(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定格総荷重曲線で設定される最大許容作業半径以内で吊具を移動させて荷役作業を行う荷役作業機の転倒防止装置であって、
前記最大許容作業半径以内で作業状況に応じて設定される目標作業半径を設定入力する目標作業半径入力装置と、
前記目標作業半径入力装置から入力された目標作業半径と前記定格総荷重曲線とによって、前記目標作業半径に対応する吊荷の目標荷重を演算する目標荷重演算手段と、
前記目標荷重演算手段からの目標荷重と実荷重とを比較して、前記実荷重が前記目標荷重よりも重い場合には、前記吊荷の荷重制御を行う荷重調整装置に前記吊荷の荷重を減じるような荷重調整指令を出力し、前記実荷重が前記目標荷重よりも軽くなった場合に前記吊具に前記目標作業半径までの動作を許容する吊具動作制御手段とを備えた
ことを特徴とする荷役作業機の転倒防止装置。
【請求項２】
請求項１に記載の荷役作業機の転倒防止装置において、
前記定格総荷重曲線に基づく転倒防止制御、又は目標半径に基づく転倒防止制御のいずれかを優先的に制御するスイッチを更に備えた
ことを特徴とする荷役作業機の転倒防止装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の荷役作業機の転倒防止装置において、
前記荷役作業機の吊具は、リフティングマグネットであり、前記荷重調整装置は電圧制御装置の通電を制御する
ことを特徴とする荷役作業機の転倒防止装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の荷役作業機の転倒防止装置において、
前記荷役作業機の吊具は、複数の把持爪を有する把持具であり、前記荷重調整装置は前記把持爪を開閉駆動する油圧シリンダの閉側の把持力を減じるように前記油圧シリンダへの供給圧油量を制御する
ことを特徴とする荷役作業機の転倒防止装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の荷役作業機の転倒防止装置において、
前記吊具の高さを検出する高さ検出手段を有し、前記荷重調整装置は、前記高さ検出手段で検出された吊具の位置が予め設定した下降位置に達したら、作動する
ことを特徴とする荷役作業機の転倒防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷役作業機の転倒防止装置に係り、更に詳しくは、鉄屑、小片物等のばら物を荷役する荷役作業機の転倒防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷役作業機においては、荷役時の転倒を防止するために転倒防止装置が備えられている。その転倒防止装置としては、荷役作業機の作業半径を算出し、この作業半径から定まる定格総荷重と、荷役作業機による実荷重とを比較して過負荷を防止するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１２１１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
荷役作業機として、グラップル、リフティングマグネット等の吊具を用いて、鉄屑、小片物等のばら物を荷役するものがある。この種の荷役作業においては、例えば、荷役作業機に近い側の箇所に、大量の荷役物が堆積されており、この堆積された荷役物を、荷役作業機から遠い箇所に侵入したトラックの荷台に積載したいという荷役、即ち、作業半径を優先する荷役（作業半径優先の荷役）を行いたいという要求がある。
【０００５】
しかしながら、上記の転倒防止装置を備えた場合には、荷役作業機の作業半径から定まる定格総荷重曲線に基づいて、その作業半径に対応する荷役荷重が制約されてしまうため、前述したように、荷役作業機の荷役作業の一形態として、作業半径から定まる定格総荷重曲線から得られる最大作業半径の超えない範囲内に目標作業半径を設定し、この目標作業半径での荷役作業を行う場合に、目標作業半径内の位置で多量の荷を吊り上げると、目標作業半径では、過負荷であると判断されて、警報及び又は作業停止になり、荷役作業の中断を余儀なくされ、荷役作業の効率を向上させることができないという憾みがある。
【０００６】
本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、作業半径を優先する荷役（作業半径優先の荷役）を行うことができる荷役作業機の転倒防止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成するために、第１の発明は、定格総荷重曲線で設定される最大許容作業半径以内で吊具を移動させて荷役作業を行う荷役作業機の転倒防止装置であって、前記最大許容作業半径以内で作業状況に応じて設定される目標作業半径を設定入力する目標作業半径入力装置と、前記目標作業半径入力装置から入力された目標作業半径と前記定格総荷重曲線とによって、前記目標作業半径に対応する吊荷の目標荷重を演算する目標荷重演算手段と、前記目標荷重演算手段からの目標荷重と実荷重とを比較して、前記実荷重が前記目標荷重よりも重い場合には、前記吊荷の荷重制御を行う荷重調整装置に前記吊荷の荷重を減じるような荷重調整指令を出力し、前記実荷重が前記目標荷重よりも軽くなった場合に前記吊具に前記目標作業半径までの動作を許容する吊具動作制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記定格総荷重曲線に基づく転倒防止制御、又は目標半径に基づく転倒防止制御のいずれかを優先的に制御するスイッチを更に備えたことを特徴とする。
【０００９】
更に、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記荷役作業機の吊具は、リフティングマグネットであり、前記荷重調整装置は電圧制御装置の通電を制御することを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記荷役作業機の吊具は、複数の把持爪を有する把持具であり、前記荷重調整装置は前記把持爪を開閉駆動する油圧シリンダの閉側の把持力を減じるように前記油圧シリンダへの供給圧油量を制御することを特徴とする。
【００１１】
更に、第５の発明は、第３又は第４の発明において、前記吊具の高さを検出する高さ検出手段を有し、前記荷重調整装置は、前記高さ検出手段で検出された吊具の位置が予め設定した下降位置に達したら、作動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、定格総荷重曲線に基づいて荷役の制約を受けずに、最大作業半径の超えない範囲内の目標作業半径への作業半径優先の荷役作業が可能になるので、荷役作業効率を更に改善することができるとともに、荷役作業機の汎用性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の荷役作業機の転倒防止装置の実施の形態を図面を用いて説明する。  
図１乃至図４は、本発明のリフティングマグネット作業機の一実施の形態を示すもので、図１は本発明の転倒防止装置の一実施の形態を備えたリフティングマグネット作業機を示す正面図、図２は本発明の転倒防止装置の一実施の形態の構成を示すブロック図、図３は本発明の転倒防止装置の一実施の形態に用いる作業半径から定まる定格総荷重曲線の一例を示す図、図４は本発明の転倒防止装置の一実施の形態による作業半径優先作業を説明するフローチャート図である。
【００１４】
図１において、本発明のリフティングマグネット作業機は、走行体１とこの走行体１上に旋回装置２を介して旋回体３が旋回可能に設置されている。旋回体３上には、動力源となるパワーユニット等を内蔵した動力源室４や運転室５等が搭載されている。旋回体３の前部には、多関節アーム６が装設されている。この多関節アーム６は、ブームシリンダ７によって俯仰動されるように旋回体３の前部に設けたブーム８と、アームシリンダ９によってブーム８の先端に回動可能に設けたアーム１０と、リンク１１およびシリンダ１２を介してアーム１０の先端に回動可能に設けた吊具としてのリフティングマグネット１３とで構成されている。
【００１５】
次に、図２を用いて本発明の転倒防止装置の一実施の形態の構成を説明する。  
図２において、リフティングマグネット１３には、電圧制御装置１４を介して発電機１５が接続されている。発電機１５としては、旋回体３上に配置した外装用のもの、または動力室４内に設置した内装用のものを用いることができ、この発電機１５によって作られた電圧は、電圧制御装置１４によって調整され、リフティングマグネット１３のコイルに供給される。
【００１６】
１６は圧力検出器で、この圧力検出器１６はブームシリンダ７の基部側油室内の圧力を検出するように、図１に示すリフティングマグネット作業機におけるブームシリンダ７の基部部分に取付けられている。１７は角度検出器で、この角度検出器１７は、ブーム８とアーム１０の回動角度を検出するように、ブーム８とアーム１０の基部に取付けられている。
【００１７】
圧力検出器１６で検出された検出圧力は、荷重演算手段１８に入力される。荷重演算手段部１８は、検出圧力と予め記憶されているブーム８の重量重心、アーム１０の重量重心及びリフティングマグネット１３の重量重心とに基づいて、実荷重を演算する。
【００１８】
角度検出器１７で検出された検出角度は、作業半径演算手段１９に入力される。作業演算手段１９は、検出角度と予め記憶されているブーム８の長さ寸法、アーム１０の長さ寸法及びリフティングマグネット１３の寸法とに基づいてリフティングマグネット１３の作業半径を演算する。
【００１９】
２０は記憶部で、この記憶部２０には、図３に示す許容作業半径Ｒと許容荷重Ｗとで設定される定格総荷重曲線Ｘが記憶されている。２１は転倒防止演算手段で、この転倒防止演算手段２１は荷重演算手段１８からの実荷重値及び作業半径演算手段１９からの実作業半径値を取り込み、これらの値が図３に示す定格総荷重曲線Ｘで設定されている許容作業半径Ｒ、もしくは許容荷重Ｗを超えた場合に、警報器２２に警報信号を出力し、またはリフティングマグネット作業機に停止信号Ａを出力する。前述した荷重演算手段１８で演算された実荷重値は、表示装置２３の表示部２３Ａに、また作業半径演算手段１９で演算された実作業半径値は、表示装置２３の表示部２３Ｂにそれぞれ表示される。
【００２０】
２４は目標半径入力装置で、この目標半径入力装置２４は、図３に示す定格総荷重曲線Ｘで設定される最大許容作業半径ＲＮ以内での目標作業半径、例えば図３の目標作業半径ＲＡを設定入力する。この目標半径入力装置２４により入力される目標作業半径ＲＡは、例えば荷役現場に侵入したトラック荷台の位置に相当するものである。これにより、リフティングマグネット１３は、目標作業半径ＲＡ以内で移動し、吸着物をトラック荷台に釈放、又はトラック荷台上の荷を吸着する。
【００２１】
２５は目標荷重演算手段で、この目標荷重演算手段２５は、目標半径入力装置２４から入力される目標作業半径値ＲＡと記憶部２０に記憶した対応した図３に示す定格総荷重曲線Ｘから目標作業半径値ＲＡに対応した許容目標荷重ＷＡを演算する。許容目標荷重ＷＡは、表示装置２３の表示部２３Ｃに表示され、前述した目標半径入力装置２４から入力される目標作業半径値ＲＡは、表示装置２３の表示部２３Ｄに表示される。
【００２２】
２６は吊具動作制御手段で、この吊具動作制御手段２６は荷重演算手段１８からの実荷重を取り込み、この実荷重が目標荷重演算手段２５からの許容目標荷重ＷＡを超えている場合に、荷重調整指令を出力する。
【００２３】
２７は荷重調整装置で、この荷重調整装置２７は吊具動作制御手段２６からの荷重調整指令に基づいて、電圧制御装置１４の通電を制御し、リフティングマグネット１３に吸着している吸着物の実荷重が、許容目標荷重ＷＡとなるように、吸着物をリフティングマグネット１３から落下させるように荷重制御を行う。
【００２４】
２８は作業半径優先選択用のスイッチで、このスイッチ２８の投入により、転倒防止演算手段２１での演算機能が停止され、目標荷重演算手段２５が作動するように選択される。
【００２５】
次に、上述した本発明の荷役作業機の転倒防止装置の一実施の形態の動作を説明する。  本発明の荷役作業機の転倒防止装置の一実施の形態は、図２に示す転倒防止演算手段２１による転倒防止機能を非作動とし、図３に示すリフティングマグネット１３による最大許容作業半径ＲＭ内に設定した目標作業半径ＲＡ内で荷役をする場合の転倒防止を行うものである。例えば、荷役現場に侵入したトラックが、図３に示すリフティングマグネット１３による最大許容作業半径ＲＭ内に設定した目標作業半径ＲＡに停止した場合に、リフティングマグネット１３を目標作業半径ＲＡ以内で移動し、目標作業半径ＲＡ以内に位置に堆積された吸着物をトラック荷台に釈放、又はトラック荷台上の荷を吸着し目標作業半径ＲＡ以内の位置に釈放する荷役作業を想定している。即ち、作業半径優先の荷役作業である。
【００２６】
まず、作業半径優先選択用のスイッチ２８を投入し、転倒防止演算手段２１での演算機能を停止させるとともに、目標荷重演算手段２５を作動可能にさせる（図４のＳ１）。次に、目標半径入力装置２４から荷役現場に侵入したトラックの位置となる最大許容作業半径ＲＭ内の目標作業半径ＲＡを入力する（図４のＳ２）。
【００２７】
目標荷重演算手段２５は、目標半径入力装置２４から荷役現場に侵入したトラックの位置となる最大許容作業半径ＲＭ内の目標作業半径ＲＡと記憶部２０に記憶した対応した図３に示す定格総荷重曲線Ｘから目標作業半径値ＲＡに対応した許容目標荷重ＷＡを演算し、リフティングマグネット１３による荷役作業が開始するまで、待機状態となる（図４のＳ３）。
【００２８】
次に、例えば、目標作業半径ＲＡ以内の箇所（図３のＲＢ）に堆積されている鉄屑等のばら物を、リフティングマグネット１３によって吸着し、目標作業半径（図３のＲＡ）のトラック荷台の釈放位置に釈放する場合において、リフティングマグネット１３を目標作業半径ＲＡ以内の箇所（図３のＲＢ）に堆積されている鉄屑等のばら物上に位置させたのち、通電制御して、ばら物を吸着する。
【００２９】
このときの実荷重が荷重演算手段１８によって演算される（図４のＳ４）。この実荷重は、吊具動作制御手段２６に入力される。吊具動作制御手段２６は、荷重演算手段１８からの実荷重を取り込み、この実荷重が目標荷重演算手段２５からの許容目標荷重ＷＡを超えていない場合は、荷役を行う（図４のＳ６）。実荷重が目標荷重演算手段２５からの許容目標荷重ＷＡを超えている場合に、荷重調整指令を荷重調整装置２７に出力する（図４のＳ７）。
【００３０】
荷重調整装置２７は吊具動作制御手段２６からの荷重調整指令に基づいて、電圧制御装置１４の通電を制御し、リフティングマグネット１３に吸着している吸着物の実荷重が、許容目標荷重ＷＡとなるように、吸着物をリフティングマグネット１３から落下させるように荷重制御を行う（図４のＳ８）。これにより、リフティングマグネット１３によって吸着したばら物を、図３の許容目標荷重ＷＡに相当する荷重に調整制御されるので、その後、リフティングマグネット１３を、目標作業半径（図３のＲＡ）のトラック荷台の釈放位置に移動させることができ、転倒防止することなく作業半径優先の荷役作業が可能になる。
【００３１】
前述した作業半径優先選択用のスイッチ２８の投入を解除すれば、目標荷重演算手段２５が非動作になり、転倒防止演算手段２１の動作が可能になるので、図３に示す定格総荷重曲線Ｘに基づいて、リフティングマグネット１３を最大作業半径ＲＭの範囲内での転倒防止機能が作用する荷役作業が可能になる、
上述した本発明の転倒防止装置の一実施の形態によれば、定格総荷重曲線に基づいて荷役の制約を受けずに、最大作業半径の超えない範囲内の目標作業半径への作業半径優先の荷役作業が可能になるので、荷役作業効率を更に改善することができるとともに、荷役作業機の汎用性が向上する。
【００３２】
なお、上述の実施の形態においては、リフティングマグネット１３を吊具として、荷役作業機における多関節アーム６の先端に設けた形式のものに適用したが、図５に示すブームＢの先端からリフティングマグネット１３を懸吊する形式の荷役作業機にも適用することができる。図５において、図１と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
また、本発明は、図６に示すように、多関節アーム６の先端に複数の把持爪を有する把持具Ｃによる吊具を備えた形式の荷役作業機にも適用することができる。図６において、図１と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。この実施の形態において、把持具Ｃによって把持されたばら物の荷重調整は、例えば、把持具Ｃの開閉動によって、不要なばら物を放下させることで可能となる。この場合、把持爪を開閉駆動する油圧シリンダの閉側の把持力を減じるように、油圧シリンダへの供給圧油量を制御すれば良い。
【００３４】
上述した吊具によるばら物の荷重調整は、吊具の土切りから上方の位置で行うと、吊具から地上に落下するばら物の飛散が拡大するので、このばら物の飛散拡大を抑えるために、例えば、吊具の高さ検出手段を設け、この吊具の高さ検出手段から検出された吊具の位置が、予め設定した下降位置に達したら、荷重調整装置２７を作動させるように演算手段を構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の転倒防止装置の一実施の形態を備えたリフティングマグネット作業機を示す正面図である。
【図２】本発明の転倒防止装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の転倒防止装置の一実施の形態に用いる作業半径から定まる定格総荷重曲線の一例を示す図である。
【図４】本発明の転倒防止装置の一実施の形態による作業半径優先作業を説明するフローチャート図である。
【図５】本発明の転倒防止装置の一実施の形態を備えた他の荷役作業機を示す正面図である。
【図６】本発明の転倒防止装置の一実施の形態を備えた更に他の荷役作業機を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１３          リフティングマグネット
１４          電圧制御装置
１５          発電機
１６          圧力検出器
１７          角度検出器
１８          荷重演算手段
１９          作業半径演算手段
２０          記憶部
２１          転倒防止演算手段
２２          警報器
２３          表示装置
２４          目標半径入力装置
２５          目標荷重演算手段
２６          吊具動作制御手段
２７          荷重調整装置
２８          作業半径優先選択用のスイッチ
【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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