特許 7556474 積載形トラッククレーン

(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】

(24)【登録日】2024-09-17

(45)【発行日】2024-09-26

(54)【発明の名称】積載形トラッククレーン

(51)【国際特許分類】

   B66C 23/90 20060101AFI20240918BHJP

   B66C 23/78 20060101ALI20240918BHJP

   B66C 23/88 20060101ALI20240918BHJP

   B66C 13/16 20060101ALI20240918BHJP

【ＦＩ】

B66C23/90 X

B66C23/78 H

B66C23/88 A

B66C13/16 D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023542445

(86)(22)【出願日】2022-08-18

(86)【国際出願番号】 JP2022031275

(87)【国際公開番号】W WO2023022205

(87)【国際公開日】2023-02-23

【審査請求日】2023-12-20

(31)【優先権主張番号】P 2021133758

(32)【優先日】2021-08-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】郷東 末和

【審査官】中田 誠二郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１５６５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１１５２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－８８４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平５－７７１９１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第８２７２５２１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｃ ２３／００－２３／９４

Ｂ６６Ｃ １３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載され、前記車両の車幅方向に伸縮可能な右側アウトリガ及び左側アウトリガを含むアウトリガ装置と、
旋回可能なブームを有し、前記車両に搭載されたクレーン装置と、
前記アウトリガ装置の接地反力に基づいて前記クレーン装置の限界作業半径を算出し、算出した前記限界作業半径に基づいて、前記クレーン装置による前記ブームの倒伏動作および伸長動作のうちの少なくとも一方の動作に関する安全制御を実施する制御装置と、を備える
積載形トラッククレーン。

【請求項2】

前記安全制御は、前記クレーン装置の倒伏動作および伸長動作を規制する規制制御、及び、前記クレーン装置の使用者に情報を報知する報知制御のうちの少なくとも一方の制御を含む、請求項１に記載の積載形トラッククレーン。

【請求項3】

前記制御装置は、
前記積載形トラッククレーンの定格荷重の決定に用いられるクレーン強度性能からクレーン強度性能半径を算出し、
算出した前記クレーン強度性能半径と前記限界作業半径とのうちの小さい方に基づいて、前記安全制御を実施する、請求項１に記載の積載形トラッククレーン。

【請求項4】

前記限界作業半径は、第１限界作業半径と、前記第１限界作業半径よりも小さい第２限界作業半径と、を含み、
前記制御装置は、前記第２限界作業半径に基づいて、前記報知制御を実施し、前記第１限界作業半径に基づいて、前記規制制御を実施する、請求項２に記載の積載形トラッククレーン。

【請求項5】

前記制御装置と接続し、前記積載形トラッククレーンの状態を表示する表示器を、さらに備え、
前記制御装置は、前記限界作業半径を、前記表示器に表示する、請求項１に記載の積載形トラッククレーン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積載形トラッククレーンに関する。さらに詳しくは、転倒防止機能を備えた積載形トラッククレーンに関する。

【背景技術】

【0002】

積載形トラッククレーンは、多くの場合、運転室と荷台との間にクレーン装置とアウトリガ装置とを備えている。クレーン作業を行う際、積載形トラッククレーンの使用者は、アウトリガ装置の左右外側端部に設けられた油圧ジャッキにより車体を持ち上げたあと、クレーン作業を行う。すなわちクレーン装置のブームを旋回、伸縮、または起伏させて貨物を吊り上げ、その貨物を運搬する。

【0003】

特許文献１には、この積載形トラッククレーンの転倒事故を防止するための転倒防止装置が開示されている。この転倒防止装置ではアウトリガに付設されている反力検出器の反力値の大きさに応じて、反力値が小さいときには大きいときに比べてコントロールバルブのスプールの移動量を少なくして、クレーン速度を無段階で減速させる。特許文献１では、この構成により積載形トラッククレーンの使用者の操作に依存せず、反力値に応じてクレーンを減速又は停止させ、積載形トラッククレーンの転倒を確実に防止できると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－３７５６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

積載形トラッククレーンのクレーン装置は、ブームの旋回、伸縮、および起伏という動作が可能であるため、ブームが取りうる姿勢が多岐にわたる。例えばブームの起伏に対する姿勢が比較的水平に近い状態であれば、ブームを伸長すると、ブームと反対側に位置するアウトリガの反力値は急激に下がる。逆にブームの起伏に対する姿勢が、比較的鉛直に近い状態であれば、ブームを伸長したとしても、アウトリガの反力値の降下は緩やかである。特許文献１の発明では、所定の状態でクレーン速度を減速させることで、積載形トラッククレーンの転倒を防止している。ただし、ブームの姿勢により反力値の降下の程度が異なるため、ブームの動作を安全サイドで減速させた場合、その使用者の操作に反して、急激にブームの動作が規制される。これによりクレーン作業の効率が不必要に悪くなるという問題がある。

【0006】

本発明は上記事情に鑑み、クレーン作業の効率を損なわず、かつ積載形トラッククレーンの転倒を抑制できる積載形トラッククレーンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の積載形トラッククレーンの一態様は、
車両に搭載され、車両の車幅方向に伸縮可能な右側アウトリガ及び左側アウトリガを含むアウトリガ装置と、
旋回可能なブームを有し、車両に搭載されたクレーン装置と、
アウトリガ装置の接地反力に基づいてクレーン装置の限界作業半径を算出し、算出した限界作業半径に基づいて、クレーン装置によるブームの倒伏動作および伸長動作のうちの少なくとも一方の動作に関する安全制御を実施する制御装置と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、クレーン作業の効率を損なわず、かつ積載形トラッククレーンの転倒を抑制できる積載形トラッククレーンを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係る積載形トラッククレーンの限界作業半径に基づく制御フロー図である。

【図2】図２は、積載形トラッククレーンの側面図である。

【図3】図３は、積載形トラッククレーンの油圧回路図である。

【図4】図４は、積載形トラッククレーンの制御回路図である。

【図5】図５は、積載形トラッククレーンの限界作業半径算出前の現況パラメータの取得フロー図である。

【図6】図６は、積載形トラッククレーンのブームが、起伏角度ゼロである場合の模式図である。

【図7】図７は、積載形トラッククレーンのブームが所定の起伏角度を有した場合の模式図である。

【図8】図８は、積載形トラッククレーンの平面模式図である。

【図9】図９は、本発明の第２実施形態に係る積載形トラッククレーンの限界作業半径に基づく制御フロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための積載形トラッククレーンを例示するものであって、本発明に係る積載形トラッククレーンは、以下のものに限定されない。なお、各図面が示す部材の大きさまたは位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。

【0011】

加えて本明細書においては、前後左右の記載は、特記した場合を除き、車体の運転室に積載形トラッククレーンの使用者が搭乗した状態での使用者を基準として前後左右とするとともに、ＸＹＺ座標を図２に示すように定義する。すなわち、前後方向がＸ座標、左右方向がＹ座標、上下方向がＺ座標であり、矢印の方向（左右では右に向かう方向）が正方向である。

【0012】

＜第１実施形態＞
（積載形トラッククレーンＣ）
図２には本発明の第１実施形態に係る積載形トラッククレーンＣの側面図を示す。図２に示すように、積載形トラッククレーンＣは、汎用トラックの車両１０の運転室１０１と荷台１０２との間の車両１０のフレーム１００にクレーン装置２０が搭載されたものである。車両１０には、左右対称に前側車輪１０３が設けられている。さらに車両１０には、左右対称に後側車輪１０４が設けられている。

【0013】

図２に示すように、クレーン装置２０は、フレーム１００上に固定された固定部２０１と、固定部２０１に対して旋回可能に設けられた旋回台２０２と、旋回台２０２の上端部に起伏可能に設けられたブーム２０３と、を含んで構成されている。加えて、積載形トラッククレーンＣは、アウトリガ装置２００を備えている。アウトリガ装置２００は、固定部２０１に設けられ、固定部２０１から左右外側へ張出す。すなわちクレーン装置２０およびアウトリガ装置２００は、側面方向から見て運転室１０１と荷台１０２との間に設けられている。アウトリガ装置２００は、右側アウトリガ及び左側アウトリガを有する。右側アウトリガは、右端部に設けられた右ジャッキ２００ａを有する。左側アウトリガは、左端部に設けられた左ジャッキ２００ｂを有する。

【0014】

旋回台２０２にはウインチ（不図示）が設けられている。ウインチには、ワイヤロープ２０５が巻かれている。ワイヤロープ２０５は、ブーム２０３の先端部に設けられた滑車により、ブーム２０３の先端部から吊り下げられている。ワイヤロープ２０５の先端部には、フック２０６が固定されている。ブーム２０３は、基端ブーム２０３ａ、第１中間ブーム２０３ｂ、第２中間ブーム２０３ｃ、および先端ブーム２０３ｄが入れ子式に組み合わされて構成されている。ブーム２０３は、後述するブーム伸縮用アクチュエータ２１０ａ（図３参照）の動力に基づいて伸縮する。

【0015】

クレーン装置２０は油圧回路３１０により油圧駆動される（図３参照）。油圧回路３１０を操作するためのレバー群が固定部２０１の左右両側に設けられている。また、油圧回路３１０を電気的に制御し、作業車両を制御する制御装置３０７が固定部２０１に設けられている。

【0016】

（油圧回路３１０）
図３には、本実施形態に係る積載形トラッククレーンＣの油圧回路図を示す。クレーン装置２０の油圧回路３１０は、油圧バルブユニット３１１、油圧ポンプ３１３、主油路３１４、戻油路３１５、クレーン装置用アクチュエータ２１０ａ～２１０ｄ、右ジャッキ２００ａ、左ジャッキ２００ｂ、右張出アクチュエータ２００ｃ、および左張出アクチュエータ２００ｄを有する。

【0017】

油圧ポンプ３１３は、油圧バルブユニット３１１にタンク３１２内の作動油を供給する。主油路３１４は、油圧ポンプ３１３と油圧バルブユニット３１１とを接続している。戻油路３１５は、油圧バルブユニット３１１とタンク３１２とを接続している。クレーン装置用アクチュエータ２１０ａ～２１０ｄはそれぞれ、ブーム２０３の起伏動作、ブーム２０３の伸縮動作、ブーム２０３の旋回動作、及びウインチの巻上げ巻下げなどを行うためのアクチュエータである。

【0018】

クレーン装置用アクチュエータ２１０ａ～２１０ｄ、右ジャッキ２００ａ、左ジャッキ２００ｂ、右張出アクチュエータ２００ｃ、および左張出アクチュエータ２００ｄは、油圧バルブユニット３１１に接続されている。

【0019】

油圧ポンプ３１３は、ＰＴＯ（パワーテイクオフ）装置を介して汎用トラックのエンジン１０７に接続されている。油圧ポンプ３１３は、エンジン１０７により駆動される。

【0020】

油圧バルブユニット３１１は、ブーム伸縮用制御弁２１１ａ、ウインチ用制御弁２１１ｂ、ブーム起伏用制御弁２１１ｃ、ブーム旋回用制御弁２１１ｄ、右側ジャッキ制御弁２１２ａ、左側ジャッキ制御弁２１２ｂ、右張出制御弁２１２ｃ、左張出制御弁２１２ｄを有する。

【0021】

ブーム伸縮用制御弁２１１ａは、ブーム伸縮用アクチュエータ２１０ａに接続されている。ウインチ用制御弁２１１ｂは、ウインチ用油圧モータ２１０ｂに接続されている。ブーム起伏用制御弁２１１ｃは、ブーム起伏用アクチュエータ２１０ｃに接続されている。ブーム旋回用制御弁２１１ｄは、ブーム旋回用アクチュエータ２１０ｄに接続されている。

【0022】

また、右側ジャッキ制御弁２１２ａは、右側に位置する右ジャッキ２００ａに接続されている。左側ジャッキ制御弁２１２ｂは、左側に位置する左ジャッキ２００ｂに接続されている。

【0023】

右張出制御弁２１２ｃは、右張出アクチュエータ２００ｃに接続されている。左張出制御弁２１２ｄは、左張出アクチュエータ２００ｄに接続されている。

【0024】

これらの切換制御弁には、それぞれレバー（不図示）が接続されている。作業者がこれら各レバーを手動操作することにより、油圧ポンプ３１３から供給される作動油の方向および流量が切り換えられる。

【0025】

また、制御装置３０７は、エンジン１０７のＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）にも接続されている。制御装置３０７は、少なくともエンジン１０７の回転数を制御できるよう構成されている。制御装置３０７は、エンジン１０７の回転数を制御することで油圧ポンプ３１３の回転数を制御して油圧ポンプ３１３の吐出量を調整する。

【0026】

（制御回路）
図４には、本実施形態に係る積載形トラッククレーンＣの制御回路図を示す。制御装置３０７には、記憶部３００が接続されている。

【0027】

制御装置３０７の入力側には、吊荷情報検出器３０１、旋回角情報検出器３０２、長さ情報検出器３０３、起伏角情報検出器３０４、右反力情報検出器３０５ａ、左反力情報検出器３０５ｂ、右張出情報検出器３０６ａ、および左張出情報検出器３０６ｂが接続されている。

【0028】

また、制御装置３０７の出力側には、表示器１０５、警報器１０６、ブーム伸縮用制御弁２１１ａ、ウインチ用制御弁２１１ｂ、ブーム起伏用制御弁２１１ｃ、ブーム旋回用制御弁２１１ｄ、右側ジャッキ制御弁２１２ａ、左側ジャッキ制御弁２１２ｂ、右張出制御弁２１２ｃ、および左張出制御弁２１２ｄが接続されている。

【0029】

吊荷情報検出器３０１は、フック２０６に吊られた荷重を検出する。本実施形態では、吊荷情報検出器３０１は、ブーム起伏用アクチュエータ２１０ｃに設けられた差圧計により構成されている。

【0030】

吊荷情報検出器３０１で検出された差圧は、制御装置３０７へ出力される。なお、吊荷情報検出器３０１の検出方式は、他の方式であっても問題ない。例えば吊荷情報検出器３０１は、ブーム２０３の先端に設けられたシーブ内のロードセルを含む構成であったり、ブーム伸縮用アクチュエータ２１０ａのひずみを検出するひずみゲージを含む構成であってもよい。

【0031】

旋回角情報検出器３０２は、ブーム２０３の旋回角度を検出するためのものであり、旋回台２０２の根元側に配置されている。例えば旋回角情報検出器３０２はポテンショメータである。旋回角情報検出器３０２は、ロータリエンコーダにより構成されてもよい。

【0032】

長さ情報検出器３０３は、ブーム２０３の長さを検出する。長さ情報検出器３０３は、例えばコード繰出長さ検出器である。コード繰出長さ検出器は、測長用コードの繰り出し長さをコード巻取器の回転変位量を検出することで検出する。

【0033】

起伏角情報検出器３０４は、ブーム２０３の起伏角度θｂを検出する。起伏角情報検出器３０４は、ブーム２０３の根元側に配置されている。例えば起伏角情報検出器３０４は、ポテンショメータである。起伏角情報検出器３０４は、ロータリエンコーダにより構成されてもよい。

【0034】

右反力情報検出器３０５ａは、アウトリガ装置２００の右外側端部に設けられた右ジャッキ２００ａに作用する反力（接地反力）を検出する。右反力情報検出器３０５ａは、例えばひずみゲージを用いたロードセル、又は、ジャッキ内の圧力を検出できる圧力計である。ただし、右反力情報検出器３０５ａの構成は、これらの構成に限定されない。

【0035】

左反力情報検出器３０５ｂは、アウトリガ装置２００の左外側端部に設けられた左ジャッキ２００ｂに作用する反力（接地反力）を検出する。左反力情報検出器３０５ｂは、例えばひずみゲージを用いたロードセル、又は、ジャッキ内の圧力を検出できる圧力計である。ただし、左反力情報検出器３０５ｂは、ロードセルおよび圧力計に限定されない。

【0036】

右張出情報検出器３０６ａは、アウトリガ装置２００の右ジャッキ２００ａが所定の張出位置にあることを検出する。右張出情報検出器３０６ａは、例えば近接スイッチである。ただし、右張出情報検出器３０６ａは、近接スイッチに限定されない。また。右張出情報検出器３０６ａは、例えばコード繰出長さ検出器により構成されてもよい。

【0037】

左張出情報検出器３０６ｂは、アウトリガ装置２００の左ジャッキ２００ｂが所定の張出位置にあることを検出する。左張出情報検出器３０６ｂは、例えば近接スイッチである。ただし、左張出情報検出器３０６ｂは、近接スイッチに限定されない。また。左張出情報検出器３０６ｂは、例えばコード繰出長さ検出器により構成されてもよい。

【0038】

表示器１０５は、例えば吊荷荷重などを表示する。

【0039】

警報器１０６は、例えば定格荷重を超えた吊り荷重となった場合など、あらかじめ定められた状態になった場合に、積載形トラッククレーンＣの使用者にその状態を報知する。本実施形態では、警報器１０６は、運転室１０１の外側に設けられている。

【0040】

（限界作業半径Ｒａｄｉ’に基づく制御フロー）
図１は、本発明の第１実施形態に係る積載形トラッククレーンＣの限界作業半径Ｒａｄｉ’に基づく制御フロー図である。図５は、限界作業半径Ｒａｄｉ’を算出する前の現況パラメータを取得フロー図である。

【0041】

図１の制御フロー、および図５の取得フローは、あらかじめ定められた周期で実行される。ここで限界作業半径Ｒａｄｉ’とは、現在吊っている吊荷の重量、荷台１０２上の積荷の重量等に対応して、クレーン装置２０の動作である倒伏動作および伸長動作の少なくとも１つを規制するための基準である。

【0042】

本実施形態では、限界作業半径Ｒａｄｉ’とは、ブーム起伏角度θｂをこれ以上小さくすることができないと判断される半径、またはブーム長さＬｂをこれ以上伸長することができないと判断される半径である。つまり、限界作業半径Ｒａｄｉ’とは、作業半径が大きくなるようなブームの動作の限界を規定するものである。ただし、限界作業半径Ｒａｄｉ’は、本実施形態における定義に限定されず、クレーン装置２０の動作を規制する基準であれば問題ない。

【0043】

図１に示すように、制御装置３０７は、ステップＳ００１（以下、「Ｓ００１」のように表記する）において、限界作業半径Ｒａｄｉ’の算出に必要な現況パラメータを取得する。

【0044】

この現況パラメータの取得は、例えば図５に示す取得フローに基づいて行われるのが好ましい。なお、図５の取得フローが実施される前、すなわち積載形トラッククレーンＣの出荷時には、記憶部３００に上記のパラメータを取得するために必要な、その積載形トラッククレーンＣに関する情報が記憶されている。この記憶されている情報の一例について、図８を用いて説明する。

【0045】

図８は、図１の積載形トラッククレーンＣの平面模式図である。この模式図は、図８の座標軸が示すように、運転室１０１が紙面の上側に位置し、荷台１０２が紙面の下側に位置している。

【0046】

図８では、アウトリガ装置２００は、左右に最も張り出している状態を示している。右ジャッキ２００ａは接地位置ＧＲで接地している。左ジャッキ２００ｂは接地位置ＧＬで接地している。

【0047】

また積載形トラッククレーンＣの左右の中心軸を基準位置Ｓｐとしている。図８では、ブーム２０３が、基準位置Ｓｐからブーム旋回角θだけ旋回中心Ｏｃを中心として旋回した状態を示している。

【0048】

例えば、記憶部３００には、ブーム２０３の作業半径Ｒａｄｉごとの強度定格荷重Ｗｓｔｒが記憶されている。

【0049】

例えば、記憶部３００には、クレーン装置２０の旋回中心Ｏｃと、一対の後側車輪１０４との前後方向における距離Ｘｄが記憶されている。

【0050】

例えば、記憶部３００には、右転倒ラインＬａ１および左転倒ラインＬｂ１が記憶されている。右転倒ラインＬａ１および左転倒ラインＬｂ１は、図８において一点鎖線で示されている。右転倒ラインＬａ１および左転倒ラインＬｂ１は、制御装置３０７により算出されたものが記憶されている。

【0051】

例えば、右転倒ラインＬａ１は、右ジャッキ２００ａの接地位置ＧＲと、後輪ラインＬｃの車幅方向における中心位置Ｏｂとを結んだ水平線として定義される。左転倒ラインＬｂ１は、左ジャッキ２００ｂの接地位置ＧＬと、後輪ラインＬｃの車幅方向における中心位置Ｏｂとを結んだ水平線として定義される。

【0052】

なお、右転倒ラインＬａ１および左転倒ラインＬｂ１は、別の方法、例えば接地位置ＧＲまたは接地位置ＧＬと、後輪ラインＬｃ上の他の任意の点を結んだ線として定義することもできる。

【0053】

例えば、記憶部３００には、後輪ラインＬｃの位置と長さが記憶されている。後輪ラインＬｃは、積載形トラッククレーンＣを車両上方から見た場合に、一対の後側車輪１０４の中心位置を通り、かつ車幅方向に平行な直線である。後輪ラインＬｃは、車幅方向において、一対の後側車輪１０４同士の間に存在する。

【0054】

例えば、記憶部３００には、積載形トラッククレーンＣのチッピング荷重Ｗｔｉｐと、定格総荷重Ｗｒａｔｅとの比である安全率Ｎが記憶されている。チッピング荷重Ｗｔｉｐは、積載形トラッククレーンＣが転倒する限界の吊上荷重である。なお、チッピング荷重Ｗｔｉｐ、定格総荷重Ｗｒａｔｅ、および安全率Ｎの関係は、下記式１で示される。ここで安全率Ｎは、積載形トラッククレーンＣの仕様によって決定される１以上の定数である。

【0055】

【数1】

【0056】

例えば、記憶部３００には、旋回中心Ｏｃと接地位置ＧＲとの前後方向における距離Ｘ１、および、旋回中心Ｏｃと接地位置ＧＬとの前後方向における距離Ｘ４が記憶されている。

【0057】

例えば、記憶部３００には、旋回中心Ｏｃと接地位置ＧＲとの車幅方向における距離Ｙ１、および、旋回中心Ｏｃと接地位置ＧＬとの車幅方向における距離Ｙ４が記憶されている。例えば、記憶部３００には、接地位置ＧＬと右転倒ラインＬａ１との距離ｌ４、および、接地位置ＧＲと左転倒ラインＬｂ１との距離ｌ１が記憶されている。

【0058】

次に、図５に基づいて、限界作業半径Ｒａｄｉ’の算出に必要なパラメータの取得フローを説明する。

【0059】

図５に示すように、制御装置３０７は、Ｓ１０１において吊荷荷重Ｔｌｏａｄを取得する。吊荷荷重Ｔｌｏａｄは、吊荷情報検出器３０１からの情報により制御装置３０７により算出され、取得される。

【0060】

制御装置３０７は、Ｓ１０２において、積載形トラッククレーンＣにおける上側部材群を構成する各部材の重心位置を取得する。上側部材群は、旋回台２０２、ブーム起伏用アクチュエータ２１０ｃ、およびブーム２０３を含む。なお、上側部材群は、旋回台２０２、ブーム起伏用アクチュエータ２１０ｃ、またはブーム２０３に固定された部材を含んでもよい。これら上側部材群を構成する各部材の重心位置は、記憶部３００から取得する場合がある。

【0061】

制御装置３０７は、Ｓ１０３において、ブーム旋回角θを取得する。制御装置３０７は、ブーム旋回角θを、旋回角情報検出器３０２からの情報により取得する。

【0062】

なお、この際、制御装置３０７は、取得されたブーム旋回角θによって、反転倒側ジャッキを決定する。反転倒側ジャッキは、右ジャッキ２００ａおよび左ジャッキ２００ｂのうち、積載形トラッククレーンＣの車幅方向の中心軸を基準として、車幅方向においてブーム２０３と反対側に存在するジャッキである。なお、車幅方向の中心軸とは、積載形トラッククレーンＣの車幅方向の中心を通り、かつ、前後方向に平行な軸を意味する。

【0063】

具体的には、制御装置３０７は、旋回角情報検出器３０２の検出値に基づいて、ブーム２０３が車両右側に旋回していると判定した場合に、左ジャッキ２００ｂを反転倒側ジャッキとする。一方、制御装置３０７は、旋回角情報検出器３０２の検出値に基づいて、ブーム２０３が車両左側に旋回していると判定した場合に、右ジャッキ２００ａを反転倒側ジャッキとする。

【0064】

さらに制御装置３０７は、旋回角情報検出器３０２の検出値に基づいて、そのときの転倒基準ラインを決定する。転倒基準ラインは、車幅方向において、右転倒ラインＬａ１もしくは左転倒ラインＬｂ１のうち、ブーム２０３と同方向に存在するラインである。

【0065】

具体的には、制御装置３０７は、旋回角情報検出器３０２の検出値に基づいて、ブーム２０３が車両右側に旋回していると判定した場合に、右転倒ラインＬａ１を転倒基準ラインとする。一方、制御装置３０７は、旋回角情報検出器３０２の検出値に基づいて、ブーム２０３が車両左側に旋回していると判定した場合に、左転倒ラインＬｂ１を転倒基準ラインとする。

【0066】

制御装置３０７は、Ｓ１０４において、ジャッキ反力を取得する。具体的には、制御装置３０７は、右反力情報検出器３０５ａからの反力情報に基づいて、右ジャッキ２００ａの右ジャッキ反力ＰＦ１を取得する。また、制御装置３０７は、左反力情報検出器３０５ｂからの反力情報に基づいて、左ジャッキ２００ｂの左ジャッキ反力ＰＦ４を取得する。

【0067】

制御装置３０７は、Ｓ１０５において、上側部材群と吊荷とを合わせた重量（以下、「上部重量Ｕｗｅｉ」という。）を取得する。この上部重量Ｕｗｅｉは、次の式２により求められるのが好ましい。

【0068】

【数2】

【0069】

図７には、積載形トラッククレーンＣのブーム２０３が所定の起伏角度、すなわちブーム起伏角度θｂである場合の模式図を示す。式２内のパラメータは、以下のように定義される。これらのパラメータは、記憶部３００から取得される場合がある。また、これらのパラメータは、図７に示されている。

Ｕｗｅｉ ： 上部重量
Ｔｌａｏｄ： 吊荷荷重
Ｗｂｍ ： ブーム２０３の重量
Ｗｅｃｙ ： ブーム起伏用アクチュエータ２１０ｃの重量
Ｗｓｌｅ ： 旋回台２０２の重量

【0070】

制御装置３０７は、Ｓ１０６において、上側部材群と吊荷とを合わせた重心（以下、「上部重心Ｕｇｒａ」という。）を取得する。具体的に説明すると、上部重心Ｕｇｒａは、ブーム２０３の旋回中心Ｏｃから、上側部材群と吊荷とを合わせたものの重心までの水平距離を言う。上部重心Ｕｇｒａは、次の式３により求められるのが好ましい。

【0071】

【数3】

【0072】

式３内のパラメータは、以下のように定義される。これらのパラメータは、記憶部３００から取得される場合がある。また、これらのパラメータは、図７に示されている。

Ｕｇｒａ ： 上部重心
Ｒａｄｉ ： 作業半径
Ｒｌｂｍ ： 旋回中心Ｏｃとブーム２０３の重心との水平距離
Ｒｌｅｃｙ ： 旋回中心Ｏｃとブーム起伏用アクチュエータ２１０ｃの重心との水平距離
Ｒｌｓｌｅ ： 旋回中心Ｏｃと旋回台２０２の重心との水平距離

【0073】

なお、作業半径Ｒａｄｉは、以下の式４により定義されることが好ましい。

【0074】

【数4】

【0075】

式４内のパラメータは、以下のように定義される。これらのパラメータは、記憶部３００から取得される場合がある。また、これらのパラメータは、図７に示されている。

Ｒａｄｉ ： 作業半径
Ｌｂ ： ブーム２０３の長さ
θｂ ： ブーム起伏角度
Ｌｂｈ ： ブーム２０３を水平にした際の、ブーム２０３の根元から吊荷荷重の作用点までの上下方向の距離
Ｌ ： ブーム２０３の取付支点と旋回台２０２の旋回中心Ｏｃとの距離

【0076】

制御装置３０７は、Ｓ１０７において、上部重量Ｕｗｅｉによるジャッキ反力を算出し、取得する。ジャッキ反力には、右ジャッキ２００ａのジャッキ反力ＰＦ１ｕと、左ジャッキ２００ｂのジャッキ反力ＰＦ４ｕとが含まれる。以下、上部重量Ｕｗｅｉによるジャッキ反力の算出方法について説明する。

【0077】

まず、後述する式５から式７において、上部重量Ｕｗｅｉが旋回中心Ｏｃに作用するスラスト荷重（ｔｏｎ）をＦｔ、上部重量ＵｗｅｉによるＸ軸まわりのモーメントをＭｘ（ｔｏｎ・ｍ）、上部重量ＵｗｅｉによるＹ軸まわりのモーメントをＭｙ（ｔｏｎ・ｍ）と定義する。

【0078】

【数5】

【0079】

【数6】

【0080】

【数7】

【0081】

また、これらＦｔ、Ｍｘ、およびＭｙによる反力係数Ｓは以下の式８で定義される。

【0082】

【数8】

【0083】

式８内のパラメータは、再掲するが、以下のように定義されている。これらのパラメータは、記憶部３００から取得される場合がある。また、これらのパラメータは、図８に示されている。

Ｘｄ ： 旋回中心Ｏｃと、一対の後側車輪１０４との前後方向における距離
Ｘ１ ： 旋回中心Ｏｃと接地位置ＧＲとの前後方向における距離
Ｘ４ ： 旋回中心Ｏｃと接地位置ＧＬとの前後方向における距離
Ｙ１ ： 旋回中心Ｏｃと接地位置ＧＲとの車幅方向における距離
Ｙ４ ： 旋回中心Ｏｃと接地位置ＧＬとの車幅方向における距離

【0084】

この式８から、Ｆ（ＰＦ１）、Ｍｘ（ＰＦ１）、およびＭｙ（ＰＦ１）は以下の式９から式１１で定義される。

【0085】

【数9】

【0086】

【数10】

【0087】

【数11】

【0088】

これらの式９から式１１により、上部重量Ｕｗｅｉによる右ジャッキ２００ａのジャッキ反力ＰＦ１ｕ（ｔｏｎ）は、以下の式１２により求められる。

【0089】

【数12】

【0090】

また、式８から、Ｆ（ＰＦ４）、Ｍｘ（ＰＦ４）、およびＭｙ（ＰＦ４）は以下の式１３から式１５で定義される。

【0091】

【数13】

【0092】

【数14】

【0093】

【数15】

【0094】

これらの式１３から式１５により、上部重量Ｕｗｅｉによる左ジャッキ２００ｂのジャッキ反力ＰＦ４ｕ（ｔｏｎ）は、以下の式１６により求められる。

【0095】

【数16】

【0096】

制御装置３０７は、Ｓ１０８において、下側部材群の下部重量によるジャッキ反力を算出し、取得する。なお、下側部材群とは、車両１０、アウトリガ装置２００、固定部２０１、および荷台１０２上の積荷を含む。よって、下部重量とは、車両１０、アウトリガ装置２００、および固定部２０１の重量と、荷台１０２の積荷の重量との和である。

【0097】

この下部重量は、積荷の重量が未知であるため、直接求められない。そこで本実施形態では、下部重量によるジャッキ反力を、Ｓ１０４で取得したジャッキ反力から、Ｓ１０７で取得した上部重量Ｕｗｅｉによるジャッキ反力を減算して取得する。

【0098】

下部重量による右ジャッキ２００ａのジャッキ反力ＰＦ１ｌは、以下の式１７により算出され、取得される。

【0099】

【数17】

【0100】

下部重量による左ジャッキ２００ｂのジャッキ反力ＰＦ４ｌは、以下の式１８により算出され、取得される。

【0101】

【数18】

【0102】

制御装置３０７は、Ｓ１０９において、転倒ラインまわりの下部重量によるモーメント（以下、「安定モーメント」という。）を算出し、取得する。転倒ラインは、右転倒ラインＬａ１および左転倒ラインＬｂ１の２つがあるので、それぞれについて、安定モーメントを取得する。

【0103】

右転倒ラインＬａ１まわりの安定モーメントＳＭＯＭｒ（ｔｏｎ・ｍ）は以下の式１９により算出され、取得される。

【0104】

【数19】

【0105】

式１９内のパラメータは、再掲するが、以下のように定義されている。これらのパラメータは、記憶部３００から取得される場合がある。また、これらのパラメータは、図８に示されている。

ｌ４：接地位置ＧＬと右転倒ラインＬａ１との距離

【0106】

左転倒ラインＬｂ１まわりの安定モーメントＳＭＯＭｌ（ｔｏｎ・ｍ）は以下の式２０により算出され、取得される。

【0107】

【数20】

【0108】

式２０内のパラメータは、再掲するが、以下のように定義されている。これらのパラメータは、記憶部３００から取得される場合がある。また、これらのパラメータは、図８に示されている。

ｌ１：接地位置ＧＲと左転倒ラインＬｂ１との距離

【0109】

次に制御装置３０７は、図１に戻り、Ｓ００２において、現況パラメータに基づいて、限界作業半径Ｒａｄｉ’を算出する。本実施形態では、倒伏動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’１が算出される。なお、以下の説明では、ブーム２０３が、図８に示すように右側に位置している場合の説明を行う。

【0110】

図６は、本実施形態に係る積載形トラッククレーンＣにおいて、ブーム２０３が、起伏角度０である場合を模式的に示した図である。図６に示すように、限界作業半径Ｒａｄｉ’を求める際には、吊荷荷重Ｔｌｏａｄの作用点、およびブーム重量が作用するブーム重心の座標を以下のように定める。なお、これらの座標は、記憶部３００に記憶されている場合がある。

【0111】

ＢＬ ： ブーム２０３の根元から吊荷荷重の作用点までの、図６の紙面における左右方向の距離であるとともにブーム長さ
ＢＨ ： ブーム２０３の根元から吊荷荷重の作用点までの、図６の紙面における上下方向の距離
ＢＧＸ： ブーム２０３の根元からブーム重心までの、図６の紙面における左右方向の距離
ＢＧＺ： ブーム２０３の根元からブーム重心までの、図６の紙面における上下方向の距離

【0112】

現況でのチッピング荷重Ｗｔｉｐ’は、式２１に示すように、吊荷荷重Ｔｌｏａｄに安全率Ｎを乗じた値とする。

【0113】

【数21】

【0114】

また、倒伏動作に対する限界作業半径がＲａｄｉ’１である場合の起伏角度をθｂ’とすると、倒伏動作に対する限界作業半径がＲａｄｉ’１であり、かつ、起伏角度がθｂ’である場合の旋回中心Ｏｃとブーム２０３の重心との水平距離Ｒｌｂｍ’１に関して以下の関係が成立する。

【0115】

【数22】

【0116】

【数23】

【0117】

加えて、現況での上部重量Ｕｗｅｉ’１、および、現況での上部重心Ｕｇｒａ’１は以下の式で表される。

【0118】

【数24】

【0119】

【数25】

【0120】

そして、本実施形態では、倒伏動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’１は、ブーム起伏角度θｂをこれ以上小さくすることができないと判断される半径であるので、倒伏動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’１にある場合、現況での上部重量によるモーメントが、現況での安定モーメントＳＭＯＭｒと等しくなり、以下の式２６が成立する。

【0121】

【数26】

【0122】

式２６内のパラメータは、以下のように定義される。これらのパラメータは、記憶部３００から取得される場合がある。また、これらのパラメータは、図８に示されている。

β ： 水平面内において、旋回中心Ｏｃから右転倒ラインＬａ１おろした垂線と、現況のブーム２０３とのなす角度
ＸＬＩ１： 水平面内において、旋回中心Ｏｃから右転倒ラインＬａ１までの距離

【0123】

上記の式２１から式２６を満たす、倒伏動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’１時の起伏角度をθｂ’が算出され、この角度により、倒伏動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’１が算出される。

【0124】

次に制御装置３０７は、Ｓ００３において、積載形トラッククレーンＣの使用者が倒伏動作を選択しているかを判断する。倒伏動作を選択していると判断すると、制御装置３０７は、Ｓ００４に進む。また、倒伏動作を選択していないと判断すると、制御装置３０７は、Ｓ００５に進む。

【0125】

制御装置３０７は、Ｓ００４において、限界作業半径Ｒａｄｉ’１に基づいて、安全制御を実施する。安全制御は、例えば、ブーム２０３の倒伏動作を規制する制御（規制制御）、および、積載形トラッククレーンＣの使用者に情報を報知する制御（報知制御）のうちの少なくとも一方の制御を含む。具体的には、制御装置３０７は、安全制御において、限界作業半径Ｒａｄｉ’１に近づく倒伏動作に対して、速度規制を行ったり、倒伏操作を不能にしたりする。また使用者への報知は、制御装置３０７に接続されている警報器１０６を用いて行ったり、制御装置３０７に接続されている表示器１０５上に警報表示をしたりする。

【0126】

制御装置３０７は、Ｓ００５においては、クレーン装置２０への動作規制などを行わず、動作フローを終了する。

【0127】

＜第２実施形態＞
図９には、本発明の第２実施形態に係る積載形トラッククレーンＣの限界作業半径Ｒａｄｉ’の算出フロー図を示す。第２実施形態に係る積載形トラッククレーンＣと、第１実施形態に係る積載形トラッククレーンＣとの相違点は、図９のフロー図のＳ０１２の限界作業半径Ｒａｄｉ’の算出の方法、およびＳ０１３の分岐の方法である。積載形トラッククレーンＣの構成など、第１実施形態と同じ部分は説明を省略する。

【0128】

制御装置３０７は、Ｓ０１２において、現況における、伸長動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’２を算出する。本実施形態においては、積載形トラッククレーンＣの使用者が、伸長動作を選択し、今後伸長動作が行われるとした場合を想定して、ブームの伸長動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’２が求められる。

【0129】

伸長動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’２時のブーム長さをＢＬ’とすると、伸長動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’２、およびブーム長さがＢＬ’の際の旋回中心Ｏｃとブーム２０３の重心との水平距離Ｒｌｂｍ’２に関して以下の関係が成立する。

【0130】

【数27】

【0131】

【数28】

【0132】

ＢＧＸ’：伸長動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’２の際の、ブーム２０３の根元からブーム重心までの、図６の紙面における左右方向の距離

【0133】

加えて、現況での上部重量Ｕｗｅｉ’２、および現況での上部重心Ｕｇｒａ’２は以下の式で表される。

【0134】

【数29】

【0135】

【数30】

【0136】

Ｗｂｍ’：ブーム２０３の重量（ブーム伸縮用アクチュエータ２１０ａ内の作動油の重量を考慮した場合）

【0137】

そして、伸長動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’２は、ブーム長さＬＢをこれ以上伸ばすことができないと判断される半径であるので、伸長動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’２にある場合、現況での上部重量によるモーメントが、現況での安定モーメントＳＭＯＭｒと等しくなるため、以下の式３１が成立する。

【0138】

【数31】

【0139】

上記の式２１、２４、２７から３１を満たす、伸長動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’２時のブーム長さＬＢ’が算出され、この長さにより、伸長動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’２が算出される。

【0140】

次に、制御装置３０７は、Ｓ０１３において、積載形トラッククレーンＣの使用者が伸長動作を選択しているかを判断する。伸長動作を選択していると判断すると、制御装置３０７は、Ｓ０１４に進む。また、伸長動作を選択していないと判断すると、制御装置３０７は、Ｓ０１５に進む。

【0141】

制御装置３０７は、Ｓ０１４において、限界作業半径Ｒａｄｉ’２に基づいて、安全制御を実施する。安全制御は、ブーム２０３の伸長動作の規制、積載形トラッククレーンＣの使用者へ報知の少なくともいずれかの制御を含む。具体的には、制御装置３０７は、限界作業半径Ｒａｄｉ’２に近づく伸長動作に対して、速度規制を行ったり、伸長操作を不能にしたりする。また使用者への報知は、制御装置３０７に接続されている警報器１０６を用いて行ったり、制御装置３０７に接続されている表示器１０５上に警報表示をしたりする。

【0142】

制御装置３０７は、Ｓ０１５においては、クレーン装置２０への動作規制などを行わず、動作フローを終了する。

【0143】

＜その他＞
限界作業半径Ｒａｄｉ’については、上記実施例に記載の方式で算出されたものに限定されない。例えば、限界作業半径Ｒａｄｉ’を、右ジャッキ反力ＰＦ１または左ジャッキ反力ＰＦ４があらかじめ定められた値になる場合とすることも可能である。

【0144】

上記では、ブーム２０３を剛体として限界作業半径Ｒａｄｉ’が算出されたが、ブーム２０３の撓みを考慮して計算を行うことが好ましい。また、ＢＧＺで表される上下方向の距離は、ブーム伸縮用アクチュエータ２１０ａへの作動油の供給量を考慮して計算を行うことが好ましい。加えて、起伏動作の起立限界位置および倒伏限界位置、または伸縮動作の伸長限界位置および収縮限界位置における作業半径を、記憶部３００に事前に記憶し、限界作業半径Ｒａｄｉ’が、記憶部３００に記憶された作業半径よりも小さい場合は、記憶部３００に記憶された作業半径を限界作業半径Ｒａｄｉ’とすることも可能である。

【0145】

また、本明細書においては、第１実施形態で倒伏動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’１が算出され、第２実施形態で伸長動作に対する限界作業半径Ｒａｄｉ’２が算出されているが、これらの限界作業半径の両方を算出し、両方を表示器１０５に表示することも可能である。また、限界作業半径の両方を算出し、積載形トラッククレーンＣの使用者の操作に応じて、いずれかの限界作業半径を表示することも可能である。

【0146】

また、上記の第１実施形態および第２実施形態において、制御装置３０７は、限界作業半径Ｒａｄｉ’を、第１限界作業半径と、この第１限界作業半径よりも小さい第２限界作業半径とに分けて算出してもよい。この場合、制御装置３０７は、第２限界作業半径に基づいてクレーン装置２０の使用者に情報を報知する制御（報知制御）を行うとともに、第１限界作業半径に基づいてクレーン装置２０のブームの動作（伸長動作および／または倒伏動作）を規制する制御（規制制御）を行ってもよい。第１実施形態および第２実施形態において、２つの限界作業半径を求める場合、値が異なる２種類の安全率Ｎ（第１安全率Ｎ１および第２安全率Ｎ２）を用いることでこれらの限界作業半径を取得することができる。つまり、制御装置３０７は、第１安全率Ｎ１に基づいて、第１限界作業半径を求め、第２安全率Ｎ２に基づいて第２限界作業半径を算出する。このように２つの限界作業半径Ｒａｄｉ’を算出することにより、クレーン作業の安全性の向上および効率化をさらに図ることができる。

【0147】

また一般的に、積載形トラッククレーンＣの定格荷重は、荷台１０２に積載物がない状態で、かつ、側方領域内で最も安定度が悪い旋回位置での能力（空車時安定性能）と、クレーンの構造物の強度から決定される能力（クレーン強度性能）から決定される。本願において、制御装置３０７が、クレーン装置２０のクレーン強度性能から算出されるクレーン強度性能半径を算出し、これを限界作業半径Ｒａｄｉ’と比較して、限界作業半径Ｒａｄｉ’よりもクレーン強度性能半径が小さい場合、クレーン強度性能半径によりクレーン装置２０の動作の規制、またはクレーン装置２０の使用者への報知の少なくともいずれかを行うことも可能である。

【0148】

２０２１年８月１９日出願の特願２０２１－１３３７５８の日本出願に含まれる明細書、図面、および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

【符号の説明】

【0149】

Ｃ 積載形トラッククレーン
１０ 車両
２０ クレーン装置
１００ フレーム
１０１ 運転室
１０２ 荷台
１０３ 前側車輪
１０４ 後側車輪
１０５ 表示器
１０６ 警報器
１０７ エンジン
２００ アウトリガ装置
２００ａ 右ジャッキ
２００ｂ 左ジャッキ
２００ｃ 右張出アクチュエータ
２００ｄ 左張出アクチュエータ
２０１ 固定部
２０２ 旋回台
２０３ ブーム
２０３ａ 基端ブーム
２０３ｂ 第１中間ブーム
２０３ｃ 第２中間ブーム
２０３ｄ 先端ブーム
２０５ ワイヤロープ
２０６ フック
２１０ａ ブーム伸縮用アクチュエータ
２１０ｂ ウインチ用油圧モータ
２１０ｃ ブーム起伏用アクチュエータ
２１０ｄ ブーム旋回用アクチュエータ
２１１ａ ブーム伸縮用制御弁
２１１ｂ ウインチ用制御弁
２１１ｃ ブーム起伏用制御弁
２１１ｄ ブーム旋回用制御弁
２１２ａ 右側ジャッキ制御弁
２１２ｂ 左側ジャッキ制御弁
２１２ｃ 右張出制御弁
２１２ｄ 左張出制御弁
３００ 記憶部
３０１ 吊荷情報検出器
３０２ 旋回角情報検出器
３０３ 長さ情報検出器
３０４ 起伏角情報検出器
３０５ａ 右反力情報検出器
３０５ｂ 左反力情報検出器
３０６ａ 右張出情報検出器
３０６ｂ 左張出情報検出器
３０７ 制御装置
３１０ 油圧回路
３１１ 油圧バルブユニット
３１２ タンク
３１３ 油圧ポンプ
３１４ 主油路
３１５ 戻油路
Ｒａｄｉ’ 限界作業半径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】