JP2782235B2

JP2782235B2 - 移動式クレーンのアウトリガ反力制限信号発生装置

Info

Publication number: JP2782235B2
Application number: JP1146170A
Authority: JP
Inventors: 正晴中西
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JPH038698A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は移動式クレーンのアウトリガ反力制限信号
発生装置に関するものである。

（従来の技術）移動式クレーンは、その前後両側に張り出して接地可
能なアウトリガを備えた車輌上に、旋回自在に旋回台を
取り付け、この旋回台に起伏自在なブームを取り付けて
おり、各アウトリガを適宜張り出して接地し車輌を安定
させた上で、旋回台を旋回、ブームを起伏駆動してクレ
ーン作業を行うものである。この種の移動式クレーンの
吊上性能は、ブームの起伏角（ブームが伸縮式の場合は
その伸縮長さも）、旋回台の旋回方向、並びにアウトリ
ガの張出し性能をパラメータとして定まるところから、
これらパラメータをインデックス信号としてその時の移
動式クレーンの稼働姿勢における限界吊上状態に対応値
を出力すると共に、この出力値とブームに作用する負荷
の実際値を対比し、後者の値が前者の値に達すると警報
信号を発生するようにした、いわゆるモーメントリミッ
タと称される安全装置が設けられている。

ところが、このようなモーメントリミッタは、移動式
クレーンの各アウトリガが接地される地盤が充分な支持
力を持っていることを前提としたものであるから、各ア
ウトリガが接地された地盤が充分な支持力を持ってない
場合には、移動式クレーンのクレーン作業の安全を監視
することが出来ないという問題があった。

本発明の目的は、移動式クレーンのアウトリガが接地
される地盤の接地反力の限界値（許容接地反力）があら
かじめ判っている場合、この限界値を前以ってインプッ
トしておくことで、クレーン作業時にアウトリガの接地
反力が上記限界値に達すると自動的に警報あるいはクレ
ーンの動きを制限するための信号を発生する、新規な移
動式クレーンのアウトリガ反力制限信号発生装置を提供
しょうとするものである。

（問題点を解決するための手段）その前後両側に張り出し接地可能なアウトリガを備え
た車輌上に、旋回自在に旋回台を取り付け、この旋回台
に起伏自在なブームを取り付けてなる移動式クレーンに
用いられるアウトリガ反力制限信号発生装置であって、前記各アウトリガの張り出し長さに関する情報を入力
する張り出し長さ情報入力手段前記旋回台の旋回方向を検出する旋回方向検出手段、アウトリガの接地反力の許容限界値を設定入力する許
容接地反力設定手段、前記ブームの起伏角を検出する起伏角検出手段、前記ブームの長さに関する情報を入力するブーム長さ
情報入力手段、前記ブームを起伏駆動する起伏駆動装置に作用する負
荷を検出するブームモーメント検出手段、および、前記張り出し長さ情報入力手段、起伏角検出
手段、ブーム長さ情報入力手段、旋回方向検出手段、許
容接地反力設定手段からの情報並びにあらかじめ記憶し
た移動式クレーン各部の重量とその重心位置関連情報に
基づき、その時の移動式クレーンの稼働姿勢においてア
ウトリガの接地反力が、前記許容接地反力設定手段によ
り設定した設定値になる如きブームモーメントを演算々
出すると共に、この算出値と前記ブームモーメント検出
手段の検出値を比較し後者の値が前者の値に達すると警
報又は移動式クレーンの動きを制限するための信号を発
生する演算手段、とからなる移動式クレーンのアウトリガ反力制限信号発
生装置。

（作用）上記の如く構成した移動式クレーンのアウトリガ反力
制限信号発生は、アウトリガが接地される地盤の許容接
地反力（橋等の建造物にあっては、計算的にあらかじめ
定められており、また露地にあっては、土質状況によっ
て経験的に予測できる。）を許容接地反力設定手段によ
り設定する。すると、演算手段は、その時の移動式クレ
ーンの稼働姿勢においてアウトリガの接地反力が前記許
容反力設定手段により設定された値となる如きブームモ
ーメントを演算算出し、且つこの算出値をブームモーメ
ント検出手段からの実測値と比較し後者の値が前者の値
に達すると警報又は移動式クレーンの動きを制限するた
めの信号を発生するのである。このため、アウトリガの
接地反力が設定された許容接地反力を越える如きクレー
ン作業を未然に回避することができるのである。

（実施例）以下本発明の移動式クレーンのアウトリガ反力制限装
置の実施例を図面に基づき説明する。

実施例の説明に先立ち、先ず移動式クレーンの吊上荷
重および移動式クレーン各部の重量、並びにこれら荷重
および重量の重心位置と、自動式クレーンの各アウトリ
ガの接地反力の関係について説明する。

第１図は移動式クレーンの平面視略図であり、その前
後の両側に張り出し接地可能なアウトリガ１、２、３、
４を備えた車輌５上に、旋回自在に旋回台６を取り付
け、この旋回台６に起伏自在なブーム７を取り付け構成
している。今、第１図に示す如く、ａ、b:アウトリガ張出し長さ関連寸法…（変数）… c:旋回中心から後アウトリガ２、３、までの前後方
向水平距離…（定数）… d:旋回中心から前アウトリガ１、４、までの前後方
向水平距離…（定数）… e:旋回中心から、上部旋回体とつり荷の総合重心位
置までの水平距離…（Ｌ、θ、Ｍの関数） f:旋回中心から下部走行体（車輌１）の重心位置ま
での水平距離…（定数）… Θ：上部旋回体の旋回角…（変数）… P₁〜P₄:アウトリガ１〜４の接地反力 G₁:下部走行体（車輌１）の重量…（定数）… G₂:上部旋回体とつり上げ荷重の重量の和…（G₃、G
₄、Ｌ、θ、Ｍの関数） G₃:旋回台の重量…（定数）… G₄:ブームの重量…（定数）… G₅:つり上げ荷重の重量…（Ｌ、θ、Ｍの関数） g:旋回中心から旋回台の重心までの水平距離…
（定数）… h:起伏支点からブームの重心までの水平距離…
（Ｌとθの関数） i:起伏支点からつり上げ荷重の重心までの水平距
離…（Ｌとθの関数） j:旋回中心からブームの起伏支点までの水平距離
…（オフセット距離）…（定数）… とし、また第１図に示していないが、 M:ブームの重量G₄とつり上げ荷重の重量G₅が、ブ
ーム起伏支点まわりに生ぜしめるモーメント…（変数）
… θ：ブームの起伏角…（変数）… L:ブームの長さ…（変数）… とすると、次の式が成立する。

そして、上記各式中のG₂に関しては、次の式が成立す
る。

すなわち、G₂はＬ、θ、Ｍの関数として算出される。

また、上記（１）〜（４）式中のｅに関しては、次の
式が成立する。

ここで、ｈは、Ｌとθの関数、G₅は、上記（５）″式
より、Ｌ、θ、Ｍの関数であるから、結局、ｅは、Ｌ、
θ、Ｍの関数として算出できる。

このため、各アウトリガの接地反力P₁〜P₄は、移動式
クレーンの各部の重量およびその重心位置関連情報
（Ｃ、ｄ、ｆ、G₁、G₃、G₄、ｇ、ｊ）を定数とし、各ア
ウトリガの張り出し量（ａ、ｂ）旋回台の旋回角
（Θ）、ブーム起伏支点まわりに生ずるモーメント
（Ｍ）、ブーム起伏角（θ）、およびブームの長さ
（Ｌ）を変数とする数式の関数として把握できる。

換言すれば、その前後の両側に張り出して接地可能な
アウトリガを備えた車輌上に、旋回自在に旋回台を取り
付け、この旋回台に起伏自在なブームを取り付けてなる
移動式クレーンにおいて、・各アウトリガの張り出し量（ａ、ｂ）・旋回台の旋回角（Θ）・ブームの起伏角（θ）・ブームの長さ（Ｌ）によって移動式クレーンの稼働姿勢が定まれば、ブーム
に作用する起伏支点まわりのモーメント（Ｍ）から各ア
ウトリガの接地反力（P₁〜P₄）が算出できるのである。

また、任意の一つのアウトリガの接地反力（P₁〜P₂）
からブームに作用する起伏支点まわりのモーメントを算
出出来るものである。

本発明の移動式クレーンのアウトリガ反力制限信号発
生装置は、上記関係を基礎とし、第１図に示す如き移動
式クレーンに用いられるものである。

第２図は、本発明の移動式クレーンのアウトリガ反力
制限信号発生装置を示す。第２図において、８〜11は、
アウトリガ１〜４の張り出し長さに関する情報を、後述
する演算手段17に入力する張り出し長さ情報入力手段で
ある。この張り出し長さ情報入力手段８〜11は、夫々対
応する各アウトリガ１〜４の張り出し長さに応じた信号
ａ、ｂを入力する手動スイッチ群で構成しても良く、ま
た対応する各アウトリガ１〜４の張り出し長さを検出す
るポテンショメーター等で構成してもよい。12はブーム
７の起伏角θを検出する起伏角検出手段である。13はブ
ーム７の長さＬに関する情報を、後述する演算手段17に
入力するブーム長さ情報入力手段である。このブーム長
さ情報入力手段13は、移動式クレーンのブーム７が伸縮
式のブームである場合には、このブーム長さＬを検出す
るポランショメータで構成する。14は、旋回台６の旋回
角Θを検出する旋回方向検出手段であって、ポテンショ
メータで構成している。15は、許容接地反力設定手段で
あって、本実施では、４個のアウトリガ１〜４の許容接
地反力Ｐを一括して設定するようになっている。16はブ
ーム７を起伏駆動する起伏駆動装置（伸縮式ブームを有
する油圧式クレーンの場合は、ブーム起伏用油圧シリン
ダで構成されており、トラスブームを有するいわゆる機
械式クレーンの場合は、ブーム起伏用ウィンチとワイヤ
ーロープで構成されている。）に作用するブームモーメ
ント応対値である負荷Ｍを演算するブームモーメント検
出手段である。

17は、演算手段であって、マイクロコンピュータで構
成されており、中央処理装置（MPU）18、リードオンリ
ーメモリー（ROM）19、ランダムアクセスメモリ（RAM）
20、入力回路21、出力回路22、およびデコーダ23より構
成され、中央処理装置18は、リードオンリーメモリ19に
記憶した所定のプログラムに従って入力回路21からの入
力信号を演算し、コントロールバス24、アドレスバス2
5、データバス26を介して出力回路22に出力信号を送る
ものである。デコーダ23は、中央処理装置18からのアド
レス信号により何れの素子に信号を伝達するかの選択信
号を発信するものである。

入力回路21は、ペリフェラルインターフェースアダプ
タ（PIA）27およびアナログディジタルコンバータ28よ
り構成されている。インターフェース27は、前記張り出
し長さ情報入力手段８〜11からの信号と前記許容設置反
力設定手段15からの信号が入力され、またインターフェ
ース28は、起伏角検出手段12、ブーム長さ情報入力手段
13、旋回方向検出手段14およびブームモーメント検出手
段16からの信号が入力される。出力回路22は、ペリフェ
ラルインターフェースアダプタ（PIA）29で構成されて
おり、中央処理装置18の出力信号によって、警報ブザー
30および移動式クレーンの油圧制限装置31への出力信号
を発する。

次に橋等の建造物上あるいは軟弱地盤の如き、アウト
リガの許容接地反力が制限される地盤上に、移動式クレ
ーンの各アウトリガ１〜４を接地しこれらアウトリガに
より車輌５を扛上してクレーン作業をする場合の、アウ
トリガ反力制限信号発生装置の作用について説明する。

この場合、張り出し長さ情報入力手段８〜11により、
アウトリガ１〜４の張り出し長さ情報ａ、ｂを演算手段
17の入力回路21に入力すると共に、地盤が許容するアウ
トリガ接地反力Ｐを、許容接地反力設定手段15に設定し
この設定値を演算手段17の入力回路21へ入力する。起伏
角検出手段12からは、実際のブーム起伏角θに対応する
信号が、また旋回方向検出手段14からは、旋回台６の実
際の旋回角Θに対応する信号が、夫々演算手段17の入力
回路21に入力されている。更に、ブーム長さ情報入力手
段13からは、実際のブーム長さＬに対応する信号が演算
手段17の入力回路21に入力されている。

演算手段17は先ず、前述した数式（１）〜（４）に、
数式（５）′および数式（６）を代入して得られる４個
の式毎に、これらの式を満足するＭ、すなわちブームの
重量と吊上荷重の重量がブーム起伏支点まわりに先ぜし
めるモーメントＭを求める。この演算に要するａ、ｂ、
θ、Ｌ、ΘおよびＰは、前記張り出し情報入力手段８〜
11、起伏角検出手段12、ブーム長さ情報入力手段13、旋
回方向検出手段14、および許容接地反力設定手段15から
入力される信号が用いられ、また、その他の数値すなわ
ち移動式クレーン各部の重量とその重心位置関連情報は
ROM19中にあらかじめ記憶させてある信号が用いられ
る。算出された４個のＭの値は、各アウトリガ１〜４の
接地反力が、許容接地反力設定手段14の設定値となる如
きブームモーメント値に対応するものである。

次いで演算手段17は、上記算出した４個のＭの値のう
ち、最も小さいものを、限界モーメント値として算出し
た上で、この限界モーメント値と前記ブームモーメント
検出手段16からの実測値と対比し、後者の値が前者の値
に達すると出力回路22から、警報ブザー30および移動式
クレーンの油圧制御装置31へ信号を発するのである。

ブザー30はこの信号により作動して、クレーンオペレ
ータへアウトリガの接地反力が限界値に達したことを知
らせるものである。また油圧制御装置31はこの信号によ
りブームモーメントを増大する方向へのクレーンの動き
を停止するものである。

尚、本発明のアウトリガ反力制限信号発生装置は、移
動式クレーンに従来使用されているモーメントリミッタ
ー、すなわち、移動式クレーンの稼働姿勢のみの関数と
して限界吊上性能対応値を出力し、この限界吊上性能対
応値を、実際値と対比するようにしたモーメントリミッ
ターと併用して用いられるものであが、この場合両者を
別個に設けても良いし、また、アウトリガ反力制限信号
発生装置に、従来のモーメントリミッタを内在させても
良い。

後者の場合を第２図に基づいて説明すると、演算手段
17のPOM19中に、アウトリガ張り出し長さ、ブーム起伏
角、ブーム長さ、および旋回台の旋回角によって定まる
移動式クレーンの各稼働姿勢毎のブームモーメントの限
界値を記憶しておき、この記憶値中からその時の移動式
クレーンの稼働姿勢に対応する限界値を、張り出し長さ
情報入力手段８〜11、起伏角検出手段12、ブーム長さ情
報入力手段13、および旋回方向検出手段14からの信号を
インデックス信号として取り出し、この取り出した限界
値とブームモーメント検出手段16からの実際値を対比
し、後者の値が前者の値に達すると、警報ブザ30および
制御位置へ信号を出力するようにすることで、アトリガ
反力制限信号発信装置内に、従来のモーメントリミッタ
を内在させれば良い。

（効果）以上の如く構成し作用する本発明のアウトリガ反力制
限信号発生装置は、アウトリガ接地反力を制限する必要
のある地盤に移動式クレーンを設置してクレーン作業を
する際の安全を監視することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、移動式クレーンの平面視略図である。第２図は、本発明の移動式クレーンのアウトリガ反力表
示装置の説明図である。アウトリガ;1〜４、車軸;5、旋回台;6、ブーム;7、張り出し長さ情報入力手段;8〜11、起伏角検出手段;12、ブーム長さ情報入力手段;13、旋回方向検出手段;14、許容接地反力設定手段;15 ブームモーメント検出手段;16、演算手段;17

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】その前後両側に張り出し接地可能なアウト
リガを備えた車輌上に、旋回自在に旋回台を取り付け、
この旋回台に起伏自在なブームを取り付けてなる移動式
クレーンに用いられるアウトリガ反力制限信号発生装置
であって、前記各アウトリガの張り出し長さに関する情報を入力す
る張り出し長さ情報入力手段、前記ブームの起伏角を検出する起伏角検出手段前記ブームの長さに関する情報を入力するブーム長さ情
報入力手段、前記旋回台の旋回方向を検出する旋回方向検出手段、アウトリガの接地反力の許容値を設定入力する許容接地
反力設定手段、前記ブームを起伏駆動する起伏駆動装置に作用する負荷
を検出するブームモーメント検出手段、および、前記張り出し長さ情報入力手段、起伏角検出手
段、ブーム長さ情報入力手段、旋回方向検出手段、許容
接地反力設定手段からの情報並びにあらかじめ記憶した
移動式クレーン各部の重量とその重心位置関連情報に基
づき、その時の移動式クレーンの稼働姿勢においてアウ
トリガの接地反力が、前記許容接地反力設定手段により
設定した設定値になる如きブームモーメントを演算々出
すると共に、この算出値と前記ブームモーメント検出手
段の検出値を比較し後者の値が前者の値に達すると警報
又は移動式クレーンの動きを制限するための信号を発生
する演算手段、とからなる移動式クレーンのアトリガ反力制限信号発生
装置。