JP7102881B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、作業機械に関する。

従来、作業機械として、下部走行体と、上部旋回体と、起伏部材と、を備えたクレーンが知られている。起伏部材は、上部旋回体の前部に起伏可能に取り付けられる。起伏部材の先端部から吊り下げられたフックによって吊り荷の吊り上げ作業が実行される。また、上部旋回体の後部には、カウンタウエイトが配置される。カウンタウエイトは、クレーンのバランスを保持する機能を有する。

特許文献１には、上部旋回体に対するカウンタウエイトの装着状態を検出する検出装置が開示されている。クレーンは、上部旋回体のフレームと、当該フレームの後端部に配置されカウンタウエイトが載置されることを許容するウエイトブラケットと、カウンタウエイトの荷重を受けるロードセルと、を有する。ウエイトブラケットは、フレームの後端部に複数のピンによって連結されており、ロードセルは当該ピンに固定されている。カウンタウエイトがウエイトブラケットに載置されると、ロードセルの出力が変化することによって、カウンタウエイトが装着されたことが検出される。

特開平９－５８９７８号公報

特許文献１に記載された技術では、カウンタウエイトの装着状態を検出するロードセルや当該ロードセルに接続される電気配線が破損しやすいという問題があった。具体的に、ロードセルはウエイトブラケットとフレームとを結合するピンに固定されている。ウエイトブラケットはカウンタウエイトの荷重を直接受けるため、ロードセルが装着時に大きな衝撃を受けやすい。このため、カウンタウエイトの装着を繰り返すうちにロードセルの破損が生じやすくなる。また、ロードセルは、着脱可能なピンに固定されるため、ピンの着脱作業を繰り返すうちにロードセルに接続される電気配線が損傷しやすくなる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、カウンタウエイトの装着状態を安定して検出することが可能な作業機械を提供することを目的とする。

本発明の発明者は、作業機械の組立作業中において、上部本体の旋回ベアリングの周辺にかかる負荷は、カウンタウエイトの装着によるものが支配的であることを新たに知見した。すなわち、従来のようにウエイト装着部にロードセルのような検出装置を備えずとも、旋回ベアリングに近い位置に検出装置（変位量検出部）を配置することで、カウンタウエイトの有無を検出することが充分可能であることを知見した。当該知見は、上部本体の旋回ベアリング周辺が片持ち梁の固定端として機能し、ウエイト装着部の周辺が片持ち梁の自由端として機能することに着目したものである。このような観点に基づく本発明の一局面に係る作業機械は、上部本体であって、前記上部本体の後端部に配置されるウエイト装着部を有する、上部本体と、前記上部本体が鉛直方向に延びる旋回軸心回りに旋回可能なように前記上部本体を支持する下部本体と、前記ウエイト装着部よりも前方において前記上部本体に配置され、作業者が搭乗することを許容する運転室と、前記上部本体の前端部に起伏可能に装着される起伏部材と、前記上部本体に固定される第１リング部と前記下部本体に固定される第２リング部とを有し、前記第１リング部は前記第２リング部に対して前記旋回軸心回りに相対回転可能である、旋回ベアリングと、前記上部本体の前記ウエイト装着部に着脱可能に装着されるカウンタウエイトと、前記上部本体のうち前記ウエイト装着部よりも前記第１リング部に近い位置に装着され、前記上部本体の変形量に応じた信号を出力する変形量検出部と、前記変形量検出部から出力された前記信号を受け、前記カウンタウエイトが前記ウエイト装着部に装着されたことを前記作業者に報知する報知部と、を備える。

本構成によれば、カウンタウエイトがウエイト装着部に装着される時に、カウンタウエイトの重量に応じた直接的な衝撃が変形量検出部に付与されることがない。したがって、作業機械の組立作業が繰り返し行われた場合であっても、変形量検出部の破損が抑止される。また、ウエイト装着部の周辺に変形量検出部が配置される場合と比較して、変形量検出部から延びる電気配線がカウンタウエイトと接触することで損傷することを防止することができる。このため、カウンタウエイトの装着状態を安定して検出することが可能な作業機械を提供することができる。

上記の構成において、前記変形量検出部は、ひずみゲージからなることが望ましい。

本構成によれば、カウンタウエイトの大きな重量に対応した荷重計を備えることなく、カウンタウエイトの装着状態を簡易かつ低コストで検出することができる。

上記の構成において、前記上部本体は、当該上部本体のうち前記ウエイト装着部よりも前記第１リング部に近い位置に固定され、前記ウエイト装着部への前記カウンタウエイトの装着に伴って変形する変形部材を有し、前記変形量検出部は、前記変形部材に装着され、前記変形部材の変形量に応じた前記信号を出力することが望ましい。

本構成によれば、変形部材の配置、形状や材料を調整し変形部材の変形量を大きくすることで、カウンタウエイトが装着されたことを精度よく判定することができる。

上記の構成において、前記上部本体は、前記上部本体の前後方向に沿って延びるとともに前記上部本体の左右方向に互いに間隔をおいて配置される左右一対の側板と、前記左右一対の側板の間で鉛直方向に面するように配置されるとともに前記左右一対の側板同士を前記左右方向において接続する少なくとも一つの横板と、前記左右一対の側板の間で鉛直方向に沿って延びるとともに前記前後方向に互いに間隔をおいて配置され、前記左右一対の側板および前記少なくとも一つの横板にそれぞれ接続される複数の縦板であって、当該複数の縦板は、前記前後方向において前記第１リング部と前記ウエイト装着部との間に配置されている、複数の縦板と、を有し、前記変形部材は、前記複数の縦板のうちの一の縦板に鉛直方向に沿って接続される第１面と、前記少なくとも一つの横板に前記前後方向に沿って接続される第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続するとともに、前記ひずみゲージを保持する保持面と、を有し、前記ひずみゲージは、前記前後方向および鉛直方向を含む基準面上における前記保持面の伸縮に応じて前記信号を出力するように前記保持面に保持されていることが望ましい。特に、前記少なくとも一つの横板は、上方に面する上面部を有し、前記一の縦板は、前記上部本体の後方向に面する後面部を有するとともに、前記少なくとも一つの横板の前記上面部に接続されており、前記変形部材の前記第１面は前記後面部に接続され、前記第２面は前記上面部に接続されており、前記保持面は前記上部本体の前方に向かって先上がりに傾斜するとともに前記ひずみゲージを保持する傾斜面を含むことが望ましい。

本構成によれば、ウエイト装着部にカウンタウエイトの重量に相当する荷重が付与されると、変形部材の保持面に大きな応力が発生し、当該応力に応じた保持面の変形量をひずみゲージが高い感度で検出することができる。

上記の構成において、前記一の縦板は、前記複数の縦板のうち最も前記第１リング部に近い位置に配置されていることが望ましい。

本構成によれば、カウンタウエイトの装着時に、上部本体の第１リング部の周辺が固定端として機能し、ウエイト装着部の周辺が自由端として機能する。そして、変形部材が装着される一の縦板は上記の固定端に近い位置に配置されている。したがって、カウンタウエイトの装着に応じて変形部材に大きな力を付与することができるため、保持面の変形量を大きく設定することができる。このため、保持面の変形量をひずみゲージが安定して検出することができる。

上記の構成において、前記変形部材の前記左右方向における寸法は、前記変形部材の前記前後方向および鉛直方向における寸法よりも小さく設定されていることが望ましい。

本構成によれば、変形部材は、前後および上下方向に沿って延びる板材であり、保持面は、当該板材の厚さ部分に相当する。この場合、保持面の左右方向における変形が少ないため、変形量検出部が前後方向および上下方向に沿った保持面の変形量を精度良く検出することができる。

上記の構成において、前記側板は、前記上部本体の左右方向において前記変形量検出部に対向して配置され、前記上部本体は、前記変形量検出部を上方から覆う上板を更に有することが望ましい。

本構成によれば、変形部材に装着された変形量検出部が、側板および上板によって保護される。このため、変形量検出部による検出動作が、雨風など作業機械の外部の環境の影響を受けにくい。また、変形量検出部に物が衝突し変形量検出部が破損することが抑止される。

上記の構成において、前記変形量検出部は、前記変形部材に対して着脱可能とされていることが望ましい。

本構成によれば、作業機械の組立作業、換言すれば、カウンタウエイトの着脱作業が繰り返され変形量検出部の感度が低下した場合でも、当該変形量検出部を容易に交換することができる。

本発明によれば、カウンタウエイトの装着状態を安定して検出することが可能な作業機械が提供される。

本発明の一実施形態に係る作業機械の模式的な側面図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の旋回フレームの断面斜視図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の旋回フレームの側面図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の旋回フレームの側方断面図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の旋回フレームの平面図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の旋回フレームの拡大底面図であって、ベアリング装着部の周辺を拡大した図である。 本発明の一実施形態に係る旋回ベアリングの周辺の断面図である。 図２の変形部材の周辺を拡大した断面斜視図である。 本発明の一実施形態に係る変形部材の周辺を拡大した断面図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の制御部のブロック図である。 本発明の第１変形実施形態に係る変形部材を拡大した断面斜視図である。 本発明の第２変形実施形態に係る変形部材を拡大した断面斜視図である。 本発明の第３変形実施形態に係る変形部材の周辺を拡大した断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るクレーン１（作業機械）の側面図である。なお、以後、各図には、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」および「後」の方向が示されているが、当該方向は、本実施形態に係るクレーン１の構造および組立方法を説明するために便宜上示すものであり、本発明に係る作業機械の移動方向や使用態様などを限定するものではない。

クレーン１は、下部走行体１０と、上部旋回体２０と、旋回ベアリング２１と、キャブ２５と、カウンタウエイト３０と、ブーム３１と、を備える。

下部走行体１０は、地面Ｇ上に配置され、上部旋回体２０を鉛直方向に延びる旋回中心ＣＬ回りに旋回可能に支持する。下部走行体１０は、カーボディ１１と、左右一対のクローラフレーム１２と、を有する。カーボディ１１は、下部走行体１０の左右方向（図１の紙面と直交する方向）の中央部に配置され、上部旋回体２０を旋回可能に支持する。左右一対のクローラフレーム１２は、カーボディ１１に左右方向の両側から連結されている。クローラフレーム１２は、カーボディ１１よりも前後方向に長く延びており、クローラフレーム１２の前端部および後端部には、駆動ローラ１２２およびアイドラローラ１２３が回転可能に支持されている。また、図１に示すように、駆動ローラ１２２およびアイドラローラ１２３に支持された状態で、クローラ１２１がクローラフレーム１２の周囲を周回可能に配置されている。不図示の駆動機構によって駆動ローラ１２２が回転されると、クレーン１の走行が可能となる。旋回ベアリング２１は、下部走行体１０と上部旋回体２０との間に介在し、上部旋回体２０が旋回することを許容する。

キャブ２５は、上部旋回体２０の前端部に配置されている。キャブ２５は、クレーン１の運転室に相当し、クレーン１を操作する作業者が搭乗することを許容する。キャブ２５には、作業者が操作する操作レバーや作業者が視認する作業情報を表示する表示部６１（図１０）などが配置されている。

ブーム３１は、上部旋回体２０の前端部に水平な回転軸回りに起伏可能に装着されている。ブーム３１の先端部から吊り下げられた不図示の主巻ロープにはフックが取り付けられている。

カウンタウエイト３０は、上部旋回体２０の後端部に装着される。カウンタウエイト３０は、クレーン１のバランスを保持するための錘である。図１に示すように、カウンタウエイト３０は、薄板状の複数のウエイト要素が順に積層されることで構成される。

また、クレーン１には、不図示の各種ウインチが搭載される。具体的には、ブーム３１を起伏させるためのブーム起伏用ウインチと、吊り荷の巻上げ及び巻下げを行うための主巻用ウインチとが搭載される。

ブーム起伏用ウインチが不図示のブーム起伏用ロープの巻き取り及び繰り出しを行うことで、ブーム３１が起伏方向に回動する。主巻用ウインチは、前記主巻ロープによる吊り荷の巻上げ及び巻下げを行う。

図２は、本実施形態に係るクレーン１の旋回フレーム２２の断面斜視図である。図３乃至図５は、それぞれ旋回フレーム２２の側面図、側方断面図および平面図である。上部旋回体２０は、旋回フレーム２２（上部本体）を有する。旋回フレーム２２は、上部旋回体２０の本体部分を構成するものであり、複数の板材が溶接接合されることで成形される。なお、各図に示される前後方向（旋回フレーム２２の長手方向）および左右方向（旋回フレーム２２の幅方向）は、旋回フレーム２２（上部旋回体２０）を基準とした方向である。図２乃至図５を参照して、旋回フレーム２２は、底壁２２１（横板）と、上壁２２２（横板、上板）と、左右一対の側壁２２３（側板）と、後壁２２４と、前壁２２０と、複数の内壁２２５と、複数の内側リブ２２６と、中央リブ２２Ｈと、を備える。

左右一対の側壁２２３は、旋回フレーム２２の前後方向に沿って延びるとともに旋回フレーム２２の左右方向に互いに間隔をおいて配置される。側壁２２３は、前記左右方向に面している。左右一対の側壁２２３は、左側壁２２３Ｌ（図２）と右側壁２２３Ｒ（図３）とを含む。なお、図２では、左側壁２２３Ｌのみが現れているが、右側壁２２３Ｒ（図３）も左側壁２２３Ｌと同じ構造を有する。左右一対の側壁２２３は、それぞれ中央突出部２２３Ｔと、ウエイト装着部２２Ｓ（ウエイト装着部）と、を有する。中央突出部２２３Ｔは、側壁２２３の前後方向の略中央部が上方に突出した部分である。当該中央突出部２２３Ｔには、ブーム３１を起伏可能に支持する不図示のマストが装着される。

ウエイト装着部２２Ｓは、側壁２２３（旋回フレーム２２）の後端部に配置される。ウエイト装着部２２Ｓは、Ｕ字形状を有し、左右一対のウエイト装着部２２Ｓに、カウンタウエイト３０が着脱可能に装着される。カウンタウエイト３０は、ウエイト装着部２２Ｓに係合可能な不図示の係合部を有する。なお、前述のキャブ２５は、ウエイト装着部２２Ｓよりも前方において旋回フレーム２２上に配置される。

底壁２２１は、旋回フレーム２２の下面部を画定する板材である。底壁２２１は、左右一対の側壁２２３の間で鉛直方向に面するように配置されるとともに、左右一対の側壁２２３同士を左右方向において接続する。図２乃至図４に示すように、底壁２２１は、側壁２２３の前端部から後端部にかけて前後方向に延びている。底壁２２１には、底壁前開口部２２１Ｓおよび底壁後開口部２２１Ｔは開口されている（図２）。底壁前開口部２２１Ｓは、中央突出部２２３Ｔよりも前方において、底壁２２１に開口された開口部である。同様に、底壁後開口部２２１Ｔは、中央突出部２２３Ｔよりも後方において、底壁２２１に開口された開口部である。底壁前開口部２２１Ｓおよび底壁後開口部２２１Ｔは、いずれも前後方向に延びる長穴状に開口されている。

上壁２２２は、旋回フレーム２２の上面部を画定する板材である。上壁２２２は、底壁２２１の上方に間隔をおいて配置される。上壁２２２も、底壁２２１と同様に、左右一対の側壁２２３の間で鉛直方向に面するように配置されるとともに、左右一対の側壁２２３同士を左右方向において接続する。また、図２に示すように、上壁２２２のうち、底壁前開口部２２１Ｓおよび底壁後開口部２２１Ｔの上方の部分には、それぞれ開口部が形成されている。

後壁２２４は、左右一対の側壁２２３の後端部、底壁２２１の後端部および上壁２２２の後端部を接続する。後壁２２４は、鉛直方向に沿って延びている。一方、前壁２２０は、左右一対の側壁２２３の前端部、底壁２２１の前端部および上壁２２２の前端部を接続する。なお、底壁２２１、上壁２２２、一対の側壁２２３、前壁２２０および後壁２２４によって、旋回フレーム２２の箱型形状が構成される。図２に示すように、後壁２２４には、楕円状の開口部が形成されている。

複数の内壁２２５は、左右一対の側壁２２３の間で鉛直方向に沿ってそれぞれ延びるとともに前後方向に互いに間隔をおいて配置されている。複数の内壁２２５の左右方向の両端部は、それぞれ左右一対の側壁２２３に接続されている。また、複数の内壁２２５の下端部および上端部は、それぞれ底壁２２１および上壁２２２に接続されている。複数の内壁２２５には、楕円状の開口部が形成されている。複数の内壁２２５は、第１内壁２２５Ａと、第２内壁２２５Ｂと、第３内壁２２５Ｃと、第４内壁２２５Ｄと、を有する。第１内壁２２５Ａは、底壁前開口部２２１Ｓの前端部近傍に配置され、第２内壁２２５Ｂは、底壁前開口部２２１Ｓの後端部近傍に配置されている。また、第３内壁２２５Ｃは、第２内壁２２５Ｂの後方であって、底壁後開口部２２１Ｔの前端部近傍に配置されている。第４内壁２２５Ｄは、底壁後開口部２２１Ｔの後端部近傍に配置されている。なお、後壁２２４、第３内壁２２５Ｃおよび第４内壁２２５Ｄは、本発明の複数の縦板を構成する。このうち、第３内壁２２５Ｃは、本発明の一の縦板を構成する。第３内壁２２５Ｃは、前記複数の縦板のうち最も旋回ベアリング２１（第１リング部２１Ａ）に近い位置に配置されている。

複数の内側リブ２２６は、側壁２２３の内面部に固定されており、底壁２２１と上壁２２２とを上下方向に沿って接続するように配置されている。複数の内壁２２５および複数の内側リブ２２６によって、旋回フレーム２２の剛性が確保されている。

中央リブ２２Ｈは、中央突出部２２３Ｔの内側に配置され、中央突出部２２３Ｔの倒れを防止する。

図６は、本実施形態に係るクレーン１の旋回フレーム２２の拡大底面図であって、ベアリング装着部２１Ｓの周辺を拡大した図である。また、図７は、ベアリング装着部２１Ｓの周辺の上部旋回体２０（旋回フレーム２２）および下部走行体１０の断面図である。

旋回ベアリング２１は、円形の第１リング部２１Ａと、円形の第２リング部２１Ｂと、を有する（図７）。第１リング部２１Ａは、旋回フレーム２２の底壁２２１に形成されたベアリング装着部２１Ｓに固定される。第２リング部２１Ｂは、第１リング部２１Ａの径方向内側に配置され、下部走行体１０の上面部１１０（図７）に形成されたベアリング装着部１１０Ｓ（図７）に固定される。第１リング部２１Ａは、第２リング部２１Ｂに対して前記旋回軸心ＣＬ回りに相対回転可能とされる。具体的に、第２リング部２１Ｂの内周面には、周方向に沿って複数のギア歯２１Ｃが形成されている。また、クレーン１は、底壁２２１の旋回モータ装着部２２Ｍに固定される旋回モータＭ（図７）を有する。旋回モータＭのピニオンギアＭＰが第２リング部２１Ｂのギア歯２１Ｃと係合する。旋回モータＭのピニオンギアＭＰが回転すると、旋回モータＭとともに旋回フレーム２２が下部走行体１０に対して回転することで、上部旋回体２０が旋回中心ＣＬ回りに旋回する。

旋回フレーム２０は、更に、左右一対の測定支台５０（変形部材）を有する。また、クレーン１は、左右一対のひずみゲージ５１（変形量検出部）を備える。図８は、図２に示される測定支台５０の周辺を拡大した断面斜視図である。図９は、測定支台５０の周辺を拡大した模式的な断面図である。なお、図８では、左右一対の測定支台５０およびひずみゲージ５１のうち、左側の測定支台５０およびひずみゲージ５１のみが現れているが、右側の測定支台５０およびひずみゲージ５１は、図９の測定支台５０およびひずみゲージ５１の右方に間隔を置いた位置に配置されている。換言すれば、旋回フレーム２２の構造は、当該旋回フレーム２２の左右方向の中心を通り前後方向に延びる不図示の中心線を中心に線対称に配置されている。

測定支台５０は、旋回フレーム２２のうち、第１リング部２１Ａよりも後方であってウエイト装着部２２Ｓよりも第１リング部２１Ａに近い位置に配置されている。特に、本実施形態では、測定支台５０は、底壁２２１と第３内壁２２５Ｃとによって形成される角部に配置されている。測定支台５０は、ウエイト装着部２２Ｓへのカウンタウエイト３０の装着に伴って周囲の部材から力を受けて変形する。ひずみゲージ５１は、測定支台５０に装着され、測定支台５０の変形量に応じた信号を出力する。

図９を参照して、前述の第３内壁２２５Ｃは、旋回フレーム２２の後方向に面する後面部２２５Ｃ１を有する。また、底壁２２１は、上方向に面する上面部２２１Ａを有する。上面部２２１Ａおよび後面部２２５Ｃ１は互いに接続され、測定支台５０が固定される角部を形成している。

測定支台５０は、上下および前後方向に延びる板材からなる。すなわち、測定支台５０の左右方向における寸法は、測定支台５０の前後方向および鉛直方向における寸法よりも小さく設定されている。測定支台５０は、第１面５０Ａと、第２面５０Ｂと、保持面５０Ｃと、を有する。第１面５０Ａは、測定支台５０の前面部であり、第３内壁２２５Ｃの後面部２２５Ｃ１（図９）に鉛直方向に沿って接続される。第２面５０Ｂは、測定支台５０の下面部であり、底壁２２１の上面部２２１Ａ（図９）に前後方向に沿って接続される。
保持面５０Ｃは、第１面５０Ａと第２面５０Ｂとを接続するとともに、ひずみゲージ５１を保持する。保持面５０Ｃは、旋回フレーム２２の前方に向かって先上がりに傾斜するとともにひずみゲージ５１を保持する傾斜面を有する。図９に示すように、本実施形態では、当該傾斜面は円弧状の湾曲面からなる。そして、本実施形態では、ひずみゲージ５１は、前後方向および鉛直方向を含む基準面（図９の紙面と平行な面）上における保持面５０Ｃの伸縮（図９の矢印Ｄ２）に応じて前記信号を出力するように保持面５０Ｃに保持されている。ひずみゲージ５１は、保持面５０Ｃに対して着脱可能に固定されている。

また、本実施形態では、図８に示すように、左側壁２２３Ｌが左右方向においてひずみゲージ５１に対向して配置される。また、上壁２２２（上板）が、ひずみゲージ５１を上方から覆うように配置される。

クレーン１は、更に制御部６０を備える。図１０は、本実施形態に係るクレーン１の制御部６０のブロック図である。制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。また、制御部６０には、前述のひずみゲージ５１に加え、表示部６１（報知部）が電気的に接続されている。表示部６１は、キャブ２５内で運転席の前方に配置された液晶パネルであり、作業者に対してクレーン１の作業情報などを報知する。特に、表示部６１は、ひずみゲージ５１から出力された信号に基づく情報を受け付け、カウンタウエイト３０がウエイト装着部２２Ｓに装着されたことをキャブ２５内の作業者に報知する。なお、表示部６１に代わって、ブザー音を発生するスピーカーや発光するランプなどによって上記の情報が報知されてもよい。

制御部６０は、前記ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、装着判定部６０１、記憶部６０２および情報出力部６０３を備えるように機能する。

装着判定部６０１は、ひずみゲージ５１から出力された信号を受け付け、当該信号の大きさに応じて、ウエイト装着部２２Ｓにカウンタウエイト３０が装着されているか否かを判定する。本実施形態では、装着判定部６０１は、ひずみゲージ５１から出力された信号（電圧）が記憶部６０２に予め格納されている閾値を上回っている場合に、ウエイト装着部２２Ｓにカウンタウエイト３０が装着されていると判定する。

情報出力部６０３は、装着判定部６０１によってカウンタウエイト３０がウエイト装着部２２Ｓに装着されていると判定されると、「カウンタウエイト装着情報」を表示部６１に対して出力し、当該情報を表示部６１に表示させる。

本実施形態では、クレーン１の組立段階において、不図示の補助クレーンによって、図１の矢印で示すように複数のカウンタウエイト３０がウエイト装着部２２Ｓ（図２）に装着、積載される。旋回フレーム２２では、旋回ベアリング２１の第１リング部２１Ａが固定端として機能し、ウエイト装着部２２Ｓ周辺が上下に移動可能な自由端として機能する。このため、ウエイト装着部２２Ｓにカウンタウエイト３０が装着されると、測定支台５０の第２面５０Ｂが接続された底壁２２１には図９の矢印Ｄ１で示すように下方に向かって荷重が付与される。一方、測定支台５０の第１面５０Ａは第３内壁２２５Ｃに接続されているため前後方向には動きにくい。この結果、ひずみゲージ５１を保持する保持面５０Ｃには、矢印Ｄ２で示すような引張応力が発生する。ひずみゲージ５１は、当該保持面５０Ｃの変形量に応じた信号（電圧）を制御部６０の装着判定部６０１（図１０）に出力する。そして、前述のように当該信号が予め設定された閾値を上回っている場合に、装着判定部６０１はカウンタウエイト３０がウエイト装着部２２Ｓに装着されたと判定し、当該情報が情報出力部６０３から出力され表示部６１に表示される。このため、キャブ２５よりも後方のウエイト装着部２２Ｓにカウンタウエイト３０が装着されたことを、キャブ２５に前方を向いて搭乗している作業者が認識することができる。

なお、本実施形態では、ウエイト装着部２２Ｓよりも前方、特に、ウエイト装着部２２Ｓよりも旋回ベアリング２１（第１リング部２１Ａ）に近い位置に測定支台５０が配置されている。このため、カウンタウエイト３０の装着に際して、カウンタウエイト３０の重量に応じた直接的な衝撃がひずみゲージ５１に付与されることはない。したがって、クレーン１の組立作業が繰り返し行われた場合であっても、ひずみゲージ５１の破損が抑止される。また、ウエイト装着部２２Ｓの周辺にひずみゲージ５１が配置される場合と比較して、ひずみゲージ５１から延びる電気配線が損傷することが抑止される。

また、本実施形態では、カウンタウエイト３０の重量が旋回フレーム２２の後端部に付与されたことが、測定支台５０の保持面５０Ｃの変形量としてひずみゲージ５１によって検出される。このため、カウンタウエイト３０の大きな重量に対応した荷重計を備えることなく、カウンタウエイト３０の装着状態を簡易かつ低コストで検出することができる。

また、本実施形態では、図９に示すように、測定支台５０が、第３内壁２２５Ｃに接続される第１面５０Ａと、底壁２２１に接続される第２面５０Ｂと、第１面５０Ａおよび第２面５０Ｂを接続するとともにひずみゲージ５１を保持する保持面５０Ｃとを有する。そして、ひずみゲージ５１は、前後方向および鉛直方向を含む基準面上における保持面５０Ｃの伸縮に応じて前記信号を出力するように保持面５０Ｃに保持されている。このため、ウエイト装着部２２Ｓにカウンタウエイト３０の重量に相当する荷重が付与されると、保持面５０Ｃに大きな応力が発生し、当該応力に応じた保持面５０Ｃの変形量をひずみゲージ５１が高い感度で検出することができる。

更に、本実施形態では、測定支台５０（ひずみゲージ５１）は、旋回ベアリング２１よりも後方の縦板のうち、最も旋回ベアリング２１（第１リング部２１Ａ）に近い位置に配置された第３内壁２２５Ｃに装着されている。カウンタウエイト３０の装着時に、旋回フレーム２２の第１リング部２１Ａの周辺が固定端として機能し、ウエイト装着部２２Ｓの周辺が自由端として機能する。そして、測定支台５０が装着される第３内壁２２５Ｃは上記の固定端に近い位置に配置される。したがって、このため、測定支台５０の第２面５０Ｂに対して下方に向かう大きな力が付与され（図９の矢印Ｄ１）、保持面５０Ｃの変形量を大きく設定することができる。このため、保持面５０Ｃの変形量をひずみゲージ５１が安定して検出することができる。

また、本実施形態では、測定支台５０（ひずみゲージ５１）の左右方向の両側に、左右一対の側壁２２３が配置され、測定支台５０の上方には上壁２２２が配置されている。このため、ひずみゲージ５１の変形量検出動作が、雨風などクレーン１の外部の環境の影響を受けにくい。また、ひずみゲージ５１に物が衝突しひずみゲージ５１が破損することが抑止される。

更に、本実施形態では、測定支台５０の左右方向における寸法は、測定支台５０の前後方向および鉛直方向における寸法よりも小さく設定されている。すなわち、測定支台５０は、前後および上下方向に沿って延びる板材であり、保持面５０Ｃは、当該板材の厚さ部分に相当する。この場合、保持面５０Ｃの左右方向における変形が少ないため、ひずみゲージ５１が図９の矢印Ｄ２方向に沿った保持面５０Ｃの変形量を精度良く検出することができる。

更に、本実施形態では、ひずみゲージ５１は、保持面５０Ｃに対して着脱可能とされている。一例として、ひずみゲージ５１は接着剤によって保持面５０Ｃに固定される。一方、ひずみゲージ５１を取り外す際には、当該接着剤を溶解する他の溶剤を用いることで、ひずみゲージ５１を保持面５０Ｃから引き剥がすことができる。このため、クレーン１の組立作業、換言すれば、カウンタウエイト３０の着脱作業が繰り返された際に、ひずみゲージ５１の感度が低下した場合でも、ひずみゲージ５１を容易に交換することができる。

また、本実施形態に係るクレーン１のカウンタウエイト３０の検出方法は、旋回フレーム２２のうちウエイト装着部２２Ｓよりも第１リング部２１Ａに近い位置に、ウエイト装着部２２Ｓへのカウンタウエイト３０の装着に伴って変形する測定支台５０を配置することと、測定支台５０の変形量に応じた信号を出力するひずみゲージ５１を測定支台５０に装着することと、ひずみゲージ５１から出力された前記信号に応じて、カウンタウエイト３０がウエイト装着部２２Ｓに装着されたことをキャブ２５内の作業者に報知することと、を備える。当該検出方法によれば、カウンタウエイト３０の装着に際して、カウンタウエイト３０の重量に応じた直接的な衝撃がひずみゲージ５１に付与されることはない。したがって、クレーン１の組立作業が繰り返し行われた場合であっても、ひずみゲージ５１の破損が抑止される。また、ウエイト装着部２２Ｓの周辺にひずみゲージ５１が配置される場合と比較して、ひずみゲージ５１から延びる電気配線が損傷することが抑止される。このため、クレーン１においてカウンタウエイト３０の装着状態を安定して検出することができる。なお、上記の実施形態におけるクレーン１の各特徴も、当該検出方法に含まれる。

以上、本発明の実施形態に係るクレーン１、クレーン１のカウンタウエイト３０の検出方法について説明した。なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明は、例えば以下のような変形実施形態を取ることができる。

上記の各実施形態では、変形量検出部としてひずみゲージ５１を用いて説明したが、変形量検出部は、半導体ひずみゲージ、光ファイバー、ロードセルなどのように、ひずみゲージ５１以外のセンサなどであってもよい。また、測定支台５０は、第３内壁２２５Ｃに固定される態様にて説明したが、ウエイト装着部２２Ｓよりも第１リング部２１Ａに近い位置で、底壁２２１、上壁２２２、左右一対の側壁２２３、第２内壁２２５Ｂ、第３内壁２２５などに固定されるものでもよい。また、ひずみゲージ５１は測定支台５０に装着されることなく、上記の底壁２２１、上壁２２２、左右一対の側壁２２３、第２内壁２２５Ｂ、第３内壁２２５などに直接装着される（貼り付けられる）ものでもよい。なお、ひずみゲージ５１が測定支台５０に装着される場合には、測定支台５０の配置、形状や材料が調整され測定支台５０の変形量を大きくすることができるため、測定支台５０を備えずひずみゲージ５１が旋回フレーム２２に直接装着される場合よりもカウンタウエイト３０が装着されたことを精度よく判定することができる。また、測定支台５０およびひずみゲージ５１の数は、２つ（左右一対）に限定されるものではなく、１つまたは３つ以上の測定支台５０およびひずみゲージ５１が配置されてもよい。

また、図１１および図１２は、それぞれ本発明の第１変形実施形態および第２変形実施形態に係る測定支台５０Ｍおよび５０Ｎを拡大した断面斜視図である。先の実施形態では、測定支台５０の保持面５０Ｃが湾曲面からなる態様にて説明したが、図１２および図１３に示すように、保持面５０Ｃは傾斜した平面からなる態様でもよい。

また、図１３は、本発明の第３変形実施形態に係る測定支台５０Ｐを拡大した断面図である。本変形実施形態では、測定支台５０Ｐは、第３内壁２２５Ｃの上端部と上壁２２２とが交差する角部に配置されている。この場合、ウエイト装着部２２Ｓにカウンタウエイト３０が装着されると、上壁２２２には図１３の矢印Ｄ３方向に沿って力が付与される。この結果、測定支台５０Ｐの保持面５０Ｃには、矢印Ｄ４で示すような圧縮応力が発生する。そして、ひずみゲージ５１は、当該圧縮応力に伴う保持面５０Ｃの変形量を検出する。このような構成においても、カウンタウエイト３０の装着に際して、カウンタウエイト３０の重量に応じた直接的な衝撃がひずみゲージ５１に付与されることはない。したがって、クレーン１の組立作業が繰り返し行われた場合であっても、ひずみゲージ５１の破損が抑止される。また、ひずみゲージ５１が図１３の矢印Ｄ４方向に沿った保持面５０Ｃの変形量を精度良く検出することができる。

１ クレーン
１０ 下部走行体（下部本体）
２０ 上部旋回体
２１ 旋回ベアリング
２１Ａ 第１リング部
２１Ｂ 第２リング部
２１Ｓ ベアリング装着部
２２ 旋回フレーム（上部本体）
２２０ 前壁
２２１ 底壁（横板）
２２１Ａ 上面部
２２２ 上壁（上板）
２２３ 側壁（側板）
２２３Ｌ 左側壁（側板）
２２３Ｒ 右側壁（側板）
２２４ 後壁（縦板）
２２５ 内壁
２２５Ａ 第１内壁
２２５Ｂ 第２内壁
２２５Ｃ 第３内壁（縦板）
２２５Ｃ１ 後面部
２２５Ｄ 第４内壁（縦板）
２２Ｍ 旋回モータ装着部
２２Ｓ ウエイト装着部
２５ キャブ（運転室）
３０ カウンタウエイト
３１ ブーム（起伏部材）
５０ 測定支台（変形部材）
５０Ａ 第１面
５０Ｂ 第２面
５０Ｃ 保持面
５１ ひずみゲージ（変形量検出部）
６０ 制御部
６０１ 装着判定部
６０２ 記憶部
６０３ 情報出力部
６１ 表示部（報知部）
ＣＬ 旋回中心
Ｇ 地面
Ｍ 旋回モータ

Claims (7)

1. 上部本体であって、前記上部本体の後端部に配置されるウエイト装着部を有する、上部本体と、
   前記上部本体が鉛直方向に延びる旋回軸心回りに旋回可能なように前記上部本体を支持する下部本体と、
   前記ウエイト装着部よりも前方において前記上部本体に配置され、作業者が搭乗することを許容する運転室と、
   前記上部本体の前端部に起伏可能に装着される起伏部材と、
   前記上部本体に固定される第１リング部と前記下部本体に固定される第２リング部とを有し、前記第１リング部は前記第２リング部に対して前記旋回軸心回りに相対回転可能である、旋回ベアリングと、
   前記上部本体の前記ウエイト装着部に着脱可能に装着されるカウンタウエイトと、
   前記上部本体のうち前記ウエイト装着部よりも前記第１リング部に近い位置に装着され、前記上部本体の変形量に応じた信号を出力する変形量検出部と、
   前記変形量検出部から出力された前記信号を受け、前記カウンタウエイトが前記ウエイト装着部に装着されたことを前記作業者に報知する報知部と、
   を備え、
   前記上部本体は、当該上部本体のうち前記ウエイト装着部よりも前記第１リング部に近い位置に固定され、前記ウエイト装着部への前記カウンタウエイトの装着に伴って変形する変形部材を有し、
   前記変形量検出部は、前記変形部材に装着され、前記変形部材の変形量に応じた前記信号を出力し、
   前記上部本体は、
   前記上部本体の前後方向に沿って延びるとともに前記上部本体の左右方向に互いに間隔をおいて配置される左右一対の側板と、
   前記左右一対の側板の間で鉛直方向に面するように配置されるとともに前記左右一対の側板同士を前記左右方向において接続する少なくとも一つの横板と、
   前記左右一対の側板の間で鉛直方向に沿って延びるとともに前記前後方向に互いに間隔をおいて配置され、前記左右一対の側板および前記少なくとも一つの横板にそれぞれ接続される複数の縦板であって、当該複数の縦板は、前記前後方向において前記第１リング部と前記ウエイト装着部との間に配置されている、複数の縦板と、
   を有し、
   前記変形部材は、
   前記複数の縦板のうちの一の縦板に鉛直方向に沿って接続される第１面と、
   前記少なくとも一つの横板に前記前後方向に沿って接続される第２面と、
   前記第１面と前記第２面とを接続するとともに、前記変形量検出部を保持する保持面と、
   を有し、
   前記変形量検出部は、前記前後方向および鉛直方向を含む基準面上における前記保持面の伸縮に応じて前記信号を出力するように前記保持面に保持され、
   前記左右一対の側板は、前記左右方向において前記変形量検出部の両側で前記変形量検出部に対向して配置され、
   前記上部本体は、前記少なくとも一つの横板の上方において前記左右一対の側板を接続するとともに前記変形量検出部を上方から覆う上板を更に有する、作業機械。
2. 前記変形量検出部は、ひずみゲージからなる、請求項１に記載の作業機械。
3. 前記前後方向において、前記変形量検出部から前記旋回ベアリングまでの距離が前記変形量検出部から前記ウエイト装着部までの距離よりも小さい位置に前記変形量検出部が配置されている、請求項１または２に記載の作業機械。
4. 前記少なくとも一つの横板は、上方に面する上面部を有し、
   前記一の縦板は、前記上部本体の後方向に面する後面部を有するとともに、前記少なくとも一つの横板の前記上面部に接続されており、
   前記変形部材の前記第１面は前記後面部に接続され、前記第２面は前記上面部に接続されており、前記保持面は前記上部本体の前方に向かって先上がりに傾斜するとともに前記変形量検出部を保持する傾斜面を含む、請求項１に記載の作業機械。
5. 前記一の縦板は、前記複数の縦板のうち最も前記第１リング部に近い位置に配置されている、請求項１乃至４の何れか１項に記載の作業機械。
6. 前記変形部材の前記左右方向における寸法は、前記変形部材の前記前後方向および鉛直方向における寸法よりも小さく設定されている、請求項１乃至５の何れか１項に記載の作業機械。
7. 前記変形量検出部は、前記変形部材に対して着脱可能とされている、請求項１乃至６の何れか１項に記載の作業機械。

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