JP2009190825A - クレーン - Google Patents

Abstract

【課題】昇降する吊荷部に対してキャブ内のオペレータからの視線を良好に追従させることが可能なクレーンを提供する。
【解決手段】このクレーンは、上部旋回体４に起伏動作可能に設けられた起伏部材６と、その起伏部材６の先端部から昇降可能に吊り下げられた吊荷部としての吊りフック４０と、上部旋回体４に設けられ、オペレータが内部で起伏部材６の起伏操作及び吊りフック４０の昇降操作を行うキャブ４２とを備えたクレーンであって、吊りフック４０がキャブ４２内からのオペレータの視線角度範囲内に入るようにその吊りフック４０の位置に応じてキャブ４２を傾斜させる傾斜装置５０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、クレーンに関するものである。

従来、クレーンには、オペレータがクレーン各部の操作を行うためのキャブが設けられている。そして、キャブ内のオペレータからの下方視認性を向上させるためにキャブを必要に応じてクレーン本体から上昇させる技術が下記の特許文献１に示されている。

この特許文献１に開示されたクレーンでは、クレーン本体に油圧シリンダの伸縮動作によってキャブを昇降させる昇降装置が設けられており、必要に応じて昇降装置を操作してキャブを任意の高さ位置に上昇させ、キャブからの視界を広げるようになっている。
特開２００２−３１６７９０号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたクレーンの昇降装置では、吊り作業時に作業箇所がよく見えるように、昇降する吊荷部に対してキャブ内のオペレータからの視線を良好に追従させることは困難である。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、昇降する吊荷部に対してキャブ内のオペレータからの視線を良好に追従させることが可能なクレーンを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、クレーン本体に起伏動作可能に設けられた起伏部材と、その起伏部材の先端部から昇降可能に吊り下げられた吊荷部と、前記クレーン本体に設けられ、オペレータが内部で前記起伏部材の起伏操作及び前記吊荷部の昇降操作を行うキャブとを備えたクレーンであって、前記荷吊部が前記キャブ内からのオペレータの視線角度範囲内に入るようにその吊荷部の位置に応じて前記キャブを傾斜させる傾斜装置を備えることを特徴とするものである。

この請求項１に記載の発明では、吊荷部の昇降に応じて傾斜装置がキャブを傾斜させて吊荷部がキャブ内からのオペレータの視線角度範囲内に入るように自動的に調節することができる。このため、昇降する吊荷部に対してキャブ内のオペレータからの視線を自動的に良好に追従させることができる。

さらに、この請求項１に記載の発明では、吊荷部の位置に応じてキャブ全体を傾斜させるので、その傾斜時においてキャブとそのキャブ内のオペレータとの相対的な位置関係及びキャブ内のオペレータとキャブ内に設けられた操作レバーや各種機器との相対的な位置関係が変化しない。すなわち、キャブとオペレータとの相対的な位置関係及びキャブ内のオペレータとそのキャブ内に設けられた操作レバーや各種機器との相対的な位置関係を保ちながら、昇降する吊荷部に対してキャブ内のオペレータからの視線を追従させることができる。なお、オペレータとキャブ内に設けられた各種機器との相対的な位置関係が保たれることによって各種機器に対するオペレータの目線がずれることや、操作レバー等の操作機器に対するオペレータの操作感覚が変化することを防ぐことができ、オペレータのクレーン作業における作業性が低下するのを防ぐことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクレーンにおいて、前記傾斜装置は、前記キャブを傾斜動作させる傾動機構と、前記キャブ内からのオペレータの視線角度範囲を算出する視線角度範囲算出手段と、前記起伏部材の起伏の基点から見た前記吊荷部の水平面からの角度を算出する吊荷部角度算出手段と、前記視線角度範囲算出手段による算出結果と前記吊荷部角度算出手段による算出結果とに基づいて前記吊荷部が前記キャブ内からのオペレータの視線角度範囲内に入っているか否かを判断し、その視線角度範囲内に前記吊荷部が入っていないときにはその視線角度範囲内に前記吊荷部が入る方向に前記キャブが傾斜するように前記傾動機構による前記キャブの傾斜動作を制御する制御部とを有することを特徴とするものである。

この請求項２に記載の発明によれば、荷吊部がキャブ内からのオペレータの視線角度範囲内に入るように吊荷部の位置に応じてキャブを傾斜させるための傾斜装置の具体的な構造を構成することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のクレーンにおいて、前記傾斜装置は、前記キャブの傾斜角度を検出するキャブ角度検出手段と、オペレータの視線角度を任意に設定するための設定入力部とを有し、前記視線角度範囲算出手段は、前記キャブ角度検出手段によって検出された前記キャブの傾斜角度と、前記設定入力部によって設定された前記オペレータの視線角度とに基づいて前記キャブ内からのオペレータの視線角度範囲を算出することを特徴とするものである。

この請求項３に記載の発明によれば、視線角度範囲算出手段によってキャブ内からのオペレータの視線角度範囲を算出するための具体的な構造を構成することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクレーンにおいて、前記吊荷部は、複数設けられており、その複数の吊荷部から１つの吊荷部を選択するための吊荷部選択手段を備え、前記傾斜装置は、前記吊荷部選択部によって選択された前記吊荷部が前記キャブ内からのオペレータの視線角度範囲内に入るように前記キャブを傾斜させることを特徴とするものである。

この請求項４に記載の発明によれば、クレーンが複数の吊荷部を備えている場合でも、吊荷部選択手段で選択した吊荷部のみに対してキャブを追従させて傾斜させ、その吊荷部がオペレータの視線角度範囲内に入るようにすることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクレーンにおいて、前記吊荷部は、複数設けられており、その複数の吊荷部のうちオペレータによって操作されている１つの吊荷部を検出する操作対象吊荷部検出手段を備え、前記傾斜装置は、前記操作対象吊荷部検出手段によって検出された前記吊荷部が前記キャブ内からのオペレータの視線角度範囲内に入るように前記キャブを傾斜させることを特徴とするものである。

この請求項５に記載の発明によれば、クレーンが複数の吊荷部を備えている場合でも、操作対象吊荷部検出手段で検出された操作中の吊荷部のみに対してキャブを追従させて傾斜させ、その吊荷部がオペレータの視線角度範囲内に入るようにすることができる。さらに、この発明によれば、オペレータが操作している吊荷部に対して自動的にキャブを追従させて傾斜させることができ、操作する吊荷部を選択して設定する手間を省くことができる。

以上説明したように、本発明のクレーンによれば、昇降する吊荷部に対してキャブ内のオペレータからの視線を良好に追従させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるクレーンの側面図である。図２は、図１に示した一実施形態によるクレーンの傾斜装置５０の傾動機構５２を示した側面図である。図３は、図１に示した一実施形態によるクレーンの制御機構を示したブロック図である。図４は、本発明の一実施形態によるクレーンにおけるブーム８、ジブ１０及び吊りフック４０の位置関係を示した模式図であり、図５は、キャブ４２内のオペレータからの視線角度範囲を説明するための模式図である。まず、図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態によるクレーンの構成について説明する。

本実施形態によるクレーンは、図１に示すように、クローラ式の下部走行体２と、この下部走行体２上に縦軸まわりに旋回自在に搭載されたクレーン本体の一例としての上部旋回体４と、この上部旋回体４に起伏動作可能に設けられた起伏部材６とを備えている。

前記起伏部材６は、上部旋回体４に基端部を基点として起伏自在に取り付けられるブーム８と、このブーム８の先端部にさらに起伏自在に取り付けられるジブ１０とを有する。

前記ブーム８の基端部は、幅方向に水平に延びるブームフットピン８ａによって上部旋回体４に軸支されている一方、ブーム８の先端部には、上部旋回体４に搭載されたブーム起伏ウィンチ１２から繰り出されたブーム起伏ロープ１４がブームガイライン１６を介して接合されている。ブーム８は、ブーム起伏ウィンチ１２によるブーム起伏ロープ１４の巻き取り、繰り出しによって起伏動作するようになっている。

ブーム８の先端部には水平軸回りに回動可能にストラット１８が取り付けられ、このストラット１８とジブ１０の先端部とがジブガイライン２０によって連結されている。また、上部旋回体４には、ジブ起伏ウィンチ２２が搭載されており、このジブ起伏ウィンチ２２から繰り出されたジブ起伏ロープ２４が下部スプレッダ２６と上部スプレッダ２８との間に多段掛けされている。さらに、上部スプレッダ２８とストラット１８とがストラットガイライン３０によって連結されている。そして、ジブ１０は、ジブ起伏ウィンチ２２によるジブ起伏ロープ２４の巻き取り、繰り出しによってブーム８に対して起伏動作するようになっている。

上部旋回体４には、巻上ウィンチ３２が搭載されており、この巻上ウィンチ３２から繰り出された巻上ロープ３４がブーム８の先端部に設けられたガイドシーブ３６を経てジブ１０の先端部に設けられたジブ先端シーブ３８に掛け渡されるとともに、そのジブ先端シーブ３８から吊りフック４０を吊り下げている。この吊りフック４０は、本発明の吊荷部の概念に含まれるものである。ジブ先端シーブ３８と吊りフック４０との間では、巻上ロープ３４が所定の掛数ｎで掛け渡されている。そして、吊りフック４０は、巻上ウィンチ３２による巻上ロープ３４の巻き取り、繰り出しによってジブ１０の先端部に対して昇降可能となっている。

また、上部旋回体４には、オペレータが内部で前記起伏部材６、すなわちブーム８とジブ１０の起伏操作や前記吊りフック４０の昇降操作、その他、クレーンの各部の操作を行うキャブ４２が設けられている。このキャブ４２は、後述するように上部旋回体４から独立して傾斜動作できるように構成されている。このキャブ４２内には、図略の運転席や、この運転席に座ったオペレータによって操作される図略の操作レバーや、その他各種機器が設けられている。

そして、本実施形態によるクレーンは、前記キャブ４２を傾斜させる傾斜装置５０を備えている。この傾斜装置５０は、吊りフック４０がキャブ４２内からのオペレータの視線角度範囲内に入るように吊りフック４０の位置に応じてキャブ４２を傾斜させるものである。

具体的には、この傾斜装置５０は、傾動機構５２（図２参照）と、制御装置５４（図３参照）とを有する。

前記傾動機構５２は、キャブ４２を傾斜動作させるものであり、連結機構５６と、一対の昇降シリンダ５８と、一対の傾動シリンダ６０と、油圧供給部６２（図３参照）とを備える。

前記連結機構５６は、上部旋回体４に垂直に立設された支持体４ａに対してキャブ４２を昇降可能かつ上下に傾動可能に連結するものである。この連結機構５６は、キャブ支持部５６ａと、上側連結部材５６ｂと、下側連結部材５６ｃとを有する。

前記キャブ支持部５６ａは、キャブ４２を支持するものであり、このキャブ支持部５６ａに対してキャブ４２の後面の下部がキャブ４２の幅方向に水平に延びる取付軸５６ｄによって取り付けられている。これにより、キャブ４２は、キャブ支持部５６ａに対して取付軸５６ｄ回りに回動可能となっている。

前記上側連結部材５６ｂは、その一端部が幅方向に延びる水平軸回りに回動可能にキャブ支持部５６ａの上部に対して取り付けられているとともに、他端部が幅方向に延びる水平軸回りに前記支持体４ａの上部に対して回動可能に取り付けられている。

前記下側連結部材５６ｃは、前記上側連結部材５６ｂと略平行に配設されており、その一端部が幅方向に延びる水平軸回りに回動可能にキャブ支持部５６ａの下部に対して取り付けられているとともに、他端部が幅方向に延びる水平軸回りに回動可能に前記支持体４ａの上下方向の中間部に対して取り付けられている。

そして、上記のように繋ぎ合わされたキャブ支持部５６ａと、上側連結部材５６ｂと、下側連結部材５６ｃと、支持体４ａとによって囲まれた部分は、側方から見て略平行四辺形を構成している。

前記一対の昇降シリンダ５８は、キャブ４２を昇降させるものであり、複動型の油圧シリンダからなる。各昇降シリンダ５８は、傾動機構５２において両側部にそれぞれ配置されている。昇降シリンダ５８は、その下端部が前記支持体４ａの下部に接続されているとともに、その接続部から上方斜め前方に延びており、その上端部が前記上側連結部材５６ｂの軸方向の略中間部に接続されている。これにより、昇降シリンダ５８の伸縮によって上側連結部材５６ｂの略中間部が押し上げられまたは下げられるようになっており、その上側連結部材５６ｂの上下に伴ってキャブ支持部５６ａ、上側連結部材５６ｂ、下側連結部材５６ｃ及び支持体４ａによって囲まれた部分が側方から見て略平行四辺形を保ちながら変形し、キャブ４２を前後方向の移動を伴いながら昇降させるようになっている。すなわち、昇降シリンダ５８が伸長するときには、キャブ４２が前方斜め上に上昇する一方、昇降シリンダ５８が縮小するときには、キャブ４２が後方斜め下に下降するようになっている。

前記一対の傾動シリンダ６０は、キャブ４２を傾斜動作させるものであり、複動型の油圧シリンダからなる。各傾動シリンダ６０は、傾動機構５２において両側部にそれぞれ配置されている。傾動シリンダ６０は、その一端部が前記キャブ支持部５６ａにおいて前記キャブ４２が取付軸５６ｄで取り付けられた箇所よりも下側の下端部に接続されている一方、他端部がキャブ４２のうち前記キャブ支持体５６ａに対する取付部よりも下部の側面に接続されている。このような構成により、傾動シリンダ６０の伸縮によってキャブ４２が取付軸５６ｄを中心として傾動するようになっている。

そして、昇降シリンダ５８とともに傾動シリンダ６０が伸びることによりキャブ４２が前方斜め上に上昇しながら前上がりに傾動する。一方、昇降シリンダ５８とともに傾動シリンダ６０が縮むときは、キャブ４２が後方斜め下に下降しながら前下がりに傾動する。

前記油圧供給部６２は、前記昇降シリンダ５８と前記傾動シリンダ６０とに油圧を供給するものであり、図３に示すように油圧ポンプ６４と、キャブ傾斜電磁弁６６とを有する。この油圧供給部６２では、前記制御装置５４の後述する制御部７４からの制御信号に応じてキャブ傾斜電磁弁６６により油圧ポンプ６４から吐出された油圧を前記各シリンダ５８，６０内の伸長室Ｓ１と縮小室Ｓ２のいずれに供給するかを切り換えることによって、各シリンダ５８，６０の伸長と縮小を切り換えるようになっている。

前記制御装置５４は、前記傾動機構５２によるキャブ４２の傾斜動作を制御するものであり、記憶部７２と、制御部７４とを有する。

前記記憶部７２は、クレーンにおける各種の機械固有データが記憶されるメモリである。この記憶部７２には、例えば、図４に示すようなブーム８の長さＢＬ（以下、ブーム長さＢＬという）、ジブ１０の長さＪＬ（以下、ジブ長さＪＬという）、ブーム８の先端部とジブ１０の基端部とのオフセット長さＢＪＸ，ＢＪＹ、地面から起伏部材６の起伏の基点までの高さＬ０、ジブ先端シーブ３８と吊りフック４０との間における巻上ロープ３４の掛数ｎ、巻上ウィンチ３２の巻上ドラムの径方向における各巻層位置ごとの１周分の巻上ロープ３４の長さＬｕ、起伏部材６が所定角度で斜めに起立し、その起伏部材６の先端部から吊り下げられた吊りフック４０が地面にちょうど接する初期状態での地面からジブ先端シーブ３８の回転中心までの高さＨ´（以下、初期状態でのシーブポイント高さＨ´という）等の値が記憶されている。

また、本実施形態のクレーンには、オペレータの視線角度θ_α（図５参照）を任意に設定するための設定入力部７５が設けられており、この設定入力部７５によって設定されたオペレータの視線角度θ_αも前記記憶部７２に記憶されるようになっている。すなわち、本実施形態では、天候や作業現場の環境、オペレータ固有の視野の広さまたは好みの視覚範囲に応じて任意の視線角度θ_αを設定できるようになっている。

前記制御部７４は、本発明における視線角度範囲算出手段及び吊荷部角度算出手段の一例としての演算部７６を有している。この演算部７６によってキャブ４２内からのオペレータの視線角度範囲が算出されるとともに、起伏部材６の起伏の基点、すなわちブームフットピン８ａから見た吊りフック４０の水平面からの角度θ_ｆ（以下、フック角度θ_ｆという）が算出される。

前記キャブ４２にはその傾斜角度を検出するキャブ角度検出手段４２ａが付設されており、このキャブ角度検出手段４２ａによって検出されたキャブ４２の傾斜角度θ_βが演算部７６に入力されるようになっている。また、前記巻上ウィンチ３２から巻上ドラムの回転パルスＮが順次演算部７６に入力されるとともに、キャブ４２内に設けられた巻上ウィンチ操作部７８の操作信号が演算部７６に入力されるようになっている。そして、演算部７６では、起伏部材６の先端部から吊り下げられた吊りフック４０が地面にちょうど接する前記初期状態を０として、その初期状態から変化する巻上ドラムの各巻層位置毎における回転パルスＮを求め、その回転パルスＮを記憶部７２に記憶させるようになっている。

さらに、ブーム８にはブーム角度検出手段８ｂが設けられており、このブーム角度検出手段８ｂによって検出されたブーム８の水平面からの起伏角度θ_ｂ（以下、ブーム角度θ_ｂという）が演算部７６に入力されるとともに、ジブ１０にはジブ角度検出手段１０ａが設けられており、このジブ角度検出手段１０ａによって検出されたジブ１０の水平面からの起伏角度θ_ｊ（以下、ジブ角度θ_ｊという）が演算部７６に入力されるようになっている。

そして、演算部７６では、記憶部７２に記憶されたオペレータの視線角度θ_αと、キャブ角度検出手段４２ａから入力されたキャブ４２の傾斜角度θ_βとを用いてキャブ４２内からのオペレータの視線角度範囲（θ_β以上θ_α＋θ_β以下）が算出されるようになっている。

また、演算部７６では、ブーム長さＢＬ、ジブ長さＪＬ、ブーム８の先端部とジブ１０の基端部とのオフセット長さＢＪＸ，ＢＪＹ、ブーム角度θ_ｂ、ジブ角度θ_ｊ及び地面から起伏部材６の起伏の基点までの高さＬ０を用いて、現時点での地面からジブ先端シーブ３８の回転中心までの高さＨ（以下、シーブポイント高さＨという）が算出される。演算部７６では、この算出した現時点のシーブポイント高さＨから記憶部７２に記憶されている前記初期状態でのシーブポイント高さＨ´を減じることによりシーブポイント高さの初期状態からの変化量Ｈｎを算出する。

また、演算部７６では、前記初期状態から変化した巻上ドラムの各巻層位置毎の回転パルスＮと、その各巻層位置に対応する巻上ドラムの１周分の巻上ロープ３４の長さＬｕと、ジブ先端シーブ３８と吊りフック４０との間での巻上ロープ３４の掛数ｎとを用いて、吊りフック４０の初期状態からの巻上げ量Ｌａを算出する。

そして、演算部７６では、算出した前記シーブポイント高さの初期状態からの変化量Ｈｎと、前記吊りフック４０の初期状態からの巻上げ量Ｌａと、前記地面から起伏部材６の起伏の基点までの高さＬ０とを用いて起伏部材６の起伏の基点と吊りフック４０との間の距離の垂直成分Ｌが算出される。また、演算部７６では、ブーム長さＢＬ、ジブ長さＪＬ、ブーム８の先端部とジブ１０の基端部とのオフセット長さＢＪＸ，ＢＪＹ、ブーム角度θ_ｂ及びジブ角度θ_ｊを用いて、起伏部材６の起伏の基点と吊りフック４０との間の距離の水平成分Ｒが算出される。そして、これら算出した起伏部材６の起伏の基点と吊りフック４０との間の距離の垂直成分Ｌ及び水平成分Ｒを用いて、演算部７６ではフック角度θ_ｆが算出されるようになっている。

前記制御部７４は、前記演算部７６における視線角度範囲（θ_β以上θ_α＋θ_β以下）の算出結果とフック角度θ_ｆの算出結果とに基づいて吊りフック４０がキャブ４２内からのオペレータの視線角度範囲内に入っているか否かを判断し、その視線角度範囲内に吊りフック４０が入っていないときにはその視線角度範囲内に吊りフック４０が入る方向にキャブ４２が傾斜するように傾動機構５２によりキャブ４２の傾斜動作を制御する。

具体的には、フック角度θ_ｆが前記視線角度範囲の上限の角度θ_α＋θ_βよりも大きい場合（例えば、図５の位置Ａに吊りフック４０があるような場合）には、制御部７４は、油圧供給部６２のキャブ傾斜電磁弁６６を制御して油圧ポンプ６４からの油圧を前記各シリンダ５８，６０の伸長室Ｓ１へ供給させて各シリンダ５８，６０を伸長させることにより、フック角度θ_ｆと設定した視線角度範囲の中心角度（θ_α／２＋θ_β）が等しくなるようにキャブ４２の傾斜角度θ_βを増加させる。

一方、フック角度θ_ｆが前記視線角度範囲の下限の角度θ_βよりも小さい場合（例えば、図５の位置Ｂに吊りフック４０があるような場合）には、制御部７４は、油圧供給部６２のキャブ傾斜電磁弁６６を制御して油圧ポンプ６４からの油圧を前記各シリンダ５８，６０の縮小室Ｓ２へ供給させて各シリンダ５８，６０を縮小させることにより、フック角度θ_ｆと設定した視線角度範囲の中心角度（θ_α／２＋θ_β）が等しくなるようにキャブ４２の傾斜角度θ_βを減少させる。

また、フック角度θ_ｆが視線角度範囲（θ_β以上θ_α＋θ_β以下）内の値である場合には、制御部７４は、油圧供給部６２から昇降シリンダ５８と傾動シリンダ６０へ供給する油圧を変動させず、キャブ４２の傾斜角度θ_βを変化させない。また、フック角度θ_ｆがキャブ４２の可動範囲を超えている場合には、制御部７４は、油圧供給部６２から昇降シリンダ５８と傾動シリンダ６０へ供給する油圧の変動を停止させる。

図６は、本実施形態のクレーンにおけるキャブ４２の傾斜動作を説明するためのフローチャートである。次に、この図６を参照して、本実施形態のクレーンにおけるキャブ４２の傾斜動作について説明する。

まず、演算部７６において起伏部材６の起伏の基点と吊りフック４０との間の距離の垂直成分Ｌの演算が行われる（ステップＳ１）。この際、具体的には、現時点でのシーブポイント高さＨが以下の式（１）に基づいてまず算出される。

Ｈ＝（ＢＬ＋ＢＪＹ）ｓｉｎθ_ｂ＋ＪＬｓｉｎθ_ｊ−ＢＪＸｃｏｓθ_ｂ＋Ｌ０・・・（１）

そして、この式（１）で算出された現時点でのシーブポイント高さＨから記憶部７２に記憶されている前記初期状態でのシーブポイント高さＨ´を減じることによりシーブポイント高さの初期状態からの変化量Ｈｎが算出される。

また、演算部７６において現時点での吊りフック４０の前記初期状態からの巻上げＬａが以下の式（２）に基づいて算出される。

Ｌａ＝前記各巻層位置毎の巻上ロープ３４の長さＬｕ×前記初期状態から変化した巻上ドラムの各巻層位置毎の回転パルスＮ／前記巻上ロープ３４の掛数ｎ・・・（２）

そして、上記式（１）で算出されたシーブポイント高さの初期状態からの変化量Ｈｎと、上記式（２）で算出された吊りフック４０の初期状態からの巻上げＬａと、地面から起伏部材６の起伏の基点までの高さＬ０とを用いて起伏部材６の起伏の基点と吊りフック４０との間の距離の垂直成分Ｌが以下の式（３）に基づいて算出される。

Ｌ＝Ｌａ＋Ｈｎ−Ｌ０・・・（３）

次に、演算部７６において起伏部材６の起伏の基点と吊りフック４０との間の距離の水平成分Ｒの演算が行われる（ステップＳ２）。この際、具体的には以下の式（４）に基づいて前記水平成分Ｒが算出される。

Ｒ＝（ＢＬ＋ＢＪＹ）ｃｏｓθ_ｂ＋ＪＬｃｏｓθ_ｊ＋ＢＪＸｓｉｎθ_ｂ・・・（４）

次に、演算部７６においてオペレータの視線角度θ_αの読み込みが行われる（ステップＳ３）。この際、既に記憶部７２に記憶されていた視線角度θ_αを用いる場合には、記憶部７２に記憶されたその視線角度θ_αの値がそのまま演算部７６に読み込まれる。

一方、前記設定入力部７５において手動で新たな視線角度θ_αが入力される場合には、記憶部７２に記憶されていた前回の視線角度θ_α´が制御部７４に読み出され、その前回の視線角度θ_α´と新たに入力された視線角度θ_αとが等しいか否かが判断される。そして、前回の視線角度θ_α´と新たな視線角度θ_αが等しい場合には、その値が演算部７６に読み込まれる一方、前回の視線角度θ_α´と新たな視線角度θ_αが等しくない場合には、新たな視線角度θ_αの値が記憶部７２に保存されるとともに、その視線角度θ_αの値が演算部７６に読み込まれる。

次に、演算部７６において前記フック角度θ_ｆが算出される（ステップＳ４）。このフック角度θ_ｆの算出は、以下の式（５）に基づいて行われる。

θ_ｆ＝ｔａｎ^−１（Ｌ／Ｒ）・・・（５）

次に、演算部７６においてキャブ４２内からのオペレータの視線角度範囲、すなわちθ_β以上θ_α＋θ_β以下が求められる（ステップＳ５）。

そして、制御部７４において吊りフック４０がキャブ４２内からのオペレータの視線角度範囲（θ_β以上θ_α＋θ_β以下）内に入っているか否かの判断、すなわち前記フック角度θ_ｆが前記視線角度範囲の上限θ_α＋θ_βよりも大きいか否かの判断（ステップＳ６）と、前記フック角度θ_ｆが前記視線角度範囲の下限θ_βよりも小さいか否かの判断（ステップＳ７）とが行われる。

前記ステップＳ６において、フック角度θ_ｆが視線角度範囲の上限θ_α＋θ_βよりも大きいと判断された場合には、その後、制御部７４においてキャブ４２の傾斜角度θ_βが最大角度、すなわちキャブ４２の傾斜角度の上限であるか否かが判断される（ステップＳ８）。

この際、キャブ４２の傾斜角度θ_βが最大角度でない場合には、制御部７４からの制御によって傾動機構５２によりキャブ４２が前上がりに傾動される（ステップＳ９）。

具体的には、制御部７４から油圧供給部６２のキャブ傾斜電磁弁６６に昇降シリンダ５８及び傾動シリンダ６０の伸長を指示する制御信号が送られ、キャブ傾斜電磁弁６６はその制御信号を受けて油圧ポンプ６４からの油圧を前記各シリンダ５８，６０の伸長室Ｓ１へ供給する。これにより、各シリンダ５８，６０が伸長してキャブ４２が前上がりに傾動し、キャブ４２の傾斜角度θ_βが増加する。このようにして、キャブ４２内のオペレータからの視線角度範囲（θ_β以上θ_α＋θ_β以下）内にフック４０が入るようになる。

この後、制御部７４においてフック角度θ_ｆが前記視線角度範囲の中央位置の角度（θ_α／２＋θ_β）に等しいか否かが判断される（ステップＳ１０）。この際、フック角度θ_ｆが前記視線角度範囲の中央位置の角度に等しくない場合には、前記ステップＳ８の判断に戻る一方、フック角度θ_ｆが前記視線角度範囲の中央位置の角度に等しい場合には、制御部７４からの制御によってキャブ傾斜電磁弁６６が制御され、前記各シリンダ５８，６０の伸長が停止されてキャブ４２の前上がりの傾動が停止される（ステップＳ１１）。すなわち、このキャブ４２の前上がりの傾動は、フック４０の位置がキャブ４２内のオペレータからの視線角度範囲の中央位置に等しくなるまで行われる。

一方、前記ステップＳ８において、キャブ４２の傾斜角度θ_βが最大角度であると判断された場合には、前記ステップＳ１１によるキャブ４２の傾動停止が行われる。

また、前記ステップＳ６において、フック角度θ_ｆが視線角度範囲の上限θ_α＋θ_βよりも大きくないと判断された場合には、前記ステップＳ７によるフック角度θ_ｆが前記視線角度範囲の下限θ_βよりも小さいか否かの判断が行われる。

この際、フック角度θ_ｆが視線角度範囲の下限θ_βよりも小さい場合には、制御部７４からの制御によって傾動機構５２によりキャブ４２が前下がりに傾動される（ステップＳ１２）。

具体的には、制御部７４から油圧供給部６２のキャブ傾斜電磁弁６６に昇降シリンダ５８及び傾動シリンダ６０の縮小を指示する制御信号が送られ、キャブ傾斜電磁弁６６はその制御信号を受けて油圧ポンプ６４からの油圧を前記各シリンダ５８，６０の縮小室Ｓ２へ供給する。これにより、各シリンダ５８，６０が縮小してキャブ４２が前下がりに傾動し、キャブ４２の傾斜角度θ_βが減少する。このようにして、キャブ４２内のオペレータからの視線角度範囲（θ_β以上θ_α＋θ_β以下）内にフック４０が入るようになる。

この後、制御部７４においてキャブ４２の傾斜角度θ_βが最小角度、すなわちキャブ４２の傾斜角度の下限であるか否か、又は、キャブ４２の傾斜角度θ_βが前記視線角度範囲の中央位置の角度（θ_α／２＋θ_β）に等しいか否かが判断される（ステップＳ１３）。

この際、キャブ４２の傾斜角度θ_βが最小角度ではなく、かつ、前記視線角度範囲の中央位置の角度（θ_α／２＋θ_β）に等しくない場合には、前記ステップＳ７の判断に戻る一方、キャブ４２の傾斜角度θ_βが最小角度であるか、又は、前記視線角度範囲の中央位置の角度（θ_α／２＋θ_β）に等しい場合には、制御部７４からの制御によってキャブ傾斜電磁弁６６が制御され、前記各シリンダ５８，６０の縮小が停止されてキャブ４２の前下がりの傾動が停止される（ステップＳ１４）。

なお、前記ステップＳ７において、フック角度θ_ｆが視線角度範囲の下限θ_βよりも小さくないと判断された場合には、前記ステップＳ１４によるキャブ４２の傾動停止が行われる。

以上のようにして、本実施形態のクレーンにおけるキャブ４２の傾斜動作が行われる。

以上説明したように、本実施形態では、吊りフック４０の昇降に応じて傾斜装置５０がキャブ４２を傾斜させて吊りフック４０がキャブ４２内からのオペレータの視線角度範囲内に入るように自動的に調節することができる。このため、昇降する吊りフック４０に対してキャブ４２内のオペレータからの視線を自動的に良好に追従させることができる。

また、本実施形態では、吊りフック４０の位置に応じてキャブ４２全体を傾斜させるので、その傾斜時においてキャブ４２内のオペレータとキャブ４２内に設けられた操作レバーや各種機器との相対的な位置関係が変化しない。すなわち、キャブ４２内のオペレータとそのキャブ４２内に設けられた操作レバーや各種機器との相対的な位置関係を保ちながら、昇降する吊りフック４０に対してキャブ４２内のオペレータからの視線を追従させることができる。

そして、上記のようにオペレータとキャブ４２内に設けられた各種機器との相対的な位置関係が保たれることによって各種機器に対するオペレータの目線がずれることや、操作レバー等の操作機器に対するオペレータの操作感覚が変化することを防ぐことができ、オペレータのクレーン作業における作業性が低下するのを防ぐことができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、図７及び図８に示す上記実施形態の一変形例のように複数の吊りフック４０ａ，４０ｂが設けられている場合でも本発明を適用することができる。図７には、この変形例における起伏部材６のジブ１０の先端部近傍及びそのジブ１０の先端部から吊り下げられた第１吊りフック４０ａと第２吊りフック４０ｂの側面図が示されており、図８には、この変形例によるクレーンの制御機構のブロック図が示されている。

この変形例では、第１吊りフック４０ａがジブ１０の先端部に設けられた第１ジブ先端シーブ３８ａから第１巻上ロープ３４ａによって吊り下げられているとともに、第２吊りフック４０ｂがジブ１０の先端部に設けられた第２ジブ先端シーブ３８ｂから第２巻上ロープ３４ｂによって吊り下げられている。なお、第１吊りフック４０ａと第２吊りフック４０ｂは、本発明の吊荷部の概念に含まれるものである。

第１巻上ロープ３４ａは、上部旋回体４に設けられた第１巻上ウィンチ３２ａ（図８参照）から繰り出されており、この第１巻上ウィンチ３２ａによる第１巻上ロープ３４ａの巻き取り、繰り出しによってジブ１０の先端部からの第１吊りフック４０ａの昇降が行われるようになっている。また、第２巻上ロープ３４ｂは、上部旋回体４に設けられた第２巻上ウィンチ３２ｂ（図８参照）から繰り出されており、この第２巻上ウィンチ３２ｂによる第２巻上ロープ３４ｂの巻き取り、繰り出しによってジブ１０の先端部からの第２吊りフック４０ｂの昇降が行われるようになっている。また、第１巻上ウィンチ３２ａと第２巻上ウィンチ３２ｂとからは、それぞれの巻上ドラムの回転パルスＮが制御部７４の演算部７６に入力されるようになっている。

そして、この変形例では、第１吊りフック４０ａと第２吊りフック４０ｂのうちいずれか一方の吊りフックを任意に選択するための選択スイッチ等からなる吊りフック選択手段８０がキャブ４２内に設けられている。この吊りフック選択手段８０は、本発明の吊荷部選択手段の概念に含まれるものである。オペレータがこの吊りフック選択手段８０で前記両吊りフック４０ａ，４０ｂのいずれか一方を選択することによって、吊りフック選択手段８０から選択信号が傾斜装置５０の制御部７４に送られ、制御部７４はその選択信号に基づいて前記オペレータによって選択された方の吊りフックがキャブ４２内からのオペレータの視線角度範囲内に入るように傾動機構５２にキャブ４２の傾斜動作を行わせる。

具体的には、制御部７４の演算部７６では、前記両吊りフック４０ａ，４０ｂについてフック角度θ_ｆをそれぞれ算出する。そして、制御部７４は、前記選択された吊りフックのフック角度θ_ｆとキャブ４２内のオペレータからの視線角度範囲（θ_β以上θ_α＋θ_β以下）とに基づいて前記選択された吊りフックが前記視線角度範囲内に入っているか否かを判断し、その視線角度範囲内に前記選択された吊りフックが入っていないときにはその視線角度範囲内にその吊りフックが入る方向にキャブ４２が傾斜するように傾動機構５２によるキャブ４２の傾斜動作を制御する。

この構成によれば、クレーンが２つの吊りフック４０ａ，４０ｂを備えている場合でも、吊りフック選択手段８０で選択した吊りフックのみに対してキャブ４２を追従させて傾斜させ、その選択した吊りフックがオペレータの視線角度範囲内に入るようにすることができる。この場合、オペレータが両吊りフック４０ａ，４０ｂを同時操作しても、選択した吊りフックの昇降に追従してキャブ４２を傾動させることができる。

また、上記変形例のように複数の吊りフック４０ａ，４０ｂが設けられている構成において、前記吊りフック選択手段８０を設けないで、制御部７４が巻上ウィンチ操作部７８からの操作信号に基づいて両吊りフック４０ａ，４０ｂのうちオペレータによって操作されているいずれか一方の吊りフックを検出し、その検出された吊りフックがキャブ４２内からのオペレータの視線角度範囲内に入るように傾斜装置５０がキャブ４２を傾斜させるようにしてもよい。なお、この構成において、制御部７４が本発明の操作対象吊荷部検出手段の概念に含まれる。

この構成によれば、クレーンが２つの吊りフック４０ａ，４０ｂを備えている場合でも、制御部７４で検出された操作中の吊りフックのみに対してキャブ４２を追従させて傾斜させ、その吊りフックがオペレータの視線角度範囲内に入るようにすることができる。さらに、この構成によれば、オペレータが操作している吊りフックに対して自動的にキャブ４２を追従させて傾斜させることができ、操作する吊りフックを選択して設定する手間を省くことができる。

また、上記変形例の構成は、吊りフックが２つの場合のみならず、吊りフックが３つ以上設けられている場合でも適用可能である。

また、上記実施形態において吊りフック４０の昇降速度を検出するフック速度検出手段を設け、傾斜装置５０がそのフック速度検出手段によって検出される吊りフック４０の昇降速度に応じてキャブ４２の傾動速度を変更可能な機能を有していてもよい。

具体的には、油圧供給部６２の油圧ポンプ６４を可変容量型に構成するとともに、制御部７４が前記フック速度検出手段によって検出される吊りフック４０の昇降速度に応じて油圧ポンプ６４の吐出量を制御することにより昇降シリンダ５８と傾動シリンダ６０の伸長速度又は縮小速度を制御し、キャブ４２の傾動速度を吊りフック４０の昇降速度に合わせるようにしてもよい。この構成では、キャブ４２の傾斜角度が所定の停止角度に達するのに先立ってキャブ４２の傾動速度を緩め、キャブ４２の停止ショックを和らげることが可能である。

また、上記実施形態のような吊りフック４０の昇降に自動的に追従してキャブ４２が傾動する機能のオン／オフを切り換える切換装置を設け、この切換装置がオンの時のみ上記した吊りフック４０の昇降に対して自動的に追従するキャブ４２の傾動を行うようにしてもよい。この場合において、キャブ４２内に手動でキャブ４２を傾動操作するための傾動操作部を設けるとともに、この傾動操作部による操作を受けて傾斜装置５０が動作するように構成し、前記切換装置がオフの時には、オペレータによる傾動操作部の手動操作によってキャブ４２の傾動操作を行えるようにしてもよい。

このように構成すれば、吊りフック４０の昇降に対するキャブ４２の自動追従による傾動と手動による傾動とをオペレータが任意に選択することができるため、オペレータによるキャブ４２の傾動の操作性を向上することができる。

また、起伏部材がジブを備えていないブームのみからなり、そのブームの先端から吊りフックが巻上ロープで吊り下げられて昇降するクレーンにおいても本発明を同様に適用することが可能である。

また、上記実施形態のような構成の傾動機構５２に限らず、他の種々の構成の傾動機構を用いてもよい。例えば、キャブ４２に水平方向に延びる所定の回動軸部材を設け、その回動軸部材をその軸回りに所定の駆動装置によって回動させることによりキャブ４２を前記回動軸部材を中心として傾動させるような傾動機構などを用いてもよい。

また、本発明の吊荷部としては、上記のような吊りフック４０以外の構成のものも適用可能である。

本発明の一実施形態によるクレーンの側面図である。 図１に示した本発明の一実施形態によるクレーンの傾斜装置の傾動機構を示した側面図である。 図１に示した本発明の一実施形態によるクレーンの制御機構を示したブロック図である。 本発明の一実施形態によるクレーンにおけるブーム、ジブ及び吊りフックの位置関係を示した模式図である。 キャブ内のオペレータからの視線角度範囲を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態のクレーンにおけるキャブの傾斜動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態の変形例における起伏部材のジブの先端部近傍及びそのジブの先端部から吊り下げられた第１吊りフックと第２吊りフックの側面図である。 本発明の一実施形態の変形例によるクレーンの制御機構を示したブロック図である。

符号の説明

４ 上部旋回体（クレーン本体）
６ 起伏部材
４０ 吊りフック（吊荷部）
４０ａ 第１吊りフック（吊荷部）
４０ｂ 第２吊りフック（吊荷部）
４２ キャブ
４２ａ キャブ角度検出手段
５０ 傾斜装置
５２ 傾動機構
７２ 制御部
７６ 演算部（視線角度範囲算出手段、吊荷部角度算出手段）
７７ 設定入力部
８０ 吊りフック選択手段（吊荷部選択手段）

Claims (5)

1. クレーン本体に起伏動作可能に設けられた起伏部材と、その起伏部材の先端部から昇降可能に吊り下げられた吊荷部と、前記クレーン本体に設けられ、オペレータが内部で前記起伏部材の起伏操作及び前記吊荷部の昇降操作を行うキャブとを備えたクレーンであって、
   前記荷吊部が前記キャブ内からのオペレータの視線角度範囲内に入るようにその吊荷部の位置に応じて前記キャブを傾斜させる傾斜装置を備えることを特徴とする、クレーン。
2. 前記傾斜装置は、前記キャブを傾斜動作させる傾動機構と、前記キャブ内からのオペレータの視線角度範囲を算出する視線角度範囲算出手段と、前記起伏部材の起伏の基点から見た前記吊荷部の水平面からの角度を算出する吊荷部角度算出手段と、前記視線角度範囲算出手段による算出結果と前記吊荷部角度算出手段による算出結果とに基づいて前記吊荷部が前記キャブ内からのオペレータの視線角度範囲内に入っているか否かを判断し、その視線角度範囲内に前記吊荷部が入っていないときにはその視線角度範囲内に前記吊荷部が入る方向に前記キャブが傾斜するように前記傾動機構による前記キャブの傾斜動作を制御する制御部とを有することを特徴とする、請求項１に記載のクレーン。
3. 前記傾斜装置は、前記キャブの傾斜角度を検出するキャブ角度検出手段と、オペレータの視線角度を任意に設定するための設定入力部とを有し、
   前記視線角度範囲算出手段は、前記キャブ角度検出手段によって検出された前記キャブの傾斜角度と、前記設定入力部によって設定された前記オペレータの視線角度とに基づいて前記キャブ内からのオペレータの視線角度範囲を算出することを特徴とする、請求項２に記載のクレーン。
4. 前記吊荷部は、複数設けられており、
   その複数の吊荷部から１つの吊荷部を選択するための吊荷部選択手段を備え、
   前記傾斜装置は、前記吊荷部選択部によって選択された前記吊荷部が前記キャブ内からのオペレータの視線角度範囲内に入るように前記キャブを傾斜させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクレーン。
5. 前記吊荷部は、複数設けられており、
   その複数の吊荷部のうちオペレータによって操作されている１つの吊荷部を検出する操作対象吊荷部検出手段を備え、
   前記傾斜装置は、前記操作対象吊荷部検出手段によって検出された前記吊荷部が前記キャブ内からのオペレータの視線角度範囲内に入るように前記キャブを傾斜させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクレーン。

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