JPH0367954B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0367954B2 JPH0367954B2 JP58080168A JP8016883A JPH0367954B2 JP H0367954 B2 JPH0367954 B2 JP H0367954B2 JP 58080168 A JP58080168 A JP 58080168A JP 8016883 A JP8016883 A JP 8016883A JP H0367954 B2 JPH0367954 B2 JP H0367954B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axle
- hanging load
- force
- jib
- top sheave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はクレーンの吊荷重を検出する装置に
関するものである。
関するものである。
第１図は従来の吊荷重検出装置を有するクレー
ンを示す図である。図において１は下部走行体、
２は下部走行体１に旋回可能に取付けられた上部
旋回体、３はフートピン４により上部旋回体２に
俯仰可能に取付けられたジブ、５は俯仰ロープ、
６は俯仰ドラム、７はジブ３の先端に配置された
トツプシーブ、８はトツプシーブ７のアクスル、
９はガイドシーブ、１０はトツプシーブ７、ガイ
ドシーブ９に掛けられた巻取ロープ、１１は巻取
ドラム、１２は巻取ロープ１０により吊られたフ
ツク、１３はフツク１２に吊下げられた荷、１４
は三点ローラ式の吊荷重検出装置である。
ンを示す図である。図において１は下部走行体、
２は下部走行体１に旋回可能に取付けられた上部
旋回体、３はフートピン４により上部旋回体２に
俯仰可能に取付けられたジブ、５は俯仰ロープ、
６は俯仰ドラム、７はジブ３の先端に配置された
トツプシーブ、８はトツプシーブ７のアクスル、
９はガイドシーブ、１０はトツプシーブ７、ガイ
ドシーブ９に掛けられた巻取ロープ、１１は巻取
ドラム、１２は巻取ロープ１０により吊られたフ
ツク、１３はフツク１２に吊下げられた荷、１４
は三点ローラ式の吊荷重検出装置である。
第２図は吊荷重検出装置１４の概略を示す図で
ある。図において１５〜１７はシーブ、１８はシ
ーブ１６に作用する力を検出するロードセルであ
り、巻取ロープ１０がシーブ１５〜１７に掛けら
れている。
ある。図において１５〜１７はシーブ、１８はシ
ーブ１６に作用する力を検出するロードセルであ
り、巻取ロープ１０がシーブ１５〜１７に掛けら
れている。
この吊荷重検出装置１４においては、クレーン
の操作により吊荷重が作用すると、巻取ロープ１
０に張力Ｔが発生し、シーブ１６を第２図紙面上
方に押上げる力が作用する。この力をロードセル
１８によつて検出し、その検出値から張力Ｔを演
算し、その張力にロープ掛数を乗じて吊荷重を求
める。しかし、検出精度を向上させるためには、
シーブ１６の中心線と巻取ロープ１０とがなす角
θをなるべく小さくする必要があるが、反面角θ
が小さすぎると、巻取ロープ１０が急用度で３回
曲げられることになるから、巻取ロープ１０の損
傷が激しい。また、巻取ロープ１０とシーブ１５
〜１７との間に摩擦力が作用するから、吊荷重
（張力Ｔ）を正確に検出することができない。さ
らに、吊荷重検出装置１４はジブ３の背部に配置
されているので、外観を損うとともに、建走現場
での作業等を考えると、落下物による損傷の可能
性がある。
の操作により吊荷重が作用すると、巻取ロープ１
０に張力Ｔが発生し、シーブ１６を第２図紙面上
方に押上げる力が作用する。この力をロードセル
１８によつて検出し、その検出値から張力Ｔを演
算し、その張力にロープ掛数を乗じて吊荷重を求
める。しかし、検出精度を向上させるためには、
シーブ１６の中心線と巻取ロープ１０とがなす角
θをなるべく小さくする必要があるが、反面角θ
が小さすぎると、巻取ロープ１０が急用度で３回
曲げられることになるから、巻取ロープ１０の損
傷が激しい。また、巻取ロープ１０とシーブ１５
〜１７との間に摩擦力が作用するから、吊荷重
（張力Ｔ）を正確に検出することができない。さ
らに、吊荷重検出装置１４はジブ３の背部に配置
されているので、外観を損うとともに、建走現場
での作業等を考えると、落下物による損傷の可能
性がある。
第３図は従来の他の吊荷重検出装置を有するク
レーンを示す図である。図において１９は俯仰ロ
ープ５の張力を検出するロードセル、２０はジブ
３の傾斜角を検出する傾斜計である。
レーンを示す図である。図において１９は俯仰ロ
ープ５の張力を検出するロードセル、２０はジブ
３の傾斜角を検出する傾斜計である。
この吊荷重検出装置においては、フートピン４
回りのモーメントのつり合いから吊荷重を求めて
いる。すなわち、ジブ３の傾斜角からフートピン
４から吊荷重の作用線（鉛直線）までの第１の長
さを求め、フートピン４から俯仰ロープ５の張力
の作用線までの第２の長さを求め、つぎに俯仰ロ
ープ５の張力と第２の長さとの積からジブ３のフ
ートピン４回りのモーメントを減算し、その値を
第１の長さで除して吊荷重を求める。しかし、俯
仰ロープ５の張力の作用線の着力点はジブ３の先
端部にあり、俯仰ロープ５は懸垂線という曲線を
なしているので、その曲線の上記先端部での接線
ａを求めなければ、第２の長さを正確に求めるこ
とができないが、これを実測ないしは演算するこ
とは困難であるから、実際には俯仰ロープ５が二
点鎖線で示すように直線をなしているものとして
第２の長さを求めている。このため、吊荷重の検
出精度が低い。また、第１の長さ、ジブ３のフー
トピン４回りのモーメントを求めるためには、傾
斜計２０を設ける必要がある。さらに、ジブ３の
上記モーメントはジブ３の傾斜角によつて変動す
るため、クレーンの本来の定格荷重のみならず、
ジブ３の上記モーメントの最大値をも考慮して、
ロードセル１９の容量を定める必要があるから、
ロードセル１９の容量を大きくしなければなら
ず、この結果俯仰ロープ５の張力の検出誤差が大
きくなる。また、吊荷重を直接検出しているので
はなく、フートピン４回りのモーメントのつり合
いから吊荷重を求めているので、複雑な演算をし
なければならないから、検出精度が低い。
回りのモーメントのつり合いから吊荷重を求めて
いる。すなわち、ジブ３の傾斜角からフートピン
４から吊荷重の作用線（鉛直線）までの第１の長
さを求め、フートピン４から俯仰ロープ５の張力
の作用線までの第２の長さを求め、つぎに俯仰ロ
ープ５の張力と第２の長さとの積からジブ３のフ
ートピン４回りのモーメントを減算し、その値を
第１の長さで除して吊荷重を求める。しかし、俯
仰ロープ５の張力の作用線の着力点はジブ３の先
端部にあり、俯仰ロープ５は懸垂線という曲線を
なしているので、その曲線の上記先端部での接線
ａを求めなければ、第２の長さを正確に求めるこ
とができないが、これを実測ないしは演算するこ
とは困難であるから、実際には俯仰ロープ５が二
点鎖線で示すように直線をなしているものとして
第２の長さを求めている。このため、吊荷重の検
出精度が低い。また、第１の長さ、ジブ３のフー
トピン４回りのモーメントを求めるためには、傾
斜計２０を設ける必要がある。さらに、ジブ３の
上記モーメントはジブ３の傾斜角によつて変動す
るため、クレーンの本来の定格荷重のみならず、
ジブ３の上記モーメントの最大値をも考慮して、
ロードセル１９の容量を定める必要があるから、
ロードセル１９の容量を大きくしなければなら
ず、この結果俯仰ロープ５の張力の検出誤差が大
きくなる。また、吊荷重を直接検出しているので
はなく、フートピン４回りのモーメントのつり合
いから吊荷重を求めているので、複雑な演算をし
なければならないから、検出精度が低い。
この発明は上述の問題点を解決するためになさ
れたもので、吊荷重を正確に検出することがで
き、巻取ロープが損傷することがなく、クレーン
の外観を損うことがなく、傾斜計を設ける必要が
なく、かつ簡単な演算で吊荷重を求めることがで
きるクレーンの吊荷重検出装置を提供することを
目的とする。
れたもので、吊荷重を正確に検出することがで
き、巻取ロープが損傷することがなく、クレーン
の外観を損うことがなく、傾斜計を設ける必要が
なく、かつ簡単な演算で吊荷重を求めることがで
きるクレーンの吊荷重検出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、この発明においては
フートピンを中心に俯仰可能なジブと、そのジブ
の先端に配置されたトツプシーブとを有するクレ
ーンの吊荷重Ｗを検出する装置において、上記ト
ツプシーブのアクスルを上記ジブに回転不能に取
付け、そのアクスルに作用する力を上記ジブに固
定された直角な第１、第２の軸方向に分解して検
出する力検出手段を設け、その力検出手段の上記
第１、第２の軸方向の検出値をFx，Fy、上記ト
ツプシーブのロープ掛数をＮ、巻取ロープの本数
をｍ、巻取ドラムの方向に引張られる巻取ロープ
の張力の方向と上記第１の軸方向とのなす角すな
わち巻付き角をα、Ａ＝Fxcosα−Fysinα、Ｂ＝
Fx 2＋Fy 2としたとき、次式 から上記吊荷重Ｗを演算する演算手段を設ける。
フートピンを中心に俯仰可能なジブと、そのジブ
の先端に配置されたトツプシーブとを有するクレ
ーンの吊荷重Ｗを検出する装置において、上記ト
ツプシーブのアクスルを上記ジブに回転不能に取
付け、そのアクスルに作用する力を上記ジブに固
定された直角な第１、第２の軸方向に分解して検
出する力検出手段を設け、その力検出手段の上記
第１、第２の軸方向の検出値をFx，Fy、上記ト
ツプシーブのロープ掛数をＮ、巻取ロープの本数
をｍ、巻取ドラムの方向に引張られる巻取ロープ
の張力の方向と上記第１の軸方向とのなす角すな
わち巻付き角をα、Ａ＝Fxcosα−Fysinα、Ｂ＝
Fx 2＋Fy 2としたとき、次式 から上記吊荷重Ｗを演算する演算手段を設ける。
第４図はこの発明に係る吊荷重検出装置を有す
るクレーンの一部を示す図、第５図は第４図のＡ
−Ａ断面図、第６図は第５図のＢ−Ｂ断面図であ
る。図において２１ａはアクスル８の端部に固定
された突出片、２１ｂは突出片２１ａをジブ３に
固定するノツクピンで、突出片２１ａ、ノツクピ
ン２１ｂにより、アクスル８はジブ３に対して回
転不能となつている。２２，２３はアクスル８の
ジブ３に支えられた部分とトツプシーブ７が取付
けられた部分との間に設けられた溝、２４ax，２
４ay，２５ax，２５ayは溝２３の底部に貼られた
アクテイブ歪ゲージ、２４dx，２４dy，２５dx，
２５dyは溝２３の側部に貼られた温度補償のため
のダミー歪ゲージで、歪ゲージ２４ax，２４dx，
２５ax，２５dxはアクスル８の軸心とフートピン
４の軸心とを結ぶ軸すなわちｘ軸上に設けられて
おり、歪ゲージ２４ay，２４dy，２５ay，２５dy
はｘ軸と直角な軸すなわちｙ軸上に設けられてい
る。そして、アクテイブ歪ゲージ２４ax，２４a
ｙ，２５ax，２５ayはアクスル８の第６図の紙面に
直角な方向の歪を検出する向きに貼付けてある。
なお、溝２２にも同様に歪ゲージが貼付けてあ
る。２６はアクスル８の中心部に設けられた穴、
２７，２８は溝２２，２３に開口し、穴２６と連
通した穴、２９は歪ゲージのコードで、コード２
９は穴２６〜２８を通つてアクスル８の外部に引
出されている。そして、歪ゲージ２４ax〜２５d
ｘ、歪ゲージ２４ay〜２５dyはそれぞれ第７図に示
すように結線されている。なお、溝２２に貼付け
られた歪ゲージも同様に結線されている。
るクレーンの一部を示す図、第５図は第４図のＡ
−Ａ断面図、第６図は第５図のＢ−Ｂ断面図であ
る。図において２１ａはアクスル８の端部に固定
された突出片、２１ｂは突出片２１ａをジブ３に
固定するノツクピンで、突出片２１ａ、ノツクピ
ン２１ｂにより、アクスル８はジブ３に対して回
転不能となつている。２２，２３はアクスル８の
ジブ３に支えられた部分とトツプシーブ７が取付
けられた部分との間に設けられた溝、２４ax，２
４ay，２５ax，２５ayは溝２３の底部に貼られた
アクテイブ歪ゲージ、２４dx，２４dy，２５dx，
２５dyは溝２３の側部に貼られた温度補償のため
のダミー歪ゲージで、歪ゲージ２４ax，２４dx，
２５ax，２５dxはアクスル８の軸心とフートピン
４の軸心とを結ぶ軸すなわちｘ軸上に設けられて
おり、歪ゲージ２４ay，２４dy，２５ay，２５dy
はｘ軸と直角な軸すなわちｙ軸上に設けられてい
る。そして、アクテイブ歪ゲージ２４ax，２４a
ｙ，２５ax，２５ayはアクスル８の第６図の紙面に
直角な方向の歪を検出する向きに貼付けてある。
なお、溝２２にも同様に歪ゲージが貼付けてあ
る。２６はアクスル８の中心部に設けられた穴、
２７，２８は溝２２，２３に開口し、穴２６と連
通した穴、２９は歪ゲージのコードで、コード２
９は穴２６〜２８を通つてアクスル８の外部に引
出されている。そして、歪ゲージ２４ax〜２５d
ｘ、歪ゲージ２４ay〜２５dyはそれぞれ第７図に示
すように結線されている。なお、溝２２に貼付け
られた歪ゲージも同様に結線されている。
この吊荷重検出装置においては、第８図に示す
ように、アクスル８にｘ軸方向の力Fxpが作用し
たときには、歪ゲージ２４axが伸び、歪ゲージ２
５axが縮み、また歪ゲージ２４dx，２５dxは変形
しない。このとき、歪ゲージのひずみ感度（一
定）をＫ、アクスル８のたて弾性係数をＥ、溝22
部の断面二次モーメントをＩ、溝22部の直径を
ｄ、アクスル８に対するジブ３からの反力R1，
R2の作用点間の長さをl1、反力R2の作用点と力
Fxpの作用点との間の長さをl2、反力R1，R2の作
用点と溝２３，２３の中心との間の長さをl3とす
ると、歪ゲージ２４ax〜２５dxで構成されたブリ
ツジの出力epx1は次式で表わされる。
ように、アクスル８にｘ軸方向の力Fxpが作用し
たときには、歪ゲージ２４axが伸び、歪ゲージ２
５axが縮み、また歪ゲージ２４dx，２５dxは変形
しない。このとき、歪ゲージのひずみ感度（一
定）をＫ、アクスル８のたて弾性係数をＥ、溝22
部の断面二次モーメントをＩ、溝22部の直径を
ｄ、アクスル８に対するジブ３からの反力R1，
R2の作用点間の長さをl1、反力R2の作用点と力
Fxpの作用点との間の長さをl2、反力R1，R2の作
用点と溝２３，２３の中心との間の長さをl3とす
ると、歪ゲージ２４ax〜２５dxで構成されたブリ
ツジの出力epx1は次式で表わされる。
epx1＝Kdl2l3／EIl1Fxpei (1)
また、溝22のｘ軸方向に関するブリツジの出力
epx2は次式で表わされる。
epx2は次式で表わされる。
epx2＝Kd（l1−l2）l3／EIl1Fxpei (2)
そして、出力epx1と出力epx2との和epxは次式の
ようになる。
ようになる。
epx＝Kdl3／EIFxpei (3)
このように、力Fpxの作用点の位置にもかかわ
らず、和epxは力Fxpに応じた値になる。一方、ｙ
軸方向の歪ゲージ２４ay，２５ayは変形しないの
で、歪ゲージ２４ay〜２５dyで構成されるブリツ
ジの出力は生じない。また、溝２２のｙ軸方向に
関するブリツジの出力も生じない。したがつて、
ｙ軸方向に関する２つのブリツジの出力の和epy
は零である。そして、アクスル８にｘ軸方向の力
Fypが作用したときには、和epyが力Fypに応じた値
になり、和epxは零である。さらに、ｘ軸方向、
ｙ軸方向の中間の方向に力Ｆが作用したときに
は、和epx，epyはそれぞれ力Ｆのｘ軸方向成分Fx、
ｙ軸方向成分Fyに応じた値になる。したがつて、
和epx，epyから力Ｆの成分Fx，Fyを別々に求める
ことができる。
らず、和epxは力Fxpに応じた値になる。一方、ｙ
軸方向の歪ゲージ２４ay，２５ayは変形しないの
で、歪ゲージ２４ay〜２５dyで構成されるブリツ
ジの出力は生じない。また、溝２２のｙ軸方向に
関するブリツジの出力も生じない。したがつて、
ｙ軸方向に関する２つのブリツジの出力の和epy
は零である。そして、アクスル８にｘ軸方向の力
Fypが作用したときには、和epyが力Fypに応じた値
になり、和epxは零である。さらに、ｘ軸方向、
ｙ軸方向の中間の方向に力Ｆが作用したときに
は、和epx，epyはそれぞれ力Ｆのｘ軸方向成分Fx、
ｙ軸方向成分Fyに応じた値になる。したがつて、
和epx，epyから力Ｆの成分Fx，Fyを別々に求める
ことができる。
第９図はアクスル８に作用する力の説明図であ
る。図に示すように、巻取ロープ１０の張力を
Ｔ、フツク１２側のシーブのロープ掛数をＮとす
ると、フツク１２をも含めた吊荷重Ｗは次式で表
わされる。
る。図に示すように、巻取ロープ１０の張力を
Ｔ、フツク１２側のシーブのロープ掛数をＮとす
ると、フツク１２をも含めた吊荷重Ｗは次式で表
わされる。
Ｗ＝TN (4)
一方、トツプシーブ７に作用する張力Ｔとして
は、ガイドシーブ９を経て巻取ドラム１１の方向
に引張られる巻取ロープ１０ａの張力Ｔと、トツ
プシーブ７とフツク１２側のシーブとに掛けられ
た巻取ロープ１０ｂの張力Ｔとがあり、巻取ロー
プ１０ａの張力Ｔはｘ軸方向と一定の角（巻付き
角）αをなしており、また巻取ロープ１０ｂの本
数をｍとすると、全巻取ロープ１０ｂの張力Ｔに
よりトツプシーブ７に作用する力はmTとなる。
なお、ロープ掛数Ｎが奇数のときにはｍ＝Ｎであ
り、ロープ掛数Ｎが偶数のときにはｍ＝Ｎ−１で
ある。そして、力mTの作用線はアクスル８の中
心を通る鉛直線Ｖとトツプシーブ７、フツク１２
側のシーブの紙面右側の共通接線との中間に位置
し、巻取ロープ１０ａ，１０ｂの張力Ｔによりア
クスル８（トツプシーブ７）に作用する力Ｆの作
用線は、平衡状態では図示のようにアクスル８の
中心を通る。また、ｘ軸と力mTの作用線とがな
す角をβとすると、力Ｆのｘ軸、ｙ軸方向成分
Fx，Fyはそれぞれ次式のようになる。
は、ガイドシーブ９を経て巻取ドラム１１の方向
に引張られる巻取ロープ１０ａの張力Ｔと、トツ
プシーブ７とフツク１２側のシーブとに掛けられ
た巻取ロープ１０ｂの張力Ｔとがあり、巻取ロー
プ１０ａの張力Ｔはｘ軸方向と一定の角（巻付き
角）αをなしており、また巻取ロープ１０ｂの本
数をｍとすると、全巻取ロープ１０ｂの張力Ｔに
よりトツプシーブ７に作用する力はmTとなる。
なお、ロープ掛数Ｎが奇数のときにはｍ＝Ｎであ
り、ロープ掛数Ｎが偶数のときにはｍ＝Ｎ−１で
ある。そして、力mTの作用線はアクスル８の中
心を通る鉛直線Ｖとトツプシーブ７、フツク１２
側のシーブの紙面右側の共通接線との中間に位置
し、巻取ロープ１０ａ，１０ｂの張力Ｔによりア
クスル８（トツプシーブ７）に作用する力Ｆの作
用線は、平衡状態では図示のようにアクスル８の
中心を通る。また、ｘ軸と力mTの作用線とがな
す角をβとすると、力Ｆのｘ軸、ｙ軸方向成分
Fx，Fyはそれぞれ次式のようになる。
Fx＝Tcosα＋mTcosβ (5)
Fy＝−Tsinα＋mTsinβ (6)
(5)、(6)式から張力Ｔを求めると次式のようにな
る。
る。
Ａ＝Fxcosα＋Fysinα
Ｂ＝Fx 2＋Fy 2
さらに、(7)式を(4)式に代入すると、次式のよう
になる。
になる。
ここで、巻付き角α、本数ｍ、ロープ掛数Ｎは
既知の量であり、また成分Fx，Fyは上述したよ
うに歪ゲージ２４ax〜２５dy等から求めることが
できるから、(8)式により吊荷重を求めることが可
能である。
既知の量であり、また成分Fx，Fyは上述したよ
うに歪ゲージ２４ax〜２５dy等から求めることが
できるから、(8)式により吊荷重を求めることが可
能である。
第１０図はこの発明に係る他のクレーンの吊荷
重検出装置の力検出手段を示す図、第１１図は第
１０図のＣ−Ｃ断面図である。図において３０x1
〜３１y2は溝２３の底部に貼られた歪ゲージで、
歪ゲージ３０x1〜３１y2はアクスル８の第１１図
の紙面に直角な方向の歪を検出する向きに貼付け
てある。そして、歪ゲージ３０x1〜３１x2はｘ軸
上に設けられており、歪ゲージ３０y1〜３１y2は
ｙ軸上に設けられていて、歪ゲージ３０x1，３１
ｘ１，３０y1，３１y1と歪ゲージ３０x2，３１x2，３
０y2，３１y2とは長さl4だけ離れて設けられてお
り、また歪ゲージ３０x1〜３１x2、歪ゲージ３０y
１〜３１y2はそれぞれ第１２図に示すように結線
されている。なお、溝２２にも同様に歪ゲージが
貼付けてあり、また同様に結線されている。
重検出装置の力検出手段を示す図、第１１図は第
１０図のＣ−Ｃ断面図である。図において３０x1
〜３１y2は溝２３の底部に貼られた歪ゲージで、
歪ゲージ３０x1〜３１y2はアクスル８の第１１図
の紙面に直角な方向の歪を検出する向きに貼付け
てある。そして、歪ゲージ３０x1〜３１x2はｘ軸
上に設けられており、歪ゲージ３０y1〜３１y2は
ｙ軸上に設けられていて、歪ゲージ３０x1，３１
ｘ１，３０y1，３１y1と歪ゲージ３０x2，３１x2，３
０y2，３１y2とは長さl4だけ離れて設けられてお
り、また歪ゲージ３０x1〜３１x2、歪ゲージ３０y
１〜３１y2はそれぞれ第１２図に示すように結線
されている。なお、溝２２にも同様に歪ゲージが
貼付けてあり、また同様に結線されている。
この力検出手段においては、歪ゲージ３０x1〜
３１x2で構成されるブリツジの出力epx1は次式で
表わされる。
３１x2で構成されるブリツジの出力epx1は次式で
表わされる。
epx1＝Kdl2l4／4EIl1Fxei (9)
また、溝２２のｘ軸方向に関するブリツジの出
力epx2は次式で表わされる。
力epx2は次式で表わされる。
epx2＝Kd（l1−l2）l4／4EIl1Fxei (10)
そして、出力epx1と出力epx2との和epxは次式の
ようになる。
ようになる。
epx＝Kdl4／4EIFxei (11)
このように、和epxは力Ｆのｘ軸方向の成分Fx
に応じた値になる。また、ｙ軸方向に関する２つ
のブリツジの出力の和epyも力Ｆのｙ軸方向の成
分Fyに応じた値になる。したがつて、和epx，epy
から力Ｆの成分Fx，Fyを別々に求めることがで
きる。そして、(11)式においては、長さl4は常に一
定であり、また(3)式のように長さl3に関係しない
から、反力R1，R2の位置が変化して、長さl3が変
化したとしても、力Ｆのｘ軸方向の成分Fx（ｙ軸
方向の成分Fy）を正確に検出することが可能で
ある。
に応じた値になる。また、ｙ軸方向に関する２つ
のブリツジの出力の和epyも力Ｆのｙ軸方向の成
分Fyに応じた値になる。したがつて、和epx，epy
から力Ｆの成分Fx，Fyを別々に求めることがで
きる。そして、(11)式においては、長さl4は常に一
定であり、また(3)式のように長さl3に関係しない
から、反力R1，R2の位置が変化して、長さl3が変
化したとしても、力Ｆのｘ軸方向の成分Fx（ｙ軸
方向の成分Fy）を正確に検出することが可能で
ある。
第１３図はこの発明に係る他のクレーンの吊荷
重検出装置の力検出手段を示す図、第１４図は第
１３図のＤ−Ｄ断面図である。図において３２x1
〜３３y2は溝２３の底部に貼られた歪ゲージで、
歪ゲージ３２x1〜３３y2はアクセス８の軸心方向
に対して45度の向きに貼付けてある。そして、歪
ゲージ３２x1〜３３x2はｙ軸上に設けられてお
り、歪ゲージ３２y1〜３３y2はｘ軸上に設けられ
ていて、歪ゲージ３２x1〜３３x2、歪ゲージ３２y
１〜３３y2はそれぞれ第１５図に示すように結線
されている。なお、溝２２にも同様に歪ゲージが
貼付けてあり、また同様に結線されている。
重検出装置の力検出手段を示す図、第１４図は第
１３図のＤ−Ｄ断面図である。図において３２x1
〜３３y2は溝２３の底部に貼られた歪ゲージで、
歪ゲージ３２x1〜３３y2はアクセス８の軸心方向
に対して45度の向きに貼付けてある。そして、歪
ゲージ３２x1〜３３x2はｙ軸上に設けられてお
り、歪ゲージ３２y1〜３３y2はｘ軸上に設けられ
ていて、歪ゲージ３２x1〜３３x2、歪ゲージ３２y
１〜３３y2はそれぞれ第１５図に示すように結線
されている。なお、溝２２にも同様に歪ゲージが
貼付けてあり、また同様に結線されている。
この力検出手段においては、アクスル８に力Ｆ
のｘ軸方向の成分Fxが作用すると、歪ゲージ３
２x1〜３３x2が貼られた方向に主歪が生じ、その
主歪の値はその部分の主剪断歪すなわち曲げによ
る剪断歪の２分の１であるから、アクスル８の横
弾性係数をＧとすると、歪ゲージ３２x1〜３３x2
で構成されるブリツジの出力epx1は次式で表わさ
れる。
のｘ軸方向の成分Fxが作用すると、歪ゲージ３
２x1〜３３x2が貼られた方向に主歪が生じ、その
主歪の値はその部分の主剪断歪すなわち曲げによ
る剪断歪の２分の１であるから、アクスル８の横
弾性係数をＧとすると、歪ゲージ３２x1〜３３x2
で構成されるブリツジの出力epx1は次式で表わさ
れる。
epx1＝8Kl2／3Gπd2l1Fxei (12)
また、溝２２のｘ軸方向に関するブリツジの出
力epx2は次式で表わされる。
力epx2は次式で表わされる。
epx2＝8K（l1〜l2）／3Gπd2l1Fxei （13）
そして、出力epx1と出力epx2との和epxは次式の
ようになる。
ようになる。
epx＝−8K／3Gπd2Fxei （14）
このように、和epxは力Ｆのｘ軸方向の成分Fx
に応じた値となる。また、ｙ軸方向に関する２つ
のブリツジの出力の和epyも力Ｆのｙ軸方向の成
分Fyに応じた値となる。したがつて、和epx，epy
から力Ｆの成分Fx，Fyを別々に求めることがで
きる。そして、（14）式からわかるように、和epx
は長さl3に関係しないので、反力R1，R2の位置が
変化したとしても、力Ｆの成分Fx（成分Fy）を正
確に検出することができるとともに、第１０〜１
２図に示した力検出手段においては、長さl4を精
度よく決める必要があるのに対して、この場合に
はそれが不要である。
に応じた値となる。また、ｙ軸方向に関する２つ
のブリツジの出力の和epyも力Ｆのｙ軸方向の成
分Fyに応じた値となる。したがつて、和epx，epy
から力Ｆの成分Fx，Fyを別々に求めることがで
きる。そして、（14）式からわかるように、和epx
は長さl3に関係しないので、反力R1，R2の位置が
変化したとしても、力Ｆの成分Fx（成分Fy）を正
確に検出することができるとともに、第１０〜１
２図に示した力検出手段においては、長さl4を精
度よく決める必要があるのに対して、この場合に
はそれが不要である。
なお、上述実施例においては、力検出手段とし
て歪ゲージを用いたが、磁歪素子、圧電素子等を
用いてもよい。さらに、上述実施例においては、
トツプシーブ７から巻取ドラム１１に至る巻取ロ
ープ１０のトツプシーブ７への巻付き角αを一定
にする手段としてガイドシーブ９を用いたが、ガ
イド板等を用いてもよい。また、ジブ３の俯仰に
よつて巻付き角αがあまり変化しないときには、
ガイドシーブ９を用いなくともよいが、ガイドシ
ーブ９を設ければ、より正確に吊荷重（張力Ｔ）
を検出することが可能である。
て歪ゲージを用いたが、磁歪素子、圧電素子等を
用いてもよい。さらに、上述実施例においては、
トツプシーブ７から巻取ドラム１１に至る巻取ロ
ープ１０のトツプシーブ７への巻付き角αを一定
にする手段としてガイドシーブ９を用いたが、ガ
イド板等を用いてもよい。また、ジブ３の俯仰に
よつて巻付き角αがあまり変化しないときには、
ガイドシーブ９を用いなくともよいが、ガイドシ
ーブ９を設ければ、より正確に吊荷重（張力Ｔ）
を検出することが可能である。
以上説明したように、この発明に係る吊荷重検
出装置においては、トツプシーブのアクスルに作
用する力を検出し、その検出値から吊荷重を演算
するから、吊荷重を正確にかつ簡単な演算で検出
することができる。また、巻取ロープを急角度で
曲げる必要がないから、巻取ロープが損傷するこ
とがない。さらに、力検出手段をトツプシーブ部
の内部に設けるから、クレーンの外観を損うこと
がないとともに、落下物により力検出手段が損傷
するおそれがない。また、トツプシーブのアクス
ルに作用する力をジブに固定された２軸方向に分
解して検出するから、傾斜計を設ける必要がな
い。このように、この発明の効果は顕著である。
出装置においては、トツプシーブのアクスルに作
用する力を検出し、その検出値から吊荷重を演算
するから、吊荷重を正確にかつ簡単な演算で検出
することができる。また、巻取ロープを急角度で
曲げる必要がないから、巻取ロープが損傷するこ
とがない。さらに、力検出手段をトツプシーブ部
の内部に設けるから、クレーンの外観を損うこと
がないとともに、落下物により力検出手段が損傷
するおそれがない。また、トツプシーブのアクス
ルに作用する力をジブに固定された２軸方向に分
解して検出するから、傾斜計を設ける必要がな
い。このように、この発明の効果は顕著である。
第１図は従来の吊荷重検出装置を有するクレー
ンを示す図、第２図は三点ローラ式の吊荷重検出
装置の概略を示す図、第３図は従来の他の吊荷重
検出装置を有するクレーンを示す図、第４図はこ
の発明に係る吊荷重検出装置を有するクレーンの
一部を示す図、第５図は第４図のＡ−Ａ断面図、
第６図は第５図のＢ−Ｂ断面図、第７図は第６図
に示した歪ゲージの結線図、第８図は第７図（第
１２図、第１５図）に示したブリツジの出力の説
明図、第９図はアクスルに作用する力の説明図、
第１０図はこの発明に係る他のクレーンの吊荷重
検出装置の力検出手段を示す図、第１１図は第１
０図のＣ−Ｃ断面図、第１２図は第１０図、第１
１図に示した歪ゲージの結線図、第１３図はこの
発明に係る他のクレーンの吊荷重検出装置の力検
出手段を示す図、第１４図は第１３図のＤ−Ｄ断
面図、第１５図は第１３図、第１４図に示した歪
ゲージの結線図である。 ３……ジブ、７……トツプシーブ、８……アク
スル、９……ガイドシーブ、１０……巻取ロー
プ、２１ａ……突出片、２１ｂ……ノツクピン、
２２，２３……溝、２４ax〜２５dy……歪ゲー
ジ、３０x1〜３１y2……歪ゲージ、３２x1〜３３y
２……歪ゲージ。
ンを示す図、第２図は三点ローラ式の吊荷重検出
装置の概略を示す図、第３図は従来の他の吊荷重
検出装置を有するクレーンを示す図、第４図はこ
の発明に係る吊荷重検出装置を有するクレーンの
一部を示す図、第５図は第４図のＡ−Ａ断面図、
第６図は第５図のＢ−Ｂ断面図、第７図は第６図
に示した歪ゲージの結線図、第８図は第７図（第
１２図、第１５図）に示したブリツジの出力の説
明図、第９図はアクスルに作用する力の説明図、
第１０図はこの発明に係る他のクレーンの吊荷重
検出装置の力検出手段を示す図、第１１図は第１
０図のＣ−Ｃ断面図、第１２図は第１０図、第１
１図に示した歪ゲージの結線図、第１３図はこの
発明に係る他のクレーンの吊荷重検出装置の力検
出手段を示す図、第１４図は第１３図のＤ−Ｄ断
面図、第１５図は第１３図、第１４図に示した歪
ゲージの結線図である。 ３……ジブ、７……トツプシーブ、８……アク
スル、９……ガイドシーブ、１０……巻取ロー
プ、２１ａ……突出片、２１ｂ……ノツクピン、
２２，２３……溝、２４ax〜２５dy……歪ゲー
ジ、３０x1〜３１y2……歪ゲージ、３２x1〜３３y
２……歪ゲージ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ フートピンを中心に俯仰可能なジブと、その
ジブの先端に配置されたトツプシーブとを有する
クレーンの吊荷重Ｗを検出する装置において、上
記トツプシーブのアクスルを上記ジブに回転不能
に取付け、そのアクスルに作用する力を上記ジブ
に固定された直角な第１、第２の軸方向に分解し
て検出する力検出手段を設け、その力検出手段の
上記第１、第２の軸方向の検出値をFx，Fy、上
記トツプシーブのロープ掛数をＮ、巻取ロープの
本数をｍ、巻取ドラムの方向に引張られる巻取ロ
ープの張力の方向と上記第１の軸方向とのなす角
すなわち巻付き角をα、Ａ＝Fxcosα−Fysinα、
Ｂ＝Fx 2＋Fy 2としたとき、次式 から上記吊荷重Ｗを演算する演算手段を設けたこ
とを特徴とするクレーンの吊荷重検出装置。 ２ 上記トツプシーブから上記巻取ドラムに至る
上記巻取ロープを上記トツプシーブの近傍に設け
られたガイドシーブに掛けたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のクレーンの吊荷重検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8016883A JPS59207391A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | クレ−ンの吊荷重検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8016883A JPS59207391A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | クレ−ンの吊荷重検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59207391A JPS59207391A (ja) | 1984-11-24 |
| JPH0367954B2 true JPH0367954B2 (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=13710790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8016883A Granted JPS59207391A (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | クレ−ンの吊荷重検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59207391A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5935997B2 (ja) * | 2012-10-05 | 2016-06-15 | 古河ユニック株式会社 | クレーン用荷重検出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5157469U (ja) * | 1974-10-31 | 1976-05-06 |
-
1983
- 1983-05-10 JP JP8016883A patent/JPS59207391A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59207391A (ja) | 1984-11-24 |
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