JP3126667B2 - フック格納機構付きクレーン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤロープの巻
き過ぎによるフックユニットとブームとの衝突を防ぐ巻
過検出機構及びフックの格納機構を備えたクレーンに関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、クレーンには、吊り荷の落下事
故等を未然に防止するため、ブーム先端部に対しフック
ユニットが所定の巻過間隔以内まで接近すると、フック
ユニットが巻過状態であると検知する巻過検出機構を備
えている。

【０００３】そして、従来のクレーンにあっては、例え
ば図７に示すような機構によって、ブーム先端部５０か
ら吊り下げされたフックユニット５１が巻過間隔まで上
昇したことを検出する。

【０００４】つまり、ブーム先端部５０から巻過ワイヤ
５２を介して巻過ウエイト５３が吊り下げられ、更に当
該巻過ワイヤ５２の上端部が巻過リミットスイッチ５４
に接続して巻過検出の機構が構成され、巻過間隔までフ
ックユニット５１がワイヤロープの巻き上げ等により上
昇すると巻過ウエイト５３がフックユニット５１によっ
て持ち上げられて巻過ワイヤ５２が緩んで、巻過リミッ
トスイッチ５４がオンとなり、巻過検出信号が出力され
るようになっている。

【０００５】上記巻過検出信号は、図外の電磁開閉弁に
供給され当該電磁開閉弁が開状態となることでアンロー
ド弁が働いてクレーンの作動が停止しそれ以上のフック
ユニット５１の上昇が回避される。

【０００６】但し、クレーンの作動が停止するのは、フ
ックユニット５１の上昇を伴うクレーン操作である、ブ
ームの起立操作，フックの巻上操作、及びブームの伸長
操作を行っているときだけであり、他の操作は通常に作
動する。

【０００７】また、一部のクレーンには、フックユニッ
トの固定・解除の手間を不要とするために、フック格納
機構を備える。このフック格納機構を使用したフックの
格納の作動は、フックユニット５１を巻き上げることで
行うようにしているが、上記巻過検出信号の有無とは独
立に作動するようになっていて、フック格納レバーを操
作することで、フックユニット５１を巻き上げてその上
端部をブーム先端部５０に当接し、更なる巻き上げによ
って、当該ブーム先端下部の円弧状の案内面５０ａに沿
ってフックユニット５１を移動させ、もってブーム先端
部５０の側方にフックユニット５１が格納される。な
お、この格納作業時の油圧は衝突時の衝撃緩和のため低
圧に設定される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記巻
過検出の機構とフック格納の機構とは独立したものであ
り、フックユニット５１を格納する際に、上記ブーム先
端部５０から吊り下がっている巻過ワイヤ５２や巻過ウ
エイト５３が、フックユニット５１や当該フックユニッ
ト５１を吊るワイヤロープ５５等と干渉して、当該巻過
ワイヤ５２が、ブーム先端部１のプーリやフック用プー
リ等に噛み込み切損するなどのおそれがある。

【０００９】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたものであって、巻過検出の機構を構成する部品
がフック格納の際に他の部品との干渉を回避可能とした
クレーンを提供することを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のフック格納機構付きクレーンは、ブーム先
端部から吊り下げられたフックユニットが、上記ブーム
先端部に対し所定巻過間隔以内まで接近すると当該接近
を検知して巻過検出信号を出力する巻過検出手段を備え
ると共に、上記巻過検出信号の有無とは関係なくブーム
先端部に当接するまでフックユニットを巻き上げ当該フ
ックユニットをブーム先端部に横方向に格納するフック
格納機構を備えたフック格納機構付きクレーンにおい
て、上記巻過検出手段は、検出部を下方に向けた状態で
ブーム先端部に取り付けられてブーム先端部と当該ブー
ム先端部から吊り下げられたフックユニットとの距離を
検出する超音波センサ若しくは光センサ等の非接触式の
距離検出器と、当該距離検出器からの距離信号に基づ
き、フックユニットがブーム先端部に上記巻過間隔以内
に接近したと判断すると巻過検出信号を出力し、また、
フックユニットが上昇してブーム先端部に対し上記巻過
間隔と等しいかそれよりも短い所定の近接距離まで接近
すると上記巻過検出信号の出力状態を保持するコントロ
ーラとを備えることを特徴としている。

【００１１】この発明によれば、超音波センサ若しくは
光センサ等の非接触式の距離検出器によって、ブーム先
端部とフックユニットとの距離を検出するようにしたの
で、距離検出のためにブーム先端部から吊り下げられて
他の部品と干渉するおそれのある巻過ワイヤなどは不要
になる。

【００１２】このとき、フック格納状態では、距離検出
器による検出範囲からフックユニットが外れてブーム先
端部の下方にフックユニットが存在せず、そのままで
は、距離検出器によってフックユニットが巻過間隔以内
にあると判定されないが、本願発明においては、フック
格納の際には、フックユニットがブーム先端部に当接す
るまで巻き上げられてから格納されることに鑑み、近接
距離までフックユニットが巻き上げられたときに上記巻
過検出信号の出力状態を保持することで、フックが格納
位置に収納された状態でのフックの上昇を伴う操作は無
効となり、フックユニットを吊下げているワイヤロープ
等の切損等が回避される。

【００１３】次に、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載された構成に対して、フックユニットの降下を伴
うクレーン操作を検出する降下操作検出手段を備え、上
記コントローラは、その降下操作検出手段を介したフッ
クユニットの降下を伴うクレーン操作を検出中にフック
ユニットとブーム先端部との距離が上記近接距離以上と
なったと判断したら上記巻過検出信号の出力状態の保持
を解除することを特徴としている。

【００１４】ここで、上記フックユニットの降下を伴う
クレーン操作とは、ブームの倒伏操作，フックユニット
の巻下操作、及びブームの縮小操作をいう。上記フック
ユニットを格納状態から使用状態に戻す場合には、上記
設定した巻過検出信号の出力状態の保持を解除する必要
があるが、単に、距離検出器とフックユニットとの距離
が所定距離だけ離れたら解除すると設定した場合には、
次のような不具合がある。

【００１５】即ち、フックユニットが格納された状態
で、ブーム先端部下方を、何らかの理由で障害物が横切
った場合に、誤ってフックユニットが降下して所定距離
を通過したと誤認識してしまう。そして、これによって
誤って巻過検出信号の出力状態の保持が解除された後
に、フックユニットの上昇を伴うクレーン操作が行われ
ると、フックユニットを吊り込むワイヤロープの破損に
繋がる。

【００１６】このことに鑑み、本発明では、フックユニ
ットの降下を伴う操作中に近接距離以上となったとき
に、上記巻過検出信号の出力状態の保持を解除すること
で上記不具合を解消する。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。まず構成について説明すると、図
１に示すように、伸縮ブームの先端部１に一対のブーム
側プーリ２が軸支されていると共に、フックユニット５
の上部に対し一対のフック側プーリ３が軸支されてい
て、図外のウインチからブームに沿って当該ブーム先端
部１まで延びるワイヤロープ４が、上記ブーム側プーリ
２とフック側プーリ３との間に掛け回されることで、ブ
ーム先端部１にある上記ブーム側プーリ２からフックユ
ニット５が吊り下げられている。

【００１８】また、上記図１及び図２に示すように、上
記ブーム先端部１の下面中央部、即ち、一対のブーム側
プーリ２間の中心部位置でのプーリ２の軸２ａに対し、
リング状金具６によって揺動自在に距離検出器７が懸垂
支持されている。これによって、距離検出器７は、フッ
クユニット５の中心を通る鉛直線上に位置することにな
る。

【００１９】本実施の形態では、上記距離検出器７は、
超音波を利用した距離検出センサであって、検出部であ
る発信部７ａから下方に向けて超音波信号を発信し、フ
ックユニット５の上面に設けた反射板８で反射した超音
波信号を検出部である受信部７ｂで受けることでフック
ユニット５上面までの距離を検出するようになってい
る。

【００２０】なお、距離検出器７は、上記超音波を利用
した距離計に限定されず、レーザ距離計や赤外線距離計
等の光センサを採用してもよい。上記距離検出器７は、
巻過用コントローラ１０に接続され、検出した距離に応
じた距離信号を当該巻過用コントローラ１０に供給可能
となっている。図２中、９はコードリールを表してい
る。

【００２１】巻過用コントローラ１０は、所定サンプリ
ング時間単位に、図３に示すように、距離信号Ｌを入力
し（ステップ１）、距離検出器７とフックユニット５と
の距離Ｌが巻過間隔Ｈ以下となっているかどうかを判定
し（ステップ２）、巻過間隔Ｈ以下と判定した場合に
は、巻過検出信号を出力する（ステップ７）。このと
き、ブーム先端部１にフックユニット５が近接して、即
ち距離検出器７とフックユニット５との距離が近接距離
ｈ以下となっているか判定し（ステップ３）、近接距離
ｈ以下と判定した場合にはスイッチＳ１をオンにして巻
過検出信号の出力状態を保持する（ステップ４）。これ
によって、距離検出器７とフックユニット５との距離が
巻過間隔Ｈよりも大きいと判断されても、スイッチＳ１
がオンのときには（ステップ８）、巻過検出信号が出力
される（ステップ７）。また、後述の降下操作信号Ｓ２
を入力（ステップ１）すると共に距離検出器７とフック
ユニット５との距離が巻過間隔Ｈ以内且つ近接距離ｈ以
上かどうか判定し（ステップ５）、その条件に合致して
いる場合には、上記スイッチＳ１をオフとして上記巻過
検出信号の出力状態の保持を解除するようになっている
（ステップ６）。

【００２２】上記巻過検出信号が出力されたときは、そ
れに連動する巻過リミットスイッチＳ４がオン状態とな
るように設定されていて、当該巻過リミットスイッチＳ
４は、図４に表された電気回路のように、電磁開閉弁１
１のソレノイド１１ａと直列に接続されている。そのソ
レノイド１１ａを含む電気回路には、後述のブーム起立
操作リミットスイッチＳ５、フック巻上操作リミットス
イッチＳ６、ブーム伸長操作リミットスイッチＳ７が並
列状態で上記ソレノイド１１ａに接続されている。この
結果、ブーム起立操作リミットスイッチＳ５、フック巻
上操作リミットスイッチＳ６、ブーム伸長操作リミット
スイッチＳ７の少なくとも一つがオン状態でなければ、
巻過検出信号が供給されても電磁開閉弁１１はオフのま
まとなる。

【００２３】また、クレーンを操作するための油圧回路
等は、図５に示すようになっている。即ち、作動油を収
納したタンク１３にポンプ１４の吸入側が接続し、その
ポンプ１４の吐出側は、第１管路１５を介して直列的に
旋回操作用コントロールバルブ１６、ブーム伸縮操作用
コントロールバルブ１７、フック巻上巻下操作用コント
ロールバルブ１８、ブーム起伏用コントロールバルブ１
９、フック格納操作用コントロールバルブ２０に接続し
ている。

【００２４】そして、旋回操作用コントロールバルブ１
６は、旋回操作用レバー２１を操作することで作動し
て、ブームを支持する上部旋回体を旋回させる旋回モー
タ２２の駆動を制御可能となっている。

【００２５】また、ブーム伸縮操作用コントロールバル
ブ１７は、ブーム伸縮操作レバー２３を操作することで
作動し、ブームを伸縮する伸縮用シリンダ装置２４の作
動を制御可能となっていて、スプールがブームの伸長操
作位置に移動すると上記ブーム伸長操作リミットスイッ
チＳ７を押して当該ブーム伸長操作リミットスイッチＳ
７がオンになるようになっている。

【００２６】また、フック巻上巻下操作用コントロール
バルブ１８は、フック巻上巻下操作レバー２５を操作す
ることで作動し、ワイヤロープ４を巻き上げ若しくは巻
き下げするウインチのホイストモータ２６の駆動を制御
可能となっていて、スプールが巻上操作位置に移動する
と上記フック巻上操作リミットスイッチＳ６を押して当
該フック巻上操作リミットスイッチＳ６がオンになるよ
うになっている。さらに、スプールが巻下操作位置に移
動すると、降下操作検出手段を構成する巻下操作リミッ
トスイッチＳ８を押して当該巻下操作リミットスイッチ
Ｓ８がオンとなるようになっている。その信号Ｓ２は、
巻過用コントローラ１０に供給可能となっている。

【００２７】また、ブーム起伏操作用コントロールバル
ブ１９は、ブーム起伏操作レバーを操作２７することで
作動し、ブームを起伏する起伏用シリンダ装置２８の作
動を制御可能となっていて、スプールがブームの起立操
作位置に移動すると上記ブーム起立操作リミットスイッ
チＳ５を押して、当該ブーム起立操作リミットスイッチ
Ｓ５がオンとなるようになっている。

【００２８】また、フック格納用操作コントロールバル
ブ２０は、フック格納操作レバー２９を操作することで
作動し、上記フック巻上巻下操作用コントロールバルブ
１８と同様に、上記ホイストモータ２６の駆動を制御可
能となっている。但し、途中にポートリリーフバルブ３
０が介装されてホイストモータ２６を駆動する油圧が低
圧となるよう設定している。

【００２９】また、上記ポンプ１４の吐出側に接続する
第１管路１５の途中から第２管路３１が分岐し、その第
２管路３１は、アンロード弁３２を介してタンク１３に
接続されている。

【００３０】そのアンロード弁３２は、上記電磁開閉弁
１１によって操作されるようになっていて、電磁開閉弁
１１のソレノイド１１ａが励磁されて当該電磁開閉弁１
１が開状態になると当該アンロード弁３２が連通状態と
なるようになっている。

【００３１】なお、図５中、３３はチェックバルブを、
３４はアウトリガ用のコントロールバルブを示してい
る。次に、上記構成のクレーンの動作等について説明す
る。

【００３２】フック巻上巻下レバー２５を操作してフッ
ク巻上巻下操作用コントロールバルブ１８を巻上操作位
置に操作すると、フック巻上操作リミットスイッチＳ６
がオンになると共に、ホイストモータ２６が駆動されて
ワイヤロープ４が巻き上げられフックユニット５が上昇
する。

【００３３】このとき、距離検出器７は、フックユニッ
ト５との距離を検出し、その距離信号Ｌを連続的の巻過
用コントローラ１０へ供給している。そして、フックユ
ニット５がブーム先端部１に対し巻過間隔Ｈ以下まで接
近すると（図２参照）、巻過用コントローラ１０は、距
離検出器７からの距離信号Ｌに基づき巻過間隔Ｈ位置以
内と判断して巻過検出信号を出力して、巻過リミットス
イッチＳ４をオンにする。

【００３４】これによって、電磁開閉弁１１のソレノイ
ド１１ａが励磁状態となって、電磁開閉弁１１が開状態
さらにはアンロード弁３２が連通状態となり、各コント
ロールバルブ１６〜１９への作動油の供給が停止され
て、ホイストモータ２６が停止しフックユニット５の上
昇が停止する。これによって、ワイヤロープ４の巻き過
ぎによる吊り荷の落下事故等が防止される。

【００３５】またこの状態で、フック巻上操作を停止し
て（Ｓ６がオフ）、フックユニット５がブーム先端部１
に向かうようなクレーン操作である、ブームの起立操作
（Ｓ５がオン）やブームの伸長操作（Ｓ７がオン）を行
っても、アンロード弁３が連通状態となっており、やは
りこれらの操作による作動は行えない。

【００３６】また、吊り荷作業が終了し、フックユニッ
ト５を格納する場合にはフック格納操作レバー２９を操
作し、フック格納操作用コントロールバルブ２０のスプ
ールをフック格納位置に移動させることで、フックユニ
ット５はブーム先端部１に向けて上昇し、両者１，５の
距離が巻過間隔Ｈ以下となると、巻過用コントローラ１
０が、距離検出器７からの距離信号Ｌに基づき巻過検出
信号を出力して巻過リミットスイッチＳ４をオンにする
が、ブームの起立操作、フックの巻上操作、及びブーム
の伸長操作は行っておらず、ブーム起立操作リミットス
イッチＳ５、フック巻上操作リミットスイッチＳ６、及
びブーム伸長操作リミットスイッチＳ７のいずれもがオ
ン状態でないので、電磁開閉弁１１は閉状態のままであ
り、フック格納操作用コントロールバルブ２０によるホ
イストモータ２６の巻上駆動が続行される。

【００３７】そして、フックユニット５がさらにブーム
先端部１に近づき、両者１，５の距離が近接距離ｈとな
ると（図６参照）、コントローラ１０は、上記巻過検出
信号の出力状態を保持する。

【００３８】さらに、フックユニット５がブーム先端部
１に接近して当該ブーム先端下部の円弧状の案内面１ａ
に当接すると、フックユニット５は、その案内面１ａに
沿ってブーム先端部１の側方に移動して格納される。

【００３９】この状態では、フックユニット５が距離検
出器７の検出範囲から外れた状態となるが、上述のよう
に、上記巻過検出信号の出力状態が保持されている。従
って、フック格納状態で、フックユニットの上昇を伴う
クレーン操作、つまり、フック巻上操作、ブームの起立
操作、ブーム伸長操作が、行われても、ブーム起立操作
リミットスイッチＳ５、フック巻上操作リミットスイッ
チＳ６、及びブーム伸長操作リミットスイッチＳ７のい
ずれかがオン状態となって、電磁開閉弁１１のソレノイ
ド１１ａが励磁され、もってこれらのクレーン操作が回
避される。

【００４０】これによって、巻過状態を非接触式の距離
検出器７で検出するようにしても、フック格納状態での
フックユニット５の上昇方向のクレーン操作、つまり、
フック巻上操作、ブームの起立操作、ブーム伸長操作の
作動が防止され、フックユニット５を吊り込むワイヤロ
ープ４の破損が回避される。

【００４１】また、このフック格納状態で、ブーム先端
部１下方の近接距離ｈの位置をなんらかの物体が通過し
ても上記巻過検出信号の出力状態は保持されたままとな
る。さらに、フック格納状態から、フック使用状態とす
る場合には、フック巻上巻下レバー２５を操作して、フ
ック巻上巻下コントロールバルブ１８のスプールを巻下
操作位置に移動させると、巻下操作リミットスイッチＳ
８がオンとなると共に、フックユニット５の巻き下げが
実施され、フックユニット５は、ブーム先端部１の案内
面１ａに沿って当該ブーム先端部１位置まで移動し、続
いて当該ブーム先端部１から離れて下降する。

【００４２】そして、フックユニット５が近接距離ｈを
通過すると、巻過コントローラ１０は、巻下操作リミッ
トスイッチＳ８からの信号Ｓ２を入力し且つフックユニ
ット５が近接位置を通過したと判断して上記巻過検出信
号の出力状態の保持を解除する。もっとも、巻過間隔Ｈ
以下の場合には、巻過検出信号が出力された状態であ
る。

【００４３】さらに、巻過間隔Ｈより大きい間隔までフ
ックユニット５が下降すると、巻過コントローラ１０か
らの巻過検出信号の出力がなくなり、フック巻上操作、
ブームの起立操作、ブーム伸長操作が出来るようにな
り、即ちすべてのクレーン作業が可能となる。

【００４４】なお、上記実施の形態では、フックユニッ
ト５の巻下操作のみを検出して巻過検出信号の出力状態
の保持の解除を行うように説明しているが、ブームの縮
小操作、ブームの倒伏操作も検出してこの操作中であっ
ても巻過検出信号の出力状態の保持の解除を行えるよう
にしてもよい。

【００４５】また、本実施の形態では、巻過間隔Ｈより
も近接距離ｈを小さく設定しているが、近接距離ｈを巻
過間隔Ｈと等しく設定してもよい。但し、この場合に
は、フック巻下操作のみに連動して巻過検出信号の出力
状態の保持の解除を行うようにした場合に、例えば、ブ
ームの縮小操作でフックユニットを巻過位置より下げて
も、巻過検出信号の出力状態の保持が解除されていない
ので、ウインチにより巻上、ブームの伸長、ブームの起
立の動作が出来ないという不便がある。従って、この場
合には、上述のようにブームの縮小操作及びブームの倒
伏操作を検出して、この操作中であっても巻過検出信号
の出力状態の保持の解除が行えるようにする必要があ
る。

【００４６】また、本実施の形態では、距離検出器７を
ブーム先端部１の中央部に設けることで、フックユニッ
ト５が揺動しても当該距離検出器７による検知範囲を広
く取れると共に、ブーム内に設定することで、距離検出
器７がブームによって保護されるようになっている。勿
論、ブーム先端部１の側方に取り付けるようにしてもよ
い。

【００４７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明では、
フック格納機構付きクレーンであっても、非接触式の距
離検出器を使用して巻過状態を検出可能とすることがで
きるという効果がある。

【００４８】このため、フック格納機構の部品に、巻過
検出用の部品が干渉するという不具合が解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るフックユニットの吊
り下げ状態及び距離検出器を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るフックユニットの吊
り下げ状態及び距離検出器を示す図である。

【図３】巻過用コントローラの処理を示す図である。

【図４】電磁開閉弁のソレノイドを含む電気回路を示す
図である。

【図５】クレーン操作のための油圧回路を示す図であ
る。

【図６】近接距離までフックユニットが上昇した状態を
示す図である。

【図７】従来のクレーンを説明するための図である。

【符号の説明】

１ ブーム先端部 １ａ 案内面 ２，３ プーリ ４ ワイヤロープ ５ フックユニット ７ 距離検出器 ８ 反射鏡 １０ コントローラ １１ 電磁開閉弁 ｈ 近接距離 Ｈ 巻過間隔 Ｓ４ 巻過リミットスイッチ Ｓ５ ブーム起立操作リミットスイッチ Ｓ６ フック巻上操作リミットスイッチ Ｓ７ ブーム伸長操作リミットスイッチ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブーム先端部から吊り下げられたフック
   ユニットが、上記ブーム先端部に対し所定巻過間隔以内
   まで接近すると当該接近を検知して巻過検出信号を出力
   する巻過検出手段を備えると共に、上記巻過検出信号の
   有無とは関係なくブーム先端部に当接するまでフックユ
   ニットを巻き上げ当該フックユニットをブーム先端部に
   横方向に格納するフック格納機構を備えたフック格納機
   構付きクレーンにおいて、 上記巻過検出手段は、検出部を下方に向けた状態でブー
   ム先端部に取り付けられてブーム先端部と当該ブーム先
   端部から吊り下げられたフックユニットとの距離を検出
   する超音波センサ若しくは光センサ等の非接触式の距離
   検出器と、 当該距離検出器からの距離信号に基づき、フックユニッ
   トがブーム先端部に上記巻過間隔以内に接近したと判断
   すると巻過検出信号を出力し、また、フックユニットが
   上昇してブーム先端部に対し上記巻過間隔と等しいかそ
   れよりも短い所定の近接距離まで接近すると上記巻過検
   出信号の出力状態を保持するコントローラとを備えるこ
   とを特徴とするフック格納機構付きクレーン。
2. 【請求項２】 フックユニットの降下を伴うクレーン操
   作を検出する降下操作検出手段を備え、上記コントロー
   ラは、その降下操作検出手段を介したフックユニットの
   降下を伴うクレーン操作を検出中にフックユニットとブ
   ーム先端部との距離が上記近接距離以上となったと判断
   したら上記巻過検出信号の出力状態の保持を解除するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のフック格納機構付きク
   レーン。