JP3217220U - ブーム装置、及びブーム装置を備えた作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で、かつ正確にブーム装置の近傍の障害物を検出可能な手段を提供する。
【解決手段】クレーン車１０は、走行体１１及びクレーン装置１２を備える。クレーン装置１２は、旋回台３１と、旋回台３１に起伏可能に支持されたブーム装置３２とを備える。ブーム装置３２は、ブーム４０と、第１センサ５１及び第２センサ５２とを備える。ブーム４０は、基端ブーム４１と、中間ブーム４２と、先端ブーム４３とを有する。第１センサ５１及び第２センサ５２は、ブーム４０の軸線方向に沿ったレーザ光を照射する。第１センサ５１は、ブーム４０から第１離間距離Ｌ１だけ離れた位置にレーザ光を照射する。第２センサ５２は、ブーム４０から第２離間距離Ｌ２（＞Ｌ１）だけ離れた位置にレーザ光を照射する。コントローラは、第２センサ５２が障害物を検出すると、警告報知を行い、第１センサ５１が障害物を検出すると、危険報知を行う。
【選択図】図１

Description

この考案は、伸縮可能なブームを備えたブーム装置及び作業車に関する。

クレーン車や高所作業車や軌陸車など、伸縮自在なブーム装置を備えた作業車がある。ブーム装置には、障害物との接触を防止するため、カメラや超音波センサやレーダが設けられたものがある（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０１６−５６００６号公報 特開２００３−２３８０７７号公報

しかしながら、カメラを用いる場合、カメラそのものの他、画像処理を行い得る高価なＣＰＵが必要になる。

また、本願に係る考案者は、超音波センサやレーダでは、ブームの近傍の障害物を検出することは困難であるとの知見を得た。すなわち、電波や音波をブームの近傍に照射すると、電波や音波の広がりにより、電波や音波がブームに照射されてブームで反射してしまい、ブーム近傍の障害物の検出が困難になる。

本考案はかかる背景のもとになされたものであって、その目的は、安価で、かつ正確にブーム装置の近傍の障害物を検出可能な手段を提供することにある。

(1) 本考案に係るブーム装置は、テレスコピック機構を介して軸線方向に沿って伸縮可能なブーム装置である。上記ブーム装置は、基端ブームと、先端ブームと、上記基端ブームの側面と上記先端ブームの側面との少なくとも一方に設けられた第１センサ及び第２センサと、上記第１センサ及び第２センサの出力が入力されるコントローラと、報知を行う報知装置と、備える。上記第１センサは、上記軸線方向に沿ったレーザ光を照射する第１照射部と、上記第１照射部が照射したレーザ光の散乱光を受光する第１受光部と、を有しており、当該散乱光を当該第１受光部が受光しない場合に第１信号を出力し、当該散乱光を当該第１受光部が受光した場合に第２信号を出力する。上記第２センサは、上記ブーム装置に対する上記第１センサよりも外側において、上記軸線方向に沿ったレーザ光を照射する第２照射部と、上記第２照射部が照射したレーザ光の散乱光を受光する第２受光部と、を有しており、当該散乱光を当該第２受光部が受光しない場合に第３信号を出力し、当該散乱光を当該第２受光部が受光した場合に第４信号を出力する。上記コントローラは、上記ブーム装置が駆動しているか否かを判断する判断処理と、上記判断処理で上記ブーム装置が駆動していると判断した場合において、上記第２センサから上記第４信号が入力し、上記第１センサから上記第１信号が入力したことに応じて第１報知（警戒報知）を行う第１報知処理と、上記第１センサから上記第２信号が入力したことに応じて、上記第１報知と異なる第２報知（危険報知）を行う第２報知処理と、を実行する。

第１センサは、ブーム装置の軸線方向に沿ったレーザ光を照射し、ブーム装置の軸線方向に沿って第１の検出領域を形成する。第２センサは、第１センサよりも外側において、ブーム装置の軸線方向に沿ったレーザ光を照射し、第１の検出領域よりも外側に、第２の検出領域を形成する。コントローラは、第２センサが散乱光を検出し、内側の第１センサが散乱光を検出しない場合、すなわち、外側の第２の検出領域で障害物を検出すると、第１報知を行う。また、コントローラは、第１センサが散乱光を検出した場合、すなわち、内側の第１の検出領域で障害物を検出すると、第１報知と異なる第２報知を行う。したがって、駆動するブーム装置に障害物が接近したことを２段階で検出して操縦者に報知することができる。

(2) 好ましくは、上記コントローラは、上記第１報知を実行したことに応じて、上記ブームの駆動を停止させる駆動停止処理を実行してもよい。

コントローラは、第１報知を実行したことに応じて、ブームの駆動を停止させる。すなわち、障害物がブーム装置に近づくと、まず、第１報知が実行され、障害物がブーム装置にさらに近づくと、第２報知がされるとともに、ブーム装置の駆動が停止される。したがって、ブーム装置が障害物に接触することが防止されるとともに、ブーム装置の駆動が停止された理由を操縦者に容易に認識させることができる。

(3) 本考案に係るブーム装置は、上記第２センサを上記第１センサから離間した計測位置と、当該計測位置よりも当該第１センサに近い格納位置との間で移動可能に保持する保持装置をさらに備える。上記コントローラは、上記ブーム装置が駆動していると上記判断処理で判断したことに応じて、上記第２センサを上記計測位置に移動させる移動処理と、上記ブーム装置の駆動が終了されたと判断したことに応じて、上記第２センサを上記格納位置に移動させる格納処理と、をさらに実行する。

第２センサは、走行中などブーム装置が駆動されない場合は、格納位置にされ、ブーム装置が駆動される場合は、計測位置にされる。したがって、障害物を適切に検出でき、また、ブーム装置が駆動されない場合は、走行などにおいて支障となることがない。

(4) 本考案に係る作業車は、車体と、上記車体に旋回可能に支持された旋回台と、
上記旋回台に起伏可能に支持された上述のブーム装置と、を備える。

本考案は、作業車として捉えることもできる。

この考案によれば、ブーム装置の駆動時において、安価で、かつ正確にブーム装置の近傍の障害物を検出することができる。

図１は、本考案の一実施形態に係るクレーン車１０の作業時の側面図である。 図２（Ａ）は、第１センサ５１及び第２センサ５２が格納位置にある状態のクレーン車１０の側面図であり、図２（Ｂ）は、変形例に係るクレーン車１０の側面図であり、図２（Ｃ）は、他の変形例に係るクレーン車１０の側面図である。 図３は、クレーン車１０の機能ブロック図である。 図４は、報知処理のフローチャートである。 図５は、さらに他の変形例に係るクレーン車１０の側面図である。

［実施形態］

以下、本考案の好ましい実施形態が、適宜図面が参照されながら説明される。なお、本実施の形態は、本考案に係るブーム装置の一態様にすぎず、本考案の要旨を変更しない範囲で実施態様が変更されてもよいことは言うまでもない。

図１は、本考案の一実施形態に係るブーム装置３２が採用されたクレーン車１０の側面図である。クレーン車１０は、本考案の「作業車」の一例である。ただし、作業車は、クレーン車に限られない。作業車は、高所作業車や、クレーントラックや、軌陸車など、ブーム装置を備えた他の車両であってもよい。

クレーン車１０は、走行体１１と、走行体１１に搭載されたクレーン装置１２及びキャビン１３と、を主に備える。キャビン１３は、クレーン車１０の運転を行う不図示の運転装置、及び、クレーン装置１２の操縦を行う操縦装置１４（図３）を有する。なお、図示例では、クレーン車１０は、１つのキャビン１３を備えたラフテレーンクレーンである。しかしながら、クレーン車１０は、運転装置を有する第１のキャビンと、操縦装置を有する第２のキャビンとの２つのキャビンを備えたオールテレーンクレーンであってもよい。

走行体１１は、車体２０と、車体２０に回転可能に保持された複数の車輪２１と、車輪２１を回転駆動する不図示のエンジンとを備える。また、走行体１１は、エンジンによって駆動される油圧ポンプを有する油圧装置１５（図３）と、油圧装置１５によって動作されるアウトリガ装置２２とを備える。アウトリガ装置２２は、油圧装置１５によって動作される油圧シリンダ２３及びジャッキシリンダ２４（図３）を有する。油圧シリンダ２３は、アウトリガ装置２２を格納状態と張出状態との間で伸縮させる。ジャッキシリンダ２４は、伸長することによって車体２０を支持する。アウトリガ装置２２は、接地したジャッキシリンダ２４により、車体２０の姿勢を安定させる。

また、走行体１１は、車体２０に搭載された旋回モータ２５（図３）を備える。旋回モータ２５は。油圧装置１５によって駆動される。旋回モータ２５は、クレーン装置１２の旋回台３１を旋回させる。

クレーン装置１２は、車体２０に旋回可能に支持された旋回台３１と、旋回台３１に起伏可能に支持されたブーム装置３２とを備える。旋回台３１は、旋回モータ２５によって旋回される。旋回台３１と車体２０との間には、不図示のスイベルが設けられている。油圧装置１５の油圧ポンプが送出する作動油は、スイベルを通じてブーム装置３２に供給される。

ブーム装置３２は、旋回台３１に起伏可能に支持されたブーム４０と、ブーム４０を起伏させる起伏シリンダ４４（図３）とを備える。起伏シリンダ４４は、スイベルを通じて供給された作動油によって駆動される。

ブーム４０は、基端ブーム４１と、中間ブーム４２と、先端ブーム４３とを有する。基端ブーム４１、中間ブーム４２、及び先端ブーム４３は、入れ子状に配置されており、伸縮可能である。すなわち、ブーム４０は、テレスコピック機構により、伸縮する。なお、ブーム４０は、基端ブーム４１と先端ブーム４３との２つのブームのみを有していてもよいし、複数の中間ブーム４２を有していてもよい。

ブーム装置３２は、ブーム４０を伸縮させる伸縮シリンダ４５（図３）をさらに備える。伸縮シリンダ４５は、スイベルを通じて供給された作動油によって駆動される。

また、ブーム装置３２は、ウインチ４６（図３）と、ウインチ４６によって巻き取られ、或いは繰出されるロープの先端が接続されたフック４７（図３）とを備える。フック４７は、ブーム４０の先端に配置されている。

また、ブーム装置３２は、第１センサ５１と、第２センサ５２と、保持装置５３と、駆動モータ５４（図３）を備える。第１センサ５１及び第２センサ５２は、レーザ光を照射する照射部と、障害物等によって散乱されたレーザ光を受光する受光部と、をそれぞれ有する。第１センサ５１の照射部は、本考案の「第１照射部」の一例であり、第１センサ５１の受光部は、本考案の「第１受光部」の一例である。第２センサ５２の照射部は、本考案の「第２照射部」の一例であり、第２センサ５２の受光部は、本考案の「第２受光部」の一例である。

第１センサ５１及び第２センサ５２は、基端ブーム４１の一側面（図１における上面）に設けられている。第１センサ５１及び第２センサ５２は、図１に示される検出位置と、図２（Ａ）に示される格納位置との間で移動可能に保持装置５３に保持されている。第１センサ５１及び第２センサ５２は、駆動モータ５４によって、検出位置及び格納位置に移動される。第１センサ５１及び第２センサ５２は、クレーン車１０が走行される際に格納位置にされ、クレーン装置１２が使用される作業時において、検出位置にされる。以下では、第１センサ５１及び第２センサ５２が検出位置にあるものとして説明する。

第１センサ５１は、図１に示されるように、ブーム４０の一側面（図１における上面）から第１離間距離Ｌ１だけ離れた位置に位置している。第１センサ５１は、ブーム装置３２の軸線方向（図における左右方向）に沿うレーザ光を先端ブーム４３側に照射する。第１センサ５１は、ブーム４０に近づいた障害物によって散乱された散乱光を受光する。第１センサ５１は、散乱光を受光しないことに応じて、第１信号を出力し、散乱光を受光したことに応じて、第１信号と相違する第２信号を出力する。第１信号は、例えばローレベル（０ｖ）の信号であり、第２信号は、例えばハイレベル（５ｖ）の信号である。すなわち、第１センサ５１は、障害物がブーム４０に対して距離Ｌ１以内に近づくと第２信号を出力する。第１センサ５１は、障害物がブーム４０に対して距離Ｌ１以内に近づいたか否かを検出する第１検出領域５５を形成する。

第２センサ５２は、ブーム４０の一側面（図１における上面）から第２離間距離Ｌ２だけ離れた位置に位置している。第２センサ５２は、ブーム装置３２の軸線方向に沿うレーザ光を先端ブーム４３側に照射する。すなわち、第２センサ５２は、ブーム４０に対して、第１センサ５１よりも外側にレーザ光を照射する。第２センサ５２は、散乱光を受光しないことに応じて、第３信号を出力し、散乱光を受光したことに応じて、第３信号と相違する第４信号を出力する。第３信号は、例えばローレベル（０ｖ）の信号であり、第４信号は、例えばハイレベル（５ｖ）の信号である。すなわち、第２センサ５２は、障害物がブーム４０に対して距離Ｌ２（＞Ｌ１）以内に近づくと第４信号を出力する。第２センサ５２は、障害物がブーム４０に対して距離Ｌ２以内に近づいたか否かを検出する第２検出領域５６を形成する。

第１センサ５１及び第２センサ５２が出力する信号は、図３に示されるコントローラ６０に入力される。コントローラ６０は、制御基板に実装されたマイクロコンピュータや種々のＩＣやコンデンサや抵抗やダイオードによって実現される。当該制御基板は、例えば、キャビン１３に配置された制御ボックスに収容される。

コントローラ６０は、図３に示されるように、ＣＰＵ６１と、プログラムが記憶されたＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６３と、メモリ６４と、不図示の通信バスとを備える。ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２に記憶されたプログラムのアドレスに記述された命令を順に実行することにより、プログラムを実行する。ＲＡＭ６３は、プログラムが実行される際に、データなどを一時記憶する。メモリ６４は、プログラムの実行に必要なデータ等を記憶する。ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、及びメモリ６４は、通信バスによって接続されている。

コントローラ６０には、操縦装置１４、第１センサ５１及び第２センサ５２、駆動モータ５４、油圧装置１５の不図示の電磁弁等、操縦装置１４が有するディスプレイ１６及びスピーカ１７が接続されている。コントローラ６０は、操縦装置１４から入力した操作信号に応じて油圧装置１５の電磁弁等を駆動する駆動信号を出力し、ブーム装置３２を駆動させる。

また、コントローラ６０は、操縦装置１４から入力した操作信号や、第１センサ５１及び第２センサ５２から入力したセンサ信号に応じて、図４に示される報知／駆動停止処理を実行する。以下、詳しく説明する。

まず、コントローラ６０は、ブーム装置３２の駆動が開始されたか否かを判断する（Ｓ１１）。例えば、コントローラ６０は、操縦装置１４の電源がオンにされ、操縦装置１４から所定の駆動開始信号が入力されたことに応じて、ブーム装置３２の駆動が開始されたと判断する。ステップＳ１１の処理は、本考案の「判断処理」の一例である。

コントローラ６０は、ブーム装置３２の駆動が開始されたと判断すると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、駆動モータ５４を駆動させ、格納位置にある第１センサ５１及び第２センサ５２を検出位置に移動させる（Ｓ１２）。そして、第１センサ５１及び第２センサ５２に駆動電力を供給し、第１センサ５１及び第２センサ５２に障害物を検出させる。ステップＳ１２の処理は、本考案の「移動処理」の一例である。

次に、コントローラ６０は、ブーム装置３２の駆動が終了されたか否かを判断する（Ｓ１３）。例えば、コントローラ６０は、操縦装置１４の電源がオフにされ、操縦装置１４から所定の駆動終了信号が入力されたことに応じて、ブーム装置３２の駆動が終了されたと判断する。

コントローラ６０は、ブーム装置３２の駆動が終了されていないと判断すると（Ｓ１３：Ｎｏ）、第１センサ５１が障害物を検出したか否かを判断する（Ｓ１４）。具体的には、コントローラ６０は、第１センサ５１から入力した信号が第２信号か否かを判断する。

コントローラ６０は、第１センサ５１から入力した信号が第２信号であって、第１センサ５１が障害物を検出したと判断すると（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、すなわち、第１検出領域５５に障害物が進入したと判断すると、危険報知を行う（Ｓ１５）。危険報知は、例えば、危険を操縦者に認識させる音声をスピーカ１７に出力させ、危険を操縦者に認識させる画像をディスプレイ１６に表示させることによって行われる。ディスプレイ１６及びスピーカ１７は、本考案の「報知装置」の一例である。危険報知は、本考案の「第２報知」の一例である。ステップＳ１５の処理は、本考案の「第２報知処理」の一例である。

コントローラ６０は、危険報知を実行した後、ブーム装置３２の駆動を停止させる（Ｓ１６）。すなわち、コントローラ６０は、ブーム４０が障害物に接触しないように、ブーム装置３２の駆動を停止させる。ステップＳ１６の処理は、本考案の「駆動停止処理」の一例である。

また、コントローラ６０は、操縦装置１４による障害物に接触する危険側へのブーム装置３２の駆動を禁止する（Ｓ１７）。コントローラ６０は、ブーム装置３２の危険側への駆動禁止を解除する指示が操縦装置１４から入力されるまで（Ｓ１８：Ｎｏ）、ブーム装置３２の危険側への駆動禁止を継続する。操縦者は、危険報知がされ（Ｓ１５）、ブーム装置３２の駆動が停止されると（Ｓ１６）、障害物を確認した後、駆動禁止を解除する指示を操縦装置１４を用いてコントローラ６０に入力する。

コントローラ６０は、ブーム装置３２の駆動禁止を解除する指示が入力されたと判断すると（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、ブーム装置３２の駆動禁止を解除し（Ｓ１９）、ステップＳ１３以降の処理を実行する。

コントローラ６０は、ステップＳ１４において、第１センサ５１から入力した信号が第１信号であって、第１センサ５１が障害物を検出していないと判断すると（Ｓ１４：Ｎｏ）、第２センサ５２が障害物を検出したか否かを判断する（Ｓ２０）。具体的には、コントローラ６０は、第１センサ５１から入力した信号が第４信号か否かを判断する。

コントローラ６０は、第２センサ５２から入力した信号が第４信号であって、第２センサ５２が障害物を検出したと判断すると（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、すなわち、第２検出領域５６に障害物が進入したと判断すると、警告報知を行う（Ｓ２１）。警告報知は、例えば、警告音をスピーカ１７に出力させ、警告画面をディスプレイ１６に表示させることによって行われる。警告報知は、本考案の「第１報知」の一例である。ステップＳ２１の処理は、本考案の「第１報知処理」の一例である。

コントローラ６０は、警告報知を行った後（Ｓ２０）、ステップＳ１３以降の処理を再度実行する。コントローラ６０は、ステップＳ１３において、ブーム装置３２の駆動が終了したと判断すると（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、第１センサ５１及び第２センサ５２を計測位置から格納位置に移動させ（Ｓ２２）、処理を終了する。ステップＳ２２の処理は、本考案の「格納処理」の一例である。

[実施形態の作用効果]

本実施形態では、ブーム装置３２から第１離間距離Ｌ１の範囲内の障害物を検出する第１検出領域５５と、ブーム装置３２から第２離間距離Ｌ２（＞Ｌ１）の範囲内の障害物を検出する第２検出領域５６とが、第１センサ５１及び第２センサ５２によって形成される。したがって、駆動するブーム装置に障害物が接近したことを２段階で検出して操縦者に報知することができる。

また、コントローラ６０は、危険報知を実行したことに応じて、ブームの駆動を停止させる。したがって、ブーム装置３２に障害物が接触することが防止されるとともに、ブーム装置３２の駆動が停止された理由を操縦者に容易に認識させることができる。

また、第１センサ５１及び第２センサ５２は、ブーム装置３２の駆動が開始すると、検出位置に移動され、ブーム装置３２の駆動が終了すると、格納位置に移動される。したがって、障害物を適切に検出でき、また、クレーン車１０の走行において支障となることがない。

[変形例]
上述の実施形態では、第１センサ５１及び第２センサ５２が基端ブーム４１に設けられた例を説明した。しかしながら、第１センサ５１及び第２センサ５２は、図２（Ｂ）に示されるように、先端ブーム４３に設けられていてもよい。第１センサ５１及び第２センサ５２は、ブーム４０の軸線方向に沿って、基端ブーム４１側にレーザ光をそれぞれ照射する。

また、上述の実施形態では、第１センサ５１及び第２センサ５２が図１におけるブーム４０の上面側に設けられた例を説明した。しかしながら、第１センサ５１及び第２センサ５２は、図１におけるブーム４０の下面側に設けられていてもよいし、図２（Ｃ）に示されるように、ブーム４０の左右両側面に設けられていてもよい。

また、上述の実施形態では、第１センサ５１及び第２センサ５２が、ブーム４０の軸線方向にほぼ平行なレーザ光を照射する例を説明した。しかしながら、第１センサ５１及び第２センサ５２は、図５に示されるように、進行するにしたがってブーム４０から離れるようなレーザ光を照射してもよい。

また、上述の実施形態では、第２センサ５２が障害物を検出したことに応じて警告報知を行う例を説明した。しかしながら、警告報知とともに、或いは警告報知に代えて、ブーム装置３２の起立速度が低下されてもよい。詳しく説明すると、メモリ６４には、起立速度の下限値が記憶されている。コントローラ６０は、第２センサ５２が障害物を検出したことに応じて、ブーム装置３２の起立速度が下限値となるまで、ブーム装置３２の起立速度を低下させる。ブーム装置３２の起立速度が低下されることにより、ブーム装置３２が障害物と接触するおそれをさらに低減することができる。

１０・・・クレーン車
１６・・・ディスプレイ
１７・・・スピーカ
２０・・・車体
３１・・・旋回台
３２・・・ブーム装置
４１・・・基端ブーム
４３・・・先端ブーム
５１・・・第１センサ
５２・・・第２センサ
５３・・・保持装置

Claims (4)

1. 起伏可能なブーム装置であって、
   基端ブームと、
   先端ブームと、
   上記基端ブームの側面と上記先端ブームの側面との少なくとも一方に設けられた第１センサ及び第２センサと、
   上記第１センサ及び第２センサの出力が入力されるコントローラと、
   報知を行う報知装置と、備えており、
   上記第１センサは、上記軸線方向に沿ったレーザ光を照射する第１照射部と、上記第１照射部が照射したレーザ光の散乱光を受光する第１受光部と、を有しており、当該散乱光を当該第１受光部が受光しない場合に第１信号を出力し、当該散乱光を当該第１受光部が受光した場合に第２信号を出力し、
   上記第２センサは、上記ブーム装置に対する上記第１センサよりも外側において、上記軸線方向に沿ったレーザ光を照射する第２照射部と、上記第２照射部が照射したレーザ光の散乱光を受光する第２受光部と、を有しており、当該散乱光を当該第２受光部が受光しない場合に第３信号を出力し、当該散乱光を当該第２受光部が受光した場合に第４信号を出力し、
   上記コントローラは、
   上記ブーム装置が駆動しているか否かを判断する判断処理と、
   上記判断処理で上記ブーム装置が駆動していると判断した場合において、上記第２センサから上記第４信号が入力し、上記第１センサから上記第１信号が入力したことに応じて第１報知を行う第１報知処理と、上記第１センサから上記第２信号が入力したことに応じて、上記第１報知と異なる第２報知を行う第２報知処理と、を実行するブーム装置。
2. 上記コントローラは、上記第２報知を実行したことに応じて、上記ブーム装置の駆動を停止させる駆動停止処理を実行する請求項１に記載のブーム装置。
3. 上記第１センサ及び上記第２センサを上記ブーム装置に近接する格納位置と、上記ブーム装置から離間した計測位置との間で移動可能に保持する保持装置をさらに備えており、
   上記コントローラは、
   上記ブーム装置が駆動していると上記判断処理で判断したことに応じて、上記第１センサ及び上記第２センサを上記計測位置に移動させる移動処理と、
   上記ブーム装置の駆動が終了されたと判断したことに応じて、上記第１センサ及び上記第２センサを上記格納位置に移動させる格納処理と、をさらに実行する請求項１または２に記載のブーム装置。
4. 車体と、
   上記車体に旋回可能に支持された旋回台と、
   上記旋回台に起伏可能に支持された請求項１から３のいずれかに記載のブーム装置と、を備えた作業車。
   

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