JPH0550437B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、移動式クレーンあるいは高所作業車
等のブームを有する作業機に用いられ、ブームの
起伏方向に直交してブームに作用する負荷すなわ
ちブーム横方向負荷が限界に達したとき、警報あ
るいは作業機の動きを止めるためのブーム横方向
負荷限界信号を出力するブームを有する作業機の
ブーム横方向負荷限界信号発生装置に関するもの
である。

（従来の技術） ブームを有する作業機は、基台、基台にその基
端部を起伏支点ピンを介して枢着連結され起伏支
点ピンを中心として起伏可能なブーム、および基
台とブームの適所間に介装されブームを起伏駆動
するためのブーム起伏駆動装置を備えている。そ
して、ブームの先端に荷を吊りあるいはブーム先
端に設けたバケツト上へ作業員が搭乗した上でブ
ームを起伏駆動してクレーン作業あるいは高所作
業をするものであるが、作業時にこの作業機のブ
ームには、ブームをその起伏軌跡面に沿つて曲げ
ようとする比較的大きな縦方向負荷とブームをそ
の起伏軌跡面に直交する方向に曲げようとする横
方向負荷が作用する。すなわち、前記縦方向負荷
は、ブーム自重、ブーム先端で担持する負荷の自
重成分、およびブームに作用する風の影響でブー
ム起伏軌跡面方向に生ずる力等によつて発生し、
前記横方向負荷は、ブームに作用する風の影響で
ブーム起伏軌跡面と直交する方向に生ずる力、ブ
ーム先端で担持する負荷の振れに起因してブーム
起伏軌跡面と直交する方向に生ずる力、および基
台が側方に傾斜している場合にあつてはブーム自
重およびブーム先端で担持する負荷の分力として
ブーム起伏軌跡面と直交する方向に生ずる力等に
よつて発生する。

そして、上記縦方向負荷および横方向負荷は、
ブームの強度あるいは作業機の安定性からその限
界値が定まつているので、作業機の作業時には常
にブームに作用する縦方向負荷並びに横方向負荷
が所定の限界値を越えないよう注意する必要があ
る。

従来、ブームに作用する縦方向負荷がその限界
値に達したときに警報又は作業機の動きを停止さ
せるための信号を出力するブーム縦方向負荷限界
信号発生装置は、種々提案され実用化されている
が、ブームに作用する横方向負荷がその限界値に
達したときに警報又は作業機の動きを停止させる
ための信号を出力するブーム横方向負荷限界信号
発生装置は、正確なものが存在しなかつた。

従来のブーム横方向負荷限界信号発生装置とし
ては、特開昭58−135095に、ブームに作用する横
方向負荷が所定の限界値に達したとき警報又は作
業機を停止するための信号を出力する如きブーム
横方向負荷限界信号発生装置の基本構成は示され
ているものの、横方向負荷の上記所定の限界値を
どのようなものにするかについて何等提案されて
いない。しかしながら、特開昭58−135095に開示
された上記ブーム横方向負荷限界信号発生装置の
基本構成、並びに従来周知のブーム縦方向負荷限
界信号発生装置（これは縦方向負荷の限界値をブ
ームの起伏角に応じて変動させるようにしてい
る。）の技術をよせ集めることで、前記横方向負
荷の限界値をブームの起伏角に応じて変動するも
のとすれば良いのではないかと容易に想到でき
る。

（従来技術の問題点） しかしながら、これとて以下に示す理由で正確
な横方向負荷の限界値を得ることができず、その
ため正確なブーム横方向負荷限界信号発生装置を
得ることができないという欠点を有している。

すなわち、ブームを有する作業機のブームには
前述の如く比較的大きな縦方向負荷と横方向負荷
が作用するものであるが、ブームを破壊するため
に必要な横方向負荷は、当該ブームに作用してい
る縦方向負荷の大小によつて変動するものであ
る。このことは、ブームに縦方向負荷の限界値近
くの縦方向負荷が作用しているとき、ブームは極
めて小さな横方向負荷で破壊されることおよび、
ブームに殆んど縦方向負荷が作用していないと
き、ブームは大きな横方向負荷に耐えることから
理解できるであろう。また、ブームを有する作業
機におけるブーム横方向負荷によつて、作業機を
横方向へ転倒させようとする力は、ブームが起仰
している時ほど大きくなるので、横方向負荷の限
界値は、ブームの起伏角の大小によつても変動す
るものである。このように、ブームに作用する横
方向負荷の限界値は、単にブーム起伏角に応じて
変動するのみならず、ブームに作用する縦方向負
荷の大小によつても変動するものである。

したがつて、上述の如き、横方向負荷の限界値
を単にブームの起伏角の関数として変動させるよ
うにして得られるブーム横方向負荷限界信号発生
装置にあつては、ブーム横方向負荷限界信号を正
確に発することが出来ないのである。

（本発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来のブーム横方向負荷限界信号発
生装置が持つていた上記欠点、すなわち不正確で
あるという欠点を改善し、正確なブーム横方向負
荷限界信号発生装置を提供しようとするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明のブームを有する作業機のブーム横方向
負荷限界信号発生装置は、ブームに作用する横方
向負荷の実際値が対比されるべき横方向負荷の限
界値を、ブーム起伏角およびブームに作用する縦
方向負荷の実際値の関数として求めるところに特
徴を有するものであり、具体的には次の如く構成
するものである。すなわち、 基台、基台にその基端部を起伏支点ピンを介し
て枢着連結され該起伏支点ピンを中心として起伏
可能なブーム、および基台とブームの適所間に介
装されブームを起伏駆動するためのブーム起伏駆
動装置を備えた移動式クレーンあるいは高所作業
車等のブームを有する作業機のブーム横方向負荷
限界信号発生装置であつて、 ブームの起伏角の実際値を検出する起伏角検出
器、 ブームに作用する負荷であつてブームの起伏方
向に作用する縦方向負荷の実際値を検出する縦方
向負荷検出器、 ブームに作用する負荷であつてブームの起伏方
向に直交して作用する横方向負荷の実際値を検出
する横方向負荷検出器、 および、前記起伏角検出器と前記縦方向負荷検
出器からの各実際値信号に基づき、実際のブーム
起伏角並びに実際の縦方向負荷での横方向負荷の
限界値を求め、この横方向負荷の限界値を前記横
方向負荷検出器からの実測値と対比し、後者の値
が前者の値に達すると警報あるいは作業機を停止
させるためのブーム横方向負荷限界信号を出力す
る演算処理部。

とから構成したことを特徴とするものである。

（作用） 上記構成をもつ本発明のブームを有する作業機
のブーム横方向負荷限界信号発生装置は、ブーム
に作用する横方向負荷が対比される横方向負荷の
限界値を、ブームの起伏角並びにブームに作用す
る縦方向負荷の関数として得るようにしたので、
ブーム起伏角並びに縦方向負荷の変動に伴つて変
動する横方向負荷の限界値を精度良く得ることが
でき、ひいてはブーム横方向負荷限界信号を精度
良く発生させることができるものである。

（実施例） 以下本発明を、トラツククレーンのブーム横方
向負荷限界信号発生装置に実施した実施例につき
図に基づいて説明する。

第１図は、ブームを有する作業機としてのトラ
ツククレーンを示す。第１図において、１は、車
輌Ｖ上へ旋回自在に搭載した基台である。２は、
基台１にその基端部を起伏支点ピン３を介して枢
着され当該起伏支点ピンを中心として起伏可能な
ブームである。４は、基台１とブーム３の適所間
に介装されブーム３を起伏駆動するためのブーム
起伏駆動装置である。５は、ブーム２の起伏角の
実際値を検出するためにブーム２の起伏支点に設
けた起伏角検出器である。６は、ブーム２に作用
する負荷のうち特にブーム２の起伏方向に作用す
る縦方向負荷の実際値を検出するための縦方向負
荷検出器である。本実施例の場合、この縦方向負
荷検出器６はブーム起伏駆動装置４たる油圧シリ
ンダのピストンロツド中へ介装したロードセルで
構成しているが、この縦方向負荷検出器６は、ブ
ーム起伏駆動装置４たる油圧シリンダのブームモ
ーメント担持側油室の油圧を電気信号に変換する
圧力−電気変換器で構成しても良いし、また、ブ
ーム２の上下壁面に貼着したストレーンゲージで
構成しても良い。更にこの縦方向負荷検出器６
は、機械式クレーンにようにブーム起伏駆動装置
がブーム先端と基台間に張設したガイロープとこ
のガイロープを操作するウインチで構成されるも
のにあつては、ガイロープの張力を測定するロー
ドセルで構成することができる。７は、ブーム２
に作用する負荷のうち特にブーム２の起伏方向に
直交して作用する横方向負荷の実際値を検出する
ための横方向負荷検出器である。この横方向負荷
検出器７は、ブーム２の左右両側に貼着されたス
トレーンゲージを含んでおり、この左右のストレ
ーンゲージの出力差を演算々出することでブーム
２に作用する横方向負荷を検出するようにしてい
る。上記起伏角検出器５、縦方向負荷検出器６お
よび横方向負荷検出器７は、第２図に基づき説明
する本発明に係るブームを有する作業機のブーム
横方向負荷限界信号発生装置の一部を構成するも
のである。

第２図に示す如く、本発明のブームを有する作
業機のブーム横方向負荷限界信号発生装置は、前
記ブーム起伏角検出器５、前記縦方向負荷検出器
６、前記横方向負荷検出器７、および演算処理部
８とから構成されている。演算処理部８は、起伏
角検出器５と縦方向負荷検出器６からの各実際値
信号に基づき、実際のブーム起伏角並びに縦方向
負荷のもとでブーム２に許容させる横方向負荷の
限界値を演算々出する限界横方向負荷出力部９
と、この限界横方向負荷出力部９の発する横方向
負荷の限界値と前記横方向負荷検出器７の実測値
を対比し後者の値が前者の値に達すると警報ある
いはトラツククレーンの動きを停止させるための
ブーム横方向負荷限界信号を出力する比較演算部
１０とを備えている。

前記限界横方向負荷出力部９における横方向負
荷の限界値の演算々出手法に関し、ここに数例を
あげると次のとおりである。

(1) 第３図に示す如く、限界横方向負荷出力部９
中に、各ブーム起伏角度毎の各縦方向負荷の実
際値に夫々対応する横方向負荷の限界値を記憶
するメモリー１１を備えておき、起伏角検出器
５および縦方向負荷検出器６からの各実際値信
号をインデツクス信号として、メモリー１１か
ら対応する横方向負荷の限界値を読み出すよう
にする。

(2) 第４図に示すように、限界横方向負荷出力部
９中に、ブーム２に縦方向負荷が作用していな
いときの横方向負荷の限界値（以下これを縦方
向負荷を考慮しない場合における横方向負荷の
限界値という）を各ブーム起伏角度毎に記憶す
るメモリー１２を備えておき、起伏角検出器５
からの実際値信号をインデツクス信号として、
メモリー１２から実際のブーム起伏角に対応す
る限界値（縦方向負荷を考慮しない場合におけ
る横方向負荷の限界値）を読み出し、この読み
出した限界値を、演算回路１３で以つて縦方向
負荷検出器６からの実際値信号に基づきブーム
２に作用する縦方向負荷が大きい時ほど低減さ
せ、その結果を横方向負荷の限界値とする。

(3) 第５図に示すように、限界横方向負荷出力部
９中に、各ブーム起伏角度毎の縦方向負荷の限
界値を記憶するメモリー１４を備えておき、起
伏角検出器５からの実際値信号をインデツクス
信号として、メモリー１４から実際のブーム起
伏角に対応する縦方向負荷の限界値を読み出
し、この読み出した縦方向負荷の限界値とブー
ム２の縦横の強度比（これはブーム２に個有の
もので定数である。）を用いて演算回路１５で
以つて、縦方向負荷を考慮しない場合における
横方向負荷の限界値を求め、ここで求めた限界
値を、演算回路１６で以つて縦方向負荷検出器
６からの実際値信号に基づきブーム２に作用す
る横方向負荷が大きい時ほど低減させ、その結
果を横方向負荷の限界値とする。

演算処理部８における限界横方向負荷出力部９
は上述の如く種々の手法のもとに、実際のブーム
起伏角並びに実際の横方向負荷での横方向負荷の
限界値を求めることができるものである。

上記実施例においては、演算処理部８は、これ
を限界横方向負荷出力部９と比較演算部１０によ
り構成していると説明し、これらが演算処理部８
中に個別に存在している如く説明したが、この演
算処理部８は、上述の限界横方向負荷出力部９の
演算処理と比較演算部１０の演算処理を順次周期
的に行うマイクロコンピユータで構成しても良
く、その場合、限界横方向負荷出力部９と比較演
算部１０はこのマイクロコンピユータ中に混然一
体として存在することになる。要は、演算処理部
８は、起伏角検出器５と縦方向負荷検出器６から
の各実際値信号に基づき、実際のブーム起伏角並
びに実際の縦方向負荷での横方向負荷の限界値を
求め、この横方向負荷の限界値を横方向負荷検出
器７からの実際値と対比し、後者の値が前者の値
に達すると警報あるいは作業機の動きを停止させ
るためのブーム横方向負荷限界信号出力する、演
算処理を行うものであれば良いのである。

次に作用を説明する。演算処理部８において、
横方向負荷検出器７からの横方向負荷の実測値が
対比される限界横方向負荷（上記実施例において
限界横方向負荷出力部９の出力信号）は、起伏角
検出器５と縦方向負荷検出器６からの各実際値信
号に基づいて、すなわち実際のブーム起伏角並び
に実際のブーム縦方向負荷の関数として得られる
ものであるから、これらの関数関係を適当に設定
することで、ブーム起伏角並びにブームに作用す
る縦方向負荷の大小に伴つて変動する横方向負荷
の限界値を極めて正確に得ることができるのであ
る。それ故、このようにして得た正確な横方向負
荷と、横方向負荷検出器７からの実測値信号とを
対比し、後者の値が前者の値に達すると発生す
る、警報あるいは作業機（この場合トラツククレ
ーン）の動きを停止させるブーム横方向負荷限界
信号は、作業機（トラツククレーン）のブーム２
の横方向負荷が限界に達したときこれに正確に対
応して出力されるのである。演算処理部８から出
力される上記ブーム横方向負荷限界信号は、警報
器を作動させる信号として利用して作業機（トラ
ツククレーン）のオペレータへブームに作用する
横方向負荷が限界に達したことを知らせ、或いは
作業機（トラツククレーン）の制御装置を作動さ
せ作業機の動きを停止させる信号として利用して
ブームに作用する横方向負荷が限界に達したとき
作業機（トラツククレーン）の動きを停止させる
ものである。

次に、本発明のブームを有する作業機のブーム
横方向負荷限界信号発生装置の発展例につき説明
する。上記実施例では、作業機として説明したト
ラツククレーンのブーム２は、これを伸縮しない
ものとして説明したが、第１図に仮想線で示す如
くブーム２が伸縮式でありその長さが変動するも
のにあつては、ブーム２に作用する横方向負荷の
限界値は、ブーム起伏角、およびブームに作用す
る縦方向負荷の関数として変動する他、ブーム長
の関数としても変動する。このようなブーム長が
変動する作業機に本発明を実施する場合にあつて
は、ブーム長検出器１７（第１図〜第５図に一点
鎖線で図示）を設け、これが検出したブーム長の
実際値信号を、演算処理部８に入力し、演算処理
部８において、起伏角検出器５、縦方向負荷検出
器６並びにブーム長検出器１７からの各実際値信
号に基づき、実際のブーム起伏角、実際の縦方向
負荷並びに実際のブーム長での横方向負荷の限界
値を求め、この横方向負荷の限界値を横方向負荷
検出器７からの実際値と対比し、後者の値が前者
の値に達すると警報あるいは作業機（トラツクク
レーン）の動きを停止させるためのブーム横方向
負荷限界信号を出力するようにするのである。こ
の場合、上記実施例において第３図乃至第５図に
基づき説明した限界横方向負荷出力部９における
３種の横方向負荷の限界値の演算々出手法は、
夫々以下の如くなる。

(1) 第３図に示す如く、限界横方向負荷出力部９
中に、各ブーム起伏角度毎、各縦方向負荷毎並
びに各ブーム長毎の実際値に対応する横方向負
荷の限界値を記憶するメモリー１１を備えてお
き、起伏角検出器５、縦方向負荷検出器６およ
びブーム長検出器１７からの各実際値信号をイ
ンデツクス信号として、メモリー１１から対応
する横方向負荷の限界値を読み出すようにす
る。

(2) 第４図に示すように、限界横方向負荷出力部
９中に、縦方向負荷を考慮しない場合における
横方向負荷の限界値を、各ブーム起伏角並びに
各ブーム長毎に記憶するメモリー１２を備えて
おき、起伏角検出器５並びにブーム長検出器１
７からの実際値信号をインデツクス信号とし
て、メモリー１２から実際のブーム起伏角並び
に実際のブーム長に対応する限界値（縦方向負
荷を考慮しない場合における横方向負荷の限界
値）を読み出し、この読み出した限界値を、演
算回路１３で以つて縦方向負荷検出器６からの
実際値信号に基づき縦方向負荷が大きい時ほど
低減させ、その結果を横方向負荷の限界値とす
る。

(3) 第５図に示すように、限界横方向負荷出力部
９中に、各ブーム起伏角度毎並びに各ブーム長
毎の縦方向負荷の限界値を記憶するメモリー１
４を備えておき、起伏角検出器５並びにブーム
長検出器１７からの実際値信号をインデツクス
信号として、メモリー１４から実際のブーム起
伏角並びに実際のブーム長に対応する縦方向負
荷の限界値を読み出し、この読み出した縦方向
負荷の限界値とブーム２の縦横の強度比（これ
はブーム２に固有のもので定数である）を用い
て演算回路１５で以つて、縦方向負荷を考慮し
ない場合における横方向負荷の限界値を求め、
ここで求めた限界値を、演算回路１６で以つて
縦方向負荷検出器６からの実際信号に基づきブ
ーム２に作用する縦方向負荷が大きい時ほど低
減させ、その結果を横方向負荷の限界値とす
る。

この発展例の場合、横方向負荷検出器７の検出
する横方向負荷の実際値が対比されるべき限界横
方向負荷（限界横方向負荷出力部９の出力信号）
は、上記実施例同様起伏角検出器５と縦方向負荷
検出器６からの実際値信号に基づいて、実際のブ
ーム起伏角並びに実際の縦方向負荷の関数として
得られる他、ブーム長検出器１７からの実際値信
号に基づき実際のブーム長の関数として得られる
ものである。そのため、本発展例は、伸縮ブーム
式の作業機（トラツククレーン）に用いられる高
精度のブーム横方向負荷限界信号発生装置を提供
できるのである。

上記実施例並びに発展例は、本発明をトラツク
クレーンに実施した実施例として説明したが、本
発明は、定置式クレーン、高所作業車、あるいは
定置式高所作業機等にも採用しうること勿論であ
る。

尚、ブームを有する作業機にあつては、一般に
ブーム縦方向負荷限界信号発生装置、すなわち、
ブームの動作状態（ブーム起伏角、ブームが伸縮
ブームである場合にはブーム起伏角およびブーム
長）毎の縦方向負荷の限界値をメモリーに記憶し
ておき、このメモリーから、ブーム起伏角検出器
およびブーム長検出器からの実際値信号をインデ
ツクス信号として実際のブーム動作状態に対応す
る縦方向負荷の限界値を読み出し、これを縦方向
負荷検出器からの実際値信号と対比して、その対
比結果によりブーム縦方向負荷限界信号を得る如
く構成したブーム縦方向負荷限界信号発生装置が
装備されているが、この縦方向負荷限界信号発生
装置におけるブーム角検出器、縦方向負荷検出
器、ブーム長検出器および、ブーム縦方向負荷限
界信号は、本発明のブーム横方向負荷限界信号発
生装置の実施にあたりこれを援用しうること勿論
である。

（効果） 以上の如く構成し作用する本発明のブームを有
する作業機のブーム横方向負荷限界信号発生装置
は、ブームを有する作業機のブーム横方向負荷が
限界に達したことを精度良く検知できるものであ
り、作業機の安全作業に資する効果大なるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ブームを有する作業機としてのトラ
ツククレーンの説明図、第２図乃至第５図は本発
明に係るブームを有する作業機のブーム横方向負
限界信号発生装置の説明図である。 基台；１、ブーム；２、起伏支点ピン；３、起
伏駆動装置；４、起伏角検出器；５、縦方向負荷
検出器；６、横方向負荷検出器；７、演算処理
部；８。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基台、基台にその基端部を起伏支点ピンを介
   して枢着連結され該起伏支点ピンを中心として起
   伏可能なブーム、および基台とブームの適所間に
   介装されブームを起伏駆動するためのブーム起伏
   駆動装置を備えた移動式クレーンあるいは高所作
   業車等のブームを有する作業機のブーム横方向負
   荷限界信号発生装置であつて、 ブームの起伏角の実際値を検出する起伏角検出
   器、 ブームに作用する負荷であつてブームの起伏方
   向に作用する縦方向負荷の実際値を検出する縦方
   向負荷検出器 ブームに作用する負荷であつてブームの起伏方
   向に直交して作用する横方向負荷の実際値を検出
   する横方向負荷検出器、 および、前記起伏角検出器と前記縦方向負荷検
   出器からの各実際値信号に基づき、実際のブーム
   起伏角並びに実際の縦方向負荷での横方向負荷の
   限界値を求め、この横方向負荷の限界値を前記横
   方向負荷検出器からの実測値と対比し、後者の値
   が前者の値に達すると警報あるいは作業機を停止
   させるためのブーム横方向負荷限界信号を出力す
   る演算処理部。 とから構成したことを特徴とするブームを有する
   作業機のブーム横方向負荷限界信号発生装置。