JP5653197B2

JP5653197B2 - クレーン装置

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Publication number: JP5653197B2
Application number: JP2010272814A
Authority: JP
Inventors: 恭司亀山
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2030-12-07
Also published as: US20120138560A1; DE102011056034B4; JP2012121665A; DE102011056034A1; US9016487B2

Description

本発明は、複数のブーム部材からなり、伸縮自在に設けられた伸縮ブームを備え、１本の伸縮シリンダによって１つのブーム部材ずつ移動させる伸縮動作を行うクレーン装置に関する。

従来、この種のクレーン装置では、複数のブーム部材からなる伸縮ブームを備え、１本の伸縮シリンダを用いて１つのブーム部材ずつ移動させることで伸縮ブームを伸縮させるようにしたものが知られている（例えば、引用文献１参照）。

特開２００２−３３２１９４号公報

前記クレーン装置において、例えば、６段ブーム式の伸縮ブームの場合には、３０種類以上の伸縮パターンが有る。オペレータは、１回のクレーン作業ごとに３０種類以上の伸縮パターンから最適な伸縮パターンを任意に選択しなければならず、伸縮パターンの選択作業に長時間を要する。特に、複数のクレーン作業を連続して行う場合には、オペレータが、各クレーン作業の順番を考慮して各伸縮パターンを選択しなければならず、伸縮パターンの選択作業が繁雑となる。

本発明は、繁雑な作業を必要とすることなく、短時間で伸縮ブームの伸縮パターンを選択することのできるクレーン装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、複数のブーム部材からなる伸縮ブームを備え、１本の伸縮シリンダを用いて１つのブーム部材ずつ移動させることで伸縮ブームを伸縮させるクレーン装置において、少なくとも、伸縮ブームに吊り下げられる吊荷の重さ、吊荷を吊り上げる高さ、および、吊荷の移動半径、のクレーン作業における条件を入力する条件入力手段と、条件入力手段に入力された条件のクレーン作業が可能な伸縮ブームの伸縮パターンを複数の伸縮パターンから選択する伸縮パターン選択手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の発明は、伸縮パターン選択手段は、条件入力手段に入力された条件のクレーン作業が可能な伸縮ブームの伸縮パターンが複数該当する場合に、伸縮動作前の伸縮パターンからの伸縮動作の時間が最短となる伸縮パターンを選択することを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の発明は、条件入力手段は、複数のクレーン作業の条件および各クレーン作業の順序が入力可能であり、伸縮パターン選択手段は、条件入力手段に入力された各条件のクレーン作業が可能な伸縮ブームの伸縮パターンが複数該当する場合に、伸縮動作前の伸縮パターンから最後のクレーン作業が可能な伸縮ブームの伸縮パターンまでの合計の伸縮動作の時間が最短となるように各伸縮パターンを選択することを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の発明は、伸縮パターン選択手段は、条件入力手段に入力された条件のクレーン作業が可能な伸縮ブームの伸縮パターンが複数該当する場合に、定格荷重が最大となる伸縮パターンを選択することを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、所定の条件を入力する簡単な操作によって複数の伸縮パターンからクレーン作業が可能な伸縮パターンが選択されるため、作業効率の向上を図ることが可能となる。

本発明の請求項２に記載の発明によれば、条件入力手段に入力された条件に対して複数の伸縮パターンが該当する場合に、伸縮動作前の伸縮パターンから伸縮動作後の伸縮パターンとするために必要な伸縮動作の時間が最短となる伸縮パターンが選択されるので、作業効率をさらに向上させることが可能となる。
本発明の請求項３に記載の発明によれば、条件入力手段に入力された各条件に対してそれぞれ複数の伸縮パターンが該当する場合に、複数のクレーン作業について伸縮動作に要する時間が最も小さくなるように各条件について伸縮ブームの伸縮パターンが選択されるので、作業効率をさらに向上させることが可能となる。
本発明の請求項４に記載の発明によれば、条件入力手段に入力された条件に対して複数の伸縮パターンが該当する場合に、吊荷の重さよりも十分に大きな定格荷重を有する伸縮パターンの伸縮ブームによって吊荷を吊ることができるので、安全性を向上させることが可能となる。

本発明の一実施形態を示す移動式クレーンの側面図である。伸縮ブームの概略図である。制御系を示すブロック図である。伸縮ブーム性能表（１）を示す図である。伸縮ブーム性能表（２）を示す図である。伸縮パターン選択処理を示すフローチャートである。

図１乃至図６は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態では、本発明のクレーン装置が適用された移動式クレーンについて説明する。

この移動式クレーン１は、図１に示すように、走行するための車両１０と、クレーン装置２０と、を備えている。

車両１０は、前後方向に複数の左右に対をなす車輪１１を有し、エンジンを動力源として走行する。車両１０の前部には、車両１０の走行に関する操作を行うための車両側キャビン１２が設けられている。また、車両１０の前部側および後部側の左右両側には、クレーン作業時に車両１０の転倒を防止するとともに、車両１０を安定的に支持するためのアウトリガ１３が設けられている。アウトリガ１３は、ジャッキシリンダによって下方に伸長させて下端を接地させることにより使用される。

クレーン装置２０は、車両１０の前後方向中央部に旋回可能に設けられた旋回台３０と、旋回台３０に対して起伏可能に設けられるとともに、伸縮可能に設けられた伸縮ブームと４０、旋回台３０に設けられたクレーン側キャビン５０と、を有している。

旋回台３０は、ボールベアリング式やローラーベアリング式の旋回サークル３１によって車両１０に対して旋回自在に構成され、図示しない旋回用の油圧モータを駆動させることで旋回する。

伸縮ブーム４０は、複数のブーム部材４１と、各ブーム部材４１の伸縮動作を行うための伸縮シリンダ４２と、起伏動作を行うための起伏シリンダ４３と、を有している。

各ブーム部材４１は、最先端側のブーム部材４１を除いて、内部に先端側のブーム部材４１が収納可能な中空状に形成されている。伸縮ブーム４０は、各ブーム部材４１に対して先端側のブーム部材４１を移動させることにより伸縮可能に構成されている。また、各ブーム部材４１とその内側に位置する先端側のブーム部材４１との間には、各ブーム部材４１に対して先端側に位置するブーム部材４１を所定の位置で係脱可能に固定するための図示しないブーム間ロック機構が設けられている。本実施形態の伸縮ブーム４０は、図２に示すように、基端側から、ベースブーム４１ａ、セカンドブーム４１ｂ、サードブーム４１ｃ、フォースブーム４１ｄ、フィフスブーム４１ｅ、トップブーム４１ｆからなる６段式に構成されている。図２（ａ）は伸縮ブーム４０の全短縮状態を示し、図２（ｂ）は、伸縮ブーム４０の全伸長状態を示す。また、ブーム間ロック機構は、各ブーム部材４１に対して先端側に位置するブーム部材４１を、最大限伸長した状態を１００％とした場合に、４６％、９２％、１００％の位置で固定可能である。

伸縮シリンダ４２は、図２に示すように、シリンダ部４２ａとロッド部４２ｂとからなり、ベースブーム４１ａ内においてロッド部４２ｂの先端部がベースブーム４１ａに連結されている。伸縮シリンダ４２のシリンダ部４２ａには、ベースブーム４１ａを除く各ブーム部材４１の基端部と伸縮シリンダ４２のシリンダ部４２ａとを係脱可能に連結するためのシリンダ・ブーム連結機構が設けられている。また、伸縮シリンダ４２のシリンダ部４２ａには、各ブーム部材４１と隣り合うブーム部材４１とのブーム間ロック機構による固定を解除するための図示しないロック解除機構が設けられている。

伸縮ブーム４０は、シリンダ・ブーム連結機構によって伸縮動作させるブーム部材４１とシリンダ部４２ａとを連結するとともに、伸縮動作させるブーム部材４１と基端側に隣り合うブーム部材４１とのブーム間ロック機構による固定を解除し、伸縮シリンダ４２を駆動させることで伸縮動作を行う。

クレーン側キャビン５０は、旋回台３０上の伸縮ブーム４０の側方に設けられ、クレーン作業に関する操作が行われる。

また、旋回台３０の後部には、伸縮ブーム２２の先端に荷物を吊り下げたときに安定性を確保する目的で、カウンタウエイト３２が着脱自在に装着される。

また、移動式クレーン１は、伸縮ブーム４０の複数種類の伸縮パターンから、所定の条件のクレーン作業が可能な伸縮パターンを選択する制御を行うためのコントローラ６０を備えている。

コントローラ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している。コントローラ６０は、入力側に接続された装置からの入力信号を受信すると、ＣＰＵが、入力信号に基づいてＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をＲＡＭに記憶したり、出力側に接続された装置に出力信号を送信したりする。

コントローラ６０の入力側には、図３に示すように、伸縮ブーム４０に吊り下げられる吊荷の重さＷ、吊荷を吊り上げる高さ（揚程）Ｈ、および、吊荷の移動半径Ｒの作業条件を入力するためのテンキーやタッチパネル等の入力部６１と、起伏角度や伸縮パターン等の伸縮ブーム４０の状態を検出するための状態検出手段６２と、カウンタウエイト３２の重さを検出するためのカウンタウエイト重量検出手段６３と、アウトリガ１３の張り出し幅を検出するためのアウトリガ幅検出手段６４と、が接続されている。コントローラ６０には、入力部６１に入力された条件に関する入力信号、伸縮ブーム４０の状態、カウンタウエイト３２の重さ、および、アウトリガ１３の張り出し幅に関する検出信号が入力する。

入力部６１では、所定の条件のクレーン作業が可能な伸縮パターンが複数該当する場合に、伸縮動作の時間が最も小さくなる伸縮パターンを優先的に選択するか、または、定格荷重が最も大きい伸縮パターンを優先的に選択するか、の優先事項の設定が可能である。また、入力部６１では、異なる作業条件のクレーン作業を連続して行う場合に、複数の作業条件の入力が可能に構成されている。

コントローラ６０の出力側には、図３に示すように、入力信号および検出信号に基づいて選択されたクレーン作業が可能な伸縮ブーム４０の伸縮パターンを表示するための液晶ディスプレイ等の表示装置６５が接続されている。コントローラ６０は、表示装置６５に対して表示内容に関する表示信号を送信する。

コントローラ６０のＲＯＭには、図４および図５に示すように、カウンタウエイト３２の重さ、アウトリガ１３の張り出し幅、伸縮ブーム４０の長さ、伸縮パターン、作業半径Ｒおよび吊荷を吊り下げる最大高さ（最大揚程）Ｈから得られるクレーン作業が可能な吊荷の重さＷを示す性能表に対応するデータが記憶されている。
ここで、図４および図５では、カウンタウエイト３２の重さが４０ｔで、アウトリガ１３の張り出し幅が７．５ｍのときの性能表を示している。コントローラ６０のＲＯＭには異なる重さのカウンタウエイト３２の場合、および、異なる張り出し幅のアウトリガ１３の場合の性能表に対応するデータも記憶されている。また、図４および図５では、伸縮ブーム４０のみの場合における性能表を示している。コントローラ６０のＲＯＭには伸縮ブーム４０の先端にジブを取り付けたときの性能表に対応するデータも記憶されている。図４の伸縮パターンＮｏ．１の縦の欄に記載されている吊荷の重さＷの差異は、車両１０に対する旋回台３０の向きによる定格荷重の差異が表わされている。
コントローラ６０は、ＲＯＭに記憶された性能表に対応するデータを参照し、各条件を満たす伸縮パターンを抽出し、抽出された伸縮パターンのうちから優先事項を満たす伸縮パターンを選択する。

以上のように構成されたクレーン装置において、コントローラ６０は、入力部６１に作業条件が入力される場合に、図６の伸縮パターン選択処理を行う。

（ステップＳ１）
ステップＳ１において、ＣＰＵは、入力部６１に対して作業条件が入力されたか否かを判定する。作業条件が入力された場合にはステップＳ２に処理を移す。

（ステップＳ２）
ステップＳ１において、入力部６１に対して作業条件が入力されたと判定した場合に、ステップＳ２においてＣＰＵは、全ての伸縮パターンから条件を満たす伸縮パターンを抽出し、ステップＳ３に処理を移す。

（ステップＳ３）
ステップＳ３においてＣＰＵは、ステップＳ２において抽出された伸縮パターンが複数種類であるか否かを判定する。抽出された伸縮パターンが複数種類であると判定した場合にはステップＳ４に処理を移し、抽出された伸縮パターンが複数種類でない（抽出された伸縮パターンが１種類である）と判定した場合にはステップＳ７に処理を移す。

（ステップＳ４）
ステップＳ３において、抽出された伸縮パターンが複数種類であると判定した場合に、ステップＳ４においてＣＰＵは、優先事項が時間であるか否かを判定する。優先事項が時間であると判定した場合にはステップＳ５に処理を移し、優先事項が時間ではない（優先事項が定格荷重である）と判定した場合にはステップＳ６に処理を移す。

（ステップＳ５）
ステップＳ４において、優先事項が時間であると判定した場合に、ステップＳ５においてＣＰＵは、状態検出手段６２によって検出された伸縮ブーム４０の伸縮パターンからの伸縮動作の時間が最も短くなる伸縮パターンを、抽出された伸縮パターンから選択し、ステップＳ８に処理を移す。

（ステップＳ６）
ステップＳ４において、優先事項が時間ではない（優先事項が定格荷重である）と判定した場合に、ステップＳ６においてＣＰＵは、定格荷重が最大となる伸縮パターンを、抽出された伸縮パターンから選択し、ステップＳ８に処理を移す。

（ステップＳ７）
ステップＳ３において、抽出された伸縮パターンが複数種類でない（１種類である）と判定した場合に、ステップＳ７においてＣＰＵは、抽出された伸縮パターンを選択し、ステップＳ８に処理を移す。

（ステップＳ８）
ステップＳ８においてＣＰＵは、ステップＳ５〜Ｓ７のいずれかにおいて選択された伸縮パターンを表示装置６５に表示し、伸縮パターン選択処理を終了する。

ステップＳ５またはステップＳ６において、一方の優先事項に複数の伸縮パターンが該当する場合には、他方の優先事項を満たす伸縮パターンを選択する。また、一方の優先事項且つ他方の優先事項に複数の伸縮パターンが該当する場合には、該当する全ての伸縮パターンを選択する。

ここで、例えば、カウンタウエイト３２が４０ｔ、アウトリガ１３の張り出し幅が７．５ｍであり、入力部６１に対して、吊荷の重さＷが１０ｔ、作業半径Ｒが２０ｍ、揚程Ｈが３７ｍの作業条件が入力され、優先事項として定格荷重が設定されている場合の伸縮パターン選択処理を具体的に説明する。

まず、作業条件（Ｗ＝１０ｔ、Ｒ＝２０ｍ、Ｈ＝３７ｍ）が入力部６１に入力されると（Ｓ１）、性能表に対応するデータから作業条件を満たす伸縮パターンＮｏ．２１，２２，２４〜３４（図５の性能表の最下欄）を抽出する（Ｓ２）。
次に、抽出された伸縮パターンは複数種類であり（Ｓ３）、優先事項は時間でないため（Ｓ４）、抽出された伸縮パターンの中から定格重量が最も大きな伸縮パターンである伸縮パターンＮｏ．２１を選択する（Ｓ６）。
最後に、選択された伸縮パターンＮｏ．２１を表示装置６５に表示する（Ｓ８）。

次に、例えば、クレーン作業開始前の伸縮パターンが伸縮パターンＮｏ．１、カウンタウエイト３２が４０ｔ、アウトリガ１３の張り出し幅が７．５ｍであり、複数の作業条件（クレーン作業の順に、第１作業条件、第２作業条件、第３作業条件）が入力部６１に入力され、優先事項として時間が設定されている場合の伸縮パターン選択処理を具体的に説明する。

まず、第１作業条件（Ｗ＝１０ｔ、Ｒ＝２０ｍ、Ｈ＝３７ｍ）、第２作業条件（Ｗ＝１１ｔ、Ｒ＝２６ｍ、Ｈ＝２ｍ）、第３作業条件（Ｗ＝４５ｔ、Ｒ＝４ｍ、Ｈ＝１５ｍ）が入力部６１に入力されると（Ｓ１）、性能表に対応するデータから作業条件毎に作業条件を満たす伸縮パターンを抽出する（Ｓ２）。ここでは、第１作業条件について、伸縮パターンＮｏ．２１，２２，２４〜３４が抽出される。また、第２作業条件では、伸縮パターンＮｏ．１５，１８，２２，２５が抽出される。さらに、第３作業条件では、伸縮パターンＮｏ．２，３，５〜７，９〜１１が抽出される。
次に、抽出された伸縮パターンはそれぞれ複数種類であり（Ｓ３）、優先事項は時間であるため（Ｓ４）、抽出された伸縮パターンの中から伸縮動作が最も短時間となる伸縮パターンの組み合わせを選択する（Ｓ５）。
ここでは、伸縮パターンＮｏ．１から第１作業条件を満たす伸縮パターン、第２作業条件を満たす伸縮パターン、第３作業条件を満たす伸縮パターンへと順に伸縮動作を行う場合において、各ブーム部材４１ｂ〜ｆの動作する距離および回数が最も小さくなるように各作業条件を満たす伸縮パターンが選択される。また、この伸縮ブーム４０が伸縮動作を行う際に、伸縮ブーム４０が伸長する場合には、先端側のブーム部材４１から順に伸縮動作を行い、伸縮ブーム４０が短縮する場合には、基端側のブーム部材４１から順に伸縮動作を行うため、伸縮動作の順序に応じた伸縮パターンが選択される。
各作業条件を満たす伸縮パターンは、第１作業条件、第２作業条件、第３作業条件の順に、伸縮ブーム４０の平均の長さが短くなる。したがって、第１作業条件については伸縮ブーム４０の長さが短い伸縮パターンが選択され、第２作業条件および第３作業条件については第１作業条件において選択される伸縮パターンの基端側のブーム部材４１を伸縮動作させることで、伸縮動作に要する時間が最短となる各伸縮パターンが選択される。
この場合、伸縮パターンＮｏ．１から最短の伸縮動作の時間で第１作業条件を満たす伸縮パターンＮｏ．２１が選択され、伸縮パターンＮｏ．２１からセカンドブーム４１ｂのみを伸縮動作させることで第２作業条件を満たす伸縮パターンＮｏ．１５が選択され、伸縮パターンＮｏ．１５からサードブーム４１ｃのみを伸縮動作させることで第３作業条件を満たす伸縮パターンＮｏ．１１が選択される。
最後に、第１作業条件に対応する選択された伸縮パターンＮｏ．２１、第２作業条件に対応する選択された伸縮パターンＮｏ．１５、第３作業条件に対応する選択された伸縮パターンＮｏ．１１を表示装置６５に表示する（Ｓ８）。

このように、本実施形態のクレーン装置によれば、少なくとも、伸縮ブーム４０に吊り下げられる吊荷の重さＷ、吊荷を吊り上げる高さＨ、および、吊荷の移動半径Ｒ、のクレーン作業における作業条件を入力部６１入力し、入力部６１に入力された作業条件のクレーン作業が可能な伸縮ブーム４０の伸縮パターンを複数の伸縮パターンから選択するようにしている。これにより、所定の条件を入力部６１に入力する簡単な操作によって複数の伸縮パターンからクレーン作業が可能な伸縮ブーム４０の伸縮パターンが選択されるため、作業効率の向上を図ることが可能となる。

また、入力部６１に入力された各作業条件のクレーン作業が可能な伸縮ブーム４０の伸縮パターンが複数該当する場合に、状態検出手段６２によって検出された伸縮パターンから最後のクレーン作業が可能な伸縮ブーム４０の伸縮パターンまでの合計の伸縮動作の時間が最短となる各伸縮パターンを選択するようにしている。これにより、複数のクレーン作業について伸縮動作に要する時間が最も小さくなるように各作業条件について伸縮ブーム４０の伸縮パターンが選択されるので、作業効率をさらに向上させることが可能となる。

また、入力部６１に入力された作業条件のクレーン作業が可能な伸縮ブーム４０の伸縮パターンが複数該当する場合に、定格荷重が最大となる伸縮パターンを選択するようにしている。これにより、吊荷の重さＷよりも十分に大きな定格荷重の伸縮パターンの伸縮ブーム４０によって吊荷を吊ることができるので、安全性を向上させることが可能となる。

尚、前記実施形態では、クレーン装置として図１のようにオールテレーンクレーンを示したがこれに限られるものではなく、多段式の伸縮ブームを有するものであれば、ラフテレーンクレーンやクローラークレーン、トラッククレーンであってもよい。

また、前記実施形態では、複数のクレーン作業を連続して行う場合に、抽出された伸縮パターンの中から伸縮動作が最も短時間となる伸縮パターンの組み合わせを選択するようにしたものを示したがこれに限られるものではない。例えば、一のクレーン作業毎に、伸縮ブーム４０の伸縮動作前の伸縮パターンから伸縮動作後の伸縮パターンとするために必要な伸縮動作の時間が最短となる伸縮パターンを抽出された複数の伸縮パターンから選択するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、カウンタウエイト３２の重さをカウンタウエイト重量検出手段６３によって検出し、アウトリガ１３の張り出し幅をアウトリガ幅検出手段６４によって検出するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、オペレータが、カウンタウエイト３２の重さやアウトリガ１３の張り出し幅を、作業条件として入力部６１に入力するようにしても、前記実施形態と同様に最適な伸縮ブーム４０の伸縮パターンを選択することが可能である。

また、前記実施形態では、抽出された伸縮パターンが複数該当する場合に、１つの作業条件に対して優先事項に基づいて最適な１つの伸縮パターンを表示装置６５に表示するようにしているがこれに限られるものではない。例えば、最適な伸縮パターンが複数該当する場合には該当する複数の伸縮パターンを表示装置６５に表示するようにしてもよいし、最適な伸縮パターンから順に全ての抽出された伸縮パターンを表示装置６５に表示するようにしてもよい。

４０伸縮ブーム
４１ブーム部材
６０コントローラ
６１入力部
６２状態検出手段
６３カウンタウエイト重量検出手段
６４アウトリガ幅検出手段
６５表示装置

Claims

複数のブーム部材からなる伸縮ブームを備え、１本の伸縮シリンダを用いて１つのブーム部材ずつ移動させることで伸縮ブームを伸縮させるクレーン装置において、
少なくとも、伸縮ブームに吊り下げられる吊荷の重さ、吊荷を吊り上げる高さ、および、吊荷の移動半径、のクレーン作業における条件を入力する条件入力手段と、
条件入力手段に入力された条件のクレーン作業が可能な伸縮ブームの伸縮パターンを複数の伸縮パターンから選択する伸縮パターン選択手段と、を備えた
ことを特徴とするクレーン装置。
伸縮パターン選択手段は、条件入力手段に入力された条件のクレーン作業が可能な伸縮ブームの伸縮パターンが複数該当する場合に、伸縮動作前の伸縮パターンからの伸縮動作の時間が最短となる伸縮パターンを選択する
ことを特徴とする請求項１記載のクレーン装置。
条件入力手段は、複数のクレーン作業の条件および各クレーン作業の順序が入力可能であり、
伸縮パターン選択手段は、条件入力手段に入力された各条件のクレーン作業が可能な伸縮ブームの伸縮パターンが複数該当する場合に、伸縮動作前の伸縮パターンから最後のクレーン作業が可能な伸縮ブームの伸縮パターンまでの合計の伸縮動作の時間が最短となるように各伸縮パターンを選択する
ことを特徴とする請求項１記載のクレーン装置。
伸縮パターン選択手段は、条件入力手段に入力された条件のクレーン作業が可能な伸縮ブームの伸縮パターンが複数該当する場合に、定格荷重が最大となる伸縮パターンを選択する
ことを特徴とする請求項１記載のクレーン装置。