JP2937864B2 - クレーンの負荷制御装置 - Google Patents
クレーンの負荷制御装置Info
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Description
装置に関するものであり、特に、吊り上げ荷重に対する
本体側への負荷とウエイト台車側への負荷のバランスを
考慮したクレーンの負荷制御装置に関するものである。
2の前部にブーム3を装着し、該ブーム3の後方にマス
トブーム4を装着してある。また、本体2の後部にウエ
イト台車5を牽引し、吊り上げ荷重に対する後方への反
力を大きくしている。
げ、フックロープ7をウインチユニット8へ巻装する。
また、前記ブーム3の先端後部にブームペンダントロー
プ9の一端を繋着し、該ブームペンダントロープ9の他
端にブーム起伏ロープ10を接続してウインチユニット
8へ巻装する。
ンダントロープ11の一端を繋着し、該マストペンダン
トロープ11の他端にマスト起伏ロープ12を接続して
ウインチユニット8へ巻装する。また、マストブーム4
の先端とウエイト台車5との間を懸垂ペンダントロープ
13で連結する。
端にはバランスアーム14が揺動自在に吊り下げられて
おり、該バランスアーム14の前端部14aに前記マス
トペンダントロープ11の一端が繋着されており、該バ
ランスアーム14の後端部14bに前記懸垂ペンダント
ロープ13が繋着されている。
14cから前端部14aまでの距離D1 と、揺動支点1
4cから後端部14bまでの距離D2 との比率RD は、
吊り上げ荷重に対する本体2側への負荷とウエイト台車
5側への負荷のバランスを考慮して定められている。即
ち、クレーンが転倒せず安定的な姿勢を維持できるとき
の本体2側への負荷とウエイト台車5側への負荷の最適
な比率RL を設定しておき、この負荷比率RL のときに
バランスアーム14が水平状態となるように、前記距離
D1 と距離D2 との比率RD が決定される。
記バランスアーム14を目視しながら、吊り上げ荷重に
応じてマスト起伏ロープ12を手動操作で巻上げ下げ
し、マストブーム4の角度を調整することによってウエ
イト台車5側への負荷を増減させ、前記バランスアーム
14が略水平に保持されるようにして、本体2側への負
荷とウエイト台車5側への負荷のバランスをとるように
している。
2側への負荷の大小により自動的にウエイト台車5側へ
の負荷を調整するようにした自動式の負荷制御装置も知
られている。図10に示すように、マスト起伏ロープ1
2の端末部にコイルバネ15を介装し、吊り上げ荷重に
よってコイルバネ15が圧縮されるように形成する。
ると、コイルバネ15の圧縮量が大きくなってリミット
スイッチ(図示せず)がオンになり、懸垂ペンダントロ
ープ13の下端に設けた油圧シリンダ16が自動的に作
動する。或いは、マスト起伏ロープ12の端末部にロー
ドセル(図示せず)を装着し、該ロードセルにて本体2
側への負荷を検出して油圧シリンダ16を作動させるも
のもある。
イト台車5が浮きぎみとなり、ウエイト台車5側への負
荷が増大して後方への反力が大きくなるので、クレーン
1の安定性が向上する。
手動式の負荷制御装置と自動式の負荷制御装置がある
が、手動式のものはバランスアームの傾斜を目視しなが
らマストブームの角度を調整するので、操作性が良好で
なく、且つオペーレータの熟練度が要求されていた。ま
た、マストブームの角度が変化するので、吊り荷重の半
径変化が大きくなる。
ウエイト台車を浮かせるが、その際にウエイト台車が急
に浮上したり、吊り荷の揺れなどによってウエイト台車
が揺動することがあり、極端な場合にはウエイト台車が
反転するなどの危険があった。また、自動式の場合に
は、本体側の負荷制御値及びウエイト台車側の負荷制御
値の表示がなく、オペーレータが制御状態を明確に把握
することが困難であった。
上げ荷重に対する本体側への負荷とウエイト台車側への
負荷が最適なバランスとなるように自動制御するために
解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は
この課題を解決することを目的とする。
するために提案されたものであり、本体の前部にブーム
を装着し、該ブームの後方にマストブームを装着すると
ともに、マストブームの先端から本体のウインチへ起伏
ロープを巻装し、更に、該本体の後部にウエイト台車を
牽引し、前記マストブームの先端とウエイト台車との間
を懸垂ペンダントロープで連結したクレーンに於いて、
前記起伏ロープに張力検出器を設け、前記ウエイト台車
に車輪の対地反力を調整するためのサスペンションシリ
ンダを設けるとともに、該サスペンションシリンダに圧
力検出器を設け、前記張力検出器及び圧力検出器の検出
値から本体側の負荷及びウエイト台車側の負荷を演算可
能に形成し、夫々の負荷の比率が予め設定された負荷比
率に一致するように、前記サスペンションシリンダを駆
動して懸垂ペンダントロープの張力を自動調整するクレ
ーンの負荷制御装置を提供するものである。
に従って詳述する。尚、説明の都合上、従来と同一構成
部分には同一符号を付してその説明を省略する。図1は
クレーン1を示し、本体2の後部にウエイト台車5が牽
引されている。マスト起伏ロープ12の端末部にロード
セルなどの張力検出器22を装着し、吊り上げ荷重に対
するマスト起伏ロープ12の張力を検出する。また、ウ
エイト台車5には車輪24の対地反力を調整するための
サスペンションシリンダ25が設けられている。
4に設けられた走行機構及びサスペンション機構並びに
ステアリング機構を示し、図2に示すように、台車フレ
ーム28に旋回ベアリング29を介してブラケット30
が水平方向へ回動自在に枢着され、該ブラケット30に
前記サスペンションシリンダ25を下向きに配設すると
ともに、アーム32を横向きに枢着する。このアーム3
2の中間部に前記サスペンションシリンダ25のピスト
ンロッド33を連結し、アーム32の先端部に車輪24
のハブ34を取り付ける。車輪24には油圧モータ35
が装着されている。
モータ35には、回転継手36を介して台車フレーム2
8側から圧力油が供給され、車輪24が地面から受ける
上下動をサスペンションシリンダ25によって緩衝する
とともに、車輪24を油圧モータ35により回転駆動す
る。
リンダストローク検出器37を装着してあり、該シリン
ダストローク検出器37によりサスペンションシリンダ
25のシリンダストロークを連続的に検出できる。そし
て、圧力検出器38によって検出される圧力変位とサス
ペンションシリンダ25のストローク変位から、車輪2
4の地面からの反力が演算される。本発明では、後述す
るように、このサスペンションシリンダ25の圧力及び
ストロークを制御してウエイト台車5を浮上若しくは沈
下させ、前記懸垂ペンダントロープ13の張力を増減す
ることにより、本体2側への負荷とウエイト台車5側へ
の負荷の比率を調整する。
を固設してステアリングシリンダ40を横向きに配設す
るとともに、前記ブラケット30の上部にコラム41を
突設し、このコラム41の上端部にリンクアーム42,
43を介してステアリングシリンダ40のピストンロッ
ド44を連結する。
ンクアーム42の一端部42aを枢着し、該リンクアー
ム42の他端部42bはリンクアーム43を介して前記
コラム41の上端部に連結されている。また、該リンク
アーム42の中間部42cにはステアリングシリンダ4
0のピストンロッド44を枢着する。また、ステアリン
グシリンダ40にはシリンダストローク検出器46を装
着してある。
すれば、リンクアーム42がその一端部42aを中心に
図中右方向へ回動する。このとき、リンクアーム42の
他端部42bに連結されたリンクアーム43を介して前
記コラム41が右方向へ押圧されるので、同図の二点鎖
線で示すように、コラム41と一体にブラケット30が
回転継手36を中心に時計方向へ回動する。一方、ステ
アリングシリンダ40を伸長すれば、ブラケット30が
回転継手36を中心に反時計方向へ回動する。
伸縮によりブラケット30が水平方向に回動し、前記車
輪24を任意の角度だけ回向させることができる。そし
て、前記ステアリングシリンダ40に設けられたシリン
ダストローク検出器46の検出値と、回転継手36に設
けられた回向方向検出器47の検出値から、車輪24の
回向角度と回向方向が演算される。
重とモーメントの関係を示す解説図であり、本体2側の
安定モーメントは前記張力検出器22で検出したマスト
起伏ロープ12の張力に基づいて演算し、ウエイト台車
5側の安定モーメントは前記圧力検出器38で検出した
圧力とウエイト台車5の重量Q2 より懸垂ペンダントロ
ープ13の張力を求め、この懸垂ペンダントロープ13
の張力に基づいて演算する。
車5の負荷をQ2 、ブーム3の負荷をQ3 、吊り上げ荷
重をWとし、転倒支点Oから夫々の負荷作用点までの距
離をL1,L2,L3,L4 とすれば、転倒支点O回りのモー
メントは次式で表される。
は、 M1 +M2 > M3 +M4 ……(5式) そして、クレーン1が転倒せず安定的な姿勢を維持でき
るときの本体2側への負荷とウエイト台車5側への負荷
の最適な比率を、負荷比率RL として予め設定してお
く。
の負荷分担の一例を示し、転倒限界のときの吊り上げ荷
重を100%とすれば、通常時はこれより小さいx%の
吊り上げ荷重でクレーン作業を行う。尚、xの値は各国
により様々であり、日本では約78%程度に決定される
が、欧米ではこれより小さい値に決定されることが多
い。
台車5側への負荷の比率を、前記負荷比率RL に一致す
るように制御する。即ち、吊り上げ荷重が限界性能のx
%であるときに、本体安定モーメントM1(x) とウエイ
ト台車安定モーメントM2(x) との比率を前記設定した
比率RL にし、吊り上げ荷重が変化した場合であって
も、ウエイト台車5の車輪24の反力を調整する前記サ
スペンションシリンダ25の伸縮量を自動制御して懸垂
ペンダントロープ13の張力を調整し、本体2側への負
荷及びウエイト台車5側への負荷を増減することによ
り、安定モーメントM1(x) とM2(x) との比率は常に
設定した負荷比率RL に維持される。
の負荷分担の他の一例を示し、吊り上げ荷重が限界性能
の100%に達するまでは本体安定モーメントM1(x)
を一定に保持し、ウエイト台車安定モーメントM2(x)
を優先的に増加させていく。そして、吊り上げ荷重が限
界性能の100%に達すると、ウエイト台車安定モーメ
ントM2 の増加が不可能になるが、更に、本体安定モー
メントM1 を増加させることにより、クレーンの転倒を
防止できる。
前記張力検出器22の検出値は負荷演算器50へ入力さ
れ、マスト起伏ロープ12の張力に基づいて本体2側の
負荷を演算する。負荷演算器50にて演算された負荷デ
ータは負荷分担管理装置52に送られる。一方、全体負
荷演算装置53では、前述したように、最適な負荷比率
RL を予め設定しておく。
負荷演算器50から送られる本体2側の負荷を基準とし
て、本体2側の負荷とウエイト台車5側の負荷の比率
が、前記負荷比率RL に一致するように管理する。即
ち、サスペンションシリンダ25の圧力及びストローク
を制御してウエイト台車5を浮上若しくは沈下させ、前
記懸垂ペンダントロープ13の張力を増減することによ
り、本体2側の負荷とウエイト台車5側の負荷の比率を
調整する。
5へ信号を送り、該サスペンション総合管理装置55で
は、サスペンションシリンダ25の圧力及びストローク
をどれだけ増減させたら、本体2側の負荷とウエイト台
車5側の負荷の比率が前記負荷比率RL に一致するかを
演算する。この演算結果に基づいて、ウエイト台車5の
各車輪24毎に設けられたサスペンション制御部56に
て夫々のサスペンションシリンダ25の圧力及びストロ
ークを自動制御する。
56では、前述したシリンダストローク検出器37と圧
力検出器38とによりサスペンションシリンダ25の圧
力とストロークの変化を検出し、この検出値に基づいて
サスペンションシリンダの制御バルブ57を制御してサ
スペンションシリンダ25を伸縮駆動する。サスペンシ
ョンシリンダ25が伸縮することにより、ウエイト台車
5が浮上若しくは沈下し、前記懸垂ペンダントロープ1
3の張力が増減する。
ダントロープ13の張力及びウエイト台車5の重量に基
づいてウエイト台車5側の負荷を演算し、本体2側の負
荷とウエイト台車5側の負荷の比率を求める。そして、
表示装置54にて本体2側とウエイト台車5側の夫々の
現在の負荷状態を表示するとともに、設定された前記負
荷比率RL に一致するようにサスペンション制御部56
をフィードバック制御する。
54にはマスト起伏ロープの張力表示カウンタ59と、
懸垂ペンダントロープの張力表示カウンタ60が設けら
れており、夫々の張力限界を100%としたときの現在
の張力をパーセント表示するか、或いは、現在の張力を
そのままトン単位で表示する。また、マスト起伏ロープ
の張力が限界に達したときは警告表示灯61が点灯し、
懸垂ペンダントロープの張力が限界に達したときは警告
表示灯62が点灯して、オペレータに危険状態であるこ
とを告知する。
ションシリンダ25のアップダウンを手動操作するモー
メンタリ形の照光スイッチ63,64が設けられてい
る。一方の照光スイッチ63をオンしたときは、該照光
スイッチ63が点灯するとともに、サスペンションシリ
ンダ25が伸長してウエイト台車5が浮上する。また、
他方の照光スイッチ64をオンしたときは、該照光スイ
ッチ64が点灯するとともに、サスペンションシリンダ
25が収縮してウエイト台車5が沈下する。尚、サスペ
ンションシリンダ25が自動制御で駆動されている場合
は、伸長駆動中であれば照光スイッチ63が点滅し、収
縮駆動中であれば照光スイッチ64が点滅する。
ョンシリンダ25の圧力及びストロークを制御するた
め、ブームアタッチメントの変位が少なく吊り荷の揺れ
を最小に抑えることができ、円滑なクレーン作業を行え
る。
装置54に設けられたアップダウン用の照光スイッチ6
3,64を手動操作することによりサスペンションシリ
ンダ25を駆動し、張力表示カウンタ59,60により
マスト起伏ロープ12と懸垂ペンダントロープ13の張
力を確認しながら、本体2側とウエイト台車5側との負
荷比率をオペレータの所望する比率に調整することがで
きる。
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。
の負荷を起伏ロープの張力に基づいて演算し、本低側の
負荷とウエイト台車側の負荷の比率が予め設定された負
荷比率に一致するように、ウエイト台車のサスペンショ
ンシリンダを駆動して懸垂ペンダントロープの張力を自
動調整するので、オペーレータの熟練度が要求されるこ
となく、作業性並びに操作性が著しく向上する。
体側への負荷とウエイト台車側への負荷のバランスを考
慮しながらサスペンションシリンダを駆動するので、ブ
ームアタッチメントの変位が少なく、ウエイト台車が急
に浮上したり、吊り荷の揺れなどが発生することはな
く、クレーンの安定性を確保することができる。
エイト台車側への負荷を確認できるため、オペーレータ
が制御状態を明確に把握して操作できるなど、正に諸種
の効果ある発明である。
図。
サスペンション機構並びにステアリング機構の縦断面
図。
機構の平面図。
図。
の一例を示す解説図。
の他の一例を示す解説図。
ンスアームの拡大図。
Claims (1)
- 【請求項1】 本体の前部にブームを装着し、該ブーム
の後方にマストブームを装着するとともに、マストブー
ムの先端から本体のウインチへ起伏ロープを巻装し、更
に、該本体の後部にウエイト台車を牽引し、前記マスト
ブームの先端とウエイト台車との間を懸垂ペンダントロ
ープで連結したクレーンに於いて、前記起伏ロープに張
力検出器を設け、前記ウエイト台車に車輪の対地反力を
調整するためのサスペンションシリンダを設けるととも
に、該サスペンションシリンダに圧力検出器を設け、前
記張力検出器及び圧力検出器の検出値から本体側の負荷
及びウエイト台車側の負荷を演算可能に形成し、夫々の
負荷の比率が予め設定された負荷比率に一致するよう
に、前記サスペンションシリンダを駆動して懸垂ペンダ
ントロープの張力を自動調整することを特徴とするクレ
ーンの負荷制御装置。
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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JP15210096A Expired - Fee Related JP2937864B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | クレーンの負荷制御装置 |
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- 1996-06-13 JP JP15210096A patent/JP2937864B2/ja not_active Expired - Fee Related
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