(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーン本体と、そのクレーン本体に起伏自在に設けられた起伏部材と、その起伏部材の先端部の下方で吊荷を支持するフック装置と、前記起伏部材の先端部に設けられた複数の第１吊りシーブと、前記フック装置に設けられ、前記第１吊りシーブの下方に配置される複数の第２吊りシーブと、前記第１吊りシーブと前記第２吊りシーブとに掛け回される吊りロープと、前記クレーン本体に設けられ、前記吊りロープを巻き取ることにより前記第２吊りシーブとともに前記フック装置を巻き上げる一方、前記吊りロープを繰り出すことによって前記第２吊りシーブとともに前記フック装置を巻き下げる吊荷用ウィンチと、前記吊りロープの張力を検出する吊りロープ張力検出器とを備えたクレーンに設けられ、そのクレーンの吊り荷重を導出するクレーンの吊り荷重導出装置であって、
前記吊りロープの張力と前記クレーンの吊り荷重との相関関係を特定する吊り荷重特定係数を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された吊り荷重特定係数の更新を指示するための指示信号を発信する指示装置と、
前記指示装置から前記指示信号が発信された場合に、前記吊りロープが掛け回された前記吊りシーブの数であるシーブ掛数と、前記吊荷用ウィンチによる前記フック装置の巻き上げ動作中に前記吊りロープ張力検出器により検出される前記吊りロープの張力と、前記吊荷用ウィンチによる前記フック装置の巻き下げ動作中に前記吊りロープ張力検出器により検出される前記吊りロープの張力とに基づいて前記各吊りシーブの平均のシーブ効率である平均シーブ効率を算出するシーブ効率演算部と、
そのシーブ効率演算部によって算出された平均シーブ効率と前記シーブ掛数とに基づいて新たな吊り荷重特定係数を算出する係数演算部と、
前記記憶部に記憶された吊り荷重特定係数を前記係数演算部によって算出された新たな吊り荷重特定係数に更新する更新部と、
前記吊りロープ張力検出器によって検出された前記吊りロープの張力と前記記憶部に記憶された最新の吊り荷重特定係数とに基づいて前記クレーンの吊り荷重を算出する荷重演算部とを備えた、クレーンの吊り荷重導出装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記吊り荷重特定係数として、前記フック装置の巻き上げ時における前記吊りロープの張力と前記クレーンの吊り荷重との相関関係を特定する吊り荷重特定係数である巻上げ用係数と、前記フック装置の巻き下げ時における前記吊りロープの張力と前記クレーンの吊り荷重との相関関係を特定する吊り荷重特定係数である巻下げ用係数とを記憶し、
前記係数演算部は、前記新たな吊り荷重特定係数として、前記シーブ効率演算部によって算出された前記平均シーブ効率と前記シーブ掛数とに基づいて新たな巻上げ用係数及び巻下げ用係数を算出し、
前記更新部は、前記記憶部に記憶された巻上げ用係数を前記係数演算部によって算出された前記新たな巻上げ用係数に更新するとともに、前記記憶部に記憶された巻下げ用係数を前記係数演算部によって算出された前記新たな巻下げ用係数に更新し、
前記荷重演算部は、前記フック装置の巻き上げ時には前記吊りロープ張力検出器によって検出される前記吊りロープの張力と前記記憶部に記憶された最新の巻上げ用係数とに基づいて前記クレーンの吊り荷重を算出し、前記フック装置の巻き下げ時には前記吊りロープ張力検出器によって検出される前記吊りロープの張力と前記記憶部に記憶された最新の巻下げ用係数とに基づいて前記クレーンの吊り荷重を算出する、請求項１に記載のクレーンの吊り荷重導出装置。
【請求項３】
前記係数演算部は、前記平均シーブ効率をε１ＡＶＥとし、前記シーブ掛数をＮ１とし、前記新たな巻上げ用係数をＫ１ＵＰとし、前記新たな巻下げ用係数をＫ１ＤＮとした場合に、下記の数式１に基づいて前記新たな巻上げ用係数Ｋ１ＵＰを算出するとともに下記の数式２に基づいて前記新たな巻下げ用係数Ｋ１ＤＮを算出する、請求項２に記載のクレーンの吊り荷重導出装置。
【数１】
0005580710.tif 000002
【数２】
0005580710.tif 000003
【請求項４】
前記シーブ効率演算部は、前記平均シーブ効率をε１ＡＶＥとし、前記シーブ掛数をＮ１とし、前記指示装置から前記指示信号が発信された状態で前記吊荷用ウィンチが前記フック装置を巻き上げる際に前記吊りロープ張力検出器が検出する前記吊りロープの張力をＦ１ＵＰとし、前記指示装置から前記指示信号が発信された状態で前記吊荷用ウィンチが前記フック装置を巻き下げる際に前記吊りロープ張力検出器が検出する前記吊りロープの張力をＦ１ＤＮとした場合に下記の数式３に基づいて平均シーブ効率ε１ＡＶＥを算出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクレーンの吊り荷重導出装置。
【数３】
0005580710.tif 000004
【請求項５】
クレーン本体と、そのクレーン本体に起伏自在に設けられた起伏部材と、その起伏部材の先端部に吊り下げられ、吊荷を支持するフック装置と、前記クレーン本体において前記起伏部材の後方に立設されたガントリと、そのガントリの上部に設けられ、複数の第１起伏シーブを有する第１スプレッダと、その第１スプレッダと前記起伏部材の先端部との間に配置され、複数の第２起伏シーブを有する第２スプレッダと、前記起伏部材の先端部と前記第２スプレッダとを接続するガイラインと、前記第１起伏シーブと前記第２起伏シーブとに掛け回される起伏ロープと、前記クレーン本体に設けられ、前記起伏ロープを巻き取ることにより前記第１スプレッダと前記第２スプレッダとの間の間隔を縮小させて前記起伏部材を起立させる一方、前記起伏ロープを繰り出すことにより前記第１スプレッダと前記第２スプレッダとの間の間隔を拡大させて前記起伏部材を倒伏させる起伏用ウィンチと、前記起伏ロープの張力を検出する起伏ロープ張力検出器とを備えたクレーンに設けられ、そのクレーンの吊り荷重を導出するクレーンの吊り荷重導出装置であって、
前記起伏ロープの張力と前記ガイラインの張力との相関関係を特定する張力特定係数を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された張力特定係数の更新を指示するための指示信号を発信する指示装置と、
前記指示装置から前記指示信号が発信された場合に、前記起伏ロープが掛け回された前記起伏シーブの数であるシーブ掛数と、前記起伏用ウィンチによる前記起伏部材の起立動作中に前記起伏ロープ張力検出器により検出される前記起伏ロープの張力と、前記起伏用ウィンチによる前記起伏部材の倒伏動作中に前記起伏ロープ張力検出器により検出される前記起伏ロープの張力とに基づいて前記各起伏シーブの平均のシーブ効率である平均シーブ効率を算出するシーブ効率演算部と、
そのシーブ効率演算部によって算出された平均シーブ効率と前記シーブ掛数とに基づいて新たな張力特定係数を算出する係数演算部と、
前記記憶部に記憶された張力特定係数を前記係数演算部によって算出された新たな張力特定係数に更新する更新部と、
前記起伏ロープ張力検出器によって検出される前記起伏ロープの張力と前記記憶部に記憶された最新の張力特定係数とに基づいて前記ガイラインの張力を算出する張力演算部と、
前記張力演算部によって算出された前記ガイラインの張力に基づいて前記クレーンの吊り荷重を算出する荷重演算部とを備えた、クレーンの吊り荷重導出装置。
【請求項６】
前記記憶部は、前記張力特定係数として、前記起伏部材の起立動作時の前記起伏ロープの張力と前記ガイラインの張力との相関関係を特定する張力特定係数である起立用係数と、前記起伏部材の倒伏動作時の前記起伏ロープの張力と前記ガイラインの張力との相関関係を特定する張力特定係数である倒伏用係数とを記憶し、
前記係数演算部は、前記新たな張力特定係数として、前記シーブ効率演算部によって算出された前記平均シーブ効率と前記シーブ掛数とに基づいて新たな起立用係数及び倒伏用係数を算出し、
前記更新部は、前記記憶部に記憶された起立用係数を前記係数演算部によって算出された前記新たな起立用係数に更新するとともに、前記記憶部に記憶された倒伏用係数を前記係数演算部によって算出された前記新たな倒伏用係数に更新し、
前記張力演算部は、前記起伏部材の起立動作時には前記起伏ロープ張力検出器によって検出される前記起伏ロープの張力と前記記憶部に記憶された最新の起立用係数とに基づいて前記ガイラインの張力を算出し、前記起伏部材の倒伏動作時には前記起伏ロープ張力検出器によって検出される前記起伏ロープの張力と前記記憶部に記憶された最新の倒伏用係数とに基づいて前記ガイラインの張力を算出する、請求項５に記載のクレーンの吊り荷重導出装置。
【請求項７】
前記係数演算部は、前記平均シーブ効率をε２ＡＶＥとし、前記シーブ掛数をＮ２とし、前記新たな起立用係数をＫ２ＵＰとし、前記新たな倒伏用係数をＫ２ＤＮとした場合に、下記の数式４に基づいて前記新たな起立用係数Ｋ２ＵＰを算出するとともに下記の数式５に基づいて前記新たな倒伏用係数Ｋ２ＤＮを算出する、請求項６に記載のクレーンの吊り荷重導出装置。
【数４】
0005580710.tif 000005
【数５】
0005580710.tif 000006
【請求項８】
前記シーブ効率演算部は、前記平均シーブ効率をε２ＡＶＥとし、前記シーブ掛数をＮ２とし、前記指示装置から前記指示信号が発信された状態で前記起伏用ウィンチが前記起伏部材を起立させる際に前記起伏ロープ張力検出器が検出する前記起伏ロープの張力をＦ２ＵＰとし、前記指示装置から前記指示信号が発信された状態で前記起伏用ウィンチが前記起伏部材を倒伏させる際に前記起伏ロープ張力検出器が検出する前記起伏ロープの張力をＦ２ＤＮとした場合に下記の数式６に基づいて平均シーブ効率ε２ＡＶＥを算出する、請求項５〜７のいずれか１項に記載のクレーンの吊り荷重導出装置。
【数６】
0005580710.tif 000007
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンの吊り荷重導出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のクレーンでは、ブームやジブ等の起伏部材の先端から吊りロープを介して吊り下げられる吊荷の荷重を前記吊りロープに掛かる張力に基づいて算出することが行われている。下記特許文献１には、そのような吊り荷重を求めるための吊り荷重検出装置を備えたクレーンの一例が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されたクレーンは、下部走行体と、その下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、その上部旋回体に起伏自在に設けられたブームと、そのブームの先端に起伏自在に取り付けられたジブと、そのジブの先端に設けられた複数のシーブと、ジブの先端の下方に配置されて吊荷を支持するフック装置と、そのフック装置に設けられた複数のシーブと、前記ジブの先端に設けられたシーブと前記フック装置に設けられたシーブとに掛け回されたワイヤロープと、上部旋回体に搭載され、ワイヤロープを巻き取ることによりフック装置を巻き上げる一方、ワイヤロープを繰り出すことによりフック装置を巻き下げるウィンチと、ワイヤロープの張力を検出する張力検出器とを備えている。そして、吊り荷重検出装置は、前記張力検出器によって検出されたワイヤロープの張力に前記シーブに対するワイヤロープの掛け数を乗じることによって吊り荷重を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３９７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された吊り荷重検出装置では、正確な吊り荷重を算出することができない。
【０００６】
具体的には、上記特許文献１では、張力検出器によって検出されたワイヤロープの張力にシーブに掛けられたワイヤロープの掛け数を乗じることによって吊り荷重を求めているが、フック装置の巻き上げ時又は巻き下げ時には、ワイヤロープの張力に各シーブのシーブ効率に起因する力が含まれるため、そのワイヤロープの張力に前記掛け数を乗じて求められた吊り荷重は、シーブ効率の影響が加味された荷重となり、真の吊り荷重からずれた値となる。なお、シーブ効率とは、回転抵抗力（シーブとその回転軸との間で作用する滑り摩擦力とシーブに掛けられるワイヤロープをシーブに沿って曲げる際の曲げ抵抗力とを合算した力）が付与されるシーブを回転させる際のそのシーブの回転させやすさを表す値である。
【０００７】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、正確な吊り荷重を求めることが可能なクレーンの吊り荷重導出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本願発明者は、フック装置の巻き上げ時と巻き下げ時における吊りロープの張力と吊り荷重との相関関係を特定する吊り荷重特定係数を予め求めておき、フック装置の巻き上げ時及び巻き下げ時には、検出された吊りロープの張力と前記吊り荷重特定係数とに基づいて吊り荷重を求めることを考え付いた。この構成によれば、前記吊り荷重特定係数にシーブ効率に起因する作用力が反映されているため、フック装置の巻き上げ時及び巻き下げ時に上記従来の構成よりも正確な吊り荷重を求めることが可能となる。
【０００９】
しかし、この場合には、シーブ及び吊りロープの温度の変化や、経年によるシーブ及び吊りロープの劣化があった場合に吊り荷重の算出精度が低下するという問題点がある。
【００１０】
具体的には、前記係数が算出された時点からシーブ及び吊りロープの温度の変化や、経年によるシーブ及び吊りロープの劣化があった場合には、シーブ効率が変化し、それに伴って、吊りロープの張力と吊り荷重との相関関係が変化する。このため、その変化後の時点では、予め算出された前記吊り荷重特定係数が現時点での吊りロープの張力と吊り荷重との関係に対応しなくなり、その吊り荷重特定係数を用いて算出された吊り荷重は、真の吊り荷重に対して誤差の大きい値となる。
【００１１】
そこで、本願発明者は、この問題点を解決するために以下のようなクレーンの吊り荷重導出装置を発明した。この発明によるクレーンの吊り荷重導出装置は、クレーン本体と、そのクレーン本体に起伏自在に設けられた起伏部材と、その起伏部材の先端部の下方で吊荷を支持するフック装置と、前記起伏部材の先端部に設けられた複数の第１吊りシーブと、前記フック装置に設けられ、前記第１吊りシーブの下方に配置される複数の第２吊りシーブと、前記第１吊りシーブと前記第２吊りシーブとに掛け回される吊りロープと、前記クレーン本体に設けられ、前記吊りロープを巻き取ることにより前記第２吊りシーブとともに前記フック装置を巻き上げる一方、前記吊りロープを繰り出すことによって前記第２吊りシーブとともに前記フック装置を巻き下げる吊荷用ウィンチと、前記吊りロープの張力を検出する吊りロープ張力検出器とを備えたクレーンに設けられ、そのクレーンの吊り荷重を導出するクレーンの吊り荷重導出装置であって、前記吊りロープの張力と前記クレーンの吊り荷重との相関関係を特定する吊り荷重特定係数を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された吊り荷重特定係数の更新を指示するための指示信号を発信する指示装置と、前記指示装置から前記指示信号が発信された場合に、前記吊りロープが掛け回された前記吊りシーブの数であるシーブ掛数と、前記吊荷用ウィンチによる前記フック装置の巻き上げ動作中に前記吊りロープ張力検出器により検出される前記吊りロープの張力と、前記吊荷用ウィンチによる前記フック装置の巻き下げ動作中に前記吊りロープ張力検出器により検出される前記吊りロープの張力とに基づいて前記各吊りシーブの平均のシーブ効率である平均シーブ効率を算出するシーブ効率演算部と、そのシーブ効率演算部によって算出された平均シーブ効率と前記シーブ掛数とに基づいて新たな吊り荷重特定係数を算出する係数演算部と、前記記憶部に記憶された吊り荷重特定係数を前記係数演算部によって算出された新たな吊り荷重特定係数に更新する更新部と、前記吊りロープ張力検出器によって検出された前記吊りロープの張力と前記記憶部に記憶された最新の吊り荷重特定係数とに基づいて前記クレーンの吊り荷重を算出する荷重演算部とを備えている。
【００１２】
このクレーンの吊り荷重導出装置では、例えば所定のタイミングで指示装置に前記指示信号を発信させ、吊荷用ウィンチにフック装置の所定の巻き上げ動作及び巻き下げ動作を行わせれば、記憶部に記憶されている吊り荷重特定係数がその時点での各吊りシーブの平均シーブ効率が反映された値に更新されるため、荷重演算部がその最新の平均シーブ効率が反映された吊り荷重特定係数を用いてクレーンの吊り荷重を算出することができる。その結果、吊りシーブ及び吊りロープの温度変化や経年劣化があった場合でも、良好な精度で吊り荷重を求めることができる。
【００１３】
上記クレーンの吊り荷重導出装置において、前記記憶部は、前記吊り荷重特定係数として、前記フック装置の巻き上げ時における前記吊りロープの張力と前記クレーンの吊り荷重との相関関係を特定する吊り荷重特定係数である巻上げ用係数と、前記フック装置の巻き下げ時における前記吊りロープの張力と前記クレーンの吊り荷重との相関関係を特定する吊り荷重特定係数である巻下げ用係数とを記憶し、前記係数演算部は、前記新たな吊り荷重特定係数として、前記シーブ効率演算部によって算出された前記平均シーブ効率と前記シーブ掛数とに基づいて新たな巻上げ用係数及び巻下げ用係数を算出し、前記更新部は、前記記憶部に記憶された巻上げ用係数を前記係数演算部によって算出された前記新たな巻上げ用係数に更新するとともに、前記記憶部に記憶された巻下げ用係数を前記係数演算部によって算出された前記新たな巻下げ用係数に更新し、前記荷重演算部は、前記フック装置の巻き上げ時には前記吊りロープ張力検出器によって検出される前記吊りロープの張力と前記記憶部に記憶された最新の巻上げ用係数とに基づいて前記クレーンの吊り荷重を算出し、前記フック装置の巻き下げ時には前記吊りロープ張力検出器によって検出される前記吊りロープの張力と前記記憶部に記憶された最新の巻下げ用係数とに基づいて前記クレーンの吊り荷重を算出することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、フック装置の巻き上げ時と巻き下げ時にそれぞれに応じた吊り荷重特定係数でかつ吊りシーブ及び吊りロープの温度変化や経年劣化に起因するシーブ効率の変化が加味された吊り荷重特定係数を用いて吊り荷重が算出されるため、吊りシーブ及び吊りロープの温度変化や経年劣化があった場合にフック装置の巻き上げ時と巻き下げ時のそれぞれにおいて正確な吊り荷重を求めることができる。
【００１５】
この場合において、前記係数演算部は、前記平均シーブ効率をε１ＡＶＥとし、前記シーブ掛数をＮ１とし、前記新たな巻上げ用係数をＫ１ＵＰとし、前記新たな巻下げ用係数をＫ１ＤＮとした場合に、Ｋ１ＵＰ＝ε１ＡＶＥ（１−ε１ＡＶＥＮ１）／（１−ε１ＡＶＥ）という数式に基づいて前記新たな巻上げ用係数Ｋ１ＵＰを算出するとともにＫ１ＤＮ＝ε１ＡＶＥ−Ｎ１（ε１ＡＶＥＮ１−１）／（ε１ＡＶＥ−１）という数式に基づいて前記新たな巻下げ用係数Ｋ１ＤＮを算出することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、シーブ効率演算部によって算出された平均シーブ効率とシーブ掛数とに基づいて新たな巻上げ用係数及び巻下げ用係数を算出する係数演算部を具体的に構成することができる。
【００１７】
上記クレーンの吊り荷重導出装置において、前記シーブ効率演算部は、前記平均シーブ効率をε１ＡＶＥとし、前記シーブ掛数をＮ１とし、前記指示装置から前記指示信号が発信された状態で前記吊荷用ウィンチが前記フック装置を巻き上げる際に前記吊りロープ張力検出器が検出する前記吊りロープの張力をＦ１ＵＰとし、前記指示装置から前記指示信号が発信された状態で前記吊荷用ウィンチが前記フック装置を巻き下げる際に前記吊りロープ張力検出器が検出する前記吊りロープの張力をＦ１ＤＮとした場合にε１ＡＶＥ＝（Ｆ１ＤＮ／Ｆ１ＵＰ）１／（Ｎ１＋１）という数式に基づいて平均シーブ効率ε１ＡＶＥを算出することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、シーブ掛数と、指示装置から指示信号が発信された状態で吊荷用ウィンチがフック装置を巻き上げる際に吊りロープ張力検出器が検出する吊りロープの張力と、指示装置から指示信号が発信された状態で吊荷用ウィンチがフック装置を巻き下げる際に吊りロープ張力検出器が検出する吊りロープの張力とに基づいて平均シーブ効率を算出するシーブ効率演算部を具体的に構成することができる。
【００１９】
また、本願発明者は、上記問題点を解決するために以下のようなクレーンの吊り荷重導出装置を発明した。この発明によるクレーンの吊り荷重導出装置は、クレーン本体と、そのクレーン本体に起伏自在に設けられた起伏部材と、その起伏部材の先端部に吊り下げられ、吊荷を支持するフック装置と、前記クレーン本体において前記起伏部材の後方に立設されたガントリと、そのガントリの上部に設けられ、複数の第１起伏シーブを有する第１スプレッダと、その第１スプレッダと前記起伏部材の先端部との間に配置され、複数の第２起伏シーブを有する第２スプレッダと、前記起伏部材の先端部と前記第２スプレッダとを接続するガイラインと、前記第１起伏シーブと前記第２起伏シーブとに掛け回される起伏ロープと、前記クレーン本体に設けられ、前記起伏ロープを巻き取ることにより前記第１スプレッダと前記第２スプレッダとの間の間隔を縮小させて前記起伏部材を起立させる一方、前記起伏ロープを繰り出すことにより前記第１スプレッダと前記第２スプレッダとの間の間隔を拡大させて前記起伏部材を倒伏させる起伏用ウィンチと、前記起伏ロープの張力を検出する起伏ロープ張力検出器とを備えたクレーンに設けられ、そのクレーンの吊り荷重を導出するクレーンの吊り荷重導出装置であって、前記起伏ロープの張力と前記ガイラインの張力との相関関係を特定する張力特定係数を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された張力特定係数の更新を指示するための指示信号を発信する指示装置と、前記指示装置から前記指示信号が発信された場合に、前記起伏ロープが掛け回された前記起伏シーブの数であるシーブ掛数と、前記起伏用ウィンチによる前記起伏部材の起立動作中に前記起伏ロープ張力検出器により検出される前記起伏ロープの張力と、前記起伏用ウィンチによる前記起伏部材の倒伏動作中に前記起伏ロープ張力検出器により検出される前記起伏ロープの張力とに基づいて前記各起伏シーブの平均のシーブ効率である平均シーブ効率を算出するシーブ効率演算部と、そのシーブ効率演算部によって算出された平均シーブ効率と前記シーブ掛数とに基づいて新たな張力特定係数を算出する係数演算部と、前記記憶部に記憶された張力特定係数を前記係数演算部によって算出された新たな張力特定係数に更新する更新部と、前記起伏ロープ張力検出器によって検出される前記起伏ロープの張力と前記記憶部に記憶された最新の張力特定係数とに基づいて前記ガイラインの張力を算出する張力演算部と、前記張力演算部によって算出された前記ガイラインの張力に基づいて前記クレーンの吊り荷重を算出する荷重演算部とを備えている。
【００２０】
このクレーンの吊り荷重導出装置では、例えば所定のタイミングで指示装置に前記指示信号を発信させ、起伏用ウィンチにブームの所定の起立動作及び倒伏動作を行わせれば、記憶部に記憶されている張力特定係数がその時点での各起伏シーブの平均シーブ効率が反映された値に更新されるため、張力演算部がその最新の平均シーブ効率が反映された張力特定係数を用いてガイラインの張力を算出することができるとともに、荷重演算部がその張力演算部によって算出されたガイラインの張力を用いてクレーンの吊り荷重を算出することができる。その結果、起伏シーブ及び起伏ロープの温度変化や経年劣化があった場合でも、良好な精度で吊り荷重を求めることができる。
【００２１】
この場合において、前記記憶部は、前記張力特定係数として、前記起伏部材の起立動作時の前記起伏ロープの張力と前記ガイラインの張力との相関関係を特定する張力特定係数である起立用係数と、前記起伏部材の倒伏動作時の前記起伏ロープの張力と前記ガイラインの張力との相関関係を特定する張力特定係数である倒伏用係数とを記憶し、前記係数演算部は、前記新たな張力特定係数として、前記シーブ効率演算部によって算出された前記平均シーブ効率と前記シーブ掛数とに基づいて新たな起立用係数及び倒伏用係数を算出し、前記更新部は、前記記憶部に記憶された起立用係数を前記係数演算部によって算出された前記新たな起立用係数に更新するとともに、前記記憶部に記憶された倒伏用係数を前記係数演算部によって算出された前記新たな倒伏用係数に更新し、前記張力演算部は、前記起伏部材の起立動作時には前記起伏ロープ張力検出器によって検出される前記起伏ロープの張力と前記記憶部に記憶された最新の起立用係数とに基づいて前記ガイラインの張力を算出し、前記起伏部材の倒伏動作時には前記起伏ロープ張力検出器によって検出される前記起伏ロープの張力と前記記憶部に記憶された最新の倒伏用係数とに基づいて前記ガイラインの張力を算出することが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、起伏部材の起立動作時と倒伏動作時にそれぞれに応じた張力特定係数でかつ起伏シーブ及び起伏ロープの温度変化や経年劣化に起因するシーブ効率の変化が加味された張力特定係数を用いてガイラインの張力が算出されるため、起伏シーブ及び起伏ロープの温度変化や経年劣化があった場合に起伏部材の起立動作時と倒伏動作時のそれぞれにおいて正確な吊り荷重を求めることができる。
【００２３】
さらにこの場合において、前記係数演算部は、前記平均シーブ効率をε２ＡＶＥとし、前記シーブ掛数をＮ２とし、前記新たな起立用係数をＫ２ＵＰとし、前記新たな倒伏用係数をＫ２ＤＮとした場合に、Ｋ２ＵＰ＝ε２ＡＶＥ（１−ε２ＡＶＥＮ２）／（１−ε２ＡＶＥ）という数式に基づいて前記新たな起立用係数Ｋ２ＵＰを算出するとともにＫ２ＤＮ＝ε２ＡＶＥ−Ｎ２（ε２ＡＶＥＮ２−１）／（ε２ＡＶＥ−１）という数式に基づいて前記新たな倒伏用係数Ｋ２ＤＮを算出することが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、シーブ効率演算部によって算出された平均シーブ効率とシーブ掛数とに基づいて新たな起立用係数及び倒伏用係数を算出する係数演算部を具体的に構成することができる。
【００２５】
上記シーブ掛数と、起伏部材の起伏動作中の起伏ロープの張力と、起伏部材の倒伏動作中の起伏ロープの張力とに基づいて平均シーブ効率を算出するシーブ効率演算部を含む構成において、前記シーブ効率演算部は、前記平均シーブ効率をε２ＡＶＥとし、前記シーブ掛数をＮ２とし、前記指示装置から前記指示信号が発信された状態で前記起伏用ウィンチが前記起伏部材を起立させる際に前記起伏ロープ張力検出器が検出する前記起伏ロープの張力をＦ２ＵＰとし、前記指示装置から前記指示信号が発信された状態で前記起伏用ウィンチが前記起伏部材を倒伏させる際に前記起伏ロープ張力検出器が検出する前記起伏ロープの張力をＦ２ＤＮとした場合にε２ＡＶＥ＝（Ｆ２ＤＮ／Ｆ２ＵＰ）１／（Ｎ２＋１）という数式に基づいて平均シーブ効率ε２ＡＶＥを算出することが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、シーブ掛数と、指示装置から指示信号が発信された状態で起伏用ウィンチが起伏部材を起立させる際に起伏ロープ張力検出器が検出する起伏ロープの張力と、指示装置から指示信号が発信された状態で起伏用ウィンチが起伏部材を倒伏させる際に起伏ロープ張力検出器が検出する起伏ロープの張力とに基づいて平均シーブ効率を算出するシーブ効率演算部を具体的に構成することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明によれば、正確な吊り荷重を求めることが可能なクレーンの吊り荷重導出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】吊り荷重導出装置が設けられるクレーンの右側面図である。
【図２】クレーンのトップシーブとフックシーブとに吊りロープが掛け回された状態を模式的に示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態による吊り荷重導出装置の機能ブロック図である。
【図４】各種シーブ掛数Ｎ毎の平均シーブ効率εＡＶＥと吊り荷重特定係数Ｋとの相関関係を示す図である。
【図５】クレーンの上部シーブと下部シーブとに起伏ロープが掛け回された状態を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態による吊り荷重導出装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態による吊り荷重導出装置２が設けられるクレーンの構成について説明する。
【００３１】
吊り荷重導出装置２は、例えば図１に示すようなクローラクレーンに設けられている。このクローラクレーンは、下部走行体１０２と、上部旋回体１０４と、ブーム１０６と、複数のトップシーブ１０８と、フック装置１１０と、複数のフックシーブ１１２と、吊りロープ１１４と、吊荷用ウィンチ１１６と、吊りロープ張力検出器１１７と、ガイライン１１８と、上部スプレッダ１２０と、下部スプレッダ１２２と、ガントリ１２４と、起伏ロープ１２６と、起伏用ウィンチ１２８と、図略の過負荷防止装置とを備えている。
【００３２】
下部走行体１０２は、クローラ式の走行体である。上部旋回体１０４は、下部走行体１０２の上に縦軸回りに旋回可能に搭載されている。なお、上部旋回体１０４は、本発明のクレーン本体の概念に含まれるものである。
【００３３】
ブーム１０６は、上部旋回体１０４に起伏自在に設けられている。このブーム１０６は、本発明の起伏部材の概念に含まれるものである。このブーム１０６の先端部から吊りロープ１１４を介してフック装置１１０が吊り下げられる。ブーム１０６の先端部には、複数のトップシーブ１０８が設けられている。このトップシーブ１０８は、本発明の第１吊りシーブの概念に含まれるものである。各トップシーブ１０８は、同軸に配設されており、ブーム１０６の先端部に設けられた水平方向に延びる軸１０６ａ（図２参照）によって回転自在に支持されている。
【００３４】
フック装置１１０は、ブーム１０６の先端部の下方で吊荷を支持するものである。なお、フック装置１１０としては、主巻フック装置１１１ａと補巻フック装置１１１ｂとがクレーンに設けられているが、以降の説明では、主巻フック装置１１１ａをフック装置１１０として吊り荷重の導出に関する説明を行う。ただし、補巻フック装置１１ｂについても同様の内容が適用される。
【００３５】
フック装置１１０は、フック装置本体１１０ａと、そのフック装置本体１１０ａの下部に設けられて吊荷を吊り下げるフック部１１０ｂとを有する。
【００３６】
複数のフックシーブ１１２は、フック装置１１０に設けられている。これらのフックシーブ１１２は、同軸に配設されており、フック装置１１０に設けられた水平方向に延びる軸１１０ｃ（図２参照）によって回転自在に支持されている。このフックシーブ１１２は、本発明の第２吊りシーブの概念に含まれるものである。フックシーブ１１２は、トップシーブ１０８の下方に離間して配置されており、このフックシーブ１１２とトップシーブ１０８とにワイヤロープからなる吊りロープ１１４が掛け回されている。吊りロープ１１４の一端は、ブーム１０６の先端部に固定されており、吊りロープ１１４の他端は、吊荷用ウィンチ１１６に接続されている。
【００３７】
吊荷用ウィンチ１１６は、上部旋回体１０４に搭載されており、吊りロープ１１４を巻き取ることによりフックシーブ１１２とともにフック装置１１０を巻き上げる一方、吊りロープ１１４を繰り出すことによりフックシーブ１１２とともにフック装置１１０を巻き下げる。
【００３８】
吊りロープ張力検出器１１７（図２参照）は、吊りロープ１１４の張力を検出するものであり、本発明の張力検出器の概念に含まれる。吊りロープ張力検出器１１７は、ブーム１０６の先端部に取り付けられており、吊りロープ１１４のうち吊荷用ウィンチ１１６と反対側の端部がこの吊りロープ張力検出器１１７を介してブーム１０６の先端部に接続されている。
【００３９】
ガイライン１１８は、ブーム１０６の先端部と上部スプレッダ１２０とを接続している。上部スプレッダ１２０は、図略の複数の上部シーブを有している。
【００４０】
ガントリ１２４は、上部旋回体１０４の後部に立設されている。下部スプレッダ１２２は、このガントリ１２４の上部に設けられている。上部スプレッダ１２０は、下部スプレッダ１２２とブーム１０６の先端部との間に配置されており、下部スプレッダ１２２から前方に離間して配置されている。下部スプレッダ１２２は、図略の複数の下部シーブを有している。起伏ロープ１２６は、上部スプレッダ１２０の上部シーブと下部スプレッダ１２２の下部シーブとに掛け回されている。
【００４１】
起伏用ウィンチ１２８は、上部旋回体１０４に搭載されている。この起伏用ウィンチ１２８は、起伏ロープ１２６を巻き取ることにより、上部スプレッダ１２０と下部スプレッダ１２２との間の間隔を縮小させてガイライン１１８を介してブーム１０６の先端を後方へ引っ張り、ブーム１０６を起立させる一方、起伏ロープ１２６を繰り出すことにより、上部スプレッダ１２０と下部スプレッダ１２２との間の間隔を拡大させてガイライン１１８を緩め、ブーム１０６を倒伏させる。
【００４２】
図略の過負荷防止装置は、ブーム１０６に過大な負荷が掛かることによるクレーン１００の転倒や破損を防止するためのものである。本実施形態の吊り荷重導出装置２は、この過負荷防止装置を構成するものである。過負荷防止装置は、吊り荷重導出装置２によって導出された吊り荷重が定格荷重に達した場合に吊荷用ウィンチ１１６及び起伏用ウィンチ１２８の駆動を停止させる。
【００４３】
次に、この第１実施形態による吊り荷重導出装置２の構成について説明する。
【００４４】
当該第１実施形態による吊り荷重導出装置２は、上記のようなクレーンの吊り荷重を導出する。この吊り荷重導出装置２は、図３に示すように、記憶部４と、入力装置５と、指示装置６と、シーブ効率演算部１０と、係数演算部１２と、更新部１４と、荷重演算部１６とを備えている。
【００４５】
記憶部４は、吊りロープ１１４の張力と吊り荷重との相関関係を特定する吊り荷重特定係数を記憶する。具体的には、記憶部４は、吊り荷重特定係数として、フック装置１１０の巻き上げ時における吊りロープ１１４の張力と吊り荷重との相関関係を特定する吊り荷重特定係数である巻上げ用係数と、フック装置１１０の巻き下げ時における吊りロープ１１４の張力と吊り荷重との相関関係を特定する吊り荷重特定係数である巻下げ用係数とを記憶する。
【００４６】
また、この記憶部４は、吊りロープ１１４が掛け回されたシーブ１０８，１１２の数、すなわち吊りロープ１１４が掛けられたトップシーブ１０８及びフックシーブ１１２の合計の数であるシーブ掛数を記憶する。また、記憶部４は、吊りロープ張力検出器１１７によって検出される吊りロープ１１４の張力の値を記憶する。
【００４７】
入力装置５は、オペレータ等がシーブ掛数等の各種データを入力するためのものである。この入力装置５によって入力された各種データは、記憶部４に記憶される。
【００４８】
指示装置６は、記憶部４に記憶された吊り荷重特定係数の更新を指示するための指示信号を発信する。具体的には、この指示装置６は、更新モード選択位置と通常モード選択位置とに切り換え可能な図略のモード選択スイッチを有している。記憶部４に記憶された吊り荷重特定係数を更新する時には、オペレータがこのモード選択スイッチを更新モード選択位置側に切り換え、それによって指示装置６から指示信号が発信される。一方、吊り荷重特定係数の更新を行わない通常の吊り作業時には、モード選択スイッチを通常モード選択位置とする。この場合には、指示装置６から前記指示信号は発信されない。
【００４９】
シーブ効率演算部１０は、指示装置６から指示信号が発信された場合に、記憶部４に記憶されているシーブ掛数と、吊荷用ウィンチ１１６によるフック装置１１０の巻き上げ動作中に吊りロープ張力検出器１１７によって検出される吊りロープ１１４の張力と、吊荷用ウィンチ１１６によるフック装置１１０の巻き下げ動作中に吊りロープ張力検出器１１７によって検出される吊りロープ１１４の張力とに基づいて前記各シーブ１０８，１１２の平均のシーブ効率である平均シーブ効率を算出する。各シーブ１０８，１１２のシーブ効率は、フック装置１１０の巻き上げ時において、シーブ１０８，１１２と軸１０６ａ，１１０ｃとの間で作用する滑り摩擦力と吊りロープ１１４をシーブ１０８，１１２に沿って曲げる際の曲げ抵抗力とが合算された回転抵抗力が付与されるシーブ１０８，１１２の回転させやすさを表す値である。具体的には、１つのシーブのシーブ効率は、そのシーブを動滑車としてそのシーブに掛かる荷重に抗しながら当該シーブに掛けられた吊りロープでそのシーブを引き上げる場合に要する当該吊りロープの張力（引張り力）とそのシーブに掛かる荷重との比で表される。このシーブ効率が低い程、フック装置１１０の巻き上げ時におけるシーブ１０８，１１２の回転抵抗力が大きくなってシーブ１０８，１１２が回転しにくくなり、それに伴って、フック装置１１０の巻き上げに要する吊りロープ１１４の引張り力が増大する。
【００５０】
なお、シーブ１０８，１１２の回転抵抗力は、フック装置１１０の巻き上げ時と巻き下げ時とで異なる作用を及ぼす。具体的には、図２を参照して、吊荷用ウィンチ１１６がフック装置１１０を巻き上げる際には、シーブ１０８，１１２の回転抵抗力は、吊り荷重Ｗを増大させる力として作用する。このため、フック装置１１０を巻き上げる際の吊り荷重Ｗは、吊荷、フック装置１１０及びフックシーブ１１２の荷重にシーブ１０８，１１２の回転抵抗力を加えた荷重となる。従って、フック装置１１０の巻き上げ時には、吊荷用ウィンチ１１６は、吊荷、フック装置１１０及びフックシーブ１１２の荷重に対応する引張り力よりも大きな引張り力（張力）Ｆを吊りロープ１１４に加える必要がある。一方、吊荷用ウィンチ１１６が吊荷、フック装置１１０及びフックシーブ１１２を巻き下げる際には、シーブ１０８，１１２の回転抵抗力は、前記巻き上げの場合とは逆に吊り荷重Ｗを減少させる力として作用する。このため、フック装置１１０を巻き下げる際の吊り荷重Ｗは、吊荷、フック装置１１０及びフックシーブ１１２の荷重からシーブ１０８，１１２の回転抵抗力を減じた荷重となる。従って、フック装置１１０の巻き下げ時には、吊荷用ウィンチ１１６は、吊荷、フック装置１１０及びフックシーブ１１２の荷重に相当する引張り力よりも小さい引張り力（張力）Ｆで吊りロープ１１４を支えながらフック装置１１０を巻き下げることができる。
【００５１】
そして、シーブ効率演算部１０は、フック装置１１０の巻き上げ時におけるシーブ１０８，１１２の平均シーブ効率をε１ＡＶＥとし、シーブ掛数をＮ１とし、指示装置６から指示信号が発信された状態で吊荷用ウィンチ１１６がフック装置１１０を巻き上げる際に吊りロープ張力検出器１１７が検出する吊りロープ１１４の張力をＦ１ＵＰとし、指示装置６から指示信号が発信された状態で吊荷用ウィンチ１１６がフック装置１１０を巻き下げる際に吊りロープ張力検出器１１７が検出する吊りロープ１１４の張力をＦ１ＤＮとした場合に、次の数式（１）に基づいて平均シーブ効率ε１ＡＶＥを算出する。
【００５２】
ε１ＡＶＥ＝（Ｆ１ＤＮ／Ｆ１ＵＰ）１／（Ｎ１＋１）・・・（１）
なお、この数式（１）は、以下のようにして導出される。
【００５３】
フック装置１１０の巻き上げ時には、吊り荷重Ｗは、下記の数式（２）で表される。
【００５４】
Ｗ＝｛ε１ＡＶＥ（１−ε１ＡＶＥＮ１）／（１−ε１ＡＶＥ）｝Ｆ１ＵＰ・・・（２）
また、フック装置１１０の巻き下げ時には、シーブ１０８，１１２に対する力の入出力の対称性から平均シーブ効率は１／ε１ＡＶＥで表される。このため、フック装置１１０の巻き下げ時における吊り荷重Ｗは、上記数式（２）中の平均シーブ効率ε１ＡＶＥを１／ε１ＡＶＥに置き換えて式変形することにより、次の数式（３）で表される。
【００５５】
Ｗ＝｛ε１ＡＶＥ−Ｎ１（ε１ＡＶＥＮ１−１）／（ε１ＡＶＥ−１）｝Ｆ１ＤＮ・・・（３）
そして、これらの数式（２），（３）からＷの項を消去して平均シーブ効率ε１ＡＶＥを求める式として式変形することにより、上記数式（１）が導出される。
【００５６】
係数演算部１２は、シーブ効率演算部１０によって算出された平均シーブ効率と記憶部４に記憶されたシーブ掛数とに基づいて新たな吊り荷重特定係数を算出する。
【００５７】
具体的には、係数演算部１２は、新たな吊り荷重特定係数として、新たな巻上げ用係数と新たな巻下げ用係数とを算出する。この際、係数演算部１２は、新たな巻上げ用係数をＫ１ＵＰとし、新たな巻下げ用係数をＫ１ＤＮとした場合に、以下の数式（４）に基づいて新たな巻上げ用係数Ｋ１ＵＰを算出するとともに、以下の数式（５）に基づいて新たな巻下げ用係数Ｋ１ＤＮを算出する。
【００５８】
Ｋ１ＵＰ＝ε１ＡＶＥ（１−ε１ＡＶＥＮ１）／（１−ε１ＡＶＥ）・・・（４）
Ｋ１ＤＮ＝ε１ＡＶＥ−Ｎ１（ε１ＡＶＥＮ１−１）／（ε１ＡＶＥ−１）・・・（５）
更新部１４は、記憶部４に記憶された吊り荷重特定係数を係数演算部１２によって算出された新たな吊り荷重特定係数に更新する。具体的には、更新部１４は、記憶部４に記憶された巻上げ用係数を係数演算部１２によって算出された新たな巻上げ用係数に更新するとともに、記憶部４に記憶された巻下げ用係数を係数演算部１２によって算出された新たな巻下げ用係数に更新する。
【００５９】
荷重演算部１６は、吊りロープ張力検出器１１７によって検出された吊りロープ１１４の張力と記憶部４に記憶された最新の吊り荷重特定係数とに基づいて、フック装置１１０に支持される吊荷の荷重、フック装置１１０自体の荷重、全てのフックシーブ１１２の荷重及びシーブ１０８，１１２の回転抵抗力が合算された荷重である吊り荷重を算出する。
【００６０】
具体的には、荷重演算部１６は、フック装置１１０の巻き上げ時には吊りロープ張力検出器１１７によって検出される吊りロープ１１４の張力と記憶部４に記憶された最新の巻上げ用係数とに基づいて吊り荷重を算出し、フック装置１１０の巻き下げ時には吊りロープ張力検出器１１７によって検出される吊りロープ１１４の張力と記憶部４に記憶された最新の巻下げ用係数とに基づいて吊り荷重を算出する。詳細には、荷重演算部１６は、フック装置１１０の巻き上げ時には吊りロープ張力検出器１１７によって検出される吊りロープ１１４の張力に記憶部４に記憶された最新の巻上げ用係数を乗じることによって吊り荷重を算出し、フック装置１１０の巻き下げ時には吊りロープ張力検出器１１７によって検出される吊りロープ１１４の張力に記憶部４に記憶された最新の巻下げ用係数を乗じることによって吊り荷重を算出する。
【００６１】
次に、この第１実施形態における記憶部４に記憶された吊り荷重特定係数の更新プロセス及び吊り荷重導出装置２による吊り荷重の導出プロセスについて説明する。
【００６２】
まず、シーブ１０８，１１２及び吊りロープ１１４の温度変化や経年劣化等に起因して吊り荷重導出装置２による吊り荷重の導出精度が低下した所定のタイミングにおいて、オペレータが指示装置６の前記図略のモード選択スイッチを更新モード選択位置側に切り換える。その後、記憶部４に記憶されている吊り荷重特定係数（巻上げ用係数及び巻下げ用係数）を更新するための以下の一連のプロセスが行われる。
【００６３】
具体的には、前記モード選択スイッチが更新モード選択位置側に切り換えられると、指示装置６は指示信号を発信する。その後、オペレータが吊荷用ウィンチ１１６を操作して当該吊荷用ウィンチ１１６に吊り荷重特定係数の更新のためのフック装置１１０の巻き上げ動作と巻き下げ動作を行わせる。この際、吊荷用ウィンチ１１６による特定の長さ分の吊りロープ１１４の巻き取りが行われ、フックシーブ１１２とともにフック装置１１０が特定の距離だけ巻き上げられる一方、吊荷用ウィンチ１１６による特定の長さ分の吊りロープ１１４の繰り出しが行われ、フックシーブ１１２とともにフック装置１１０が特定の距離だけ巻き下げられる。
【００６４】
吊りロープ張力検出器１１７は、クレーンの稼働中において吊りロープ１１４の張力を常時検出しており、この吊り荷重特定係数の更新プロセスにおけるフック装置１１０の巻き上げ動作中及び巻き下げ動作中も吊りロープ１１４の張力を検出している。そして、吊りロープ張力検出器１１７は、その検出した吊りロープ１１４の張力のデータを記憶部４に記憶させる。
【００６５】
そして、この後、シーブ効率演算部１０は、記憶部４に記憶されている前記フック装置１１０の巻き上げ動作中の吊りロープ１１４の検出張力、前記フック装置１１０の巻き下げ動作中の吊りロープ１１４の検出張力及びシーブ掛数を用いて上記数式（１）により各シーブ１０８，１１２の平均シーブ効率を算出する。
【００６６】
その後、係数演算部１２が、シーブ効率演算部１０によって算出された平均シーブ効率と記憶部４に記憶されているシーブ掛数とを用いて、上記数式（４）により新たな巻上げ用係数を算出するとともに上記数式（５）により新たな巻下げ用係数を算出する。
【００６７】
この後、更新部１４が、記憶部４に記憶されている巻上げ用係数及び巻下げ用係数を係数演算部１２によって算出された新たな巻上げ用係数及び巻下げ用係数に更新する。その後、オペレータが、モード選択スイッチを通常モード選択位置側に切り換える。
【００６８】
そして、荷重演算部１６は、クレーンにおける通常の吊り作業において、吊荷用ウィンチ１１６によりフック装置１１０の巻き上げが行われている時には、吊りロープ張力検出器１１７が検出する吊りロープ１１４の張力に記憶部４に記憶されている最新の巻上げ用係数を乗じることによって吊り荷重を算出し、吊荷用ウィンチ１１６によりフック装置１１０の巻き下げが行われている時には、吊りロープ張力検出器１１７が検出する吊りロープ１１４の張力に記憶部４に記憶されている最新の巻下げ用係数を乗じることによって吊り荷重を算出する。これにより、クレーンの通常の吊り作業において、フック装置１１０の巻き上げ時には、常に最新の巻上げ用係数に応じた吊り荷重が算出されるとともに、フック装置１１０の巻き下げ時には、常に最新の巻下げ用係数に応じた吊り荷重が算出される。
【００６９】
以上のようにして、吊り荷重特定係数（巻上げ用係数及び巻下げ用係数）の更新と、その更新された吊り荷重特定係数に基づく吊り荷重の算出が行われる。
【００７０】
以上説明したように、第１実施形態では、シーブ１０８，１１２及び吊りロープ１１４の温度変化や経年劣化等に起因して吊り荷重導出装置２による吊り荷重の導出精度が低下した所定のタイミングで、オペレータがモード選択スイッチを更新モード選択位置側に切り換えて指示装置６に指示信号を発信させ、所定の巻き上げ操作及び巻き下げ操作を行うことにより、記憶部４に記憶されている吊り荷重特定係数がその時点での各シーブ１０８，１１２の平均シーブ効率が反映された値に更新されるため、荷重演算部１６がその最新の平均シーブ効率が反映された吊り荷重特定係数を用いてクレーンの吊り荷重を算出することができる。その結果、シーブ１０８，１１２及び吊りロープ１１４の温度変化や経年劣化があった場合でも、それらの影響による吊り荷重の算出誤差を低減することができ、良好な精度で吊り荷重を求めることができる。
【００７１】
なお、図４に示されているように、シーブ掛数Ｎ１が増加するにつれて、平均シーブ効率ε１ＡＶＥの変化に対する吊り荷重特定係数Ｋ１の変化の割合が大きくなるため、シーブ掛数の多いクレーンでは、平均シーブ効率に僅かな誤差が生じただけで吊り荷重特定係数に大幅な誤差が生じ、その結果、吊り荷重の算出誤差が著しく増大してしまう。これに対して、本実施形態では、現時点のシーブ１０８，１１２及び吊りロープ１１４の状態に最も近い状態が反映された最新の平均シーブ効率に基づいて吊り荷重特定係数が算出されるため、シーブ掛数の多いクレーンにおいても、シーブ１０８，１１２及び吊りロープ１１４の温度変化や経年劣化等に起因する吊り荷重特定係数の誤差の増大を可能な限り抑制することができ、このシーブ掛数の多いクレーンで生じやすい吊り荷重の算出誤差の増大を有効に抑制することができる。
【００７２】
また、第１実施形態では、記憶部４に記憶された巻上げ用係数及び巻下げ用係数が最新の平均シーブ効率に基づいて算出された巻上げ用係数及び巻下げ用係数に更新され、フック装置１１０の巻き上げ時にはその更新された最新の巻上げ用係数に基づいて吊り荷重が算出されるとともにフック装置１１０の巻き下げ時にはその更新された最新の巻下げ用係数に基づいて吊り荷重が算出される。このため、本実施形態では、フック装置１１０の巻き上げ時と巻き下げ時にそれぞれに応じた吊り荷重特定係数でかつシーブ１０８，１１２及び吊りロープ１１４の温度変化や経年劣化に起因するシーブ効率の変化が加味された吊り荷重特定係数を用いて吊り荷重が算出される。そのため、シーブ１０８，１１２及び吊りロープ１１４の温度変化や経年劣化があったとしても、フック装置１１０の巻き上げ時と巻き下げ時のそれぞれにおいて正確な吊り荷重が求められる。
【００７３】
（第２実施形態）
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２実施形態による吊り荷重導出装置２２の構成について説明する。
【００７４】
この第２実施形態による吊り荷重導出装置２２は、上記第１実施形態による吊り荷重導出装置２が設けられたクレーン（図１参照）と同様のクレーンに設けられるものであり、起伏ロープ１２６の張力からガイライン１１８の張力を求め、その求めたガイライン１１８の張力を用いて吊り荷重を導出する。そして、この第２実施形態による吊り荷重導出装置２２は、その記憶部２４に記憶された後述する張力特定係数を更新できるように構成されている。
【００７５】
具体的には、この第２実施形態の吊り荷重導出装置２２は、ガントリ１２４の上部に設けられた起伏ロープ張力検出器１３７によって検出される起伏ロープ１２６の張力の検出値からガイライン１１８の張力を求める。起伏ロープ１２６のうち起伏用ウィンチ１２８と反対側の端部は、この起伏ロープ張力検出器１３７を介してガントリ１２４の上部に接続されている。
【００７６】
また、ブーム１０６には、そのブーム１０６の起伏角度を検出するための角度検出器１４０（図６参照）が設けられており、この角度検出器１４０によって検出されたブーム１０６の起伏角度が記憶部２４に記憶される。
【００７７】
そして、吊り荷重導出装置２２は、図６に示すように、記憶部２４と、入力装置２５と、指示装置２６と、シーブ効率演算部３０と、係数演算部３２と、更新部３４と、張力演算部３５と、荷重演算部３６とを備えている。
【００７８】
記憶部２４は、起伏ロープ１２６の張力とガイライン１１８の張力との相関関係を特定する張力特定係数を記憶する。具体的には、記憶部４は、張力特定係数として、ブーム１０６の起立動作時の起伏ロープ１２６の張力とガイライン１１８の張力との相関関係を特定する張力特定係数である起立用係数と、ブーム１０６の倒伏動作時の起伏ロープ１２６の張力とガイラインの張力との相関関係を特定する張力特定係数である倒伏用係数とを記憶する。
【００７９】
また、記憶部２４は、後述するように入力装置２５によって入力される各種データを記憶する。その入力装置２５によって入力されるデータのうち起伏ロープ１２６が掛け回されたシーブ１２１，１２３の数であるシーブ掛数としては、上部スプレッダ１２０が有する上部シーブ１２１と下部スプレッダ１２２が有する下部シーブ１２３とのうち起伏ロープ１２６が掛け回された合計の数が入力され、その数が記憶部２４に記憶される。なお、上部シーブ１２１は、本発明の第２起伏シーブの概念に含まれ、下部シーブ１２３は、本発明の第１起伏シーブの概念に含まれる。また、記憶部２４は、起伏ロープ張力検出器１３７によって検出される起伏ロープ１２６の張力の値及び角度検出器１４０によって検出されるブーム１０６の起伏角度を記憶する。また、記憶部２４は、ブーム１０６の自重によってガイライン１１８に生じる張力Ｆ０と荷重係数ＤＴとがブーム１０６の所定の起伏角度毎に規定されたデータマップを記憶している。このデータマップは、クレーンの種別、ブーム１０６の長さ及び自重、吊り作業に用いられるフック装置の種別（主巻フック装置又は補巻フック装置）毎に作成されており、その全てのデータマップが記憶部２４に記憶されている。
【００８０】
入力装置２５は、起伏ロープ１２６についてのシーブ掛数、クレーンの種別、ブーム１０６の長さ及び自重、吊り作業に用いるフック装置の種別等を入力するために用いられる。入力装置２５により入力されたこれらの各種データは、記憶部２４に記憶される。
【００８１】
指示装置２６は、記憶部２４に記憶された張力特定係数の更新を指示するための指示信号を発信する。この指示装置２６の構成は、上記第１実施形態の指示装置６の構成と同様である。
【００８２】
シーブ効率演算部３０は、指示装置２６から指示信号が発信された場合に、記憶部２４に記憶されている起伏ロープ１２６についてのシーブ掛数と、起伏用ウィンチ１２８によるブーム１０６の起立動作中に起伏ロープ張力検出器１３７により検出される起伏ロープ１２６の張力と、起伏用ウィンチ１２８によるブーム１０６の倒伏動作中に起伏ロープ張力検出器１３７により検出される起伏ロープ１２６の張力とに基づいて各上部シーブ１２１及び各下部シーブ１２３の平均のシーブ効率である平均シーブ効率を算出する。このシーブ効率演算部３０は、上記第１実施形態によるシーブ効率演算部１０が平均シーブ効率を算出する算出方法においてフックシーブ１１２を上部シーブ１２１に置き換えるとともにトップシーブ１０８を下部シーブ１２３に置き換えた算出方法で平均シーブ効率を算出する。
【００８３】
具体的には、このシーブ効率演算部３０は、ブーム１０６の起立動作時における上部シーブ１２１及び下部シーブ１２３の平均シーブ効率をε２ＡＶＥとし、起伏ロープ１２６についてのシーブ掛数をＮ２とし、指示装置２６から指示信号が発信された状態で起伏用ウィンチ１２８がブーム１０６を起立させる際に起伏ロープ張力検出器１３７が検出する起伏ロープ１２６の張力をＦ２ＵＰとし、指示装置２６から指示信号が発信された状態で起伏用ウィンチ１２８がブーム１０６を倒伏させる際に起伏ロープ張力検出器１３７が検出する起伏ロープ１２６の張力Ｆ２ＤＮとした場合に、次の数式（６）に基づいて平均シーブ効率ε２ＡＶＥを算出する。
【００８４】
ε２ＡＶＥ＝（Ｆ２ＤＮ／Ｆ２ＵＰ）１／（Ｎ２＋１）・・・（６）
係数演算部３２は、シーブ効率演算部３０によって算出された平均シーブ効率ε２ＡＶＥと記憶部２４に記憶された起伏ロープ１２６についてのシーブ掛数Ｎ２とに基づいて新たな張力特定係数を算出する。
【００８５】
具体的には、係数演算部３２は、新たな張力特定係数として、新たな起立用係数及び新たな倒伏用係数を算出する。この際、係数演算部３２は、新たな起立用係数をＫ２ＵＰとし、新たな倒伏用係数をＫ２ＤＮとした場合に、次の数式（７）に基づいて新たな起立用係数Ｋ２ＵＰを算出するとともに、以下の数式（８）に基づいて新たな倒伏用係数Ｋ２ＤＮを算出する。
【００８６】
Ｋ２ＵＰ＝ε２ＡＶＥ（１−ε２ＡＶＥＮ２）／（１−ε２ＡＶＥ）・・・（７）
Ｋ２ＤＮ＝ε２ＡＶＥ−Ｎ２（ε２ＡＶＥＮ２−１）／（ε２ＡＶＥ−１）・・・（８）
更新部３４は、記憶部２４に記憶された起立用係数を係数演算部３２によって算出された新たな起立用係数に更新するとともに、記憶部２４に記憶された倒伏用係数を係数演算部３２によって算出された新たな倒伏用係数に更新する。
【００８７】
張力演算部３５は、ブーム１０６の起立動作時には起伏ロープ張力検出器１３７によって検出される起伏ロープ１２６の張力と記憶部２４に記憶された最新の起立用係数とに基づいてガイライン１１８の張力を算出し、ブーム１０６の倒伏動作時には起伏ロープ張力検出器１３７によって検出される起伏ロープ１２６の張力と記憶部２４に記憶された最新の倒伏用係数とに基づいてガイライン１１８の張力を検出する。具体的には、張力演算部３５は、ブーム１０６の起立動作時には起伏ロープ張力検出器１３７によって検出される起伏ロープ１２６の張力に記憶部２４に記憶された最新の起立用係数を乗じることによってガイライン１１８の張力を算出し、ブーム１０６の倒伏動作時には起伏ロープ張力検出器１３７によって検出される起伏ロープ１２６の張力に記憶部２４に記憶された最新の倒伏用係数を乗じることによってガイライン１１８の張力を算出する。
【００８８】
荷重演算部３６は、張力演算部３５によって算出されたガイライン１１８の張力Ｆを用いてクレーンの吊り荷重を算出する。具体的には、荷重演算部３６は、記憶部２４に記憶された前記多数のデータマップの中から入力装置２５により入力されたクレーンの種別と、ブーム１０６の長さ及び自重と、吊り作業に用いるフック装置の種別（主巻フック装置又は補巻フック装置）とに基づいて該当するデータマップを選択するとともに、その選択されたデータマップの中から角度検出器１４０によって検出されたブーム１０６の起伏角度に応じた前記張力Ｆ０と前記荷重係数ＤＴとを選択し、その選択した張力Ｆ０及び荷重係数ＤＴと、張力演算部３５によって算出されたガイライン１１８の張力Ｆとを用いて次式（９）によりクレーンの吊り荷重Ｗを算出する。
【００８９】
Ｗ＝（Ｆ−Ｆ０）／ＤＴ・・・（９）
なお、この第２実施形態における吊り荷重導出装置２２には、上記第１実施形態の吊り荷重導出装置２に係る構成のうちフックシーブ１１２、トップシーブ１０８、吊りロープ１１４を上部シープ１２１、下部シーブ１２３、起伏ロープ１２６に置き換えるとともに、上記第１実施形態のフック装置１１０の巻き上げ及び巻き下げをブーム１０６の起立動作及び倒伏動作に置き換えた構成が適用される。
【００９０】
次に、この第２実施形態における張力特定係数の更新プロセス及び吊り荷重導出装置２２による吊り荷重の導出プロセスについて説明する。
【００９１】
まず、オペレータが指示装置２６の図略のモード切換スイッチを更新モード選択位置側に切り換える。これにより、指示装置２６から指示信号が発信される。この後、オペレータが起伏用ウィンチ１２８を操作して当該起伏用ウィンチ１２８に張力特定係数の更新のためのブーム１０６の起立動作と倒伏動作を行わせる。
【００９２】
そして、この張力特定係数の更新のためのブーム１０６の起立動作中及び倒伏動作中における起伏ロープ１２６の張力は、起伏ロープ張力検出器１３７によって検出され、その検出された起伏ロープ１２６の張力のデータは、記憶部２４に記憶される。
【００９３】
この後、シーブ効率演算部３０は、上記数式（６）により平均シーブ効率を算出し、係数演算部３２は、上記数式（７）により起立用係数を算出するとともに上記数式（８）により倒伏用係数を算出する。
【００９４】
その後、更新部３４は、記憶部２４に記憶されている起立用係数及び倒伏用係数を係数演算部３２によって算出された新たな起立用係数及び倒伏用係数に更新する。
【００９５】
この後、オペレータが指示装置２６の図略のモード切換スイッチを通常モード選択位置側に切り換える。これにより、張力特定係数の更新プロセスが終了する。
【００９６】
その後、クレーンにおける通常の吊り作業が行われ、その際、ブーム１０６の起立動作が行われている場合には、張力演算部３５は、起伏ロープ張力検出器１３７が検出する起伏ロープ１２６の張力に記憶部２４に記憶されている最新の起立用係数を乗じることによってガイライン１１８の張力を算出し、ブーム１０６の倒伏動作が行われている時には、張力演算部３５は、起伏ロープ張力検出器１２６が検出する起伏ロープ１２６の張力に記憶部２４に記憶されている最新の倒伏用係数を乗じることによってガイライン１１８の張力を検出する。
【００９７】
その後、荷重演算部３６は、記憶部２４に記憶されている多数のデータマップから吊り荷重の演算に用いるデータマップを選択するとともに、その選択したデータマップから吊り荷重の演算に用いる、ブーム１０６の自重に起因するガイライン１１８の張力Ｆ０と荷重係数ＤＴとを選択し、その選択した張力Ｆ０及び荷重係数ＤＴと張力演算部３５によって算出されたガイライン１１８の張力とを用いて上記数式（９）により吊り荷重を算出する。
【００９８】
以上のようにして、張力特定係数（起立用係数及び倒伏用係数）の更新と、その更新された張力特定係数に基づく吊り荷重の算出が行われる。
【００９９】
以上説明したように、この第２実施形態では、上部シーブ１２１及び下部シーブ１２３や起伏ロープ１２６の温度変化又は経年劣化等に起因して吊り荷重導出装置２２による吊り荷重の導出精度が低下した所定のタイミングで、オペレータがモード選択スイッチを更新モード選択位置側に切り換えて指示装置２６に指示信号を発信させ、ブームの所定の起立操作及び倒伏操作を行うことにより、記憶部２４に記憶されている張力特定係数がその時点での各上部シーブ１２１及び各下部シーブ１２３の平均シーブ効率が反映された値に更新されるため、張力演算部３５がその最新の平均シーブ効率が反映された張力特定係数を用いてガイライン１１８の張力を算出することができるとともに、荷重演算部３６がその張力演算部３５によって算出されたガイライン１１８の張力を用いてクレーンの吊り荷重を算出することができる。その結果、上部シーブ１２１、下部シーブ１２３及び起伏ロープ１２６の温度変化や経年劣化があった場合でも、良好な精度で吊り荷重を求めることができる。
【０１００】
また、この第２実施形態では、記憶部２４に記憶された起立用係数及び倒伏用係数が上部シーブ１２１及び下部シーブ１２３の最新の平均シーブ効率に基づいて算出された起立用係数及び倒伏用係数に更新され、ブーム１０６の起立動作時にはその更新された最新の起立用係数に基づいてガイライン１１８の張力が算出されるとともに吊り荷重が算出され、ブーム１０６の倒伏動作時にはその更新された最新の倒伏用係数に基づいてガイライン１１８の張力が算出されるとともに吊り荷重が算出される。このため、この第２実施形態では、ブーム１０６の起立動作時と倒伏動作時にそれぞれに応じた張力特定係数でかつ上部シーブ１２１、下部シーブ１２３及び起伏ロープ１２６の温度変化や経年劣化に起因するシーブ効率の変化が加味された張力特定係数を用いてガイライン１１８の張力が算出される。そのため、上部シーブ１２１、下部シーブ１２３及び起伏ロープ１２６の温度変化や経年劣化があったとしても、ブーム１０６の起立動作時と倒伏動作時のそれぞれにおいて正確な吊り荷重を求めることができる。
【０１０１】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０２】
具体的には、本発明による吊り荷重導出装置は、過負荷防止装置に与える吊り荷重のデータを導出するためのものでなくてもよい。例えば、本発明の吊り荷重導出装置は、クレーンの吊り作業中に吊り荷重の値を表示する表示装置に吊り荷重のデータを与えるためや、その他の用途に用いられてもよい。
【０１０３】
また、本発明の吊り荷重導出装置は、上記実施形態で示したクレーン以外の各種クレーンにも適用可能である。
【０１０４】
例えば、ラフィングクレーン等に本発明の吊り荷重導出装置を適用してもよい。この場合には、起伏部材がブームとその先端に接続されたジブとを有し、吊り荷重導出装置は、その起伏部材の先端に相当するジブの先端にかかる吊り荷重を導出する。
【０１０５】
また、吊りロープ張力検出器は、上記第１実施形態で説明した構成のものに限定されない。例えば、吊りロープ張力検出器は、ブームの先端部にその長手方向に並ぶように３つのシーブが設けられ、それらのシーブに吊りロープが掛け渡され、遊動式の中間のシーブに掛かる荷重をロードセルによって検出する、いわゆる３点シーブ検出方式の検出装置であってもよい。また、吊りロープ張力検出器は、吊りロープが掛けられる複数のトップシーブのうちいずれかを遊動式にしてそのシーブに掛かる荷重を検出することによって吊りロープの張力を検出するようなものであってもよい。また、吊りロープ張力検出器は、吊荷用ウィンチに付設され、その吊荷用ウィンチ側で吊りロープに掛かる張力を検出するものであってもよい。
【０１０６】
また、起伏ロープ張力検出器は、上記第１実施形態で説明した構成のものに限定されない。例えば、起伏ロープ張力検出器は、起伏ロープが掛けられる複数の下部シーブのうちいずれかを遊動式にしてそのシーブに掛かる荷重を検出することによって起伏ロープの張力を検出するようなものであってもよい。また、起伏ロープ張力検出器は、起伏用ウィンチに付設され、その起伏用ウィンチ側で起伏ロープに掛かる張力を検出するものであってもよい。
【０１０７】
また、上記第１実施形態において、指示装置から指示信号が発信された後に行われる吊り荷重特定係数の更新のためのフック装置の巻き上げ動作及び巻き下げ動作は、吊荷用ウィンチによって自動的に行われてもよい。
【０１０８】
また、上記第２実施形態において、指示装置から指示信号が発信された後に行われる張力特定係数を更新するためのブームの起立動作及び倒伏動作は、起伏用ウィンチによって自動的に行われてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
２、２２  吊り荷重導出装置
４、２４  記憶部
６、２６  指示装置
１０、３０  シーブ効率演算部
１２、３２  係数演算部
１４、３４  更新部
１６、３６  荷重演算部
３５  張力演算部
１０４  上部旋回体（クレーン本体）
１０６  ブーム（起伏部材）
１０８  トップシーブ（第１吊りシーブ）
１１０  フック装置
１１２  フックシーブ（第２吊りシーブ）
１１４  吊りロープ
１１６  吊荷用ウィンチ
１１７  吊りロープ張力検出器（張力検出器）
１１８  ガイライン
１２０  上部スプレッダ（第２スプレッダ）
１２１  上部シーブ（第２起伏シーブ）
１２２  下部スプレッダ（第１スプレッダ）
１２３  下部シーブ（第１起伏シーブ）
１２４  ガントリ
１２６  起伏ロープ
１２８  起伏用ウィンチ
１３７  起伏ロープ張力検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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