(57)【要約】  本発明は、持上げ機器と持ち上げられるべき積荷との間で持上げ力の全部又は一部を伝達するための持上げ部材（１）に関し、持上げ機器に固定されるよう構成される近位部分（１ａ）と、積荷に接続されるよう設計される遠位部分（１ｂ）と、近位部分（１ａ）から遠位部分（１ｂ）に向かって延び、且つ、持上げ力の一部の作用の下で弾性的に延長され得る長手区画（１ｃ）と、近位部分（１ａ）から持上げ部材の長手区画（１ｃ）内に延びる長手通路（１ｄ）と、長手通路（１ｄ）内に挿入され、且つ、長手通路（１ｄ）の側壁に固定される応力トランスデューサ（２）と、応力トランスデューサからの光ファイバ信号を、応力トランスデューサからの光ファイバ信号を受信し分析するための手段（４）に伝達するためのリンク手段（３）とを含む。
2009537843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
持上げ装置と持ち上げられるべき積荷との間で持上げ力の全部又は一部を移動することが意図される持上げ部材であって、
前記持上げ装置に固定されるよう適合される近位部分と、
前記積荷に接続されるよう構成される遠位部分と、
前記遠位部分の方向に前記近位部分から延び、前記持上げ力の前記一部によって弾性的に伸張されるよう構成される長手部分とを含み、
当該持上げ部材の前記長手部分は、少なくとも１つの長手通路を含み、
光学応力センサが、前記少なくとも１つの長手通路内に挿入され、前記少なくとも１つの長手通路の横方向壁に固定され、
接続手段が、前記光学応力センサからの信号を、前記光学応力センサからの前記信号を受信し且つ分析するための手段に伝達するために設けられることを特徴とする、
持上げ部材。
【請求項２】
前記光学応力センサは、少なくとも、前記長手通路の長手方向に互いに離間して位置付けられる第一固定地域及び第二固定地域内で、前記長手通路の前記横方向壁に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の持上げ部材。
【請求項３】
前記第一固定地域及び前記第二固定地域は、当該持上げ部材の前記長手部分の一定直径の地域内にあることを特徴とする、請求項２に記載の持上げ部材。
【請求項４】
前記長手通路は盲であり、前記近位部分から延び、且つ、当該持上げ部材の前記長手部分の断面の中心に配置されることを特徴とする、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の持上げ部材。
【請求項５】
前記光学応力センサは、光ファイバ光学センサであり、該光ファイバは、前記第一固定地域及び前記第二固定地域内で前記長手通路の前記横方向壁に固定されることを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の持上げ部材。
【請求項６】
前記光ファイバは、前記長手通路内に付着される金属管自体内に付着されることを特徴とする、請求項５に記載の持上げ部材。
【請求項７】
前記光学応力センサは、当該持上げ部材の前記長手部分の伸張を画像化する信号を生成するよう構成されるレーザ距離計を含むことを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の持上げ部材。
【請求項８】
前記遠位部分は、フック形状であることを特徴とする、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の持上げ部材。
【請求項９】
前記遠位部分は、Ｔ字形状であることを特徴とする、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の持上げ部材。
【請求項１０】
少なくとも１つの請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の持上げ部材を含むことを特徴とする、保持及び持上げフレーム。
【請求項１１】
少なくとも１つの請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の持上げ部材を含み、前記受信及び分析手段は、
−  前記少なくとも１つの持上げ部材によって持ち上げられる重量、
−  前記少なくとも１つの持上げ部材の応力状態、
−  前記荷重の適用期間及びそれらの強度、
−  前記少なくとも１つの持上げ部材によって遂行される周期の数、
−  前記少なくとも１つの持上げ部材の荷重及び／又は応力スペクトル
のパラメータの１つ又はそれよりも多くを決定するために、前記光学応力センサから来る前記信号を処理することを特徴とする、測定及び分析のための装置。
【請求項１２】
同一の積荷を同時に取り扱うために複数の持上げ部材を含み、前記受信及び分析手段は、
−  前記積荷の重心の場所、
−  各持上げ部材によって加えられる持上げ力
の一方又は両方を決定するために、複数の光学応力センサから来る信号を処理することを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記持上げ装置は、荷役ガントレであることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記持上げ装置は、クレーンであることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記持上げ装置は、フォークリフトを備えるフロントローダであることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、持上げ装置と持ち上げられるべき積荷との間で持上げ力の全部又は一部を移動することが意図される持上げ部材に関する。そのような持上げ部材は、土木及び港内荷役カーゴの分野において日常的に使用される。
【背景技術】
【０００２】
積荷を持ち上げる時に起こる多くの事故は、それらの持上げ機で持ち上げ可能な最大荷重よりも大きい過剰な積荷を持ち上げようと試みる無知な使用者によって引き起こされる。
【０００３】
そのような事故を避けるために、持上げ機のアクチュエータ上で、例えば、その水圧アーム上で測定を行い、計算によって間接的に持上げ機によって持ち上げられる積荷の重量を得ることが構想された。
【０００４】
しかしながら、これらの間接的な方法は危険であると分かった。何故ならば、それらは近似を使用する方法を利用し、持上げ機の構造の状態を十分に考慮しないからである。
【０００５】
複数の持上げ部材を同時に使用する持上げ機の場合には、持上げ部材の一部のみが積荷を持ち上げることの故に、多くの事故も起こった。例えば、スプレッダとして既知の保持及び持上げフレームは、積荷と相互係合し且つ相補的な形状を有することの故にその上に係止するよう構成される複数の回転ラッチを含む。「スプレッダ」は、とりわけ、コンテナの４つの頂隅部に配置される長円孔内の回転ラッチの係合によって、港内のコンテナを持上げて取り扱うために使用される。コンテナの摩耗状態及びそれが受ける衝撃に依存して、長円孔は変形され、そのような係止をもはや出来ないようにする。その場合には、持上げは持上げ部材の一部だけで行われ、それは過荷重及び持上げ部材の破損を招き得る。
【０００６】
文献ＥＰ１２３６９８０は、
−  少なくとも１つの流体圧縮室を共に定め且つ持上げ部材と積荷支持体との間に介装されるよう設計される支持本体及び圧力キャップと、
−  圧縮室内部の圧力を測定するための手段とを含む、
持上げ部材のための応力センサを記載している。
【０００７】
この種類の応力センサは、持上げ部材への荷重の適用を監視し、圧力室内部の圧力を測定することによって、持ち上げられる積荷によって持上げ部材内に誘起される応力を監視する。
【０００８】
しかしながら、圧力を測定することによって応力を測定することは、比較的不正確であり、比較的非応答的であり、温度変動に敏感であることが分かっている。
【０００９】
この種類の応力センサの遅い応答は、積荷を持ち上げるときに起こる衝撃又は急激な加速の場合に持上げ部材内に誘起される応力の測定を許容しない。もし変動が持上げ動作及び積荷の荷役中に生成されるならば、同様のことが当て嵌まる。
【００１０】
この種類の応力測定は、持上げ部材自体から必ず遠隔的に行われ、この結果、持上げ部材が現実的に晒される応力を決定する精度の不足がもたらされる。
【００１１】
さらに、この種類の応力センサは、持上げ部材に加えて、極めて嵩張り且つ全ての広く使用される持上げ及び荷役機へ適合するのが困難であると分かっている品目を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明によって取り組まれる第一の問題は、積荷を持上げあるときに持上げ部材内に誘起される荷重及び／又は応力を正確に測定することである。
【００１３】
同時に、近似を使用する計算に起因し得る誤差の危険性を最小限化するために、本発明は、持上げ機に可能な限り近接してこの測定を行わせようとする。
【００１４】
本発明の他の特徴は、極めて耐久性があり、衝撃に耐えることが可能であり、電磁場に敏感でなく、さらに、温度変動を補償するために意図的な較正作業を必要としない測定装置を設計しようとする。
【００１５】
本発明は、さらに、高次に応答性があり且つ極めて速く、実時間測定を可能にする、持上げ部材によって持ち上げられる積荷の重量及び／又は積荷を持ち上げることによって誘起される応力を測定するための装置を設計しようとする。
【００１６】
本発明のさらなる特徴は、持上げ分野において広く使用されている既存の持上げ部材の殆どに容易に適合され、その適合が持上げ部材の特性の検出可能な変更を伴わずに遂行され得る、コンパクトな測定装置を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記及び他の目的を達成するために、本発明は、持上げ装置と持ち上げられるべき積荷との間で持上げ力の全部又は一部を移動することが意図される持上げ部材であって、
持上げ装置に固定されるよう適合される近位部分と、
積荷に接続されるよう構成される遠位部分と、
遠位部分の方向に近位部分から延び、持上げ力の一部の作用によって弾性的に伸張されるよう構成される長手部分とを含み、
持上げ部材の長手部分は、少なくとも１つの長手通路を含み、
光学応力センサが、少なくとも１つの長手通路内に挿入され、少なくとも１つの長手通路の横方向壁に固定され、
接続手段が、光学応力センサからの信号を、光学応力センサからの信号を受信し且つ分析するための手段に伝達するために設けられる持上げ部材を提案する。
【００１８】
光学応力センサを使用することは、積荷を持ち上げることによって持上げ部材内に誘起される荷重及び／又は応力を測定することを、高次に応答的にし、且つ、極めて正確にする。
【００１９】
光学応力センサは、少なくとも、長手通路の長手方向に互いに離間して配置される第一固定地域及び第二固定地域内で、長手通路の横方向壁に有利に固定される。
【００２０】
積荷を持ち上げるとき、持上げ部材の長手部分は、持上げ力によって弾性的に伸張される。この長手部分の伸張は２つの固定地域の間の距離を変更し、それは光学応力センサからの信号内の変動を引き起こし、持上げ部材によって持ち上げられる積荷の荷重及び／又は重量によって持上げ部材内に誘起される応力状態が、その変動から直接的に演繹され得る。
【００２１】
第一固定地域及び第二固定地域は、好ましくは、持上げ部材の長手部分の一定直径地域内にあり得る。
【００２２】
この種類の構成は、光ファイバ応力センサから来る信号から積荷の応力及び／又は重量を評価するために計算中に近似を使用することを回避する。これは同一の荷重の下で異なって伸張される異なる断面を備える異なる部分のそれぞれの伸張を考慮して計算を遂行しなければならないことを回避する。そのような計算は、しばしば、持上げ部材及び異なる断面を備える部分間の接続部分の幾何に基づく単純な近似であるに過ぎない。それにも拘わらず、計算に考慮するのが困難であり且つ第一及び第二の固定地域の特別な配置によって効率的に回避される応力集中現象が起こり得る。
【００２３】
長手通路は、持上げ部材の長手部分の断面の中心に有利に配置され得る。
【００２４】
よって、光学応力センサは、持上げ部材の長手部分の中立ファイバ内に挿入される。従って、光学応力センサによって測定される応力は、純粋な軸方向応力である。従って、測定は、持上げ部材の如何なる屈曲によっても不利に影響されないが、さもなければ、それは持ち上げられる積荷の重量の計算を歪めるであろう。
【００２５】
それらが持上げ部材内の長手通路内に少なくとも部分的に収容され得るならば、様々な種類の光学応力センサが使用され得る。
【００２６】
第一の選択肢は、光学応力センサが、光ファイバ光学センサであることであり、光ファイバは、第一及び第二の固定地域内で長手通路の横方向壁に固定される。この種類の構造は、コンパクトで頑丈であり、同一の光ファイバによって、遠く離れて位置付けられる受信器及び分析手段に接続され得る。
【００２７】
光ファイバは、金属管内に有利に付着され得る。次いで、金属管は、長手通路内に付着される。
【００２８】
上記の種類の光ファイバ光学センサの製造及び使用に関する情報のためのブラッグ光ファイバに関しては文献ＷＯ８６／０１３０３を参照せよ。
【００２９】
この種類の光ファイバ応力センサからの信号を受信し且つ分析するための手段の使用及び動作を記載する文献ＷＯ２００４／０５６０１７も参照せよ。
【００３０】
第二の選択肢は、光学応力センサが、持上げ部材の長手部分の伸張を画像化する信号を生成するよう構成されるレーザ距離計を含むことである。
【００３１】
本発明の第一実施態様において、持上げ部材の遠位部分は、フック形状であり得る。
【００３２】
本発明の第二実施態様において、持上げ部材の遠位端部は、Ｔ字形状であり得る。
【００３３】
これは、本発明を、土木分野又は港内の荷役カーゴ分野において最も広く使用される持上げ部材に適合させる。
【００３４】
本発明に従った１つ又はそれよりも多くの持上げ部材が、積荷保持及び持上げフレームに有利に設けられ得る。
【００３５】
本発明の他の特徴は、上記に説明されたような少なくとも１つの持上げ部材を含み、受信及び分析手段が、
−  少なくとも１つの持上げ部材によって持ち上げられる重量、
−  少なくとも１つの持上げ部材の応力状態、
−  荷重の適用期間及びそれらの強度、
−  少なくとも１つの持上げ部材によって遂行される周期の数、
−  少なくとも１つの持上げ部材の荷重及び／又は応力スペクトル
のパラメータの１つ又はそれよりも多くを決定するために、光学応力センサから来る信号を処理し得る、積荷を測定し且つ分析するための装置を提案する。
【００３６】
荷重及び／又は応力スペクトルは、持上げ部材の疲労状態を推定するために使用される。従って、持上げ部材の配置は、完全に安全に予定され得る。
【００３７】
荷重を測定し且つ分析するための装置は、好ましくは、同一の積荷を同時に取り扱うために複数の持上げ部材を含み、受信及び分析手段は、
−  積荷の重心の場所、
−  各持上げ部材によって加えられる持上げ力
のパラメータの１つ又はそれよりも多くを決定するために、複数の光学応力センサから来る信号を処理し得る。
【００３８】
荷重測定及び分析装置は、有利に、荷役ガントレ(handling  gantry)、コンテナガントレ、クレーン、移動式クレーン、スタッカ(stacker)、又は、フォークリフトフレームを備えるフロントローダ(front  loader)のような持上げ装置上で使用され得る。
【００３９】
本発明の他の目的、特徴、及び、利点は、付属の図面を参照して与えられる具体的な実施態様の以下の記載から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図１及び図２は、
−  持上げ装置に固定されるよう適合される近位部分１ａと、
−  積荷(load)に接続されるよう構成される遠位部分１ｂと、
−  近位部分１ａから遠位部分１ｂに向かって延在し且つ積荷持上げ力によって弾性的に伸張されるよう構成される長手部分１ｃとを含む、
持上げ部材１を示している。
【００４１】
持上げ部材１の長手部分１ｃは、近位部分１ａから延びる盲の長手通路１ｄを含む。光学応力センサ２ｇ、長手通路１ｄ内に挿入され、長手通路１ｄの横方向壁に固定されている。光学応力センサ２は、広く使用されるエポキシ樹脂を用いて横方向壁に固定され得る。
【００４２】
長手通路１ｄは盲であり、持上げ部材１の近位部分１ａから延びている。この種類の構造は、積荷を取り付けるための持上げ部材１の「活性」部分である遠位端部１ｂに衝撃を与えない。代替的に、長手通路１ｄは、例えば、光学応力センサ２の挿入及び／又は抜取りを容易にするために、開口端部であり得る。
【００４３】
光学応力センサ２から光学応力センサ２からの信号を受信し分析するための手段４へ信号を伝達するために、接続手段３が設けられる。
【００４４】
図１及び図２に示される実施態様において、光学応力センサ２は、長手通路１ｄの長手方向に互いに離間される２つの固定地域５ａ及び５ｂ内の長手通路１ｄの横方向壁に固定されている。
【００４５】
持上げ部材１の遠位部分１ｂに取り付けられる積荷が持ち上げられるとき、長手部分１ｃは、持上げ力によって弾性的に伸張される。
【００４６】
固定地域５ａ及び５ｂ内で長手通路の横方向壁に固定されることで、光学応力センサ２も長さの変動を受ける。その長さの変動は、接続手段３を介して光学応力センサ２から受信及び分析手段４に送信される信号を変更する。光学応力センサ２からの信号の変動は、光学応力センサ２が晒される伸張に直接的に関連付けられる。
【００４７】
光学応力センサ２の伸張は、その光学応力センサ２から来る信号の変動から演繹可能であり、固定地域５ａ及び５ｂの間の長手部分１ｃの弾性伸張と実質的に等しいと考えられる。持上げ部材１の材料及びその機械的特性を知ることならば、当業者に周知の計算を用いて積荷によって持上げ部材１内に誘起される応力を演繹することが極めて容易である。それらの応力は、持上げ部材１の遠位部分１ｂに固定される積荷の重量に直接的に関連する。従って、持上げ部材１によって持ち上げられる積荷の重量を決定することも可能である。
【００４８】
従って、持上げ部材１自体が、積荷の重量を測定するための手段を構成する。よって、持上げ部材内に誘起される応力は、可能な限りそれに近接して内部的に測定され、それは計算が近似を使用するときに起こり得る誤差の危険性を制限する。
【００４９】
本発明の第一実施態様では、光ファイバ光学応力センサ２が、光学応力センサ２として有利に使用され得る。
【００５０】
この種類の光ファイバ光学応力センサ２では、光ファイバは、第一固定地域５ａ及び第二固定地域５ｂ内の長手通路１ｄの横方向壁に取り付けられ、光ファイバの中間部分は、２つの固定地域５ａ及び５ｂの間に位置する。荷重下での持上げ部材１の長手部分１ｃの伸張後、中間の光ファイバ部分の同一の伸張が起こり、その伸張は、光ファイバの光学特性における対応する変動を生成する。光ファイバ内に適切な光波を発射し、反射波を分析することによって、持上げ部材１の長手部分１ｃの長さの変動を決定することができ、持上げ部材が晒される荷重が、そこから演繹され得る。
【００５１】
実際には、光ファイバは、持上げ部材１を越えて、光源及び光学応力センサから来る信号を受信し且つ分析するための手段を収容するボックスまで延び得る。
【００５２】
移動可能な持上げ部材の場合には、シース(sheath)によって保護される光ファイバが、有利に使用され得る。光ファイバは、例えば、約０．２ｍｍの直径を有し得るし、それ自体もゴム層内に包まれる金属ブレード内に包まれる、ゴム層内に包まれる蝋（ろう）の層によって保護され得ることで、全体は約５ｍｍの直径を有する。この種類のファイバは、約１０ｃｍの円弧に屈曲され得ることで、それが電気ケーブル及び水圧ホースのような他の接続手段と平行に結合されることを可能にする。ボックスは、荷重測定手段の効率の損失を伴わずに持上げ部材１から５〜１０ｍだけ離れ得る。
【００５３】
持上げ部材内に挿入されることが意図される地域において、光ファイバは、それ自体が長手通路１ｄ内に接着される金属管内に付着され得る。
【００５４】
持上げ部材１の長手部分１ｃにおいて、例えば、０．２ｍｍ直径の光ファイバは、金属管内に付着され得る。その内径は、約０．６ｍｍであり、その外径は、約３ｍｍであり、管自体は、長手通路１ｄ内に付着される。
【００５５】
光ファイバ光学応力センサ２は、例えば、ブラッグ格子光ファイバを使用する光学伸張センサであり得る。これは、単一モード光ファイバが、その屈折率が強い紫外線による特殊ピッチで光ファイバに沿って周期的に変調される部分を含む、センサである。周期的に変調される屈折率を備えるファイバ部分は、ブラッグ格子と呼ばれる。このブラッグ格子は、ブラッグ格子内の光ファイバに沿う屈折率の変調のピッチの実質的に２倍である、ブラッグ波長と呼ばれる波長で、光ファイバ内を進行する光波の反射を引き起こす。結果的に、ブラッグ格子によって反射される光の波長は、光ファイバの屈折率の２つの変動との間の距離に実質的に比例し、例えば、伸張の結果としての、この距離の如何なる変動も、反射される光波長を測定することによって検出され得る。
【００５６】
しかしながら、例えば、ファブリペロ干渉センサのような、他の種類の光ファイバ伸張センサも使用され得る。
【００５７】
光ファイバ光学応力センサ２を使用することは、迅速で極めて信頼性のある測定を可能にする。この測定は、文献ＷＯ８６／０１３０３中に示されているように、数学公式を用いて、温度変動と無関係に、行うのも簡単である。代替的に、温度変動を補償するようその信号を使用するために、応力がなく且つ荷重に晒されない、追加的な光ファイバ光学応力センサが使用され得る。
【００５８】
本発明の他の実施態様は、光学応力センサ２として、持上げ部材１の長手部分１ｃの伸張を画像化する信号を生成するよう構成されるレーザ距離計を使用する。この場合には、長手通路の入口にあるレーザダイオードが、通路１ｄの遠端の近傍において反射される光のパルスを放射し、センサが、反射波を受信する。次に、長手通路１ｄ内の光の往復走行時間が、その長さから並びに荷重下のその如何なる伸張からも演繹される。
【００５９】
前述の実施態様におけるように、盲管が、長手通路内に付着され得る。光路は盲管内部に位置する。
【００６０】
この種類のレーザ距離計は、短距離を測定するのに広く使用されるものに類似し得る。
【００６１】
光学応力センサ２の使用は、その応答性及び測定の速度の故に、持上げ作業中に起こる衝撃及び振動の間に極めて短く起こり得る高い過渡応力の測定を可能にし、光学応力センサ２はこれらの衝撃又は振動によって損傷を受けることはない。これは、持上げ部材１の疲労状態のより良好な表示をもたらし、もしそれが前の持上げ作業によって損傷を受け或いは受け得るならば、その予防的交換が予定されることを可能にする。持上げ部材１の荷重及び／又は応力状態を実時間で決定し、それによって、その荷重及び／又は応力スペクトルを正確且つ確実に確定することが事実上可能である。
【００６２】
図１及び図２に見られるように、光学応力センサ２は、持上げ部材１内に直接的に組み込まれ、その機能的な外部形状は変更されない。従って、図１及び図２に示される持上げ部材１は、それらが元来意図される全ての持上げ機に依然として適合され得る。
【００６３】
光ファイバ光学応力センサ２は、極めて小さな直径ｄを有し、その結果、持上げ部材１の機械強度は、仮にあったとしても、長手通路１ｄの存在によって全く影響されない。
【００６４】
図１及び図２において、固定地域５ａ及び５ｂは、持上げ部材１の長手部分１ｃの一定直径地域内に配置されている。
【００６５】
光学応力センサ２は、第一固定地域５ａと第二固定地域５ｂとの間で持上げ部材１の地域と同様に伸張される。この地域は一定直径Ｄを有し、それは持上げ部材１の遠位部分１ｂに固定される積荷の関数として線形に伸張される。
【００６６】
従って、持上げ部材１内に誘起される応力及び積荷の重量は、追加的な計算なしに、よって、計算中に近似を使用することを通じる誤差の危険性なしに、容易に決定される。
【００６７】
図１及び図２に示される実施態様において、長手通路１ｄは、持上げ部材１の長手部分１ｃの断面の中心にある。
【００６８】
従って、光学応力センサ２は、持上げ部材１の長手部分１ｃの中立ファイバ内に収容される。これは持上げ部材１に加えられる純粋な軸方向応力の測定を可能にする。その場合には、測定は、持上げ部材１の屈曲の如何なる影響によっても不利に影響されない。もしそうでないならば、偏心的に位置付けられる光学応力センサ２を用いて、屈曲効果は、光学応力センサ２によって生成される信号から受信及び分析手段４によって計算される応力を減少し或いは増大し得る。
【００６９】
図１に示される第一実施態様において、持上げ部材１の遠位端部１ｂは、「Ｔ形状」である。
【００７０】
それは、コンテナを持ち上げ且つ荷役する荷役装置(handling  device)において港内で広く使用される、「ツイストロック」（緊締装置）と通常呼ばれる回転ラッチである。
【００７１】
図２に示される第二実施態様において、持上げ部材１の遠位端部１ｂは、フック形状である。図２に示される持上げ部材１は、多くの持上げ装置、例えば、土木分野におけるクレーンにおいて広く使用されている。
【００７２】
図１及び図２において、持上げ部材１及び受信及び分析手段４は、荷重測定及び分析装置９を構成する。この荷重測定及び分析装置９は、以下のパラメータの１つ又はそれよりも多くを決定することを可能にする。
【００７３】
−  持上げ部材１によって持ち上げられる重量、
−  持上げ部材１の応力状態、
−  荷重の適用期間及びそれらの強度、
−  持上げ部材１によって遂行される周期の数。
【００７４】
従って、持上げ部材１の荷重及び／又は応力スペクトルを確定することによって、持上げ部材１の確実な診断を行い、それが過剰な或いは不適切な使用を通じて破損される前にその交換を予定することが可能である。
【００７５】
この荷重測定及び分析装置９は、持上げ装置に設けられる安全装置（図示せず）にも接続され得る。安全装置は、もし荷重測定及び分析装置９が持上げ部材１によって持ち上げられ得る最大荷重よりも大きい或いは持上げ部材が安全に持ち上げ得る最大荷重よりも大きい荷重を検出するならば、持ち上げ装置への電力の供給を遮断するよう構成される。
【００７６】
この種類の荷重測定及び分析装置９は、持上げ部材１の疲労及び応力状態を監視するためにも使用され得る。よって、持上げ部材１内の如何なる残留応力、或いは、持上げ部材１を破壊させ得る持上げ部材１の可塑変形の発現を示す長手部分１ｃの非弾性挙動も、容易に特定され得る。
【００７７】
図３は、図１に示される実施態様と合致する４つの持上げ部材１を含む荷役及び持上げフレーム６を示している。持上げ部材１は、フレーム６の４つの隅部に配置され、そのフレーム６は、図４に示されるような荷役ガントレ７又はクレーン上で交換可能に、或いは、図５に示されるようなフォークリフトフレーム８を備えるフロントローダと共に使用され得る。
【００７８】
図３に示されるフレーム６において、持上げ部材１は、シース付き光ファイバ接続手段４によって、持上げ部材１内に収容される光ファイバ光学応力センサ（図示せず）から来る信号を順次的に分析する共通の受信及び分析手段４に接続される、光ファイバ光学応力センサを全て備える。受信及び分析手段４は、光ファイバによって反射される光波を検査し、各持上げ部材１の伸張、従って、それが支持する荷重の値をそこから演繹する。
【００７９】
従って、受信及び分析手段４は、１つ又はそれよりも多くの以下のパラメータを決定するために、持上げ部材１内に収容される光ファイバ光学応力センサ（図示せず）から来る信号を処理し得る。
【００８０】
−  各持上げ部材１によって持ち上げられる重量、
−  各持上げ部材１の応力状態、
−  各持上げ部材１によって遂行される周期の数、
−  積荷の重心の場所。
【００８１】
各持上げ部材１によって持ち上げられる重量を知ることで、積荷の重心の精密な場所が演繹可能であり、積荷を持ち上げるときの積荷の重心の偏心場所の故に起こり得る事故を防止し得る。これは、その重量が、装置の最大重量限度未満であるとしても、偏心的な重心を有する積荷を持ち上げることによって引き起こされる時機を逸した持上げ装置の傾斜の全ての危険性を防止する。
【００８２】
同様に、各持上げ部材１によって引き上げられる重量を知ることは、持上げ部材１のそれぞれが実際に荷重され、積荷を持ち上げることに寄与しているか否かを示す。よって、持上げ部材１の何れかが十分に或いは全く寄与しておらず、他の持上げ部材１が過剰な荷重を支持しているならば、積荷を持ち上げる如何なる試みも停止され得る。これは持上げ装置及び装置の隣接環境内で動き回っている人々の安全性を効果的に増大する。
【００８３】
図３乃至図５に示される保持及び持上げフレーム６は、４つの持上げ部材１のみを含むが、１つよりも多くのコンテナを同時に持ち上げるために異なって配置される、より多くの数の持上げ部材１を想定することも可能である。
【００８４】
本発明は、明示的に記載される実施態様に限定されず、以下の請求項の範囲内でその多様な変形及び普遍化を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に従った持上げ部材の第一実施態様を示す斜視図である。
【図２】本発明に従った持上げ部材の第二実施態様を概略的に示す側面図である。
【図３】複数の持上げ部材を含む積荷保持及び持上げフレームを示す斜視図である。
【図４】図３の装置の異なる使用を示す概略図である。
【図５】図３の装置の異なる使用を示す概略図である。
【図１】
2009537843.tif 000003
【図２】
2009537843.tif 000004
【図３】
2009537843.tif 000005
【図４】
2009537843.tif 000006
【図５】
2009537843.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月26日(2008.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
持上げ装置と持ち上げられるべき積荷との間で持上げ力の全部又は一部を移動することが意図される持上げ部材であって、
前記持上げ装置に固定されるよう適合される近位部分と、
前記積荷に接続されるよう構成される遠位部分と、
前記遠位部分の方向に前記近位部分から延び、前記持上げ力の前記一部によって弾性的に伸張されるよう構成される長手部分とを含み、
当該持上げ部材の前記長手部分は、少なくとも１つの長手通路を含み、
光学応力センサが、前記少なくとも１つの長手通路内に挿入され、前記少なくとも１つの長手通路の横方向壁に固定され、
接続手段が、前記光学応力センサからの信号を、前記光学応力センサからの前記信号を受信し且つ分析するための手段に伝達するために設けられることを特徴とする、
持上げ部材。
【請求項２】
前記光学応力センサは、少なくとも、前記長手通路の長手方向に互いに離間して位置付けられる第一固定地域及び第二固定地域内で、前記長手通路の前記横方向壁に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の持上げ部材。
【請求項３】
前記第一固定地域及び前記第二固定地域は、当該持上げ部材の前記長手部分の一定直径の地域内にあることを特徴とする、請求項２に記載の持上げ部材。
【請求項４】
前記長手通路は盲であり、前記近位部分から延び、且つ、当該持上げ部材の前記長手部分の断面の中心に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の持上げ部材。
【請求項５】
前記光学応力センサは、光ファイバ光学センサであり、該光ファイバは、前記第一固定地域及び前記第二固定地域内で前記長手通路の前記横方向壁に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の持上げ部材。
【請求項６】
前記光ファイバは、前記長手通路内に付着される金属管自体内に付着されることを特徴とする、請求項５に記載の持上げ部材。
【請求項７】
前記光学応力センサは、当該持上げ部材の前記長手部分の伸張を画像化する信号を生成するよう構成されるレーザ距離計を含むことを特徴とする、請求項１に記載の持上げ部材。
【請求項８】
前記遠位部分は、フック形状であることを特徴とする、請求項１に記載の持上げ部材。
【請求項９】
前記遠位部分は、Ｔ字形状であることを特徴とする、請求項１に記載の持上げ部材。
【請求項１０】
少なくとも１つの請求項１に記載の持上げ部材を含むことを特徴とする、保持及び持上げフレーム。
【請求項１１】
少なくとも１つの請求項１に記載の持上げ部材を含み、前記受信及び分析手段は、
−  前記少なくとも１つの持上げ部材によって持ち上げられる重量、
−  前記少なくとも１つの持上げ部材の応力状態、
−  前記荷重の適用期間及びそれらの強度、
−  前記少なくとも１つの持上げ部材によって遂行される周期の数、
−  前記少なくとも１つの持上げ部材の荷重及び／又は応力スペクトル
のパラメータの１つ又はそれよりも多くを決定するために、前記光学応力センサから来る前記信号を処理することを特徴とする、測定及び分析のための装置。
【請求項１２】
同一の積荷を同時に取り扱うために複数の持上げ部材を含み、前記受信及び分析手段は、
−  前記積荷の重心の場所、
−  各持上げ部材によって加えられる持上げ力
の一方又は両方を決定するために、複数の光学応力センサから来る信号を処理することを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記持上げ装置は、荷役ガントレであることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記持上げ装置は、クレーンであることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記持上げ装置は、フォークリフトを備えるフロントローダであることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【国際調査報告】
2009537843.tif 000008
2009537843.tif 000009
2009537843.tif 000010
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