JP4335054B2

JP4335054B2 - クレーンのバックストップ装置

Info

Publication number: JP4335054B2
Application number: JP2004113396A
Authority: JP
Inventors: 一徳山本
Original assignee: Hitachi Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2024-04-07
Also published as: JP2005298088A

Description

本発明は、ブームやジブの仰動を制限するクレーンのバックストップ装置に関する。

従来より、ブームの背面側にバックストップを設け、バックストップ内の緩衝ばねの作用によりブームの仰動を制限するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この装置にはさらに緩衝ばねの縮退時にオンする過巻防止装置としてのリミットスイッチが設けられ、ブーム角度が所定の制限値に達したときにリミットスイッチのオン作動によりクレーンの仰動を強制停止する。

実開平６−１６３８９号公報

ところで、クレーンとタワークレーンではフロントの姿勢が異なるため、クレーンからタワークレーンあるいはタワークレーンからクレーンに仕様変更する場合、上述したブーム角度の制限値をそれぞれ異なる値に設定し、リミットスイッチの作動するブーム角度を変更する必要がある。しかしながら、リミットスイッチの作動には精度が要求されるため、リミットスイッチの作動するブーム角度を変更可能に構成することは困難であった。また、上述した特許文献記載の装置では、コイル形状の緩衝ばねの端部からリミットスイッチを支持するため、緩衝ばねの縮退に伴いリミットスイッチの位置が周方向にずれ、リミットスイッチの作動精度が悪いという問題があった。

（１）請求項１の発明によるクレーンのバックストップ装置は、前方に俯仰動する腕部材が設けられた作業車両のフレームと前記腕部材との間に設けられたバックストップであって、互いに収縮する第１部材および第２部材と、前記第１部材と第２部材の間に介装されて前記腕部材の角度が所定値以上になることを抑制する緩衝ばねとを備えるバックストップと、前記第２部材の端部に着脱可能に設けられ、前記第２部材の長さを実質的に変更する長さ変更部材と、前記第１部材から支持され、前記バックストップの収縮量に応じた前記腕部材の所定角度を検出するリミットスイッチと、前記長さ変更部材に設けられ、前記長さ変更部材を前記第２部材の端部に取り付けた状態で前記腕部材の角度が第１の所定値に達すると前記リミットスイッチを押圧作動させる第１の押圧部材と、前記第２部材に設けられ、前記長さ変更部材を前記第２部材の端部から取り外した状態で前記腕部材の角度が前記第１の所定値より大きい第２の所定値に達すると前記リミットスイッチを押圧作動させる第２の押圧部材とを備えることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載のクレーンのバックストップ装置において、前記第１の押圧部材の取付位置を調整する第１の調整手段と、前記第２の押圧部材の取付位置を調整する第２の調整手段とをさらに備えることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載のクレーンのバックストップ装置において、前記第１部材に設けられ、前記リミットスイッチを支持する支持部材と、前記支持部材と一体に設けられた案内部材により、前記バックストップの収縮方向に移動可能に支持されるロッド部材とを有し、前記第１の押圧部材および前記第２の押圧部材は、それぞれ前記ロッド部材を介して前記リミットスイッチを押圧作動するように設けられることを特徴とする。

本発明によれば、第２部材の端部に第２部材の長さを変更する長さ変更部材を着脱可能に設けるとともに、長さ変更部材および第２部材にそれぞれ第１の押圧部材および第２の押圧部材を設け、第１の押圧部材または第２の押圧部材によりリミットスイッチを押圧作動させるようにした。これによりクレーンからタワークレーンへのフロントの仕様変更に伴い、容易かつ精度よくリミットスイッチの作動角度を変更することができる。

以下、図１〜図６を参照して本発明によるクレーンのバックストップ装置の実施の形態について説明する。
図１は本発明が適用される油圧式クレーンの側面図である。クレーン本体は走行体１と、走行体１上に旋回可能に搭載された旋回体２と、旋回体２に俯仰動可能に軸支されたブーム６とを有する。旋回体２には巻上ドラム３と起伏ドラム４が搭載され、巻上ドラム３の駆動により巻上ロープ７が巻き取りまたは繰り出され、吊り荷５が昇降する。また、起伏ドラム４の駆動により起伏ロープ８が巻き取りまたは繰り出され、ブーム６が俯仰する。

ブーム６は、旋回体２に軸支されたロアブーム６Ａとロアブーム６Ａの上端部に連結されたアッパーブーム６Ｂとにより構成され、ブーム６の背面側には伸縮可能な一対のバックストップ１０が機体の幅方向に並設されている。バックストップ１０は互いに収縮可能な内筒と外筒を有する二重筒構造であり、図２に示すように外筒の上端部はロアブーム６Ａの背面部に回動可能に連結され、内筒の下端部は旋回体２のフレームに回動可能に連結されている。

この種のクレーンは、旋回体２に取り付けられるフロントアタッチメントを交換することでクレーンからタワークレーンに仕様を変更することができる。タワークレーンに仕様変更する場合、ロアブーム６Ａの上端部に連結ブームを連結してタワーブームを構成する。この場合のブーム基端部の構成を図３に示す。なお、タワークレーンの全体構成の図示は省略する。

クレーン仕様とタワークレーン仕様ではフロントの姿勢が異なり、クレーン仕様ではブームを俯仰動しながら吊り荷作業を行うのに対し、タワークレーン仕様ではタワーブームを略垂直に立設した状態で主にジブを俯仰動しながら吊り荷作業を行う。このため、過巻防止装置としてのリミットスイッチが作動するブーム角度（図２のα１，図３のα２）は、クレーン仕様においてはタワークレーン仕様よりも小さな値に設定する必要がある（α１＜α２）。そこで、本実施の形態では、クレーンからタワークレーンへの仕様変更に伴いリミットスイッチの作動するブーム角度がα１→α２に変化するように、以下のようにバックストップ１０を構成する。

図４（ａ），（ｂ）はクレーン仕様におけるバックストップ１０の基端部側の構成を示す図２の矢視IV図であり、図５は図４（ａ）のV-V線断面図である。なお、図４（ｂ）は図４（ａ）の一部断面図である。図４では幅方向一対のバックストップ１０のうち一方のみを示す。

図４，５に示すように内筒１２の下端部には内筒支持用のブラケット１２ａが設けられ、内筒１２の上端側は内筒１２に対してスライド可能な外筒１１で覆われている。ブラケット１２ａの上部にはばね座１３が形成され、外筒１１の下端面よりも下方の内筒１２の外側にはコイル形状の緩衝ばね１５が挿入されている。緩衝ばね１５の下端面はばね座１３に当接し、緩衝ばね１５の上端面は内筒１２に対して摺動可能に設けられたばね受け１４に当接している。ばね受け１４には緩衝ばね１５の周方向のガタツキを防止するガイド１４ａが設けられている。

外筒１１の下端部には着脱可能なスペーサ２０が装着されている。スペーサ２０は図６に示すように断面が略Ｕ字状のカバー部２１と、カバー部２１の両端部にそれぞれ固設され、略Ｕ字状の切り欠き２０ａを有するフランジ部２２，２３と、カバー部２１に固設された略く字状の一対のブラケット２４と、カバー部２１に突設されたブラケット２５とを有する。フランジ部２２には一対の凸部２２ａが設けられ、凸部２２ａにはそれぞれ孔２２ｂが開口されている。各ブラケット２４にはそれぞれ一対の孔２４ａ，２４ｂが開口され、ブラケット２５にはねじ孔２５ａが開口されている。

図４、５に示すように外筒１１の下端にはフランジ部１１ａが形成されている。フランジ部１１ａとばね受け１４の間にはカバー部２１およびフランジ部２２，２３の切り欠き２０ａを介してスペーサ２０が介装され、内筒１２の一部はスペーサ２０により覆われている。外筒１１にはスペーサ２０のブラケット２４に対応して一対のブラケット１６が設けられ、このブラケット１６の内側にスペーサ２０のブラケット２４が介装されている。ブラケット１６には上下方向に孔１６ａ〜１６ｃが開口されている。ブラケット１６の孔１６ａおよびブラケット２４の孔２４ａにはピン１７ａが挿入され、ブラケット１６の孔１６ｂおよびブラケット２４の孔２４ｂにはピン１７ｂが挿入されている。ピン１７ａは挿脱可能であり、スペーサ２０はピン１７ｂを介して外筒１１に上下方向に回動可能に支持されている。

外筒１１のフランジ部１１ａにはスペーサ２０のフランジ部２２の凸部２２ａと同形状の凸部１１ｂが設けられている。凸部１１ｂにはねじ孔が開口され、凸部２２ｂの孔２２ｂを貫通したねじ１８がねじ孔に螺合し、スペーサ２０が外筒１１の下端面に固定されている。すなわちクレーン仕様では外筒１１の長さが実質スペーサ２０の長さ分だけ延長され、ばね受け１４にスペーサ２０のフランジ部２３が当接している。なお、タワークレーン仕様では後述するようにピン１７ｂを介してスペーサ２０が上方に退避され、外筒１１のフランジ部１１ａがばね受け１４に当接する。

図５に示すようにスペーサ２０のブラケット２５にはストライカ２６がねじ込まれ、ストライカ２６はナット２７で固定されている。図４に示すようにストライカ２６の上方の外筒１１にはブラケット２８が突設されている。ブラケット２８にはねじ孔が開口され、このねじ孔にストライカ２９がねじ込まれ、ナット２７で固定されている。ストライカ２６，２９は外筒１１のフランジ方向に平行な直線Ｌ１上に位置し、この直線Ｌ１上にロッド３１が延設され、ロッド３１の下方にリミットスイッチ３３のアーム先端部３３ａが位置している。

内筒１２のばね座１３にはブラケット３２が固設され、ブラケット３２にリミットスイッチ３３の本体が取り付けられている。ブラケット３２にはガイド３２ａ，３２ｂが設けられ、ガイド３２ａ，３２ｂに沿ってロッド３１が上下動可能に支持されている。ガイド３２ａと３２ｂの間にはばね３４が介装され、ばね３４の下端部はガイド３２ｂに当接し、ばね３４の上端部は割ピンなどのばね固定部材３５を介してロッド３１に固定されている。ロッド３１には常時上方へのばね３４の付勢力が作用し、この付勢力に抗してロッド３１が下方に押動されると、ロッド先端部がアーム先端部３３ａに当接し、リミットスイッチ３３がオンする。

リミットスイッチ３３は過巻防止装置として機能する。すなわちリミットスイッチ３３がオンすると図示しない油圧制御弁に制御信号が出力され、ブーム角度が大きくなるような起伏ドラム４の動作が禁止される。なお、この点の構成は周知であり、詳細な説明を省略する。

次に、本実施の形態に係るバックストップ装置の主要な動作を説明する。
（１）クレーン仕様（図２，図４，図５）
フロントをクレーン仕様とする場合には、ピン１７ｂを支点にスペーサ２０を下方に回動した後、孔１６ａ，２４ａにピン１７ａを挿入し、ねじ１８によって外筒１１の下端にスペーサ２０を固定する。これにより外筒１１の長さがスペーサ２０の長さ分だけ実質延長され、タワークレーン仕様のときよりも小さなブーム角度で緩衝ばね１５が縮退を開始する。緩衝ばね１５が縮退する前は、ばね３４によりロッド３１が押し上げられているため、リミットスイッチ３３はオフ状態である。

ブーム６の仰動により緩衝ばね１５が縮退すると、スペーサ２０を介して外筒１１に縮退ばね１５の反力が作用し、ブーム６の仰動が制限される。そして、緩衝ばね１５が所定量縮退し、ブーム角度が所定値α１に達すると、スペーサ２０に設けられたストライカ２６によりロッド３１が所定量押し下げられ、リミットスイッチ３３がオンする。これによりブーム過巻防止装置が作動し、ブーム６の仰動が自動停止する。

（２）タワークレーン仕様（図３）
フロントをタワークレーン仕様とする場合には、ねじ１８を取り外し、ピン１７ｂを支点にスペーサ２０を上方に回動した後、孔１６ｃ，２４ａにピン１７ａを挿入する。これによりスペーサ２０が外筒１１の側方に退避され、外筒１１の下端面がばね受け１４に当接し、クレーン仕様のときよりも大きなブーム角度で緩衝ばね１５が縮退を開始する。緩衝ばね１５が縮退する前は、ばね３４によりロッド３１が押し上げられているため、リミットスイッチ３３はオフ状態である。

タワーブームの仰動により緩衝ばね１５が縮退すると、外筒１１に縮退ばね１５の反力が作用し、ブーム６の仰動が制限される。そして、緩衝ばね１５が所定量縮退し、ブーム角度が所定値α２に達すると、外筒１１に設けられたストライカ２９によりロッド３１が所定量押し下げられ、リミットスイッチ３３がオンする。これによりブーム過巻防止装置が作動し、ブーム６の仰動が自動停止する。

ところで、クレーン仕様およびタワークレーン仕様においては、ブーム角度が所定値α１およびα２のときにリミットスイッチ３３がオンするようにストライカ２６，２９の位置を事前に（例えば工場出荷時に）セットする必要がある。この位置調整はナット２７を緩め、ストライカ２６，２９のねじこみ量を調整することで可能である。これにより個々の部品の寸法誤差や取付誤差等に拘わらずリミットスイッチ３３の作動する角度を精度よく所定値α１，α２に設定することができる。

本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏する。
（１）外筒１１とばね受け１４の間に挿脱可能にスペーサ２０を設け、スペーサ２０および外筒１１の側面部にそれぞれリミットスイッチ押圧用のストライカ２６，２９を設けるようにした。すなわちクレーン仕様で用いるストライカ２６とタワークレーン仕様で用いるストライカ２９を別々に設けるようにしたので、各仕様毎に最適な位置にストライカ２６，２９を取り付けることができ、リミットスイッチ３３を所定のブーム角度で精度よく作動させることができる。

（２）ストライカ２６，２９をそれぞれブラケット２５，２８にねじ込み、ナット２７で固定するようにしたので、ストライカ２６，２９の位置調整が容易である。したがって、個々の部品の寸法誤差や取付誤差等に拘わらずリミットスイッチ３３の作動角度を精度よく所定値α１，α２に設定することができる。
（３）ブラケット３２に上下動可能にロッド３１を支持し、ロッド３１を介してリミットスイッチ３３のアーム先端部３３ａを押圧するようにしたので、ストライカ２６，２９をアーム先端部３３ａに近接して設ける必要がなく、ストライカ２６，２９を小型化できる。
（４）ばね３４を介してロッド３１を支持するようにしたので、過巻防止装置が作動する前の初期状態においてロッド３１はばね３４の付勢力により押し上げられ、ロッド３１の重力によりリミットスイッチ３３がオンすることを防止できる。
（５）断面形状が略Ｕ字状となるようにスペーサ２０を形成し、ピン１７ｂを介して外筒１１に回動可能にスペーサ２０を設けたので、仕様変更に伴うスペーサ２０の挿脱が容易である。

（６）外筒１１，スペーサ２０からストライカ２６，２９を支持するとともに、内筒１２と一体のブラケット３２からロッド３１およびリミットスイッチ３３を支持するようにしたので、緩衝ばね１５の縮退に伴いストライカ２６，２９，ロッド３１，リミットスイッチ３３の位置が周方向にずれることを防止できる。すなわち、緩衝ばね１５はコイル状に形成されているので、緩衝ばね１５が縮退すると緩衝ばね１５にねじり力が作用して、緩衝ばね１５の端面が回転変位する。このため、例えばストライカ２６，２９やロッド３１をばね受け１４から支持すると、緩衝ばね１５とともにばね受け１４が移動し、ロッド３１の先端部を精度よくアーム先端部３３ａに当接することができないおそれがある。さらに、ロッド３１がガイド３２ａ，３２ｂに干渉し、ロッド３１を損傷するおそれもある。これに対して本実施の形態では、外筒１１，スペーサ２０，ブラケット３２にストライカ２６，２９，ロッド３１，リミットスイッチ３３を設けるので、緩衝ばね１５のねじりの影響を受けることなく、ロッド３１の先端部をアーム先端部３３ａに精度よく当接することができる。

なお、上記実施の形態では、バックストップ１０を内筒１２および外筒１１の二重筒構造としたが、バックストップ１０は筒状でなくてもよい。すなわち互いに収縮する一対の連結部材（第１部材，第２部材）と緩衝ばね１５によりバックストップ１０を構成し、ブーム角度が所定値以上になることを抑制するのであれば、内筒１２および外筒１１以外を第１部材、第２部材としてもよい。また、上記実施の形態では、内筒１２を旋回体２のフレームに連結し、外筒１１をロアブーム６Ａに連結するようにしたが、内筒１１と外筒１２を上下逆に配置し、内筒１２をロアブーム６Ａに、外筒１１を旋回体２に連結してもよい。この場合も内筒１２の外側に緩衝ばね１５を設けるとともにリミットスイッチ３３を設けることができる。

リミットスイッチ３３が内筒１２と一体に支持されるのであれば支持部材としてのブラケット３２の形状は上述したものに限らない。外筒１１の下端部に着脱可能にスペーサ２０を設けたが、外筒１１の長さを実質変更するのであれば長さ変更部材としてのスペーサ２０の形状および取付位置は上述したものに限らない。スペーサ２０および外筒１１にそれぞれ第１の押圧部材としてのストライカ２６および第２の押圧部材としてのストライカ２９を設けたが、ストライカ２６，２９の形状は上述したものに限らない。例えばストライカ２６，２９の長さを延長し、ロッド３１を介さずに直接リミットスイッチ３３のアーム先端部３３ａを押圧することもできる。

ブーム角度が第１の所定値α１および第２の所定値α２のときにリミットスイッチ３３をオンして過巻防止装置を作動させ、ブーム６の仰動を禁止するようにしたが、ブーム６の仰動を禁止するのではなく起伏ドラム４の駆動速度を制限するものでもよい。前方に俯仰動するブーム以外の腕部材と作業車両のフレームの間にも同様に本発明のバックストップ１０を介装することができる。ナット２７を介してストライカ２６，２９をブラケット２５，２８に移動可能に取り付けるようにしたが、第１の調整手段および第２の調整手段の構成はこれに限らない。すなわち本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のバックストップ装置に限定されない。

本発明が適用される油圧式クレーンの側面図。本発明の実施の形態に係るバックストップ装置をクレーンに適用した状態を示す図。本発明の実施の形態に係るバックストップ装置をタワークレーンに適用した状態を示す図。（ａ）は図２の矢視IV図、（ｂ）は図４（ａ）の一部断面図。図４（ａ）のV-V線断面図。本発明の実施の形態に係るバックストップ装置を構成するスペーサの斜視図。

符号の説明

２旋回体
６ブーム
６Ａロアブーム
１０バックストップ
１１外筒
１２内筒
１５緩衝ばね
２０スペーサ
２５，２８ブラケット
２６，２９ストライカ
２７ナット
３１ロッド
３２ブラケット
３３リミットスイッチ

Claims

前方に俯仰動する腕部材が設けられた作業車両のフレームと前記腕部材との間に設けられたバックストップであって、互いに収縮する第１部材および第２部材と、前記第１部材と第２部材の間に介装されて前記腕部材の角度が所定値以上になることを抑制する緩衝ばねとを備えるバックストップと、
前記第２部材の端部に着脱可能に設けられ、前記第２部材の長さを実質的に変更する長さ変更部材と、
前記第１部材から支持され、前記バックストップの収縮量に応じた前記腕部材の所定角度を検出するリミットスイッチと、
前記長さ変更部材に設けられ、前記長さ変更部材を前記第２部材の端部に取り付けた状態で前記腕部材の角度が第１の所定値に達すると前記リミットスイッチを押圧作動させる第１の押圧部材と、
前記第２部材に設けられ、前記長さ変更部材を前記第２部材の端部から取り外した状態で前記腕部材の角度が前記第１の所定値より大きい第２の所定値に達すると前記リミットスイッチを押圧作動させる第２の押圧部材とを備えることを特徴とするクレーンのバックストップ装置。
請求項１に記載のクレーンのバックストップ装置において、
前記第１の押圧部材の取付位置を調整する第１の調整手段と、
前記第２の押圧部材の取付位置を調整する第２の調整手段とをさらに備えることを特徴とするクレーンのバックストップ装置。
請求項１または２に記載のクレーンのバックストップ装置において、
前記第１部材に設けられ、前記リミットスイッチを支持する支持部材と、
前記支持部材と一体に設けられた案内部材により、前記バックストップの収縮方向に移動可能に支持されるロッド部材とを有し、
前記第１の押圧部材および前記第２の押圧部材は、それぞれ前記ロッド部材を介して前記リミットスイッチを押圧作動するように設けられることを特徴とするクレーンのバックストップ装置。