JP2006315844A - クレーンのマスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 マスト吊り作業時にマストシリンダをバックストップとして自動的に作用させる。
【解決手段】 コントロールバルブ１６とタンクＴとを結ぶタンクライン２１にブースト油圧源となる背圧弁２５を設け、この背圧弁２５によって発生した背圧を、チェック弁２７を備えたブーストライン２６によってマストシリンダ１０の伸び側油室１０ａにブースト圧力として加えるようにした。また、マストシリンダ１０の伸縮作動時に油給排ライン２９によって縮み側油室１０ｂに対して油を給排する一方、リリーフ弁２４によってシリンダ縮み方向の外力に対してバックストップ作用を得るための一定の保持圧を発生させるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明はクローラ式のクレーンのマスト装置に関するものである。

ブームを起伏させる手段としてマスト装置を備えた所謂マストタイプのクローラ式クレーンを図３,４に示す。図３は通常のクレーン作業時(以下、通常作業時という)の状態、図４はクレーン組立・分解時のマスト吊り作業時(後に詳述する)状態をそれぞれ示す。

両図において、１はクローラ式の下部走行体で、この下部走行体１上に上部旋回体２が垂直軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２にブーム３が起伏自在に装着されるとともに、前から順に主、補、ブーム起伏の各ウィンチ４,５,６が設けられている。

また、上部旋回体２には、ブーム起伏手段を構成する部材として、後端部に小ガントリ７、前部にマスト装置８が設けられている。

マスト装置８は、下端部を支点として前後に回動するマスト９と、このマスト９を輸送時の倒伏姿勢(図３中に二点鎖線で示す)から起立させるマストシリンダ１０とから成っている。

このマストシリンダ１０の先端(ロッド端)は、マスト９に対し、マスト９を後方から支えるマスト受け１１を介して分離可能に連結され、マスト９を起立させてクレーン作業態勢が整った後は、不要につき、図４の二点鎖線で示すようにマスト受け１１とともにマスト９から離れて後向きほぼ水平となる格納状態に戻される。以上の構成は特許文献１に開示されている。

ブーム起伏ウィンチ６から繰り出されたブーム起伏ロープ１２は、小ガントリ７とマスト９の頂部間に多重に掛け回され、同ロープ１２の巻取り／巻戻し操作によりマスト９が前後に回動する。

このマスト９の回動運動は、通常作業時には図３に示すようにガイケーブル１３を介してブーム３に伝えられ、これによりブーム３が起伏作動する。

図３,４中、１４は吊りフックである。

大型のクレーンにおいては、輸送時の法規制に基づく重量制限から複数のパーツに分解されて別々に輸送され、現地で組立てられる。

この組立及び分解時に、マストタイプのクレーンでは、マスト９をブーム代わりに用いて自力で吊り作業(マスト吊り作業)を行う場合がある。

このマスト吊り作業時に、マスト９の反転を防止するために、図４に示すようにマストシリンダ１０をバックストップとして利用するのが望ましい。

この場合、バックストップとしてのマストシリンダ１０は、常にマスト９の反転力を受けることができるようにマスト９の動きに追従させるのが望ましい。

この点の作用と問題点を、図５に示す従来のマストシリンダ回路を参照して説明する。

図５において、１５はマストシリンダ１０の油圧源としての油圧ポンプで、この油圧ポンプ１５とマストシリンダ１０との間にコントロールバルブ１６が設けられ、このコントロールバルブ１６によってマストシリンダ１０の伸縮作動が制御される。

なお、マストシリンダ１０は左右一対設けられるが、ここでは図の簡略化のためにその一方のみを示している。

また、図例では、コントロールバルブ１６として、シーケンス弁１７による油圧アシストによってスプール１８の作動をアシストする所謂油圧アシスト電磁切換弁を用いた場合を示している。

１９はマストシリンダ１０の伸び側(ヘッド側)油室１０ａに接続された伸び側管路、２０は同縮み側(ロッド側)油室１０ｂに接続された縮み側管路、２１はコントロールバルブ１６とタンクＴとを結ぶタンクライン、２２はセンターバイパスライン、２３は伸び側管路１９から分岐してタンクＴに接続された分岐タンク管路、２４はこの分岐タンク管路２３に設けられたリリーフ弁である。

この回路構成において、通常作業またはマスト吊り作業に際して図３,４のマスト９を起立させるときは、コントロールバルブ１６のスプール１８を中立位置イから伸長位置ロに切換える。

こうすれば、マストシリンダ１０が伸長作動し、このシリンダ伸長推力がマスト受け１１を介してマスト９に押し上げ力として加えられることによってマスト９が起立する。

また、作業終了後の輸送に際してマスト９を倒伏させるときは、ブーム起伏ロープ１２を巻取るとともにスプール１８を縮小位置ハに切換える。

こうすれば、マスト９が後方に倒れながらこれに追従してマストシリンダ１０が縮小作動する。

一方、図４に示すマスト吊り作業時にマストシリンダ１０をバックストップとして使用する場合は、マスト起立後、スプール１８を中立位置イに戻す。

この状態では、ポンプ吐出油はセンターバイパスライン２２を通ってタンクＴに戻るため、マストシリンダ１０には伸長、縮小いずれの方向にも推力は発生しない。

従って、マストシリンダ１０をバックストップとして機能させるべくマスト９の動きに追従させるためには、マスト９の動きを見ながら、コントロールバルブ１６(スプール１８)を伸長側または縮小側に操作する必要がある。
特開２００３−３２７３８９号公報

しかし、このようにマストシリンダ１０をマスト９の動きに応じて逐一伸縮操作しなければならないため、この操作が非常に煩わしいものとなる。このため、実情は、マストシリンダ１０を縮小させて後方に倒し、バックストップ機能がない状態でマスト吊り作業を行うことが多く、安全性に問題があった。

そこで本発明は、マスト吊り作業時にマストシリンダをバックストップとして自動的に作用させることができるクレーンのマスト装置を提供するものである。

請求項１の発明は、上部旋回体に取付けられたブームを起伏させる手段として下端を支点として起伏作動するマストを備え、かつ、作業時にこのマストを倒伏状態から起立させるマストシリンダと、このマストシリンダの作動を制御するコントロールバルブとが設けられ、自力組立・分解時に上記マストをブーム代わりにし、かつ、マストシリンダをマストのバックストップとしてマスト吊り作業を行うように構成されたクレーンのマスト装置において、上記コントロールバルブの中立状態で上記マストシリンダに対して同シリンダがマストの前倒れに追従して伸長作動するのに必要かつ十分なブースト圧力を加えるブースト手段と、マストシリンダの伸縮作動に応じて同シリンダの縮み側油室に対して油を給排する油給排ラインと、マストシリンダを縮小させる方向の外力に対して伸び側油室にバックストップ作用を行うための保持圧を発生させるリリーフ弁とが設けられたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、ブースト手段は、コントロールバルブとタンクとを結ぶタンクラインに設けられたブースト油圧源としての背圧弁と、この背圧弁によって発生した背圧をチェック弁を介してマストシリンダの伸び側油室にブースト圧力として加えるブーストラインとによって構成されたものである。

請求項３の発明は、請求項１の構成において、ブースト手段は、マストシリンダの伸び側管路とブースト油圧源との間に接続されたブーストラインと、このブーストラインを開閉するブースト切換弁とによって構成されたものである。

請求項４の発明は、請求項３の構成において、コントロールバルブとして、シーケンス弁によって油圧アシストされる油圧アシスト電磁切換弁が用いられ、上記シーケンス弁のセット圧力をブースト圧力としてブーストラインに導くように構成されたものである。

本発明によると、コントロールバルブ中立状態で行われるマスト吊り作業時に、ブースト手段により、マストシリンダの伸び側油室に常時ブースト圧力を加えるため、マストシリンダがマストを常時押した状態となる。

また、マストシリンダの伸縮作動に応じた油の給排作用、すなわち、マストシリンダの伸長作動時には同シリンダの縮み側油室の油をタンクに抜き、縮小作動時には縮み側油室内に油を吸い上げるという作用が油給排ラインによって行われる。

さらに、マストシリンダを縮小させる方向の力に対して伸び側油室にリリーフ弁による保持圧が働く。

以上の作用により、マスト吊り作業時にマストシリンダをマストの動きに自動的に追従させながら適正なバックストップ機能を得ることができる。従って、マストの動きに合わせて逐一マストシリンダを伸縮操作する煩わしさが一切なくなる。

しかも、ブースト圧力はマストシリンダをマストの前倒れに追従して伸長作動するのに必要かつ十分な圧力(マストを格納姿勢から起こすときの圧力よりも低い圧力)であるため、マストを必要以上に強い力で押してしまう弊害が生じない。

この場合、請求項２の発明によると、付加設備としてタンクラインに背圧弁を設けるだけでよいため、回路構成が簡単で、低コストですみ、エネルギーロスもない。

一方、請求項３,４の発明によると、マスト吊り作業時以外はブースト切換弁によってブーストラインをマストシリンダに対して遮断できるため、マストシリンダを格納して行う通常作業時に、マストシリンダがブースト圧力によって不必要に伸びてしまうおそれがない。

本発明の実施形態を図１,２によって説明する。

以下の実施形態にかかるマストシリンダ回路において、図５に示す従来の回路と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。

第１実施形態(図１参照)
第１実施形態においては、タンクライン２１にブースト油圧源となる背圧弁２５が設けられるとともに、タンクライン２１におけるこの背圧弁２５の上流側にブーストライン２６が分岐接続され、このブーストライン２６の先端がマストシリンダ１０の伸び側管路１９に接続されている。

また、ブーストライン２６には、伸び側管路１９に向かう油の流れのみを許容するチェック弁２７が設けられている。

さらに、コントロールバルブ１６のスプール２８は、中立位置イでマストシリンダ１０の縮み側油室１０ｂ(縮み側管路２０)をタンクライン２１に連通させる構成、すなわち、縮み側に関して所謂中立オープンに構成されている。

この中立オープンの構成により、マスト吊り作業時に、縮み側管路２０、スプール２８、タンクライン２１のルートでマストシリンダ１０の縮み側油室１０ｂを常時タンクＴに接続する油給排ライン２９が形成され、同ライン２９により、シリンダ伸長時には同油室１０ｂ内の油をタンクＴに抜き、縮小時にはポンプ吐出ラインから同油室１０ｂ内に油を吸い上げて補給する作用が行われる。

この回路構成において、スプール２８を中立位置イにセットして行うマスト吊り作業時に、背圧弁２５によってタンクライン２１に発生する背圧がブースト圧力としてブーストライン２６及び伸び側管路１９を介してマストシリンダ１０の伸び側油室１０ａに加えられる。

また、この背圧は、タンクライン２１、コントロールバルブ１６のスプール２８、縮み側管路２０を介して縮み側油室１０ｂにも加えられる。

このとき、マストシリンダ１０の伸び側及び縮み側両油室１０ａ,１０ｂにはロッドによる面積差があるため、この面積差の分、伸び側油室１０ａに作用する推力が大きくなり、この推力の差分が実際のブースト圧力として伸び側油室１０ａに作用する。

これにより、マストシリンダ１０が、常時、伸長側に加圧され、この加圧力によってマストシリンダ１０が図３,４のマスト９の前倒れに追従して伸長作動する。

ここで、このブースト圧力は、上記のようにマストシリンダ１０の両側油室１０ａ,１０ｂの面積差に基づく低い圧力であり、具体的には、マスト９を格納姿勢から起こすときに発生する圧力よりも低い圧力であって、マストシリンダ１０をマスト９の前倒れに追従して伸長作動するのに必要かつ十分な圧力として設定される。このため、マストを必要以上に強い力で押してしまう弊害が生じない。

一方、マストシリンダ１０に縮み方向の外力が加えられると、伸び側油室１０ａにリリーフ弁２４による保持圧が働き、この保持圧以上の圧力で同油室１０ａ内の油がタンクＴに抜かれてマストシリンダ１０が縮小する。

このとき、縮み側油室１０ｂ内が負圧とならないように油補給ライン２９によって同油室１０ｂ内に油が補給される。

以上の作用により、マスト吊り作業時にマストシリンダ１０をマスト９の動きに自動的に追従させながら適正なバックストップ機能を得ることができる。従って、ブースト圧をかけない図５の従来回路の場合のようにマストの動きに合わせて逐一マストシリンダ１０を伸縮操作する煩わしさが一切なくなる。

しかも、この第１実施形態の構成によると、付加設備としてタンクライン２１に背圧弁２５を設けるだけでよいため、回路構成が簡単で、低コストですみ、エネルギーロスもない。

第２実施形態(図２参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。

第１実施形態によると、マストシリンダ１０に、作業の種別に関係なく常時、伸長方向のブースト圧力が作用するため、このブースト圧力の設定によっては、通常作業時に、格納されたマストシリンダ１０が不必要に伸びてしまう可能性がある。

そこで第２実施形態においては、マスト吊り作業時のみにマストシリンダ１０にブースト圧力を加える構成をとっている。

すなわち、油圧ポンプ１５からシーケンス弁１７に導入される油圧をブースト油圧源とし、この油圧源とマストシリンダ１０の伸び側管路１９との間にブーストライン３０が接続されている。

また、マストシリンダ１０の縮み側管路２０とタンクＴとの間に油給排ライン３１が接続され、ブーストライン３０とこの油給排ライン３１が電磁切換弁であるブースト切換弁３２によって開閉されるように構成されている。

このブースト切換弁３２のソレノイド３２ａと電源３３との間にはスイッチ３４が設けられ、マスト吊り作業時にこのスイッチ３４が閉じることによってブースト切換弁３２が図下側のブロック位置イから上側の開通位置ロに切換わる。

これにより、マスト吊り作業時にブースト圧(シーケンス弁１７のセット圧)がマストシリンダ１０の伸び側油室１０ａに加えられるとともに、縮み側油室１０ｂに対する油の給排作用が行われるように構成されている。

この構成によると、マスト吊り作業時以外はブースト切換弁３２によってブーストライン３０をマストシリンダ１０に対して遮断できるため、マストシリンダ１０を格納して行う通常作業時に同シリンダ１０がブースト圧力によって不必要に伸びてしまうおそれがない。

なお、スイッチ３４は、手動で開閉操作する構成としてもよいし、マスト吊り作業時に自動的に閉じる構成(たとえば図示しないマスト角度計からの信号に基づいて閉じる構成)としてもよい。

一方、この第２実施形態において、コントロールバルブ１６のスプール３５は、中立位置でマストシリンダ１０の両側管路１９,２０をともにブロックする中立ブロックの構成がとられている。

ところで、他の実施形態としてブースト専用の油圧ポンプを設けてもよい。

また、コントロールバルブ１６は、両実施形態で挙げた油圧アシスト電磁切換弁に限らず、油圧アシスト機能を持たない電磁切換弁や油圧パイロット切換弁、または手動切換弁を用いてもよい。

本発明の第１実施形態にかかるマストシリンダ回路の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態にかかるマストシリンダ回路の構成を示す図である。 通常作業時のクレーンの概略側面図である。 マスト吊り作業時のクレーンの概略側面図である。 従来のマストシリンダ回路の構成を示す図である。

符号の説明

１ 下部走行体
２ 上部旋回体
３ ブーム
８ マスト装置
９ マスト装置を構成するマスト
１０ 同マストシリンダ
１０ａ マストシリンダの伸び側油室
１０ｂ 同縮み側油室
１１ 同マスト受け
１５ 油圧ポンプ
１６ コントロールバルブ(油圧アシスト電磁切換弁)
１７ シーケンス弁
２８,３５ コントロールバルブのスプール
１９ マストシリンダの伸び側管路
２０ 同縮み側管路
２１ タンクライン
２４ リリーフ弁
２５ 背圧弁
２６,３０ ブーストライン
２７ チェック弁
２９,３１ 油給排ライン
３２ ブースト切換弁
３４ ブースト切換弁を切換えるスイッチ

Claims (4)

1. 上部旋回体に取付けられたブームを起伏させる手段として下端を支点として起伏作動するマストを備え、かつ、作業時にこのマストを倒伏状態から起立させるマストシリンダと、このマストシリンダの作動を制御するコントロールバルブとが設けられ、自力組立・分解時に上記マストをブーム代わりにし、かつ、マストシリンダをマストのバックストップとしてマスト吊り作業を行うように構成されたクレーンのマスト装置において、上記コントロールバルブの中立状態で上記マストシリンダに対して同シリンダがマストの前倒れに追従して伸長作動するのに必要かつ十分なブースト圧力を加えるブースト手段と、マストシリンダの伸縮作動に応じて同シリンダの縮み側油室に対して油を給排する油給排ラインと、マストシリンダを縮小させる方向の外力に対して伸び側油室にバックストップ作用を行うための保持圧を発生させるリリーフ弁とが設けられたことを特徴とするクレーンのマスト装置。
2. 請求項１記載のクレーンのマスト装置において、ブースト手段は、コントロールバルブとタンクとを結ぶタンクラインに設けられたブースト油圧源としての背圧弁と、この背圧弁によって発生した背圧をチェック弁を介してマストシリンダの伸び側油室にブースト圧力として加えるブーストラインとによって構成されたことを特徴とするクレーンのマスト装置。
3. 請求項１記載のクレーンのマスト装置において、ブースト手段は、マストシリンダの伸び側管路とブースト油圧源との間に接続されたブーストラインと、このブーストラインを開閉するブースト切換弁とによって構成されたことを特徴とするクレーンのマスト装置。
4. 請求項３記載のクレーンのマスト装置において、コントロールバルブとして、シーケンス弁によって油圧アシストされる油圧アシスト電磁切換弁が用いられ、上記シーケンス弁のセット圧力をブースト圧力としてブーストラインに導くように構成されたことを特徴とするクレーンのマスト装置。

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