３−２」と同様、多半径のカウンタウエイト台車３０及び多機種のクレーン１０に本発明を容易に適用できる。
【００５５】
（第２実施形態）
図７を参照して、第２実施形態のカウンタウエイト台車制御装置２０１について説明する。図６に示すカウンタウエイト台車制御装置１０１は、車輪４０を駆動させるアクチュエータを備えないが、図７に示すカウンタウエイト台車制御装置２０１は、車輪４０を駆動させる駆動アクチュエータ２６０を備える。また、図６に示すカウンタウエイト台車制御装置１０１では旋回方向入力手段８１に入力される信号は上部本体２０から出力されたが、図７に示すカウンタウエイト台車制御装置２０１では同信号は駆動アクチュエータ２６０に関する信号等に基づいて出力される。以下、上記相違点をさらに説明する。
【００５６】
カウンタウエイト台車制御装置２０１は、車輪４０を回転駆動させる駆動アクチュエータ２６０と、駆動アクチュエータ２６０に圧油を供給する油圧源２６１と、油圧源２６１と駆動アクチュエータ２６０との間に設けられる切換弁２６２と、切換弁２６２に入力される油圧信号用の配管に接続される旋回方向出力手段２６３と、を備える。
【００５７】
切換弁２６２は、駆動アクチュエータ２６０の動作を切り換える弁である。切換弁２６２は、駆動アクチュエータ２６０の動作指令用の油圧信号に応じて切換位置が切り換わる。切換弁２６２は、油圧源２６１から駆動アクチュエータ２６０への圧油の供給の有無や、圧油の方向を切り換える。
【００５８】
駆動アクチュエータ２６０は、例えば油圧モータであり、図１に示すカウンタウエイト台車３０の本体部３５に取り付けられる。図７に示す駆動アクチュエータ２６０は、油圧源２６１から供給された圧油により駆動される。駆動アクチュエータ２６０は、切換弁２６２の切換位置に応じた向きに車輪４０を駆動させる（または駆動を停止させる）。駆動アクチュエータ２６０が車輪４０を駆動させると、図４（ａ）又は（ｂ）に示すように、平面視右回り又は左回りにカウンタウエイト台車３０が旋回走行（自走）する。すなわち、図７に示す駆動アクチュエータ２６０の動作指令用の油圧信号は、上部本体２０（図１参照）の旋回方向を判別可能な信号である。また、駆動アクチュエータ２６０の駆動用の圧油の向きも、上部本体２０（図１参照）の旋回方向を判別可能な信号である。
【００５９】
旋回方向出力手段２６３は、駆動アクチュエータ２６０の動作指令用の油圧信号を電気信号に変換する手段である。旋回方向出力手段２６３は、上部本体２０（図１参照）の旋回方向を判別可能な電気信号を旋回方向入力手段８１に出力する。
【００６０】
（第２実施形態の変形例）
旋回方向出力手段２６３に代えて（または加えて）、駆動アクチュエータ２６０と切換弁２６２との間に旋回方向出力手段２６４（図７において二点鎖線で示す）を設けても良い。旋回方向出力手段２６４は、駆動アクチュエータ２６０の駆動用の油圧（圧油の向き）に基づいて、上部本体２０（図１参照）の旋回方向を判別可能な電気信号を旋回方向入力手段８１に出力する。
【００６１】
（効果６）
次に、図７に示すカウンタウエイト台車制御装置２０１の効果を説明する。
カウンタウエイト台車制御装置２０１は、車輪４０を回転駆動させる駆動アクチュエータ２６０と、駆動アクチュエータ２６０の動作指令用または駆動用の油圧に基づいて電気信号を出力する旋回方向出力手段２６３又は２６４と、をさらに備える。制御手段８０の旋回方向入力手段８１に入力される信号は、旋回方向出力手段２６３又は２６４から出力された電気信号である。
この構成では、カウンタウエイト台車３０（図１参照）内部の信号が、旋回方向入力手段８１に入力される。よって、図１に示す上部本体２０の旋回方向を判別するために、上部本体２０とカウンタウエイト台車３０とをつなぐ信号線を設ける（増設する）必要がない。したがって、カウンタウエイト台車３０以外の構成を従来のクレーン１０の構成としたまま、本発明を適用できる。
【００６２】
（第３実施形態）
図８に第３実施形態のカウンタウエイト台車制御装置３０１を示す。図７に示すカウンタウエイト台車制御装置２０１では、油圧源５１から操舵アクチュエータ５０に圧油が供給された。図８に示すカウンタウエイト台車制御装置３０１では、駆動アクチュエータ２６０の駆動用の油圧を、操舵アクチュエータ５０の駆動用の油圧として並列使用する。具体的には、駆動アクチュエータ２６０の油圧源２６１と、操舵アクチュエータ５０用の切換弁５２とを配管３５１ａで接続する。
【００６３】
（動作）
上部本体２０（図１参照）の旋回を開始させると、駆動アクチュエータ２６０及び操舵アクチュエータ５０が動作する。そして、車輪４０の実際の操舵角度θが適切な操舵角度θになる。このとき、油圧源２６１から駆動アクチュエータ２６０への圧油の供給はそのまま継続し、油圧源２６１から操舵アクチュエータ５０への圧油の供給を切換弁５２で停止させる。
【００６４】
（効果７）
このカウンタウエイト台車制御装置３０１では、駆動アクチュエータ２６０の駆動用の油圧を、操舵アクチュエータ５０の駆動用の油圧として使用する。よって、カウンタウエイト台車制御装置３０１の構成や動作をシンプルにできる。
【００６５】
（第３実施形態の変形例）
駆動アクチュエータ２６０の動作指令用の油圧を、操舵アクチュエータ５０の駆動用の油圧として並列使用しても良い。具体的には、切換弁２６２に入力される油圧信号用の配管と、切換弁５２とを配管３５１ｂ（図８において二点鎖線で示す）で接続する。この場合、上記第３実施形態に比べ、操舵アクチュエータ５０に供給される油圧が低いので、操舵アクチュエータ５０がパワー不足となる場合もありうる。この場合は次のような対策を採ることが好ましい。例えば、増圧装置を使用して、操舵アクチュエータ５０に供給する油圧を高くする。また例えば、操舵アクチュエータ５０が油圧シリンダの場合、シリンダボアを増加させる。また例えば、操舵アクチュエータ５０と車輪４０とを増力リンクなどで連結する。
【００６６】
（効果８）
このカウンタウエイト台車制御装置３０１では、駆動アクチュエータ２６０の動作指令用の油圧を、操舵アクチュエータ５０の駆動用の油圧として並列使用する。よって、上記「効果７」と同様に、カウンタウエイト台車制御装置３０１の構成や動作をシンプルにできる。
【００６７】
（その他の変形例）
実施形態１、２、及びそれらの変形例は、さらに様々に変形できる。
例えば、カウンタウエイト台車制御装置１（図３参照）等の電気回路や油圧回路は、同じ効果を奏する範囲で様々に変更できる。例えば、油圧信号は電気信号に適宜置換できる。また例えば、図８に示す切換弁２６２の指令用の信号を油圧信号から電気信号に置換した場合、旋回方向出力手段２６３又は２６４を介さずに、この電気信号を旋回方向入力手段８１に入力しても良い。
【００６８】
また例えば、図３等に示す制御手段８０が制御する車輪４０の適切な操舵角度θは様々に設定できる。例えば次の（ア）〜（キ）等のように操舵角度θを設定しても良い。（ア）車輪４０にかかる最大の荷重（本体部３５（図１参照）の重量）に応じた操舵角度θを角度記憶手段８３（図３参照）に予め設定しておく。（イ）車輪４０にかかる荷重の大きさを検出し、検出結果に応じて操舵角度θを制御する。車輪４０にかかる荷重は、例えばハンガーロープ３１（図１参照）の張力を検出するロードセル（図示なし）や、荷重センサ７４（図６参照）等で検出する。（ウ）図４（ａ）（ｂ）に示す旋回半径ｒに応じた操舵角度θを角度記憶手段８３（図３参照）に予め設定しておく。（エ）旋回半径ｒを検出し、検出結果に応じて操舵角度θを制御する。例えば、旋回半径ｒは、台車・本体連結部材３２（図１参照）の長さ検出センサ（図示なし）等で検出する。また例えば、旋回半径ｒは、第１マスト２２（図１参照）の起伏角度から算出する。（オ）図１に示すカウンタウエイト台車３０の旋回走行の速度（旋回走行時の最大速度や平均速度など）に応じて、操舵角度θを予め設定しておく。（カ）車輪４０の回転速度や上部本体２０の旋回走行の速度をセンサ（図示なし）で検出し、検出結果に応じて操舵角度θを制御する。（キ）車輪４０の内圧をセンサ（図示なし）で検出し、検出結果に応じて（図５（ｂ）に示す車輪４０の接地長さＡに応じて）操舵角度θを制御する。
【符号の説明】
【００６９】
１、１０１、２０１、３０１ カウンタウエイト台車制御装置
１０ クレーン
１５ 下部本体
２０ 上部本体
２５ 第１マスト（マスト）
３０ カウンタウエイト台車
４０ 車輪
５０ 操舵アクチュエータ
８０ 制御手段
８１ 旋回方向入力手段
８３ 角度記憶手段
８４ 荷重入力手段
８５ 荷重許容値記憶手段
８６ 傾斜入力手段
８７ 傾斜許容値記憶手段
２６０ 駆動アクチュエータ
２６３、２６４ 旋回方向出力手段
Ｃ 旋回軌道
Ｌ１ 接線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンのカウンタウエイト台車の動作を制御する、カウンタウエイト台車制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カウンタウエイト台車を備えるクレーンがある（例えば特許文献１〜３）。このカウンタウエイト台車は、マストから吊り下げられる。カウンタウエイト台車は、クレーンの上部本体が旋回する時、地面を走行して旋回する。カウンタウエイト台車は、所定質量以上の吊荷をクレーンで吊り上げると地面から浮上する。
【０００３】
特許文献１〜３に記載のカウンタウエイト台車は、連結部材を介して上部本体に連結される。これらの技術では、カウンタウエイト台車と連結部材とがピン結合されており、カウンタウエイト台車が地面に対して傾斜可能である（図９（ｂ）参照）。
また、カウンタウエイト台車と連結部材とが上下２点で連結されているなどにより、カウンタウエイト台車が地面に対して傾斜不能なものもある（図９（ｃ）参照）。
また、カウンタウエイト台車と上部本体とを直接連結する連結部材を備えないものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８９５４３４号公報
【特許文献２】特許第２８９５４３７号公報
【特許文献３】特公平２−５６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜３に記載のカウンタウエイト台車では、車輪の旋回半径が大きくなるという問題がある。この問題を図９（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。図９（ａ）に示すように、従来のカウンタウエイト台車では、車輪の向き（車輪の前後方向）を、車輪の旋回軌道Ｃの接線Ｌ１に一致させていた。また、上部本体の旋回の向きに関係なく、車輪の向きを同一の角度に設定していた。そのため、カウンタウエイト台車を旋回走行させると、車輪は適切な旋回軌道Ｃ（円軌道）よりも外側に進み、車輪の旋回半径ｒが大きくなる。車輪の旋回半径ｒが大きくなることにより次の問題がある。
【０００６】
上部本体とカウンタウエイト台車とが直接には接続されていない場合、カウンタウエイト台車は、通常はマスト先端部真下に位置している。ここで、車輪の旋回半径ｒが大きくなると、カウンタウエイト台車全体の旋回半径ｒも大きくなり、カウンタウエイト台車はマスト先端部真下よりも上部本体後方側に位置することになる。この状態で、所定質量以上の吊荷をクレーンで吊上げると、カウンタウエイト台車が地面から浮上する。すると、カウンタウエイト台車がマスト先端部真下（適切な旋回半径ｒ）に戻り、このとき、カウンタウエイト台車が振れる問題が生じる。
【０００７】
図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、上部本体とカウンタウエイト台車とが連結部材で接続されている場合、車輪の旋回半径ｒが大きくなってもカウンタウエイト台車の本体部の旋回半径ｒは一定のままである。そのため、次の問題がある。
【０００８】
図９（ｂ）に示すように、カウンタウエイト台車が傾斜可能なものの場合、車輪の旋回半径ｒが大きくなるが、カウンタウエイト台車の本体部の旋回半径ｒは大きくならないので、カウンタウエイト台車の本体部と車輪とで旋回半径に差が発生し、カウンタウエイト台車全体が傾斜する問題が生じる。特に、車輪がニューマチックタイヤ（空気を入れて使うタイヤ）のように歪みやすいものの場合、カウンタウエイト台車全体がより傾斜しやすい。
また、カウンタウエイト台車が傾斜すると、各車輪にかかる荷重が不均等になり、車輪が磨耗しやすくなり、車輪の寿命が短くなる。
【０００９】
図９（ｃ）に示すように、カウンタウエイト台車が傾斜不能なものの場合、車輪の旋回半径ｒが大きくなると、車輪が異常変形する。そのため、車輪の損傷や磨耗が生じやすくなり、車輪の寿命が短くなる。
【００１０】
また、上記の問題を回避するために、旋回半径ｒを適切な大きさに戻す作業（操作）を行う場合もある。具体的には例えば、図９（ａ）に示す状態から車輪の向きを変更して、旋回軌道Ｃの内側にカウンタウエイト台車３０を直進させた後、再び図９（ａ）に示す状態に戻す。このような作業を行うとクレーンの作業効率が悪化する。
【００１１】
そこで本発明では、カウンタウエイト台車の旋回走行時に車輪の旋回半径が大きくなることを抑制でき、クレーンの作業効率を向上できる、カウンタウエイト台車制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、クレーンのカウンタウエイト台車制御装置である。前記クレーンは、下部本体と、前記下部本体に旋回可能に取り付けられる上部本体と、前記上部本体に取り付けられるマストと、前記マストから吊り下げられるとともに車輪を備えるカウンタウエイト台車と、を備える。カウンタウエイト台車制御装置は、前記車輪の操舵角度を制御する操舵アクチュエータと、前記操舵アクチュエータを制御する制御手段と、を備える。前記制御手段は、前記上部本体の旋回方向を判別可能な信号が入力される旋回方向入力手段を備える。前記制御手段は、平面視において、前記車輪の位置における前記車輪の旋回軌道の接線よりも前記車輪が内側を向くように、前記操舵アクチュエータを制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、カウンタウエイト台車の旋回走行時に車輪の旋回半径が大きくなることを抑制でき、クレーンの作業効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】カウンタウエイト台車制御装置を備えるクレーンの全体図である。
【図２】図１に示す上部本体及びカウンタウエイト台車などの平面図である。
【図３】第１実施形態のカウンタウエイト台車制御装置のブロック図である。
【図４】図１に示すカウンタウエイト台車の車輪の模式的平面図である。
【図５】（ａ）車輪の平面図、及び（ｂ）車輪を車輪軸方向から見た図である。
【図６】第１実施形態の変形例の図３相当図である。
【図７】第２実施形態の図３相当図である。
【図８】第３実施形態の図３相当図である。
【図９】従来のカウンタウエイト台車等を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図５を参照して本発明の第１実施形態のカウンタウエイト台車制御装置１（図３参照）について説明する。なお、図４（ａ）は、カウンタウエイト台車が平面視右回りに旋回走行するときの車輪の模式的平面図である。図４（ｂ）はカウンタウエイト台車が平面視左回りに旋回走行するときの車輪の模式的平面図である。まず、カウンタウエイト台車制御装置１を備えるクレーン１０（図１参照）について説明する。
【００１６】
クレーン１０は、図１に示すように、吊荷を吊り上げる荷役機械である。クレーン１０は、例えば移動式クレーンであり、例えばラチスブームクローラクレーンである。クレーン１０は、下部本体１５と、下部本体１５の上方に取り付けられる上部本体２０と、上部本体２０にそれぞれ取り付けられるブーム２１、第１マスト２２（マスト）、及び第２マスト２３と、第１マスト２２から吊り下げられるカウンタウエイト台車３０と、カウンタウエイト台車３０の動作を制御するカウンタウエイト台車制御装置１（図３参照）とを備える。
【００１７】
下部本体１５は、クレーン１０を移動させる部分（下部走行体）であり、例えばクローラを備える（ホイールでも良い）。
上部本体２０は、旋回中心Ｏ１（図２参照）を中心に旋回可能に、下部本体１５の上方に取り付けられる。上部本体２０には、前方側から順に、ブーム２１、第１マスト２２、及び第２マスト２３が起伏可能に取り付けられる。
ブーム２１は、ワイヤロープを介して吊荷を吊り下げる構造物であり、例えばラチス構造（格子状構造）を備える。
第１マスト２２（マスト）は、ワイヤロープやガイラインを介してブーム２１を起伏させる構造物であり、例えばラチス構造を備える。
第２マスト２３は、ガイライン等を介して第１マスト２２を起伏させる部材であり、箱型構造を備える。
【００１８】
カウンタウエイト台車３０は、吊荷を吊ったクレーン１０が前方側へ回転しようとするモーメントを打ち消して、クレーン１０の吊り上げ能力を向上させるおもりである。カウンタウエイト台車３０は、第１マスト２２の先端部からハンガーロープ３１を介して吊り下げられる。カウンタウエイト台車３０は、ブーム２１で吊り上げる吊荷の質量が所定値未満の場合（吊荷を吊らない場合を含む）、地面Ｇに接する。カウンタウエイト台車３０は、吊荷の質量が所定値以上の場合、地面Ｇから浮上する。カウンタウエイト台車３０は、下部本体１５に対する上部本体２０の旋回に伴って旋回走行可能である（詳細は後述）。カウンタウエイト台車３０は、本体部３５と、本体部３５に取り付けられた車輪４０と、本体部３５に取り付けられ車輪４０の動作を制御する操舵アクチュエータ５０（図３参照）とを備える。カウンタウエイト台車３０と上部本体２０とは、台車・本体連結部材３２で連結される。
【００１９】
台車・本体連結部材３２は、カウンタウエイト台車３０（本体部３５）と上部本体２０とを連結し、これらの距離を一定（略一定でも良い）に保つ部材である。図２に示すように、台車・本体連結部材３２は、例えば上部本体２０の左右の側面から上部本体２０後方側に突出する２本の棒状部材などである。台車・本体連結部材３２は、１本の棒状部材や、棒状以外の部材などでも良い。図１に示すように、台車・本体連結部材３２と本体部３５とは、地面Ｇに対して本体部３５が傾斜可能となるように連結される。この連結は例えばピン結合等である。なお、地面Ｇに対して本体部３５が回動不能となるように、台車・本体連結部材３２と本体部３５とを連結しても良く、この連結は例えば上下２点以上のピン結合等でも良い（図９（ｃ）参照）。また、台車・本体連結部材３２はなくても良い。
【００２０】
車輪４０は、カウンタウエイト台車３０を旋回走行させるための部材である。車輪４０は、内部に空気を入れて用いるゴムタイヤ（ニューマチックタイヤ）である。車輪４０は、本体部３５の下端部に複数設けられる（例えば図４（ａ）（ｂ）では４つ）。図４（ａ）（ｂ）に示すように、車輪４０は、上部本体２０（図２参照）の略前後方向（後述する旋回半径ｒにほぼ沿う方向）に並ぶように、複数列設けられる（例えば図１では３列、図４（ａ）（ｂ）では２列）。車輪４０は、上部本体２０（図２参照）の略横方向（後述する旋回軌道Ｃにほぼ沿う方向）に並ぶように、複数列設けられる（例えば図４（ａ）（ｂ）では２列）（以下、特に断らない限り車輪４０については図４（ａ）（ｂ）を参照）。
【００２１】
また、上部本体２０（図２参照）の略前後方向に並ぶ複数の車輪４０は、１つの回転中心Ｏ２を中心に一体的に（まとまって）操舵（回転）される。なお、複数の車輪４０それぞれが個別に操舵されても良い。また、図４（ａ）（ｂ）では、２つの車輪４０が一体的に操舵される例を示したが、３以上の車輪４０が一体的に操舵されても良い。
【００２２】
カウンタウエイト台車制御装置１（図３参照）は、図１に示すクレーン１０が備える装置であり、カウンタウエイト台車３０の動作を制御する装置である。カウンタウエイト台車制御装置１は、主に、上部本体２０の旋回方向（図４（ａ）又は（ｂ）参照）に応じて、車輪４０の操舵角度θを制御する装置である。カウンタウエイト台車制御装置１は、主にカウンタウエイト台車３０内に配置される（カウンタウエイト台車制御装置１の構成要素の一部が上部本体２０等に配置されても良い）。図３に示すように、カウンタウエイト台車制御装置１は、車輪４０に取り付けられる操舵アクチュエータ５０と、操舵アクチュエータ５０に圧油を供給する油圧源５１と、油圧源５１と操舵アクチュエータ５０との間に配置される切換弁５２と、切換弁５２に接続される制御手段８０と、車輪４０の操舵方向を検出する角度センサ７２とを備える。
【００２３】
操舵アクチュエータ５０は、車輪４０の操舵角度θを制御するアクチュエータである（以下、特に断らない限り操舵角度θについては図４（ａ）（ｂ）参照。操舵角度θの詳細は後述）。操舵アクチュエータ５０は、例えば油圧シリンダや油圧モータ等である。操舵アクチュエータ５０は、油圧源５１から供給された圧油により駆動される。操舵アクチュエータ５０は、切換弁５２の切換位置に応じて、車輪４０の操舵角度θを変更するように動作する（または動作を停止する）。
【００２４】
切換弁５２は、操舵アクチュエータ５０の動作を切り換える弁である。切換弁５２は、制御手段８０から入力された電気信号（油圧等の信号でも良い）に応じて切換位置が切り換わる。切換弁５２は、油圧源５１から操舵アクチュエータ５０への圧油の供給の有無や、圧油の方向を切り換える。
【００２５】
角度センサ７２は、車輪４０の操舵角度θを検出するセンサである。例えば、角度センサ７２は、車輪４０の操舵角度θを直接検出する。また例えば、角度センサ７２は、操舵アクチュエータ５０の伸縮位置や回転位置を検出することで間接的に車輪４０の操舵角度θを検出しても良い。角度センサ７２により、接線Ｌ１（後述）と半直線Ｌ２（後述）とがなす角度が検出される。角度センサ７２は、制御手段８０の角度入力手段８２（後述）に、検出結果を出力する。
【００２６】
制御手段８０は、操舵アクチュエータ５０の動作を制御する手段（コントローラ）である。制御手段８０は、カウンタウエイト台車３０（図１参照）内に設置される（上部本体２０などに設置しても良い）。制御手段８０は、各種演算を行い切換弁５２に信号を出力する演算手段８０ａと、演算手段８０ａにそれぞれ接続される旋回方向入力手段８１、角度入力手段８２、及び角度記憶手段８３を備える。
【００２７】
旋回方向入力手段８１には、上部本体２０の旋回方向を判別可能な信号が入力される。旋回方向入力手段８１に入力される信号は、上部本体２０から出力される電気信号である。旋回方向入力手段８１と上部本体２０とが電線で接続される。上部本体２０の旋回方向を判別可能な信号は、例えば、クレーン１０（図１参照）のオペレータのレバー操作に基づく電気信号、また例えば、同レバー操作に基づく油圧信号を電気信号に変換したもの、また例えば、上部本体２０の旋回用の油圧モータ（図示なし）を駆動させるための油圧を電気信号に変換したもの、などである。
【００２８】
角度入力手段８２には、車輪４０の操舵角度θの検出結果（「実際の操舵角度θ」）が角度センサ７２から入力される。
【００２９】
角度記憶手段８３には、上部本体２０の旋回方向に応じた車輪４０の「適切な操舵角度θ」（補正角度）が予め設定されている。
【００３０】
（動作）
次に、カウンタウエイト台車制御装置１の動作を説明する。動作の概略は次の通りである。制御手段８０は、車輪４０の実際の操舵角度θが角度記憶手段８３に設定された適切な操舵角度θになるように操舵アクチュエータ５０を制御する。制御手段８０は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、平面視において、車輪４０の位置における車輪４０の旋回軌道Ｃの接線Ｌ１よりも車輪４０が内側を向くように、操舵アクチュエータ５０（図３参照）を制御する。以下、動作の詳細を説明する。
【００３１】
まず、クレーン１０（図１参照）のオペレータが上部本体２０を旋回させるためのレバー操作をする。すると、図３に示すように、上部本体２０から旋回方向入力手段８１に、上部本体２０の旋回方向（以下、単に「旋回方向」とも言う）を判別可能な電気回路が入力される。演算手段８０ａは、旋回方向入力手段８１からの入力信号に応じて（旋回方向に応じて）、角度記憶手段８３から適切な操舵角度θを読み込む。一方、角度センサ７２から角度入力手段８２を介して演算手段８０ａに、車輪４０の実際の操舵角度θの検出結果が入力される。演算手段８０ａは、車輪４０の実際の操舵角度θが適切な操舵角度θになるように、切換弁５２に指令を出力する。切換弁５２の切り換え位置に応じて操舵アクチュエータ５０が動作し、車輪４０の操舵角度θが変わる。このとき、上部本体２０が旋回しながら、かつ、カウンタウエイト台車３０（図２参照）が旋回走行しながら、車輪４０の操舵角度θが変わる。車輪４０の実際の操舵角度θが適切な操舵角度θになると、制御手段８０は操舵アクチュエータ５０の動作を停止させる。なお、上部本体２０の旋回の開始と、車輪４０の操舵角度θの変更の開始や終了のタイミングは様々に変更できる。例えば、上部本体２０等の旋回を開始する前に、車輪４０の操舵角度θの変更を開始しても良い。また例えば、車輪４０が適切な操舵角度θになった後に、上部本体２０等の旋回を開始しても良い。
【００３２】
（操舵角度θの詳細）
次に、制御手段８０に制御される車輪４０の操舵角度θの詳細を説明する。図４（ａ）（ｂ）に示すように、平面視において、車輪４０の位置における車輪４０の旋回軌道Ｃの接線Ｌ１よりも車輪４０が内側を向くように、制御手段８０が操舵アクチュエータ５０を制御する。制御手段８０は、カウンタウエイト台車３０が備える全ての車輪４０がこの条件を満たすように制御する。
「車輪４０の位置」とは、車輪４０の操舵の回転中心Ｏ２である。複数の車輪４０（図４（ａ）（ｂ）では２つ）が一体的に回転中心Ｏ２を中心に回転する場合は、これら複数の車輪の回転中心Ｏ２が「車輪４０の位置」である。また、複数の車輪４０それぞれが別個に操舵される場合は、各車輪についての回転中心Ｏ２（図示なし）が「車輪４０の位置」である。
「車輪４０の旋回軌道Ｃ」とは、上部本体２０（図２参照）の旋回中心Ｏ１を中心とする円であって、「車輪４０の位置（回転中心Ｏ２）」を通る円（円軌道）である。なお、旋回中心Ｏ１と回転中心Ｏ２とをつなぐ線分を「旋回半径ｒ」とする。
「接線Ｌ１よりも車輪４０が内側を向く」とは、車輪４０前後方向前側（ほぼ進行方向前側）の部分が、旋回中心Ｏ１側を向くという意味である。すなわち、次に述べる半直線Ｌ２は、接線Ｌ１よりも旋回中心Ｏ１側を向く。ここで半直線Ｌ２は、回転中心Ｏ２（「車輪４０の位置」）から車輪４０前後方向前側に延びる半直線であり、車輪４０の前後方向と平行な（車輪４０の幅方向に直交する）半直線である。制御手段８０が制御する操舵角度θは、具体的には例えば接線Ｌ１と半直線Ｌ２とがなす角度である。
【００３３】
制御手段８０が制御する車輪４０の適切な操舵角度θ（以下、「適切な操舵角度θ」を単に「操舵角度θ」とも言う）の具体的な値は、調査（実験、解析）や検討に基づいて求める。例えば、カウンタウエイト台車３０の旋回走行時に旋回半径ｒの長さが一定となるような操舵角度θを実験や解析により見つける。この実験や解析は、吊荷がない状態（車輪４０にかかる負荷が最も大きくなる状態）を条件として行うことが好ましい。
【００３４】
また例えば、操舵角度θは、図５（ｂ）に示す車輪４０の接地長さＡに基づいて求めても良い。接地長さＡとは、車輪４０と地面Ｇとが接する部分の、車輪４０前後方向における長さである。例えば、接地長さＡが長いほど、操舵角度θを小さくする。さらに詳しくは、例えば次のように操舵角度θを設定する（以下、平面視を前提とする）。
（点Ｌ１ａについて） 図５（ａ）に示すように、接線Ｌ１上の点であって、車輪４０の操舵の回転中心Ｏ２から車輪４０前後方向前側に「係数α」×「接地長さＡ」進んだ点を点Ｌ１ａとする。上記の係数αは様々に設定でき、例えば１．３〜１．７、例えば１．５などである。
（直線Ｌ３について） 接線Ｌ１と平行な直線であって、接線Ｌ１から旋回軌道Ｃ（図４（ａ）（ｂ）参照）の内側に距離Ｂ離れた直線を直線Ｌ３とする。上記の距離Ｂは、複数の車輪４０の配置や個々の車輪４０の寸法等から定まる一定の長さである。距離Ｂは、具体的には例えば、２つの車輪４０が一体となって回転中心Ｏ２を中心として操舵される場合、回転中心Ｏ２と、旋回軌道Ｃ（図４（ａ）（ｂ）参照）の内側の車輪４０の平面視における中心Ｏ３と、の距離などである。
（点Ｌ２ａ等について） 点Ｌ１ａを通るとともに接線Ｌ１に直交する直線Ｌ４と、直線Ｌ３との交点を点Ｌ２ａとする。このとき、車輪４０の回転中心Ｏ２から車輪４０前後方向前側に延びる半直線Ｌ２が点Ｌ２ａを通るように、操舵角度θを設定する。
操舵角度θは、具体的には例えば０．５°〜１．５°、例えば１°などである。なお、図５（ａ）では、車輪４０前後方向が接線Ｌ１と平行な車輪４０（操舵角度θの補正前の車輪４０）を実線で示し、操舵角度θを変更した後の（補正後の）車輪４０を二点鎖線で示す。
【００３５】
（効果）
次に、図３に示すカウンタウエイト台車制御装置１の効果を説明する。カウンタウエイト台車制御装置１は、図１に示すクレーン１０が備える装置である。クレーン１０は、下部本体１５と、下部本体１５に旋回可能に取り付けられる上部本体２０と、上部本体２０に取り付けられる第１マスト２２と、第１マスト２２から吊り下げられるとともに車輪４０を備えるカウンタウエイト台車３０と、を備える。図３に示すカウンタウエイト台車制御装置１は、車輪４０の操舵角度θを制御する操舵アクチュエータ５０と、操舵アクチュエータ５０を制御する制御手段８０と、を備える。
【００３６】
（効果１）
制御手段８０は、上部本体２０の旋回方向を判別可能な信号が入力される旋回方向入力手段８１を備える。制御手段８０は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、平面視において、車輪４０の位置における車輪４０の旋回軌道Ｃの接線Ｌ１よりも車輪４０（の前後方向前側）が内側を向くように操舵アクチュエータ５０を制御する。
よって、カウンタウエイト台車３０の旋回走行時に車輪４０の旋回半径ｒが大きくなることを抑制できる。その結果、大きくなった旋回半径ｒを元に戻す作業を行う必要性を減らせるので、クレーン１０（図１参照）での作業効率を向上させることができる。
【００３７】
また、車輪４０の旋回半径ｒが大きくなることを抑制できるので、次の効果がある。
（ａ）図１に示すように、カウンタウエイト台車３０が地面Ｇに対して傾斜可能となるように、カウンタウエイト台車３０と上部本体２０とが台車・本体連結部材３２で連結される場合、カウンタウエイト台車３０が地面Ｇに対して傾斜することを抑制できる。よって、この傾斜により複数の車輪４０にかかる荷重が不均衡になることや、この傾斜による車輪４０の変形を抑制できる。その結果、車輪４０の寿命を長くできる。
（ｂ）カウンタウエイト台車３０が地面Ｇに対して傾斜不能となるように、カウンタウエイト台車３０と上部本体２０とが台車・本体連結部材３２で連結される場合（図９（ｃ）参照）、車輪４０が変形することを抑制できる。その結果、車輪４０の寿命を長くできる。
（ｃ）カウンタウエイト台車３０と上部本体２０とが台車・本体連結部材３２で連結されない場合、カウンタウエイト台車３０が地面Ｇから浮上したときに、カウンタウエイト台車３０が振れる危険を抑制できる。
【００３８】
（効果２）
図３に示す制御手段８０は、上部本体２０の旋回方向に応じた車輪４０の適切な操舵角度θが予め設定された角度記憶手段８３を備える。制御手段８０は、車輪４０の実際の操舵角度θが角度記憶手段８３に設定された適切な操舵角度θになるように操舵アクチュエータ５０を制御する。
車輪４０の適切な操舵角度θが角度記憶手段８３に予め設定されているので、車輪４０の適切な操舵角度θをその都度演算する場合に比べ、車輪４０操舵の制御の応答速度を速くでき、この制御をシンプルにできる。
【００３９】
（効果５）
制御手段８０の旋回方向入力手段８１に入力される信号は、上部本体２０から出力される電気信号である。
よって、図１に示す車輪４０を駆動させる場合（後述する第２実施形態参照）だけでなく、車輪４０を駆動させない場合にも、本発明を適用できる。
【００４０】
（第１実施形態の変形例）
図６を参照して、第１実施形態の変形例のカウンタウエイト台車制御装置１０１について説明する。上述したカウンタウエイト台車制御装置１（図３参照）は、上部本体２０を旋回させる信号が制御手段８０に入力された時に、車輪４０の操舵角度を制御した。変形例のカウンタウエイト台車制御装置１０１は、車輪４０の旋回半径ｒが大きくなったことを検知した時に、車輪４０の操舵角度を制御する。以下、上記相違点をさらに説明する。
【００４１】
制御手段８０は、図６に示すように、演算手段８０ａにそれぞれ接続される荷重入力手段８４および荷重許容値記憶手段８５と、荷重入力手段８４に接続される荷重センサ７４とを備える。また、制御手段８０は、演算手段８０ａにそれぞれ接続される傾斜入力手段８６および傾斜許容値記憶手段８７と、傾斜入力手段８６に接続される傾斜センサ７６とを備える。
【００４２】
荷重センサ７４は、個々の車輪４０にかかる荷重を検出するセンサである。荷重センサ７４は、例えば車輪４０の懸架装置（図示なし）に設けられる。荷重センサ７４は、懸架装置が備えるダンパの油圧、または、懸架装置が備えるダンパやバネの伸長量などに基づいて、車輪４０にかかる荷重を検出する。
荷重入力手段８４には、複数の車輪４０の荷重（荷重センサ７４の検出結果）が入力される。
荷重許容値記憶手段８５には、複数の車輪４０の荷重分布不均等度の許容値が予め設定される（荷重分布不均等度の詳細は後述する）。
【００４３】
傾斜センサ７６は、カウンタウエイト台車３０の本体部３５の傾斜（地面Ｇに対する傾斜）を検出するセンサである。
傾斜入力手段８６には、カウンタウエイト台車３０の傾斜（傾斜センサ７６の検出結果）が入力される。
傾斜許容値記憶手段８７には、カウンタウエイト台車３０の傾斜の許容値が予め設定される。
【００４４】
（動作）
次に、カウンタウエイト台車制御装置１０１の動作を説明する。
【００４５】
まず、車輪４０にかかる荷重に基づいて制御手段８０が車輪４０の操舵角度θを制御する場合について説明する。車輪４０を適切な操舵角度θに制御することなく、図１に示すカウンタウエイト台車３０を旋回走行させると、カウンタウエイト台車３０の本体部３５が傾き、複数の車輪４０にかかる荷重が不均等になる。図６に示す荷重センサ７４は、個々の車輪４０の荷重の検出結果を荷重入力手段８４に出力する。演算手段８０ａは、荷重入力手段８４に入力された検出結果に基づき荷重分布不均等度（「実際の荷重分布不均等度」）を求める。「荷重分布不均等度」とは、複数の車輪４０にかかる荷重がどれくらい不均等であるかを示す量である。例えば、荷重分布不均等度は、複数の車輪４０にかかる荷重のうち最も大きい荷重と最も小さい荷重との差である。また例えば、荷重分布不均等度は、全ての車輪４０の荷重の平均値と、ある１つの車輪４０の荷重との差を求め、この差を各車輪４０について足し合わせたもの等である。一方、演算手段８０ａは、荷重許容値記憶手段８５から荷重分布不均等度の許容値を読み込む。演算手段８０ａは、実際の荷重分布不均等度と、その許容値との差異に応じて操舵アクチュエータ５０を制御する。具体的には例えば、制御手段８０は、実際の荷重分布不均等度が許容値を超えた場合に、車輪４０の実際の操舵角度θを予め設定された適切な操舵角度θに補正する。また例えば、制御手段８０は、実際の荷重分布不均等度とその許容値との差の大きさに応じて操舵角度θを制御する（差が大きくなるほど、操舵角度θを大きくする）。
【００４６】
次に、図１に示すカウンタウエイト台車３０の本体部３５の傾斜に基づいて車輪４０の操舵角度θを制御する場合について説明する。上述したように、車輪４０を適切な操舵角度θに制御することなくカウンタウエイト台車３０を旋回走行させると、カウンタウエイト台車３０の本体部３５が傾く。図６に示す傾斜センサ７６は、本体部３５（図１参照）の傾斜の検出結果（「実際の傾斜」）を傾斜入力手段８６を介して演算手段８０ａに出力する。演算手段８０ａは、傾斜許容値記憶手段８７から傾斜の許容値を読み込む。演算手段８０ａは、実際の傾斜と、その許容値との差異に応じて操舵アクチュエータ５０を制御する。具体的な制御方法は、車輪４０にかかる荷重に基づいて車輪４０の操舵角度θを制御する場合と同様である。
【００４７】
なお、車輪４０の操舵角度θを上記のように制御することにより、図４（ａ）（ｂ）に示す車輪４０の旋回半径ｒが小さくなりすぎる場合も考えられる。この場合、制御手段８０は、旋回半径ｒが適切な大きさのときの適切な操舵角度θよりも、制御する操舵角度θを小さくすることが好ましい。車輪４０の旋回半径ｒが小さくなりすぎたか否かは、例えば、荷重センサ７４や傾斜センサ７６（図６参照）の検出結果から判定できる。例えば、車輪４０の旋回半径ｒが大きくなった場合とは逆向きの傾斜を傾斜センサ７６（図６参照）が検出した場合や、旋回軌道Ｃの径方向内側の車輪４０ほど荷重が小さいことを荷重センサ７４（図６参照）が検出した場合に、旋回半径ｒが小さくなりすぎたと判定できる。また、旋回半径ｒが小さくなりすぎたか否かを判定するために、荷重許容値記憶手段８５（図６参照）や傾斜許容値記憶手段８７（図６参照）に傾斜や荷重の許容値を設定しても良い。
【００４８】
なお、図１に示す本体部３５の傾斜は、車輪４０の荷重の分布から間接的に求めても良い。例えば、本体部３５の傾斜は、図４（ａ）（ｂ）に示す旋回軌道Ｃの径方向内側の車輪４０と外側の車輪４０との荷重の差から求めても良い。
【００４９】
また、荷重および傾斜に基づいて車輪４０の操舵角度θを制御しても良く、荷重および傾斜のうち一方のみに基づいて同制御をしても良い。
【００５０】
また、図６に示すように、カウンタウエイト台車制御装置１０１に角度記憶手段８３（図６において二点鎖線で示す）を付加しても良い。この場合、カウンタウエイト台車制御装置１０１は、例えば次のように動作する。カウンタウエイト台車制御装置１（図３参照）と同様に、制御手段８０は、上部本体２０の旋回方向に応じて操舵角度θを制御する。そして、カウンタウエイト台車３０（図１参照）の旋回走行により、本体部３５（図１参照）の傾斜や車輪４０の荷重分布不均等度が許容値を超えた場合は、この傾斜や荷重分布不均等度に応じて車輪４０の操舵角度θをさらに変える。
【００５１】
（効果３）
次に、図６に示すカウンタウエイト台車制御装置１０１の効果を説明する。
制御手段８０は、複数の車輪４０の荷重が入力される荷重入力手段８４と、複数の車輪４０の荷重分布不均等度の許容値が設定された荷重許容値記憶手段８５と、をさらに備える。制御手段８０は、荷重入力手段８４に入力された荷重から求めた（実際の）荷重分布不均等度と、荷重許容値記憶手段８５に記憶された荷重分布不均等度（の許容値）と、の差異に応じて操舵アクチュエータ５０を制御する。
【００５２】
（効果３−１）上記制御により、複数の車輪４０にかかる荷重の分布が不均等になることを確実に抑制できる。
（効果３−２）また、制御手段８０は、実際の荷重分布負均等度に基づいて車輪４０の操舵角度θを制御する。よって、上部本体２０の旋回方向のみに基づいて車輪４０の操舵角度θを制御する場合に比べ、多半径のカウンタウエイト台車３０（図１参照）及び多機種のクレーン１０（図１参照）に本発明を容易に適用できる。
【００５３】
（効果４）
制御手段８０は、カウンタウエイト台車３０（図１参照）の傾斜が入力される傾斜入力手段８６と、カウンタウエイト台車３０の傾斜の許容値が設定された傾斜許容値記憶手段８７と、をさらに備える。制御手段８０は、傾斜入力手段８６に入力された（実際の）傾斜と、傾斜許容値記憶手段８７に記憶された傾斜（の許容値）と、の差異に応じて操舵アクチュエータ５０を制御する。
【００５４】
（効果４−１）この制御により、図１に示すカウンタウエイト台車３０の傾斜（本体部３５の傾斜）を確実に抑制できる。
（効果４−２）また、上記「効果３−２」と同様、多半径のカウンタウエイト台車３０及び多機種のクレーン１０に本発明を容易に適用できる。
【００５５】
（第２実施形態）
図７を参照して、第２実施形態のカウンタウエイト台車制御装置２０１について説明する。図６に示すカウンタウエイト台車制御装置１０１は、車輪４０を駆動させるアクチュエータを備えないが、図７に示すカウンタウエイト台車制御装置２０１は、車輪４０を駆動させる駆動アクチュエータ２６０を備える。また、図６に示すカウンタウエイト台車制御装置１０１では旋回方向入力手段８１に入力される信号は上部本体２０から出力されたが、図７に示すカウンタウエイト台車制御装置２０１では同信号は駆動アクチュエータ２６０に関する信号等に基づいて出力される。以下、上記相違点をさらに説明する。
【００５６】
カウンタウエイト台車制御装置２０１は、車輪４０を回転駆動させる駆動アクチュエータ２６０と、駆動アクチュエータ２６０に圧油を供給する油圧源２６１と、油圧源２６１と駆動アクチュエータ２６０との間に設けられる切換弁２６２と、切換弁２６２に入力される油圧信号用の配管に接続される旋回方向出力手段２６３と、を備える。
【００５７】
切換弁２６２は、駆動アクチュエータ２６０の動作を切り換える弁である。切換弁２６２は、駆動アクチュエータ２６０の動作指令用の油圧信号に応じて切換位置が切り換わる。切換弁２６２は、油圧源２６１から駆動アクチュエータ２６０への圧油の供給の有無や、圧油の方向を切り換える。
【００５８】
駆動アクチュエータ２６０は、例えば油圧モータであり、図１に示すカウンタウエイト台車３０の本体部３５に取り付けられる。図７に示す駆動アクチュエータ２６０は、油圧源２６１から供給された圧油により駆動される。駆動アクチュエータ２６０は、切換弁２６２の切換位置に応じた向きに車輪４０を駆動させる（または駆動を停止させる）。駆動アクチュエータ２６０が車輪４０を駆動させると、図４（ａ）又は（ｂ）に示すように、平面視右回り又は左回りにカウンタウエイト台車３０が旋回走行（自走）する。すなわち、図７に示す駆動アクチュエータ２６０の動作指令用の油圧信号は、上部本体２０（図１参照）の旋回方向を判別可能な信号である。また、駆動アクチュエータ２６０の駆動用の圧油の向きも、上部本体２０（図１参照）の旋回方向を判別可能な信号である。
【００５９】
旋回方向出力手段２６３は、駆動アクチュエータ２６０の動作指令用の油圧信号を電気信号に変換する手段である。旋回方向出力手段２６３は、上部本体２０（図１参照）の旋回方向を判別可能な電気信号を旋回方向入力手段８１に出力する。
【００６０】
（第２実施形態の変形例）
旋回方向出力手段２６３に代えて（または加えて）、駆動アクチュエータ２６０と切換弁２６２との間に旋回方向出力手段２６４（図７において二点鎖線で示す）を設けても良い。旋回方向出力手段２６４は、駆動アクチュエータ２６０の駆動用の油圧（圧油の向き）に基づいて、上部本体２０（図１参照）の旋回方向を判別可能な電気信号を旋回方向入力手段８１に出力する。
【００６１】
（効果６）
次に、図７に示すカウンタウエイト台車制御装置２０１の効果を説明する。
カウンタウエイト台車制御装置２０１は、車輪４０を回転駆動させる駆動アクチュエータ２６０と、駆動アクチュエータ２６０の動作指令用または駆動用の油圧に基づいて電気信号を出力する旋回方向出力手段２６３又は２６４と、をさらに備える。制御手段８０の旋回方向入力手段８１に入力される信号は、旋回方向出力手段２６３又は２６４から出力された電気信号である。
この構成では、カウンタウエイト台車３０（図１参照）内部の信号が、旋回方向入力手段８１に入力される。よって、図１に示す上部本体２０の旋回方向を判別するために、上部本体２０とカウンタウエイト台車３０とをつなぐ信号線を設ける（増設する）必要がない。したがって、カウンタウエイト台車３０以外の構成を従来のクレーン１０の構成としたまま、本発明を適用できる。
【００６２】
（第３実施形態）
図８に第３実施形態のカウンタウエイト台車制御装置３０１を示す。図７に示すカウンタウエイト台車制御装置２０１では、油圧源５１から操舵アクチュエータ５０に圧油が供給された。図８に示すカウンタウエイト台車制御装置３０１では、駆動アクチュエータ２６０の駆動用の油圧を、操舵アクチュエータ５０の駆動用の油圧として並列使用する。具体的には、駆動アクチュエータ２６０の油圧源２６１と、操舵アクチュエータ５０用の切換弁５２とを配管３５１ａで接続する。
【００６３】
（動作）
上部本体２０（図１参照）の旋回を開始させると、駆動アクチュエータ２６０及び操舵アクチュエータ５０が動作する。そして、車輪４０の実際の操舵角度θが適切な操舵角度θになる。このとき、油圧源２６１から駆動アクチュエータ２６０への圧油の供給はそのまま継続し、油圧源２６１から操舵アクチュエータ５０への圧油の供給を切換弁５２で停止させる。
【００６４】
（効果７）
このカウンタウエイト台車制御装置３０１では、駆動アクチュエータ２６０の駆動用の油圧を、操舵アクチュエータ５０の駆動用の油圧として使用する。よって、カウンタウエイト台車制御装置３０１の構成や動作をシンプルにできる。
【００６５】
（第３実施形態の変形例）
駆動アクチュエータ２６０の動作指令用の油圧を、操舵アクチュエータ５０の駆動用の油圧として並列使用しても良い。具体的には、切換弁２６２に入力される油圧信号用の配管と、切換弁５２とを配管３５１ｂ（図８において二点鎖線で示す）で接続する。この場合、上記第３実施形態に比べ、操舵アクチュエータ５０に供給される油圧が低いので、操舵アクチュエータ５０がパワー不足となる場合もありうる。この場合は次のような対策を採ることが好ましい。例えば、増圧装置を使用して、操舵アクチュエータ５０に供給する油圧を高くする。また例えば、操舵アクチュエータ５０が油圧シリンダの場合、シリンダボアを増加させる。また例えば、操舵アクチュエータ５０と車輪４０とを増力リンクなどで連結する。
【００６６】
（効果８）
このカウンタウエイト台車制御装置３０１では、駆動アクチュエータ２６０の動作指令用の油圧を、操舵アクチュエータ５０の駆動用の油圧として並列使用する。よって、上記「効果７」と同様に、カウンタウエイト台車制御装置３０１の構成や動作をシンプルにできる。
【００６７】
（その他の変形例）
実施形態１、２、及びそれらの変形例は、さらに様々に変形できる。
例えば、カウンタウエイト台車制御装置１（図３参照）等の電気回路や油圧回路は、同じ効果を奏する範囲で様々に変更できる。例えば、油圧信号は電気信号に適宜置換できる。また例えば、図８に示す切換弁２６２の指令用の信号を油圧信号から電気信号に置換した場合、旋回方向出力手段２６３又は２６４を介さずに、この電気信号を旋回方向入力手段８１に入力しても良い。
【００６８】
また例えば、図３等に示す制御手段８０が制御する車輪４０の適切な操舵角度θは様々に設定できる。例えば次の（ア）〜（キ）等のように操舵角度θを設定しても良い。（ア）車輪４０にかかる最大の荷重（本体部３５（図１参照）の重量）に応じた操舵角度θを角度記憶手段８３（図３参照）に予め設定しておく。（イ）車輪４０にかかる荷重の大きさを検出し、検出結果に応じて操舵角度θを制御する。車輪４０にかかる荷重は、例えばハンガーロープ３１（図１参照）の張力を検出するロードセル（図示なし）や、荷重センサ７４（図６参照）等で検出する。（ウ）図４（ａ）（ｂ）に示す旋回半径ｒに応じた操舵角度θを角度記憶手段８３（図３参照）に予め設定しておく。（エ）旋回半径ｒを検出し、検出結果に応じて操舵角度θを制御する。例えば、旋回半径ｒは、台車・本体連結部材３２（図１参照）の長さ検出センサ（図示なし）等で検出する。また例えば、旋回半径ｒは、第１マスト２２（図１参照）の起伏角度から算出する。（オ）図１に示すカウンタウエイト台車３０の旋回走行の速度（旋回走行時の最大速度や平均速度など）に応じて、操舵角度θを予め設定しておく。（カ）車輪４０の回転速度や上部本体２０の旋回走行の速度をセンサ（図示なし）で検出し、検出結果に応じて操舵角度θを制御する。（キ）車輪４０の内圧をセンサ（図示なし）で検出し、検出結果に応じて（図５（ｂ）に示す車輪４０の接地長さＡに応じて）操舵角度θを制御する。
【符号の説明】
【００６９】
１、１０１、２０１、３０１ カウンタウエイト台車制御装置
１０ クレーン
１５ 下部本体
２０ 上部本体
２５ 第１マスト（マスト）
３０ カウンタウエイト台車
４０ 車輪
５０ 操舵アクチュエータ
８０ 制御手段
８１ 旋回方向入力手段
８３ 角度記憶手段
８４ 荷重入力手段
８５ 荷重許容値記憶手段
８６ 傾斜入力手段
８７ 傾斜許容値記憶手段
２６０ 駆動アクチュエータ
２６３、２６４ 旋回方向出力手段
Ｃ 旋回軌道
Ｌ１ 接線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンのカウンタウエイト台車制御装置であって、
前記クレーンは、
下部本体と、
前記下部本体に旋回可能に取り付けられる上部本体と、
前記上部本体に取り付けられるマストと、
前記マストから吊り下げられるとともに車輪を備えるカウンタウエイト台車と、を備え、
前記車輪の操舵角度を制御する操舵アクチュエータと、
前記操舵アクチュエータを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記上部本体の旋回方向を判別可能な信号が入力される旋回方向入力手段を備え、
前記制御手段は、平面視において、前記車輪の位置における前記車輪の旋回軌道の接線よりも前記車輪が内側を向くように、前記操舵アクチュエータを制御する、カウンタウエイト台車制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記上部本体の旋回方向に応じた前記車輪の操舵角度が予め設定された角度記憶手段をさらに備え、
前記車輪の操舵角度が前記角度記憶手段に設定された操舵角度になるように前記操舵アクチュエータを制御する、請求項１に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
複数の前記車輪の荷重が入力される荷重入力手段と、
複数の前記車輪の荷重分布不均等度の許容値が設定された荷重許容値記憶手段と、をさらに備え、
前記荷重入力手段に入力された前記荷重から求めた荷重分布不均等度と、前記荷重許容値記憶手段に記憶された荷重分布不均等度と、の差異に応じて前記操舵アクチュエータを制御する、請求項１または２に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記カウンタウエイト台車の傾斜が入力される傾斜入力手段と、
前記カウンタウエイト台車の傾斜の許容値が設定された傾斜許容値記憶手段と、をさらに備え、
前記傾斜入力手段に入力された前記傾斜と、前記傾斜許容値記憶手段に記憶された前記傾斜と、の差異に応じて前記操舵アクチュエータを制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項５】
前記制御手段の前記旋回方向入力手段に入力される信号は、前記上部本体から出力される電気信号である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項６】
前記車輪を回転駆動させる駆動アクチュエータと、
前記駆動アクチュエータの動作指令用または駆動用の油圧に基づいて、電気信号を出力する旋回方向出力手段と、をさらに備え、
前記制御手段の前記旋回方向入力手段に入力される信号は、前記旋回方向出力手段から出力された電気信号である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項７】
前記車輪を回転駆動させる駆動アクチュエータを備え、
前記駆動アクチュエータの駆動用の油圧を、前記操舵アクチュエータの駆動用の油圧として使用する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項８】
前記車輪を回転駆動させる駆動アクチュエータを備え、
前記駆動アクチュエータの動作指令用の油圧を、前記操舵アクチュエータの駆動用の油圧として使用する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項１】
クレーンのカウンタウエイト台車制御装置であって、
前記クレーンは、
下部本体と、
前記下部本体に旋回可能に取り付けられる上部本体と、
前記上部本体に取り付けられるマストと、
前記マストから吊り下げられるとともに車輪を備えるカウンタウエイト台車と、を備え、
前記車輪の操舵角度を制御する操舵アクチュエータと、
前記操舵アクチュエータを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記上部本体の旋回方向を判別可能な信号が入力される旋回方向入力手段を備え、
前記制御手段は、平面視において、前記車輪の位置における前記車輪の旋回軌道の接線よりも前記車輪が内側を向くように、前記操舵アクチュエータを制御する、カウンタウエイト台車制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記上部本体の旋回方向に応じた前記車輪の操舵角度が予め設定された角度記憶手段をさらに備え、
前記車輪の操舵角度が前記角度記憶手段に設定された操舵角度になるように前記操舵アクチュエータを制御する、請求項１に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
複数の前記車輪の荷重が入力される荷重入力手段と、
複数の前記車輪の荷重分布不均等度の許容値が設定された荷重許容値記憶手段と、をさらに備え、
前記荷重入力手段に入力された前記荷重から求めた荷重分布不均等度と、前記荷重許容値記憶手段に記憶された荷重分布不均等度と、の差異に応じて前記操舵アクチュエータを制御する、請求項１または２に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記カウンタウエイト台車の傾斜が入力される傾斜入力手段と、
前記カウンタウエイト台車の傾斜の許容値が設定された傾斜許容値記憶手段と、をさらに備え、
前記傾斜入力手段に入力された前記傾斜と、前記傾斜許容値記憶手段に記憶された前記傾斜と、の差異に応じて前記操舵アクチュエータを制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項５】
前記制御手段の前記旋回方向入力手段に入力される信号は、前記上部本体から出力される電気信号である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項６】
前記車輪を回転駆動させる駆動アクチュエータと、
前記駆動アクチュエータの動作指令用または駆動用の油圧に基づいて、電気信号を出力する旋回方向出力手段と、をさらに備え、
前記制御手段の前記旋回方向入力手段に入力される信号は、前記旋回方向出力手段から出力された電気信号である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項７】
前記車輪を回転駆動させる駆動アクチュエータを備え、
前記駆動アクチュエータの駆動用の油圧を、前記操舵アクチュエータの駆動用の油圧として使用する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【請求項８】
前記車輪を回転駆動させる駆動アクチュエータを備え、
前記駆動アクチュエータの動作指令用の油圧を、前記操舵アクチュエータの駆動用の油圧として使用する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のカウンタウエイト台車制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−９５２８３（Ｐ２０１３−９５２８３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０１９６（Ｐ２０１１−２４０１９６）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（３０４０２０３６２）コベルコクレーン株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（３０４０２０３６２）コベルコクレーン株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
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