JP2007119195A

JP2007119195A - 伸縮ブームを有する作業機

Info

Publication number: JP2007119195A
Application number: JP2005315316A
Authority: JP
Inventors: Masaru Tagaya; 勝多賀谷
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2007-05-17

Abstract

【課題】ブームが障害物に衝突することを防止することが可能であり、もって伸縮ブームや障害物の損傷を防止することができる構成の伸縮ブームを有する作業機を提供する。
【解決手段】断面のサイズが異なる複数本の筒型をなす分割ブーム９〜１１を伸縮可能に組み合わせてなる伸縮ブーム７を有する。最外側の分割ブーム９もしくは各段の分割ブーム９から１に、ブーム上面が障害物に近接した際にこの近接を検知するスイッチ１７，１９，２４，２７を取付ける。スイッチ１７，１９，２４，２７の作動によりブーム上げ動作や旋回動作を停止させる自動停止装置を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、伸縮ブームを有するクレーンや掘削機等の作業機に係わり、特に伸縮ブームが上方や側方の障害物に衝突することによって損傷することを防止する手段に関する。

クレーン等の作業機においては、作業環境に応じて作業半径や作業高さを変更するため、自走式作業機本体に伸縮ブームを取付け、その伸縮ブームの頂部に作業具を取付けたり、ワイヤロープを介して作業具や吊具を垂下して作業を行なう（特許文献１参照）。

特開２００４−５９１８３号公報

従来の伸縮ブームを有する作業機を用いて地下工事等を行う場合、鋼材でなる梁や天井等が設けられた障害物の多い作業現場で作業を行うこととなり、このため、伸縮ブームを上げる際に伸縮ブームの上面が障害物に衝突して伸縮ブームあるいは障害物が損傷することがあるという問題点がある。

このため、オペレータが伸縮ブームの高さを制限可能とする高さ設定機能を付加した作業機もあるが、実際の現場では場所によって障害物の高さが異なることが多く、伸縮ブームの高さを制限したのでは、作業機を移動するごとに制限高さを設定しなおさなければならず、設定の手間がかかる。このため、実際にはこの高さ制限機能を用いないで作業することが多いため、問題の解決にならない。

また、仮に高さ制限機能を用いたとすると、障害物と伸縮ブームの上面との間にある程度の以上の間隔を維持した状態で作業を行う必要があり、作業効率が悪くなることがあるという問題点がある。ブームの側面に障害物がある場合にも衝突の問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、高さ制限機能を用いなくてもブームが障害物に衝突することを防止することが可能であり、もって伸縮ブームや障害物の損傷を防止することができる構成の伸縮ブームを有する作業機を提供することを目的とする。また本発明は、ブーム側面が障害物に衝突することを防止することも可能となり、前記損傷を防止することができる伸縮ブームを有する作業機を提供することを目的とする。

請求項１の伸縮ブームを有する作業機は、断面のサイズが異なる複数本の筒型をなす分割ブームを伸縮可能に組み合わせてなる伸縮ブームを有する作業機において、
最外側の分割ブームもしくは各段の分割ブームに、ブーム上面が障害物に近接した際にこの近接を検知するスイッチを取付けると共に、
前記スイッチの作動によりブーム上げ動作を停止させるブーム上げ自動停止装置を設けたことを特徴とする。

請求項2の伸縮ブームは、請求項１に記載の伸縮ブームを有する作業機において、
最外側の分割ブームもしくは各段の分割ブームに設けた前記スイッチに分割ブーム側面の障害物への近接を検知する機能を持たせるか、または前記スイッチとは別に、分割ブーム側面の障害物への近接を検知するスイッチを付加し、
前記分割ブーム側面の障害物への近接を検知するスイッチの作動により作業機の旋回装置の旋回を停止させるブーム旋回自動停止装置を設けたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、伸縮ブームを有する作業機を用いて地下工事等を行う際に、鋼材でなる梁や天井等が設けられた障害物の多い作業現場で作業を行うこととなる場合において、伸縮ブームを上げる際、伸縮ブームが障害物に衝突する前に伸縮ブームの上面に取付けたスイッチが障害物を検知することにより伸縮ブームの上げ動作を停止させるので、伸縮ブームや障害物の損傷を防止することができる。

請求項２の発明によれば、旋回時に伸縮ブームの側面が障害物に近接した場合には、この近接をスイッチが検知して旋回体の旋回動作を停止させるため、伸縮ブームの側面が障害物に衝突することを防ぐことができ、伸縮ブームや障害物の損傷を防止することができる。

図1は本発明の一実施の形態を示す作業機の側面図である。この作業機は、クレーンを構成するものであり、作業機本体１は、走行体２に旋回装置３を介して旋回体４を設置し、旋回体４上に油圧源となるパワーユニット５や運転室６を搭載して構成される。７は多段伸縮式の伸縮ブームであり、この伸縮ブーム７は旋回体４に起伏シリンダ８により起伏可能に取付けられる。

伸縮ブーム７は、サイズが異なる複数の分割ブーム９〜１１を、内蔵する油圧シリンダ（図示せず）や各分割ブーム９〜１１の先端や基部のうちの必要部分に取付けたシーブ１２やそれに掛けるワイヤロープ（図示せず）により伸縮させるものである。最も外側の分割ブーム９の基端部はウインチ（図示せず）を取付け、そのウインチか繰り出し巻取りされるワイヤロープ１５を、分割ブーム１１先端のシーブブロック１３と、フック１４ａを有するシーブブロック１４との間で掛け回している。

本実施の形態においては、図２の断面図に示すように、伸縮ブーム７を構成する分割ブーム９〜１１は、断面の頂部が山形をなし、下部が谷形を示す６角形をなし、もって上下方向の耐荷重性能を高めたものについて示している。当然のことながら、本発明は断面形状が四角形や丸形のものにも適用できる。また、本実施の形態においては、伸縮ブーム７が３本の分割ブーム９〜１１により構成されているが、２本あるいは４本以上の分割ブームにより構成される場合もある。２８は地下に設置された梁、柱等の障害物である。

この伸縮ブーム７は、中分割ブーム１０と内分割ブーム１１の基端部外面に、それぞれ外側に隣接する分割ブーム９，１０の内側に当接させて分割ブーム同士の移動を円滑化するスライドプレート１６ａ，１６ｂを取付けている。なお、最外側の外分割ブーム９や中分割ブーム１０の先端の内側に設けられているスライドプレートは図示されていない。

図２および図３に示すように、最外側の分割ブーム９の上面のコーナー近傍部には、リミットスイッチ１７，１９が取付けられる。これらのリミットスイッチ１７，１９は、この分割ブーム９が上げ動作中に上方の障害物２８に接触することを防止すると共に、旋回時に側方の障害物２８に接触することを防止するために接けられたものである。リミットスイッチ１７，１９はブームの長手方向の両端近傍の上面に取付けられており、これらのリミットスイッチ１７，１９は、図３にリミットスイッチ１９について代表させて示すように、リミットスイッチ１７，１７間およびリミットスイッチ１９、１９間には、分割ブーム９について広範囲に障害物２８の近接を検知するための丸状または角状のロッドでなる接触体２０、２１が、角リミットスイッチの作動杆１７ａ，１７ａ間、１９ａ，１９ａ間を結合して取付けられている。

図２に示すように、これらの接触体２０，２１は、旋回時に分割ブーム９に先行して柱等の障害物に接触させるため、分割ブーム９の側面よりＷ１に示す幅だけ接触体２０，２１の外側面を側方に突出させ、かつ分割ブーム９の短手方向の断面の頂部よりＷ２に示す幅だけ接触体２０，２１の上面を上方に突出させて取付けている。

この実施の形態のリミットスイッチ１７，１９は、図４の回路図に示す上方障害物検知用接点１７０，１９０と、側方障害物検知用接点１７１，１９１とを有する。そしてリミットスイッチ１７または１９の接触体２０，２１が上方の障害物に接触すると、作動杆１７ａまたは１９ａが矢印Ｒ方向に動いて接点１７０または１９０が閉じるものである。また、旋回時にリミットスイッチ１７または１９の接触体２０，２１が右方または左方の障害物２８に接触すると、作動杆１７ａまたは１９ａが矢印Ｒの反対方向に動いて接点１７１または１９１が閉じるものである。

なお、このようにリミットスイッチ１７，１９に上面、側面の障害物の検知機能を持たせる代わりに、リミットスイッチ１７，１９に側面検知機能のみを持たせ、別にリミットスイッチを付加してその付加したリミットスイッチに上面の障害物２８の検知機能を持たせてもよい。

本発明を実施する場合、最外側の分割ブーム９のみに前記リミットスイッチ１７，１９を設けてもよいが、本実施の形態においては、さらに分割ブーム１０，１１にも上方、側方の障害物検知用のリミットスイッチ２２〜２７を設けている。

これらのリミットスイッチ２２〜２７のうち、リミットスイッチ２２，２３は分割ブーム１０の右方、左方の障害物検知のためのもので、図５にリミットスイッチ２３で代表させて示すように、それぞれ分割ブー１０の長手方向の上部、下部の側面にこれらのリミットスイッチ２２，２３が合計２個ずつ設けられ、これら上部、下部の側面に設けたリミットスイッチ２２，２２の作動杆、リミットスイッチ２３，２３の作動杆にそれぞれ前記接触体２０，２１と同様の構造で同様の接触体２９，３０を取付けている。

リミットスイッチ２４は分割ブーム１０の上方の障害物検知のためのもので、それぞれ分割ブー１０の長手方向の上部、下部における分割ブーム１０の断面の頂部に設けられ、これらのリミットスイッチ２４，２４の作動杆に前記接触体２０，２１と同様の構造で同様の接触体３１を取付けている。図４において、２２０，２３０，２４０はそれぞれリミットスイッチ２２，２３，２４の接点である。

図２において、リミットスイッチ２５，２６は分割ブーム１１の右方、左方の障害物検知のためのもので、図６に示すように、これらのリミットスイッチ２５，２６は、リミットスイッチ２６で代表させて示すように、それぞれ分割ブーム１１の長手方向の上部、下部の側面に設けられ、これら上部、下部の側面に設けたリミットスイッチ２５，２５の作動杆、リミットスイッチ２６，２６の作動杆にそれぞれ前記接触体２０，２１と同様の構造で同様の接触体３２，３３を取付けている。

リミットスイッチ２７は分割ブーム１１の上方の障害物検知のためのもので、それぞれ分割ブー１１の長手方向の上部、下部における分割ブーム１１の断面の頂部に設けられ、これらのリミットスイッチ２７，２７の作動杆に前記接触体２０，２１と同様の構造で同様の接触体３４を取付けている。図４において、２５０，２６０，２７０はそれぞれリミットスイッチ２５，２６，２７の接点である。ただし、図４において、接点１７０，１７１，１９０，１８１，２２０〜２７０は実際にはそれぞれ２個ずつ備えるが、説明の簡単化のためそれぞれ1個ずつ描いてある。そしてこれらの上下各２個のリミットスイッチの各接点のいずれか一方でも作動すれば、２つの接点が閉じたものと等しい動作をする。

図４において、８は図１に示した起伏シリンダ、３５は前記旋回装置３の旋回モータである。３６，３７はそれぞれパワーユニット５に備えた主ポンプおよびパイロットポンプである。３９，４０はそれぞれ起伏シリンダ８、旋回モータ３５のコントロール弁である。４１，４２はコントロール弁３９，４０のパイロット弁である。４３，４４はそれぞれパイロット弁４１の操作スイッチであり、４３はブーム上げ用、４４はブーム下げ用である。４５，４６はそれぞれパイロット弁４２の操作スイッチであり、４５は右旋回用、４６は左旋回用である。

４７は上方の障害物検知によりブーム上げ動作を停止させるためのリレー、４８はそのｂ接点であり、この接点４８は起伏シリンダ８のパイロット弁４１の上げ側パイロット回路５０（５１はブーム下げ側パイロット回路である。）に挿入されている。

ブーム上げ動作を行なう場合は操作スイッチ４３を閉じ、これに伴い、パイロット弁４１のソレノイド４１ａに通電され、これによりパイロット弁４１が左位置に切換わり、コントロール弁３９の操作室３９ａにパイロットポンプ３７からのパイロット圧油が供給され、コントロール弁３９が左位置に切換わり、起伏シリンダ８のボトム室に主ポンプ３６からの圧油が供給されて起伏シリンダ８が伸長し、伸縮ブーム７が上がる動作をする。

このブーム上げ動作の際に、リミットスイッチ１７，１９，２４，２７のいずれかの接触体２０，２１，３１，３４が上方の障害物２８に接触してこれらのリミットスイッチのいずれかが作動して接点１７０，１９０，２４０，２７０のいずれかが閉じた際には、電源４９からリレー４７のコイルに通電されて付勢される。このリレー４７が付勢されると、接点４８を開き、パイロット弁４１のブーム上げ側ソレノイド４１ａ（４１ｂはブーム下げ側ソレノイドである。）への通電が停止して、左位置に切換わっていたこのパイロット弁４１が中立位置に戻り、これにより、コントロール弁３９のブーム上げ側操作室３９ａ（３９ｂはブーム下げ側操作室である。）へのパイロット圧油の供給を停止させて、左位置に切換わっていたコントロール弁３９を中立位置に戻し、ブーム上げ動作を強制的に自動停止させる。

５２は旋回体４の右旋回時に右方の障害物２８を検知した際にブーム７の右旋回動作を停止させるためのリレー、５３はそのｂ接点であり、この接点５３は旋回モータ３５のパイロット弁４２の右旋回側パイロット回路５４に挿入されている。

旋回体４の右旋回時には、操作スイッチ４５を閉じる。これに伴い、パイロット弁４２のソレノイド４２ａに通電され、これによりパイロット弁４２が左位置に切換わり、これによりパイロットポンプ３７からのパイロット圧油がコントロール弁４０の操作室４０ａに供給され、コントロール弁４０が左位置に切換わり、旋回モータ３５の右旋回側ポートに主ポンプ３６からの圧油が供給されて旋回モータ３５が右旋回方向に回転し、旋回体４が右旋回動作をする。

この右旋回動作の際に、リミットスイッチ１７，２２，２５のいずれかの接触体２０，２９，３２が障害物２８に接触してこれらのリミットスイッチのいずれかが作動して接点１７１，２２０，２５０のいずれかが閉じた際に、電源４９からリレー５２のコイルに通電されて付勢される。このリレー５２が付勢されると、接点５３を開いてパイロット弁４２のソレノイド４２ａへの通電が停止して、左側に切換えられていたパイロット弁４２が中立位置に戻り、これにより、コントロール弁４０の右旋回側操作室４０ａへのパイロット圧油の供給が停止する。このため、左側に切換えられていたコントロール弁４０が中立位置に戻り、旋回モータ３５の右旋回動作を強制的に自動停止させる。

５５は旋回体４の左旋回時に左方の障害物２８を検知した際にブーム７の左旋回動作を停止させるためのリレー、５６はそのｂ接点であり、この接点５６は、旋回モータ３５のパイロット弁４４の左旋回側パイロット回路５７に挿入されている。

旋回体４の左旋回時には、操作スイッチ４６を閉じる。これに伴い、パイロット弁４２のソレノイド４２ｂに通電され、これによりパイロット弁４２が右位置に切換わり、これによりパイロットポンプ３７からのパイロット圧油がコントロール弁４０の操作室４０ｂに供給され、コントロール弁４０が右位置に切換わり、旋回モータ３５の左旋回側ポートに主ポンプ３６からの圧油が供給されて旋回モータ３５が左旋回方向に回転し、旋回体４が左旋回動作をする。

この左旋回動作の際に、リミットスイッチ１９，２３，２６のいずれかの接触体２１，３０，３３が障害物２８に接触してこれらのリミットスイッチのいずれかが作動して接点１９１，２３０，２６０のいずれかが閉じた際に、電源４９からリレー５５のコイルに通電されて付勢される。このリレー５５が付勢されると、接点５６を開いてパイロット弁４２のソレノイド４２ｂへの通電が停止して、右側に切換えられていたパイロット弁４２が中立位置に戻り、これにより、コントロール弁４０の左旋回側操作室４０ｂへのパイロット圧油の供給が停止する。このため、右側に切換えられていたコントロール弁４０が中立位置に戻り、旋回モータ３５の右旋回動作を強制的に自動停止させる。

このように、本実施の形態においては、伸縮ブーム７を上げる際、伸縮ブーム７が障害物２８に衝突する前に伸縮ブーム７の上面に取付けたリミットスイッチ１７，１９，２４，２７の接触体２０，２１，３１，３４のいずれかが障害物２８に当接することにより、リミットスイッチ１７，１９，２４，２７のいずれかを作動させて伸縮ブーム７の上げ動作を停止させるので、伸縮ブーム７を有する作業機を用いて地下工事等を行う際に、鋼材でなる梁や天井等が設けられた障害物２８の多い作業現場で作業を行うこととなる場合等において、伸縮ブーム７や障害物の損傷を防止することができる。

また、この実施の形態においては、伸縮ブーム７の側面が障害物２８に近接した場合には、この近接によりリミットスイッチ１７，１９，２２，２３，２５，２６の接触体２０，２１，２９，３０，３２，３３が障害物２８に接触してこれらのリミットスイッチ１７，１９，２２，２３，２５，２６を作動させ、旋回体の旋回動作を停止させるため、伸縮ブーム７の側面が障害物に衝突することを防ぐことができ、伸縮ブーム７や障害物の損傷を防止することができる。

また、本実施の形態においては、各分割ブーム９〜１１の上方、側方の障害物検知用としてそれぞれ複数のリミットスイッチ１７，１９，２２〜２７を設け、それぞれ複数個のリミットスイッチの作動杆に共通の接触体２０，２１，２９〜３４を取付けたので、分割ブーム９〜１１のほぼ全長にわたって障害物の検出を行なうことができる。

なお、本発明を実施する場合、操作スイッチ４３〜４６およびパイロット弁４１，４２に代えて油圧パイロット弁によってコントロール弁３９，４０を操作するようにし、油圧パイロット弁とコントロール弁３９，４０とを結ぶパイロット管路中に圧油を連通、遮断する電磁弁を介在させ、この電磁弁を接点４８，５３，５６により入り切りできるようにしてもよい。

また、上記実施の形態においては、障害物２８の近接を検知するスイッチとしてリミットスイッチを用いたが、障害物の種類によっては、このリミットスイッチの代わりに近接スイッチや光学式スイッチを用いてもよい。

本発明による作業機の一実施の形態を示す側面図である。図１の作業機の伸縮ブームの断面図である。図１の作業機の伸縮ブームの最外側分割ブームの側面図である。本実施の形態の油圧電気回路図である。図１の作業機の伸縮ブームの中分割ブームの側面図である。図１の作業機の伸縮ブームの内分割ブームブームの側面図である。

符号の説明

１：作業機本体、２：走行体、３：旋回装置、４：旋回体、５：運転室、６：パワーユニット、７：作業用アーム、８：起伏シリンダ、９〜１１：分割ブーム、１２：シーブ、１３、１４：シーブブロック、１５：ワイヤロープ、１６ａ、１６ｂ：スライドプレート、１７、１９、２２〜２７：リミットスイッチ、２０、２１、２９〜３４：接触体、２８：障害物、３５：旋回モータ、３６：主ポンプ、３７：パイロットポンプ、３９、４０：コントロール弁、４１、４２：パイロット弁、４３〜４６：操作スイッチ、４７、５２、５５：リレー、４８、５３、５６：リレー接点、４９：電源、１７０、１７１、１９０、１９１、２２０〜２７０：リミットスイッチ接点

Claims

断面のサイズが異なる複数本の筒型をなす分割ブームを伸縮可能に組み合わせてなる伸縮ブームを有する作業機において、
最外側の分割ブームもしくは各段の分割ブームに、ブーム上面が障害物に近接した際にこの近接を検知するスイッチを取付けると共に、
前記スイッチの作動によりブーム上げ動作を停止させるブーム上げ自動停止装置を設けたことを特徴とする伸縮ブームを有する作業機。
請求項１に記載の伸縮ブームを有する作業機において、
最外側の分割ブームもしくは各段の分割ブームに設けた前記スイッチに分割ブーム側面の障害物への近接を検知する機能を持たせるか、または前記スイッチとは別に、分割ブーム側面の障害物への近接を検知するスイッチを付加し、
前記分割ブーム側面の障害物への近接を検知するスイッチの作動により作業機の旋回装置の旋回を停止させるブーム旋回自動停止装置を設けたことを特徴とする伸縮ブームを有する作業機。