WO2017216945A1 - 移動式クレーン - Google Patents

Abstract

クローラクレーン（１）は、運転席（３）にオペレータが乗っているか否かを検出する着座スイッチ（４２）と、ブームの旋回位置を検出する旋回角度ポテンショメータ（４１）と、旋回角度ポテンショメータ（４１）からの出力に基づき、運転席（３）の上方の所定角度範囲内においてはブームを旋回させないブーム旋回規制制御を行う旋回規制機構（４０）を備えたコントローラ（３０）とを有している。旋回規制機構（４０）は、着座スイッチ（４２）によってオペレータが検出されない場合にはブーム旋回規制制御を解除する。遠隔操縦モード等における操縦性・作業性を改善できる。

Description

移動式クレーン

　本発明は、クローラクレーン、トッラククレーンなどの移動式クレーンの安全機構に関する。

　移動式クレーンとしては、定まった位置にある運転席の上方を経由してクレーン装置のブームが旋回可能な小型の移動式クレーンが知られている。ルーフの無い運転席を備えた移動式クレーンでは、運転席に座って操作を行うオペレータの頭上をブームが旋回しないように安全機構としての旋回規制機構が設けられている。

　旋回規制機構は、運転席の上方における所定の角度範囲についてはブームを旋回できないように規制している。これにより、旋回するブームがオペレータに衝突することを防止し、ブームの側から物がオペレータに落下することがないようにしている。特許文献１には、クレーンブームの作動規制装置を備えたクレーン車が提案されている。

　また、移動式クレーンにおいては、作業場所において移動式クレーンを安定状態で地面に設置するために、一般にアウトリガが備わっている。アウトリガの張り出し動作において、不陸の地面などにおいて一部のアウトリガが接地せずに浮き上がった状態が形成されることがある。また、張り出したアウトリガによって移動式クレーンが全体として傾いた姿勢になってしまうことがある。

　このために、移動式クレーンには、安全機構として、アウトリガの張り出し時に全てのアウトリガが浮き上がり無く接地したことを検出する機構およびアウトリガによって支持されたクレーン車体を水平姿勢に制御する機構が備わっている。特許文献２には、アウトリガ張り出し時の浮き上がりを防止し、クレーン車体を水平姿勢となるように制御する機構を備えたアウトリガ自動張出し装置が提案されている。

特開平１０－２５０９８９号公報 特開平１０－２３０８２４号公報

発明が解決しょうとする課題

　ここで、遠隔操縦ユニットを用いた遠隔操作モードで移動式クレーンを操縦する場合がある。遠隔操作モードでは、運転席にはオペレータが乗っていないので、運転席の上部を経由してブームを旋回させても問題がない。また、遠隔操作によるクレーン作業においては、運転席に座って操縦する場合とは異なり、ブームを３６０度回転できる方が、作業が容易である。

　しかしながら、従来の安全機構としてのブームの旋回規制機構は自動的に起動し、常にブームの旋回範囲を規制している。遠隔操縦モードあるいは自動操縦モードなどのように、運転席にオペレータが乗っていない場合には、旋回規制機構は効率的な動作あるいは作業の障害になることがある。

　一方、移動式クレーンの荷揚げ作業などにおいては、作用する荷重によって、アウトリガによって支持されているクレーン車両が沈むことがある。移動式クレーンの下部走行体と地面との間の隙間が少ないと、下部走行体の底面が地面に押し付けられて損傷するなどの弊害が発生することがある。逆に、アウトリガによって支持されている下部走行体が地面から大きく浮き上がっている場合（間隔が広い場合）には、荷揚げ作業などにおいて移動式クレーンが全体として不安定になることがある。例えば、Ｘ型のアウトリガの場合には、張り出し量を大きくすると、地面に対する傾斜角度が大きくなり不安定になりやすい。

　しかしながら、従来における移動式クレーンに備わっているアウトリガ張り出しのための安全機構は、アウトリガの浮き上がりの防止機構、および、車体の傾きを防止するための機構が備わっているのみである。アウトリガ張り出し状態における下部走行体と地面との間隔の広狭に起因する弊害、その対策については、何ら着目されていない。

　本発明の課題は、このような点に鑑みて、操縦性あるいは作業性を損なうことなく、ブームの旋回規制制御を行う安全機構を備えた移動式クレーンを提供することにある。

　また、本発明の課題は、適切なアウトリガ張り出し状態を形成可能な安全機構を備えた移動式クレーンを提供することにある。

　上記の課題を解決するために、本発明は、下部走行体の定まった位置に搭載されている運転席と、旋回軸を中心として旋回可能および起伏可能な状態で前記下部走行体に搭載されているクレーン装置とを有する移動式クレーンにおいて、
　前記運転席にオペレータが乗っているか否かを検出するオペレータ検出器と、
　前記旋回軸を中心とする前記クレーン装置のブームの旋回位置を検出するブーム旋回検出器と、
　前記旋回検出器からの出力に基づき前記ブームを前記運転席の上方の所定角度範囲内においては旋回させないブーム旋回規制制御を行い、前記オペレータ検出器によって前記オペレータが検出されない場合には前記ブーム旋回規制制御を解除するコントローラと
を有していることを特徴としている。

　本発明では、運転席にオペレータが乗っていない場合にはブームの旋回規制制御を解除している。例えば、移動式クレーンが、遠隔操作により下部走行体およびクレーン装置を操縦する遠隔操縦ユニットを有している場合には、コントローラは、オペレータが検出されず、かつ、操縦モードが遠隔操縦ユニットによる遠隔操縦モードの場合には、ブーム旋回規制制御を解除する。

　このように、必要な場合にのみブームの旋回規制を行っており、遠隔操縦などの場合には、規制されることなくブームを実質的に３６０度回転させることができる。よって、必要時の安全性を確保しつつ、移動式クレーンの操縦性および作業性を改善できる。

　ここで、オペレータ検出器としては運転席の座面部分に取り付けた機械式スイッチを用いることができる。また、圧力センサあるいは光学センサなどの検出器を用いることも可能である。

　次に、本発明の移動式クレーンは、下部走行体に取り付けた複数本のアウトリガを有しており、コントローラは、下部走行体の底面と、当該下部走行体が位置する地面との間の隙間が予め設定されている規定量となるように、アウトリガのそれぞれの張り出し量を制御するアウトリガ張り出し機能を備えていることを特徴としている。

　例えば、移動式クレーンが、アウトリガのそれぞれの接地状態を検出する接地検出器と、下部走行体の傾斜状態を検出する車体傾斜検出器とを有している場合には、コントローラは、接地検出器のそれぞれが接地状態を検出するまでアウトリガのそれぞれの伸長動作を行わせる接地機能と、アウトリガのそれぞれを同時に一定時間だけ一定の速度で伸長させることにより、隙間が規定量となるようにする車体浮き上げ機能と、車体傾斜検出器の出力に基づき、下部走行体が水平姿勢となるようにアウトリガのそれぞれを個別に伸長させる水平出し機能とを備えている。

　また、本発明をクローラクレーンに適用した場合には、前記間隔は、下部走行体のクローラベルトの下面と、地面との間の距離である。

　本発明では、アウトリガ張り出し動作において、下部走行体と地面との間の隙間を規定量となるように制御している。これにより、荷揚げ作業などにおいて、下部走行体の底面が地面に衝突することを回避でき、また、アウトリガによって支持されている移動式クレーンが不安定化することを回避できる。

本発明の実施の形態に係るクローラクレーンを示す正面図、側面図および平面図である。 クローラクレーンの作業状態の一例を示す正面図である。 クローラクレーンの制御系を示す概略ブロック図である。 ブームの旋回規制範囲を示す説明図である。 アウトリガの張り出しによるクローラクレーンの浮き上がり状態を示す説明図である。

　以下に、図面を参照して本発明を適応した移動式クレーンの実施の形態を説明する。以下の実施の形態は、本発明をクローラクレーンに適用した例である。本発明は、トラッククレーン、ホイールクレーンなどの移動式クレーンにも同様に適用可能である。

（全体構成）
　図１（ａ）は本実施の形態に係るクローラクレーンを示す正面図であり、図１（ｂ）はその側面図であり、図１（ｃ）はその平面図である。図２はフライジブを用いた作業状態の一例を示す正面図である。

　クローラクレーン１は、クローラ式の下部走行体２と、この下部走行体２の前側部分の左側の定まった位置に配置された運転席３と、下部走行体２の後側部分の中央に搭載された上部旋回体４と、上部旋回体４に搭載されたクレーン装置とを備えている。クレーン装置は、多段式のブーム５、ブーム５の側面に格納されるフライジブ６などから構成されている。

　下部走行体２の四隅には、それぞれアウトリガ７が取り付けられている。４本のアウトリガ７は、図１（ｃ）に想像線で示すように、それらの内側端部を中心として垂直軸線回りに旋回可能である。また、各アウトリガ７は、外側に張り出した状態で、図２に示すように、油圧シリンダ７ａによって先端の接地板７ｂを接地させた状態を形成でき、この状態で、その長さ方向に伸長すると、下部走行体２のクローラベルト２ａが浮き上がった状態を形成できる。４本のアウトリガ７によって、クローラクレーン１を所定の作業位置に安定した状態で設置できる。

　上部旋回体４は垂直軸線回りに旋回可能であり、上部旋回体４とブーム５の第１段の固定ブーム９との間にはブーム起伏シリンダ８が掛け渡されている。固定ブーム９には、複数段の可動ブーム、例えば、３段の可動ブーム１０、１１、１２が収納されており、内蔵のブーム伸縮シリンダあるいはブーム伸縮ワイヤー等の機構によって伸縮可能となっている。

　フライジブ６はブーム５の側面５ａに沿った状態で格納されている。フライジブ６の後端部は、連結用フランジ１３（ジブ連結部材）に取り付けた水平連結ピン１４を支点として上下方向に起伏可能に当該連結用フランジ１３に連結されている。連結用フランジ１３は、ブーム５の最終段の可動ブーム１２の先端部１２ａに対して着脱可能に連結されている。また、連結用フランジ１３は、可動ブーム１２の先端部１２ａに対して、垂直連結ピン１５を中心として、ブーム５の側面５ａから先端面の側を向く位置までの間を旋回可能である。

　フライジブ６を使用しての荷揚げ作業などにおいては、フライジブ６および連結用フランジ１３を、垂直連結ピン１５を中心として、ブーム５の側面５ａから側方外側に旋回させ、ブーム５の先端からブーム前方に向けてフライジブ６が張り出す状態に切り替える。この状態で、連結用フランジ１３は旋回しないように、可動側ブーム１２の先端部１２ａに不図示の連結ピンによって連結固定される。

　フライジブ６は、図２に示すように、可動ブーム１２の先端部１２ａに取り付けた連結用フランジ１３の水平連結ピン１４を支点として起伏可能な固定側ジブ２１と、このジブ２１の先端から引き出し可能な状態でジブ２１に装着されている可動側ジブ２２とを備えている。また、フライジブ６にはジブ起伏装置２３およびジブ伸縮装置２４が配置されている。ジブ起伏装置２３によって、フライジブ６は、ブーム５に対して、その長さ方向に延びる初期姿勢から下方に所定の角度傾斜した傾斜姿勢までの間を起伏可能である。ジブ伸縮装置２４によって、フライジブ６の可動側ジブ２２は、固定側ジブ２１に引き込まれた収納位置から実線で示す伸長位置まで伸ばすことが可能である。

（制御系）
　図３はクローラクレーン１の制御系を示す概略ブロック図である。この図に示すように、クローラクレーン１の制御系は、マイクロコンピュータを備えたコントローラ３０を中心に構成される。コントローラ３０は図示を省略してあるが、一般的には、下部走行体２の側に搭載されているメインコントローラと、上部旋回体４の側に配置されている旋回体側のコントローラとから構成され、これらの間の通信用配線等がスリップリングを介して接続されている。

　コントローラ３０には、運転席３の前面部分に配置されている操縦盤３１が接続されており、運転席３に乗ったオペレータ（図示せず）によって操縦可能である。また、本例では、無線通信ライン３２を介して、コントローラ３０に遠隔操縦ユニット３３を接続可能である。遠隔操縦ユニット３３の電源をオンに切り替えると無線通信ライン３２を介して双方が接続状態になり、コントローラ３０は操縦モードが遠隔操縦モードに切り替わり、遠隔操縦によりクローラクレーン１を操縦可能になる。

　また、コントローラ３０には、クローラクレーン１の安全確保のための機構部として、過負荷防止機構などに加えて、ブーム旋回規制機構４０およびアウトリガ張り出し制御機構５０が備わっている。以下に、これらの機構４０、５０を説明する。

（旋回規制機構）
　図４はブーム旋回規制範囲を示す説明図である。図３および図４を参照して、ブーム旋回規制機構４０について説明する。

　ブーム旋回規制機構４０は、上部旋回体４に設けた旋回角度検出ポテンショメータ４１の出力に基づき上部旋回体４の旋回角度を検出し、ブーム５が予め設定されている運転席３の真上を含む所定の角度範囲内に旋回しないように自動的に旋回規制を行う。旋回角度を検出するために別の検出器を用いることも可能である。例えば機械式スイッチを用いて所定の旋回角度位置を検出することができる。図において、例えば、ブーム５の格納位置を５Ａとすると、ブーム５は、上部旋回体４の旋回軸４ａを中心として、時計回りに３３０°の旋回位置５Ｂまで旋回可能である（図４参照）。格納位置５Ａから反時計回りに３０°の角度範囲が旋回規制範囲Ｃに設定される。

　ブーム旋回規制機構４０は、運転席３の座面部分に配置されている機械式スイッチである着座スイッチ４２（オペレータ検出器）の出力に基づきオペレータが乗っていない場合などには、ブーム旋回規制を解除する。圧力センサなど別の検出器を用いてオペレータを検出することも可能である。ブーム旋回規制制御は、上部旋回体４を旋回させるための油圧回路の油圧バルブ４３を切り替えて、ここを介して旋回機構に供給される作動油圧の供給を制御することによって行われる。

　本例では、ブーム旋回規制機構４０は、着座スイッチ４２の出力がオン状態のときには、旋回角度検出ポテンショメータ４１の出力が、ブーム旋回規制範囲Ｃを規定する旋回位置５Ｂ（図４参照）を示す値になると、油圧バルブ４３を自動的に切り替えてブーム５の旋回を強制停止させる。また、ブーム旋回規制範囲Ｃ内へのブーム５の旋回指示操作は無効とする。

　これに対して、着座スイッチ４２の出力がオフ状態の場合には、ブーム旋回規制機構４０はブーム旋回規制制御を解除して、ブーム旋回規制範囲Ｃ内へのブーム５の旋回を可能にする。格納位置５Ａから、旋回位置５Ｂを超えて、格納位置５Ａの手前の角度位置、例えば、５°手前の旋回位置５Ｄまでの範囲内で旋回可能にする（図４参照）。

　また、遠隔操縦ユニット３３がオンして遠隔操縦モードに切り替わった場合においても、着座スイッチ４２がオフ状態であれば、ブーム旋回規制制御を解除する。これにより、遠隔操縦モードでは、格納位置５Ａから旋回位置５Ｄまでの範囲内（実質的に３６０°の範囲内）でブーム５を旋回させることが可能である。

（アウトリガ張り出し制御機構）
　図５はアウトリガ張り出し時のクローラクレーン１の浮き上がり状態を示す説明図である。図３および図５を参照して、アウトリガ張り出し制御機構５０について説明する。

　アウトリガ張り出し制御機構５０は、アウトリガ張り出し動作において、４本のアウトリガ７のそれぞれに配置した接地検出器５１～５４の出力に基づき各アウトリガ７の接地状態を検出する。接地検出機構としては公知の各種の機構を用いることができる。また、下部走行体２に取り付けられている車体傾斜検出器５５からの出力に基づき下部走行体２の姿勢を検出する。傾斜検出機構としても公知の各種の機構を用いることができる。アウトリガ張り出し制御は、アウトリガ７にそれぞれ取り付けられているＯＲシリンダ５６～５９を伸縮させるための油圧回路の各油圧バルブ５６ａ～５９ａを切り替えて、これらを介して供給される作動油圧の供給を制御することによって行われる。

　アウトリガ７のそれぞれの張り出し動作においては、まず、各アウトリガ７を、垂直旋回軸を中心として斜め外方に張り出す状態にする。しかる後に、各油圧シリンダ７ａ（図２参照）によりアウトリガ７を接地方向に伏せる動作を行う。次に、４本のアウトリガ７の接地検出器５１～５４がオンするまで、各ＯＲシリンダ５６～５９を作動させて、アウトリガ７を伸長させる。

　接地検出器５１～５４がオン状態に切り替わった後は、一定時間だけ、４本のＯＲシリンダ５６～５９を一定の速度で作動して、各アウトリガ７を同時に一定量だけ伸長させる。これにより、クローラクレーン１が所定量だけ浮き上がり、クローラベルト２ａの底面２ｂとの間に、規定量の隙間Ｈが形成される（図５参照）。なお、規定量の隙間Ｈを形成するために、隙間測定用の非接触型センサあるいは接触型センサを配置し、これらの出力に基づき隙間Ｈを形成することも可能である。

　この後は、車体傾斜検出器５５の出力に基づき、下部走行体２が水平姿勢となるように、４本のＯＲシリンダ５６～５９を個別に作動してアウトリガ７を個別に伸縮させる。これにより、アウトリガ７によるクローラクレーン１の設置状態（下部走行体２が規定量の隙間Ｈだけ浮き上がって水平姿勢に保持された状態）が形成される。

Claims (7)

1. 　下部走行体の定まった位置に搭載されている運転席と、旋回軸を中心として旋回可能および起伏可能な状態で前記下部走行体に搭載されているクレーン装置とを有する移動式クレーンにおいて、
   　前記運転席にオペレータがいるか否かを検出するオペレータ検出器と、
   　前記旋回軸を中心とする前記クレーン装置のブームの旋回位置を検出するブーム旋回検出器と、
   　前記ブーム旋回検出器からの出力に基づき、前記運転席の上方の所定角度範囲内においては前記ブームを旋回させないブーム旋回規制制御を行い、前記オペレータ検出器によって前記オペレータが検出されない場合には前記ブーム旋回規制制御を解除するコントローラと
   を有している移動式クレーン。
2. 　請求項１において、
   　遠隔操作により前記下部走行体および前記クレーン装置を操縦する遠隔操縦ユニットを有し、
   　前記コントローラは、前記オペレータが検出されず、かつ、操縦モードが前記遠隔操縦ユニットによる遠隔操縦モードの場合には、前記ブーム旋回規制制御を解除する移動式クレーン。
3. 　請求項１において、
   　前記オペレータ検出器は、前記運転席の座面部分に取り付けた機械式スイッチあるいは圧力センサである移動式クレーン。
4. 　請求項１において、
   　前記下部走行体はクローラ式の走行体である移動式クレーン。
5. 　請求項１において、
   　前記下部走行体に取り付けた複数本のアウトリガを有しており、
   　前記コントローラは、前記下部走行体の接地面と、当該下部走行体が位置する地面との間の隙間が予め設定されている規定量となるように、前記アウトリガのそれぞれの張り出し量を制御する移動式クレーン。
6. 　請求項５において、
   　前記アウトリガのそれぞれの接地状態を検出する接地検出器と、
   　前記下部走行体の傾斜状態を検出する車体傾斜検出器と
   を有しており、
   　前記コントローラは、
   　前記接地検出器のそれぞれが接地状態を検出するまで前記アウトリガのそれぞれの伸長動作を行わせる接地機能と、
   　前記アウトリガのそれぞれを同時に一定時間だけ一定の速度で伸長させることにより、前記隙間が前記規定量となるようにする車体浮き上げ機能と、
   　前記車体傾斜検出器の出力に基づき、前記下部走行体が水平姿勢となるように前記アウトリガのそれぞれを個別に伸長させる水平出し機能と
   を備えている移動式クレーン。
7. 　請求項６において、
   　前記下部走行体はクローラ式の走行体であり、
   　前記隙間は、前記下部走行体のクローラベルトの下面から地面までの間の距離である移動式クレーン。

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