JP2017019630A - 移動式クレーンの動作切替装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クレーン装置の動作を切り替える操作を容易とすることで、クレーン作業の作業効率を向上させることのできる移動式クレーンの動作切替装置を提供する。【解決手段】操作レバー３５に対する所定の操作入力によってクレーン装置がウインチ巻き上げ動作を行い、操作レバー３５に対する所定の操作入力及びブレーキペダル３４に対する操作入力によってクレーン装置が鉛直地切り動作を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、クレーン装置の通常のウインチ巻き上げ動作と、載置された荷物を鉛直方向上方に吊り上げる鉛直地切り動作と、を切り替えるための移動式クレーンの動作切替装置に関するものである。

移動式クレーンは、走行可能な車体と、荷物を吊り上げるクレーン装置と、を備えている。クレーン装置は、基端側が車体に支持され、車体に対して起伏動作を行うブームと、ブームの先端部を通して荷物を係止するワイヤロープと、ワイヤロープの巻き取り及び繰り出しを行うウインチと、クレーン装置を動作させる操作を入力する操作入力部と、を有している。クレーン装置は、オペレータによる操作入力部に対する所定の操作入力に応じて所定の動作を行う。

また、前記移動式クレーンでは、載置された荷物をクレーン装置によって吊上げて地切りする際の荷振れを抑制するために、載置された荷物を鉛直方向上方に吊り上げる鉛直地切り動作を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０８−１８８３７９号公報

前記移動式クレーンでは、鉛直地切り動作を行う場合に、キャブ内の計器パネルの近傍に設けられた鉛直地切り動作を実行する専用のスイッチをオペレータが手で操作を行っている。前記移動式クレーンでは、通常のウインチを巻き上げる操作等、オペレータが通常のクレーン装置の操作を行った後に鉛直地切り動作を実行する場合に、操作入力部から手を放して鉛直地切り動作を実行するためのスイッチを操作する必要がある。このため、前記クレーン装置では、通常の動作と鉛直地切り動作とを切り替える操作が煩雑となり、クレーン作業の作業効率が低下するおそれがある。

本発明の目的とするところは、クレーン装置の動作を切り替える操作を容易とすることで、クレーン作業の作業効率を向上させることのできる移動式クレーンの動作切替装置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、走行可能な車体と、クレーン作業を行うクレーン装置と、を備えた移動式クレーンの動作切替装置であって、走行する車体を減速または停止させるブレーキペダルと、クレーン装置を動作させる操作を入力する操作入力部と、操作入力部に対する所定の操作入力によってクレーン装置が所定の第１動作を行い、操作入力部に対する所定の操作入力及びブレーキペダルに対する操作入力によってクレーン装置が第１動作と異なる動作である所定の第２動作を行う動作切替制御部と、を備えている。

これにより、操作入力部に対する所定の操作入力及びブレーキペダルに対する操作入力によって、操作入力部に対する所定の操作入力のみ実行される第１動作と異なる動作である第２動作が実行されることから、オペレータが操作入力部から手を放すことなく第１動作から第２動作に切り替えることが可能である。

本発明によれば、オペレータが操作入力部から手を放すことなく第１動作から第２動作に切り替えることができるので、クレーン装置の動作を切り替える操作を容易に行うことができ、クレーン作業の作業効率を向上させ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。 キャブ内を示す図である。 制御系を示すブロック図である。 鉛直地切り動作を説明する図である。 動作切替処理を示すフローチャートである。

図１乃至図５は、本発明の一実施形態を示すものである。

本発明の動作切替装置を備えた移動式クレーン１は、図１に示すように、一般の道路や作業エリア内を走行するための車体１０と、クレーン作業を行うためのクレーン装置２０と、車体１０の走行及びクレーン装置２０によるクレーン作業の操作を行うためのキャブ３０と、を備えている。クレーン装置２０及びキャブ３０は、車体１０に対して水平方向に旋回可能な旋回台４０に支持され、旋回台４０の幅方向一方にクレーン装置２０が配置され、幅方向他方にキャブ３０が配置されている。

車体１０は、前側及び後側の幅方向両側に設けられた車輪１１と、前側の車輪１１の前方及び後側の車輪１１の後方に設けられたアウトリガ１２と、後側に設けられたエンジン１３と、を備えている。車体１０は、エンジン１３の駆動力によって走行する。

クレーン装置２０は、車体１０に対して起伏自在に設けられると共に伸縮自在な伸縮ブーム２１と、伸縮ブーム２１に沿って延びると共に伸縮ブーム２１の先端部から垂下されるワイヤロープ２２と、ワイヤロープ２２の巻き取り及び繰り出しを行うウインチ２３と、伸縮ブーム２１の先端部から垂下されるワイヤロープ２２に吊り下げられるフックブロック２４と、を有している。

伸縮ブーム２１は、筒状に形成された第１〜第５ブーム部材２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ（以降、２１ａ〜ｅと記載する）からなり、第１〜第４ブーム部材２１ａ〜ｄの内部に、それぞれ先端側に隣り合う第２〜第５ブーム部材２１ｂ〜ｅが収納されている。伸縮ブーム２１は、第１〜第４ブーム部材２１ａ〜ｄに対してそれぞれ第２〜第５ブーム部材２１ｂ〜ｅが移動自在に構成され、図示しない油圧式の伸縮シリンダによって第２〜第５ブーム部材２１ｂ〜ｅを移動させることにより伸縮動作を行う。また、第１ブーム部材２１ａは、基端部が旋回台４０に上下方向に回動自在に連結されている。第１ブーム部材２１ａの伸長方向の略中央部と旋回台４０との間には、図示しない油圧式の起伏シリンダが連結されており、起伏シリンダの伸縮動作によって伸縮ブーム２１が起伏動作を行う。

ウインチ２３は、旋回台４０に回転自在に支持されており、図示しない油圧式のウインチモータによってワイヤロープの巻き取り動作及び繰り出し動作を行う。

キャブ３０の内部には、図２に示すように、中央部に設けられたシート３１と、シート３１の前方に設けられたステアリングホイール３１と、ステアリングホイール３１の下方に設けられたアクセルペダル３３と、アクセルペダル３３と幅方向に間隔をおいて設けられたブレーキペダル３４と、シート３１の左右両側に設けられた複数の操作入力部としての操作レバー３５と、が配置されている。アクセルペダル３３は、エンジン１３の回転数を調整する操作を行うために搭乗者によって操作される。また、ブレーキペダル３４は、搭乗者が走行している車体１０の減速や停止する操作を行うために搭乗者によって操作される。複数の操作レバー３５は、それぞれ傾倒操作が可能であり、クレーン装置２０によるクレーン作業を行うために搭乗者によって操作される。

旋回台４０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を介して車体１０に対して旋回自在に設けられ、図示しない油圧式の旋回モータによって旋回する。

ここで、クレーン装置２０を駆動させるための伸縮シリンダ、起伏シリンダ、ウインチモータ、旋回モータ等のアクチュエータは、エンジン１３の動力によって駆動する図示しない油圧ポンプから供給される作動油によって駆動する。エンジン１３の駆動力は、ＰＴＯ機構１４（図１及び図２に図示せず）を介して油圧ポンプに伝達される。ＰＴＯ機構１４は、エンジン１３の駆動力が油圧ポンプに伝達されるオンの状態と、エンジン１３の駆動力の油圧ポンプへの伝達が遮断されるオフの状態の切り替えが可能である。

また、移動式クレーン１は、車体１０の走行やクレーン装置２０の動作を制御するためのコントローラ５０を備えている。

コントローラ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有している。コントローラ５０は、入力側に接続された装置から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。また、コントローラ５０は、図３に示すように、後述する通常のウインチ巻き上げ動作と鉛直地切り動作とを切り替える動作切替部５０ａと、鉛直地切り動作時におけるクレーン装置２０の動作及び動作速度を算出するための自動制御量算出部５０ｂと、を有している。

コントローラ５０の出力側には、図３に示すように、ガバナ駆動部５１と、バルブ駆動部５２と、が接続されている。ガバナ駆動部５１には、エンジン１３の回転数を調整するためのガバナ装置１３ａが接続されており、ガバナ駆動部５１から出力された信号に基づいてガバナ装置１３ａの動作が制御される。バルブ駆動部５２には、伸縮シリンダ、起伏シリンダ、ウインチモータ、旋回モータ等のアクチュエータに供給する作動油の流量及び流通方向を制御するコントロールバルブユニット５３が接続されており、バルブ駆動部５２から出力された信号に基づいてコントロールバルブユニット５３の各スプールの動作が制御される。

コントローラ５０の入力側には、図３に示すように、ＰＴＯ機構１４と、アクセルペダル３３と、ブレーキペダル３４と、操作レバー３５と、クレーン装置２０の旋回角度や伸縮ブーム２１の起伏角度及び伸縮長さ等のクレーン装置２０の姿勢を検出するための姿勢検出器５４と、が接続されている。ＰＴＯ機構１４は、動作切替部５０ａに接続されており、ＰＴＯ機構１４の状態に関する信号が動作切替部５０ａに入力される。アクセルペダル３３は、動作切替部５０ａに接続されると共にガバナ駆動部５１に接続されており、アクセルペダル３３の操作量に関する信号が動作切替部５０ａ及びガバナ駆動部５１に入力される。ブレーキペダル３４は、動作切替部５０ａに接続されており、ブレーキペダル３４の操作状態に関する信号が動作切替部５０ａに入力される。操作レバー３５は、自動制御量算出部５０ｂに接続されており、操作レバー３５の操作方向に関する信号及び操作量に関する信号が自動制御量算出部５０ｂに入力される。姿勢検出器５４は、自動制御量算出部５０ｂに接続されており、姿勢検出器５４の検出されたクレーン装置２０の姿勢に関する信号が自動制御量算出部５０ｂに入力される。

以上のように構成された移動式クレーン１において、クレーン作業を行う場合には、まず、図４に示すように、アウトリガ１２によって車体１０を支持した状態で、伸縮ブーム２１を、荷物Ａの設置場所、荷物Ａの吊り上げ高さ及び荷物Ａの移動場所に応じた伸縮長さ及び起伏角度に設定する。次に、ウインチ２３からワイヤロープ２２を繰り出してフックブロック２４を地面の近傍まで下げてフックブロック２４に荷物Ａを係止し、ウインチ２３にワイヤロープ２２を巻き取って荷物Ａを吊り上げる。

クレーン作業時の荷物Ａを地切りさせる前の状態において、所定の第１動作としての通常のウインチ巻き上げ動作を行うと、伸縮ブーム２１は、地面に載置された荷物Ａの重さが作用することにより、図４の二点鎖線に示すように、撓みが生じて先端部が前方に移動する。このため、図４の二点鎖線に示す状態からウインチ巻き上げ動作で荷物Ａを地切りさせると、荷物Ａが前方に移動する状態、所謂、荷振れが発生する。

荷物Ａを地切させる際の荷振れを防止するために、移動式クレーン１は、コントローラ５０によってクレーン装置２０の動作を制御することで、地面に載置された荷物Ａを鉛直方向上方に吊り上げて地切りさせる所定の第２動作としての鉛直地切り動作を行う。

鉛直地切り動作は、伸縮ブーム２１に荷物Ａの重さが作用した状態において伸縮ブーム２１の先端部を、図４の一点鎖線で示すように、荷物Ａの重心位置の鉛直方向上方に位置させるための動作である。

鉛直地切り動作は、伸縮ブーム２１が図４の二点鎖線に示す姿勢で、ワイヤロープ２２を張った状態から伸縮ブーム２１を起仰させる動作のみによって図４の一点鎖線の姿勢として地切りする方法と、ワイヤロープ２２を張った状態から伸縮ブーム２１を起仰させる動作によって図４の一点鎖線の姿勢とすると同時にウインチ２３の巻き上げ動作を行うことで地切りする方法と、がある。

また、鉛直地切り動作では、荷物Ａの重さが作用して伸縮ブーム２１が幅方向に撓む場合に、地面に載置された荷物Ａの重心位置の鉛直方向上方に伸縮ブーム２１の先端部を位置させるために、旋回台４０の旋回動作を行う。

また、鉛直地切り動作は、通常のウインチ巻き上げ動作の後に実行されるものであり、操作性の観点から、ウインチ巻き上げ動作を実行する操作レバー３５の操作と同一の操作レバー３５の操作を行うとともに、アクセルペダル３３を操作することなくブレーキペダル３４を操作することによって実行される。通常のウインチ巻き上げ動作では、アクセルペダル３３の操作量に基づいてエンジン１３の回転数を調整するとともに、操作レバー３５の操作量に基づいてコントロールバルブユニット５３の弁開度を調整することによってウインチモータに対する作動油の供給量を調整し、ウインチ２３の巻き上げ速度を変化させる。一方、鉛直地切り動作では、姿勢検出器５４によって検出されたクレーン装置２０の姿勢と操作レバー３５の操作量に基づいて、コントロールバルブユニット５３の各コントロールバルブのスプールの操作量及び操作方向が制御されるとともに、エンジン１３の回転数が制御される。このため、鉛直地切り動作は、クレーン装置２０の動作を中断させることなく、通常のウインチ巻き上げ動作から連続して実行される。

コントローラ５０は、キャブ内におけるオペレータの操作に基づいて通常のウインチ巻き上げ動作または鉛直地切り動作に切り替える動作切替処理を行う。このときの、コントローラ５０のＣＰＵの動作を、図５のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ１）
ステップＳ１においてＣＰＵは、ＰＴＯ機構１４がオンの状態であるか否かを判定する。ＰＴＯ機構１４がオンの状態であると判定した場合にはステップＳ２に処理を移し、ＰＴＯ機構１４がオンの状態であると判定しなかった場合には動作切替処理を終了する。

（ステップＳ２）
ステップＳ１においてＰＴＯ機構１４がオンの状態であると判定した場合に、ステップＳ２においてＣＰＵは、操作レバー３５に対してウインチ２３を巻き上げる操作がなされているか否かを判定する。ウインチ２３を巻き上げる操作がなされていると判定した場合にはステップＳ３に処理を移し、ウインチ２３を巻き上げる操作がなされていると判定しなかった場合には動作切替処理を終了する。

（ステップＳ３）
ステップＳ２において操作レバー３５に対してウインチ２３を巻き上げる操作がなされていると判定した場合に、ステップＳ３においてＣＰＵは、ブレーキペダル３４が操作されているか否かを判定する。ブレーキペダル３４が操作されていると判定した場合にはステップＳ４に処理を移し、ブレーキペダル３４が操作されていると判定しなかった場合にはステップＳ７に処理を移す。

（ステップＳ４）
ステップＳ３においてブレーキペダル３４が操作されていると判定した場合に、ステップＳ４においてＣＰＵは、アクセルペダル３３が操作されているか否かを判定する。アクセルペダル３３が操作されていると判定した場合にはステップＳ８に処理を移し、アクセルペダル３３が操作されていると判定しなかった場合にはステップＳ５に処理を移す。

（ステップＳ５）
ステップＳ４においてアクセルペダル３３が操作されていると判定しなかった場合に、ステップＳ５においてＣＰＵは、操作レバー３５にウインチ２３を巻き上げる操作と異なる操作がなされているか否かを判定する。操作レバー３５にウインチ２３を巻き上げる操作と異なる操作がなされていると判定した場合には動作切替処理を終了し、操作レバー３５にウインチ２３を巻き上げる操作と異なる操作がなされていると判定しなかった場合にはステップＳ６に処理を移す。

（ステップＳ６）
ステップＳ５において操作レバー３５にウインチ２３を巻き上げる操作と異なる操作がなされていると判定しなかった場合に、ステップＳ６においてＣＰＵは、鉛直地切り動作を行って動作切替処理を終了する。

（ステップＳ７）
ステップＳ３においてブレーキペダル３４が操作されていると判定しなかった場合に、ステップＳ７においてＣＰＵは、ブレーキペダル３４が操作されていない状態が所定時間以上継続しているか否かを判定する。ブレーキペダル３４が操作されていない状態が所定時間以上継続していると判定した場合にはステップＳ８に処理を移し、ブレーキペダル３４が操作されていない状態が所定時間以上継続していると判定しなかった場合にはステップＳ４に処理を移す。

（ステップＳ８）
ステップＳ４においてアクセルペダル３３が操作されていると判定した場合、または、ステップＳ７においてブレーキペダル３４が操作されていない状態が所定時間以上継続していると判定した場合に、ステップＳ８においてＣＰＵは、ウインチ巻き上げ動作を行って動作切替処理を終了する。

このように、本実施形態の移動式クレーンの動作切替装置によれば、操作レバー３５に対する所定の操作入力によってクレーン装置２０がウインチ巻き上げ動作を行い、操作レバー３５に対する所定の操作入力及びブレーキペダル３４に対する操作入力によってクレーン装置２０が鉛直地切り動作を行う。

これにより、オペレータが操作レバー３５から手を放すことなく通常のウインチ巻き上げ動作から鉛直地切り動作に切り替えることができるので、クレーン装置２０の動作を切り替える操作を容易に行うことができ、クレーン作業の作業効率を向上させることが可能となる。また、操作レバー３５に対する所定の操作入力及びブレーキペダル３４に対する操作入力によって鉛直地切り動作を実行することが可能となるので、鉛直地切り動作を実行するための専用のスイッチを必要とすることがなく、キャブ３０内のスペースを有効に利用することが可能となる。

また、鉛直地切り動作は、載置された荷物Ａに係止したワイヤロープ２２を張った状態から伸縮ブーム２１を起仰させることで地切りを行う。

これにより、伸縮ブーム２１を起仰させる簡単な動作制御によって鉛直地切り動作を行うことができるので、製造コストの低減を図ることが可能となる。

また、鉛直地切り動作は、載置された荷物Ａに係止したワイヤロープ２２を張った状態から伸縮ブーム２１を起仰させると共にウインチ２３によってワイヤロープ２２を巻き取ることで地切りを行う。

これにより、載置された荷物Ａの重心位置の鉛直方向上方に伸縮ブーム２１の先端部を確実に位置させることができるので、鉛直地切り動作の動作精度を向上させることが可能となる。

また、鉛直地切り動作中は、姿勢検出器５４の検出された姿勢と操作レバー３５に入力された動作速度に基づいてエンジン１３の出力が調整される。

これにより、ウインチ巻き上げ動作から鉛直地切り動作への動作の切り替え時にエンジン１３の回転数が低下することによるクレーン装置２０の動作の中断を生じさせることなく、連続してクレーン作業を行うことができ、クレーン作業の作業効率を向上させることが可能となる。また、鉛直地切り動作時にエンジン１３の回転数がコントローラ５０によって調整されることから、クレーン装置２０を円滑に動作させることができ、クレーン作業の精度を向上させることが可能となる。

尚、前記実施形態では、クレーン装置が所定の第１動作を行う操作入力部に対する所定の操作入力と、ブレーキペダルに対する操作入力と、によってクレーン装置が第１動作と異なる所定の第２動作を行う動作切り替えの一例として、載置された荷物を地切りさせる際のクレーン装置の動作において、通常のウインチ巻き上げ動作を第１動作とし、鉛直巻き上げ動作を第２動作としたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、通常の伸縮ブーム２１の起伏動作を第１動作とし、伸縮ブーム２１の起伏動作の際にウインチ２３の巻き上げ動作または巻き下げ動作を行ってフックブロック２４を水平移動させる動作を第２動作としてもよい。また、伸縮ブーム２１の先端部に取り付けられたジブの起伏動作を第１動作とし、ジブの伸縮動作を第２動作としてもよい。

また、前記実施形態では、傾倒操作する操作レバー３５を操作入力部として示したが、クレーン装置２０を動作させる操作を入力するものであれば、操作レバーに限られるものではない。

また、前記実施形態では、伸縮ブーム２１の先端部を載置された荷物Ａの重心の鉛直方向上方に位置させる動作と、荷物Ａを地切りする動作と、を連続して行う鉛直地切り動作を示している。載置された荷物Ａを鉛直方向上方に吊り上げる他の方法として、操作レバー３５の操作及びブレーキペダル３４の操作によって、伸縮ブーム２１の先端部を荷物Ａの重心の鉛直方向上方に位置させて荷物Ａを地切りする直前で一時停止し、ブレーキペダル３４の操作を解除することによってクレーン装置２０の一時停止の状態を解除した後、荷物Ａの地切りを行うようにしてもよい。

１…移動式クレーン、１０…車体、１３…エンジン、２０…クレーン装置、２１…伸縮ブーム、２２…ワイヤロープ、２３…ウインチ、３４…ブレーキペダル、３５…操作レバー、５０…コントローラ、５４…姿勢検出器、Ａ…荷物。

Claims (5)

1. 走行可能な車体と、クレーン作業を行うクレーン装置と、を備えた移動式クレーンの動作切替装置であって、
   走行する車体を減速または停止させるブレーキペダルと、
   クレーン装置を動作させる操作を入力する操作入力部と、
   操作入力部に対する所定の操作入力によってクレーン装置が所定の第１動作を行い、操作入力部に対する所定の操作入力及びブレーキペダルに対する操作入力によってクレーン装置が第１動作と異なる動作である所定の第２動作を行う動作切替制御部と、を備えた
   ことを特徴とする移動式クレーンの動作切替装置。
2. クレーン装置は、基端側が車体に支持されたブームと、ブームの先端部を通して荷物が係止されるワイヤロープと、ワイヤロープの巻き取り及び繰り出しを行うウインチと、を有し、
   第２動作は、載置された荷物をワイヤロープによって鉛直方向上方に吊り上げる鉛直地切り動作である
   ことを特徴とする請求項１に記載の移動式クレーンの動作切替装置。
3. ブームは、車体に対して起伏動作を行うものであり、
   鉛直地切り動作は、載置された荷物に係止したワイヤロープを張った状態からブームを起仰させることで地切りを行う
   ことを特徴とする請求項２に記載の移動式クレーンの動作切替装置。
4. ブームは、車体に対して起伏動作を行うものであり、
   鉛直地切り動作は、載置された荷物に係止したワイヤロープを張った状態からブームを起仰させると共にウインチによってワイヤロープを巻き取ることで地切りを行う
   ことを特徴とする請求項２に記載の移動式クレーンの動作切替装置。
5. ブームの起伏動作及びウインチの巻き取り及び繰り出しの動作の駆動源としてのエンジンと、
   クレーン装置の姿勢を検出する姿勢検出器と、を備え、
   操作入力部は、クレーン装置の動作速度に関する入力が可能であり、
   第２動作中は、姿勢検出器によって検出された姿勢と操作入力部に入力された動作速度に基づいてエンジンの出力が調整される
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の移動式クレーンの動作切替装置。

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