特許 6131065 クレーン作業機の安全装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6131065

(24)【登録日】2017年4月21日

(45)【発行日】2017年5月17日

(54)【発明の名称】クレーン作業機の安全装置

(51)【国際特許分類】

   B66C 23/88 20060101AFI20170508BHJP

   B66C 15/00 20060101ALI20170508BHJP

【ＦＩ】

   B66C23/88 Q

   B66C15/00 G

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-27920(P2013-27920)

(22)【出願日】2013年2月15日

(65)【公開番号】特開2014-156313(P2014-156313A)

(43)【公開日】2014年8月28日

【審査請求日】2016年2月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000148759

【氏名又は名称】株式会社タダノ

(74)【代理人】

【識別番号】100092875

【弁理士】

【氏名又は名称】白川 孝治

(72)【発明者】

【氏名】森 憲司

(72)【発明者】

【氏名】郷東 末和

【審査官】 大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−２０１９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２５５２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５１−０５８２３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６６Ｃ ２３／８８

Ｂ６６Ｃ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油圧式の各種アクチュエータで駆動されフックが過巻き状態に達した状態で上記各種アクチュエータを過巻き増進側に作動させるのを禁止する過巻き防止装置と、クレーン作業機が過負荷状態に達した状態で上記各種アクチュエータを負荷増大側に作動させるのを禁止する過負荷防止装置とを備えたクレーン作業機の安全装置であって、
クレーン作業機の油圧回路におけるポンプ回路とタンク回路とを接続しているアンロード回路中にアンロード弁を設け、
上記フックの過巻き状態を検出する過巻き検出手段と、上記クレーン作業機の過負荷状態を検出する過負荷検出手段を備え、
上記アンロード弁の２次側ポートと上記タンク回路間に介装されていて上記アンロード弁を開閉操作するパイロット回路を設け、
上記過巻き防止装置及び上記過負荷防止装置として、上記パイロット回路中に上記過巻き検出手段と上記過負荷検出手段のいずれか一方からの信号を受けて開弁するソレノイド弁と上記各種アクチュエータの操作切換弁に設けられていて該操作切換弁を過巻き増進側又は負荷増大側に操作したときに開弁するパイロット弁とを設け、上記ソレノイド弁と上記パイロット弁が共に開弁しているときに上記パイロット回路が上記タンク回路に連通することで上記アンロード弁が開弁して作動油をアンロードさせるようにしたものを採用している、
ことを特徴とするクレーン作業機の安全装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、フックの過巻きを防止する過巻き防止装置とクレーン作業機の損傷や転倒を防止する過負荷防止装置とを備えたクレーン作業機の安全装置に関するものである。尚、本願で取り扱うクレーン作業機は、主として車両に搭載して使用するものであるが、地面等に設置したり船舶やトロッコ等に搭載して使用することもある。そして、以下の説明では、本願クレーン作業機の安全装置についてクレーン作業機を車両に搭載したクレーン作業車で説明する。

【背景技術】

【0002】

車両上にクレーン作業機を搭載したクレーン作業車には、フックの過巻きを防止するための過巻き防止装置や、クレーンの損傷及び車両の転倒等を防止するための過負荷防止装置を備えたものがある。

【0003】

上記過巻き防止装置は、フックが過巻き状態に達した状態でフックの過巻きに関連する油圧式の各種アクチュエータ（ブームの伸縮シリンダ、ブームの起伏シリンダ、ウインチ等）の操作切換弁を過巻き増進側（危険側）に操作しても、油圧ポンプからの作動油をタンク側にアンロードさせることでそれらのアクチュエータを過巻き増進側に作動できないようにしたものである。他方、上記過負荷防止装置は、クレーン作業機が過負荷状態に達した状態で過負荷に関連する各種アクチュエータ（ブームの伸縮シリンダ、ブームの起伏シリンダ、ウインチ等で、場合によっては旋回台の旋回モータを含むことがある）の操作切換弁を負荷増大側（危険側）に操作しても、油圧ポンプからの作動油をタンク側にアンロードさせることでそれらのアクチュエータを負荷増大側に作動できないようにしたものである。

【0004】

ところで、この種の過巻き防止装置や過負荷防止装置では、各種アクチュエータの操作切換弁に対して危険側に操作したことを検出するのに、一般に電気スイッチ（リミットスイッチ）によりスプールの移動を検出するようにしたものを使用していたが、電気スイッチからなるスプール移動検出手段では、部品コストが高価になるとともに、電気的検出であると断線や接触不良等のおそれがあって信頼性が高いとは言えないものであった。

【0005】

これに対して、図４には公知例（特許文献１の図２）のフック過巻き防止装置の油圧回路を示しているが、この公知例のフック過巻き防止装置は、フックの過巻きに関連する各種アクチュエータ（ブームの伸縮シリンダ１５、ブームの起伏シリンダ１６、ウインチ１７）の各操作切換弁（３５、３６、３７）が過巻き増進側に操作されたことを検出するのに、電気スイッチに変えてパイロット弁（４５〜４７）を使用し、該各パイロット弁（４５〜４７）の開閉によりパイロット回路４Ｂを介して作動油をアンロードさせるようにしている。

【0006】

即ち、図４に示す公知例の過巻き防止装置は、ポンプ回路３２とタンク回路３３を接続するアンロード回路３４中にリリーフ兼用のアンロード弁７を設け、該アンロード弁７の２次側ポート７ａとタンク回路３３間にアンロード弁７を開閉操作するパイロット回路４Ｂを設けている一方、該パイロット回路４Ｂ中に、フックが過巻き状態になったことを検出する検出手段（例えば図１の過巻き検出器２６）からの信号で開弁するソレノイド弁４１Ｂと、過巻きに関連する各種アクチュエータ（伸縮シリンダ１５、起伏シリンダ１６、ウインチ１７）の各操作切換弁（３５、３６、３７）が過巻き増進側に操作されたときに連動して開弁する各パイロット弁（４５、４６、４７）とをそれぞれ介装している。尚、過巻き増進側操作とは、伸縮シリンダ１５の伸長、起伏シリンダ１６の起仰、ウインチ１７の巻上げ、等の各操作のことであり、それらの過巻き増進側操作を行うことで、当該操作切換弁（３５、３６、３７）の動作に連動してそれぞれのパイロット弁（４５、４６、４７）が開弁するようになっている。

【0007】

そして、この公知（図４）の過巻き防止装置では、フック過巻き状態を検出する過巻き検出器（例えば図１の符号２６）からの信号でソレノイド弁４１Ｂを開弁し、そのフック過巻き状態（ソレノイド弁４１Ｂの開弁状態）で過巻きに関連する各種アクチュエータ（１５、１６、１７）の各操作切換弁（３５、３６、３７）のいずれか１つでも過巻き増進側に操作される（又は操作を継続している）と、当該操作切換弁の作動に連動して当該操作切換弁に設けたパイロット弁（４５〜４７）が開弁し、パイロット回路４Ｂがタンク回路３３に連通し（アンロード弁７の２次側ポート７ａ部分の圧力が開放される）、それによってアンロード弁７が開弁してポンプ回路３２中の作動油がアンロードされる（過巻き増進側動作が禁止される）ようになっている。

【0008】

このように、パイロット回路による過巻き防止装置では、過巻きに関連する各種アクチュエータ（１５〜１７）の各操作切換弁（３５〜３７）による過巻き増進側操作を検出するのに各操作切換弁（３５〜３７）に設けたパイロット弁（４５〜４７）を使用しているので、過巻き増進側操作の検出手段が上記電気スイッチより安価になる一方、電気的検出のように断線や接触不良等のおそれがなくなって信頼性の高いものを提供できるという利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特許第３６５２４３５号公報（図２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ところで、図４に示す公知例のものは、フックの過巻き防止についてパイロット油圧（パイロット回路４Ｂ、ソレノイド弁４１Ｂ、各パイロット弁４５〜４７を含む）により過巻き増進側動作を禁止するようにしたものであるが、クレーン作業機の過負荷防止装置（転倒防止装置）については何ら開示がない。

【0011】

そこで、本願発明は、上記公知例（図４）の油圧回路中に簡単なパイロット回路（ソレノイド弁、パイロット弁を含む）を付加するだけで、過巻き防止と過負荷防止とをそれぞれ油圧パイロット方式で達成し得るようにすることを目的としてなされたものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本願発明は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。

【0013】

［本願請求項１の発明］
本願請求項１の発明は、上記請求項１と同様に、油圧式の各種アクチュエータで駆動されフックが過巻き状態に達した状態で上記各種アクチュエータを過巻き増進側に作動させるのを禁止する過巻き防止装置と、クレーン作業機が過負荷状態に達した状態で上記各種アクチュエータを負荷増大側に作動させるのを禁止する過負荷防止装置とを備えたクレーン作業機の安全装置を対象にしたものである。

【0014】

そして、この請求項１に係るクレーン作業機の安全装置は、クレーン作業機の油圧回路におけるポンプ回路とタンク回路とを接続しているアンロード回路中にアンロード弁を設け、フックの過巻き状態を検出する過巻き検出手段と、クレーン作業機の過負荷状態を検出する過負荷検出手段を備えるとともに、アンロード弁の２次側ポートとタンク回路間に介装されていてアンロード弁を開閉操作するパイロット回路を設けている。

【0015】

さらに、この請求項１に係るクレーン作業機の安全装置では、上記過巻き防止装置及び上記過負荷防止装置として、パイロット回路中に過巻き検出手段と過負荷検出手段のいずれか一方からの信号を受けて開弁するソレノイド弁と各種アクチュエータの操作切換弁に設けられていて該操作切換弁を過巻き増進側又は負荷増大側に操作したときに開弁するパイロット弁とを設け、上記ソレノイド弁と上記パイロット弁が共に開弁しているときにパイロット回路がタンク回路に連通することでアンロード弁が開弁して作動油をアンロードさせるようにしたものを採用している。

【0016】

この請求項１のクレーン作業機の安全装置では、ブーム伸縮操作切換弁の伸長操作が過巻き増進側で且つ過負荷増大側の操作となるので、該ブーム伸縮操作切換弁の伸長操作時に開弁するパイロット弁を１つで過巻き防止用と過負荷防止用に共用できる一方、ウインチ巻上・巻下操作切換弁の巻上げ操作が過巻き増進側で且つ過負荷増大側の操作となるので、該ウインチ巻上・巻下操作切換弁の巻上げ操作時に開弁するパイロット弁を１つで過巻き防止用と過負荷防止用に共用できる。又、ブーム起伏操作切換弁については、起仰操作が過巻き増進側（機種によっては倒伏操作が過巻き増進側となるものもある）で倒伏操作が過負荷増大側になるので、１つのスプールに２つのパイロット弁を設けるとよい。尚、ブーム起伏操作切換弁について倒伏操作が過巻き増進側となる機種では、該ブーム起伏操作切換弁の倒伏操作時に開弁する１つのパイロット弁で過巻き防止用と過負荷防止用に共用できる。

【0017】

そして、この請求項１のクレーン作業機の安全装置では、過巻き防止と過負荷防止の各制御を共通のパイロット回路でそれぞれ行えるとともに、ブーム伸縮操作切換弁に設けたパイロット弁とウインチ巻上・巻下操作切換弁に設けたパイロット弁とをそれぞれ過巻き防止用と過負荷防止用に共用することができる。

【発明の効果】

【0018】

［本願請求項１の発明の効果］
本願請求項１のクレーン作業機の安全装置では、過巻き防止と過負荷防止をそれぞれパイロット式の油圧回路で制御するようにしているので、各操作切換弁の危険側操作を検出する検出手段（パイロット弁）を電気スイッチに比して安価に且つ信頼性の高いものにできるという効果がある。

【0019】

又、この請求項１のクレーン作業機の安全装置では、過巻き防止装置及び過負荷防止装置の各危険側操作を禁止するためのパイロット回路とソレノイド弁とパイロット弁とを過巻き防止用と過負荷防止用とに共用しているので、起伏の作動が制限されるものの、部品点数を少なくできる（構成が簡単で且つ安価に製作できる）という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本願実施例のクレーン作業機の安全装置を装備したクレーン作業車の作業姿勢状態図である。

【図2】図１のクレーン作業車に装備した過巻き防止装置及び過負荷防止装置の制御ブロック図である。

【図3】本願実施例のクレーン作業機の安全装置の油圧回路図である。

【図4】公知のクレーン作業機の過巻き防止装置に使用されている油圧回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

［実施例］
図１〜図３を参照して本願の実施例を説明すると、図１には本願のクレーン作業機の安全装置をクレーン作業車に適用した場合の実施例を示している。尚、他の実施例では、クレーン作業機を地面等に設置したり船舶やトロッコ等に搭載して使用することも可能である。

【0022】

図１のクレーン作業車は、車体１上に油圧式の各種アクチュエータで駆動させるクレーン作業機２を搭載したものである。クレーン作業機２は、車体１上に旋回ポスト１１を設け、該旋回ポスト１１上に伸縮及び起伏自在な伸縮ブーム１２を取付けているとともに、伸縮ブーム１２の先端部からフック１３を吊下げて荷物を昇降させ得るように構成されている。

【0023】

伸縮ブーム１２は、ブームに内蔵された伸縮シリンダ（図３の符号１５）で伸縮せしめられるとともに、起伏シリンダ１６で起伏せしめられる。フック１３は、旋回ポスト１１に設けたウインチ１７によって巻上げ・巻下げ操作される。旋回ポスト１１は、図３に符号１８で示す旋回モータによって水平旋回せしめられる。車体１には、左右一対のアウトリガ１４、１４が設けられている。この各アウトリガ１４、１４は、内蔵された横向きのスライドシリンダ（図示省略）で左右に張出・格納されるとともに、ジャッキシリンダ１９Ａ、１９Ｂで車体１を支持させ得るようになっている。

【0024】

他方、図１のクレーン作業車には、伸縮ブーム１２に加わる負荷を検出するための負荷検出器２１と、伸縮ブーム１２の長さを検出するブーム長さ検出器２２と、伸縮ブーム１２の起伏角度を検出するブーム角度検出器２３と、旋回台１１の旋回角度を検出する旋回角度検出器２４（図２参照）と、アウトリガ１４の張出し長さを検出するアウトリガ張出し長さ検出器２５（図２参照）と、フック１３がブーム先端部に対して所定距離まで近接したことを検出する過巻き検出器（特許請求範囲中の過巻き検出手段となる）２６とをそれぞれ備えている。

【0025】

そして、図１のクレーン作業車には、フック１３が過巻き状態に達した状態で各種アクチュエータを過巻き増進側（危険側）に作動させるのを禁止するための過巻き防止装置と、クレーン作業機２が過負荷状態に達した状態で各種アクチュエータを負荷増大側（危険側）に作動させるのを禁止する過負荷防止装置とを備えている。

【0026】

上記過巻き防止装置は、フック１３が過巻き検出器２６に衝合するまでブーム先端側に巻上げられたときに該過巻き検出器２６から過巻き検出信号が発せられ、その過巻き検出信号により図２に示すようにコントローラ１０の出力手段６５からの信号でブーム関連操作制御手段６６に対して過巻き危険側作動を禁止する制御を行わせるものである。

【0027】

他方、上記過負荷防止装置は、図２に示すように、過負荷検出手段６０が過負荷状態を検出したときに出力手段６４からブーム関連操作制御手段６６に対して過負荷危険側作動を禁止する制御が行われるものである。尚、過負荷検出手段６０は、ブーム長さ検出器２２とブーム角度検出器２３と旋回角度検出器２４とアウトリガ張出し長さ検出器２５からのそれぞれの検出値に基いて限界モーメント演算手段６１で演算した限界モーメントと、負荷検出器２１（図１に示すように起伏シリンダ１６に受ける伸縮ブーム１２の負荷を検出するもの）からの検出値に基いて実際モーメント演算手段６２で演算した実際モーメントとを比較手段６３で比較するもので、上記実際モーメントが上記限界モーメントに達すると出力手段６４からの信号でブーム関連操作制御手段６６に対して過負荷危険側作動を禁止する制御を行わせるものである。

【0028】

尚、上記ブーム関連操作制御手段６６による制御は、図３において油圧ポンプ３０から供給されるポンプ回路３２中の作動油をアンロード回路３４を介してタンク回路３３側にアンロードさせるものである。

【0029】

図３には本願実施例の安全装置の油圧回路を示しているが、この図３の油圧回路において、符号３０は油圧ポンプ、３１はタンク、３２は油圧ポンプ３０から作動油が供給されるポンプ回路、３３はタンク３１に接続するタンク回路である。

【0030】

図３の油圧回路において、伸縮シリンダ１５はブーム伸縮操作切換弁３５の操作で伸縮せしめられ、起伏シリンダ１６はブーム起伏操作切換弁３６の操作で起伏せしめられ、ウインチ１７はウインチ巻上・巻下操作切換弁３７の操作で巻上げ・巻下げせしめられ、旋回モータ１８は旋回操作切換弁３８の操作で左右に旋回駆動せしめられ、左右の各ジャッキシリンダ１９Ａ、１９Ｂはそれぞれジャッキ伸縮操作切換弁３９Ａ、３９Ｂの操作で伸縮せしめられる。

【0031】

上記の各操作切換弁（３５、３６、３７、３８、３９Ａ、３９Ｂ）は、それぞれ３位置切換弁が使用されていてそれぞれ手動操作されるものである。又、これらの各操作切換弁は、中央弁室が中立位置で左右の各弁室が各アクチュエータに対して作動油を相互に逆向きに供給するものである。

【0032】

ポンプ回路３２とタンク回路３３間には、アンロード回路３４が介設されている。このアンロード回路３４中には後述するパイロット回路４Ａからのパイロット圧で開閉せしめられるアンロード弁７が設けられている。このアンロード弁７はリリーフ兼アンロード弁であって、このアンロード弁７には、ポンプ回路３２に接続する１次側ポートと後述のパイロット回路４Ａに接続する２次側ポート７ａとが設けられている。

【0033】

この実施例に係るクレーン作業機の安全装置は、フック１３の過巻き防止装置とクレーン作業機２の過負荷防止装置とを備えたものであって、クレーン作業機２の油圧回路におけるポンプ回路３２とタンク回路３３とを接続しているアンロード回路３４中にアンロード弁７を設け、フック１３の過巻き状態を検出する過巻き検出手段２６（図１、図２）と、クレーン作業機２の過負荷状態を検出する過負荷検出手段６０（図２）を備えるとともに、アンロード弁７の２次側ポート７ａとタンク回路３３間に介装されていてアンロード弁７を開閉操作するパイロット回路４Ａを設けている。尚、この実施例では、パイロット回路４Ａは１本のみである。

【0034】

又、図３の実施例の安全装置では、過巻き防止装置及び過負荷防止装置の各制御用として、１本のパイロット回路４Ａ中に、過巻き検出器２６と過負荷検出手段６０のいずれか一方からの信号を受けて開弁するソレノイド弁４１Ａと、各種アクチュエータ（１５〜１７）の各操作切換弁（３５〜３７）にそれぞれ連動して作動する各パイロット弁（４５〜４７）とを設けている。

【0035】

ソレノイド弁４１Ａは、過巻き検出器２６と過負荷検出手段６０の何れか一方でも検出信号を発しているとソレノイドが非励磁となって開弁する（図３の状態となる）が、過巻き検出器２６と過負荷検出手段６０の両方が非検出状態（非過巻き状態で非過負荷状態）ではソレノイドが励磁されて閉弁状態を維持するようになっている。

【0036】

他方、過巻き関連操作と過負荷関連操作の両方を行う各種アクチュエータ（伸縮シリンダ１５、起伏シリンダ１６、ウインチ１７）の各操作切換弁３５、３６、３７には、該各操作切換弁３５、３６、３７を過巻き増進側又は負荷増大側に操作したときに開弁する各パイロット弁４５，４６，４７を設けている。尚、ブーム伸縮操作切換弁３５に設けたパイロット弁４５は、ブーム伸縮操作切換弁３５をブーム伸長側に操作したときに開弁するものであり、ブーム起伏操作切換弁３６に設けたパイロット弁４６は、ブーム起伏操作切換弁３６をブーム起仰側（過巻き増進側となる）とブーム倒伏側（負荷増大側となる）の両方に操作したときにいずれも開弁するものであり、ウインチ巻上・巻下操作切換弁３７は、ウインチ巻上げ側に操作したときに開弁するものである。

【0037】

そして、図３の実施例の安全装置では、過巻き状態であるか過負荷状態であるときにソレノイド弁４１Ａが開弁しており、その状態で過巻き関連操作（又は過負荷関連操作）を行う各種アクチュエータ（１５〜１７）のいずれかの操作切換弁（３５〜３７）を過巻き増進側又は負荷増大側に操作すると、いずれかのパイロット弁（４５〜４７）が開弁することにより、パイロット回路４Ａがタンク回路３３に連通することでアンロード弁７が開弁して作動油をアンロードさせるようになっている。

【0038】

従って、この実施例の安全装置では、過巻き防止と過負荷防止をそれぞれパイロット式の油圧回路で制御するようにしているので、各操作切換弁（３５〜３７）の危険側操作を検出する検出手段（パイロット弁４５〜４７）を安価に且つ信頼性の高いものにできる。

【0039】

又、この実施例の安全装置では、過巻き防止と過負荷防止をそれぞれパイロット式の油圧回路で制御するようにしたものにおいて、パイロット回路４Ａとソレノイド弁４１Ａとパイロット弁４５〜４７とを過巻き防止装置及び過負荷防止装置の各危険側操作を禁止するための手段に共用しているので、起伏の作動が制限されるものの、部品点数を少なくできる（構成が簡単で且つ安価に製作できる）。

【符号の説明】

【0040】

２は作業機、４Ａはパイロット回路、７はアンロード弁、７ａは２次側ポート、１５は伸縮シリンダ（アクチュエータ）、１６は起伏シリンダ（アクチュエータ）、１７はウインチ（アクチュエータ）、２１は負荷検出器（負荷検出手段）、３０は油圧ポンプ、３１はタンク、３２はポンプ回路、３３はタンク回路、３４はアンロード回路、３５はブーム伸縮操作切換弁、３６はブーム起伏操作切換弁、３７はウインチ巻上・巻下操作切換弁、４１Ａはソレノイド弁、４５〜４７はパイロット弁、６０は過負荷検出手段である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】