JP6231529B2 - 作業機 - Google Patents

Description

本発明は、遠隔操作装置を備える移動式クレーンの安全装置に関するものである。

従来、移動式クレーンにおいて、運転室の外部からアクチュエータを操作する遠隔操作装置が提案されている。他にも、運転室内に配置された主操作装置とは別に、制御部と有線で接続された補助操作盤を設けて、運転室から視認しにくい作業の際に、補助操作盤に切り替えてアクチュエータを操作する技術などが開発されている。

例えば、特許文献１には、過負荷防止装置がジブ張出し・格納モードにセットされたときにのみ補助操作盤による制御が可能で、かつ、制御可能範囲がジブ張出し・格納に必要なクレーン動作が行われる範囲に制限されるように構成された操作装置が開示されている。

特許第２７４００３５号公報

しかしながら、上述した特許文献１の操作装置では、運転室の外部からアクチュエータを操作するために何らの条件も考慮・設定されていない。そのため、補助操作盤によってアクチュエータを操作することで安全性を損なう可能性がある。

そこで、本発明は、作業準備の前提条件を課すことで作業準備の安全性を高めた移動式クレーンの安全装置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、本発明の移動式クレーンの安全装置は、運転室内に配置される主操作装置とは別に設けられてアクチュエータを遠隔操作する遠隔操作装置であって、前記移動式クレーンの作業準備に使用される、遠隔操作装置と、前記遠隔操作装置による指示を受けて前記アクチュエータを動作させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記移動式クレーンの作業準備の前提条件が満たされたときにのみ、前記遠隔操作装置による前記アクチュエータの遠隔操作を可能とするように構成される。

このように、本発明の移動式クレーンの安全装置は、アクチュエータを遠隔操作する遠隔操作装置であって、移動式クレーンの作業準備に使用される、遠隔操作装置と、遠隔操作装置による指示を受けてアクチュエータを動作させる制御部と、を備え、制御部は、移動式クレーンの作業準備の前提条件が満たされたときにのみ、遠隔操作装置によるアクチュエータの遠隔操作を可能とするように構成される。このように、作業準備の前提条件を課すことで作業準備の安全性を高めた移動式クレーンの安全装置となる。

移動式クレーンの側面図である。 実施例の制御系のブロック図である。 遠隔操作装置の正面図である。 遠隔操作装置の側面図である。 実施例の前提条件のフローチャートである。

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。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素は例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（構成）
まず、図１を用いて本実施例のアクチュエータの遠隔操作装置４０を備える移動式クレーンとしてのラフテレーンクレーン１の全体構成について説明する。以下の実施例では、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の移動式クレーンに広く本発明を適用できる。

（クレーンの全体構成）
本実施例のラフテレーンクレーン１は、図１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。

アウトリガ１１は、スライドシリンダ５２を伸縮することで車体１０から幅方向外側にスライド張出／スライド格納可能であるとともに、ジャッキシリンダ５１を伸縮することで車体１０から上下方向にジャッキ張出／ジャッキ格納可能である。

旋回台１２は、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旋回軸を中心に回動する。旋回台１２は、前方右側に配置された運転室１８と、後方中央に配置されたブラケット１３と、後方下部に配置されたカウンタウェイト１９と、を有している。運転室１８内には、遠隔操作機能をＯＮにするためのスイッチ７５やパーキングブレーキスイッチ７６などが配置されている（図２参照）。

ブーム１４は、基端ブーム１４１と中間ブーム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、内部に配置された伸縮シリンダによって伸縮できるようになっている。先端ブーム１４３の最先端のブームヘッドにはシーブが配置され、シーブにワイヤロープ１６が掛け回されてフックブロック１７が吊下げられている。

最も外側の基端ブーム１４１は、付け根部がブラケット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、支持軸を回転中心として上下に起伏できるようになっている。さらに、ブラケット１３と基端ブーム１４１の下面との間には、起伏シリンダ１５が架け渡されており、起伏シリンダ１５を伸縮することでブーム１４全体を起伏することができる。

さらに、本実施例のラフテレーンクレーン１では、基端ブーム１４１の側面に、ジブ３０及びテンションロッド２０、２０が横抱姿勢にて格納されている。ジブ３０及びテンションロッド２０、２０は、複数のピン（不図示）とサイドアップシリンダ３１とを用いて、装着／格納される。

（制御系の構成）
次に、図２を用いて本実施例の遠隔操作装置４０を含む制御系の構成について説明する。本実施例の制御系は、アクチュエータとして、４つのジャッキシリンダ５１、・・・と、４つのスライドシリンダ５２、・・・と、旋回モータ５３と、起伏シリンダ５４と、伸縮シリンダ５５と、メインウインチモータ５６と、サブウインチモータ５７と、を備えている。さらに、本実施例では、アクチュエータとして、各タイヤのディスクブレーキを作動させる作業用補助ブレーキ５８と、ジブ３０を伸縮させるためのジブ伸縮シリンダ５９と、を備えている。これらのアクチュエータは、後述するコントロールバルブ６４によって制御される。

そして、本実施例の制御系は、油圧回路として、エンジン６０のトランスミッション６１から動力を取り出すＰＴＯ６２と、ＰＴＯ６２によって回転駆動され油タンク６５からの作動油を加圧する油圧ポンプ６３と、油圧ポンプ６３から吐出される作動油の流れを制御するコントロールバルブ６４と、を備えている。コントロールバルブ６４は、各アクチュエータに対応するバルブ群から構成される。各バルブはコントローラ７０によって制御される。

コントローラ７０は、バス、演算装置、記憶装置などを有するコンピュータである。コントローラ７０は、旋回レバー７１、起伏レバー７２、伸縮レバー７３、メインウインチレバー７４、などからの操作信号を受信して、又は、通信部７０ａを介して遠隔操作装置４０からの操作信号を受信して、各バルブの移動方向及び移動量を演算し、コントロールバルブ６４に信号を送信することによってアクチュエータを制御する。さらに、コントローラ７０は、遠隔操作機能をＯＮにするスイッチ７５、パーキングブレーキスイッチ７６、ジブ長さ検出器８１、ブーム長さ検出器８２などのスイッチや検出器からの信号を受信するように構成されている。

そして、本実施例のコントローラ７０は、以下に説明する各前提条件が満たされたときにのみ、遠隔装置４０によるアクチュエータの遠隔操作を可能とする。具体的には、前提条件が満たされた場合にのみ、運転室１８内で遠隔操作機能をＯＮにすることができるようになる。そして、遠隔操作機能がＯＮになってはじめて遠隔操作装置４０の電源がＯＮになる。なお、いったん前提条件が満たされた後は、原則として継続的に条件を満たす必要はなく、条件設定は解除される。以下、前提条件として、「作業用補助ブレーキＯＮ」、「ジブ全縮」、「ブーム長さ１ｍ以内」の各条件について説明する。

（前提条件１：作業用補助ブレーキＯＮ）
アウトリガ１１を張り出していない状況下で、タイヤを接地して敷板を吊る際（傾斜地でアウトリガ１１を張り出す際）には、移動式クレーンが逸走する可能性がある。このような逸走を防止するために、各タイヤに装備されているディスクブレーキを油圧によって作動させて制動する「作業用補助ブレーキ（第３ブレーキ、ＡＵＸとも称する）」をＯＮにすることを前提条件とするものである。具体的には、運転室１８内のパーキングブレーキスイッチ７６を「ＡＵＸ」にすることで、作業用補助ブレーキがＯＮになる。

（前提条件２：ジブ全縮）
ジブ角度検出用コネクタ接続時に、ジブ全縮が検出されることを前提条件とするものである。これは、作業中はジブ３０を伸ばした状態で作業しているところ、この状態では遠隔操作機能をＯＮにできないようにする。その理由は、遠隔操作装置４０にはジブ伸縮機能を設けないため、運転室１８から降りる前に周知して、運転室１８内でジブ３０を全縮にさせるためである。具体的には、ジブ伸縮シリンダ５９を縮めることでジブ３０が全縮状態になり、これをジブ長さ検出器８１によって検出する。さらに、別の理由として、作業準備に使用する遠隔操作機能であるのに、ジブ３０が伸ばされた状態で使用できるようにすると、作業範囲が広くなり通常の作業ができてしまうことになるところ、これを抑止するためである。したがって、遠隔操作装置４０には、ジブ３０の伸縮機能（伸縮操作）が設けられていない。そして、遠隔操作装置４０にジブ３０の伸縮機能（伸縮操作）が設けられていないため、いったん前提条件２が満たされた後には、継続的に前提条件２を満たす必要がないようにされている。前提条件２は、ジブ作業時においてのみ、すなわちジブ角度検出用コネクタが接続されている状態においてのみ、前提条件とすることが好ましい。

（前提条件３：ブーム伸び量１ｍ以内）
ブーム１４の伸び量が１ｍ以内になっていることを前提条件とするものである。これは、遠隔操作では、通常の吊り荷作業を許容しないところ、作業範囲を制限することによって敷板吊やジブ着脱などの作業準備に限定することを目的としている。さらに、この条件のみは、遠隔操作機能がＯＮになった後にも、条件設定を解除されることなく、継続的に条件として設定される。具体的には、伸縮シリンダ５５を縮めることでブーム１４が縮められ、これをブーム長さ検出器８２によって検出する。

（他の前提条件）
なお、上述した３つの前提条件以外にも以下のような前提条件を課すことが考えられる。例えば、ＰＴＯがＯＮであることを前提条件とすれば、遠隔操作を作業時に限定できる。例えば、シフトレバーがＮ（ニュートラル）であることを前提条件とすれば、走行状態での遠隔操作を防止できる。例えば、旋回フリーがＯＦＦであることを前提条件とすれば、傾斜や風による旋回を防止することができる。なお、自動で旋回フリーをＯＦＦにすると、遠隔操作装置をＯＦＦにしたときに、急に旋回フリーがＯＮになって危険となるおそれがある。例えば、ＡＭＬベントを伴うエラーがないことを前提条件とすれば、重要なエラーが出た状態での遠隔操作を防止できる。例えば、荷重を検出していないことを前提条件とすれば、荷重を吊った状態での誤操作を防止できる。例えば、操作レバー７１〜７４による操作がないことを前提条件とすれば、操作中に誤って遠隔操作機能をＯＮにしてしまい、アクチュエータが急停止することを防止できる。

遠隔操作装置４０は、図３、４に示すように、アクチュエータを操作するための操作面４２と、操作面４２の下方に延びて手で把持される把持部４１と、を有する。また、遠隔操作装置４０は通信部４０ａを有しており、以下に説明するレバースイッチＳ１〜Ｓ４や設定ボタンＦ１〜Ｆ３等を操作することでコントローラ７０の通信部７０ａを介してコントローラ７０に指示を出したり、コントローラ７０から情報を取得したりする。把持部４１の背面側には把持部４１を握った状態で人差し指で操作されるトリガ４５が配置されている。ただし、上述した各前提条件のいずれかが満たされていないときには、コントローラ７０側で遠隔操作機能がＯＮにならないため、遠隔操作装置４０の電源がＯＮにならず、コントローラ７０を介してアクチュエータを操作することはできない。

操作面４２は、上部に配置される表示部４３と；表示部４３の右に配置される電源スイチ４４と；表示部の下左に配置されるモードボタン４６と；モードボタン４６の右に並んで配置される３つの設定ボタンＦ１、Ｆ２、Ｆ３と；モードボタン４６及び設定ボタンＦ１、Ｆ２、Ｆ３に対応して下方に配置される４つの選択手段としての旋回レバースイッチＳ１、起伏レバースイッチＳ２、サブウインチレバースイッチＳ３、及びメインウインチレバースイッチＳ４と；を備えている。

このように、主操作装置とは別に設けられてアクチュエータを操作する遠隔操作装置４０と、アクチュエータを動作させる制御部としてのコントローラ７０と、によって本発明の移動式クレーンの安全装置Ｓが構成される。

（作用）
次に、図５のフローチャートを用いて、本実施例の移動式クレーンの安全装置Ｓの作用について説明する。

はじめに、運転室１８内のスイッチ７５をＯＮにすることによって、遠隔操作機能をＯＮ操作する（ステップＳ１）。実際には、この時点では遠隔操作機能はＯＮにならず、遠隔操作装置４０の電源もＯＮにならない。

遠隔操作機能をＯＮ操作されると、作業用補助ブレーキ５８がＯＮになっているか否かが判定される（ステップＳ２）。具体的には、コントローラ７０によって運転室１８内のパーキングブレーキスイッチ７６がＡＵＸ位置になっているか否かを判定される。ＯＮになっていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。ＯＮになっていなければ（ＮＯ）、作業用補助ブレーキ５８をＯＮにするように周知する（ステップＳ２１）。

作業用補助ブレーキ５８がＯＮになっていれば、ジブ３０が全縮状態か否かが判定される（ステップＳ３）。具体的には、コントローラ７０によって、ジブ長さ検出器８１が検出した長さに基づいてジブ３０が全縮状態か否かが判定される。全縮になっていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。全縮になっていなければ（ＮＯ）、ジブ３０を全縮にするように周知する（ステップＳ３１）。

ジブ３０が全縮になっていれば、ブーム伸び量が１ｍ以下か否かが判定される（ステップＳ４）。具体的には、コントローラ７０によって、ブーム長さ検出器８２が検出した長さに基づいてブーム伸び量が１ｍ以下か否かが判定される。１ｍ以下になっていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ５に進む。１ｍ以下になっていなければ（ＮＯ）、ブーム１４を縮めるように周知する（ステップＳ４１）。

ブーム伸び量が１ｍ以下になっていれば、その他の条件が判定される（ステップＳ５）。具体的には、コントローラ７０によって、その他の条件が判定される。その他の条件を満たしていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。その他の条件を満たしていなければ（ＮＯ）、その他の条件を満たすように周知する（ステップＳ５１）。

その他の条件が満たされていれば、コントローラ７０によって、実際に遠隔操作機能がＯＮにされる（ステップＳ６）。さらに、遠隔操作機能がＯＮになれば、遠隔操作機能４０の電源もＯＮにすることができる。

（効果）
次に、本実施例の移動式クレーンの安全装置Ｓの奏する効果を列挙して説明する。

（１）上述してきたように、本実施例の移動式クレーンの安全装置Ｓは、運転室１８内に配置される主操作装置とは別に設けられてアクチュエータを遠隔操作する遠隔操作装置４０であって、移動式クレーンの作業準備に使用される、遠隔操作装置４０と、遠隔操作装置４０による指示を受けてアクチュエータを動作させる制御部としてのコントローラ７０と、を備えている。そして、コントローラ７０は、移動式クレーンの作業準備の前提条件が満たされたときにのみ、遠隔操作装置４０によるアクチュエータの遠隔操作を可能とするように構成される。このように、作業準備の前提条件を課すことで作業準備の安全性を高めた移動式クレーンの安全装置Ｓとなる。

（２）また、制御部としてのコントローラ７０は、前提条件として、作業用補助ブレーキがＯＮになっているときにのみ、遠隔操作装置４０によるアクチュエータの遠隔操作を可能とするように構成することができる。このような構成によれば、アウトリガ１１を張り出していない状況下で、タイヤを接地して敷板を吊る際（傾斜地でアウトリガ１１を張り出す際）に、移動式クレーンの逸走を防止できる。

（３）さらに、制御部としてのコントローラ７０は、前提条件として、ジブ３０が全縮になっているときにのみ、遠隔操作装置４０によるアクチュエータの遠隔操作を可能とするように構成することができる。つまり、作業中はジブ３０を伸ばした状態で作業しているところ、この状態では遠隔操作機能をＯＮにできないようにする。これによって、ジブ３０の着脱作業に際して、遠隔操作装置４０にはジブ伸縮機能を設けないため、運転室１８から降りる前に周知して、運転室１８内でジブ３０を全縮にさせることができる。逆に言うと、ジブ３０の全縮を前提条件としない場合には、運転室１８から降りた後にジブ３０が全縮でないことに気づくことになり、いったん運転室１８に昇ってジブ３０を縮めたうえで、ジブ３０の着脱作業を再開することになる。さらに、ジブ３０全縮を前提条件とすることで、作業範囲が狭い範囲に限定されるため、ジブ３０を用いて通常の作業をすることが困難になる。これにより、遠隔操作装置４０によるアクチュエータの遠隔操作を作業準備に限定することができる。

（４）また、制御部としてのコントローラ７０は、前提条件として、ブーム１４の伸び量が所定量以下となっているときにのみ、遠隔操作装置４０によるアクチュエータの遠隔操作を可能とするように構成することができる。このような構成によれば、遠隔操作では、通常の吊り荷作業を許容しないところ、作業範囲を制限することによって敷板吊やジブ着脱などの作業準備に限定することができる。

（５）なお、上述した３つの前提条件以外にも以下のような前提条件を課すことが考えられる。例えば、ＰＴＯがＯＮであることを前提条件とすれば、遠隔操作を作業時に限定できる。例えば、シフトレバーがＮ（ニュートラル）であることを前提条件とすれば、走行状態での遠隔操作を防止できる。例えば、旋回フリーがＯＦＦであることを前提条件とすれば、傾斜や風による旋回を防止することができる。例えば、ＡＭＬベントを伴うエラーがないことを前提条件とすれば、重要なエラーが出た状態での遠隔操作を防止できる。例えば、荷重を検出していないことを前提条件とすれば、荷重を吊った状態での誤操作を防止できる。例えば、操作レバー７１〜７４による操作がないことを前提条件とすれば、操作中に誤って遠隔操作機能をＯＮにしてしまい、アクチュエータが急停止することを防止できる。

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、実施例では、３つの前提条件をすべて満たさなければ、遠隔操作機能がＯＮにならないとして説明したが、これに限定されるものではない。３つのうちのいずれか１つ、又は２つのみを条件とすることもできる。

さらに、実施例では特に説明しなかったが、前提条件を満たさない場合に、遠隔操作機能をＯＮにしてアクチュエータの遠隔操作を可能とさせつつ、警告を発するように構成することもできる。

また、実施例では特に説明しなかったが、重要度の低い前提条件であれば、前提条件の採用／不採用をオペレータが選択できるように構成することもできる。

さらに、図５に示すフローチャートでは、順次、作業準備の前提条件をチェックして、各前提条件を満たしていなければ１つずつ周知するようになっているが、これに限定されるものではなく、満足していない前提条件を一時的に記憶しておき、最後にまとめて周知するように構成することもできる。

１ ラフテレーンクレーン（移動式クレーン）；
１０ 車体；１１ アウトリガ；１２ 旋回台；１４ ブーム；１８ 運転室；
３０ ジブ；２０ テンションロッド
４０ 遠隔操作装置；
４０ａ 通信部；４１ 把持部；４２ 操作面；４３ 表示部；４４ 電源スイッチ；
４５ トリガ；４６ モードボタン；
Ｆ１〜Ｆ３ 設定ボタン；Ｓ１ 旋回レバースイッチ；Ｓ２ 起伏レバースイッチ；
Ｓ３ サブウインチレバースイッチ；Ｓ４ メインウインチレバースイッチ；
５８ 作業用補助ブレーキ；５９ ジブ伸縮シリンダ
７０ コントローラ
７０ａ 通信部；７５ スイッチ；７６ パーキングブレーキスイッチ
８１ ジブ長さ検出器；８２ ブーム長さ検出器

Claims (6)

1. 遠隔操作装置と通信可能に構成された作業機であって、
   前記遠隔操作装置から操作信号を受信する通信部と、
   前記作業機の運転室内に配置される主操作装置又は前記遠隔操作装置からの操作信号に応じて、前記作業機に搭載されたアクチュエータを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記作業機の状態が所定の条件を満たさない場合、前記アクチュエータに対する前記遠隔操作装置による遠隔操作を不許可とするように構成されており、
   前記所定の条件には、前記作業機の状態が当該条件を一旦満たせば前記遠隔操作装置による遠隔操作が許可される第１の条件と、前記作業機の状態が当該条件を満たしている間に限って前記遠隔操作装置による遠隔操作が許可される第２の条件と、が含まれ、前記作業機の部位に応じて前記第１の条件と前記第２の条件とが選択的に設定される、
   作業機。
2. 移動式クレーンに適用される、
   請求項１に記載の作業機。
3. 前記第１の条件は、前記作業機の作業用補助ブレーキがＯＮになることを含む、
   請求項２に記載の作業機。
4. 前記第２の条件は、前記作業機のブームの伸び量が所定量以下となっていることを含む、
   請求項２に記載の作業機。
5. 前記制御部は、前記第１又は第２の条件のいずれかを満たさない場合、少なくとも一の前記アクチュエータに対する前記遠隔操作装置による遠隔操作を不許可とする、
   請求項１に記載の作業機。
6. 前記制御部は、前記作業機の状態が前記所定の条件を満たさない場合、当該所定の条件に対応する内容を報知する、
   請求項１に記載の作業機。