JPH0350151Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 タワークレーン（定置クレーン）等を使用する
建設作業現場において、クレーン作業半径内に道
路や鉄道あるいは建物その他の施設がある場合
は、そうした施設の上にクレーンブームがせり出
すことを規制して施設あるいは第三者の通行その
他の生活行動の安全を確保しなければならない。
また、数台のクレーンが各々の作業範囲が重複す
る形で使用される場合にも、ブームの干渉による
作業上の危険を未然に防止する必要がある。

この考案は、上述の如き建設の現場で使用され
るタワークレーン等の操作において、その安全な
作業範囲と危険な規制範囲とを予め設定した検出
板に基いて自動的に検出し、かつオペレーターに
告知して作業の安全あるいは第三者等の安全を確
保するため実施されるクレーン作業範囲規制装置
に関する。

従来の技術 従来、上述の如くクレーン作業規制範囲を予め
機械的にきちんと割出し事故を防止する手段とし
ては、クレーンにおけるブームの旋回角及び俯仰
角ないしブーム作業半径を検出して各々の検出値
を平面上（ブーム先端検出板上）におけるセンサ
ーの位置として現わすと共に予め作業範囲（安全
範囲）と規制範囲（危険範囲）とを表示したブー
ム先端検出板を前記センサーによつて検索せし
め、もつて作業規制範囲を検出し、かつオペレー
ターに告知せしめる構成のクレーン作業範囲規制
装置は既に開発され実用に供されている（例えば
特公昭55−3276号、特公昭55−32638号、特公昭
55−51837号、特開昭51−85148号、特開昭57−
81092号公報記載のクレーン作業範囲規制装置）。

より具体的に各々の要旨を説明すると、特公
昭55−3276号公報記載のクレーン作業範囲規制
装置の場合、クレーンブームの俯仰角はセルシ
ンモータなどにて検出する。その検出値を平面
上におけるセンサーの位置として現わす手段
は、スリツプリング機構の垂直回転軸に回転板
を嵌合固着し、この回転板を上下にはさむ配置
のコ字形基枠の腕部をセルシンモータによつて
センサーホルダが移動する構成とされている。

特公昭55−32638号及び特公昭55−51837号公
報記載のクレーン作業範囲規制装置の場合、ク
レーンブームの旋回角はセルシンモータで検出
し、その受信用セルシンモータの回転軸に回転
板を設けている。他方、クレーンブームの俯仰
角はポテンシヨメータで検出し、その検出値を
平面上におけるセンサーの位置として現わす手
段として前記回転板の上下をはさむコ字形移動
台を設け、この移動台は前記ポテンシヨメータ
の出力に基いて駆動されるサーボモータにより
前記回転板の半径方向に移動させるものとし、
移動台にセンサーを取り付けた構成とされてい
る。

特開昭51−85148号公報記載のクレーン作業
範囲規制装置の場合、クレーンブームの旋回角
をセルシンモータで検出し、その受信用セルシ
ンモータの回転軸に回転板を設けている。他
方、クレーンブームの俯仰角はポテンシヨメー
タで検出し、作業範囲を設定したテンプレート
を貼り付けた回転板の上下を挾む配置で投光器
と受光器を設け、その電気出力及び前記ポテン
シヨメータの電気出力を演算処理回路に入れて
処理し作業規制範囲を検出する構成とされてい
る。

特開昭57−81092号公報記載のクレーン作業
範囲規制装置の場合、クレーンブームの旋回角
は旋回モータと回転板の軸とをチエン連結して
機械的に検出し、また、クレーンブームの俯仰
角は作業紐の変位量としてやはり機械的に検出
する。そして、これらの検出値を回転板におけ
る平面上のセンサーの位置として現わす手段と
して。回転板上の直径線に沿つて進退自在な移
動体をラツクピニオン気候を通じて移動させる
ものとし、そのピニオンと前記作用紐を巻掛け
た駆動車とを共通な作用軸に取り付け、作用紐
の変移量に対応して移動体を動かし、該移動体
に取り付けたマイクロスイツチ（センサー）に
て回転板上に予め設定した作業規制範囲（型
紙）を検出する構成とされている。

特開昭50−63647号公報に記載された、ブー
ムを有するクレーン車の安全限界表示装置は、
ブームの基部に止着された、ブームの仰角検出
用ワイヤーを巻取るリールは三次元カムと一体
的に回転するものとし、伸縮するブームの先端
部に止着され同ブームの長さを検出するワイヤ
ーを巻取りリールは前記仰角用のリール及び三
次元カムと共通な固定軸上を回転し、ねじ運動
によつて軸方向へ変移するように設置されてい
る。他方、ブームの吊り荷重の大きさを検出す
る荷重検出部に連係されたリンクは定格荷重曲
線板を一定方向へスライドさせるものとし、一
端に前記三次元カムを一定点において倣う作業
半径検出器部を取り付けたリンク機構の他端に
は、前記定格荷重曲線板に対する接点を設け、
前記ブームの長さ及び仰角に基づく接点の直線
的な変位と、荷重の大きさに基づく定格荷重曲
線板の前記接点の移動方向とは直角方向の変位
との合成により、接点が電気的に導通すると荷
重が限界値又はそれ以上になつた旨の警法を発
する構成である。

考案が解決しようとする問題点 上記特公昭55−3276号公報記載のクレーン作
業範囲規制装置の場合は、高価な送受信用のセ
ルシンモータが少なくとも一対と、その制御回
路が必要であつた。従つて、これらの保守管理
にも慎重な気配りを要した。

しかも、ブーム先端検出板は、スリツプリン
グ機構の垂直回転軸に嵌合し回転板上に取り付
けるので、その交換は、コ字形基枠を外した上
で垂直回転軸に対して着脱しなければならず、
よつて大変に面倒で手間がかかり、結局、作業
現場毎に回転板を交換するという意味において
汎用性には欠けるという問題点があつた。

特公昭55−32638号及び特公昭55−51837号公
報記載のクレーン作業範囲規制装置の場合も、
やはり高価なセルシンモータ、サーボモータ、
ポテンシヨモータ及びこれらをつなぐ制御回
路、駆動回路が必要で、なおかつその保守管理
に慎重な気配りを要した。

その上、サーボモータで動かすコ字形移動台
の位置の精度を高めるフイードバツク制御の要
素も必要である等、全体として構成が複雑で高
価なものとなるという問題点があつた。

特開昭51−85148号公報記載の作業範囲規制
装置の場合は、高価なセルシンモータ、ポテン
シヨメータの他に演算処理回路が必要であり、
非常に高価なものとなつた。その上、取扱いに
光度な技術、知識を要し、現場では気軽に取扱
いにくいという問題点があつた。

特開昭57−81092号公報記載の作業範囲規制
装置は、ブームの旋回角と俯仰角の検出値を平
面上におけるセンサーの位置として現わす手段
がおよそ機械式でかなり簡素化されてはいる。
しかし、旋回モータと回転板を連動させるため
のチエン連結要素、あるいは移動体を駆動する
ためのラツクピニオン機構、作用紐の変位量を
ピニオンに伝える駆動車、作用軸など部品数が
多く、それだけ製作上の部品管理や組立てに手
数がかかつたし、使用中に破損したり動作不良
となるトラブル要因が多いという問題点があつ
た。

そこでこの考案の目的は、高価なセルシンモー
タやサーボモータ、ポテンシヨメータ並びにこれ
らを連係動作させるための制御回路、駆動回路あ
るいは演算処理回路などが一切必要でなく、ま
た、ブーム先端検出板の考案が容易で、その交換
によつて種々な作業現場に適用できる汎用性に優
れ、特にブーム旋回角と俯仰角ないしブーム作業
半径の検出値を平面上におけるセンサーの位置と
して組合せる手段を機械式とし、かつ極めて少な
い部品にて簡素に構成され、従つて製作上の部品
管理や組立てが容易でトラブル要因もほとんど無
い構成に改良したクレーン作業範囲規制装置を提
供することである。

問題点を解決するための手段 上記従来の問題点を解決するための手段とし
て、この考案のクレーン作業範囲規制装置は、図
面に実施例を示したとおり、 クレーンのブーム６の旋回角θ及び俯仰角φ又
は作業半径を検出し、各々の検出値は予めクレー
ン作業範囲Ａ及び規制範囲Ｂを表示したブーム先
端検出板５上におけるセンサー１０の位置として
平面的に表示し、該センサー１０によりブーム先
端検出板５を検索せしめ作業規制範囲Ｂを検出し
クレーンのオペレーター等に告知するクレーン作
業範囲規制装置において (イ) ブーム先端検出板５は、クレーンマスト１の
頂部のスリツプリング内筒３の上端部に、クレ
ーンの旋回中心線上に中心をもつ配置で水平に
取り付け固定したこと。

(ロ) クレーンの旋回部分２に属するスリツプリン
グ外カバー４内の前記ブーム先端検出板５の直
上位置に、スライドレール８を、クレーン旋回
中心を通る直径線方向の配置で同検出板５と平
行に、かつブーム６と同一方向に架け渡して両
端をスリツプリング外カバー４に固定して設け
たこと。

(ハ) 前記スライドレール８にセンサーホルダ９が
スライド自在に取り付けられ、該センサーホル
ダ９に光センサー（反射タイプの光近接センサ
ー）１０が設けたこと。

(ニ) ブーム６の仰角φ又は作業半径を長さ方向の
変位量として検出するブーム作業範囲検出ワイ
ヤー１１は、前記スライドレール８と平行に前
記スリツプリング外カバー４内に引き込まれ自
動巻取り機１９に巻込まれていて、前記自動巻
取り機１９より手前側の途中位置が前記センサ
ーホルダ９と結合したこと。

(ホ) 前記ブーム先端検出板５には、ブーム６から
最大起立した際の光センサー１０の位置から、
同ブーム６が最大伏せた際の光センサー１０の
位置までの距離を最大作業半径にスケールダウ
ンしてクレーンの作業範囲Ａ及び規制範囲Ｂが
色違い又は反射度の相違等の識別手段で表示し
たこと。

(ヘ) 前記光センサー１０は、前記ブーム先端検出
板５の色違い又は反射度の相違等を識別して電
気信号に変換する素子であり、告知回路または
クレーン制御回路に組み込んでいること、 をそれぞれ特徴とする。

作 用 クレーンブーム６が旋回すると、これと合一に
スライドレール８がブーム先端検出板５に対して
同一角度旋回し、旋回した光センサー１０の角度
位置が直接ブーム旋回角θを表示する。

他方、ブーム６の俯仰角φ（又はブーム作業半
径）が変化すると、ブーム俯仰角検出ワイヤー１
１がその長さ方向に変位し、その変位量（ワイヤ
ー移動量）が俯仰角φの変化を表示する。このブ
ーム俯仰角検出ワイヤー１１は光センサー１０を
スライドレール８に沿つて同一量だけ変位させ、
光センサー１０の位置として前記変位量（俯仰角
の変化）を表示する。こうして光センサー１０は
２次元に移動される訳であるが、その間常にブー
ム先端検出板５に表示されたクレーン作業範囲Ａ
又は規制範囲Ｂを検索し、両範囲の色違い又は反
射度の相違（変化）を識別し、光電変換の出力変
化として検出し、規制範囲Ｂを検知する。その検
出信号を利用して告知回路がブザー音又はクレー
ンの自動停止等の方法でクレーンのオペレータに
告知する。

実施例 次に、図示したこの考案の好適な実施例を説明
する。

第１図は、クレーン作業範囲規制装置の構成全
体を系統図的に簡略化して示し、第２図はクレー
ンマスト１の頂部と旋回部分２との関係を示して
いる。

図中３は動力電源などをクレーンマスト１の側
から旋回部分２へと伝達するためクレーンマスト
１の頂部のクレーン旋回中心と同一中心線上に取
り付けたスリツプリング内筒、４は前記旋回部分
２の旋回中心部に前記スリツプリング内筒３の外
周及び上部を大きく覆う形に設置したスリツプリ
ング外カバーである。これらスリツプリング内筒
３とスリツプリング外カバー４は対をなすものと
して通常クレーンに常備されているものであり、
本願考案のクレーン作業範囲規制装置は、これら
スリツプリング内筒３とスリツプリング外カバー
４との相対的回転運動を応用することに着眼し
た。

即ち、図中５は前記スリツプリング内筒３の上
端部に、クレーン旋回中心線上に中心をもつ配置
で水平に取り付け固定されたブーム先端検出板で
ある。このブーム先端検出板５は鉄板又はアクリ
ル板などで形成され、その上面には一例として第
３図に示した如くクレーンブームの最大作業半径
をスケールダウンした半径の円Ａ内に、現場の状
況を模写して旋回角θ₁に相当する作業規制範囲Ｂ
を色違い又は反射度又は色彩の相違による識別方
法で表示した色白ケント紙７が着脱自在に貼り付
けられている。

このブーム先端検出板５の直上位置には、クレ
ーン旋回中心を通る配置で当該検出板５を平行
に、かつブーム６と同一方向に、両端を前記スリ
ツプリング外カバー４に架け渡した形のスライド
レール８が設置されている。

このスライドレール８にセンサーボルダ９をス
ライド自在に取り付け、同センサーホルダ９に前
記ブーム先端検出板５の作業範囲Ａ及び作業規制
範囲Ｂを検索し識別する光センサー（又は色彩セ
ンサー）１０が設けられている。この光センサー
１０は図示省略の警報告知回路あるいはクレーン
制御回路中に組込まれている。

なお、第４図と第５図に詳示したとおり、スラ
イドレール８は２本に平板８ａ，８ａを一定間隔
で平行に配置して成り、センサーホルダ９は平板
８ａ，８ａに挾まれてスライド自在にガイドされ
ている。スライドホルダ９の下部に光センサー１
０が突設され、直下のブーム先端検出板５を検索
可能とされている。

ところで、ブーム６の作業半径をワイヤー１１
の長手方向の変位量として検出する手段は、その
一例を第６図に拡大して詳細を示している。即
ち、ブーム６の基端をその支持部１２のピンプレ
ート１４に対してピン１３で取り付けた構成にお
いて、同ブーム６の根元部分にワイヤー１１の基
端１１ａを止着し、一端をピンプレート１４に止
着したターンバツクルの如き調整機構１５で支持
されたガイドシーブ１６を介して前記ワイヤー１
１が引き出されている。

この場合、ブーム６が最大起立したときのワイ
ヤー基端（止着点）１１ａとシーブ１６との距離
をｌとし、ブーム６が最大伏せたときのワイヤー
基端１１a′とシーブ１６との距離をl′とするとき
ｌ−l′がブーム先端検出板５上のケント紙７にお
ける円Ａの半径（最大作業半径）としてスケール
ダウンされている。通常のスケールダウン率は1/
２００ぐらいである。

このワイヤー１１は、ガイドシーブ１７を経て
スリツプリング外カバー４内にガイドレール８と
平行に引込み、ガイドシーブ１８を経てその先端
部は自動巻取り機１９に必要十分な長さだけ巻込
み、もつてワイヤー１１には常時一定の張力が働
く状態とされている。そして、該ワイヤー１１の
途中位置が、上記センサーホルダ９と結合されて
いる。

従つて、クレーンオペレータによつてクレーン
が操作され、部ブーム６が旋回されると、これと
合一にスリツプリング外カバー４が、ひいてはガ
イドレール８上の光センサー１０が相対的静止の
ブーム先端板出板５に対して旋回し、その際の光
センサー１０の回転角がブーム６の旋回角θとし
て検出される。

また、ブーム６を俯仰動作させ、その作業半径
が変化すると、それがワイヤー１１の長さ方向の
変化量として、ひいては光センサー１０のブーム
先端検出板５上の半径方向移動量として検出され
る。

従つて、ブーム先端検出板５に第３図に斜線で
示した如く作業規制範囲Ｂが設定されていると、
光センサー１０は前述した移動の過程において規
制範囲Ｂを例えば反射率の相違として識別し、そ
れを旋回角θ及びクレーン作業半径の２値できち
んと正確に検出する。そして、光センサー１０の
前記検出信号に基き、警報告知回路はブザー等の
警告を発し、あるいはクレーン制御回路が自動停
止等の手段で作業規制措置の実効をあらしめるの
である。

（その他の実施態様） 例えば第７図に示したように、建物２０の建築
に３台のクレーン２１，２２，２３を使用し、
各々の作業半径２１ａ，２２ａ，２３ａが斜線部
分Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓにおいてラツプする場合には、
光センサー１０として色の違いを検出できる色彩
センサーを使用する。そして、各クレーン２１，
２２，２３には各々個有の作業半径２１ａ，２２
ａ，２３ａ内に相互のラツプ部を規制範囲として
設定したものをブーム先端検出板５を設ける。し
かも、例えばクレーン２１については、斜線部分
Ｐを黄色、同Ｓを赤、同Ｑを緑のように色分け
し、色彩センサー１０が黄又は緑を検知したとき
はクレーン２３又は２２のいずれかのブームの位
置を確認して作業すべこきとを、そして赤を検知
したときはクレーン２２及び２３双方のブームの
位置を同時に確認して作業するべきことを警告せ
しめる。クレーン２２，２３についても同様な取
扱いとする。

考案が奏する効果 以上に実施例と併せて詳述したとおりであつ
て、この考案のクレーン作業範囲規制装置は、ス
リツプリング内筒３とスリツプリング外カバー４
との相対的回転運動と、ブーム６の作業半径を検
出したワイヤー１１の直線的変位量との機械的な
組合せとして極めて簡素に構成し、即ちセルシン
モータやサーボ機構の如く高価で制御の難しい要
素は一切使用していないので、コスト的には従来
の1/8ぐらいに安価なものとなつた。

しかも、精密機器類を一切使用しない簡素な構
成であるから、メンテナンスフリーであり、トラ
ブル要因も皆無に近い。従つて、作業現場では誰
でもが気楽に安心して使用できる。

また、ブーム先端検出板５上における、クレー
ン作業範囲Ａ及び規制範囲Ｂを表示したケント紙
７の交換が容易であり、その交換のみによつてあ
らゆる作業現場のあらゆる態様の作業規制範囲Ｂ
について適応させることが可能であり、汎用性に
優れる。

さらに、上述した如く機械的な構成であつて、
しかも構成要素としては、ブーム先端検出板５の
他にはガイドレール８、センサーホルダ９、光セ
ンサー１０、ワイヤー１１、自動巻取り装置１９
と数個のガイドシーブ１６，１７，１８程度の要
素で構成され、即ち部品点数が少ないので、それ
だけ安価であると共に部品管理及び組立てがすこ
ぶる容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係るクレーン作業範囲規制
装置の全体構成を系統図的に簡略化して示した説
明図、第２図はクレーンマスト上部と旋回部分と
の関係を示した説明図、第３図はブーム先端検出
板の一例を示した平面図、第４図と第５図はガイ
ドレールとセンサーホルダ及びセンサーの関連構
成を示した斜視図と断面図。第６図はワイヤーに
よるクレーン作業半径の検出原理を示した説明
図、第７図は作業現場におけるクレーン作業範囲
を示した平面図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 クレーンのブーム６の旋回角θ及び仰角φ又は
   作業半径を検出し、各々の検出値は予めクレーン
   作業範囲Ａ及び規制範囲Ｂを表示したブーム先端
   検出板５上におけるセンサー１０の位置として平
   面的に表示し、該センサー１０によりブーム先端
   検出板５を検索せしめ作業規制範囲Ｂを検出し告
   知するクレーン作業範囲規制装置において、 (イ) ブーム先端検出板５は、クレーンマスト１の
   頂部のスリツプリング内筒３の上端部に、クレ
   ーンの旋回中心線上に中心をもつ配置で水平に
   取り付け固定されていること、 (ロ) クレーンの旋回部分２に属するスリツプリン
   グ外カバー４内の前記ブーム先端検出板５の直
   上位置に、スライドレール８が、クレーン旋回
   中心を通る直径線方向の配置で同検出板５と平
   行に、かつブーム６と同一方向に架け渡して両
   端をスリツプリング外カバー４に固定して設け
   られていること、 (ハ) 前記スライドレール８にセンサーホルダ９が
   スライド自在に取り付けられ、該センサーホル
   ダ９に光センサー１０が設けられていること、 (ニ) ブーム６の仰角φ又は作業半径を長さ方向の
   変位量として検出するブーム作業範囲検出ワイ
   ヤー１１は、前記スライドレール８と平行に前
   記スリツプリング外カバー４内に引き込まれ自
   動巻取り機１９に巻込まれていて、前記自動巻
   取り機１９より手前側の途中位置が前記センサ
   ーホルダ９と結合されていること、 (ホ) 前記ブーム先端検出板５には、ブーム６が最
   大起立した際の光センサー１０の位置から、同
   ブーム６が最大伏せた際の光センサー１０の位
   置までの距離を最大作業半径にスケールダウン
   してクレーンの作業範囲Ａ及び規制範囲Ｂが色
   違い又は反射度の相違等の識別手段で表示され
   ていること、 (ヘ) 前記光センサー１０は、前記ブーム先端検出
   板５の色違い又は反射度の相違等を識別して電
   気信号に変換する素子であり、告知回路又はク
   レーン制御回路に組込まれていること、 をそれぞれ特徴とするクレーン作業範囲規制装
   置。