JP2018131303A - ジブ付きクレーン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブームの伸長方向に対するジブの起伏角度が可動範囲の最小の角度を超えることを確実に防止することのできるジブ付きクレーン装置を提供する。【解決手段】ジブ起伏シリンダ２２ｃのシリンダチューブ２２ｃ１内の圧力が所定の条件を満たすと、ブーム２１に対してジブ２２を起こす動作を規制している。これにより、ブーム２１の伸長方向に対するジブ２２の起伏角度が可動範囲の最小の角度を超えてしまう状態を確実に防止することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、ブームに対して起伏動作を行うジブがブームの先端部に取り付けられたジブ付きクレーン装置に関するものである。

従来、この種のクレーン装置としては、ブームと、ブームの先端部に対して揺動自在に支持されるジブと、シリンダチューブに対してピストンロッドを移動させる伸縮動作によってブームの先端部に対してジブを起伏させる動作を行う油圧シリンダと、を備えたものが知られている（例えば、引用文献１参照）。

特開２０１６−０２３０５４号公報

前記クレーン装置では、ブームが例えば水平面に対して上方の所定の範囲内（例えば０度〜８４度）で起伏動作を行うとともに、ジブがブームの伸長方向に対して下方の所定の範囲内（例えば５度〜６０度）で起伏動作を行うようになっている。前記クレーン装置では、ブームの起伏角度が可動範囲の最大の角度の近傍であるとともに、ブームに対するジブの起伏角度が可動範囲の最小の角度の近傍である場合に、ジブの伸長方向が鉛直方向に近い向きとなる。前記クレーン装置では、ジブの伸長方向が鉛直方向に近い姿勢において、例えば、ジブの先端から垂下されているワイヤロープが過巻となったり、強風で煽られたりした場合に、ブームの伸長方向に対するジブの起伏角度が可動範囲の最小の角度を超えてしまう状態が生じ得る。前記クレーン装置では、ブームの伸長方向に対するジブの起伏角度が可動範囲の最小の角度を超えた場合に、ジブが破損するおそれがある。また、前記クレーン装置では、ジブが破損した場合に、ブームに対してジブが後方に倒れるおそれがある。

本発明の目的とするところは、ブームの伸長方向に対するジブの起伏角度が可動範囲の最小の角度を超えることを確実に防止することのできるジブ付きクレーン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、ブームと、ブームの先端部に揺動自在に支持され、ブームに対する傾斜角度が変更可能なジブと、シリンダチューブに対してピストンロッドを移動させる伸縮動作によってブームに対してジブを起伏させる動作を行う油圧シリンダと、油圧シリンダにおけるシリンダチューブ内の圧力を検出する圧力検出部と、圧力検出部によって検出されたシリンダチューブ内の圧力が所定の条件を満たすと、ブームに対してジブを起こす動作を規制する動作規制部と、を備えている。

これにより、油圧シリンダにおけるシリンダチューブ内の圧力に応じて、ジブの伸長方向が鉛直方向に近くなるジブの動作が規制されることから、ブームの伸長方向に対するジブの起伏角度が可動範囲の最小の角度を超えてしまう状態が確実に防止される。

本発明によれば、ブームの伸長方向に対するジブの起伏角度が可動範囲の最小の角度を超えてしまう状態を確実に防止することができるので、ジブの破損を防止することができる。また、ジブの破損を防止することができるので、ブームに対してジブが後方に倒れる状態が発生することはなく、クレーン作業時における安全性の向上を図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。 移動式クレーンの要部側面図である。 制御系を示すブロック図である。 動作規制処理を示すフローチャートである。

図１乃至図４は、本発明の一実施形態を示すものである。

本発明のジブ付きクレーン装置を備えた移動式クレーン１は、図１に示すように、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による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に支持されており、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。旋回台４０は、図示しない油圧式の旋回モータによって旋回動作を行う。

車体１０は、前側及び後側の幅方向の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、を備えている。車体１０は、エンジンの駆動力によって車輪１１を回転させることで走行する。

クレーン装置２０は、車体１０に対して起伏自在であるとともに、伸縮自在に構成されたブーム２１と、ブーム２１の先端部に取り付けられてブーム２１に対して傾斜角度を変更可能に構成されたジブ２２と、ブーム２１の先端側から垂下される主巻ワイヤロープ２３と、ジブ２２の先端側から垂下される補巻ワイヤロープ２４と、主巻ワイヤロープ２３の巻き込みまたは繰り出しを行うための主巻ウインチ２５と、補巻ワイヤロープ２４の巻き込みまたは繰り出しを行うための補巻ウインチ２６と、を有している。

尚、ブーム２１は、車体１０に対して起伏動作を行うが、本実施形態の説明では、ブーム２１の伸縮方向を水平方向に向けた状態を基準として上下方向の記載を行うとともに、ブーム２１の伸縮方向の基端部から先端部に向かう方向を前方と定義し、先端部から基端部に向かう方向を後方と定義して記載する。

ブーム２１は、それぞれ筒状に形成された複数のブーム部材２１ａによって構成されたテレスコピック機構によって伸縮自在となっており、図示しない油圧式のブーム伸縮シリンダによって伸縮動作を行う。また、最基端側のブーム部材２１ａは、基端部が旋回台４０に上下方向に揺動自在に連結されている。最基端側のブーム部材２１ａの伸長方向の略中央部と旋回台４０との間には、油圧式のブーム起伏シリンダ２１ｂが連結されており、ブーム起伏シリンダ２１ｂの伸縮動作によってブーム２１が起伏動作を行う。ブーム２１は、水平面に対して上方に、例えば０度〜８４度の範囲内で起伏動作を行う。また、ブーム２１の最先端側に位置するブーム部材２１ａの先端部には、図２に示すように、上下方向に延びるブームヘッド２１ｃが設けられ、ブーム２１の基端側からブーム２１の伸長方向に沿って延びる主巻ワイヤロープ２３がブームヘッド２１ｃから垂下される。

ジブ２２は、図２に示すように、基端側がブームヘッド２１ｃに連結されたジブ本体２２ａと、ジブ本体２２ａを上方から支持するテンションリンク２２ｂと、を有している。

ジブ本体２２ａは、それぞれ筒状に形成された複数のジブ部材によって構成されたテレスコピック機構によって伸縮自在となっており、図示しない油圧式のジブ伸縮シリンダによって伸縮動作を行う。ジブ本体２２ａは、基端部がブームヘッド２１ｃの下側に設けられた支軸２１ｃ１に上下方向に揺動自在に支持されている。

テンションリンク２２ｂは、ジブ本体２２ａの幅方向両側に位置する一対の棒状の部材からなり、それぞれの一端部がブームヘッド２１ｃの上側に設けられた支軸２１ｃ２に上下方向に揺動自在に支持され、他端部がジブ本体２２ａの後述するジブ起伏シリンダのピストンロッドに揺動自在に連結されている。

ジブ本体２２ａの最基端側に位置するジブ部材の上面には、ブーム２１に対してジブ２２を起伏させるためのジブ起伏シリンダ２２ｃが設けられている。

ジブ起伏シリンダ２２ｃは、複動式の油圧シリンダであり、シリンダチューブ２２ｃ１の底部がジブ本体２２ａの基端側に向けられるとともに、ピストンロッド２２ｃ２の先端部がジブ本体２２ａの先端側に向けられている。ジブ起伏シリンダ２２ｃは、シリンダチューブ２２ｃ１がジブ本体２２ａに固定され、ピストンロッド２２ｃ２の端部が支軸２２ｃ３を介してテンションリンク２２ｂの他端部に連結されている。

ジブ２２は、ジブ起伏シリンダ２２ｃが伸長動作を行うことで、ブーム２１の伸長方向に対する傾斜角度が小さくなる方向（起こす方向）に動作する。また、ジブ２２は、ジブ起伏シリンダ２２ｃが縮小動作を行うことで、ブーム２１の伸長方向に対する傾斜角度が大きくなる方向（倒す方向）に動作する。ジブ２２は、ブーム２１の伸長方向に対して下方に、例えば５度〜６０度の範囲内で起伏動作を行う。

主巻ワイヤロープ２３の先端側には、主巻フックブロック２３ａが設けられ、主巻フックブロック２３ａがブーム２１の先端部から吊り下げられる。主巻フックブロック２３ａには吊荷を係止可能であり、主巻フックブロック２３ａに係止された荷物がブーム２１の先端部から吊り下げられる。

補巻ワイヤロープ２４の先端側には、補巻フックブロック２４ａが設けられ、補巻フックブロック２４ａがジブ２２の先端部から吊り下げられる。補巻フックブロック２４ａには吊荷を係止可能であり、補巻フックブロック２４ａに係止された荷物がジブ２２の先端部から吊り下げられる。

主巻ウインチ２５は、主巻ワイヤロープ２３が巻き掛けられる図示しない主巻ウインチドラムと、主巻ウインチドラムを正回転方向及び逆回転方向に駆動させるための油圧式の図示しない主巻ウインチモータと、を有している。

補巻ウインチ２６は、補巻ワイヤロープ２４が巻き掛けられる図示しない補巻ウインチドラムと、補巻ウインチドラムを正回転方向及び逆回転方向に駆動させるための油圧式の図示しない補巻ウインチモータと、を有している。

旋回モータ、ブーム伸縮シリンダ、ブーム起伏シリンダ２１ｂ、ジブ伸縮シリンダ、ジブ起伏シリンダ２２ｃ、主巻ウインチモータ及び補巻ウインチモータは、それぞれ、走行用のエンジンの動力によって駆動する油圧ポンプから吐出された作動油の供給を受けることで駆動する。

また、移動式クレーン１は、クレーン装置２０の動作に関する制御を行う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５０の入力側には、図３に示すように、オペレータがクレーン装置２０による作業の操作を入力するための操作レバー等の操作入力部５１と、ジブ起伏シリンダ２２ｃの伸長動作の際に作動油が供給される伸長側油室内の圧力を検出するための圧力検出部としての伸長側油室圧力センサ５２と、ジブ起伏シリンダ２２ｃの縮小動作の際に作動油が供給される縮小側油室内の圧力を検出するための圧力検出部としての縮小側油室圧力センサ５３と、が接続されている。

また、コントローラ５０の出力側には、ブーム起伏シリンダ２１ｂに供給される作動油の流量や流通方向等を制御するためのブーム起伏シリンダ用コントロールバルブ５４と、ジブ起伏シリンダ２２ｃに供給される作動油の流量や流通方向等を制御するためのジブ起伏シリンダ用コントロールバルブ５５と、補巻ウインチモータに供給される作動油の流量や流通方向等を制御するための補巻ウインチモータ用コントロールバルブ５６と、が接続されている。

以上のように構成された移動式クレーン１において、ジブ２２を用いたクレーン作業を行う場合に、オペレータは、ブーム２１及びジブ２２のそれぞれを、可動範囲内の任意の起伏角度を設定する。このとき、ジブ２２のテンションリンク２２ｂには、ジブ本体２２ａを上方から支持することによる引張力が作用している。

移動式クレーン１は、ブーム２１の起伏角度が最大角度または最大角度の近傍であって、ジブ２２のブーム２１の伸長方向に対する傾きが最小角度または最小角度の近傍に位置すると、ジブ２２の伸長方向が鉛直方向に近い向きとなる。

移動式クレーン１は、ジブ２２の伸長方向が鉛直方向に近い姿勢において、補巻ウインチ２６が過巻の状態となったり、クレーン装置２０の前方から後方に向かって強風が吹いたりすると、ブーム２１の伸長方向に対するジブ２２の傾きがより小さくなる方向に力が作用する場合がある。

この場合に、テンションリンク２２ｂには、ジブ本体２２ａを支持する引張力が作用することなく圧縮力が作用する状態が生じる可能性がある。テンションリンク２２ｂは、圧縮力が作用することを想定していないため、過度の圧縮力が作用することを防止する必要がある。

そこで、ジブ２２を用いたクレーン作業を行う場合に、テンションリンク２２ｂに過度な圧縮力が作用する状態を防止するための動作規制処理を行う。このときのコントローラ５０の動作を図４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、ジブ２２を用いたクレーン作業であるか否かを判定する。ジブ２２を用いたクレーン作業であると判定した場合にはステップＳ２に処理を移し、ジブ２２を用いたクレーン作業であると判定しなかった場合には動作規制処理を終了する。

（ステップＳ２）
ステップＳ１においてジブ２２を用いたクレーン作業であると判定した場合に、ステップＳ２においてＣＰＵは、伸長側油室圧力センサ５２によって検出された圧力Ｐ１と縮小側油室圧力センサ５３によって検出された圧力Ｐ２の差圧Ｐ１−Ｐ２が、所定の圧力Ｐｓ以上であるか否かを判定する。差圧Ｐ１−Ｐ２が、所定の圧力Ｐｓ以上であると判定した場合にはステップＳ３に処理を移し、差圧Ｐ１−Ｐ２が、所定の圧力Ｐｓ以上であると判定しなかった場合にはステップＳ４に処理を移す。
ここで、差圧Ｐ１−Ｐ２が所定の圧力Ｐｓ以上となる場合とは、例えば、伸長側油室の圧力が高くなる方向に変化すると同時に縮小側油室の圧力が低くなる方向に変化する状態である。このとき、ジブ２２には、ブーム２１の伸長方向に対する傾きが小さくなる方向に力が作用しており、テンションリンク２２ｂには、僅かな引張力が作用している状態、または、僅かな圧縮力が作用している状態である。

（ステップＳ３）
ステップＳ２において差圧Ｐ１−Ｐ２が、所定の圧力Ｐｓ以上であると判定した場合に、ステップＳ３においてＣＰＵは、クレーン装置２０の所定の動作を規制して動作規制処理を終了する。
ここで、規制されるクレーン装置２０の所定の動作とは、ブーム２１の起伏角度を大きくする動作、ジブ２２の起伏角度をブーム２１の伸長方向に対して小さくする動作、補巻ウインチ２６の巻き上げ動作である。

（ステップＳ４）
ステップＳ２において差圧Ｐ１−Ｐ２が、所定の圧力Ｐｓ以上であると判定しなかった場合に、ステップＳ４においてＣＰＵは、クレーン装置２０の所定の動作の規制を解除して動作規制処理を終了する。

このように、本実施形態のジブ付きクレーン装置によれば、ジブ起伏シリンダ２２ｃのシリンダチューブ２２ｃ１内の圧力が所定の条件を満たすと、ブーム２１に対してジブ２２を起こす動作を規制している。

これにより、ブーム２１の伸長方向に対するジブ２２の起伏角度が可動範囲の最小の角度を超えてしまう状態を確実に防止することができるので、ジブ２２の破損を防止することができる。また、ジブ２２の破損を防止することができるので、ブーム２１に対してジブ２２が後方に倒れる状態が発生することはなく、クレーン作業時における安全性の向上を図ることが可能となる。

また、ジブ起伏シリンダ２２ｃの伸長側油室の圧力Ｐ１と縮小側油室の圧力Ｐ２との差が所定の条件を満たすと、ブーム２１の先端部に対してジブ２２を起こす動作を規制している。

これにより、ジブ２２の状態を正確に検出することが可能となるので、ジブ２２の破損をより確実に防止して、クレーン作業時における安全性をより向上させることが可能となる。

また、ジブ起伏シリンダ２２ｃのシリンダチューブ２２ｃ１内の圧力が所定の条件を満たすと、補巻ウインチ２６による補巻ワイヤロープ２４の巻き取り動作を規制している。

これにより、ジブ２２の先端部に設けられている過巻防止装置に故障等の不具合が生じている場合においても、補巻ワイヤロープ２４の過巻状態の発生によるジブ２２の起伏角度が可動範囲の最小の角度を超えてしまう状態を防止することができるので、より確実にジブ２２の破損を防止するとともに、クレーン作業時における安全性を向上させることが可能となる。

また、ジブ起伏シリンダ２２ｃのシリンダチューブ２２ｃ１内の圧力が所定の条件を満たすと、ブーム２１を起こす動作を規制している。

これにより、ジブ２２の伸長方向が鉛直方向に近い向きとなってジブ２２の起伏角度が可動範囲の最小の角度を超えてしまう状態を防止することができるので、より確実にジブ２２の破損を防止するとともに、クレーン作業時における安全性を向上させることが可能となる。

尚、前記実施形態では、移動式クレーン１に本発明を適用するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。ブームに対して起伏動作を行うジブを備えたクレーン装置であれば、例えば、固定式のクレーン装置であってもよい。

また、前記実施形態では、ジブ本体２２ａと、ジブ本体２２ａを上方から支持するテンションリンク２２ｂと、を有するジブ２２について示したが、これに限られるものではない。ブームに対して起伏動作を行うジブであれば、例えば、ジブ本体と、ジブ本体を下方から支持しながらジブ本体を起伏させるジブ起伏シリンダと、を有するジブであっても本発明を適用することが可能である。

また、前記実施形態では、ジブ起伏シリンダ２２ｃの伸長側油室の圧力Ｐ１と縮小側油室の圧力Ｐ２との差に基づいて、ジブ２２の状態を検出するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。ジブの状態を検出可能であれば、ジブ起伏シリンダの伸長側油室または縮小側油室の圧力に基づいてジブの状態を検出してもよい。また、伸長側油室圧力センサ５２及び縮小側油室圧力センサ５３は、ジブ２２の状態を検出するための専用の圧力センサである必要はなく、例えば、ジブ２２に作用する負荷を検出するために用いられる圧力センサと兼用することも可能である。

１…移動式クレーン、２０…クレーン装置、２１…ブーム、２２…ジブ、２２ｃ…ジブ起伏シリンダ、５０…コントローラ、５２…伸長側油室圧力センサ、５３…縮小側油室圧力センサ、５４…ブーム起伏シリンダ用コントロールバルブ、５５…ジブ起伏シリンダ用コントロールバルブ、５６…補巻ウインチモータ用コントロールバルブ。

Claims (4)

1. ブームと、
   ブームの先端部に揺動自在に支持され、ブームに対する傾斜角度が変更可能なジブと、
   シリンダチューブに対してピストンロッドを移動させる伸縮動作によってブームに対してジブを起伏させる動作を行う油圧シリンダと、
   油圧シリンダにおけるシリンダチューブ内の圧力を検出する圧力検出部と、
   圧力検出部によって検出されたシリンダチューブ内の圧力が所定の条件を満たすと、ブームに対してジブを起こす動作を規制する動作規制部と、を備えた
   ジブ付きクレーン装置。
2. 油圧シリンダは、複動式であり、
   圧力検出部は、シリンダチューブ内における油圧シリンダを伸長させる際に油圧を供給する伸長側油室と、シリンダチューブ内における油圧シリンダを縮小させる際に油圧を供給する縮小側油室と、のそれぞれの圧力を検出するものであり、
   動作規制部は、伸長側油室の圧力と縮小側油室の圧力との差が所定の条件を満たすと、ブームの先端部に対してジブを起こす動作を規制する
   請求項１に記載のジブ付きクレーン装置。
3. ジブの先端部から垂下されるワイヤロープを巻き掛けるウインチを備え、
   動作規制部は、圧力検出部によって検出されたシリンダチューブ内の圧力が所定の条件を満たすと、ウインチによるワイヤロープの巻き取り動作を規制する
   請求項１または２に記載のジブ付きクレーン装置。
4. ブームは、基端側が揺動自在に支持されて起伏動作を行うものであり、
   動作規制部は、圧力検出部によって検出されたシリンダチューブ内の圧力が所定の条件を満たすと、ブームを起こす動作を規制する
   請求項１乃至３のいずれかに記載のジブ付きクレーン装置。