(57)【要約】【課題】破損を抑制しながら、カウンタウエイトの個数を正しく検出することができるとともに、作業性を向上させることができるようにする。【解決手段】カウンタウエイト２５に設けられた磁石２と、カウンタウエイト２５が積み重ねられる方向に沿って上部本体２４に複数設けられ、それぞれが対応する磁石２から発生する磁界を検出する磁気センサ３と、磁気センサ３の検出結果に基づいてカウンタウエイト２５の個数を検出するコントローラ４と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械に搭載されたカウンタウエイトの個数を検出する作業機械のカウンタウエイト個数検出装置において、
前記カウンタウエイトに設けられた磁石と、
前記カウンタウエイトが積み重ねられる方向に沿って前記作業機械に複数設けられ、それぞれが対応する前記磁石から発生する磁界を検出する磁気センサと、
前記磁気センサの検出結果に基づいて前記カウンタウエイトの個数を検出するコントローラと、
を有することを特徴とする作業機械のカウンタウエイト個数検出装置。
【請求項２】
各磁気センサは、その検出範囲内に位置する前記磁石から発生する閾値以上の強さの磁界を検出するとＯＮになる一方、前記検出範囲外に位置する前記磁石から発生する前記閾値未満の強さの磁界を検出してもＯＮにならないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の作業機械のカウンタウエイト個数検出装置。
【請求項３】
各磁気センサの検出範囲内に１個の前記磁石が位置するように、前記複数の磁気センサが配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機械のカウンタウエイト個数検出装置。
【請求項４】
高さが異なる複数の前記カウンタウエイトを積み重ねる順番が異なる場合であっても、前記複数の磁気センサの各々が、対応する前記磁石から発生する磁界を検出するように、前記複数の磁気センサが配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業機械のカウンタウエイト個数検出装置。
【請求項５】
前記磁石は、前記カウンタウエイトの表面に埋め込まれていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機械のカウンタウエイト個数検出装置。
【請求項６】
前記磁石の表面を覆うカバーが前記カウンタウエイトに取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の作業機械のカウンタウエイト個数検出装置。
【請求項７】
作業者に警告を行う警告手段をさらに有し、
前記作業機械は、吊荷作業を行うものであり、
前記コントローラは、前記カウンタウエイトの個数が前記吊荷作業に適さない場合に、前記警告手段に警告を行わせることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の作業機械のカウンタウエイト個数検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械に搭載されたカウンタウエイトの個数を検出する作業機械のカウンタウエイト個数検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動式クレーンなどの作業機械においては、吊荷とのバランスをとるためのおもりであるカウンタウエイトが搭載される。そして、カウンタウエイトの個数を増減させることで、作業状態に応じて吊り上げ可能荷重を変更することが可能にされている。
【０００３】
特許文献１には、作業機械に搭載されたカウンタウエイトに対向する位置に設けたリミットスイッチでカウンタウエイトを検出し、警告灯によってその状態を作業者に知らせるカウンタウエイトクレーンの安全装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、カウンタウエイトの固定コネクタに移動コネクタを接続することによって、カウンタウエイトの個数を検出し、ウエイト重量を検知するクレーン車のウエイト重量検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８８３８３号公報
【特許文献２】特開２００８−１４４４号公報
【発明の概要】
【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に記載のものは、リミットスイッチがカウンタウエイトに接触する構成であるため、カウンタウエイトの組み付け時にリミットスイッチが破損しやすいという問題がある。また、作業中の振動によってリミットスイッチとカウンタウエイトとの間隔が変動すると、接触状態が変化するためにカウンタウエイトを安定して検出することができなくなり、カウンタウエイトの個数を正しく検出できないという問題がある。また、複数のリミットスイッチの各々が取り付けられている位置が決まっているため、高さの異なる複数のカウンタウエイトを順番を変えて積み重ねた場合に、カウンタウエイトの個数を正しく検出できない場合がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載のものは、カウンタウエイトの個数を変更する度に、コネクタを接続し直さなければならず、作業が煩雑であるという問題がある。また、外部にハーネスが露出しており、見栄えが悪い。
【０００８】
本発明の目的は、破損を抑制しながら、カウンタウエイトの個数を正しく検出することができるとともに、作業性を向上させることが可能な作業機械のカウンタウエイト個数検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、作業機械に搭載されたカウンタウエイトの個数を検出する作業機械のカウンタウエイト個数検出装置において、前記カウンタウエイトに設けられた磁石と、前記カウンタウエイトが積み重ねられる方向に沿って前記作業機械に複数設けられ、それぞれが対応する前記磁石から発生する磁界を検出する磁気センサと、前記磁気センサの検出結果に基づいて前記カウンタウエイトの個数を検出するコントローラと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、カウンタウエイトに設けられた磁石から発生する磁界を、作業機械に設けられた磁気センサが非接触で検出することで、カウンタウエイトが検出される。このように、カウンタウエイトを非接触で検出するので、磁気センサの破損を抑制することができる。また、カウンタウエイトを非接触で検出することで、コネクタを接続するといった作業が不要となるので、作業性を向上させることができる。さらに、ハーネスが外部に露出するといったことがないので、見栄えを良くすることができる。また、作業中の振動によって磁石と磁気センサとの間隔が変動した場合であっても、磁石から発生する磁界を磁気センサが非接触で検出するので、個々のカウンタウエイトを安定して検出することができる。よって、カウンタウエイトの個数を正しく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】クレーンの側面図である。
【図２】上部旋回体の側面の断面図である。
【図３】カウンタウエイトの斜視図である。
【図４】複数のカウンタウエイトを順番を変えて積み重ねたときの、上部旋回体の側面の断面図である。
【図５】作業許可処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
（クレーンの構成）
本発明の実施形態による作業機械のカウンタウエイト個数検出装置（カウンタウエイト個数検出装置）は、吊荷作業を行う作業機械に搭載されたカウンタウエイトの個数を検出するものである。作業機械であるクレーン２０は、側面図である図１に示すように、ブーム２６により、吊荷Ｌを吊り上げる作業（吊荷作業）等を行う。
【００１４】
クレーン２０は、下部走行体２１と上部旋回体２３とを備える。下部走行体２１は、無限軌道車である。上部旋回体２３は、下部走行体２１の上に旋回ベアリング２２を介して旋回可能に設けられている。
【００１５】
上部旋回体２３は、上部本体２４と、カウンタウエイト２５と、ブーム２６と、キャブ（運転室）２７と、マスト２８と、を備える。以下、ブーム２６側を前側、カウンタウエイト２５側を後ろ側とする。
【００１６】
上部本体２４は、下部走行体２１に対して旋回可能に搭載される（取り付けられる）。
【００１７】
ブーム２６は、吊荷Ｌの吊り上げ等を行うための起伏部材である。ブーム２６は、上部本体２４の前端部において、上部本体２４を構成する旋回フレームに起伏可能に取り付けられている。ブーム２６の先端部には、シーブ３１が取り付けられている。シーブ３１には、上部本体２４に設けられたウインチドラム（図示せず）で巻上げ及び巻下げされるロープ３２がかけられている。
【００１８】
マスト２８は、ブーム２６の後ろ側に設けられている。マスト２８の先端部と、ブーム２６の先端部とは、ガイライン３３を介して連結されている。また、マスト２８の先端部（図示しない上部スプレッダ）と、上部本体２４の後部に設けられた下部スプレッダ（図示せず）とは、ブーム起伏ロープ３４を介して連結されている。上部本体２４に設けられたウインチ（図示せず）で、ブーム起伏ロープ３４を巻込み及び巻出しすることで、マスト２８が起伏する結果、ブーム２６が起伏する。
【００１９】
カウンタウエイト２５は、クレーン２０の吊荷Ｌとバランスをとるためのおもりである。カウンタウエイト２５は、上部本体２４の後端部に分解可能に取り付けられる。カウンタウエイト２５は、所定の面を上部本体２４側に向けて取り付けられる。
【００２０】
上部旋回体２３の側面の断面図である図２に示すように、カウンタウエイト２５は、側面形状が矩形であり、作業状態に応じて複数個が積み重ねられる。カウンタウエイト２５の個数が増減されることで、クレーン２０の吊り上げ可能荷重が変更される。
【００２１】
カウンタウエイト２５の中には、高さ方向の厚みが他とは異なるものが存在する。図２において、下から２段目のカウンタウエイト２５ｂは、他のカウンタウエイト２５ａよりも厚みが厚い。
【００２２】
（カウンタウエイト個数検出装置）
カウンタウエイト個数検出装置１は、図２に示すように、カウンタウエイト２５に設けられた磁石２を有している。磁石２は、永久磁石であり、各カウンタウエイト２５の上部本体２４に対向する面の表面に埋め込まれている。
【００２３】
カウンタウエイト２５の斜視図である図３に示すように、カウンタウエイト２５には、磁石２の表面を覆う金属製のカバー６が溶接により取り付けられている。カバー６には、外部から磁石２を視認可能なように、磁石２の外形よりも小さな穴６ａが設けられている。
【００２４】
また、カウンタウエイト個数検出装置１は、図２に示すように、複数個の磁気センサ３を有している。これら磁気センサ３は、上部本体２４の内部に設けられている。これら磁気センサ３は、上部本体２４におけるカウンタウエイト２５に対向する面の内側において、カウンタウエイト２５が積み重ねられる方向（上下方向）に沿って、所定間隔で配置されている。
【００２５】
複数個の磁気センサ３の各々は、対応する１個の磁石２から発生する磁界を検出する。具体的には、各磁気センサ３の点線で示す検出範囲Ｓ内に１個の磁石２が位置するように、複数の磁気センサ３が配置されている。よって、各磁気センサ３は、検出範囲Ｓ内に位置する１個の磁石２から発生する磁界のみを検出し、検出範囲Ｓ外に位置する磁石２から発生する磁界を検出しない。磁気センサ３は、磁石２から発生する磁界を検出すると、ＯＦＦ状態からＯＮ状態になる。
【００２６】
なお、磁気センサ３は、検出範囲Ｓ内に位置する磁石２から発生する閾値以上の強さの磁界を検出するとＯＮになる一方、検出範囲Ｓ外に位置する磁石２から発生する閾値未満の強さの磁界を検出してもＯＮにならないように構成されていてもよい。これにより、検出範囲Ｓ内に１個の磁石２が位置するように、複数の磁気センサ３を配置することで、各磁気センサ３は、実質的に、対応する１個の磁石２から発生する磁界のみを検出する。
【００２７】
本実施形態において、磁気センサ３は、ホールＩＣである。ホールＩＣは、ホール素子、アンプ、および、シュミットトリガ回路を含んで構成されており、ホール効果を利用して、磁石２の発生する磁界を電気信号に変換して出力する非接触の磁気センサである。このようなホールＩＣは、産業用に小型パッケージ化されているため、上部本体２４の内部に設置する際に、設置場所が限定されることがない。
【００２８】
ここで、上部旋回体２３の側面の断面図である図４に示すように、カウンタウエイト２５を積み重ねる順番を変更して、厚みの厚いカウンタウエイト２５ｂを下から３段目に配置した場合であっても、各磁気センサ３の検出範囲Ｓ内に、対応する磁石２がそれぞれ位置する。言い換えると、高さが異なる複数のカウンタウエイト２５を積み重ねる順番が異なる場合であっても、複数の磁気センサ３の各々が、対応する磁石２から発生する磁界を検出するように、複数の磁気センサ３が配置されている。
【００２９】
また、カウンタウエイト個数検出装置１は、コントローラ４を有している。コントローラ４は、キャブ２７内に配置されており、コントローラ４と各磁気センサ３とはハーネス５で電気的に接続されている。
【００３０】
コントローラ４は、磁気センサ３の検出結果に基づいてカウンタウエイト２５の個数を検出する。即ち、コントローラ４は、ＯＮになった磁気センサ３の数から、カウンタウエイト２５の個数を検出する。
【００３１】
また、コントローラ４には、図示しない入力装置から様々な情報が入力される。その情報には、ブーム２６の長さや、吊荷Ｌの重量、ブーム２６の仰角などが含まれている。コントローラ４は、これら情報をもとに、吊荷作業に必要なカウンタウエイト２５の個数を算出する。なお、吊荷作業に必要なカウンタウエイト２５の個数が情報としてコントローラ４に入力されてもよい。
【００３２】
また、カウンタウエイト個数検出装置１は、図示しない警告手段を有している。警告手段は、作業者に警告を行うものであり、ディスプレイやスピーカ、ランプ等である。コントローラ４は、これら警告手段を制御する。コントローラ４は、クレーン２０に搭載されたカウンタウエイト２５の個数が吊荷作業に適さない場合、具体的には、クレーン２０に搭載されたカウンタウエイト２５の個数が、吊荷作業に必要なカウンタウエイト２５の個数と一致しない場合に、警告手段に警告を行わせる。
【００３３】
（カウンタウエイト個数検出装置の動作）
次に、図５に示す作業許可処理のフローチャートを参照して、カウンタウエイト個数検出装置１の動作について説明する。
【００３４】
まず、コントローラ４は、吊荷作業を禁止する（ステップＳ１）。次に、コントローラ４は、ＯＮとなっている磁気センサ３の数からカウンタウエイト２５の個数を検出する（ステップＳ２）。
【００３５】
図２に示すように、カウンタウエイト２５に設けられた磁石２から発生する磁界を、クレーン２０に設けられた磁気センサ３が非接触で検出することで、カウンタウエイト２５が検出される。このように、カウンタウエイト２５を非接触で検出するので、磁気センサ３の破損を抑制することができる。また、カウンタウエイト２５を非接触で検出することで、コネクタを接続するといった作業が不要となるので、作業性を向上させることができる。さらに、ハーネス５が外部に露出するといったことがないので、見栄えを良くすることができる。また、作業中の振動によって磁石２と磁気センサ３との間隔が変動した場合であっても、磁石２から発生する磁界を磁気センサ３が非接触で検出するので、個々のカウンタウエイト２５を安定して検出することができる。よって、カウンタウエイト２５の個数を正しく検出することができる。
【００３６】
また、磁気センサ３が、ホールＩＣである。ホールＩＣは、産業用に小型パッケージ化されているため、上部本体２４の内部に設置する際に、設置場所が限定されることがない。
【００３７】
また、各磁気センサ３の検出範囲Ｓ内に１個の磁石２が位置するように、複数の磁気センサ３を配置している。よって、各磁気センサ３で、対応する磁石２から発生する磁界を好適に検出することができる。
【００３８】
また、各磁気センサ３を、検出範囲Ｓ内に位置する磁石２から発生する閾値以上の強さの磁界を検出するとＯＮになる一方、検出範囲Ｓ外に位置する磁石２から発生する閾値未満の強さの磁界を検出してもＯＮにならないように構成してもよい。この場合、各磁気センサ３が、実質的に、対応する１個の磁石２から発生する磁界のみを検出するようにすることができる。
【００３９】
また、図４に示すように、高さが異なる複数のカウンタウエイト２５を積み重ねる順番を異ならせても、複数の磁気センサ３の各々が、対応する磁石２から発生する磁界を検出するように、複数の磁気センサ３を配置している。よって、カウンタウエイト２５を積み重ねる順番を異ならせても、カウンタウエイト２５の個数を正しく検出することができる。
【００４０】
また、図３に示すように、カウンタウエイト２５の表面に磁石２を埋め込んでいる。これにより、カウンタウエイト２５から磁石２が容易に外れないようにしながら、磁石２から発生する磁界を磁気センサ３で好適に検出することができる。
【００４１】
また、図３に示すように、磁石２の表面をカバー６で覆うことで、カウンタウエイト２５から磁石２が外れるのを防止することができる。
【００４２】
図５に戻って、次に、コントローラ４は、作業内容に基づいてカウンタウエイト２５の必要数を確認する（ステップＳ３）。次に、コントローラ４は、カウンタウエイト２５の個数が必要数と同じか否かを判断する（ステップＳ４）。コントローラ４は、カウンタウエイト２５の個数が必要数と同じであると判断した場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、吊荷作業を許可し（ステップＳ５）、フローを終了する。
【００４３】
一方、コントローラ４は、カウンタウエイト２５の個数が必要数と同じでないと判断した場合には（Ｓ４：ＮＯ）、ディスプレイやスピーカ、ランプといった警告手段による警告によって、カウンタウエイト２５の個数が必要数と一致しない旨を作業者に報知する（ステップＳ６）。
【００４４】
このように、カウンタウエイト２５の個数が吊荷作業に適さない場合に、警告手段により作業者に警告を行うことで、吊荷作業にとって危険な状態であることを作業者に認識させることができる。これにより、吊荷作業の安全性を高めることができる。
【００４５】
その後、コントローラ４は、カウンタウエイト２５の個数が必要数より少ないか否かを判断する（ステップＳ７）。コントローラ４は、カウンタウエイト２５の個数が必要数より少ないと判断した場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、ステップＳ１に戻る。これにより、吊荷作業が禁止された状態が継続される。
【００４６】
一方、コントローラ４は、カウンタウエイト２５の個数が必要数より少なくない、即ち、カウンタウエイト２５の個数が必要数より多いと判断した場合には（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ５に移行して、吊荷作業を許可し（ステップＳ５）、フローを終了する。この場合、警告付ではあるが、吊荷作業を行うことが可能になる。
【００４７】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るカウンタウエイト個数検出装置１によると、カウンタウエイト２５に設けられた磁石２から発生する磁界を、クレーン２０に設けられた磁気センサ３が非接触で検出することで、カウンタウエイト２５が検出される。このように、カウンタウエイト２５を非接触で検出するので、磁気センサ３の破損を抑制することができる。また、カウンタウエイト２５を非接触で検出することで、コネクタを接続するといった作業が不要となるので、作業性を向上させることができる。さらに、ハーネス５が外部に露出するといったことがないので、見栄えを良くすることができる。また、作業中の振動によって磁石２と磁気センサ３との間隔が変動した場合であっても、磁石２から発生する磁界を磁気センサ３が非接触で検出するので、個々のカウンタウエイト２５を安定して検出することができる。よって、カウンタウエイト２５の個数を正しく検出することができる。
【００４８】
また、各磁気センサ３の検出範囲Ｓ内に１個の磁石２が位置するように、複数の磁気センサ３を配置している。よって、各磁気センサ３で、対応する磁石２から発生する磁界を好適に検出することができる。
【００４９】
また、各磁気センサ３を、検出範囲Ｓ内に位置する磁石２から発生する閾値以上の強さの磁界を検出するとＯＮになる一方、検出範囲Ｓ外に位置する磁石２から発生する閾値未満の強さの磁界を検出してもＯＮにならないように構成してもよい。この場合、各磁気センサ３が、実質的に、対応する１個の磁石２から発生する磁界のみを検出するようにすることができる。
【００５０】
また、高さが異なる複数のカウンタウエイト２５を積み重ねる順番を異ならせても、複数の磁気センサ３の各々が、対応する磁石２から発生する磁界を検出するように、複数の磁気センサ３を配置している。よって、カウンタウエイト２５を積み重ねる順番を異ならせても、カウンタウエイト２５の個数を正しく検出することができる。
【００５１】
また、カウンタウエイト２５の表面に磁石２を埋め込むことで、カウンタウエイト２５から磁石２が容易に外れないようにしながら、磁石２から発生する磁界を磁気センサ３で好適に検出することができる。
【００５２】
また、磁石２の表面をカバー６で覆うことで、カウンタウエイト２５から磁石２が外れるのを防止することができる。
【００５３】
また、カウンタウエイト２５の個数が吊荷作業に適さない場合に、警告手段により作業者に警告を行うことで、吊荷作業にとって危険な状態であることを作業者に認識させることができる。これにより、吊荷作業の安全性を高めることができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５５】
１  カウンタウエイト個数検出装置
２  磁石
３  磁気センサ
４  コントローラ
５  ハーネス
６  カバー
６ａ  穴
２０  クレーン
２１  下部走行体
２２  旋回ベアリング
２３  上部旋回体
２４  上部本体
２５  カウンタウエイト
２６  ブーム
２７  キャブ
２８  マスト
３１  シーブ
３２  ロープ
３３  ガイライン
３４  ブーム起伏ロープ
【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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