JP2664863B2 - クレーンの過負荷防止装置 - Google Patents

クレーンの過負荷防止装置

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JP2664863B2 JP33244993A JP33244993A JP2664863B2 JP 2664863 B2 JP2664863 B2 JP 2664863B2 JP 33244993 A JP33244993 A JP 33244993A JP 33244993 A JP33244993 A JP 33244993A JP 2664863 B2 JP2664863 B2 JP 2664863B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クレーンの過負荷防止
装置の改善に係り、より詳しくは、クレーンのガントリ
高さに応じて、吊荷の限界荷重を求めるようにしたクレ
ーンの過負荷防止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、履帯式クレーン、トラッ
ククレーン、ラフテレーンクレーンのような自走式のク
レーンでは、クレーンの機械的強度および転倒安定度に
基づいて、ブームの起伏角度に応じて吊持し得る最大の
限界荷重が定められており、吊荷作業時における吊荷の
実荷重が限界荷重より重い場合にはクレーンが破損した
り、またクレーンが転倒する恐れがあるために、クレー
ンの運転者等に警告を与える一方、場合によっては、ク
レーンの作動を自動的に停止させる過負荷防止装置を設
けることが義務付けられている。このような過負荷防止
装置については、例えば、特公平3−27480号公報
に開示されている。
【0003】以下、前記過負荷防止装置の概要を、クレ
ーンを示す図の図4と、過負荷検出装置を示すブロック
図の図5と、過負荷検出装置の記憶部に記憶されている
データを示す図の図6とを参照しながら説明すると、ブ
ーム3を起伏させる支持ロープ4の基端あるいは中間
に、支持ロープ4の張力Tを検出する張力検出器が取付
けられ、さらにこのブーム3には起伏角度θを測定する
ためのブーム角検出器が設けられている。
【0004】ブーム角検出器8および張力検出器9は、
後述する機能を有する制御部10に接続され、さらに、
この制御部10にはクレーン定数(ブーム定数およびロ
ープ掛数)を設定するためのクレーン定数設定器11が
連結されている。また、制御部10には記憶部12が接
続されて、過負荷検出装置が構成されている。
【0005】図4に示されているように、クレーンで吊
荷6が吊持されると、ブーム角検出器8でブーム3の起
伏角度θが検出され、検出された起伏角度θが制御部1
0に入力される。一方、クレーン定数設定器11からブ
ーム定数(ブームの長さ等)が入力されて、ブームフッ
トピン3aから吊荷6の直下までの距離Rが算出され
る。記憶部12には、図6に示すような限界荷重Wa、
支持ロープの張力To、ブームフットピン3aから支持
ロープまでの距離hsおよびhD の曲線の代表値が記憶
されている。そして、前記制御部10で算出された前記
Rは記憶部12に入力され、算出された前記Rに対応す
る前記Wa、To、hsおよびhoが記憶部12から制
御部10に読み出される。
【0006】制御部10では前記R、To、hsおよび
ho、さらに、張力検出器9から入力される支持ロープ
4の張力T、クレーン定数設定器11から入力されるロ
ープ掛数nとにより、W=〔(T−To)×hs〕/
(R−hD /n)の関係式によって吊持される吊荷6の
実荷重Wを算出する。そして、制御部10では、この実
荷重Wと限界荷重Waとを比較してW≧Waの場合、警
報信号を発し、これによって警報器13を鳴動させてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、限界荷重Waは、図4(ハイガントリの場合を実
線で、ローガントリの場合を破線で示している)に示す
ように、ガントリ7が最高高さの場合の値である。その
ため、ガントリ7の高さを低くすると、支持ロープとガ
ントリとに対する作用力説明図の図7に示すように、支
持ロープ4やガントリ7に作用する作用力が大きくな
り、支持ロープ4が切断したり、ガントリ7が破損する
恐れがあるので、限界荷重Waを軽量にしなければなら
ない。
【0008】いま、ガントリ7が高いとき、つまりハイ
ガントリのときの支持ロープ4の作用力をF1 、ガント
リ7が低いとき、つまりローガントリのときの支持ロー
プ4の作用力をF2 とし、前記支持ロープ4に対して直
角、かつブーム3の基端側のフットピン3aを通る線の
フットピン3aと支持ロープ4との間の長さをL1 、L
2 とすれば、F1 ・L1 =F2 ・L2 =WRで、この場
合L1 >L2 であるからF1 <F2 となり、ローガント
リの場合の方がハイガントリの場合よりも作用力が大き
くなる。
【0009】一方、ガントリ7に作用する作用力は、ハ
イガントリのときをT1 、ローガントリのときをT2
したとすると、作用力T1 =F1 cosθ1 ・tanψ
1 +F1 sinθ1 、T2 =F2 cosθ2 ・tanψ
2 +F2 sinθ2 となり、θ1 <θ2 、ψ1 >ψ2
1 <F2 であるから、T1 <T2 となる。なお、上式
中の角度θ1 ,θ2 はガントリのコンプレッションメン
バー7aに直交する直線と支持ロープとのなす角度であ
り、また角度ψ1 ,ψ2 はコンプレッションメンバー7
bと前記直線とのなす角度である。
【0010】ところで、ローガントリにするのはクレー
ンの輸送中のみで、過負荷防止装置の限界荷重Waはハ
イガントリの場合に限るため、取扱説明書等にはハイガ
ントリで吊荷作業をするようにという注意書きを加えて
いた。つまり、ハイガントリとしなければ、過負荷防止
装置の能力演算値である限界荷重や負荷率等が実機と一
致せず、過負荷防止機能が正確に働かないので、例え
ば、橋げたの下側等のように高さ制限があってハイガン
トリにすることのできない現場では、クレーンによる吊
荷作業ができないという解決すべき課題があった。
【0011】さらに、誤ってガントリをハイガントリ以
外の高さにして吊荷作業を行った場合、過負荷防止装置
はハイガントリであるとして演算するために許容荷重以
上の吊荷を吊り上げることになるので、過負荷によりガ
ントリの破損や支持ロープの切断によりブームが落下す
るというような不具合を生じる恐れがあった。
【0012】従って、本発明の目的とするところは、ハ
イガントリ、ローガントリの如何を問わず、吊荷作業を
安全に行うことを可能ならしめるクレーンの過負荷防止
装置を提供するにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記実情に鑑
みてなされたものであって、従って、本発明の請求項1
に係るクレーンの過負荷防止装置が採用した手段の特徴
とするところは、クレーンのブームの起伏角度に応じた
限界荷重と、前記ブームの先端で巻上げロープを介して
吊持される吊荷の実荷重との軽重を比較するクレーンの
過負荷防止装置において、前記クレーンのガントリ高さ
に基づいて前記限界荷重を定める手段を設けたところに
ある。
【0014】また、本発明の請求項2に係るクレーンの
過負荷防止装置が採用した手段の特徴とするところは、
クレーンのブームの起伏角度に応じた限界荷重と、前記
ブームの先端で巻上げロープを介して吊持される吊荷の
実荷重との軽重を比較するクレーンの過負荷防止装置に
おいて、前記クレーンに、ガントリのコンプレッション
メンバーの傾斜角度を検出するガントリ高さ検出器を設
け、該ガントリ高さ検出器からの電気信号でガントリの
高さを求めると共に、求められたガントリの高さに基づ
いて限界荷重を定める手段を設けたところにある。
【0015】
【作用】本発明の請求項1に係るクレーンの過負荷防止
装置によれば、過負荷防止装置に、クレーンのガントリ
高さに基づいて限界荷重を定める手段を設けたので、限
界荷重を定める手段によりガントリ高さに応じた限界荷
重が演算される。
【0016】また、本発明の請求項2に係るクレーンの
過負荷防止装置によれば、過負荷防止装置に、クレーン
のガントリのコンプレッションメンバーの傾斜角度を検
出するガントリ高さ検出器を設け、このガントリ高さ検
出器からの電気信号で前記ガントリの高さを求めると共
に、求められたガントリの高さに基づいて限界荷重を定
める手段を設けたので、ガントリ高さ検出器からの電気
信号によりガントリの高さが演算されると共に、限界荷
重を定める手段により演算されたガントリ高さに応じた
限界荷重が演算される。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例に係るクレーンの過負
荷防止装置を、過負荷防止装置を装備したクレーンの側
面図の図1aと、図1aのA部詳細図の図1bと、過負
荷検出装置を示すブロック図の図2と、過負荷検出装置
のフロー図の図3とを参照しながら説明する。
【0018】即ち、図1aに示す符号1はクレーンであ
って、このクレーン1の上部旋回体2にはブーム3がブ
ームフットピン3aで連結され、このブーム3は、基端
或いは中間に、張力を検出する張力検出器が取付けられ
てなる支持ロープ4で起伏されるように構成されてい
る。また、前記ブーム3には起伏角度θを測定するブー
ム角検出器が設けられている。
【0019】そして、ブーム3の先端には巻上げロープ
5の下端にシーブ5aが垂設され、これにフックを介し
て吊荷6が吊持されている。また、前記上部旋回体2の
上には、ブラケット2aに一端側が連結され、クレーン
の後方側に傾斜したコンプレッションメンバー7aと略
垂直なテンションメンバー7bとからなるガントリ7が
搭載されている。このガントリ7によって前記支持ロー
プ4の張力が支えられている。なお、同図中に示す符号
10は、限界荷重を定める手段を有する過負荷検出装置
である。
【0020】前記ガントリ7のコンプレッションメンバ
ー7aの基端側には、傾斜角度からガントリ7の高さを
検知するガントリ高さ検出器14が設けられている。こ
のガントリ高さ検出器14は、ブラケット2aに固着さ
れるリミットスイッチ8と、コンプレッションメンバー
7aの基端側に取付けられ、前記リミットスイッチ8の
レバー8bに作用力を及ぼす当接部材9とから構成され
ている。
【0021】つまり、当接部材9によりリミットスイッ
チ8のレバー8bが押されているときは、電気信号がケ
ーブル8aを介して前記過負荷検出装置10に送信さ
れ、ガントリ7がハイガントリ状態にあると判断される
一方、図1aにおいて想像線で示すように、ガントリ7
がローガントリ状態にあるときは、当接部材9がリミッ
トスイッチ8のレバー8bから離反していて過負荷検出
装置10に電気信号が送信されないので、この場合はロ
ーガントリであると判断されるものである。
【0022】前記過負荷防止装置10の制御部10aに
は、上記のとおり、ガントリ高さ検出器14がケーブル
8aを介して接続される他、ブーム角検出器11および
張力検出器12が接続され、さらに、クレーン定数(ブ
ーム定数およびロープ掛数)を設定するためのクレーン
定数設定器13が連結されることにより、過負荷検出装
置10が構成されている。
【0023】以下、作用態様を説明すると、図1に示す
ように、クレーン1で吊荷6が吊持されると、ブーム角
検出器11でブーム3の起伏角度θが検出され、検出さ
れた起伏角度θが制御部10aに入力される。また、ク
レーン定数設定器13からブーム定数(ブームの長さ
等)が入力されて、作業半径演算部でRが算出される。
こうにして算出されたRと、ガントリ高さ検出器14か
らのガントリ高さ信号hが限界荷重演算部に入力され、
ここにおいて限界荷重Waが演算される。これと並行し
て、ブーム角検出器11,クレーン定数設定器13およ
び張力検出器12から吊り荷重演算部に信号が送信さ
れ、吊荷6の実荷重Wが演算される。
【0024】そして、これら限界荷重Waと実荷重Wと
が負荷率演算部に送られ、ここにおいて限界荷重Waと
実荷重Wとの軽重の比較、つまり負荷率が演算され、演
算結果に応じて警報・作動停止装置15から警報信号が
発せられ、あるいはクレーン1が自動的に停止される。
【0025】以下、図3に従って、過負荷を求めるフロ
ーを説明すると、先ず、第1ステップにおいて、ガント
リ高さ検出器14からの電気信号を読み込み、これに基
づいてガントリ7がハイガントリであるかローガントリ
であるかの判定をし、第2ステップに進む。
【0026】第2ステップにおいて、ガントリ7の高さ
がハイガントリ状態であると判断されたときは、同図に
おいて右側に示す経路を辿り、ハイガントリ状態におけ
る限界荷重、吊荷の実荷重が求められて第3ステップに
進む。一方、ローガントリ状態であると判断されたとき
とは、同図において左側に示す経路を辿り、ローガント
リ状態における限界荷重、吊荷の実荷重が求められて第
3ステップに進む。
【0027】第3ステップにおいて、ガントリの高さ状
況に応じて限界荷重、吊荷の実荷重との負荷率、つまり
それら荷重の軽重が比較され、負荷率が90〜100%
の範囲内にあるときは予報音が発せられ、100%以上
のときは警報音が発せられると共に、クレーンの作動が
自動的に停止される。一方、負荷率が90%以下の場合
には、第1ステップに戻される。なお、負荷率の大小の
程度は経験則によって定めたものである。
【0028】このように、本発明に係る過負荷防止装置
によれば、ガントリ7がハイガントリ状態である場合
と、ローガントリ状態にある場合との2つの限界荷重W
aが求められるので、従来吊荷作業ができなかった橋げ
たの下側等のように高さ制限があるような現場でも安全
に吊荷作業を行うことができ、従来のように、誤操作に
より許容荷重以上の吊荷を吊り上げたりすることがない
ので、ガントリの破損や支持ロープが切断するというよ
うな不具合が生じる恐れがない。
【0029】以上では、リミットスイッチ8によってガ
ントリ7が、ハイガントリ状態にある場合と、ローガン
トリ状態にある場合との2つの限界荷重Waを求める場
合を説明したが、ガントリ7のコンプレッションメンバ
ー7aの傾斜角度を求めるのに、ポテンショメータや作
動トランスを用いることができる。
【0030】このように、ポテンショメータや作動トラ
ンスを用いると、ガントリ7のあらゆる高さに応じた限
界荷重Waを求めることができるので、吊荷作業能率を
向上させることが可能になるという利点がある。また、
上記の通り、リミットスイッチ8でガントリ7の高さを
求めるようにしたが、ガントリ高さを設定するガントリ
高さ設定器を設け、この設定器でガントリ高さを設定し
て、それぞれの高さに応じた限界荷重Waを求める構成
にすることも可能である。なお、何れの場合でも、複数
の設定点(ガントリ高さ)を記憶させておき、特定点に
なった場合には設定器により比例配分して限界荷重Wa
を求めることが可能である。
【0031】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項1に
係るクレーンの過負荷防止装置によれば、限界荷重を定
める手段によりガントリ高さに応じた限界荷重が演算さ
れ、また本発明の請求項2に係るクレーンの過負荷防止
装置によれば、ガントリ高さ検出器からの電気信号によ
りガントリの高さが演算されると共に、限界荷重を定め
る手段により演算されたガントリ高さに応じた限界荷重
が演算され、従来と異なり、高さ制限があってハイガン
トリにすることのできない現場でも吊荷作業を行うこと
ができ、しかも許容荷重以上の吊荷を吊り上げるという
ようなこともないので、誤操作によるガントリの破損や
支持ロープの切断によりブームが落下するというような
不具合が生じる恐れがなくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1aは、本発明の実施例に係るクレーンの過
負荷防止装置を装備したクレーンの側面図であり、図1
bは図1aのA部詳細図である。
【図2】本発明の実施例に係るクレーンの過負荷防止装
置を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施例に係るクレーンの過負荷防止装
置のフロー図である。
【図4】クレーンを示す図である。
【図5】従来の過負荷検出装置を示すブロック図であ
る。
【図6】従来の過負荷検出装置の記憶部に記憶されてい
るデータを示す図である。
【図7】支持ロープとガントリとに対する作用力説明図
である。
【符号の説明】
1…クレーン,2…上部旋回体,2a…ブラケット,3
…ブーム,3a…ブームフットピン,4…支持ロープ,
5…巻上げロープ,5a…シーブ,6…吊荷,7…ガン
トリ,7a…コンプレッションメンバー,7b…テンシ
ョンメンバー,8…リミットスイッチ,8a…ケーブ
ル,8b…レバー,9…当接部材,10…過負荷防止装
置,10a…制御部,11…ブーム角検出器,12…張
力検出器,13…クレーン定数設定器,14…ガントリ
高さ検出器,15…警報・作動停止装置,W…実荷重,
Wa…限界荷重,θ…ブームの起伏角度。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クレーンのブームの起伏角度に応じた限
    界荷重と、前記ブームの先端で巻上げロープを介して吊
    持される吊荷の実荷重との軽重を比較するクレーンの過
    負荷防止装置において、前記クレーンのガントリ高さに
    基づいて前記限界荷重を定める手段を設けたことを特徴
    とするクレーンの過負荷防止装置。
  2. 【請求項2】 クレーンのブームの起伏角度に応じた限
    界荷重と、前記ブームの先端で巻上げロープを介して吊
    持される吊荷の実荷重との軽重を比較するクレーンの過
    負荷防止装置において、前記クレーンに、ガントリのコ
    ンプレッションメンバーの傾斜角度を検出するガントリ
    高さ検出器を設け、該ガントリ高さ検出器からの電気信
    号でガントリの高さを求めると共に、求められたガント
    リの高さに基づいて限界荷重を定める手段を設けたこと
    を特徴とするクレーンの過負荷防止装置。
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