JPH0881183A

JPH0881183A - 移動式クレーンの制動装置

Info

Publication number: JPH0881183A
Application number: JP21926794A
Authority: JP
Inventors: Yukio Tsutsumi; 幸雄堤; Masashi Kimura; 賢史木村
Original assignee: Kato Works Co Ltd; Kato Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Kato Works Co Ltd; Kato Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1994-09-13
Filing date: 1994-09-13
Publication date: 1996-03-26
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: JP3310791B2

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成でブームの旋回動作を安全に停止さ
せることのできる移動式クレーンを提供する。【構成】ブームが現在位置より危険側に所定角度だけ旋
回したときの予測限界荷重を算出し、この予測限界荷重
が実荷重よりも小さいときにブームの旋回動作を徐々に
停止させる旋回停止信号を送出する制御装置４２を設け
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動式クレーンの制
動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車体上に旋回可能なブームを備
えた移動式クレーンでは、クレーン作業の安全を期すた
めに種々の安全対策が施されており、例えば実開昭６２
−８９２８９号公報に記載された移動式クレーンでは、
アウトリガの張出し量に応じてブームの旋回許容範囲を
記憶しておき、この旋回許容範囲を超えてブームが旋回
動作したときにブームの旋回動作を自動的に停止させる
ようにしている。

【０００３】しかしながら、上述した移動式クレーンで
は、ブームが旋回許容範囲を超えた瞬間に制動をかける
ようにしているため、ブームの旋回動作が停止しても慣
性力の影響で吊り荷に大きな揺れが生じ、安全性を損な
うという難点がある。

【０００４】そこで、吊り荷に大きな揺れを生じさせる
ことなくブームの旋回動作を旋回許容範囲内に自動的に
停止させるようにしたものが特開平３−１７７２９９号
公報において提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−１７７２９９号公報に記載されたものでは、荷揺れ
を生じさせないためのブームの制動角加速度を算出して
ブームの制動制御を行っているため、ブームの制動角速
度を演算するための演算手段等を必要とし、構成が複雑
になるという問題があった。

【０００６】この発明は上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、簡単な構成でブームの旋
回動作を安全に停止させることのできる移動式クレーン
の制動装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、ブームの起伏角度を検出するブーム
角度検出手段と、前記ブームに作用する負荷荷重を検出
する負荷荷重検出手段と、前記ブームの旋回位置を検出
する旋回位置検出手段と、前記ブームが現在位置より危
険側に所定角度だけ旋回したときの予測限界荷重を算出
し、この予測限界荷重が前記負荷荷重検出手段で検出さ
れた値よりも小さいときに前記ブームの旋回動作を停止
させる旋回停止信号を送出し、前記ブームの旋回動作が
停止したときに前記ブームに対する旋回ロック状態を解
除する旋回ロック解除信号を送出する制御手段とを具備
してなることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の構成において、ブームが旋回動作を開始
すると、ブームが現在位置より危険側に所定角度だけ旋
回したときの予測限界荷重が算出される。そして、この
予測限界荷重が負荷荷重検出手段で検出された値より小
さい値になると、旋回停止制御手段より旋回停止信号が
送出される。そして、ブームの旋回動作が停止すると、
制御手段より旋回ロック解除信号が送出され、ブームに
対する旋回ロック状態が解除され、ブームが旋回可能な
状態となる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１ないし図５
を参照して説明する。図２は、この発明の一実施例に係
る移動式クレーンを示している。同図において、１は車
体であり、この車体１上にはクレーン装置２が搭載され
ている。

【００１０】前記クレーン装置２は、車体１に対して起
伏自在に設けられたブーム３と、このブーム３を水平方
向に旋回せしめる旋回台４と、この旋回台４を旋回駆動
する油圧モータ５（図３参照）とを備えており、前記旋
回台４には、前記ブーム３を起伏駆動するブーム起伏シ
リンダ（図示せず）が搭載されている。

【００１１】なお、前記車体１の前側両側部と後側両側
部には、クレーン作業時に車体１を安定に支持するため
のアウトリガ７が配設されている。また、前記旋回台４
には前記ブーム３の先端からワイヤロープ８を介して吊
り下げられたフック９を昇降せしめるロープ巻上げ機
（図示せず）が搭載されている。

【００１２】図３は、前記油圧モータ５を回転駆動する
油圧回路の概略構成を示している。同図において、１０
は前記油圧モータ５への圧油の供給を制御する旋回コン
トロールバルブコントロール、１１ａ，１１ｂは前記旋
回コントロールバルブ１０のスプール位置を切換制御す
るスプール切換用電磁比例弁であり、これらの電磁比例
弁１１ａ，１１ｂは、図１に示す旋回制御装置４２から
送出される制御信号によって作動するようになってい
る。

【００１３】また、１２ａ，１２ｂは旋回コントロール
バルブ１０と油圧モータ５とを接続する油圧管路であ
り、これらの油圧管路１２ａ，１２ｂから分岐した導圧
管路１３ａ，１３ｂには、旋回コントロールバルブ１０
のスプールを中立位置に戻したときに油圧モータ５にブ
レーキ圧を作用せしめるブレーキ圧発生回路１４が接続
されている。

【００１４】前記ブレーキ圧発生回路１４は、油圧管路
１２ａ，１２ｂのうち高圧側の管路を選択するシャトル
弁１５と、このシャトル弁１５の出口ポートに並列に接
続された高圧リリーフ弁１６および低圧リリーフ弁１７
とを有しており、前記低圧リリーフ弁１７の出口ポート
に接続された排油管路１８には、旋回ロックフリー切換
弁１９が設けられている。

【００１５】なお、導圧管路１３ａと導圧管路１３ｂと
を接続するバイパス管路２３には、各リリーフ弁１６，
１７，２２が作動したときにバイパス管路２３を連通さ
せる切換弁２４が設けられている。

【００１６】また、前記ブレーキ圧発生回路１４は、シ
ャトル弁１５の出口ポートと低圧リリーフ弁１７の入口
ポートとを接続する導圧管路２０を有しており、この導
圧管路２０から分岐した管路２１には、ブレーキ圧を徐
々に減少させるための電磁比例リリーフ弁２２が設けら
れている。

【００１７】なお、図３において、２５は油圧ポンプ、
２６は旋回ブレーキ用電磁弁、２７は旋回ブレーキ用パ
イロット弁である。図３に示した構成において、旋回コ
ントロールバルブ１０のスプールが中立位置に戻ると、
油圧管路１２ａまたは油圧管路１２ｂの管路内圧力が油
圧モータ５の慣性回転によって上昇し、この管路内圧力
が制動力として油圧モータ５に作用する。

【００１８】図１は、図２に示した移動式クレーンの概
略構成を示している。同図において、３０は前記ブーム
３の長さを検出するブーム長さ検出器、３１は前記ブー
ム３の起伏角度を検出するブーム角度検出器、３２はブ
ーム起伏シリンダのシリンダヘッド側圧力を検出する圧
力検出器（負荷荷重検出手段）、３３はブーム起伏シリ
ンダのシリンダロッド側圧力を検出する圧力検出器（負
荷荷重検出手段）、３４は前記ブーム３の旋回角度を検
出する旋回角度検出器（旋回位置検出手段）、３５は前
記車体１の右前側に位置するアウトリガ７の張出し量を
検出するアウトリガ張出し量検出器、３６は前記車体１
の左前側に位置するアウトリガ７の張出し量を検出する
アウトリガ張出し量検出器、３７は前記車体１の右後側
に位置するアウトリガ７の張出し量を検出するアウトリ
ガ張出し量検出器、３８は前記車体１の左後側に位置す
るアウトリガ７の張出し量を検出するアウトリガ張出し
量検出器、３９は前記ブーム３を右方向に旋回操作する
右旋回レバーが操作状態にあるか否かを検知する旋回方
向検出手段としての右旋回レバー操作検知スイッチ（旋
回方向検出手段）、４０は前記ブーム３を左方向に旋回
操作する左旋回レバーが操作状態にあるか否かを検知す
る旋回方向検出手段としての左旋回レバー操作検知スイ
ッチ（旋回方向検出手段）、４１は前記旋回ロックフリ
ー切換弁１９を切換えるための旋回ロックフリー切換ス
イッチである。

【００１９】また、４２は前記ブーム長さ検出器３０、
ブーム角度検出器３１、圧力検出器３２及び３３、旋回
角度検出器３４、アウトリガ張出し量検出器３５〜３
８、右旋回レバー操作検知スイッチ３９、左旋回レバー
操作検知スイッチ４０、旋回ロックフリー切換スイッチ
４１からの出力信号に基づいて前記スプール切換用電磁
比例弁１１ａ，１１ｂおよびブレーキ圧発生回路１４を
制御する制御装置であり、この制御装置４２は、中央処
理装置（以下、ＣＰＵと略称する）４３、リードオンリ
ーメモリ（以下、ＲＯＭと略称する）４４、ランダムア
クセスメモリ（以下、ＲＡＭと略称する）４５、Ｉ／Ｏ
ポート４６，４７等から構成され、前記ＲＯＭ４４に
は、ＣＰＵ４３を図４に示すフローチャートに従って作
動させるためのプログラムが格納されている。

【００２０】すなわち、ＣＰＵ４３は、図４に示すよう
に、電源スイッチが投入されると、負荷荷重検出手段と
しての圧力検出器３２，３３から出力された信号を取り
込み、ブーム３に作用する負荷荷重（以下、実荷重とい
う）ＷＡを算出する。

【００２１】次に、ＣＰＵ４３はブーム３の実荷重ＷＡ
をＲＡＭ４５に格納した後、ブーム長さ検出器３０、ブ
ーム角度検出器３１、アウトリガ張出し量検出器３５〜
３８から出力された信号を取り込み、ブーム３の慣性を
考慮してブーム３の安全旋回領域を設定し、この安全旋
回領域内におけるブーム３の旋回限界位置Ｐａ，Ｐｂ
（図６参照）を算出する。

【００２２】次に、ＣＰＵ４３はブーム３の旋回限界位
置Ｐａ，ＰｂをＲＡＭ４５に格納した後、ブーム３の旋
回位置を検出する旋回位置検出手段としての旋回角度検
出器３４から出力された信号を取り込み、ブーム３の現
在位置Ｐｃ（図６参照）を検知する。そして、ブーム３
の現在位置ＰｃとＲＡＭ４５に格納された旋回限界位置
Ｐａ，Ｐｂとの角度差を演算し、その演算結果に基づい
てスプール切換用電磁比例弁１１ａ，１１ｂへの出力を
制御する。

【００２３】具体的には、ブーム３の現在位置Ｐｃと旋
回限界位置Ｐａ，Ｐｂとの差が５°以内のときは、スプ
ール切換用電磁比例弁１１ａ，１１ｂへの出力値を零に
設定し、危険側への旋回を禁止する。また、ブーム３の
現在位置Ｐｃと旋回限界位置Ｐａ，Ｐｂとの差が２０°
以内のときは危険側への旋回速度を微速に設定し、４０
°以内のときは危険側への旋回速度を中速に設定する。
そして、ブーム３の現在位置Ｐｃと旋回限界位置Ｐａ，
Ｐｂとの差が４０°以上のときは、危険側への旋回速度
を通常速度に設定する。

【００２４】次に、ＣＰＵ４３は右旋回レバー操作検知
スイッチ３９または左旋回レバー操作検知スイッチ４０
がオフからオンに切り替わると、旋回角度検出器３４か
らの出力信号に基づいてブーム３の旋回速度を算出す
る。そして、算出した旋回速度とブーム３に加わる転倒
モーメントとからブーム３が現在の旋回位置Ｐｃより危
険側にブーム３の慣性を考慮して所定角度だけ旋回した
位置（以下、予測旋回角度という）での限界荷重（以
下、予測限界荷重という）を算出するとともに、予測旋
回角度での予測ブーム危険角度（ブーム自重による転倒
角度）を算出する。

【００２５】なお、右旋回レバー操作検知スイッチ３９
および左旋回レバー操作検知スイッチ４０がオフの場合
には、ＣＰＵ４３は旋回ロックフリー切換弁１９を旋回
ロックフリー切換スイッチ４１で設定した状態に設定し
た後、電磁比例リリーフ弁２２への出力値を最大値に設
定する。

【００２６】次に、ＣＰＵ４３はＲＡＭ４５に格納され
た実荷重ＷＡと予測限界荷重とを比較し、予測限界荷重
が実荷重ＷＡより大きい場合には、ブーム３の現在の旋
回位置と予測ブーム危険角度とを比較する。そして、現
在のブーム角度が予測ブーム危険角度よりも大きい場合
には、ＣＰＵ４３は安全と判断する。

【００２７】また、予測限界荷重が実荷重ＷＡより小さ
い場合あるいは予測ブーム危険角度がブーム角度検出器
３１で検出された値よりも小さい場合には、ＣＰＵ４３
は危険と判断する。そして、ＣＰＵ４３は旋回ロックフ
リー切換弁１９を旋回ロックに設定した後、スプール切
換用電磁比例弁１１ａ，１１ｂへの出力が零であるか否
かを判断する。ここで、スプール切換用電磁比例弁１１
ａ，１１ｂへの出力が零でない場合には、ＣＰＵ４３は
スプール切換用電磁比例弁１１ａ，１１ｂへの出力を段
階的に減らし、旋回コントロールバルブ１０のスプール
を中立位置に復帰させる。

【００２８】これにより旋回コントロールバルブ１０と
油圧モータ５とを接続する油圧管路１２ａ，１２ｂの一
方の管路内圧力が油圧モータ５の慣性回転によって上昇
し、慣性力により回転する油圧モータ５に制動力として
作用する。

【００２９】なお、スプール切換用電磁比例弁１１ａ，
１１ｂへの出力を段階的に減らした後は、スプール切換
用電磁比例弁１１ａ，１１ｂへの出力が最小値であるこ
とを確認した後、スプール切換用電磁比例弁１１ａ，１
１ｂへの出力を零に設定する。

【００３０】また、スプール切換用電磁比例弁１１ａ，
１１ｂへの出力が零である場合には、ＣＰＵ４３はブー
ム３が旋回停止状態にあるか否かを判断する。そして、
ブーム３が旋回停止状態にない場合には、ＣＰＵ４３は
電磁比例リリーフ弁２２への出力を徐々に増大させる。
これにより油圧モータ５に対するブレーキ圧が徐々に増
大し、ブーム３の旋回速度が徐々に低下する。

【００３１】また、ブーム３が旋回停止状態にある場合
には、ＣＰＵ４３は旋回ロック解除信号を送出し、旋回
ロックフリー切換弁１９を旋回フリーに設定する。これ
によりブーム３が旋回フリー状態となるので、ブーム３
の旋回が停止したときに吊り荷に揺れが生じても吊り荷
の揺れに追従してブーム３が動くので、ブーム３に過大
な転倒モーメントが作用することを防止することができ
る。このものはフリー、ロック、フリーを繰り返す制御
をなしている。

【００３２】図５は、ＣＰＵ４３からスプール切換用電
磁比例弁１１ａ，１１ｂおよび電磁比例リリーフ弁２２
に出力される出力値を示す線図で、図中実線Ａはスプー
ル切換用電磁比例弁１１ａ，１１ｂの制御曲線を示し、
図中破線Ｂは電磁比例リリーフ弁２２の制御曲線を示し
ている。

【００３３】同図に示すように、実荷重が予測限界荷重
を越えると、旋回ロックフリー切換弁１９が旋回ロック
に設定され、スプール切換用電磁比例弁１１ａ，１１ｂ
への出力が段階的に減少し、旋回コントロールバルブ１
０のスプールが中立位置に戻される。

【００３４】また、この制御で旋回停止しなければ、電
磁比例リリーフ弁２２への出力が段階的に増大し、ブレ
ーキ圧が上昇する。上述したように、この発明の一実施
例では、ブーム３が現在の旋回位置より所定角度だけ旋
回したときの予測限界荷重を算出し、この予測限界荷重
がブーム３に作用する実際の負荷荷重よりも小さいとき
にブーム３の旋回動作を徐々に停止させる旋回停止信号
を送出することにより、ブーム３の制動角加速度を求め
る必要がないので、構成の簡略化を図ることができる。

【００３５】また、ブーム３の旋回動作が停止した直後
にブーム３の旋回ロック状態が解除され、ブーム３が旋
回可能な状態となるので、ブーム３の旋回動作が停止し
たときに吊り荷に揺れが生じても吊り荷の揺れに応じて
ブーム３が動くので、ブーム３に過大な転倒モーメント
が加わるようなことがなく、ブーム３の転倒を防止する
ことができる。

【００３６】また、この発明の一実施例では、ブーム３
の慣性を考慮してブーム３が現在の旋回位置より所定角
度だけ旋回したときの予測ブーム危険角度を算出し、こ
の予測ブーム危険角度がブーム角度検出器３１で検出さ
れた値よりも小さいときにブーム３の旋回動作を徐々に
停止させる旋回停止信号を送出することにより、さらに
安全性の向上を図ることができる。

【００３７】なお、上述した実施例では、旋回コントロ
ールバルブ１０のスプール位置を切換制御する手段とし
て電磁切換弁１１ａ，１１ｂを用いたが、図７に示すよ
うに、電磁比例減圧弁４８ａ，４８ｂを用いて旋回コン
トロールバルブ１０のスプール位置を切換制御するよう
にしても良い。

【００３８】また、上述した実施例では、右旋回レバー
操作検知スイッチ３９または左旋回レバー操作検知スイ
ッチ４０がオフからオンに切り替わったときに予測限界
荷重と予測ブーム危険角度を算出したが、図８に示すよ
うに、検知スイッチ３９，４０がオフのときでもブーム
３が右旋回中または左旋回中のときには予測限界荷重と
予測ブーム危険角度とを算出し、予測限界荷重がブーム
３に作用する実際の負荷荷重よりも小さいか否かを比較
するようにしてももよい。このようにすれば、旋回レバ
ーの中立時における慣性による旋回動作にも対処でき
る。

【００３９】また、上述した実施例では、旋回ロックフ
リー切換弁１９を旋回ロックフリー切換スイッチ４１で
設定した状態に設定した後に電磁比例リリーフ弁２２へ
の出力値を最大値に設定したが、図８に示すように、旋
回ロックフリー切換弁１９を旋回ロックフリー切換スイ
ッチ４１で設定した状態に設定した後に旋回ブレーキバ
ルブへの電磁比例弁リリーフ出力を最小（ロック方向）
に設定し、さらに旋回コントロールバルブ１０の左右ス
プールへの中立出力をオフ（操作可能）に設定してもよ
い。

【００４０】また、上述した実施例では、予測限界荷重
が実荷重ＷＡより小さい場合あるいは予測ブーム危険角
度がブーム角度検出器３１で検出された値よりも大きい
場合には危険と判断して旋回ロックフリー切換弁１９を
旋回ロックに設定したが、図９に示すように、旋回ロッ
クフリー切換弁１９を旋回ロックに設定する前に既に停
止処理中であるかどうかを判断してもよい。そして、既
に停止処理中である場合にはブーム３が旋回停止状態に
あるか否かを判断し、また停止処理中でない場合には旋
回ロックフリー切換弁１９を旋回ロックに設定した後、
旋回ブレーキバルブの電磁比例リリーフ弁２２を初期値
に設定し、さらに数１００ｍｓ後に旋回コントロールバ
ルブ１０の旋回方向のスプール中立出力をオンにする
（中立に戻す）ようにしてもよい。

【００４１】また、ブーム３に対する制動力を滑らかに
するために、ブーム３が旋回停止状態にあるか否かを判
断した後、図１０に示すように、電磁比例リリーフ弁２
２にてブーム３の旋回停止動作を制御してもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、簡単な構成でブームの旋回動作を安全に停止させる
ことのできる移動式クレーンを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例に係る移動式クレーン
の制動装置の概略構成を示す図。

【図２】同実施例に係る移動式クレーンの側面図。

【図３】同クレーンのブレーキ圧発生回路の構成を示す
図。

【図４】同実施例の作用を説明するための図。

【図５】同実施例の作用を説明するための図。

【図６】同実施例の作用を説明するための図。

【図７】同実施例の変形例を示す図。

【図８】この発明の第２の実施例を示す図。

【図９】この発明の第２の実施例を示す図。

【図１０】同実施例の旋回停止動作を説明するための
図。

【符号の説明】

１…車体３…ブーム４…旋回台５…油圧モータ７…アウトリガ１０…旋回コントロールバルブ１１ａ，１１ｂ…スプール切換用電磁比例弁１４…ブレーキ圧発生回路１６…高圧リリーフ弁１７…低圧リリーフ弁１９…旋回ロックフリー切換弁２２…電磁比例リリーフ弁３０…ブーム長さ検出器３１…ブーム角度検出器３２，３３…圧力検出器３４…旋回角度検出器３５〜３８…アウトリガ張出し量検出器３９…右旋回レバー操作検知スイッチ４０…左旋回レバー操作検知スイッチ４２…制御装置４３…ＣＰＵ４４…ＲＯＭ４５…ＲＡＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体と、この車体に対して起伏自在に設
けられたブームと、このブームを水平方向に旋回せしめ
る旋回台とを有する移動式クレーンにおいて、前記ブー
ムの起伏角度を検出するブーム角度検出手段と、前記ブ
ームに作用する負荷荷重を検出する負荷荷重検出手段
と、前記ブームの旋回位置を検出する旋回位置検出手段
と、前記ブームが現在位置より危険側に所定角度だけ旋
回したときの予測限界荷重を算出し、この予測限界荷重
が前記負荷荷重検出手段で検出された値よりも小さいと
きに前記ブームの旋回動作を停止させる旋回停止信号を
送出し、前記ブームの旋回動作が停止したときに前記ブ
ームに対する旋回ロック状態を解除する旋回ロック解除
信号を送出する制御手段とを具備してなることを特徴と
する移動式クレーンの制動装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記ブームの安全旋回
領域を設定する機能を有することを特徴とする請求項１
記載の移動式クレーンの制動装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記ブームの予測危険
角度を設定する機能を有することを特徴とする請求項１
記載の移動式クレーンの制動装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記ブームの予測危険
角度が前記ブーム角度検出手段で検出された値よりも小
さいときに前記ブームの旋回動作を停止させる旋回停止
信号を送出することを特徴とする請求項３記載の移動式
クレーンの制動装置。