JPS638196A

JPS638196A - クレ−ン過負荷防止装置

Info

Publication number: JPS638196A
Application number: JP15255286A
Authority: JP
Inventors: 雄一寺田; 相川　文秀; 有村　昭司
Original assignee: Kawaden Co Ltd
Current assignee: Kawaden Co Ltd
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1988-01-13
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: JPH0714795B2

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、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詔よび破壊
に対する安全性を確作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
サとの再出力信号を、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ったり、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っている。

（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、機械的微細ギャップ、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、に）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
ったＯ本発明は、このような問題を解決する目的でなされたも
のであって、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チッ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／Ｉ）ボードとＣＰ
Ｕ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
定格荷重とを演算し、該定格荷重と前記吊荷重の直とを
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／
Ｉ）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。ＣＰＵ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。したがって、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たフートベアリング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
由してフックブロックシーブ１６に巻き掛けられ、主フ
ツクブロック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２１、ジブ中間シーブ２２を
経由してフックブロックシーブ２３に巻き掛けられ、補
巻フックブロック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を介してリンク部器が介設されてなり、リン
ク部器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、ブリッジ回路に
構成され、主フツクブロック１７における吊荷重３１に
よりワイヤロープエ３、クレビス部２７を経由してリン
ク部２９にテンションが作用したとき、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）、
補巻フックブロックＵ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、両フックブロック１７゜
２４で単一の吊荷重３３を共吊りしたときには、吊荷重
センサ１８，２５は各フックブロック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
度センサあは、ハウジング内に振子式ポテンショメータ
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３
５は、第１図および第２図に示すように、ノ＼ウジング
３６内に電源ボード３７、Ｉ１０ボード３８、Ａ／Ｄボ
ード３９、およびＣＰＵボード（社）が挿入され、ＣＰ
Ｕボード旬はＲＯＭ４１．　ＲＡ　Ｍ４２、演算ＩＣブ
ロック４３および判別ブロック材からなり、ハウジング
３６の前面に切替スイッチ４５、予報ランプ拐、警報ブ
ザ−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、ノ’％ウジング３６
の側面に複数個の選択スイッチ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、切替スイッチ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ブロック４３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っているＯ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ＩＯを運転して主フツクブロック１
７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にテンションが作用し、主巻荷重セ
ンサ１８は重さＷ　（ｔ）に相当する信号をＡ１０ボー
ド胎に入力する。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３９１こ入力する。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ボード伯に入力する。ＣＰＵボード
旬は、入力されたデジタル値を演算ＩＣブロック４３で
データスケーリングしてＲＡ　Ｍ　４２に記憶させる。

同時に、演算ＩＣブロック招は上記データ値より作業半
径Ｒ６′ｎ）と該作業半径Ｒ−における定格荷重Ｐ　（
ｔ）とを演算し、これらを屋内表示器（資）および屋外
表示器５２番こ表示するとともに、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）Ｐ＝ムＲ２＋　Ｒｎ　（Ｒｘ　　
Ｒ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（１）ここに、Ｐ＝作業半径Ｒにおける定格
荷重（１）Ｐ＋＝最大定格荷重　　　　　　　（１）Ｐ
ｚ＝最大半径時の定格荷重　　　ｊｔ）Ｒ＝実作業半径
　　　　　　　　− Ｒ＋＝最大定格荷重時の作業半径　Ｇ−ｎ）Ｒ，＝最大
半径　　　　　　　　　ｈ）Ｒｎ−モーメントの変化率
　　　　（１）Ｐ＋　ＲＩ　　Ｐ２　Ｒ２ＲＩ　　　Ｒ１１ＲＯＭ　４１にはあらかじめ式（ＩＬ　Ｐ＋　％　Ｐ２
　、ＲＩ　％　Ｒｚおよび後述する補正係数が記憶され
ており、演算ＩＣブロック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の起伏動作によって異な
るので、これらの値を補正係数としてＲＯＭ　４１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（社）
内で把握して巻よ、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ＲＯＭ　４１
から読み出し、定格荷重Ｐの演算に利用して演算の正確
化を図っている。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、機種によっても上記機
械効率が異なる。

そのため、機種に応じた補正係数をＲＯＭ　４１に記憶
させておき、選択スイッチ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ブロック４３は、演算により求めたＰとＲＡ　
Ｍ　４２に記憶されたＷとを比較演算し、その結果を判
別ブロック材に入力する。判別ブロック材は、ＷがＰの
９５％に達すると、警報ブザ−４７を吹鳴させるかまた
は予報ランプ柘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−４７を
吹鳴させると同時に自動停止信号出力器招より危険動作
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】１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。したがっ
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、吊荷重おの重さＷｍ　（ｔ）を補
巻上装置１１が分担する。各荷重センサ１８，２５ンサ
あはジブ６の傾斜角θに相当する信号をそれぞれＡ／Ｄ
ボード篤に入力する。Ａ／Ｄボード篤は、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
ド荀に入力する。ＣＰＵボード切は、演算ＩＣブロック
招で、まず、このときの仮想作業半径Ｒｍ−を次式によ
り演算する。

この仮想作業半径Ｒｍは、具体的には吊荷重あの重心Ｇ
とセンタフレーム５の旋回中心線との距離であって、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。

したがって、以後は実作業半径Ｒｍ＆ｎ）、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、グラフィック表示、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具に確実に情
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が安定を失ったり、ジブ６が破壊した
り、ワイヤロープ】３゜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
チップを有するＡ／Ｉ）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
切による即時演算処理となっているので、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−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
国を可能にする。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チップを有するマイコ
ンによる即時演算処理となっているので、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
範囲の定格荷重直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、１ｏ・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、句・・・ＣＰＵボード、５１・・
選択スイッチ、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

Claims

【特許請求の範囲】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。２　演算器に選択スイッチが付設され、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。