JP3745480B2 - モーメントリミッタ付き建設機械 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、モーメントリミッタ付き建設機械に関し、とくにクレーン作業の他に掘削作業などを行うアタッチメントを有し、このアタッチメントを取り付けた状態で、クレーン作業を行うことができるモーメントリミッタ付き建設機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、クレーンのブーム長さごとにそれぞれの定格荷重曲線を記憶した複数のカセットを用意しておき、ブーム長さによってカセットを交換するようにしたモーメントリミッタが知られている。
ここで、ジブ付クレーンにおいて同一のブーム長さのままで主ブーム吊りとジブ吊りとを切り換えて作業するような場合には、これらの主ブーム吊り、ジブ吊りに応じた2種類の定格荷重曲線が記憶されている1つのカセットを使用し、カセットを交換することなく単にオペレータがセレクタスイッチを切り換えるのみで主ブーム吊りとジブ吊りに応じた定格荷重曲線を選択するようにしたモーメントリミッタが知られている(例えば実開昭58−1084号公報)。
【0003】
一方、堀削用のフロントアタッチメントをクレーン本体に装着してなるアースドリル機においては、フロントアタッチメントをクレーン本体に装着し、そのフロントアタッチメントをブームに抱き込んだ状態にて荷役作業を行うアースドリル補巻作業と、フロントアタッチメントをブームから外した状態にて荷役作業を行うクレーン作業とがある。
このようなアースドリル機においては、フロントアタッチメントを取り付けた状態と取り外した状態とでは、フロントアタッチメントの自重の影響により定格荷重曲線が相違する。このため、アースドリル機においては、フロントアタッチメント使用状態と非使用状態とに応じた定格荷重曲線を記憶したカセットをそれぞれ用意し、フロントアタッチメントを取り付けた状態にあるか取り外した状態にあるかに応じて作業者がカセットの入れ替えを行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなアースドリル機においては、作業者が作業状態に応じてカセットの入れ替えを行っているため、誤ったカセットを使用してしまうおそれがある。この場合、上記実開昭58−1084号公報に記載されたように、1本のカセットに複数の定格荷重曲線を記憶し、作業状態によってセレクタスイッチの切り換えを行うことが考えられる。しかしながら、この場合もセレクタスイッチの切り換えは作業者が行うことから、セレクタスイッチを誤って切り換えてしまうおそれがある。
【0005】
本発明の目的は、アースドリル機のようにクレーン作業以外に他の作業を行うことができるアタッチメントを備えた建設機械において、モーメントリミッタにおける定格荷重曲線の切り換えを誤りなく行うことができるモーメントリミッタ付き建設機械を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図1〜図6を参照して説明すると、請求項1の発明は、ブーム8と、ブーム8の前方に起伏可能に支持されるアースドリルのフロントアタッチメント3と、フロントアタッチメント3をブーム8から取り外した状態で行う荷役作業であるクレーン作業、およびフロントアタッチメント3をブーム8に抱き込んだ状態で行う荷役作業であるアースドリル補巻作業における吊荷の荷重をそれぞれ検出する荷重検出器15と、ブーム8の角度を検出する角度検出器16と、荷重検出器15および角度検出器16の検出結果に基づいて、クレーン作業時およびアースドリル補巻作業時の定格荷重曲線を選択して過負荷防止制御を行うモーメントリミッタ13とを備えたモーメントリミッタ付き建設機械に適用され、フロントアタッチメント3に設けられ、フロントアタッチメント3の状態を検出して作業状態を検出する状態検出器23Aと、状態検出器23Aの検出結果に基づいて、モーメントリミッタ13における定格荷重曲線の設定をクレーン作業用およびアースドリル補巻作業用のいずれか一方のものに変更する演算器13と、状態検出器23Aによって検出されたフロントアタッチメント3の状態に基づき変更された定格荷重曲線の状態を表示する表示器49,50とを備えたことにより上記目的を達成する。
【0007】
請求項2の発明によれば、状態検出器23Aは、ブームに接触したときにオンし、非接触の時にオフするリミットスイッチである。
請求項3の発明によれば、状態検出器23Bは、ブーム8に近づいたことを非接触にて検出する非接触式センサである。
請求項4の発明によれば、状態検出器23Cは、フロントアタッチメント3を起伏動するフロントアタッチメント用起伏ロープ4に作用する荷重を検出するロードセル手段からなる。
【0008】
請求項1の発明によれば、建設機械の作業に応じたアタッチメントの状態が状態検出器23Aにより検出される。そして、演算器13では、状態検出器23Aの検出結果により、モーメントリミッタにおける定格荷重曲線の設定が変更される。
【0009】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態によるアースドリル機の構成を示す側面図である。図1に示すように、下部走行体21の上部には旋回輪22を介して上部旋回体1が旋回自在に取り付けられている。上部旋回体1の前部にはブーム8が起伏可能に取り付けられている。ブーム8の上端はペンダントロープ9を介してブーム起伏ロープ14に支持されている。ブーム起伏ウインチ18によりブーム起伏ロープ14の繰り出し長さを変化させるとブーム8が起伏する。
【0011】
ブーム8の前方には、ケリードライブ装置2を支持するフロントフレーム3が設けられ、その下端が上部旋回体1と回動自在に連結されている。フロントフレーム3の上部は、ブーム8の内部から繰り出されたフロントフレーム起伏ロープ4により支持されている。油圧シリンダ5を伸縮させてフロントフレーム起伏ロープ4の繰り出し長さを変化させるとフロントフレーム3が起伏する。ケリードライブ装置2はケリーバ6を回転駆動する。ケリーバ6は、スイベルジョイント6aを介してケリーロープ7と接続されている。ケリーロープ7はブーム8の上端を経由して主巻ウインチ19に巻き取られている。竪孔の掘削時にはフロントフレーム起伏ロープ4が図1に示す位置よりも繰り出され、ケリーバ6の下端に掘削バケット(不図示)が取り付けられる。竪孔掘削後、補巻フック10から鉄筋やトレミー管の吊荷100(図では模式的に示す)を吊り下げて竪孔内に建て込むときは、ケリーバ6から掘削バケットが取り外され、フロントフレーム3が図1に示すようにブーム8側に引き寄せられる。なお、補巻フック10を支持する補巻ロープ11はブーム8の上端を経由して補巻ウインチ20に巻き取られる。
【0012】
上記のアースドリル機において、ブーム起伏ロープ14の張力が荷重検出器15により検出され、ブーム8の角度がブーム側面の角度検出器16により検出される。これらの検出器15,16の検出信号は運転室12の内部に設置された、モーメントリミッタを内包する演算装置13に入力される。なお、ブーム角度は垂直線から下向きに測った角度である。
【0013】
また、図1における部分aには、フロントフレーム3の起伏状態を検出する検出器23Aが設けられている。図2は検出器23Aの構成を示す平面図、図3は図2のB方向矢視図である。図2および図3に示すように、検出器23Aは接触式のリミットスイッチからなるものであり、フロントフレーム3に設けられたストッパ3aに取り付けられる。ブーム8には検出器23Aと対応する位置にストッパ8aが取り付けられており、フロントフレーム3をブーム8側に抱き込んでいくと、ストッパ8aと検出器23Aのストライカ24とが接触し、これによりストライカ24が傾倒してスイッチが作動するように構成されている。この検出器23Aのオン/オフ状態は上記演算装置13において検出される。
【0014】
図4および図5は演算装置13の構成を示す図であり、図4はカセットとスイッチの接続関係を示すブロック図、図5は演算装置13のパネル部分を示す正面図である。図4および図5に示すように、演算装置13のパネル56に形成された開口57にはカセット51が挿入、取り出し可能とされている。カセット51は、クレーン作業用の定格荷重曲線を記憶した記憶回路52と、アースドリル補巻作業用の定格荷重曲線を記憶した記憶回路53とを備えている。定格荷重曲線の例を図6に示す。図6に示すようにクレーン作業用の定格荷重曲線W1は、アースドリル補巻作業用の定格荷重曲線W2よりも、大荷重および大作業半径での作業が可能となっている。
【0015】
カセット51をパネル56の開口57へ挿入した際に外部に露出する端面58には、作業データの種類を表示する標記54,55が設けられている。標記54はクレーン作業用の限界荷重を示すもので「クレーン」と記載してあり、標記55はアースドリル補巻作業用の限界荷重を示すもので「アース補巻」と記載されている。標記54,55の左方には表示ランプ49,50が設けられており、標記54と表示ランプ49とはライン59により、標記55と表示ランプ50とはライン60により結ばれている。
そして、図4に示すように、検出器23Aの作動状態により接触子63が移動し、適宜カセット51の記憶回路52あるいは記憶回路53が図示しない演算回路、比較回路などの処理回路に接続され、選択された作業データに該当する表示ランプ49あるいは表示ランプ50が点灯または点滅する。
【0016】
次いで、本実施の形態の動作について説明する。
アースドリル補巻作業を行う際は、フロントフレーム起伏ロープ4を巻き取ってフロントフレーム3をブーム8に抱き込む。これにより、ブーム8に設けられたストッパ8aと検出器23Aのストライカ24とが接触して検出器23Aのスイッチが作動し、アースドリル補巻作業状態を検出する。この際、カセット51のアースドリル補巻作業用の定格荷重曲線を記憶した記憶回路53が選択され、「アース補巻」と記載された標記55に対応する表示ランプ50が点灯する。そしてこの選択された定格荷重曲線と、角度検出器16の検出値と、荷重検出器15の検出値とに基づいて、作業時の負荷状態の表示が行われる。また、過負荷となるような場合には警報を発するなどして、過負荷が防止される。
【0017】
一方、フロントフレーム起伏ロープ4を繰り出してフロントアタッチメントをクレーン本体から取り外しているときは、ストッパ8aと検出器23Aのストライカ24とが接触しないため、検出器23Aのスイッチが作動せず、クレーン作業状態を検出する。この際、カセット51のクレーン作業用の定格荷重曲線を記憶した記憶回路52が選択され、「クレーン」と記載された標記54に対応するランプ49が点灯する。そしてこの選択された定格荷重曲線と、角度検出器16の検出値と、荷重検出器15の検出値とに基づいて、作業時の負荷状態の表示が行われる。また、過負荷となるような場合には警報を発するなどして、過負荷が防止される。
【0018】
このように、本実施の形態においては、フロントフレーム3の状態を検出器23Aにより検出することにより、アースドリル補巻作業用およびクレーン作業用の定格荷重曲線を選択するようにしたため、作業者が作業状態を誤って入力することがなくなり、適切な定格荷重により作業を行うことができる。
【0019】
−第2の実施の形態−
図7は第2の実施の形態における図1の部分aに対応する平面図、図8は図7のC方向矢視図である。
上記第1の実施の形態においては、リミットスイッチからなる検出器23Aにより、フロントフレーム3の状態を検出しているが、図7および図8に示すように、非接触式センサからなる検出器23Bによりフロントフレーム3の状態を検出してもよい。すなわち、検出器23Bによりフロントフレーム3のストッパ3aとブーム8のストッパ8aとの距離を検出し、この距離が所定値以下となったときにスイッチが作動するように検出器23Bを設定する。そして、この検出器23Bによりフロントフレーム3の状態に基づく作業状態を検出して、上記第1の実施の形態と同様に、カセット51に記憶された記憶回路52,53を選択して作業状態に応じた定格荷重曲線により作業を行うことができる。
【0020】
−第3の実施の形態−
図9は本発明の第3の実施の形態によるアースドリル機の構成を示す側面図である。なお、第3の実施の形態によるアースドリル機は上記図1に示す第1の実施の形態によるアースドリル機の構成を略同一であるため、ここでは相違点のみについて説明する。図9に示すように、第3の実施の形態においては、検出器23Aに代えて、フロントフレーム起伏ロープ4にロードセル23Cを設けた点が第1の実施の形態とは異なるものである。なお、ロードセル23Cは、フロントフレーム起伏ロープ4とフロントフレーム3との間にピンなどにより取り付けられる。また、ロードセル23Cの検出結果は上記演算装置13に入力されるものである。
【0021】
次いで、第3の実施の形態の動作について説明する。
アースドリル補巻作業を行う際は、フロントフレーム起伏ロープ4を巻き取ってフロントフレーム3をブーム8に抱き込む。この際、フロントフレーム3はフロントフレーム起伏ロープ4により支持されるため、ロードセル23Cにはフロントフレーム3の荷重が検出され、これにより、アースドリル補巻作業状態を検出する。
一方、フロントアタッチメントをクレーン本体から取り外しているときは、ロードセル23Cはフロントフレーム3の荷重を検出しないため、これによりクレーン作業状態を検出する。
そして、ロードセル23Cによる検出結果に基づいて、上記第1の実施の形態と同様に、カセット51に記憶された記憶回路52,53を選択して作業状態に応じた定格荷重曲線により作業を行うことができる。
【0022】
なお、上記実施の形態においては、フロントアタッチメントとしてアースドリルアタッチメントを使用しているが、例えばバケットなどの他のアタッチメントをフロントアタッチメントとして使用する場合であっても、本発明を適用することができる。
【0023】
以上の実施の形態と請求項との対応において、検出器23A,23Bおよびロードセル23Cが状態検出器を、演算装置13がモーメントリミッタおよび演算器を構成する。
【0024】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、アタッチメント状態検出器の検出結果に基づいて、モーメントリミッタにおける定格荷重曲線の設定を変更するようにしたため、作業状態に応じた定格荷重曲線を自動的に設定して作業を行うことができる。したがって、作業者がカセットを入れ替えたりスイッチを切り換えたりする必要がなくなるため、モーメントリミッタの誤設定を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるアースドリル機の構成を示す側面図
【図2】検出器の構成を示す平面図
【図3】図2のB方向矢視図
【図4】カセットとスイッチの接続関係を示すブロック図
【図5】演算装置のパネル部分を示す正面図
【図6】定格荷重曲線の例を示すグラフ
【図7】第2の実施の形態における図1の部分aに対応する平面図
【図8】図7のC方向矢視図
【図9】本発明の第3の実施の形態によるアースドリル機の構成を示す側面図
【符号の説明】
2 ケリードライブ装置
3 フロントフレーム
3a ストッパ
4 フロントフレーム起伏ロープ
6 ケリーバ
6a スイベルジョイント
7 ケリーロープ
8 ブーム
8a ストッパ
9 ペンダントロープ
10 補巻フック
11 補巻ロープ
13 演算装置
15 荷重検出器
16 角度検出器
23A,23B 検出器
23C ロードセル
51 カセット
52,53 記憶回路
54,54 標記
100 吊荷
Claims (4)
- ブームと、
該ブームの前方に起伏可能に支持されるアースドリルのフロントアタッチメントと、
前記フロントアタッチメントを前記ブームから取り外した状態で行う荷役作業であるクレーン作業、および前記フロントアタッチメントを前記ブームに抱き込んだ状態で行う荷役作業であるアースドリル補巻作業における吊荷の荷重をそれぞれ検出する荷重検出器と、
前記ブームの角度を検出する角度検出器と、
前記荷重検出器および前記角度検出器の検出結果に基づいて、前記クレーン作業時および前記アースドリル補巻作業時の定格荷重曲線を選択して過負荷防止制御を行うモーメントリミッタとを備えたモーメントリミッタ付き建設機械において、
前記フロントアタッチメントに設けられ、前記フロントアタッチメントの状態を検出して作業状態を検出する状態検出器と、
該状態検出器の検出結果に基づいて、前記モーメントリミッタにおける定格荷重曲線の設定を前記クレーン作業用および前記アースドリル補巻作業用のいずれか一方のものに変更する演算器と、
前記状態検出器によって検出された前記フロントアタッチメントの状態に基づき変更された定格荷重曲線の状態を表示する表示器とを備えたことを特徴とするモーメントリミッタ付き建設機械。 - 前記状態検出器は、前記ブームに接触したときにオンし、非接触の時にオフするリミットスイッチであることを特徴とする請求項1記載のモーメントリミッタ付き建設機械。
- 前記状態検出器は、前記ブームに近づいたことを非接触にて検出する非接触式センサであることを特徴とする請求項1記載のモーメントリミッタ付き建設機械。
- ブームと、
該ブームの前方に起伏可能に支持されるアースドリルのフロントアタッチメントと、
前記フロントアタッチメントを前記ブームから取り外した状態で行う荷役作業であるクレーン作業、および前記フロントアタッチメントを前記ブームに抱き込んだ状態で行う荷役作業であるアースドリル補巻作業における吊荷の荷重をそれぞれ検出する荷重検出器と、
前記ブームの角度を検出する角度検出器と、
前記荷重検出器および前記角度検出器の検出結果に基づいて、前記クレーン作業時および前記アースドリル補巻作業時の定格荷重曲線を選択して過負荷防止制御を行うモーメントリミッタとを備えたモーメントリミッタ付き建設機械において、
前記フロントアタッチメントの状態を検出して作業状態を検出する状態検出器と、
該状態検出器の検出結果に基づいて、前記モーメントリミッタにおける定格荷重曲線の設定を前記クレーン作業用および前記アースドリル補巻作業用のいずれか一方のものに変更する演算器と、
前記状態検出器によって検出された前記フロントアタッチメントの状態に基づき変更された定格荷重曲線の状態を表示する表示器とを備え、
前記状態検出器は、前記フロントアタッチメントを起伏動するフロントアタッチメント用起伏ロープに作用する荷重を検出するロードセル手段からなることを特徴とするモーメントリミッタ付き建設機械。
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