JPS58100095A - クレ−ンの安全装置 - 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】 本発明はクレーンの安全装置に関する。

一般に、クレーンの安全装置は座屈、転倒等を防止する
ためにクレーンの作業状態に対応して定格荷重曲線をデ
ジタルまたはアナログ記憶装ｊｔＫ記憶しておき、実際
の吊荷重と前記定格荷重曲線により決定される定格吊荷
重とな比較することによりクレーンの安全を判断するよ
うにしてし・る。

しかしながら、クレーンの作業状態は極めて自由度が多
く、おおむね、ブームの起伏および伸縮。

上部旋回体の旅回角、アウ）　ＩＪガの彊出し長さ。

シングルトップおよびジブの装着状帖（格納、張り出し
）、主巻および補巻作業等の自由度な持っている。

このように多くの自由度をもつ寛格荷１時性をそのまま
配憶しようとすると、極めて膨大な配憶装置が必要とな
り、安全装置が非常に高価となってしまう。

そこで、従来の安全装置はメモリ容量を減するために精
度の低下を覚悟で次のような内容の近似を何なっている
。

ｆｉｌ　　ブームの起伏および伸縮に対する定格荷重曲
線を折れ線近似にする。

（２１上部旋回体の旋回角の自由度を減少させるために
全周旋回の中で最も定格荷重の小さい方向の＃電値を全
周における定格値とする６例えば９０°における値を定
格とする。

（３）　　アウトリガの張り出し長さのセントもメモリ
の量を少（するために、最小、（中間）、最大程度の２
または３の自由度に留める。

（４）　　シングルトップ、ジブの装着状態により一定
荷重を定格荷重曲線から減じる。

ト記した（１）〜（４）の内容は記憶容量を減らすため
に１ヒむな（行なっており、したがって作業条件に応じ
た正確な定格値を知ることはできず、精度の良い安全装
置は望めない。特に上記（４）の場合には記憶する曲線
は少くなるが、転倒に対するシングルトップ、ジブの重
音がモーメントとして影響するために、はなはだ正確さ
を欠くものである。また精度の悪い装置で安全性を保持
ｊるためには。

記憶する条件、内容をかなりの余裕をもって設定してお
り、従って警報が必要以上に発生されオー之レータにと
って非常に耳ざわりであり、また、自動停止を行う場合
には、停止時間分だけ作業時間が長くなる等の多くの間
趙が発生していた。

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので。

クレーンの作業状態に応じた最適な定格荷重を簡単な構
成により得るようにしたクレーンの安全装置を提供する
ことを目的とする。

この目的を達成するため９本発−はブームの起伏角、旋
回角、ブームの長さ、実荷重、アウトリガ張出長さを夫
々検出する検出器を供え、上部旋回体荷重、下部機構重
心、及び上部旋回体の旋回中心から上部旋回体重心、下
部機構重心、ブームの起伏フートピンまでの水平距離を
記憶し、これらの記憶値と前記各検出値とにより任意の
ブーム起伏角、旋回角及びブーム長さにより転倒定格荷
重を算出し、またブームの起伏角とブームの長さに応じ
て設定される座屈定格荷重を予め記憶させ。

前記検出器によって得られたブームの起伏角とブームの
長さのそれぞれの検出値に対応する座屈定格荷重を絖み
出し、この座屈定格荷重と前記転倒定格荷重とを比較し
て、その荷重のうちいずれか小さい方の荷重と、前記検
出器で検出した実荷重とを比較して実荷重が安全定格荷
重を超えたことを検出−ｆるよう圧したクレーンの安全
装置を構成１−だものである。

以下本発明に係わるクレーンの安全装置の一実施例を添
付図面とともに説明する。

＠１図はクレーンの生賛構成を示す正面図で。

クレーンの下部機構である車体２には機構（例えば４本
）のアウトリガ２ａ〜２ｄが配設されており。

クレーン作業を行なう場合に伸長させて、接地させ、東
体２を浮上支持するようにしている。

Ｅ部旋回＄４−３は車体２に対して旋回自在に支承され
ており、この上部旋回体３にはブーム４がフートピン５
（第２図）を介して起伏自在に軸支されズいる。

油圧シリンダ６は上部旋回体３とブーム４との間に取付
けられており、ブーム４を起伏制御するようになってい
る。傾斜計１０はプーム４０所定位置に配設されており
、当該ブーム４の起伏角θを検出して、この起伏角θに
対応する傾斜角信号ｅυを出力する。

ブーム長さ検出器１１はブーム４の動電位置に配設され
ており、当該ブーム４の長さを検出してズ・ｊ応するブ
ーム長さ信号ｅＬを出力する　旋回角検出器１２は上部
旋回体３の略旋回中心線０近傍所定位置に配設されてお
り、第２図に示す車体２の前。

後方向２ｆ、２ｒに対する旋回角αを検出して対応する
旋回角度信号ｅ、を出力する。

またアウトリガ長さ設定器１３はクレーン１の旋回中心
線０から側方転倒支点までの距１１ｊなわち。

旋回体中心線０から前後部アウトリガ２ｂ、２ｃの接地
点を結ぶ線分までの水平距離Ｌｒを設定するためのもの
で、対応するアラ）　ＩＪガ長さ信号ｅｒを出力する。

荷重計１４は出荷ワイヤ８の張力を検出することにより
吊荷９の実荷重Ｗを検出し、対応する吊竹重信号ｅｗを
出力する。なお、ブーム４の長さしか一定の場合にはブ
ーム長さ検出器１１に代えてブーム長さ設定器（図示せ
ず）を使用してもよく、また、アウトリガ長さ設定器１
３に代えてアウトリガ長さ検出器（図示せず）を使用し
ても良い。

また、上部旋回体３の重電をＷ、（重心Ｇ１）、車体２
０重重をＷＳ（重心Ｇ、）、ブーム４０重量をＷ、（重
心ＧＳ）とし、上部旋回体３の中心線０から当該上部旋
回体３の重心Ｇ１．ブーム４の重心Ｇ１．起伏フートピ
ン５までの水平距離を夫々Ｌ１゜Ｌ、、　　Ｌ、とする
。さらに、ブーム４の伸縮に伴なうフートピン５からブ
ーム重心Ｇ、までの距離をり。

と−「る。

ここで、第２図に示すようにブーム４が起伏角θ、旋−
１角αの側方吊り状態に□ある場合の転倒定格荷電Ｗｏ
は次式で求めることが出来る。

ここで、値１．２７は安全率である。

また２作業半径Ｒはブーム−ｋｋＬ、起伏角θ及び距離
り、（第２図）により次式で表わされろ。

Ｒ＝Ｌｅｏｓθ−一　　　　　　　　　　　・・・（２
）さらに、ブーム４の先端から車体２の中ｌＬ線０まで
の水平距離ｔｉ　（第２図）は次式で表わされる。

Ｌｌ　＝　（Ｌｃｏａ　ＩＪ−Ｌ４　）　ｓｉｎα　　
　　　　・（３１従って、　（１）、　（２）、　（３
１式から側方転倒に対する定格荷重値Ｗ。は次式で表わ
される。

・・・（４） この式（４）はブーム４の任意の起伏角θ、旋回角α及
びブーム長さしに対するクレーン１の側方転９１ｊ定格
荷重Ｗ。の演算式である。

また、（４）式において、距離Ｌｒの代りに旋回中、１
・＃ｊＯから前方転倒支点までの距離、ｊなわち、旋回
中心線０から前部アウトリガ２ｍ、２ｂの接地点を結ぶ
線分までの水平距離Ｌ’ｒを、　　ｓｉｎαの代りにｃ
ｏｗαを夫々代入することにより、ブーム４の任意の起
伏角θ、旋回角α及びブーム長しに対するクレ一ンｌの
前方転倒定格荷重Ｗ′ｏを演算することかできる。この
前方転倒定格荷重Ｗ′ｏを求める演算式は９次式で表わ
される。

・・・（５） また、上式（５）の距ＭＬ’ｒに代えて旋回中心ＳＯか
ら佐方１ｋｉ　ａ１１支点までの距離ＬＲｒを代入する
ことによりクレーン１の後方転倒定格荷重ＷＩｏを算出
することも出来る。

次に、ブーム４等の破壊に対する座屈定格荷重Ｗｒは、
前もって、クレーン】の機械的強度計算により算出され
、その値は第３図に示すようにブーム長さＬ　ｈ）とブ
ーム４の起伏角θとをパラメータとして１例えばＬ　＝
　８　ｍ　、　　θ−５”の時Ｗｒ　−１０のように与
えられている。

次に、上述した各検出信号ｅｏ、儂ζ・’、　ｅｒ、　
ｅｖ＜　（１）式で求ぬる転倒定格荷重Ｗ。、および予
じめ記憶さｉ＞た座屈定格荷１１ｊＷｒ等の６値を用い
て警報を発生させる安全装置３０の一実施例を第４図の
ブロック図で説明する。

第４図で、傾斜針１０．　　ブーム長さ検出器１１゜旋
回角検出器１２．アウトリガ長さ設定器１３．荷重計１
４により検出される各検出信号＠ｚ、　ｅＬ、　ｅｘ。

っｒ、Ｃｗは、入出力回路１７の選択信号Ｄａにもとす
ぎ選択されて、　　Ａ／Ｉ）変換器１６に加えられ、こ
のＡ／Ｄ変換器１６に加えられた剖記各検出信号は対応
するデジタル信号に変換された後入出力回路１７を介し
て、中央演算処理装置１８に加えられる。

また前記各型ｉＷ、　〜Ｗ、及び長さＬｌ、　Ｌ、、　
Ｌｒ　。

Ｌ４は一定値であり、これらの６値は定数として安全装
置３０の記憶装置１９に記憶され（いろ。さらに、第３
図で示した任意のブーム長さしとブームの起伏角θとで
予じめ設定された座屈定格荷重Ｗｒは、記憶装置２０に
記憶されている。

ここで安全装置３０の中央演算処理装［１８は第５図に
示す処理手順のフローチャトに従って、駆動回路２１に
異常信号６ｃを加える。

即ち、第５図において、中央演算処理装ｆｉｔ１８は。

ステップ１００で入出力回路１７を介して、ブーム傾斜
信号の一、ブーム長さ信号ｅＬ、Ｌｌ角信号・、。

アウトリガ長さ信号６ｒ、吊荷重信号ｅｖを入力する。

次にステップ１１０で、前記信号・−ｔ　ｅＬｔ・−２
ｅｒと記憶装置１９内に予じめ記憶されている前記６値
Ｗ　、＋　Ｗ　＠　、　Ｗｌ　ｅ　Ｌ　Ｉ　Ｐ　Ｌ　ｑ
　、　Ｌｒ　、　Ｌ　４　ｍを用いて、前記（４）式に
もとすく演算を行ない転倒定格荷重Ｗ。を算出する。次
にステップ１２０でブーム傾斜信号ｅ−とブーム長さ信
号ｅｌ、の６値に対応して、予じめ設定された座屈定格
荷重Ｗｒを記憶装置２０より読みだ−ｆｏステップ１３
０では、ステップ１１０で算出した転倒定格荷重Ｗ。と
ステップ１２０で読み出しだ座屈定格荷重Ｗｒとを比較
し、その荷重値の小さい方を選択する。ステップ１４０
では、ステップ１３０で選択した荷重値と吊荷重信号ｅ
ｙとを比較し、吊荷重信号ｅｙがステップ１３０で選択
した荷重値よりも大きい場合にはＹＥＳの判断を下し、
警報回路２２を駆動−（る駆動回路２１１ｃ入出力回路
１７を介して真水信号ｅｃを出力する。また、吊荷重信
号ｅｗがステップ１３０で選択した荷重値よりも小さい
場合には、　ＮＯの判断を下して、前記ステップ１００
以下の処理手順を再び実行する。

なお、駆動回路２１は異常信号・。が入力される間、制
御信号Ｓを警報回路２２に出力する。警報回路２２は、
制御信号Ｓが入力されている間に、　＊＠クランプの警
報装置を作動させる。油圧制御回路２３は制御信号Ｓが
入力されている間油圧回路のｔ磁弁（図示せず）を制御
してクレーン作業を停止させ、クレーンの転倒を防止す
る。

なお、第１図で、旋回中心線０からブーム４の重心Ｇ、
までの水平距離Ｌｌ　（−り、　ｃｏｇθ−Ｌｌ）はブ
ーム長さＬに伴って変化するが、テレスコピンクブーム
の場合にはＬ’、＝　Ｃ１ｘ　Ｌ　十Ｃ，（Ｃ，、Ｃ。

は定数）で近似されることが周知であり、かがる場合に
は夫々定数Ｃ，，Ｃ，を記憶装置１９内に記憶させれば
良い。

以上説明したように１本発明によれば任意のブーム角、
ブーム長、起伏角、旋回角及びアラ）　ＩＪガ張出量（
アウトリガ長さ）のパラメータを用いて、転倒定格荷重
を算出するとともに、この転倒定格荷重と任意のブーム
艮、ブーム角と罠より予じめ設定した座屈定格荷重とを
比較して、その値の小さい方を安全定格荷重としたため
、最小限のパラメータを用いて、しかも任意の旋回角に
おけるクレーンの作業状態に応じた最適の定格荷重を由
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーンの主要構成を示す正面図、第２図は第
１図に示イークレーンの動作説明図、第３凶は任意のブ
ーム長さとブーム起伏角とにより予じめ設定された座屈
荷重Ｑ）−例を示すメモリーマノブー、４４図は本発明
に係わるクレーンの安全値−°の一実施例を示すブロッ
ク図、第５図は第４図に不したクレーンの安全ｉｔｔに
おける中央演算処理装置の処理手順を示すフローチシー
トである。 ｌ・・・クレ一ン、２・・・車体、　　２ｍ　、　２ｂ
　、　）２ｅ　、　２ｄ・・・アウトリガ、３・・・上
部旋回体、４・・・ブーム、９・・・ｆｆｉ葡、　　１
０・・・傾斜ｇｉ、ｔｔ−・・ブーム長さ検出器、１２
・・旋回角検出器、　　１３・・・アウトリガ長さ設定
器。 目・・・何ｔｇｔ、　　＋５・・・選択回路、】６・・
・Ａ／Ｄ変換器。 １７・・・入出力回路、１８・・・中央演算処理装置、
　　１９゜２０・・・記憶装置、　　２１・・・駆動回
路、２２・・・警報回路。 ２３・・・油圧制御回路。 第４図 １９　　　−２０ 第５図 ｅｅ　＋　　ｅＬ　＋　ｅＣｉ＋ ｅｒ　、　ｅｗ　％Ａ７７ 、ＪＩＯ （ｅｅ　＋　ｅＬｌ　ｅ　ｄ　１　ｅ　ｒΣ用しく） ｗｏｙ’ｉｚ １２０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 実荷重が定格荷重を超えたときに警報を発する移動式ク
   レーンの安全装置において、ブームの起伏角、旋回角、
   ブームの長さ、実荷重、アウトリガ侵出長さを夫々検出
   する検出器を具え、上部旋回体重量、下部機構重量及び
   上部旋回体の旋回中心線から上部旋回体重心、下部機構
   重心、ブームｆ）起伏７−　）　ヒ：／　４での水平距
   離及びブーム重心までの距離を記憶し、これらの記憶値
   と前記各検出器の検出値とにより任意のブーム起伏角、
   旋回角及びブーム長さによる転倒定格荷重を算出し。 またブームの起伏角とブームの長さに応じて設定される
   座屈定格荷重を予め記憶させ、前記検出器によって得ら
   れたブームの起伏角とブームの長さのそれぞれの検出値
   に対応する前記座屈定格荷重を絖み出し、この座屈定格
   荷重と前記転倒定格荷重とを比較して、その荷重のうち
   いずれか小さい方の荷重と、前記検出器で検出された実
   荷重とを比較して、実荷重が安全定格荷重を超えたこと
   を検出するようにしたことを特徴とするクレーンの安全
   装置。