JPS61282294A - ブ−ムを有する作業機のブ−ム横方向負荷限界信号発生装置 - 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、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ｖｃ館に関
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は九パケッ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か、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っ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って発生し
、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、および基台が一方に傾斜している
場合にあっ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
ずる力等によって発生する。

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って
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
えないよう汗意する必要がある。

従来、ブームに作用する縦方向負荷がその限界値に達し
次ときに警報又は作業機の勧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次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友。

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５８−１
３５０９５に開示された上記ブーム横方向負荷限界信号
発生ａｍ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は良いのではな
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、その食め正確なブー
ム横方向負荷限界信号発生装置ｆｔ−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、ブームを破壊する几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って
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か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
負荷によって、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はど大きくなるので、横方
向負荷の限界値は、ブームの起伏角の大小によっても変
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っ
ても変動するものである。

したがって、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っては、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
持っていた上記欠点、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。

（問題点を解決する次めの手段） 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
動する几めのブーム起伏部ｔｉｌｔ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って、 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っ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っ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友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＠金、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
るようにし次ので、ブーム起伏角並びに縦方向負荷の変
動に伴っ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、ひいてはブーム楡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、トラッ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ッククレ
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。２ｆ′ｉ、、基台ｌにその基
端部を起伏支点ピン３を介して枢髪六ｈ−呂眩紀什富占
ピンシ由、ｚｌ、ふ１イ沖芹可岐鴫ブームである。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
駆動する几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九めにブーム２の起伏
支点Ｖこ設は次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
ーム起伏駆動長（ｌｌｊる油圧シリンダのピストンロッ
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ｍ１４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
次、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
式クレーンのようにブーム起伏駆動装置かブーム先端と
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
るウィンチで構成されるものにあっては、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
友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
装置の一部ヲ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に許容される横方向負荷の
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ッククレーンの動き
を停止させるためのブ　　　□−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
値の演算々小手法に関し、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ックス信号として、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ＩＪ　−１２ｋ備えておき、起伏
角検出器５からの実際値信号をインデックス信号として
、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で以っ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はど低
減させ、その結果を横方向負荷の限界値とする。

（８）　　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ックス信号として、メモＩＪ　−
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で以って、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で以って縦
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はど低減させ、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）マイクロコンピュータで構成して
も良く、ソの場合、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ュ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８Ｖｉ、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か対比される限界
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
向負荷の大小に伴っ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、後者の値か前者の値に達
すると発生する、警報あるいは作業機（この場合トラッ
ククレーン）の動きを停止させるブーム横方向負荷検出
器　　　□号は、作業機（トラッククレーン）のブーム
２の横方向負荷が限界に達し次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（トラッククレーン）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次こと
を知らせ、或いは作業機（トラッククレーン）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次とき作
業機（トラッククレーン）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７ｔｌ−ラッククレーンの
ブーム２は、これを１申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っては、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っては、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（トラッククレーン）の動きを停止さ
せる友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図に基づき説明し之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小手法は、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ヲ備えておき、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
号をインデックス信号として、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’ｔ　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ックス
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、
この読み出し几限界値を、演算回路１３で以って縦方向
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
きい時はど低減させ、その結果を横方向負荷の限界値と
する。

（８１，！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ＩＪ　−１４ヲ備えておき
、起伏角検出器５並びにブーム長検出器１７からの実際
値信号をインデックス信号としで、メモＩＪ−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
って、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、ここで求め次限界値を、演算回路１６
で以っ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はど低減させ、
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の横部する横方
向負荷の実際値か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
基づい七、’ｉｉ！Ｍ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（ｉｔｉＬ（！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。その几め、本発展例は、
伸縮ブーム式の作業機（トラッククレーン）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ＩＦ’ｉ
提供できるのである。

上記実施例並びに発展例は、本発明をトラッククレーン
に実施した実施例として説明し次が、本発明は、定置式
クレーン、高所作業区、あるいは定置式高所作業機等に
も採用しうろこと勿論である。

尚、ブームを有する作業機にあっては、一般にブーム緒
方向負荷限界信号発生装置、すなわち、ブームの動作状
ゆ（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ｔ
＠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
をインデックス信号として実際のブーム動作状機に対応
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几ブーム
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ｖ７ｃｒＩｔ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°これを援用しつるこ
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迄ことをｎ
Ｉ＆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ッククレ
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自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、 篤　１ｇＡ ｖ 番　２１！１ 第　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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って、 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っ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っ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。