移動式クレーン
【課題】クレーンの構造がコンパクトでありながらブームの縦たわみや横たわみを効果的に抑制でき、大きな吊上げ能力を達成できる移動式クレーンを提供する。
【解決手段】走行車体１に搭載した旋回台に起伏自在に取付けた伸縮ブーム５を有する移動式クレーンであって、旋回台に搭載した左ウインチ１４Ｌおよび右ウインチ１４Ｒを備え、左ウインチ１４Ｌから繰り出された左ロープ２０Ｌと、右ウインチ１４Ｒから繰り出された右ロープ２０Ｒとがブーム先端部に止着されている。左右のウインチ１４Ｌ、１４Ｒによる左右のロープ２０Ｌ，２０Ｒの張力を制御するための張力制御装置を備えており、張力制御装置は、伸縮ブーム５の縦たわみ量及び／又は横たわみ量を検出するたわみ検出器６０と、左右いずれかのウインチ１４Ｌ、１４Ｒを駆動し、たわみ量を許容値以下に補正するコントローラ５０とからなる。
【解決手段】走行車体１に搭載した旋回台に起伏自在に取付けた伸縮ブーム５を有する移動式クレーンであって、旋回台に搭載した左ウインチ１４Ｌおよび右ウインチ１４Ｒを備え、左ウインチ１４Ｌから繰り出された左ロープ２０Ｌと、右ウインチ１４Ｒから繰り出された右ロープ２０Ｒとがブーム先端部に止着されている。左右のウインチ１４Ｌ、１４Ｒによる左右のロープ２０Ｌ，２０Ｒの張力を制御するための張力制御装置を備えており、張力制御装置は、伸縮ブーム５の縦たわみ量及び／又は横たわみ量を検出するたわみ検出器６０と、左右いずれかのウインチ１４Ｌ、１４Ｒを駆動し、たわみ量を許容値以下に補正するコントローラ５０とからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動式クレーンに関する。さらに詳しくは、ブームの縦たわみと横たわみを抑制して吊上げ能力を向上させた移動式クレーンに関する。
【０００２】
本発明の対象となる移動式クレーンは、走行車体にクレーンを搭載したものであって、このような移動式クレーンには、装輪式車体を用いるトラッククレーンやホイールクレーン、クローラ式車体を用いるクローラ式クレーン等がある。
これらのうち大部分は、走行車体に旋回台を搭載し、その旋回台上にブームを起伏自在に取付けブームの旋回と起伏を可能とした構造であるが、旋回台を用いず、ブームを起伏自在に取付けた構造のものも含まれる。
ブームは多段式であり、油圧シリンダで自動伸縮させるものの外に、油圧シリンダを内蔵せずブームの継ぎ足しで長さを可変とするものも含まれる。さらに、ブームの先端に継ぎ足し専用のジブを装着してブーム長さを更に延長するものも含まれる。
【背景技術】
【０００３】
移動式クレーンは、ブームを多段化して伸縮長さを長くし、そうすることによって揚程を大きくとって、高い所への荷揚げと高い所からの荷降ろしを可能としている。
このようなクレーンの高揚程化は、建築やその他の産業分野でクレーンの利用可能性を高めるものである。
しかるに、移動式クレーンにおけるブームの多段化と、その結果として得られる伸縮長さの長大化は、ブームの構造的強度の面からの限界が顕在化するに至っている。
【０００４】
クレーン作業では、ブームを旋回させることにより、自機を中心とした周囲全方向での作業を可能とし、ブームを起立・倒伏させることにより、高所作業も遠方作業も可能とし、立体空間内での荷役を可能としている。
しかるに、ブームを倒伏すると、ブームを下向きに曲げようとする縦曲げモーメントが大きくなって、ブームが下向きに撓みやすくなる。
一方、ブームを起立させると、ブームにそれ自体を圧縮する力が大きくなって、これに風や偏荷重等の外力が作用すると、ブームを横に曲げようとする横曲げがモーメントが大きくなり、横撓みが発生しやすくなる。
【０００５】
上記の縦曲げモーメントや横曲げモーメントを抑制するため、特許文献１〜４の従来技術が提案されている。
特許文献１の従来技術は、ジブ（ブームともいうが技術的意味は同じである）の上面にガントリーを立設し、ジブ先端から吊下したフックと旋回台上のウインチとの間に掛け廻したロープを、ジブ先端からガントリー上端の滑車にも掛け廻している。このガントリーを介在させてジブ先端との間に張設したロープにより、ジブの縦曲げモーメントに対する抵抗を与え、ジブの縦曲げを抑制しようとするものである。
【０００６】
特許文献２の従来技術は、ジブの上面に張設台（前記ガントリーに相当）を設けた点は特許文献１と同様の構成であるが、これに加え、ジブ先端に連結したロープを張設台上端の滑車を介して張設台の根元に設けたウインチに導いている。このロープは荷役用のロープとは別物であって、ウインチによって張力を加減することにより、ジブの縦曲げを効果的に抑制できるようになっている。
なお、ジブに対して横方向の安定性を得られるとの記述もあり、ジブの横安定性という課題も示されている。
【０００７】
上記特許文献１，２は主としてブームの縦曲げを抑制するものであるが、特許文献３，４はブームの横曲げの防止も主たる課題としたものである。
すなわち、特許文献３，４の従来技術は、図８に示すように、主ジブ104の基礎箱形部105の上面に引張補強スタンド109が配置されており、この引張補強スタンド109と先端側のジブ108の頭部との間に引張り補強ロープ111,111´が連結されている。この補強ロープ111,111´は主ジブ104の縦たわみ抑制用である。
また、図９に示すように、主ジブ104の基礎箱形部105から左右両側方に延びる引張補強支持部118,119が配置されており、その引張補強支持部118,119と先端側のジブ108の頭部との間に、引張り補強ロープ121,121´が連結されている。この補強ロープ121,121´は主ジブ104の横たわみ防止用である。
なお、101は走行車体、102は上部旋回体、106〜108はジブの伸縮段である。
【０００８】
しかるに、特許文献１〜４の従来技術は、ブームの上面にガントリーや張設台、あるいは引張補強スタンドと引張補強支持部を組合せた引張補強設備を備えている。これらの設備は、ブームの上方や側方に大きく突出するものであるので、ブームの起伏角を大きくした状態で旋回させると、旋回軌跡が大きくなり、狭い場所でのクレーン作業が出来なくなる。また、ブームにのせた設備の重量が重くなるので、クレーンの吊上げ能力が低下してしまうという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公昭５６−４３９９５号公報
【特許文献２】特開昭５７−１８４０９２号公報
【特許文献３】ＤＥ１９９３０５３７号公報
【特許文献４】ＤＥ１００２２６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、クレーンの構造がコンパクトで狭い場所でのクレーン作業が可能であり、しかもブームの縦たわみや横たわみを効果的に抑制でき、大きな吊上げ能力を達成できる移動式クレーン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】
【００１１】
第１発明の移動式クレーンは、走行車体と、該走行車体に旋回自在に搭載した旋回台と、該旋回台に起伏自在に取付けた伸縮ブームとを備え、該伸縮ブームが、基端側の主ブームと、該主ブームから先端に伸びた位置に配置される副ブームからなる移動式クレーンであって、前記旋回台に搭載した左ウインチと右ウインチからなる緊張ウインチと、前記緊張ウインチと前記伸縮ブームの先端部との間に張設された緊張ロープとを備えており、前記緊張ロープは、前記左ウインチから繰り出された左ロープと、前記右ウインチから繰り出された右ロープとからなり、前記左右のウインチによる前記左右のロープの張力を制御するための張力制御装置を有することを特徴とする。
第２発明の移動式クレーンは、第１発明において、前記張力制御装置が、前記伸縮ブームの縦たわみ量及び／又は横たわみ量を検出するたわみ検出器と、前記左右のウインチを駆動する左右の駆動部と、前記たわみ検出器が検出したたわみ量を入力し、前記たわみ量を許容値以下に補正するように前記左右のウインチの駆動部に制御信号を送る張力制御手段を有するコントローラとからなることを特徴とする。
第３発明の移動式クレーンは、第１発明において、前記張力制御装置が、前記左ロープに作用する張力を検出する左ロープ張力検出器および前記右ロープに作用する張力を検出する右ロープ張力検出器からなるロープ張力検出器と、前記左ロープの張力と前記右ロープの張力を入力し、前記左ロープ張力と前記右ロープ張力の和を演算して、その演算値が許容値以上のとき前記左右のウインチの駆動部に巻取り方向の制御信号を送る縦張力制御手段を有するコントローラとからなることを特徴とする。
第４発明の移動式クレーンは、第１発明において、前記張力制御装置が、前記左ロープに作用する張力を検出する左ロープ張力検出器および前記右ロープに作用する張力を検出する右ロープ張力検出器からなるロープ張力検出器と、前記左ロープの張力と前記右ロープの張力を入力し、前記左ロープ張力と前記右ロープ張力の差を演算して、その演算値が許容値以上のときロープ張力が高い方のウインチの駆動部に巻取り方向の制御信号を送る横張力制御手段を有するコントローラとからなることを特徴とする。
第５発明の移動式クレーンは、第３または第４発明において、請求項３または４の張力制御装置において、吊荷の荷重を検出する荷重検出器を設けており、前記コントローラは、前記荷重検出器からの吊荷荷重に基づいて吊荷の地切りか否かを判断すると共に、地切り直後において前記左ロープ張力と前記右ロープ張力の差が許容値以下にならなかった場合は張力制御を終了させる制御終了手段を有することを特徴とする。
第６発明の移動式クレーンは、第１発明において、前記旋回台に左右の張出しステーが設けられ、前記各左右の張出しステーの先端部に滑車が取付けられており、前記左右のウインチから繰り出された左右のロープが、前記張出しステーの滑車を経てブーム先端部との間に張設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によれば、張力制御装置により、左右のウインチを巻き取って左右の両ロープの張力を高めると、ブームの縦たわみを抑制することができる。そして、左右いずれか一方のウインチを巻き取ってその一方のロープを張力を高めると、他方へたわもうとしている伸縮ブームの横たわみを防止できる。このため、クレーンの吊上げ能力が高くなる。しかも、左右のウインチは旋回台に搭載されており伸縮ブームには重量物の搭載はなされていない。したがって、ブーム重量が軽くなることからもクレーンの吊上げ能力を大きくできる。
第２発明によれば、たわみ検出器が伸縮ブームの縦たわみを検出すると、左右の両ウインチを巻き取って左右の両ロープの張力を高める。これにより、ブームの縦たわみを抑制することができる。そして、たわみ検出器が伸縮ブームの左右いずれか一方への横たわみを検出すると、他方のウインチを巻き取って反たわみ側のロープを張力を高めることによって、ブームの一方への横たたわみを防止できる。
第３発明によれば、ロープ張力検出器により左右ロープの張力の和を検出すると伸縮ブームに縦たわみが発生したと認識できる。すると、コントローラの縦張力制御手段が左右のウインチを共に駆動する制御信号を駆動信号出力部に送って、左右のウインチにより左右のロープを巻取り方向に巻き取る。これにより、伸縮ブームに発生している縦たわみが抑制される。
第４発明によれば、ロープ張力検出器により左右ロープの張力の差を検出すると伸縮ブームに横たわみが発生したと認識できる。すると、コントローラの横張力制御手段が左右いずれか一方の反たわみ側のウインチを駆動する制御信号を駆動信号出力部に送って、巻取方向にウインチを駆動する。これにより、伸縮ブームに発生している横たわみが防止される。
第５発明によれば、荷重検出器の検出値が急増したときは、吊荷を吊上げた直後の地切り状態と判断できる。この状態で伸縮ブームに横たわみが発生し、左右いずれか一方のロープ張力を増加させて横たわみを防止しようとしてもできなかったときは制御終了手段により張力制御を終了させ、同時に吊荷を下げる等の処置をすれば、ウインチや伸縮ブームの損傷を防止できる。
第６発明によれば、張出しステーによって左右のロープの伸縮ブームの長軸線に対する交差角が大きくなるので、ロープ張力の横たわみを防止分力が大きくなる。このため、クレーンの吊上げ能力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る移動式クレーンＱの斜視図である。
【図２】図１の移動式クレーンＱの平面図である。
【図３】伸縮ブームの縦たわみ抑制制御の説明図である。
【図４】伸縮ブームの横たわみ防止制御の説明図である。
【図５】本発明における張力制御装置の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明における張力制御装置の他の例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る移動式クレーンＲの斜視図である。
【図８】特許文献３の従来技術の斜視図である。
【図９】特許文献３の従来技術の背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
以下では、本発明をトラッククレーンに適用した第１、第２実施形態の移動式クレーンに基づき説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
まず、トラッククレーンとしての移動式クレーンＱの基本的構造を、図１および図２に基づき説明する。１は公知の走行車体であり、この走行車体１には走行のための原動機や運転室、車輪の外、クレーン作業中の安定を確保するアウトリガ２が設けられている。走行車体１の上面には旋回台３が搭載され、油圧モータ等により水平面内で360°旋回できるようになっている。なお、旋回台３には図示しないカウンタウエイトやクレーン運転室、吊上げ作業用ウインチその他の設備が設けられている。
【００１６】
前記旋回台３には伸縮ブーム５が起伏自在に取付けられている。伸縮ブーム５は、基端側の主ブーム５Ａと、この主ブーム５Ａにテレスコープ式に嵌挿した複数段の副ブーム５Ｂ，５Ｃ，５Ｄからなる。図示の例では、副ブーム５Ｂ〜５Ｄは３本であるが、２本以下でもよく４本以上でもよい。各副ブーム５Ｂ〜５Ｄの伸縮動作は油圧シリンダで行われる。
【００１７】
前記主ブーム５Ａの基端部はピン６で旋回台３に枢支され、主ブーム５Ａと旋回台３との間には油圧シリンダで構成した起伏シリンダ７が取付けられている。この起伏シリンダ７を伸長させると伸縮ブーム５が起立し、起伏シリンダ７を収縮させると伸縮ブーム５が倒伏する。
【００１８】
前記伸縮ブーム５の先端、つまり副ブーム５Ｄの先端に形成されているブームヘッド５Ｅからは、図示しないフックを備えたワイヤロープが吊り下げられ、そのワイヤロープは伸縮ブーム５に沿って旋回台３に導かれて図示しないウインチで巻き取られている。
このウインチによるフックの上げ下げと、伸縮ブーム５の起伏、旋回、そして伸縮を組合せることにより、立体空間内での荷揚げと荷降ろしが可能となっている。
【００１９】
つぎに、本実施形態の移動式クレーンＱの特徴部分を説明する。
旋回台３には、緊張ウインチ１４を構成する左ウインチ１４Ｌと右ウインチ１４Ｒが搭載されている。この左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒには、油圧モータ駆動型や電動モータ駆動型が用いられる。左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒの搭載位置は、旋回台３上において、主ブーム５Ａの中心軸を境にして左右に振り分けられた位置であり、可能な限り中心から離れた位置であることが、ブームの横たわみを防止するのに好ましい。
【００２０】
一方、伸縮ブーム５の先端部、たとえば副ブーム５Ｄの先端位置かブームヘッド５Ｅには係止フック１５が取付けられている。
そして、左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒからそれぞれ繰り出された左右のロープ２０Ｌ，２０Ｒが前記係止フック１５に止着されている。
なお、左ウインチ１４Ｌから繰り出されたロープを左ロープ２０Ｌといい、右ウインチ１４Ｒから繰り出されたロープを右ロープ２０Ｒといい、緊張ロープ２０は、この２つのロープ２０Ｌ，２０Ｒで構成されている。
【００２１】
図３に示すように、ウインチ１４は旋回台３上に設置されるが、その高さは、主ブーム５Ａを枢支するピン６よりも高くして、ウインチ１４から繰り出された緊張ロープ２０が伸縮ブーム５の軸線より高くなるようにしている。また、ウインチ１４のピン６を起点とする設置高さは高いほど、ブームの縦たわみを抑止するのに好ましい。
【００２２】
つぎに、図５に基づき張力制御装置の構成を説明する。
符号５０はコントローラで、コンピュータ等で構成された情報処理装置である。このコントローラ５０には、コンピュータソフトで実行される縦張力制御手段５１や横張力制御手段５２、制御終了手段５３が内蔵されており、その実行に必要な各種データや演算ソフトも内蔵されている。
５５は駆動信号出力部であり、コントローラ５０からの制御信号を受けて、駆動部１４Ｌｄ，１４Ｒｄに制御信号を出力する。駆動部１４Ｌｄ，１４Ｒｄはウインチ１４Ｌ，１４Ｒの駆動部であって、左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒが油圧モータ駆動型の場合は、油圧モータに供給する作動油圧力を制御する電磁比例弁が該当する。また、電動モータ駆動型の場合は、モータのパワー駆動部が該当する。そして、これらの駆動部１４Ｌｄ，１４Ｒｄが駆動信号を送ることで、ウインチ１４Ｌ，１４Ｒの張力を制御できる。
【００２３】
符号６０は伸縮ブーム５のたわみを検出するたわみ検出器であり、縦たわみを検出する縦たわみ検出器６１と横たわみ検出器６２からなる。
縦たわみ検出器６１も横たわみ検出器６２も、角速度を検出するジャイロや加速度を検出する加速度センサなどで構成できるが、これら以外でもブームの縦たわみや横たわみを検出できるのであれば、どのようなセンサを用いてもよい。
なお、これらの検出器の取付部位は、ブームの変位が現れやすいブーム先端部が好ましいが、それ以外の部位でもよい。
【００２４】
前記左右のウインチ１４は左右のロープ２０Ｌ，２０Ｒの長さをブーム伸縮長さに合わせて調整すると共に、必要な張力が得られるように駆動される。すなわち、伸縮ブーム５の伸長動作時には、ウインチ１４はロープ２０Ｌ，２０Ｒを繰り出しながら、ある程度の張力が作用した状態を保つように正転し、伸縮ブーム５の収縮動作時には、ウインチ１４はロープ２０Ｌ，２０Ｒを巻き戻しつつ、ある程度の張力が残るように逆転する。このような制御は、ウインチ駆動用の油圧モータを常時低圧で巻上げ側に駆動しておき、ブーム伸長時には、前記駆動力に抗してロープを引き出し、ブーム収縮時には前記低駆動力でのロープの巻き取りを行わせることにより実現できる、なお、ロープ張力を検出して許容範囲に収めるようなフィードバック制御で実現してもよく、このような制御方式は任意である。
【００２５】
つぎに伸縮ブーム５のたわみ補正方法を説明する。
まず、縦たわみ検出器６１が伸縮ブーム５の縦たわみを検出したときは、縦張力制御手段５１の指令により、左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒを共に巻き取って左右のロープ２０Ｌ，２０Ｒの張力を高める。これにより、伸縮ブーム５の縦たわみを抑制することができる。
【００２６】
つぎに、横たわみ検出器６２が伸縮ブーム５の左右いずれか一方への横たわみを検出したときは、横張力制御手段５２の指令により、他方のウインチを巻き取って反たわみ側のロープを張力を高めることによって、伸縮ブーム５の一方への横たたわみを防止できる。たとえば、図４に示すように、伸縮ブーム５が右側方への横たわみを生じた場合は、反たわみ側である左ウインチ１４Ｌによって左ロープ２０Ｌの張力を高める。これにより伸縮ブーム５は右側への横たわみが矯正されるか、横たわみが進行しないように防止されている。
また、図示はしていないが、伸縮ブーム５が左側方への横たわみを生じた場合は、反たわみ側である右ウインチ１４Ｒによって右ロープ２０Ｒの張力を高める。これにより伸縮ブーム５は左側への横たわみが矯正されるか、横たわみが進行しないように防止されている。
【００２７】
本実施形態では、上記のようにして、伸縮ブーム５の縦たわみや横たわみが防止されるので、クレーンの吊上げ能力を高くすることができる。
そして、上記の張力制御装置において、たわみ検出器６０が、伸縮ブーム５の縦たわみや横たわみの停止を検出したり、あるいは更にたわみが生じていない状態に復帰したことを検出すると、制御終了手段５３が働いてたわみ補正制御は終了する。
【００２８】
上記本実施形態においては、左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒは旋回台３に搭載されており伸縮ブーム５には重量物の搭載はなされていない。したがって、ブーム重量が軽くなるので、この点からもクレーン吊上げ能力を大きくできるという利点がある。
【００２９】
図６に基づき、張力制御装置の他の例を説明する。
この張力制御装置は、図５に示すたわみ検出器６０を用いる代りに、つぎのブーム長検出器６５とブーム起伏角検出器６６とロープ張力検出器６７を用いたものである。
符号６５は、ブーム長検出器である。伸縮ブーム５の伸縮長さは、専用のブーム長さ検出器や吊上げ用ワイヤロープの繰出し長さ等で検出できるが、その具体的手段は任意であり、ブーム長さえ検出できれば、どのような検出器を用いてもよい。
符号６６は、ブーム起伏角検出器である。伸縮ブーム５の起伏角はポテンショメータ等の専用の角度検出器等で検出できるが、その具体的手段は任意であり、ブーム起伏角さえ検出できれば、どのような検出器を用いてもよい。
【００３０】
符号６７は、ロープ張力検出器であり、左ロープ２０Ｌの張力を検出する左ロープ張力検出器６７Ｌと右ロープ２０Ｒの張力を検出する右ロープ張力検出器６７Ｒとからなる。このロープ張力検出器６７は、左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒが油圧モータ駆動であれば、モータ供給油路の内部圧力を検出し、電動モータ駆動であれば、モータートルクを検出することにより実現できる。なお、これら以外の公知の検知手段、たとえばロードセル等でロープ張力を検出してもよい。
縦張力制御手段５１および横張力制御手段５２や制御終了手段５３、そして、駆動信号出力部５５や駆動部１４Ｌｄ、１４Ｒｄは、図５と実質同一であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
上記の張力制御装置において、ブーム長検出器６５の検出値が大きくブーム起伏角検出器６６の検出値が大きいときは伸縮ブーム５が起立して高く伸びているので、伸縮ブーム５に横たわみが発生しやすい状況であると判断できる。
また、ブーム長検出器６５の検出値が大きいが起伏角検出値６６の検出値が小さいときは、伸縮ブーム５が倒伏し、かつ長く伸びているので、縦たわみが発生しやすい状況と判断できる。
このような伸縮ブーム５の状況検出は後述するロープ張力と合わせて、伸縮ブーム５の縦たわみと横たわみの発生を確認する指標とされる。
【００３２】
図６の張力制御装置において、伸縮ブーム５の縦たわみの補正制御は、つぎのように行われる。
コントローラ５０が、左ロープ張力検出器６７Ｌで検出した左ロープ２０Ｌの張力と右ロープ張力検出器６７Ｒで検出した右ロープ２０Ｒの張力を入力し、左ロープ張力と右ロープ張力の和を演算する。そして、ブーム長さとブーム起伏角も加えて状況把握したうえで、その演算値が許容値以上と判断されるときは伸縮ブーム５に縦たわみが生じていると判断する。
この場合、縦張力制御手段５１から駆動信号出力部５５に制御信号を送り、左右のウインチの駆動部１４Ｌｄ、１４Ｒｄに共に巻取り方向の駆動信号を送り、左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒを同時駆動する。これにより伸縮ブーム５の縦たわみを抑制することができる。
【００３３】
また、伸縮ブーム５の横たわみの補正制御は、つぎのように行われる。
コントローラ５０が、左ロープ張力検出器６７Ｌで検出したロープ２０Ｌの張力と右ロープ張力検出器６７Ｒで検出した右ロープ２０Ｒの張力を入力し、左ロープ張力と右ロープ張力の差を演算する。そして、ブーム長さとブーム起伏角も加えて状況把握したうえで、その演算値が許容値以上のときは、伸縮ブーム５に左右いずれかの方向への横たわみが生じていると判断する。
この場合、コントローラ５０の横張力制御手段５２が制御信号を出力し、駆動信号出力部５５から左右の駆動部１４Ｌｄ、１４Ｒｄのいずれかに駆動電流を流すので、左右いずれか一方のウインチ１４Ｌ，１４Ｒが駆動される。そして、左右のロープ張力の差が許容値以下になるまで、あるいは小さい方の張力が所定値まで増加するまで、左右いずれか一方のウインチ１４Ｌ、１４Ｒが駆動されると、伸縮ブーム５に発生している横たわみが防止される。なお、この場合の伸縮ブーム５の横たわみ補正方法は、図５に示す張力制御装置を用いた場合と同様である。
【００３４】
図６の張力制御装置において、更に荷重検出器６８を追加したものは、フェイルセーフ機能を果たすことができる。
荷重検出器６８は、吊荷の重量を検出するセンサであり、この荷重検出器６８は吊上げ用ワイヤロープの張力を検出する外、任意の手段を採用してよい。
なお、荷重検出する代りに、伸縮ブーム５に作用するモーメントを検出してもよい。モーメントの検出は、吊荷重量とブーム作業半径から演算してもよく、ブームに作用するモーメントをストレンゲージなどで直接検出してもよい。
【００３５】
図６に示す前記コントローラ５０には、縦張力制御手段５１および横張力制御手段５２のほか、制御終了手段５３が内蔵されている。この制御終了手段５３は、前記各張力制御手段５１，５２をソフト的処理で終了させる手段である。
たとえば、荷重検出器６８の検出値が急増したときは、吊荷を吊上げた直後の地切り状態と判断できる。この状態で伸縮ブーム５に横たわみが発生し、左右いずれか一方のロープ張力を増加させて横たわみを防止しようとしてもそれができなかったときは制御終了手段５３により張力制御を終了させる。この場合、同時に吊荷を下げる等の処置をすれば、ウインチ１４Ｌ、１４Ｒや伸縮ブーム５の損傷を防止するというフェイルセーフ機能を発揮することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
つぎに、図７に基づき第２実施形態の移動式クレーンＲを説明する。
本実施形態は、図１に示す第１実施形態の移動式クレーンＱに、張出しステーを追加したものである。左右の張出しステー４１Ｌ，４１Ｒは、それぞれの先端に滑車４２，４２を取付けている。
各張出しステー４１Ｌ，４１Ｒは、その基部が旋回台３に取付けられ、先端部の滑車４２，４２がウインチ１４Ｌ，１４Ｒよりも左右方向の遠い位置に存するようになっている。
なお、各滑車４２は球面軸受等を用いて張出しステー４１Ｌ，４１Ｒに取付けて、伸縮ブーム５の起伏動作に伴って左右ロープ２０Ｌ，２０Ｒの張設角度が変動しても、それに追随するようにしておくことが好ましい。
【００３７】
上記以外の構成は、第１実施形態と実質同一であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
また、張力制御装置は、図５あるいは図６に図示のものを用いることができる。
【００３８】
本実施形態の移動式クレーンＲでは、張出しステー４１Ｌ，４１Ｒによって左右のロープ２０Ｌ，２０Ｒがブーム基端部において左右に張り出しているので、左右のロープ２０Ｌ，２０Ｒの伸縮ブーム５の長軸線に対する交差角が大きくなる。このため各ロープ２０Ｌ，２０Ｒに作用する張力のうちブームの横たわみを防止する力が強くなるので、クレーン吊上能力を更に大きくすることができる。
【００３９】
（他の実施形態）
つぎに、本発明の他の実施形態を説明する。
図５に示す張力制御装置では、たわみ検出器６０が、縦たわみ検出器６１と横たわみ検出器６２とを有しているが、縦たわみ検出器６１のみ、あるいは横たわみ検出器６２のみで構成したものであってもよい。
【００４０】
前記各実施形態では、多段式の伸縮ブーム５のみを図示して説明したが、この伸縮ブーム５のブームヘッド５Ｅに、継ぎ足し専用のジブを装着したクレーンにも、本発明を適用できる。
この場合でも、係止フック１５は伸縮ブーム５の先端部、すなわち副ブーム５Ｄの先端部やブームヘッド５Ｅに取付けられる。
【００４１】
なお、継ぎ足し専用のジブにも、油圧シリンダを用いた伸縮式のものや、ラチス式ジブを連結して長さを可変とするものが含まれる。
また、伸縮ブーム５自体も、油圧シリンダを用いた自動伸縮式の外、ラチス構造のブームを多段に連結する非自動伸縮式のものであってもよい。特許請求の範囲にいう「主ブームから先端に延びた位置に配置される副ブーム」の意味は、自動伸縮式の外、非自動で連結されるものも含む意味である。
【００４２】
前記各実施形態は、走行車体１としてトラックシャーシを用いたトラッククレーンであり、クレーン運転室（図示していないが旋回台に搭載される）と走行用運転室が別々に設けられているが、同一走行車体上にクレーン操縦と走行運転を兼ねて行う一個の運転室を備えたホイルークレーンにも、本発明は適用できる。なお、これらは装輪式の移動クレーンである。
装輪式とは異なる型式のクローラ式走行車体を用いたクレーンは、クローラクレーンと云われるが、このクローラクレーンの伸縮ブームにも、本発明の張力制御装置を適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１ 走行車体
５ 伸縮ブーム
１４Ｌ 左ウインチ
１４Ｒ 右ウインチ
２０ 緊張ロープ
２０Ｌ 左ロープ
２０Ｒ 右ロープ
５０ コントローラ
６０ たわみ検出器
６５ ブーム長検出器
６６ 起伏角検出値
６７ ロープ張力検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動式クレーンに関する。さらに詳しくは、ブームの縦たわみと横たわみを抑制して吊上げ能力を向上させた移動式クレーンに関する。
【０００２】
本発明の対象となる移動式クレーンは、走行車体にクレーンを搭載したものであって、このような移動式クレーンには、装輪式車体を用いるトラッククレーンやホイールクレーン、クローラ式車体を用いるクローラ式クレーン等がある。
これらのうち大部分は、走行車体に旋回台を搭載し、その旋回台上にブームを起伏自在に取付けブームの旋回と起伏を可能とした構造であるが、旋回台を用いず、ブームを起伏自在に取付けた構造のものも含まれる。
ブームは多段式であり、油圧シリンダで自動伸縮させるものの外に、油圧シリンダを内蔵せずブームの継ぎ足しで長さを可変とするものも含まれる。さらに、ブームの先端に継ぎ足し専用のジブを装着してブーム長さを更に延長するものも含まれる。
【背景技術】
【０００３】
移動式クレーンは、ブームを多段化して伸縮長さを長くし、そうすることによって揚程を大きくとって、高い所への荷揚げと高い所からの荷降ろしを可能としている。
このようなクレーンの高揚程化は、建築やその他の産業分野でクレーンの利用可能性を高めるものである。
しかるに、移動式クレーンにおけるブームの多段化と、その結果として得られる伸縮長さの長大化は、ブームの構造的強度の面からの限界が顕在化するに至っている。
【０００４】
クレーン作業では、ブームを旋回させることにより、自機を中心とした周囲全方向での作業を可能とし、ブームを起立・倒伏させることにより、高所作業も遠方作業も可能とし、立体空間内での荷役を可能としている。
しかるに、ブームを倒伏すると、ブームを下向きに曲げようとする縦曲げモーメントが大きくなって、ブームが下向きに撓みやすくなる。
一方、ブームを起立させると、ブームにそれ自体を圧縮する力が大きくなって、これに風や偏荷重等の外力が作用すると、ブームを横に曲げようとする横曲げがモーメントが大きくなり、横撓みが発生しやすくなる。
【０００５】
上記の縦曲げモーメントや横曲げモーメントを抑制するため、特許文献１〜４の従来技術が提案されている。
特許文献１の従来技術は、ジブ（ブームともいうが技術的意味は同じである）の上面にガントリーを立設し、ジブ先端から吊下したフックと旋回台上のウインチとの間に掛け廻したロープを、ジブ先端からガントリー上端の滑車にも掛け廻している。このガントリーを介在させてジブ先端との間に張設したロープにより、ジブの縦曲げモーメントに対する抵抗を与え、ジブの縦曲げを抑制しようとするものである。
【０００６】
特許文献２の従来技術は、ジブの上面に張設台（前記ガントリーに相当）を設けた点は特許文献１と同様の構成であるが、これに加え、ジブ先端に連結したロープを張設台上端の滑車を介して張設台の根元に設けたウインチに導いている。このロープは荷役用のロープとは別物であって、ウインチによって張力を加減することにより、ジブの縦曲げを効果的に抑制できるようになっている。
なお、ジブに対して横方向の安定性を得られるとの記述もあり、ジブの横安定性という課題も示されている。
【０００７】
上記特許文献１，２は主としてブームの縦曲げを抑制するものであるが、特許文献３，４はブームの横曲げの防止も主たる課題としたものである。
すなわち、特許文献３，４の従来技術は、図８に示すように、主ジブ104の基礎箱形部105の上面に引張補強スタンド109が配置されており、この引張補強スタンド109と先端側のジブ108の頭部との間に引張り補強ロープ111,111´が連結されている。この補強ロープ111,111´は主ジブ104の縦たわみ抑制用である。
また、図９に示すように、主ジブ104の基礎箱形部105から左右両側方に延びる引張補強支持部118,119が配置されており、その引張補強支持部118,119と先端側のジブ108の頭部との間に、引張り補強ロープ121,121´が連結されている。この補強ロープ121,121´は主ジブ104の横たわみ防止用である。
なお、101は走行車体、102は上部旋回体、106〜108はジブの伸縮段である。
【０００８】
しかるに、特許文献１〜４の従来技術は、ブームの上面にガントリーや張設台、あるいは引張補強スタンドと引張補強支持部を組合せた引張補強設備を備えている。これらの設備は、ブームの上方や側方に大きく突出するものであるので、ブームの起伏角を大きくした状態で旋回させると、旋回軌跡が大きくなり、狭い場所でのクレーン作業が出来なくなる。また、ブームにのせた設備の重量が重くなるので、クレーンの吊上げ能力が低下してしまうという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公昭５６−４３９９５号公報
【特許文献２】特開昭５７−１８４０９２号公報
【特許文献３】ＤＥ１９９３０５３７号公報
【特許文献４】ＤＥ１００２２６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、クレーンの構造がコンパクトで狭い場所でのクレーン作業が可能であり、しかもブームの縦たわみや横たわみを効果的に抑制でき、大きな吊上げ能力を達成できる移動式クレーン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】
【００１１】
第１発明の移動式クレーンは、走行車体と、該走行車体に旋回自在に搭載した旋回台と、該旋回台に起伏自在に取付けた伸縮ブームとを備え、該伸縮ブームが、基端側の主ブームと、該主ブームから先端に伸びた位置に配置される副ブームからなる移動式クレーンであって、前記旋回台に搭載した左ウインチと右ウインチからなる緊張ウインチと、前記緊張ウインチと前記伸縮ブームの先端部との間に張設された緊張ロープとを備えており、前記緊張ロープは、前記左ウインチから繰り出された左ロープと、前記右ウインチから繰り出された右ロープとからなり、前記左右のウインチによる前記左右のロープの張力を制御するための張力制御装置を有することを特徴とする。
第２発明の移動式クレーンは、第１発明において、前記張力制御装置が、前記伸縮ブームの縦たわみ量及び／又は横たわみ量を検出するたわみ検出器と、前記左右のウインチを駆動する左右の駆動部と、前記たわみ検出器が検出したたわみ量を入力し、前記たわみ量を許容値以下に補正するように前記左右のウインチの駆動部に制御信号を送る張力制御手段を有するコントローラとからなることを特徴とする。
第３発明の移動式クレーンは、第１発明において、前記張力制御装置が、前記左ロープに作用する張力を検出する左ロープ張力検出器および前記右ロープに作用する張力を検出する右ロープ張力検出器からなるロープ張力検出器と、前記左ロープの張力と前記右ロープの張力を入力し、前記左ロープ張力と前記右ロープ張力の和を演算して、その演算値が許容値以上のとき前記左右のウインチの駆動部に巻取り方向の制御信号を送る縦張力制御手段を有するコントローラとからなることを特徴とする。
第４発明の移動式クレーンは、第１発明において、前記張力制御装置が、前記左ロープに作用する張力を検出する左ロープ張力検出器および前記右ロープに作用する張力を検出する右ロープ張力検出器からなるロープ張力検出器と、前記左ロープの張力と前記右ロープの張力を入力し、前記左ロープ張力と前記右ロープ張力の差を演算して、その演算値が許容値以上のときロープ張力が高い方のウインチの駆動部に巻取り方向の制御信号を送る横張力制御手段を有するコントローラとからなることを特徴とする。
第５発明の移動式クレーンは、第３または第４発明において、請求項３または４の張力制御装置において、吊荷の荷重を検出する荷重検出器を設けており、前記コントローラは、前記荷重検出器からの吊荷荷重に基づいて吊荷の地切りか否かを判断すると共に、地切り直後において前記左ロープ張力と前記右ロープ張力の差が許容値以下にならなかった場合は張力制御を終了させる制御終了手段を有することを特徴とする。
第６発明の移動式クレーンは、第１発明において、前記旋回台に左右の張出しステーが設けられ、前記各左右の張出しステーの先端部に滑車が取付けられており、前記左右のウインチから繰り出された左右のロープが、前記張出しステーの滑車を経てブーム先端部との間に張設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によれば、張力制御装置により、左右のウインチを巻き取って左右の両ロープの張力を高めると、ブームの縦たわみを抑制することができる。そして、左右いずれか一方のウインチを巻き取ってその一方のロープを張力を高めると、他方へたわもうとしている伸縮ブームの横たわみを防止できる。このため、クレーンの吊上げ能力が高くなる。しかも、左右のウインチは旋回台に搭載されており伸縮ブームには重量物の搭載はなされていない。したがって、ブーム重量が軽くなることからもクレーンの吊上げ能力を大きくできる。
第２発明によれば、たわみ検出器が伸縮ブームの縦たわみを検出すると、左右の両ウインチを巻き取って左右の両ロープの張力を高める。これにより、ブームの縦たわみを抑制することができる。そして、たわみ検出器が伸縮ブームの左右いずれか一方への横たわみを検出すると、他方のウインチを巻き取って反たわみ側のロープを張力を高めることによって、ブームの一方への横たたわみを防止できる。
第３発明によれば、ロープ張力検出器により左右ロープの張力の和を検出すると伸縮ブームに縦たわみが発生したと認識できる。すると、コントローラの縦張力制御手段が左右のウインチを共に駆動する制御信号を駆動信号出力部に送って、左右のウインチにより左右のロープを巻取り方向に巻き取る。これにより、伸縮ブームに発生している縦たわみが抑制される。
第４発明によれば、ロープ張力検出器により左右ロープの張力の差を検出すると伸縮ブームに横たわみが発生したと認識できる。すると、コントローラの横張力制御手段が左右いずれか一方の反たわみ側のウインチを駆動する制御信号を駆動信号出力部に送って、巻取方向にウインチを駆動する。これにより、伸縮ブームに発生している横たわみが防止される。
第５発明によれば、荷重検出器の検出値が急増したときは、吊荷を吊上げた直後の地切り状態と判断できる。この状態で伸縮ブームに横たわみが発生し、左右いずれか一方のロープ張力を増加させて横たわみを防止しようとしてもできなかったときは制御終了手段により張力制御を終了させ、同時に吊荷を下げる等の処置をすれば、ウインチや伸縮ブームの損傷を防止できる。
第６発明によれば、張出しステーによって左右のロープの伸縮ブームの長軸線に対する交差角が大きくなるので、ロープ張力の横たわみを防止分力が大きくなる。このため、クレーンの吊上げ能力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る移動式クレーンＱの斜視図である。
【図２】図１の移動式クレーンＱの平面図である。
【図３】伸縮ブームの縦たわみ抑制制御の説明図である。
【図４】伸縮ブームの横たわみ防止制御の説明図である。
【図５】本発明における張力制御装置の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明における張力制御装置の他の例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る移動式クレーンＲの斜視図である。
【図８】特許文献３の従来技術の斜視図である。
【図９】特許文献３の従来技術の背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
以下では、本発明をトラッククレーンに適用した第１、第２実施形態の移動式クレーンに基づき説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
まず、トラッククレーンとしての移動式クレーンＱの基本的構造を、図１および図２に基づき説明する。１は公知の走行車体であり、この走行車体１には走行のための原動機や運転室、車輪の外、クレーン作業中の安定を確保するアウトリガ２が設けられている。走行車体１の上面には旋回台３が搭載され、油圧モータ等により水平面内で360°旋回できるようになっている。なお、旋回台３には図示しないカウンタウエイトやクレーン運転室、吊上げ作業用ウインチその他の設備が設けられている。
【００１６】
前記旋回台３には伸縮ブーム５が起伏自在に取付けられている。伸縮ブーム５は、基端側の主ブーム５Ａと、この主ブーム５Ａにテレスコープ式に嵌挿した複数段の副ブーム５Ｂ，５Ｃ，５Ｄからなる。図示の例では、副ブーム５Ｂ〜５Ｄは３本であるが、２本以下でもよく４本以上でもよい。各副ブーム５Ｂ〜５Ｄの伸縮動作は油圧シリンダで行われる。
【００１７】
前記主ブーム５Ａの基端部はピン６で旋回台３に枢支され、主ブーム５Ａと旋回台３との間には油圧シリンダで構成した起伏シリンダ７が取付けられている。この起伏シリンダ７を伸長させると伸縮ブーム５が起立し、起伏シリンダ７を収縮させると伸縮ブーム５が倒伏する。
【００１８】
前記伸縮ブーム５の先端、つまり副ブーム５Ｄの先端に形成されているブームヘッド５Ｅからは、図示しないフックを備えたワイヤロープが吊り下げられ、そのワイヤロープは伸縮ブーム５に沿って旋回台３に導かれて図示しないウインチで巻き取られている。
このウインチによるフックの上げ下げと、伸縮ブーム５の起伏、旋回、そして伸縮を組合せることにより、立体空間内での荷揚げと荷降ろしが可能となっている。
【００１９】
つぎに、本実施形態の移動式クレーンＱの特徴部分を説明する。
旋回台３には、緊張ウインチ１４を構成する左ウインチ１４Ｌと右ウインチ１４Ｒが搭載されている。この左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒには、油圧モータ駆動型や電動モータ駆動型が用いられる。左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒの搭載位置は、旋回台３上において、主ブーム５Ａの中心軸を境にして左右に振り分けられた位置であり、可能な限り中心から離れた位置であることが、ブームの横たわみを防止するのに好ましい。
【００２０】
一方、伸縮ブーム５の先端部、たとえば副ブーム５Ｄの先端位置かブームヘッド５Ｅには係止フック１５が取付けられている。
そして、左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒからそれぞれ繰り出された左右のロープ２０Ｌ，２０Ｒが前記係止フック１５に止着されている。
なお、左ウインチ１４Ｌから繰り出されたロープを左ロープ２０Ｌといい、右ウインチ１４Ｒから繰り出されたロープを右ロープ２０Ｒといい、緊張ロープ２０は、この２つのロープ２０Ｌ，２０Ｒで構成されている。
【００２１】
図３に示すように、ウインチ１４は旋回台３上に設置されるが、その高さは、主ブーム５Ａを枢支するピン６よりも高くして、ウインチ１４から繰り出された緊張ロープ２０が伸縮ブーム５の軸線より高くなるようにしている。また、ウインチ１４のピン６を起点とする設置高さは高いほど、ブームの縦たわみを抑止するのに好ましい。
【００２２】
つぎに、図５に基づき張力制御装置の構成を説明する。
符号５０はコントローラで、コンピュータ等で構成された情報処理装置である。このコントローラ５０には、コンピュータソフトで実行される縦張力制御手段５１や横張力制御手段５２、制御終了手段５３が内蔵されており、その実行に必要な各種データや演算ソフトも内蔵されている。
５５は駆動信号出力部であり、コントローラ５０からの制御信号を受けて、駆動部１４Ｌｄ，１４Ｒｄに制御信号を出力する。駆動部１４Ｌｄ，１４Ｒｄはウインチ１４Ｌ，１４Ｒの駆動部であって、左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒが油圧モータ駆動型の場合は、油圧モータに供給する作動油圧力を制御する電磁比例弁が該当する。また、電動モータ駆動型の場合は、モータのパワー駆動部が該当する。そして、これらの駆動部１４Ｌｄ，１４Ｒｄが駆動信号を送ることで、ウインチ１４Ｌ，１４Ｒの張力を制御できる。
【００２３】
符号６０は伸縮ブーム５のたわみを検出するたわみ検出器であり、縦たわみを検出する縦たわみ検出器６１と横たわみ検出器６２からなる。
縦たわみ検出器６１も横たわみ検出器６２も、角速度を検出するジャイロや加速度を検出する加速度センサなどで構成できるが、これら以外でもブームの縦たわみや横たわみを検出できるのであれば、どのようなセンサを用いてもよい。
なお、これらの検出器の取付部位は、ブームの変位が現れやすいブーム先端部が好ましいが、それ以外の部位でもよい。
【００２４】
前記左右のウインチ１４は左右のロープ２０Ｌ，２０Ｒの長さをブーム伸縮長さに合わせて調整すると共に、必要な張力が得られるように駆動される。すなわち、伸縮ブーム５の伸長動作時には、ウインチ１４はロープ２０Ｌ，２０Ｒを繰り出しながら、ある程度の張力が作用した状態を保つように正転し、伸縮ブーム５の収縮動作時には、ウインチ１４はロープ２０Ｌ，２０Ｒを巻き戻しつつ、ある程度の張力が残るように逆転する。このような制御は、ウインチ駆動用の油圧モータを常時低圧で巻上げ側に駆動しておき、ブーム伸長時には、前記駆動力に抗してロープを引き出し、ブーム収縮時には前記低駆動力でのロープの巻き取りを行わせることにより実現できる、なお、ロープ張力を検出して許容範囲に収めるようなフィードバック制御で実現してもよく、このような制御方式は任意である。
【００２５】
つぎに伸縮ブーム５のたわみ補正方法を説明する。
まず、縦たわみ検出器６１が伸縮ブーム５の縦たわみを検出したときは、縦張力制御手段５１の指令により、左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒを共に巻き取って左右のロープ２０Ｌ，２０Ｒの張力を高める。これにより、伸縮ブーム５の縦たわみを抑制することができる。
【００２６】
つぎに、横たわみ検出器６２が伸縮ブーム５の左右いずれか一方への横たわみを検出したときは、横張力制御手段５２の指令により、他方のウインチを巻き取って反たわみ側のロープを張力を高めることによって、伸縮ブーム５の一方への横たたわみを防止できる。たとえば、図４に示すように、伸縮ブーム５が右側方への横たわみを生じた場合は、反たわみ側である左ウインチ１４Ｌによって左ロープ２０Ｌの張力を高める。これにより伸縮ブーム５は右側への横たわみが矯正されるか、横たわみが進行しないように防止されている。
また、図示はしていないが、伸縮ブーム５が左側方への横たわみを生じた場合は、反たわみ側である右ウインチ１４Ｒによって右ロープ２０Ｒの張力を高める。これにより伸縮ブーム５は左側への横たわみが矯正されるか、横たわみが進行しないように防止されている。
【００２７】
本実施形態では、上記のようにして、伸縮ブーム５の縦たわみや横たわみが防止されるので、クレーンの吊上げ能力を高くすることができる。
そして、上記の張力制御装置において、たわみ検出器６０が、伸縮ブーム５の縦たわみや横たわみの停止を検出したり、あるいは更にたわみが生じていない状態に復帰したことを検出すると、制御終了手段５３が働いてたわみ補正制御は終了する。
【００２８】
上記本実施形態においては、左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒは旋回台３に搭載されており伸縮ブーム５には重量物の搭載はなされていない。したがって、ブーム重量が軽くなるので、この点からもクレーン吊上げ能力を大きくできるという利点がある。
【００２９】
図６に基づき、張力制御装置の他の例を説明する。
この張力制御装置は、図５に示すたわみ検出器６０を用いる代りに、つぎのブーム長検出器６５とブーム起伏角検出器６６とロープ張力検出器６７を用いたものである。
符号６５は、ブーム長検出器である。伸縮ブーム５の伸縮長さは、専用のブーム長さ検出器や吊上げ用ワイヤロープの繰出し長さ等で検出できるが、その具体的手段は任意であり、ブーム長さえ検出できれば、どのような検出器を用いてもよい。
符号６６は、ブーム起伏角検出器である。伸縮ブーム５の起伏角はポテンショメータ等の専用の角度検出器等で検出できるが、その具体的手段は任意であり、ブーム起伏角さえ検出できれば、どのような検出器を用いてもよい。
【００３０】
符号６７は、ロープ張力検出器であり、左ロープ２０Ｌの張力を検出する左ロープ張力検出器６７Ｌと右ロープ２０Ｒの張力を検出する右ロープ張力検出器６７Ｒとからなる。このロープ張力検出器６７は、左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒが油圧モータ駆動であれば、モータ供給油路の内部圧力を検出し、電動モータ駆動であれば、モータートルクを検出することにより実現できる。なお、これら以外の公知の検知手段、たとえばロードセル等でロープ張力を検出してもよい。
縦張力制御手段５１および横張力制御手段５２や制御終了手段５３、そして、駆動信号出力部５５や駆動部１４Ｌｄ、１４Ｒｄは、図５と実質同一であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
上記の張力制御装置において、ブーム長検出器６５の検出値が大きくブーム起伏角検出器６６の検出値が大きいときは伸縮ブーム５が起立して高く伸びているので、伸縮ブーム５に横たわみが発生しやすい状況であると判断できる。
また、ブーム長検出器６５の検出値が大きいが起伏角検出値６６の検出値が小さいときは、伸縮ブーム５が倒伏し、かつ長く伸びているので、縦たわみが発生しやすい状況と判断できる。
このような伸縮ブーム５の状況検出は後述するロープ張力と合わせて、伸縮ブーム５の縦たわみと横たわみの発生を確認する指標とされる。
【００３２】
図６の張力制御装置において、伸縮ブーム５の縦たわみの補正制御は、つぎのように行われる。
コントローラ５０が、左ロープ張力検出器６７Ｌで検出した左ロープ２０Ｌの張力と右ロープ張力検出器６７Ｒで検出した右ロープ２０Ｒの張力を入力し、左ロープ張力と右ロープ張力の和を演算する。そして、ブーム長さとブーム起伏角も加えて状況把握したうえで、その演算値が許容値以上と判断されるときは伸縮ブーム５に縦たわみが生じていると判断する。
この場合、縦張力制御手段５１から駆動信号出力部５５に制御信号を送り、左右のウインチの駆動部１４Ｌｄ、１４Ｒｄに共に巻取り方向の駆動信号を送り、左右のウインチ１４Ｌ，１４Ｒを同時駆動する。これにより伸縮ブーム５の縦たわみを抑制することができる。
【００３３】
また、伸縮ブーム５の横たわみの補正制御は、つぎのように行われる。
コントローラ５０が、左ロープ張力検出器６７Ｌで検出したロープ２０Ｌの張力と右ロープ張力検出器６７Ｒで検出した右ロープ２０Ｒの張力を入力し、左ロープ張力と右ロープ張力の差を演算する。そして、ブーム長さとブーム起伏角も加えて状況把握したうえで、その演算値が許容値以上のときは、伸縮ブーム５に左右いずれかの方向への横たわみが生じていると判断する。
この場合、コントローラ５０の横張力制御手段５２が制御信号を出力し、駆動信号出力部５５から左右の駆動部１４Ｌｄ、１４Ｒｄのいずれかに駆動電流を流すので、左右いずれか一方のウインチ１４Ｌ，１４Ｒが駆動される。そして、左右のロープ張力の差が許容値以下になるまで、あるいは小さい方の張力が所定値まで増加するまで、左右いずれか一方のウインチ１４Ｌ、１４Ｒが駆動されると、伸縮ブーム５に発生している横たわみが防止される。なお、この場合の伸縮ブーム５の横たわみ補正方法は、図５に示す張力制御装置を用いた場合と同様である。
【００３４】
図６の張力制御装置において、更に荷重検出器６８を追加したものは、フェイルセーフ機能を果たすことができる。
荷重検出器６８は、吊荷の重量を検出するセンサであり、この荷重検出器６８は吊上げ用ワイヤロープの張力を検出する外、任意の手段を採用してよい。
なお、荷重検出する代りに、伸縮ブーム５に作用するモーメントを検出してもよい。モーメントの検出は、吊荷重量とブーム作業半径から演算してもよく、ブームに作用するモーメントをストレンゲージなどで直接検出してもよい。
【００３５】
図６に示す前記コントローラ５０には、縦張力制御手段５１および横張力制御手段５２のほか、制御終了手段５３が内蔵されている。この制御終了手段５３は、前記各張力制御手段５１，５２をソフト的処理で終了させる手段である。
たとえば、荷重検出器６８の検出値が急増したときは、吊荷を吊上げた直後の地切り状態と判断できる。この状態で伸縮ブーム５に横たわみが発生し、左右いずれか一方のロープ張力を増加させて横たわみを防止しようとしてもそれができなかったときは制御終了手段５３により張力制御を終了させる。この場合、同時に吊荷を下げる等の処置をすれば、ウインチ１４Ｌ、１４Ｒや伸縮ブーム５の損傷を防止するというフェイルセーフ機能を発揮することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
つぎに、図７に基づき第２実施形態の移動式クレーンＲを説明する。
本実施形態は、図１に示す第１実施形態の移動式クレーンＱに、張出しステーを追加したものである。左右の張出しステー４１Ｌ，４１Ｒは、それぞれの先端に滑車４２，４２を取付けている。
各張出しステー４１Ｌ，４１Ｒは、その基部が旋回台３に取付けられ、先端部の滑車４２，４２がウインチ１４Ｌ，１４Ｒよりも左右方向の遠い位置に存するようになっている。
なお、各滑車４２は球面軸受等を用いて張出しステー４１Ｌ，４１Ｒに取付けて、伸縮ブーム５の起伏動作に伴って左右ロープ２０Ｌ，２０Ｒの張設角度が変動しても、それに追随するようにしておくことが好ましい。
【００３７】
上記以外の構成は、第１実施形態と実質同一であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
また、張力制御装置は、図５あるいは図６に図示のものを用いることができる。
【００３８】
本実施形態の移動式クレーンＲでは、張出しステー４１Ｌ，４１Ｒによって左右のロープ２０Ｌ，２０Ｒがブーム基端部において左右に張り出しているので、左右のロープ２０Ｌ，２０Ｒの伸縮ブーム５の長軸線に対する交差角が大きくなる。このため各ロープ２０Ｌ，２０Ｒに作用する張力のうちブームの横たわみを防止する力が強くなるので、クレーン吊上能力を更に大きくすることができる。
【００３９】
（他の実施形態）
つぎに、本発明の他の実施形態を説明する。
図５に示す張力制御装置では、たわみ検出器６０が、縦たわみ検出器６１と横たわみ検出器６２とを有しているが、縦たわみ検出器６１のみ、あるいは横たわみ検出器６２のみで構成したものであってもよい。
【００４０】
前記各実施形態では、多段式の伸縮ブーム５のみを図示して説明したが、この伸縮ブーム５のブームヘッド５Ｅに、継ぎ足し専用のジブを装着したクレーンにも、本発明を適用できる。
この場合でも、係止フック１５は伸縮ブーム５の先端部、すなわち副ブーム５Ｄの先端部やブームヘッド５Ｅに取付けられる。
【００４１】
なお、継ぎ足し専用のジブにも、油圧シリンダを用いた伸縮式のものや、ラチス式ジブを連結して長さを可変とするものが含まれる。
また、伸縮ブーム５自体も、油圧シリンダを用いた自動伸縮式の外、ラチス構造のブームを多段に連結する非自動伸縮式のものであってもよい。特許請求の範囲にいう「主ブームから先端に延びた位置に配置される副ブーム」の意味は、自動伸縮式の外、非自動で連結されるものも含む意味である。
【００４２】
前記各実施形態は、走行車体１としてトラックシャーシを用いたトラッククレーンであり、クレーン運転室（図示していないが旋回台に搭載される）と走行用運転室が別々に設けられているが、同一走行車体上にクレーン操縦と走行運転を兼ねて行う一個の運転室を備えたホイルークレーンにも、本発明は適用できる。なお、これらは装輪式の移動クレーンである。
装輪式とは異なる型式のクローラ式走行車体を用いたクレーンは、クローラクレーンと云われるが、このクローラクレーンの伸縮ブームにも、本発明の張力制御装置を適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１ 走行車体
５ 伸縮ブーム
１４Ｌ 左ウインチ
１４Ｒ 右ウインチ
２０ 緊張ロープ
２０Ｌ 左ロープ
２０Ｒ 右ロープ
５０ コントローラ
６０ たわみ検出器
６５ ブーム長検出器
６６ 起伏角検出値
６７ ロープ張力検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行車体と、該走行車体に旋回自在に搭載した旋回台と、該旋回台に起伏自在に取付けた伸縮ブームとを備え、
該伸縮ブームが、基端側の主ブームと、該主ブームから先端に伸びた位置に配置される副ブームからなる移動式クレーンであって、
前記旋回台に搭載した左ウインチと右ウインチからなる緊張ウインチと、
前記緊張ウインチと前記伸縮ブームの先端部との間に張設された緊張ロープとを備えており、
前記緊張ロープは、前記左ウインチから繰り出された左ロープと、前記右ウインチから繰り出された右ロープとからなり、
前記左右のウインチによる前記左右のロープの張力を制御するための張力制御装置を有する
ことを特徴とする移動式クレーン。
【請求項２】
前記張力制御装置が、
前記伸縮ブームの縦たわみ量及び／又は横たわみ量を検出するたわみ検出器と、
前記左右のウインチを駆動する左右の駆動部と、
前記たわみ検出器が検出したたわみ量を入力し、前記たわみ量を許容値以下に補正するように前記左右のウインチの駆動部に制御信号を送る張力制御手段を有するコントローラとからなる
ことを特徴とする請求項１記載の移動式クレーン。
【請求項３】
前記張力制御装置が、
前記左ロープに作用する張力を検出する左ロープ張力検出器および前記右ロープに作用する張力を検出する右ロープ張力検出器からなるロープ張力検出器と、
前記左ロープの張力と前記右ロープの張力を入力し、前記左ロープ張力と前記右ロープ張力の和を演算して、その演算値が許容値以上のとき前記左右のウインチの駆動部に巻取り方向の制御信号を送る縦張力制御手段を有するコントローラとからなる
ことを特徴とする請求項１記載の移動式クレーン。
【請求項４】
前記張力制御装置が、
前記左ロープに作用する張力を検出する左ロープ張力検出器および前記右ロープに作用する張力を検出する右ロープ張力検出器からなるロープ張力検出器と、
前記左ロープの張力と前記右ロープの張力を入力し、前記左ロープ張力と前記右ロープ張力の差を演算して、その演算値が許容値以上のときロープ張力が高い方のウインチの駆動部に巻取り方向の制御信号を送る横張力制御手段を有するコントローラとからなる
ことを特徴とする請求項１記載の移動式クレーン。
【請求項５】
請求項３または４の張力制御装置において、吊荷の荷重を検出する荷重検出器を設けており、
前記コントローラは、前記荷重検出器からの吊荷荷重に基づいて吊荷の地切りか否かを判断すると共に、地切り直後において前記左ロープ張力と前記右ロープ張力の差が許容値以下にならなかった場合は張力制御を終了させる制御終了手段を有する
ことを特徴とする請求項３または４記載の移動式クレーン。
【請求項６】
前記旋回台に左右の張出しステーが設けられ、
前記各左右の張出しステーの先端部に滑車が取付けられており、
前記左右のウインチから繰り出された左右のロープが、前記張出しステーの滑車を経てブーム先端部との間に張設されている
ことを特徴とする請求項１記載の移動式クレーン。
【請求項１】
走行車体と、該走行車体に旋回自在に搭載した旋回台と、該旋回台に起伏自在に取付けた伸縮ブームとを備え、
該伸縮ブームが、基端側の主ブームと、該主ブームから先端に伸びた位置に配置される副ブームからなる移動式クレーンであって、
前記旋回台に搭載した左ウインチと右ウインチからなる緊張ウインチと、
前記緊張ウインチと前記伸縮ブームの先端部との間に張設された緊張ロープとを備えており、
前記緊張ロープは、前記左ウインチから繰り出された左ロープと、前記右ウインチから繰り出された右ロープとからなり、
前記左右のウインチによる前記左右のロープの張力を制御するための張力制御装置を有する
ことを特徴とする移動式クレーン。
【請求項２】
前記張力制御装置が、
前記伸縮ブームの縦たわみ量及び／又は横たわみ量を検出するたわみ検出器と、
前記左右のウインチを駆動する左右の駆動部と、
前記たわみ検出器が検出したたわみ量を入力し、前記たわみ量を許容値以下に補正するように前記左右のウインチの駆動部に制御信号を送る張力制御手段を有するコントローラとからなる
ことを特徴とする請求項１記載の移動式クレーン。
【請求項３】
前記張力制御装置が、
前記左ロープに作用する張力を検出する左ロープ張力検出器および前記右ロープに作用する張力を検出する右ロープ張力検出器からなるロープ張力検出器と、
前記左ロープの張力と前記右ロープの張力を入力し、前記左ロープ張力と前記右ロープ張力の和を演算して、その演算値が許容値以上のとき前記左右のウインチの駆動部に巻取り方向の制御信号を送る縦張力制御手段を有するコントローラとからなる
ことを特徴とする請求項１記載の移動式クレーン。
【請求項４】
前記張力制御装置が、
前記左ロープに作用する張力を検出する左ロープ張力検出器および前記右ロープに作用する張力を検出する右ロープ張力検出器からなるロープ張力検出器と、
前記左ロープの張力と前記右ロープの張力を入力し、前記左ロープ張力と前記右ロープ張力の差を演算して、その演算値が許容値以上のときロープ張力が高い方のウインチの駆動部に巻取り方向の制御信号を送る横張力制御手段を有するコントローラとからなる
ことを特徴とする請求項１記載の移動式クレーン。
【請求項５】
請求項３または４の張力制御装置において、吊荷の荷重を検出する荷重検出器を設けており、
前記コントローラは、前記荷重検出器からの吊荷荷重に基づいて吊荷の地切りか否かを判断すると共に、地切り直後において前記左ロープ張力と前記右ロープ張力の差が許容値以下にならなかった場合は張力制御を終了させる制御終了手段を有する
ことを特徴とする請求項３または４記載の移動式クレーン。
【請求項６】
前記旋回台に左右の張出しステーが設けられ、
前記各左右の張出しステーの先端部に滑車が取付けられており、
前記左右のウインチから繰り出された左右のロープが、前記張出しステーの滑車を経てブーム先端部との間に張設されている
ことを特徴とする請求項１記載の移動式クレーン。
【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２０１２−４１１１９（Ｐ２０１２−４１１１９Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８２８１４（Ｐ２０１０−１８２８１４）
【出願日】平成２２年８月１８日（２０１０．８．１８）
【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１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１８日（２０１０．８．１８）
【出願人】（０００１４８７５９）株式会社タダノ (419)
【Ｆターム（参考）】
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