JPH04201995A - クレーン車の転倒防止装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、クレーン転倒防止装置に関する。

［従来の技術］ 第３図は、従来におけるクレーン装置の側面図を示し、
シャーシ８Ｊには油圧ジヤツキ８Ｆおよび８Ｇを固設し
、シャーシ８Ｊの下側であって油圧ジヤツキ８Ｆと油圧
ジヤツキ８Ｇとの間には、車輪を設けているが、その車
輪の図示は割愛している。

その車輪と油圧ジヤツキ８Ｆおよび８Ｇとの関係は、図
示のようにクレーン８を使用のとき、油圧ジヤツキ８Ｆ
および８Ｇにおけるピストン８ｃを地面９に押し付けて
、上記車輪を地面から浮き上がらせて使用している。

逆に、クレーン８を移動させるときは、油圧ジヤツキ８
ＦＳよび８Ｇにおけるピストンを上昇させ、車輪を地面
９に接地させ、その車輪の走行によって、クレーン８を
移動するようになっている。

シャーシ８Ｊの上部には、その軸回りにおける旋回を可
能に支柱８Ａを立て、第１段ブーム８Ｃ１第２段プーム
８Ｄおよび第３段ブーム８Ｅからなるブームの右端は支
柱８Ａの上端に橿着し、ブーム８Ｃと支柱８Ａの間には
油圧アクチュエータ８Ｂが介設し、ブーム８Ｅの先端か
らは、ワイヤー８ｅによって荷８ｂを昇降させつるよう
になっている。

上記第３図の構成について、以下その作用を説明する。

荷８ｂを吊り上げる場合は、図示のように、荷８ｂにワ
イヤー８ｅをかけて荷８ｂを吊り上げ、その吊り上げは
図示していない油圧モータの駆動によって行う。

荷８ｂを吊り上げ、更にその荷８ｂを支柱８Ａ側から遠
ざける場合は、ブームを更に伸ばしてゆけば良い。

また、荷８ｂを０点の位置まで持ち上げても、まだその
持ち上げ高さが低いときは、油圧アクチュエータ８Ｂを
伸ばせば良く、逆にそのブーム角度を下げるときは、油
圧アクチュエータ８Ｂのピストンを縮め込めば良い。

上記の作用において、支点ａとワイヤー８ｅのｂ点まで
の水平距離りと、荷８ｂの荷重との積が、ａ点回りのモ
ーメントすなわちクレーン８を転倒させようとする負荷
になる。

このようなりレーン操作の作業においては、このクレー
ン８を転倒させようとするモーメントの大きさを注意し
ながら操作しなければならない。

このようなことに対処して、従来におけるクレーン８に
は角度標示板８Ｈをブームに固設し、その中心に固着さ
せたビンには矢印８１を懸垂させている。

その作用は下記のとおりである。

矢印８１は重力によって垂直下方に懸垂している。した
がって、ブームと共に傾斜する角度標示板８Ｈの角度目
盛り８ｇに対して、矢印８１は、その角度目盛り８ｇ上
で、ブーム８Ｅとワイヤー８ｅとの間における角度θを
示し、且つ操作者はそのブーム角度を知ることになる。

また、ブームの長さＬｉは、第１段のブーム８Ｃのみが
伸びた場合、第２段のブーム８Ｄまでが伸びた場合ある
いは第３段のブーム８Ｅまでの全てが伸びた場合によっ
て、その長さを分類できることになる。このように、ブ
ームの長さＬｉは、操作者が知ることができる。

このブーム長さＬｉと角度θとの両者から、ブームの水
平方向距離りは、 Ｌ＝Ｌｉ＊ｓｉｎθ　　　　　（１） となる。

また、荷８ｂの重量Ｗは、その荷８ｂを吊り上げている
油圧モータの負荷油圧に比例しているから、そのことに
よってこの重量Ｗを換算表示している（図示せず）。

この水平長さしとその重量Ｗとの積 Ｍ　　＝　　Ｌ　　＊　　Ｗ　　　　　　　　　（２）
が上記した支柱８Ａに加わるモーメントＭとなる。

また、そのモーメントＭが Ｍ　　＞　　Ｍｍａｘ　　　　　　　　　　　　（３）
なる条件になると、クレーン８が転倒することになる。

ただし、Ｍ　ｍａｘはクレーン８の転倒する限界モーメ
ントであり、且つその限界モーメントＭｍａｘは、理論
的にあるいは実験的に求めておくことができる。

このようなことから、矢印８１が示す各角度θの指示値
に対して、ブーム８Ｃの伸びた場合、ブーム８Ｄの伸び
た場合、およびブーム８Ｅの伸びた場合とで区分けし、
その区分けごとに、荷８ｂの吊し上げつる重量Ｗを表示
しているしたがって、操作者は、その表を使用しながら
その荷８ｂの重量を、その表示制限以内で安全に吊し上
げることができるようになっている［発明が解決しよう
とする課題］ しかし、上記のように、その操作をする度ごとに、上記
した表を見ながら、その操作をすることは、その操作が
非常に面倒になる。

また、その表の見間違いによって、（３）式の条件を超
えて、荷重オーバーの荷８ｂを吊り上げてしまう危険も
ありうる。

本発明の目的は、上記のような問題を解消したクレーン
転倒防止装置を提供することにある［課題を解決するた
めの特徴］ 支柱上部にブームの一端を樞着し、そのブームの他端か
ら荷を昇降させる構成の従来のクレーンについての改良
である。

その改良の特徴は下記のとおりである。

その荷の吊り上げに起因してそのクレーンを転倒させよ
うとするそのクレーンに生じる負荷の値には、例えば、
その吊り上げた荷そのものの荷重の値とブームの水平方
向成分の長さとの積、すなわちその支柱を転倒させよう
とするモーメントがある。

比較器は、このようなりレーンに生ずる負荷が、そのク
レーンの転倒するに値する基準値を越えた状態で一方の
信号を出力し、その逆の状態で他方の信号を出力する。

この比較器の出力は、アンド回路の一方の入力とフリッ
プ・フロップ回路の一方の入力の両者に入力している。

また、そのフリップ・フロップ回路の出力はそのアンド
回路の他方の入力に出力し、そのフリップ・フロップ回
路の他方の入力には、上記クレーン負荷の増減を操作す
るクレーン操作装置からの信号が入力している。

そのフリップ・フロップ回路は、前記比較器からの出力
信号が一方の信号となっている状態で一方の信号を出力
し、その逆の状態で他方の信号を出力するようになって
いる。

したがって、比較器において、クレーンに生ずる負荷が
、そのクレーンの転倒するに値する基準値を越えたと判
定して、その比較器が一方の信号を出力した場合、その
フリップ・フロップ回路は必ず、その出力に一方の信号
を出力する。

その結果、この状態においてアンド回路の両入力は共に
一方の信号になり、そのようにアンド回路の両入力が共
に一方の信号になったとき、そのアンド回路の出力は、
前記負荷の増減を行う駆動源の駆動エネルギを零レベル
にさせるすなわち、そのクレーン操作中に、その操作が
クレーンの転倒するに値する基準値を越えたとして、駆
動源の駆動エネルギを零にして、クレーンの転倒を防止
する。

また、そのフリップ・フロップ回路は、クレーン操作装
置の操作方向を切り換えるごとに、その出力をその切換
前の値と逆の側の信号に切り換えるようになっている。

また、アンド回路は、その両入力が上記一方の信号にな
っている以外の状態で、上記駆動エネルギのレベルを元
に戻すようにしている。

したがって、その転倒防止によってそのクレーン操作が
停止した場合、そのクレーン操作装置の操作方向を切り
換え、すなわちクレーンの転倒しない元の方向へその操
作を戻してやれば、上記駆動エネルギのレベルが元に戻
って、その元の方向への操作が可能になるようになって
いる。

［実施例］ 第１図は、本発明におけるクレーン転倒防止装置の論理
回路をシステム図によって示したものであり、クレーン
そのものは第３図におけるクレーン８を使用している。

ただし、第３図におけるクレーン８において、角度標示
板８Ｈは不要としている。

第１図に於て、比較器１の一方の入力１ａには、油圧ジ
ヤツキ８Ｆの押しのけ室８ｆに生じている油圧と、油圧
ジヤツキ８Ｇの押しのけ室８ｊに生じている油圧との差
圧の絶対値を入力している。また、比較器１の他方の入
力１ｂには一定の基準値を入力している。

比較器１における出力配線ＩＣはアンド回路３における
一方の入力端子へ入力し、配線ＩＣの枝線２ａは、フリ
ップ・フロップ回路２における一方の入力端子へ入力し
、フリップ・フロップ回路２における他方の入力は、一
方において抵抗器Ｒ２を介して電源への配線２ｄに接続
すると共に、リミット・スイッチ６ｃを介して接地に接
続している。

フリップ・フロップ回路２における出力配線２ｃは、ア
ンド回路３における他方の入力端子へ入力し、アンド回
路３における出力は、配線３ａおよび抵抗器Ｒ１を介し
てトランジスタ４におけるベース４ａに入力し、トラン
ジスタ４におけるコレクタ４ｂは電源に接続し、トラン
ジスタ４におけるエミッタ４Ｃはアンロード弁における
ソレノイド５ａに接続している。

第２図は、クレーン８の操作における油圧駆動系のうち
、荷８ｂの昇降に必要な油圧駆動回路をシステム図によ
って示したもにである。

第２図において、ワイヤー８ｅを巻き上げる油圧モータ
７と、油圧源５との間には切換弁６を介設し、油圧モー
タ７における管路７ａ側の切換弁６に至る管路には、カ
ウンタ・バランス弁７Ａとチエツク弁７Ｂを並列に設け
、カウンタ・バランス弁７Ａのパイロット管路７Ｃは管
路６ｅに連通している。

油圧源５には安全弁５Ａを設け、その安全弁５Ａのパイ
ロットはアンロード弁５Ｂに接続し、アンロード弁５Ｂ
のソレノイド５ａは第１図にあけるソレノイド５ａであ
る。

また、切換弁６はレバー６ａによって操作される構成を
なし、そのレバー操作の位置検出を行うリミット・スイ
ッチ６Ｃは、第１図におけるリミット・スイッチ６Ｃで
ある。

まだ、この他にクレーン８のブームを伸縮させる油圧駆
動回路、油圧アクチュエータ８Ｂを操作する油圧駆動回
路、および支柱８Ａを旋回させる油圧駆動回路が存在す
るが、説明上、その図示を割愛する。

また、それら各油圧駆動回路ごとに、上記第１図の論理
回路を設け、それら各論理回路におけるトランジスタの
エミッタは共通して、共用しているアンロード弁５Ｂの
ソレノイド５ａに接続している。

参考のため、それら各油圧駆動回路における各切換弁は
、それぞれ切換弁６と同一構成である。また、第２図に
おける管路６ｆはそれら隣接する他の油圧駆動回路にお
ける切換弁のボート６ｇに次々に連接し、管路６ｄはそ
れぞれの切換弁におけるチエツク弁６ｂに連通している
ものである。

以上の実施例において、以下その作用を説明する。

切換弁６の切換位置が６Ａに設定されているときは、そ
の切換位置が油圧源５からの圧油圧送を閉じているから
、油圧モータ７は作動しない状態になっている。

レバー６ａによって切換弁６の切換位置を切換位置６Ｂ
に設定すると、油圧源５からの圧油が切換位置６Ｂを介
してチエツク弁７Ｂを押し開き、その押し開いた圧油は
管路７ａを介して油圧モータ７を駆動し、その駆動に使
用された作動油は、管路６ｅおよび切換位置６Ｂを介し
てリザーバに排出する。

油圧モータ７のその駆動によってワイヤー８０が巻き上
げられ、荷８ｂが吊り上げられてゆく。

この切換弁６が切換位置６Ｂに設定されて、荷８ｂが吊
り上げられる状態において、リミット・スイッチ６ｃは
オンの状態になる。すなわち、第１図において、フリッ
プ・フロップ回路２の入力２ｂは、この状態で接地され
てＬｏｗの状態になっている。

この荷８ｂの吊り上げ操作によってその荷８ｂが所望の
高さまで吊り上げられた状態で、切換弁６を切換位置６
Ａの中立位置に戻せば、上記の説明のように、その油圧
モーフ７によるワイヤー８０の巻き上げが停止する。

上記筒８ｂの吊り上げに対して、その荷８ｂを降下させ
てゆくときは、切換弁６を切換位置６Ｃに設定する。

このように切換弁６を切換位置６Ｃに設定すると、油圧
源５の圧油は、管路６ｅから油圧モータ７を上記場合と
逆方向に回転させ、その回転させた圧油は管路７ａから
カウンタ・バランス弁７Ａおよび切換位置６Ｃを介して
、リザーバに排出する。

この場合において、レバー６ａの操作によって、切換弁
６の切換位置が中立の切換位置６Ａから切換位置６Ｃ側
へ僅かに開弁させた、切換弁６の絞り状態においては、
管路６ｅへの圧油供給に対して、油圧モータ７が荷８ｂ
の位置エネルギによってより早く駆動されようとする。

その結果、管路６ｅは吸入状態となって負圧になる。

すると、カウンタ・バランス弁７Ａは、パイロット管路
７Ｃを介して、その負圧に感応してその流路を閉じてゆ
く。すなわち、その切換位置６Ｃ側への僅かな開弁にお
いては、カウンタ・バランス弁７Ａが油圧モータ７に油
圧的なブレーキをかけてゆく。

また、その切換位置６Ｃの開弁程度を増大してゆくと、
その増大に比例して管路６ｅの油圧も上昇し、その上昇
はパイロット管路７Ｃを介してカウンタ・バランス弁７
Ａに感知される。

その結果、カウンタ・バランス弁７Ａはその開弁程度に
比例してその流路面積を開いてゆく。

すなわち、カウンタ・バランス弁７Ａは、レバー６ａの
操作量に比例して、油圧モータ７が回転するようにさせ
ている。

同様に、クレーン８におけるブームの操作、油圧アクチ
ュエータ８Ｂの操作によるブームの角度操作、あるいは
支柱８Ａの旋回操作は、それぞれ上述した他の油圧駆動
回路における切換弁の同様の操作によって行うことがで
きる。

上記作用において、第１図における配線１ａへ入力して
いる検出値が他方側の配線１ｂに入力している基準値の
値以内である場合、比較器１はアンド回路の一方の入力
端子に他方の信号であるＬｏｗ　　の信号を出力してい
る。

ここで上記したように、アンド回路３は、その入力の全
てが一方の信号であるＨｉｇｈとなっている状態以外に
おいては、その配線３ａにＬｏｗ、すなわち電圧零に近
い信号を出力する性質となっている。

したがって、この比較器１がＬｏｗ　　の信号を出力し
ている場合、ソレノイド５ａはオフ（ｏｆｆ　）のまま
となって、アンロード弁５Ｂがアンロード状態にならず
に、安全弁５Ａは、油圧源５の油圧を保持させている。

その結果、上記筒８ｂの昇降操作が可能となっている。

また、同様に、ブームの伸張等の操作も可能となってい
るものである。

この場合において、比較器１の配線１ａへ入力している
検出値、すなわち押しのけ室８ｆと押しのけ室８ｊにお
いて生じているそれぞれの油圧の差の絶対値は、上述し
た従来例の説明におけるクレーン８に生ずるモーメント
に比例している。

すなわち、荷８ｂの位置が第３図における図示の位置に
あるときは、ａ点まわりに反時計まわり方向のモーメン
トが生ずる。その結果、そのモーメントから生ずる荷重
によって、押しのけ室８ｆに生じている油圧Ｐｆが押し
のけ室８ｊに生じている油圧Ｐｊより高くなっている。

しかも、その差圧（Ｐｆ−Ｐｊ）の値は、そのモーメン
トの値に比例して大きくなり、そのモーメントが所定の
値を超過するとクレーン８が転倒する危険な状態に至る
ことになる。

その所定の値が、比較器１の他方の入力である配線１ｂ
へ入力させている基準値となっているものである。

また、クレーン８を旋回させて、第３図における荷８ｂ
がシャーシ８Ｊの右側に移動した状態においては、ａ点
まわりのモーメントが時計まわり方向となる。したがっ
て、そのモーメントから生ずる荷重によって、押しのけ
室８ｆにおける油圧Ｐｆよりも押しのけ室８ｊにおける
油圧Ｐｊの方が高い油圧となる。その結果、そのモーメ
ントの値に比例して、（Ｐｊ−Ｐｆ）の値も増大し、そ
の値が所定の値を超過すると、同じくクレーン８の転倒
する危険域に入る状態になる。

この場合において、支柱８Ａは、通常、シャーシ８Ｊの
左右中央に位置しているから、そのクレーン８の転倒す
る条件は左右対称となって、そのモーメントが左右いず
れの方向に作用しても、その転倒する所定の値、すなわ
ち基準値は等しくなっている。

したがって、そのモーメントがいずれの方向であっても
、その差圧（Ｐｆ−Ｐｊ）の絶対値を考慮して、その絶
対値がその基準値を越えるとクレーン転倒の危険状態に
なることになる。

このようなことから、配線１ａへの検出信号が配線１ｂ
への基準値を越えると、比較器１が配線１ｃおよび２ａ
に一方の信号であるＨｉｇｈの値の信号を出力する。

この場合、そのように比較器１がＨｉｇｈの信号を出力
したときは、上述のように、フリップ・フロップ回路も
アンド回路にＨｉｇｈの信号を出力することになってい
る。

その結果、アンド回路３はその入力が両者共にＨｉｇｈ
となって、その出力、すなわちベース４ａの電圧もＨｉ
ｇｈに設定して、トランジスタ４は電源からの電流をソ
レノイド５ａに通電させることになる。

このように、ソレノイド５ａへの通電があると、アンロ
ード弁５Ｂは、安全弁５Ａにおけるパイロットをリザー
バに開放することになるから、油圧源５が大気圧に開放
、すなわちクレーン負荷の増減を行う駆動源の駆動エネ
ルギが零レベルに落とされることになる。

このような作用は、 （１）第３図の図示において、荷８ｂを地面９から吊り
上げようとして油圧モータ７を駆動し始めたときに、そ
の荷重が重すぎてａ点に加わるモーメントが上記基準値
を超えた場合、（２）第３図の図示における荷８ｂを吊
り上げた状態において、ブーム８Ｄあるいは８Ｅを更に
伸張させたことによって、ａ点に加わるモーメントが上
記基準値を超えた場合等に相当している。

このようにクレーン８における負荷が基準のモーメント
を超過した場合は、その超過させた操作を元の方向へ戻
してやれば、その超過が消滅することになる。

このようなことから、今まで、そのモーメントが基準値
を超過する方向に操作する状態の設定が、リミット・ス
イッチ６ｃをオン（ｏｎ　）状態としていたことに対し
て、そのモーメントの減少するその操作の戻し側へ操作
すれば、リミット・スイッチ６ｃがオフ（ｏｆｆ　）と
なって、フリップ・フロップ回路２の出力が反転、すな
わち上記Ｈｉｇｈの状態からＬｏｗ　　の状態に反転す
る。

その結果、アンド回路３のベース４ａへの出力がＬｏｗ
　　に反転して、トランジスタ４はソレノイド５ａへの
通電を消滅させる。

このことは、結局、アンロード弁５Ｂが再び安全弁５Ａ
のパイロットを閉じて、安全弁５Ａは油圧源５における
油圧の生ずる状態に戻ることになる。

上記説明において、第１図における論理回路は、上述の
ように、上記それぞれのブーム伸張用等の他の油圧駆動
回路にもそれぞれ付設している。したがって、それらい
ずれかの油圧駆動回路の操作によって、そのクレーン転
倒の危険域に入ったときは、その操作に付設している論
理回路におけるトランジスタが、ソレノイド５ａに通電
して、アンロード弁５Ｂをアンロードさせることになる
。

以上の説明において、クレーン８の操作は油正駆動によ
っているが、その操作は電機駆動の方法であってもよい
。その場合、上記アンロード弁の°作用は、その操作用
の電源を切ることに相当する。

また、上記ａ点まわりのモーメント検出は、油圧ジヤツ
キ８Ｆおよび８Ｇの油圧を使用していたが、その検出は
、従来例において説明した（１）および（２）式に使用
の各変数を検出する等の他の方法から求めたモーメント
に相当する負荷の検出であればよい。

［発明の効果］ 本発明におけるクレーン転倒防止装置は、比較器１、ア
ンド回路３、フリップ・フロップ回路２、アンロード弁
５Ｂおよびクレーン操作方向によって切り換わるリミッ
ト・スイッチ６Ｃとから構成の簡単な論理回路によって
、クレーン８が転倒する可能性のある負荷の状態になる
と、自動的にその操作を不可能にし、その転倒の危険性
から遠ざかる側へ操作すると、自動的にその操作が可能
な状態に復帰できるものどなっている。

その結果、クレーン８に生じている負荷の値が、クレー
ン転倒の危険域に達し、更にこれを危険の増大する方向
に操作してしまうような危険も排除される。

また、そのようにクレーン転倒の危険域に入ったことに
よって、自動的にその駆動が停止した場合、その危険の
減少する方向へその操作を戻してゆけば、そのクレーン
操作が自動的に復帰するから、そのクレーン操作の操作
性を何ら犠牲にせず、その安全を確保できるものとなっ
ているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明におけるクレーン転倒防止装置をシス
テム図によって示し、第２図は、第３図における荷８ｂ
を昇降させる油圧駆動回路をシステム図によって示し、
第３図は、従来におけるクレーン装置の側断面図を示し
たものである。 実施例に使用した主な符号は、下記のとおりである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支柱上部にブームの一端を樞着し、そのブームの他
   端から荷を昇降させる構成のクレーンにおいて、 その荷の吊り上げに起因してそのクレーン を転倒させようとするそのクレーンに生じる負荷の値が
   、そのクレーンの転倒するに値する基準値を越えた状態
   で一方の信号を出力し、その逆の状態で他方の信号を出
   力する比較器の出力は、アンド回路の一方の入力とフリ
   ップ・フロップ回路の一方の入力の両者に入力し、その
   フリップ・フロップ回路の出力はそのアンド回路の他方
   の入力に出力し、そのフリップ・フロップ回路の他方の
   入力には、その負荷の増減を操作するクレーン操作装置
   からの信号を入力し、そのフリップ・フロップ回路は、
   前記比較器からの出力信号が一方の信号となっている状
   態で一方の信号を出力し、その逆の状態で他方の信号を
   出力し、且つ前記クレーン操作装置の操作方向を切り換
   えるごとに、そのフリップ・フロップ回路における出力
   をその切換前の値と逆の側の信号に切り換え、前記アン
   ド回路は、その両入力が共に前記一方の信号であるとき
   、前記負荷の増減を行う駆動源の駆動エネルギを零レベ
   ルにさせ、その両入力がそれ以外の状態で、その駆動エ
   ネルギのレベルを元に戻すようにしていることを特徴と
   するクレーン転倒防止装置。