(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のクレーン装置においては、例えば、実際よりもロープの巻き回し数を多く入力してしまうなど、オペレータによって誤入力が行われた場合に、本来作動しなければならない過負荷防止装置が正しく作動せずに作業が行われてしまうおそれがある。具体的には、ロープの巻き回し数やシーブ数を実際よりも多く設定してしまうと、ロープの強度に対して安全を見込んだ吊り上げ可能な最大荷重が大きく設定されるばかりか、実際に吊り上げ中の吊り荷の荷重が小さく算出されてしまう。
このように、オペレータの誤入力によって過負荷防止装置が正しく作動しないと、前述の最大荷重以上の吊り荷が吊り上げられてしまい、過大な張力の作用によってロープの寿命が低下したり、吊り荷の荷重が小さく算出されて転倒モーメントが小さく演算されて、過負荷防止装置が危険側で作動したりする問題があった。
【0005】
本発明の目的は、オペレータの誤入力を防止して過負荷防止装置を確実に作動することができるクレーン装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、起伏自在に設けられたブームと、該ブームの先端に支持されたブーム先端シーブと、該ブーム先端シーブを介して前記ブームの先端から垂下するロープを繰り入れまたは繰り出しするウインチと、前記ロープによって吊り上げ可能な最大荷重を算出するための設定条件を入力する条件入力手段と、該条件入力手段から入力された設定条件に基づいて前記最大荷重を算出する最大荷重算出手段と、前記条件入力手段から入力された設定条件に基づいて前記ロープによって吊り上げ中の実荷重を算出する実荷重算出手段と、該実荷重算出手段によって算出された実荷重と、前記最大荷重算出手段によって算出された最大荷重とが予め設定された関係となったときに過負荷防止装置を作動させる過負荷防止装置制御手段と、を備えたクレーン装置において、前記ブーム先端シーブとの間で前記ロープを巻き回し可能な補助シーブの着脱状態、前記補助シーブの取り付けの可否、または前記補助シーブへのロープの巻き回しの有無のうちの少なくともいずれかを検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、入力可能な設定条件の入力値の範囲を決定し、前記条件入力手段から入力された設定条件の入力値が決定された入力値の範囲外の場合に、設定条件の入力値を、決定された入力値の範囲内の値に制限する入力制限手段と、を備え、前記最大荷重算出手段は、前記条件入力手段から入力された設定条件の入力値が決定された入力値の範囲外の場合に、前記入力制限手段によって制限された設定条件の入力値に基づいて前記最大荷重を算出
し、前記ブームには、当該ブームの先端にジブを着脱自在に支持可能なジブ支持部と、該ジブ支持部から取り外されたジブを前記ブームに沿って着脱自在に保持するジブ保持部と、該ジブ保持部からジブが取り外された状態にある場合には前記補助シーブを取り付け可能であって、前記ジブ保持部にジブが保持された状態にある場合には前記補助シーブが取り付け不可能な位置に配置された補助シーブ取り付け部と、が設けられ、前記検出手段は、前記ジブ保持部にジブが保持されているか否かを検出することによって前記補助シーブの取り付けの可否を検出するとともに、前記入力制限手段は、前記検出手段によって前記ジブがジブ保持部に保持されていると検出されたとき前記条件入力手段からの設定条件の入力を制限することを特徴とする。
なお、吊り上げ可能な最大荷重を決定する際には、ロープ強度やクレーン強度あるいは転倒モーメントを考慮することが望ましい。
【0007】
請求項2に記載の発明は、前記条件入力手段から入力可能な設定条件には、ロープの巻き回し数またはシーブ数の少なくともいずれか一方が含まれ、前記入力制限手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記条件入力手段から入力される所定数以上のロープの巻き回し数またはシーブ数を制限することを特徴とする。
【0010】
請求項
3に記載の発明は、前記検出手段が、前記ロープが巻き回される補助シーブの着脱状態、前記補助シーブの取り付けの可否、あるいは前記ロープの巻き回し状態から定格最大荷重を吊り上げ可能であるかを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、実際のロープの巻き回し数やシーブ数以上の入力が制限されるので、過負荷防止装置の作動条件が、実際に吊り上げ可能な最大荷重以上に設定されたり、吊り上げ中の吊り荷の実荷重が小さく算出されてしまったりするのを防ぐことができる。これにより、過負荷防止装置が確実に作動して安全性を向上するとともに、過大な張力の作用を防止してロープの寿命低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
図1〜
図6を用いて、本発明をオールテレーンクレーンに適用した場合の第1実施形態について説明する。
図1は、オールテレーンクレーンの上面図であり、
図2は、オールテレーンクレーンの側面図である。
図1および
図2に示すように、このオールテレーンクレーン1は、車体2に架装された旋回台3に、ブーム4が起伏自在に設けられている。このブーム4は、トップブーム4aをはじめとする複数のブームがベースブーム4b内において、伸縮自在に入れ子式に格納されている。
【0014】
また、ブーム4の起伏支点後方には、ロープWを繰り入れまたは繰り出しするウインチ5が設けられている。このウインチ5から繰り出されたロープWは、ブーム4に沿って張り出されるとともに、トップブーム4aの先端に設けられたブーム先端シーブ6に巻き回される。そして、クレーン作業時にブーム先端シーブ6から垂下するロープWには、吊り荷に掛け止められるフックブロック7が設けられ、ウインチ5を作動することによってブックブロック7が昇降して吊り荷の上げ下げがなされるようになっている。
【0015】
そして、ブーム4の側方には、作業範囲を広げる際に使用されるジブ8が保持されている。このジブ8は、車両の走行時などにおいては、ベースブーム4bに設けられたジブ保持部9によって保持される構成となっており、このとき、ジブ8は、図示のとおり、ブーム4に沿った姿勢で保持されることとなる。
一方、トップブーム4aの先端には、支持孔からなるジブ支持部10が設けられるとともに、ジブ8の基端には、ジブ支持部10に連結支持される取り付け孔8aが設けられている。そして、ジブ8を使用する際には、取り付け孔8aとジブ支持部10とを不図示のピンを介して連結することにより、ブーム4の先端にジブ8を支持することとなる。
このように、作業範囲を広げる場合にはブーム4の先端にジブ8が支持された状態で作業を行い、走行時などにはブーム4の側方にジブ8が保持された状態となる。
【0016】
また、定格最大荷重を吊り上げ可能な状態で作業を行う場合にも、ブーム4に対する負荷を軽減する目的や、後述の補助シーブ12の取り付け構造上の制約から、ジブ8をブーム4から取り外した状態で作業が行われることがある。具体的には、
図3に示すように、ベースブーム4bの先端には、ブーム4の側方に向かってピン孔11aを開口させた一対の補助シーブ取り付け部11が設けられている。この補助シーブ取り付け部11,11には、補助シーブ12を有するアタッチメントブラケット13が、連結ピンPによって取り付け可能となっている。
【0017】
ただし、
図3からも明らかなように、図中左方に位置する補助シーブ取り付け部11のピン孔11aには、ブーム4に保持されたジブ8のシリンダSが僅かな間隔を維持して対面する位置関係となっている。つまり、ジブ保持部9にジブ8が保持された状態にある場合には、連結ピンPとジブ8とが干渉して補助シーブ12が取り付け不可能となっている。言い換えれば、補助シーブ12は、ジブ保持部9からジブ8が取り外された状態にある場合にのみ、補助シーブ取り付け部11への取り付けが可能となっている。
【0018】
次に、
図4を用いて、オールテレーンクレーン1の制御系統について説明する。
図4に示すように、オールテレーンクレーン1は、演算部および記憶部を有するコントローラCを備えている。このコントローラCには、検出手段20、条件入力手段21、操作手段22および状態検出手段23が接続されている。
【0019】
検出手段20は、ジブ保持部9に設けられたリミットスイッチによって構成されており、ジブ8がブーム4に保持されているか否かを検出している(
図1および
図2)。なお、検出手段20は、ジブ8の保持状態を検出することができればリミットスイッチ以外のどのような検出手段で構成しても構わない。
条件入力手段21は、シーブ数やロープWの巻き回し数などの条件を入力する操作装置によって構成されており、入力操作のガイドが表示される表示部21aと、操作を受け付ける入力操作部21bとを有している。コントローラCは、入力操作部21bから操作信号が入力すると、入力した操作信号に基づいて演算部において演算を行ったり、条件入力手段の表示部21aにさらなる操作を要求するためのガイド表示や誤入力を知らせるエラー表示を行ったりすることとなる。
【0020】
操作手段22は、旋回台3の旋回、ブーム4の伸縮や起伏、あるいはロープWの繰り出しまたは繰り入れの操作を受け付けるリモートコントローラによって構成されており、操作手段22に対して行われた操作に対応する操作信号がコントローラCに入力するようになっている。
状態検出手段23は、ブーム4を伸縮するシリンダの圧力や、ブーム4の伸縮状態や起伏状態など、クレーン装置の姿勢を検出する複数のセンサによって構成されており、各センサからコントローラCに対して各種の検出信号が入力するにようになっている。
【0021】
また、コントローラCには、本発明の過負荷防止装置を構成するコントロールバルブCVと警報装置24とが接続されている。
コントロールバルブCVは、旋回台3を旋回させる旋回モータ、ブーム4の伸縮用シリンダや起伏用シリンダ、あるいはウインチ5を作動するウインチ用モータなど、各油圧アクチュエータへの作動油の給排をコントロールするものである。コントローラCは、操作手段22から入力する操作信号に応じてコントロールバルブCVを切り換え制御したり、検出手段20や状態検出手段23からの入力信号に応じて、強制的にコントロールバルブCVを中立位置に復帰させたりすることとなる。
警報装置24は、音声出力装置や照明装置によって構成されており、操作手段22によってなされた操作を実行できない場合などに、オペレータに注意を促すものである。
【0022】
次に、
図5および
図6を用いて、過負荷防止装置の制御について説明する。
図5は、吊り上げ可能な吊り荷の最大荷重を設定する際の処理を示している。オペレータが条件入力手段21において所定の操作を行うと、コントローラCに条件設定信号が入力して当該処理が開始される。
【0023】
まず、コントローラCは、条件入力手段21の表示部21aに操作のガイドを表示して、シーブ数以外の条件を入力させる処理を行う(ステップS1)。各種の入力が終了すると、条件入力手段21の表示部21aにシーブ数の入力要求を表示する(ステップS2)とともに、シーブ数が入力されるまで待機する(ステップS3)。
ここで、第1実施形態のオールテレーンクレーン1においては、通常の作業時に13枚のシーブが利用され、定格最大荷重を吊り上げ可能な状態での作業時には、通常の作業時に利用されるシーブに、一対の補助シーブ12や他の補助シーブを加えた合計24枚のシーブが利用される。したがって、オペレータは、通常の作業を行う場合には「13」と入力し、定格最大荷重を吊り上げ可能な状態で作業を行う場合には「24」と入力することとなる。
【0024】
そして、オペレータによってシーブ数が入力されると、コントローラCは、検出手段20からの信号に基づいて、ジブ保持部9にジブ8が保持されているかを判定する(ステップS4)。その結果、ジブ8がジブ保持部9に保持されていると判定された場合(ステップS4のYes)には、コントローラCが第1入力制限処理を行うこととなる。
つまり、定格最大荷重を吊り上げ可能とする場合には、補助シーブ取り付け部11に補助シーブ12が取り付けられている必要がある。しかしながら、ジブ保持部9にジブ8が保持された状態では、補助シーブ取り付け部11に補助シーブ12を取り付けることができないため、定格最大荷重を吊り上げることができない。
そこで、ステップS4において、ジブ8がジブ保持部9に保持されていると判定された場合には、コントローラCは、入力されたシーブ数に応じた処理を実行することとなる。
【0025】
ここでは、入力可能なシーブ数として「13」以下の数値のみを入力可能としており、「13」以下の数値が入力された場合には、コントローラCは、入力されたシーブ数と、ステップS1で入力された条件とに基づいて、吊り上げ可能な最大荷重を演算する(ステップS6)。このとき、入力された各条件に所定の安全率を乗じて吊り上げ可能な最大荷重が算出されることとなる。そして、コントローラCは、算出された演算結果を記憶部に記憶して当該処理を終了することとなる(ステップS7)。
一方で、ジブ8がジブ保持部9に保持されているにも関わらず、シーブ数として「13」よりも多い数値(例えば「24」)が入力された場合には、コントローラCは、シーブ数として「13」が入力されたものとしてステップS6の演算処理およびステップS7の記憶処理を実行する。このとき、コントローラCは、条件入力手段21の表示部21aに、入力されたシーブ数として「13」を強制表示するようにしてもよいし、入力された数値をそのまま表示しながらも、演算のみを変更するようにしても構わない。
【0026】
これに対して、シーブ数が入力されたときに、ジブ保持部9にジブ8が保持されていないと判断した場合(ステップS4のNo)には、コントローラCは、第2入力制限処理を実行する(ステップS8)。ここでは、入力可能なシーブ数として「24」以下の数値が入力可能となっており、「24」以下の数値が入力された場合には、コントローラCは、入力されたシーブ数と、ステップS1で入力された条件とに基づいて、吊り上げ可能な最大荷重を演算する(ステップS6)。ただし、入力されたシーブ数が「24」よりも多い場合には、シーブ数として「24」が入力されたものとして処理を実行してもよいし、「24」以下の数値の再入力を要求するようにしてもよい。
このように、ジブ8がジブ保持部9に保持されていない場合に限って、定格最大荷重を吊り上げ可能となるような演算が行われることとなる。
【0027】
上記のようにして吊り上げ可能な最大荷重が記憶部に記憶された状態で、操作手段22から吊り荷を吊り上げるための吊り上げ操作信号が入力すると、コントローラCは、
図6に示す処理を実行する。
すなわち、操作手段22から吊り上げ操作信号が入力すると、コントローラCは、ロープWを繰り入れるようにコントロールバルブCVを切り換える(ステップS11)とともに、状態検出手段23によって検出される検出信号に基づいて、吊り荷の実荷重を算出する(ステップS12)。
【0028】
その結果、吊り荷の実荷重が、記憶部に記憶されている吊り上げ可能な最大荷重よりも小さい場合(ステップS13のNo)には、コントローラCは、ステップS11〜ステップS13の処理を繰り返し行い、吊り荷の吊り上げ作業を継続することとなる。
これに対して、吊り荷の実荷重が、記憶部に記憶されている吊り上げ可能な最大荷重以上となった場合(ステップS13のYes)には、コントローラCは、警報装置24を作動してオペレータに注意を促す(ステップS14)とともに、コントロールバルブCVを中立位置に復帰させて過負荷防止装置を作動して吊り上げ作業を中断させる。
なお、吊り上げ可能な最大荷重は、ロープの強度やクレーンの姿勢に基づく強度、あるいは転倒モーメントに対して安全を見越して設定される。
【0029】
以上のように、第1実施形態によれば、ジブ8の保持状態に応じて実際のシーブ数以上の入力が制限されるので、過負荷防止装置の作動条件が、実際に吊り上げ可能な最大荷重以上に設定されたり、吊り上げ中の吊り荷の実荷重が小さく算出されてしまったりするのを防ぐことができる。これにより、過負荷防止装置が確実に作動して安全性を向上するとともに、過大な張力の作用を防止してロープWの寿命低下を防ぐことができる。
なお、この第1実施形態において、ステップS7の処理を実行するコントローラCの演算部が本発明の最大荷重算出手段に相当し、ステップS12の処理を実行するコントローラCの演算部が本発明の実荷重算出手段に相当する。
また、この第1実施形態において、ステップS14およびステップS15の処理を実行するコントローラCが本発明の過負荷防止装置制御手段に相当し、ステップS5およびステップS6の処理を実行するコントローラCが本発明の入力制限手段に相当する。
【0030】
図7を用いて、本発明の第2実施形態について説明する。
なお、ここでは上記第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付するとともに、その詳細な説明は省略し、上記第1実施形態と異なる点のみ説明することとする。
【0031】
第2実施形態のオールテレーンクレーン30は、ブーム4のトップブーム4a先端に、複数の補助シーブ31a〜31dを有する重荷重ヘッド32が着脱自在となっている。また、旋回台3には、サブウインチ33が着脱自在となっており、このサブウインチ33には、補助シーブ34を有するシーブ支持部材35が着脱自在となっている。そして、ウインチ5やサブウインチ33から繰り出されるロープWは、重荷重ヘッド32に設けられた補助シーブ31や、シーブ支持部材35に設けられた補助シーブ34に巻き回された後に、ブーム4の先端から垂下するようになっている。
そして、重荷重ヘッド32の取り付け部、およびシーブ支持部材35の取り付け部には、それぞれ重荷重ヘッド32およびシーブ支持部材35の着脱状態を検出するリミットスイッチからなる不図示の検出手段が設けられており、重荷重ヘッド32およびシーブ支持部材35の着脱状態がコントローラCに入力するようになっている。
なお、トップブーム4aの先端に設けられた重荷重ヘッド32の取り付け部が、本発明の補助シーブ取り付け部を構成するものである。
【0032】
この第2実施形態のオールテレーンクレーン30においては、重荷重ヘッド32およびシーブ支持部材35の双方が取り付けられた状態にあるときに、定格最大荷重を吊り上げ可能な状態となる。つまり、ロープWが、重荷重ヘッド32の補助シーブ31と、シーブ支持部材35の補助シーブ34とに巻き回された状態において、はじめて定格最大荷重を吊り上げ可能となる。
そして、この第2実施形態においても、コントローラCが、上記第1実施形態と同様に、
図5および
図6の処理を実行することとなる。ただし、この第2実施形態においては、
図5に示す処理のうち、ステップS5で、重荷重ヘッド32およびシーブ支持部材35の双方が取り付けられているかを検出し、これら双方が取り付けられている場合にはステップS8に処理が移され、これら双方が取り付けられていない場合にはステップS5に処理が移されることとなる。なお、ステップS5およびステップS8で判断されるシーブ数は、定格最大荷重を吊り上げ可能な作業時に用いられるシーブ数が設定される。
【0033】
以上のように、この第2実施形態によれば、重荷重ヘッド32およびシーブ支持部材35の双方が取り付けられていない場合には、所定数以上のシーブ数の入力が制限されるので、上記第1実施形態と同様に、オペレータによる誤入力が防止され、過負荷防止装置を確実に作動させることができる。
なお、ここでは、重荷重ヘッド32とシーブ支持部材35との双方を用いた場合に、定格最大荷重が吊り上げ可能となる場合について説明したが、重荷重ヘッド32とシーブ支持部材35とのいずれか一方のみを取り付け可能としても構わない。
【0034】
また、上記各実施形態においては、コントロールバルブCVと警報装置24とによって過負荷防止装置を構成したが、過負荷防止装置はこれらのうちのいずれか一方によって構成してもよい。いずれにしても、過負荷防止装置は、作動することによって注意を促したり、作業を強制的に中断したりするものであれば、上記実施形態の構成に限られるものではない。
また、上記各実施形態においては、吊り上げ中の吊り荷の実荷重が、吊り上げ可能な最大荷重以上となったときに過負荷防止装置が作動することとした(ステップS13)。しかしながら、例えば、吊り上げ中の実荷重と、吊り上げ可能な最大荷重との差が予め設定された範囲内となったときに、過負荷防止装置を作動するようにしても構わない。いずれにしても、過負荷防止装置の作動条件として、吊り上げ中の実荷重と、算出された吊り上げ可能な最大荷重との関係を予め設定しておけばよい。
【0035】
また、上記第1実施形態においては、ジブ8の取り付けの可否、すなわちジブ8が取り付け可能な状態にあるか否かを検出することによって、誤入力がなされているか否かを判断し、上記第2実施形態においては、重荷重ヘッド32またはシーブ支持部材35の着脱状態を検出することによって、誤入力がなされているか否かを判断することとした。
このように、上記各実施形態においては、誤入力の有無を判断する際に、補助シーブにロープが巻き回されているか否かを間接的に検出することとしたが、例えば、補助シーブの着脱状態を直接検出したり、あるいは、補助シーブへのロープの巻き回しの有無を直接検出したりして、誤入力の有無を判断するようにしても構わない。
また、上記各実施形態においては、設定条件としてシーブ数を入力することとしたが、シーブ数の入力に加えてロープの巻き回し数をも入力したり、あるいはシーブ数に代えてロープの巻き回し数を入力したりしても構わない。
また、上記各実施形態においては、本発明をオールテレーンクレーンに適用した場合について説明したが、本発明はオールテレーンクレーンに限らず、過負荷防止装置を備えたいかなるクレーン装置にも適用可能である。