(57)【要約】【課題】安価で部品構成が簡易、且つカウンタウエイトの状態を精度良く検出することができるカウンタウエイト状態検出装置を提供すること。【解決手段】カウンタウエイト状態検出装置は、カウンタウエイト１１の外面に沿うように繰り出される線状部材（ワイヤ４）が巻かれてなる長さ測定装置１と、長さ測定装置１からの信号からカウンタウエイト１１の搭載状態を演算により求める演算装置２とを備える。【選択図】図１
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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状態を検出するカウンタウエイト状態検出装置であって、
前記カウンタウエイトの外面に沿うようにされる線状部材を有する長さ測定装置と、
前記長さ測定装置からの信号から前記カウンタウエイトの搭載状態を演算により求める演算装置と、
を備える、カウンタウエイト状態検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカウンタウエイト状態検出装置において、
複数の前記長さ測定装置を備えることを特徴とする、カウンタウエイト状態検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカウンタウエイト状態検出装置において、
前記演算装置からの信号に基づいて前記作業機械の動作を制限する制御部をさらに備えることを特徴とする、カウンタウエイト状態検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のカウンタウエイト状態検出装置において、
前記演算装置は、
前記作業機械に搭載される前記カウンタウエイトの搭載予定状態を記憶する記憶部と、
前記搭載予定状態と、前記長さ測定装置からの信号とに基づいて前記カウンタウエイトの搭載状態を演算により求める演算部と、
を備えることを特徴とする、カウンタウエイト状態検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のカウンタウエイト状態検出装置において、
前記演算装置は、
前記長さ測定装置からの信号から前記カウンタウエイトの重量を演算により求めるように構成されていることを特徴とする、カウンタウエイト状態検出装置。
【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状態を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、例えば特許文献１，２に記載のものがある。特許文献１に記載の発明は、積層されたカウンタウエイトの総重量を検出する検出装置に関するものである。この検出装置は、積層されたカウンタウエイトをその積層方向に貫通するボルトを備える。ボルトの上端部には、そのボルトの長さ情報を有するバーコードが付されている。カウンタウエイトの複数種の積層高さにそれぞれ対応する長さを有する複数の上記したボルトが用意される。検出装置は、バーコードの読取装置を備えており、バーコードのボルトの長さ情報からカウンタウエイトの積層高さを検出する。そして、カウンタウエイトの積層高さに関する情報から、検出装置は、重量導出部にて、カウンタウエイトの総重量を求める。
【０００３】
特許文献２に記載の発明は、カウンタウエイトの装着状態を検出する検出装置に関するものである。この検出装置は、油圧シリンダからなる吊りジャッキを備える。油圧シリンダには、内圧検出用圧力ゲージが取り付けられており、この内圧検出用圧力ゲージにてシリンダ圧力を検出して、検出したシリンダ圧力からカウンタウエイトの重量を検出装置は検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−９６９１５号公報
【特許文献１】実開平４−３４２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来技術には次の問題がある。特許文献１に記載の検出装置では、バーコードの読取装置、およびハーネス類が、カウンタウエイトの列数分必要となる。そのため、特許文献１に記載の検出装置は、コストが高く、且つ、電気計装品が多いので故障率もその分高くなってしまう。
【０００６】
特許文献２に記載の検出装置では、油圧シリンダの作動油の状態（温度、経年劣化、不純物やエアーの作動油への混入）によって、内圧検出用圧力ゲージへの入力状態が変化する。そのため、特許文献２に記載の検出装置は、信頼性に欠けることが懸念される。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価で部品構成が簡易、且つカウンタウエイトの状態を精度良く検出することができるカウンタウエイト状態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】
【０００８】
本発明に係るカウンタウエイト状態検出装置は、カウンタウエイトの外面に沿うようにされる線状部材を有する長さ測定装置と、前記長さ測定装置からの信号から前記カウンタウエイトの搭載状態を演算により求める演算装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、線状部材を用いてカウンタウエイトの搭載状態を検出する。線状部材は安価に入手でき、また、線状部材を有する長さ測定装置は、部品構成が簡易である。また、線状部材の長さ寸法は安定している。以上より、本発明によると、安価で部品構成が簡易、且つカウンタウエイトの状態を精度良く検出することができるカウンタウエイト状態検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るカウンタウエイト状態検出装置、およびカウンタウエイトの正常な搭載状態を示す作業機械の背面図である（作業機械に関しカウンタウエイトに関係する部分のみを図示している。他の図も同様）。
【図２】作業機械に搭載されたカウンタウエイトが異常な状態である場合の図１に対応する図である。
【図３】線状部材の用い方の変形例を示すための作業機械の背面図である。
【図４】カウンタウエイトが３列の場合の線状部材の用い方を示すための作業機械の背面図である。
【図５】線状部材の用い方の変形例を示すための作業機械の背面図である。
【図６】線状部材の用い方の変形例を示すための作業機械の背面図である。
【図７】本発明の第２実施形態を示す図であって、長さ測定装置を２つ用いた場合の当該長さ測定装置の配置を示す作業機械の背面図である。
【図８】２本の線状部材の結合部の位置が図７の場合と異なる位置にある場合の図である。
【図９】本発明の第３実施形態を示す図であって、長さ測定装置と固定長の線状部材とを組み合わせた場合の長さ測定装置および固定長の線状部材の配置を示す作業機械の背面図である。
【図１０】カウンタウエイトが３段の場合の図９に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。カウンタウエイトが搭載される作業機械として、例えば、クローラクレーンなどのクレーンが挙げられる。以下に示す実施形態では、作業機械としてクローラクレーンを想定している。但し、カウンタウエイトが搭載される作業機械は、クローラクレーンなどのクレーンに限られるものではない。
【００１２】
カウンタウエイト１１は、クローラクレーンを構成する上部旋回体の後部に搭載されるものであり、上部旋回体の後部に設けられたベース１０の上に必要数配置される。上部旋回体の前部には、荷を吊るためのブームなどが設けられる。カウンタウエイト１１は、吊り荷重とのバランスを取ってクレーンの車体の安定性を確保するためのものである。
【００１３】
（第１実施形態）
図１〜６を参照しつつ、第１実施形態のカウンタウエイト状態検出装置について説明する。図１は、カウンタウエイト１１の正常な搭載状態の一例を示す。ベース１０の幅方向両側に、それぞれ、カウンタウエイト１１が４個ずつ積層配置されている（４段積み２列構成）。
【００１４】
カウンタウエイト状態検出装置は、長さ測定装置１と演算装置２とを備える。長さ測定装置１は、カウンタウエイト１１の外面に沿うようにされる線状部材としてのワイヤ４と、ワイヤ４を巻いて収容するリール５とを備える。リール５には、当該リール５から繰り出されたワイヤ４の長さを検出するためのポテンショ５ａが内蔵されている。図１に示すように、リール５は、例えば、ベース１０の側面に取り付けられる。ワイヤ４は、例えば金属の線材である。
【００１５】
リール５から繰り出されたワイヤ４は、４段積み２列構成のカウンタウエイト１１を、その上方から覆うように、カウンタウエイト１１にかけられる。リール５が取り付けられた側とは反対側のベース１０の側面には、係止部８が設けられており、この係止部８にワイヤ４の先端部が係止される。
【００１６】
カウンタウエイト１１、１個の幅寸法および高さ寸法をそれぞれ２Ｌ、Ｌとし、幅方向で隣り合うカウンタウエイト１１同士の間隔を２Ｌとする。この場合、図１に示す４段積み２列構成では、長さ測定装置１のポテンショ５ａで検出される、カウンタウエイト１１にかけられたワイヤ４の長さの値は、４Ｌ（カウンタウエイト４段）×２列＋６Ｌ＝１４Ｌとなる。
【００１７】
図示を省略するが、３段積み２列構成の場合は、３Ｌ（カウンタウエイト３段）×２列＋６Ｌ＝１２Ｌとなる。同様に、２段積み２列構成の場合は、２Ｌ（カウンタウエイト２段）×２列＋６Ｌ＝１０Ｌとなり、１段積み２列構成の場合は、１Ｌ（カウンタウエイト１段）×２列＋６Ｌ＝８Ｌとなる。
【００１８】
すなわち、カウンタウエイト１１が正常に搭載された状態では、長さ測定装置１により、１段積み２列の場合は８Ｌ、２段積み２列の場合は１０Ｌ、３段積み２列の場合は１２Ｌ、４段積み２列の場合は１４Ｌ、・・・・・と検出される。なお、５段以上（５個以上）カウンタウエイト１１が積まれることもある。
【００１９】
これに対して、カウンタウエイト１１を４段積み２列構成とする場合に、図２に示すように、ベース１０の左側においてカウンタウエイト１１を１個積み忘れた場合、長さ測定装置１で検出される、カウンタウエイト１１にかけられたワイヤ４の長さの値は、３Ｌ＋４．１Ｌ＋２Ｌ＋４Ｌ＝１３．１Ｌとなる。
【００２０】
演算装置２は、クレーンに搭載されるカウンタウエイト１１の搭載予定状態を記憶する記憶部６と、カウンタウエイト１１の搭載予定状態と長さ測定装置１からの信号とに基づいてカウンタウエイト１１の実際の搭載状態を演算により求める演算部７とを備える。
【００２１】
ベース１０に搭載されるカウンタウエイト１１が図１に示すような２列構成とされる場合、記憶部６には、カウンタウエイト１１の搭載予定状態（正常な値）として、８Ｌ、１０Ｌ、１２Ｌ、１４Ｌ、・・・の値が予め入力される。演算部７は、この値と、長さ測定装置１で検出されたワイヤ４の長さの値（長さ測定装置１からの信号が変換されて求まる値）とを比較して、長さ測定装置１で検出されたワイヤ４の長さの値が、上記正常な値（８Ｌ、１０Ｌ、１２Ｌ、１４Ｌ、・・・）から外れていたら、例えば、図２の場合のように「１３．１Ｌ」という値が演算により求まったら、カウンタウエイト１１の搭載状態が「異常」であると判別する。演算部７は、「８Ｌ、１０Ｌ、１２Ｌ、１４Ｌ、・・・」のいずれかの値が演算により求まったら、カウンタウエイト１１の搭載状態が「正常」であると判別する。
【００２２】
カウンタウエイト１１の搭載状態が「異常」であると判別されたら、演算部７は、制御部３に指令を出し、制御部３はクレーンの動作を不可にする制御を行う。クレーンの動作を不可にする制御が行われると、オペレータがクレーンを操作してもクレーンは動作しない。なお、カウンタウエイト１１の搭載状態が「異常」であると判別されたとき、制御部３は、クレーンの動作を不可にする制御を行うとともに、カウンタウエイト１１の搭載状態が「異常」であることをオペレータに知らせる制御を行うように構成されていてもよい。「異常」であることを知らせる方法としては、音（警報）や表示（警告表示）がある。
【００２３】
なお、上記制御において、クレーンの動作を全て不可にする制御ではなく、吊上げ動作のみ不可にしたり、旋回動作のみ不可にしたりする制御であってもよい。すなわち、カウンタウエイト１１の搭載状態が「異常」であると判別されたら、制御部３は、クレーンの動作を制限する制御を行う。
【００２４】
本実施形態では、全てのカウンタウエイト１１が同寸法とされているが、高さ寸法が相互に異なるカウンタウエイトが搭載される場合もある。この場合も、前記した「８Ｌ、１０Ｌ、１２Ｌ、１４Ｌ、・・・」というようなカウンタウエイトの搭載予定状態（正常な値）の値は一義的に決まり、且つ正常な値と異常な値（前記した例では、１３．１Ｌ）とは異なるものとなる。すなわち、高さ寸法が相互に異なるような相互に寸法が異なるカウンタウエイト、さらには相互に形状が異なるカウンタウエイトが搭載される場合でも本発明を適用することができる。
【００２５】
演算部７は、長さ測定装置１からの信号からカウンタウエイト１１の総重量を演算に求めるようにも構成されている。例えば、演算部７は、長さ測定装置１で検出されたワイヤ４の長さの値からベース１０に搭載されているカウンタウエイト１１の個数を求め、それにカウンタウエイト１１の単体重量を乗じて、ベース１０に搭載されているカウンタウエイト１１の総重量を求める。なお、長さ測定装置１で検出されるワイヤ４の長さの値（正常な値）とそれに対応するカウンタウエイト１１の総重量とのマップを記憶部６に入力しておけば、検出されたワイヤ４の長さの値から直接、カウンタウエイト１１の総重量が求められる。
【００２６】
図３は、ワイヤ４の用い方の変形例を示す図である。図１では、ベース１０の上に積層搭載されたカウンタウエイト１１の側面および上面のみにワイヤ４をかけている。これに代えて、図３のように、カウンタウエイト１１の側面および上面に加えて、ベース１０の下側にもワイヤ４を通して、ベース１０の上に積層搭載されたカウンタウエイト１１の全体をワイヤ４で囲むようにしてもよい。
【００２７】
＜カウンタウエイトが３列以上の場合＞
ベース１０の上に複数のカウンタウエイト１１を３列以上で積層搭載する場合がある。この場合に、３列のカウンタウエイト１１の高さ（段数）が全て同じであれば、複数のカウンタウエイト１１を図１や図３に示したようにワイヤ４で囲めばよいが、図４〜６に示すように、中央側のカウンタウエイト１１の段数（積層高さ）が、左右のカウンタウエイト１１の段数（積層高さ）よりも少ない（低い）場合がある。
【００２８】
この場合、例えば図４に示すように、中央側の最上段のカウンタウエイト１１の上面に取り付けたＵ字形状などのガイド９にワイヤ４を通すようにする。このようにすれば、左右のカウンタウエイト１１よりも段数（積層高さ）が少ない（低い）中央側のカウンタウエイト１１を含めて、長さ測定装置１からの信号を用いて、カウンタウエイト１１の搭載状態を検出することができる。
【００２９】
変形例として、図５に示したようなワイヤ４の経路としてもよい。図５では、中央側の最上段のカウンタウエイト１１の上面に取り付けたガイド９にワイヤ４を通すことに加えて、左右のカウンタウエイト１１のそれぞれの内側側面に取り付けたガイド９にもワイヤ４を通している。このようにすれば、リール５から繰り出されたワイヤ４の全ての部分が、カウンタウエイト１１の表面を沿うようにすることができる。
【００３０】
さらには、図６に示したようなワイヤ４の経路としてもよい。カウンタウエイト１１全体の配置が中央を中心にして線対称であることが前提である場合には、図６に示すように、カウンタウエイト１１全体のうちの右側のみまたは左側のみを囲むようなワイヤ４の経路としてもよい。
【００３１】
水平方向で対応する左右両端のカウンタウエイト１１が１個のカウンタウエイトとなっている平面視でコ字形状のカウンタウエイトがある。このような場合、カウンタウエイト１１全体の配置が中央を中心にして線対称であることが前提となる。
【００３２】
（第２実施形態）
図７、８は、本発明の第２実施形態を示す図である。図１〜６に示す第１実施形態では、長さ測定装置１が１つだけ用いられているが、本実施形態では、長さ測定装置１が２つ用いられている。ベース１０の左右側面に、それぞれ、ワイヤ４が巻かれてなるリール５が取り付けられる。結合部１２として図７に示すように、ワイヤ４の先端同士は結合される。この場合、２つの長さ測定装置１からの信号が演算装置２の演算部７に送られる。
【００３３】
図７に示す４段積み２列構成で、且つ結合部１２が左右のカウンタウエイト１１の中央部にある場合、長さ測定装置１で検出されるカウンタウエイト１１にかけられたワイヤ４の長さの値は、いずれも、４Ｌ（カウンタウエイト４段）＋３Ｌ＝７Ｌとなり、その合計は１４Ｌとなる。なお、１段積み２列の場合は８Ｌ、２段積み２列の場合は１０Ｌ、３段積み２列の場合は１２Ｌ、４段積み２列の場合は１４Ｌ、・・・・・というように、図１に示す第１実施形態の場合と同じく、正常な値は一義的に決まる。
【００３４】
なお、図８に示すように、結合部１２の位置が、左右のカウンタウエイト１１の中央部でなくても、すなわち、どの位置にあっても問題ない。結合部１２の位置が図８に示す位置の場合、右側の長さ測定装置１で検出されるワイヤ４の長さの値は、４Ｌ（カウンタウエイト４段）＋５Ｌ＝９Ｌとなり、左側の長さ測定装置１で検出されるワイヤ４の長さの値は、４Ｌ（カウンタウエイト４段）＋Ｌ＝５Ｌとなり、その合計は、図７の場合と同じく１４Ｌとなる。
【００３５】
（第３実施形態）
図９、１０は、本発明の第３実施形態を示す図である。本実施形態では、１つの長さ測定装置１と、１本の固定長のワイヤ１３（線状部材）とを組み合わせて用いている。リール５が取り付けられた側とは反対側のベース１０の側面に固定部１４が設けられ、この固定部１４に、ワイヤ１３の一端が取り付けられる。ワイヤ１３の他端と、長さ測定装置１のワイヤ４の先端が結合される（結合部１２）。
【００３６】
図９に示す４段積み２列構成の場合、長さ測定装置１で検出されるカウンタウエイト１１にかけられたワイヤ４の長さの値は、４Ｌ（カウンタウエイト４段）＋５Ｌ＝９Ｌとなり、固定長のワイヤ１３の長さ（５Ｌ）と合わせると１４Ｌとなる。
【００３７】
一方、図１０に示す３段積み２列構成の場合、長さ測定装置１で検出されるカウンタウエイト１１にかけられたワイヤ４の長さの値は、３Ｌ（カウンタウエイト３段）＋４Ｌ＝７Ｌとなり、固定長のワイヤ１３の長さ（５Ｌ）と合わせると１２Ｌとなる。なお、１段積み２列の場合は８Ｌ、２段積み２列の場合は１０Ｌ、というように、第１、第２実施形態の場合と同じく、正常な値は一義的に決まる。
【００３８】
なお、ワイヤ１３は固定長のワイヤであるため、記憶部６に予め入力しておく、正常な値を、１４Ｌ−５Ｌ（固定長）＝９Ｌとしてもよい。なお、１段積み２列の場合は３Ｌ、２段積み２列の場合は５Ｌ、３段積み２列の場合は７Ｌ、・・・となる。
【００３９】
（その他の変形例）
前記した実施形態では、ベース１０（クレーン）の幅方向にカウンタウエイト１１が１列のみ配置される場合を例示しているが、ベース１０（クレーン）の幅方向に複数列のカウンタウエイトが配置される場合もあり得る。言い換えれば、ベース１０（クレーン）の前後方向においても複数のカウンタウエイトが配置される場合もあり得る。このような場合も、カウンタウエイトを列毎にまとめてワイヤ４（線状部材）で囲むようにするなどして、前記した長さ測定装置１のような長さ測定装置を用いて、カウンタウエイトの搭載状態を検出することができる。
【００４０】
前記した実施形態では、線状部材を有する長さ測定装置として、線状部材（例えばワイヤ４）が巻かれてなる長さ測定装置が例示されている。これに代えて、例えば、線状部材が束ねられてなる長さ測定装置であってもよい。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
【００４２】
（作用・効果）
本発明では、線状部材（例えば、ワイヤ４）を用いてカウンタウエイトの搭載状態を検出する。線状部材は安価に入手でき、また、線状部材を有する長さ測定装置は、部品構成が簡易である。また、線状部材の長さ寸法は安定している。以上より、本発明によると、安価で部品構成が簡易、且つカウンタウエイトの状態を容易に且つ精度良く検出することができるカウンタウエイト状態検出装置を提供することができる。
【００４３】
また本発明において、例えば図７に示したように、複数の長さ測定装置１が用いられてもよい。この構成によると、例えば図７に示したように、リール５（長さ測定装置１）をベース１０（クレーン）の両側面に取り付けることで、ベース１０（クレーン）の両側からの作業が可能となり作業性が向上する。
【００４４】
また本発明において、例えば図１に示したように、演算装置２からの信号に基づいてクレーン（作業機械）の動作を制限する制御部３をさらに備えるようにすることも好ましい。この構成によると、オペレータ操作の安全性・信頼性が向上する。
【００４５】
また本発明において、例えば図１に示したように、演算装置２は、クレーンに搭載されるカウンタウエイト１１の搭載予定状態を記憶する記憶部６と、この搭載予定状態と、長さ測定装置１からの信号とに基づいてカウンタウエイト１１の搭載状態を演算により求める演算部７とを備えることが好ましい。この構成によると、カウンタウエイトの状態を精度良く検出することができる。
【００４６】
また本発明において、長さ測定装置１からの信号からカウンタウエイト１１の重量を演算により求めるように構成されていることが好ましい。この構成によると、クレーンに搭載されているカウンタウエイトの重量を容易に把握することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１：長さ測定装置
２：演算装置
３：制御部
４：ワイヤ（線状部材）
５：リール
６：記憶部
７：演算部
１１：カウンタウエイト
【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】
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【図１０】
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