JPH0158119B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は多段屈折式アームを有する関節式ク
レーン、特に油圧シヨベルをクレーンとして使用
する場合に適用するに適した過負荷防止装置に関
する。

従来の技術 従来からクレーンにおいては、作業の安全性を
確保するため過負荷防止装置を取付けることが義
務付けられている。この過負荷防止装置は、単一
の棒状ブームを有する通常のクレーンの場合は、
従来の過負荷防止装置を使用できるが、屈曲する
ブーム、アームで構成した油圧シヨベルをクレー
ンとして使用する場合のような関節式クレーンの
場合は、ブームとアームに回動するため、同一作
業半径、すなわち、同一荷重モーメントの場合で
も、ブームとアームの状態が様々に変化し、その
組合せ角度が非常に多く、しかも、ブーム、アー
ムの重心の位置も様々に異なつた状態になる。こ
のため、同一つり上位置においても安全荷重が異
なつてくる。このため、ブーム角度、アーム角度
を総合的に考慮した安全荷重の算出が必要になつ
てくるが、この算出のためには特別の装置を必要
とし、従来の過負荷防止装置は使用できなかつ
た。このため、関節式クレーン用として新たに過
負荷防止装置が開発された。この装置は、ブーム
に取付けたブーム角度検出器と、アームに取付け
たアーム角度検出器から、そのつり上点における
ブーム角度、アーム角度に対応する安全荷重を算
出し、荷重懸垂装置に取付けた荷重懸垂器による
実荷重とを比較し、超過していれば警報を発する
ようにしている。しかし、この過負荷防止装置
は、所定の角度毎に予め算出して記憶しておくブ
ーム角度、アーム角度が微細に細分化して算出、
記憶させていないため、実際の検出角度がそれら
の中間ある場合は、これと比較すべき位置でのの
安全荷重が記憶されていないので、実荷重が安全
荷重以下であるかどうか比較できず、やむなくそ
れに近い位置にある安全荷重との比較になり、正
確な安全荷重の判断ができなかつた。このため、
より正確な安全荷重を求むる目的で、ブーム、ア
ーム角度が所定の角度でない場合でも、比例配分
法によつて既知の角度から算出する方法が開発さ
れた。（特開昭59−92894） 発明が解決しようとする問題点 上記の改良された安全荷重の計算方法は、ブー
ム、アームの検出角度が所定の角度でない場合で
も、既知の角度から比例配分して算出するため、
いかなる角度の場合も、正確に安全荷重が算出で
きるものである。しかし、この方法は比例配分と
いう特殊な算出方法を使用するため、この比例計
算のための特別の計算装置が必要である。特に、
荷重点であるアームの先端は、上下、左右等の移
動速度が速いため、速い計算速度が要求された。
このため、計算装置は非常に高価なものになり、
クレーンのコストに大きく影響した。

この発明は上記のような比例計算の装置を必要
とせず、しかも、実用上要求される精度の安全荷
重の算出ができる方法を提供することを目的とす
るものである。

問題点を解決するための手段 前記課題を解決するために講じたこの発明の手
段は、 イ ブームとアームを有する関節式クレーンのブ
ーム、および、アームに、それぞれ対地角度を
検出する電気的角度検出器を取付け、アームの
先端に取付けた荷重懸垂装置には、つり上げ荷
重を検出する電気的荷重検出器を取付けたこ
と。

ロ クレーンの作業範囲内におけるブーム、およ
び、アームの回動角度を一定間隔毎の角度に分
割し、その分割したブームの角度毎にアームの
みを回動させたときのアーム先端の軌跡である
アーム角度曲線とアームの角度毎にブームのみ
を回動させたときのアーム先端の軌跡であるブ
ーム角度曲線で囲まれた１つのブロツクの四隅
の４つの交点における安定モーメントをブー
ム、アームの自動モーメントの変化による影響
をも考慮し、予め算出し制御器に記憶する如く
したこと。

ハ クレーンの実際の作業動作における荷重懸垂
点の位置を囲む上記ブロツクの４点の記憶して
いる安定モーメントのうちの最小値を取出し、
その点の作業半径から安全荷重を算出する如く
構成したこと。

である。

作 用 安定モーメントを作業半径で割るだけで安全荷
重を算出できるので、装置が簡単で安価である。

また、アーム先端の荷重懸垂部の移動状況に合
せて、その都度比例配分により安全荷重を計算す
る必要がないので、アーム先端が速い速度で移動
しても安全荷重の算出が追随できる。

また、予め計算して算出する安定モーメント
は、これを細分化することにより精度を向上せし
めることができる。

実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

１は油圧シヨベル本体であり、２はブーム、３
はアームである。ブーム２はブームシリンダ４で
上下に回動され、アーム３はアームシリンダ５で
上下に回動される。アーム３の先端には下端にフ
ツク７を有する荷重懸垂装置６が取付けられてお
り、該荷重懸垂装置６には荷重検出用の荷重検出
器８を装備している。また、アーム３には、該ア
ーム３の対地角度を検出するアーム角度検出器９
を装備しており、ブーム２には、該ブーム２の対
地角度を検出するブーム角度検出器１０を装備し
ている。本体１のキヤビン１１には、前部に実作
業時にフツク７に荷重をつり下げたとき、荷重検
出器８で計測されるつり荷重、および、制御器１
２によつて算出された安定荷重を表示する表示器
１３を設置しており、また、後部には、アーム角
度検出器９、ブーム角度検出器１０から送られて
くる、アーム３、ブーム２の対地角度、および、
荷重検出器８から送られてくる実荷重と、その位
置における記憶された安定モーメントとよりつり
荷重の安全度を判断する制御器１２を設置してお
り、該制御器１２は判断した結果、つり荷重など
を表示器１３に送つて表示することができ、ま
た、懸報器（図示せず）その他に信号を送つて外
部に報知することができる。

第２図はブーム、アームの角度に対応する安定
モーメントを記憶し、実作業時おける作業半径か
ら安全荷重を算出する状態を説明するための概略
説明図である。曲線ABCDで囲む範囲は、ブー
ム２、アーム３の回動によつて生ずる荷重懸垂装
置７をつり下げたアーム３の先端の移動範囲を示
すものであり、その内部に図示した曲線Ｇは、ブ
ーム角度の一定間隔毎にアームが回動したときの
アーム先端の軌跡を示すアーム角度曲線、およ
び、アーム角度の一定間隔毎にブームが回動した
ときのアーム先端の軌跡を示すブーム角度曲線の
一部を示すものである。このブーム角度曲線とア
ーム角度曲線の交わる点では、勿論、安全荷重を
容易に算出できるが、それ以外の無数の点につい
てこれを算出することは容易ではない。したがつ
て、従来はその中間にある部分は、比例配分法に
よつて算出していた。この方法は算出が複雑で、
算出装置が複雑、高価なものとなつた。このた
め、本発明のような簡単で、安価な装置で算出す
る方法を提供するものであるが、ブーム角度曲線
とアーム角度曲線で囲まれた部分を、１個のブロ
ツクとみなし、そのブロツク内に、アーム３の先
端がくる場合は、そのブロツクを囲む４個のブー
ム、アーム角度曲線の交点の安定モーメントと実
際の荷重点の転倒半径とから安全荷重を求めるも
のである。更に、第３図を加えてその算出方法に
ついて説明する。先ず、安定モーメントを記憶せ
しめる必要があるが、該安定モーメントを求める
ためには本体モーメント、および、ブーム、アー
ムの重量によるモーメントから、アーム先端部の
つり荷重による許容モーメントを予め計算し、ブ
ーム、アームに対応した安定モーメントとして記
憶する。すなわち、アーム角度検出器θA₁が、ブ
ーム角度曲線θB₁との交点の安定モーメントを
M₁とし、アーム角度曲線θA₁とブーム角度曲線
θB₂との交点の安定モーメントをM₂とする。こ
のようにして４つブーム、アーム曲線θA₁，θA₂，
θB₁，θB₂で囲まれたブロツクの各曲線の交点に
おける安定モーメントをM₁、M₂、M₃、M₄とし
て制御器１２に記憶する。このブロツク内の任意
の点Moのつり荷重Ｗは、このブロツクを囲む４
つの点の安定モーメントM₁，M₂，M₃，M₄のう
ちの最小値を、作業半径Ｌから本体の転倒支線と
旋回中心との距離を差引いて得た値で割ることに
よつて近似的、かつ安全側に求めることができ
る。すなわち、 Ｗ＝M₁〜M₄のうちの最小値／Ｌ−ｅ このようにしてそのブロツク内の任意の点の安
全荷重が求められるから、その位置における実荷
重と比較することにより、90％以内であればこれ
を表示器に信号を送つて表示し、オーバーしてい
れば懸報機（図示せず）を作動して外部へ懸報を
発するようにする。

第４図は安定モーメントと作業姿勢の変化との
関係を表わす図で、同じ作業半径Ｌにおいても、
作業姿勢がＥ、Ｆと変化すれば、ブーム２、アー
ム３自体の重心位置がl₁からl₁′、および、l₂から
l₂′と変化し、ブーム、アームの重量モーメントの
差だけWo′はWoに比べてつり上げ能力が減少す
る。

発明の効果 上記のように、この発明は関節式クレーンの作
業範囲内を、ブーム、アーム角度曲線で区切られ
る一定間隔毎に分割し、その分割されたブロツク
の四隅の安定モーメントのうち、最も小さい安定
モーメントをつり上位置における転倒支線と荷重
点との距離で割ることにより、その位置での安全
荷重を出すようにしているから、安全荷重を算出
する方法が簡単で、従来のように、特別の算出装
置を必要とせず、コストを低くすることが出来
る。

また、従来の如く、アーム先端の荷重懸垂部の
移動状況に合せて、その都度比例配分によつて安
全荷重を計算する必要がないので、アーム先端が
速い速度で移動しても、安全荷重の算出が追随で
きる。

また、予め計算して算出するアーム、ブーム角
度曲線の交点上の安定モーメントは、これらの曲
線を細分化することにより、精度を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例で、第１図はク
レーンとして使用する油圧シヨベルの全体正面
図、第２図は作動状況を示すための説明図、第３
図は第２図の要部の拡大説明図、第４図は安定モ
ーメントと作業姿勢の変化との関係を示す説明
図、第５図はクレーンの性能曲線図である。 ２……ブーム、３……アーム、７……荷重懸垂
装置、８……荷重検出器、９……アーム角度検出
器、１０……ブーム角度検出器、１２……制御
器、１３……表示器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ブームとアームを有する関節式クレーンの、
   ブーム、および、アームに、それぞれ対地角度を
   検出する電気的角度検出器を取付け、アームの先
   端に取付けた荷重懸垂装置には、つり上げ荷重を
   検出する電気的荷重検出器を取付けたものにおい
   て、相隣れる２つのブーム角度曲線と、相隣れる
   ２つのアーム角度曲線でアーム先端の荷重点の移
   動範囲を多数のブロツクに細分割し、それらの角
   度曲線で囲まれた１つのブロツクの四隅の交点に
   おける安定モーメントを予め計算して制御器に記
   憶せしめ、ブーム角度検出器とアーム角度検出器
   で検出された角度により、荷重点がどのブロツク
   内にあるかを知り、そのブロツクを囲む角度曲線
   の４つの交点の記憶している安定モーメントのう
   ちの最小値を取出し、該安定モーメントとその荷
   重点の位置とより安全荷重を算出する如く構成し
   たことを特徴とする関節式クレーンの過負荷防止
   装置。