JP2010064871A - クレーンの転倒防止装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロードセルのゼロ点補正を自動的に実行する場合であっても、そのリセットタイミングの設定を確実に行うことができるクレーンの転倒防止装置の制御装置を提供する。
【解決手段】この制御装置は、各アウトリガ５ａ〜ｄに設けられた接地検出スイッチ７ａ〜ｄの検出信号に基づいてアウトリガ５ａ〜ｄの接地の有無を判断し、全てのアウトリガ５ａ〜ｄが未接地の状態のときに限って各ロードセル６ａ〜ｄのゼロ点補正を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、クレーンの転倒防止装置の作動を制御する制御装置に関する。

トラック等の車両に架装搭載されるクレーンは、一般に、車両の前後左右に複数個のアウトリガを備えており、クレーン作業時にはその複数個のアウトリガを張出して接地をさせ、クレーンの安定を確保する。
しかし、アウトリガで支持している場合であっても、吊荷や作業半径が過大になると、バランスが崩れてクレーンが転倒するおそれがある。クレーンが転倒しようとするときには、転倒する側とは反対側のアウトリガの接地反力が小さくなる。

そこで、このような転倒事故を防止するために、クレーン作業時に各アウトリガの接地反力を複数個のロードセルを用いて検出し、何れかのアウトリガの接地反力の検出値が規定値以下になったときに警報を発するクレーンの転倒防止装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
ここで、特許文献１に記載の技術では、アウトリガの接地反力を判断する原点となるロードセルのゼロ点を、ロードセルの反力値が予め設定した一定値（例えば同文献での調整基準値（３００［Ｎ］）以下になったときにリセット（ロードセルのゼロ点補正）している。
特許第３９７０５９３号公報

ところで、クレーンの転倒防止装置におけるロードセルのゼロ点補正は、アウトリガが接地していない状態で行いたい。しかし、ロードセルのゼロ点補正を自動的に実行する場合、例えば特許文献１に記載の技術のように、アウトリガの反力値が予め設定した一定値以下になったときに自動的にロードセルのゼロ点補正を行う構成にすると、以下の点で検討の余地が残される。

つまり、ロードセルのゼロ点補正のための設定値を決定する際、この設定値（特許文献１での調整基準値）を例えば５０［Ｎ］とする等、ゼロ点に近づけすぎてしまうと、ゼロ点補正（リセット）可能な範囲が狭くなることになる。そのため、ゼロ点が大きくずれてリセット範囲（この例では０〜５０［Ｎ］）を超えてしまうと、ロードセルのゼロ点補正を行えなくなる可能性がある。

逆に、ゼロ点補正のための設定値をゼロ点から遠くして（例えば上記調整基準値を３００［Ｎ］とする等）、リセット可能な荷重範囲を広くすれば、図６に例示するように、アウトリガ５が軽く地面に触れる程度の状態（同図の例ではロードセル６の反力値が２００［Ｎ］）であってもリセットが可能となってしまう。その結果、アウトリガが接地しているにも関わらずロードセルのゼロ点補正を行ってしまいかねない。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ロードセルのゼロ点補正を自動的に実行する場合であっても、そのリセットタイミングの設定を確実に行うことができるクレーンの転倒防止装置の制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、複数個のアウトリガと、該複数個のアウトリガの接地負荷をそれぞれ検出可能に設けられる複数個のロードセルと、前記複数個のアウトリガの接地の有無をそれぞれ検出可能な複数個の接地検出スイッチとを備えるクレーンの転倒防止装置の制御装置であって、前記複数個のロードセルのゼロ点を補正するゼロ点補正手段を備え、当該ゼロ点補正手段は、前記複数個の接地検出スイッチの検出信号に基づいて前記アウトリガの接地の有無を判断し、全てのアウトリガが未接地の状態のときに限って各ロードセルのゼロ点補正を実行することを特徴としている。

本発明に係るクレーンの転倒防止装置の制御装置によれば、複数個のロードセルのゼロ点を補正するゼロ点補正手段を備えており、このゼロ点補正手段は、接地検出スイッチの検出信号に基づいてアウトリガの接地の有無を判断するので、例えば各アウトリガのインナボックスが浮いている状態か否かを判断することによって、アウトリガが未接地の状態か否かを正確に判断することができる。そして、このゼロ点補正手段は、接地検出スイッチの検出信号に基づいて、全てのアウトリガが未接地の状態のときに限って各ロードセルのゼロ点補正を実行するので、ゼロ点補正におけるリセットタイミングの設定を確実に行うことを可能とし、自動によりゼロ点を補正する場合の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。本実施形態のクレーンは車両搭載型のものであり、合計４本のアウトリガが車両の前後左右のそれぞれに配置されている例である（不図示）。
図１は、本発明の第一実施形態に係るクレーンの合計４本のアウトリガのうち、一のアウトリガを説明する図であり、同図（ａ）はアウトリガが未接地の状態を示し、同図（ｂ）はアウトリガが接地した状態を示している。なお、各アウトリガが同様の構成を有するため、同図では一のアウトリガのみを示し、他のアウトリガについては対応する符号を併記し、個別の図示を省略する。

同図（ａ）に示すように、合計４本の各アウトリガ５ａ〜ｄには、各アウトリガを上下に格納作動または張出し作動するための油圧アクチュエータとして、縦シリンダ１０がそれぞれに設けられている。また、各アウトリガ５ａ〜ｄは、入れ子式のインナボックス１２を有して構成されており、各インナボックス１２は、車両側のベース８にスライド移動可能に内嵌されるとともに、不図示のアクチュエータを駆動することによって左右に格納作動または張出し作動されるようになっている。そして、各アウトリガ５ａ〜ｄは、そのインナボックス１２を全伸長させ、その後、各アウトリガ５ａ〜ｄの縦シリンダ１０を駆動させることによって、同図（ｂ）に示すように、各アウトリガ５ａ〜ｄの下部を地上ＧＬに接地させて車両を持ち上げることによって、吊上げ性能を確保しつつ、クレーンの安定を図るようになっている。

ここで、各アウトリガ５ａ〜ｄには、縦シリンダ１０の基端部に、ロードセル６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが各アウトリガ５ａ〜ｄの接地反力を検出可能に配設されており、また、ベース８内には、各アウトリガ５ａ〜ｄのインナボックス１２上面に対向する位置に、接地検出スイッチ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが配設されている。各接地検出スイッチ７ａ〜ｄは、各アウトリガ５ａ〜ｄのインナボックス１２が浮いている未接地状態（図１（ａ）に示す状態）か否かを検出可能に配設されている。

次に、上記各アウトリガ５ａ〜ｄの接地状態を監視して、クレーンの転倒を防止するためのクレーンの転倒防止装置について詳しく説明する。なお、図２は本発明の一実施形態であるクレーンの転倒防止装置の制御装置の構成図である。
同図に示すように、この制御装置（コントローラ）は、制御部１、予告警報出力部２、転倒警報出力部３、警報部９および電源スイッチ４を備えて構成されている。警報部９は、予告警報出力部２から予告警報信号を受けて予告警報を発するとともに、転倒警報出力部３から転倒警報信号を受けると転倒警報を発する。なお、警報部９の警報には、警音、警報ランプ、ディスプレイへの警報表示、音声による警報メッセッージ等、任意の手段を単独で又は複合して用いることができるが、ここでは警報部９にブザーを用い、予告警報として断続音を、転倒警報として連続音を発するようになっている。

また、上記各アウトリガ５ａ〜ｄに設けられている、ロードセル６ａ〜ｄ、および接地検出スイッチ７ａ〜ｄからの信号は制御部１に送られる。つまり、各ロードセル６ａ〜ｄは、各アウトリガ５ａ〜ｄの接地負荷Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄをそれぞれ検出し、その検出データを上記制御部１に送るようになっている。また、各接地検出スイッチ７ａ〜ｄは、各アウトリガ５ａ〜ｄそれぞれの接地の有無を検出し、その接地状態（ｏｎ）または未接地状態（ｏｆｆ）の信号を上記制御部１に送るようになっている。

制御部１は、所要の判断の基準となる、開始基準値、要警戒基準値、危険基準値、および解除基準値等の基準データと制御プログラムとを記憶するメモリ等の記憶手段を有するとともに、所定の転倒防止制御プログラムに基づいて必要な転倒防止制御処理を実行するマイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）を有して構成されている。そして、この制御部１では、電源スイッチ４がＯＮ（ＰＴＯがＯＮ）されると転倒防止制御処理が実行されるようになっている。なお、電源スイッチ４は、クレーンの動力源である車両のＰＴＯのｏｎ−ｏｆｆと連動してｏｎ−ｏｆｆされるように構成されている。

詳しくは、図３にフローチャートを示すように、転倒防止制御処理が実行されるとステップＳ１に移行し、ステップＳ１では、上記各接地検出スイッチ７ａ〜ｄの検出信号に基づいて、各アウトリガ５ａ〜ｄのインナボックス１０が浮いている状態か否かを判断する。この判断は、タイムアウトの設定により、所定時間（例えば５秒間）実行する。
つまり、全てのアウトリガ５ａ〜ｄの接地検出スイッチ７ａ〜ｄが未接地状態（ｏｆｆ）のとき（ＹＥＳ）には、ステップＳ２に移行して各ロードセル６ａ〜ｄのゼロ点補正を実行する（ゼロ点補正手段）。これに対し、接地検出スイッチ７ａ〜ｄのいずれかが接地状態（ｏｎ）のときには、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、全てのアウトリガ５ａ〜ｄの接地検出スイッチ７ａ〜ｄが接地状態（ｏｎ）のとき（ＹＥＳ）には、ステップＳ４に移行し、そうでないときはステップＳ３で待機する。

ステップＳ４では、転倒負荷監視を開始してステップＳ５に移行し、ステップＳ５では、アウトリガ５ａ〜ｄの接地が解除されたか否かを接地検出スイッチ７ａ〜ｄによって監視する。つまり、接地検出スイッチ７ａ〜ｄが全て未接地状態（ｏｆｆ）になったとき（ＹＥＳ）には、ステップＳ６に移行して転倒負荷監視を終了し（監視終了手段）、処理をステップＳ３に戻す。また、そうでないとき（ＮＯ）には、ステップＳ７に移行する。

そして、ステップＳ７では、クレーン作業中に、アウトリガ５ａ〜ｄの各ロードセル６ａ〜ｄの何れか一つに作用する接地負荷Ｒａ、Ｒｂ、ＲｃまたはＲｄが、危険基準値未満（例えば３００［Ｎ］未満）か否かを判定し、危険基準値未満になったとき（ＹＥＳ）には、ステップＳ８に移行し、転倒警報出力部３から警報部９に転倒警報信号を送出させて（転倒警報出力手段）、処理をステップＳ５に戻す。また、そうでないとき（ＮＯ）には、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ９では、クレーン作業中に、アウトリガ５ａ〜ｄの各ロードセル６ａ〜ｄの何れか一つに作用する接地負荷Ｒａ、Ｒｂ、ＲｃまたはＲｄが、要警戒基準値の範囲（例えば３００［Ｎ］〜２０００［Ｎ］）に入ったか否かを判定し、要警戒基準値の範囲に入ったとき（ＹＥＳ）には、ステップＳ１０に移行し、予告警報出力部２から警報部９に予告警報信号を送出させて（予告警報出力手段）、処理をステップＳ５に戻す。また、そうでないとき（ＮＯ）にはステップＳ１１に移行して警報出力を停止し、処理をステップＳ５に戻す。

次に、このクレーンの転倒防止装置の動作、およびその作用・効果について説明する。
この車両搭載型のクレーンによってクレーン作業を行う場合には、オペレータは、車両を作業場所に停車させ、車両のＰＴＯをｏｎとして油圧ポンプの駆動を開始した後、各アウトリガ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを張出して接地させ、安定を確保してからクレーンを操作する。オペレータが車両のＰＴＯをｏｎにすると、これに連動して電源スイッチ４がｏｎとなるので、クレーンの転倒防止装置の制御装置もクレーンの転倒防止制御を開始する。

そして、この制御装置は、まず、アウトリガ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄをオペレータが接地させる前に、自動的に各ロードセル６ａ〜ｄの０点調整を行う。即ち、電源がｏｎになったとき、接地検出スイッチ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが何れも未接地状態（ｏｆｆ）なら、５秒以内にそのときの負荷状態を０［Ｎ］（Ｒａ＝Ｒｂ＝Ｒｃ＝Ｒｄ＝０［Ｎ］）と自動設定する（上記ステップＳ１での「ＹＥＳ」〜ステップＳ２）。なお、アウトリガ５ａ〜ｄが接地した状態のまま、一旦車両のＰＴＯをｏｆｆにしていたような場合には、電源がｏｎになったときアウトリガ５ａ〜ｄの接地検出スイッチ７ａ〜ｄは何れも接地状態（ｏｎ）であるので、このような場合には０点調整は行わず、タイムアウト後、直ちに転倒負荷監視を開始する（上記ステップＳ１での「ＮＯ」）。

そして、オペレータが、アウトリガ５ａ〜ｄを張出して接地させると各ロードセル６ａ〜ｄの接地負荷Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄが増加する。このとき、この制御装置は、アウトリガ５ａ〜ｄの接地検出スイッチ７ａ〜ｄが、何れも接地状態（ｏｎ）になった時点から転倒負荷監視を開始する（ステップＳ３）。なお、本実施形態においては、５秒間のブザー出力により作業開始を知らせる。

ここで、アウトリガ５ａ〜ｄが接地され、クレーン作業が行われている状態では、通常、各ロードセル６ａ〜ｄの接地負荷Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄの検出値は２０００［Ｎ］以上になっている。これに対し、作業中にアウトリガ５ａ〜ｄの何れか一つに作用する接地負荷が低下し、各ロードセル６ａ〜ｄの接地負荷Ｒａ、Ｒｂ、ＲｃまたはＲｄの検出値が、要警戒基準値（３００［Ｎ］以上、２０００［Ｎ］以下）の範囲に入ると（ステップＳ９での「ＹＥＳ」）、制御装置の制御部１は、予告警報出力部２から警報部９に予告警報信号を送出させるので（ステップＳ１０）、警報部９は予告警報としてブザーの断続音を発する。なお、アウトリガ５ａ〜ｄの各ロードセル６ａ〜ｄに作用する接地負荷Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄが何れも２０００Ｎを超える安定側に復帰すれば（ステップＳ９での「ＮＯ」）、警報出力を停止し（ステップＳ１１）、予告警報は中止される。

さらに、アウトリガ５ａ〜ｄの何れか一つに作用する接地負荷Ｒａ、Ｒｂ、ＲｃまたはＲｄの検出値がさらに低下し、危険基準値（３００［Ｎ］）より小さくなる（ステップＳ７での「ＹＥＳ」）と、制御部１は、転倒警報出力部３から警報部９に転倒警報信号を送出させるので（ステップＳ８）、警報部９は転倒警報としてブザーの連続音を発する。
また、転倒負荷監視中に、アウトリガ５ａ〜ｄの接地検出スイッチ７ａ〜ｄが、何れも未接地状態（ｏｆｆ）となった場合は（ステップＳ５での「ＹＥＳ」）、アウトリガ５ａ〜ｄの接地が解除されたものと判断されるので、制御部１は、転倒警報出力部３から警報部９への警報信号の送出を中止して警報部９のブザー音を停止させ（ステップＳ６）、転倒負荷監視を終了する。なお、この状態から、再びアウトリガ５ａ〜ｄを張出して接地させると、各ロードセル６ａ〜ｄに作用する接地負荷Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄが増加し、アウトリガ５ａ〜ｄの接地検出スイッチ７ａ〜ｄが何れも接地状態（ｏｎ）になれば転倒負荷監視を再開する。

そして、オペレータがクレーンの操作を終了し、アウトリガ５ａ〜ｄの接地を解除してこれを格納し、車両のＰＴＯをｏｆｆにすると、これに連動して電源スイッチ４がｏｆｆとなり、制御装置も上記一連の転倒防止制御処理を終了する。なお、上記開始基準値、要警戒基準値、危険基準値、解除基準値等の値は一例であって、クレーンの仕様や使用条件等によって、適宜変更することができる。

以上説明したように、このクレーンの転倒防止装置の制御装置によれば、ロードセルを用いて各アウトリガの接地負荷を検出し、接地負荷の検出値に基づいて警報を発するクレーンの転倒防止装置において、転倒防止装置の作動を適切かつ自動的に制御することができ、クレーン作業の安全性を向上させることができる。また、クレーンの動力源である車両のＰＴＯのｏｎ−ｏｆｆと連動してｏｎ−ｏｆｆされる電源スイッチを備えることにより、クレーンの転倒防止装置の制御がクレーンの使用に連動して自動的に行われるようになる。

特に、このクレーンの転倒防止装置の制御装置によれば、接地検出スイッチ７ａ〜ｄの検出信号に基づいてアウトリガ５ａ〜ｄの接地の有無を判断している。つまり、接地検出スイッチ７ａ〜ｄを用いれば、例えば各アウトリガ５ａ〜ｄのインナボックス１２が浮いている状態か否かを判断することができるので、アウトリガ５ａ〜ｄが未接地の状態か否かを正確に判断することができる。
さらに、この制御装置は、接地検出スイッチ７ａ〜ｄの検出信号に基づいて、全てのアウトリガ５ａ〜ｄが未接地の状態のときに限って各ロードセル６ａ〜ｄのゼロ点補正を実行するので、ゼロ点補正におけるリセットタイミングの設定を確実に行うことを可能とし、自動によりゼロ点を補正する場合の信頼性を向上させることができる。

なお、本発明に係るクレーンの転倒防止装置の制御装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態のクレーンの転倒防止装置の制御装置は、接地負荷が危険基準値より小さくなったときに転倒警報を発するよう構成しているが、これに限定されず、接地負荷が危険基準値より小さくなったときに、クレーン転倒側への作業半径が増加する操作を自動的に停止させるよう構成することもできる。

また、例えば上記実施形態では、接地検出スイッチ７ａ〜ｄは、ベース８内の、各アウトリガ５ａ〜ｄのインナボックス１２上面に対向する位置に配設されている例で説明したが、これに限らず、アウトリガの接地の有無を判断可能であれば、接地検出スイッチ７ａ〜ｄの配設位置は限定されない。例えば、図４および図５に、他の配設例を示す。
図４に示すように、この変形例は、上記実施形態に対して、接地検出スイッチ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが、対応する各ロードセル６ａ〜ｄの上部に配設されている点のみが異なっている。この変形例での接地検出スイッチ７ａ〜ｄは、各接地検出スイッチ７ａ〜ｄが押されてから各ロードセル６ａ〜ｄに荷重が加わるように設けられている。

このような構成であれば、図５に示すように、各接地検出スイッチ７ａ〜ｄをロードセル６ａ〜ｄに隣接、あるいは内蔵することができるので、上記実施形態に比べて装置をコンパクトに構成することができる。さらに、アウトリガ５ａ〜ｄが接地するとアウトリガ５ａ〜ｄの縦シリンダ１０が持ち上がり、ロードセル６ａ〜ｄがシリンダ固定ピン１０ｐに接近することを検出することによって、各アウトリガ５ａ〜ｄの接地の有無を検出することができる。
そのため、縦シリンダ１０が持ち上がった時点で、各アウトリガ５ａ〜ｄの接地を検出することができるため、上記実施形態に比べて、インナボックス１２が持ち上がる以前に接地の検出が可能である。したがって、ゼロ点のリセットの可否判断を一層精度良く行うことができる。

本発明の第一実施形態に係るクレーンのアウトリガを説明する図であり、同図（ａ）はアウトリガが未接地の状態を示し、同図（ｂ）はアウトリガが接地した状態を示している。 本発明の第一実施形態に係るクレーンの転倒防止装置の制御装置の構成図である。 制御装置で実行される転倒防止制御処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態に係るアウトリガの接地検出スイッチおよびロードセルの構成を説明する図であり、同図（ａ）は未接地の状態を示し、同図（ｂ）は接地した状態を示している。 本発明の第二実施形態に係るアウトリガの接地検出の状態を説明する図であり、同図（ａ）は未接地の状態を示し、同図（ｂ）は接地した状態を示している。 従来のアウトリガの接地検出の状態を説明する図であり、同図（ａ）は未接地の状態を示し、同図（ｂ）は接地した状態を示している。

符号の説明

１ 制御部
２ 予告警報出力部
３ 転倒警報出力部
４ 電源スイッチ
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ アウトリガ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ ロードセル
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 接地検出スイッチ
８ ベース
９ 警報部
１０ 縦シリンダ
１２ インナボックス
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ 接地負荷

Claims (3)

1. 複数個のアウトリガと、該複数個のアウトリガの接地負荷をそれぞれ検出可能に設けられる複数個のロードセルと、前記複数個のアウトリガの接地の有無をそれぞれ検出可能な複数個の接地検出スイッチとを備えるクレーンの転倒防止装置の制御装置であって、
   前記複数個のロードセルのゼロ点を補正するゼロ点補正手段を備え、当該ゼロ点補正手段は、前記複数個の接地検出スイッチの検出信号に基づいて前記アウトリガの接地の有無を判断し、全てのアウトリガが未接地の状態のときに限って各ロードセルのゼロ点補正を実行することを特徴とするクレーンの転倒防止装置の制御装置。
2. 各接地検出スイッチは、各接地検出スイッチが押されてから対応する各ロードセルに荷重が加わるように、対応する各ロードセルの上部に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のクレーンの転倒防止装置の制御装置。
3. 各アウトリガは、入れ子式のインナボックスを有して構成されており、各インナボックスは、車両側のベースにスライド移動可能に内嵌されるとともに、左右に格納作動または張出し作動されるようになっており、
   各接地検出スイッチは、前記ベース内に、且つ各アウトリガのインナボックス上面に対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のクレーンの転倒防止装置の制御装置。

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