JP2017171471A - クレーン機能付き作業機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】ブームを倒伏してもフックを保持するブラケットがロープにより引っ張られることに起因する破損を抑制することができるクレーン機能付き作業機械を提供する。【解決手段】クレーン1は、ブームヘッド8の連結部に揺動自在に連結された固定治具50と、ターゲット65を有するフック60とを備えている。固定治具50は、上端側がブームヘッド8に連結される第1固定部材51と、第1固定部材51に圧縮力を与えて連結部に第1固定部材51を押圧する弾性部材53と、ターゲット65により押圧される受け部57を有し、弾性部材53を圧縮可能に設けられた第2固定部材52とを備えている。【選択図】図4

Description

本発明は、クレーン機能付き作業機械に関する。
基礎工事等に用いられる移動式のクレーン機能付き作業機械には、複数のウインチが搭載され、ブームの先端からワイヤロープを吊り下げ、ケリーバ等の作業機、主巻フック、補巻フック等を昇降可能に保持するものがある。
このようなクレーン機能付き作業機械では、作業時に、使用されていない作業機やフックはブーム先端からワイヤロープで吊り下げられているため、旋回やブームの起伏動作時に左右前後に揺動したり、振れ回ったりして、ブームや、作業機や、他のフック等に接触する可能性がある。
上記の対応の一例として、下記の構造としたクレーン機能付き作業機械が知られている。
ブーム先端部にフック保持ブラケットをブラケット支軸まわりに回転自在に取付ける。フック保持ブラケットの下端には、係合部が設けられている。フックには、該係合部に係合する係合軸が設けられている。フックを吊り下げているロープを巻上げると、フックの係合軸がフック保持ブラケットの係合部に係合する。この状態で、フック保持ブラケットの係合部の端部に保持ピンを差込んで、フックの係合軸の外周をフック保持ブラケットの係合部で挟んだ状態に固定する(例えば、特許文献1参照)。
特許第4026185号
上記先行文献に記載された構造では、フックを固定するフック保持ブラケットは、単なる板部材であり、その長さは一定である。このため、フックを固定した後に巻上げウインチを停止してブームを倒伏していくと、水平に対するブーム角度が小さくなるにつれてフックがロープで引っ張られ、フック保持ブラケットに圧縮力が作用して破損する可能性がある。
本発明の一態様によると、本発明は、ブームヘッドから垂下される巻上ロープに接続されたフックを巻き上げる巻上ウインチを有するクレーン機能付き作業機械であって、上端側がブームヘッドの連結部に揺動自在に連結された固定治具と、ターゲットを有する前記フックとを備え、前記固定治具は、上端側がブームヘッドに連結される第1固定部材と、前記第1固定部材に圧縮力を与えて連結部に第1固定部材を押圧する弾性部材と、前記ターゲットにより押圧される受け部を有し、前記弾性部材を圧縮可能に設けられた第2固定部材とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、固定治具の第1固定部材は、弾性部材の反発力によりブームヘッドの連結部に押圧される。これにより、フックの揺動が抑制される。また、フック固定後に、巻上ウインチを停止してブームを倒伏させても、弾性部材がさらに圧縮されてロープによるフック引上げ力が吸収される。これにより、固定治具の破損を防止することができる。
本発明のクレーン機能付き作業機械の第1の実施形態としてのアースドリル機の側面図である。 図1に図示されたブーム上端側のジブ付近の拡大図である。 図2の固定治具およびフックを前方から観た正面図である。 (A)、(B)は、それぞれ、フックを固定治具に固定する際の該固定治具の動作を示す図である。 図3に図示されたターゲットの詳細構造を示し、(A)は上方から観た上面図、(B)は前方から観た正面図であり、(C)は側面図である。 図2における領域VIの拡大図である。 (A)、(B)は、固定治具の変形例を示す図である。 本発明のクレーン機能付き作業機械の第2の実施形態の側面図である。 本発明のクレーン機能付き作業機械の第3の実施形態の側面図である。
−第1の実施形態−
本発明の第1の実施形態を図1〜7を参照して説明する。
以下の説明では、クレーン機能付き作業機械をアースドリル機1として例示する。
アースドリル機1は、クレーン本体10と、ケリーバ7とを備えている。
クレーン本体10は、下部走行体21と、旋回輪22を介して下部走行体21上に旋回可能に設けられた上部旋回体23とを備えている。上部旋回体23は、旋回フレーム23aを備えている。旋回フレーム23aには、主巻ウインチ11および補巻ウインチ12が搭載されている。クレーン本体10には、運転室82と建屋カバー83とが配置されている。
旋回フレーム23aの運転室82の側方にはブーム2が設けられている。ブーム2の先端には、ブームヘッドとなるジブ8が設けられている。
以下の説明において、運転室82側を前方とし、建屋カバー83側を後方とする。また、前方から観て右側、換言すれば、図1において運転室82の紙面前方側を左方とし、運転室82の背面側を右方とする。
旋回フレーム23aには、フロントフレーム3が起伏自在に枢着されている。フロントフレーム3は、本実施の形態では、2段式フロントフレームとして示されている。フロントフレーム3の上部にケリーバ駆動装置4が取り付けられている。
ケリーバ駆動装置4の回転部4aには駆動孔が上下に貫通して設けられており、その駆動孔にケリーバ7が上下動自在に、かつ相対回転不能に貫挿されている。ケリーバ7の上端はスイベルジョイント継手13を介してワイヤロープ41に接続されている。ケリーバ7の下端には、バケット5が取り付けられている。ワイヤロープ41は、ジブ8の後端側に設けられたシーブ31およびジブ8の中央部に設けられた不図示のシーブに掛け回され、クレーン本体10上の主巻ウインチ11により巻取りまたは繰出しされる。
ワイヤロープ42は、ジブ8の後端側に設けられたシーブ31およびジブ8の前端側に設けられたシーブ32を介してフック60に巻回され、その先端がジブ8に固定されている。フック60は、フック本体61と、フックシーブ62(図3等参照)を備えており、ワイヤロープ42は、フックシーブ62に巻回されている。
なお、図1では、起伏用ロープおよび起伏用ウインチは図示を省略してある。
フック60とシーブ32との間には、固定治具50が配置されている。また、ジブ8には、過巻防止装置70が取付けられている。固定治具50および過巻防止装置70の詳細については後述する。
図2は、図1に図示されたブーム2上端側のジブ8付近の拡大図であり、図3は、図2の固定治具およびフックを前方から観た正面図である。
過巻防止装置70は、図3に図示されるように、リミットスイッチ71と、過巻防止具72と、リミットスイッチ71と過巻防止具72とを連結するロープ73とを備えている。過巻防止装置70は、フック60が上限の所定の高さに達すると、補巻ウインチ12を駆動する不図示の油圧モータを停止させ、ワイヤロープ42の過巻を防止する機能を有する。リミットスイッチ71は、通常は、過巻防止具72の自重によりオフとなっている。フック60が上限の高さに達すると、フック60により過巻防止具72が上方に移動され、これに伴ってリミットスイッチ71がオンとなる。リミットスイッチ71がオンになると、図示はしないが、主油圧ポンプと油圧モータとの間に配置されているコントロールバルブが作動し、油圧モータへの圧油の供給が停止され、油圧モータが停止する。
固定治具50は、アウタブラケット51と、インナブラケット52と、アウタブラケット51とインナブラケット52との間に設けられたスプリング53とを備えている。
アウタブラケット51は、角筒形状に形成され、上端のシーブ32を枢支する支軸32aが挿通される筒状の取付部54を有している。アウタブラケット51の上下方向の中間部には案内ピン56が挿通される案内ピン孔が設けられている。
インナブラケット52は、角筒形状に形成されており、アウタブラケット51の内側に挿通される。インナブラケット52の前後両側には、上下方向に延在された長孔55が形成されている。アウタブラケット51の案内ピン孔に挿通された案内ピン56は、インナブラケット52の長孔55に案内される。すなわち、インナブラケット52がアウタブラケット51に対して伸縮するとき、案内ピン56が長孔55内を上下方向に摺動する。インナブラケット52の上端には凸形状のバネ受け部52aが設けられている。インナブラケット52の下端には受け部57が取付けられている。受け部57には、後述するフックターゲットである係合部が係合される。受け部57は、一対の案内片57aを有しており、一対の案内片57aの下面は、下方に向かって、中心軸から遠ざかる方向に傾斜する傾斜面となっている。
インナブラケット52は、通常、換言すれば、図3に図示されるように、フック60を昇降して積荷作業を行う状態では、自重により下降し、長孔55の上端がアウタブラケット51に取付けられた案内ピン56に当接した位置に保持されている。
スプリング53は、圧縮ばねであり、アウタブラケット51内に収容されている。スプリング53の下端は、アウタブラケット51に挿入されたインナブラケット52の上端面のバネ受け部52aの外周に嵌合している。インナブラケット52が、アウタブラケットの案内ピン56に長穴55の上端が係止図3に図示される状態においては、フック60を昇降して積荷作業を行うことができる。この状態でスプリング53は、自由長もしくは僅かに圧縮された状態となっている。
フック60は、上述した通り、フック本体61と、フックシーブ62とを備えている。
フック60の上部には、ターゲット65が取付けられている。ターゲット65について説明する。
図5(A)〜(C)は、図3に図示されたターゲット65の詳細構造を示し、図5(A)は上方から観た上面図であり、図5(B)は前方から観た正面図であり、図5(C)は側面図である。
ターゲット65は、前後方向に離間して設けられた一対の前後側片67と、左右方向に離間して設けられた一対の左右側片66とを有する。図5(A)に図示されるように、ターゲット65は、一対の前後側片67の各内面が、一対の左右側片66の側端に接続された一体部材として形成されている。一対の左右側片66の中心軸上には、貫通孔68が形成されている。図示しないがフック60の上端の取付板には、ターゲット65の貫通孔68と同径の貫通孔が設けられ、これら貫通孔に挿通されるボルトまたはピンにより、ターゲット65がフック60に取付けられる。
各左右側片67の上端は、各前後側片66の上端より上方に突出している。各左右側片67の上部側は、前後方向から観て、上方が下方より幅狭のほぼ台形に形成されている。すなわち、各左右側片67の上部側には、上方に向かって向かって幅狭となる、換言すれが、上方に向かって中心軸側に傾斜する傾斜面67aが設けられている。また、各左右側片67の上部側は、左右方向から観て、上方に向かって中心軸側に傾斜する傾斜面67bが形成されている。
ターゲット65の一対の前後側片67は、インナブラケット52下端の受け部57の一対の案内片57aにより形成された収容部内に嵌入される。このとき、一対の前後側片67の上部側には、前後方向および左右方向に、上方に向かって中心軸側に傾斜する傾斜面67a、67bが形成されているため、ターゲット65の受け部57への嵌入が容易となる。
ターゲット65の中心軸は、静止状態では、固定治具50、すなわち、アウタブラケット51、インナブラケット52、スプリング53の前後・左右方向の中心軸と同軸上に位置している。
なお、傾斜面67a、67bは、湾曲面としてもよい。
アースドリル機1は、ケリーバ7による作業をする際、すなわち、掘削作業を行っているとき、図2に図示されるように、フック60がジブ先端からワイヤロープ42によって吊持されたままにしておくと、ブーム2の起伏動作や上部旋回体23の旋回動作により、フック60が揺動または振れ回り、ケリーバ7に衝突して相互に損傷したり、ワイヤロープ42が絡まったりする。
このため、ケリーバ7を用いた作業を行う際には、固定治具50によりフック60を固定する。
次に、固定治具50によりフック60を固定する方法について説明する。
図4(A)、(B)は、それぞれ、フックを固定治具に固定する際の該固定治具の動作を示す図である。
補巻ウインチ12によりワイヤロープ42を巻上げるに伴い、フック60が上昇する。フック60は、固定治具50の受け部57の高さに達すると、ターゲット65の前後側片67の上端が受け部57の下面に当接する。この状態から、さらに、フック60が上昇すると、ターゲット65は、受け部57内側の収容部に嵌入される。このとき、ターゲット65の各前後側片67には、傾斜面67a、67bが形成されているため、ターゲット65の中心軸が固定治具50の中心軸とは異なる位置に変位している場合でも、ターゲット65の受け部57内への嵌入を円滑に行うことができる。
図4(A)は、ターゲット65が受け部57に適切に嵌入された状態を示している。この状態では、アウタブラケット51に取付けられた案内ピン56は、インナブラケット52の長孔55の上端に当接している。
図4(A)に図示された状態から、さらに、補巻ウインチ12によりワイヤロープ42を巻上げてフック60を上昇すると、ターゲット65により、インナブラケット52が上方に押し上げられる。インナブラケット52が上昇する過程では、案内ピン56が、インナブラケット52の長孔55に案内される。インナブラケット52の上昇に伴いスプリング53が圧縮される。スプリング53が圧縮されると、スプリング53の反発力により、アウタブラケット51の取付部54の内面が、シーブ32を枢支する支軸32aの外周面の下面を押圧する。これにより、アウタブラケット51の取付部54と支軸32aとの間に摩擦力が生じる。つまり、アウタブラケット51と支軸32aとの連結部に摩擦力が作用し、固定治具50の支軸32a回りの回動が抑制される。
そして、ターゲット65すなわちフック60が上限である所定の高さ位置に達すると、フック60の上面により過巻防止装置70の過巻防止具72が上方に押し上げられる。これにより、リミットスイッチ71がオンとなり、補巻ウインチ12が停止し、フック60は、この上限位置に保持される。
図4(B)は、フック60が上限位置に保持されている状態を示している。
この状態では、スプリング53は、図4(A)に図示された状態よりも圧縮されている。すなわち、図4(B)に図示された状態では、スプリング53には、図4(A)と図4(B)に図示されたスプリング53の長さの差δに対応する反発力が作用している。アウタブラケット51の取付部54と支軸32aとの連結部には、このスプリング53の反発力に対応する摩擦力が作用する。このため、固定治具50および固定治具50に押圧されているフック60の揺動や、振れ回りを規制することができる。
図6は、図2における領域VIの拡大図である。
図6を参照して、固定治具50の回動規制構造を説明する。
固定治具50のアウタブラケット51の上部には、規制板34が一体的に設けられている。規制板34は、アウタブラケット51と一体的に、シーブ32の支軸32aを軸芯として回動する。規制板34は左右に離間する一対の部材を有し、一対の規制板34の先端側には、規制ピン34aが架け渡されれている。ジブ8には、係止板35が取付けられている。係止板35には、規制ピン34aを係合する凹部35aが形成されている。
アウタブラケット51が自重で鉛直状態に向けて回動する際、規制ピン34aが係止板35の凹部35aに係合されると、アウタブラケット51、すなわち固定治具50の時計方向への回動が規制される。これにより、固定治具50とケリーバ7との干渉を防止することができる。
回動規制構造は、フック60が上限高さ位置よりも低い位置においても固定治具50の時計方向への回動を防止することができる。このため、フック60が固定治具50と係合していない状態、すなわち、フック60の揺動や振れ回りが抑制されていない状態でも、固定治具50がブーム側に揺動するのを規制することができる。
但し、本発明のクレーン機能付き作業機械には、この回動規制構造を設けなくてもよい。
図7(A)、(B)は、固定治具の変形例を示す図である。
固定治具150は、以下に示すように折畳み構造を有する。
固定治具150のアウタブラケット151は、第1および第2アウタブラケット151A、151Bを備えて構成されている。第1アウタブラケット151Aの下端には、矩形形状の固定部152aが設けられている。固定部152aには、各コーナーに対応するねじ孔153が、4つ設けられている。ねじ孔153の前後方向の間隔と上下方向の間隔とは同一である。第2アウタブラケット151Bの上端には、矩形形状の固定部152bが設けられている。固定部152bには、2つのねじ孔154が設けられている。ねじ孔154の間隔は、ねじ孔153の間隔と同一である。
フック60を用いて積荷作業を行う場合には、第1および第2アウタブラケット151Aと151Bとは、図7(A)に図示されるように、同軸状態で固定される。つまり、アウタブラケット151Bの固定部152bに設けられた2つのねじ孔154を、アウタブラケット151Aの固定部152aに設けられた下方側の2つのねじ孔153に位置合わせして、不図示のボルトにより固定する。
アースドリル機7を分解し、固定治具150を装着したままジブ80をトラックやトレーラで搬送する際、図7(B)に図示されるように、第2アウタブラケット151Bは、第1アウタブラケット151Aに対して直交するように固定される。つまり、第2アウタブラケット151Bの固定部152bに設けられた2つのねじ孔154を、第1アウタブラケット151Aの固定部152aに設けられた前方側の2つのねじ孔153に位置合わせして、不図示のボルトにより固定する。
なお、変形例の他の構造は、図6に図示された構造と同一であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
このように、固定治具150を折畳み構造としたので、アウタブラケット151Aとアウタブラケット151Bとを折畳んだ状態とすることにより、固定治具150を装着したままジブ8をトラックやトレーラで搬送する際の全高を低く抑えることができる。
上記本発明の第1の実施形態によれば、下記の効果を奏する。
(1)アースドリル機1は、ジブ8の支軸32aに揺動自在に連結された固定治具50と、ターゲット65を有するフック60とを備えている。固定治具50は、ジブ8の支軸32aに連結されるアウタブラケット51と、アウタブラケット51に圧縮力を与えて支軸32aとの連結部にアウタブラケット51を押圧するスプリング53と、フック60とスプリング53との間に配置され、ターゲット65により押圧される受け部57を有し、スプリング53を圧縮可能に設けられたインナブラケット52とを備えている。この構造によれば、フック60はターゲット65を介して固定治具50に押圧され、固定治具50のアウタブラケット51は、スプリング53の反発力によりジブ8の支軸32aに押圧される。これにより、アウタブラケット51の取付部54とジブ8の支軸32aとの間に摩擦力が生じる。このため、固定治具50と共にフック60の揺動や振れ回りが抑制される。
(2)アウタブラケット51とインナブラケット52との間に伸縮可能なスプリング53が配置され、スプリング53の反発力によりアウタブラケット51とジブ8の支軸32aとの連結部に摩擦力を作用させる構造となっている。このため、補巻ウインチ12を停止してブーム2を倒伏すると、ブーム角度が小さくなるにつれてフック60がワイヤロープ42で引っ張られるが、スプリング53がさらに圧縮されてワイヤロープ42によるフック60の引上げ力が吸収される。このため、フック60を固定治具50と共にジブ8に固定した後、巻上ウインチである補巻ウインチ12を停止し、ブーム2を起伏してもワイヤロープ42の引張による固定治具50の破損を防止することができる。
(3)アウタブラケット51がジブ8の支軸32aに押圧された状態でフック60が所定以上巻き上げられることを検出する過巻防止装置70を備える。過過巻防止装置70により、フック60が上昇する上限が検出されるため、スプリング53の圧縮量が一定となり、アウタブラケット51とジブ8の支軸32aとの連結部に所定の摩擦力を確実に作用させることができる。
(4)固定治具50は、ブーム側に振れるのを規制する回動規制構造34a,35aを備えている。回動規制構造34a,35aは、スプリング53が圧縮されていない固定治具50がブーム側に振れてブームに接触することを規制する。
(5)固定治具50は、第1および第2アウタブラケット151Aと151Bとが直交するように折り畳むことができる折畳み構造を有する。このため、第1アウタブラケット151Aと第2アウタブラケット151Bとを折畳んだ状態とすることにより、搬送時のジブ8の全高を小さくすることができる。
−第2の実施形態−
図8は、本発明のクレーン機能付き作業機械の第2の実施形態の側面図である。
第2の実施形態として示すクレーン1Aは、主巻フック60Aと補巻フック60Bとを備えている。
主巻フック60Aは、不図示の主巻ウインチにより巻上げられるワイヤロープ43により昇降する。補巻フック60Bは、不図示の補巻ウインチにより巻上げられるワイヤロープ44により昇降する。
主巻フック60Aとジブ8との間には、固定治具50が設けられている。固定治具50は、第1の実施形態と同一のものである。また、クレーン1Aは、主巻フック60Aに掛け回されたワイヤロープ43の過巻を防止する過巻防止装置70を備えている。過巻防止装置70は、第1の実施形態と同一のものである。
第2の実施形態では、固定治具50は、ブーム2に隣接して配置された主巻フック60Aが、揺動または振れ回りによりブーム2に衝突したり、ワイヤロープ43が絡まったりするのを抑制することができる。
つまり、第2の実施形態においても、第1の実施形態の効果(1)〜(5)と同様な効果を奏する。
−第3の実施形態−
図9は、本発明のクレーン機能付き作業機械の第3の実施形態の側面図である。
第3の実施形態として示すクレーン1Bは、固定治具50を主巻フック60A側のみでなく、補巻フック60B側にも設けた構成としたものである。
過巻防止装置70も、主巻フック60A側のみでなく補巻フック60B側にも設けられている。
第3の実施形態によれば、主巻フック60Aが、揺動や振れ回りによりブーム2および補巻フック60Bに衝突するのを抑制することができる。また、補巻フック60Bが、揺動や振れ回りにより主巻フック60Aに衝突するのを抑制することができる。
さらに、第1の実施形態の効果(2)〜(5)と同様な効果を奏する。
なお、本発明による固定治具50を次のように変形して実施することができる。
(1)上記各実施形態では、固定治具50のアウタブラケット51をシーブ32の支軸32aに押圧する弾性部材としてスプリング53を例示した。しかし、スプリング53に替えて、油圧ダンパやガスダンパを用いてもよい。
(2)アウタブラケット51とインナブラケット52を上下反転してジブ8に装着してもよい。
(3)アウタブラケット51とインナブラケット52の2部材で固定治具50を構成したが、3部材以上で構成してもよい。
(4)上記各実施形態では、ターゲット65とフック60を別体として構成し、ターゲット65をフック60に取り付ける構造として例示した。しかし、フック60を構成するフレーム部材に、ターゲットを一体に形成してもよい。
(5)上記各実施形態では、ケリーバ7、フック60、主巻フック60A、補巻フック60B等の2つの作業機を備えたクレーン機能付き作業機械1、1A、1Bとして例示した。しかし、本発明は、他の作業機を備えたクレーン機能付き作業機械や、3つ以上の作業機を備えたクレーン機能付き作業機械に適用することができる。
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
1、1A、1B アースドリル機(クレーン機能付き作業機械)
2 ブーム
3 フロントフレーム
8 ジブ(ブームヘッド)
11 主巻ウインチ
12 補巻ウインチ(巻上ウインチ)
32a 支軸(連結部)
34 規制板(規制構造)
35 係止板(規制構造)
41〜44 ワイヤロープ(巻上ロープ)
50 固定治具
51 アウタブラケット(第1固定部材)
52 インナブラケット(第2固定部材)
53 スプリング(弾性部材)
54 取付部(連結部)
60 フック
60A 主巻フック
60B 補巻フック
65 ターゲット
70 過巻防止装置
150 固定治具
151、151A、151B アウタブラケット(折畳み構造)
152a 固定部(折畳み構造)
152b 固定部(折畳み構造)

Claims (4)

  1. ブームヘッドから垂下される巻上ロープに接続されたフックを巻き上げる巻上ウインチを有するクレーン機能付き作業機械であって、
    上端側がブームヘッドの連結部に揺動自在に連結された固定治具と、
    ターゲットを有する前記フックとを備え、
    前記固定治具は、
    上端側が前記ブームヘッドに連結される第1固定部材と、
    前記第1固定部材に圧縮力を与えて前記連結部に第1固定部材を押圧する弾性部材と、
    前記ターゲットにより押圧される受け部を有し、前記弾性部材を圧縮可能に設けられた第2固定部材とを備えていることを特徴とするクレーン機能付き作業機械。
  2. 請求項1に記載のクレーン機能付き作業機械において、
    前記第1固定部材が前記ブームヘッドの前記連結部に押圧された状態で前記フックが所定以上巻き上げられることを検出する過巻防止装置をさらに備えることを特徴とするクレーン機能付き作業機械。
  3. 請求項1に記載のクレーン機能付き作業機械において、
    前記固定治具は折り畳み構造を有することを特徴とするクレーン機能付き作業機械。
  4. 請求項1に記載のクレーン機能付き作業機械において、
    前記固定治具は、前記ブーム側に振れるのを規制する規制構造を有することを特徴とするクレーン機能付き作業機械。
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