JP4320931B2 - クレーンの過負荷防止方法及び過負荷防止装置 - Google Patents
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- B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
- B66C23/905—Devices for indicating or limiting lifting moment electrical
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブームの先端に補助吊り腕が設けられ、主巻系と補巻系の吊り手段を備えたクレーンの過負荷防止方法及び過負荷防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示す補助シーブ付きクレーンを例にとって従来の技術を説明する。
【０００３】
図中、１は自走式（図ではクローラ走行式を示す）のクレーン本体１で、このクレーン本体１にブーム２が起伏自在に取付けられるとともに、このブーム２の先端に補助吊り腕としての補助シーブ３付きの補助シーブブラケット４が取付けられている。
【０００４】
また、クレーン本体１には、ブーム起伏、主巻、補巻各ウィンチ５，６，７が搭載され、ブーム起伏ウィンチ５によりブーム起伏ロープ８及びブーム起伏ガイライン９を介してブーム２が起伏駆動される。
【０００５】
主巻ウィンチ６から引き出された主巻ロープ１０は、ブーム先端から垂下されて多数本掛け状態で主フック１１を吊持し、これらによって構成される主巻系吊り手段により、主として大重量物を低速で上げ下げする主巻吊り作業が行われる。
【０００６】
一方、補巻ウィンチ７から引き出された補巻ロープ１２は、補助シーブブラケット４から垂下されて補フック１３を一本掛け状態で吊持し、これらによって構成される補巻系吊り手段により、主として軽量物を高速で上げ下げする補巻吊り作業が行われる。
【０００７】
なお、主巻吊り作業と補巻吊り作業が同時に行われる場合もある。
【０００８】
従来、このような主巻系と補巻系の二種類の吊り手段を備えたクレーンの過負荷防止方法として、主巻、補巻両ロープ１０，１２の張力及びブーム起伏ガイライン９の張力をそれぞれ検出器により検出して、主巻吊り荷重、補巻吊り荷重、全体吊り荷重を演算し、この各吊り荷重と、それぞれについて予め設定された定格総荷重から求められる負荷率の少なくとも一つが所定の値に達すると自動停止弁を作動させてクレーン作動を自動停止させるものが公知である（たとえば特開平１１−２４６１７８号公報参照）。
【０００９】
ここで、定格総荷重とは、クレーンの転倒や構造部材の破損を防止するという安全面からクレーンの安定度や構造部材の強度（通常はロープの破断強度）をベースとして求められる最大吊り荷重をいい、予め作業半径ごとに演算されて記憶部に記憶される。
【００１０】
なお、補助吊り腕として補助シーブ３付き補助シーブブラケット４に代えて、これよりも長いジブを起伏自在にまたは角度固定状態で取付ける場合、あるいは補助シーブブラケット４とジブの双方を取付け、主巻系と二つの補巻系の計三つの吊り手段によって吊り作業を行う場合も、過負荷防止方法は基本的には上記の場合と同じである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記公知技術を含めて、従来、主巻系、補巻系を備えたクレーンの過負荷防止方法における両系の定格総荷重の定め方として、
（イ）クレーンの安定度をベースにして全体定格総荷重（ブーム起伏ガイライン張力）を決め、この全体定格総荷重を主巻系と補巻系に振り分ける（たとえばある作業半径において全体が５０ｔの場合に主巻系４０ｔ、補巻系１０ｔとする）方式、
（ロ）主巻系はクレーンの安定度をベースにして、補巻系は補巻ロープ１０の破断強度をベースにしてそれぞれ単独で吊ることが可能な荷重の最大値（たとえばある作業半径において主巻系４０ｔ、補巻系１０ｔ）とする方式
がとられている。
【００１２】
ところが、上記（イ）の振り分け方式によると、定格総荷重が、主巻系と補巻系の双方で同時に吊り作業を行った場合を想定しての値であるため、両系単独で吊り作業を行う場合の吊り能力よりもかなり低くなり、本来のクレーン性能を生かせない。
【００１３】
一方、上記（ロ）の単独設定方式によると、同時吊り作業時に、補巻系で限度いっぱい（たとえば１０ｔ）まで吊ったとしても、主巻系は無負荷またはまだ余裕があり、安定度の点で吊っても問題ないにもかかわらずクレーン作動が停止してしまい、主巻系の吊り能力が生かせない。
【００１４】
また、たとえば主巻系で３０ｔ、補巻系で５ｔの荷を吊った場合と、主巻系のみで４０ｔの荷を吊った場合でクレーンの安定度が同じとすると、それぞれ吊り荷重が定格総荷重以下であるにもかかわらず、ブーム起伏ガイライン張力が全体定格総荷重に達してクレーン作動が停止してしまう場合がある。
【００１５】
つまり、主巻系と補巻系の双方で同時に吊り作業を行う場合には、他系の吊り荷重によって自系で吊ることが可能な荷重値は変化する筈であるにもかかわらず、この点を考慮せずにそれぞれの定格総荷重を固定値として設定しているため、あと何ｔの余裕があるのかオペレータが把握できず、作業に支障を来す。
【００１６】
そこで本発明は、主巻系及び補巻系の吊り能力を最大限に生かし、かつ、オペレータが吊り荷重の余裕度を明確に把握することができるクレーンの過負荷防止方法及び過負荷防止装置を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明（過負荷防止方法）は、ブームの先端に補助吊り腕が設けられ、主巻ウィンチと、この主巻ウィンチから引き出されて上記ブーム先端から垂下された主巻ロープと、この主巻ロープによって吊持される主フックとを有する主巻系吊り手段によって主巻吊り作業を行い、補巻ウィンチと、この補巻ウィンチから引き出されて上記補助吊り腕から垂下された補巻ロープと、この補巻ロープによって吊持される補フックとを有する補巻系吊り手段によって補巻吊り作業を行い、上記主巻系吊り手段の負荷である主巻吊り荷重、及び上記補巻系吊り手段の負荷である補巻吊り荷重をそれぞれ検出し、この検出された吊り荷重と、主巻系及び補巻系吊り手段についてそれぞれ単独で吊ることができる荷重として別個に設定される定格総荷重とに基づいて過負荷を防止する処理を行うクレーンの過負荷防止方法において、上記定格総荷重を下記（ａ）（ｂ）によって求め、かつ、主巻吊り荷重を検出する主巻吊り荷重検出手段、補巻吊り荷重を検出する補巻吊り荷重検出手段、主巻吊り荷重と補巻吊り荷重の和である全体吊り荷重を検出する全体吊り荷重検出手段のうち一つが検出不能な状態となった場合に、残り二つの検出手段による検出値に基づいて荷重演算を行うものである。
【００１８】
（ａ）予め、クレーンの安定度、ロープ破断強度等の安全面から決まる一定のベースに基づいて自系の基準値を設定する。
【００１９】
（ｂ）他系の吊り手段の吊り荷重を、自系のベースに基づいて自系の荷重成分に換算し、この換算値を自系の基準値から減算する。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の方法において、他系の吊り手段の吊り荷重を自系の荷重成分に換算してこの換算値を自系の基準値から減算するのに代えて、他系の吊り手段で吊ることができる余裕荷重を、他系の基準値のベースに基づいて自系の荷重成分に換算し、この換算値と自系の基準値とを比較して低い方の値を選択することによって自系の定格総荷重を求めるものである。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１または２の方法において、検出された主巻吊り荷重及び補巻吊り荷重に基づいて、主巻系吊り手段による主巻吊り作業と、補巻系吊り手段による補巻吊り作業と、主巻系吊り手段及び補巻系吊り手段の双方による同時吊り作業のうちから現在行われている吊り作業の種類と作業内容を表示するものである。
【００２２】
請求項４の発明（過負荷防止装置）は、ブームの先端に補助吊り腕が設けられ、主巻ウィンチと、この主巻ウィンチから引き出されて上記ブーム先端から垂下された主巻ロープと、この主巻ロープによって吊持される主フックとを有する主巻系吊り手段によって主巻吊り作業を行い、補巻ウィンチと、この補巻ウィンチから引き出されて上記補助吊り腕から垂下された補巻ロープと、この補巻ロープによって吊持される補フックとを有する補巻系吊り手段によって補巻吊り作業を行い、荷重検出手段により、上記主巻系吊り手段の負荷である主巻吊り荷重、及び上記補巻系吊り手段の負荷である補巻吊り荷重をそれぞれ検出し、演算手段により、上記検出された吊り荷重と、主巻系及び補巻系吊り手段についてそれぞれ単独で吊ることができる荷重として別個に定められる定格総荷重とに基づいて過負荷を防止する処理を行うように構成されたクレーンの過負荷防止装置において、上記演算手段は、下記（ｉ）（ｉｉ）によって定格総荷重を求めるように構成されたものである。
【００２３】
（ｉ）主巻系吊り手段については、予め、クレーンの安定度をベースとして自系の基準値を設定し、補巻系吊り手段の吊り荷重を、クレーンの安定度をベースとして自系の荷重成分に換算し、この換算値を自系の基準値から減算する。
【００２４】
（ｉｉ）補巻系吊り手段については、補巻ロープの破断強度をベースとして自系の基準値を予め設定し、主巻系吊り手段で吊ることができる余裕荷重を、クレーンの安定度をベースとして自系の荷重成分に換算し、この換算値と自系の基準値とを比較して低い方の値を選択する。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項４の構成において、主巻吊り荷重を検出する主巻吊り荷重検出手段、補巻吊り荷重を検出する補巻吊り荷重検出手段、主巻吊り荷重と補巻吊り荷重の和である全体吊り荷重を検出する全体吊り荷重検出手段を備え、演算手段は、主巻吊り荷重及び補巻吊り荷重を求める荷重演算法を、
（ａ）上記三つの検出手段による検出値を用いる第１の演算法、
（ｂ）上記三つの検出手段のうちの二つの検出手段よる検出値を用いる第２の演算法
の二つの演算法のうちで切換え得るように構成されたものである。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項５の構成において、演算手段は、各検出手段からの信号に基づいて検出手段の異常の有無を判断し、そのうちの一つを異常と判断したときに、演算法を第１の演算法から第２の演算法に切換えるように構成されたものである。
【００２７】
請求項７の発明は、請求項４〜６のいずれかの構成において、作業状態を表示する表示手段を備え、検出された主巻吊り荷重及び補巻吊り荷重に基づいて、主巻系吊り手段による主巻吊り作業と、補巻系吊り手段による補巻吊り作業と、主巻系吊り手段及び補巻系吊り手段の双方による同時吊り作業のうちから現在行っている吊り作業の種類と作業内容を上記表示手段によって表示するように構成されたものである。
【００２８】
上記方法及び装置によると、他系の吊り荷重に応じて自系の定格総荷重が変動し、単独吊り作業時と両系同時吊り作業時とを問わず実際に両系で吊ることができる最大吊り荷重を定格総荷重として定めることが可能となる。
【００２９】
このため、両系の吊り能力を最大限に生かし、かつ、常にあと何ｔ吊れるかの余裕度をオペレータが明確に把握することが可能となる。
【００３０】
この場合、請求項２の方法及び請求項４の装置によると、他系の余裕荷重を、他系の基準値のベースに基づいて自系の荷重成分に換算し、この換算値と自系の基準値とを比較して低い方の値を定格総荷重として選択することによって、両系の吊り能力を最大限に生かすことができる。
【００３１】
一方、請求項１〜３，５，６の方法、装置によると、主巻吊り荷重検出手段、補巻吊り荷重検出手段、全体吊り荷重検出手段のうち一つに異常が発生した場合、あるいはアタッチメントの付け替えやフックに対するロープ掛け数の変更等に基づいて意図的に一つを使用しない場合に、残り二つの検出手段の検出値に基づいて荷重演算を行うため、検出異常時を含めて作業条件に応じて、荷重演算を支障なく行うことができる。
【００３２】
とくに、請求項６の構成によると、一つの検出手段が異常となったときに、演算部がこの異常を判断して自動的に演算法を切換えるため、切換え忘れや切換ミスによる誤演算が生じない。
【００３３】
また、請求項３，７の方法、装置によると、主巻吊り作業、補巻吊り作業、同時吊り作業のうちから現在行われている作業の種類と作業内容を表示するため、作業状態が頻繁に変わる場合、作業が長時間に及ぶ場合等でも、現作業状態をオペレータに明確に認識させることができる。また、必要な表示に絞ることで表示効果を高めることができ、これらの点によって安全性をより向上させることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。
【００３５】
この過負荷防止装置は、図１に示すように、演算手段としての演算処理部Ａと、自動停止弁（電磁弁）１３と、表示部１４、それに検出器群とによって構成される。
【００３６】
また、演算処理部Ａは、記憶部１７と負荷率演算部１８と停止処理部１９とから成っている。
【００３７】
検出器としては、ブーム角度を検出するブーム角度検出器２０、図 のブーム起伏ガイライン９の張力（全体吊り荷重）を検出する全体吊り荷重検出手段としてのガイライン張力検出器２１、主巻ロープ１０の張力（主巻系吊り荷重）を検出する主巻吊り荷重検出手段としての主巻ロープ張力検出器２２、補巻ロープ１２の張力（補巻系吊り荷重）を検出する補巻吊り荷重検出手段としての補巻ロープ張力検出器２３を具備し、これら各検出器２０〜２３の検出値が負荷率演算部１８に入力される。
【００３８】
負荷率演算部１８は、全体負荷率演算部２４と主巻系負荷率演算部２５と補巻系負荷率演算部２６から成り、これら各演算部２４，２５，２６で全体、主巻系及び補巻系のそれぞれについて負荷率（吊り荷重／定格総荷重）が演算されて、いずれかの負荷率が予め設定された値に達すると、停止処理部１９で過負荷として判断されて自動停止弁（電磁弁）１５に停止信号が送られ、クレーン作動が自動停止する。
【００３９】
負荷率演算部１８の処理内容を図１，２によって詳しく説明する。
【００４０】
まず、主巻ロープ張力検出器２２による主巻ロープ張力の検出値から主巻系吊り荷重ＷＭを求める（Ｓ１，Ｓ２）。
【００４１】
一方、ブーム角度検出器２０によって検出された現在のブーム角度から作業半径を求め（Ｓ３，Ｓ４）、この作業半径から、記憶部１７に予め作業半径ごとに
記憶されている定格総荷重の基準値ＷＲＭを読み出す（Ｓ５）。
【００４２】
上記基準値ＷＲＭは、クレーンの安定度（転倒防止）をベースとして、所定の安定度内で主巻単独で吊ることができる最大荷重値として設定される。
【００４３】
次に、補巻系負荷率演算部２６において補巻ロープ張力検出器２３からの検出値に基づいて求められた補巻系吊り荷重値ＷＡを主巻系の荷重成分に換算し、主巻系の基準値ＷＲＭからこの換算値を減算して、現在、安定度内で主巻系単独で吊ることが可能な荷重値である定格総荷重値ＷＲＭ１を演算する（Ｓ６）。
【００４４】
そして、このＳ６で求めた定格総荷重値ＷＲＭ１と主巻系吊り荷重値ＷＭから現在の負荷率を求め（Ｓ７）、この負荷率が所定値に達すると前記のように停止処理部１９を介して自動停止弁１５に停止信号を送る。
【００４５】
ここで、この過負荷防止装置の特徴部分の一つである、上記Ｓ６の処理についてさらに詳述する。
【００４６】
図６に示す補助シーブブラケット４付きのクレーンクレーンでは、主フック１１側は多数本掛け、補フック１３側は一本掛けとして使用するのが一般的である。
【００４７】
この場合、主巻系の定格総荷重は、主巻ロープ１０の破断以前にクレーンの転倒が起こる可能性が高いことからクレーンの安定度に基づいて定めるのが通例である。これに対し、補巻系は単索吊りであるため補巻ロープ１２の破断が問題になることからこのロープ破断強度に基づいて定格総荷重が定められる。
【００４８】
いま仮に、ある作業半径での主巻系の定格総荷重値がクレーンの安定度から決められた４０ｔ、補巻系の定格総荷重値がロープ破断強度から決められた１０ｔであるとする。
【００４９】
この条件下で、主巻系に４０ｔを吊った状態では、主巻系の定格総荷重値に達している（安定度の余裕がない）ため、補巻系には一切荷を吊ることができない（吊るとクレーンの転倒の危険がある）。
【００５０】
一方、これとは逆に、補巻系に１０ｔを吊っただけの状態では、補巻系にはこれ以上荷を吊ることはできなくとも、主巻系には安定度上はなんら問題がないため、本来はまだ荷を吊ることができる筈である。
【００５１】
たとえば、補巻系で１０ｔを吊った状態で、安定度上、主巻系にまだ２０ｔの荷を吊る余裕があるとすれば、次の表１の（ハ）の関係が得られる。
【００５２】
【表１】
すなわち、主巻系、補巻系それぞれ単独で吊り作業を行う場合には、表１の（イ）（ロ）のように主巻に４０ｔ、補巻に１０ｔの荷を吊ることが可能であり、主巻系、補巻系同時に荷を吊った場合には、補巻系の吊荷が０ｔから１０ｔに増えるに従い、主巻系で吊ることが可能な荷重は４０ｔから２０ｔへと徐々に減少する。また、逆に主巻系の吊り荷重が２０ｔ以下の場合は、補巻系で最大の１０ｔを吊ることが可能であるが、２０ｔから４０ｔへ増えるに従い補巻系で吊ることが可能な荷重は１０ｔから０ｔへと徐々に減少する。
【００５３】
そこで、この過負荷防止装置においては以下のような演算処理を行う。
【００５４】
ＷＲＭ１＝基準値ＷＲＭ−（δＡ／δＭ）×ＷＡ……式（１）
ＷＲＭ１：実際の主巻系の定格総荷重値
δＡ ：補フックに単位荷重をかけたときのガイライン張力の増加係数
δＭ ：主フックに単位荷重をかけたときのガイライン張力の増加係数
ＷＡ ：補巻系の吊り荷重値
δＭ、δＡについては予め記憶部１４に記憶しておく。表１はδＡ：δＭ＝２：１の場合である。
【００５５】
ＷＲＭは、記憶部１４に記憶してある主巻系単独の場合に吊ることができる定格総荷重の基準値であり、これから補巻系の吊り荷重値ＷＡを主巻系側の荷重成分に換算した値を減算して、現在の補巻系荷重値を考慮して実際に吊ることができる主巻系定格総荷重値ＷＲＭ１を求める。補巻系の吊り荷重値ＷＡ＝０の場合にはＷＲＭ１＝ＷＲＭとなる。
【００５６】
こうすれば、前記の例でいうと、補巻系に１０ｔを吊っただけの状態では、主巻系には２０ｔの荷を吊ることができ、クレーン本来の吊り能力を最大限に生かすことができる。
【００５７】
次に補巻系について考えると、主巻系及び補巻系がともにクレーンの安定度から求められる能力である場合には、補巻の定格総荷重値ＷＲＡ１は主巻同様に求められるが、ロープ破断強度をベースにして求められた能力である場合には、上記主巻系同様に式（１）によって求めると、主巻系の吊り荷重を補巻系の荷重成分に換算した値が非常に大きな値となり、この換算値が補巻系定格総荷重の基準値ＷＲＡを上回るため、安定度上はさらに吊ることが可能であるのに、算出される定格総荷重がマイナスとなってしまう。
【００５８】
そこで、補巻系については次の式（２）のように主巻系の余裕荷重（まだ主巻系で吊ることができる荷重）分を主巻系定格総荷重のベースであるクレーンの安定度に基づいて補巻系の荷重成分ＷＲＡ１（安定度上で主巻系荷重に対し補巻系で吊ることができる荷重値）に換算し、ロープ破断強度で決められた補巻系基準値ＷＲＡと比較して小さい方を、主巻系吊り荷重を考慮した補巻系定格総荷重ＷＲＡ２とする。
【００５９】
ＷＲＡ１＝（δＭ／δＡ）×（ＷＲＭ−ＷＭ）……式（２）
ＷＲＡ１≦ＷＲＡのとき → ＷＲＡ２＝ＷＲＡ１
ＷＲＡ１＞ＷＲＡのとき → ＷＲＡ２＝ＷＲＡ
ＷＭ ：主巻系の吊り荷重値
ＷＲＡ：作業半径等によって決まる補巻系定格総荷重の基準値（前記例でいうと１０ｔ）
以上の処理により、主巻系及び補巻系の双方について、他系の吊り荷重を考慮して現在吊ることが可能な荷重を定格総荷重として定め、両径の吊り能力を最大限に生かすことができる。
【００６０】
ところで、負荷率演算部１８においては、上記荷重（負荷率を含む）を求める演算法として、通常は、上記のように三つの張力検出器２１，２２，２３による検出値を用いる第１の演算法を用いるが、うち一つの検出器に異常が発生した場合は、検出器信号によってこの異常を判断し（たとえば検出器出力電圧の低下によって判断することができる）、残り二つの正常な検出器による検出値に基づいて荷重を計算する次の第２の演算法に自動的に切換わるように構成されている。
【００６１】
ａ）ガイライン張力検出器２１に異常が発生した場合
主巻及び補巻両ロープ張力検出器２２，２３によって検出された主巻系及び補巻系吊り荷重ＷＭ，ＷＡから、全体吊り荷重ＷＯが、
ＷＯ＝ＷＭ＋ＷＡ
によって求められる。
【００６２】
ｂ）主巻ロープ張力検出器２２に異常が発生した場合
ガイライン張力検出器２１によって検出された全体吊り荷重ＷＯと、補巻ロープ張力検出器２３によって検出された補巻系吊り荷重ＷＡから、主巻系吊り荷重ＷＭが、
ＷＭ＝ＷＯ−ＷＡ
によって求められる。
【００６３】
ｃ）補巻ロープ張力検出器２３に異常が発生した場合
上記ｂ）の場合と同様に、検出された全体吊り荷重ＷＯと主巻系吊り荷重ＷＭから、補巻系吊り荷重ＷＡが、
ＷＡ＝ＷＯ−ＷＭ
によって求められる。
【００６４】
こうして、検出器２１，２２，２３の一つに異常が発生しても、それに対応する演算法に自動的に切換わるため、荷重計算を支障なく遂行することができる。
【００６５】
従って、検出器異常により荷重計算ができなくて過負荷状態が放置されたり、検出器異常が発生した場合にクレーン作動を停止させるようにした場合のように作業性が低下したりするおそれがない。
【００６６】
なお、この検出器の異常が生じたときに、表示部１６によりその旨をオペレータに対して表示するようにしてもよい。
【００６７】
また、作業条件（クレーン作業とクラムセル作業の違いやフックに対するロープの掛け回し方の違い等）に応じて、三つの検出器２１，２２，２３の一つが検出不能になる場合、あるいは表示（または演算）誤差要因を減らす等の理由で意図的に一つを使用しない場合がある。
【００６８】
このような場合に対処するために、図１中に二点鎖線で示すように切換手段２７を設け、演算法を上記第１の演算法と第２の演算法の間で切換えるようにしてもよい。
【００６９】
次に、演算処理部１４及び表示部１６による表示作用について説明する。
【００７０】
クレーン作業における作業状態としては、前記の通り主巻系吊り手段による主巻吊り作業と、補巻系吊り手段による補巻吊り作業と、これらを同時に行う同時吊り作業の三種類がある。
【００７１】
演算処理部１４（負荷率演算部１８）から表示部１６にこれら作業の種類を示す信号と、演算された現在の荷重及び負荷率についての信号等の作業状態信号が出力され、この信号に基づいて現在行われている作業の種類と作業内容が他の必要なデータとともに表示部１６によって表示される。
【００７２】
表示内容の一例を図３（イ）（ロ）（ハ）に示している。
【００７３】
図３（イ）は主巻吊り作業時、（ロ）は補巻吊り作業時、（ハ）は同時吊り作業時の表示内容をそれぞれ示し、主巻、補巻、同時吊り作業状態であることを示す「主吊」「補吊」「同時吊」の文字がそれぞれモニタ画面に表示される。
【００７４】
また、この三つの表示パターンにおいて、それぞれ負荷率、実荷重、定格総荷重、作業半径等の作業内容が数値で表示されるほか、ブーム角度、ジブ角度、ポイント高さ（ブームポイントの高さ）等の各作業データが数値で表示される。
【００７５】
演算処理部１４は検出器信号に基づいて上記表示部１６による作業状態の表示を自動的に切換える。
【００７６】
これを図４によって説明する。ここでは、前記したように検出器異常を判断して演算法を切換える処理について併せて示している。
【００７７】
処理開始とともに検出器信号を入力し（ステップＳ１）、この検出器信号に基づいてガイライン、主巻ロープ、補巻ロープ各張力検出器２１，２２，２３が正常か否か（異常か）を判断する（ステップＳ２）。
【００７８】
正常と判断した場合は第１の演算法によって主巻吊り荷重（図では主実荷重と記載）、補巻吊り荷重（同補実荷重）がそれぞれ演算され（ステップＳ３，Ｓ４）、異常と判断した場合は第２の演算法によって主巻吊り荷重、補巻吊り荷重がそれぞれ演算される（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００７９】
次いで、ステップＳ７，Ｓ８で、主巻、補巻両吊り荷重に基づいて主巻、補巻両負荷率が求められた後、ステップＳ９で主巻負荷率が、荷重が無いことを表す数値として予め設定された値（Ａ％）以下か否かが判別され、ここでＮＯ（主巻荷重がある）と判断されると、ステップＳ１０で現在の表示が「補巻吊り」か否かが判別され、ＹＥＳ（「補巻吊り」である）となると、ステップＳ１１で表示を「同時吊り」に切換える。
【００８０】
一方、ステップＳ９でＮＯ（主巻荷重が無い）と判断された場合は、ステップＳ１２で今の表示（「主巻吊り」「補巻吊り」「同時吊り」のいずれか）を継続し、ステップＳ１０で補巻吊り表示でない（「主巻吊り」または「同時吊り」である）と判断された場合は、ステップＳ１３で今の表示（「主巻吊り」または「同時吊り）を継続する。
【００８１】
次いで、ステップＳ１４において、ステップＳ９における主巻負荷率の場合と同様に、補巻負荷率がＡ％以下か否かが判別され、ＹＥＳ（補巻荷重が無い）と判別されると、ステップＳ１５で今の表示（「主巻吊り」「補巻吊り」「同時吊り」のいずれか）を継続する。
【００８２】
一方、ステップＳ１４でＮＯ（補巻荷重がある）と判別されると、ステップＳ１６に進み、ここで現在の表示が「主巻吊り」であるか否かが判別され、ＮＯとなると、ステップＳ１７で今の表示（「補巻吊り」または「同時吊り」）を継続する。
【００８３】
これに対し、ステップＳ１６でＹＥＳ、つまり主巻吊り表示がされていると判別されると、ステップＳ１８で表示を「同時吊り」に切換える。
【００８４】
こうして、表示部１６での表示を現在の作業状態に合ったものとすることができるため、作業状態が頻繁に変わる場合や作業が長時間に及ぶ場合等でも、現作業状態をオペレータに明確に認識させることができる。また、必要な表示に絞ることで表示効果を高めることができ、これらの点によって安全性をより向上させることができる。
【００８５】
図５には、図４のフローの一部を変えた場合を示している。
【００８６】
図４のフローでは、主巻荷重または補巻荷重の有無判断（表示切換）のしきい値として、ステップＳ９及びステップＳ１４で主巻負荷率、補巻負荷率について「Ａ％以下」を設定したが、これだけだとＡ％で元の表示に戻る可能性があるため、表示が安定しないおそれがある。
【００８７】
そこで図５のフローでは、適度のヒステリシスを持たせて表示を安定させるために、Ａ−Ｂ％（Ａより明らかに小さい値）で元の表示に戻る構成をとっている。
【００８８】
ステップＳ１〜ステップＳ１１は図４の場合と同じで、ステップＳ９においてＹＥＳ（主巻負荷率がＡ％以下）となると、ステップＳ１２でさらに主巻負荷率がＡ−Ｂ％か否かを判別し、ここでＮＯの場合に今の表示を継続し（ステップＳ１３）、ＹＥＳの場合（Ａより明らかに小さい場合）はステップＳ１４で補巻負荷率がＡ−Ｂ％か否かを判別する。
【００８９】
ここでＮＯの場合（補巻荷重がある場合）はステップＳ１５で表示を「補巻吊り」に切換え、ＹＥＳの場合（補巻荷重が無い場合）はステップＳ１６で表示を「同時吊り」に切換える。また、ステップＳ１０でＮＯの場合はステップＳ１７で今の表示を継続する。
【００９０】
次いで、上記ステップＳ９〜ステップＳ１７と同様の趣旨で、ステップＳ１８〜ステップＳ２６の手順で表示を選択する。
【００９１】
なお、図４，５のフローチャートにおいて、「補巻吊り」表示がされた状態で主巻吊り状態が判別された場合にステップＳ１１で「同時吊り」表示に切換えるようにしたが、このとき「主巻吊り」表示に切換えてもよい。また、同様に、「主巻吊り」表示がされた状態で補巻吊り状態が判別された（図４のステップＳ１４、図５のステップＳ２０）場合に「補巻吊り」を表示してもよい。このように、主巻吊りと補巻吊りとを順次切換えて同時吊り状態を表示するように構成してもよい。
【００９２】
他の実施形態
（１）上記実施形態では、定格総荷重の基準値を、主巻系はクレーンの安定度、補巻系はロープ破断強度をそれぞれベースとして定める最も一般的な場合について説明したが、両基準値が同じベースで定められるクレーンの場合は前記式（１）または式（２）によって定格総荷重を求めることができる。
（２）表示部１６での表示内容に関して、主巻及び補巻吊り荷重についての残り吊り荷重（定格総荷重−実際の吊り荷重）、及び残り作業半径（負荷率１００％の作業半径−現在の作業半径）を現在の吊り荷重、作業半径と並べて表示するようにしてもよい。
【００９３】
こうすれば、オペレータが主巻系、補巻系の双方についてあと何ｔ吊ることができるか、作業半径をあと何ｍ伸ばせるかを明確に把握することが可能となるため、吊り能力を最大限に生かしながら安全性をさらに高めることができる。
【００９４】
（２）主巻、補巻同時吊り作業時には、主巻単独吊りの場合よりも構造物（主としてブーム）が受けるダメージが大きくなる。そこで、同時吊り作業時に、主巻定格総荷重を演算するに当たり、補巻荷重の負荷率に応じて低減係数を掛けるようにしてもよい。こうすれば、補巻荷重の負荷率が大きくなれば主巻定格総荷重を落とすことでブームのダメージを抑えることができる。
【００９５】
（３）上記実施形態では、補助吊り腕として補助シーブ付きの補助シーブブラケットを備えたクレーンを適用対象として例にとったが、本発明は、補助吊り腕としてブーム先端に起伏自在または固定式のジブを設けたクレーンにも適用することができる。このジブを用いたクレーンの場合は、補巻系の基準値はブームとジブの長さ、作業半径等に応じて基準値が決められる。
【００９６】
さらに本発明は、上記実施形態で例示したラチスブーム式のクレーンに限らず、箱形の伸縮ブームを用いたクレーン（この場合はブーム長さが変化し、これによって作業半径が変化する）にも適用することができる。
【００９７】
【発明の効果】
上記のように本発明によるときは、主巻系と補巻系の吊り手段を備えたクレーンにおいて、他系の吊り荷重に応じて自系の定格総荷重を変化させ、単独吊り作業時と両系同時吊り作業時とを問わず実際に両系で吊ることができる最大吊り荷重を定格総荷重として定めることが可能となる。
【００９８】
このため、両系の吊り能力を最大限に生かし、かつ、常にあと何ｔ吊れるかの余裕度をオペレータが明確に把握することが可能となる。
【００９９】
一方、請求項１〜３，５，６の発明によると、主巻吊り荷重検出手段、補巻吊り荷重検出手段、全体吊り荷重検出手段のうち一つに異常が発生した場合、あるいはアタッチメントの付け替えやフックに対するロープ掛け数の変更等に基づいて意図的に一つを使用しない場合に、残り二つの検出手段の検出値に基づいて荷重演算を行うため、検出異常時を含めて作業条件に応じて、荷重演算を支障なく行うことができる。
【０１００】
とくに、請求項６の発明によると、一つの検出手段が異常となったときに、演算部がこの異常を判断して自動的に演算法を切換えるため、切換え忘れや切換ミスによる誤演算が生じない。
【０１０１】
また、請求項３，７の発明によると、主巻吊り作業、補巻吊り作業、同時吊り作業のうちから現在行われている作業の種類と作業内容を表示するため、作業状態が頻繁に変わる場合、作業が長時間に及ぶ場合等でも、現作業状態をオペレータに明確に認識させることができる。また、必要な表示に絞ることで表示効果を高めることができ、これらの点によって安全性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態にかかる過負荷防止装置のブロック構成図である。
【図２】 同装置の演算処理部における主巻系負荷率演算部の処理内容を説明するための図である。
【図３】 同装置の表示部による表示内容を示し、（イ）は主巻吊り作業時、（ロ）は補巻吊り作業時、（ハ）は同時吊り作業時の各表示内容を示す図である。
【図４】 同装置による表示内容の切換作用を説明するためのフローチャートである。
【図５】 図４のフローの一部を変えたフローチャートである。
【図６】 本発明の適用対象となるクレーンの概略側面図である。
【符号の説明】
２ ブーム
３ 補助シーブ
４ 補助吊り腕としての補助シーブブラケット
６ 主巻系吊り手段を構成する主巻ウィンチ
１０ 主巻ロープ
１１ 主フック
７ 補巻系吊り手段を構成する補巻ウィンチ
１２ 補巻ロープ
１３ 補フック
Ａ 演算処理部（演算手段）
１４ 記憶部
１５ 負荷率演算部
１６ 表示部
２１ 全体負荷率演算部
２２ 主巻系負荷率演算部
２３ 補巻系負荷率演算部
１７ ブーム角度検出器
１８ ガイライン張力検出器（全吊り荷重検出手段）
１９ 主巻ロープ張力検出器（主巻吊り荷重検出手段）
２０ 補巻ロープ張力検出器（補巻吊り荷重検出手段）
【発明の属する技術分野】
本発明はブームの先端に補助吊り腕が設けられ、主巻系と補巻系の吊り手段を備えたクレーンの過負荷防止方法及び過負荷防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示す補助シーブ付きクレーンを例にとって従来の技術を説明する。
【０００３】
図中、１は自走式（図ではクローラ走行式を示す）のクレーン本体１で、このクレーン本体１にブーム２が起伏自在に取付けられるとともに、このブーム２の先端に補助吊り腕としての補助シーブ３付きの補助シーブブラケット４が取付けられている。
【０００４】
また、クレーン本体１には、ブーム起伏、主巻、補巻各ウィンチ５，６，７が搭載され、ブーム起伏ウィンチ５によりブーム起伏ロープ８及びブーム起伏ガイライン９を介してブーム２が起伏駆動される。
【０００５】
主巻ウィンチ６から引き出された主巻ロープ１０は、ブーム先端から垂下されて多数本掛け状態で主フック１１を吊持し、これらによって構成される主巻系吊り手段により、主として大重量物を低速で上げ下げする主巻吊り作業が行われる。
【０００６】
一方、補巻ウィンチ７から引き出された補巻ロープ１２は、補助シーブブラケット４から垂下されて補フック１３を一本掛け状態で吊持し、これらによって構成される補巻系吊り手段により、主として軽量物を高速で上げ下げする補巻吊り作業が行われる。
【０００７】
なお、主巻吊り作業と補巻吊り作業が同時に行われる場合もある。
【０００８】
従来、このような主巻系と補巻系の二種類の吊り手段を備えたクレーンの過負荷防止方法として、主巻、補巻両ロープ１０，１２の張力及びブーム起伏ガイライン９の張力をそれぞれ検出器により検出して、主巻吊り荷重、補巻吊り荷重、全体吊り荷重を演算し、この各吊り荷重と、それぞれについて予め設定された定格総荷重から求められる負荷率の少なくとも一つが所定の値に達すると自動停止弁を作動させてクレーン作動を自動停止させるものが公知である（たとえば特開平１１−２４６１７８号公報参照）。
【０００９】
ここで、定格総荷重とは、クレーンの転倒や構造部材の破損を防止するという安全面からクレーンの安定度や構造部材の強度（通常はロープの破断強度）をベースとして求められる最大吊り荷重をいい、予め作業半径ごとに演算されて記憶部に記憶される。
【００１０】
なお、補助吊り腕として補助シーブ３付き補助シーブブラケット４に代えて、これよりも長いジブを起伏自在にまたは角度固定状態で取付ける場合、あるいは補助シーブブラケット４とジブの双方を取付け、主巻系と二つの補巻系の計三つの吊り手段によって吊り作業を行う場合も、過負荷防止方法は基本的には上記の場合と同じである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記公知技術を含めて、従来、主巻系、補巻系を備えたクレーンの過負荷防止方法における両系の定格総荷重の定め方として、
（イ）クレーンの安定度をベースにして全体定格総荷重（ブーム起伏ガイライン張力）を決め、この全体定格総荷重を主巻系と補巻系に振り分ける（たとえばある作業半径において全体が５０ｔの場合に主巻系４０ｔ、補巻系１０ｔとする）方式、
（ロ）主巻系はクレーンの安定度をベースにして、補巻系は補巻ロープ１０の破断強度をベースにしてそれぞれ単独で吊ることが可能な荷重の最大値（たとえばある作業半径において主巻系４０ｔ、補巻系１０ｔ）とする方式
がとられている。
【００１２】
ところが、上記（イ）の振り分け方式によると、定格総荷重が、主巻系と補巻系の双方で同時に吊り作業を行った場合を想定しての値であるため、両系単独で吊り作業を行う場合の吊り能力よりもかなり低くなり、本来のクレーン性能を生かせない。
【００１３】
一方、上記（ロ）の単独設定方式によると、同時吊り作業時に、補巻系で限度いっぱい（たとえば１０ｔ）まで吊ったとしても、主巻系は無負荷またはまだ余裕があり、安定度の点で吊っても問題ないにもかかわらずクレーン作動が停止してしまい、主巻系の吊り能力が生かせない。
【００１４】
また、たとえば主巻系で３０ｔ、補巻系で５ｔの荷を吊った場合と、主巻系のみで４０ｔの荷を吊った場合でクレーンの安定度が同じとすると、それぞれ吊り荷重が定格総荷重以下であるにもかかわらず、ブーム起伏ガイライン張力が全体定格総荷重に達してクレーン作動が停止してしまう場合がある。
【００１５】
つまり、主巻系と補巻系の双方で同時に吊り作業を行う場合には、他系の吊り荷重によって自系で吊ることが可能な荷重値は変化する筈であるにもかかわらず、この点を考慮せずにそれぞれの定格総荷重を固定値として設定しているため、あと何ｔの余裕があるのかオペレータが把握できず、作業に支障を来す。
【００１６】
そこで本発明は、主巻系及び補巻系の吊り能力を最大限に生かし、かつ、オペレータが吊り荷重の余裕度を明確に把握することができるクレーンの過負荷防止方法及び過負荷防止装置を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明（過負荷防止方法）は、ブームの先端に補助吊り腕が設けられ、主巻ウィンチと、この主巻ウィンチから引き出されて上記ブーム先端から垂下された主巻ロープと、この主巻ロープによって吊持される主フックとを有する主巻系吊り手段によって主巻吊り作業を行い、補巻ウィンチと、この補巻ウィンチから引き出されて上記補助吊り腕から垂下された補巻ロープと、この補巻ロープによって吊持される補フックとを有する補巻系吊り手段によって補巻吊り作業を行い、上記主巻系吊り手段の負荷である主巻吊り荷重、及び上記補巻系吊り手段の負荷である補巻吊り荷重をそれぞれ検出し、この検出された吊り荷重と、主巻系及び補巻系吊り手段についてそれぞれ単独で吊ることができる荷重として別個に設定される定格総荷重とに基づいて過負荷を防止する処理を行うクレーンの過負荷防止方法において、上記定格総荷重を下記（ａ）（ｂ）によって求め、かつ、主巻吊り荷重を検出する主巻吊り荷重検出手段、補巻吊り荷重を検出する補巻吊り荷重検出手段、主巻吊り荷重と補巻吊り荷重の和である全体吊り荷重を検出する全体吊り荷重検出手段のうち一つが検出不能な状態となった場合に、残り二つの検出手段による検出値に基づいて荷重演算を行うものである。
【００１８】
（ａ）予め、クレーンの安定度、ロープ破断強度等の安全面から決まる一定のベースに基づいて自系の基準値を設定する。
【００１９】
（ｂ）他系の吊り手段の吊り荷重を、自系のベースに基づいて自系の荷重成分に換算し、この換算値を自系の基準値から減算する。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の方法において、他系の吊り手段の吊り荷重を自系の荷重成分に換算してこの換算値を自系の基準値から減算するのに代えて、他系の吊り手段で吊ることができる余裕荷重を、他系の基準値のベースに基づいて自系の荷重成分に換算し、この換算値と自系の基準値とを比較して低い方の値を選択することによって自系の定格総荷重を求めるものである。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１または２の方法において、検出された主巻吊り荷重及び補巻吊り荷重に基づいて、主巻系吊り手段による主巻吊り作業と、補巻系吊り手段による補巻吊り作業と、主巻系吊り手段及び補巻系吊り手段の双方による同時吊り作業のうちから現在行われている吊り作業の種類と作業内容を表示するものである。
【００２２】
請求項４の発明（過負荷防止装置）は、ブームの先端に補助吊り腕が設けられ、主巻ウィンチと、この主巻ウィンチから引き出されて上記ブーム先端から垂下された主巻ロープと、この主巻ロープによって吊持される主フックとを有する主巻系吊り手段によって主巻吊り作業を行い、補巻ウィンチと、この補巻ウィンチから引き出されて上記補助吊り腕から垂下された補巻ロープと、この補巻ロープによって吊持される補フックとを有する補巻系吊り手段によって補巻吊り作業を行い、荷重検出手段により、上記主巻系吊り手段の負荷である主巻吊り荷重、及び上記補巻系吊り手段の負荷である補巻吊り荷重をそれぞれ検出し、演算手段により、上記検出された吊り荷重と、主巻系及び補巻系吊り手段についてそれぞれ単独で吊ることができる荷重として別個に定められる定格総荷重とに基づいて過負荷を防止する処理を行うように構成されたクレーンの過負荷防止装置において、上記演算手段は、下記（ｉ）（ｉｉ）によって定格総荷重を求めるように構成されたものである。
【００２３】
（ｉ）主巻系吊り手段については、予め、クレーンの安定度をベースとして自系の基準値を設定し、補巻系吊り手段の吊り荷重を、クレーンの安定度をベースとして自系の荷重成分に換算し、この換算値を自系の基準値から減算する。
【００２４】
（ｉｉ）補巻系吊り手段については、補巻ロープの破断強度をベースとして自系の基準値を予め設定し、主巻系吊り手段で吊ることができる余裕荷重を、クレーンの安定度をベースとして自系の荷重成分に換算し、この換算値と自系の基準値とを比較して低い方の値を選択する。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項４の構成において、主巻吊り荷重を検出する主巻吊り荷重検出手段、補巻吊り荷重を検出する補巻吊り荷重検出手段、主巻吊り荷重と補巻吊り荷重の和である全体吊り荷重を検出する全体吊り荷重検出手段を備え、演算手段は、主巻吊り荷重及び補巻吊り荷重を求める荷重演算法を、
（ａ）上記三つの検出手段による検出値を用いる第１の演算法、
（ｂ）上記三つの検出手段のうちの二つの検出手段よる検出値を用いる第２の演算法
の二つの演算法のうちで切換え得るように構成されたものである。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項５の構成において、演算手段は、各検出手段からの信号に基づいて検出手段の異常の有無を判断し、そのうちの一つを異常と判断したときに、演算法を第１の演算法から第２の演算法に切換えるように構成されたものである。
【００２７】
請求項７の発明は、請求項４〜６のいずれかの構成において、作業状態を表示する表示手段を備え、検出された主巻吊り荷重及び補巻吊り荷重に基づいて、主巻系吊り手段による主巻吊り作業と、補巻系吊り手段による補巻吊り作業と、主巻系吊り手段及び補巻系吊り手段の双方による同時吊り作業のうちから現在行っている吊り作業の種類と作業内容を上記表示手段によって表示するように構成されたものである。
【００２８】
上記方法及び装置によると、他系の吊り荷重に応じて自系の定格総荷重が変動し、単独吊り作業時と両系同時吊り作業時とを問わず実際に両系で吊ることができる最大吊り荷重を定格総荷重として定めることが可能となる。
【００２９】
このため、両系の吊り能力を最大限に生かし、かつ、常にあと何ｔ吊れるかの余裕度をオペレータが明確に把握することが可能となる。
【００３０】
この場合、請求項２の方法及び請求項４の装置によると、他系の余裕荷重を、他系の基準値のベースに基づいて自系の荷重成分に換算し、この換算値と自系の基準値とを比較して低い方の値を定格総荷重として選択することによって、両系の吊り能力を最大限に生かすことができる。
【００３１】
一方、請求項１〜３，５，６の方法、装置によると、主巻吊り荷重検出手段、補巻吊り荷重検出手段、全体吊り荷重検出手段のうち一つに異常が発生した場合、あるいはアタッチメントの付け替えやフックに対するロープ掛け数の変更等に基づいて意図的に一つを使用しない場合に、残り二つの検出手段の検出値に基づいて荷重演算を行うため、検出異常時を含めて作業条件に応じて、荷重演算を支障なく行うことができる。
【００３２】
とくに、請求項６の構成によると、一つの検出手段が異常となったときに、演算部がこの異常を判断して自動的に演算法を切換えるため、切換え忘れや切換ミスによる誤演算が生じない。
【００３３】
また、請求項３，７の方法、装置によると、主巻吊り作業、補巻吊り作業、同時吊り作業のうちから現在行われている作業の種類と作業内容を表示するため、作業状態が頻繁に変わる場合、作業が長時間に及ぶ場合等でも、現作業状態をオペレータに明確に認識させることができる。また、必要な表示に絞ることで表示効果を高めることができ、これらの点によって安全性をより向上させることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。
【００３５】
この過負荷防止装置は、図１に示すように、演算手段としての演算処理部Ａと、自動停止弁（電磁弁）１３と、表示部１４、それに検出器群とによって構成される。
【００３６】
また、演算処理部Ａは、記憶部１７と負荷率演算部１８と停止処理部１９とから成っている。
【００３７】
検出器としては、ブーム角度を検出するブーム角度検出器２０、図 のブーム起伏ガイライン９の張力（全体吊り荷重）を検出する全体吊り荷重検出手段としてのガイライン張力検出器２１、主巻ロープ１０の張力（主巻系吊り荷重）を検出する主巻吊り荷重検出手段としての主巻ロープ張力検出器２２、補巻ロープ１２の張力（補巻系吊り荷重）を検出する補巻吊り荷重検出手段としての補巻ロープ張力検出器２３を具備し、これら各検出器２０〜２３の検出値が負荷率演算部１８に入力される。
【００３８】
負荷率演算部１８は、全体負荷率演算部２４と主巻系負荷率演算部２５と補巻系負荷率演算部２６から成り、これら各演算部２４，２５，２６で全体、主巻系及び補巻系のそれぞれについて負荷率（吊り荷重／定格総荷重）が演算されて、いずれかの負荷率が予め設定された値に達すると、停止処理部１９で過負荷として判断されて自動停止弁（電磁弁）１５に停止信号が送られ、クレーン作動が自動停止する。
【００３９】
負荷率演算部１８の処理内容を図１，２によって詳しく説明する。
【００４０】
まず、主巻ロープ張力検出器２２による主巻ロープ張力の検出値から主巻系吊り荷重ＷＭを求める（Ｓ１，Ｓ２）。
【００４１】
一方、ブーム角度検出器２０によって検出された現在のブーム角度から作業半径を求め（Ｓ３，Ｓ４）、この作業半径から、記憶部１７に予め作業半径ごとに
記憶されている定格総荷重の基準値ＷＲＭを読み出す（Ｓ５）。
【００４２】
上記基準値ＷＲＭは、クレーンの安定度（転倒防止）をベースとして、所定の安定度内で主巻単独で吊ることができる最大荷重値として設定される。
【００４３】
次に、補巻系負荷率演算部２６において補巻ロープ張力検出器２３からの検出値に基づいて求められた補巻系吊り荷重値ＷＡを主巻系の荷重成分に換算し、主巻系の基準値ＷＲＭからこの換算値を減算して、現在、安定度内で主巻系単独で吊ることが可能な荷重値である定格総荷重値ＷＲＭ１を演算する（Ｓ６）。
【００４４】
そして、このＳ６で求めた定格総荷重値ＷＲＭ１と主巻系吊り荷重値ＷＭから現在の負荷率を求め（Ｓ７）、この負荷率が所定値に達すると前記のように停止処理部１９を介して自動停止弁１５に停止信号を送る。
【００４５】
ここで、この過負荷防止装置の特徴部分の一つである、上記Ｓ６の処理についてさらに詳述する。
【００４６】
図６に示す補助シーブブラケット４付きのクレーンクレーンでは、主フック１１側は多数本掛け、補フック１３側は一本掛けとして使用するのが一般的である。
【００４７】
この場合、主巻系の定格総荷重は、主巻ロープ１０の破断以前にクレーンの転倒が起こる可能性が高いことからクレーンの安定度に基づいて定めるのが通例である。これに対し、補巻系は単索吊りであるため補巻ロープ１２の破断が問題になることからこのロープ破断強度に基づいて定格総荷重が定められる。
【００４８】
いま仮に、ある作業半径での主巻系の定格総荷重値がクレーンの安定度から決められた４０ｔ、補巻系の定格総荷重値がロープ破断強度から決められた１０ｔであるとする。
【００４９】
この条件下で、主巻系に４０ｔを吊った状態では、主巻系の定格総荷重値に達している（安定度の余裕がない）ため、補巻系には一切荷を吊ることができない（吊るとクレーンの転倒の危険がある）。
【００５０】
一方、これとは逆に、補巻系に１０ｔを吊っただけの状態では、補巻系にはこれ以上荷を吊ることはできなくとも、主巻系には安定度上はなんら問題がないため、本来はまだ荷を吊ることができる筈である。
【００５１】
たとえば、補巻系で１０ｔを吊った状態で、安定度上、主巻系にまだ２０ｔの荷を吊る余裕があるとすれば、次の表１の（ハ）の関係が得られる。
【００５２】
【表１】
【００５３】
そこで、この過負荷防止装置においては以下のような演算処理を行う。
【００５４】
ＷＲＭ１＝基準値ＷＲＭ−（δＡ／δＭ）×ＷＡ……式（１）
ＷＲＭ１：実際の主巻系の定格総荷重値
δＡ ：補フックに単位荷重をかけたときのガイライン張力の増加係数
δＭ ：主フックに単位荷重をかけたときのガイライン張力の増加係数
ＷＡ ：補巻系の吊り荷重値
δＭ、δＡについては予め記憶部１４に記憶しておく。表１はδＡ：δＭ＝２：１の場合である。
【００５５】
ＷＲＭは、記憶部１４に記憶してある主巻系単独の場合に吊ることができる定格総荷重の基準値であり、これから補巻系の吊り荷重値ＷＡを主巻系側の荷重成分に換算した値を減算して、現在の補巻系荷重値を考慮して実際に吊ることができる主巻系定格総荷重値ＷＲＭ１を求める。補巻系の吊り荷重値ＷＡ＝０の場合にはＷＲＭ１＝ＷＲＭとなる。
【００５６】
こうすれば、前記の例でいうと、補巻系に１０ｔを吊っただけの状態では、主巻系には２０ｔの荷を吊ることができ、クレーン本来の吊り能力を最大限に生かすことができる。
【００５７】
次に補巻系について考えると、主巻系及び補巻系がともにクレーンの安定度から求められる能力である場合には、補巻の定格総荷重値ＷＲＡ１は主巻同様に求められるが、ロープ破断強度をベースにして求められた能力である場合には、上記主巻系同様に式（１）によって求めると、主巻系の吊り荷重を補巻系の荷重成分に換算した値が非常に大きな値となり、この換算値が補巻系定格総荷重の基準値ＷＲＡを上回るため、安定度上はさらに吊ることが可能であるのに、算出される定格総荷重がマイナスとなってしまう。
【００５８】
そこで、補巻系については次の式（２）のように主巻系の余裕荷重（まだ主巻系で吊ることができる荷重）分を主巻系定格総荷重のベースであるクレーンの安定度に基づいて補巻系の荷重成分ＷＲＡ１（安定度上で主巻系荷重に対し補巻系で吊ることができる荷重値）に換算し、ロープ破断強度で決められた補巻系基準値ＷＲＡと比較して小さい方を、主巻系吊り荷重を考慮した補巻系定格総荷重ＷＲＡ２とする。
【００５９】
ＷＲＡ１＝（δＭ／δＡ）×（ＷＲＭ−ＷＭ）……式（２）
ＷＲＡ１≦ＷＲＡのとき → ＷＲＡ２＝ＷＲＡ１
ＷＲＡ１＞ＷＲＡのとき → ＷＲＡ２＝ＷＲＡ
ＷＭ ：主巻系の吊り荷重値
ＷＲＡ：作業半径等によって決まる補巻系定格総荷重の基準値（前記例でいうと１０ｔ）
以上の処理により、主巻系及び補巻系の双方について、他系の吊り荷重を考慮して現在吊ることが可能な荷重を定格総荷重として定め、両径の吊り能力を最大限に生かすことができる。
【００６０】
ところで、負荷率演算部１８においては、上記荷重（負荷率を含む）を求める演算法として、通常は、上記のように三つの張力検出器２１，２２，２３による検出値を用いる第１の演算法を用いるが、うち一つの検出器に異常が発生した場合は、検出器信号によってこの異常を判断し（たとえば検出器出力電圧の低下によって判断することができる）、残り二つの正常な検出器による検出値に基づいて荷重を計算する次の第２の演算法に自動的に切換わるように構成されている。
【００６１】
ａ）ガイライン張力検出器２１に異常が発生した場合
主巻及び補巻両ロープ張力検出器２２，２３によって検出された主巻系及び補巻系吊り荷重ＷＭ，ＷＡから、全体吊り荷重ＷＯが、
ＷＯ＝ＷＭ＋ＷＡ
によって求められる。
【００６２】
ｂ）主巻ロープ張力検出器２２に異常が発生した場合
ガイライン張力検出器２１によって検出された全体吊り荷重ＷＯと、補巻ロープ張力検出器２３によって検出された補巻系吊り荷重ＷＡから、主巻系吊り荷重ＷＭが、
ＷＭ＝ＷＯ−ＷＡ
によって求められる。
【００６３】
ｃ）補巻ロープ張力検出器２３に異常が発生した場合
上記ｂ）の場合と同様に、検出された全体吊り荷重ＷＯと主巻系吊り荷重ＷＭから、補巻系吊り荷重ＷＡが、
ＷＡ＝ＷＯ−ＷＭ
によって求められる。
【００６４】
こうして、検出器２１，２２，２３の一つに異常が発生しても、それに対応する演算法に自動的に切換わるため、荷重計算を支障なく遂行することができる。
【００６５】
従って、検出器異常により荷重計算ができなくて過負荷状態が放置されたり、検出器異常が発生した場合にクレーン作動を停止させるようにした場合のように作業性が低下したりするおそれがない。
【００６６】
なお、この検出器の異常が生じたときに、表示部１６によりその旨をオペレータに対して表示するようにしてもよい。
【００６７】
また、作業条件（クレーン作業とクラムセル作業の違いやフックに対するロープの掛け回し方の違い等）に応じて、三つの検出器２１，２２，２３の一つが検出不能になる場合、あるいは表示（または演算）誤差要因を減らす等の理由で意図的に一つを使用しない場合がある。
【００６８】
このような場合に対処するために、図１中に二点鎖線で示すように切換手段２７を設け、演算法を上記第１の演算法と第２の演算法の間で切換えるようにしてもよい。
【００６９】
次に、演算処理部１４及び表示部１６による表示作用について説明する。
【００７０】
クレーン作業における作業状態としては、前記の通り主巻系吊り手段による主巻吊り作業と、補巻系吊り手段による補巻吊り作業と、これらを同時に行う同時吊り作業の三種類がある。
【００７１】
演算処理部１４（負荷率演算部１８）から表示部１６にこれら作業の種類を示す信号と、演算された現在の荷重及び負荷率についての信号等の作業状態信号が出力され、この信号に基づいて現在行われている作業の種類と作業内容が他の必要なデータとともに表示部１６によって表示される。
【００７２】
表示内容の一例を図３（イ）（ロ）（ハ）に示している。
【００７３】
図３（イ）は主巻吊り作業時、（ロ）は補巻吊り作業時、（ハ）は同時吊り作業時の表示内容をそれぞれ示し、主巻、補巻、同時吊り作業状態であることを示す「主吊」「補吊」「同時吊」の文字がそれぞれモニタ画面に表示される。
【００７４】
また、この三つの表示パターンにおいて、それぞれ負荷率、実荷重、定格総荷重、作業半径等の作業内容が数値で表示されるほか、ブーム角度、ジブ角度、ポイント高さ（ブームポイントの高さ）等の各作業データが数値で表示される。
【００７５】
演算処理部１４は検出器信号に基づいて上記表示部１６による作業状態の表示を自動的に切換える。
【００７６】
これを図４によって説明する。ここでは、前記したように検出器異常を判断して演算法を切換える処理について併せて示している。
【００７７】
処理開始とともに検出器信号を入力し（ステップＳ１）、この検出器信号に基づいてガイライン、主巻ロープ、補巻ロープ各張力検出器２１，２２，２３が正常か否か（異常か）を判断する（ステップＳ２）。
【００７８】
正常と判断した場合は第１の演算法によって主巻吊り荷重（図では主実荷重と記載）、補巻吊り荷重（同補実荷重）がそれぞれ演算され（ステップＳ３，Ｓ４）、異常と判断した場合は第２の演算法によって主巻吊り荷重、補巻吊り荷重がそれぞれ演算される（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００７９】
次いで、ステップＳ７，Ｓ８で、主巻、補巻両吊り荷重に基づいて主巻、補巻両負荷率が求められた後、ステップＳ９で主巻負荷率が、荷重が無いことを表す数値として予め設定された値（Ａ％）以下か否かが判別され、ここでＮＯ（主巻荷重がある）と判断されると、ステップＳ１０で現在の表示が「補巻吊り」か否かが判別され、ＹＥＳ（「補巻吊り」である）となると、ステップＳ１１で表示を「同時吊り」に切換える。
【００８０】
一方、ステップＳ９でＮＯ（主巻荷重が無い）と判断された場合は、ステップＳ１２で今の表示（「主巻吊り」「補巻吊り」「同時吊り」のいずれか）を継続し、ステップＳ１０で補巻吊り表示でない（「主巻吊り」または「同時吊り」である）と判断された場合は、ステップＳ１３で今の表示（「主巻吊り」または「同時吊り）を継続する。
【００８１】
次いで、ステップＳ１４において、ステップＳ９における主巻負荷率の場合と同様に、補巻負荷率がＡ％以下か否かが判別され、ＹＥＳ（補巻荷重が無い）と判別されると、ステップＳ１５で今の表示（「主巻吊り」「補巻吊り」「同時吊り」のいずれか）を継続する。
【００８２】
一方、ステップＳ１４でＮＯ（補巻荷重がある）と判別されると、ステップＳ１６に進み、ここで現在の表示が「主巻吊り」であるか否かが判別され、ＮＯとなると、ステップＳ１７で今の表示（「補巻吊り」または「同時吊り」）を継続する。
【００８３】
これに対し、ステップＳ１６でＹＥＳ、つまり主巻吊り表示がされていると判別されると、ステップＳ１８で表示を「同時吊り」に切換える。
【００８４】
こうして、表示部１６での表示を現在の作業状態に合ったものとすることができるため、作業状態が頻繁に変わる場合や作業が長時間に及ぶ場合等でも、現作業状態をオペレータに明確に認識させることができる。また、必要な表示に絞ることで表示効果を高めることができ、これらの点によって安全性をより向上させることができる。
【００８５】
図５には、図４のフローの一部を変えた場合を示している。
【００８６】
図４のフローでは、主巻荷重または補巻荷重の有無判断（表示切換）のしきい値として、ステップＳ９及びステップＳ１４で主巻負荷率、補巻負荷率について「Ａ％以下」を設定したが、これだけだとＡ％で元の表示に戻る可能性があるため、表示が安定しないおそれがある。
【００８７】
そこで図５のフローでは、適度のヒステリシスを持たせて表示を安定させるために、Ａ−Ｂ％（Ａより明らかに小さい値）で元の表示に戻る構成をとっている。
【００８８】
ステップＳ１〜ステップＳ１１は図４の場合と同じで、ステップＳ９においてＹＥＳ（主巻負荷率がＡ％以下）となると、ステップＳ１２でさらに主巻負荷率がＡ−Ｂ％か否かを判別し、ここでＮＯの場合に今の表示を継続し（ステップＳ１３）、ＹＥＳの場合（Ａより明らかに小さい場合）はステップＳ１４で補巻負荷率がＡ−Ｂ％か否かを判別する。
【００８９】
ここでＮＯの場合（補巻荷重がある場合）はステップＳ１５で表示を「補巻吊り」に切換え、ＹＥＳの場合（補巻荷重が無い場合）はステップＳ１６で表示を「同時吊り」に切換える。また、ステップＳ１０でＮＯの場合はステップＳ１７で今の表示を継続する。
【００９０】
次いで、上記ステップＳ９〜ステップＳ１７と同様の趣旨で、ステップＳ１８〜ステップＳ２６の手順で表示を選択する。
【００９１】
なお、図４，５のフローチャートにおいて、「補巻吊り」表示がされた状態で主巻吊り状態が判別された場合にステップＳ１１で「同時吊り」表示に切換えるようにしたが、このとき「主巻吊り」表示に切換えてもよい。また、同様に、「主巻吊り」表示がされた状態で補巻吊り状態が判別された（図４のステップＳ１４、図５のステップＳ２０）場合に「補巻吊り」を表示してもよい。このように、主巻吊りと補巻吊りとを順次切換えて同時吊り状態を表示するように構成してもよい。
【００９２】
他の実施形態
（１）上記実施形態では、定格総荷重の基準値を、主巻系はクレーンの安定度、補巻系はロープ破断強度をそれぞれベースとして定める最も一般的な場合について説明したが、両基準値が同じベースで定められるクレーンの場合は前記式（１）または式（２）によって定格総荷重を求めることができる。
（２）表示部１６での表示内容に関して、主巻及び補巻吊り荷重についての残り吊り荷重（定格総荷重−実際の吊り荷重）、及び残り作業半径（負荷率１００％の作業半径−現在の作業半径）を現在の吊り荷重、作業半径と並べて表示するようにしてもよい。
【００９３】
こうすれば、オペレータが主巻系、補巻系の双方についてあと何ｔ吊ることができるか、作業半径をあと何ｍ伸ばせるかを明確に把握することが可能となるため、吊り能力を最大限に生かしながら安全性をさらに高めることができる。
【００９４】
（２）主巻、補巻同時吊り作業時には、主巻単独吊りの場合よりも構造物（主としてブーム）が受けるダメージが大きくなる。そこで、同時吊り作業時に、主巻定格総荷重を演算するに当たり、補巻荷重の負荷率に応じて低減係数を掛けるようにしてもよい。こうすれば、補巻荷重の負荷率が大きくなれば主巻定格総荷重を落とすことでブームのダメージを抑えることができる。
【００９５】
（３）上記実施形態では、補助吊り腕として補助シーブ付きの補助シーブブラケットを備えたクレーンを適用対象として例にとったが、本発明は、補助吊り腕としてブーム先端に起伏自在または固定式のジブを設けたクレーンにも適用することができる。このジブを用いたクレーンの場合は、補巻系の基準値はブームとジブの長さ、作業半径等に応じて基準値が決められる。
【００９６】
さらに本発明は、上記実施形態で例示したラチスブーム式のクレーンに限らず、箱形の伸縮ブームを用いたクレーン（この場合はブーム長さが変化し、これによって作業半径が変化する）にも適用することができる。
【００９７】
【発明の効果】
上記のように本発明によるときは、主巻系と補巻系の吊り手段を備えたクレーンにおいて、他系の吊り荷重に応じて自系の定格総荷重を変化させ、単独吊り作業時と両系同時吊り作業時とを問わず実際に両系で吊ることができる最大吊り荷重を定格総荷重として定めることが可能となる。
【００９８】
このため、両系の吊り能力を最大限に生かし、かつ、常にあと何ｔ吊れるかの余裕度をオペレータが明確に把握することが可能となる。
【００９９】
一方、請求項１〜３，５，６の発明によると、主巻吊り荷重検出手段、補巻吊り荷重検出手段、全体吊り荷重検出手段のうち一つに異常が発生した場合、あるいはアタッチメントの付け替えやフックに対するロープ掛け数の変更等に基づいて意図的に一つを使用しない場合に、残り二つの検出手段の検出値に基づいて荷重演算を行うため、検出異常時を含めて作業条件に応じて、荷重演算を支障なく行うことができる。
【０１００】
とくに、請求項６の発明によると、一つの検出手段が異常となったときに、演算部がこの異常を判断して自動的に演算法を切換えるため、切換え忘れや切換ミスによる誤演算が生じない。
【０１０１】
また、請求項３，７の発明によると、主巻吊り作業、補巻吊り作業、同時吊り作業のうちから現在行われている作業の種類と作業内容を表示するため、作業状態が頻繁に変わる場合、作業が長時間に及ぶ場合等でも、現作業状態をオペレータに明確に認識させることができる。また、必要な表示に絞ることで表示効果を高めることができ、これらの点によって安全性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態にかかる過負荷防止装置のブロック構成図である。
【図２】 同装置の演算処理部における主巻系負荷率演算部の処理内容を説明するための図である。
【図３】 同装置の表示部による表示内容を示し、（イ）は主巻吊り作業時、（ロ）は補巻吊り作業時、（ハ）は同時吊り作業時の各表示内容を示す図である。
【図４】 同装置による表示内容の切換作用を説明するためのフローチャートである。
【図５】 図４のフローの一部を変えたフローチャートである。
【図６】 本発明の適用対象となるクレーンの概略側面図である。
【符号の説明】
２ ブーム
３ 補助シーブ
４ 補助吊り腕としての補助シーブブラケット
６ 主巻系吊り手段を構成する主巻ウィンチ
１０ 主巻ロープ
１１ 主フック
７ 補巻系吊り手段を構成する補巻ウィンチ
１２ 補巻ロープ
１３ 補フック
Ａ 演算処理部（演算手段）
１４ 記憶部
１５ 負荷率演算部
１６ 表示部
２１ 全体負荷率演算部
２２ 主巻系負荷率演算部
２３ 補巻系負荷率演算部
１７ ブーム角度検出器
１８ ガイライン張力検出器（全吊り荷重検出手段）
１９ 主巻ロープ張力検出器（主巻吊り荷重検出手段）
２０ 補巻ロープ張力検出器（補巻吊り荷重検出手段）
Claims (7)
- ブームの先端に補助吊り腕が設けられ、主巻ウィンチと、この主巻ウィンチから引き出されて上記ブーム先端から垂下された主巻ロープと、この主巻ロープによって吊持される主フックとを有する主巻系吊り手段によって主巻吊り作業を行い、補巻ウィンチと、この補巻ウィンチから引き出されて上記補助吊り腕から垂下された補巻ロープと、この補巻ロープによって吊持される補フックとを有する補巻系吊り手段によって補巻吊り作業を行い、上記主巻系吊り手段の負荷である主巻吊り荷重、及び上記補巻系吊り手段の負荷である補巻吊り荷重をそれぞれ検出し、この検出された吊り荷重と、主巻系及び補巻系吊り手段についてそれぞれ単独で吊ることができる荷重として別個に設定される定格総荷重とに基づいて過負荷を防止する処理を行うクレーンの過負荷防止方法において、上記定格総荷重を下記（ａ）（ｂ）によって求め、かつ、主巻吊り荷重を検出する主巻吊り荷重検出手段、補巻吊り荷重を検出する補巻吊り荷重検出手段、主巻吊り荷重と補巻吊り荷重の和である全体吊り荷重を検出する全体吊り荷重検出手段のうち一つが検出不能な状態となった場合に、残り二つの検出手段による検出値に基づいて荷重演算を行うことを特徴とするクレーンの過負荷防止方法。
（ａ）予め、クレーンの安定度、ロープ破断強度等の安全面から決まる一定のベースに基づいて自系の基準値を設定する。
（ｂ）他系の吊り手段の吊り荷重を、自系のベースに基づいて自系の荷重成分に換算し、この換算値を自系の基準値から減算する。 - 他系の吊り手段の吊り荷重を自系の荷重成分に換算してこの換算値を自系の基準値から減算するのに代えて、他系の吊り手段で吊ることができる余裕荷重を、他系の基準値のベースに基づいて自系の荷重成分に換算し、この換算値と自系の基準値とを比較して低い方の値を選択することによって自系の定格総荷重を求めることを特徴とする請求項１記載のクレーンの過負荷防止方法。
- 検出された主巻吊り荷重及び補巻吊り荷重に基づいて、主巻系吊り手段による主巻吊り作業と、補巻系吊り手段による補巻吊り作業と、主巻系吊り手段及び補巻系吊り手段の双方による同時吊り作業のうちから現在行われている吊り作業の種類と作業内容を表示することを特徴とする請求項１または２記載のクレーンの過負荷防止方法。
- ブームの先端に補助吊り腕が設けられ、主巻ウィンチと、この主巻ウィンチから引き出されて上記ブーム先端から垂下された主巻ロープと、この主巻ロープによって吊持される主フックとを有する主巻系吊り手段によって主巻吊り作業を行い、補巻ウィンチと、この補巻ウィンチから引き出されて上記補助吊り腕から垂下された補巻ロープと、この補巻ロープによって吊持される補フックとを有する補巻系吊り手段によって補巻吊り作業を行い、荷重検出手段により、上記主巻系吊り手段の負荷である主巻吊り荷重、及び上記補巻系吊り手段の負荷である補巻吊り荷重をそれぞれ検出し、演算手段により、上記検出された吊り荷重と、主巻系及び補巻系吊り手段についてそれぞれ単独で吊ることができる荷重として別個に定められる定格総荷重とに基づいて過負荷を防止する処理を行うように構成されたクレーンの過負荷防止装置において、上記演算手段は、下記（ｉ）（ｉｉ）によって定格総荷重を求めるように構成されたことを特徴とするクレーンの過負荷防止装置。
（ｉ）主巻系吊り手段については、予め、クレーンの安定度をベースとして自系の基準値を設定し、補巻系吊り手段の吊り荷重を、クレーンの安定度をベースとして自系の荷重成分に換算し、この換算値を自系の基準値から減算する。
（ｉｉ）補巻系吊り手段については、補巻ロープの破断強度をベースとして自系の基準値を予め設定し、主巻系吊り手段で吊ることができる余裕荷重を、クレーンの安定度をベースとして自系の荷重成分に換算し、この換算値と自系の基準値とを比較して低い方の値を選択する。 - 主巻吊り荷重を検出する主巻吊り荷重検出手段、補巻吊り荷重を検出する補巻吊り荷重検出手段、主巻吊り荷重と補巻吊り荷重の和である全体吊り荷重を検出する全体吊り荷重検出手段を備え、演算手段は、主巻吊り荷重及び補巻吊り荷重を求める荷重演算法を、
（ａ）上記三つの検出手段による検出値を用いる第１の演算法、
（ｂ）上記三つの検出手段のうちの二つの検出手段よる検出値を用いる第２の演算法
の二つの演算法のうちで切換え得るように構成されたことを特徴とする請求項４記載のクレーンの過負荷防止装置。 - 演算手段は、各検出手段からの信号に基づいて検出手段の異常の有無を判断し、そのうちの一つを異常と判断したときに、演算法を第１の演算法から第２の演算法に切換えるように構成されたことを特徴とする請求項５記載のクレーンの過負荷防止装置。
- 作業状態を表示する表示手段を備え、検出された主巻吊り荷重及び補巻吊り荷重に基づいて、主巻系吊り手段による主巻吊り作業と、補巻系吊り手段による補巻吊り作業と、主巻系吊り手段及び補巻系吊り手段の双方による同時吊り作業のうちから現在行っている吊り作業の種類と作業内容を上記表示手段によって表示するように構成されたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のクレーンの過負荷防止装置。
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