JPH028193A - 油圧制御装置を備えたクレーンの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は輸送コンテナの荷役操作、より詳しく言うと改
良した油圧制御装置を用いてクレーン装置の駆動操作を
制御する方法に関する。

最近の輸送業界では数種類の標準形状の大型コンテナが
広く用いられており、このようなコンテナの近代化によ
って船から輸送車両へ、あるいは異なる輸送車両間、ま
たは貨物集積所における貨物の移動が能率化されいてる
。一方、輸送コンテナの大型化に伴って、重量貨物の荷
役および輸送作業を効率化させる荷役装置の開発が肝要
である。

この種の在来荷役装置の一つは原動機つきの大型の橋形
クレーン装置であり、しかも各種のクレーン動作部は個
別に駆動されている。橋形クレーン装置において、走行
車輪と、かじ取り装置と、ブレーキとに動力を必ず供給
する必要がある。また、ブリッジを搬送すべき貨物の上
まで移動させて巻上装置を作動させなければならない。

従来のクレーンは、ブラシや整流子など固有の？１２雑
性を有する直流発電機を用いるか、速度制御のだめに抵
抗器群およびその他の大容量の電気装置を用いている。

この種の電気装置は、その全出力をυＪｔｌｌする必要
から、構造が複雑で、取扱いが不便であり、価格も高い
。また直流発電鏝の複雑性を避けて、交流発電機を用い
る場合でも、交流電流を各種の静止形インバータ装置を
用いて、可変直流信号に変換しており、この種のインバ
ータ装置は、半導体技術を用いて最近改良されてはいる
が、依然として取扱いが不便で、所要スペースが大きく
、価格も高い。これも全出力を制御しているためである
。

クレーン装置の種々の動作部を駆動するために、ｉ価な
電気装置を用いると、クレーンの製作費と保守費とが増
大し、特に、熟練した保守要員が必要になる。このよう
な事情から、橋形クレーンの巻上装置、横行装置、走行
装置およびかじ取り装置用に改良した制御装置であって
、しかも作動特性がより優れており、さらに製作費を低
減し、信頼性があり、保守を簡易化するために単純化設
計のものが要求される。

本発明は橋形クレーンまたはそれに類駕ツる天井クレー
ン装置の駆動装置の制御のための改良した油圧制御装置
を用いる制御方法を提供する。クレーン装置の原ｆＩＩ
機は交流発電機を駆動するように配置されてあり、また
この発電機の出力は、複数個の可変′８聞形油圧ポンプ
を作動するように動力を方向づける。上記油圧ポンプは
走行装置、ブレーキ操作およびかじ取り操作、巻上装置
およびブリッジの操作を個別に駆動する油圧回路に接続
しであるが、上記油圧回路には油圧ポンプ出力に応答し
てクレーンの移動、ブリッジの横行、および巻上ドラム
の作動と制御とを行う複数個の油圧モータを含んでいる
。上記油圧回路は、油圧ポンプの往復動機構を動かず電
気−油圧式サーボアクチュエータを用いているので、簡
単に操作できる。

このサーボアクチュエータは油圧回路の外に装着し、保
守も容易で、しかも操作の信頼性もある。

本発明による油圧制御装置では、各種のクレーン作業の
制御に要する直流電力は僅が数ワット（Ｗ）であり、し
かも従来の電気式制御に用いた直流電動機の複雑さも見
られない。

本発明の方法を実／Ｉｌ！するための油圧回路設計によ
って、各サブ装置のモジュール化が可能となり、製作と
保守とが簡便化される。またモジュール化設到により、
油圧回路の電動様と油圧ポンプを各可動部材に近い位置
に装着ぐきるため、操作性も高まる。この結果、複雑な
電気回路と電気部品に依存せず、油圧制御装置による無
断変速が可能となる。

図面を参照し、特に第１図、第２図、及び第３図につい
て詳細に説明する。図面には本発明の好ましい実ｍ例を
含有する橋形クレーン装置（２）を示ず。第１図ないし
第３図に示すクレーン装置（２）は特定の在来の特徴を
示しているが、本明細書に開示した油圧制御装置を各種
の運転操作、たとえば走行、巻上げ、横行などの制御を
要する他のクレーン装置と共に利用することも本発明の
範囲内である。同図面に示す横形クレーン装置（２）は
、数多くの公知の特徴を有するブリッジ式構造である。

クレーン装置（２）のフレームは４個の直立脚（４）を
有し、この直立脚（４）を駆動輪組立体（６ａ）と遊動
輪組立体（６ｂ）とがそれぞれ支持している。各車輪組
立体（６ａ）、　（６ｂ）は直立ｍ（４）の下端部に枢
着されて、旋回式ヨーク組立体（８）を介して垂直軸線
の周りで回動する。またクレーン装置（２）の下部には
一対の下ばつ（１０）を具備するが、クレーン装置（２
）の幅を画成する一対の平行上ぼり（１２）が直立脚（
４）の頂部に接続しである。

ブリッジ組立体（１４）は上ぼり（１２）の頂部上を横
行できるように装着してあり、トロリ組立体（１６）に
より移動される。トロリ組立体（１６）はブリッジ組立
体を上ばり（１２）の頂部にある軌道状の面（１８）上
で移動する。従来のように、運転室（２０）がブリッジ
組立体（１４）の下に支持してあり、ブリッジ組立体（
１４）が横行するときは、運転室（２０）も上ぼり（１
２）に沿って移動する。巻上ドラム（２２）がブリッジ
組立体（１４）の上に回転可能に装着してあり、ローブ
車装置（２４）と共同して作動する。ケーブル（２６）
が巻上ドラム（２２）の周囲に巻取られて、クレーン装
置（２）のフレームの解放部分の下に懸垂された荷を支
持し、上昇させ、又は下降させるために、［］−ブ車装
置（２４）によって接触案内される。第１図および第２
図には、グラブ組立体（２８）がケーブル（２６）で吊
られている状態を示す。このグラブ組立体（２８）はさ
まざまの長さのコンテナ（３２）に見合った伸縮式の吊
りビーム、すなわちスプレッダ（３０）を含んでいる。

またグラブ組立体は付属装置（図示せず）を有しており
、この付属装置をコンテナの外面にある開口に係合させ
て、搬送、操作すべき１直１物を上界させ、又は下降さ
せ、さらに移動させる。

クレーン装ｒ！ｔ（２）の操作部材を駆動する原動機は
、業界公知のディーゼル機関など代表的設計のものであ
る。原動機（３４）は、第２図に示１ように、下ばり（
１０）の一方に形成されたプラットホーム上に支持しで
ある。また三相交流電気信号を発生する標準型発電機（
３８）が原動機（３４）に隣接して取付けてあり、原動
機の出力で駆動される。第１図に良く示すように、発電
Ｉｆｆ　（３８）からの交流出力は導線（４０）、　（
４０ａ）を介して本発明の油圧制御装置に伝えられて、
主なりレーン動作の動力となる。このために、発電機（
３８）出力は導線（４０）、　（４０ａ）を介して油圧
駆動制ｔｉｌｌ装置（４２ａ）、　（４２ｂ）に供給さ
れる。

油圧駆動制御装置（４２ａ）、　（４２ｂ）は各駆動輪
組立体（６ａ）に隣接して配置してあり、クレーン装置
（２）の走行するのに加えて、かじ取りおよびプレー４
改能を与える。また導線（４０ａ）に印加された交流電
力は巻上げ用の油圧制御装置（４４）に供給される。

この油圧制御装置（４４）はブリッジ組立体（１４）を
軌道（１８）上で横行させると共に、巻上ドラム（２２
）を作動して荷を必要に応じて上昇又は下降させる。

油圧駆動割面装置（４２ａ）、　（４２ｂ）および巻上
げ川の油圧制御装置（４４）とはモジュールとして製作
することが可能であり、クレーンの名神の動作部材に近
接した位置に、すなわち各駆動輪組立体（６ａ）に隣接
するかまたはブリッジ組立体（１４）上に、配置するこ
とが望ましい。

第４図について説明すると、同図には本発明による油圧
駆動制御装置のブロック線図が示されている。

発電機（３８）の交流出力は導線（４０ａ）を介して巻
上げ用の油圧制御装置（４４）に伝えられる。この油圧
制御装置（４４）は、標準設計の巻上げ用電動機の始動
器（５０）を含有しており、この始動器はポンプ駆動電
動ｔＲ（５２）を始動する。前記ポンプ駆動電動機（５
２）は任意の標準型三相、定速度交流電動機であって、
たとえばゼネラル・エレクトリック社（ＴＩＩＥ　ＧＥ
ＮＥＲＡＬ　ＥＬＥＣＴＲＩＣＣＯＭＰＡＮＹ）製電動
機の機種第５に５４４５ＳＬ２１８号、または定速度出
力を発生する任意の同等の電動機を用いることができる
。ポンプ駆動電動機（５２）の出力を用いて、可変容１
形油圧ポンプ組立体（５４）を駆動するが、この油圧ポ
ンプ組立体の代表例はイートン社（ＦＡＴＯＮ　）製機
種第７６２０号、または可変流量形の二方向性流体出力
を発生するその他のポンプである。油圧ポンプ組立体（
５４）は可変容岳形なので、駆動電動ＩＩ　（５２１の
始動時にはポンプは押しのけ容積ゼロの位置にある。し
たがって駆動電動機（５２）の始動は無負荷の状態下で
行われるので、駆動電動ＩＩ　（５２）は、最少の遅れ
、すなわら発電機から交流電流が注入される直後から急
加速する。本発明による走行用油圧制御装置（４２ａ）
、　（４２ｂ）に関連して用いる可変言争形油圧ポンプ
についてももちろん同様の利点がある。

可変許容形油圧ポンプ組立体（５４）の出力を用いて、
可変許容形油圧モータ（５６）を駆動する。この油圧モ
ータ（５６）の代表例はサンストランド社（５ＩＪＮＳ
ＴＲＡＮＤ　’）製機種第２６号、およびこれと同等品
である。可変容量形油圧モータ（５６）は駆動歯車箱（
５１）を駆動するが、この駆動歯車箱は巻上ドラム（５
２）に作動的に接続してあり、巻上ドラムを回転させて
グラブ組立体（２８）が支持する荷を上ｎ又は下降させ
るか、さらに移動させる。通常ブレーキを一体に具えて
いる巻上ドラム用の駆動歯車箱（５７）は公知の設計の
ものが使用できるため、本発明を理解する上でその構造
についての詳細な説明は省略する。巻上げ用油圧制ｍ＋
装置（４４）は、可変容ｅ形油圧ポンプ組立体（５４）
からブリッジ横行用油圧ポンプ（５８）に至る油圧管路
をさらに含んでいるが、この油圧ポンプ（５８）は標準
設計のブリッジ横行油圧モータ（５９）、例えばビグノ
ツシ社（ＢＩＧＮＯＺＺＩ　）製品礪種第Ｅ５−６００
号、または他の油圧モータを作動する。クレーン運転者
が油圧ポンプ組立体（５８）および油圧モータ（５９）
を選択的に操作すると、ブリッジ組立体（１４）が上ば
り（１２）に沿って移動し荷の上で停止する。

発電機（３８）の交流出力はまた走行用の複式油圧制御
装置（４２ａ）、　（４２ｂ）に加えられるが、上記油
圧制御装置は対角線上に対向する駆動輪組立体（６ａ）
を選択した速度で駆動するために用いられる。各油圧制
御装置（４２ａ）、　（４２ｂ）は駆動電動鍬用の通常
の始動器（６０ａ）、　（６０ｂ）を有する。発電機の
出力はポンプ駆動用交流電動機（６２ａ）、　（６２ｂ
）を作動して両電動＠　（６２ａ）、　（６２ｂ）を定
速出力で作動させる。

ポンプ駆動用電動機（Ｇ２ａ）、　（６２ｂ）としての
交流電動機は、たとえばゼネラル・エレクトリック社製
量１程第５に３６５ＳＬ２１８など、ポンプ駆動用電動
機（５２）よりも低馬力のものであればどのような形式
のものでも使用できる。ポンプ駆動用電動機（６２８）
、　（６２ｂ）の定速出力により、サンストランド社製
品機種第２５号など、適当な容量をもった可変容量杉油
圧ポンプ（６４ａ）、　（６４ｂ）が作動される。油圧
ポンプ（６４ａ）、　（６４ｂ）の二方向性の可変吐出
し徂は、ビグノツチ社製Ｈロー１２００型油圧モータ、
その他適当な油圧装置である油圧モータ（６６ａ）、　
（６Ｇｂ）を作動するために用いられる。油圧モータ（
６６ａ）。

（６６ｂ）の出力はローラ鎖式最終駆動装置（６８ａ）
（６８ｂ）にそれぞれ結合され、前記最終駆動装置は通
常の方法で駆動輪組立体（６ａ）にそれぞれ接続されて
いて、必要に応じて橋形クレーン装置（２）を移動する
。

次に第５図について説明する。同図は巻上げ用油圧制御
装置（４４）の一部分の略図を示す。油圧制御装置（４
４）の交流電動ｎ　（５２）が油圧ポンプ組立体（５４
）と駆動関係にあることが示されている。油圧ポンプ組
立体は第５図で二点鎖線で囲まれている。

油圧油は吸込管（５４ａ）を介して油圧ポンプ組立体（
５４）に送られる。油圧ポンプ組立体（５４）は駆動電
動機（５２）の定速出力によって駆動される。油圧ポン
プ組立体（５４）の出力は、線形電気−油圧式サーボア
クチュエータ（７０）により無段可変制御され、前記サ
ーボアクチュエータは油圧ポンプ（５４）の往復動機構
を公知の方法で作動するように配置しである。サーボア
クチュエータ（７０）に内臓しである内側油圧シリンダ
の出力はロッド（１２）を経て、油圧ポンプ組立体（５
４）の中に結合した公知の弁組立体（７４）に送られる
。弁組立体（７４）は、油圧ポンプ（５４）の流体出力
の方向と流量とを無段制御するように、油圧ポンプ組立
体（５４）の往復動機構を調整する。またサーボアクチ
ュエータ（７０）に対する入力は低圧の直流電気信号で
あり、この電気信号は、運転室（２０）内にある操縦枠
またはアクチュエータ（作動器）によって適切に制御す
ることができる。

サーボアクチュエータ（７０）を用いることにより、油
圧ポンプ組立体（５４）の往復動機構を最低限の電流で
作動することができ、従って有効出力１００馬力または
それ以上の馬力で平滑な無段階制御を行うことが可能に
なる。

第５図についてざらに説明すると、油圧ポンプ組立体（
５４）からの出力は、おのおのがフィルタ（１６）を備
える二重路の油圧管路（７５）に導かれる。

二重路の油圧管路（７５）は標準型の伝達弁（１８）を
経、伝達弁（７８）と連通ずるシャトル弁（８０）に相
互に接続しである。油圧管路（７５）のうちの一方の管
路は、カウンタバランス弁（８２）をさらに備えている
。両油圧管路（７５）は次に可変容量杉油圧モータ（５
６）に流体連通し、巻上ドラム（２２）をサーボ７クチ
ユエータ（７０）の入力によって選択した速度で作動さ
せる。シャトル弁（８０）は油圧管路（８３）と選択的
に連通し、管路（８３）はブレーキ制御弁（８４）と、
巻上ドラム（２２）を制動する巻上ブレーキ（８６）と
を何する。

前述のとおり、巻上げ用油圧制御装置ｆ　（４４）はま
たブリッジ横行用油圧モータ（５９）の駆動に用いても
よい。油圧モータ（５９）は、ブリッジ組立体（１４）
を上ばり（１２）に沿って横行させるために用いである
。第６図を参照すると、第４図、第５図に示した横行用
油圧ポンプ（５８）から二方向性の流体動力が横行用の
弁（９０）を介して横行用油圧モータ（５９）を作動す
るために送られる。横行用の弁組立体（９０）は油圧モ
ータ（５９）の作動を制御するために用いてあり、二重
路の油圧管路（９１）を介してクツションロック弁（９
２）と、それに続く油圧モータ（５９）とに直列に結合
しである。さらに弁組立体（９０）はリリーフ弁（９８
）およびブリッジ傾斜弁（１００）とを含む油圧管路（
９３）の作動を選択的に制御できる。ブリッジ傾斜弁（
１００）が油圧シリンダ（１０２）を調整すると、油圧
シリンダ（１０２）がクレーン装置（２）のフレーム上
におけるブリッジ組立体（１４）の傾斜位置を選択的に
制御する。上記の説明から、ブリッジ組立体の巻上げ運
動および横行運動が油圧制御装置（４４）で制御される
ことが明らかである。

第７図を参照すると、走行用油圧制御ｌｌ装置（４２）
がより詳細に示されている。第７図には片側の駆動輪組
立体用の油圧制御装置（４２ａ）が示されでいるが、反
対側の駆動輪組立体用の油圧制御装置（４２ｂ）もほぼ
同一構造なので、その説明は省略する。第７図では、ポ
ンプ駆動用交流電動ｍ　（６２ａ）による走行用油圧ポ
ンプの駆動方法は、巻上げ油圧制御装置（４４）におけ
る駆動電動機（５２）による油圧ポンプ（５４）の駆動
方法と類似している。線形電気−油圧式直流サーボアク
チュエータ（１１０）が、油圧ポンプ（６４ａ）の−次
ボンブ要素（１１４）に作動的に接続された弁組立体（
１１２）を制御することにより、油圧ポンプ（６４ａ）
の流体出力の流量と方向とを制御する。サーボアクチュ
エータ（１１０）の入力は低圧直流信号であり、この信
号は油圧ポンプ組立体（５４）の往復運動を制御Ｉｌｌ
する巻上用油圧制御表ａ　（４４）に関して述べたサー
ボアクチュエータ（７０）の場合と同様な信号である。

油圧ポンプ組立体（６４ａ）に対する油圧油の供給は、
適当な油タンクから吸込管（１１６）を介して行われる
。二方向性のポンプ出力は複流フィルタ（１２０）を含
む油圧管路（１１８）を介して送られる。クロスリリー
フ弁（１２２）が、複流フィルタ（１２０）と以述の走
行用油圧モータ（６６ａ）との間に配置されている。従
って油圧モータ（６６ａ）は、クレーン装置（２）をサ
ーボアクチュエータ（１１０）の直流入力による設定速
度で走行させるように、その関連の駆動輪組立体（６ａ
）のうちの１個に動力を加える。クレーン装置の左右角
車輪を駆動するために、油圧モータ（６６ａ）とは反対
側にある走行用油圧制御Ｉ装置（６０ｂ）中の油圧モー
タ（”６６　ｂ　）にも当然動力が送られる。

走行用油圧制御装置（４２ａ）はクレーン装置（２）の
ブレーキ操作およびかじ取り操作を行うためにも使用さ
れる。油圧油は、吸込管（１１６）中のマニホールド（
１３０）から、分岐管（１３４）、　（１３６）を含む
油圧管路（１３２）に送られる。分岐管（１３４）は油
圧油を旋回式ヨーク回転用の油圧ポンプ（１３８）に送
り、また分岐管（１３６）は油圧油をブレーキ用油圧ポ
ンプ（１４０）に送る。油圧ポンプ（１３８）からの流
体動力は、油圧管路（１４２）　、ヨーク回転弁（１４
４）、およびダブルロック弁（１４６）を経て一対のヨ
ーク回転用油圧シリンダ（１４８）に送出される。油圧
シリンダ（１４８）は、公知の方法で駆動輪組立体（６
ａ）に作動的に接続してあり、もって重輪を垂直軸線の
周りに回動させてかじ取り操作を行う。また、油圧ポン
プ（１３８）は、９０°位置ロックシリンダ（１４９ａ
）および０°位置ロックシリンダ（１４９ｂ）に流体動
力を供給する。同じく、ブレーキ用油圧ポンプ（１４０
）からの流体動力は、油圧管路（１５０）を介してブレ
ーキ制御弁（１５２）およびブレーキキャリパ（１５４
）に送られて、クレーンの走行時に選択的に制動を行う
。

第８図を参照すると、走行用サーボアクチュエータ（１
１０）の断面が示されている。このサーボアクチュエー
タの構造は標準設計によるものなので、同図では入力電
流を可変容積出力に変換する機構のみを示している。サ
ーボアクチュエータ（１１０）の設計は、巻上げ用油圧
制罪装置（４４）に用いられるポンプの往復動を行わせ
るサーボアクチュエータ（１０）と同様である。サーボ
アクチュエータ（１１０）を操作する場合、直流電流は
操縦要素、たとえばクレーン装置（２）の運転室（２ｏ
）内部の操縦桿などの位置に従って変化させられて、導
体（１６０）を介してサーボアクチュエータに及ぼされ
る。ソレノイド（１６２）が直流入力に対応して鉄片（
１６４）を種々の位置に移動させ、それによりサーボア
クチュエータ（１１０）の油圧シリンダ（１６６）の両
側に生ずる圧力差を公知の技術で制御する。この圧力差
はロンド（１６８）の出力位置を変化させ、よって第７
図に示す弁組立体（１１２）が制御される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る駆動操作が制御される油圧６１
１１１装置を備えたクレーン装置の斜視図である。 第２図は、第１図のクレーン装置の側面図である。 第３図は、第１図のクレーン装置の正面図である。 第４図は、第１図のクレーン装置に用いる油圧制御装置
の略ブロック線図である。 第５図は、第４図の油圧制御装置のうちの巻上装置用の
油圧制御装置の回路図である。 第６図は、第５図の巻上装置用油圧制御装置により作動
するブリッジの横行と傾斜をｉ１１御する油圧回路図で
ある。 第７図は、第４図の油圧制御装置のうちの走行装置用の
油１モ制ｍ装置の回路図である。 第８図は、第６図の油圧回路の中に用いである油圧ポン
プ作動器すｈわらサーボアクチュエータ組立体の略所面
図である。 ２・・・・・・・・・・・・クレーン装置４・・・・・
・・・・・・・直立脚 ６ａ、６ｂ・・・・・・車輪 ８・・・・・・・・・・・・旋回式ヨーク１０・・・・
・・・・・・・・下ばり １２・・・・・・・・・・・・上ばり １４・・・・・・・・・・・・ブリッジ２０・・・・・
・・・・・・・運転室 ２２・・・・・・・・・・・・巻上ドラム３４・・・・
・・・・・・・・原動機 ３８・・・・・・・・・・・・発電機

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 クレーンの駆動操作を制御する方法において、 交流電力を発生する工程と、 該交流電力をポンプ駆動用の定速電動機に加える工程と
   、 該ポンプ駆動用電動機によって可変容量形油圧ポンプを
   作動させる工程と、 該可変容量形油圧ポンプからの吐出し量を制御する工程
   と、 該可変容量形油圧ポンプの出力を油圧モータに加える工
   程と、 該油圧モータの出力を用いて、巻上ドラムの操作、走行
   車輪の作動またはブリッジの移動を選択的に制御する工
   程とを含む、クレーンの駆動操作を制御する方法。