(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
この種の検出装置に関する先行技術としては、例えば、特許文献1に開示されている。
【0003】
特許文献1には、複数のブロックを積み上げて構成されるカウンターウエイト装置を備えたクローラクレーンが開示されている。ブロックは、吊り上げの荷重に応じて搭載数が増減される。
【0004】
各ブロックを検出するために、ブロックごとに接触式のリミットスイッチが設けられている。リミットスイッチの棒状の検出部がカウンターウエイトの各ブロックの側面に接触するか否かで、ブロックの有無を検出している。
【0005】
搭載されたブロックやリミットスイッチの周囲には、カバー等は設置されていないため、これらブロック等は剥き出しの状態となっている。
【0006】
これと同様の検出装置は、特許文献2にも認められる。
【0007】
ブロックの検出手段としては、リミットスイッチ以外にも、近接センサを用いることができる。近接センサは、非接触式であるため、検出対象に直接触れることなく、その有無が検出できる利点がある。ただし、近接センサで検出対象を検出するためには、検出部位から検査対象までの距離を、例えば、数mmから数cm等の一定の検出距離の範囲内に保持する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
このような作業機械の中には、積層するブロックがケースに収容される機種がある。
【0010】
これら機種では、ブロックを出し入れし易くするために、ケースは、ブロックよりも十分に大きく形成されている。そのため、積み上げ時や作業時にブロックの位置ずれが生じるため、各ブロックとケースとの間の隙間の大きさは絶えず変化する。
【0011】
従って、ケースに近接センサを装着し、その近接センサで各ブロックの有無を検出する場合、安定して検出するのが難しいという問題がある。
【0012】
そこで、本発明の目的は、ブロックがケースに収容される機種であっても、近接センサでブロックを安定して検出することができる作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明に係る作業機械は、下部走行体に搭載された機械本体と、前記機械本体の前部に揺動可能に設けられた作業装置と、前記機械本体の後部に設けられた分解可能なカウンターウエイトとを備えた作業機械である。前記カウンターウエイトは、上面に開口を有するウエイトケースと、前記開口を通じて出し入れされ、前記ウエイトケースの内部で積み重ねられる複数のブロックと、前記ウエイトケースの内部に配置され、前記ブロックを検出する検出装置とを有している。
【0014】
前記検出装置は、周囲がガイドカバーで囲まれ、検出部位が当該ガイドカバーの先端から奥方に離れて位置している近接センサと、前記近接センサを支持する支持部材とを有している。そして、前記ガイドカバーの先端が前記ブロックと接触することにより、前記支持部材が弾性変形し、前記支持部材が弾性変形した状態で、前記ガイドカバーの先端が、前記ウエイトケースに収容された前記ブロックに押し付けられている。
【0015】
すなわち、この作業機械は、カウンターウエイトが分解可能な機種であり、カウンターウエイトは、外部にむき出した状態で設置されるのではなく、複数のブロックがウエイトケースの内部で積み重ねられるように構成されている。
【0016】
そして、ブロックを検出するために、ウエイトケースの内部に検出装置が配置され、検出装置には、周囲がガイドカバーで囲まれ、弾性変形可能な支持部材で支持された近接センサが用いられている。近接センサの検出部位はガイドカバーの先端から奥方に離れて位置している。
【0017】
ガイドカバーの先端は、ウエイトケースに入れ込まれるブロックと接触するように配置されているので、ブロックに押し込まれて支持部材は弾性変形する。それにより、ガイドカバーの先端は、支持部材が弾性変形した状態で、ブロックに押し付けられるようになっている。
【0018】
従って、ウエイトケースの内部でブロックが多少ずれ動いても、ガイドカバーの先端は、支持部材の弾性変形によって常にブロックに接した状態に保持されるので、検出部位からブロックまでの距離(検出距離)を常に一定に保持することができる。
【0019】
また、ガイドカバーによって近接センサの本体部分が覆われているため、塵埃等の侵入によるトラブルを抑制することができる。
【0020】
例えば、前記支持部材が、弾性を有し、片持ち状に支持される支持腕部を有し、前記支持腕部の先端部分に前記近接センサが設置されているようにすることができる。
【0021】
そうすれば、簡素な構造で弾性変形可能な支持部材を構成することができ、容易にガイドカバーの先端をブロックに押し付けることができる。
【0022】
その場合、前記ガイドカバーの先端に、出し入れされる前記ブロックと接触して前記支持腕部の弾性変形を誘導するガイド面を形成するのが好ましい。
【0023】
そうすれば、ウエイトケースからブロックを出し入れする際の検出装置の破損を防止でき、容易に作業できるようになる。
【0024】
特に、前記ウエイトケースの内部に、当該ウエイトケースの内面に沿って延びるとともに、上部が前記ウエイトケースから露出可能な縦スペースを設け、前記支持部材を前記縦スペースの内部に配置し、前記検出装置が当該縦スペースを通じて前記ウエイトケースから出し入れ可能にするとよい。
【0025】
そうすれば、検出装置のメンテナンスも容易にできるようになる。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、積層されるブロックがケースに収容される機種であっても、ケースに装着された近接センサを用いて、ブロックの有無を安定して検出することができるようになる。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
【0029】
図1及び
図2に、本発明を適用した解体機1(作業機械の一例)を示す。この解体機1は、高層ビルの解体作業向けに設計された大型機種である。解体機1は、そのままでは輸送できないため、分解して輸送され、作業現場で組み立てて使用される。
【0030】
解体機1は、クローラ型の下部走行体2と、その上に旋回自在に搭載された機械本体3とで構成されている。なお、特に言及しない限り、前後左右等の方向は、機械本体3に対するものとする。
【0031】
機械本体3には、下部走行体に旋回自在に支持されたフレーム4や、フレーム4に設置されたアタッチメント5、キャブ6、機械収容部7、カウンターウエイト20などが備えられている。
【0032】
アタッチメント5は、圧砕機5aやアーム5b、屈曲可能なロングブーム5cなどで構成されており、機械本体3の前部中央に起伏自在に支持されている。詳しくは、機械本体3の下部に位置するフレーム4の上には、左右に離れて前後方向に延びる一対の縦板4a,4aが立設されており、ロングブーム5cは、その縦板4aの前部に支持されている。それにより、ロングブーム5cは、前後乃至上下の方向に揺動可能となっている。
【0033】
アタッチメント5は、分解可能な複数のパーツで構成されており、個々のパーツに分解して輸送される。圧砕機5a等、アタッチメント5を構成しているパーツは、その作業内容に応じて適宜変更することができる。
【0034】
キャブ6は、箱形の運転室であり、アタッチメント5に隣接して、機械本体3の左前部に設置されている。
【0035】
機械収容部7の内部には、エンジンや油圧ポンプなどの駆動機器、燃料タンク等が収容されており、その周囲はガードで覆われている。機械収容部7やカウンターウエイト20の上部には、縁に沿って安全柵8が着脱可能に取り付けられている。
【0036】
図3に示すように、カウンターウエイト20は、アタッチメント5と前後のバランスを保つために機械本体3の後部に設置されている。
【0037】
図4に示すように、カウンターウエイト20は、高重量であるため、輸送時には分解して輸送できるように構成されている。具体的には、カウンターウエイト20には、複数のブロック40と、これらブロック40を収容するウエイトケース22とが備えられている。この解体機1では、上側ブロック40H及び下側ブロック40Lの2つのブロック40が備えられている。
【0038】
なお、アタッチメント5の変更に伴って前後のバランスが変化する場合、ブロック40の個数の調整によってカウンターウエイト20の重量が変更されることがある。
【0039】
ウエイトケース22は、上面に開口21を有する略矩形の箱形状をしており、左右一対の側壁部22a,22aや、機械収容部7に隣接する前壁部22b、後方に面する後壁部22c、底壁部22dなどで構成されている。
【0040】
ウエイトケース22の後壁部22cの上端における左右方向の中央部位には、前方に向かって凹む凹部23が設けられている。この凹部23は、カウンターウエイト20から突き出ることなく、後方視認用の後方カメラやライト等を設置するために設けられている。この解体機1では、後方カメラ9が凹部23に設置されている。
【0041】
後壁部22cの内側には、筒壁部24が設けられている。筒壁部24は、後壁部22cの内面に沿って形成された矩形筒状の構造体であり、凹部23に連なって下方に延び、その内部には、上下方向に延びる空間(縦スペースの一例)が形成されている。凹部23と筒壁部24との間は区画壁25で区画されており、区画壁25は必要に応じて取り外し可能である。区画壁25を取り外せば、筒壁部24の内部はウエイトケース22から露出する(
図8参照)。
【0042】
底壁部22dには、左右に離れて前後方向に平行に延びる断面矩形の縦板受部26が一対設けられている。これら縦板受部26は、底壁部22dの2箇所が上向きに凹んでウエイトケース22の内部に突き出すことによって形成されている。これら縦板受部26に一対の縦板4a,4aを下方から受け入れることにより、ウエイトケース22はフレーム4に取り付けられている。
【0043】
各縦板受部26の上部には、2つの嵌合凸部27が前後に離れて設けられている。また、前壁部22aの内面の左隅には、昇降用のラダー28が取り付けられている。
【0044】
上側ブロック40H及び下側ブロック40Lは、いずれも、1t以上の高重量からなる厚みの大きな板状体からなり、上方から見て略同一の形状及び寸法に形成されている。
【0045】
下側ブロック40Lの下面には、嵌合凸部27が嵌り込む嵌合凹部41が4箇所形成されている。各嵌合凹部41は、嵌合凸部27が容易に嵌め込めるように、嵌合凸部27よりも十分大きく形成されている。すなわち、嵌合凸部27等と嵌合凹部41との間に隙間が存在する。
【0046】
従って、嵌合凹部41に嵌合凸部27が嵌り込むことにより、一定の遊びを有しながらウエイトケース22の内部での下側ブロック40Lの水平方向の移動が規制される。上側ブロック40Hの下面にも、下側ブロック40Lと同様に4つの嵌合凹部41が形成されている。
【0047】
各ブロック40は、クレーンで吊り上げられた状態で、開口21を通じてウエイトケース22から出し入れされ、ウエイトケース22の内部で積み重ねられる。
【0048】
クレーンで吊り上げるために、各ブロック40の上面には、ワイヤが係合可能な4つの係合凸部42が前後左右に離れて設けられている。下側ブロック40の係合凸部42は、上側ブロック40の移動規制手段を兼ねており、嵌合凸部27と同様に、上側ブロック40の嵌合凹部41に嵌り込むように構成されている。
【0049】
各ブロック40の前部左隅には、ラダー28を避ける切欠部43が設けられている。また、各ブロック40の後端には、筒壁部24を後方から受け入れるガイド溝44が上下方向に延びるように形成されている。各ブロック40をウエイトケース22の内部に設置する際には、ガイド溝44に筒壁部24が嵌り込むことにより、各ブロック40は大まかに所定位置へと誘導される。
【0050】
下側ブロック40Lは、嵌合凹部41に嵌合凸部27が嵌り込み、一対の縦板受部26,26に跨った状態でウエイトケース22の底壁部22dに載置される。上側ブロック40Hは、嵌合凹部41に下側ブロック40Lの係合凸部42が嵌り込み、積み重ねられた状態で下側ブロック40Lに載置される。これらブロック40の有無を検出するために、ウエイトケース22の内部に検出装置が設置されている。
【0051】
(検出装置)
この解体機1では、検出装置に非接触型の近接センサが用いられている。近接センサであれば、ブロック40に直接接触する必要がないため、耐久性等に優れる利点がある。
【0052】
ところが、
図5にも示すように、この解体機1の場合、上述したように、嵌合凸部27等と嵌合凹部41との間の隙間S1の分だけ、各ブロック40の位置ずれが許容されており、また、各ブロック40の出し入れを容易にするためにも、ウエイトケース22は、各ブロック40よりも十分大きく形成されている。そのため、収容されたブロック40とウエイトケース22との間には更に大きな隙間S2が存在する。
【0053】
従って、ウエイトケース22の内面に近接センサ51を固定して取り付けると、ブロック40が位置ずれして検出距離から外れてしまい、誤動作するおそれがる。検出距離を確保するために、ウエイトケース22の内面から近接センサを突出させると、出し入れの際にブロック40が近接センサに接触して、近接センサが破損するおそれがある。破損を防ぐために、頑丈な保護部材で保護すると、過度な構造物となるし、ブロック40の出し入れにも邪魔になる。
【0054】
そこで、この解体機1では、簡易な構造で、ブロック40が位置ずれしても、検出距離が安定して確保できるように工夫されている。
【0055】
図6及び
図7に示すように、この解体機1では、筒壁部24の内部に検出装置50が設置されており、筒壁部24の側壁24aに開口する貫通孔24bを通じて、近接センサ51の一部だけが筒壁部24からウエイトケース22の内部に突出するように構成されている。
【0056】
図7に示すように、検出装置50は、上側ブロック40H及び下側ブロック40Lのそれぞれに対応して2つ設置されている。各検出装置50は、近接センサ51や、近接センサ51を支持する支持部材52などで構成されている。
【0057】
支持部材52は、鋼板のプレス加工品からなり、締結固定される基部52aと、基部52aに連続して折り曲げられた支持腕部52bとを有している。支持腕部52bは、弾性を有しており、基部52aを基点に容易に撓み変形しながら揺動する。
【0058】
図8にも示すように、筒壁部24の内部には、後方カメラ9のケーブルや、電気部品等を収容する筐体53などが設置されている(筐体53のみ図示)。筐体53と筒壁部24の側壁24aとの間には、縦長な隙間(挿入スペース54ともいう)が存在している。基部52aは、筐体53の上部にボルトでネジ止めされており、支持腕部52bは、片持ち状に支持されている。支持腕部52bは、挿入スペース54に挿入され、変形可能な状態で上下方向に延びるように挿入スペース54に配置されている。
【0059】
近接センサ51は、支持腕部52bの先端部分に設置されている。
【0060】
図9に示すように、近接センサ51は、センサ本体56やガイドカバー57で構成されている。センサ本体56の周囲は、円筒状のガイドカバー57で囲まれており、その検出部位56aは、ガイドカバー57の先端57aから奥方に離れて位置している。詳しくは、検出部位56aからガイドカバー57の先端57aまでの距離Kが、所定の検出距離となるように位置決めされている。
【0061】
そして、支持部材52が弾性変形することにより、収容されたブロック40がウエイトケース22の内部でずれ動いても、常に、ガイドカバー57の先端57aが、ブロック40に押し付けられるようになっている。すなわち、ブロック40がずれ動き得る範囲では、支持腕部52bが撓み変形して、ブロック40の側面にガイドカバー57の先端57aを押し付けるように構成されている。
【0062】
従って、ブロック40がずれ動いても、ブロック40と検出部位56aとの間の距離は所定の検出距離に保たれるため、安定して近接センサ51でブロック40を検出することができる。
【0063】
また、ガイドカバー57によってセンサ本体56の周囲が覆われているため、センサ本体56への塵埃等の侵入を防ぐことができる。従って、誤動作等が効果的に防止され、検出精度も向上している。
【0064】
また、ガイドカバー57の先端57aには、球面状のガイド面58が形成されており、ウエイトケース22からブロック40を出し入れする際にも、検出装置50が破損せず、容易に作業できるようになっている。
【0065】
図10に示すように、検出対象とされるブロック40がウエイトケース22に収容されていない状態では、支持腕部52bの弾性力により、近接センサ51は、筒壁部24の側壁から大きく突出した状態となる。そのため、ブロック40がウエイトケース22に入り込むと、ブロック40は近接センサ51に衝突する。
【0066】
その際、ブロック40が上側のガイド面58に接触することにより、近接センサ51が押し込まれて支持腕部52bの弾性変形が誘導され、近接センサ51が円滑に後退するようになっている。
【0067】
また、下側ブロック40を取り出す際にも、下側ブロック40が、上側ブロック40を検出する近接センサ51に衝突する。その際にも、これと同様に、下側のガイド面58によって支持腕部52bの弾性変形が誘導され、近接センサ51が円滑に後退する。
【0068】
従って、検出装置50の破損が効果的に防止でき、各ブロック40をウエイトケース22から出し入れする作業が容易にできる。
【0069】
更に、検出装置50のメンテナンスも容易にできるようになっている。
【0070】
図11に示すように、近接センサ51の突出方向の長さ寸法L1は、挿入スペース54の同方向の長さ寸法L2よりも小さく設定されている。従って、近接センサ51は挿入スペース54を通じて抜き出すことができる。
【0071】
例えば、検出装置50の交換等、メンテナンスの際には、まず、区画壁25を取り外して筒壁部24の内部をウエイトケース22から露出させる。その後、基部52aを止めているボルトを取り外し、ウエイトケース22内に突出する近接センサ51の部分を筒壁部24の側壁24aの内側へ後退させれば、近接センサ51の全体を挿入スペース54に取り込むことができる。
【0072】
後は、そのまま上方に引き上げれば、容易に検出装置50をウエイトケース22から取り外すことができる。これと逆に作業すれば、容易に検出装置50をウエイトケース22に取り付けることができる。
【0073】
ブロック40をウエイトケース22から出し入れせずに検出装置50の交換等ができるため、作業性に優れる。
【0074】
なお、本発明にかかる作業機械は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
【0075】
検出装置50の設置箇所は、筒壁部24に限らない。例えば、
図12の(a)に示すように、検出装置50をラダー28の近傍に設置してもよい。また、凹部23がウエイトケース22の後部両端2箇所に設けられている場合には、
図12の(b)に示すように、検出装置50を、各凹部23の下方に分けて設置してもよい。
【0076】
ブロックの個数は3個以上であってもよい。その場合、検出装置50はブロックの個数に応じて設置するのが好ましい。
【0077】
支持部材の構造は一例である。例えば、支持腕部52bの形状は、設置部位の構造に合わせて適宜変更できる。また、複数の支持腕部52bで1つの基部52aを共用してもよい。近接センサとこれを支持する部材との間にバネやゴム等の弾性部材を介在させることによって支持部材の弾性を確保してもよい。
【0078】
また、ガイド面は球面に限らない。例えば、ガイドカバーの上下それぞれに傾斜面を形成してもよい。