JP4323899B2

JP4323899B2 - 伸縮ブームと吊具又は吊荷との干渉防止装置

Info

Publication number: JP4323899B2
Application number: JP2003310815A
Authority: JP
Inventors: 秀樹世俵
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2003-09-03
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2023-09-03
Also published as: JP2005075607A

Description

本発明は、起伏自在に枢支された伸縮ブームと、当該伸縮ブームの先端から吊下された吊具又は吊荷との干渉を防止する装置に関するものである。

図４に示したように、クレーン車の伸縮ブーム１の起伏角度が大きい状態で、伸縮ブーム１の先端から吊下した吊具５を巻上げた時に、伸縮ブーム１と吊具５との干渉が問題となる。その対策として、図４に示す吊具（主巻フック５）に緩衝材１１を取付け、主巻フック５が伸縮ブーム下面に衝突しても伸縮ブーム１あるいは主巻フック５が損傷しないようにする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

図５は、クレーン車の伸縮ブーム１を最大起伏角度Θｍａｘに起仰させた状態で、吊具（主巻フック５）を伸縮ブーム先端下部１ａに配置されたシーブ１５に接近させた時の主巻フック５と伸縮ブーム１との関係を示している。すなわち、伸縮ブーム１の最大起仰角度Θｍａｘは、図５に示した状態で、主巻フック５が伸縮ブーム下面１ｂに干渉しない最大の角度が設定されるようになっている。ちなみに、出願人が製作するクレーン車では、最大起仰角度Θｍａｘは８３度前後に設定されている。

なお、図５に示された伸縮ブーム下面１ｂと伸縮ブーム先端下部１ａに配置されたシーブ１５の回転軸１６との距離であるＬｃ寸法を増加させることにより、主巻フック５と伸縮ブーム１との干渉を避けることは可能である。しかし、伸縮ブーム先端下部１ａはクレーン車の走行時には走行用運転室の前方に位置するため、Ｌｃ寸法を増加させることは前方視界を悪化させることになる。また、Ｌｃ寸法を増加させると伸縮ブーム１先端のブームヘッド１７が大型化し、全体として重量増加を招くことともなる。したがって、伸縮ブーム下面１ｂとシーブ１５の回転軸１６との距離であるＬｃ寸法はできるだけ小さくすることが望ましい。

一方、近年になり１本の伸縮シリンダを用い多段の伸縮ブームを伸縮する１本シリンダ伸縮機構が実用化されている（例えば特許文献２参照。）。当該１本シリンダ伸縮機構はブーム段数に関係なく適用可能なことから、当該伸縮機構を用いたクレーン車は、従来よりもブーム段数を増加することができるため、最大伸長時のブーム長さが大きくなる傾向にある。

上述したように、伸縮ブームと吊具との干渉の関係から伸縮ブームの最大起伏角度が所定の大きさ以上取れないなかで、伸縮ブームの最大伸長時のブーム長さが大きくなったときに以下のような課題が指摘されるようになってきた。
実開平４−１４２７６号公報（第６−８頁、第１図）特開平７−２６７５８４号公報（第３−５頁、第１図、第3図）

図６はクレーン車Ａの伸縮ブーム１を最大伸長長さＬｍａｘとする一方、最大起伏角度Θｍａｘの状態でビルＢの屋上に吊荷２０を吊上げ作業しようとしている状況を示している。

クレーン車Ａの作業現場Ｃの広さは制約を受ける場合が多く、吊荷２０をトラック等で運んできて作業現場Ｃに一時仮置きする際に、クレーン車Ａのすぐ近くに置かざるを得ない場合が多い。この時、伸縮ブーム１が最大伸長長さＬｍａｘの時の最小作業半径Ｒｍｉｎよりも、実際に吊荷２０が置かれた位置の作業半径Ｒａが小さくなる場合がある。この状態では、吊具５を吊荷２０が置かれた地上近くまで吊下げてきても吊具５により吊荷２０を吊上げることができない。そのため、どうしても一度吊具５の作業半径Ｒが吊荷２０が置かれた位置の作業半径Ｒａとなるまで、伸縮ブーム１を縮小させる必要があった。

ところが、伸縮ブーム１の伸縮動作は一般に動作が遅く時間が掛り、作業能率の低下につながるものである。特に、既述した１本シリンダ伸縮機構を用いた伸縮ブーム１では、伸縮シリンダのみが空走する時間が必要であることから、伸縮に要する時間が長くなり、作業能率の低下が顕著となる恐れがある。

上記課題解決のためには、最大伸長状態の伸縮ブーム１の縮小動作を不要とすることが必要であり、クレーン車Ａのすぐ近くに吊荷２０があっても、伸縮ブーム１が最大伸長長さＬｍａｘのままでも、その作業半径Ｒｍｉｎが吊荷の作業半径Ｒａとなるよう、伸縮ブームの最大起仰角度Θｍａｘを従来のクレーン車以上に大きくすることが必要となる。しかし、ただ単に最大起仰角度Θｍａｘのみを大きくしたのでは、既述したように伸縮ブーム１と吊具５の干渉が問題となる。

そこで、本願発明は伸縮ブームの最大起仰角度を従来よりも大きく設定しても、伸縮ブームと吊具が干渉しないよう、伸縮ブームの起仰動作あるいはウインチによる吊具の巻上げ動作を自動的に規制する干渉防止装置を提供しようとするものである。

本願の請求項１に記載された伸縮ブームと吊具との干渉防止装置は、起伏自在に枢支された伸縮ブームと、当該伸縮ブームを起伏駆動する起伏駆動手段と、ウインチから繰出されるワイヤを伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブを介して垂下し当該ワイヤにより伸縮ブーム先端に吊下される吊具と、前記ウインチを巻上げ巻下げ駆動するウインチ駆動手段と、を備えたクレーンにおける伸縮ブームと吊具との干渉防止装置であって、前記伸縮ブームの起伏角度を検出する起伏角度検出手段と、前記伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブと吊具間の距離を検出するシーブ・吊具間距離検出手段と、前記起伏角度検出手段及びシーブ・吊具間距離検出手段からの信号に基き、前記伸縮ブームと吊具とが干渉しないよう、前記起伏駆動手段又はウインチ駆動手段に駆動規制信号を出力する演算手段と、を備えている。

さらに、本願の請求項２に記載された伸縮ブームと吊荷との干渉防止装置は、起伏自在に枢支された伸縮ブームと、当該伸縮ブームを起伏駆動する起伏駆動手段と、ウインチから繰出されるワイヤを伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブを介して垂下し当該ワイヤにより伸縮ブーム先端に吊下される吊具と、前記ウインチを巻上げ巻下げ駆動するウインチ駆動手段と、を備えたクレーンにおける伸縮ブームと吊荷との干渉防止装置であって、前記伸縮ブームの起伏角度を検出する起伏角度検出手段と、前記伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブと吊具間の距離を検出するシーブ・吊具間距離検出手段と、伸縮ブームと吊荷との干渉に関係する情報を入力する吊荷関係情報入力手段と、前記起伏角度検出手段、シーブ・吊具間距離検出手段及び吊荷関係情報入力手段からの信号に基き、前記伸縮ブームと吊荷とが干渉しないよう、前記起伏駆動手段又はウインチ駆動手段に駆動規制信号を出力する演算手段と、を備えている。

請求項１に記載された伸縮ブームと吊具との干渉防止装置では、伸縮ブームの起伏角度及び伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブと吊具間の距離に基き、伸縮ブームと吊具とが干渉しないように伸縮ブームの起仰駆動又はウインチの巻上げ駆動を自動的に規制することができる。したがって、従来よりも伸縮ブームの最大起仰角度を大きくしても、吊具を巻上げていったときに吊具と伸縮ブームの下面が干渉するということがなくなる。

すなわち、伸縮ブームを最大伸長したときの作業半径が従来よりも小さくなるように伸縮ブームの最大起仰角度を従来よりも大きなものに設定することが可能となる。そのため、たとえ伸縮ブームを最大伸長したクレーン車のすぐ近くに吊荷を仮置きされても、伸縮ブームを縮小することなく吊荷を吊上げることができるようになり、クレーン作業能率が大幅に向上するととなる。

請求項２に記載された伸縮ブームと吊荷との干渉防止装置では、伸縮ブームの起伏角度、伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブと吊具間の距離、および伸縮ブームと吊荷との干渉に関する情報に基き、伸縮ブームと吊荷とが干渉しないように伸縮ブームの起仰駆動又はウインチの巻上げ駆動を自動的に規制することができる。したがって、伸縮ブームの起仰角度が大きいクレーン作業にあっても吊荷を巻上げていったときに吊荷と伸縮ブームの下面が干渉するということがなくなる。

すなわち、クレーン作業現場でオペレータが吊荷を巻上げ作業する際にも、吊荷と伸縮ブームとの干渉に気を付けなくともよくなるので、クレーン作業能率が向上するとともにクレーン操作時の疲労が軽減されることとなる。

図１は本願発明の実施に係る伸縮ブームと吊具又は吊荷との干渉防止装置の制御ブロック図である。

伸縮ブームと吊具又は吊荷との干渉防止装置は、起伏角度検出手段３０、シーブ・吊具間距離検出手段３１、及び吊荷関係情報入力手段３２からなる検出手段と、当該検出手段からの信号に基き伸縮ブームと吊具又は吊荷が干渉しないよう起伏駆動手段４６又はウインチ駆動手段４５に駆動規制信号を出力する演算手段３３とから構成されている。以下、各構成についてその詳細を説明する。

起伏角度検出手段３０は、伸縮ブームの起伏角度を検出するものであり、従来よりクレーン車に取付けられている過負荷防止装置に使用される起伏角度検出器を併用することができる。

シーブ・吊具間距離検出手段３１は、ワイヤ繰出量検出器３４、ワイヤ掛け数入力器３５、吊具初期位置検出器３６、及びシーブ・吊具間距離算出器３７から構成される。

ワイヤ繰出量検出器３４はウインチドラムの回転量を検出することによりウインチから繰出されるワイヤの長さを検出するものであり、ウインチドラムのフランジ外周面に所定間隔で設けられた凹凸を非接触の検出器でパルスとして読み出してワイヤ繰出長さに換算しワイヤ繰出長さを検出するものである。

ワイヤ掛け数入力器３５は、運転室内に設けられており、その時のクレーン作業に用いられている吊具へのワイヤ掛け数をオペレータが手入力するものである。

吊具初期位置検出器３６は、伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブと吊具間の距離の基準位置となる吊具位置を検出するものであり、移動式クレーンに必ず用いられる過巻位置検出器が併用されて、吊具初期位置検出器３６として用いられる。この場合、過巻位置検出器が作動する時の吊具位置が吊具初期位置として検出される。

シーブ・吊具間距離算出器３７は、上述したワイヤ繰出量検出器３４、ワイヤ掛け数入力器３５、及び吊具初期位置検出器３６からの各信号を受取り、伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブと吊具間の距離を算出する。すなわち、過巻位置検出器が吊具を検出した距離を基準距離として、その位置から繰出されたワイヤ長さをワイヤ掛け数で割った数値を吊具が離間した距離として前記基準距離に足し合せ、当該数値をシーブ・吊具間距離として算出する。

なお、シーブ・吊具間距離検出手段３１の構成は上述したものに限定されるわけではなく、他の手段としては、シーブ・吊具間の距離を直接検出するものも適用可能である。例えば、超音波による距離検出器を伸縮ブーム先端下部から吊具に向けて吊下げておき、吊具の位置を超音波により検出する手段などの使用が可能である。

吊荷関係情報入力手段３２は、クレーン車の運転室内に設けられており、吊具・吊荷間距離入力器３８、及び吊荷寸法入力器３９から構成される。

図３は上記吊具・吊荷間距離入力器３８により入力する吊具・吊荷間距離Ｌａと吊荷寸法入力器３９により入力する吊荷寸法Ｌｂとを図示したものである。

吊具・吊荷間距離Ｌａは、吊具５（主巻フック）に吊荷４２を玉掛けワイヤ４１を用いて吊下げた際の、主巻フック５のフック下面と吊荷４２の上面間の距離が入力される。また、吊荷寸法Ｌｂとしては、吊下げ状態にある吊荷４２の上面の最大寸法が入力される。例えば、吊荷４２が平面視矩形状のものであれば、当該矩形の対角線の長さが入力される。

なお、吊荷関連情報入力手段３２の構成は上記のものに限定されるわけではなく、吊荷を吊具により吊下げた際に伸縮ブームと吊荷との干渉に関係することとなる吊荷の吊下げ情報を入力することができるものであれば、他にも種々の形式を採用することが可能である。

演算手段３３は伸縮ブームと吊具又は吊荷間距離算出手段４３及び規制信号出力手段４４とから構成されている。

まず、吊荷を有しない吊具だけの場合においては、距離算出手段４３は、前記起伏角度検出手段３０から起伏角度信号Θを受取り、前記シーブ・吊具間距離検出手段３１からシーブ・吊具間距離信号Ｌｄを受取る。また、当該距離算出手段４３は、伸縮ブーム下面１ｂと伸縮ブーム先端下部１ａに配置されたシーブ１５の回転軸１６との距離Ｌｃ、吊具５の幅方向寸法Ｌｈ等の必要データを記憶している。

そして、上記距離算出手段４３は入力信号と記憶データに基き、刻々変化する図２に示した伸縮ブーム下面１ｂと吊具５との距離Ｌｅを算出し、規制信号出力手段４４に出力する。

規制信号出力手段４４は伸縮ブーム下面１ｂと吊具５との距離Ｌｅが所定の数値になると、さらなる吊具５の巻上げあるいは伸縮ブーム１の起仰は、上記距離Ｌｅが減少することとなるため、伸縮ブーム１と吊具５の干渉が発生する恐れがあるものと判断して、ウインチ駆動手段４５又は起伏駆動手段４６に駆動規制信号を出力する。

次に、吊具に吊荷を吊下げている場合においては、伸縮ブームと吊具又は吊荷間距離算出手段４３は、前記起伏角度検出手段３０から起伏角度信号Θを受取り、前記シーブ・吊具間距離検出手段３１からシーブ・吊具間距離信号Ｌｄを受取るとともに、吊荷関係情報入力手段３２から吊具・吊荷間距離Ｌａ及び吊荷寸法Ｌｂを受取る。また、当該距離算出手段４３は、伸縮ブーム下面１ｂと伸縮ブーム先端下部１ａに配置されたシーブ１５の回転軸１６との距離Ｌｃと吊具５の長手方向の寸法Ｌｇ等の必要データを記憶している。

そして、上記距離算出手段４３は入力信号と記憶データに基き、刻々変化する図３に示した伸縮ブーム下面１ｂと吊荷４２との距離Ｌｆを算出し、規制信号出力手段４４に出力する。

規制信号出力手段４４は伸縮ブーム下面１ｂと吊荷４２との距離Ｌｆが所定の数値になると、さらなる吊荷４２の巻上げあるいは伸縮ブーム１の起仰は、上記距離Ｌｆが減少することとなるため、伸縮ブーム１と吊荷４２の干渉が発生する恐れがあるものと判断して、ウインチ駆動手段４５又は起伏駆動手段４６に駆動規制信号を出力する。

ウインチ駆動手段４５は従来より公知のものであり、ウインチ操作信号を出力するウインチ操作手段５０と当該ウインチ操作信号により切換え操作されるウインチ用切換弁手段５１及び、両手段間に介装される操作信号遮断手段５２とから構成される。

そして、前記演算手段３３の規制信号出力手段４４から操作信号遮断手段５２に規制信号が出力されると、ウインチ操作手段５０からの操作信号が操作信号遮断手段５２により遮断され、ウインチ用切換弁手段５１に出力されなくなり、ウインチの駆動が規制されるようになる。

同様に、起伏駆動手段４６は、従来より公知のものであり、起伏操作信号を出力する起伏操作手段５３と当該起伏操作信号により切換え操作される起伏用切換弁手段５４及び、両手段間に介装される操作信号遮断手段５５とから構成される。

そして、前記演算手段３３の規制信号出力手段４４から操作信号遮断手段５５に規制信号が出力されると、起伏操作手段５３からの操作信号が操作信号遮断手段５５により遮断され、起伏用切換弁手段５４に出力されなくなり、伸縮ブームの起伏駆動が規制されるようになる。

上述したような構成を備えた伸縮ブームと吊具又は吊荷との干渉防止装置の作用は以下の通りである。

まず、吊荷を有しない吊具だけの場合においては、演算手段３３は、刻々変化する図２に示した伸縮ブーム下面１ｂと吊具５５との距離Ｌｅを算出し、伸縮ブーム下面１ｂと吊具５との距離Ｌｅが所定の数値になると、さらなる吊具５の巻上げあるいは伸縮ブーム１の起仰は、伸縮ブーム１と吊具５の干渉が発生する恐れがあるものと判断して、ウインチ駆動手段４５又は起伏駆動手段４６に駆動規制信号を出力する。すると、ウインチの巻上げ動作あるいは起伏上げ動作が規制されるため、伸縮ブーム１に吊具５が干渉することが防止される。

次に、吊具に吊荷を吊下げている場合においては、演算手段３３は、刻々変化する図３に示した伸縮ブーム下面１ｂと吊荷４２との距離Ｌｆを算出し、伸縮ブーム下面１ｂと吊荷４２との距離Ｌｆが所定の数値になると、さらなる吊荷４２の巻上げあるいは伸縮ブーム１の起仰は、伸縮ブーム１と吊荷４１の干渉が発生する恐れがあるものと判断して、ウインチ駆動手段４５又は起伏駆動手段４６に駆動規制信号を出力する。すると、ウインチの巻上げ動作あるいは起伏上げ動作が規制されるため、伸縮ブーム１に吊荷４２が干渉することが防止される。

以上のように、本願発明の干渉防止装置では、伸縮ブームの起伏角度及び伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブと吊具間の距離に基き、伸縮ブームと吊具とが干渉しないように伸縮ブームの起仰駆動又はウインチの巻上げ駆動を自動的に規制することができる。したがって、従来よりも伸縮ブームの最大起仰角度を大きくしても、吊具を巻上げていったときに吊具と伸縮ブームの下面が干渉するということがなくなる。

また、本願発明の干渉防止装置では、伸縮ブームの起伏角度、伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブと吊具間の距離、および伸縮ブームと吊荷との干渉に関する情報に基き、伸縮ブームと吊荷とが干渉しないように伸縮ブームの起仰駆動又はウインチの巻上げ駆動を自動的に規制することができる。したがって、伸縮ブームの起仰角度が大きいクレーン作業にあっても吊荷を巻上げていったときに吊荷と伸縮ブームの下面が干渉するということがなくなる。

本願発明の実施に係る伸縮ブームと吊具又は吊荷との干渉防止装置の制御ブロック図である。伸縮ブームと吊具との干渉防止を説明する図である。吊具・吊荷間距離入力器により入力する吊具・吊荷間距離Ｌａと吊荷寸法入力器により入力する吊荷寸法Ｌｂとを図示したものであり、伸縮ブームと吊荷との干渉防止を説明する図である。特許文献１に示された技術を説明する図である。従来の最大起伏角度の設定を説明する図である。従来のクレーン作業の説明図である。

符号の説明

１は伸縮ブーム、１ａは伸縮ブーム先端下部、１ｂは伸縮ブーム下面、５は吊具（主巻フック）、１５は伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブ、１６はシーブの支軸、１７はブームヘッド、３０は起伏角度検出手段、３１はシーブ・吊具間距離検出手段、３２は吊荷関係情報入力手段、３３は演算手段、３４はワイヤ繰出量検出器、３５はワイヤ掛け数入力器、３６は吊具初期位置検出器、３７はシーブ・吊具間距離算出器、３８は吊具・吊荷間距離入力器、３９は吊荷寸法入力器、４２は吊荷、４３は伸縮ブームと吊具又は吊荷間距離算出手段、４４は規制信号出力手段、４５はウインチ駆動手段、４６は起伏駆動手段、５０はウインチ操作手段、５１はウインチ用切換弁手段、５２と５５は操作信号遮断手段、５３は起伏操作手段、５４は起伏用切換弁手段

Claims

起伏自在に枢支された伸縮ブームと、当該伸縮ブームを起伏駆動する起伏駆動手段と、ウインチから繰出されるワイヤを伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブを介して垂下し当該ワイヤにより伸縮ブーム先端に吊下される吊具と、前記ウインチを巻上げ巻下げ駆動するウインチ駆動手段と、を備えたクレーンにおける伸縮ブームと吊具との干渉防止装置であって、
前記伸縮ブームの起伏角度を検出する起伏角度検出手段と、
前記伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブと吊具間の距離を検出するシーブ・吊具間距離検出手段と、
前記起伏角度検出手段及びシーブ・吊具間距離検出手段からの信号に基き、前記伸縮ブームと吊具とが干渉しないよう、前記起伏駆動手段又はウインチ駆動手段に駆動規制信号を出力する演算手段と、を備えたことを特徴とする伸縮ブームと吊具との干渉防止装置。
起伏自在に枢支された伸縮ブームと、当該伸縮ブームを起伏駆動する起伏駆動手段と、ウインチから繰出されるワイヤを伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブを介して垂下し当該ワイヤにより伸縮ブーム先端に吊下される吊具と、前記ウインチを巻上げ巻下げ駆動するウインチ駆動手段と、を備えたクレーンにおける伸縮ブームと吊荷との干渉防止装置であって、
前記伸縮ブームの起伏角度を検出する起伏角度検出手段と、
前記伸縮ブーム先端下部に配置されたシーブと吊具間の距離を検出するシーブ・吊具間距離検出手段と、
伸縮ブームと吊荷との干渉に関係する情報を入力する吊荷関係情報入力手段と、
前記起伏角度検出手段、シーブ・吊具間距離検出手段及び吊荷関係情報入力手段からの信号に基き、前記伸縮ブームと吊荷とが干渉しないよう、前記起伏駆動手段又はウインチ駆動手段に駆動規制信号を出力する演算手段と、を備えたことを特徴とする伸縮ブームと吊荷との干渉防止装置。