JPS6030639B2 - 水平引込式クレ−ン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吊荷を水平方向に移動させる引込装鷹に油圧シ
リンダを使用した水平引込式クレーンに関するものであ
る。

水平引込式クレ−ンは所定の場所にある吊荷をホツバ上
に運搬するもので、吊荷を水平方向に移動させるために
引込装置が必要であることは周知のとおりである。

この引込装置としては従来、ラック・ピン式、スクリュ
ーロッド・ナット式、ロープ式および油圧式のものがあ
るが、近年最も広く用いられているものはスクリューロ
ッド・ナット式のいわゆる機械駆動式引込装置である。
この機械駆動式引込装置は駆動モータ、ピニオン、ギヤ
ー、スクリューナット、ロッドなどの多数の部品を必要
とし、かつ構造が複雑となる欠点がある。このためクレ
ーンの大型化が計画される状況において「構造の簡易化
および合理化をはかることができる油圧式のものが注目
される煩向にある。油圧式引込装置を用いた水平引込式
クレーンの一例を第１図について説明するに、１はマス
トで「 このマストに回敷自在に装着されたメインブー
ム２はピン３およびトラニオン亀を介して引込装置（油
圧シリンダ）５に連結されている。

この油圧シリンダ５によりメインブーム２を回動きせ、
その先端に回動自在に装着されたトップブ−ムＩＱを回
動させることにより「トップブーム亀８の先端に設けら
れたシーブ軍亀音と巻回したロープ９に吊下げられた品
荷８を水平方向に移動ししロープ９の操作により吊荷蟹
をホッパ亀２上で放荷するように構成されている。上記
油圧シリンダ５の油圧回路は第２図に示すとおりで〜油
圧シリンダ馬の押出し時（Ｃ方向移行時）には「オペレ
ータがコントロールレバー亀？によりサーボバルブ青籍
を点線矢印方向へ移動させる。

この移動により電動機電３を介して駆動される油圧ポン
プ軍４から吐出する圧油は、リリーフ弁軍ふ 富鼠こよ
り一定圧力に保持されて圧力制御弁２蟹′と併置された
チェック弁畳ぴを経て油圧シリンダ函内のヘッド側軍ａ
に供給される。同時に油圧シリンダ蚤内のロッド側ずり
から緋出される圧油は圧力制御弁２蟹で圧力制御され「
サーボバルブ竃蟹を経て油圧タンクへ戻される。また油
圧シリンダ５の引込み時（Ｂ方向移行時）には「サーボ
バルブ再８を実線矢印方向へ移動させると「圧油は実線
矢印方向に流れて油圧シリンダ５内のロッド側７ｂへ供
給され、同時にヘッド側７ａ内の圧油は圧力制御弁２８
′およびサーボバルブ軍８を経て油タンク内へ戻される
。

前記油圧シリンダ５の操作方式を第３図について説明す
るにしオベレｍ夕２２がコントロールレバー１７を介し
て油圧源２３に接続するサーボバルブ１８を操作するこ
とにより「油圧シリンダ５内へ供する流量を調節して油
圧シリンダ５を伸縮動作させる。この動作により油圧シ
リンダ５に連結されたメインブーム２を縦仰させ、吊荷
８を水平方向に移動させることができる。この場合、オ
ペレータ２２の目視により吊荷の振れ２４を検出し〜こ
の振れ２４をなくするようにオペレータ２２自身がコン
トロールレバー１７を操作している。

特に引込み時、吊荷８が鉱石などの場合には、ホツパ１
２上で吊荷の振れ２４を止めて吊荷８を落下させる必要
がある。したがって吊荷の振れをなくするため、オベレ
ータは熟練を必要とするばかりでなく〜油圧シリンダに
加わる荷重は正、負に逆転するので「油圧回路に設けた
圧力制御弁の作動が不安定となるから磯作上支障を招き
作業性が著しく阻害される恐れがある。

本発明は上記欠点を解消し〜クレーンの動作を円滑に行
いｔかつ油圧回路の効率を向上させることができる水平
引込式クレーンを提供することを目的とするものである
。

本発明者はクレーンの起動および停止時において「オペ
レータのコントロールレバー操作により〜サーボバルブ
の切換え時に大きな衝撃荷重が発生することおよび低速
運転時に油温の上昇度が増大することを実験により確認
すると共に、衝撃荷重が第亀図に示すようにリリーフ弁
の設定圧に伴って変化することを把握した。

本発明はも油圧シリンダに作用する荷重も圧力および伸
縮速度を検出する検出器と「伸縮速度の検出値に応じて
油圧シリンダの伸縮速度を調節する圧油の流量制御弁と
「荷重および圧力の検出樋から油圧シリンダの駆動力を
規定する圧力設定値を演算する演算器とも該圧力設定値
に合致するよう油圧を調節する圧力制御弁とを設けたこ
とを特徴とする。

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第墓図においても歌まメインブームを操作する油圧シリ
ンダで「 この油圧シリング６の押出し時（Ｃ方向移行
時）にはト主電磁弁２５および電磁弁２覇を点線矢印方
向に操作させる。

すると電動機軍３を介して駆動される油圧ポンプ量亀か
ら吐出された圧油は点線矢印で示すように、主電磁弁２
６へ比例電磁流量制御弁２９′と併置されたチェック弁
３８ａおよびパイロットチェック弁３げを経て油圧シリ
ンダ５のヘッド側７ａへ供給される。同時に油圧シリン
ダ５のロッド側７ｂから排出された圧油は電磁弁２６に
より開かれたパイロットチェック弁３０および比例電磁
流量制御弁２９を流通し「再び油ポンプ１４からの圧油
と合流する。これは、差動回路を形成させて油圧シリン
ダ５のヘッド側７ａとロッド側７ｂの面積差により生ず
る押し時と引込み時の速度差を減少させるためである。
一方、油圧シーＪンダ５の引込み時（町方向移行時）に
は、上記押込み時と逆に主電磁弁２５を実線矢印方向に
操作させる。

すると油ポンプ１４から吐出された圧油は上記と同機に
実線矢印方向で示すように、流れ、油圧シリンダ５のロ
ッド側７ｂへ供給される同時に、ヘッド側７ａから排出
される圧油はチェック弁３０′、比例電磁流量制御弁２
９′および主電磁弁２５を流通して油圧タンクへ戻され
る。上記油圧シリンダ５の伸縮動作時に「過負荷防止用
の主リリーフ弁１５および電磁弁２７と組合された比例
電磁圧力制御弁２８によりも油圧ポンプ１愚から吐出さ
れる圧油の設定圧が調節される。

この際〜比例電磁圧力制御弁２８の圧力は増幅器３蟹を
経て入力される電気信号３２′により設定される。さら
に油圧シリンダ５の伸縮動作速度は油圧シリンダ６に供
Ｖ給された減量と排出される油量により調節され〜かつ
その減量は比例電磁流量制御弁２９蔓 ２ｇ′の入力電
気信号９２′により調節される。次に油圧シリンダ鼠こ
作用する荷重は第６図に示すように、油圧シリンダ５の
ピストンロッド６の先端に取付けられた荷重計３８１こ
より検出され、また油圧シリンダ５のツド側７ｂとヘッ
ド側７ａの圧力は「その両側ｙａ，７対こそれぞれ設け
られた圧力検出器３９ａ，３９ｂにより検出される。

さらに油圧シリンダ５の伸縮速度はピストンロッド６の
先端に取付けた拾具と結合されたスクリューロッド３６
１こより回転角度に変換され〜この回転角度を増速器３
７により増速して回転角度変化を速度検出器３３により
検出する。前記各検出器３８，３９８，３９ｂリ３３に
より検出された微少電圧は演算器３５に導入される。次
に本実施例の操作方式を第７図について説明するに「オ
ペレータ２２は吊荷の振れ２４を目視により検出し勺
この検出に応じて初期入力電圧信号３２′ａが増幅器３
２ａに入力され「 この入力により比例電磁流量制御弁
２９，２＠′が作動される。

この制御弁２９，２９′の作動により油圧源２３からの
油量は調節されて油圧シリンダ５に導入され、油圧シリ
ング５を伸縮動作させる。この油圧シリンダ５の伸縮速
度に対して速度検出器３３および増幅器３４を経て負帰
還される電気信号により、比例電磁流量制御弁２９，２
９′への入力電気信号３２′ａは補正されるので、オペ
レータ２２が操作する通りに油圧シリソダ５の伸縮勤行
を行うことができる。さらに油圧シリンダ５の荷重Ｆ、
圧力Ｐ，，Ｐ２を前記検出器３８，３９ａ，３９ｂによ
り検出し、この検出値を演算器３５により下記‘１｝式
の計算を行い、油圧シリング５に作用する荷重Ｆに適合
した駆動力で動作するような圧力Ｐｏに相当する入力電
気信号３２′ｂを、増幅器３２ｂを経て比例電磁圧力制
御弁２８に入力することにより、油圧回路の設定圧力Ｐ
ｏを変化させて油圧シリンダ５を円滑に動作させること
ができる。

Ｐ。

＝三脚十鷲２点打… Ｑ１ただし、Ｐｏ：油圧回路の
設定圧力〔Ｘ９ノの〕Ｆ：油圧シリンダに加わる荷重〔
ｋ９〕Ｑミ配管内の流量〔鮒ノＳ〕 １：配管長〔縦〕 ｄ；配管径〔伽〕 き；配管内の損失係数 ｇ：重力加速度〔節ノＳ２〕 Ｐ２：・油圧シリンダのヘッド内圧力 〔ｋ９ノの〕 Ｐ．；油圧シリンダのロッド内圧力 〔ｋ９ノ地〕 ｙミ油の比重〔ｋｇノ洲〕 ん；油圧シリンダのロッド側受圧面 積〔地〕 ん：油圧シリンダのヘッド側受圧面 積〔地〕 なお、上述の‘１｝式は、次のようにして求めることが
できる。

まず、油圧シリンダのロッド内圧力Ｐ，と、Ｆ， Ｐ２
との関係は次のようになる。Ｐ．＝士（Ｆ＋Ｐ２・Ａ２
）‐‐‐‐‐‐ ‘２１ここで、ん＝２Ａ，の場合
を考えると、｛２）式は次のようになる。Ｐ．＝母か２
‐‐・… ■′ 一方、油圧回路の設定圧力Ｐｏは「油圧回路の力のバラ
ンスの関係から次式が得られる。

Ｐ。

＝Ｐ．十さ鰭中小…・ （３’この‘３｝式に｛２）
′を代入すると、｛１１式が得られる。

このように、Ｆ，Ｐ２，Ｑを検出器によって求めること
で「設定圧力Ｐｏを決めることができる。なお、Ｐ，は
、上述のん羊２Ａ，の場合に、設定圧力Ｐｏを決める場
合に必要となる。このようにして設定された圧力Ｐｏに
よって、主リリ−フ弁１５を制御することにより、特に
起動、停止時の衝撃を緩和することができる。本実施例
と従来品の実験結果を図示すると第８図および第９図の
とおりであり、図中の破線Ａは従来品、実線Ｂは本実施
例のものを示す。

この図から本実施例によれば、起動時の衝撃荷重は約１
′３に、油溢の上昇は約２０％にそれぞれ低減されるこ
とが明らかである。第１０図は他の実施例を示すもので
「上記実施例（第６図）と異なるところは「押出しおよ
び引込時に油圧シリングへ供給される減量の調節を行う
二個の比例電磁流量制御弁を一個にすると共に、二個の
簡易式電磁弁を用いて操作するようにしたことである。

なお第ｉ０図に示す符号のうち第５図に示す符号と同一
のものは同一部分を示すものとする。次にこの実施例の
作用について説明する。

油圧シリンダ５の押き出し時（Ｃ方向移行時）には、圧
油は点線矢印で示すように流れ「上記実施例と同様に差
敷方式の作用を行う。

一方〜油圧シリンダ５の引込時（Ｄ方向移行時）にはし
圧油は実線矢印で示すように流れる。すなわち主電磁弁
２５および電磁弁２６，４８，４１を実線矢印の方向に
動作させると、圧油は電磁弁２５、チェック弁３０を経
て油圧シリンダ５のロッド側？ｂへ供給される。同時に
ヘッド側７８から排出される庄油はチェック弁３０′「
電磁弁４１、比例軍磁流量制御弁２９および主電磁弁２
５を経て油タンクに戻される。この場合、ロッド側７ｂ
へ供給される圧油とヘッド側７ａから排出される圧油は
、油圧回路の中間で合流しないように電磁弁４０‘こよ
り完全に隔離されている。上記のように一個の比例電磁
流量制御弁２９と二個の簡易式電磁弁４０７ ４１を使
用する油圧回路においても「前記実施例（第５図）と同
様な効果をうろことができる。

以上説明したように「本発明は油圧シリンダの荷重、圧
力および速度を検出し「 この検出値による電気信号を
もとにして油圧シリンダの駆動力を制御するようにした
ので「水平引込式クレーンを円滑に動作させると共に、
油温の上昇を防ぎ油圧回路の効率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は水平引込式クレーンの概略図、第２図は同クレ
ーンに使用される従釆の油圧シリンダの油圧回路図、第
３図は従来の操作方式のブロック図「第４図は油圧回路
におけるリリーフ設定圧と荷重の関係を示す図、第５図
は本発明水平引込式クレーンに使用される油圧シリンダ
の油圧回路の一実施例を示す図、第６図は油圧シリンダ
の荷重「圧力および速度を検出する回路図「第７図は本
発明クレーンの操作方式を示すブロック図、第８図およ
び第９図は説明用線図、第ｇ０図は本発明に係わる他の
実施例を示す油圧シリンダの油圧回路図である。 富。 …・・油圧シリンダ「 ２８…・・・比例電磁圧力制御
弁〜 ２９，２隻′……比例電磁流量制御弁〜 ３３・
・…・速度検出器、３８…・・・荷重検出器、３蟹ａ，
３９ｂ…・・。圧力検出器。第４図 第１図 才２図 第３図 第５図 第６図 舞り図 第８図 努ｑ図 弟’０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ マストと、該マストに回動自在に装着されたメイン
   ブームと、該メインブームの水平方向の押出しおよび引
   込みを行なう油圧シリンダと、該油圧シリンダを駆動す
   るための圧油を供給する油圧装置とを備えた水平引込式
   クレーンにおいて、該油圧シリンダのロツドの伸縮速度
   を検出する速度検出器と、 該油圧シリンダ内の油圧力
   を検出する圧力検出器と、 該油圧シリンダのロツドに
   作用する荷重を検出する荷重検出器と、 速度指令信号
   と該速度検出器の出力との差を零にするように該速度検
   出器の出力に応じて油圧シリンダに供給する油量を調節
   する流量制御弁と、 前記各検出器の出力を取込み、該
   各出力値に基づいて、前記油圧装置の設定圧力を、前記
   荷重検出器の出力が負の場合に該設定圧力が正の小さな
   値であると共に該荷重検出器の出力の増加に比例して該
   設定圧力が増加し、 さらに該圧力検出器の出力に比例
   した値と該速度検出器の出力の２乗に比例した値との和
   の増減によつて増減する如く演算する演算器と、 該演
   算器によつて演算された該設定圧力となるように前記油
   圧シリンダに供給する圧油の圧力を調節する圧力制御弁
   とを設けたことを特徴とする水平引込式クレーン。