JP5684993B2

JP5684993B2 - クレーンの安全装置及びクレーン

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Publication number: JP5684993B2
Application number: JP2010058692A
Authority: JP
Inventors: 英之佐々木
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: JP2011190069A

Description

本発明は、クレーンの安全装置及びクレーンに関するものである。

従来から、クレーンには、ロープに通したウエイトがフックによって持ち上げられることでフックがブームの先端に近接した過巻状態であることを検出する過巻検出手段が設置されている。

この過巻検出手段に関する発明として、例えば特許文献１には、過巻防止機能を解除する解除手段を備える安全装置において、起伏角が所定値以下の場合にのみ解除手段による解除を可能にする解除範囲制限装置を備える発明が開示されている。

この構成によれば、ジブの張出作業後に解除手段を元に戻すのを忘れてクレーン作業を行っても、起伏角が所定値以上の範囲になれば過巻防止装置を動作させることができる。

特開平７−２５５８８号公報

しかしながら、前記した特許文献１の構成は、ジブの張出作業の場合に規制を解除するものであり、ブーム作業又はシングルトップ作業の場合には規制を解除できないという問題があった。

そこで、本発明は、ブーム作業又はシングルトップ作業の場合に過巻規制を解除して作業を継続できるクレーンの安全装置と、このクレーンの安全装置を備えるクレーンと、を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明のクレーンの安全装置は、ブームの先端からロープを介してフックを垂下し、ウインチで前記ロープを巻取り又は繰出すことで前記フックを巻上げ又は巻下げするクレーンに搭載されるクレーンの安全装置であって、前記ロープに通したウエイトが前記フックによって持ち上げられることで前記フックが前記ブームの先端に近接した過巻状態であることを検出する過巻検出手段と、過巻状態を検出した場合に前記ブームの動作を規制する制御装置と、を備えており、前記制御装置は、過巻状態を検出して前記ブームの動作を規制した場合に所定の解除条件以外での前記ブームの動作を解除不能とし、前記解除条件として作業機が少なくともフック格納姿勢にあれば、少なくともフック格納姿勢の状態のままで前記ブームの動作の規制を解除可能とすることを特徴としている。

このように、本発明のクレーンの安全装置は、過巻検出手段と制御装置とを備えており、制御装置は、過巻状態を検出してブームの動作を規制した場合に所定の解除条件以外でのブームの動作を解除不能とし、解除条件として作業機が少なくともフック格納姿勢にあれば、少なくともフック格納姿勢の状態のままでブームの動作の規制を解除可能とする。

このため、ロープがほぼ水平になっているフック格納やフック取出の際に誤って過巻状態と判定されて規制がかかっても、この規制を解除することで作業を継続できるため作業性が向上する。

実施例１のクレーンの安全装置の制御系の構成を説明するブロック図である。ラフテレーンクレーンの全体構成を説明する側面図である。過巻検出手段の構成を説明する説明図である。（ａ）は作業状態であり、（ｂ）は格納状態である。実施例１のクレーンの安全装置の制御フローを説明するフロー図である。実施例２のクレーンの安全装置の制御系の構成を説明するブロック図である。実施例２のクレーンの安全装置の制御フローを説明するフロー図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、図２を用いて本実施例のクレーンの安全装置Ｓを備えるクレーンとしてラフテレーンクレーン１の機械的な構成を説明する。なお、以下の実施例１，２では、ラフテレーンクレーン１を例にして説明するが、これに限定されるものではなく、オールテレーンクレーンなどでもよく、格納姿勢においてフック１７を車体１０側に設けた格納場所に固定する方式を採用した移動式クレーンであれば本発明を適用できる。

本実施例のラフテレーンクレーン１は、図２に示すように、走行機能を有する車両の本体部分となる車体１０と、車体１０の四隅に設けられたアウトリガ１１，・・・と、車体１０に水平旋回可能に取り付けられた旋回台１２と、旋回台１２に立設されたブラケット１３に取り付けられたブーム１４と、を備えている。

この旋回台１２は、旋回駆動制御手段４１（図１参照）によって制御される旋回用モータの動力を伝達されるピニオンギヤを有しており、このピニオンギヤが車体１０に設けた円形状のギヤに噛み合うことで回動する。

また、ブーム１４は、基端ブーム１４１と１段又は複数段の中間ブーム１４２と先端ブーム１４３とによって入れ子式に構成されており、伸縮駆動制御手段４３（図１参照）によって制御される伸縮シリンダ（不図示）によって伸縮できるようになっている。

このうち基端ブーム１４１は、その付け根においてブラケット１３に水平に設置された支持軸に回動自在に取り付けられており、上下に起伏できるようになっている。

また、ブラケット１３と基端ブーム１４１の間には、起伏駆動制御手段４２（図１参照）によって制御される起伏シリンダ１５が架け渡されており、この起伏シリンダ１５を伸縮することでブーム１４全体を起伏できる。

さらに、先端ブーム１４３の先端には回転自在のシーブ（不図示）が取付けられており、このシーブには先端にフック１７（フックとフックブロックを総称してフックと称する）が取付けられたワイヤロープ１６が掛けられている。

一方、ロープとしてのワイヤロープ１６の末端はウインチ駆動制御手段４４（図１参照）によって制御されるウインチ（不図示）に巻き回されており、ウインチを回転することでフック１７が上下するようになっている。

そして、本実施例のクレーンとしてのラフテレーンクレーン１は、フック１７がブーム先端のブームヘッド１４４に近接した過巻状態であることを検出する過巻検出手段２を備えている。

この過巻検出手段２は、図３（ａ）に示すように、ブームヘッド１４４に配置されたスイッチ２１と、一端がスイッチ２１に接続され他端がウエイト２３に接続されたウエイト吊りワイヤ２２と、ワイヤロープ１６に通された重錘であるウエイト２３と、を備えている。

したがって、過巻検出手段２は、図３（ａ）の実線で示すように、フック１７がウエイト２３に接触しない状態では、ウエイト２３に作用する重力によってウエイト吊りワイヤ２２が下方に引っ張られ、スイッチ２１が規制ＯＦＦ位置となっている。

そして、図３（ａ）の二点鎖線で示すように、ワイヤロープ１６が巻上げられてフック１７がウエイト２３に接触して押し上げられると、これに伴ってウエイト２３を吊下げているウエイト吊りワイヤ２２も押し上げられ、スイッチ２１が規制ＯＦＦ位置から規制ＯＮ位置まで回転することで、フック１７が過巻状態となっていることを検出する。

一方、この過巻検出手段２は、ブーム１４が格納姿勢となっている場合には、図３（ｂ）に示すように、ウエイト２３に作用する重力がウエイト吊りワイヤ２２をフック１７の方向に引っ張らなくなるため、フック１７がブームヘッド１４４に近接していなくても、規制ＯＮ位置になる可能性がある。

次に、本実施例のクレーンの安全装置Ｓの制御系の構成について図１を用いて説明する。

図１に示すように、本実施例のクレーンの安全装置Ｓは、ブーム姿勢検出手段としてのブーム１４の旋回角を検出する旋回角検出手段３１、ブーム１４の起伏角を検出する起伏角検出手段３２、ブーム１４の長さを検出する長さ検出手段３３と、作業機の駆動制御手段として旋回駆動制御手段４１、起伏駆動制御手段４２、伸縮駆動制御手段４３、ウインチ駆動制御手段４４と、作業機の動作を規制する規制手段４５と、作業内容を選択する選択手段５１と、過巻規制をオペレータが手動で解除する規制解除手段５２と、全体を制御する制御装置６０と、を備えている。

この規制手段４５は、作業機としての旋回台１２の旋回、作業機としての起伏シリンダ１５の伸縮によるブーム１４の起伏、作業機としての伸縮シリンダの伸縮によるブーム１４の伸縮、などの動作のうち、過巻側の動作のみを禁止し、過巻側ではない動作は禁止しない。

すなわち、過巻側であるウインチの巻上げ、ブーム１４の伸長及びブーム１４の倒伏は禁止し、過巻側ではないウインチの巻下げ、ブーム１４の縮小及びブーム１４の起仰は禁止しない。

また、選択手段５１は、ブーム作業、シングルトップ作業、ジブ作業、ジブ取付作業の各作業の中から、オペレータが所望の作業を手動で選択するためのボタン、スイッチ又はレバー等であり、キャビン内の操作盤に配置されている。

さらに、規制解除手段５２は、過巻規制がかかっている場合に、オペレータが規制を手動で解除するためのボタン、スイッチ又はレバー等であり、キャビン内の操作盤に配置されている。ただし、後述するように、この規制解除手段５２による規制の解除は、作業機があらかじめ設定した格納姿勢になっている場合にしか許可されない。

なお、この選択手段５１及び規制解除手段５２は、ボタンやスイッチ等の他に、表示モニタに触れる形式のいわゆるタッチパネルなどによって形成されるものでもよい。

そして、制御装置６０は、ＣＰＵ、メモリ、ＨＤＤ、ＳＳＤなどによって構成される汎用のマイクロコンピュータであり、過巻検出手段２によって過巻状態が検出されるとブーム１４の動作を規制し、あらかじめ設定した解除条件を満足した場合にのみ規制を解除可能とする。

すなわち、制御装置６０は、各姿勢検出手段３１〜３３、過巻検出手段２、選択手段５１からの情報を受けて、解除条件としての作業機が格納姿勢の範囲にあるかどうかを判定し、格納姿勢にあれば各駆動制御手段４１〜４４及び規制手段４５に対して規制を命令する。なお、制御装置６０は、解除条件として、この格納姿勢の他、組立時、搬送時にも規制を解除可能とする。

次に、本実施例の過巻解除制御のフローについて、図１，４を用いて説明する。

まず、オペレータがラフテレーンクレーン１の電源を投入すると、クレーンの安全装置Ｓが起動され（ステップＳ１）、起動と同時に過巻規制が開始される（ステップＳ２）。なお、特に図示しないが、クレーンの安全装置Ｓが起動されれば、自動的に各ブーム姿勢検出手段３１〜３３によってブーム１４の長さ、起伏角、旋回角が計測されて制御装置６０に入力される。

つづいて、オペレータが選択手段５１を操作して、ブーム作業、シングルトップ作業、ジブ作業、ジブ取付作業の各作業の中から、所望の作業を手動で選択する（ステップＳ３）。

次に、選択された作業内容がブーム作業又はシングルトップ作業か否かを判定する（ステップＳ４）。作業内容がブーム作業又はシングルトップ作業であれば（ステップＳ４のＹＥＳ）、長さ判定（ステップＳ５）に移行する。作業内容がブーム作業又はシングルトップ作業でなければ（ステップＳ４のＮＯ）、過巻規制の解除を許可せずに（ステップＳ１０）、ステップＳ４に戻って判定を繰り返す。

作業内容がブーム作業又はシングルトップ作業であれば、ブーム１４の長さが設定した長さ範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ５）。長さが設定した長さ範囲内であれば（ステップＳ５のＹＥＳ）、起伏角判定（ステップＳ６）に移行する。長さが設定した長さ範囲内でなければ（ステップＳ５のＮＯ）、過巻規制の解除を許可せずに（ステップＳ１０）、ステップＳ４に戻って判定を繰り返す。

長さが設定した長さ範囲内であれば、ブーム１４の起伏角が設定した起伏角範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ６）。この設定した長さ範囲としては、格納姿勢と判断される任意の長さを設定しうるが、好ましくは全縮時の長さに所定の余裕長さを含んだ長さ範囲が採用される。

起伏角が設定した起伏角範囲内であれば（ステップＳ６のＹＥＳ）、旋回角判定（ステップＳ７）に移行する。起伏角が設定した起伏角範囲内でなければ（ステップＳ６のＮＯ）、過巻規制の解除を許可せずに（ステップＳ１０）、ステップＳ４に戻って判定を繰り返す。

起伏角が設定した起伏角範囲内であれば、ブーム１４の旋回角が設定した旋回角範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ７）。この設定した起伏角範囲としては、格納姿勢と判断される任意の起伏角を設定しうるが、好ましくは３０度以下（下限はなくてもよい）の角度範囲が採用される。

旋回角が設定した旋回角範囲内であれば（ステップＳ７のＹＥＳ）、解除許可（ステップＳ８）に移行する。この設定した旋回角範囲としては、車体１０の前方から所定の余裕角度を含んだ角度範囲が採用される。

旋回角が設定した旋回角範囲内でなければ（ステップＳ７のＮＯ）、過巻規制の解除を許可せずに（ステップＳ１０）、ステップＳ４に戻って判定を繰り返す。

そして、旋回角が設定した旋回角範囲内であれば、制御装置６０が過巻規制の解除を許可する（ステップＳ８）。

そうすると、オペレータが規制解除手段５２を操作して過巻規制を解除できるようになる（ステップＳ９）。規制解除手段５２によって解除操作されると、制御装置６０は規制手段４５による過巻規制を解除する。

なお、上述したステップＳ４〜ステップＳ７の作業内容の判定、長さ判定、起伏角判定、旋回角判定は、どのような順序で実行されてもよく、すべての条件を満たすことで過巻規制の解除を許可するものであればよい。

次に、本実施の形態のクレーンの安全装置Ｓとラフテレーンクレーン１の作用について説明する。

（１）本実施例のクレーンの安全装置Ｓは、ブーム１４の先端からワイヤロープ１６を介してフック１７を垂下し、ウインチでワイヤロープ１６を巻取り又は繰出すことでフック１７を巻上げ又は巻下げするクレーンに搭載されるクレーンの安全装置Ｓである。

そして、ワイヤロープ１６に通したウエイト２３がフック１７によって持ち上げられることでフック１７がブーム１４の先端に近接した過巻状態であることを検出する過巻検出手段２と、過巻状態を検出した場合にブーム１４の動作を規制する制御装置６０と、を備えており、制御装置６０は、過巻状態を検出してブーム１４の動作を規制した場合に所定の解除条件以外でのブーム１４の動作を解除不能とし、解除条件として作業機が少なくともフック格納姿勢にあれば規制を解除可能とする。

このため、ワイヤロープ１６がほぼ水平になっているフック格納やフック取出の際に誤って過巻状態と判定されて規制がかかっても、この規制を解除することで作業を継続できるため作業性が向上する。

つまり、作業機が格納姿勢にあれば、ワイヤロープ１６が水平又は水平に近い状態になっており、ウエイト吊りワイヤ２２でスイッチ２１を規制ＯＦＦ側に引っ張ることがなくなるため、誤ってスイッチ２１が規制ＯＮ側になる可能性がある。

そこで、このように誤ってスイッチ２１が規制ＯＮ側になって過巻規制がかかっている場合でも、作業機が格納姿勢にあれば過巻規制を解除できるようになっている。

逆にいうと、組立時又は輸送時に含まれるフック格納時又は取出時にのみ過巻規制の解除が許可されるため、オペレータの都合で過巻規制を解除できなくなって安全性が向上する。

（２）また、ブーム１４の旋回角を検出する旋回角検出手段３１と、ブーム１４の起伏角を検出する起伏角検出手段３２と、ブーム１４の長さを検出する長さ検出手段３３と、作業内容を選択する選択手段５１と、を備えており、制御装置６０は、ブーム作業又はシングルトップ作業が選択されている状態で、かつ、ブーム旋回角が設定した旋回角範囲内にあり、かつ、ブーム起伏角が設定した起伏角範囲内にあり、かつ、ブーム長さが設定した長さ範囲内にある場合に、フック格納姿勢にあると判定する。

このため、フック格納姿勢からフック１７を取出して作業を行うブーム作業やシングルトップ作業の場合にも、現状のブーム姿勢検出手段に特に追加や変更を加えることなく、簡単な構成によってフック格納姿勢であることを判定して過巻規制の解除を許可できる。

（３）そして、本実施例のクレーンとしてのラフテレーンクレーン１は、上記したいずれかのクレーンの安全装置Ｓを備えることで、作業性が向上して使いやすいクレーンになる。

以下、図５，６を用いて、前記実施の形態とは別の形態のクレーンの安全装置Ｓ１について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

まず、構成について説明すると、本実施例のクレーンの安全装置Ｓ１は、図５に示すように、車体１０側に設けた格納場所にフック１７が位置することを検出するフック検出手段３４、旋回駆動制御手段４１、起伏駆動制御手段４２、伸縮駆動制御手段４３、ウインチ駆動制御手段４４、規制手段４５、選択手段５１、規制解除手段５２、制御装置６０、を備えている。

このフック検出手段３４は、車体１０側の中央前方に設けた格納場所の掛止具１０ａにフック１７が掛止されたことを、この掛止具１０ａ（図３（ｂ）参照）に取り付けた荷重計によって検出する。

なお、このフック検出手段３４は、フック１７の存在を検出できるものであればよく、磁気センサを用いたものや、ＩＣタグを用いたものを採用することもできる。

次に、本実施例の過巻解除制御のフローについて、図５，６を用いて説明する。

まず、オペレータがラフテレーンクレーン１の電源を投入すると、クレーンの安全装置Ｓ１が起動され（ステップＳ１１）、過巻規制が開始される（ステップＳ１２）。なお、特に図示しないが、クレーンの安全装置Ｓ１が起動されれば、自動的にフック検出手段３４によってフック１７が検出されて制御装置６０に入力される。

次に、フック検出手段３４がフック１７を検出しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。フック１７を検出していれば（ステップＳ１３のＹＥＳ）、解除許可（ステップＳ１４）に移行する。フック１７を検出していなければ（ステップＳ１３のＮＯ）、過巻規制の解除を許可せずに（ステップＳ１６）、ステップＳ１３に戻って判定を繰り返す。

そして、フック１７を検出していれば、制御装置６０が過巻規制の解除を許可する（ステップＳ１４）。そうすると、オペレータが規制解除手段５２を操作して過巻規制を解除できるようになる（ステップＳ１５）。規制解除手段５２によって解除操作されると、制御装置６０は規制手段４５による過巻規制を解除する。

次に、作用について説明する。

（１）本実施例のクレーンの安全装置Ｓ１は、車体１０側に設けた格納場所にフック１７が位置することを検出するフック検出手段３４を備えており、制御装置６０は、格納場所にフックが位置することを検出した場合に、フック格納姿勢にあると判定する。

このため、フック検出手段３４によって、フック１７が掛止具１０ａに掛けられていることを直接的に把握できるため、より確実にフック格納姿勢であることを判定できる。

なお、この他の構成および作用効果については、前記実施例と略同様であるため説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、格納姿勢であることをオペレータに報知する報知手段については説明しなかったが、これに限定されるものではなく、格納姿勢であることをオペレータに報知又は警告する報知手段を備えるものであってもよい。

また、前記実施例では、ロープとしてワイヤロープ１６について説明したが、これに限定されるものではなく、織索を含む「ロープ」であれば本発明を適用できる。

Ｓ，Ｓ１クレーンの安全装置
１ラフテレーンクレーン（クレーン）
１０車体
１４ブーム
１６ワイヤロープ（ロープ）
１７フック
２過巻検出手段
２１スイッチ
２２ウエイト吊りワイヤ
２３ウエイト
３１旋回角検出手段
３２起伏角検出手段
３３長さ検出手段
３４フック検出手段
５１選択手段
５２規制解除手段
６０制御装置

Claims

ブームの先端からロープを介してフックを垂下し、ウインチで前記ロープを巻取り又は繰出すことで前記フックを巻上げ又は巻下げするクレーンに搭載されるクレーンの安全装置であって、
前記ロープに通したウエイトが前記フックによって持ち上げられることで前記フックが前記ブームの先端に近接した過巻状態であることを検出する過巻検出手段と、過巻状態を検出した場合に前記ブームの動作を規制する制御装置と、を備えており、
前記制御装置は、過巻状態を検出して前記ブームの動作を規制した場合に所定の解除条件以外での前記ブームの動作を解除不能とし、前記解除条件として作業機が少なくともフック格納姿勢にあれば、少なくともフック格納姿勢の状態のままで前記ブームの動作の規制を解除可能とすることを特徴とするクレーンの安全装置。
前記ブームの旋回角を検出する旋回角検出手段と、前記ブームの起伏角を検出する起伏角検出手段と、前記ブームの長さを検出する長さ検出手段と、作業内容を選択する選択手段と、を備えており、
前記制御装置は、ブーム作業又はシングルトップ作業が選択されている状態で、かつ、ブーム旋回角が設定した旋回角範囲内にあり、かつ、ブーム起伏角が設定した起伏角範囲内にあり、かつ、ブーム長さが設定した長さ範囲内にある場合に、フック格納姿勢にあると判定することを特徴とする請求項１に記載のクレーンの安全装置。
車体側に設けた格納場所に前記フックが位置していることを検出するフック検出手段を備えており、
前記制御装置は、前記格納場所に前記フックが位置することを検出した場合に、フック格納姿勢にあると判定することを特徴とする請求項１に記載のクレーンの安全装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のクレーンの安全装置を備えるクレーン。