JP4998589B2

JP4998589B2 - ブーム伸縮段数切替制御装置

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Publication number: JP4998589B2
Application number: JP2010113939A
Authority: JP
Inventors: 耕一下村; 純平山田
Original assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Current assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2030-05-18
Also published as: EP2388228A1; EP2388228B1; JP2011241037A

Description

本発明は、伸縮ブームを構成する複数の可動ブームのうち伸縮させる可動ブームを切り替えるためのブーム伸縮段数切替制御装置に関する。

従来より、例えばホイールクレーン、ラフテレーンクレーン、オールテレーンクレーン等のように、伸縮ブームを備えるクレーン（機械）がある。伸縮ブームは、基端側の１つの固定ブームと、固定ブームの先端側に設けられる複数の可動ブームとを備える。可動ブームは油圧シリンダ（伸縮シリンダ）で伸縮させる。この種の伸縮ブームでは、伸縮ブームを構成する複数の可動ブームのうち、何段目の可動ブームを伸縮させるかを選択する必要がある（以下、伸縮させる可動ブームの段数を「選択段数」という）。

特許文献１には、選択段数を自動的に切り替える装置が記載されている（以下、選択段数を自動的に切り替えるモードを「自動切替手段」という）。この装置では、伸縮ブームを伸長させるときは基端側（太い側）の可動ブームから順次伸長させる。伸縮ブームを縮小させるときは先端側（細い側）の可動ブームから順次縮小させる。このような選択段数の選択及び切り替えの順序を「正規のブーム伸縮順序」という。また、正規のブーム伸縮順序で可動ブームを伸縮させた場合の各可動ブームの伸長量（詳細は後述）を「正規の伸長量」という。

特開平９ー２７８１号公報

上記の自動切替手段は通常のクレーン作業時に用いられる。一方で、伸縮ブームのメンテナンス時や修理時などには、オペレータが選択段数を手動で選択するモード（以下「手動切替手段」という）を用いる。そして、メンテナンス等終了後は、手動切替手段から自動切替手段へ戻した後、クレーン作業を行う。

ここで、手動切替手段では、正規のブーム伸縮順序とは異なる順序（以下「選択ミス状態」ともいう）で選択段数を選択できる。選択ミス状態で任意の可動ブームを伸縮させると、各可動ブームが正規の伸長量とは異なる状態（以下「異伸縮状態」ともいう）になる。この状態のままクレーン作業を行うと、次に述べる問題が生じる。

伸縮ブームを備える機械（クレーン）にはモーメントリミッタが設けられる。モーメントリミッタには、各可動ブームが正規の伸長量であることを前提としたクレーン能力が設定されている。よって、各可動ブームが正規の伸長量とは異なる状態（異伸縮状態）では、モーメントリミッタに設定されたクレーン能力と、実際に発揮できるクレーン能力とが一致しない。この状態でクレーン作業を行うと、伸縮ブームの破損等の事故に繋がるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、各可動ブームが正規の伸長量とは異なる状態のまま、クレーン作業を行うことを抑制できる、ブーム伸縮段数切替制御装置を提供することである。

第１の発明に係るブーム伸縮段数切替制御装置は、伸縮ブームを構成する複数の可動ブームのうち伸縮させる当該可動ブームを切り替える制御装置であり、伸縮させる前記可動ブームを正規のブーム伸縮順序に従って自動的に切り替える自動切替手段と、伸縮させる前記可動ブームを手動で切り替える手動切替手段と、を備える。さらに、前記手動切替手段を動作させるとともに、前記正規のブーム伸縮順序と異なる順序で前記可動ブームを伸縮させた場合に、前記自動切替手段の動作を禁止する自動切替禁止手段を備える。さらに、前記手動切替手段を動作させるとともに、前記伸縮ブーム全体を最短または最長にした場合に前記禁止を解除する自動切替禁止解除手段を備える。

なお、「正規のブーム伸縮順序」とは次のことをいう。伸縮ブームを伸長させるときは基端側から先端側へ可動ブームを順次伸長させるように選択段数の選択及び切替を行う順序である。伸縮ブームを縮小させるときは先端側から基端側へ可動ブームを順次縮小させるように選択段数の選択及び切替を行う順序である。

また下記の「正規の伸長量」とは、正規のブーム伸縮順序で可動ブームを伸縮させた場合の可動ブームそれぞれの伸長量である。「正規の伸長量」には、実際に正規のブーム伸縮順序に従って複数の可動ブームを伸縮させたときの伸長量だけでなく、正規のブーム伸縮順序に従わずに可動ブームを伸縮させた結果、正規のブーム伸縮順序に従って複数の可動ブームを伸縮させたのと同じ伸長量（段数姿勢）になったときの伸長量を含む。

このブーム伸縮段数切替制御装置は、上記の自動切替禁止手段を備える。ここで、手動切替手段を動作させるとともに正規のブーム伸縮順序と異なる順序で可動ブームを伸縮させた場合は、上述したように各可動ブームが正規の伸長量と異なる可能性がある。この場合に、自動切替禁止手段により自動切替手段の動作が禁止される。
また、このブーム伸縮段数切替制御装置は、上記の自動切替禁止解除手段を備える。ここで、手動切替手段を動作させるとともに伸縮ブーム全体を最短または最長にした場合は、各可動ブームは必ず正規の伸長量となる。この場合に、自動切替禁止解除手段により自動切替手段の動作の禁止が解除される。
また、オペレータは自動切替手段を動作させてクレーン作業を行うのが通常である。よって、上記のように自動切替手段の動作が禁止される結果、オペレータがクレーン作業を行うことが抑制される。したがって、各可動ブームが正規の伸長量とは異なる可能性がある状態のまま、自動切替手段を用いてクレーン作業を行うことを抑制できる。

第２の発明に係るブーム伸縮段数切替制御装置は、複数の前記可動ブームそれぞれの伸長量を記憶する可動ブーム伸長量記憶手段を備える。前記自動切替禁止解除手段は、前記可動ブーム伸長量記憶手段で記憶された前記伸長量と、前記正規のブーム伸縮順序で複数の前記可動ブームを伸縮させた場合の当該可動ブームそれぞれの正規の伸長量と、が全て等しい場合に前記禁止を解除する。

このブーム伸縮段数切替制御装置の自動切替禁止解除手段は、伸縮ブームが最短または最長でなくても、各可動ブームが正規の伸長量であれば、前記禁止を解除する。したがって、伸縮ブームを最短または最長にしたときにのみ前記禁止が解除される場合に比べ、短時間で前記禁止を解除できる。

第３の発明に係るブーム伸縮段数切替制御装置は、前記自動切替禁止手段により前記自動切替手段の動作が禁止されるときは、モーメントリミッタに設定される吊荷重の許容値を当該動作が可能な場合に対して低下させる許容値低下手段を備える。

このブーム伸縮段数切替制御装置は、上記の許容値低下手段を備える。よって、自動切替手段の動作が禁止されるとき、すなわち、各可動ブームが正規の伸長量とは異なる状態（またはその可能性がある状態）のとき、クレーン作業を行うことを抑制できる。

第４の発明に係るブーム伸縮段数切替制御装置は、伸縮ブームを構成する複数の可動ブームのうち伸縮させる当該可動ブームを切り替える制御装置であり、伸縮させる前記可動ブームを正規のブーム伸縮順序に従って自動的に切り替える自動切替手段と、伸縮させる前記可動ブームを手動で切り替える手動切替手段と、複数の前記可動ブームそれぞれの伸長量を記憶する可動ブーム伸長量記憶手段と、を備える。さらに、前記可動ブーム伸長量記憶手段で記憶された前記伸長量と、前記正規のブーム伸縮順序で複数の前記可動ブームを伸縮させた場合の当該可動ブームそれぞれの正規の伸長量と、が異なる場合は、これらが全て等しい場合に対してモーメントリミッタに設定される吊荷重の許容値を低下させる許容値低下手段を備える。

上記の構成では、手動切替手段から自動切替手段に切り替わっても、各可動ブームが正規の伸長量とは異なる状態であれば、モーメントリミッタに設定される吊荷重の許容値を許容値低下手段が低下させる。したがって、各可動ブームが正規の伸長量とは異なる状態のまま、クレーン作業を行うことを抑制できる。

伸縮ブーム及び油圧回路の模式図である。図１に示す油圧回路を制御するための制御装置１等を表す電気ブロック図である。図２に示す制御装置１による制御のフローチャートである。図３に示す自動切替手段Ｓ１０のフローチャートである。第２実施形態の図３相当図である。第３実施形態の図３相当図である。第４実施形態の図３相当図である。第４実施形態の図４相当図である。

（第１実施形態）
以下、（１）伸縮ブーム１０及びこの伸縮ブーム１０を伸縮させる油圧回路２０（図１参照）、（２）この油圧回路２０を制御するための制御装置１（ブーム伸縮段数切替制御装置）周辺の電気システム（図２参照）、及び（３）制御装置１によるブーム伸縮段数切替制御（図３及び図４参照）について説明する。

（伸縮ブーム及び油圧回路）
図１に、制御装置１で制御する伸縮ブーム１０および油圧回路２０の模式図を示す。

伸縮ブーム１０は、クレーンに用いる箱型ブームであり、複数のブームが入れ子状に配置される。伸縮ブーム１０は、クレーン本体（図示なし）に取り付けられる基端側の１つの固定ブーム１１（基本ブーム、１段ブームともいう）と、固定ブーム１１の先端側に設けられる複数の可動ブーム１２とを備える。複数の可動ブーム１２は複数の伸縮シリンダ１６及び１８により伸縮される。

可動ブーム１２は、伸縮ブーム１０を構成し、伸縮自在に配置されたブームである。可動ブーム１２は基端側から先端側へ順に、２段ブーム１２ｂ、３段ブーム１２ｃ、４段ブーム１２ｄ、及び５段ブーム１２ｅを備える。なお、可動ブーム１２の段数は変更しても良い。

伸縮シリンダ１６及び１８は、各可動ブーム１２を伸縮させる部材である。伸縮シリンダ１６及び１８はそれぞれ２段伸縮式である。
伸縮シリンダ１６は、２段ブーム１２ｂと３段ブーム１２ｃとを固定ブーム１１（１段ブーム）に対して伸縮させる。伸縮シリンダ１６の先端部１６ａは固定ブーム１１に、中間部１６ｂは２段ブームに、基端部１６ｃは３段ブーム１２ｃにそれぞれ固定される。
伸縮シリンダ１８は、４段ブーム１２ｄと５段ブーム１２ｅとを３段ブーム１２ｃに対して伸縮させる。伸縮シリンダ１８の先端部１８ｃは３段ブーム１２ｃに、中間部１８ｄは４段ブーム１２ｄに、基端部１８ｅは５段ブーム１２ｅにそれぞれ固定される。

油圧回路２０は、複数の可動ブーム１２のうち所定の段数を伸長または縮小させる。すなわち、伸縮シリンダ１６及び１８それぞれの各段のうち、所定の伸縮シリンダの所定の段数を伸長または縮小させる。油圧回路２０は、この回路に圧油を供給するポンプ２０Ｐと、作動油を貯留するタンク２０Ｔとを備える。また、油圧回路２０は、ポンプ２０Ｐの下流側（以下、ポンプ２０Ｐに対する下流側を単に「下流側」という）に接続される伸縮切替弁２１と、伸縮切替弁２１の下流側に接続されるシリンダ切替弁２２と、シリンダ切替弁２２の下流側にそれぞれ接続されるシリンダ段数切替弁２６及び２８とを備える。シリンダ段数切替弁２６及び２８の下流側には、伸縮シリンダ１６及び１８が接続される。伸縮シリンダ１６及び１８から吐出される作動油は、伸縮切替弁２１を介してタンク２０Ｔへ戻る。

各切替弁２１、２２、２６及び２８の機能は以下の通りである。伸縮切替弁２１は、伸縮シリンダ１６及び１８の伸長と縮小とを切り替える弁である。シリンダ切替弁２２は伸縮シリンダ１６及び１８のうち、伸縮させるシリンダを切り替える弁である。シリンダ段数切替弁２６及び２８は、伸縮シリンダ１６及び１８の各段数のうち伸縮させる段数を切り替える弁である。

（電気システム）
図２に、油圧回路２０（図１参照）を制御するための制御装置１周辺の電気ブロック図を示す。

制御装置１（ブーム伸縮段数切替制御装置）は、図１に示す伸縮ブーム１０を構成する複数の可動ブーム１２（２段ブーム１２ｂ〜５段ブーム１２ｅ）のうち伸縮させる１つの可動ブーム１２の段数（選択段数）の切り替えを行う。なお、制御装置１は具体的には上部クレーン系コントローラである。すなわち制御装置１は、伸縮ブーム１０の伸縮だけでなく、伸縮ブーム１０の起伏、上部旋回体（図示なし）の旋回、巻上げ等様々な動作の制御を行っても良い。図２に示すように、制御装置１には、各切替弁２１、２２、２６及び２８、ブーム伸縮操作レバー３１、伸縮切替スイッチ３２、ブーム段数切替許可スイッチ３３、伸縮ブーム長さ検出手段３６、負荷検出手段３７、及びモーメントリミッタ３８が接続される。

ブーム伸縮操作レバー３１は、伸縮ブーム１０（図１参照）の伸縮を指示する。レバーで伸操作をすると、ブーム伸操作信号（ＰＵＴ）３１ａが制御装置１へ出力される。レバーで縮操作をすると、ブーム縮操作信号（ＰＤＴ）３１ｂが制御装置１へ出力される。制御装置１は、ブーム伸縮操作レバー３１から入力された信号に基づき、切替信号２１ｓを伸縮切替弁２１へ出力する。これにより伸縮切替弁２１が切り替わる。

伸縮切替スイッチ３２は、自動切替手段Ｓ１０と手動切替手段Ｓ２０と（図３参照。後述）を切り替えるスイッチであり、クレーンの運転室内（図示なし）に設けられる。自動切替手段Ｓ１０（図３参照）を選択すると、自動切替信号３２ａが制御装置１へ出力される。手動切替手段Ｓ２０（図３参照）を選択する場合は、オペレータは伸縮切替スイッチ３２で選択段数を選択する。そして、選択されている段数に応じた手動切替信号３２ｂが制御装置１へ出力される。

ブーム段数切替許可スイッチ３３は、自動切替手段Ｓ１０（図３参照）が動作している場合であって、選択段数の切り替えを許可（後述）するときに押すスイッチである。ブーム段数切替許可スイッチ３３は、例えばブーム伸縮操作レバー３１の先端部（図示なし）に取り付けられ、オペレータがレバー操作を行いながら押すスイッチである。このスイッチを押すと、許可信号３３ａが制御装置１へ出力される。

伸縮ブーム長さ検出手段３６は、伸縮ブーム１０（図１参照）全体の長さを検出する装置である。伸縮ブーム長さ検出手段３６は、検出した長さに応じた伸縮ブーム長さ信号３６ａを制御装置１へ出力する。

負荷検出手段３７は、伸縮ブーム１０に掛かる負荷（吊荷重）を検出する装置である。負荷検出手段３７は、検出した負荷に応じた負荷信号３７ａを制御装置１へ出力する。

モーメントリミッタ３８は、伸縮ブーム長さ検出手段３６、負荷検出手段３７、ブーム角度検出器（図示なし）等で検出された値に基づいてクレーンの転倒や過負荷等を防止する装置である。モーメントリミッタ３８には各可動ブーム１２（図１参照）が正規の伸長量であることを前提として吊荷重などの許容値が設定されている。この許容値は所定の場合に低下させる（後述）。負荷検出手段３７で検出された値が許容値より大きい場合は、モーメントリミッタ３８から停止信号３８ａが制御装置１へ出力され、吊上げ動作を停止させる。なお、伸縮ブーム長さ検出手段３６、及び負荷検出手段３７は、モーメントリミッタ３８を介して制御装置１に接続しても良い。

シリンダ切替弁２２、シリンダ段数切替弁２６及び２８は、制御装置１から出力される切替信号２２ｓ、２６ｓ、及び２８ｓにより切り替えられる。この切り替えは以下のように制御される。

（ブーム伸縮段数切替制御）
図３及び図４に、制御装置１での制御のフローチャートを示す。なお、以下のルーチンは所定の短時間ごとに繰り返し実行される。

制御装置１でのブーム伸縮段数切替制御の概略は以下の通りである。図３に示すように、選択段数を自動で切り替える自動切替手段Ｓ１０と、選択段数を手動で切り替える手動切替手段Ｓ２０とを備える。手動切替手段Ｓ２０を用いて正規のブーム伸縮順序と異なる順序で可動ブーム１２（図１参照）を伸縮させた場合は、自動切替手段Ｓ１０の動作が禁止される（自動切替禁止手段Ｓ３０）。伸縮ブーム１０全体を最短または最長にすれば上記禁止が解除される（自動切替禁止解除手段Ｓ４０）。

ステップＳ１は、ブーム伸縮段数切替制御の最初のステップである。ステップＳ１では、伸縮切替スイッチ３２（図２参照）で自動切替手段Ｓ１０が選択されているか（自動切替信号３２ａが制御装置１へ入力されているか）否かが判断される。（Ｙ）自動切替手段Ｓ１０が選択されているときはステップＳ２へ進む。（Ｎ）手動切替手段Ｓ２０が選択されているときは手動切替手段Ｓ２０へ進む。なお、上記「（Ｙ）」及び「（Ｎ）」の文字は、図３に示すフローチャート中の流れ線に付した文字と対応する（以下同様）。

ステップＳ２では、自動伸縮切替不可フラグＦ１（後述）が「ＯＦＦ」か否かが判断される。（Ｙ）フラグＦ１が「ＯＦＦ」（初期状態では「ＯＦＦ」）のときは自動切替手段Ｓ１０へ進む。（Ｎ）フラグＦ１が「ＯＮ」のときは手動切替手段Ｓ２０へ進む。すなわち、オペレータが伸縮切替スイッチ３２（図２参照）で自動切替手段Ｓ１０を選択したとしても、自動伸縮切替不可フラグＦ１が「ＯＮ」であれば、自動切替手段Ｓ１０が動作しない。なお、ステップＳ１とＳ２とをまとめてステップＳ０とし、ステップＳ０から手動切替手段Ｓ２０へ進む場合をＳ０ａ、ステップＳ０から自動切替手段Ｓ１０へ進む場合をＳ０ｂとする。

（自動切替手段）
自動切替手段Ｓ１０は、正規のブーム伸縮順序に従って選択段数を自動的に切り替えるモード（ルーチン）である。自動切替手段Ｓ１０は通常のクレーン作業時に用いられる。

この自動切替手段Ｓ１０は、図４に示すように、（１）手動切替手段Ｓ２０（図３参照）から自動切替手段Ｓ１０に切り替わった直後等は選択段数の選択のみ行う（ステップＳ１２及びＳ１３）。（２）その後は選択段数の切り替えも行う（ステップＳ１４〜Ｓ１６）。この（１）と（２）との分岐はステップＳ１１で行われる。

ステップＳ１１では、自動伸縮切替制御フラグＦ２（後述）が「ＯＮ」か否かが判断される。（Ｎ）フラグＦ２が「ＯＦＦ」のときはステップＳ１２へ進む。（Ｙ）フラグＦ２が「ＯＮ」のときはステップＳ１４へ進む。

自動伸縮切替制御フラグＦ２は次のように動作する。初期状態では「ＯＦＦ」である。図３に示すように、手動切替手段Ｓ２０が動作すると「ＯＦＦ」となる（ステップＳ２１）。手動切替手段Ｓ２０から自動切替手段Ｓ１０に切り替わった直後は「ＯＦＦ」のままである。図４に示すように、自動切替手段Ｓ１０が連続して２回以上動作する場合の２回目以降の動作時はフラグＦ２は「ＯＮ」となる（ステップＳ１３）。自動切替手段Ｓ１０の動作が継続する間はフラグＦ２の「ＯＮ」状態も継続する。

ステップＳ１２では、伸縮ブーム１０（図１参照）の長さ（伸縮ブーム長さ信号３６ａ（図２参照））から選択段数が決定される。ステップＳ１２では下記（ａ）〜（ｄ）の条件を満たすか否かが判断される。判断は、下記（ａ）〜（ｄ）の順で行われる。いずれかの条件に該当した場合は、「：」の後に記載の選択段数を選択する。
（ａ）伸縮ブーム長さ＜２段長さ＋α ：２段ブーム１２ｂを選択
（ｂ）伸縮ブーム長さ＜３段長さ＋α ：３段ブーム１２ｃを選択
（ｃ）伸縮ブーム長さ＜４段長さ＋α ：４段ブーム１２ｄを選択
（ｄ）上記以外：５段ブーム１２ｅを選択
なお、上記「ｎ段長さ」（ｎ＝２〜４）とは、図１に示すｎ段ブーム及びｎ段ブームよりも基端側の可動ブーム１２を最長にするとともに、ｎ段ブームよりも先端側の可動ブーム１２を最短にしたときの伸縮ブーム１０全体の長さである。また、上記「α」は例えば０．５ｍなどである。

このステップＳ１２で選択段数を選択した後は、図４に示すように、ステップＳ１３へ進み、自動伸縮切替制御フラグＦ２を「ＯＮ」に設定する。その後、ステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１４〜Ｓ１６では次のように動作する。
ブーム段数切替許可スイッチ３３（図２参照）が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」になったとき（許可信号３３ａが立ち上がったとき）（ステップＳ１４の（Ｙ））、かつ、伸縮ブーム１０（図１参照）の長さが選択段数切替範囲（後述）になったときは、伸縮方向に応じて選択段数を切り替える（ステップＳ１５）。
ブーム段数切替許可スイッチ３３（図２参照）が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」にならないときは（ステップＳ１４の（Ｎ））、選択段数を切り替えない（ステップＳ１６）。
上記いずれの場合も、ステップＳ１７へ進む。

このように、ブーム段数切替許可スイッチ３３（図２参照）を操作してはじめて選択段数が切替わる（言わば「半自動」で選択段数を切り替える）。よって、オペレータの意図を反映させながら選択段数を切り替えることができる。なお、単に自動的に選択段数が切り替わる場合はオペレータの意図しない動作が生じる場合がある。例えば、選択段数の切り替え時に可動ブーム１２（図１参照）の伸縮が減速する、または、可動ブーム１２（図１参照）同士が衝突してショックが生じる。

また、上述したように、ブーム段数切替許可スイッチ３３（図２参照）はブーム伸縮操作レバー３１（図２参照）に設けられる。よって、ブーム段数切替許可スイッチ３３の操作は、ブーム伸縮操作レバー３１の操作とともに行える。したがって、オペレータの操作効率を損なうことがない（操作負荷がかからない）。

ステップＳ１５では、伸縮ブーム１０（図１参照）の長さ（伸縮ブーム長さ信号３６ａ（図２参照））から選択段数を決定する。伸縮ブーム１０（図１参照）の長さが選択段数切替範囲内であれば、選択段数を切り替える。具体的には下記（ａ）〜（ｇ）の条件を満たすか否かが判断される。判断は、下記（ａ）〜（ｇ）の順で行われる。いずれかの条件に該当した場合は、「：」の後に記載の選択段数を選択する。
（ａ）伸縮ブーム長さ＜２段長さ−α ：２段ブーム１２ｂを選択
（ｂ）伸縮ブーム長さ＜２段長さ＋α ：２段と３段とを切替
（ｃ）伸縮ブーム長さ＜３段長さ−α ：３段ブーム１２ｃを選択
（ｄ）伸縮ブーム長さ＜３段長さ＋α ：３段と４段とを切替
（ｅ）伸縮ブーム長さ＜４段長さ−α ：４段ブーム１２ｄを選択
（ｆ）伸縮ブーム長さ＜４段長さ＋α ：４段と５段とを切替
（ｇ）上記以外：５段ブーム１２ｅを選択
なお上記（ｂ）（ｄ）（ｆ）については、伸長時は１段先端側の可動ブーム１２（図１参照）へ切り替える。縮小時は１段基端側の可動ブーム１２（図１参照）へ切り替える。また、上記「α」は例えば０．５ｍなどである。

ステップＳ１７では、上記のように選択した選択段数に応じた切替信号を出力する（出力パターンを決定する）。すなわち図２に示すように、制御装置１から、各切替信号２１ｓ、２２ｓ、２６ｓ、及び２８ｓを、各切替弁２１、２２、２６及び２８へ出力する。そして図３に示す「ＥＮＤ」へ進み、ブーム伸縮段数切替制御のルーチンを終了する。

（手動切替手段）
手動切替手段Ｓ２０は、図３に示すように、選択段数を手動で切り替えるモードである。すなわちオペレータが選択段数を任意に個別選択するモードである。手動切替手段Ｓ２０は、伸縮ブーム１０のメンテナンス時（または修理時、点検時など）に用いる。

この手動切替手段Ｓ２０では、伸縮切替スイッチ３２（図２参照）が手動切替手段Ｓ２０を選択している場合（１）と、自動切替手段Ｓ１０を選択している場合（２）とで動作が異なる。
上記（１）の場合は、伸縮切替スイッチ３２で選択された段数を選択段数として決定する。すなわち図２に示すように、制御装置１は、入力された手動切替信号３２ｂに応じて、各切替信号２１ｓ、２２ｓ、２６ｓ、及び２８ｓを、各切替弁２１、２２、２６及び２８へ出力する。
上記（２）の場合（すなわち、伸縮切替スイッチ３２で、図４に示す自動切替手段Ｓ１０を選択はしているが、自動伸縮切替不可フラグＦ１が「ＯＮ」であるため、自動切替手段Ｓ１０が動作しない場合）は、各切替信号（図２参照）を出力しない。
そして、上記（１）（２）いずれの場合でもステップＳ２１へ進む。

ステップＳ２１では、図３に示すように、自動伸縮切替制御フラグＦ２を「ＯＦＦ」にする。そして、自動切替禁止手段Ｓ３０へ進む。

自動切替禁止手段Ｓ３０は、所定の場合（ステップＳ３１）に自動切替手段Ｓ１０の動作を禁止する（ステップＳ３２）ステップである。

ステップＳ３１では、正規のブーム伸縮順序と異なる順序で（選択ミス状態で）可動ブーム１２（図１参照）を伸縮させたか否かが判断される。（Ｙ）選択ミス状態で伸縮操作をしたときはステップＳ３２へ進み、自動伸縮切替不可フラグＦ１を「ＯＮ」にする。すなわち、そのままでは自動切替手段Ｓ１０が動作しないようにする。その後、自動切替禁止解除手段Ｓ４０へ進む。（Ｎ）選択ミス状態での伸縮操作をしないとき（伸縮操作をしていない場合、または、伸縮操作はしたが正規のブーム伸縮順序に従った場合）は、自動切替禁止解除手段Ｓ４０へ進む。

また、ステップＳ３１での選択ミス状態か否かの判断は、選択段数（手動で選択した段数）と伸縮ブーム１０の長さとを比較して行う。すなわち、ステップＳ１２（図４参照）で選択されるべき選択段数と、手動で選択された段数とが異なる場合、選択ミス状態であると判断する。なお、選択ミス状態では原則、モーメントリミッタ３８（図２参照）が伸縮操作を自動停止させる（図２に示す停止信号３８ａが制御装置１へ出力される）。しかし、モーメントリミッタ３８に設けられた自動停止解除スイッチ（図示なし）を「解除」とすれば、選択ミス状態でも可動ブーム１２（図１参照）の伸縮操作が可能となる。

自動切替禁止解除手段Ｓ４０では、所定の場合（ステップＳ４１）に、上記の禁止を解除する（ステップＳ４２）。

ステップＳ４１では、手動切替手段Ｓ２０を用いて伸縮ブーム１０（図１参照）を最短（基本長）または最長のいずれかにしたか否かが判断される。（Ｙ）最短または最長にした場合はステップＳ４２へ進み、自動伸縮切替不可フラグＦ１を「ＯＦＦ」にする。すなわち、自動切替手段Ｓ１０の動作の禁止を解除する。その後「ＥＮＤ」へ進む。（Ｎ）伸縮ブーム１０が最短でも最長でもない場合は「ＥＮＤ」へ進む。

（本実施形態のブーム伸縮段数切替制御装置の特徴）
この制御装置１は、図３に示すように、自動切替禁止手段Ｓ３０を備える。ここで、手動切替手段Ｓ２０を動作させるとともに正規のブーム伸縮順序と異なる順序で（選択ミス状態で）可動ブーム１２（図１参照）を伸縮させた場合は、各可動ブーム１２が正規の伸長量とは異なる（異伸縮状態である）可能性がある。この場合に、自動切替禁止手段Ｓ３０により自動切替手段Ｓ１０の動作が禁止される（ステップＳ３２）。

また、この制御装置１は、自動切替禁止解除手段Ｓ４０を備える。ここで、手動切替手段Ｓ２０を動作させるとともに伸縮ブーム１０全体を最短または最長にした場合は、各可動ブーム１２は必ず正規の伸長量となる。この場合に、自動切替禁止解除手段Ｓ４０により自動切替手段Ｓ１０の動作の禁止が解除される（ステップＳ４２）。

また、オペレータは自動切替手段Ｓ１０を動作させて（言わば機械任せで）クレーン作業を行うのが通常である。よって、上記のように自動切替手段Ｓ１０の動作が禁止される（ステップＳ３２）結果、オペレータは異伸縮状態であることに気づき易く、クレーン作業を行うことが抑制される。したがって、各可動ブーム１２が正規の伸長量とは異なる可能性がある状態（異伸縮状態の可能性がある状態）のまま、自動切替手段Ｓ１０を用いてクレーン作業を行うこと（オペレータが勘違いをすること）を抑制できる。

（第２実施形態）
図５に第２実施形態のフローチャート（図３相当図）を示す。第１実施形態との相違点は以下の点である。各可動ブーム１２（図１参照）の伸長量を記憶する可動ブーム伸長量記憶手段Ｓ２５０、および、この伸長量を補正するステップＳ２４５を備える。また、自動切替禁止解除手段Ｓ２４０では、異伸縮状態とは異なる場合は（ステップＳ２４６）自動切替手段Ｓ１０の動作を可能とする（ステップＳ４２）。

可動ブーム伸長量記憶手段Ｓ２５０では、複数の可動ブーム１２（図１参照）それぞれの伸長量を記憶する。この伸長量は、伸縮ブーム１０（図１参照）全体の長さ変化（図２に示す伸縮ブーム長さ信号３６ａの変化）と選択段数に基づいて求める。可動ブーム伸長量記憶手段Ｓ２５０は、自動切替手段Ｓ１０を経た場合（すなわち異伸縮状態がない場合）も実行される。この場合は、選択段数よりも基端側の可動ブーム１２（図１参照）の長さを伸縮ブーム１０全体の長さから引くことで選択段数の伸長量を求めても良い。そして、自動切替禁止解除手段Ｓ２４０へ進む。

ステップＳ２４５では、伸縮ブーム１０（図１参照）の長さが最短または最長の場合（ステップＳ４１）、可動ブーム伸長量記憶手段Ｓ２５０に記憶されている各可動ブーム１２（図１参照）の伸長量を補正する。（１）伸縮ブーム１０（図１参照）の長さを最長にしたときは、可動ブーム１２（図１参照）の全ての段数の伸長量を各可動ブーム１２の長さの１００％とする。（２）伸縮ブーム１０の長さを最短にしたときは、可動ブーム１２の全ての段数の伸長量を各可動ブーム１２の長さの０％とする。上記（１）、（２）いずれの場合でもステップＳ２４６へ進む。

ステップＳ２４６では、異伸縮状態か否かを判断する。すなわち、可動ブーム伸長量記憶手段Ｓ２５０で記憶された各可動ブーム１２（図１参照）それぞれの伸長量と、正規の伸長量と、が全て等しいか否かを判断する。

異伸縮状態か否かの判断は具体的には次のように行う。可動ブーム伸長量記憶手段Ｓ２５０で記憶された各可動ブーム１２（図１参照）の伸長量を基端側から先端側へ順に調べていく。伸長量が１００％（±α（αは例えば０．５ｍ））になっていない段よりも先端側の段で伸び量が所定量（例えば０．５ｍ）を超えていれば異伸縮状態であると判断する。（Ｙ）異伸縮状態がないときはステップＳ４２へ進み、自動伸縮切替不可フラグＦ１を「ＯＦＦ」にして自動切替手段Ｓ１０の動作禁止を解除する（元々「ＯＦＦ」であった場合、その状態を維持する）。その後「ＥＮＤ」へ進む。（Ｎ）異伸縮状態があるときはそのまま「ＥＮＤ」へ進む。

（第２実施形態のブーム伸縮段数切替制御装置の特徴）
この制御装置１の自動切替禁止解除手段Ｓ２４０は、伸縮ブーム１０（図１参照）が最短または最長でなくても、各可動ブーム１２が正規の伸長量である場合に（ステップＳ２４６）、自動切替手段Ｓ１０の動作の禁止を解除する（ステップＳ４２）。したがって、伸縮ブーム１０（図１参照）を最短または最長にしたときにのみ自動切替手段Ｓ１０の動作の禁止が解除される場合に比べ、短時間で前記禁止を解除できる。

（第３実施形態）
図６に第３実施形態のフローチャート（図３相当図）を示す。第２実施形態との相違点は以下の点である。自動切替禁止解除手段Ｓ３４０では、異伸縮状態がある時は（ステップＳ２４６）、吊荷重のインタロックをかける（許容値低下手段Ｓ３５１）。また、異伸縮状態がないときは、このインタロックを解除する（ステップＳ３５２）。

自動切替禁止解除手段Ｓ３４０のステップＳ２４６では、（Ｎ）異伸縮状態があるときは、許容値低下手段Ｓ３５１へ進む。（Ｙ）異伸縮状態がないときは、ステップＳ４２へ進む。

許容値低下手段Ｓ３５１では、異伸縮状態の場合（ステップＳ２４６の（Ｎ））に吊荷重のインタロックをかける。すなわち、モーメントリミッタ３８（図２参照）に設定される吊荷重の許容値を、自動切替手段Ｓ１０が動作可能な場合（異伸縮状態でない場合）に対して低下させる（図２に示すモーメントリミッタ３８から許容値低下指示信号３３８ｂを制御装置１へ出力する）。図６に示すように、吊荷重の許容値は具体的には例えば０ｔに設定する。これにより、吊荷を吊るクレーン作業が確実にできなくなる。可能な作業は伸縮ブーム１０（図１参照）の伸縮に限定される。なお、吊荷重の許容値を、伸縮ブーム１０（図１参照）の破損を招かないレベルの一定値に設定しても良い。

ステップＳ３５２では、異伸縮状態でない場合に（ステップＳ２４６の（Ｙ））、モーメントリミッタ３８（図２参照）に設定される吊荷重の許容値を、通常（異伸縮状態でない場合）に戻す。

（第３実施形態のブーム伸縮段数切替制御装置の特徴）
この制御装置１は、許容値低下手段Ｓ３５１を備える。よって、自動切替手段Ｓ１０の動作が禁止されるとき、すなわち、各可動ブーム１２（図１参照）が正規の伸長量とは異なる状態（異伸縮状態）またはその可能性がある状態のとき、吊荷を吊るクレーン作業を行うことを抑制できる。

なお、上述したように、自動切替手段Ｓ１０の動作が禁止されると、その結果としてオペレータは異伸縮状態に気づき、異伸縮状態でのクレーン作業が抑制される。一方で本実施形態の自動切替手段Ｓ１０では、オペレータの意思にかかわらず、異伸縮状態のまま吊荷を吊るクレーン作業を行うことを抑制できる。

（第４実施形態）
図７及び図８に第４実施形態のフローチャート（図３及び図４相当図）を示す。第３実施形態との相違点は以下の点である。図７に示すように、本実施形態は自動切替禁止手段Ｓ３０（図３参照）を備えない。すなわち、伸縮切替スイッチ３２（図２参照）で自動切替手段Ｓ４１０を選択すれば自動切替手段Ｓ４１０が動作する。自動切替手段Ｓ４１０の動作は自動切替手段Ｓ１０（図４参照）とは異なる。また、自動切替禁止解除手段Ｓ４４０では、異伸縮状態がないときに（ステップＳ２４６）自動伸縮切替制御フラグＦ２を「ＯＮ」にする（ステップＳ４４２）。

自動切替手段Ｓ４１０は次のように動作する。図８に示すように、（１）異伸縮状態のときは（ステップＳ１１の（Ｎ））伸縮ブーム１０（図１参照）の長さにかかわらず選択段数を決定する（ステップＳ４１８、Ｓ４１９ａ、及びＳ４１９ｂ）。（２）異伸縮状態でないときは（ステップＳ１１の（Ｙ））伸縮ブーム１０（図１参照）の長さに基づいて選択段数を決定する（ステップＳ１４〜Ｓ１６）。上記（１）と（２）とはステップＳ１１で分岐する。

ステップＳ１１では、自動伸縮切替制御フラグＦ２が「ＯＮ」か否かが判断される。（Ｎ）フラグＦ２が「ＯＦＦ」のとき、すなわち異伸縮状態のとき（図７に示すステップＳ４４２参照）はステップＳ４１８へ進む。（Ｎ）フラグＦ２が「ＯＮ」のとき、すなわち異伸縮状態でないときは、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ４１８では、伸縮操作が伸長または縮小のいずれであるか判断される。（Ｎ）縮小操作のときはステップＳ４１９ａへ進む。（Ｙ）伸長操作のときはステップＳ４１９ｂへ進む。

ステップＳ４１９ａでは、伸縮ブーム１０（図１参照）の長さにかかわらず、先端側の可動ブーム１２（図１参照）から順に選択段数を選択する。そして縮小している可動ブーム１２（図１参照）が縮小しなくなった時点で（伸縮ブーム長さ信号３６ａ（図２参照）が変化しなくなったことを検出した時点で）１段基端側の段を選択する。
具体的には以下の通りである。図１に示すように、最も先端側の可動ブーム１２である５段ブーム１２ｅをまず縮小させる。５段ブーム１２ｅが完全に縮小することにより長さが所定時間変化しなくなると、次に４段ブーム１２ｄを縮小させる。このような切り替えを先端側から基端側へ向かって順次行う。そして、ステップＳ１７へ進む。

ステップＳ４１９ｂでは、伸縮ブーム１０（図１参照）の長さにかかわらず、基端側の可動ブーム１２（図１参照）から順に選択段数を選択する。そして伸長している可動ブーム１２（図１参照）が伸長しなくなった時点で１段先端側の段を選択する。すなわちステップＳ４１９ａと逆の動作を行う。そして、ステップＳ１７へ進む。

（第４実施形態のブーム伸縮段数切替制御装置の特徴）
この制御装置１は、図７に示す手動切替手段Ｓ２０から自動切替手段Ｓ４１０に切り替わっても、各可動ブーム１２（図１参照）が正規の伸長量とは異なる状態であれば（異伸縮状態でなければ）（ステップＳ２４６）、モーメントリミッタ３８（図２参照）に設定される吊荷重の許容値を許容値低下手段Ｓ３５１が低下させる。したがって、各可動ブーム１２（図１参照）が正規の伸長量とは異なる状態のまま（異伸縮状態のまま）、クレーン作業を行うことを抑制できる。

（変形例）
制御装置１は、他の装置と組み合わせても良い。例えば、各可動ブーム１２（図１参照）が正規の伸長量とは異なる状態（異伸縮状態）である旨や異伸縮状態が解消された旨を運転室内に表示する表示装置（図示なし）を上記の構成に加えても良い。この場合、オペレータが異伸縮状態の有無を知ることができる。よって、異伸縮状態のまま通常のクレーン作業を行うことがより抑制される。

図１に示す伸縮ブーム１０の段数は様々に変更可能である。また、伸縮シリンダ１６及び１８で伸縮させる可動ブーム１２だけでなく、伸縮ワイヤロープ（図示なし）で伸縮させる可動ブームを備えていても良い。具体的には例えば、５段ブーム１２ｅの先端側に、伸縮ワイヤロープ（図示なし）によりそれぞれ同時に伸縮する６段ブーム及び７段ブームを取り付けても良い。この場合は２段ブーム１２ｂ〜５段ブーム１２ｅ（図１参照）について上記実施形態の制御を行う。

１制御装置（ブーム伸縮段数切替制御装置）
１０伸縮ブーム
１２可動ブーム
３８モーメントリミッタ
Ｓ１０、Ｓ４１０自動切替手段
Ｓ２０手動切替手段
Ｓ３０自動切替禁止手段
Ｓ４０、Ｓ２４０、Ｓ３４０自動切替禁止解除手段
Ｓ２５０可動ブーム伸長量記憶手段
Ｓ３５１許容値低下手段

Claims

伸縮ブームを構成する複数の可動ブームのうち伸縮させる当該可動ブームを切り替えるブーム選択段数切替制御装置であって、
伸縮させる前記可動ブームを正規のブーム伸縮順序に従って自動的に切り替える自動切替手段と、
伸縮させる前記可動ブームを手動で切り替える手動切替手段と、
前記手動切替手段を動作させるとともに、前記正規のブーム伸縮順序と異なる順序で前記可動ブームを伸縮させた場合に、前記自動切替手段の動作を禁止する自動切替禁止手段と、
前記手動切替手段を動作させるとともに、前記伸縮ブーム全体を最短または最長にした場合に前記禁止を解除する自動切替禁止解除手段と、を備えるブーム伸縮段数切替制御装置。
複数の前記可動ブームそれぞれの伸長量を記憶する可動ブーム伸長量記憶手段を備え、
前記自動切替禁止解除手段は、前記可動ブーム伸長量記憶手段で記憶された前記伸長量と、前記正規のブーム伸縮順序で複数の前記可動ブームを伸縮させた場合の当該可動ブームそれぞれの正規の伸長量と、が全て等しい場合に前記禁止を解除する、請求項１に記載のブーム伸縮段数切替制御装置。
前記自動切替禁止手段により前記自動切替手段の動作が禁止されるときは、モーメントリミッタに設定される吊荷重の許容値を当該動作が可能な場合に対して低下させる許容値低下手段を備える、請求項１または２に記載のブーム伸縮段数切替制御装置。
伸縮ブームを構成する複数の可動ブームのうち伸縮させる当該可動ブームを切り替えるブーム伸縮段数切替制御装置であって、
伸縮させる前記可動ブームを正規のブーム伸縮順序に従って自動的に切り替える自動切替手段と、
伸縮させる前記可動ブームを手動で切り替える手動切替手段と、
複数の前記可動ブームそれぞれの伸長量を記憶する可動ブーム伸長量記憶手段と、
前記可動ブーム伸長量記憶手段で記憶された前記伸長量と、前記正規のブーム伸縮順序で複数の前記可動ブームを伸縮させた場合の当該可動ブームそれぞれの正規の伸長量と、が異なる場合は、これらが全て等しい場合に対してモーメントリミッタに設定される吊荷重の許容値を低下させる許容値低下手段と、を備えるブーム伸縮段数切替制御装置。