JPH0411475B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はトラツククレーン等の吊上物の吊上
げ作業に使用されるクレーン装置に関する。

〔従来の技術〕

従来クレーン装置としての例えばトラツククレ
ーンは、車体上の旋回台に起状シリンダによつて
起状される伸縮ブームを設けるとともに、このブ
ームの先端からワイヤを介しフツクを吊持して構
成されており、このフツクに吊上物を引掛けた
後、上記ワイヤを巻上げて吊上物を吊持し、これ
によりクレーン作業を行うようになつている。

ところで、上記トラツククレーン等のクレーン
装置においては、吊上物の負荷荷重に対するブー
ムの最大作業半径が決められており、クレーン作
業はこの最大作業半径内で行わないとクレーンの
転倒事故などを招く不具合がある。しかし、上記
最大作業半径内でクレーン作業を行う場合であつ
ても、ブームの作業半径が最大作業半径に近い
と、ブームに吊上物の負荷が加わつた場合は、ブ
ーム先端が撓み変形し、よつてその作業半径が上
記最大作業半径を越えてしまうことがある。この
ような場合にも、上記吊上物と車体とのバランス
が崩れて車体の転倒事故等を招くなど、安全性に
問題があつた。したがつて、実際のクレーン作業
ではその作業半径に充分な余裕をもたせて作業を
行なわなければならないため、実際のブムーの作
業半径が小さくなり、クレーン作業性能の低下を
招くものであつた。

さらにまた、ブームが撓み変形するとブーム先
端が寝る姿勢となり、このブーム先端で吊り上げ
ようとする吊上物に対し、ブーム先端がこの吊上
物が未だ接地している状態の吊上物よりも外側に
変位し、この状態で吊上物を地面から浮かせた場
合は外側に突き出ているブーム先端が振り子の支
点となつて吊上物が内外方向へ大きく振れてしま
い、最大作業半径を越えたり、この振れ運動のた
めに吊上物が作業者や建物に衝突して、危険を招
く心配もある。

このようなことから、吊上物を吊上げた場合に
この負荷によつてブーム先端が撓んだとき、この
撓みを補正して作業半径を最大作業半径内に修正
する装置の開発が望まれている。

このような撓み分の修正装置としては、吊上物
を吊上げた場合に伸縮ブームの撓み量を検出する
手段と、この撓み量検出手段によつて検出された
ブームの撓み量にもとづいてこのブームを最大作
業半径内に納める補正手段が必要となる。

従来において、ブームの撓み量を検出する手段
として、特開昭56−70294号公報が本出願人によ
つて提案されている。このものは、ブーム基端部
の起伏角とブーム先端部の傾斜角とをパラメータ
としてブーム全体に亘る撓みの平均値を検出する
ようになつており、この撓みの平均値が許容範囲
を越えると、クレーン転倒モーメントを増大する
方向への操作を停止するようにしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような構成の撓み量検出装
置を用いて撓み量の補正を行なうとすれば、他に
基準となる測定値がないのでブーム起伏角を基準
値として撓み量をこれに合わせるべく修正をする
ことになる。しかしながらこのような補正は撓み
の平均値をブーム起伏角に近づけるように修正す
ることになり、この場合は、撓みを０の点にもど
そうとすることと同じであるから補正量が極めて
大きくなり、作業半径を必要以上に縮めてしま
い、クレーン作業の能率を低下させる不具合があ
る。そして補正量が大きいと、ブーム先端が内側
に大きく変位し、この場合も吊上物を吊上げた場
合に振り子運動を生じさせ、危険が心配される。

また、上記公報に示されたクレーンには、撓み
変化量検出機構によつて撓み変化量を検出した後
にブームを補正することについては何ら記載され
ていない。

そして、このようなブームの補正は作業半径を
小さくして安全側に修正しなければならないもの
であり、この場合ブームの伸縮シリンダを作動さ
せてブームを短くすることが考えられる。

しかしながら、このような補正手段を採用する
と、所定姿勢で起立しているブームが短くなるの
で、ブーム先端が下がり、フツクは下降し、これ
に吊り下げられている吊り荷が下降するので危険
を招く。

本発明は、このような事情にもとづきなされた
もので、安全性を高めることができるとともに、
撓み変化量を補正する量が小さくすみ、クレーン
作業性能の向上が可能になるクレーン装置を提供
しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、吊上物を吊上げた場合にこ
の吊上物の負荷による上記ブームの撓み変化量を
検出しこの撓み変化量に応じた信号を出力する撓
み変化量検出機構と、この撓み検出機構からの信
号にもとづき上記起伏シリンダを上記撓み変化量
に応じて伸長させて上記ブーム全体を起立させる
ことによりこのブームの撓み変化量を補正する撓
み補正機構とを具備し、上記撓み検出機構は、上
記ブームの撓み量を検出する撓み検出器と、この
撓み検出器によつて検出された上記吊上物の負荷
が作用していない状態のブームの初期撓み量を記
憶する記憶部と、吊上物の負荷が上記ブームに作
用したことを検出する負荷検出部と、この負荷検
出部からの信号を受けた場合に上記撓み検出器が
上記吊上物の負荷が加わつた状態のブームの撓み
量を検出してこの負荷撓み量と前記記憶部に記憶
された初期撓み量とを比較して前記撓み変化量を
出力する比較部とを備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、吊上物の負荷によるブームの
撓み変化量を撓み変化量検出機構が検出すると、
この撓み変化量検出機構からの出力に応じて起伏
シリンダが伸長作動させられてブーム全体を起立
させることになり、この結果、ブームが起立する
分、作業半径が小さくなり、フツクの位置を最大
作業半径内に収容することができる。

この場合、ブーム撓み変化量検出機構は、撓み
検出器と、記憶部と、負荷検出部と、比較部とを
備えているから、吊上物の負荷が作用していない
状態のブームの初期撓み量を撓み検出器で検出し
てこれを記憶部に記憶しておき、上記負荷検出部
がブームに吊上物の負荷が作用したことを検出す
るとこの時のブームの撓み量を撓み検出器で検出
してこの撓み量を比較部に送り、この比較部で前
記記憶部に記憶しておいた初期撓み量と上記負荷
時の撓み量とを比較し、これにより撓み変化量を
演算して出力するようにしたから、或る角度で起
立しかつ或る長さに伸びた状態のブームにおける
同一姿勢での負荷が加わる前と、負荷が作用した
後との撓みの差を検出することができる。このた
めこれら両者の撓み変化量分だけ補正することが
でき、補正量が小さくてすみ、必要以上に作業半
径が小さくなつてしまう不具合はなく、最小の補
正量でブーム先端を最大作業半径内に収容するこ
とができ、補正が容易になる。また、補正量が小
さくてすむので、ブーム先端の引込み量も最大作
業半径内に納める程度でよく、ブーム先端が吊上
物に対する垂直姿勢を大幅に外れないので吊上物
を吊り上げた場合に吊上物に振れ運動を生じさせ
ることも少なくなる。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を図面にもとづき説明
する。

第１図はトラツククレーンを示し、１は車体、
２はアウトリガ、３は旋回台、４は走行用運転
室、５はクレーン作業用運転室を示す。旋回台３
には多段伸縮式の伸縮ブーム６が支点７を介して
起伏自在に取付けられており、このブーム６は起
伏シリンダ８によつて起伏可能となつている。９
はフツクであり、このフツク９はブーム６の先端
からワイヤ１０を介して吊持されており、このワ
イヤ１０はウインチルーム内に収容した図示しな
いウインチによつて巻取りおよび繰出しがなされ
るようになつている。なお、Ａはフツク９に引掛
けられた吊上物である。

上記トラツククレーンには第２図において示さ
れるブーム６の撓み変化量検出機構１１が設けら
れており、この撓み変化量検出機構１１は撓み検
出器として振子式角度検出器１３を備えている。
この角度検出器１３は例えばブーム６の先端部に
取着されており、ブーム６の起伏角をブーム６の
先端部で検出し、その起伏角に応じた角度信号を
出力する。上記角度検出器１３からの信号はブー
ム６の負荷検知機構１４により選択されて角度比
較器１５に入力される。

負荷検知機構１４はブーム６に取着された荷重
検出器１６によつて吊上物Ａの負荷荷重が検出さ
れた場合、この負荷荷重に応じた負荷信号を負荷
比較器１７に入力するように構成されている。な
お、上記負荷信号はワイヤ１０の掛数変換器１８
を介して前記クレーン作業用運転室５内の荷重表
示計１９に導かれ、この荷重表示計１９で吊上物
Ａの負荷荷重が表示されるようになつている。ま
た、荷重検出器１６はワイヤ１０の張力から吊上
物Ａの負荷荷重を検出するものである。上記負荷
比較器１７ではあらかじめ記憶部２０に記憶され
ている設定値、つまり吊上物Ａの吊上げ前におけ
る掛数変換器１８で決定されるワイヤ１０および
フツク９等の合計重量に応じた設定信号と上記負
荷信号とを比較し、これによつてブーム６に吊上
物Ａが吊上げられているか否かを検出してリレー
回路２１の切換作動を制御するようになつてい
る。

したがつて、吊上物Ａの吊上げ前においては、
上記角度検出器１３からの角度信号が初期撓み値
として角度信号記憶部２２に入力され、この記憶
部２２において上記初期撓み量が記憶される。ま
た、吊上物Ａが吊上げられた場合には上記負荷比
較器１７からの信号によつてリレー回路２１が切
換り、上記角度信号つまり負荷時の撓み量が直
接、角度比較器１５に入力されるものである。

そして、角度比較器１５では上記記憶部２２に
記憶されている初期撓み量と吊上げ時における撓
み量とを比較し、これら各撓み量が相異する場
合、これらの変化量に応じた制御信号を出力する
ようになつている。すなわち、この一実施例で
は、吊上物Ａを吊上げた際に吊上物Ａの負荷荷重
によつてブーム６の先端側に撓みが生じた場合、
この撓みを上記角度検出器１３によつてブーム６
の先端部の起伏角変位量として検出するようにな
つている。

そして、上記角度比較器１５からの制御信号は
増幅器２３を経て撓み補正機構、例えばサーボバ
ルブ２４に導びかれ、このサーボバルブ２４の作
動を制御する。サーボバルブ２４は起伏シリンダ
８を作動させる油圧回路２５において、起伏シリ
ンダ８の伸縮を制御する切換バルブ２６と並列に
設けられており、したがつて上記制御信号によつ
てサーボバルブ２４が切換つて油圧ポンプ２７か
らの圧油が起伏シリンダ８に導かれると、この起
伏シリンダ８を伸張する方向に作動させるように
なつている。

また、上記切換バルブ２６を起伏シリンダ８の
操作レバー２８によつて中立の状態からどちらか
一方に切換えた場合には、スイツチ２９によつて
リレー３０が働き、上記角度比較器２３からサー
ボバルブ２４への信号伝達系路を断つようになつ
ている。したがつて、操作レバー２８を操作した
場合には通常の油圧系路によつて起伏シリンダ８
の伸縮操作をなすことができる。なお、上記操作
レバー２８は前記荷重表示計１９と同様にクレー
ン作業用運転室５内に設けられている。また、３
１はカウンタバランシング弁、３２は油圧タンク
である。

次に、上記一実施例の作用を説明する。

まず、吊上物Ａの吊上げ前、ブーム６は伸張長
さをL₁、起伏角をθ₁に設定してあり、したがつて
ブーム６の作業半径はL₁cosθ₁つまり第３図およ
び第４図中においてR₁で示される。なお、ブー
ム６の起伏角θ₁はブーム６の先端部に設けた角度
検出器１３によつて検出されるものであるが、こ
のときには吊上物Ａの吊上げ前であるため、ブー
ム６に初期撓みが生じている。

そして、上記吊上げ前に、角度検出器１３によ
つて検出されたブーム６の起伏角θ₁はこの起伏角
θ₁に応じた角度信号S₁に変換されるとともに第２
図で示されたリレー回路２１を経て角度記憶部２
２に導かれ、この角度記憶部２２に初期撓み量と
して記憶される。

このような状態において、吊上物Ａを吊上げた
際、吊上物Ａの負荷荷重によつてブーム６に撓み
が生じると、このブーム６は第３図および第４図
において実線ａで示される状態となる。なお、１
点鎖線ｂは吊上げ前におけるブーム６の状態を示
す。

つまり、ブーム６に撓みが生じた場合、第４図
に示される如くブーム６の支点Ｏから先端Ｘまで
の長さL₂は吊上げ前におけるブーム長さL₁に比
べ減少することになる。つまりL₂はL₂＝L₁−ΔL
で示されるものである。しかし、このように上記
撓みはブーム長の減少を招くものであるが、他方
ではブーム６の起伏角をも減少させる。つまり、
ブーム６に撓みがある場合にその起伏角は第４図
においてブーム６の先端Ｘと支点Ｏとを結ぶ線分
の起伏角θ₂で示され、このθ₂はθ₂＝θ₁−Δθで表さ
れる。これによつて、ブーム６が撓みによつて起
伏角を減少した場合には第４図から明らかな如
く、そのブーム長が減少しても作業半径R₂が吊
上げ前の作業半径R₁よりもΔRだけ長くなる場合
がある。つまりR₂はR₂＝R₁＋ΔRで表される。

このような場合、吊上物Ａを吊上げた時点で、
この吊上物Ａの負荷荷重が荷重計１６によつて検
出され、この負荷荷重に応じた負荷信号が負荷比
較器１７に導かれる。そして、この比較器１７に
おいて負荷信号は記憶部２０にあらかじめ設定さ
れている設定値と比較された後、ブーム６におけ
る負荷状態が検出され、この比較器１７から信号
がリレー回路２１に入力される。これによつて、
リレー回路２１が切換る。このとき、上記角度検
出器１３では上記ブーム６の撓みによつて減少し
た起伏角θ₂が検出されており、上記検出器１３か
らは上記起伏角θ₂に応じた角度信号S₂が負荷時の
撓み量としてリレー回路２１を経て直接角度比較
器１５に導かれることになる。なお、角度信号S₂
と上記角度信号S₁との関係を量的に示せば、S₂＝
S₁−ΔSで示される。

上記角度比較器１５においては上記角度信号
S₂、つまり負荷時の撓み量と、角度記憶部２２に
記憶されている角度信号S₁、つまり初期撓み量と
が比較され、これら角度信号S₂、S₁の差分つまり
撓み変化量ΔSに応じた制御信号S₃が角度比較器
１５から出力される。この制御信号S₃は上記切換
バルブ２６が中立の状態にあるとき、増幅器２３
を介してサーボバルブ２４に導びかれ、このサー
ボバルブ２４は上記制御信号S₃に応じた弁開度で
開かれる。これによつて、油圧タンク３３から油
圧ポンプ２７によつて圧油が起伏シリンダ８に送
られ、この起伏シリンダ８が伸張される。

そして、このようにしてサーボバルブ２４の作
動により起伏シリンダ８が伸張されていくと、ブ
ーム６全体が徐々に起立されることから、上記角
度検出器１３によつて検出されるブーム６の起伏
角θはθ₂からθ₁へと徐々に近づく。これによつ
て、θ₁−θ₂＝ΔθがＯに近づくことから、角度比
較器１５から出力される制御信号S₃もまた徐々に
Ｏに近づくものである。したがつて、サーボバル
ブ２４の弁開度は徐々に小さくなり、最終的に上
記起伏角θがθ₁と等しくなつたときに切換つて閉
じられる。

このようにしてブーム６を起立させることによ
り、ブーム６は第３図および第４図において２点
鎖線Ｃで示される状態となつて、ブーム６の撓み
が補正される。この結果、このときのブーム６の
作業半径R₃は R₃＝L₂cosθ₁＝（L₁−ΔL）cosθ₁＜L₁cosθ₁ ＝R₁ となり、この作業半径R₃を吊上げ前の作業半径
R₁内で近似させることができる。

したがつて、上記一実施例によれば、許容最大
作業半径の近傍でクレーン作業を行う際、吊上物
Ａの負荷荷重によるブーム６の撓み変化によつて
その作業半径が許容最大作業半径を越えようとし
ても、上記撓み変化量に応じてブーム６を自動的
に起立させて撓み変化量を補正し、その作業半径
を許容最大作業半径内に収めることができる。こ
の結果、車体１の転倒等の事故を防止でき、クレ
ーン作業の安全性を高めることができる。また、
上記したように、許容最大作業半径の近傍におい
てもクレーン作業を安全に行えるので、クレーン
作業性能を高めることができる利点も有する。

しかもブーム撓み変化量検出機構１１は、撓み
検出器１３と、記憶部２２と、負荷検出部１４
と、比較部１５とを備えているから、吊上物Ａの
負荷が作用していない状態のブームの初期撓み量
を撓み検出器１３で検出してこれを記憶部２２に
記憶しておき、上記負荷検出部１４がブーム６に
吊上物Ａの負荷が作用したことを検出するとこの
時のブームＡの撓み量を撓み検出器１３で検出し
てこの撓み量を比較部１５に送り、この比較部１
５で前記記憶部２２に記憶しておいた初期撓み量
と上記負荷時の撓み量とを比較し、これにより撓
み変化量を演算して出力するようにしたから、或
る角度で起立しかつ或る長さに伸びた状態におけ
る同一姿勢での負荷が加わる前と、負荷が作用し
た後との撓みの差を検出することができる。

このため、ブームにおける負荷が加わる前と、
負荷が作用した後との撓みの差を検出することが
できるので、負荷が加わる前の状態までの補正を
すればよく、補正量が小さくてすみ、ブーム先端
を最大作業半径内に収容することができ、補正が
容易になるものです。

このことから、ブーム先端が吊上物の真上近く
に位置するので、吊上物Ａを吊り上げた場合に、
吊上物が振れ運動を生じることが少く、周囲の作
業者や建物などにぶつかる不具合も少くなる。

さらに、この一実施例では、ブームの作業半径
にもとづいて許容吊上げ最大荷重を算出し、この
許容吊上げ最大荷重を表示してクレーン作業の安
全性をさらに向上させる場合、上記撓み変化量に
よる作業半径の増加分を補正して吊上げ前の作業
半径に近似させることができるので、上記許容吊
上げ最大荷重を正確に算出して表示でき、クレー
ン作業の安全性をさらに向上できるものである。

なお、この発明は上記一実施例に制約されるも
のではない。例えば、この一実施例ではブームの
撓み変化量をダーム先端の起伏角にもとづいて求
めたが、歪計等を用いて撓みを求めるようにして
もよい。また、荷重計は吊上物の荷重をワイヤの
張力から求めるものに限らず、起伏シリンダに作
用する油圧から求めるものであつてもよいなど、
種々の変更でも実施可能である。

そして、この発明はトラツクレーン等に限ら
ず、クローラクレーン等にも適用できる。

〔発明の効果〕

この発明は上記したように、吊上物を吊上げた
時に、吊上物の負荷によつてブームが撓んだ場合
でも、その作業半径を吊上げ前の作業半径内に収
めることができるので、クレーン作業の安全性を
図ることができ、また、これによつて許容最大作
業半径近傍でのクレーン作業が可能となり、クレ
ーン作業性能を高めることができる。

しかも補正量は負荷が加わつたときの撓み量か
ら負荷が加わる前の初期撓み量を差し引いた撓み
変化量に相当する分でよいので、補正量が小さく
てすみ、作業半径を必要以上に縮小させる心配が
ない。よつて、吊上物の振れも小さくてすむ等、
その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はト
ラツククレーンの側面図、第２図は撓み検出機構
および撓み補正機構を示す回路図、第３図は吊上
げ時におけるブームの側面図、第４図はブームの
撓みを補正するブーム起立作動を示す図である。 ６……ブーム、８……起伏シリンダ、１１……
撓み変化量検出機構、２４……サーボバルブ（撓
み補正機構）、１３……角度検出器、１４……負
荷検知機構、１５……比較器、１６……荷重検出
器、２１……リレー回路、２２……記憶器、２３
……増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 起伏シリンダによつて起伏される伸縮ブーム
   の先端からワイヤを介してフツクを吊持し、この
   フツクに吊上物を引掛けて上記ワイヤを巻上げる
   ことによりクレーン作業を行うクレーン装置にお
   いて、 上記吊上物を吊上げた場合にこの吊上物の負荷
   による上記ブームの撓み変化量を検出しこの撓み
   変化量に応じた信号を出力する撓み変化量検出機
   構と、この撓み検出機構からの信号にもとづき上
   記起伏シリンダを上記撓み変化量に応じて伸長さ
   せて上記ブーム全体を起立させることによりこの
   ブームの撓み変化量を補正する撓み補正機構とを
   具備し、 上記撓み検出機構は、上記ブームの撓み量を検
   出する撓み検出器と、この撓み検出器によつて検
   出された上記吊上物の負荷が作用していない状態
   のブームの初期撓み量を記憶する記憶部と、吊上
   物の負荷が上記ブームに作用したことを検出する
   負荷検出部と、この負荷検出部からの信号を受け
   た場合に上記撓み検出器が上記吊上物の負荷が加
   わつた状態のブームの撓み量を検出してこの負荷
   撓み量と前記記憶部に記憶された初期撓み量とを
   比較して前記撓み変化量を出力する比較部とを備
   えたことを特徴とするクレーン装置。