JPH04223993A - クレーンにおけるロープの振れ角検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はクレーンにおいて鉛直線
に対する巻上ロープの振れ角（傾き角）を検出する装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】クレーン作業時において、図９に示すよ
うに吊荷Ｗを地面から吊り上げる瞬間の所謂地切り時に
、吊荷Ｗがブーム１の頂部１ａの鉛直下方にないと、地
切り後に荷揺れが生じる。

【０００３】そこで、このような荷揺れを防止するため
に、ブーム１の伸縮または起伏調整によってブーム頂部
（巻上ロープ２の中心線）を吊荷重心を通る鉛直線上に
移動させるというクレーン制御が必要となり、その前提
として、鉛直線Ｖに対する巻上ロープ２の振れ角θを検
出することが必要となる。

【０００４】従来、このロープの振れ角を検出する手段
として、特開平１−１３３８９３号公報および実開昭６
３−４９８９号公報に示されたものが公知である。

【０００５】前者（以下、従来技術の１という）では、
ブーム頂部に揺動レバーを、巻上ロープに追従して前後
方向に揺動可能に垂下させるとともに、この揺動レバー
の基部にポテンショメータを設け、このポテンショメー
タによって揺動レバーの傾き、すなわち巻上ロープの振
れ角を検出するようにしている。

【０００６】一方、後者（以下、従来技術の２という）
では、ブーム基部にブームの対地角度を検出する角度セ
ンサ、ブーム頂部に、ブーム軸線に直角なブーム基準線
に対する巻上ロープの角度を検出するポテンショメータ
をそれぞれ設け、これらの検出値からロープの振れ角を
求めるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術の１および２によると、いずれもブームと巻上ロープ
のなす角度（相対角度）を検出するため、次のような欠
点があった。

【０００８】すなわち、従来技術の１および２では、ロ
ープ振れ角の検出の前提として、そのときのブーム角度
を正確に検出することが必要となる。

【０００９】しかし、■　　伸縮ブームにおいては、ブ
ーム同士の嵌合部分に遊びがあるため、とくにブームを
長く伸長させた状態でブームの直線性が確保されない。

【００１０】■　　吊り荷重が大きい場合にはブームが
弾性変形する。

【００１１】このため、前提としてのブーム角度の検出
精度自体が悪くなるため、目的であるロープの振れ角を
正確に検出できない。

【００１２】また、従来技術の２では、クレーンの支持
面を水平としてブームの対地角度を検出しているため、
この地面が傾斜している場合にはブーム対地角度の検出
そのものが不正確となり、ロープ振れ角の検出精度が一
層悪いものとなる。

【００１３】さらに、従来技術の１では、ブーム角度が
変化するたびに、そのときのブーム角度状態でロープを
鉛直に垂下させて原点（ポテンショメータ出力０）とし
、地切り時にこの原点からのロープの振れ角を検出する
という所謂原点補正が必要となる。

【００１４】ところが、こうなると、一旦ロープ振れ角
を検出した後、この検出結果に基づいてブーム頂部が吊
荷重心を通る鉛直線上にくるようにブームを起伏調整す
ると、原点も変化するため、ロープの振れ角検出が不能
となる。従って、ブームの起伏調整の結果であるロープ
の振れ角の変化状況を把握することができないため、荷
揺れ防止という所期の目的を達成し難くなる。

【００１５】そこで本発明は、ロープの振れ角を、ブー
ムとのなす角度（相対角度）ではなく、鉛直線とのなす
角度（絶対角度）として常に正確に検出することができ
るクレーンにおけるロープの振れ角検出装置を提供する
ものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、巻上
ロープを、ブームの頂部にシーブピンを介して回転自在
に設けられたシーブに通して垂下させるクレーンにおい
て、上記ブームの頂部に揺動レバーが、上記シーブピン
と同一軸心まわりに前後方向に揺動可能に取付けられ、
この揺動レバーに、上記垂下した巻上ロープをガイドす
るロープガイド部が設けられることにより、揺動レバー
が、鉛直線に対する巻上ロープの傾きに追従して前後方
向に傾斜するように構成され、この揺動レバーに、同レ
バーの鉛直状態からの傾斜角度を検出する傾斜角計が設
けられてなるものである。

【００１７】請求項２の発明は、巻上ロープを、ブーム
の頂部にシーブピンを介して回転自在に設けられたシー
ブに通して垂下させるクレーンにおいて、上記ブームの
頂部に揺動レバーが、上記シーブピンと同一軸心まわり
に前後方向に揺動可能およびシーブピン軸心と直角方向
の水平軸まわりに左右方向に揺動可能に取付けられ、こ
の揺動レバーに、上記垂下した巻上ロープをガイドする
ロープガイド部が設けられることにより、揺動レバーが
、鉛直線に対する巻上ロープの傾きに追従して前後およ
び左右方向に傾斜するように構成され、この揺動レバー
に、同レバーの鉛直状態からの前後および左右方向の傾
斜角度を検出する傾斜角計が設けられてなるものである
。

【００１８】請求項３の発明は、請求項２の構成におい
て、揺動レバーがブームの頂部に対し、球面軸受により
、シーブピンと同一軸心およびこれと直交する水平軸を
含む多方向軸まわりに揺動可能に取付けられてなるもの
である。

【００１９】請求項４の発明は、請求項３の構成におい
て、ブーム頂部における揺動レバーの取付点と反対側に
、竪リンクが、球面軸受によって揺動レバーと同じ自由
度をもって取付けられ、この竪リンクと揺動レバーとが
、シーブピン軸心と平行な横リンクで連結されることに
より、揺動レバーの揺動方向をシーブピンと同一軸心ま
わりの前後方向とシーブピン軸心と直交する水平軸まわ
りの左右方向のみに規制する平行リンク機構が構成され
たものである。

【００２０】

【作用】上記構成によると、揺動レバーに設けた傾斜角
計により、同レバーの鉛直状態からの傾斜角度をロープ
の振れ角として検出するため、ブームとロープのなす角
度（相対角度）を検出する従来技術と異なり、前提とし
てブーム角度を検出する必要がなく、傾斜角計のみによ
って直接ロープ振れ角を検出することができる。

【００２１】従って、伸縮ブームにおけるブーム同士間
の遊びによるブームの曲がりや吊荷重量によるブームの
たわみ、クレーン支持面の傾き等に関係なく、ロープの
振れ角を常に正確に検出することができる。

【００２２】また、従来のような原点補正が不要となり
、鉛直線に対するロープの振れ角の変化をそのまま検出
できるため、地切り前のブーム起伏調整の結果であるロ
ープ振れ角の変化状況をリアルタイムで検出、把握する
ことができる。

【００２３】一方、請求項２の構成によると、ロープの
前後方向の振れだけでなく、左右の振れをも検出するこ
とができる。このため、ブーム頂部と吊荷重心の左右の
ずれに対しても対処することが可能となる。

【００２４】また、請求項３の構成によると、揺動レバ
ーをブーム頂部に対して前後および左右に揺動可能に取
付ける手段として球面軸受を用いているため、たとえば
竪軸と横軸とを組み合わせた継手構造と比較して、構造
が簡単ですむとともに、この取付部分のシーブピン軸方
向の占有スペースが小さくてすむ。このため、揺動レバ
ーをブーム頂部の外面に設ける場合に、レバー取付部分
が外方に大きく突出してクレーン作業（とくに狭所での
作業）の邪魔になる等の不都合が生じない。

【００２５】さらに、請求項４の構成によると、揺動レ
バーの揺動方向が本来必要な前後および左右方向のみに
規制されるため、球面軸受を用いたことによる弊害であ
る同レバーの他方向への揺動によるロープ振れ角の検出
誤差が生じるおそれがなくなる。

【００２６】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図８によって説明す
る。

【００２７】第１実施例（図１および図２参照）この第
１実施例では、図９の主ブーム１の先端に補助ブームと
してのジブ３を張出し、巻上ロープ２を、このジブ３の
先端シーブブロック３ａに設けられたジブポイントアイ
ドラシーブ４および同メインシーブ５に通して垂下させ
、その端末にフック（図示せず）を装着した所謂単索状
態で吊り作業を行なう場合を例にとっている。但し、本
発明は、図９に示すように主ブーム１の先端から巻上ロ
ープ２を垂下させて吊り作業を行なう場合にも以下同様
に適用可能である。

【００２８】メインシーブ５を支持するシーブピン６の
一端部は、シーブブロック３ａの外方に延出され、この
シーブピン端部６ａに揺動レバー７の上端部が同ピン軸
心Ｘまわりに回転自在に取付けられることにより、同レ
バー７がシーブピン軸心Ｘを中心として前後方向に揺動
可能に支持されている。

【００２９】揺動レバー７は、上端部がシーブピン６に
枢支された主部７ａの下端部に、下辺部７ｂが直角方向
に設けられたＬ字形に形成されている。

【００３０】この揺動レバー７の下辺部７ｂには、左右
一対のロープガイドローラ（以下、単にローラという）
８，８がロープ２の直径とほぼ同等寸法の間隔を置いて
設けられ、この両ローラ８，８間に巻上ロープ２が通さ
れている。

【００３１】これにより、揺動レバー７が、巻上ロープ
２の傾きに追従して前後方向に傾斜し、図９に示す地切
り前の状態（図１の仮想線の状態）で、ロープ２の振れ
角θがそのまま鉛直線Ｖに対するレバー主部７ａの傾き
角度となる。すなわち、このレバー主部７ａの傾き角度
を検出することによってロープ２の振れ角θを検出する
ことができる。

【００３２】なお、巻上ロープ２が両ローラ８，８間を
通過する際の衝撃を和らげるために、両ローラ８，８に
ゴム製のもの、または周面にゴムを装着したものを用い
るのが望ましい。

【００３３】揺動レバー７には、レバー主部７ａの下部
側面に水平な取付座９を介して傾斜角計１０が取付けら
れ、この傾斜角計１０により、レバー主部７ａの鉛直状
態からの前後方向の傾斜角度、すなわち、巻上ロープ２
の鉛直線Ｖに対する振れ角θが検出される。

【００３４】この検出信号は、図示しないコントローラ
に送られ、この検出値（振れの方向はたとえば＋、−で
区別される）に応じたコントローラからの制御信号によ
り、ロープ振れ角θが０となるようにブームの伸縮もし
くは起伏、またはその双方のブーム動作が行なわれ、こ
の制御終了後、巻上ロープ２が巻上げられて地切りが行
なわれる。

【００３５】なお、傾斜角計１０の難点として、角度検
出の際に加速度、とくに振動加速度の影響を受け、ブー
ム移動時等に高い周波数成分が外乱として検出されると
いう問題がある。このため、傾斜角計１０からの信号は
低域フィルタ（ローパスフィルタ）に通され、ここで上
記外乱成分を除去された後、角度信号として処理される
。

【００３６】また、上記のように傾斜角計１０の検出信
号に基づいて自動的にブームを制御する方式に代えて、
検出信号を表示部に取込んでロープ振れ角θを運転者に
表示し、この表示に基づいて振れ角θが０となるように
ブームを手動制御する方式をとってもよい。

【００３７】このように、揺動レバー７の鉛直状態を基
準としてこの鉛直状態からの揺動レバー７の角度変位量
（絶対角度）をロープ振れ角として検出するため、ブー
ム（主ブームまたはジブ）に対するロープの角度（相対
角度）を検出する従来のように、伸縮ブームにおけるブ
ーム同士間の遊びによるブームの曲がりや吊荷重量によ
るブームのたわみ、クレーン支持面の傾斜等によって検
出誤差が生じるおそれがなくなる。このため、ロープ振
れ角θを常に正確に検出することができる。

【００３８】また、上記ブームの起伏調整によってブー
ム角度が変化した場合に、これに伴うロープ振れ角の変
化がそのまま傾斜角計１０によって検出されるため、従
来のようにブーム角度が変化する度に原点補正をする必
要がなくなり、ブーム起伏調整の結果であるロープの振
れ角の変化状況をリアルタイムで検出し、把握すること
ができる。このため、とくに検出信号に基づいてブーム
を手動制御する場合に、ロープ振れ角の変化状況を確認
しながら正確な制御を行なうことができる。

【００３９】第２実施例（図３参照） 上記第１実施例では、揺動レバー７をジブ先端のシーブ
ブロック３ａの外側でシーブピン軸心Ｘまわりに揺動可
能に設けたのに対し、第２実施例では、同レバー７をシ
ーブブロック３ａの内側でシーブピン軸心Ｘまわりに揺
動可能に取付けている。

【００４０】この構成によっても第１実施例と同様の作
用効果を得ることができる。

【００４１】第３実施例（図４〜図６参照）実際の吊り
作業においては、吊荷とブーム頂部との位置ずれは、前
後方向だけでなく左右方向にも生じ、また前後左右の両
方向に同時に生じる場合もある。従って、前後方向のず
れに基づくロープ２の前後方向の振れ角のみを検出する
第１および第２実施例では、現実の吊り作業に対応し難
いという問題がある。

【００４２】そこで第３実施例では、揺動レバー１１の
上端部を球面軸受１２を介してシーブピン６の一端部６
ａに取付けることにより、同レバー１１をシーブピン軸
心Ｘおよびこれと直交する水平軸Ｙを含む多方向軸まわ
りに揺動可能に支持している。

【００４３】なお、この実施例では、揺動レバー１１を
直線状に形成するとともに、その下端にアングル状の枠
体１３を介して取付座１４を水平に取付け、この取付座
１４上に、揺動レバー１１の前後方向の回動変位量を検
出する第１傾斜角計１５と、同レバー１１の左右方向の
回動変位量を検出する第２傾斜角計１６とを設けている
。また、ロープガイド部材として、ローラに代えてシー
ブ１７，１７を枠体１３に取付けている。

【００４４】この構成によると、ロープ２の前後方向だ
けでなく左右方向の振れ角をも検出することができるた
め、現実の吊り作業に確実に対応しうることとなる。

【００４５】ところで、この第３実施例の構成によると
、揺動レバー１１をシーブピン６に対して前後および左
右両方向に揺動可能に取付ける手段として球面軸受１２
を用いているため、同じ目的を達成する他の手段として
、たとえば竪軸と横軸とを組み合わせた継手構造をとる
場合と比較して次のような利点を有する。

【００４６】（ａ）構造が簡単ですみ、シーブピン６へ
の組み込みが容易となる。

【００４７】（ｂ）このレバー取付部分のシーブピン軸
方向の占有スペースが小さくてすむ。このため、揺動レ
バー１１をジブ先端シーブブロック３ａの外側に取付け
る場合に、同取付部分の突出量が大きくなったり、同レ
バー１１を先端シーブブロック３ａ内に組み込む場合に
同ブロック３ａの厚みが大きくなったりし、これによっ
てクレーン作業、とくに屋内等の狭所にブームを挿入し
て行うクレーン作業の邪魔になる等の不都合が生じない
。

【００４８】ところが、反面、次のような問題が生じる
。球面軸受１２を用いる結果、揺動レバー１１が、本来
必要な前後および左右方向以外の方向、とくにシーブピ
ン軸心Ｘと直交する竪軸Ｚまわりにも揺動しうる状態と
なるため、巻上ロープ２の巻上げ、巻下げ時の捻れや風
の影響等によって揺動レバー１１が図６に示すようにね
じれ回転する場合がある。

【００４９】こうなると、ロープ２そのものは鉛直状態
であるにもかかわらず、この揺動レバー１１のねじれ回
転が傾斜角計１５，１６によりロープ２の振れとして検
出されてしまう。あるいは、ロープ２の振れとレバー１
１のねじれ回転が重なって正確な振れ角の検出ができな
くなる。

【００５０】第４実施例（図７参照） そこで第４実施例では、シーブピン６の他端部に、竪リ
ンク１８を球面軸受１９によって揺動レバー１１と同じ
自由度をもって取付けるとともに、この竪リンク１８の
遊端部と揺動レバー１１の中間部とを、シーブピン６と
平行な横リンク２０によって連結している。２１，２２
は竪リンク１８および揺動レバー１１に対して横リンク
２０の両端部を前後方向水平軸まわりに回転自在に連結
する連結軸である。

【００５１】こうして、シーブピン６と、揺動レバー１
１と、竪リンク１８と、横リンク２０とによって平行リ
ンク機構２３を構成し、この平行リンク機構２３により
、揺動レバー１１の揺動方向を、シーブピン軸心Ｘまわ
りの前後方向とシーブピン軸心Ｘと直交する水平軸Ｙま
わりの左右方向のみに規制し、これにより、前記した揺
動レバー１１のねじれ回転による誤検出を防止するよう
にしている。

【００５２】第５実施例（図８参照） 第５実施例では、ロープガイド部材として、前記各実施
例で用いたローラ８またはシーブ１７に代えてパイプ２
４を用いている。

【００５３】こうすれば、第３および第４実施例の構成
をとる場合に、ロープ２と揺動レバー１１の左右方向の
相対移動がなくなるため、ロープ２の左右方向の振れに
対して揺動レバー１１が正確に追従しうることとなる。

【００５４】

【発明の効果】上記のように本発明によるときは、ブー
ムの頂部に揺動レバーを、巻上ロープの傾きに追従して
傾斜するように構成し、この揺動レバーに設けた傾斜角
計により、同レバーの鉛直状態からの傾斜角度をロープ
の振れ角として検出する構成としたから、ブームとロー
プのなす角度（相対角度）を検出する従来技術と異なり
、前提としてブーム角度を検出する必要がなく、傾斜角
計のみによって直接ロープ振れ角を検出することができ
る。

【００５５】従って、伸縮ブームにおけるブーム同士間
の遊びによるブームの曲がりや吊荷重量によるブームの
たわみ、クレーン支持面の傾き等に関係なく、ロープの
振れ角を常に正確に検出することができる。

【００５６】また、従来のような原点補正が不要となり
、鉛直線に対するロープの振れ角の変化をそのまま検出
できるため、地切り前のブーム起伏調整の結果であるロ
ープ振れ角の変化状況をリアルタイムで検出、把握する
ことができる。

【００５７】一方、請求項２の発明によると、ロープの
前後方向の振れだけでなく、左右方向の振れをも検出す
ることができる。このため、ブーム頂部と吊荷重心の左
右方向のずれに対しても対処することが可能となる。

【００５８】また、請求項３の発明によると、揺動レバ
ーをブーム頂部に対して前後および左右に揺動可能に取
付ける手段として球面軸受を用いているため、たとえば
竪軸と横軸とを組み合わせた継手構造と比較して、構造
が簡単ですむとともに、この取付部分のシーブピン軸方
向の占有スペースが小さくてすむ。このため、揺動レバ
ーをブーム頂部の外面に設ける場合に、レバー取付部分
が外方に大きく突出してクレーン作業（とくに狭所での
作業）の邪魔になる等の不都合が生じない。

【００５９】さらに、請求項４の発明によると、揺動レ
バーの揺動方向が、本来必要な前後および左右方向のみ
に規制されるため、球面軸受を用いたことによる弊害で
ある同レバーの他方向への揺動によるロープ振れ角の検
出誤差が生じるおそれがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す側面図である。

【図２】図１のイ−イ線拡大断面図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す図２相当図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す一部断面正面図であ
る。

【図５】図４のロ一ロ線断面図である。

【図６】第３実施例の構成による問題点を説明するため
の図である。

【図７】本発明の第４実施例を示す図４相当図である。

【図８】本発明の第５実施例を示す揺動レバーの一部断
面正面図である。

【図９】本発明の技術的背景を説明するためのクレーン
の概略側面図である。

【符号の説明】 ２　　巻上ロープ ３　　ジブ（補助ブーム） ３ａ　　ブーム頂部としてのジブ先端シーブブロック５
　　同シーブブロックに設けられたシーブ６　　同シー
ブピン Ｘ　　シーブピン軸心 Ｙ　　シーブピン軸心と直交する水平軸７，１１　　揺
動レバー １２　　揺動レバーを取付けるための球面軸受２３　　
平行リンク機構 １８　　平行リンク機構を構成する竪リンク１９　　竪
リンクを取付蹴るための球面軸受２０　　横リンク ８，１７　　ガイド部を構成するガイドローラ２４　　
同パイプ １０，１５，１６　　傾斜角計

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　巻上ロープを、ブームの頂部にシーブ
   ピンを介して回転自在に設けられたシーブに通して垂下
   させるクレーンにおいて、上記ブームの頂部に揺動レバ
   ーが、上記シーブピンと同一軸心まわりに前後方向に揺
   動可能に取付けられ、この揺動レバーに、上記垂下した
   巻上ロープをガイドするロープガイド部が設けられるこ
   とにより、揺動レバーが、鉛直線に対する巻上ロープの
   傾きに追従して前後方向に傾斜するように構成され、こ
   の揺動レバーに、同レバーの鉛直状態からの傾斜角度を
   検出する傾斜角計が設けられてなることを特徴とするク
   レーンにおけるロープの振れ角検出装置。
2. 【請求項２】　　巻上ロープを、ブームの頂部にシーブ
   ピンを介して回転自在に設けられたシーブに通して垂下
   させるクレーンにおいて、上記ブームの頂部に揺動レバ
   ーが、上記シーブピンと同一軸心まわりに前後方向に揺
   動可能およびシーブピン軸心と直角方向の水平軸まわり
   に左右方向に揺動可能に取付けられ、この揺動レバーに
   、上記垂下した巻上ロープをガイドするロープガイド部
   が設けられることにより、揺動レバーが、鉛直線に対す
   る巻上ロープの傾きに追従して前後および左右方向に傾
   斜するように構成され、この揺動レバーに、同レバーの
   鉛直状態からの前後および左右方向の傾斜角度を検出す
   る傾斜角計が設けられてなることを特徴とするクレーン
   におけるロープの振れ角検出装置。
3. 【請求項３】　　揺動レバーがブームの頂部に対し、球
   面軸受により、シーブピンと同一軸心およびこれと直交
   する水平軸を含む多方向軸まわりに揺動可能に取付けら
   れてなることを特徴とする請求項２記載のクレーンにお
   けるロープの振れ角検出装置。
4. 【請求項４】　　請求項３記載のクレーンにおけるロー
   プの振れ角検出装置において、ブーム頂部における揺動
   レバーの取付点と反対側に、竪リンクが、球面軸受によ
   って揺動レバーと同じ自由度をもって取付けられ、この
   竪リンクと揺動レバーとが、シーブピン軸心と平行な横
   リンクで連結されることにより、揺動レバーの揺動方向
   をシーブピンと同一軸心まわりの前後方向とシーブピン
   軸心と直交する水平軸まわりの左右方向のみに規制する
   平行リンク機構が構成されたことを特徴とするクレーン
   におけるロープの振れ角検出装置。