JP2013217224A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】作業場所の規則や作業の種類に応じて要求される条件に応じたアイドリングストップ機能を実行することのできる作業機械を提供する。
【解決手段】複数の条件のうちの少なくとも一部の条件を、エンジンＥを停止させるエンジン停止条件として設定可能であり、設定されたエンジン停止条件が成立した場合にエンジンＥを停止させている。これにより、エンジンＥを停止させる条件を使用者によって任意に設定することができるので、作業場所の規則や作業の種類に合わせてアイドリングストップを実行することが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、駆動部の駆動源としてのエンジンを備え、所定の条件が成立した場合にエンジンを停止させる作業機械に関するものである。

従来、この種の作業機械としては、駆動部を駆動させる動力としてのエンジンを備え、予め設定された条件が成立した場合に、エンジンを停止するアイドリングストップ機能を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４５６９３０号公報

前記作業機械では、駆動部の駆動速度に関する操作や駆動方向に関する操作のない状態を検出して、エンジンを停止させるようにしている。前記作業機械では、作業場所の規則や作業の種類に応じて要求されるエンジンを停止させる条件に対応することができない。

本発明の目的とするところは、作業場所の規則や作業の種類に応じて要求される条件に応じたアイドリングストップ機能を実行することのできる作業機械を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために、駆動部を駆動させる動力としてのエンジンと、所定の条件が成立した場合にエンジンを停止させるエンジン停止手段と、を備えた作業機械であって、エンジン停止手段は、複数の条件のうちの少なくとも一部の条件を、エンジンを停止させるエンジン停止条件として設定可能な条件設定手段を有し、条件設定手段によって設定されたエンジン停止条件が成立した場合にエンジンを停止させる。

これにより、複数の条件からエンジンを停止させる条件を選択することが可能となることから、エンジンを停止させる条件が使用者によって任意に設定される。

本発明によれば、エンジンを停止させる条件を使用者によって任意に設定することができるので、作業場所の規則や作業の種類に合わせてアイドリングストップ機能を実行することが可能となる。

本発明の一実施形態を示す移動式クレーンの側面図である。 油圧供給装置の概略構成図である。 制御系を示すブロック図である。 エンジン停止条件を設定する際の操作入力部および表示部を示す図である。 エンジン停止条件を設定する際の操作入力部および表示部を示す図である。 エンジン停止条件を設定する際の操作入力部および表示部を示す図である。 エンジン停止条件を設定する際の操作入力部および表示部を示す図である。

図１乃至図７は、本発明の一実施形態を示すものである。

本発明の作業機械としての移動式クレーン１は、図１に示すように、走行する車両１０と、クレーン装置２０と、を備えている。

車両１０は、車輪１１を有し、エンジンＥを動力源として走行する。また、車両１０の前側および後側の左右両側には、クレーン作業時に車両１０の転倒を防止するとともに、車両１０を安定的に支持するためのアウトリガ１２が設けられている。アウトリガ１２は、幅方向外側に移動可能であるとともに、油圧式のジャッキシリンダ１３（図２）によって下方に伸長可能である。アウトリガ１２は、下端を接地させることにより車両１０を地面に対して安定的に支持する。

クレーン装置２０は、車両１０の前後方向略中央部に水平面上を旋回可能に設けられた旋回台２１と、旋回台２１に対して起伏可能に設けられるとともに、伸縮可能に設けられたブーム２２と、ブーム２２の先端側から垂下されるワイヤロープ２３と、ワイヤロープ２３の巻き込みまたは繰り出しを行うためのウインチ２４と、旋回台２１の前側に設けられ、車両１０の走行およびクレーン装置２０による作業に関する操作を行うためのキャブ２５と、を備えている。

旋回台２１は、ボールベアリング式またはローラベアリング式の旋回サークル２１ａを介して車両１０に対して旋回自在に設けられ、油圧式の旋回モータ２１ｂ（図２）によって旋回する。

ブーム２２は、複数のブーム部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄからなり、最先端側のブーム部材２２ｄを除く各ブーム部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃの内部に先端側に隣り合うブーム部材２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが収納可能なテレスコープ式に構成されている。最基端側のブーム部材２２ａは、基端部が旋回台２１のブラケット２１ｃに揺動自在に連結されている。ブーム部材２２ａとブラケット２１ｃとの間には、油圧式の起伏シリンダ２２ｅが連結されており、起伏シリンダ２２ｅの伸縮動作によってブーム２２を起伏させる。また、最基端側のブーム部材２２ａの内部には、油圧式の伸縮シリンダ２２ｆ（図２）が設けられ、伸縮シリンダ２２ｆの伸縮によってブーム２２を伸縮させる。

ワイヤロープ２３は、先端側にフックブロック２３ａが設けられ、フックブロック２３ａがブーム２２の先端部から垂下される。フックブロック２３ａには吊荷を係止可能であり、フックブロック２３ａに係止された吊荷がブーム２２の先端部から吊り下げられる。

ウインチ２４は、ワイヤロープ２３が巻き掛けられるドラム２４ａを有し、ドラム２４ａは油圧式のウインチモータ２４ｂ（図２）によって正逆回転可能に構成されている。

キャブ２５は、旋回台２１上のブラケット２１ｃの側方に設けられ、旋回台２１と共に旋回する。

各ジャッキシリンダ１３、旋回モータ２１ｂ、起伏シリンダ２２ｅ、伸縮シリンダ２２ｆおよびウインチモータ２４ｂ等のアクチュエータは、作動油の供給や排出によって作動する。各アクチュエータを作動させる作動油は、図２に示す油圧供給装置３０によって供給される。

油圧供給装置３０は、車両１０走行用のエンジンＥの動力を取り出すためのＰＴＯ（パワーテイクオフ）機構３１と、ＰＴＯ機構３１によって取り出されたエンジンＥの動力によって駆動する油圧ポンプ３２と、油圧ポンプ３２から吐出された作動油の流れを制御するためのコントロールバルブユニット３３と、を備え、これらは作動油回路３４に接続されている。

コントロールバルブユニット３３は、各アクチュエータに対応する複数のコントロールバルブを有し、各コントロールバルブが操作レバーや操作ペダル等の操作部３３ａによって操作可能である。また、コントロールバルブユニット３３を構成する各コントロールバルブは、ソレノイド等の切換手段を有し、後述する過負荷防止装置からの信号によって操作可能である。

また、移動式クレーン１は、ブーム２２の先端部に作用する荷重が、アウトリガ１２の張り出し幅や、旋回台２１の旋回角度、ブーム２２の起伏角度および伸縮長さ等の作業条件に応じた定格荷重を超えた状態であるいわゆる過負荷の状態となることを防止するための過負荷防止装置４０を備えている。

過負荷防止装置４０は、図３に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるコントローラ４１を有している。コントローラ４１は、入力側に接続された装置からの入力信号を受信すると、ＣＰＵが、入力信号に基づいてＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をＲＡＭに記憶したり、出力側に接続された装置に出力信号を送信したりする。

コントローラ４１の入力側には、図３に示すように、使用者によってクレーン作業に関する各種設定を行うための操作入力部４２と、ブーム２２の起伏角度を検出するための起伏角度検出器４３と、ブーム２２の伸縮長さを検出するための伸縮長さ検出器４４と、ブーム２２の旋回角度を検出するための旋回角度検出器４５と、ブーム２２の先端部に作用する荷重を検出するための荷重検出器４６と、が接続されている。

コントローラ４１の出力側には、図３に示すように、エンジンＥと、コントロールバルブユニット３３と、設定状態の表示や実際のブーム２２の状態を表示可能な液晶ディスプレイ等の表示部４７と、が接続されている。

以上のように構成された作業機械としての移動式クレーンにおいて、コントローラ４１は、クレーン作業時において、例えば、所定時間以上クレーン動作を行わない場合等、アイドリングストップ機能によってエンジンＥを停止させることが可能である。

アイドリングストップ機能は、エンジンＥを停止させる条件であるエンジン停止条件が成立した状態が所定時間継続すると、過負荷防止装置４０の機能を保持したまま、エンジンＥの駆動を停止するものである。

コントローラ４１は、アイドリングストップ機能を有効とするか無効とするかを設定するオンオフ設定、エンジン停止条件の成立の有無にかかわらず使用者の意思によってアイドリングストップ機能によるエンジンＥの停止状態とする強制停止設定、アイドリングストップ機能によるエンジンＥの停止状態を解除するエンジン始動設定、複数の条件から少なくとも一部の条件を選択してエンジン停止条件として設定する条件設定、が可能であり、操作入力部４２の操作によってそれぞれの設定が可能である。図４では、操作入力部４２および表示部４７としてのタッチパネル式の表示部４７を示し、表示部４７には、オンオフ設定を行うためのオンオフ設定部４２ａ、強制停止設定を行うための強制停止設定部４２ｂ、エンジン始動設定を行うためのエンジン始動設定部４２ｃ、条件設定を行うための条件設定部４２ｄが設けられている。

オンオフ設定では、アイドリングストップ機能を無効とした場合に、エンジン停止条件が成立したとしても、エンジンＥを停止せずエンジンＥの運転を継続する。

強制停止設定では、使用者の操作入力部４２の操作によってエンジンＥを停止する場合に、過負荷防止装置４０の機能を保持したままでエンジンＥを停止する。したがって、強制停止設定によってエンジンＥを停止させた場合には、ブーム２２の姿勢や吊荷の荷重の検出は継続される。

エンジン始動設定は、エンジン始動設定部４２ｃの操作によってアイドリングストップ機能によるエンジンＥの停止状態を解除してエンジンＥを始動させる。

条件設定は、エンジン停止条件として、所定のブーム２２の姿勢における定格荷重に対するブーム２２の先端部に作用する荷重の割合である「負荷率」、フックブロック２３ａに吊り下げられる「吊荷」、ブーム２２の「起伏角度」、ブーム２２の伸縮長さである「ブーム長さ」、に関する条件がそれぞれ設定可能であるとともに、「負荷率」、「吊荷」、「起伏角度」、「ブーム長さ」から選択した条件が成立してからエンジンが停止するまでの経過時間である「保持時間」が設定可能である。

また、条件設定は、「負荷率」、「吊荷」、「起伏角度」、「ブーム長さ」、「保持時間」の各設定内容の組み合わせである条件群がユーザー設定登録として複数設定可能であり、複数のユーザー設定登録から1つのユーザー設定登録をエンジン停止条件として選択可能である。

条件設定を行う場合には、使用者が図４に示す表示部４７において条件設定部４２ｄを選択すると、図５に示すように、表示部４７にアイドリングストップ条件設定画面が表示される。アイドリングストップ条件設定画面には、図５に示すように、エンジン停止条件を個別に設定するための個別設定部４２ｅと、事前に登録された第１〜第３エンジン停止条件群のいずれかをエンジン停止条件として設定可能なエンジン停止群選択部４２ｆ，４２ｇ，４２ｈが表示される。ここで、個人設定部４２ｅを選択すると、各条件が設定可能となる。また、第１〜第３エンジン停止群選択部４２ｆ，４３ｇ，４３ｈのいずれかを選択すると、選択されたエンジン停止条件群がエンジン停止条件として設定される。

図５に示すアイドリングストップ条件設定画面において、使用者が個別設定部４２ｅを選択すると、図６に示すように、表示部４７に個別設定画面が表示される。
個別設定画面には、「負荷率」、「吊荷」、「起伏角度」、「ブーム長さ」、「保持時間」の各設定項目に対して選択可能な設定条件が表示される。例えば、設定項目「負荷率」に対して、設定条件は、エンジン停止条件として負荷率を無効とする「無効」、負荷率が４０％未満をエンジン停止条件とする「４０％未満」、負荷率が６０％未満をエンジン停止条件とする「６０％未満」、負荷率が８０％未満をエンジン停止条件とする「８０％未満」が選択可能である。

個別設定画面では、各設定項目に対して表示されたいずれかの条件を選択し、「確定」４２ｉを選択することによりエンジン停止条件が設定される。また、個別設定画面では、各設定項目に対して表示されたいすれかの条件を選択し、「ユーザー設定１保存」４２ｊ、「ユーザー設定２保存」４２ｋまたは「ユーザー設定３保存」４２ｌを選択することにより、図５のアイドリングストップ条件設定画面に示す「ユーザー設定登録１」４２ｆ、「ユーザー設定登録２」４２ｇまたは「ユーザー設定登録３」４２ｈに対応するエンジン停止条件が設定される。

図６の個別設定画面では、「負荷率」が「６０％未満」、「吊荷」が「吊荷なし」、「起伏角度」および「ブーム長さ」が「無効」、「保持時間」が「２分」が選択された状態を示す。

図６の個別設定画面において、「確定」４２ｉ、「ユーザー設定１保存」４２ｊ、「ユーザー設定２保存」４２ｋまたは「ユーザー設定３保存」４２ｌを選択すると、図７に示すように、選択したエンジン停止条件が表示部４７にユーザー設定登録確認画面として表示される。

図７のユーザー設定登録確認画面の表示後のクレーン作業において、コントローラ４１は、設定された条件が成立することによって、アイドリングストップ機能によってエンジンＥを停止させる。

このように、本実施形態の作業機械によれば、複数の条件のうちの少なくとも一部の条件を、エンジンＥを停止させるエンジン停止条件として設定可能であり、設定されたエンジン停止条件が成立した場合にエンジンＥを停止させている。これにより、エンジンＥを停止させる条件を使用者によって任意に設定することができるので、作業場所の規則や作業の種類に合わせてアイドリングストップを実行することが可能となる。

また、コントローラ４１が、複数の条件の組み合わせからなる条件群を複数有し、複数の条件群から任意に条件群をエンジン停止条件として設定可能である。これにより、複数の条件群から１つの条件群を選択することによってエンジン停止条件を設定することができるので、各条件を個別に設定する必要がなく、設定作業が容易となる。

また、設定されたエンジン停止条件が成立していない状態において、強制停止設定を行うことにより、過負荷防止装置４０の機能を保持したままエンジンＥを停止させている。これにより、ブーム２２やウインチ２４の状態を監視した状態で、エンジンＥを停止させることができるので、安全性を確保するとともに、エネルギー消費量の低減を図ることが可能となる。

また、エンジン停止条件として設定可能な条件は、ブーム２２の駆動速度を調整する操作がない状態、ブーム２２の駆動方向に関する操作がない状態、ブーム２２の先端部に作用する負荷が所定以下となる状態、ブーム２２の角度が所定角度以上の状態、ブーム２２の伸縮長さが所定長さ以下の状態のいずれかである。これにより、クレーン作業を安全に行うために必要な条件を設定することができるので、エンジンＥの停止時においても安全性を確保することができる。

なお、前記実施形態では、作業機械として移動式クレーン１を示したが、アイドリングストップ機能を有するエンジンで駆動する作業機械であれば、高所作業車や掘削機等の作業機械に対しても本発明を適用可能である。

また、前記実施形態では、「負荷率」、「吊荷」、「起伏角度」、「ブーム長さ」をエンジン停止条件として設定可能な条件としたが、他の条件をエンジン停止条件として設定してもよい。また、条件群についても、条件群を構成する条件は前記実施形態に限られず、異なる組み合わせからなる条件群を構成するようにしてもよい。

１…移動式クレーン、２０…クレーン装置、２２…ブーム、２２ｅ…起伏シリンダ、２２ｆ…伸縮シリンダ、２４…ウインチ、２４ｂ…ウインチモータ、３０…油圧供給装置、４０…過負荷防止装置、４１…コントローラ、４２…操作入力部、４３…起伏角度検出器、４４…伸縮長さ検出器、４５…旋回角度検出器、４６…荷重検出器、４７…表示部、Ｅ…エンジン。

Claims (4)

1. 駆動部を駆動させる動力としてのエンジンと、所定の条件が成立した場合にエンジンを停止させるエンジン停止手段と、を備えた作業機械であって、
   エンジン停止手段は、複数の条件のうちの少なくとも一部の条件を、エンジンを停止させるエンジン停止条件として設定可能な条件設定手段を有し、条件設定手段によって設定されたエンジン停止条件が成立した場合にエンジンを停止させる
   ことを特徴とする作業機械。
2. 条件設定手段は、複数の条件の組み合わせからなる条件群を複数有し、複数の条件群から任意に条件群を設定可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
3. 駆動部に作用する負荷を検出する負荷検出手段と、
   条件設定手段によって設定されたエンジン停止条件が成立していない状態で、負荷検出手段の機能を保持したままエンジンを強制的に停止させるエンジン強制停止手段と、を備えた
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業機械。
4. 駆動部として、伸縮および起伏が可能なブームを備え、
   エンジン停止条件として設定可能な条件は、ブームの先端部に作用する負荷が所定以下となる状態、ブームの角度が所定角度以上の状態、ブームの伸縮長さが所定長さ以下の状態のいずれかを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の作業機械。

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