JP5926114B2

JP5926114B2 - 車両搭載型クレーン

Info

Publication number: JP5926114B2
Application number: JP2012111582A
Authority: JP
Inventors: 小野　正人; 正人小野
Original assignee: 古河ユニック株式会社
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2032-05-15
Also published as: JP2013237529A

Description

本発明は、傾斜地においても安定した姿勢でクレーンの作業を行える車両搭載型クレーンに関する。

車両搭載型のクレーンは、車両の運転室と荷台との間（即ち前輪に近い位置）でシャーシフレーム上に搭載されており、クレーンのベースがシャーシフレーム上に固定されている。この種の車両搭載型クレーンを傾斜地で使用する場合、通常、車両を傾斜方向に対して横向き（等高線の向き）に停車させた状態で、アウトリガの水平腕を左右に張り出し、左右のアウトリガシリンダを上下に伸縮させながらベースが水平になるようにクレーンを設置する。

すると、シャーシフレームもクレーンのベースと共に水平になるので、斜面の下側（以下「谷側」という）の前輪若しくは後輪が地面から離れることがある。なお、斜面の傾斜がさほど大きくない傾斜地では、谷側の前輪が地面から離れても、谷側の後輪はシャーシフレームにねじれが生じた状態で接地したままとなる場合もある。
傾斜地において、谷側の前輪と後輪が共に地面から離れた場合は、左右のアウトリガシリンダと、斜面の上側（以下「山側」という）の前輪と後輪だけが接地した状態となるので、谷側でのクレーンの作業においては、水平地での作業に比べて安定性が悪く、クレーンの性能が低下する。また、谷側の後輪が地面から離れない程度の傾斜地でも、シャーシフレームにねじれが生じている状態では、ねじれを元に戻そうとする力が働くので、谷側でのクレーンの作業においては、水平地での作業に比べてクレーンの性能が低下する。しかも、シャーシフレームにねじれが生じた状態では、車両自体に負担がかかるので、車両の耐久性が低下するという問題がある。

このような問題点に対し、例えば特許文献１では、車両の運転室と荷台との間のシャーシフレーム上に固定された支持ブラケットと、この支持ブラケットに、前後方向の支軸（クレーン回動軸）で左右傾動可能に軸支されたクレーン搭載台と、クレーン搭載台上に搭載固定されて一対のアウトリガを有するベースと、クレーン搭載台と支持ブラケットとの間に、車両に対するクレーン搭載台の傾斜角度を調整する傾動シリンダとを備え、この傾動シリンダにてクレーンと車両との傾斜角度を調整する技術が開示されている。

同文献記載の技術では、傾動シリンダに所定値以上の負荷が加わると傾斜角度の保持を解除してクレーン搭載台の自由な傾勤を許容する機構を備えている。これにより、同文献記載の技術によれば、傾動手段自体の破損を防止できるとともに、クレーンが車両に対して自由に傾動できるので、作業時の大きな負荷によるシャーシフレームのねじれも抑制できる。

また、特許文献２では、車両側の作業装置載置台上にクレーンを有する鉄道用作業車両において、作業装置載置台の軸ばねのたわみ分による傾斜を解消するために、車軸昇降手段となる油圧シリンダを作動させて車軸を上昇させている。これにより、同文献記載の技術によれば、軸ばねのたわみの影響を受けることがなく、クレーンを安定した姿勢で作動させることができるとしている。

特開２００２−３７０８９４号公報（段落０００５）特開平１０−１６７３０号公報（段落０００６，７，９）

しかしながら、これらの技術は、クレーン作業中に、車両側に発生する力をクレーンが受けないようにするためのものであって、作業前のクレーン設置中にアウトリガから受ける反力で傾動シリンダ（油圧シリンダ）がダメージを受けるものに対してなされたものではない。
つまり、車両搭載型クレーンに、左右２本装備されたアウトリガにおいて、２本のアウトリガシリンダを同時に伸長操作しても、装置の構造上の圧力損失等にて、作業前のクレーン設置時に、全く同じ速度で同調伸長することは困難である。そのため、片側のアウトリガシリンダだけが先に接地し、当該片側のアウトリガシリンダだけで車両を持ち上げようとすることになる。この際、先に接地したアウトリガシリンダが地面から受ける反力と、その反力の作用点とクレーン回動軸の中心の距離とから成り立つモーメント力が、そのまま傾動シリンダの圧縮方向に力を掛ける場合が生じ、これにより傾動シリンダが圧縮破壊してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、作業前のクレーン設置時において、いずれか一方のアウトリガシリンダだけが先に接地した場合であっても、クレーンを安定した姿勢とするための傾動シリンダの圧縮破壊を防止し得る車両搭載型クレーンを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る車両搭載型のクレーンは、車両の運転室と荷台との間のシャーシフレーム上に固定された支持ブラケットと、該支持ブラケットに、前後方向の支軸で左右傾動可能に軸支されたクレーン搭載台と、該クレーン搭載台上に搭載固定されて一対のアウトリガを有するベースと、前記アウトリガ設置時における地面との接地を検知するアウトリガ接地検出手段と、前記クレーン搭載台と前記支持ブラケットとの間に前記車両に対する前記クレーン搭載台の傾斜角度を調整するための傾動手段として取り付けられた一つの傾動シリンダとを備え、前記アウトリガの伸縮操作信号と前記アウトリガ接地検出手段からの接地信号の両方の入力により前記傾動シリンダの保持を解除する保持状態切替手段を備えたことを特徴とする。

ここで、本発明の一態様に係る車両搭載型のクレーンにおいて、前記保持状態切替手段は、前記傾動シリンダを伸縮駆動させるための油圧回路に設けられて、前記傾動シリンダの伸縮状態を保持するためのダブルパイロットチエックバルブと、前記傾動シリンダと前記ダブルパイロットチエックバルブとの間に、傾動シリンダの圧縮破壊を防止するために
前記アウトリガの伸縮操作信号の入力がされたときに且つ前記アウトリガの接地信号が入力されたときに限って、前記傾動シリンダの作動油をタンクに逃がすよう、前記傾動シリンダの圧縮側と引張側ともタンクと連通回路を形成する電磁切換弁を有したことを特徴としている。

本発明によれば、傾動シリンダの保持およびその解除をする保持状態切替手段は、アウトリガを伸縮中であって、且つアウトリガが接地したときの接地信号の両方の信号が入力したとき、傾動シリンダの圧縮側および引張側のいずれの方向においても保持を解除するので、作業前のクレーン設置時において、いずれか一方のアウトリガシリンダだけが先に接地した場合であっても、クレーンを安定した姿勢とするための傾動シリンダの圧縮破壊を防止することができる。

本発明の一態様に係る車両搭載型のクレーンを装備した車両の一実施形態を説明する平面図である。図１の側面図である。図１の後方（荷台側）から見た背面図であり、同図では、車両が斜面ＧＬ上に位置した状態を示している。本発明の一態様に係る車両搭載型のクレーンにおける、傾動シリンダ、および傾動シリンダの保持およびその解除をする保持状態切替手段、レバー操作検出手段の構成の一実施形態を説明する回路図である。図３に示す状態から、谷側のアウトリガシリンダが先に接地した例を説明する図である。図３に示す状態から、左右のアウトリガシリンダが接地した状態を説明する図である。図３に示す状態から、山側のアウトリガシリンダが先に接地した例を説明する図である。図３に示す傾動シリンダの部分を拡大して示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１ないし図２に示すように、この車両搭載型のクレーン１は、アウトリガ２を備えたベース３がクレーン搭載台６上に搭載固定されている。アウトリガ２は、車両１０の左右幅方向に伸縮可能な水平腕２１、２２と、水平腕２１、２２の先端に固定された上下方向に伸縮可能なアウトリガシリンダ（縦アウトリガ）２３、２４とを備えている。各アウトリガシリンダ２３、２４の下端には、接地部材となるフロート２５、２６が取付けられている。各アウトリガシリンダ２３、２４は、左右いずれかのアウトリガ操作レバー３１で同調操作可能である。ベース３上には旋回自在なコラム４が設けられ、このコラム４の上端部に伸縮自在なブーム５が起伏自在に枢支されている。そして、車両１０の運転室１１と荷台１２との間のシャーシフレーム１３上には、クレーン搭載台６を支持する支持ブラケット７が固定されている。

図３に示すように、ベース３の内側上部の左右端部には、左右の水平腕２１、２２との間に、接地検出スイッチ６２が設けられている。ベース３と水平腕２１間には、水平腕２１がスライド移動するための嵌合上の嵌合隙間が空けられているが、接地検出スイッチ６２は、この嵌合隙間の変化を検出可能に設けられている。接地検出スイッチ６２は、各々のアウトリガシリンダ２３、２４が車両１０を持ち上げる際の、各々のアウトリガシリンダ２３、２４の接地を検知するアウトリガ接地検出手段である。つまり、各アウトリガシリンダ２３、２４のフロート２５、２６が接地すると、水平腕２１、２２がベース３の内部でせり上がる。この際、上記の嵌合隙間がベース３の上部間で縮小したときに、接地検出スイッチ６２が、「ＯＮ」になり、アウトリガ２の接地信号を出力するようになっている。なお、接地検出スイッチ６２としては、例えば近接スイッチや、リミットスイッチを好適に用いることができる。

また、図３に示すように、支持ブラケット７には、クレーン搭載台６が前後方向を向く支軸であるクレーン回動軸８で左右傾動可能に軸支されている。また、クレーン搭載台６と支持ブラケット７との間には、クレーン搭載台６の車両１０に対する傾斜角度（カント角）αを調整するための傾動手段として、一つの傾動シリンダ（カント補正シリンダ）９が取付けられている。

図４に、傾動シリンダ９、およびこの傾動シリンダ９による傾斜角度αの保持およびその解除をする保持状態切替手段、並びにコントローラ（制御装置）の構成の一実施形態を説明する回路図を示す。
この車両搭載型のクレーン１は、同図に示すように、アウトリガ接地検出手段である上記の接地検出スイッチ６２と、クレーン１のアウトリガ操作レバー３１のレバー操作検出手段である差動トランス５３とを備えている。差動トランス５３によるアウトリガの伸縮操作信号は、コントローラ６０に入力されるようになっている。さらに、傾動シリンダ９を伸縮させる油圧回路は、傾動シリンダ９の伸縮方向の圧油を保持するためのダブルパイロットチエックバルブ５１を備えるとともに、傾動シリンダ９とダブルパイロットチエックバルブ５１の油路間に接続された電磁切換弁５２を有している。

なお、本発明のレバー操作検出手段は、以下差動トランスの使用で説明するが、差動トランスでなくとも、たとえばリミットスイッチ等でアウトリガ操作レバーの操作を検出しても良い。この場合であれば、リミットスイッチ等を下記で説明するリレーの電源供給回路内に組み込めば、コントローラにアウトリガの伸縮操作信号を入力しなくても使用が可能である。

電磁切換弁５２は、接地検出スイッチ６２の閉接点時に励磁するリレーと、いずれかのアウトリガ操作レバー３１を操作したとき、コントローラ６０から出力したレバー操作信号によって励磁するリレーが直列に電源と連結されている。
電磁切換弁５２には、接地検出スイッチ６２の閉接点時かついずれかのアウトリガ操作レバー３１操作時にそれぞれのリレーを介して電源を供給されるように構成されている。

ダブルパイロットチエックバルブ５１とポンプ３２との間には、傾動シリンダ操作機構３４が設けられており、傾動シリンダ操作機構３４のレバー操作により機構内の油路を切替えて傾動シリンダ９が伸縮可能とされ、レバー操作を止めるとダブルパイロットチエックバルブ５１により傾動シリンダ９が圧縮側および引張側のいずれの方向においても保持された「ブロック状態」になるよう構成されている。

電磁切換弁５２は、左右いずれかのレバー操作を検出したとき（条件１）、およびアウトリガの接地状態（条件２）が同時に成立しないときには、電磁切換弁５２の内部スプールによって油路を遮断状態に保ち、傾動シリンダ９の圧油がタンク３０に流入しないようになっている。
一方、作動信号が出力されたときには、電磁切換弁５２は、傾動シリンダ９とタンク３０間を連通するように設けられている。これにより、傾動シリンダ９は、アウトリガの伸縮操作信号の入力がされたときに（条件１）、且つアウトリガの接地信号が入力されたとき（条件２）に限って、傾動シリンダ９内の圧を抜き、傾動シリンダ９の圧縮側および引張側のいずれの方向においても傾動シリンダ９の保持を解除した「フリー状態」とされ、クレーン搭載台６の自由な傾動が許容される。したがって、過負荷による傾動シリンダ９の破損を防止可能とされる。なお、上記条件１および２の成立に際しては、左右の操作レバー３１、左右の接地検出スイッチ６２のいずれかが作動した場合であってもよい。

次に、この車両搭載型のクレーン１の動作例および作用効果について、図３および図５〜図８等を適宜参照して説明する。なお、この例では、クレーン格納状態からクレーン作業状態までの作業手順（車両を傾斜地ＧＫで使用する場合）について説明する。
クレーン格納状態からクレーン作業状態に移行するためには、図３に示すように、まず、左右の水平腕２１、２２を車両横方向にそれぞれ引き出し、その後、傾動シリンダ操作機構３４で傾動シリンダ９を作動させ、クレーン１が地面と水平になるようにクレーン搭載台６の姿勢を調整する。傾動シリンダ操作機構３４の操作を止めると、その位置で傾動シリンダ９は「ブロック状態」となる。但し、クレーン１が完全に水平になるようにクレーン搭載台６の姿勢を調整するのは極めて困難である。そのため、同図では、クレーン１が谷側に傾斜し、その重心も谷側に偏っている状況であるとする。

初めに、図３に示す状態から、助手席側（谷側）のアウトリガシリンダ２３が先に接地する例について図５を参照して説明する。
作業者は、図３に示す状態から、左右のアウトリガシリンダ２３、２４を伸長させるために、アウトリガ操作レバー３１を伸操作に切り換え、２本のアウトリガシリンダ２３、２４を同時操作する。

次いで、アウトリガ操作レバー３１の伸操作に差動トランス５３が反応すると、作動信号がコントローラ６０に伝達される。作動信号の入力に応じて、リレー側にレバー操作信号が出力され、リレーは励磁するものの、接地検出スイッチ６２は「ＯＦＦ」のため、電磁切換弁５２自身のソレノイドには未だ通電されていない。そのため、傾動シリンダ９は「ブロック状態」が維持されたまま、２本のアウトリガシリンダ２３、２４が伸長する。

ここで、装置の構造上の圧力損失等にて、２本のアウトリガシリンダ２３、２４を同時に伸操作しても、全く同じ速度でシリンダを同調伸長させることは困難である。よって、この例では谷側のアウトリガ２３が先に地面ＧＬに接地したことを想定する。
このときの接地状態は、アウトリガシリンダ２３先端のフロート２５が地面ＧＬに触れる程度である（このとき、接地検出スイッチ６２は「ＯＦＦ」）。そして、フロート２５が地面ＧＬに接地後のアウトリガシリンダ２３の更なる伸長作動によって、水平腕２１がベース３の内部でせり上がり、上記嵌合隙間がベース３の上部間で縮小すると接地検出スイッチ６２が「ＯＮ」になる。そのため、上記差動トランス５３からアウトリガの伸長操作信号が入力された状態（条件１）に加え、接地検出スイッチ６２の「ＯＮ」によるアウトリガの接地信号（条件２）により、リレーはともに励磁され、電気回路が閉回路になる。

これにより、電磁切換弁５２のソレノイドに通電され、その内部のスプールが切り換わり、傾動シリンダ９の油路をタンク３０側に連通させる。そのため、傾動シリンダ９は、傾動シリンダ９の圧縮側および引張側のいずれの方向においても傾斜角度αの保持を解除した「フリー状態」になる。
傾動シリンダ９が「フリー状態」になるが、作業開始時からクレーン重心が谷側に偏っていたので、接地検出スイッチ６２は「ＯＮ」の状態を維持し、ベース３と水平腕２１間の嵌合隙間によるガタ分、クレーン１が谷側に瞬時傾動する。但し、嵌合隙間は極僅かなので、クレーン１が大きく傾動してしまうことはない。傾動シリンダ９も「フリー状態」のままである。

ここで、仮に傾動シリンダ９が「ブロック状態」のままであると、先に接地した片側のアウトリガシリンダ２３だけで車両を持ち上げようとするため、先に接地したアウトリガシリンダ２３が地面から受ける反力Ｆと、その反力Ｆの作用点とクレーン回動軸８の中心の距離ｌとから成り立つモーメント力Ｆ‘（＝Ｆｌ）が、そのまま傾動シリンダ９の圧縮方向に力が伝達するので、傾動シリンダ９が圧縮破壊してしまうおそれがある。この点に対し、このクレーン１によれば、傾動シリンダ９が「フリー状態」とされるので、傾動シリンダ９の圧縮破壊を防止することができる。

その後、図６に示すように、山側のアウトリガシリンダ２４も先端のフロート２６が接地し、クレーン１は正しい作業開始状態に設置される。次いで、作業者がアウトリガ操作レバー３１を中立に戻すことで、差動トランス５３からコントローラ６０への伸長操作信号が途絶える。これにより、コントローラ６０から電磁切換弁５２への作動信号の出力が停止されると、傾動シリンダ９は、「ブロック状態」に再度切り換わるので、安定した姿勢でクレーン作業を開始することができる。

次に、図３に示す状態の後に、運転席側（山側）のアウトリガシリンダ２４が先に接地する例について図７を参照して説明する。
上記同様に、作業者は、まずアウトリガ操作レバー３１を共に伸操作に切り換え、２本のアウトリガシリンダ２３、２４を同時操作する。この伸操作により差動トランス５３からの伸長操作信号がコントローラ６０に伝達されるが、このとき電磁切換弁５２は未通電のままである。そのため、傾動シリンダ９は「ブロック状態」が維持されている。

次いで、山側のアウトリガシリンダ２４のフロート２６が先に地面ＧＬに触れる程度に接地するが、接地検出スイッチ６２は「ＯＦＦ」のままである。更にアウトリガシリンダ２４が伸長すると水平腕２２がベース３の内部でせり上がり、接地検出スイッチ６２が「ＯＮ」になる。
そのため、差動トランス５３からアウトリガの伸長操作信号がコントローラ６０に入力されるとともに（条件１）、接地検出スイッチ６２の「ＯＮ」によるアウトリガの接地信号（条件２）がコントローラ６０に入力される。これにより、電磁切換弁５２のソレノイドが通電し、その内部のスプールが切り換わる。これにより、タンク３０側に傾動シリンダ９の油路が連通されて、傾動シリンダ９は保持を解除した「フリー状態」になる。

ここで、クレーン重心の谷側への偏りにより、ベース３と水平腕２２間の構造上のわずかな嵌合隙間のガタ分、クレーン１が谷側に瞬時傾動する。このとき、クレーン１の傾動によって、運転席側の「ＯＮ」状態であった接地検出スイッチ６２が僅かな時間だけ「ＯＦＦ」に切り換わる。これにより、電磁切換弁５２のソレノイドへの通電が遮断されることでタンク３０へ連通する油路も遮断され、傾動シリンダ９を瞬時に「ブロック状態」にさせる。よってこれ以上、クレーン１が傾動することはない。なお、図８に傾動シリンダ９部分の拡大図を示すように、この例では、傾動シリンダ９が伸長するとクレーン１は運転席側へと傾き、傾動シリンダ９が縮小するとクレーン１は助手席側へと傾くことになる。

次いで、図６に示すように、谷側のアウトリガシリンダ２３のフロート２５が接地し、再び接地検出スイッチ６２が「ＯＮ」となることで、上記条件１および２の成立により、傾動シリンダ９は「フリー状態」とされ、クレーン１は作業開始状態まで正しく設置される。
次いで、作業者がアウトリガ操作レバー３１を中立位置に戻すことで、差動トランス５３からコントローラ６０への伸長操作信号が途絶える。これにより、コントローラ６０から電磁切換弁５２への作動信号の出力が停止されると、電磁切換弁５２のソレノイドへの通電が遮断されることで、傾動シリンダ９は「ブロック状態」に再度切り換わり、安定した姿勢でクレーン作業を開始することができる。なお、以上の動作を整理した内容を表１に示す。

以上説明したように、この車両搭載型クレーン１によれば、電磁切換弁５２の通電条件は、差動トランス５３からの伸縮操作信号（アウトリガ操作レバー３１が操作状態：条件１）、およびベース３に設けた接地検出スイッチ６２からの接地信号（アウトリガが接地状態：条件２）の両方の信号によって電磁切換弁５２のソレノイドが通電したとき、電磁切換弁５２が傾動シリンダ９への作動油をタンク３０に逃がすように作動して傾動シリンダ９の保持が解除された「フリー状態」とされる。これにより、クレーン回動軸８が回転することによって、アウトリガの反力を逃がすことができる。したがって、作業前のクレーン設置時において、いずれか一方のアウトリガシリンダだけが先に接地した場合であっても、クレーン１を安定した姿勢とするための傾動シリンダ９の圧縮破壊を防止することができる。
なお、本発明に係る車両搭載型クレーンは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。

１クレーン
２アウトリガ
３ベース
４コラム
５ブーム
６クレーン搭載台
７支持ブラケット
８支軸(クレーン回動軸）
９傾動シリンダ
１０車両
１１運転室
１２荷台
１３シャーシフレーム
１４後輪
２１、２２水平腕
２３、２４アウトリガシリンダ
２５、２６フロート
３１アウトリガ操作レバー
３２ポンプ
３４傾動シリンダ操作機構
５１ダブルパイロットチエックバルブ（保持状態切替手段）
５２電磁切換弁（保持状態切替手段）
５３差動トランス
６０コントローラ
６２接地検出スイッチ

Claims

車両の運転室と荷台との間のシャーシフレーム上に固定された支持ブラケットと、該支持ブラケットに、前後方向の支軸で左右傾動可能に軸支されたクレーン搭載台と、該クレーン搭載台上に搭載固定されて一対のアウトリガを有するベースと、前記アウトリガ設置時における地面との接地を検知するアウトリガ接地検出手段と、前記クレーン搭載台と前記支持ブラケットとの間に前記車両に対する前記クレーン搭載台の傾斜角度を調整するための傾動手段として取り付けられた一つの傾動シリンダとを備え、前記アウトリガの伸縮操作信号と前記アウトリガ接地検出手段からの接地信号の両方の入力により前記傾動シリンダの保持を解除する保持状態切替手段を備えたことを特徴とする車両搭載型クレーン。
前記保持状態切替手段は、前記傾動シリンダを伸縮駆動させるための油圧回路に設けられて、前記傾動シリンダの伸縮状態を保持するためのダブルパイロットチエックバルブと、前記傾動シリンダと前記ダブルパイロットチエックバルブとの間に、前記アウトリガの伸縮操作信号の入力がされたときに且つ前記アウトリガの接地信号が入力されたときに限って、前記傾動シリンダ内の圧油をタンクに逃がすよう、前記傾動シリンダの圧縮側と引張側ともタンクと連通回路を形成する電磁切換弁とを有したことを特徴とする請求項１に記載の車両搭載型クレーン。