JP6170687B2 - 車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両搭載型クレーンに用いられるブーム格納安全装置に関する。

例えば特許文献１には、高所作業車のブーム格納安全装置として、ブームが所定格納位置に格納されていることを確認後に、アウトリガを伸縮させて走行可能にする技術が開示されている。この例は高所作業車なので、ブーム先端には人が乗車するためのバケットが設けられる。そのため、高所作業車が走行中は載置台が必須である。ブームを載置台で抑えなければ、バケットが揺れて走行が不安定になるからである。

これに対し、トラック等の車両に搭載される車両搭載型クレーンでは、ブームと積載物とがぶつからないように載置台を設けることがあるものの、ブームの先にはバケットのような重量物は特に設けていない。そのため、一般的に、クレーン作業終了時にブームを載置台に載せなければならないわけではない。したがって、一般的には載置台等は設けておらず、例えばブームを格納させたときに、荷台上の積載物と干渉を生じてしまう場合などはブーム格納位置をオペレータに任せている。

実開平６−３５３００号公報

しかし、例えばビル等の建設現場の車両の走行、工場内等の決められた敷地内では、ガード下やトンネルなどの天井面の高さが、地上から３．８ｍ以下をめどに造られている。
この数値は、道路交通法施行令で自動車の積載物の最大高さの制限が決められており、その基準値を受けて決められている場合が多い。車両搭載型クレーンでは、上述のようにブーム格納位置をオペレータに任せているので、トラック等の車両の荷台上の積載物の形状によってブームを通常の位置に格納できない際には、その積載物を避ける場合に、オペレータが、ブーム先端が車両の安全範囲を超えて、ブーム先端を、無意識のうちに車両幅を突出して格納したり、車両積載物の高さの基準値（３．８ｍ）を越えて格納していたときは、敷地内で車両を安全に走行させることはできない。

また、ブーム先端が車両の安全範囲内（以下、「仮想空間範囲内」ともいう）から突出していても、これをオペレータが目視で確実に見極めることは難しい。特にブーム先端高さの確認は極めて困難である。換言すれば、車両幅、積載物高さ（３．８ｍ）および車両最後端からなる予め決められた仮想空間範囲内に、ブーム先端の位置が納まっていることを把握することができれば、オペレータはブームの格納位置に気を煩わすことなく、車両を安全に走行させることが可能である。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、オペレータのブーム格納位置の安全確認の負担を軽減し、車両を安全に走行させ得る車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、ブームの長さを検出するブーム長検出器と、ブームの角度を検出するブーム角検出器と、ブームの旋回角度を検出する旋回角度検出器と、フック部が巻上げられて所定位置に達したときに警報を発する巻過警報装置とを有する車両搭載型クレーンに用いられ、各検出器からの信号、および巻過警報装置の作動信号を取得するコントローラを有するブーム格納安全装置であって、コントローラは、ブーム長検出器、ブーム角検出器、および旋回角度検出器からの信号に基づいてブーム先端位置を算出するとともに、予め記憶された車両基本情報に基づいて、ブーム先端位置が車両の走行に支障がない仮想空間範囲を車両上に設定し、その設定された仮想空間範囲内に算出されたブーム先端位置が在るか否かを判断することを特徴とする。

なお、仮想空間範囲とは、ブーム先端位置を基準とし、当該仮想空間範囲内にブーム先端位置が格納されたときには、車両の走行に支障がないエリアであって、基本的には車両幅から突出してはならない。また、この仮想空間範囲の高さは前述の道路交通法施行令に明記された、地上から３．８ｍ以内を基準としている。
ここで、本発明に係る車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置において、コントローラは、ブーム先端位置が仮想空間範囲内か否かの判断を、ブームの先端高さ、車両後端距離、および車両幅からなる３つの次元のステップに区分し、ステップ毎に各演算値が仮想空間範囲内であることをオペレータに通知する通知手段を有するよう構成させることは好ましい。

また、本発明に係る車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置では、ブーム先端下部にクレーンのフック部を当接格納するようにしたフック自動格納装置を有しており、フック自動格納装置のフック格納操作と巻過警報装置の両方の作動を感知したときに、仮想空間範囲内にブーム先端位置が在るか否かを判断させるよう構成することは好ましい。さらに、当該コントローラは、ブーム先端位置が仮想空間範囲内にあっては、フック格納操作時により、フック格納を許可するものとしてフック格納作動規制を解除するよう構成することは好ましい。

また、本発明に係る車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置において、コントローラは、アウトリガ操作レバーで縮小作動の信号を取得するようになっており、アウトリガ操作レバーでの縮小作動と巻過警報装置の両方の作動を感知したときに、仮想空間範囲内に算出されたブーム先端位置が在るか否かを判断することは好ましい。さらに、当該コントローラは、ブームの先端の位置が仮想空間範囲内にあっては、アウトリガ格納操作時にアウトリガ作動規制を解除するよう構成することは好ましい。

また、本発明に係る車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置において、車両基本情報は、車両の幅データと、クレーンブームの起伏回転軸から車両後端までの水平距離データと、地上からクレーンブームの起伏回転軸との距離データとからなり、コントローラは、当該車両基本情報に、ブーム長検出器、ブーム角検出器、および旋回角度検出器からのデータを加算して仮想空間範囲を設定するよう構成することは好ましい。

また、本発明に係る車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置において、車両基本情報は、設定すべき仮想空間範囲の８つの隅角において、いずれか一つの隅までブーム先端をオペレータが作動させ、ブームを停止後、コントローラにその隅角の座標を記憶させ、同様に他の隅も順にブームを作動させてその先端位置を記憶させることにより仮想空間範囲として設定することは好ましい。

上述のように、トラック等の車両の荷台上に載せた荷物の形状によっては、ブームが通常の所定の位置に格納できない場合があるが、本発明に係る車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置は、そのコントローラが、ブームの先端位置を算出するとともに、ブームを格納させてもよい仮想空間範囲を形成し、ブームの先端位置が仮想空間範囲内か否かを判断するので、車両の走行に支障がない仮想空間範囲内にブームの先端位置を位置させることができる。換言すれば、ブームが車両の走行に支障がない空間内に収まっているかどうかを、ブーム格納時に自動で判別することができる。よって、オペレータのブーム格納位置の安全確認の負担を軽減し、車両を安全に走行させることができる。

本発明の車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置を備える車両搭載型クレーンの一実施形態の説明図である。 フック部の格納姿勢を示す図である。 本発明の車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置のコントローラのブロック図である。 本発明の車両搭載型クレーンの仮想空間範囲およびブーム先端の位置を把握するイメージを示した斜視図である。 コントローラで実行されるブーム格納安全処理（第一の例）のフローチャートである。 コントローラで実行されるブーム格納安全処理（第二の例）のフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、この車両１００は、その後方のシャシフレーム３上に荷台１０２を有している。この荷台１０２の前端部には、荷台１０２に積載した貨物等の運転室１０１側の部材への接触を防止するための鳥居１０３が取り付けられている。そして、この鳥居１０３と運転室１０１との間に車両搭載型クレーン（以下、単に「クレーン」ともいう）１が架装されている。

このクレーン１は、車両１００のシャシフレーム３上に横架して取り付けられたベース４を有する。このベース４には、その左右に張り出し自在に一対のアウトリガ２が取り付けられている。また、このベース４上には、旋回自在にコラムポスト６が立設され、このコラムポスト６の上端部には、ブーム起伏回動ピン６ｐを介して、伸縮および起伏自在に枢支されたブーム７が設けられている。また、コラムポスト６にはウインチ９がウインチ用油圧モータ８により駆動可能に設けられている。そして、このウインチ９からブーム先端部７ｓにワイヤロープ１２を導いて、ブーム先端部７ｓのシーブを介してフック部２０にワイヤロープ１２を掛回しており、ウインチ９によりフック部２０の巻き上げ巻き下げがなされる。

フック部２０の上部には、巻過ウエイト２４とこれに当接される巻過検出スイッチ４８が設けられており、フック部２０側の巻過ウエイト２４がブーム先端部７ｓ下面の巻過検出スイッチ４８に当接して、巻過検出スイッチ４８が作動するようになっている。
また、ベース４には複数の操作レバーを有する操作部５が設けられており、各操作レバーにより、対応するクレーン操作が可能になっている。また、ベース４の操作部５内には、コントローラ１０が設けられている。このコントローラ１０は、オペレータが操作する遠隔操作器５０との間で、無線通信によって必要な信号の授受が可能になっている。

例えば、操作部５のフック格納レバー（不図示）には、当該レバーにリンクした、フック格納用切換制御弁のスプールの作動を感知し、その信号を発する差動トランスが当該スプールと連接して設けられている。そして、オペレータにより遠隔操作器５０ないし操作部５のフック格納レバーが操作されると、この差動トランスから、フック格納レバーの作動に合わせたスプールの作動信号が、コントローラ１０に入力される。コントローラ１０は、これによってフック格納時のレバー作動を監視可能になっている。なお、フック格納レバーでなくとも、フック格納用の専用スイッチ（例えば、実用新案第２５８５６８０号）が設けられているときは、そのスイッチ作動信号をコントローラ１０に入力させて使用することができる。なお、ブーム格納終了時の判断時期については、フックが格納したか否かを判断するフック格納確認検出器として、フック部２０の格納状態を検出するリミットスイッチ（例えば、特許第２５９５４２９号公報に示されるフック格納確認スイッチ）や、近接スイッチ（特許第３０９６００５号公報に示されるフック格納用スイッチ）と同様の構造のものを使用すればよい。このようなフック格納確認検出器が作動したか否かで格納終了と判断する。

また、このクレーン１には、ブーム７の長さを検出するブーム長検出器（図３の符号４５参照）、ブーム７の角度を検出するブーム角検出器（図３の符号４６参照）、ブーム７の旋回角度を検出する旋回角度検出器（図３の符号４７参照）が所定の位置に付設されており、各検出器によって取得されたデータの信号がコントローラ１０に入力されるようになっている。また、上記巻過検出スイッチ４８が作動すると、その信号がコントローラ１０に入力される。これにより、コントローラ１０は、フック格納時では、フック格納レバーの作動信号の入力とともに、吊下位置にあるフック２２をブーム先端部７ｓの下面に格納させるなどの作動を開始させる。なお、このクレーン１は、図２に示すようにブーム７下面に沿ってフック部２０を回動させた姿勢で格納される仕様であるが、フック部２０の格納姿勢が垂下の姿勢で格納される仕様にも採用可能である。

以下、上記コントローラ１０についてより詳しく説明する。
このコントローラ１０は、図３に示すように、所定の制御プログラムに基づいて演算およびシステム全体を制御するＣＰＵ３０と、所定領域にあらかじめＣＰＵ３０の制御プログラム等を格納している記憶装置４２およびＲＯＭ３２と、この記憶装置４２およびＲＯＭ３２等から読み出したデータやＣＰＵ３０の演算過程で必要な演算結果を格納するためのＲＡＭ３４とを有する。そして、上記ブーム長検出器４５、ブーム角検出器４６、および旋回角度検出器４７、並びに巻過警報装置４０の巻過検出スイッチ４８に対してデータの入出力を媒介するインターフェース３８を備えて構成されており、これらは、データを転送するための信号線であるバス３９で相互にかつデータ授受可能に接続されている。そして、ＣＰＵ３０は、上記記憶装置４２やＲＯＭ３２の所定領域に格納されている所定のプログラムを起動させ、そのプログラムに従ってブーム格納安全処理を実行するようになっている。

ここで、このブーム格納安全処理においては、図４に示すように、ブーム幅中央にあるブーム先端の任意の一点を「Ｐ」と定めている。そして、車両の全幅の半分の値「γ」と、ブーム起伏回動ピン６ｐから車両後端までの距離「β」、ブーム起伏回動ピン６ｐの地上からの高さ「α」、およびブーム起伏回動ピン６ｐからブーム長検出器４５までの距離「λ′」が予めコントローラ１０に入力され、これらが車両基本情報として記憶装置４２に記憶されている。この記憶された車両基本情報は不揮発な記憶装置４２に記憶されており消去されない。なお、図４は、コントローラ１０に予め入力された、車両１００の全幅と車両後端、地上とブーム回動ピン高さのデータに基づいて、コントローラ内で演算によって形成される仮想空間範囲のイメージを示す図である。

次に、コントローラ１０で実行されるブーム格納安全処理について図４ないし図５、図１を適宜参照しつつ説明する。
上述のように、このクレーン１は、ブーム７の各位置情報（ブーム長さ、ブーム角度、旋回角度）を取得するためのセンサとして、上記ブーム長検出器４５、ブーム角検出器４６、および旋回角度検出器４７を装備しており、コントローラ１０がブーム先端の位置「Ｐ」を把握するには、これらセンサからの信号に基づいて、所定の演算を行なうことでブーム先端の位置「Ｐ」を把握する。以下、その第一の例を説明する。
図１に示すように、オペレータが操作部５ないし遠隔操作器５０によって「フック格納操作」を行なうとブーム格納安全処理が実行され、まずステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１では、巻過警報装置４０が作動しているか否かを監視する。巻過警報装置４０の巻過検出スイッチ４８が作動していれば（Ｙｅｓ）ステップＳ１２に移行し、そうでなければ（Ｎｏ）ステップＳ１１で待機する。つまり、この例では、オペレータが「フック格納操作」を行なうと、ブーム７のブーム先端の位置「Ｐ」がフック部を格納可能な高さまで巻きあがっているか否かを、巻過検出スイッチ４８の作動で確認後、以降のステップの演算に移行する。そして、ステップＳ１２以降においては、巻過警報装置４０の作動を合図として、ブーム先端の位置「Ｐ」が仮想空間範囲内か否かのサーチを開始する。なお、フック部２０が巻過により巻過警報装置４０を作動させ、所定領域に格納されるまではウインチは巻上作動される。

ここで、以降のステップの演算を行なう上では、座標軸の中心となる０点を予め決めている。例えば、ブーム７が水平時且つ最縮小になっており、さらに、車両後方方向へ向かってブーム７の中心軸が車両中央のときのブーム先端の位置「Ｐ」を、座標軸の中心（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）とする。そして、その座標軸の中心からブーム先端の位置「Ｐ」が車両の安全範囲となる空間として設定された仮想空間範囲内であるかを算出し、ブーム先端の位置「Ｐ」が仮想空間範囲内であるか否かの比較を開始する。
まず、ステップＳ１２では、ブーム長検出器４５およびブーム角検出器４６から取得されるデータに基づいて、ブーム高さが３．８ｍ以内か否かを監視し、ブーム高さが３．８ｍ以内であれば（Ｙｅｓ）ステップＳ１３に移行し、そうでなければ（Ｎｏ）ステップＳ１６に移行する。

詳しくは、このステップＳ１２では、図４に示すように、ブーム長検出器４５からブームの先端の位置（ブームの先端の点）「Ｐ」までのブーム７と平行をなす距離であるブーム長データ「λ」と、ブーム角検出器４６からの角度データ「θ」から、次の（式１）を用いてブーム先端高さ「ｘ」を求める。この値「ｘ」が地表から「３．８ｍ−α」以内であればブーム先端が仮想空間範囲内であるとの判断をする。つまり、「３．８ｍ−α」未満の場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１３に移行する。一方、「３．８ｍ−α」以上（Ｎｏ）ならば、ステップＳ１６に移行して、巻過警報装置４０の警報ブザーを鳴動させる。なお、実際の演算では、ブーム先端の高さ、幅、その形状、及び作動時の誤差等を考慮して、仮想空間範囲の設定を、３．７５ｍ等、３．８ｍより若干低い値とするのが良いのは勿論である。オペレータがブーム縮小操作等を行うと、再びフック部２０が下がってしまうので、コントローラ１０は処理をステップＳ１１に戻し、再度、巻過警報装置４０の巻過検出スイッチ４８が作動しているか否かの確認を行うことになる。
ｘ＝（λ＋λ′）ｓｉｎθ＜（３８００−α） （式１）
但し、α：地上からブーム起伏回動ピンまでの高さ
λ′：ブーム起伏回動ピンからブーム長検出器までのブームと平行をなす距離

次に、ステップＳ１３では、ブーム長検出器４５、ブーム角検出器４６および旋回角度検出器４７から取得されるデータに基づいて、ブーム先端「Ｐ」が車両後端以内か否かを監視し、ブーム先端が車両後端未満であれば（Ｙｅｓ）ステップＳ１４に移行し、そうでなければ（Ｎｏ）ステップＳ１６に移行する。
詳しくは、このステップＳ１３では、図４に示すように、ブーム長検出器４５からのブーム長データ「λ」と、ブーム角検出器からの角度データ「θ」、旋回角度検出器４７からの角度データ「δ」から、次の（式２）を用いて、ブーム起伏回動ピン６ｐからのブーム水平方向の長さ「ｙ」を求める。

ブーム先端が車両後端未満か否かは、ブーム水平方向の長さ「ｙ」の値がブーム起伏回動ピン６ｐから車両後端までの距離「β」未満であれば良いので、β未満ならステップＳ１４に移行する。一方、ブーム先端が自車両後端に係る仮想空間範囲外ならばステップＳ１６に移行して巻過警報装置４０の警報ブザーを鳴動させる。オペレータがブーム縮小操作等を行うと、再びブーム先端の位置が移動するため、再度ステップＳ１１〜１２に戻り、最初の巻過警報、ブーム高さについても再度の監視をする処理が繰り返される。
ｙ＝（λ＋λ′）ｃｏｓθ×ｃｏｓ｜δ｜＜β （式２）
但し、β：ブーム起伏回動ピンから車両後端までの距離
λ′：ブーム起伏回動ピンからブーム長検出器までのブームと平行をなす距離

次に、ステップＳ１４では、ブーム先端が自車両の車両幅未満か否かを監視し、ブーム先端が車両幅未満であれば（Ｙｅｓ）ステップＳ１５に移行し、そうでなければ（Ｎｏ）ステップＳ１６に移行する。このステップＳ１４では、ブーム先端の位置「Ｐ」が車両幅から突出している場合が監視される。

詳しくは、このステップＳ１４では、オペレータによるブーム７の旋回操作によって、車両１００の中心方向にブーム７を回動させる操作が監視される。この際、コントローラ１０は、次の（式３）を用いて、ブーム車両幅距離「ｚ」が予め入力しておいた、車両中心から見た車両幅の１／２以内の値「γ」に納まるか否かを判定する。つまり、ブーム先端が車両幅未満か否かは、ブーム車両幅距離「ｚ」の値が車両中心から見た車両幅の１／２以内の値「γ」未満であれば良いので、γ未満ならステップＳ１５に移行する。一方、γ以上であればステップＳ１６に移行して警報ブザーを鳴動させる。なお、ステップＳ１４での対応するオペレータの操作として、オペレータはブーム先端が車両幅内に納まるまでブームの旋回操作を行う。
ｚ＝（λ＋λ′）ｃｏｓθ×ｓｉｎ｜δ｜＜γ （式３）
但し、γ：車両幅÷２
λ′：ブーム起伏回動ピンからブーム長検出器までのブームと平行をなす距離
θ：ブーム角検出器からの角度データ
δ：旋回角度検出器からの角度データ

ステップＳ１５では、コントローラ１０は、巻過ウエイトの吊下位置にあるフック部２０をブーム下面に格納させるようフック部の格納を許可する。これにより、一連の格納作業は終了する。なお、図２に示すようにブーム７下面に沿ってフック部２０を回動させた姿勢で格納させるには、オペレータは、フック部２０をブーム下面に当接させるフック格納操作を行なう。

これまでの一連の格納操作は、いずれのステップにおいても、仮想空間範囲外である場合、ステップＳ１１の待機状態まで戻るため、フック格納操作時に警報ブザーが鳴り止むまでブーム７の全操作を自由に行い（連動操作を行なうことも含む）、ブーム先端が仮想空間範囲内に納まるように作動させればよい。
また、これら一連の格納操作は、荷台上に積載している積載物に干渉しないように行なわなければならない操作であるため、巻過警報装置４０の警報ブザーの鳴動は、オペレータに対して、慎重操作を喚起する効果も発生しているのである。

次に、動作について説明する。
クレーン作業終了後、車両走行時にはフック格納操作が必要である。このとき、フック部２０は、図２のようにブーム７の下面に格納される仕様にあっては、格納時のクレーンの作動では、必ずウインチ巻き上げを伴う。さらに、フック部２０の巻き上げ途中において、巻過警報装置４０のウエイトをフック部２０で押し上げて巻過警報装置４０を作動させなければ、ブーム７の下面の格納位置にフック部２０が納まらない。

そこで、オペレータは、ブーム７を格納させたい荷台１０２上の位置まで、遠隔操作器５０ないし操作部５のレバーによりブーム縮小等の操作をし、最後にフック部２０を格納させるための巻上操作を行う。ウインチ巻上操作によりフック部２０が巻過警報装置４０のウエイト（図示略）を持ち上げると、巻過検出スイッチ４８の作動により巻上作動が所定位置で一旦停止する（ステップＳ１１）。ウインチ巻上下用の操作レバーによるフック巻上作動は、巻過警報装置４０が作動するため、この所定位置までしか巻き上がれない。

次いで、フック部２０をブーム７の下面に当接させるまでフック格納レバー（又は遠隔操作器５０のフック格納用のスイッチ）の操作を行なう。フック格納レバーの作動感知信号（又はフック格納用スイッチの作動信号）がコントローラ１０に入力されると、コントローラ１０は、上述のブーム格納安全処理を開始して、現状のブーム先端位置の把握、およびそのブーム先端「Ｐ」が仮想空間範囲内にあるか否かを把握するために、上述した図５のステップＳ１２〜Ｓ１４にしたがって、演算を開始する。このとき、仮想空間範囲内にブーム先端「Ｐ」がすでに納まっていたら（ステップＳ１２〜Ｓ１４）、フック格納許可として（フック格納作動規制解除手段：ステップＳ１５）、巻過ウエイトの吊下位置にあるフック部２０をブーム下面に格納させる作動を開始させる。

一方、仮想空間範囲外ならばフック部２０の格納作動は行わず、警報ブザー（或いは音声等）でオペレータに警報を与える（ステップＳ１６）。
これにより、例えばオペレータは、フック部２０が巻過警報装置４０を作動させるまでフック格納レバー（又は遠隔操作器５０のフック格納用のスイッチ）の操作を行なう。このとき、コントローラ１０は、ブーム７の高さが「３．８ｍ−α」以上ならば、警報ブザーを鳴動させるので（ステップＳ１２での「Ｎｏ」→Ｓ１６）、オペレータは、ブーム７が伸びている場合は縮小させ、ブーム７が起立している場合は伏せ、あるいはこれらの両操作を行う。また、ブーム７の先端位置の算出値が、ブーム起伏回動ピン６ｐから車両後端までの距離「β」以内であれば良いが、ブーム先端がβの範囲外ならば、コントローラ１０が警報ブザーを鳴動させるので、オペレータは速やかにブームを縮小する等の操作を行なうことで対処する。

そして、これらのブーム作動中に、フック部が巻過警報装置４０のウエイトから外れることがあるため、その場合は再度フック格納操作を行う。そのとき警報ブザーの鳴動が止まると、そのブーム７の位置が、オペレータの意図するブーム７の格納位置ならば、オペレータはそのままフック格納操作を行って、フック部２０をブーム７の下面に当接させ、一連の格納作業は終了する。
なお、引き続きブーム縮小等を行う場合では、再びフック部２０が下がり、巻過警報装置４０のウエイトから外れる場合がある。その場合、オペレータは再度巻上操作を繰り返す。コントローラ１０のブーム格納安全処理はステップＳ１１に戻り、再度巻過警報装置４０が作動しているか確認を開始する。

次に、この車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置の作用効果について説明する。
上述のコントローラ１０は、フック格納操作と巻過警報装置４０の両方の作動を感知したときに、ブーム７の先端位置を算出し（ブーム先端位置算出手段）、ブームを格納させてもよい仮想空間範囲を演算するとともに（仮想空間範囲設定手段）、ブーム７の先端位置が仮想空間範囲内か否かを判断する（ブーム格納姿勢判断手段）ので、ブーム先端を仮想空間範囲内に納まるような、ブーム７の格納の可否を判断することができる。

特に、このコントローラ１０は、ブームの先端の位置が仮想空間範囲内か否かの判断を、ブーム先端の高さ（ステップＳ１２）、ブーム先端と車両後端までの水平距離（ステップＳ１３）、および車両幅（ステップＳ１４）からなる三次元のステップに区分しており、ステップ毎に各演算値が仮想空間範囲内であることを、仮想空間範囲外のときに警報ブザー（通知手段）を鳴動させることによってオペレータに通知する。よって、オペレータは、警報ブザーの鳴動によってブームの先端の位置が仮想空間範囲内か否かを容易に知ることができる。そのため、ブーム格納位置の安全確認の負担を軽減し、車両を安全に走行させることができる。
なお、本発明に係るクレーン用ブーム格納安全装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、車両基本情報は、上述の車両の幅データ「γ」、クレーンのコラムポスト６のブーム起伏回動ピン６ｐから車両後端までの距離データ「β」、クレーンブームの回転軸と地上からの距離データ「α」、およびブーム起伏回動ピン６ｐからブーム長検出器４５までの距離「λ′」をコントローラ１０に記憶させ、この車両基本情報に、ブーム長検出器４５、ブーム角検出器４６、旋回角度検出器４７からのデータを加算して仮想空間範囲を設定しているが、これに限定されるものではない。
別途の方法として、図４に示すように、設定すべき仮想空間範囲の８つの隅角において、いずれか一つの隅までブーム先端をオペレータが作動させ、ブームを停止後、コントローラ１０にその隅角の座標を記憶させるように構成してもよい。そして、同様に他の隅も順にオペレータがブームを作動させてその先端位置をコントローラ１０に記憶させる。

図４に示す例では、車両荷台上、前方の左上を「Ａ」、前方右上を「Ｂ」、前方左下を「Ｃ」、前方右下を「Ｄ」、後方の左上を「Ｅ」、後方右上を「Ｆ」、後方左下を「Ｇ」、後方右下を「Ｈ」と決定する。この順にオペレータが各隅角までブーム先端を作動させ、各々の座標点でその位置をコントローラ１０に記憶させる。この設定を行なうときは、クレーン操作レバー付近、又は遠隔操作器５０に記憶ボタン等を設け、各々の隅角にブーム７を位置させて、その都度、その位置を記憶させるときにこの記憶ボタンを押せば、コントローラ１０にブームの座標を記憶させて仮想空間範囲を認識させることができる。この仮想空間範囲設定方法によれば、オペレータが自己の使用用途に合わせて仮想空間範囲を設定することができるので、オペレータの幅広い要求に応えることができる。

また、例えば上記実施形態では、仮想空間範囲内での、各ステップでは、ブーム７の高さ、後端距離、車両幅における３つの次元の確認を一つの警報ブザーを鳴動させることで確認可能とする例で説明したが、これに限らず、３つの次元のステップ毎に、演算値が仮想空間範囲内であることを示す確認ランプ（図３に示す表示装置４４等）を別個に設ければ、操作がさらに容易になる。たとえば高さ「ｘ」が仮想空間範囲内のときは、高さを示すランプ等が点灯又は点滅し、後端距離「ｙ」、車両幅「ｚ」もそれぞれ別個のランプを点灯または点滅するようにすると、オペレータはどの方向にブーム７を作動させれば仮想空間範囲内に収まるかを、対応する複数のランプから容易に判断することが可能である。

また、例えば上記実施形態のブーム格納安全処理についても、上記第一の例に限らず、例えば図６に示す、次の第二の例の構成を採用してもよい。なお、上記第一の例と同様の構成について適宜説明を省略する。
上記第一の例では、フック部の格納操作と巻過警報装置の作動の両方を感知したときに、ブーム格納安全装置が作動を開始する例を挙げた。しかし、クレーン作業の終了時の作業工程は、フック格納だけでなく、作業終了後の走行状態に至るには、必ずアウトリガを縮小格納させて、アウトリガの格納も行わなければ車両走行姿勢が完了しない。そこで、この第二の例では、前例でのプログラム開始の「フック格納操作」を、「アウトリガの縮小格納操作」に置き換えた場合を示す。つまり、この第二の例は、フックの格納操作の作動の感知に替えて、アウトリガ格納操作を作動させたときに、その操作を感知した時点でブーム格納安全処理を開始するものである。

この第二の例では、アウトリガ操作レバーでの縮小作動は、第一の例でのフック格納レバー（又はスイッチ）を作動させた場合に相当する。アウトリガ切換操作弁のレバー操作の感知装置も、第一の例と同様、差動トランス等のスプール作動を感知し信号を発する装置を設けるのがよい。また、アウトリガ操作レバーを使用せずに、アウトリガ操作用の専用スイッチ等でアウトリガ操作を遠隔操作で行う場合には（例えば特開２０００−１９１２８４号公報記載の遠隔操作器で作動を行なう場合）、このスイッチ作動信号をコントローラに入力させて行うとよい。

この第二の例は、アウトリガ操作レバーの信号の入力で、図６に従ってブーム格納安全処理が開始されると、まず、ステップＳ２１に移行して、巻過警報装置４０が作動しているか否かを監視する。このステップＳ２１での処理は、上記第一の例でのステップＳ１１と同様である。以下、ステップＳ２２での処理は、上記第一の例でのステップＳ１２と同様であり、また、ステップＳ２３での処理は上記第一の例でのステップＳ１３と同様であり、また、ステップＳ２４での処理は上記第一の例でのステップＳ１４と同様である。さらに、ステップＳ２７での処理は上記第一の例でのステップＳ１６と同様である。

次いで、ステップＳ２５では、上記一連のブーム縮小等の工程において、再びフック部２０が下がってしまうので、再度フック部２０がブーム７の下面に当接しているか否かを巻過検出スイッチ４８により監視する。つまり、フック部２０がブーム７の下面に当接していれば（Ｙｅｓ）ステップＳ２６に移行し、そうでなければ（Ｎｏ）ステップＳ２７に移行する。これに対応して、オペレータは、巻過検出スイッチ４８が作動するまでフック格納レバーまたは遠隔操作器５０のフック格納用スイッチを操作してフック部２０を格納させる。これでブーム格納作業は完了する。ブーム格納作業が完了すると、処理がステップＳ２６に移行する。ステップＳ２６では、ブーム７の先端の位置が仮想空間範囲内にあっては、アウトリガ格納操作時にアウトリガ作動規制を解除する（アウトリガ作動規制解除手段）。よって、オペレータは、アウトリガを縮小格納することができる。

このように、この第二の例によれば、オペレータがクレーン作業終了後のアウトリガの縮小操作をさせたときに、コントローラ１０は、ブーム先端「Ｐ」が仮想空間範囲内か否かの認識を開始する。このとき、フック部２０が未格納およびブーム先端「Ｐ」が仮想空間範囲外なら、アウトリガ作動を中止させる又は警報で中止を促すことができる。
また、この第二の例によれば、ステップＳ２５では、誤ってフック格納レバー以外の操作を行うような操作ミスをした場合を考慮して、念の為、再度ステップＳ２１まで戻している。そのため、ステップＳ２２〜Ｓ２５のいずれのステップにおいても仮想空間範囲外、またはフック未格納である場合はステップＳ２１まで戻るため、実際の操作では、オペレータは警報ブザーが鳴り止むまでブーム全操作をブーム格納位置の安全確認の負担を軽減しつつ自在に行って、ブーム先端が仮想空間範囲内に納まるように作動させることができる。

なお、上記のステップＳ２５では、巻過検出スイッチ４８でフック部２０の格納監視を行なっているが、巻過検出スイッチ４８の代わりに、ブーム先端部下面のフック格納位置に、フックの格納状態を検出する確認スイッチ（例えば特許第２５９５４２９号公報に記載の、フック格納確認スイッチ１７）を使用しても良い。
また、この第二の例では、ブーム格納安全装置としての作用効果だけでなく、通常のクレーン操作中における誤作動の防止効果もある。具体的には、クレーンで吊荷を吊った状態での、クレーンの操作作業時に誤ってアウトリガの格納操作をも作動させてしまった場合の、誤作動による転倒防止装置としても機能する。

この場合、クレーン作業終了後のアウトリガの格納操作なのか否かを区別させるために、アウトリガ操作レバー、又は遠隔操作器５０のアウトリガ操作スイッチを格納側に操作時に、必ずフック部２０が格納位置にあるか否かをコントローラ１０で判断させるようにすればよい。つまり、巻過検出スイッチ４８の作動を感知しているときにアウトリガ格納操作を作動させることで、ブーム格納安全処理を開始させると一層安全である。

１ 車両搭載型クレーン（クレーン）
２ アウトリガ
３ シャシフレーム
４ ベース
５ 操作部
６ コラムポスト
６ｐ ブーム起伏回動ピン
７ ブーム
８ ウインチ用油圧モータ
９ ウインチ
１０ コントローラ
１２ ワイヤロープ
２０ フック部
２２ フック
２４ 巻過ウエイト
４０ 巻過警報装置
４５ ブーム長検出器
４６ ブーム角検出器
４７ 旋回角度検出器
４８ 巻過検出スイッチ
５０ 遠隔操作器
１００ 車両
１０１ 運転室
１０２ 荷台
１０３ 鳥居

Claims (8)

1. ブームの長さを検出するブーム長検出器と、ブームの角度を検出するブーム角検出器と、ブームの旋回角度を検出する旋回角度検出器と、フック部が巻上げられて所定位置に達したときに警報を発する巻過警報装置とを有する車両搭載型クレーンに用いられ、前記各検出器からの信号、および巻過警報装置の作動信号を取得するコントローラを有するブーム格納安全装置であって、
   前記コントローラは、
   前記ブーム長検出器、ブーム角検出器、および旋回角度検出器の信号に基づいてブーム先端位置を算出するブーム先端位置算出手段と、
   予め記憶された車両基本情報に基づいて、車両の走行に支障がない前記ブーム先端位置の車両の幅方向、長さ方向及び高さ方向の範囲である仮想空間範囲を車両上に設定する仮想空間範囲設定手段と、
   前記仮想空間範囲設定手段で設定された仮想空間範囲内に前記ブーム先端位置算出手段で算出したブーム先端位置が在るか否かを判断するブーム格納姿勢判断手段と、を備えることを特徴とする車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置。
2. 前記ブーム先端位置が前記仮想空間範囲内か否かの判断を、ブームの先端高さ、ブームの先端が車両後端側に向いているときのブームの起伏回転軸からブームの先端までの距離である車両後端距離、および車両幅からなる３つの次元のステップに区分し、ステップ毎に各演算値が前記仮想空間範囲内であることをオペレータに通知する通知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置。
3. 前記コントローラは、フック格納操作の作動信号を取得するようになっており、前記フック格納操作と前記巻過警報装置の両方の作動を感知したときに、前記仮想空間範囲内に前記算出されたブーム先端位置が在るか否かを判断することを特徴とする請求項１または２に記載の車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置。
4. 前記コントローラは、ブーム先端位置が前記仮想空間範囲内にあっては、前記フック格納操作時により、フック格納を許可するものとしてフック格納作動規制を解除することを特徴とする請求項３に記載の車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置。
5. 前記コントローラは、アウトリガ操作レバーで縮小作動の信号を取得するようになっており、
   前記アウトリガ操作レバーでの縮小作動と前記巻過警報装置の両方の作動を感知したときに、前記仮想空間範囲内に前記算出されたブーム先端位置が在るか否かを判断することを特徴とする請求項１または２に記載の車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置。
6. 前記コントローラは、ブームの先端の位置が前記仮想空間範囲内にあっては、アウトリガ格納操作時にアウトリガ作動規制を解除することを特徴とする請求項５に記載の車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置。
7. 前記車両基本情報は、車両の幅データと、クレーンブームの起伏回転軸から車両後端までの水平距離データと、地上からクレーンブームの起伏回転軸との距離データとからなり、
   前記コントローラは、当該車両基本情報に、前記ブーム長検出器、ブーム角検出器、および旋回角度検出器からのデータを加算して前記仮想空間範囲を設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置。
8. 前記車両基本情報は、設定すべき仮想空間範囲の８つの隅角において、いずれか一つの隅までブーム先端をオペレータが作動させ、ブームを停止後、コントローラにその隅角の座標を記憶させ、同様に他の隅も順にブームを作動させてその先端位置を記憶させることにより前記仮想空間範囲として設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両搭載型クレーン用ブーム格納安全装置。

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