JP4098875B2 - 自走式クレーン - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自走式クレーンに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自走式クレーンは伸縮自在なブームを備えている。ブームは、 自走式クレーンの車体上に旋回可能に搭載された旋回体に起伏可能に取付けられており、伸縮シリンダによって伸縮されるようになっている。また、ブームは、走行時には、収縮されて倒伏された状態で格納される。
【0003】
ブーム格納状態で、ブームの先端部が車体の前方に大きく張り出していると、走行時にブームの先端部が前走車両あるいは障害物等と衝突する危険がある。特に、狭い道路の曲り角では、ブームの先端部が障害物と干渉し易く、円滑な走行が損なわれる虞がある。このような事態を避けるために、ブームを短く構成して車体の前方からブームを突出させないようにすると、今度は、クレーンの吊り上げ高さ、すなわち、揚程をかせぐことができないという問題が生じる。したがって、ブームの長さをある程度確保しつつ車体の前方からのブームの突出量(格納時の突出量)を抑えるためには、旋回体のできるだけ後側にブームの回動支点(取付部)を位置させる必要がある。しかし、車体の長さが制限される場合には、それにも限界がある。
【0004】
そこで、実開平3−125786号公報は、走行時の安全性の確保のためのブームオーバーハング(車体寸法からのブームはみ出し量)の極小化と高揚程確保のためのブームの長尺化とを車体の長さによって制限されることなく実現できる構成を開示している。図6にその構成が示されている。
【0005】
図6の(a)に示されるように、ブーム101の基部には屈折リンク107が設けられており、ブーム101は屈折リンク107に設けられたフートピン103を中心に起伏シリンダ102により回動されて起伏される。また、屈折リンク107は、リンクピン108を中心に屈折シリンダ109により回動されて起伏される。この場合、屈折シリンダ109は旋回台106に取り付けられている。
【0006】
また、起伏シリンダ102の支点105は旋回台106に連結され、起伏シリンダ102の支点104はブーム101に連結され、支点105と支点104とを結ぶ直線の延長線がフートピン103の上方を通るように構成されている。
【0007】
したがって、図6の(a)に示す格納姿勢から起伏シリンダ102を伸長させると、支点105と支点104とを結んだ起伏シリンダ102の軸中心線の延長線がフートピン103の上方にあるため、ブーム101がフートピン103を中心に後方に回動し、図6の(b)に示す姿勢となる。また、図6の(a)に示す格納姿勢から屈折シリンダ109を伸長させると、屈折リンク107がリンクピン108を中心に前方向に回動し、これに伴い起伏シリンダ102も支点105を中心に前方向に回動するため、図6の(c)に示す姿勢となる。さらに、図6の(c)に示す姿勢から起伏シリンダ102を伸長させると、ブーム101がフートピン103を中心に後方に回動し、図6の(d)に示す姿勢となる。
【0008】
すなわち、このような構成によれば、 車体の長さによって制限されることなく、クレーン作業時には、屈折リンク107によってブーム101の長さを補なって高揚程を確保できる(図6の(d)参照)とともに、走行時には、屈折リンク107とブーム101とを折り畳むように格納して車体前方からのブームの突出量を抑える(図6の(a)参照)ことができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図6に示される自走式クレーンの場合、図6の(b)に示すように起伏シリンダ102のみを伸縮させただけでは、ブーム101がフートピン103を中心に回動するだけであるため、ブーム101の長さを屈折リンク107によって補うことができない。したがって、屈折リンク107によってブーム101の長さを補って高揚程を確保するためには、屈折シリンダ109を伸長させなければならない。
【0010】
しかし、起伏シリンダ102と屈折シリンダ109とを伸長させた作業姿勢(図6の(d)参照)では、物を吊った時の荷重が2つのシリンダ102,109によって同時に受けられるため、起伏シリンダ102のみならず屈折シリンダ109にも十分な強度をもたせる必要があるとともに、荷重制御(油圧制御)も複雑となる。すなわち、屈折シリンダ109が完全に縮んだ状態または完全に伸び切った状態では、屈折シリンダ109にかかる負荷を予め計算でき、限界荷重に関する安全制御を含む荷重制御をある程度容易に実行し得るが、屈折シリンダ109が中間の伸長位置で使用される場合には、その伸長量に応じてブーム101および屈折リンク107の姿勢が様々に変化するため、荷重計算も面倒となり、かなり複雑な荷重制御(油圧制御)が必要になる。つまり、荷役作業が非常に不安定となる虞がある。
【0011】
また、屈折リンク107によって長さを補いつつブーム101を起伏させる(高揚程を保持した状態でブーム101を起伏させる)ためには、例えばブーム101と屈折リンク107とを一体で実質的にリンクピン108を中心に回動させるなどして、ブーム101の起伏に連動させて屈折リンク107を起伏させなければならない。すなわち、起伏シリンダ102を伸縮させながら同時に屈折シリンダ109を伸縮させなければならない。特に、作業姿勢を様々に変化させながら行なう荷役作業では、2つのシリンダ102,109の伸縮量を様々に変化させる必要から、油圧制御のみならずクレーン操作自体もかなり複雑となる。これは、作業状態においてブーム101が屈折リンク107との連結部であるフートピン103を中心に回動するとともに屈折リンク107の動きが屈折シリンダ109によって拘束されているためである。
【0012】
本発明は前記事情に着目してなされてものであり、その目的とするところは、作業時には、ブームの長さを補なうアームとブームとの一体的な回動を起伏シリンダの伸縮動作のみによって行なうことができるとともに、走行時には、アームとブームとを折り畳むように格納して車体前方からのブームの突出量を抑えることができる油圧制御およびクレーン操作が簡単な自走式クレーンを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の自走式クレーンは、車体上に旋回可能に搭載された旋回台上に立設された支持体と、一端部が第1の支点を介して前記支持体に回動可能に取り付けられたアームと、基端部が第2の支点を介して前記アームの他端部に回動可能に取り付けられたブームと、一端が前記ブームに回動可能に取り付けられ、他端が前記アームに回動可能に取り付けられるとともに前記ブームと前記アームとが前記第2の支点を中心に折り畳まれて倒伏される格納位置と、前記ブームと前記アームとが起上される作業初期位置との間で前記ブームと前記アームを移動させる伸縮可能な第1のシリンダと、一端が第3の支点を介して前記支持体に回動可能に取り付けられ、他端が前記ブームに回動可能に取り付けられるとともに前記作業初期位置から第1の支点を中心として固定状態で連結した前記アームと前記ブームとを回動操作する伸縮可能な第2のシリンダと、前記ブームの基端部と前記アームの他端部とを固定状態で連結する連結手段と、を具備し、前記アームと前記ブームと前記第1のシリンダと前記第2のシリンダとから成るリンク機構全体の重心の位置が前記第1の支点よりも前記ブームの先端部側に位置するように設定し、更に、前記ブームと前記アームとが前記第2の支点を中心に折り畳まれて倒伏された格納位置において前記アームは前記ブームの下側に位置して配置され、かつ前記ブームの先端部が前記車体上のキャブの下側に位置するまで前記ブームの先端側部分を低く傾斜させて前記ブームが配置されるものであり、前記第1のシリンダはその伸縮動作によって前記ブームを前記第2の支点を中心に回動させるとともに前記第2のシリンダを前記第3の支点を中心に回動させることにより、前記アームを前記第1の支点を中心に回動させて、前記ブームと前記アームとを、該ブームとアームとが前記第2の支点を中心に折り畳まれて倒伏される格納位置と、該ブームとアームとが起上される作業初期位置との間で移動させ、前記連結手段は、前記ブームと前記アームとが前記作業初期位置に位置された状態で該ブームとアームとを固定的に連結し、前記第2のシリンダの伸縮動作のみによる第1の支点を中心とした前記アームと前記ブームとの一体的な回動を可能にする、ことを特徴とする自走式クレーンである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図1〜図3は本発明の第1の実施形態を示している。図1に示されるホイールクレーン(ラフテレーンクレーン)1は、クレーン作業と走行運転の両方を兼用できる兼用運転室(以下、キャブという。)14を備え、ブーム18をキャブ14の下側まで傾斜させた状態に倒伏させて走行することができる。これにより、走行時における側方の視界を十分に確保でき、 また、車体の重心が低くなるため、走行時における車体の安定性が良好となる。
【0015】
また、ホイールクレーン1は、走行車体としてのキャリア10を備えており、キャリア10上には旋回台12が載置されている。また、旋回台12上には、キャブ14と伸縮ブーム18とを備えた旋回体16が回転自在に搭載されている。この場合、伸縮ブーム18は、複数段のブームが伸縮自在に連結されて成り、図示しない伸縮シリンダによって伸長可能であるとともに、旋回体16と基端側ブーム18aの下面との間に掛け渡された起伏シリンダ19により起伏動作されるようになっている。
【0016】
キャリア10の前後の両側にはそれぞれ、アウトリガ26が取り付けられている。これらのアウトリガ26は、クレーン作業時にキャリア10の側方にビームを張り出し、ビームの先端に取着されたシリンダ・ピストン構造のジャッキ部26aを伸長させることにより、ジャッキ部26aの下端に取り付けられた接地板を地面に圧接させて、キャリア10を支えるようになっている。
【0017】
旋回台12上には、支持フレーム3と固定ブラケット4とが立設されている。支持フレーム3には、支点ピン7を介して、ブーム18の長さを補うためのアーム8の一端部が回動可能に取り付けられている。アーム8の他端部にはブラケット9が固設されており、このブラケット9には支点ピン11を介してブーム18の基端部が回動可能に取り付けられている。なお、ブーム18の基端部とブラケット9にはそれぞれ、後述する作業状態で互いに一致されるとともに図示しない固定ピンが挿入されるピン挿入穴13,14が設けられている。
【0018】
アーム8とブーム18との間には、これらを作業姿勢と格納姿勢とに切換える油圧作動の姿勢切換シリンダ15が掛け渡されている。具体的には、この姿勢切換シリンダ15は、トラニオン形シリンダとして構成され、アーム8の他端部に回動可能に取り付けられるとともに、その伸縮ロッド15aの端部がブーム18の基端部下面のブラケット17に回動可能に取り付けられている。
【0019】
また、旋回台12上に立設された固定ブラケット4には、 支点ピン5を介して、起伏シリンダ19のヘッド側端部が回動可能に取り付けられている。また、起伏シリンダ19の伸縮ロッド19aの端部はブーム18の下面に取り付けられたブラケット6に回動可能に取り付けられている。
【0020】
すなわち、このような構成では、アーム8とブーム18と姿勢切換シリンダ15と起伏シリンダ18とによってリンク機構が構成され、後述するように姿勢切換シリンダ15が伸縮されることによってリンク機構が動作される。そして、本実施形態では、リンク全体の重心Gの位置が支点ピン7よりも車体前方側に設定されている。
【0021】
なお、図示しないウインチドラムに巻回されたワイヤロープWの一部は、各ピン挿入穴13,14の近傍に設けられたシーブ40,41に掛け渡された状態でブーム18aの先端側まで延びている(ブームヘッドのシーブに掛け渡されている)。また、図中42はエンジンカバーである。
【0022】
次に、上記構成のホイールクレーン1のブーム起伏動作について説明する。
まず、図1に示す格納位置では、起伏シリンダ19と姿勢切換シリンダ17が共に最収縮状態に設定されるとともに、アーム8とブーム18とが支点ピン11を中心に折り畳まれてブーム18がキャブ14の下側まで傾斜された状態に倒伏され、車体前方からのブーム18の突出量が規制される。また、この格納位置では、最収縮状態に保持されたアーム8と起伏シリンダ19とによって、ブーム18の格納姿勢が保持される(重心Gの位置に伴うブーム18の斜め下方への移動が規制される)。
【0023】
この格納状態から、姿勢切換シリンダ15を伸長させると、ブーム18がアーム8から離間されるように支点ピン11を中心に起上(回動)されながら前方に移動される(重心Gの位置が支点ピン7よりも車体前方側に設定されているため)とともに、ブーム18の起上動作に連動して起伏シリンダ19がブーム18を支持案内しつつ支点ピン5を中心に前方に回動する。また、このようにブーム18が姿勢切換シリンダ15によって前方に押し出されつつ起伏シリンダ19によって案内されると、その動きに伴って、ブーム18に連結されたアーム8も支点ピン7を中心に前方に回動される。このような一連の動きの途中におけるブーム18およびアーム8の姿勢が図2に示されている。
【0024】
図2の状態からさらに姿勢切換シリンダ15が伸長されると、ブーム18とアーム8とが回動しながら前方に移動されるとともに、ブーム18の基端部に設けられたピン挿入穴14とアーム8のブラケット9に設けられたピン挿入穴13とが一致する。この状態が図3に示されている。図3に示された作業姿勢(作業初期位置…実際にクレーン作業が開始される初期位置)では、互いに一致されたピン挿入穴13,14にこれらを貫通するように固定ピン30が挿入される。したがって、アーム8に対するブーム18の回動が規制される。この状態で、起伏シリンダ19を伸長させると、ブーム18はアーム8によってその長さを補われつつ支点ピン7を中心に上方に回動される。
【0025】
以上のように、本実施形態のホイールクレーン1によれば、姿勢切換シリンダ15が伸長された作業姿勢(図3参照)において、ピン挿入穴13,14に挿入された固定ピン30によってアーム8とブーム18との相対的な回動が規制されるため、起伏シリンダ19が伸縮されると、ブーム18がアーム8と一体で且つアーム8によってその長さを補われた状態で支点ピン7を中心に回動される。つまり、作業時、姿勢切換シリンダ15は遊んだ状態にあり、起伏シリンダ19の伸縮のみでブーム18がアーム8によってその長さを補われつつ起伏される(高揚程が保持された状態で起伏される)ため、物を吊った時の荷重が全て起伏シリンダ19のみに作用する(姿勢切換シリンダ15に負荷がかからない)。
【0026】
したがって、複雑な荷重制御を行なう必要がなく、 クレーン操作も簡単になり、安定した荷役作業を行なうことができる。また、姿勢切換シリンダ15は、ブーム18を格納姿勢から作業姿勢に姿勢変換するのに必要な強度を有してさえいれば、起伏シリンダ18に必要とされる大きな強度を有している必要はないため、製造コストを低く抑えることができる。
【0027】
これらの作用効果が得られるのは、作業状態においてブーム18がアーム8と一体で支点ピン7を中心に回動するとともにアーム8の動きが拘束されていないためである。本実施形態のホイールクレーン1において、姿勢切換シリンダ15は、あくまでもブーム18およびアーム8を格納姿勢と作業姿勢との間で切換えるためのものであって、ブーム18の起伏動作を行なう(拘束する)ものではない(作業時には完全に遊んだ状態で保持される)。ブーム18の起伏動作は起伏シリンダ19のみによって行なわれる。仮に、図6の構成において、ブーム101と屈折リンク107とを本実施形態のように固定ピンで固定しても、結局のところ、屈折リンク107が屈折シリンダ109によって拘束されているため、2つのシリンダ102,109を伸縮動作させなければ、ブーム101を屈折リンク107と一体で支点108を中心に回動させることができない(屈折リンク107によって長さを補いつつブーム101を起伏させることができない)。本実施形態のように、固定ピン30でブーム18とアーム8とを連結するとともに、姿勢切換シリンダ15をアーム8とブーム18との間に配して、アーム8を拘束することなく自由に回動させることにより、初めて、前述した作用効果を奏することができるものである。
【0028】
また、本実施形態のホイールクレーン1では、アーム8とブーム18と姿勢切換シリンダ15と起伏シリンダ18とによってリンク機構が構成され、リンク全体の重心Gの位置が支点ピン7よりも車体前方側に設定されている。 したがって、図6の構成のように支点105と支点104とを結んだ起伏シリンダ102の軸中心線の延長線をフートピン103の上方に設定する必要がなく、姿勢切換シリンダ15を伸長させるだけで、ブーム18とアーム8とを格納姿勢から作業姿勢へと変換することができる。
【0029】
なお、本実施形態では、アーム8側とブーム18側とにそれぞれ1つずつ互いに一致される固定ピン挿入用のピン挿入穴13,14が設けられているが、アーム8側とブーム18側とにそれぞれ複数のピン挿入穴を設け、固定ピン30を挿入する穴を選択することによってアーム8とブーム18とのなす角度を変化させて、作業姿勢を段階的に変化させるようにしても良い。
【0030】
図4および図5は本発明の第2の実施形態を示している。本実施形態のホイールクレーン1Aは、第1の実施形態の変形例であり、姿勢切換シリンダ15およびアーム8を除いてその構成が第1の実施形態と同一となっている。 したがって、第1の実施形態と共通する構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【0031】
本実施形態において、アーム8およびブーム18の姿勢を切換える姿勢切換シリンダ15は、そのヘッド側端部がアーム8に突設されたブラケット51に回動可能に取り付けられている。シリンダ15の伸縮ロッド15aの端部には一対のリンク53,54の各一端部が回動可能に取り付けられている。一方のリンク53の他端部はアーム8に突設されたブラケット52に回動可能に取り付けられるとともに、他方のリンク54の他端部はブーム18の下面に突設されたブラケット17に回動可能に取り付けられている。
【0032】
また、アーム8には、2つのウインチドラム60,61が互いに前後に位置して並設されている。ウインチドラム60,61に巻回されたワイヤロープWの一部は、各ピン挿入穴13,14の近傍に設けられたシーブ40,41に掛け渡された状態でブーム18aの先端側まで延びている(ブームヘッドのシーブに掛け渡されている)。
【0033】
このような構成では、図4に示す格納状態から姿勢切換シリンダ15を伸長させると、リンク53,54同士が互いに離間するように開き始め、 これに伴って、ブーム18がアーム8から離間されるように支点ピン11を中心に起上(回動)されながら前方に移動されるとともに、ブーム18の起上動作に連動して起伏シリンダ19がブーム18を支持案内しつつ支点ピン5を中心に前方に回動する。その後の動作は第1の実施形態と同様であるが、図5に示されるようにピン挿入穴13,14同士が一致する作業姿勢では、リンク53,54が一直線をなすように完全に開いた状態となる。
【0034】
したがって、本実施形態の構成によっても第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、この第2の実施形態では、アーム8に2つのウインチドラム60,61が設けられているが、第1の実施形態のようにアーム8にウインチドラム60,61が設けられていなくても良い。また、第1の実施形態においてアーム8に2つのウインチドラム60,61が設けられていても良い。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自走式クレーンによれば、作業時には、ブームの長さを補なうアームとブームとの一体的な回動を起伏シリンダの伸縮動作のみによって行なうことができるとともに、走行時には、アームとブームとを折り畳むように格納して車体前方からのブームの突出量を抑えることができる。また、油圧制御およびクレーン操作が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る自走式クレーン(ブーム格納状態)の側面図である。
【図2】図1の自走式クレーンにおいてブームとアームとを格納位置から動作させた際の状態図である。
【図3】図1の自走式クレーンにおいてブームとアームとを作業初期位置に位置させた際の状態図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る自走式クレーン(ブーム格納状態)の側面図である。
【図5】図4の自走式クレーンにおいてブームとアームとを作業初期位置に位置させた際の状態図である。
【図6】従来の自走式クレーンの側面図である。
【符号の説明】
1,1A…ホイールクレーン
3…支持フレーム(支持体)
8…アーム
15…姿勢切換シリンダ(第1のシリンダ)
18…ブーム
19…起伏シリンダ(第2のシリンダ)

Claims (1)

  1. 車体上に旋回可能に搭載された旋回台上に立設された支持体と、
    一端部が第1の支点を介して前記支持体に回動可能に取り付けられたアームと、
    基端部が第2の支点を介して前記アームの他端部に回動可能に取り付けられたブームと、
    一端が前記ブームに回動可能に取り付けられ、他端が前記アームに回動可能に取り付けられるとともに前記ブームと前記アームとが前記第2の支点を中心に折り畳まれて倒伏される格納位置と、前記ブームと前記アームとが起上される作業初期位置との間で前記ブームと前記アームを移動させる伸縮可能な第1のシリンダと、
    一端が第3の支点を介して前記支持体に回動可能に取り付けられ、他端が前記ブームに回動可能に取り付けられるとともに前記作業初期位置から第1の支点を中心として固定状態で連結した前記アームと前記ブームとを回動操作する伸縮可能な第2のシリンダと、
    前記ブームの基端部と前記アームの他端部とを固定状態で連結する連結手段と、
    を具備し、
    前記アームと前記ブームと前記第1のシリンダと前記第2のシリンダとから成るリンク機構全体の重心の位置が前記第1の支点よりも前記ブームの先端部側に位置するように設定し、更に、前記ブームと前記アームとが前記第2の支点を中心に折り畳まれて倒伏された格納位置において前記アームは前記ブームの下側に位置して配置され、かつ前記ブームの先端部が前記車体上のキャブの下側に位置するまで前記ブームの先端側部分を低く傾斜させて前記ブームが配置されるものであり、
    前記第1のシリンダはその伸縮動作によって前記ブームを前記第2の支点を中心に回動させるとともに前記第2のシリンダを前記第3の支点を中心に回動させることにより、前記アームを前記第1の支点を中心に回動させて、前記ブームと前記アームとを、該ブームとアームとが前記第2の支点を中心に折り畳まれて倒伏される格納位置と、該ブームとアームとが起上される作業初期位置との間で移動させ、
    前記連結手段は、前記ブームと前記アームとが前記作業初期位置に位置された状態で該ブームとアームとを固定的に連結し、前記第2のシリンダの伸縮動作のみによる第1の支点を中心とした前記アームと前記ブームとの一体的な回動を可能にする、
    ことを特徴とする自走式クレーン。
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