JP5187385B2 - クレーンのマスト倒壊防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、クローラクレーンなどのクレーンに装備されるマストがオペレータの操作ミスによって倒壊するのを防止するためのマスト倒壊防止装置に関する。

従来、クローラクレーンなどのクレーンとして、例えば特許文献１に開示されているように、下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体のフレームの前端に、ブームの基端を回動可能に連結するとともに、このブームをガイラインを介して高い位置で支持するためのマストの基端を回動可能に連結し、このマストの先端側に設けたスプレッダと上記フレーム側に設けたスプレッダとの間に起伏ロープを巻き掛け、この起伏ロープを上記フレームに設けた起伏用ウインチにより巻き取り又は繰り出すことにより、上記ブーム及びマストを起伏回動させるように構成されたいわゆるマストタイプのものは知られている。

そして、この種のクレーンにおいては、マストを上部旋回体上で略水平な輸送姿勢から作業姿勢に押し上げるためのマストサポート装置（マスト押し上げ機構やマスト引き起こし機構などともいう）が装備されている。また、クレーンの組立・分解時にマストをブーム代わりにして吊り作業つまりマスト吊り作業を行うことにより、自力でクレーンの組立や分解を行い得る構成になっている。マスト吊り作業の場合には、通常の吊り作業の場合と同様に過負荷防止装置によってマストの起伏角度が所定範囲に制限される一方、マストサポート装置は、通常、作業の支障にならないように、後方に倒伏した収納位置に戻すようになっている。このため、マスト吊り作業の後、マストを作業姿勢から輸送姿勢に戻すときには、以下のような手順で操作を行う必要がある。
（１）マストサポート装置を張出位置に移動させる。
（２）過負荷防止装置によるマストの角度制限を解除するためのリリーススイッチなどのマスト格納手段を操作する。
（３）起伏用ウインチにより起伏ロープを巻き取ってマストをマストサポート装置により支持されかつ垂直状態（起伏角度が９０°の状態）よりも後方に傾いた位置にまで起伏回動させる。
（４）マストサポート装置でマストを支持した状態を維持しつつマストサポート装置を張出位置から収納位置に戻し、これにより、マストを搬送姿勢に戻す。

特開２００７−２９０７８９号公報

ところが、オペレータが実際にマスト吊り作業の後、マストを作業姿勢から輸送姿勢に戻すときには上述した手順と異なる手順で操作を行うことがある。特に、マストサポート装置が張出位置にないにも拘わらず、そのことを確認せずにリリーススイッチなどのマスト格納手段を操作しながら起伏用ウインチによる起伏ロープの巻き取りによりマストを垂直位置よりも後方に傾いた位置にまで回動させることがある。この操作ミスの場合、マストがその自重によって後方に倒れ、マストや上部旋回体側の装置類が衝撃により破損するという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、上述した操作ミスに起因するマストの倒壊を防止し、安全性を確保し得るクレーンのマスト倒壊防止装置を提供せんとするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、クレーンとして、上部旋回体のフレームの前端にそれぞれ基端が起伏回動可能に支持され、先端同士が互いにガイラインを介して連結されたブーム及びマストと、このマストの先端側に設けたスプレッダと上記フレーム側に設けたスプレッダとの間に巻き掛けた起伏ロープの巻き取り又は繰り出しを行うことにより上記ブーム及びマストを起伏回動させる起伏用ウインチと、上記マストを上部旋回体上で略水平な輸送姿勢から作業姿勢に押し上げるためのマストサポート装置と、自力組立・分解時に過負荷防止装置によるマストの角度制限を解除し、マストを作業姿勢から輸送姿勢に戻すための回動を可能にするためのマスト格納手段とを備えることを前提とする。そして、このクレーンのマスト倒壊防止装置として、上記マストサポート装置がマストを作業姿勢に押し上げたときの張出位置にあることを検出する検出手段と、上記マスト格納手段の操作が行われたとき、上記検出手段の信号に基づいてマストサポート装置が張出位置にあることを判断し、張出位置にあることを条件にマストの回動を許可する制御手段とを備える構成にする。

この構成では、マスト吊り作業の後マストを作業姿勢から輸送姿勢に戻すとき、マストサポート装置が張出位置にないにも拘わらず、オペレータがそのことを確認することなくマスト格納手段を操作した場合には、制御手段は、マストサポート装置が張出位置にないと判断し、マストの回動を許可しないため、マストが過負荷防止装置による角度制限以上になることはない。一方、オペレータがマストサポート装置を張出位置に移動させた後、マスト格納手段を操作した場合には、制御手段は、マストサポート装置が張出位置にあることを判断し、マストの回動を許可するため、マストがマストサポート装置により支持されかつ垂直状態よりも後方に傾いた位置にまで回動することになる。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のクレーンのマスト倒壊防止装置において、上記制御手段で、マスト格納手段の操作が行われたときにマストサポート装置が張出位置にないと判断した場合、この制御手段の指令によりその状況をオペレータに報知する報知手段を備える構成にする。

この構成では、マストサポート装置が張出位置にないにも拘わらず、オペレータがそのことを確認することなくマスト格納手段を操作した場合には、制御手段は、上述の如くマストの回動を許可しないだけでなく、報知手段によってその状況をオペレータに表示や音声で報知するように制御を行うので、オペレータはマストが回動しない状況を容易に認識することができ、操作ミスに早期に気付くことができる。

以上のように、本発明におけるクレーンのマスト倒壊防止装置によれば、マスト吊り作業の後マストを作業姿勢から輸送姿勢に戻すマスト格納操作時にオペレータがマストサポート装置を張出位置に移動させずに誤ってマスト格納操作をした場合にはマストの回動が許可されず、マストが過負荷防止装置による角度制限以上になることはないので、操作ミスでマストが後方に倒れてマストや他の装置類が衝撃により破損するのを防止することができ、安全性を確保することができる。

特に、請求項２に係る発明では、オペレータがマスト格納操作時に操作ミスをした場合には，マストの回動が許可されないだけでなく、その状況が表示や音声でオペレータに報知されるため、オペレータがその操作ミスに早期に気付くことができるという効果を併有する。

図１は本発明の実施形態に係るマスト倒壊防止装置を装備するマスト付きクローラクレーンの通常作業時の状態を示す側面図である。 図２は上記クローラクレーンの分解輸送直後の状態を示す側面図である。 図３は図２に示す状態からジャッキを下げかつマストを押し上げる途中の状態を示す側面図である。 図４は上記クローラクレーンのマスト吊り作業時の状態を示す側面図である。 図５は上記クローラクレーンの組立完了状態を示す側面図である。 図６は図４のＸ付近の拡大図である。 図７は張出位置検出器の取付状態を示す側面図である。 図８は上記マスト倒壊防止装置のブロック構成図である。 図９はマスト倒壊防止装置のコントローラによる制御内容を示すフローチャート図である。

以下、本発明を実施するための形態である実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るマスト倒壊防止装置を装備するマスト付きクローラクレーンＡの全体構成を示す。クローラクレーンＡは、クローラ１により走行する下部走行体２と、この下部走行体２上に旋回装置３を介在して旋回可能に搭載された上部旋回体４とを備えている。

上記上部旋回体４のフレーム５の前端部にはブーム６の基端及びマスト７の基端がそれぞれ起伏回動可能に支持されているとともに、上部旋回体４のフレーム５の中央部には複数（図では３つ）のウインチ８，９，１０が前後方向に一列に配置され、上部旋回体４のフレーム５の後部にはガントリ１１及びカウンタウエイト１２がそれぞれ取り付けられている。また、上部旋回体４には、上記ブーム６の基端及びマスト７の基端とフレーム５との連結部の側方位置にキャブ１３が設けられている。

上記ブーム６の先端部にはブームポイントシーブ１５、補助シーブ１６及びアイドラシーブ１７が設けられ、ブームポイントシーブ１５からは主巻上ロープ１８を介して主フック１９が吊り下げられているとともに、補助シーブ１６からは補巻上ロープ２１を介して補フック２２が吊り下げられている。主巻上ロープ１８の一端は、アイドラシーブ１７を通して、フレーム５上の例えば一番目のウインチ８に巻き付けられ、このウインチ８により主フック１９が巻上又は巻下されるようになっている。また、補巻上ロープ２１の一端は、アイドラシーブ１７を通して、フレーム５上の二番目のウインチ９に巻き付けられ、このウインチ９により補フック２２が巻上又は巻下されるようになっている。

上記ブーム６の先端とマスト７の先端とは、ガイライン２３を介して互いに連結されている。また、マスト７の先端には上部スプレッダ２４が設けられているとともに、上記ガントリ１１の頂部には下部スプレッダ２５が設けられ、この両スプレッダ２４，２５間には起伏ロープ２６が巻き掛けられている。この起伏ロープ２６の一端は、フレーム５上の三番目の起伏用ウインチ１０に巻き付けられ、このウインチ１０で起伏ロープ２６の巻き取り又は繰り出しを行うことにより、ブーム６及びマスト７が起伏回動するようになっている。

上記クローラクレーンＡは、図１に示す通常の吊り作業時に主フック１９又は補フック２２による吊り荷の制限とブーム６の起伏角度の制限を行うための過負荷防止装置（図示せず）を装備している。また、クローラクレーンＡは、輸送時に一部を分解して輸送を行うものであり、図２ないし図５は、輸送時の状態から通常の吊り作業時の状態に移行するまでの組立工程を示すものである。

すなわち、図２はトレーラＢを用いてクローラクレーンＡを輸送した直後の状態を示す。輸送時には、クローラ１、ブーム６及びカウンタウエイト１２などは取り外され、マスト７及びガントリ１１は、上部旋回体４上で後方に倒伏して格納されている。輸送の直後には、下部走行体２に設けたジャッキ３１でクローラクレーンＡを持ち上げ、トレーラＢを引き出す。

次に、図３に示すように、ジャッキ３１を下げた後、ガントリ１１を立ち上げる。続いて、起伏用ウインチ１０から起伏ロープ２６を繰り出すとともに、マスト７をその基端とフレーム５との連結軸回りに押し上げ、図４に示す作業姿勢にする。クローラクレーンＡは、このマスト７を上部旋回体４上で略水平な輸送姿勢から作業姿勢に押し上げるためのマストサポート装置３２を装備している。このマストサポート装置３２は、マスト７の基端側を挟むようにかつそれに沿って延び、一端がマスト７の基端とフレーム５との連結軸に同軸にかつ相対回動自在に連結された左右一対のリンク部材３３（一方のみ図示）と、図６に拡大詳示するように、この一対のリンク部材３３の他端部間に連結軸３４を介して架設され、かつマスト７の背面側に摺動可能に当接する摺動部材３５と、一端がマスト７基端のフレーム５との連結軸よりも後方の位置でフレーム５に連結され、他端が上記摺動部材３５に連結されたシリンダ３６とを備え、シリンダ３６の伸縮作動により摺動部材３５をマスト７の背面側に摺動させつつマスト７をその基端とフレーム５との連結軸回りに起伏回動させる構成になっている。

クローラクレーンＡは、図４に示すようなマスト７を作業姿勢にした状態でマスト７の先端から吊りフック（図示せず）を下げ、この吊りフックを用いた吊り作業であるマスト吊り作業を行い、これにより、別のクレーンを使用することなく、自力でクローラ１、ブーム６及びカウンタウエイト１２などの取り付けを行い、図５に示すような組立完了状態にまで移行し得るようになっている。

一方、クローラクレーンＡの通常の吊り作業時の状態から輸送時の状態に移行する場合には、先ず、ブーム６を地面に接するまで前方に倒伏させた後、上述した組立工程の場合と逆の手順を採る。また、その途中で行うマスト吊り作業ではクローラ１、ブーム６及びカウンタウエイト１２などの取り外しを行う。

このようなクローラクレーンＡの自力組立・分解時に行うマスト吊り作業では、通常の吊り作業時と同様に、吊り荷の制限とマスト７の起伏角度の制限を行う必要がある。このため、クローラクレーンＡは、上述した通常の吊り作業時用の過負荷防止装置とは別に、マスト吊り作業時用の過負荷防止装置（図示せず）を装備するとともに、マスト吊り作業の後、過負荷防止装置によるマスト７の角度制限を解除し、マスト７を作業姿勢から後方に倒伏させて略水平な輸送姿勢に戻すための倒伏回動を可能にするためのマスト格納手段としてのリリーススイッチ４１（図８参照）をキャブ１３内に装備している。

また、通常の吊り作業時及びマスト吊り作業時には、上記マストサポート装置３２は、作業の支障にならないように、後方に倒伏して格納される（図１参照）。それ故、マスト吊り作業の後、上記リリーススイッチ４１を操作してマスト７を作業姿勢から輸送姿勢に戻すときには、オペレータは、先ず、マストサポート装置３２がマスト７を作業姿勢に押し上げたときの張出位置にあることを確認し、張出位置になければマストサポート装置３２を張出位置に移動させ、しかる後、リリーススイッチ４１を操作してマスト７を作業姿勢から輸送姿勢に戻す必要があるが、オペレータがこの操作手順を間違えて、マストサポート装置３２が張出位置にない状態でリリーススイッチ４１を操作してマスト７の倒壊事故が発生することがある。

そこで、本発明の特徴点として、クローラクレーンＡは、このマスト７の倒壊を防止するために、図８に示すようなマスト倒壊防止装置４０を装備している。このマスト倒壊防止装置４０は、マストサポート装置３２が張出位置にあることを検出する検出手段としての張出位置検出器４２と、この張出位置検出器４２の信号などを受け、所定条件のときにマスト７の回動を停止又は許容する制御手段としてのコントローラ４３と、このコントローラ４３の指令に基づいてマスト７の回動を停止するためのマスト巻上停止用のソレノイド４４と、同じくコントローラ４３の指令によりマストサポート装置３２が張出位置にないことをオペレータに報知する報知手段としての表示装置４５及び警報器４６とを備えている。尚、マスト巻上停止用のソレノイド４４は、図示していないが、フェイルセイフのためにオフ時に停止機能を発揮するようになっている。

上記張出位置検出器４２は、図７に示すように、フレーム５のマスト支持部５ａにマストサポート装置３２のリンク部材３３の基端に対向して取り付けられており、マストサポート装置３２のリンク部材３３が格納位置から垂直位置を経て張出位置になったとき、検出器４２の接触レバー４２ａがリンク部材３３の基端に設けた突起部４７に接触することにより検出信号を出力するようになっている。

上記コントローラ４３は、張出位置検出器４２の信号に基づいてマスト７の回動を停止又は許容する制御の外、オペレータの操作によるマスト巻上の操作信号とマスト７の角度を検出するマスト角度検出器４８の検出信号とに基づいてマスト７の角度制限をするマスト吊り作業時用の過負荷防止装置の制御手段の一部の機能と、リリーススイッチ４１の操作時にマスト吊り作業時用の過負荷防止装置によるマスト７の角度制限を解除する機能とを兼ね備えたものである。このコントローラ４３による制御のうち、マスト吊り作業時の状態からマスト７を後方に倒伏して格納するときの制御は、図９に示すフローチャートに従って行われる。

すなわち、図９において、スタートした後、ステップＳ１でマスト角度検出器４８の信号からマスト角度を読み込み、ステップＳ２でそのマスト角度がマスト７の角度制限の上限角度であるか否かを判定する。この判定がＮＯの上限角度未満のときには、ステップＳ７でマスト巻上停止用のソレノイド４４をオンにしてマスト巻上（詳しくはマスト７の巻上方向の回動）を許容し、ステップＳ１に戻る。一方、判定がＹＥＳの上限角度以上のときには、ステップＳ３でマスト巻上停止用のソレノイド４４をオフにしてマスト巻上を停止する。

続いて、ステップＳ４でリリーススイッチ４１がオン操作されているか否かを判定し、その判定がＮＯのときには、ステップＳ１に戻る一方、判定がＹＥＳのときには、更に、ステップＳ５で張出位置検出器４２の信号からマストサポート装置３２が張出位置にあるか否かを判定する。この判定がＹＥＳのときには、ステップＳ６でマスト巻上停止用のソレノイド４４をオンにしてマスト巻上を許容し、制御を終了する。一方、判定がＮＯのときには、ステップＳ８でリリーススイッチ４１がオン操作されているがマストサポート装置３２が張出位置にないことをオペレータに報知するための警報を、表示装置４５による画面表示及び警報器４６による警報音でもって行い、制御を終了する。

次に、上記マスト倒壊防止装置４０の作用効果について説明するに、マスト吊り作業の後マスト７を作業姿勢から輸送姿勢に戻すとき、オペレータがマストサポート装置３２を張出位置に移動させた後、リリーススイッチ４１をオン操作するという正しい操作手順で操作を行った場合には、コントローラ４３は、リリーススイッチ４１のオン操作とマストサポート装置３２の張出位置にあることを共に判定した上でマスト巻上つまりマスト７の巻上方向の回動を許可する（図９のステップＳ６）ため、マスト７がマストサポート装置３２により支持されかつ垂直状態よりも後方に傾いた位置にまで回動することになる。

一方、マスト吊り作業の後マスト７を作業姿勢から輸送姿勢に戻すとき、マストサポート装置３２が張出位置にないにも拘わらず、オペレータがそのことを確認することなくリリーススイッチ４１をオン操作した場合には、コントローラ４３は、張出位置検出器４２の信号からマストサポート装置３２が張出位置にないと判定し、マスト巻上を許可しないため、マスト７がマスト吊り作業時用の過負荷防止装置による上限角度以上になることはない。この結果、オペレータの操作ミスでマスト７が後方に倒れてマスト７や上部旋回体４側の他の装置類が衝撃により破損するのを防止することができ、安全性を確保することができる。

その上、マストサポート装置３２が張出位置にないにも拘わらず、オペレータがそのことを確認することなくリリーススイッチ４１をオン操作した場合には、コントローラ４３は、上述の如くマスト巻上を許可しないだけでなく、その状況をオペレータに表示装置４５の表示と警報器４６の警報音とで報知するように制御を行うので、オペレータはマスト７が回動しない状況を容易に認識することができ，その対応策を早期に採ることができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば上記実施形態では、マスト倒壊防止装置４０のコントローラ４３において、張出位置検出器４２の信号に基づいてマスト７の回動を停止又は許容する制御の外、オペレータの操作によるマスト巻上の操作信号とマスト７の角度を検出するマスト角度検出器４８の検出信号とに基づいてマスト７の角度制限をするマスト吊り作業時用の過負荷防止装置の制御手段の一部の機能と、リリーススイッチ４１の操作時にマスト吊り作業時用の過負荷防止装置によるマスト７の角度制限を解除する機能とを兼ね備える構成にしたが、張出位置検出器４２の信号に基づいてマスト７の回動を停止又は許容する制御のみを行い、他の機能を別の制御手段によって行うように構成してもよい。その場合、マスト倒壊防止装置４０の制御手段としては、コントローラ４３の代わりにリレー回路でマスト巻上停止用のソレノイド４４などをオン・オフ制御するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、マストサポート装置３２が張出位置にあることを検出する張出位置検出器４２として、フレーム５のマスト支持部５ａにマストサポート装置３２のリンク部材３３の基端に対向して取り付けられ、マストサポート装置３２のリンク部材３３が格納位置から垂直位置を経て張出位置になったとき接触レバー４２ａがリンク部材３３の基端に設けた突起部４７に接触して検出信号を出力するものを用いたが、本発明は、このものに限らず、例えばマストサポート装置３２のシリンダ３６の伸縮ストロークから検出信号を出力するものを用いてもよい。

さらに、上記実施形態では、上部旋回体４のフレーム５の後部にガントリ１１を取り付け、このガントリ１１の頂部に設けた下部スプレッダ２５とマスト７の先端側に設けた上部スプレッダ２４との間に起伏ロープ２６を巻き掛けてなるクローラクレーンＡに適用した場合について述べたが、本発明は、上部旋回体４のフレーム５の後部に、ガントリを取り付けることなく、下部スプレッダを直接取り付け、この下部スプレッダとマスト７の先端側に設けた上部スプレッダ２４との間に起伏ロープ２６を巻き掛けてなるクローラクレーンなどにも同様に適用することができるのは勿論である。

Ａ クローラクレーン
４ 上部旋回体
５ フレーム
６ ブーム
７ マスト
１０ 起伏用ウインチ
２３ ガイライン
２４ 上部スプレッダ
２５ 下部スプレッダ
２６ 起伏ロープ
３２ マストサポート装置
４０ マスト倒壊防止装置
４１ リリーススイッチ（マスト格納手段）
４２ 張出位置検出器（検出手段）
４３ コントローラ（制御手段）
４４ マスト巻上停止用のソレノイド
４５ 表示装置（報知手段）
４６ 警報器（報知手段）

Claims (2)

1. 上部旋回体のフレームの前端にそれぞれ基端が起伏回動可能に支持され、先端同士が互いにガイラインを介して連結されたブーム及びマストと、
   このマストの先端側に設けたスプレッダと上記フレーム側に設けたスプレッダとの間に巻き掛けた起伏ロープの巻き取り又は繰り出しを行うことにより上記ブーム及びマストを起伏回動させる起伏用ウインチと、
   上記マストを上部旋回体上で略水平な輸送姿勢から作業姿勢に押し上げるためのマストサポート装置と、
   自力組立・分解時に過負荷防止装置によるマストの角度制限を解除し、マストを作業姿勢から輸送姿勢に戻すための回動を可能にするためのマスト格納手段とを備えたクレーンにおいて、
   上記マストサポート装置がマストを作業姿勢に押し上げたときの張出位置にあることを検出する検出手段と、
   上記マスト格納手段の操作が行われたとき、上記検出手段の信号に基づいてマストサポート装置が張出位置にあることを判断し、張出位置にあることを条件にマストの回動を許可する制御手段とを備えたことを特徴とするクレーンのマスト倒壊防止装置。
2. 上記制御手段において、マスト格納手段の操作が行われたときにマストサポート装置が張出位置にないと判断した場合、この制御手段の指令によりその状況をオペレータに報知する報知手段を備えている請求項１記載のクレーンのマスト倒壊防止装置。