JP7117152B2 - クレーン用のブーム装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献1に記載の移動式クレーンのような、上下2つの折り畳み式のブームにおける上部ブームの起伏作動は、リンク機構を有する油圧シリンダを用いることが一般的である。リンク機構を有効に利用することで、油圧シリンダの限られたシリンダロッドストローク長であっても、必要十分なブーム起立力と起伏角度を得ている。
(構成)
図1~図3に示すように、本実施形態に係るタワークレーン1は、シャーシフレーム2と、走行装置3と、ベース4と、コラム5と、クレーン装置6と、アウトリガ装置9とを備える。加えて、運転席10と、操作部11と、ウインチ12と、ワイヤロープ13と、フック14と、原動部15と、コントロールボックス16と、フック格納ブラケット17とを備える。
ベース4は、シャーシフレーム2の上部に連結固定されており、コラム5は、ベース4の上部に旋回自在に立設されている。
クレーン用のブーム装置6(以下、単に「クレーン装置6」と称する)は、コラム5の上端に起伏自在に枢支され、入子式の箱型ブームで構成された伸縮式の起伏ブーム7と、この起伏ブーム7の先端部に起伏自在に枢支され、入子式の箱型ブームで構成された伸縮式の折曲げブーム8とを備える。
右前、右後、左前及び左後アウトリガ9RF、9RR、9LF及び9LRは、シャーシフレーム2上に旋回かつ起伏自在に設けられた基端側アームと、基端側アームの先端に起伏自在に設けられた伸縮式の先端側アームとを備えている。
更に、右前、右後、左前及び左後アウトリガ9RF、9RR、9LF及び9LRは、基端側アームを起伏動作させる油圧アクチュエータである右前、右後、左前及び左後縦アウトリガシリンダ37RF、37RR、37LF及び37LRを備える。加えて、図4に示すように、先端側アームを起伏動作させると共に伸縮動作させる油圧アクチュエータである右前、右後、左前及び左後横アウトリガシリンダ36RF、36RR、36LF及び36LRを備える。
アウトリガ装置9は、図1に示す格納状態から、各アウトリガ9RF~9LRを手動で水平方向に回動させることで、図2及び図3に示すように、機体に対して放射状の張り出し位置に位置させられるように構成されている。その後、操作部11の操作又は遠隔操作装置162(後述)の操作によって、各横アウトリガシリンダ36RF~36LRを駆動して各アウトリガ9RF~9LRの先端側アームを起方向に動作させると共に伸長させる。更に、各縦アウトリガシリンダ37RF~37LRを駆動して各アウトリガ9RF~9LRの基端側アームを伏方向に動作させて先端側アームの下部を地上に接地させることで、全周同一の吊上げ性能を確保しつつ、機体の安定を図るようになっている。
操作部11は、タワークレーン1の後端部に設けられており、運転席10の前方かつ後端部の左側に配された左右一対の走行操作レバー及び複数の操作スイッチが配置された操作パネル(不図示)と、操作パネルの右横側に設けられた複数の操作レバー(不図示)とを有している。
複数の操作レバーは、図4に示す、コントロールバルブ15cのアウトリガ用切換制御弁82、旋回用切換制御弁83、ブーム伸縮用切換制御弁84、ウインチ用切換制御弁85、ブーム起伏用切換制御弁86内の各スプールを直接作動させている。
具体的に、上記各操作レバーは、クレーン装置6の左旋回動作及び右旋回動作を操作するレバー、起伏ブーム7及び折曲げブーム8の伸縮動作を操作するレバー、フック14の巻上動作及び巻下動作を操作するレバー、起伏ブーム7及び折曲げブーム8の起伏動作を操作するレバーを含む。
なお、クレーン操作-アウトリガ操作切換スイッチは、クレーン装置6を操作可能とするためのクレーンモードとアウトリガ装置9を操作可能とするためのアウトリガモードとを切り換えるためのスイッチである。
また、伸縮ブーム切換スイッチは、クレーンモードにおいて、起伏ブーム7を伸縮操作可能とするための起伏ブーム伸縮操作モードと折曲げブーム8を伸縮操作可能とするための折曲げブーム伸縮操作モードとを切り換えるためのスイッチである。
上記各モード切り換えスイッチによって、上述の走行装置3、クレーン装置6及びアウトリガ装置9と、クレーンモードにおける起伏ブーム7及び折曲げブーム8とは、安全のため同時には作動できないように構成されている。
また、図2及び図3に示すように、起伏ブーム7の後端面の略中央位置にはウインチ12が突設されている。そして、タワークレーン1は、このウインチ12からワイヤロープ13を第1のシーブ44及び第2のシーブ45を介して折曲げブーム8の先端部に導く。そして、この先端部の上部に設けられた第3のシーブ46と、第3のシーブ46の下方であり、折曲げブーム8の先端内部に設けられた第4のシーブ(図示略)とを介してフック14に掛回すことにより、フック14が折曲げブーム8の先端部から吊り下げられている。
更に、タワークレーン1は、図1から図4に示すように、コラム5の旋回、起伏ブーム7及び折曲げブーム8の伸縮、ウインチ12の巻上げ及び巻下げ、並びに起伏ブーム7及び折曲げブーム8の伸縮を行うための油圧アクチュエータを備える。
即ち、タワークレーン1は、旋回用油圧モータ30、起伏ブーム伸縮用油圧シリンダ31、折曲げブーム伸縮用油圧シリンダ32、ウインチ用油圧モータ33、起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34及び折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35を備える。
起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34は、図3及び図4に示すように、第1の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34R及び第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34Lの一対の油圧シリンダから構成される。
また、折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35は、第1の折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35R及び第2の折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35Lの一対の油圧シリンダから構成される。
一方、圧油供給装置15bは、図4に示すように、エンジン15aを駆動源として駆動する油圧ポンプ60と、左吐出ポート61Lと、右吐出ポート61Rと、主管路62と、戻り管路63と、タンク64とを備えている。
また、コントロールバルブ15cは、クレーン用切換制御弁80と、アクセルシリンダ81と、アウトリガ用切換制御弁82と、旋回用切換制御弁83と、ブーム伸縮用切換制御弁84と、ウインチ用切換制御弁85と、ブーム起伏用切換制御弁86とを備えている。更に、横アウトリガシリンダ切換弁87と、縦アウトリガシリンダ切換弁88と、走行用切換制御弁89と、第1の電磁切換弁820と、第2の電磁切換弁840と、第3の電磁切換弁860とを備えている。
クレーン用切換制御弁80は、主管路62と戻り管路63との間に設けられた、メインリリーフ弁(アンロード弁)180と、アンロード弁作動用ソレノイド181と、フック固定用リリーフ弁182とを備えている。
フックリリーフソレノイド182aは、オペレータの手動操作による、操作部11又は遠隔操作装置162におけるフック固定スイッチの操作に応じたコントローラ160からの作動信号Hrに応じてON状態又はOFF状態のいずれか一方の状態となる。そして、ON状態のときに主管路62からの圧油の油路を、フックリリーフ弁182bを圧油が流れる油路へと切り換える。
これによって、フック固定スイッチがON状態の間は、フック14の巻上げ作動圧力を低圧に制限してフック14を固定するフック格納ブラケット17の損傷を防ぐことが可能となる。
第1の電磁切換弁820は、圧油の給油先として各アウトリガ9RF~9LRの各横アウトリガシリンダ36RF~36LRまたは各縦アウトリガシリンダ37RF~37LRのいずれか一方を選択する制御弁である。
横アウトリガシリンダ切換弁87は、横アウトリガシリンダ36RF~36LRごとに圧油を給油するか否かを選択する制御弁である。
縦アウトリガシリンダ切換弁88は、縦アウトリガシリンダ37RF~37LRごとに圧油を給油するか否かを選択する制御弁である。
縦アウトリガシリンダ切換弁88は、オペレータの手動操作による操作部11における、縦アウトリガシリンダ選択スイッチ(図示略)の操作によるコントローラ160からの作動信号Actr7~10に応じて、各縦アウトリガシリンダ37RF~37LRに対する圧油の油路を切り換える。
ブーム伸縮用切換制御弁84は、操作部11の操作レバーの操作量に応じて又は遠隔操作装置162の操作に応じたコントローラ160からの作動信号Bctr1に応じて、第2の電磁切換弁840に対して圧油を流入する。
第2の電磁切換弁840は、圧油の給油先として起伏ブーム伸縮用油圧シリンダ31又は折曲げブーム伸縮用油圧シリンダ32のいずれか一方を選択する制御弁である。
第2の電磁切換弁840は、オペレータの手動操作による操作部11における、伸縮ブーム切換スイッチ(図示略)の操作に応じた又は遠隔操作装置162からの操作信号Rctrに応じたコントローラ160からの切換制御信号Bctr3に応じて、起伏ブーム伸縮用油圧シリンダ31又は折曲げブーム伸縮用油圧シリンダ32に対する圧油の油路を切り換える。
ブーム起伏用切換制御弁86は、操作部11の操作レバーの操作量に応じて又は遠隔操作装置162の操作に応じたコントローラ160からの作動信号Bctr2に応じて、起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34および折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35に圧油を給油する。
ブーム起伏用切換制御弁86から流出した圧油は、まず第3の電磁切換弁860に流入する。
第3の電磁切換弁860は、オペレータの手動操作による、操作部11における起伏ブーム切換スイッチ(図示略)の操作に応じた又は遠隔操作装置162からの操作信号Rctrに応じたコントローラ160からの切換制御信号Bctr4に応じて、起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34又は折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35に対する圧油の油路を切り換える。
これにより、このタワークレーン1は、圧油供給装置15bを作動させ、左右一対の走行操作レバーを同時に前進または後退操作することで、走行装置3を駆動して前進または後退方向に走行可能である。また、右折ないし左折する場合、左右一対の走行操作レバーを個別に前進または後退操作することで、対応する左右の履帯を個別に駆動できるため、単純に左右の速度差で回頭可能である。
受信機161は、信号線(図示略)を介してコントローラ160と接続されている。受信機161は、遠隔操作装置162から無線送信された遠隔操作信号Rctrを受信し、受信した遠隔操作信号Rctrを、信号線を介してコントローラ160に入力する。
コントローラ160には、図5に示すように、操作部11からの操作信号Ctr、遠隔操作装置162からの遠隔操作信号Rctr、各種切換制御弁82~86及びアクセルシリンダ81からの切換位置信号L1~L6等が入力されている。そして、コントローラ160は、これら入力信号に応じて、タワークレーン1の備える油路切換用の電磁弁等の各種電気装置を作動制御する。
コントローラ160は、さらに、上述した受信機161、操作部11、遠隔操作装置162、及びコントロールバルブ15c等を含めた各装置に対してデータの入出力を媒介する入出力I/F(インターフェース)と、データ転送用の各種内外バスとを備えている。各種内外バスによって、CPU、ROM、RAM及びタイマとの間が接続されていると共に、このバスに入出力I/Fを介して上記各装置が接続されている。
更に、実施形態に係るタワークレーン1は、図1~図3に示すように、起伏ブーム7の起立角度を規制する起立角度規制部材20を備える。また、タワークレーン1のクレーン装置6は、起伏ブーム7の基端寄りの位置に設けられた基端側ブラケット40と、起伏ブーム7の先端側でかつ折曲げブーム8の基端側に設けられた第1の先端側ブラケット41とを備える。更に、クレーン装置6は、第1の先端側ブラケット41に接続されたVリンク機構42と、折曲げブーム8の先端寄りにかつ下部側に一部が突出するように設けられた第2の先端側ブラケット43とを備える。なお更に、クレーン装置6は、上記起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34と、上記折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35と、格納状態時における折曲げブーム8の先端部の上部位置に設けられた第3のシーブ46とを備える。ここで、格納状態では、起伏ブーム7及び折曲げブーム8が共に地面に対して水平な状態となっている。
以降の説明において、「一方の側面側」は、図1~図3のタワークレーン1の各姿勢における各構成部材の右手側を指すこととし、「他方の側面側」は、図1~図3のタワークレーン1の各姿勢における各構成部材の左手側を指すこととする。
基端側ブラケット40は、起伏ブーム7と一体的に形成されており、図2に示す姿勢において、起伏ブーム7の前方側に突出して形成された第1の接続部40aと、起伏ブーム7の後方側に突出して形成された第2の接続部40bとを備える。
更に、第1の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34Rのロッド側の一端部が、コラム5の右手側の前端部の内側に、第1のシリンダピン340を介して水平な軸回りに回転自在に軸支されている。加えて、第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34Lのロッド側の一端部が、コラム5の左手側の前端部の内側に、第1のシリンダピン340を介して水平な軸回りに回転自在に軸支されている。
基端ブラケット41aは、起伏ブーム7の先端部を挟んで対向する2枚のプレート状の部材を有し、後端部かつ下端部には、前記2枚のプレート状の部材の内側に第1のシーブ44が、水平な軸回りに回転自在に軸支されている。
第1のVリンク42Rは、2枚のプレート状のリンク420R及び421Rを備えている。そして、リンク420R及び421Rの一端がそれぞれ第1の折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35Rのロッド側の一端に、水平な軸であるリンク用ピン422回りに回転自在に枢支された構成となっている。加えて、リンク421Rの他端が、基端ブラケット41aの右手側の下部に、水平な軸であるリンク用ピン424回りに回転自在に軸支され、リンク420Rの他端部が、先端ブラケット41bの右手側の上部に、水平な軸である第2シーブ軸423回りに回転自在に軸支された構成となっている。
リンク基部420Rsは、図27(c)に示すように、その他端部を平面視で斜め下方向に延長して形成されたシーブ取付部420Raと、シーブ取付部420Raにその板面を貫通して設けられた軸孔420Rbとを備えている。更に、リンク基部420Rsは、その他端寄りの部分に板面を貫通して設けられたピン孔420Rcを備えている。
ここで、図27(c)に示すように、リンク基部420Rsの他端部を斜め下方に延長してシーブ取付部420Raを形成する構成としたが、このときのピン孔420Rcの中心と軸孔420Rbの中心とを通る直線420Rhと、ピン孔420Rcの中心とピン孔420Rfの中心とを通る直線420Riとがなす角度θは略30°となるように構成されている。
なお、左手側のリンク420Lは、右手側のリンク420Rを裏返した形状を有している。即ち、一部図示省略するが、図26(a)及び(b)に示すように、リンク420Lは、リンク基部420Lsと、リンク延長部420Ld及び420Leとを備えている。リンク基部420Lsは、その他端部を平面視で斜め方向に延長して形成されたシーブ取付部420Laと、シーブ取付部420Laにその板面を貫通して設けられた軸孔420Lbとを備えている。更に、リンク420Lsは、その他端寄りの部分に板面を貫通して設けられたピン孔420Lcを備えている。
また、リンク延長部420Leは、リンク延長部420Ldよりも短尺に構成され、その一端部のリンク基部420Lsと重なる部分から先の部分は、リンク基部420Lsの一端部から突出するように構成されている。そして、リンク延長部420Leは、その突出部分の先端部(他端部)のピン孔420Lfと同軸となる位置に、板面を貫通して設けられたピン孔420Lgを備えている。
即ち、図26(a)に示すように、起伏ブーム7及び折曲げブーム8が格納姿勢において、リンク420Rは、第1の折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35Rのロッド側の一端と第2シーブ軸423との間に斜めに懸架されている。加えて、リンク420Lは、第2の折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35Lのロッド側の一端と第2シーブ軸423との間に斜めに懸架されている。そして、シーブ取付部420Ra及びRbは、上述したようにリンク420R及び420Lの他端部から角度θで斜めに突出した構成となっている。そのため、起伏ブーム7及び折曲げブーム8が格納姿勢において、シーブ取付部420Ra及びRbは機体後方側に突出した姿勢となっている。
また、第2のシーブ45は、第1のシーブ44に対してワイヤロープ13を架け渡し可能に、それぞれの溝部同士が対向する位置関係に配設されている。具体的に、第1のシーブ44は起伏ブーム7の幅方向の中央位置に長手方向に溝部を向けた姿勢で配設され、第2のシーブ45は折曲げブーム8の幅方向の中央位置に長手方向に溝部を向けた姿勢で配設されている。これによって、ワイヤロープ13を真っ直ぐに架け渡すことが可能となっている。
更に、第1及び第2の折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35R及び35Lは、それぞれのロッド側の一端部同士が第1のVリンク42R及び第2のVリンク42Lの一端部側の回転軸となるリンク用ピン422によって接続されている。
かかる構成によって、第1及び第2の折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35R及び35Lを伸長させることで折曲げブーム8が起方向(起伏ブーム7から遠ざかる方向)に回動し、一方、縮小させることで折曲げブーム8が伏方向(起伏ブーム7に近づく方向)に回動する。
次に、本実施形態のコラム5の詳細な構成を説明する。
このコラム5は、図6(a)及び(b)並びに図7(a)及び(b)に示すように、ベースプレート50と、このベースプレート50上に所定の間隙を空けて立設された第1及び第2の上部プレート51R及び51Lとを備える。
第1の上部プレート51Rは、図6(a)及び図7(a)に示すように、右手側から側面視して、第1の縦板部51Raと、第2の縦板部51Rbと、第1の縦板部51Raと第2の縦板部51Rbとをつなぐ第1の横板部51Rcとを有し、略「H」字状に構成されている。
第1の縦板部51Raは、第2の縦板部51Rbよりも長尺に構成され、その上部は、起伏ブーム7の基端部を、ブームフートピン75を介して起伏自在になるように枢支しており、かつ図1で示す車両前方側へ突き出た構成となっている。また、第2の縦板部51Rbの上部には、後述するピン穴52R、53R、54Rが設けられており、その上端部は略水平な面に形成されている。
第1-1~第1-3のピン穴52R~54Rは、第1-1の挿通孔52Ra、第1-2の挿通孔53Ra及び第1-3の挿通孔54Raを備える。加えて、第1-1~第1-3の挿通孔52Ra~54Raの開口部分の周囲を囲むように突出して形成された第1-1のボス52Rb、第1-2のボス53Rb及び第1-3のボス54Rbを備える。
第2の上部プレート51Lは、図6(b)及び図7(b)に示すように、左手側から側面視して、第1の上部プレート51Rと鏡面対称となる形状(第1の上部プレート51Rを裏返した形状)を有する。即ち、長尺の左辺側を構成する第3の縦板部51Laと、短尺の右辺側を構成する第4の縦板部51Lbと、第3の縦板部51Laと第4の縦板部51Lbとをつなぐ第2の横板部51Lcとを有する。
第3の縦板部51Laの上部は、起伏ブーム7の基端部を、ブームフートピン75を介して起伏自在になるように枢支しており、かつ図1で示す車両前方側へ突き出た構成となっている。また、第4の縦板部51Lbの上部には、後述するピン穴52L、53L、54Lが設けられており、その上端部は略水平な面に形成されている。
第1-4~第1-6のピン穴52L~54Lは、第1-1~第1-3のピン穴52R~54Rと同様の構成を有し、第1-4の挿通孔52La、第1-5の挿通孔53La及び第1-6の挿通孔54Laと、第1-4のボス52Lb、第1-5のボス53Lb及び第1-6のボス54Lbとを備える。
更に、第1-1~第1-3のピン穴52R~54Rと、第1-4~第1-6のピン穴52L~54Lとは、側面視で、同じ相対位置関係でかつ同心に設けられている。
なお、第1のブーム載置部59R及び第2のブーム載置部59Lの詳細な構成については後述する。
また、以下、第1-1~第1-3のピン穴52R~54Rと、第1-4~第1-6のピン穴52L~54Lとを、総じて「第1-1~第1-6のピン穴52R~54L」と略記する場合がある。
次に、本実施形態に係る起立角度規制装置の詳細な構成を説明する。
この起立角度規制装置は、第1及び第2の起立角度規制部材20R及び20Lと、コラム5に形成された第1-1~第1-6のピン穴52R~54Lと、第1及び第2の角度規制ピン23R及び23Lと、後述する第1~第4の支持部500a~500dとを備える。
第1の右手側プレート21Rは、金属製のプレートから形成されており、図8(a)に示すように、側面視で、一端側の端部の幅が他端側の端部の幅よりも広くなっており、かつ、一端側から他端側に向かって徐々に狭くなる形状となっている。即ち、一端側の端部を短辺として、各頂点が丸みをおびた略鈍角三角形状に形成されている。加えて、第1の右手側プレート21Rは、その一端部にプレート面を貫通して形成された第2-1のピン穴210R、第2-2のピン穴211R及び第2-3のピン穴212Rの3つのピン穴と、その他端部にプレート面を貫通して形成された第1の連結穴213Rとを備える。
第2の右手側プレート22Rは、図8(b)に示すように、側面視で両端部がティアドロップ形状の長板状の金属製プレートから形成されている。加えて、第2の右手側プレート22Rは、その一端部にプレート面を貫通して形成された第2の連結穴220Rと、その他端部にプレート面を貫通して形成された第3の連結穴221Rとを備える。
第1の左手側プレート21Lは、第1の右手側プレート21Rと同様の構成を有しており、図8(a)中の括弧内の符号に示すように、その一端部に形成された第2-4のピン穴210L、第2-5のピン穴211L及び第2-6のピン穴212Lと、その他端部に形成された第4の連結穴213Lとを備える。
また、第2の左手側プレート22Lは、第2の右手側プレート22Rと同様の構成を有しており、図8(b)中の括弧内の符号に示すように、その一端部に形成された第5の連結穴220Lと、その他端部に形成された第6の連結穴221Lとを備える。
第1の右手側プレート21Rの一端部は、図9(a)に示すように、起伏ブーム7が格納位置(図1の位置)にある、ブーム格納状態のときのみに限って、コラム5に形成された第1-1~第1-3のピン穴52R~54Rに対して、第2-1~第2-3のピン穴210R~212Rが側面視で各々の中心軸が軸方向に丁度重なり合う同軸位置に配置される。
また、第1の左手側プレート21Lの一端部は、図9(b)に示すように、起伏ブーム7が格納位置にある、ブーム格納状態のときのみに限り、コラム5に形成された第1-4~第1-6のピン穴52L~54Lに対して、第2-4~第2-6のピン穴210L~212Lが側面視で各々の中心軸が軸方向に丁度重なり合う同軸位置に配置される。
そして、第1の右手側プレート21Rは、図9(a)に示すように、第1~第3のピン穴対のいずれかに第1の角度規制ピン23Rが差し込まれることで、差し込まれた第1の角度規制ピン23Rを回転軸としてその軸回りに回転自在に軸支される。
なお、図9(a)及び(b)の例では、第1のピン穴対に第1の角度規制ピン23Rが差し込まれ、第4のピン穴対に第2の角度規制ピン23Lが差し込まれた場合を示している。
ここで、本実施形態の起立角度規制装置は、起伏ブーム7が格納位置にあるときに、オペレータが、第1及び第2の角度規制ピン23R及び23Lを差し込むピン穴対の位置によって、起伏ブーム7の起立角度を、予め設定された異なる3種類の第1~第3の起立角度のうちから所望の角度に選択することが可能に構成されている。具体的に、第1及び第4のピン穴対が第1の起立角度に対応し、第2及び第5のピン穴対が第2の起立角度に対応し、第3及び第6のピン穴対が第3の起立角度に対応している。
また、本実施形態では、各ピン穴対で軸方向に穴位置が重なるように配置された第1の右手側プレート21Rの下端側には、図9(a)に示すように、第1の上部プレート51Rの側面部上に、第1の支持部500a及び第2の支持部500bが突設されている。同様に、第1の左手側プレート21Lの下端側には、図9(b)に示すように、第2の上部プレート51Lの側面部上に、第3の支持部500c及び第4の支持部500dが突設されている。
第1及び第3の支持部500a及び500cは、図9(a)及び(b)に示すように、第1の右手側及び左手側プレート21R及び21Lの他端部寄りの位置の下側に設けられている。そして、その軸方向を第1の右手側及び左手側プレート21R及び21Lの下端部と直交する方向に向けて、かつ下端部にボルト部の先端部が当接可能に設けられている。
即ち、第1~第4の支持部500a~500dは、起伏ブーム7がブーム格納状態のときに限って、第1の右手側及び左手側プレート21R及び21Lの下端部を下方からずれ落ちることなく支持する置台である。よって、第1及び第2の角度規制ピン23R及び23Lが差し込まれていないときでも各組の穴同士の中心軸が同軸に重なり、ピンを差し込み可能な連通状態に維持することが可能である。
また、図9(b)に示すように、第1の左手側プレート21Lの他端部には、第2の左手側プレート22Lの一端部が、第4の連結穴213L及び第5の連結穴220Lに挿通された第2の連結ピン24Lを介して軸支されている。具体的に、第2の左手側プレート22Lは、第2の連結ピン24Lを回転軸としてその軸回りに回転自在に連結されている。
また、図9(b)に示すように、第2の左手側プレート22Lの他端部は、基端側ブラケット40の第1の接続部40aの左手側に、第6の連結穴221L及び第1の接続部40aに設けられた連結穴(図示略)に挿通された第3の連結ピン25を介して軸支されている。具体的に、第2の左手側プレート22Lとは、第3の連結ピン25を回転軸としてその軸回りに回転自在に接続されている。
同様に、第2の起立角度規制部材20Lは、図9(b)に示すように、起伏ブーム7がブーム格納状態のときにおいて、第1の左手側プレート21L及び第2の左手側プレート22Lが、その連結部を中心として「くの字」状に折れ曲がった状態となるように構成されている。
次に、起伏ブーム7の起立角度を目的の起立角度に規制するための第1-1~第1-6のピン穴52R~54Lの形成位置の設計手順について説明する。
なお、ブームフートピン75の位置、原動部15のエンジンカバー、折曲げブーム8等の周辺の他の装置の位置は予め決定されているものとする。
以下、第1-1~第1-3のピン穴52R~54Rの形成位置の設計手順について詳しく説明する。
次に、図11(a)に示すように、原動部15を構成するエンジンカバーや折曲げブーム8等の周辺の他の装置との取り合いから、起伏ブーム7側の第3の連結ピン25のおおよその位置(軸心位置b)を決定する。
次に、決定した軸心位置bと、既知のブームフートピン75の軸心位置とから、まずは、起立角度95°に対応する第1-1のピン穴52Rの位置を決定する。
F=M/B ・・・(1)
なお、タワークレーン1は、図16に示す作業姿勢を一例として説明すると、車両前方側に折曲げられた折曲げブーム8の先端に吊されたフック14を介して荷を吊るして荷役作業を行う。そのため、荷を吊った際に起伏ブーム7には車両前方側に引っ張られる力がかかり、その結果、第1の起立角度規制部材20Rには、引っ張り力Fが発生する。
本実施形態では、許容可能な引っ張り力Fの範囲で可能な限り第1の距離Bを短い距離に設定する。
τ=F/A+k ・・・(2)
上式(2)から、剪断応力τが予め設定した許容応力よりも小さくなるときのピン断面積Aを求めて、第1の角度規制ピン23Rのピン径及び第1-1のピン穴52Rの穴径(内径)を決定する。そして、第1-1のピン穴52Rの軸心位置を図11(a)中のa1点に決定する。
次に、第1の右手側プレート21R及び第2の右手側プレート22Rの長さを決定する。ここで、図11(a)に示すように、起立角度95°のときに第1の起立角度規制部材20Rが直線状となったときの、第3の連結ピン25の軸心位置と、決定した第1-1のピン穴52Rの軸心位置a1との間の直線距離をDとする。
r2=D-r11 ・・・(3)
このように、第1-1のリンク長r11を任意に決めると第1の軌跡t1との交点から第1の右手側プレート21Rと第2の右手側プレート22Rとの接続位置が決まる。この接続位置から、図11(c)に示すように、第1-1のリンク長r11をDr11に、第2のリンク長r2をDr2に決定する。更に、連結部の軸心位置である連結点をPとする。
また、第3の連結ピン25の軸心位置は、起伏ブーム7が伏動作時は、図11(a)に示すように、軌道O1に沿ってb点まで移動する。このとき、第1の起立角度規制部材20Rは、図11(c)に示すように、第1の右手側プレート21Rと第2の右手側プレート22Rとの連結点P(第1の連結ピン24Rの軸心位置)を中心に「逆くの字」状に折れ曲がった状態となる。
次に、起立角度85°に対応する第1-3のピン穴54Rの形成位置を決定する。
ここで、第2のリンク長r2はDr2に既に決まっており、また、本実施形態では、起伏ブーム7がブーム格納状態のときのP点の位置を固定とする。なお、P点の位置を固定とするのは、起伏ブーム7がブーム格納状態のときにおいて、第1~第3のピン穴対を、いずれも第1の角度規制ピン23Rを差し込み可能な状態とするためである。
そして、半径Dr2の円に接しかつP点を通る円の中心の軌跡である第2の軌跡t2と、半径Rbの円とが接する(または交わる)位置を第1-3のピン穴54Rの軸心位置a3として固定する。このときのP点を通る円の半径r13が、第2-3のピン穴212R及び第1-3のピン穴54Rに差し込まれた第1の角度規制ピン23Rの軸心位置と第1の連結ピン24Rの軸心位置との間の長さ(以下、「第1-3のリンク長r13」と記載する)となる。
以上のようにして、第1-1~第1-3のピン穴52R~54Rの形成位置を決定する。
更に、第1、第2及び第3の起立角度95°、90°及び85°の3つのピン穴の位置が決まると、コラム5の第1の上部プレート51Rの第2の縦板部51Rbの形状が決定する。
なお、第1-4~第1-6のピン穴52L~54Lの形成位置は、第1-1~第1-3のピン穴52R~54Rの形成位置が左右対称となり裏返しの位置となるため、同様に求めることが可能である。また、第2の上部プレート51L、第3及び第4の支持部500c及び500dについても同様である。よって、説明を省略する。
次に、起伏ブーム7の起立動作について説明する。
ここで、図9(a)及び(b)の例は、起立角度95°に対応する第1及び第4のピン穴対に第1及び第2の角度規制ピン23R及び23Lが差し込まれている状態を示す。
また、図9(a)及び(b)に示す格納状態では、第1及び第2の角度規制ピン23R及び23Lの抜き差しが可能な状態となっている。そのため、オペレータは、所望の起立角度に対応するピン穴対を選択して、選択したピン穴対に第1及び第2の角度規制ピン23R及び23Lを差し込むことで、起伏ブーム7を所望の起立角度で起立させることが可能である。
以下、右手側から見た場合の起伏ブーム7がブーム格納状態から各起立角度での起立状態へと移行する動作である起立動作について説明する。
最初に、第3の電磁切換弁860を起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34側に切り換える。この切換操作は、オペレータが操作部11の起伏ブーム切換スイッチ(図示略)を、起伏ブーム起伏操作モード側に切り換えることで行う。
次に、図9(a)に示す起伏ブーム7の格納状態及び第1の角度規制ピン23Rの差し込み状態で起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34を伸長方向に駆動すると、起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34が伸長し、起伏ブーム7が起方向に回動する。これにより、図13(a)に示すように、第1の角度規制ピン23Rが固定軸、第3の連結ピン25が可動軸となり、起伏ブーム7の起立に同調して、第1の右手側プレート21R及び第2の右手側プレート22Rを引き延ばす。
このとき、第1及び第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34R及び34Lはストロークエンドまでには達していない。つまり、起伏ブーム7が吊荷によって倒伏側へ掛かるモーメントMは、リンク(起立角度規制部材)に掛かる張力としてのみ受けており、第1及び第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34R及び34L側には伝わっていない。なお、万が一、どちらか一方の起立角度規制部材が破損など不具合を起こした場合でも、もう片側の起立角度規制部材でモーメントMを受けることとなる。さらに両側の起立角度規制部材が破損した場合でも、今度は起伏ブーム7のモーメントMを第1及び第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34R及び34Lで受けることとなり、安全性確保のために二重三重のフェールセーフ構造となっている。
ここで、図9(a)に示す格納状態で第1の角度規制ピン23Rの差し込み位置を第2のピン穴対(90°に対応)の位置とした場合の起立動作については、図14(a)及び図14(b)に示すように、コラム5側の回転軸の位置が第2のピン穴対の位置となるだけで、第1のピン穴対(95°に対応)のときと同様の動作となるため説明を省略する。この起立動作によって、図14(b)に示すように、起伏ブーム7が90°の起立角度に規制される。
この直線距離D2は、直線距離D1よりも短くなっている(D2<D1)。そのため、第1のピン穴対に第1の角度規制ピン23Rを差し込んだときと比較して、直線状となったときの第2の右手側プレート22Rの他端部(第3の連結穴221R)の到達位置がより高い位置となる。但し、直線距離D1よりも短い状態で、より高い位置となるため、第3の連結穴221Rの前方への到達位置は第1のピン穴対のときよりも後方側となる。
この状態における、第3のピン穴対に差し込まれた第1の角度規制ピン23Rの軸心と、第2の右手側プレート22Rの他端部側の第3の連結ピン25の軸心との間の直線距離をD3とする。
加えて、本実施形態の起伏ブーム7及び折曲げブーム8は、伸縮式のブームから構成されている。そのため、図16に示すように、作業時は、起立状態の起伏ブーム7を伸長することで、吊荷の揚程高さをより高く確保することが可能となり、折り曲げ状態の折曲げブーム8を伸長することでより前方の荷を吊ることが可能となる。
更に、本実施形態のタワークレーン1は、起伏ブーム7の起立角度を95°、90°及び85°の3種類のうちから選択することが可能である。そのため、3種類の起立角度から作業環境に合った起立角度を選択して作業することが可能である。
具体的に、図10に示すように、起立角度90°のときは、起伏ブーム7が前後に傾かずに直立し、起立角度95°のときは、起伏ブーム7が前方側に5°傾いて起立し、起立角度85°のときは、起伏ブーム7が後方側に5°傾いて起立した状態となる。
以上、右手側から見た場合の起伏ブーム7のブーム格納状態から各起立角度への起立動作について説明したが、左手側から見た場合の起立動作についても左右対称となり裏返しとなるだけで同様の動作となる。よって、説明を省略する。
そして、第1及び第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34R及び34Lを伸長することで、起伏ブーム7が起立方向に回動する構成となっている。
その結果、図13(b)、図14(b)及び図15(b)に示すように、起立角度が規制されている状態では、直線状となった第1の起立角度規制部材20Rと、伸長状態の第1の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34Rとが、側面視で、アルファベットの「X」を描くがごとく交差した状態となる。このことは、左手側の第2の起立角度規制部材20Lと、第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34Lとについても同様となる。
このように、起立状態時に「X」を描く配置関係とすることで、起伏ブーム7の周囲に起立角度規制部材20及び起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34を集約することが可能となる。その結果、建物内などの狭い場所での作業時などに作業者の視線を遮りにくくなって視認性を向上することが可能となる。
次に、本実施形態に係るブーム起伏動作制御装置について説明する。
ここで、図17(a)に示すように、第1の上部プレート51Rの第2の縦板部51Rbの内側面には、第1のセンサ支持部材150Rを介して、第1-1~第1-3の挿通孔52Ra~54Raの近傍に、第1の近接スイッチ56R、第2の近接スイッチ57R及び第3の近接スイッチ58Rが設けられている。
また、図17(b)に示すように、第2の上部プレート51Lの第4の縦板部51Lbの内側面には、第2のセンサ支持部材150Lを介して、第1-4~第1-6の挿通孔52La~54Laの各開口部の近傍に、第4の近接スイッチ56L、第5の近接スイッチ57L及び第6の近接スイッチ58Lが設けられている。
本実施形態では、省スペース化を優先して、図7(a)及び(b)に示すように、第1及び第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34R及び34Lが、第1及び第2の上部プレート51R及び51Lの間に配置されている。そして、この第1及び第2の上部プレート51R及び51Lに挟まれた空間内を通って、第1及び第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34R及び34Lが上下方向に回動する。
そのため、例えば、第1-1~第1-3のピン穴52R~54Rのいずれか1つと、これと同心の第1-4~第1-6のピン穴52L~54Lのいずれか1つとに、共通の1本の長尺のピンを挿通して、このピンを回転軸とすることができない構成となっている。
従って、本実施形態では、第1の上部プレート51R側と、第2の上部プレート51L側とで、それぞれ別のピンを備えるようにした。具体的に、図18(a)及び(b)に示すように、ピン穴に差し込み時に第1の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34Rと接触しない程度に短尺の第1の角度規制ピン23Rと、ピン穴に差し込み時に第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34Lと接触しない程度に短尺の第2の角度規制ピン23Lとを備えるようにした。
第1のプランジャボール23Rbは、バネ等の弾性部材によって支持されており、外部から力を加えられていない状態で先端部の外周面から軸線と直交方向に一部が出っ張った状態となり、力が加えられると弾性部材が縮んで出っ張った部分が内側にへこむように構成されている。
また、第2の角度規制ピン23Lは、第1の角度規制ピン23Rと同様の構成を有し、第2のハンドル23Lhと、第2のプランジャボール23Lbとを有する。
オペレータは、図18(a)及び(b)に示すように、第1の上部プレート51R及び第1の右手側プレート21Rに設けられた第1-1~第1-3のピン穴52R~54R及び第2-1~第2-3のピン穴210R~212Rのうち所望の起立角度に対応するピン穴の組に第1の角度規制ピン23Rを差し込む。同様に、第2の上部プレート51L及び第1の左手側プレート21Lに設けられた第1-4~第1-6のピン穴52L~54L及び第2-4~第2-6のピン穴210L~212Lのうち所望の起立角度に対応するピン穴の組に第2の角度規制ピン23Lを差し込む。
このとき、図18(b)に示すように、差し込まれた第1及び第2の角度規制ピン23R及び23Lの先端部は、第1及び第2のプランジャボール23Rb及び23Lbと共に第1及び第2の上部プレート51R及び51Lの対向する内側に突出する。
ここで、第1~第3の近接スイッチ56R~58R及び第4~第6の近接スイッチ56L~58Lは、各対応するピン穴から内側に突出したピンの先端部を検知するように構成されており、この検知結果を示す検知信号SW1~SW6を、不図示の信号線を介してコントローラ160に送信するように構成されている。
なお、図5に示すコントローラ160と、図17(a)及び(b)に示す、第1~第3の近接スイッチ56R~58Rと、第4~第6の近接スイッチ56L~58Lとから、本実施形態のブーム起伏動作制御装置が構成される。以下、第1~第3の近接スイッチ56R~58R及び第4~第6の近接スイッチ56L~58Lを、「第1~第6の近接スイッチ56R~58L」と略記する場合がある。
次に、コントローラ160で実行されるブーム起伏動作制御処理の処理手順について説明する。この処理は、所定のサンプリング周期で繰り返し行われる処理となる。
コントローラ160のCPUでブーム起伏動作制御処理が実行されると、まず、図20に示すように、ステップS100に移行する。
ステップS100では、コントローラ160において、第1~第6の近接スイッチ56R~58Lから送信されてくる検知信号SW1~SW6に基づき、検知結果を示す情報をRAM等のメモリに読み込む。その後、ステップS102に移行する。
例えば、図21(a)に示す例では、第1及び第2の角度規制ピン23R及び23Lが、同じ起立角度85°に対応する第3及び第6のピン穴対に差し込まれている。この場合は、第3の近接スイッチ58Rにて第1の角度規制ピン23Rの先端部が検知され、第6の近接スイッチ58Lにて第2の角度規制ピン23Lの先端部が検知される。従って、コントローラ160は、これらの検知結果を示す検知信号SW3及びSW6と、検知なしを示す検知信号SW1、SW2、SW4及びSW5とから、第1及び第2の角度規制ピン23R及び23Lが、同じ起立角度に対応するピン穴対のみに差し込まれていると判定する。
ステップS104に移行した場合は、コントローラ160において、起伏ブーム7の作動を許可するフラグを設定して、ステップS106に移行する。
例えば、図21(a)に示す例では、第1及び第2の起立角度規制部材20R及び20Lが、同じ起立角度85°に対応する第3及び第6のピン穴対のみに差し込まれた第1及び第2の角度規制ピン23R及び23Lを回転軸として正常に回動することが可能な状態となる。そのため、このような状態の場合に起伏ブーム7の起伏動作を許可する。
一方、ステップS102において、第1及び第2の角度規制ピン23R及び23Lが、同じ起立角度に対応するピン穴対のみに差し込まれていないと判定されてステップS108に移行した場合は、コントローラ160において、起伏ブーム7の作動を禁止するフラグを設定する。その後、ステップS110に移行する。
即ち、起伏ブーム7の作動を禁止するフラグが設定されている間は、起伏ブーム7の作動に係る操作入力に対して、メインリリーフ弁180を開状態として、油圧ポンプ60の運転状態を、アンロード状態(無負荷運転状態)にする。
次に、ブーム装置の格納状態からの展開時の動作について詳細に説明する。以下、タワークレーン1を右手側から見た場合の動作を説明する。
図26(a)及び図30(a)に示すように、起伏ブーム7及び折曲げブーム8が格納姿勢の状態では、リンク420R及び421Rと第1の折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35Rとは横向きに略Y字状となっている。このとき、折曲げブーム8の上側の面の頂辺に沿った直線8sとリンク420Rの軸孔420Rbの中心とピン孔420Rcの中心とを通る直線420Rhとが略平行な状態となっている。即ち、直線8sに対する直線420Rhの角度(以下、「シーブ角度α」と称する)は略180°となっている。
この格納姿勢の状態から、まず、折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35を伸長作動させることで、折曲げブーム8を起方向へと所定角度だけ回動させる。その後、起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34を伸長作動させることで、起伏ブーム7を起方向に所定角度だけ回動させる。これにより、起伏ブーム7及び折曲げブーム8は、図26(b)に示す姿勢となる。
即ち、図26(b)に示す姿勢から、折曲げブーム8を更に起方向に回動させることで、リンク420Rのリンク用ピン422側の一端部が第1の折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35Rの伸長方向に更に押される。そのため、図30(c)に示すように、シーブ取付部420Raが時計回りに更に回動する。この回動により、シーブ角度αが更に小さくなる。即ち、第2のシーブ45が先端ブラケット41bの外周に沿って折曲げブーム8の先端側へと更に移動する。その結果、第2のシーブ45が第1のシーブ44から離れる方向に移動する。但し、折曲げブーム8の起方向への回動によって、第2のシーブ45を含むリンク420Rの他端側は、上記離れる方向への移動距離よりも大きく第1のシーブ44へと近づく方向に移動する。
即ち、図28(a)に示す姿勢から、更に折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35を伸長作動させることで、図28(b)に示すように、折曲げブーム8を更に起方向へと回動させることが可能である。
このように、起立固定された起伏ブーム7に対して、折曲げブーム8を更に起方向に回動させることで、第2のシーブ45を含むリンク420Rの他端側は第1のシーブ44へとより近づいていく。また、リンク420Rのリンク用ピン422側の一端部が第1の折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35Rの伸長方向に更に押される。そのため、図30(d)に示すように、シーブ取付部420Raが時計回りに更に回動し、シーブ角度αが更に小さくなる。
即ち、図31(a)に示すように、起立角度95°の場合は、起伏ブーム7の5°分の前傾姿勢に対して85°の回動が行えるため起伏ブーム7に対して180°までの展開が可能となっている。一方、図31(b)に示すように、起立角度90°の場合は、起伏ブーム7が直立状態であるため85°の回動を行った場合に起伏ブーム7に対して175°となる角度位置での展開が可能となっている。また、図31(c)に示すように、起立角度85°の場合は、起伏ブーム7の5°分の後傾姿勢に対して85°の回動を行うため起伏ブーム7に対して170°までの展開が可能となっている。
このとき、シーブ取付部420Raが時計回りに更に回動し、シーブ角度αが更に小さくなり略90°となる。即ち、第2のシーブ45が先端ブラケット41bの外周に沿って折曲げブーム8の先端側へと更に移動する。その結果、第2のシーブ45が第1のシーブ44から離れる方向に移動するが、折曲げブーム8の起方向への回動によって、第2のシーブ45を含むリンク420Rの他端側は第1のシーブ44へとより近づく方向に移動する。
一方、第2のシーブ45を格納状態時の位置から移動する構成としなかった場合は、180°となる前に第2のシーブ45が第1のシーブ44と当接する。また、移動する構成としても、第2のシーブ45の径を小さくしなかった場合は、第1のシーブ44との間に十分な隙間を形成することができなくなり、両者の接触を避けられないか又は機体の揺れなどによって接触する可能性が大きくなる。
次に、第1及び第2のブーム載置部59R及び59Lの詳細な構成を説明する。
第1のブーム載置部59Rは、図22(a)及び(b)に示すように、第1の補強部55Rの上端部に形成された第1の水平面部59Raと、第1の上部プレート51Rの第2の縦板部51Rbの上端部に形成された第2の水平面部59Rbとを有する。
また、第2のブーム載置部59Lは、第2の補強部55Lの上端部に形成された第3の水平面部59Laと、第2の上部プレート51Lの第4の縦板部51Lbの上端部に形成された第4の水平面部59Lbとを有する。
ここで、図22(a)に示すように、起伏ブーム7の両側面部には、基端側ブラケット40を介して起伏ブーム7を第1及び第2のブーム載置部59R及び59L上に載置するための第1の脚部70R及び第2の脚部70Lが突設されている。
また、第2の脚部70Lは、第1の脚部70Rと同様の構成を有し、図示省略するが、第2の基脚部70Laと、第2の緩衝部70Lbとを有する。第2の緩衝部70Lbは、2本の第2のネジ70Lcにて、第2の基脚部70Laの底面にネジ止めによって固定されている。
そして、起伏ブーム7を第1のブーム載置部59Rに載置する際は、図23(a)及び(b)に示すように、起伏ブーム7を伏方向に回動させて、第1の脚部70Rの第1の緩衝部70Rbの下面を、第1の水平面部59Ra及び第2の水平面部59Rb上に接した状態で第1の脚部70Rを載置する。このことは、第2のブーム載置部59L側も同様であり、図示省略するが、第2の脚部70Lの第2の緩衝部70Lbの下面を、第3の水平面部59La及び第4の水平面部59Lb上に接した状態で第2の脚部70Lを載置する。
また、起伏ブーム7を直接載置する構成とせずに、第1及び第2の脚部70R及び70Lを介して載置する構成としたので、ブームが傷ついたり、へこんだりするのを防ぐことが可能となる。また、第1及び第2の脚部70R及び70Lの下端に設けられた樹脂製の第1及び第2の緩衝部70Rb及び70Lbを介して載置する構成としたので、起伏ブーム7を載置したことによる第1及び第2のブーム載置部59R及び59L側の塗装の剥がれを防ぐことが可能である。また、本実施形態のように、コラム5の第1及び第2の上部プレートの間の幅よりも、起伏ブーム7の幅の方が狭い場合でも、コラム5の上端部を利用してブーム載置部を構成することが可能である。
また、第1-1~第1-6のピン穴52R~54Lが複数の第1のピン穴に対応し、第2-1~第2-6のピン穴210R~212Lが複数の第2のピン穴に対応し、第1~第6のピン穴対が複数のピン穴の組に対応する。
また、第1及び第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34R及び34Lが起伏シリンダに対応し、第1~第6の近接スイッチ56R~58Lが差込検出部に対応し、コントローラ160が起伏動作制限部に対応する。
また、シリンダピン430が第3の軸に対応し、リンク用ピン422が第4の軸に対応し、リンク用ピン425が第5の軸に対応し、リンク用ピン424が第6の軸に対応する。
本実施形態に係るクレーン装置6は、タワークレーン1のコラム5に、水平な軸であるブームフートピン75回りに起伏自在に支持される起伏ブーム7と、起伏ブーム7の先端部の基端ブラケット41aに、水平な軸であるブーム用ピン41c回りに起伏自在に支持された折曲げブーム8とを備える。加えて、起伏ブーム7の先端部の基端ブラケット41aの内側に取り付けられた、ウインチ12から送られてくるワイヤロープ13を折曲げブーム8側へと案内する第1のシーブ44と、折曲げブーム8の基端部の先端ブラケット41bに近接した位置において、第1のシーブ44に案内されたワイヤロープ13を折曲げブーム8の先端部側へと案内する第2のシーブ45とを備える。更に、折曲げブーム8の起伏角度を変動する折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35及びVリンク機構42を備える。
そして、Vリンク機構42は、折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35による折曲げブーム8の起伏角度の変動動作に連動して移動した際に、第2のシーブ45が、ワイヤロープ13を架け渡した状態で折曲げブーム8の基端部の先端ブラケット41bの外周に沿って移動するように構成されている。
以上説明したクレーン装置6の構成であれば、折曲げブーム起伏用油圧シリンダ35及びVリンク機構42の起伏角度の変動動作に連動させて、第2のシーブ45を第1のシーブ44との間でワイヤロープ13を架け渡し可能な状態で折曲げブーム8の先端ブラケット41bの外周に沿って移動させることが可能となる。
これによって、第2のシーブ45を、ブーム格納状態ではタワークレーン1の寸法を増加させない位置に位置させ、最大展開時(180°)の状態では第1のシーブ44と接触しない位置に位置させることが可能となる。その結果、折り畳み状態時の寸法増加を抑え且つ展開時のシーブ同士の接触を防止することが可能となる。更に、第2のシーブ45を、折曲げブーム8とは別体のVリンク機構42に設ける構成としたので、折曲げブームの強度を低下することなく、上記の効果を奏することが可能である。
即ち、起立角度規制部材20が直線状になると共に起伏ブーム7とコラム5との間に斜めに架け渡されることによって、起伏ブーム7の起立方向への動作に対して起立角度規制部材20が突っ張って、起伏ブーム7の起立方向へのそれ以上の動作を阻止する。これによって、起立角度を規制することが可能となる。その結果、従来のワイヤで規制する場合と比較して、ウインチ等を用いることなく低コストかつ省スペースでクレーンのブーム等の作業機の構成部材の起立角度を規制することが可能となる。
加えて、第1の右手側プレート21Rの一端部に第1-1~第1-3のピン穴52R~54Rと同じ相対位置関係で設けられた、プレート面を貫通する第2-1~第2-3のピン穴210R~212Rを備える。更に、第1の左手側プレート21Lの一端部に第1-4~第1-6のピン穴52L~54Lと同じ相対位置関係で設けられた、プレート面を貫通する第2-4~第2-6のピン穴210L~212Lを備える。
なお、第1-1~第1-6のピン穴52R~54L及び第2-1~第2-6のピン穴210R~212Lは、起伏ブーム7が起立状態となったときに、第1及び第2の起立角度規制部材20R及び20Lが直線状となって、起伏ブーム7の起立角度が、上記ピン穴対の組毎に異なる角度(実施形態では95°、90°、85°)に規制される位置関係に形成されている。
また、本実施形態に係る起立角度規制装置は、起伏ブーム7の起立角度を、垂直に起立する90°を基準に前後2つの角度85°、95°を含む3種類の角度のうちから選択可能に構成されている。
加えて、コラム5の右手部及び左手部に第1-1~第1-6のピン穴52R~54Lを設け、第1の右手側及び左手側プレート21R及び21Lの一端部に第2-1~第2-6のピン穴210R~212Lを設けた。例えば、第1の右手側及び左手側プレート21R及び21Lと第2の右手側及び左手側プレート22R及び22Lとの連結部にピン穴を設けたとする。または、起伏ブーム7並びに第2の右手側及び左手側プレート22R及び22Lの他端部側にピン穴を設けたとする。これらの場合と比較して、より低い位置でピンの抜き差しを行うことが可能となり作業性を向上することが可能となる。
このことは、リンク機構はピンで軸支された節となる部分では、ピンを中心軸として自在に回動するが、それ以外のプレートの動きは可動しないよう規制されているのと同様、第1及び第2の起立角度規制部材20R及び20Lの軸回り以外の回動は規制されている。
これは、タワークレーン1が左右方向に斜めに傾くような場所で作業している状態でも、ピンを引き抜いてもリンクが機体から離れづらく、有意な点となっている。
本実施形態に係る起立角度規制装置は、更に、第1-1~第1-6のピン穴52R~54L及び第2-1~第2-6のピン穴210R~212Lと、第1及び第2の起立角度規制部材20R及び20Lとが、起伏ブーム7を起伏動作時に、第1の右手側及び左手側プレート21R及び21Lと第2の右手側及び左手側プレート22R及び22Lとの連結部が、コラム5の起伏ブーム7の取付位置であるブームフートピン75の位置を避ける軌道で移動するように構成されている。
このことに基づいて、起伏ブーム7が起伏動作して、第1及び第2の起立角度規制部材20R及び20Lが回動したときに、プレートの連結部の軌道がブームフートピン75の位置を避けるように構成した。これにより、第1及び第2の起立角度規制部材20R及び20Lを、コラム5に対して、より近い位置に配置することが可能となり、穴位置の整合等を容易とすると共に、第1及び第2の起立角度規制部材20R及び20Lの配置スペースの省スペース化も可能となる。
このような構成であれば、第1及び第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34R及び34Lがストロークエンドに達していない状態で、第1及び第2の起立角度規制部材20R及び20Lが直線状となって吊荷による起伏ブーム8の傾倒側のモーメントMを受けることになる。このとき、例えば、第1及び第2の起立角度規制部材20R及び20Lが双方とも破断した場合に、第1及び第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34R及び34Lは、ストロークに余裕を残した状態でモーメントMを受けることが可能となり、ストロークエンドで受ける場合と比較して安全性を確保することが可能となる。
また、本実施形態に係るタワークレーン1は、ベース4の上部に設けられたコラム5と、コラム5に起伏自在に枢支された起伏ブーム7とを備える。そして、起伏ブーム7の起立角度を規制する手段として、上記起立角度規制装置を備え、起伏ブーム7の起伏動作を制御する手段として、上記ブーム起伏動作制御装置を備える。
これによって、上記起立角度規制装置及び上記ブーム起伏動作制御装置と同等の作用及び効果が得られる。
上記実施形態では、第1及び第2の角度規制ピン23R及び23Lの2本のピンを、第1の右手側及び左手側プレート21R及び21Lの一端部側の回転軸とする構成としたが、この構成に限らない。例えば、第1及び第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ34R及び34Lの配置位置をコラム5の外側にし、第1及び第2の起立角度規制部材20R及び20Lの配置位置をコラム5の内側にするなどして、第1及び第4のピン穴対、第2及び第5のピン穴対、並びに第3及び第6のピン穴対の各組に対して共通の1本の長尺のピンを挿入し、これを回転軸とする構成としてもよい。なお、この構成とした場合に、起立角度規制部材を単体とする構成としてもよい。
また、上記実施形態では、起立角度を95°、90°、85°の3種類の角度から選択可能な構成としたが、この構成に限らない。別の角度を選択可能な構成としてもよいし、2種類の起立角度又は4種類以上の起立角度から選択可能な構成としてもよい。
この構成とすることで、図25(b)に示すように、起伏ブーム7がブーム格納状態のときは、第3の連結ピン25が第7の連結穴222R内の第3の連結穴220R寄りに位置する。この状態から起伏ブーム7が起立方向に回動することで、第2の右手側プレート22Rは、長穴内の第3の連結ピン25回りに回動し、第1及び第2の右手側プレート21R及び22Rが直線状になると、長穴内に第3の連結ピンを摺接させながらスライド移動する。そして、第1及び第2の右手側プレート21R及び22Rは、第3の連結ピン25が第7の連結穴222R内の起伏ブーム7側の端部に当接することで突っ張り、変更前よりも長い状態で直線状となる。
また、上記実施形態では、第1及び第2の上部プレート51R及び51Lの間の距離よりも狭い幅の起伏ブーム7を、ブームの側面部に設けた第1及び第2の脚部70R及び70Lを介して、第1及び第2のブーム載置部59R及び59Lに載置する構成とした。この構成に限らず、例えば、第1及び第2の上部プレート51R及び51Lの上端部に到達する幅の起伏ブーム7を採用し、起伏ブーム7の下面を直接第1及び第2のブーム載置部59R及び59Lに載置する構成とするなど他の構成としてもよい。
2 シャーシフレーム
3 走行装置
4 ベース
5 コラム
6 クレーン装置
7 起伏ブーム
8 折曲げブーム
11 操作部
15a エンジン
15b 圧油供給装置
15c コントロールバルブ
20R,20L 第1,第2の起立角度規制部材
21R 第1の右手側プレート
21L 第1の左手側プレート
22R 第2の右手側プレート
22L 第2の左手側プレート
23R,23L 第1,第2の角度規制ピン
24R,24L 第1,第2の連結ピン
25 第3の連結ピン
34R,34L 第1,第2の起伏ブーム起伏用油圧シリンダ
35R,35L 第1,第2の折曲げブーム起伏用油圧シリンダ
40 基端側ブラケット
40a 第1の接続部
40b 第2の接続部
41 第1の先端側ブラケット
41a 基端ブラケット
41b 先端ブラケット
41c ブーム用ピン
41d パッド
42 Vリンク機構
42R 第1のVリンク
42L 第2のVリンク
43 第2の先端側ブラケット
44 第1のシーブ
45 第2のシーブ
50 ベースプレート
51R,51L 第1,第2の上部プレート
52R~54R 第1-1~第1-3のピン穴
52L~54L 第1-4~第1-6のピン穴
55R,55L 第1,第2の補強部
56R~58R 第1~第3の近接スイッチ
56L~58L 第4~第6の近接スイッチ
59R,59L 第1,第2のブーム載置部
59Ra,59Rb 第1,第2の水平面部
59La,59Lb 第3,第4の水平面部
60 油圧ポンプ
62 主管路
63 戻り管路
64 タンク
70R,70L 第1,第2の脚部
75 ブームフートピン
80 クレーン用切換制御弁
81 アクセルシリンダ
82 アウトリガ用切換制御弁
83 旋回用切換制御弁
84 ブーム伸縮用切換制御弁
85 ウインチ用切換制御弁
86 ブーム起伏用切換制御弁
87 横アウトリガシリンダ切換弁
88 縦アウトリガシリンダ切換弁
160 コントローラ
161 受信機
162 遠隔操作装置
180 メインリリーフ弁(アンロード弁)
181 アンロード弁作動用ソレノイド
210R~212R 第2-1~第2-3のピン穴
210L~212L 第2-4~第2-6のピン穴
213R,213L 第1,第4の連結穴
220R,220L 第2,第5の連結穴
221R,221L 第3,第6の連結穴
340 第1のシリンダピン
341 第2のシリンダピン
420R,421R,420L,421L リンク
420Ra,420La シーブ取付部
420Rb,420Lb 軸孔
420Rc,420Rf,420Rg,420Lc,420Lf,420Lg ピン孔
420Rs,420Ls リンク基部
422,424,425 リンク用ピン
430 シリンダピン
500a~500d 第1~第4の支持部
Claims (4)
- クレーンの基台上に、水平な第1の軸回りに起伏自在に支持される起伏ブームと、
前記起伏ブームの先端部に、水平な第2の軸回りに起伏自在に支持された折曲げブームと、
前記起伏ブームの先端部に取り付けられた、ウインチから送られてくるワイヤロープを前記折曲げブーム側へと案内する第1のシーブと、
前記折曲げブームの基端位置に近接した位置において、前記第1のシーブに案内されたワイヤロープを前記折曲げブームの先端部側へと案内する第2のシーブと、
前記折曲げブームの先端上部に取り付けられた第3のシーブと、
前記折曲げブームの起伏角度を変動する角度変動部と、
前記角度変動部による前記折曲げブームの起伏角度の変動動作に連動して移動するシーブ移動部と、を備え、
前記第2のシーブは、前記シーブ移動部に設けられており、
前記シーブ移動部は、前記起伏角度の変動動作に連動して移動した際に、前記第2のシーブを、前記ワイヤロープを架け渡した状態で前記折曲げブームの前記基端部の外周に沿って、且つ前記折曲げブーム及び前記起伏ブームが共に地面に対して水平となるブーム格納状態時に前記第3のシーブよりも上方に突出しない位置に移動させ、且つ前記折曲げブームの最起時に前記第1のシーブと非接触の状態で最接近する位置に移動させるように構成されていることを特徴とするクレーン用のブーム装置。 - クレーンの基台上に、水平な第1の軸回りに起伏自在に支持される起伏ブームと、
前記起伏ブームの先端部に、水平な第2の軸回りに起伏自在に支持された折曲げブームと、
前記起伏ブームの先端部に取り付けられた、ウインチから送られてくるワイヤロープを前記折曲げブーム側へと案内する第1のシーブと、
前記折曲げブームの基端位置に近接した位置において、前記第1のシーブに案内されたワイヤロープを前記折曲げブームの先端部側へと案内する第2のシーブと、
前記折曲げブームの起伏角度を変動する角度変動部と、
前記角度変動部による前記折曲げブームの起伏角度の変動動作に連動して移動するシーブ移動部と、を備え、
前記第2のシーブは、前記シーブ移動部に設けられており、
前記シーブ移動部は、前記起伏角度の変動動作に連動して移動した際に、前記第2のシーブを、前記ワイヤロープを架け渡した状態で前記折曲げブームの前記基端部の外周に沿って移動させるように構成され、
前記角度変動部は、伸縮式のアクチュエータと、該アクチュエータの伸縮作動に応じて回動し前記アクチュエータの伸縮力を前記折曲げブームの回動力に変換するリンク機構とを備え、
前記シーブ移動部は、前記リンク機構を含んで構成され、
前記第2のシーブは、前記リンク機構を構成するリンクに設けられているクレーン用のブーム装置。 - クレーンの基台上に、水平な第1の軸回りに起伏自在に支持される起伏ブームと、
前記起伏ブームの先端部に、水平な第2の軸回りに起伏自在に支持された折曲げブームと、
前記起伏ブームの先端部に取り付けられた、ウインチから送られてくるワイヤロープを前記折曲げブーム側へと案内する第1のシーブと、
前記折曲げブームの基端位置に近接した位置において、前記第1のシーブに案内されたワイヤロープを前記折曲げブームの先端部側へと案内する第2のシーブと、
前記折曲げブームの先端上部に取り付けられた第3のシーブと、
前記折曲げブームの起伏角度を変動する角度変動部と、
前記角度変動部による前記折曲げブームの起伏角度の変動動作に連動して移動するシーブ移動部と、を備え、
前記第2のシーブは、前記シーブ移動部に設けられており、
前記シーブ移動部は、前記起伏角度の変動動作に連動して移動した際に、前記第2のシーブを、前記ワイヤロープを架け渡した状態で前記折曲げブームの前記基端部の外周に沿って、且つ前記折曲げブーム及び前記起伏ブームが共に地面に対して水平となるブーム格納状態時に前記第3のシーブよりも上方に突出しない位置に移動させ、且つ前記折曲げブームの最起時に前記第1のシーブと非接触の状態で最接近する位置に移動させるように構成され、
前記角度変動部は、伸縮式のアクチュエータと、該アクチュエータの伸縮作動に応じて回動し前記アクチュエータの伸縮力を前記折曲げブームの回動力に変換するリンク機構とを備え、
前記シーブ移動部は、前記リンク機構を含んで構成され、
前記第2のシーブは、前記リンク機構を構成するリンクに設けられているクレーン用のブーム装置。 - 前記アクチュエータは、油圧シリンダであって、
一端部が前記折曲げブームの基端側に、水平な第3の軸回りに回転自在に支持されており、
前記リンク機構は、
一端部が前記油圧シリンダの他端部に、水平な第4の軸回りに回転自在に支持され、他端部が前記折曲げブームの基端部に、水平な第5の軸回りに回転自在に支持された第1のリンクと、
一端部が前記油圧シリンダの他端部に、前記第4の軸回りに回転自在に支持され、他端部が前記起伏ブームの先端部に、水平な第6の軸回りに回転自在に支持された第2のリンクと、を有し、
前記第1及び第2のリンク並びに前記油圧シリンダは、前記起伏ブーム及び前記折曲げブームの連節部を挟んで左右一対に設けられており、
前記シーブ移動部は、前記第1のリンクの前記第5の軸よりも先端側に突出して形成されたシーブ取付部と、左右の前記第1のリンクの前記シーブ取付部を懸架するシーブ軸とを有し、
前記第2のシーブは、前記シーブ軸回りに回転自在に取り付けられていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のクレーン用のブーム装置。
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