(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンのアウトリガの接地負荷を検出可能なロードセルと、そのロードセルの負荷検出値に基づいて転倒警報を発する警報部と、を備えるクレーンの転倒警報装置であって、
前記ロードセルは、ストレンゲージを設けた二個のコイルばねと、その二個のコイルばねを上下で挟持して前記アウトリガの負荷を当該二個のコイルばねに伝達する上部ロードセルケースおよび下部ロードセルケースとを有するとともに、所定値以上の負荷が作用したときにその負荷を支持して前記二個のコイルばねの撓みを制止する支持部が、前記上部ロードセルケースと前記下部ロードセルケースとの間に、且つ前記二個のコイルばねをそれぞれ囲繞するように設けられており、
更に、前記ロードセルは、前記アウトリガを構成するアウトリガシリンダの上部に設けられたロードセル室内に、所定距離上下移動可能に組み込まれるとともに、前記上部ロードセルケースが、前記アウトリガの外ボックスに、前記アウトリガシリンダを枢支するピンを介して取付けられていることを特徴とするクレーンの転倒警報装置。
【請求項２】
前記二個のコイルばねは、前記アウトリガシリンダを枢支するピンの軸方向に沿って配設されていることを特徴とする請求項１に記載のクレーンの転倒警報装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クレーンのアウトリガの最大負荷に耐えることができ、且つ低負荷を高精度に測定可能なロードセル、及びこのロードセルを用いたクレーンの転倒警報装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両にクレーンを架装搭載した車両搭載型のクレーンは、一般にアウトリガを備えており、クレーン作業時にはアウトリガを張出して接地させ、安定を確保すようになっている。しかし、吊荷や作業半径が過大になると、バランスが崩れてクレーンが転倒するおそれがある。
【０００３】
そこで、転倒事故を防止するため、作業時にアウトリガの接地負荷を常に検出し、検出負荷が規定値（通常、０〜３０００Ｎの範囲で任意に設定される）以下になったとき、アウトリガの浮き状態と判断して警報を発するクレーンの転倒防止装置が用いられるようになっている。
従来、クレーンの転倒防止装置のアウトリガの接地負荷を検出する手段には、アウトリガシリンダの内圧を検出するものや、ロードセルを用いて接地負荷を検出するものがあった。
【０００４】
しかし、アウトリガシリンダの内圧を検出するものでは、アウトリガシリンダパッキンの摩擦抵抗が大きく検出値の精度に疑問があり、使用に耐えるものではなかった。
また、ロードセルを用いて接地負荷を検出するものでは、アウトリガが最大負荷状態である場合のような高負荷を検出するときの検出精度は高いものの、アウトリガの浮き状態を検出する場合のような極低負荷を検出するときの検出精度は悪かった。
【０００５】
即ち、一般的に使用されているロードセルは最大測定荷重の大きさによって選定されるが、ロードセルの限界荷重（耐荷重）は最大測定荷重の１．５倍程度が標準的である。通常、アウトリガの負荷検出の場合、最大負荷が９００００Ｎ程度であるので、限界荷重が１３５０００Ｎ程度のロードセルを使用せざるを得ない。
【０００６】
しかし、図２０に示すように、限界荷重が１３５０００Ｎ程度のロードセルで０〜３０００Ｎの荷重を測定した場合、ロードセルの出力値が最大出力値の約２％程度の微小出力となる。従って、ロードセル自体の測定誤差等を考えると正確な負荷検出は難しかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、クレーンの転倒警報装置における上記問題を解決するものであって、クレーンのアウトリガの最大負荷に耐えることができ、且つ低負荷を高精度に検出可能なロードセル、及び転倒警報装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るクレーンの転倒警報装置は、クレーンのアウトリガの接地負荷を検出可能なロードセルと、そのロードセルの負荷検出値に基づいて転倒警報を発する警報部と、を備え、前記ロードセルは、ストレンゲージを設けた二個のコイルばねと、その二個のコイルばねを上下で挟持して前記アウトリガの負荷を当該二個のコイルばねに伝達する上部ロードセルケースおよび下部ロードセルケースとを有するとともに、所定値以上の負荷が作用したときにその負荷を支持して前記二個のコイルばねの撓みを制止する支持部が、前記上部ロードセルケースと前記下部ロードセルケースとの間に、且つ前記二個のコイルばねをそれぞれ囲繞するように設けられており、更に、前記ロードセルは、前記アウトリガを構成するアウトリガシリンダの上部に設けられたロードセル室内に、所定距離上下移動可能に組み込まれるとともに、前記上部ロードセルケースが、前記アウトリガの外ボックスに、前記アウトリガシリンダを枢支するピンを介して取付けられている。
【０００９】
このロードセルは、アウトリガの負荷が所定値以上になると、コイルばねに代わって支持部が負荷を支持するので、耐荷重が大きく、また、最大測定荷重の小さいものを選定することができ、低負荷における検出精度が高く安価である。
このロードセルをクレーンのアウトリガに取付け、ロードセルの負荷検出値に基づいて転倒警報を発するようにした本発明のクレーンの転倒警報装置は、安価に製作でき、且つ高精度で転倒警報を発することができ、クレーンの安全性を向上させることができる。
【００１０】
そして、ロードセルをクレーンのアウトリガシリンダ内に所定距離上下移動可能に設け、上部ロードセルケースをアウトリガの外ボックスにピンを介して取付けたので、ロードセルの取付けが容易である。 
【００１１】
ロードセルを警報部と一体としてアウトリガのフロートの下に設置可能に構成し、ロードセルの負荷検出値に基づいて転倒警報を発するようにしたクレーンの転倒警報装置は、クレーン作業の開始前にアウトリガシリンダの下に置き、クレーン作業が終了したら格納場所に格納しておけばよく、アウトリガ自体に組み込まれていないので、全てのクレーンに適用でき汎用性がある。
【００１２】
転倒警報装置のロードセルと警報部とを離隔して配置可能とし、ロードセル側に負荷検出信号を送信する無線送信機、警報部側に負荷検出信号を受信する無線受信機を設けると、アウトリガから離れたところでオペレータが操作を行うクレーンにおいて、オペレータがより確実に転倒警報を認識できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態であるロードセルをクレーンのアウトリガに取付けた状態を示す正面図、図２はロードセルの平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４はロードセルの荷重測定範囲の説明図である。
ロードセル１は、車両搭載型のクレーンのアウトリガ２の外端部の、アウトリガシリンダ１２の上端とアウトリガシリンダ１２を取付ける上板１１との間に介装されており、アウトリガシリンダ１２と共に上板１１からボルト１３で吊下して取付けられている。
【００１４】
従って、このロードセル１は、アウトリガシリンダ１２が伸長して下端のフロート１４が接地するとアウトリガ２に作用する負荷を受けるので、アウトリガ２の負荷を検出することができる。
このロードセル１は、ストレンゲージ４を貼付したコイルばね５と、このコイルばね５を上下で挟持してアウトリガ２の負荷をコイルばね５に伝達する上部ロードセルケース６と下部ロードセルケース７とで構成されている。上部ロードセルケース６と下部ロードセルケース７は円盤状であって、中央部で挟持されているコイルばね５を囲繞するように、周縁部にそれぞれ支持部８、９が形成されている。また、周縁部には取付用のボルト１３を挿通するボルト孔１０が穿設されている。ここで、支持部８、９は、上部ロードセルケース６と下部ロードセルケース７の両方に、それぞれ一体として形成されているが、何れか一方のみに形成しても、上部ロードセルケース６、下部ロードセルケース７とは別個に設けても良い。
【００１５】
上部ロードセルケース６側の支持部８と下部ロードセルケース７側の支持部９とは、コイルばね５が自由長のとき間に所定の隙間Ｄができるように高さが設定されている。アウトリガ４の負荷が、上部ロードセルケース５と下部ロードセルケース６とを介してコイルばね３に作用すると、コイルばね３が圧縮されて次第に撓んでゆくが、所定値の負荷が作用すると支持部８、９が当接して負荷を支持し、コイルばね３の撓みを制止するようになる。従って、ロードセル１の出力は、図４に示すように、負荷が所定値（３０００Ｎ）に達する迄は直線的に増加し、所定値以上の負荷が作用しても出力はそれ以上増加せず一定となる。
【００１６】
負荷が直線的に増加する測定範囲は、ここでは０〜３０００Ｎとしているが、コイルばね５のばね定数と隙間Ｄを変更することにより、任意に設定することができる。
ロードセル１の出力は、ケーブル１５で警報部（図示略）に送られる。クレーンに転倒の危険性が生じた状態では、転倒方向と反対側のアウトリガ２の負荷が減少して０Ｎ付近の値になる。そこで、警報部は、ロードセル１からのアウトリガ２の負荷検出値に基づいて転倒警報を発する。警報には、警音、警報ランプ、ディスプレイへの警報表示、音声による警報メッセッージ等、任意の手段を単独で又は複合して用いることができる。
【００１７】
ロードセル１からの負荷検出値は、０〜３０００Ｎの範囲でリニアに出力することができるので、直ちに転倒には至らないが操作に注意を要する警戒状態と、直ちに転倒に至るような切迫した危険状態とを判断して、複数段階に分けて警報を発するようにすることにより、転倒事故を未然に防止するよう安全な操作ができるようになる。
【００１８】
所定値以上の負荷が作用する場合には支持部８、９が当接して負荷を支持するので、アウトリガ２の最大負荷に耐えることができ、且つ最大測定荷重の小さいロードセル１を使用でき低負荷を高精度に検出可能である。
具体的なシステム構成としては、例えば、アウトリガシリンダ１２が伸長してフロート１４が接地し、アウトリガ２に作用する負荷が３０００Ｎになったら警報部への電源を自己保持するための第１スイッチが入り、それを知らせる警音が５秒間鳴るようにする。この第１スイッチは、例えば上部ロードセルケース６側の支持部８と下部ロードセルケース７側の支持部９との間の隙間Ｄが０となったことを機械的に検出するようにロードセル１に設けておく。
【００１９】
クレーン操作中、警報部は、アウトリガ２の負荷が１５００Ｎ以下になると断続音、５００Ｎ以下になると連続音を鳴らして警報する。
クレーン作業が終了し、アウトリガ２を格納するためにアウトリガシリンダ１２を縮小すると、アウトリガ２の負荷が０Ｎになるため連続音が鳴ることになるが、この場合は電源の自己保持回路を切るための第２スイッチを手動で切るようにするか、あるいはタイマー等を使って、例えば１０秒鳴った後に第２スイッチが切れるようにすることができる。
【００２０】
図５は本発明の他の実施の形態であるロードセルのクレーンのアウトリガへの取付状態の説明図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図、図７は図５のロードセル部分の拡大図、図８は図７のＣ−Ｃ線断面図、図９、及び図１０はアウトリガのフロートが接地しロードセルに負荷が作用してコイルばねが撓んだ状態の説明図である。
【００２１】
このロードセル３１の基本的構成は、図３のロードセル１と同様であり、ストレンゲージ３４を貼付したコイルばね３５と、このコイルばね３５を上下で挟持してアウトリガ２の負荷をコイルばね３５に伝達する上部ロードセルケース３６と下部ロードセルケース３７とで構成されている。上部ロードセルケース６と下部ロードセルケース７は直方体状であって、前後に２個のコイルばね３５が配設されており、コイルばね３５を囲繞するように、それぞれ支持部３８、３９が形成されている。
【００２２】
上部ロードセルケース３６と下部ロードセルケース３７とは、コイルばね３５が自由長のとき支持部３８、３９間に所定の隙間Ｄができるように設定して、連結ボルト４０で連結されており、下部ロードセルケース３７はコイルばね３５の撓み方向に連結ボルト４０に対して自由に移動できるようになっている。上部ロードセルケース３６の上部には取付用のピン孔４１が穿設されいる。
【００２３】
このロードセル３１は、アウトリガ２の内ボックス４２に内蔵されているアウトリガシリンダ１２の上部に設けられたロードセル室４３内に、所定距離上下移動可能に組み込まれ、上部ロードセルケース３６のピン孔４１にピン４４を挿通することによりアウトリガ２の外ボックス４５に取付けられている。
従って、アウトリガシリンダ１２は、縮小時には図５に示すように、上部ロードセルケース３６を介してピン４４に吊下げられた状態となっており、コイルばね３５が自由長となって支持部３８、３９間には隙間ができている。
【００２４】
アウトリガシリンダ１２が伸長して下端のフロート１４が接地すると、ロードセル３１はアウトリガ２に作用する負荷を受け、コイルばね３５が圧縮されて撓むので、アウトリガ２の負荷を検出することができる。所定値の負荷が作用すると図９に示すように支持部３８、３９が当接して負荷を支持し、コイルばね３５の撓みを制止するようになる。
【００２５】
ロードセル３１の出力は、ケーブル１５で警報部（図示略）に送られ、警報部が、ロードセル３１からのアウトリガ２の負荷検出値に基づいて転倒警報を発する。
ここで、ロードセル３１は、予めアウトリガシリンダ１２のロードセル室４３内に組み込まれており、アウトリガ２の外ボックス４５の外側からピン孔４１にピン４４を挿通するだけで取付けられるので、図１のようにアウトリガシリンダ１２と上板１１との間に介装する場合に比べて取付けが容易である。
【００２６】
図１１は本発明のさらに他の実施の形態であるロードセルのクレーンのアウトリガへの取付状態の説明図、図１２は図１１のＥ−Ｅ線断面図、図１３は図１１のロードセル部分の拡大図、図１４は図１３のＦ−Ｆ線断面図、図１５、及び図１6 はアウトリガのフロートとなるロードセルが接地しロードセルに負荷が作用してコイルばねが撓んだ状態の説明図である。
【００２７】
このロードセル５１も基本的構成は、図３のロードセル１と同様であり、ストレンゲージ５４を貼付したコイルばね５５と、このコイルばね５５を上下で挟持してアウトリガ２の負荷をコイルばね５５に伝達する上部ロードセルケース５６と下部ロードセルケース５７とで構成されている。
ロードセル５１は、外形がフロート状で、上部ロードセルケース６と下部ロードセルケース７の間には前後に２個のコイルばね５５が配設されており、コイルばね５５を囲繞するように、それぞれ支持部５８、５９が形成されている。
【００２８】
上部ロードセルケース５６と下部ロードセルケース５７とは、コイルばね５５が自由長のとき支持部５８、５９間に所定の隙間Ｄができるように設定して、連結ボルト６０で連結されており、下部ロードセルケース５７はコイルばね５５の撓み方向に連結ボルト６０に対して自由に移動できるようになっている。上部ロードセルケース５６の上部には取付用のピン孔６１が穿設されいる。
【００２９】
アウトリガ２の内ボックス４２に内蔵されているアウトリガシリンダ１２は、上部がピン６２でアウトリガ２の外ボックス４５に取付けられている。ロードセル５１は、上部ロードセルケース５６のピン孔６１にピン６４を挿通することによりアウトリガシリンダ１２の下端部に取付けられていて、フロートとしても作用するようになっている。
【００３０】
従って、アウトリガシリンダ１２の縮小時には、図１１に示すように、ロードセル５１がピン６４に吊下げられた状態となっており、コイルばね５５が自由長となって支持部５８、５９間には隙間ができている。
アウトリガシリンダ１２が伸長すると、ロードセル５１はフロートとして接地してアウトリガ２に作用する負荷を受ける。よってコイルばね５５が圧縮されて撓むので、アウトリガ２の負荷を検出することができる。所定値の負荷が作用すると図１５に示すように支持部５８、５９が当接して負荷を支持し、コイルばね５５の撓みを制止するようになる。
【００３１】
ロードセル５１の出力は、ケーブル１５で警報部（図示略）に送られ、警報部が、ロードセル５１からのアウトリガ２の負荷検出値に基づいて転倒警報を発する。
このロードセル５１は、フロート形状に構成されており、上部ロードセルケース５６のピン孔６１にピン６４を挿通するだけでアウトリガシリンダ１２に従来のフロートに代えて取付けることができるので、取付けがさらに簡単になる。
【００３２】
図１７は、本発明のさらにまた他の実施の形態であるクレーンの転倒警報装置の使用の状態を示す正面図、図１８はクレーンの転倒警報装置の平面図、図１９は図１８のＧ−Ｇ線断面図である。
この転倒警報装置２０は、ロードセル１と警報部２１とが一体として構成されている。
【００３３】
即ち、前面に把手２２を備えた持ち運び可能な箱２３の中央部に図１〜図４のものと同様のロードセル１、その右側にブザー２４と制御部２５とからなる警報部２１、左側に電源として電池２６を配置し、箱２３の上面はロードセル１の上部ロードセルケース６のみが突出するように敷板２７で覆っている。敷板２７と上部ロードセルケース６との間には、ダストシール２８が設けられている。警報部２１の前面には、作業終了時に電源の自己保持回路を手動で切るための第２スイッチ２９が設けられている。
【００３４】
この転倒警報装置２０は、図１７のようにアウトリガ２のフロート１４の下に置き、アウトリガシリンダ１２を伸長させると、アウトリガ２の負荷が作用するので、図１〜図４のものと同様に作動する。
従って、この転倒警報装置２０は、クレーン作業の開始前にアウトリガシリンダ１２の下に置き、クレーン作業が終了したら格納場所に格納しておけばよく、アウトリガ２自体に組み込まれていないので、全てのクレーンに適用でき汎用性がある。
【００３５】
また、軟弱な地盤の上でクレーン作業を行うときには、アウトリガ２がめり込まないように、アウトリガ２の下に鉄板等を敷いて接地面積を広くするようにしているが、この転倒警報装置２０は、このような場合の鉄板等の代わりともなる。地盤が軟弱でない場合でも、この転倒警報装置２０を用いることにより安定性が向上する。
【００３６】
転倒警報装置２０のロードセル１と警報部２１とを分割し、離隔して配置可能とし、ロードセル１側に負荷検出信号を送信する無線送信機（図示略）、警報部２１側に負荷検出信号を受信する無線受信機（図示略）を設け、例えばクレーンの操作部で警報を発するようにすると、アウトリガ２から離れたところでオペレータが操作を行う遠隔操作式のクレーン等において、オペレータがより確実に転倒警報を認識できる。また、転倒前にクレーンの作動を自動停止させるようにすることもできる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のロードセルは、耐荷重が大きく、低負荷の検出精度が高く安価である。また、本発明のクレーンの転倒警報装置は、安価に製作でき、高精度で転倒警報を発することができるので安全性が向上する。
ロードセルをクレーンのアウトリガシリンダ内に所定距離上下移動可能に設け、上部ロードセルケースをアウトリガの外ボックスにピンを介して取付けるようにすると、ロードセルの取付けが容易になる。
【００３８】
ロードセルをフロート形状に構成し、上部ロードセルケースをアウトリガシリンダにピンを介して取付けるようにすると、従来のフロートに代えてこれを取付ければよく、ロードセルの取付けがさらに簡単になる。
ロードセルを警報部と一体としてアウトリガのフロートの下に設置可能に構成し、ロードセルの負荷検出値に基づいて転倒警報を発するようにしたクレーンの転倒警報装置は、クレーン作業の開始前にアウトリガシリンダの下に置き、クレーン作業が終了したら格納場所に格納しておけばよく、アウトリガ自体に組み込まれていないので、全てのクレーンに適用でき汎用性がある。
【００３９】
転倒警報装置のロードセルと警報部とを離隔して配置可能とし、ロードセル側に負荷検出信号を送信する無線送信機、警報部側に負荷検出信号を受信する無線受信機を設けると、アウトリガから離れたところでオペレータが操作を行うクレーンにおいて、オペレータがより確実に転倒警報を認識できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるロードセルをクレーンのアウトリガに取付けた状態を示す正面図である。
【図２】ロードセルの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】ロードセルの荷重測定範囲の説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態であるロードセルのクレーンのアウトリガへの取付状態の説明図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図５のロードセル部分の拡大図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】アウトリガのフロートが接地しロードセルに負荷が作用してコイルばねが撓んだ状態の説明図である。
【図１０】アウトリガのフロートが接地しロードセルに負荷が作用してコイルばねが撓んだ状態の説明図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態であるロードセルのクレーンのアウトリガへの取付状態の説明図である。
【図１２】図１１のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１３】図１１のロードセル部分の拡大図である。
【図１４】図１３のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１５】アウトリガのフロートとなるロードセルが接地しロードセルに負荷が作用してコイルばねが撓んだ状態の説明図である。
【図１６】アウトリガのフロートとなるロードセルが接地しロードセルに負荷が作用してコイルばねが撓んだ状態の説明図である。
【図１７】本発明のさらにまた他の実施の形態であるクレーンの転倒警報装置の使用の状態を示す正面図である。
【図１８】クレーンの転倒警報装置の平面図である。
【図１９】図１８のＧ−Ｇ線断面図である。
【図２０】従来のロードセルの荷重測定範囲の説明図である。
【符号の説明】
１      ロードセル
２      アウトリガ
４      ストレンゲージ
５      コイルばね
６      上部ロードセルケース
７      下部ロードセルケース
８      支持部
９      支持部
１０    ボルト孔
１１    上板
１２    アウトリガシリンダ
１３    ボルト
１４    フロート
１５    ケーブル
２０    転倒警報装置
２１    警報部
２２    把手
２３    箱
２４    ブザー
２５    制御部
２６    電池
２７    敷板
２８    ダストシール
２９    第２スイッチ
３１    ロードセル
３４    ストレンゲージ
３５    コイルばね
３６    上部ロードセルケース
３７    下部ロードセルケース
３８    支持部
３９    支持部
４０    連結ボルト
４１    ピン孔
４２    内ボックス
４３    ロードセル室
４４    ピン
４５    外ボックス
５１    ロードセル
５４    ストレンゲージ
５５    コイルばね
５６    上部ロードセルケース
５７    下部ロードセルケース
５８    支持部
５９    支持部
６１    ピン孔
６２    ピン
６４    ピン
Ｄ      隙間
【図１】
0004111300.tif 000002
【図２】
0004111300.tif 000003
【図３】
0004111300.tif 000004
【図４】
0004111300.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0004111300.tif 000012
【図１２】
0004111300.tif 000013
【図１３】
0004111300.tif 000014
【図１４】
0004111300.tif 000015
【図１５】
0004111300.tif 000016
【図１６】
0004111300.tif 000017
【図１７】
0004111300.tif 000018
【図１８】
0004111300.tif 000019
【図１９】
0004111300.tif 000020
【図２０】
0004111300.tif 000021