JP6897280B2 - バックストップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、クレーンに設けられ、一端が起伏部材に連結されて、起伏部材の仰動を制限するバックストップ装置に関する。

例えば、特許文献１，２には、クレーンにおいてブームやジブの仰動を制限するバックストップ装置が開示されている。特許文献１は、外筒の上端部がブームに連結され、外筒内を摺動する内筒の下端部が上部旋回体に連結された構成であって、ブームの角度が所定値に達すると、外筒に設けたストライカがロッドを所定量押し下げることで、内筒に設けたリミットスイッチがオンになり、ブームの仰動が自動停止される。

また、特許文献２は、内筒の上端部がブームに連結され、ブームを起立させると、外筒の自由端である下端部が上部旋回体に設けたブラケットに当接していない状態から当接した状態に変わる構成であって、ブームを最大起伏角度まで回動させると、外筒に設けたロッドが、内筒に設けたリミットスイッチに接触することで、リミットスイッチがオンになり、ブームの回動が停止される。

特開２００５−２９８０８８号公報 特開２０１２−１０１９２４号公報

しかしながら、特許文献１，２のものは、内筒と外筒との間に配置されたばねを跨いで、外筒および内筒の一方にロッド、他方にリミットスイッチがそれぞれ設けられた構成であるため、構成が複雑であり、組立に時間を要し、質量面やコスト面でも不利である。

また、特許文献２のものは、内筒と外筒との間に配置されるばねが長いために、ロッドも長くなっており、ロッドが撓ることでリミットスイッチに正確に接触しない恐れがある。そこで、ロッドを収容する筒を設けてロッドが撓まないようにしているが、ロッドのストロークが長いことや、ロッドが筒の中でがたつくことで、リミットスイッチがオンになる値（検出値）がばらつく。

そこで、本発明は、構成を簡素化するとともに、検出精度を向上させることが可能なバックストップ装置を提供することを目的とする。

本発明は、クレーンに設けられ、一端が起伏部材に連結されて、前記起伏部材の仰動を制限するバックストップ装置であって、一端が開口した外筒と、前記外筒の一端に摺動自在に挿入された内筒と、前記軸方向に沿って前記外筒と前記内筒との間に配置されたばねと、を有し、前記外筒および前記内筒の一方には、その軸方向に沿って長穴が形成されており、前記外筒および前記内筒の他方からは、その径方向に突出部材が突出して前記長穴内に位置しており、前記外筒および前記内筒の一方には、前記突出部材の位置を検出することで、前記起伏部材の角度を検出する検出器が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、起伏部材を仰動させていくと、ばねが縮んでいく。これに伴い、内筒が外筒内を摺動し、突出部材が長穴内を移動する。この突出部材の位置を検出器で検出することで、起伏部材の角度を検出する。このような構成であれば、外筒と内筒との間に配置されたばねを跨いで、外筒および内筒の一方にロッド、他方にリミットスイッチをそれぞれ設ける従来の構成に比べて、構成を簡素化することができる。よって、組立時間を短縮し、質量やコストを削減することができる。また、このような構成であれば、ロッドを用いる従来の構成に比べて、撓みやがたつきによる影響が小さくなるので、検出精度を向上させることができる。

タワークレーンの側面図である。 図１の要部Ａの拡大図である。 図２の要部Ｂの拡大図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。 図２の要部Ｂの拡大図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

［第１実施形態］
（タワークレーンの構成）
第１実施形態のバックストップ装置１は、タワークレーン１０の側面図である図１に示すように、タワークレーン１０に設けられている。タワークレーン１０は、クローラ式の下部走行体１１に上部旋回体１２が旋回可能に搭載された構成となっている。なお、タワークレーン１０は、クローラ以外の移動手段（例えばホイール）を用いた移動式クレーンであってもよいし、移動手段を持たない固定式クレーンであってもよい。また、本発明の適用対象はタワークレーンに限定されず、例えば、ラッフィングクレーンに本発明を適用することも可能である。

上部旋回体１２の前部には、運転室１３が設けられるとともに、起伏部材であるタワー（ブーム）１４が上部旋回体１２に対して起伏可能に連結されている。タワー１４の先端部には、起伏部材であるジブ１５がタワー１４に対して起伏可能に連結されている。

（バックストップ装置の構成）
タワー１４の仰動を制限するバックストップ装置１は、図１の要部Ａの拡大図である図２に示すように、上部旋回体１２（クレーン本体）とタワー１４との間に配置されている。バックストップ装置１は、外筒２と、内筒３と、ばね４と、を有している。なお、バックストップ装置１は、タワー１４とジブ１５との間に配置されて、起伏部材であるジブ１５の仰動を制限するものであってもよいし、上部旋回体１２とマストとの間に配置されて、起伏部材であるマストの仰動を制限するものであってもよい。なお、マストは、起伏ロープで起伏されることで、タワー１４を起伏させるものであるが、本実施形態のタワークレーン１０には設けられていない。

外筒２は、上端（一端）が開口している。タワー１４を構成する下部ブーム１４ａには、支持部材１６の一端が回動自在に連結されており、外筒２には、支持部材１６の他端が回動自在に連結されている。支持部材１６の他端は、外筒２に対して着脱可能である。

内筒３は、その下部が外筒の上端に摺動自在に挿入されている。バックストップ装置１の上端（一端）である内筒３の上端は、下部ブーム１４ａの上端部に設けられたブラケット１７に回動自在に連結されている。

タワー１４を起立させた際に、バックストップ装置１の下端（他端）である外筒２の下端は、上部旋回体１２に設けられたブラケット（所定の部位）１８に当接していない状態からブラケット１８に当接した状態に変わる。これにより、タワー１４がブラケット１８に支持される。一方、タワー１４を倒伏させた際に、外筒２の下端はブラケット１８から離隔した状態になる。なお、マストの仰動を制限するバックストップ装置の場合、これと同様であるが、ジブ１５の仰動を制限するバックストップ装置の場合、外筒２の下端はタワー１４の上端（タワーキャップ）に当接してこれに支持される。

ばね４は、外筒２の軸方向に沿って外筒２と内筒３との間に配置されている。ばね４は、タワー１４が仰動された際に、付勢力を生じさせることで、タワー１４の仰動を制限する。ばね４は、主に外筒２の外周面に配置された大ばね４ａと、内筒３の外周面に配置された小ばね４ｂとを有している。小ばね４ｂは、大ばね４ａよりも線径が小さく、大ばね４ａよりも先に縮み始めることで、タワー１４を緩やかに受け止める役目を果たしている。

図２の要部Ｂの拡大図である図３に示すように、外筒２には、その軸方向に沿って長穴２ａが形成されている。長穴２ａは、外筒２の周方向に１８０度を隔てて２つ設けられている。外筒２の軸方向に沿った長穴２ａの長さは、内筒３が外筒２内を摺動するストロークの長さと同じか、それよりも長くされている。

また、バックストップ装置１は、図３のＣ−Ｃ断面図である図４に示すように、突出部材５を有している。突出部材５は、内筒３をその径方向に貫通しており、その両端部は、内筒３からその径方向に突出している。そして、突出部材５の両端部は、外筒２の長穴２ａ内にそれぞれ位置している。突出部材５は、外筒２の外面に配置されたワッシャ６と、突出部材５の端部に径方向に挿通された抜け止めピン７と、によって、内筒３から抜け落ちないようにされている。

このような構成において、タワー１４を仰動させていくと、ばね４が縮んでいく。これに伴い、内筒３が外筒２内を摺動し、長穴２ａの長手方向に沿って突出部材５が長穴２ａ内を移動する。

また、バックストップ装置１は、図３に示すように、リミットスイッチ（検出器）８を有している。リミットスイッチ８は、外筒２の外周面に設けられ、長穴２ａのばね４とは反対側の端の近傍において、長穴２ａの側方に配置されている。

リミットスイッチ８は、突出部材５がその検出部８ａに当接することでオンになる。そして、リミットスイッチ８は、タワー１４の起立角度が所定角度、例えば規制上限角度や後方転倒極限角度になった際に、その検出部８ａが突出部材５によって押圧される位置に配置されている。即ち、リミットスイッチ８は、突出部材５の位置を検出することで、タワー１４の角度を検出する。ここで、規制上限角度とは、タワー１４の起伏角度の規制値の上限値である。また、後方転倒極限角度とは、規制上限角度よりも大きな起伏角度であり、タワー１４が後方に転倒しない極限の角度である。

このように、突出部材５の位置をリミットスイッチ８で検出することで、タワー１４の角度を検出する。このような構成であれば、外筒と内筒との間に配置されたばねを跨いで、外筒および内筒の一方にロッド、他方にリミットスイッチをそれぞれ設ける従来の構成に比べて、構成を簡素化することができる。よって、組立時間を短縮し、質量やコストを削減することができる。また、このような構成であれば、ロッドを用いる従来の構成に比べて、撓みやがたつきによる影響が小さくなるので、検出精度を向上させることができる。

また、リミットスイッチ８であれば、突出部材５の当接によりタワー１４の角度を容易に検出することができる。

なお、本実施形態では、長穴２ａを外筒２に形成し、内筒３から突出部材５を外側に突出させて、外筒２に設けたリミットスイッチ８で突出部材５の位置を検出しているが、長穴を内筒３に形成し、外筒２から突出部材５を内側に突出させて、内筒３に設けたリミットスイッチ８で突出部材５の位置を検出する構成であってもよい。しかしながら、長穴２ａを外筒２に形成してリミットスイッチ８を外筒２に設けることで、長穴を内筒３に形成してリミットスイッチ８を内筒３に設けるのに比べて、組立性を向上させることができる。

ここで、図２に示すように、バックストップ装置１を下部ブーム１４ａに対して着脱する際には、支持部材１６の他端が外筒２から外される。タワー１４を起立させた際に、下端が上部旋回体１２（ブラケット１８）に当接していない状態から当接した状態に変わる構成のバックストップ装置１においては、支持部材１６の他端が外筒２から外されたときに、外筒２の下端が上部旋回体１２に当接していないと、外筒２が内筒３から抜け落ちる。これを防止するために、外筒２と内筒３とを連結する必要がある。

そこで、従来、外筒および内筒の一方に長穴を設け、他方に長穴内を移動する突出部材を取り付けることで、外筒と内筒とを連結している。本実施形態では、外筒２に長穴２ａが形成され、内筒３から突出した突出部材５が長穴２ａ内に位置しているので、外筒２が内筒３から抜け落ちるのを防止することができる。

なお、上記の構成では、内筒３の上端がブラケット１７を介してタワー１４に連結され、外筒２の下端がブラケット１８に当接する構成であるが、外筒２と内筒３の上下が逆であってもよい。即ち、外筒２の上端がブラケット１７を介してタワー１４に連結され、内筒３の下端がブラケット１８に当接する構成であってもよい。また、外筒２の下端が常に上部旋回体１２に連結された構成であってもよい。

（バックストップ装置の動作）
次に、バックストップ装置１の動作について、図面を参照しつつ説明する。図２に示すように、タワー１４を起立させると、外筒２の下端がブラケット１８に当接していない状態からブラケット１８に当接した状態に変わる。その後、タワー１４の起伏角度を大きくしていくと、小ばね４ｂ、大ばね４ａの順番に縮み、付勢力がタワー１４に作用する。ばね４が縮むのに伴い、内筒３が外筒２内を摺動する。これに伴い、図３に示すように、長穴２ａの長手方向に沿って突出部材５が長穴２ａ内を移動する。

そして、タワー１４の起伏角度が所定角度になると、リミットスイッチ８の検出部８ａが突出部材５によって押圧される。検出部８ａが押圧されると、リミットスイッチ８から信号が出力され、図示しないコントローラに入力される。コントローラは、運転室１３内に配置されたブザーやランプを作動させることで、タワー１４の起伏角度が所定角度になったことを作業員に知らせる。また、コントローラは、タワー１４の迎動を停止させてもよい。

このように、タワー１４を仰動させていくと、ばね４が縮んでいく。これに伴い、内筒３が外筒２内を摺動し、突出部材５が長穴２ａ内を移動する。この突出部材５の位置をリミットスイッチ８で検出することで、タワー１４の角度を検出する。このような構成であれば、外筒と内筒との間に配置されたばねを跨いで、外筒および内筒の一方にロッド、他方にリミットスイッチをそれぞれ設ける従来の構成に比べて、構成を簡素化することができる。よって、組立時間を短縮し、質量やコストを削減することができる。また、このような構成であれば、ロッドを用いる従来の構成に比べて、撓みやがたつきによる影響が小さくなるので、検出精度を向上させることができる。

なお、リミットスイッチ８を２つ以上設けて、別々の角度をそれぞれ検出してもよい。例えば、規制上限角度を検出するリミットスイッチ８と、後方転倒極限角度を検出するリミットスイッチ８とをそれぞれ設けて、それぞれの角度を検出してもよい。複数のリミットスイッチ８は、同じ長穴２ａを挟んでそれぞれ配置されてもよいし、別々の長穴２ａの側方にそれぞれ配置されてもよい。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るバックストップ装置１によれば、タワー１４を仰動させていくと、ばね４が縮んでいく。これに伴い、内筒３が外筒２内を摺動し、突出部材５が長穴２ａ内を移動する。この突出部材５の位置をリミットスイッチ８で検出することで、タワー１４の角度を検出する。このような構成であれば、外筒と内筒との間に配置されたばねを跨いで、外筒および内筒の一方にロッド、他方にリミットスイッチをそれぞれ設ける従来の構成に比べて、構成を簡素化することができる。よって、組立時間を短縮し、質量やコストを削減することができる。また、このような構成であれば、ロッドを用いる従来の構成に比べて、撓みやがたつきによる影響が小さくなるので、検出精度を向上させることができる。

また、長穴２ａを外筒２に形成してリミットスイッチ８を外筒２に設けることで、長穴を内筒３に形成してリミットスイッチ８を内筒３に設けるのに比べて、組立性を向上させることができる。

また、リミットスイッチ８であれば、突出部材５の当接によりタワー１４の角度を容易に検出することができる。

また、従来、外筒および内筒の一方が他方から抜けるのを防止するために、外筒および内筒の一方に長穴を設け、他方に長穴内を移動する突出部材を取り付けることで、外筒と内筒とを連結している。本実施形態では、外筒２に長穴２ａが形成され、内筒３から突出した突出部材５が長穴２ａ内に位置しているので、外筒２が内筒３から抜け落ちるのを防止することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態のバックストップ装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。

（バックストップ装置の構成）
本実施形態のバックストップ装置１０１は、図２の要部Ｂの拡大図である図５、および、図３のＣ−Ｃ断面図である図６に示すように、リミットスイッチ８の代わりに、ストローク検出装置（検出器）１０８を有している。ストローク検出装置１０８は、外筒２の外面に設けられ、長穴２ａよりもばね４側に配置されている。ストローク検出装置１０８は、ストローク検出器１０９と、ワイヤ１１０と、巻き取り装置１１１と、を有している。

ワイヤ１１０は外筒２の軸方向に沿って延びており、ワイヤ１１０の先端は、突出部材５に固定されている。巻き取り装置１１１は、ワイヤ１１０を巻き取るものであり、巻き取り装置１１１からは、突出部材５の位置に応じた長さのワイヤ１１０が引き出される。ストローク検出器１０９は、巻き取り装置１１１から引き出されたワイヤ１１０の長さを検出する。ストローク検出装置１０８は、ワイヤ１１０の長さから、長穴２ａ内を移動する突出部材５の位置を検出することで、タワー１４の角度を検出する。

巻き取り装置１１１からは、ワイヤ１１０が連続的に引き出される。そして、ストローク検出器１０９は、ワイヤ１１０の長さを連続的に検出する。即ち、ストローク検出装置１０８は、突出部材５の位置を連続的に検出する。

（バックストップ装置の動作）
次に、バックストップ装置１０１の動作について、図面を参照しつつ説明する。図２に示すように、タワー１４を起立させた後に、タワー１４の起伏角度を大きくしていくと、内筒３が外筒２内を摺動する。これに伴い、図５に示すように、長穴２ａの長手方向に沿って突出部材５が長穴２ａ内を移動する。ストローク検出装置１０８は、ワイヤ１１０に長さから、突出部材５の位置を連続的に検出する。

そして、タワー１４の起伏角度が第１の所定角度（例えば、規制上限角度）になると、巻き取り装置１１１から引き出されたワイヤ１１０の長さが第１の所定の長さになり、ストローク検出器１０９により検出される。ワイヤ１１０の長さが第１の所定の長さになったことをストローク検出器１０９が検出すると、ストローク検出装置１０８から信号が出力され、図示しないコントローラに入力される。コントローラは、運転室１３内に配置されたブザーやランプを作動させることで、タワー１４の起伏角度が第１の所定角度になったことを作業員に知らせる。

その後、さらにタワー１４の起伏角度を大きくして、タワー１４の起伏角度が第２の所定角度（例えば、後方転倒極限角度）になると、巻き取り装置１１１から引き出されたワイヤ１１０の長さが第２の所定の長さになり、ストローク検出器１０９により検出される。ワイヤ１１０の長さが第２の所定の長さになったことをストローク検出器１０９が検出すると、ストローク検出装置１０８から信号が出力され、図示しないコントローラに入力される。コントローラは、運転室１３内に配置されたブザーやランプを作動させることで、タワー１４の起伏角度が第２の所定角度になったことを作業員に知らせる。また、コントローラは、タワー１４の迎動を停止させてもよい。

このように、ストローク検出装置１０８で、突出部材５の位置を連続的に検出することで、複数のブーム角度をそれぞれ検出することができる。

なお、ストローク検出装置１０８は、レーザ光等により突出部材５の位置を非接触で検出するものであってもよい。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るバックストップ装置１０１によると、ストローク検出装置１０８で、突出部材５の位置を連続的に検出することで、複数のブーム角度をそれぞれ検出することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１，１０１ バックストップ装置
２ 外筒
２ａ 長穴
３ 内筒
４ ばね
５ 突出部材
６ ワッシャ
７ 抜け止めピン
８ リミットスイッチ（検出器）
８ａ 検出部
１０ タワークレーン
１１ 下部走行体
１２ 上部旋回体（クレーン本体）
１３ 運転室
１４ タワー（ブーム）（起伏部材）
１５ ジブ（起伏部材）
１６ 支持部材
１７ ブラケット
１８ ブラケット（所定の部位）
１０８ ストローク検出装置（検出器）
１０９ ストローク検出器
１１０ ワイヤ
１１１ 巻き取り装置

Claims (4)

1. クレーンに設けられ、一端が起伏部材に連結されて、前記起伏部材の仰動を制限するバックストップ装置であって、
   一端が開口した外筒と、
   前記外筒の一端に摺動自在に挿入された内筒と、
   前記軸方向に沿って前記外筒と前記内筒との間に配置されたばねと、
   を有し、
   前記外筒および前記内筒の一方には、その軸方向に沿って長穴が形成されており、
   前記外筒および前記内筒の他方からは、その径方向に突出部材が突出して前記長穴内に位置しており、
   前記外筒および前記内筒の一方には、前記突出部材の位置を検出することで、前記起伏部材の角度を検出する検出器が設けられていることを特徴とするバックストップ装置。
2. 前記長穴は、前記外筒に形成されており、
   前記検出器は、前記外筒に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバックストップ装置。
3. 前記検出器は、前記突出部材の位置を連続的に検出することを特徴とする請求項１又は２に記載のバックストップ装置。
4. 前記起伏部材を起立させた際に、他端が前記クレーンの所定の部位に当接していない状態から前記他端が当接した状態に変わることで、前記起伏部材が前記所定の部位に支持されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバックストップ装置。

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