JPH05278994A - 荷重モーメントインジケータシステム - Google Patents

荷重モーメントインジケータシステム

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JPH05278994A
JPH05278994A JP4277847A JP27784792A JPH05278994A JP H05278994 A JPH05278994 A JP H05278994A JP 4277847 A JP4277847 A JP 4277847A JP 27784792 A JP27784792 A JP 27784792A JP H05278994 A JPH05278994 A JP H05278994A
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load
boom
indicator system
lifting capacity
moment indicator
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JP4277847A
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English (en)
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Gregory G Gray
グレゴリー・ジー・グレイ
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JLG Industries Inc
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88—Safety gear
    • B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C15/00—Safety gear

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 つり上げ装置用の荷重モーメントインジケー
タシステムを提供することである。 【構成】 本システムは、上記装置のつり上げシリンダ
27のピストンロッド29の中実部分に埋設されると共に、
つり上げられている荷重15を指示する信号を発生するセ
ンサを含む。特定の荷重ゾーンのためのつり上げ装置の
最大荷重つり上げ能力を表す値が記憶され、次いで実際
の荷重信号と比較され、実際の荷重が最大つり上げ能力
に近づくかまたはそれを越えたところで、アラーム信号
が作動および／または過負荷発生させる操作機能が不能
ということになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブームに取り付けられ
た荷扱い装置用の荷重モーメントインジケータシステ
ム、特に、転倒および構造故障を回避するように、最大
荷重つり上げ能力に到達しようとしているかまたは到達
した時にオペレータに警告を発する荷重モーメントイン
ジケータシステムに関する。設計によっては、ある装置
は転倒する前に構造故障を起こし、またあるものはその
逆である。
【０００２】下記記載は積み荷が荷重ラインを介してブ
ームに移送されるトラック搭載クレーンを参照して記載
されているが、本発明は、最大荷重つり上げ能力が関係
する荷重つり上げ手段を有する他の荷扱い装置にも適用
される。本発明の概念は、例えばフォークリフトトラッ
ク、作業者用リフトまたは作業プラットフォーム、浚渫
用バケット、堀さく、つかみあげバケットまたはバケッ
ト類、積み荷に固定された電磁付属品などに使用可能で
ある。同様に本発明は、トリガを装備または非装備の自
走または非自走機械、ブームが取り付けられるかまたは
はめ込まれている機械および、例えば連結ブームまたは
二重リフトシリンダを有するブームなど一つ以上のリフ
トシリンダを有する機械に適用される。従って、本発明
によるセンサは構造体および積み荷を支持するどのよう
なシリンダにも据え付けられ得る。例えば、空気圧で作
動する線形アクチュエータまたはシリンダもまた本発明
のひずみセンサを利用し得る。
【０００３】
【従来の技術】例えばトラックのような基部に据え付け
られたクレーンには、つり上げられる積み荷が重すぎる
と、クレーンのブームの回転軸の周りに生じる大きなモ
ーメントにより、クレーンが転倒したり、または構造故
障を起こしたりする問題が常に存在する。生成されたモ
ーメントは、ブーム長、ブーム角およびつり上げられて
いる荷重の関数である。予想されるように、伸縮ブーム
が使用される場合、特定の積み荷がつり上げられている
間に生成されるモーメントは、ブームがその軸の周りに
回転して、それによりブーム角を変化させていると同時
に、且つ内側または外側に伸縮するにつれて、極めて速
やかに変化し得る。
【０００４】従って、クレーンがその最大つり上げ能力
を越えていないことを確認するためには、クレーンオペ
レータがこれらのパラメータに気づくことが非常に重要
である。クレーンオペレータのこの作業の実行を助ける
ために、臨界的なクレーンコンフィギュレーションに達
する時点を確認する助けとなるように、いくつかのイン
ジケータシステムが作り出されている。これらのインジ
ケータシステムは一般に、荷重指示システム（Load Ind
ication Systems ）、過負荷防護装置（Overload Prote
ction Devices ）、安全負荷インジケータ(Safe Load I
ndicators ）、定格容量インジケータ(Rated Capacity
Indicators）および荷重モーメントインジケータシステ
ム［Load Moment Indicator (LMI) Systems ］などと呼
ばれている。
【０００５】一般に上記のシステムは、つり上げられて
いる積み荷の重量を検出する手段、ブーム長およびブー
ム角を決定する手段、および回転情報を提供する手段の
全部ではなくともその内のいくつかのものから構成され
ている。上記に述べたように、これらの要素の全てはシ
ステム上の全ての許容可能な荷重を考慮に入れるべきで
あるが、連続ベースでの最大荷重のコンピュータ化は、
高性能なプログラミングをもってしても達成困難であ
る。
【０００６】理論的には、ブーム長およびブーム角情報
に基づいて、ブームの回転の中央線からフックブロック
までの荷重半径が計算可能である。特定の荷重半径およ
びブーム長の各コンフィギュレーションのための最大つ
り上げ能力を示す荷重表が作られている。従って、つり
上げられている実際の積み荷の重量と適切なクレーン用
の最大つり上げ能力とを比較することにより、クレーン
オペレータは、その能力が最大になろうとしているか最
大値を越えたかどうかを確認して、クレーンの転倒また
は構造故障を防ぐための修正処置をとることが可能であ
る。
【０００７】荷重指示システムにおいて、クレーンオペ
レータはクレーンコンフィギュレーションを判定し、次
いで荷重表によって最大つり上げ能力を定めなければな
らない。この手動操作は、非常に時間がかかると共に、
オペレータに大いに依存することになり、しかもクレー
ンコンフィギュレーションが速やかに変化している状況
では非常に有益という程ではない。一方ＬＭＩシステム
においては、クレーンコンフィギュレーションは自動的
に判定され、そのコンフィギュレーションに基づいて最
大つり上げ能力が連続ベースで計算される。しかし、最
大つり上げ能力に関してスペースの全ての箇所毎に連続
ベースで荷重を計算することは、管理が困難な計算負荷
を生む。
【０００８】現在、市場に出ている大多数のＬＭＩシス
テムは、リフトシリンダ内での圧力センサ、荷重ライン
でのテンシオメータ、荷重ラインのデッドエンドでのチ
ェーンリンク型ロードセル、またはブームつり上げケー
ブルのいずれかを使用している。他のＬＭＩシステム
は、荷重を測定するためにシーブピン型ロードセルまた
はシャックル型ロードセルのどちらかを利用している。
最後の二つの荷重測定技術が積み荷の重量を読みとるシ
ステムにおいて最も広く用いられている。上記の各荷重
測定技術は下記に記載するようないくつかの不利点を有
している。
【０００９】殆どの伸縮ブームにおいて、少なくとも一
つのシリンダがブームの上げ下げに使用されている。こ
のようにシリンダを介して移送される際に負荷を計測す
ることは一般的に周知の技術である。このシステムにお
いて、一つまたは複数の圧力変換器がシリンダ内の圧力
を測定するためにシリンダに取り付けられている。先
ず、これらのシステムはシリンダのピストン側でその圧
力を計測するのみである。これは二つの理由で不合格で
あることが証明されている。第１に、荷重表によって決
定されるような全ての最大つり上げ能力は、リフトシリ
ンダ内に同じ圧力を発生させない。第２に、空中に吊る
されている積み荷と共にブームを移動させると、ブーム
が静止状態に置かれ、積み荷がウィンチでつり上げられ
るときとは、著しく異なる圧力が発生する。
【００１０】第１の問題は、クレーンに長さおよび角度
のセンサを加え、それらのセンサからの入力を使用して
特定の機械コンフィギュレーション用の最大つり上げ能
力を決定することにより解決され得る。しかし、第２の
問題に対する解決法は、よりはっきりしていない。多く
の圧力感知システムでは、油圧シリンダのロッド側に第
２の圧力センサが用いられている。理論的には、ピスト
ン側信号からロッド側信号を抽出するとエラーは減少す
るであろうが、この解決法はシリンダ内のピストンヘッ
ドの移動によって作り出される非直線性を矯正すること
は出来ない。摩擦、不均等油量および油の粘性変化の全
てが非直線性の原因となっている。更に、二つのセンサ
を有するということが、センサエラーの可能性を倍化さ
せ且つ故障を起こし得るシステム部品の数を増加させ
る。最後に、上記の荷重感知システムの他の欠陥は、圧
力が安全保持バルブのシリンダ側で感知されなければな
らないということである。このことにより、油圧ライン
またはセンサが損傷を受けると、ブームが無制御に下が
ってしまうかもしれない可能性が生じる。
【００１１】テンシオメータは、負荷ケーブルが中央シ
ーブに印可される力を測定するように設計されている一
連のシーブを貫通するようにさせることにより作動す
る。この情報に基づき、つり上げられている積み荷の重
量が測定され得る。テンシオメータは三つの重大な欠陥
を有している。先ず第１に、負荷ケーブルは丁度スプリ
ングのように、加えられた負荷に反応する。従って、負
荷計算に関わる遅延時間は、荷重ラインがケーブルシー
ブの上を通過する度に増加する。シーブ数が増加するに
つれ、負荷を決定する遅延時間もまた増加する。第２
に、テンシオメータによって測定されているケーブルセ
クションの張力は、フックブロックおよびシーブの周り
を通っているラインの数に従う。このように、このシス
テムは、フックブロックおよびシーブの正確なコンフィ
ギュレーションを入力するオペレータに依存する。もし
オペレータがミスをすると、誤ったデータが与えられる
ことになる。このように、警告を受けることなく、クレ
ーンの最大つり上げ能力を越えてしまう可能性がある。
第３に、テンシオメータの使用中に、ケーブルがシーブ
の周りを通る度にケーブルの摩耗を起こさせ、その結果
ケーブルの期待寿命を短くする。
【００１２】従来、荷重シャックルはクレーンによって
つり上げられている荷重を測定する恐らく最も正確な方
法となっている。しかし、荷重シャックルはクレーンの
フックに接続されているので、荷重シャックルによって
生成された信号をオペレータに返すのは極めて困難であ
る。無線がこの問題に対する唯一の実際的な解決法であ
るが、これはＬＭＩシステム用には手が出ないほど高価
な設計オプションである。その上シャックルはまたフッ
クブロックアッセンブリの全体長を増大させる。
【００１３】チェーンリンク型ロードセルは格子ブーム
クレーン用にしばしば選択される方法である。しかし、
殆どの他のクレーン型は、偶数のラインがフックブロッ
クと共に使用されない限り、負荷ケーブルが終端する構
造体にはふさわしくない。はめ込みクレーン用には、チ
ェーンリンク型ロードセルは二つの理由から実用的では
ない。第１に、フックブロックを通して結び付けられる
ライン部分の数は、つり上げられている積み荷に対応す
べく現場のオペレータによって絶えず変更されている。
従って、ライン部分の数が偶数でない場合、負荷ケーブ
ルは終了点を有さず、それでチェーンリンク型ロードセ
ルは使用出来ない。第２に、例えチェーンリンク型ロー
ドセルが使用出来たとしても、ロードセルからの信号を
伸縮ブームの端部からオペレータに返すのは手が出ない
ほど費用がかかるであろう。
【００１４】ロードピンはピンを介して伝達される力を
測定するように設計されている変換器である。該変換器
はケーブルシーブと共に使用されると最も効果的であ
る。例えばロードピンが負荷シリンダピンの一つとして
使用される他の場合に、大きなヒステリシスを生じさせ
るねじり力をシーブは均一化させる傾向がある。ロード
ピンにも、ロードピンから伸縮ブームへの信号をオペレ
ータに送信するのが手が出せないほど費用がかかりすぎ
るという、ロードシャックルやチェーンリンク型ロード
セルと同様な問題がある。
【００１５】マイクロセルセンサもまた荷重測定に利用
できる。しかし、これらのマイクロセルは構造体の外側
に貼り付けるように設計されており、外界に露出される
ことは避けられない。特にこれらのマイクロセルは、温
度勾配、特に直射日光に対する露出が原因となる変化に
対して非常に敏感である。従って、クレーン環境におい
てマイクロセルの使用は不確実な重量指示を提示し得
る。
【００１６】米国特許第4,039,084 号において、クレー
ンつり上げ油圧シリンダ内の応力は、油圧シリンダのピ
ストンロッドの外部またはピストンロッドの端部に取り
付けられた支持手段上に装着されている四つのひずみセ
ンサにより測定される。この装置の問題点は、複数のセ
ンサを必要とすること、および各センサが外囲に露出さ
れるように装着されることである。従って、終始雨や雪
や日光にさらされることにより、その感知能力が劣化さ
れ得る。その上、センサが直射日光にさらされた場合、
センサとその外囲環境との間の温度差は誤ったセンサ指
示という結果にもなり得る。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、クレ
ーンによってつり上げられている荷重が特定のクレーン
コンフィギュレーション用の最大荷重つり上げ能力の所
定のパーセントを越える時点を指示するＬＭＩシステム
を提供することである。
【００１８】クレーンの油圧つり上げシリンダに発生す
る非直線性による誤った指示を受け易いということのな
い荷重モーメントインジケータを提供することも本発明
の目的である。
【００１９】本発明のもう一つの目的は、つり上げられ
ている積み荷の重量の指示を、それに関わる遅延時間な
しに行う荷重モーメントインジケータを提供することで
ある。
【００２０】更にもう一つの本発明の目的は、荷重指示
信号を伝達するための簡易且つ経済的な手段を有する荷
重モーメントインジケータを提供することにある。
【００２１】本発明のもう一つの目的は、環境的に保護
されると共に、センサとセンサが装着される表面との間
の温度勾配によるエラーを生む可能性が少ない重量検知
装置を有する荷重モーメントインジケータを提供するこ
とである。
【００２２】本発明の更にもう一つの目的は、クレーン
コンフィギュレーションを、各荷重ゾーンがそれに関わ
る最大つり上げ能力を有する個別の荷重ゾーンに分類す
る荷重モーメントインジケータを提供することである。
【００２３】本発明の更にもう一つの目的は、最大つり
上げ能力を越えた時に、クレーンの稼動機能を不能にす
る荷重モーメントインジケータシステムを提供すること
である。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、クレーン
のブームおよびクレーンの基部の間の角度を指示する第
１の信号を発生する手段と、ブーム長を指示する第２の
信号を発生する手段と、クレーンの油圧つり上げシリン
ダのピストンロッドに埋設されており、クレーンによっ
てつり上げられている荷重を指示する第３の信号を発生
するためのひずみセンサとを有するＬＭＩシステムによ
って達成される。本システムはまた、第１および第２の
信号に基づいて最大荷重つり上げ能力を決定し且つこの
値を第３の信号に関わる重量と比較して、これら二つの
値の間の関係率を決定する。
【００２５】
【実施例】本発明の他の目的、特徴および利点は、添付
図面を参照した以下の詳細な説明により明かになろう。
【００２６】図１は、トラック搭載クレーンに利用され
た本発明を例として示している。上記に記載したよう
に、様々な他の型の装置もまた本発明の概念を利用し得
る。図１において、クレーン１はトラック本体５に接続
された基部３を有し、クレーン１はブーム底部材７およ
び二つのはめ込み式に伸長可能なブーム部材９、11を有
している。負荷ケーブル13がブーム部材11から釣り下げ
られていると共に、積み荷15に取り付けられている。
【００２７】ブーム底部材７はその上にケーブル巻き取
りドラム17を有し、該ドラム17はその上に装着されてお
り且つブーム部材７、９、11の全長に相当する信号を発
生するケーブル長センサ19を有している。ケーブル巻き
取りドラム17およびケーブル長センサ19は当該技術にお
いては周知である。内部に組み込まれた長さ感知能力を
備えた自動ケーブル巻き取りドラムの一つの例は、Ｈ．
Ｊ．ティンズリー株式会社（H.J.Tinsley and Company,
Ltd. ）によって製造されているＭＣＰ／２００シリー
ズのシステムである。
【００２８】ブーム底部材７は更に、その上に装着され
ており、参照番号21で概略的に示されているプロセッサ
ユニットを有している。角度センサ23がプロセッサユニ
ット21に電気通信状態で取り付けられている。該角度セ
ンサ23はクレーンの基部３に対するブーム底部材７の仰
角を指示する電気信号を発生する。使用されている角度
センサ23は当該技術においては周知であり、そうしたセ
ンサの一つが「ＡＣＣＵＳＴＡＲ」という商標の下に販
売されており、Ｌｕｃａｓ ＳｅｎｓｉｎｇＳｙｓｔｅ
ｍｓ，Ｉｎｃ．によって製造されている。
【００２９】主油圧シリンダ25は基部３とブーム底部材
７とを接続しており、ブーム構造を上げ下げするのに使
用されている。油圧シリンダ25は、シリンダ27およびピ
ストンロッド29から構成されている。
【００３０】図３〜図４を参照すると、ひずみセンサ31
がピストンロッド29のボアホール30内部中央に埋設され
ている。ひずみセンサ31は、ピストンロッド29が積み荷
15の力を受ける際のボアホール30内のひずみを検知す
る。ひずみセンサ31は次いで、プロセッサユニット21に
対し積み荷15の重量を指示する電気信号を発生する。
【００３１】出願図面において、ピストンロッド29は中
実であるように示されているが、部分的または全体的に
中実な支持端部を有する部分的または全体的に中空なピ
ストンもまた本発明の概念を利用し得ることが理解され
よう。そのような構成において、ひずみセンサを支持部
の中実部分に埋設することも可能である。
【００３２】図２および図３を参照すると、ボアホール
30は、異なる直径を有し且つピストンを貫通して直径軸
Ｃ−Ｃと同心である二つのカウンタボア部33および35を
含んでいる。カウンタボア33は、挿入具（図示せず）を
使用してひずみセンサ31をピストンロッド29内に挿入さ
せ、ひずみセンサは、該センサにプレストレスが施され
ることなしに、カウンタボア35中に圧入されるのが好ま
しい。ひずみセンサ31に接続されているケーブル39は、
比較的小さい方のボア37を通って出て行き、プロセッサ
ユニット21まで進む。そうすることにより、センサ31と
プロセッサユニット21とは電気結合される。軸方向穴を
有するひずみ緩和部材40（図示せず）が小さい方のボア
37内に配置されて、ケーブル39に加えられる張力による
センサ31に対する損傷の可能性を減少させる。ひずみセ
ンサ31のカウンタボア35への圧入を助けるために、ひず
みセンサ31は通常挿入される前に「テフロン」グリース
でコーティングされる。ひずみセンサ31はまた、その外
周上にカウンタボア35内へのひずみセンサ31の摩擦はめ
込み能力を高めるきざみ付き部分41を有している。セン
サの軸心は、きざみ付き部分41の中心として規定されて
いると共に、ピストンロッド29の縦方向中心軸を通過す
る縦方向平面ＬＰもまたきざみ付き部分41の中心を通過
するように位置合わせされている。
【００３３】ロッド中のボアホール30の特定位置は重要
ではなく、ロッドはその全長に亘ってほぼ均一な圧力を
受ける。
【００３４】図４を参照すると、ひずみセンサ31はその
外部端に、カウンタボア35内でのひずみセンサ31の適切
な位置合わせを確実にする二つの小さなくぼみまたは小
突起43を有している。小さなくぼみ43は、最適な結果を
得るために、ピストンロッド29の縦方向中心軸である荷
重軸Ｄ−Ｄのプラスマイナ３度以内に位置するのが好ま
しい。しかし、センサは例えば90度にわたり回転し得、
有用な信号が更に得られる。
【００３５】ひずみセンサ31が上記に記載のように装着
されると、シリンダ圧力を計測しようとする際に遭遇す
る油圧の不規則性および非直線性はシリンダ内で解消さ
れ、従ってピストンロッド29およびひずみセンサ31は、
積み荷15およびブーム部品の重量によって生成される力
を受けるのみである。従って、つり上げられている荷重
を測定するための本発明の感度および正確度は、主シリ
ンダの油圧を感知する従来技術よりはるかに高い。
【００３６】更に、本発明のひずみセンサを備え付ける
ことにより、ひずみセンサがビーム上の荷重の印加に直
ちに対応し、その結果積み荷の重量測定の際のこのセン
サの備え付けに関わる遅延時間がなくなるということ
で、テンシオメータの主要な欠陥が克服される。従って
極く小さい過負荷をも感知し、構造的な損傷を与える積
み荷が地面を離れる前に機械を止めることが可能であ
る。その上、オペレータがフックブロックおよびシーブ
の穴の周りに結び付けられたラインの数をシステムに入
力する必要がなく、従ってシステムエラーの潜在源が除
去される。
【００３７】更に、ひずみセンサ31はピストンロッド29
内に装着されているので、上記に記載の多くの重量測定
装置に必要とされているような、プロセッサユニット21
にひずみセンサ信号を送るための高価なケーブルリール
や無線などの必要がない。これは、ひずみセンサ31が、
プロセッサユニット21に更に近く位置していると共に、
該ユニットに単一のケーブル長によって接続されている
からである。
【００３８】それに加えて、ひずみセンサ31が、実施例
に記載されているように位置している場合、ブーム、ジ
ブまたは作業バスケットなどに取り付けられたどのよう
な付加物の重量もひずみセンサ31によって自動的に検知
される。一方、例えば荷重シャックルが使用される場合
には、オペレータは、適切な最大つり上げ能力が計算さ
れたということを確認するために各付加物の重量分だけ
を最大つり上げ能力から軽減することを覚えておかなけ
ればならない。
【００３９】ひずみセンサ31がピストンロッド29の中心
に備え付けられているという事実はまた、センサとそれ
を囲む金属との間の温度勾配が最小限になるということ
において重要である。このような温度勾配は、例えばセ
ンサがピストンロッド29の外表面に装着されて直射日光
にさらされるような場合には、誤ったエラー指示をする
原因となったり、そうした指示が作り出されたりする可
能性がある。更に、センサ31をピストンロッド29の中心
に置くことにより、ひずみセンサ31は、風によって生み
出されるような、どのようなビーム上のサイドローディ
ングをも間違って計測してしまうことが無くなる。
【００４０】このひずみセンサ31の最後の重要な特徴
は、該センサがリフトシリンダ用のＡＮＳＩ（American
National Standards Institute ）安全基準を犯さず
に、ピストンロッド29内に安全に挿入され得るというこ
とである。従って、クレーン構成全体の大きな設計変更
の必要がない。
【００４１】本発明によるＬＭＩシステムの操作をこれ
から図５を参照して説明する。クレーン１が積み荷15を
つり上げる際に、ケーブル長センサ19および角度センサ
23は、ステップＳ１に記されているようにプロセッサユ
ニット21に信号を送る。ステップＳ２でプロセッサユニ
ット21は、ブームの回転心からフックブロックまでの旋
回半径を決定して、クレーン１が計算された旋回半径お
よびブーム長に基づいて操作を行っている特定の荷重ゾ
ーンの識別に着手する。ステップＳ３では、プロセッサ
ユニット21がメモリに記憶されている荷重ゾーン表を読
み取る。荷重ゾーン表はブーム長と旋回半径との特定の
組み合わせのための個別の荷重ゾーンを識別する。各荷
重ゾーンはそれに関わる最大荷重つり上げ能力を有して
いる。この様に、プロセッサユニット21は荷重ゾーン表
から対応する最大荷重つり上げ能力を読み取り、ステッ
プＳ４で、この値とひずみセンサ31から受容した信号に
よって指示された荷重とを比較する。ひずみセンサ31に
よって指示された荷重が、例えば最大荷重つり上げ能力
の90パーセント以下である場合には、プログラムはステ
ップＳ２に戻る。ひずみセンサ31によって指示された荷
重が最大つり上げ能力の90パーセント以上且つ100 パー
セント未満の場合には、第１の警告光45および第１のホ
ーン47が作動する。指示された荷重が100 パーセント以
上の場合には、第２の警告光49および第２のホーン51が
作動する。最後に、指示された荷重が105 パーセント以
上の場合には、ブームを伸長させ、積み荷を巻き上げ、
ブームを下降させるという過負荷機能の全てが不能にな
ろう。明らかに、最大荷重つり上げ能力の特定の率は、
所望のように変更され得、また例として示された90パー
セントおよび105 パーセントの前後であり得る。
【００４２】荷重表を個別のゾーンに分割することの重
要な利点は、プロセッサユニット21がクレーンのコンフ
ィギュレーションに基づくスペースの各箇所毎の最大つ
り上げ能力を連続関数として計算しなくてもよいという
ことである。むしろ、コンピュータが必要とするのは、
どのゾーンで機械が操作を行っているかを判定すること
のみである。従って、クレーン１がそのゾーンで操作を
行っている限り、クレーンが荷重表の他のゾーンに移動
するまで、現在の荷重を比較する必要がある最大つり上
げ能力はたった一つしかない。このことはプロセッサユ
ニット21の計算負荷を大いに減少させる。
【００４３】図示されたプロセッサユニット21は開示さ
れたシステムにおいては好ましいものであるが、もっと
ベーシックなつり上げ装置用には、それほど高性能でな
い制御装置でも充分であることが理解されよう。例え
ば、単一の定格容量を有する単一アームのブームリフト
では、そのような型の過負荷信号をトリガする比較値を
提供するセンサやアナログコンパレータで充分であろ
う。言い換えれば、本発明のひずみセンサは、構造故障
や転倒を防ぐという同一の目的のために多種の設備や制
御装置に利用可能である。
【００４４】同様に、もっと複雑な設備には、もっと高
性能な制御装置が必要とされよう。例えば、ブームの配
向および回転位置、付加ブーム部材の角度精度またはこ
れら部材の長さなどを測定するのが有利であろう。この
ために、これらの特徴を記憶した値が運転中に測定され
た値と比較される。装置に主ブームと上部補助ブームと
が備えられている場合、ひずみセンサは各ピストン上の
荷重をより厳密に計測するために、どちらかまたは両方
のブームのつり上げ位置に取り付けられてもよい。
【００４５】本発明の特定の実施例が記載されている
が、本発明は修正が可能であり、また空気圧つり上げシ
リンダまたは線形アクチュエータを含む他の型のつり上
げ装置と共に使用することも可能である。後者の装置に
おいてひずみセンサは、ピストンに類似のアクチュエー
タの縦方向に可動な荷重部材の中実部分に埋設される。
本出願は、本発明のどのような変形、使用または改正を
も含むように意図され、これらは概して本発明の原理に
従い、本発明に関連する当該技術における知識または通
常法の範囲から生み出されるような、また上記に述べた
本発明の主要特徴に適用してもよいような本発明の開示
を発展させたものを含み、且つ本発明の範囲および請求
項の限度内におさまる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による荷重モーメントインジケータを具
体化したものを組み込んでいる伸縮ブームを備えたクレ
ーンの側面図である。
【図２】ひずみセンサが位置しているピストンロッドの
側面図である。
【図３】90度回転された図２の３ー３セクションに沿っ
た横断面図である。
【図４】図２の４ー４セクションに沿った縦断面図であ
る。
【図５】プロセッサプログラムの機能工程系統図であ
る。
【符号の説明】
１ クレーン ５ トラック本体 ７ ブーム底部材 ９、11 ブーム部材 13 負荷ケーブル 15 積み荷 21 プロセッサユニット 23 角度センサ 27 シリンダ 29 ピストンロッド 30 ボアホール 41 きざみ付き部分

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 負荷ケーブルと、基部と、該基部に回動
    自在に取り付けられたブームと、前記ブームを上げ下げ
    するシリンダおよびピストンロッドを有する油圧シリン
    ダとを有するクレーンにおける、荷重モーメントインジ
    ケータシステムであって、 前記ブームと前記基部との間の角度を指示する第１の信
    号を発生する手段と、 前記ブームの長さを指示する第２の信号を発生する手段
    と、 前記ピストンロッドに埋設されており、前記負荷ケーブ
    ルに接続されている積み荷の重量を指示する第３の信号
    を発生するひずみセンサと、 前記信号を受容すると共に、前記第１および第２の指示
    信号に基づいて最大荷重つり上げ能力を決定する手段
    と、 前記第３の信号に対応する前記積み荷の重量が前記最大
    荷重つり上げ能力の所定のパーセントを越えるかどうか
    を判定する手段とを含む荷重モーメントインジケータシ
    ステム。
  2. 【請求項２】 前記ひずみセンサが前記ピストンロッド
    の中央に埋設されていることを特徴とする請求項１に記
    載の荷重モーメントインジケータシステム。
  3. 【請求項３】 前記信号受容手段が、メモリ内に荷重ゾ
    ーン表を有するプロセッサユニットであり、前記荷重ゾ
    ーン表が個別の最大荷重つり上げ能力と前記ブーム角お
    よび前記ブーム長の特定の組み合わせとを相互に関連さ
    せ、それによって前記プロセッサユニットが、前記荷重
    ゾーン表から前記最大荷重つり上げ能力を読み取ること
    により前記最大荷重つり上げ能力を決定することを特徴
    とする請求項２に記載の荷重モーメントインジケータシ
    ステム。
  4. 【請求項４】 第１の警告光および第１のホーンを更に
    含み、前記第３の信号に対応する前記積み荷の重量が、
    前記最大荷重つり上げ能力の90パーセント以上且つ100
    パーセント未満である場合に、前記第１の光および前記
    第１のホーンが作動することを特徴とする請求項３に記
    載の荷重モーメントインジケータシステム。
  5. 【請求項５】 第２の警告光および第２のホーンを更に
    含み、前記第３の信号に対応する前記積み荷の重量が、
    前記最大荷重つり上げ能力の100 パーセント以上である
    場合に、前記第２の光および前記第２のホーンが作動す
    ることを特徴とする請求項４に記載の荷重モーメントイ
    ンジケータシステム。
  6. 【請求項６】 前記第３の信号に対応する前記積み荷の
    重量が、前記最大荷重つり上げ能力の105 パーセント以
    上である場合に、過負荷を引き起こす操作機能が不能に
    なることを特徴とする請求項５に記載の荷重モーメント
    インジケータシステム。
  7. 【請求項７】 支持手段と、前記支持手段に対して可動
    なつり上げ部材と、前記つり上げ部材を上げ下げするシ
    リンダおよび少なくとも部分的に中実なピストンロッド
    を含む油圧シリンダアッセンブリとを含む荷扱い装置に
    おける、荷重モーメントインジケータシステムであっ
    て、 前記ピストンロッドの中実部分に埋設されて、前記つり
    上げ部材上の積み荷の重量を指示する信号を発生するひ
    ずみセンサと、 前記つり上げ部材の前記最大荷重つり上げ能力の信号を
    表す値を記憶する手段と、 前記信号と前記値とを比較して、前記信号によって指示
    された前記積み荷の重量が、最大荷重つり上げ能力を表
    す前記値の所定のパーセントを越えるかどうかを判定す
    る手段と、 前記所定のパーセントに基づいて出力信号を提供する手
    段であって、前記出力信号が、アラーム信号を提供およ
    び／または最大荷重つり上げ能力の上記のパーセントに
    従って前記つり上げ部材を不能にする手段とを含む。
  8. 【請求項８】 前記ひずみセンサが前記ピストンロッド
    の中央に埋設されていることを特徴とする請求項７に記
    載の荷重モーメントインジケータシステム。
  9. 【請求項９】 前記つり上げ部材が可測角度および可測
    長を有する回動自在に装着されたブームを含み、値を記
    憶する前記手段が、メモリ内に荷重ゾーン表を有するプ
    ロセッサユニットであり、前記荷重ゾーン表が、個別の
    最大荷重つり上げ能力と前記ブーム角および前記ブーム
    長の特定の組み合わせとを相互に関連させ、それによっ
    て前記プロセッサユニットが、前記荷重ゾーン表から前
    記最大荷重つり上げ能力を読み取ることにより前記最大
    荷重つり上げ能力を決定することを特徴とする請求項８
    に記載の荷重モーメントインジケータシステム。
  10. 【請求項１０】 前記ひずみセンサが前記ロッドの横断
    ボアホール内に埋設されており、前記センサは、その縦
    方向中間部分における周囲がきざみ付き外表面で形成さ
    れていると共に、該きざみ付き表面は前記ピストンロッ
    ドを通って第１の縦方向平面と位置合わせされているこ
    とを特徴とする請求項８に記載の荷重モーメントインジ
    ケータシステム。
  11. 【請求項１１】 前記ひずみセンサが、前記ロッドを横
    断して伸長する直径方向のボアホール内に取り付けら
    れ、且つボアホール軸を有し、前記ボアホールは中央ボ
    ア部分および外部拡大カウンタボアを含んでおり、前記
    センサは、前記ボアホール軸に同心である前記中央ボア
    部分内に摩擦取り付けされ、前記中央ボア部分の接触表
    面および前記ひずみセンサは、前記センサが前記中央ボ
    ア部分に摩擦はめ込みされるような寸法に合わせて作ら
    れていることを特徴とする請求項８に記載の荷重モーメ
    ントインジケータシステム。
  12. 【請求項１２】 前記中央ボア部分より小さい直径を有
    するボア部分が、そこから前記カウンタボアに対向する
    方向に伸長し、ひずみ緩和部材が、前記ひずみセンサか
    らリード線をひずみ無しに受容且つ送るために前記小さ
    い方のボア部分に取り付けられていることを特徴とする
    請求項11に記載の荷重モーメントインジケータシステ
    ム。
  13. 【請求項１３】 前記センサの外側に露出された端部上
    に位置合わせ手段を更に含んでおり、前記ロッドが前記
    第１の縦方向平面に垂直な第２の縦方向平面を有し、前
    記位置合わせ手段は、前記センサを前記ボアホール内で
    前記第２の縦方向平面に対して最適な配向に回転させ得
    ることを特徴とする請求項10に記載の荷重モーメントイ
    ンジケータシステム。
  14. 【請求項１４】 支持手段と、前記支持手段に対して可
    動なつり上げ部材と、固定ハウジング、および前記つり
    上げ部材を上げ下げするために前記ハウジング内に取り
    付けられた少なくとも部分的に中実な縦方向に可動な荷
    重部材を含むシリンダアッセンブリとを含む荷扱い装置
    における、荷重モーメントインジケータシステムであっ
    て、 前記荷重部材の中実部分に埋設されて、特定の位置また
    はゾーンに位置する際の前記つり上げ部材上の積み荷の
    重量を指示する信号を発生するひずみセンサと、 前記つり上げ部材のそのような位置またはゾーンに位置
    する際の前記最大荷重つり上げ能力を表す値を記憶する
    手段と、 前記信号と前記値とを比較して、前記信号によって指示
    された前記積み荷の重量が、最大荷重つり上げ能力を表
    す前記値の所定のパーセントを越えるかどうかを判定す
    る手段と、 前記所定のパーセントに基づいて出力信号を提供する手
    段であって、前記出力信号がアラーム信号の提供および
    ／または前記つり上げ部材および／または前記荷重部材
    の操作機能を最大荷重つり上げ能力の上記のパーセント
    に従って不能にする該手段とを含む荷重モーメントイン
    ジケータシステム。
  15. 【請求項１５】 前記つり上げ部材が可測角度および可
    測長を有する回動可能に装着された回転可能なブームア
    ッセンブリを含んでおり、前記値を記憶する手段が、メ
    モリ内に荷重ゾーン表を有するプロセッサユニットであ
    り、前記荷重ゾーン表が、個別の最大荷重つり上げ能力
    と前記ブーム角および前記ブーム長並びに前記つり上げ
    部材の相対位置の各々または特定の組み合わせとを相互
    に関連させ、それによって前記プロセッサユニットが、
    前記荷重ゾーン表から前記最大荷重つり上げ能力を読み
    取ることにより前記最大荷重つり上げ能力を決定するこ
    とを特徴とする請求項14に記載の荷重モーメントインジ
    ケータシステム。
  16. 【請求項１６】 前記ブームアッセンブリが主ブームお
    よび補助ブームを含み、ピストン−シリンダアッセンブ
    リの形状の縦方向に可動な荷重部材が各ブームに操作可
    能なように接続されており、ひずみセンサが前記ピスト
    ン−シリンダアッセンブリのどちらかまたは両方のピス
    トン内に埋設されていることを特徴とする請求項15に記
    載の荷重モーメントインジケータシステム。
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