(57)【要約】  【課題】  特別な操作をすることなく、しかもクレーン作業を安全に行えるクレーン仕様の油圧ショベルを提供することを課題とする。  【構成】 作業機のアーム先端にバケットと吊り荷重用フックを設けて掘削作業とクレーン作業とが可能なクレーン仕様の油圧ショベルにおいて、前記フックの吊り荷重の有無を検出するセンサと、コントロール回路とを具備し、該コントロール回路が該検出センサの計測値により該フックに荷重が吊られていると判断した場合は自動的にクレーンモードに切換えるように構成したことを特徴とする。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機のアーム先端にバケットと吊り荷重用フックを設けて掘削作業とクレーン作業とが可能なクレーン仕様の油圧ショベルにおいて、前記フックの吊り荷重の有無を検出するセンサと、コントロール回路とを具備し、該コントロール回路が該検出センサの計測値により該フックに荷重が吊られていると判断した場合は自動的にクレーンモードに切換えるように構成したことを特徴とするクレーン仕様の油圧ショベル。
【請求項２】
前記センサを前記フックのケース内に設けたことを特徴とする請求項１に記載のクレーン仕様の油圧ショベル。
【請求項３】
前記センサはリミットスイッチ等の機械的スイッチ、光を利用した光学的スイッチから構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れか１に記載のクレーン仕様の油圧ショベル。
【請求項４】
前記センサはケース内にリミットスイッチを設けると共に、前記フックを上側に付勢するスプリングを設けて荷重がゼロのときは該リミットスイッチがオン又はオフ状態にし、荷重が作用したときは該リミットスイッチがオフ又はオン状態になるように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１に記載のクレーン仕様の油圧ショベル。
【請求項５】
前記センサは、前記リミットスイッチと前記スプリングを保護するために前記フックの軸に上方移動のストッパーと下方移動のストッパーを設けたことを特徴とする請求項４に記載のクレーン仕様の油圧ショベル。
【請求項６】
クレーンモードから掘削モードへの切換えは、キャブ内に設けられたモード切換スイッチで行うことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１に記載のクレーン仕様の油圧ショベル。
【請求項７】
クレーンモードから掘削モードへの切換えは、前記センサにより前記フックに荷重が吊られていないと判断した場合は自動的に掘削モードに切換えるように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１に記載のクレーン仕様の油圧ショベル。
【請求項８】
前記クレーンモードから掘削モードへの切換えは、前記フックに荷重が吊られていないと判断した後、一定時間経過したときに切換えを行うようにしたことを特徴とする請求項７に記載のクレーン仕様の油圧ショベル。
【請求項９】
前記クレーンモードから掘削モードへの切換えは、警報又はモニターへの警告表示をした後に切換えを行うようにしたことを特徴とする請求項７又は請求項８の何れか１に記載のクレーン仕様の油圧ショベル。
【請求項１０】
前記クレーンモードに切り換ったときは転倒防止のための過負荷防止装置、吊荷落下防止装置、クレーンモニタ表示装置又は作業機の速度制限装置、或いはこれらを組み合わせた安全システムが作動するように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１に記載のクレーン仕様の油圧ショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、掘削作業とクレーン作業とが可能なクレーン仕様の油圧ショベルに関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
従来から、油圧ショベルには作業機の先端部にバケットを設けて掘削作業を可能にすると共に、フックを設けてクレーン作業も可能にした建設機械が使用されている。掘削作業とクレーン作業は同時に行われることはないが、両方の作業が同一の建設機械でできると便利なことが多い。例えば、掘削作業をしている最中に、作業場にある大きな岩石等を除去したい場合等に岩石を持ち上げて移動したいときに同一機械でクレーン作業ができると便利である。しかし、クレーン作業中に誤ってバケットを作動させると吊り荷が落下したりして危険な事態が起こりかねない。従って、掘削作業とクレーン作業とが可能なクレーン仕様の油圧ショベルでは種々の安全装置が設けられている。これらの安全装置としては、吊荷による転倒防止のための過負荷防止装置、吊荷落下防止装置、作業機の速度制限装置、吊荷検出装置、モード切換え時の警報表示装置等が従来から知られている。
【０００３】
過負荷防止装置は、例えば、特許文献１、２に開示されている。吊荷落下防止装置は、例えば、クレーン作業中に油圧配管等が損傷した場合に、損傷部位から圧油が漏れてブームやアーム等が駆動力失って吊荷が落下するのを防止する装置である。吊荷落下防止装置は、例えば、特許文献３に開示されている。作業機の速度制限装置としては、クレーンモード時においてエンジンの回転数を掘削作業時よりも低回転に切換えることが考えられる。警報表示装置等は従来から知られている周知技術である。
【特許文献１】公開特許公報、特開平１１−３３６１３０号
【特許文献２】公開特許公報、２００３−７３０８号
【特許文献３】公開特許公報、特開２００３−１１９８３２
【０００４】
以上の安全装置は、オペレータや作業従事者の生命や危険に直接関係するので、全てを備えることが望ましいし、一部の装置は法律（労働安全衛生法）にも規定されている。しかし、これらの安全装置を作動させるために、煩雑な作業をオペレータに強制すると作業能率が低下するのみならず、オペレータが作業を誤ったり、忘れたりすることが起きる。従って、これらの安全装置を作動させるためのオペレータの作業を軽減させる必要がある。
【０００５】
ところで、吊荷検出装置を設けた油圧ショベルの例としては、特許文献３に開示されているものがある。図４は特許文献３に記載されている作業機の先端部である。この従来装置は、図４に示すように、アーム４１の先端側にバケット４０がピン４２により回動自在に取付けられ、バケットリンク４３、４４がバケット４０の他端側に設けられたバケットピン４５に連結されている。バケット４０はバケットシリンダ４６により回動される。フック４７はバケットピン４５に設けられている。バケットシリンダ４６の伸長状態を検出する油圧センサ４８がバケットシリンダ４６に設けられ、リンク辺４４にはフック４７を固定する固定ピン４９とフック格納状態を検出する近接スイッチ５０が設けられている。
【０００６】
上記従来装置は、バケットシリンダ４６の伸長状態を検出したとき、或いは、更にフック格納状態を検出したときにコントローラがクレーン作業を可能な状態にし、それ以外のときはクレーンモニタが停止され、クレーン作業も許可されないように構成されている。これによって、バケットが基準の姿勢から外れた状態でクレーン作業が行われるのを防止して、信頼性を向上させている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来装置では、バケットシリンダの伸長状態を検出したときにクレーンを使用可能にすると、掘り削作業中でもバケットシリンダが伸長状態になることもあり、混乱が生じやすく問題がある。また、フックを格納状態から外した場合にのみクレーンを使用可能にすると、作業中にフックを格納したり、格納状態から外したりする作業が必要であり、作業が煩雑になるという課題がある。
本発明は上記のような問題を解決するために発明されたもので、特別な操作をすることなく、しかもクレーン作業を安全に行えるクレーン仕様の油圧ショベルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するための手段として以下の構成を採用している。即ち、
請求項１に記載の発明は、作業機のアーム先端にバケットと吊り荷重用フックを設けて掘削作業とクレーン作業とが可能なクレーン仕様の油圧ショベルにおいて、前記フックの吊り荷重の有無を検出するセンサと、コントロール回路とを具備し、該コントロール回路が該検出センサの計測値により該フックに荷重が吊られていると判断した場合は自動的にクレーンモードに切換えるように構成したことを特徴としている。
本発明によれば、該フックに荷重が吊られていると判断した場合は自動的にクレーンモードに切換えるように構成しているので、吊荷があるときは自動的にクレーンモードにされ、オペレータが誤って掘削モードに切換える等の誤操作を防止できる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記センサを前記フックのケース内に設けたことを特徴としている。
本発明によれば、作業中に誤ってセンサの破損等をする行為を防止できる。
【００１０】
更に、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の何れか１に記載の発明において、前記センサはリミットスイッチ等の機械的スイッチ、光を利用した光学的スイッチから構成されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１に記載の発明において、前記センサはケース内にリミットスイッチを設けると共に、前記フックを上側に付勢するスプリングを設けて荷重がゼロのときは該リミットスイッチがオン又はオフ状態にし、荷重が作用したときは該リミットスイッチがオフ又はオン状態になるように構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記センサは、前記リミットスイッチと前記スプリングを保護するために前記フックの軸に上方移動のストッパーと下方移動のストッパーを設けたことを特徴としている。
本発明によれば、リミットスイッチとスプリングの故障を防止すると共に、バネ係数の小さなスプリングを使用可能になり、軽い吊荷も容易に検出可能になる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１に記載の発明において、クレーンモードから掘削モードへの切換えは、キャブ内に設けられたモード切換スイッチで行うことを特徴としている。
本発明によれば、オペレータはクレーンモードから掘削モードへの切換えを確認できる。その結果不要な事故を防止できる。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１に記載の発明において、クレーンモードから掘削モードへの切換えは、前記センサにより前記フックに荷重が吊られていないと判断した場合は自動的に掘削モードに切換えるように構成したことを特徴としている。
本発明によれば、オペレータはクレーンモードから掘削モードへの切換え作業を行う必要がなく、作業を軽減することができる。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項６〜請求項７の何れか１に記載の発明において、前記クレーンモードから掘削モードへの切換えは、前記フックに荷重が吊られていないと判断した後、一定時間経過したときに切換えを行うようにしたことを特徴としている。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項６〜請求項８の何れか１に記載の発明において、前記クレーンモードから掘削モードへの切換えは、警報又はモニターへの警告表示をした後に切換えを行うようにしたことを特徴としている。
本発明によれば、クレーンモードから掘削モードへの切換わる際、確実にオペレータに伝えることできるので、その結果不要な事故を防止できる。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項９の何れか１に記載の発明において、前記クレーンモードに切り換ったときは転倒防止のための過負荷防止装置、吊荷落下防止装置、クレーンモニタ表示装置又は作業機の速度制限装置、或いはこれらを組み合わせた安全システムが作動するように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、フックに荷重が吊られていると判断した場合は自動的にクレーンモードに切換え、フックに荷重が吊られていないと判断した場合は自動的に掘削モードに切換えるように構成したので、モード切換えが確実に行われると共に切換え作業に煩わされることがないので、作業が容易になるという効果が得られる。さらに、クレーン作業時には確実にクレーンモードに切換わるので、モード切換え忘れによる事故を防止することができ、安全性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明の実施形態を図１〜図２に基づいて説明する。図１は本実施形態の全体構成を示し、図２は本発明を実施した実施形態の吊り荷重の有無を検出するセンサ構成を示す。図３は本実施形態による吊荷状態を示す。図１において、クレーン仕様の油圧ショベルにおける作業機のアーム１先端にバケット２がピン３で回動自在に設けられている。バケット２はリンク４、５及びバケットシリンダ６によって開閉される。バケットピン７に吊荷用フック８が回動自在に連結されている。フック８に設けられた吊り荷重の有無を検出するセンサ１６からの配線９がキャブ２０内部に設けられたコントローラ１０の入力端に接続されている。コントローラ１０の出力端にはモニター２２と警報機２３とが接続されている。また、コントローラの出力は作業機２１にも送信される。
【００２０】
図２はフック全体の断面図を示す。フック８は、バケットピン７に取付けるためのリング１１と、リング１１に連結されたケース１２と、ケース１２内で上下に移動自在な軸部１３を備えた鉤部１４とを具備している。軸部１３の上部にはフランジ１３ａが設けられており、フランジ１３ａの下面に設けられた環状半円溝１３ｃとケース１２の底部上面との間にスプリング１５が挿入され、軸１３を上方に付勢している。また、ケース１２の上壁内面にリミットスイッチ１６が高さ位置を調節するための基部材１７を介して取付け固定されている。
【００２１】
フランジ１３ａの上側面には突起部１３ｂが設けられており、軸１３が上方へ移動した場合にリミットスイッチ１６を保護する機能を果たしている。即ち、突起部１３ｂの上面とケース１２の上壁内面との間隔Ｇは、フランジ１３ａの上側面とリミットスイッチ１６の作動する基準レベルとの間隔Ｓと等しくなるようにリミットスイッチ１６の高さ位置が調節されている。なお、軸部１３の下部に設けられたフック部フランジ１３ｄの上面とケース１２の下壁外面との距離Ｂは間隔Ｇよりも大きく設定されている。又、ケース１２の底部壁中央には筒部１２ｂが設けられており、軸部１３をガイドすると共に、スプリング１５の保護機能を果たしている。これによって、軸部１３は正しく上下に移動し、フランジ１３ａは左右に傾かないので、リミットスイッチ１６は誤動作が防止される。また、スプリング１５のバネ力は重負荷荷重にも耐えられる程度の大きなものにする必要がなくなり、ゼロ荷重のときに軸部１３を上方へ持ち上げる付勢力があれば十分である。これによって、小さな吊荷荷重でも検出できる。
【００２２】
本実施形態は以上のように構成したので、以下のように機能する。フック１４に吊荷荷重Ｗが作用すると軸１３はフランジ１３ａがケース１２の筒部１２ｂに接触するまで下方に移動する。この状態ではリミットスイッチ１６はオフ状態となり、オフ信号が配線９からコントローラ１０に入力され、クレーンモードに切り換る。クレーンモードに切換わるとモニター２２が作動し、必要な所定情報が表示される。同時にコントローラ１０から作業機２１に制御信号が出力され、掘削作業が禁止される。例えば、バケットシリンダ６への油圧供給路が閉ざされて、バケット２は所定角度に維持される。
【００２３】
吊荷荷重Ｗが略ゼロになるとフック１４はスプリング１５の付勢力により突起部１３ｂがケース１２の上壁内面に接触するまで上方に移動し、同時にリミットスイッチ１６はオン状態になる。このオン信号が配線９によりコントローラ１０に入力され、コントローラ１０は掘削モードに切換わる。なお、掘削モードへの切換はオン信号を検出してから所定の時間後にモードが切換わると共に、音信号検出時又はモード切換時にオペレータに注意を喚起するためにモニター２２へ警告情報が表示されると共に、警報音が警報機２３に鳴らされる。
【００２４】
以上に説明したように、本実施形態によれば、吊荷荷重の有無がセンサによって検出されると、自動的にモード切換えが行われ、オペレータはモード切替等の作業をする必要は無く不要な注意に煩わされないという効果が得られ、同時にオペレータの不注意による危険性を回避でき、作業の安全性が向上できるという効果が得られる。また、スプリングのバネ力を小さくすれば、小さな吊荷荷重を検出でき安全な利用範囲が広がるという効果が得られる。
【００２５】
以上本発明の実施形態を図面に基づいて詳述してきたが、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではなく、実質的に同一技術と見られる改良や変更があっても本発明の技術的範囲に属する。なお、検出するセンサはリミットスイッチの代わりに、光学的スイッチ、その他のスイッチを使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を実施した実施形態の全体構成図を示す。
【図２】本実施形態に使用したフックの構成を示す断面図である。
【図３】本実施形態による吊荷状態を示す。
【図４】従来装置の要部を示す。
【符号の説明】
【００２７】
８              フック
９              配線
１０            コントローラ
１２            ケース
１２ｂ        筒部（ストッパー）
１３            軸部
１３ａ        フランジ
１３ｂ        突起部（ストッパー）
１４            鉤部  
１５            スプリング
１６            リミットスイッチ（センサ）  
２１            作業機
２２            モニター
２３            警報機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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