JPH04213596A - 巻上装置の異常警報装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧式クレーンなどに
用いて好適な巻上装置の異常警報装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来から知られている巻上油圧
回路図であり、油圧ポンプ２と油圧モータ３との間には
、油圧モータ３の回転方向と回転速度を制御するコント
ロールバルブ２１と、油圧モータ３の逸走を防止するカ
ウンタバランスバルブ２２とが介在されている。カウン
タバランスバルブ２２のオーバロードリリーフ弁２２ａ
の下流には絞り２２ｂが設けられ、異常時に油圧モータ
３の速度が所定値を越えないようにしている。

【０００３】すなわち、オーバロードリリーフ弁２２ａ
が異常をきたして開きっぱなしになると矢印Ａのような
回路で油が流れて油圧モータ３は異常回転する惧れがあ
る。また、油圧モータ３が可変容量油圧モータの場合、
ある負荷状態で油圧モータ３の傾転量が１／２になると
油圧モータ有効圧力は２倍になりオーバロードリリーフ
弁２２ａが開くが、このとき傾転量が外部から制御不能
に陥ると、オーバロードリリーフ弁２２ａが開きっぱな
しになり、同様に矢印Ａのような回路で油が流れて油圧
モータ３は異常回転する惧れがある。そこで、オーバロ
ードリリーフ弁２２ａの下流に固定絞り２２ｂを挿入し
て、このような異常時の油圧モータ３の最高回転数を制
限して安全性を確保している。この場合の吊り荷の下降
速度は、カウンタバランス弁２２内の絞り２２ｃによっ
て制限される降下速度よりも少し速い速度である。

【０００４】一方、巻上ドラムの回転数を接触型のロ−
タリエンコーダで検出するロープ速度計や、ウインチの
油圧モータ回転数をロ−タリエンコーダで検出してロー
プ速度を演算して表示するロープ速度計が従来から知ら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、異常
時の吊り荷の降下速度は正常な場合よりもやや速いだけ
なので、たとえロープ速度計でロープ速度をモニタして
いても運転者は異常発生に気がつかずに作業を続行する
惧れがある。すなわち、従来のロープ速度計はあくまで
ロープの速度を計測して表示するだけで、巻上装置の異
常、特に巻上油圧回路の異常を検出することはできなか
った。本発明の目的は、巻上装置の異常を検出して警報
する装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１に対応づけて本発明を説明すると、本発明に係る異常
警報装置は、原動機１により駆動される油圧ポンプ２と
、この油圧ポンプ２で駆動され巻上ドラム５を回転する
ウインチ用油圧モータ３と、油圧モータ３への流入流量
を表わす物理量を検出する物理量検出手段７と、油圧モ
ータ３の回転数を検出するモータ回転数検出手段９と、
検出された物理量から油圧モータ３の適正回転数を演算
する演算手段１０Ａと、この適正回転数と検出された油
圧モータ回転数とを比較し、ウインチの異常を判定する
判定手段１０Ｂと、異常判定時に警報を発する警報手段
１２，１３とを具備することにより、上述の目的が達成
される。請求項２の発明は、油圧ポンプが可変容量油圧
ポンプの場合に好適な装置に係り、第２の実施例である
図４に対応づけて説明すると、油圧ポンプ２Ａはポンプ
吐出圧力に応じて押除け容積が調節される可変容量型で
あり、物理量検出手段は、原動機１の回転数を検出する
原動機回転数検出手段７と、可変容量油圧ポンプ２Ａの
吐出圧力を検出するポンプ吐出圧検出手段３１であり、
演算手段１０Ａは、原動機回転数をパラメータとしたポ
ンプ吐出圧力とポンプ吐出流量の特性に基づいて、検出
された原動機回転数とポンプ吐出圧力とから可変容量油
圧ポンプ２Ａの吐出流量を演算し、この吐出流量から油
圧モータ３の適正回転数を演算する。

【０００７】

【作用】検出されたモータ回転数が、油圧ポンプ２の吐
出流量を示す物理量（例えば原動機回転数やポンプ吐出
圧力）から求めた適正モータ回転数以上のときに巻上装
置の異常と判定して警報が発せられる。したがって、運
転者は巻上装置の異常を知り、異常の原因を確かめるな
どの措置を取ることができ、安全性の高い巻上装置とな
る。請求項２の発明では、原動機回転数とポンプ吐出圧
力を検出し、原動機回転数をパラメータとしたポンプ圧
力とポンプ吐出流量の複数の特性からいずれかを選択し
てポンプ吐出流量を求める。そして、このポンプ吐出流
量に基づいてモータ適正回転数が演算される。したがっ
て、可変容量油圧ポンプ２Ａを用いても正確な警報が行
える。

【０００８】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段および作用の項では、本発明を分か
り易くするために実施例の符号を用いたが、これにより
本発明が実施例に限定されるものではない。

【０００９】−第１の実施例−

【実施例】図２に基づいて本発明の第１の実施例につい
て説明する。図２において、１は原動機、２は原動機１
で駆動される油圧ポンプ、３は油圧ポンプ２と管路４で
連通されて回転駆動される油圧モータ、５は油圧モータ
３で回転される巻上ドラム、６は巻上ドラム５を制動す
るネガティブブレーキ装置である。７は原動機１の回転
数を検出する非接触型のロータリエンコーダ、８は油圧
モータ３の回転軸に取り付けられた円板であり、例えば
周縁に所定ピッチで開口が開けられている。９は、円板
８の開口と対向して配置されてその開口を横切るたびに
パルス信号を出力して円板８の回転数を検出するエンコ
ーダであり、各エンコーダ７，９の検出信号はマイクロ
コンピュ−タなどから成る制御回路１０に入力されてい
る。１１は、制御回路１０でモータ減速比，ロープ巻取
り径、油圧機器の効率などを考慮して演算されたロープ
速度を表示するロープ速度計、１２，１３は後述するよ
うに巻上装置の異常判断時に点灯および鳴動する警報ラ
ンプおよび警報ブザーである。さらに、１４は異常検出
モードの選択スイッチであり、このスイッチ１４がオン
しているときのみ、ロープ速度の異常を判定し異常時に
は警報する。１５はバッテリ、２１は油圧モータ３の回
転方向と回転速度を制御するコントロールバルブである
。

【００１０】また図２において、６ａはネガブレーキ装
置６の動作制御用油圧シリンダ、６ｂは油圧シリンダ６
ａの制御用電磁式切換弁である。この電磁式切換弁６ｂ
は、常時は制御回路１０からのブレーキ解放指令信号で
イ位置に切り換えられて油圧ポンプ６ｃの圧油を油圧シ
リンダ６ａのロッド室に供給してブレーキ解放状態にす
る。異常時に制御回路１０からのブレーキ解放信号が消
失するとばね力で切換弁６ｂがロ位置に切換わり、油圧
シリンダ６ａのロッド室をタンクに連通してブレーキ装
置６を作動させる。６ｄはリリーフ弁である。

【００１１】図３は異常検出判断処理手順を示すフロー
チャートである。まず、ステップＳ１において、エンコ
ーダ７，９から原動機回転数Ｎｅと、油圧モータ回転数
Ｎｍｄを読み込み、ステップＳ２において、検出された
原動機回転数Ｎｅに対して適正な油圧モータ回転数Ｎｍ
ｒとロープ速度を演算する。次のステップＳ３では、適
正油圧モータ回転数Ｎｍｒと検出された油圧モータ回転
数Ｎｍｄとを大小比較して、検出モータ回転数Ｎｍｄが
適正モータ回転数Ｎｍｒ以上のときにステップＳ４に進
む。ステップＳ４では、制御回路１０から警報ランプ１
２，警報ブザー１３に信号を送って視覚および聴覚で巻
上装置の異常を運転者に報知するとともに、制御回路１
０から電磁式切換弁６ｂに出力されているブレーキ解放
指令信号を遮断する。これにより、電磁式切換弁６ｂが
ロ位置に切換わり、油圧シリンダ６ａのロッド室がタン
クと連通されてブレーキが掛かる。一方、異常が無くス
テップＳ３が否定されるとステップＳ５でロープ速度を
表示する。

【００１２】なお、このように動作させるブレーキ力を
微妙にコントロールしないとかえって荷振れが激しくな
ることもあるから、ブレーキ力の微調整が難しい場合に
は、ステップＳ４で単に警報だけしても良い。

【００１３】このような実施例によれば、検出された油
圧モータ回転数をそのときの原動機回転数から推定され
る適正モータ回転数と比較することにより前述したよう
な巻上装置の異常を報知できる。したがって、運転者は
いったん機械を止めて異常の原因を確かめたり排除する
ことができ、安全性がより向上する。

【００１４】なお、原動機回転数が一定でもコントロー
ルバルブ２１の操作量が異なると油圧モータ回転数が変
動するから、図３で説明したモータ適正回転数の演算に
当たって、コントロールバルブ２１の操作量を加味する
。また、油圧機器の効率も考慮するのが好ましい。さら
に、吊り荷のフリーフォールをクラッチレバー操作位置
などで検出して、そのときのロープ速度表示を中止する
こともできる。

【００１５】−第２の実施例− 図４に基づいて本発明の第２の実施例について説明する
。なお、図２と同様の箇所には同一の符号を付して相違
点を主に説明する。３１は圧力検出器であり、油圧ポン
プ２Ａの吐出圧力Ｐを検出し、この圧力信号を制御回路
１０に入力する。ここで、油圧ポンプ２Ａは可変容量型
であり、吐出圧力によりその押除け容積が調節される。 制御回路１０には、図６に示すような油圧ポンプ２のＰ
−Ｑ線図のマップが原動機１の所定回転数（例えば１０
０ｒｐｍ）をパラメータとして予め記憶されており、圧
力Ｐおよび原動機回転数Ｎｅが読み込まれると、後述す
る手順によりこのマップに基づいてポンプ吐出流量Ｑｄ
が演算される。さらに制御回路１０には、図７に示すよ
うな油圧ポンプ２の所定吐出圧力Ｐをパラメータとして
η−Ｑｄ線図のマップが記憶されており、後述する手順
により、検出された吐出圧力Ｐおよび算出されたポンプ
吐出流量Ｑｄから油圧ポンプ２の容積効率ηが演算され
、実流量Ｑｒ＝Ｑｄ×ηが算出される。

【００１６】次に動作を図５のフローチャートを用いて
説明する。プログラムがスタートすると、ステップＳ１
１において原動機回転数Ｎｅ，ポンプ吐出圧力Ｐ，モー
タ回転数Ｎｍｄを読み込み、ステップＳ１２へ進む。ス
テップＳ１２では、予め設定されたＰ−Ｑ線図のマップ
に基づいてポンプ吐出流量Ｑｄを演算する。続くステッ
プＳ１３では、読み込まれている吐出圧力Ｐと流量Ｑｄ
とからη−Ｑｄ線図のマップに基づいてポンプ容積効率
ηを算出し、ステップＳ１４において、ポンプ２の実流
量Ｑｒ＝Ｑｄ×ηを演算する。次いでステップＳ１５に
おいて、実流量Ｑｒに基づいて油圧モータ３の適正モー
タ回転数Ｎｍｒを演算し、さらにロープ速度を演算する
。そして、上述したと同様にステップＳ３，４，５を実
行する。

【００１７】このように第２の実施例によれば、可変容
量油圧ポンプのＰ−Ｑ線図とη−Ｑ線図を用いてポンプ
実流量を求め、このポンプ実流量からモータの適正回転
数を求めている。したがって、負荷によってポンプ押除
け容積が変化しても正しくモータ適正回転数を演算する
ことができる。なお、この場合にも、コントロールバル
ブ２１の操作量を考慮するのは勿論である。

【００１８】−第３の実施例− 図８に基づいて本発明の第３の実施例について説明する
。なお、図２と同様の箇所には同一の符号を付して相違
点を主に説明する。４１は電磁流量計であり、油圧ポン
プ２の吐出流量Ｑｐを直接算出し、この流量信号に基づ
いて油圧モータ２の適正モータ回転数Ｎｍｒを演算する
。この実施例でも、コントロールバルブ２１の操作量を
考慮するのは勿論である。

【００１９】次に動作を図９のフローチャートを用いて
説明する。プログラムがスタートすると、ステップＳ３
１においてポンプ吐出流量Ｑｐおよびモータ回転数Ｎｍ
ｄを読み込み、ステップＳ３２へ進む。ステップＳ３２
では、ポンプ吐出流量Ｑｐに基づいて適正モータ回転数
Ｎｍｒを演算するとともに、ロープ速度を演算する。そ
して、上述したと同様にステップＳ３，４，５を実行す
る。

【００２０】本実施例では油圧ポンプ２の吐出流量Ｑｐ
を電磁流量計４１で直接計測しているので、適正モータ
回転数Ｎｍｒを高精度に算出することができる。しだが
って、巻上装置の異常を正確に把握することができる。

【００２１】以上の実施例の構成において、エンコーダ
７，圧力検出器３１，流量計４１が物理量検出手段を、
エンコーダ９がモータ回転数検出手段を、警報ランプ１
２および警報ブザー１３が警報手段を、制御回路１０が
演算手段１０Ａと判定手段１０Ｂを、それぞれ構成する
。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、油圧ポンプの吐出流量
を示す物理量から油圧モータの適正回転数を演算し、こ
の適正回転数と検出した油圧モータの回転数とを比較し
、異常と判定したときに警報を発するようにしたから、
安全性のより高い油圧式巻上装置を提供できる。とくに
、請求項２の装置によれば、可変容量油圧ポンプを用い
た巻上装置において正確に異常警報を行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図である。

【図２】請求項１の発明に係る巻上装置の異常警報装置
の第一の実施例を示す図である。

【図３】第一の実施例の動作を説明するフローチャート
である。

【図４】請求項２の発明に係る巻上装置の異常警報装置
の第２の実施例を示す図である。

【図５】第２の実施例の動作を説明するフローチャート
である。

【図６】図４の第２の実施例に使用される油圧ポンプの
Ｐ−Ｑ線図である。

【図７】図４の第２の実施例に使用される油圧ポンプの
η−Ｑｄ線図である。

【図８】請求項１の発明に係る巻上装置の異常警報装置
の第３の実施例を示す図である。

【図９】第３の実施例の動作を説明するフローチャート
である。

【図１０】従来の巻上装置に使用される油圧回路図であ
る。

【符号の説明】

１　　原動機 ２，２Ａ　　油圧ポンプ ３　　油圧モータ ５　　巻上ドラム ７　　エンコーダ ９　　エンコーダ １０　　制御回路 １２　　警報ランプ １３　　警報ブザー ３１　　圧力検出器 ４１　　電磁流量計

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原動機により駆動される油圧ポンプと
   、この油圧ポンプで駆動され巻上ドラムを回転するウイ
   ンチ用油圧モータと、前記油圧モータへの流入流量を表
   わす物理量を検出する物理量検出手段と、前記油圧モー
   タの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、検出さ
   れた物理量から油圧モータの適正回転数を演算する演算
   手段と、この適正回転数と検出された油圧モータ回転数
   とを比較し、ウインチの異常を判定する判定手段と、異
   常判定時に警報を発する警報手段とを具備することを特
   徴とする巻上装置の異常警報装置。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載の巻上装置の異常警報
   装置において、前記油圧ポンプはポンプ吐出圧力に応じ
   て押除け容積が調節される可変容量型であり、前記物理
   量検出手段は、前記原動機の回転数を検出する原動機回
   転数検出手段と、前記可変容量油圧ポンプの吐出圧力を
   検出するポンプ吐出圧検出手段であり、前記演算手段は
   、前記原動機回転数をパラメータとしたポンプ吐出圧力
   とポンプ吐出流量の特性に基づいて、前記検出された原
   動機回転数とポンプ吐出圧力とから前記可変容量油圧ポ
   ンプの吐出流量を演算し、この吐出流量から前記油圧モ
   ータの適正回転数を演算することを特徴とする巻上装置
   の異常警報装置。