(57)【要約】      （修正有）【課題】クレーンブームの起伏軌道面が傾いていた場合でも、作業員が搭乗するバケットの姿勢を水平状態に修正できるようにする。【解決手段】起伏動作が可能なクレーンブーム１４の先端部に、軸２Ａを有する連結手段２を介して作業員搭乗用のバケット３が取り付けられる。バケット３は、クレーンブーム１４の起伏軌道面に直交する軸２Ａと、軸２Ａに直交する軸との２軸回りに揺動可能とされる。そして、アクチュエータ５の伸縮駆動により、バケット３が軸２Ａ回りに揺動される。又、アクチュエータ６の伸縮駆動により、バケット３が軸回りに揺動される。これにより、バケット３の前後左右の傾きを修正することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
起伏動作が可能なクレーンブームを装備した車両と、前記クレーンブームの先端部に第１軸及び第２軸を有する連結手段を介して取り付けられる作業員搭乗用のバケットを含み、そのバケットが前記クレーンブームの起伏軌道面に直交する前記第１軸と該第１軸に直交する前記第２軸との２軸回りに揺動可能とされている移動式クレーンであって、
前記バケットを前記第１軸回りに揺動させる第１のアクチュエータと、
前記バケットを前記第２軸回りに揺動させる第２のアクチュエータと、
を備えることを特徴とする移動式クレーン。
【請求項２】
前記第１軸に平行な鉛直面に対する前記バケットの前後方向の傾きを検出するピッチング角検出手段と、
前記第２軸に平行な鉛直面に対する前記バケットの左右方向の傾きを検出するローリング角検出手段と、
前記ピッチング角検出手段および前記ローリング角検出手段から出力される検出信号に基づき、前記バケットの床面が水平状態となるように前記第１、第２のアクチュエータを駆動して前記バケットの姿勢制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の移動式クレーン。
【請求項３】
前記バケットに、前記クレーンブームを遠隔操作によって起伏させるための操作部が設けられていることを特徴とする請求項１、又は２記載の移動式クレーン。
【請求項４】
起伏動作が可能なクレーンブームの先端部に第１軸及び第２軸を有する連結手段を介して取り付けられる作業員搭乗用のバケットを含み、そのバケットが前記クレーンブームの起伏軌道面に直交する前記第１軸と該第１軸に直交する前記第２軸との２軸回りに揺動可能とされている高所作業用装置であって、
前記バケットを前記第１軸回りに揺動させる第１のアクチュエータと、
前記バケットを前記第２軸回りに揺動させる第２のアクチュエータと、
を備えることを特徴とする高所作業用装置。
【請求項５】
前記第１軸に平行な鉛直面に対する前記バケットの前後方向の傾きを検出するピッチング角検出手段と、
前記第２軸に平行な鉛直面に対する前記バケットの左右方向の傾きを検出するローリング角検出手段と、
前記ピッチング角検出手段および前記ローリング角検出手段から出力される検出信号に基づき、前記バケットの床面が水平状態となるように前記第１、第２のアクチュエータを駆動して前記バケットの姿勢制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項４記載の高所作業用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高木の剪定や架線工事に用いられる移動式クレーン及び高所作業用装置に係わり、特にクレーンブームの傾斜角に拘わらず、その先端部に取り付けられる作業員搭乗用のバケットを水平状態に保って高所作業を安全に行えるようにした移動式クレーン及び高所作業用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クレーンブームを備えたトラッククレーンなどの移動式クレーンにおいて、そのクレーンブームの先端部にバケットを設け、そのバケット内に作業員が搭乗しながら高木の剪定や架線工事といった高所作業を行えるようにした装置が知られている。
【０００３】
ここに、その種のクレーンブームは、鉛直軸回りの旋回や伸縮のみならず、起伏動作も可能とされることが通例であるから、その先端部にバケットを固定してしまうと、バケットを昇降させるべくクレーンブームを起伏させた場合、その角度によってバケットが水平面に対して傾いてしまうことになる。尚、バケットを可撓性のワイヤロープなどを用いてクレーンブームの先端部から吊り下げるようにすれば、クレーンブームの角度に拘わらずバケットが自重によって水平状態となるものの、このような態様では風圧や作業員の体重移動によってバケットが空中でふらついてしまうので高所作業を安全に行えず、最悪の場合には作業員がバケットから地上に転落してしまう。
【０００４】
そこで、従来ではクレーンブームの起伏軌道面に沿ってバケット（作業台）を上下方向に揺動自在にして取り付け、クレーンブームに対するバケットの揺動角度を流体圧シリンダ（レべリングシリンダ）により調整可能としている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１７５７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されるような従来装置でも、バケットの姿勢を水平に保持できないことがある。例えば、図１１のようにクレーンブームＪを装備した車両Ｃが傾斜面に沿って前後に傾いた状態でクレーンブームＪを車幅方向に伸長させたり、あるいは図１２のように車両Ｃが車幅方向に傾いた状態でクレーンブームＪを前後方向に伸長させたりした場合、クレーンブームＪの起伏軌道面が水平面に対して傾いた状態にあることから、その起伏軌道面に沿って１軸回りの揺動のみ許容されているバケットＷも図１１、図１２の一点鎖線で示されるよう水平面に対して傾きを生じてしまう。
【０００７】
尚、図１１、図１２では車両の傾きを便宜的に強調して示しているが、アウトリガＲの調整のみでは車両Ｃを水平状態にすることができず、場所によって車両Ｃ及びクレーンブームＪが図１１及び図１２のような傾斜姿勢になってしまう事例も少なくない。
【０００８】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的はクレーンブームの起伏軌道面が傾いていた場合でも、作業員が搭乗するバケットの姿勢を水平状態に修正できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するため、
起伏動作が可能なクレーンブームを装備した車両と、前記クレーンブームの先端部に第１軸及び第２軸を有する連結手段を介して取り付けられる作業員搭乗用のバケットを含み、そのバケットが前記クレーンブームの起伏軌道面に直交する前記第１軸と該第１軸に直交する前記第２軸との２軸回りに揺動可能とされている移動式クレーンであって、
前記バケットを前記第１軸回りに揺動させる第１のアクチュエータと、
前記バケットを前記第２軸回りに揺動させる第２のアクチュエータと、
を備えることを特徴とする移動式クレーンを提供する。
【００１０】
加えて、本発明は上記のように構成される移動式クレーンにおいて、
前記第１軸に平行な鉛直面に対する前記バケットの前後方向の傾きを検出するピッチング角検出手段と、
前記第２軸に平行な鉛直面に対する前記バケットの左右方向の傾きを検出するローリング角検出手段と、
前記ピッチング角検出手段および前記ローリング角検出手段から出力される検出信号に基づき、前記バケットの床面が水平状態となるように前記第１、第２のアクチュエータを駆動して前記バケットの姿勢制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
更に、前記バケットに、前記クレーンブームを遠隔操作によって起伏させるための操作部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
又、本発明は、起伏動作が可能なクレーンブームの先端部に第１軸及び第２軸を有する連結手段を介して取り付けられる作業員搭乗用のバケットを含み、そのバケットが前記クレーンブームの起伏軌道面に直交する前記第１軸と該第１軸に直交する前記第２軸との２軸回りに揺動可能とされている高所作業用装置であって、
前記バケットを前記第１軸回りに揺動させる第１のアクチュエータと、
前記バケットを前記第２軸回りに揺動させる第２のアクチュエータと、
を備えることを特徴とする高所作業用装置を提供する。
【００１３】
加えて、本発明は上記のように構成される高所作業用装置において、
前記第１軸に平行な鉛直面に対する前記バケットの前後方向の傾きを検出するピッチング角検出手段と、
前記第２軸に平行な鉛直面に対する前記バケットの左右方向の傾きを検出するローリング角検出手段と、
前記ピッチング角検出手段および前記ローリング角検出手段から出力される検出信号に基づき、前記バケットの床面が水平状態となるように前記第１、第２のアクチュエータを駆動して前記バケットの姿勢制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、起伏動作が可能なクレーンブームの先端部に第１軸及び第２軸を有する連結手段を介して作業員搭乗用のバケットが取り付けられ、そのバケットがクレーンブームの起伏軌道面に直交する第１軸と該第１軸に直交する第２軸との２軸回りに揺動可能とされていることから、クレーンブームの起伏動作時にバケットを第１軸回りに揺動させて該バケットを水平姿勢に維持できるほか、クレームブームの起伏軌道面が傾いている場合でも、バケットを第２軸回りに揺動させて水平姿勢にすることができる。
【００１５】
又、バケットの前後左右の傾きを検出する手段を有し、その検出手段から出力される検出信号に基づき、バケットの床面が水平状態となるよう制御手段が２軸対応のアクチュエータを駆動してバケットの姿勢制御を行う構成とされていることから、クレーンブームの傾斜角に拘わらず、バケットの姿勢を自動的に水平状態とすることができる。
【００１６】
加えて、バケットにクレーンブームを遠隔操作によって起伏させるための操作部が設けられていることから、バケットに搭乗した作業員が地上の作業員に合図を送ることなく自ら作業高さを微調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。図１、図２は本発明に係る移動式クレーンとして伸縮型のクレーンブーム（ジブ）を装備したトラッククレーンを示した側面概略図であり、図１はクレーンブームを倒伏した状態、図２はクレーンブームを上方に伸長した状態を示す。
【００１８】
図１及び図２において、１はクレーン本体としての車両（走行体）であり、そのキャブ１１の後方には荷台部１２が連ねられ、キャブ１１と荷台部１２との間にはポスト状の旋回台１３が設けられている。旋回台１３の上部にはクレーンブーム１４が連接され、そのクレーンブーム１４と旋回台１３との部位が図示せぬ起伏シリンダで繋がれている。そして、クレーンブーム１４は、起伏シリンダの伸縮により起伏動作が可能とされ、且つ旋回台１３の駆動により当該旋回台を中心として旋回動作が可能とされている。又、図２から明らかなように、本例においてクレーンブーム１４は第１ブーム１４ａ、第２ブーム１４ｂ、及び第３ブーム１４ｃをテレスコープ状に順次連ねた構成で、その各ブーム１４ａ〜１４ｃが図示せぬ内蔵式の伸縮シリンダを介して連結されている。このため、クレーンブーム１４は、伸縮シリンダの伸縮を以って公知の如く伸縮動作も可能とされるが、本発明はクレーンブーム１４が伸縮することを要件とせず、伸縮型でも３段式に限らない。
【００１９】
一方、クレーンブーム１４の先端部（本例において第３ブーム１４ｃの一端）には、アーム状のジョイント２（連結手段）を介してバケット３が取り付けられる。バケット３は高所作業を行う作業員が搭乗するもの（本例において定格荷重１００ｋｇの一人乗り）で、これは後述の直交する２軸（第１軸及び第２軸）回りに揺動可能とされている。
【００２０】
そして、本発明によれば、クレーンブーム１４の旋回、伸縮、起伏の各動作によってバケット３を所望の高さ位置まで上昇移動させ、高木の剪定や送電線・電話線などの架線工事といった高所作業をバケット３に搭乗した作業員により行うことができる。尚、クレーンブーム１４を上方に伸長させるなどする場合には、車両１の前後左右に設けられるアウトリガ１５を伸長させて車両１を安定支持するのであり、これにより車両１の移動、転倒が防止される。
【００２１】
図３は、バケット３を示した斜視図である。この図で明らかなように、バケット３は床板３１（床面）の周縁上に安全柵３２を設け、その内側に作業員を収容可能な領域を形成して構成される。安全柵３２は金属製の角材や丸パイプを溶接結合して形成されており、このうち左右両側に位置する支柱３２ａには、上記ジョイント２との結節点となる接続孔３３と、後述するアクチュエータを接続するための取付孔３４とが穿設されている。又、バケット３の上部前面部にはコントロールボックス４が固着され、その内部にバケット３の前後方向（図３のＦ−Ｂ方向）及び左右方向（図３のＬ−Ｒ方向）の傾きを検出する検出手段、ならびに当該検出手段から出力される検出信号を基にバケット３を水平状態に維持するための姿勢制御を行う制御手段が設けられている。
【００２２】
尚、図１および図２に示したクレーンブーム１４は、公知のようにキャブ１１内での操作により、旋回、伸縮、及び起伏を行うことが可能とされるが、これとは別にコントロールボックス４には、クレーンブーム１４の遠隔操作を可能とするために図示せぬ操作レバーなどを配してなる操作部４１が設けられ、バケット３に搭乗した作業員がクレーンブーム１４の各動作を高所から行えるようにしてある。
【００２３】
次に、図４及び図５にバケット３を取り付けた状態を示す。これらの図から明らかなように、ジョイント２は左右平衡装置を構成する固定板２１と可動板２２を有する。固定板２１はクレーンブーム１４に対して固定され、可動板２２は固定板２１に対向してクレーンブーム１４と同軸線上で回転可能とされている。可動板２２にはその回転中心を挟んで左右一対のブラケット２３が固着され、ブラケット２３の各先端には横架軸２４が固着されている。図５から明らかなように、横架軸２４はバケット３の幅より若干大きい長さを有しており、その両端部に左右一対のサイドアーム２５が固着されている。そして、その両サイドアーム２５の各先端に、クレーンブーム１４の起伏軌道面（図４において図示面に平行な面）に直交する第１軸となる連接ピン２Ａによってバケット３が連接され、その連接ピン２Ａを中心にバケット３がクレーンブーム１４に対して前後方向（クレーンブーム１４の起伏軌道面内での上下方向）に揺動可能とされている。尚、連接ピン２Ａは図３に示したバケット３の接続孔３３に挿入されて回転自在に支持されるが、この連接ピン２Ａをバケット３に固着し、これに対してサイドアーム２５が回転自在に接続するようにしてもよい。
【００２４】
ここに、バケット３と左右何れか一方のサイドアーム２５は伸縮動作するアクチュエータ５により繋がれ、その伸縮動作により連接ピン２Ａを中心とするバケット３の揺動が行われる構成とされている。本例において、アクチュエータ５は油槽、電動機、ポンプ、ならびにバルブ類を一体化した駆動ユニット５１を併設する複動形の油圧シリンダであり、そのシリンダ胴５ａはバケット３の取付孔３４にピン接合され、伸縮ロッド部５ｂは連接ピン２Ａから隔たる位置Ｐでサイドアーム２５にピン接合されている。従って、クレーンブーム１４の起伏に連動してアクチュエータ５を伸縮させることにより、バケット３を連接ピン２Ａ回りに揺動させながら、その床面を水平状態に維持することができる。特に、本発明によれば、バケット３が連接ピン２Ａ（第１軸）のみならず、これに直交する第２軸回りにも揺動可能とされる。
【００２５】
図６は図５のＸ−Ｘ断面で、同図中の２Ｂが上記第２軸となるシャフトである。図６から明らかなように、シャフト２Ｂは固定板２１を貫通し、固定板２１の片面にはシャフト２Ｂの一端部を囲繞してクレーンブーム１４（第３ブーム１４ｃ）内に嵌合する金属管２６が固着されている。そして、金属管２６は第３ブーム１４ｃの内部に嵌合状態で溶接結合され、シャフト２Ｂはクレーンブーム１４（第３ブーム１４ｃ）の軸線方向に沿って金属管２６と固定板２１に溶接結合されている。
【００２６】
一方、固定板２１より突出するシャフト２Ｂの一端にはフランジ付のナット２７が固着され、そのナット２７と固定板２１との間でシャフト２Ｂの外周に無給油ブッシュ２８を介してスリーブ２９が回転自在に嵌められている。そして、固定板２１に対向する可動板２２がスリーブ２９の外周部に溶接結合されている。従って、可動板２２にブラケット２３などを介して連結される上記バケット３は、第１軸（連接ピン２Ａ）に直交するシャフト２Ｂの軸回りにも揺動することができる。
【００２７】
次に、図７に図４のＹ−Ｙ断面を示す。この図で明らかなように、固定板２１および可動板２２の各一端上部には、シャフト２Ｂに直交する方向で対向するブラケット２１ａ，２２ａが固着されており、その両ブラケット２１ａ，２２ａの間にアクチュエータ６が架設されている。このアクチュエータ６も上記アクチュエータ５と同じく油槽、電動機、ポンプ、ならびにバルブ類を一体化した駆動ユニット６１を併設する複動形の油圧シリンダであり、そのシリンダ胴６ａはブラケット２１ａ，２２ａの何れか一方（図示例においてブラケット２１ａ）にピン接合され、伸縮ロッド部６ｂは他方のブラケット２２ａにピン接合されている。従って、アクチュエータ６を伸縮させることにより、図８(a)，(b)に示されるよう可動板２２をシャフト２Ｂ回りに揺動させながら、その可動板２２に連結するバケット３をシャフト２Ｂ回りに揺動させることができる。このため、図１１、図１２のようにクレーンブーム１４（図１１、図１２において符号Ｊで示される）の起伏軌道面が水平面に対して傾いている場合でも、図１１、図１２の二点鎖線で示すようバケット３（図１１、図１２において符号Ｗで示される）の床面を水平状態に維持することができる。
【００２８】
尚、アクチュエータ５，６は上記操作部４１により手動での伸縮操作を行えるようにしてもよいが、安全性を確保する上ではバケット３の前後左右の傾きに応じてアクチュエータ５，６の伸縮が自動的に行われるようにすることが好ましい。
【００２９】
図９は、バケット３の姿勢制御を行う制御系のブロック図である。図９において、７はバケット３の前後左右の傾きを検出する上記の検出手段であり、これには第１軸（連接ピン２Ａ）に平行な鉛直面に対するバケット３の前後方向の傾きを検出する機能（ピッチング角検出手段７１）と、第２軸（シャフト２Ｂ）に平行な鉛直面に対するバケット３の左右方向の傾きを検出する機能（ローリング角検出手段７２）と、を一体として備える２軸出力形の静電容量式傾斜角センサが好適に用いられ、その各出力端子が制御手段８に導電接続されている。
【００３０】
制御手段８はマイクロコンピュータから成り、この制御手段８とアクチュエータ５，６に付帯する駆動ユニット５１，６１とがそれぞれ導電接続されている。そして、ピッチング角検出手段７１による検出信号に基づいて、これに対応する制御信号が制御手段８から駆動ユニット５１に入力されると共に、ローリング角検出手段７２による検出信号に基づいて、これに対応する制御信号が制御手段８から駆動ユニット６１に入力され、しかして駆動ユニット５１，６１を構成する図示せぬ電動機や切換弁が操作されてアクチュエータ５，６の伸縮動作が行われるようになっている。
【００３１】
尚、制御手段８は図１などに示した車両１に搭載されるバッテリを電源とするが、その両者を繋ぐ電気配線はクレーンブーム１４に沿って固定されている。又、図９において、駆動ユニット５１，６１とアクチュエータ５，６とを結ぶ矢印は作動油の流れ方向を示しているが、アクチュエータ５，６の伸縮によりバケット３が水平状態になると、作動油の流路が閉じられてアクチュエータ５，６がロックされるようになっている。このため、バケット３は作業員の体重移動や風圧によってふらつかず、水平状態を保つことができる。
【００３２】
ここで、図１０に示すように、シャフト２Ｂを中心とする円周上で固定板２１にロック用孔２１ｂを等間隔に穿設すると共に、その各ロック用孔２１ｂに対応する孔あき突片２２ｂを可動板２２に形成し、その突片２２ｂからロック用孔２１ｂに図示せぬロックピンを挿入することにより、可動板２２を介してバケット３の左右揺動をロックできるようにしてもよい。
【００３３】
以上、本発明を図面に基づき説明したが、本発明はトラッククレーンに限らず、ホイールクレーンやクローラクレーンにも適用することができる。又、クレーンブーム１４は伸縮型に限らず、屈折型や混合型でもよい。更に、上記例では第２軸としてのシャフト２Ｂをクレーンブーム１４の軸線に沿って固定するものとしたが、これを電動機により回転駆動させる回転軸としてもよいし、その指向方向もクレーンブーム１４の軸線方向に限らず、第１軸としての連接ピン２Ａの軸線に直交する向きであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る高所作業用装置を備える移動式クレーンの側面図（ブーム倒伏時）
【図２】本発明に係る高所作業用装置を備える移動式クレーンの側面図（ブーム起立時）
【図３】バケットを示す斜視図
【図４】バケットの取付状態を示す側面図
【図５】バケットの取付状態を示す平面図
【図６】図５のＸ−Ｘ断面図
【図７】図４のＹ−Ｙ断面図
【図８】バケットの左右方向の傾きが修正される状態を示す説明図
【図９】バケットを姿勢制御する制御系のブロック図
【図１０】本発明の変更例を示す説明図
【図１１】従来装置の使用態様を示す側面図
【図１２】従来装置の使用態様を示す背面図
【符号の説明】
【００３５】
１  車両（クレーン本体）
１３  旋回台
１４  クレーンブーム
１５  アウトリガ
２  ジョイント（連結手段）
２Ａ  連接ピン（第１軸）
２Ｂ  シャフト（第２軸）
３  バケット
４  コントロールボックス
４１  操作部
５  アクチュエータ（第１のアクチュエータ）
６  アクチュエータ（第２のアクチュエータ）
７  検出手段
７１  ピッチング角検出手段
７２  ローリング角検出手段
８  制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010047363.tif 000011
【図１０】
2010047363.tif 000012
【図１１】
2010047363.tif 000013
【図１２】
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