JPH0714795B2

JPH0714795B2 - クレ−ン過負荷防止装置

Info

Publication number: JPH0714795B2
Application number: JP15255286A
Authority: JP
Inventors: 雄一寺田; 文秀相川; 昭司有村
Original assignee: 川鉄マシナリー株式会社
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1995-02-22
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: JPS638196A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、主巻上装置と補巻上装置とを有するジブクレ
ーン等の作業中における転倒に対する安定性および破壊
に対する安全性を確保するためのクレーン過負荷防止装
置に関する。

（従来の技術）一般に、この種のクレーン過負荷防止装置は、吊荷重を
検出する荷重センサとジブの傾斜角を検出する角度セン
サとの両出力信号を、演算器において、あらかじめ記憶
させていた作業半径に対する定格荷重と比較演算し、過
度の吊荷重によりクレーン本体が安定を失つたり、ジブ
が破壊したり、巻上装置のワイヤロープが切断したりす
る前に、運転者並びに地上作業者に警告を発するもので
ある。

ところで、従来のクレーン過負荷防止装置においては、
各センサの出力信号を処理する場合、セルシンによりカ
ムを駆動してその回転量を読み取る方式の精密機械装置
による処理、あるいはトランジスタ回路によるアナログ
演算処理、あらかじめ計算された定格荷重値と比較する
デジタル演算処理等が主流となつている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上記従来技術の構成によれば、（イ）主巻上装
置および補巻上装置の両方により吊荷重を共吊りする場
合が考慮されていないこと、（ロ）ジブクレーン等に使
用された場合、機械振動、機械的微細ギヤツプ、油切れ
等により機械装置の耐久性が低下すること、（ハ）過負
荷防止装置全体の応答性や精度が低いこと、（ニ）クレ
ーンごとに計算した作業半径に対する定格荷重値をあら
かじめ記憶させねばならず、ソフト費がかさむ上、実際
に取付けしたクレーンの誤差補正ができない等の問題が
あつた。

本発明は、このような問題を解決する目的でなされたも
のであつて、共吊りの場合を考慮するとともに、各セン
サの出力信号をICチツプを有するマイコンにより即時に
演算処理し、以後もすべての情報を即時演算処理するも
のである。

（問題点を解決するための手段）本発明のクレーン過負荷防止装置は、上記問題点を解決
するための手段として、主巻上装置と補巻上装置とを有
し、吊荷重をいずれか一方の巻上装置により単独吊り
し、または両巻上装置により共吊りしうるジブクレーン
等の過負荷防止装置において、各巻上装置の吊荷重を検
出する２個の荷重センサと、ジブの傾斜角を検出する角
度センサと、これらのセンサの出力信号を演算処理する
演算器とを具備してなり、演算器がA/DボードとCPUボー
ドとを有し、A/Dボードは各センサの出力信号をそれぞ
れ重量と角度とのデジタル値に変換する回路を有し、CP
Uボードは、前記デジタル値からジブの作業半径と、該
作業半径における単独吊りまたは共吊り時の定格荷重と
を演算し、該定格荷重と前記吊荷重の値とを時々刻々比
較演算する回路を有し、該比較演算の結果を時々刻々表
示し、一定値に達すると警報信号等を発することを特徴
とするものである。

（作用）上記構成において、ジブクレーン等が作業中は、各荷重
センサおよび角度センサがそれぞれ単独吊りまたは共吊
り時の吊荷重およびジブの傾斜角を検出し、信号をA/D
ボードに入力する。A/Dボードは、各信号を即時重量と
角度とのデジタル値に変換し、CPUボードに入力する。C
PUボードは、前記データからジブの作業半径と、該作業
半径における単独吊りまたは共吊り時の定格荷重とを即
時演算し、該定格荷重と前記吊荷重の値とを比較演算す
る。なお、定格荷重はジブの作業半径の変化とともに変
化する。したがつて、前記演算は時々刻々行なわれてお
り、また前記比較演算の結果も時々刻々表示され、一定
値に達すると警報信号や音声信号等が発せられる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図に基づいて説
明する。

本実施例は、第４図に示すように、塔形ジブクレーン１
に利用された場合である。塔形ジブクレーン１は、地上
に敷設されたレール２に門構３が走行自在に載置され、
門構３の中央部に設けられてフートベアリング４にセン
タフレーム５の下端部が旋回自在に支持され、センタフ
レーム５の中間部にジブ６の基部が起伏自在に支持され
るとともに、上端部にスイングレバー７の中間部が揺動
自在に支持され、センターフレーム５の中間部の前後に
それぞれ運転室８および機械室９が設けられてなる。機
械室９内には主巻上装置10と補巻上装置11とが配設され
ている。主巻上装置10の巻上ドラム12には、２本のワイ
ヤロープ13の一端が繋着され、その他端はスイングレバ
ー後端シーブ14、ジブ先端シーブ15を経由してフツクブ
ロツクシーブ16に巻き掛けられ、主フツクブロツク17を
吊り下げて元の経路を折り返えし、機械室９内に設けら
れた主巻荷重センサ18に繋着されている。また、補巻上
装置11の巻上ドラム19にも、２本のワイヤロープ20の一
端が繋着され、その他端はセンタフレーム上端シーブ2
1、ジブ中間シーブ22を経由してフツクブロツクシーブ2
3に巻き掛けられ、補巻フツクブロツク24を吊り下げて
元の経路を折り返えし、機械室９内に設けられた補荷重
センサ25に繋着されている。

主巻荷重センサ18は、第３図に示すように、機械室９の
床面に固定された取付部26とクレビス部27との間にピン
28を介してリンク部29が介設されてなり、リンク部29の
中間部にはストレンゲージ30が張着され、クレビス部27
の両端部に各ワイヤロープ13の他端が繋着されている。
ストレンゲージ30は、ブリツジ回路に構成され、主フツ
クブロツク17における吊荷重31によりワイヤロープ13、
クレビス部27を経由してリンク部29にテンシヨンが作用
したとき、吊荷重31に対応した出力を信号として発す
る。補巻荷重センサ25も、主巻荷重センサ18と同様に構
成され（図示省略）、補巻フツクブロツク24における吊
荷重32に対応した出力を信号として発する。また、両フ
ツクブロツク17,24で単一の吊荷重33を共吊りしたとき
には、両荷重センサ18,25は各フツクブロツク17,24が分
担した吊荷重に対応した出力を信号として発する。

ジブ６の下部には角度センサ34が設けられている。角度
センサ34は、ハウジング内に振子式ポテンシヨメータが
組み込まれたもので（図示省略）、ジブ６の水平線Ｈ−
Ｈに対する傾斜角θを信号として出力する。

運転室８内には演算器35が設けられている。演算器35
は、第１図および第２図に示すように、ハウジング36内
に電源ボード37、I/Oボード38、A/Dボード39、およびCP
Uボード40が挿入され、CPUボード40はROM41、RAM42、演
算ICブロツク43および判別ブロツク44からなり、ハウジ
ング36の前面に切替スイツチ45、予報ランプ46、警報ブ
ザー47、自動停止信号出力器48、レベルメータ49および
屋内表示器50が配設され、ハウジング36の側面に複数個
の選択スイツチ51が配設されてなる。

運転室８外には複数個の屋外表示器52が配設されてい
る。

本実施例のクレーン過負荷防止装置53は、上記の主巻荷
重センサ18、補巻荷重センサ25、角度センサ34、演算器
35および屋外表示器52から形成されており、以下、その
作用について説明する。

運転者は、切替スイツチ45により主巻上装置10による単
独吊り、補巻上装置11による単独吊りまたは主補両巻上
装置10,11による共吊りの場合のプログラムが演算ICブ
ロツク42内で夫々構成されており、そのプログラムを選
択するようになつている。

まず、主巻上装置10による単独吊りを選択した場合にお
いて、主巻上装置10を運転して主フツクブロツク17によ
り重さＷ（ｔ）の吊荷重31を吊り上げると、主巻荷重セ
ンサ18にテンシヨンが作用し、主巻荷重センサ18は重さ
Ｗ（ｔ）に相当する信号をA/Dボード39に入力する。一
方、ジブ６は傾斜角θのとき実作業半径Ｒ（ｍ）を有
し、角度センサ34は傾斜角θに相当する信号をA/Dボー
ド39に入力する。A/Dボード39は、入力された両信号を
重量と角度とのデジタル値に変換し、CPUボード40に入
力する。CPUボード40は、入力されたデジタル値を演算I
Cブロツク43でデータスケーリングしてRAM42に記憶させ
る。同時に、演算ICブロツク43は上記データ値より作業
半径Ｒ（ｍ）と該作業半径Ｒ（ｍ）における定格荷重Ｐ
（ｔ）とを演算し、これらを屋内表示器50および屋外表
示器52に表示するとともに、RAM42に記憶させる。定格
荷重Ｐ（ｔ）は次式（１）に基づいて演算される（第５
図参照）ここに、Ｐ＝作業半径Ｒにおける定格荷重（ｔ） P₁＝最大定格荷重（ｔ） P₂＝最大半径時の定格荷重（ｔ）Ｒ＝実作業半径（ｍ） R₁＝最大定格荷重時の作業半径（ｍ） R₂＝最大半径（ｍ） ROM41にはあらかじめ式（１）、P₁、P₂、R₁、R₂および
後述する補正係数が記憶されており、演算ICブロツク43
はこれらを読み出してＰを演算する。機械系の機械効率
は主補両巻上装置10,11の巻上・巻下動作やジブ６の起
伏動作によつて異なるので、これらの値を補正係数とし
てROM41に記憶させておき、各荷重センサ18,25および角
度センサ34の検出量の増減や微少変化をCPUボード40内
で把握して巻上、巻下、起伏の状態、夫々の方向を判別
し、これに対応する補正係数を選択してROM41から読み
出し、定格荷重Ｐの演算に利用して演算の正確化を図つ
ている。また、ジブクレーンには塔形ジブクレーンのほ
か種々の機種が存在し、機種によつても上記機械効率が
異なる。そのため、機種に応じた補正係数をROM41に記
憶させておき、選択スイツチ51により機種に応じた補正
係数を選択できるようにされている。

演算ICブロツク43は、演算により求めたＰとRAM42に記
憶されたＷとを比較演算し、その結果を判別ブロツク44
に入力する。判別ブロツク44は、ＷがＰの95％に達する
と、警報ブザー47を吹鳴させるかまたは予報ランプ46を
点滅させると同時に、音声による予報を発し、さらにＷ
がＰに等しくなると警報ブザー47を吹鳴させると同時に
自動停止信号出力器48より危険動作の停止信号を発信さ
せる。

なお、この間におけるモーメント負荷率Rnの変化情報は
レベルメータ49および屋内表示器50に刻々表示される。
レベルメータ49は、作業半径ＲにおけるＷとＰとの比を
％で棒グラフとして表示する。

次に、補巻上装置11による単独吊りを選択した場合にお
いても、上記（１）式の準用が可能であり、過負荷防止
装置53の作用は上記主巻上装置10による単独吊りの場合
と同様である。しかし、この場合のジブの実作業半径ｒ
（ｍ）および吊荷重32の重さＷ（ｔ）は、いずれも主巻
上装置10による場合の実作業Ｒおよび吊荷重31の重さＷ
より小さいのが一般的である。したがつて、過負荷防止
装置53は、クレーン１の安定性よりもむしろワイヤロー
プ20及び補巻上装置11の安全性確保に効果的である。

最後に、主補両巻上装置10,11による共吊りを選択した
場合においては、吊荷重33の重さWm（ｔ）の一部Ｗ′
（ｔ）を主巻上装置10が分担し、残りのω′（ｔ）の補
巻上装置11が分担する。各荷重センサ18,25はこれらの
重さＷ′，ω′に相当する信号を、角度センサ34はジブ
６の傾斜角θに相当する信号をそれぞれA/Dボード39に
入力する。A/Dボード39は、入力された各信号を重量と
角度とのデジタル値に変換し、CPUボード40に入力す
る。CPUボード40は、演算ICブロツク43で、まず、この
ときの仮想作業半径Rm（ｍ）を次式により演算する。

この仮想作業半径Rmは、具体的には吊荷重33の重心Ｇと
センタフレーム５の旋回中心線との距離であつて、上記
単独吊りの場合の実作業半径Ｒまたはｒに相当する。し
たがつて、以後は実作業半径Rm（ｍ）、吊荷重の重さWm
（ｔ）の単独吊りの場合と同様に、上記（１）式が準用
され、演算処理される。

以上のようにして、作業が安全範囲にあるか、危険域に
あるかなどが、グラフイツク表示、音声並びにブザー警
報、ランプ表示等により運転者および地上員に確実に情
報伝達されるので、過度の吊荷重31,32,33によりクレー
ン自体１が安定を失つたり、ジブ６が破壊したり、ワイ
ヤロープ13,20が切断したりすることが未然に防止され
る。

また、各センサ18,25,34からの信号処理はICチツプを有
するA/Dボード39によるデジタル変換処理であり、それ
以後の演算処理もすべてCPUボード40による即時演算処
理となつているので、過負荷防止装置53の耐久性、応答
性および精度が著しく向上した。なお、警報ブザー47の
音量・音質を変化させたり、音声内容の変更、表示ラン
プ46,50,52を点滅させたり色を変えたりすれば、表示が
より効果的となる。

（発明の効果）本発明は、上記のように構成されているので、主巻上装
置および補巻上装置による共吊りの場合でも、ジブクレ
ーン等の転倒に対する安定性や破壊に対する安全性の確
保を可能にする。しかして、荷重センサおよび角度セン
サからの信号処理が機械装置やトランジスタ回路による
アナログ演算処理によらず、ICチツプを有するマイコン
による即時演算処理となつているので、クレーン過負荷
防止装置の耐久性、応答性および精度を著しく向上させ
るとともに、精密な機械装置を要しないので経済的であ
り、しかも、従来のあらかじめ演算・記憶させた許容範
囲の定格荷重値と比較する方式とは異なり、作業半径に
対する定格荷重を計算式から即時演算処理する方式であ
るため、ソフトの変更が必要なく、製作時のコストダウ
ンが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すクレーン過負荷防止装
置の系統図、第２図は本発明の演算器の斜視図、第３図
は本発明の荷重センサの正面図、第４図は本発明が利用
された塔形ジブクレーンの正面図、第５図は作業半径と
作業半径に対する定格荷重との関係を示す線図である。１…塔形ジブクレーン、６…ジブ、10…主巻上装置、11
…補巻上装置、18…主巻荷重センサ、25…補巻荷重セン
サ、31,32,33…吊荷重、34…角度センサ、35…演算器、
39…A/Dボード、40…CPUボード、51…選択スイツチ、53
…クレーン過負荷防止装置、θ…傾斜角、Ｐ…定格荷
重、R,r…作業半径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−112584（ＪＰ，Ａ) 実開昭49−74666（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−113791（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−2777（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主巻上装置と補巻上装置とを有し、吊荷重
をいずれか一方の巻上装置により単独吊りし、または両
巻上装置により共吊りしうるジブクレーン等の過負荷防
止装置において、各巻上装置の吊荷重を検出する２個の
荷重センサと、ジブの傾斜角を検出する角度センサと、
これらのセンサの出力信号を演算処理する演算器とを具
備してなり、演算器がA/DボードとCPUボードとを有し、
A/Dボードは各センサの出力信号をそれぞれ重量と角度
とのデジタル値に変換する回路を有し、CPUボードは、
前記デジタル値からジブの作業半径と、該作業半径にお
ける単独吊りまたは共吊り時の各々の定格荷重とを演算
し、該定格荷重と前記吊荷重の値とを時々刻々比較演算
する回路を有し、該比較演算の結果を時々刻々表示し、
一定値に達すると警報信号等を発することを特徴とする
クレーン過負荷防止装置。
【請求項２】演算器に選択スイツチが付設され、CPUボ
ードによる吊荷重の演算にジブクレーン等の機種に応じ
た補正係数を選択的に導入せしめることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のクレーン過負荷防止装置。