(57)【要約】【課題】ブームから巻き下げられたワイヤロープで荷物を吊り上げる際の荷物の振れを、ブームにたわみが生じた場合でも抑制することのできるクレーンを提供する。【解決手段】クレーン１における制御部１００は、荷物Ｂの吊り上げを開始する前に、張力検出器１２１で測定した張力と、角度検出器１２２で測定した吊下角度と、長さ検出器１２３で測定した吊下長さと、に基づいて、メインワイヤ２１及びサブワイヤ２５のそれぞれにおける張力の水平方向分力を算出し、それぞれの水平方向分力が均等となるようにメインウインチ９及びサブウインチ１９を駆動する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブームと、
前記ブームの基端部から先端部まで架け渡されるとともに、前記先端部から巻き下げられる第一ワイヤロープと、
前記第一ワイヤロープの巻き入れ及び巻き出しをする第一ウインチと、
前記ブームの基端部から中途部まで架け渡されるとともに、前記中途部から巻き下げられる第二ワイヤロープと、
前記第二ワイヤロープの巻き入れ及び巻き出しをする第二ウインチと、
前記第一ワイヤロープ及び前記第二ワイヤロープのそれぞれの張力を測定する張力測定部と、
前記第一ワイヤロープ及び前記第二ワイヤロープのそれぞれの吊下角度を測定する吊下角度測定部と、
前記第一ワイヤロープ及び前記第二ワイヤロープのそれぞれの吊下長さを測定する吊下長さ測定部と、
前記第一のウインチ及び前記第二のウインチによる前記第一ワイヤロープ及び前記第二ワイヤロープの巻き入れ及び巻き出しを制御する制御部と、を備え、
前記第一ワイヤロープと前記第二ワイヤロープとによって一の荷物を吊り上げて該荷物を運搬自在とするクレーンであって、
前記制御部は、前記荷物の吊り上げを開始する前に、
前記張力測定部で測定した前記張力と、前記吊下角度測定部で測定した前記吊下角度と、前記吊下長さ測定部で測定した前記吊下長さと、に基づいて、前記第一ワイヤロープ及び前記第二ワイヤロープのそれぞれにおける張力の水平方向分力を算出し、
前記第一ワイヤロープにおける張力の水平方向分力と前記第二ワイヤロープにおける張力の水平方向分力が均等となるように、前記第一のウインチ及び前記第二のウインチによる前記第一ワイヤロープ及び前記第二ワイヤロープの巻き入れ及び巻き出しを制御する、ことを特徴とするクレーン。
【請求項２】
前記制御部は、前記第一ワイヤロープにおける張力の水平方向分力がゼロの場合は、前記第二ワイヤロープにおける張力が発生しない最小の吊下長さになるように、前記第二のウインチによる前記第二ワイヤロープの巻き入れを行う、ことを特徴とする請求項１に記載のクレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンに関する。詳細には、ブームから巻き下げられたワイヤロープで荷物を運搬するクレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブームと、ブームの基端部から先端部まで架け渡されて巻き下げられるワイヤロープと、ワイヤロープの巻き入れおよび巻き出しをするウインチと、を備え、ワイヤロープで荷物を吊り上げて運搬するクレーンが知られている。
【０００３】
また、クレーンで荷物を吊り上げる際に、荷物の振れを抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。しかし、これらの特許文献に記載の技術はトロリーから巻き下げられたワイヤロープで荷物を吊り上げる構成であるため、上記の如くブームから巻き下げられたワイヤロープで荷物を吊り上げるクレーンに適用することができなかった。また、ブームから巻き下げられたワイヤロープで荷物を吊り上げるクレーンの場合は、ブームのたわみによって地切り時の荷物の振れが生じる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９１２７５号公報
【特許文献２】特開２００３−３１２９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、ブームから巻き下げられたワイヤロープで荷物を吊り上げる際の荷物の振れを、ブームにたわみが生じた場合でも抑制することのできるクレーンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
第一の発明は、
ブームと、
前記ブームの基端部から先端部まで架け渡されるとともに、前記先端部から巻き下げられる第一ワイヤロープと、
前記第一ワイヤロープの巻き入れ及び巻き出しをする第一ウインチと、
前記ブームの基端部から中途部まで架け渡されるとともに、前記中途部から巻き下げられる第二ワイヤロープと、
前記第二ワイヤロープの巻き入れ及び巻き出しをする第二ウインチと、
前記第一ワイヤロープ及び前記第二ワイヤロープのそれぞれの張力を測定する張力測定部と、
前記第一ワイヤロープ及び前記第二ワイヤロープのそれぞれの吊下角度を測定する吊下角度測定部と、
前記第一ワイヤロープ及び前記第二ワイヤロープのそれぞれの吊下長さを測定する吊下長さ測定部と、
前記第一のウインチ及び前記第二のウインチによる前記第一ワイヤロープ及び前記第二ワイヤロープの巻き入れ及び巻き出しを制御する制御部と、を備え、
前記第一ワイヤロープと前記第二ワイヤロープとによって一の荷物を吊り上げて該荷物を運搬自在とするクレーンであって、
前記制御部は、前記荷物の吊り上げを開始する前に、
前記張力測定部で測定した前記張力と、前記吊下角度測定部で測定した前記吊下角度と、前記吊下長さ測定部で測定した前記吊下長さと、に基づいて、前記第一ワイヤロープ及び前記第二ワイヤロープのそれぞれにおける張力の水平方向分力を算出し、
前記第一ワイヤロープにおける張力の水平方向分力と前記第二ワイヤロープにおける張力の水平方向分力が均等となるように、前記第一のウインチ及び前記第二のウインチによる前記第一ワイヤロープ及び前記第二ワイヤロープの巻き入れ及び巻き出しを制御する、としたものである。
【０００８】
第二の発明は、
前記制御部は、前記第一ワイヤロープにおける張力の水平方向分力がゼロの場合は、前記第二ワイヤロープにおける張力が発生しない最小の吊下長さになるように、前記第二のウインチによる前記第二ワイヤロープの巻き入れを行う、としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
第一の発明に係るクレーンは、ブームのたわみが生じた場合でも、二本のワイヤロープにおける張力の水平方向分力が均等となった状態で荷物の吊り上げを開始できるため、ブームの伸縮方向への荷物の振れ（縦行振れ）を防ぐことができる。
【００１０】
第二の発明に係るクレーンは、第一ワイヤロープにおける張力の水平分力が生じていない場合には、迅速に荷物の吊り上げを開始できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】吊り上げ作業時におけるクレーンを示す側面図である。
【図２】クレーン装置の制御ブロック図である。
【図３】ブームにたわみが生じていない場合の荷物の吊り上げ作業時における概略説明図である。
【図４】ブームにたわみが生じた場合の荷物の吊り上げ作業時でメインワイヤを巻上げた際の概略説明図である。
【図５】ブームにたわみが生じた場合の荷物の吊り上げ作業時でサブワイヤを巻上げた際の概略説明図である。
【図６】荷物の吊り上げ作業時における制御フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の技術的思想は、ブームの先端部から巻き下げされるワイヤロープと中途部から巻き下げされるワイヤロープとで荷物を吊り上げて運搬するクレーンであれば、以下に説明するクレーン１とは異なる構成の他のクレーン（例えば、後述する走行体２を備えておらず、クレーン装置３のみのクレーンなど）にも適用できる。
【００１３】
まず、図１及び図２を用いて、クレーン１の構成について簡単に説明する。図１は吊り上げ作業時におけるクレーン１を示している。図２はクレーン１におけるクレーン装置３の制御ブロック図を示している。
【００１４】
クレーン１は、主にクレーン１の下部を構成する走行体２と、上部を構成するクレーン装置３と、を備えたクレーン車として構成されている。
走行体２は、左右一対のフロントタイヤ４とリヤタイヤ５を備えている。また、走行体２は、吊り上げ作業を行う際に接地させて安定を図るアウトリガ６を備えている。更に、走行体２は、これらを駆動するための油圧アクチュエータに加え、エンジンやトランスミッションなどを備えている。
【００１５】
クレーン装置３は、図示しない旋回装置を備える旋回台と、ブーム７と、キャビン８とを主に備える。クレーン装置３は、走行体２に搭載されたエンジンの動力が油圧システム（図示省略）を通じて伝達されることによって動作する。
【００１６】
ブーム７はクレーン装置３の後部において、前方へ突き出すように配設される。より詳細には、ブーム７は、起伏シリンダ１３（図２を参照）を駆動させることにより、旋回平面に直交する起伏平面に沿って起伏可能とされる。また、ブーム７は、伸縮シリンダ１４（図２を参照）を駆動させることにより、ブーム７の長手方向に沿って伸縮可能に構成されている。
【００１７】
また、クレーン装置３は、ブーム７の右方にキャビン８を備えている。キャビン８は、クレーン装置３の動作を制御するための各種操作部（例えば、メインウインチレバー１０９、サブウインチレバー１１０、旋回レバー１１２、起伏レバー１１３、伸縮レバー１１４等の各種入力手段、図２を参照）を有する。キャビン８に搭乗した作業者は、各種操作部を操作することによって、クレーン装置３を動作させる。
更に、クレーン装置３は、メインウインチ９とサブウインチ１０を備えている。
【００１８】
ブーム７の先端部分は、主にブームヘッドと複数のシーブとで構成され、第一ワイヤロープであるメインワイヤ２１がブーム７の基端部から先端部まで架け渡されるとともに、先端部から巻き下げられる。また、第二ワイヤロープであるサブワイヤ２５がブーム７の基端部から中途部まで架け渡されるとともに、ブーム７が伸長した際にはブーム７の中途部から巻き下げられる。メインワイヤ２１にはメインフックブロック２２が掛けられている。サブワイヤ２５の先端にはサブフックブロック２６が固定されている。メインワイヤ２１及びサブワイヤ２５の基端部は、それぞれメインウインチ９及びサブウインチ１０に連結されている。クレーン装置３は、メインウインチ９とサブウインチ１０を駆動することにより、メインワイヤ２１及びサブワイヤ２５の巻き入れ及び巻き出しを行う。
【００１９】
クレーン装置３は上記の構成において、メインフックブロック２２及びサブフックブロック２６に荷物Ｂ（図３から図５を参照）を係止した状態で、メインウインチ９とサブウインチ１０とによるメインワイヤ２１及びサブワイヤ２５の巻き入れ・巻き出し、及び、旋回装置によるブーム７の旋回を行うことにより、荷物Ｂの運搬を行うのである。
【００２０】
図２に示す如く、クレーン装置３はクレーン装置３の動作を制御する制御部１００を備える。本実施形態における制御部１００は、主としてＲＡＭやＲＯＭなどからなる記憶部や、記憶部に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ等からなる演算処理部などで構成される。制御部１００には、メインウインチ９、サブウインチ１０、起伏シリンダ１３、伸縮シリンダ１４等の出力手段が電気的に接続されており、制御部１００から発信した信号に基づいて各出力手段が駆動する。即ち、制御部１００は、メインウインチ９及びサブウインチ１０によるメインワイヤ２１及びサブワイヤ２５の巻き入れ及び巻き出し、及び、旋回装置によるブーム７の旋回を制御するのである。
【００２１】
また、図３に示す如く、制御部１００にはメインウインチレバー１０９、サブウインチレバー１１０、旋回レバー１１２、起伏レバー１１３、伸縮レバー１１４等の入力手段が電気的に接続されており、各入力手段から制御部１００に信号が入力される。
【００２２】
また、クレーン装置３は、メインワイヤ２１及びサブワイヤ２５について、それぞれの張力（図３から図５に示す張力Ｔ１・Ｔ２）を測定する張力測定部である張力検出器１２１と、それぞれの吊下角度を測定する吊下角度測定部である角度検出器１２２と、それぞれの吊下長さを測定する吊下長さ測定部である長さ検出器１２３と、を備える。本実施形態における張力検出器１２１としては、ブーム７の先端部に備え付けられたロードセルなどが用いられる。また、角度検出器１２２としては、ブーム７の先端部に備え付けられた二個のロードセル（例えば、鉛直方向・水平方向のそれぞれの張力を検出するロードセル）などを組み合わせて構成される。また、長さ検出器１２３としては、メインウインチ９及びサブウインチ１０の回転数測定器が用いられる。
【００２３】
次に、図３から図５を用いて、張力検出器１２１で測定した張力と、角度検出器１２２で測定した吊下角度と、長さ検出器１２３で測定した吊下長さと、に基づいて、クレーン装置３を制御して荷物Ｂを地面ＧＬから吊り上げる手法について説明する。本明細書において、「荷物Ｂを吊り上げる」とは、荷物Ｂがメインワイヤ２１及びサブワイヤ２５のみによって支持された状態（荷物Ｂが地面ＧＬから離間した状態）を意味する。
【００２４】
図３から図５においては、ブーム７の先端部からメインワイヤ２１が、中途部からサブワイヤ２５が巻き下げられて荷物Ｂを吊り上げる状態を模式的に表している。図３は、ブーム７にたわみが生じていない場合の荷物Ｂの吊り上げ作業時における概略説明図である。
【００２５】
作業者は、荷物Ｂの吊り上げを開始する前の段階で、図３に示す如く、メインワイヤ２１が鉛直方向に巻き下げられるようにブーム７を旋回させる。即ち、この状態でメインワイヤ２１の巻き入れを開始した場合、荷物Ｂは図３に示す如く鉛直上向きに吊り上げられる。また、制御部１００は、荷物Ｂの吊り上げを開始する前に、図６におけるステップＳ０１に示す如く、メインウインチ９を駆動することにより、メインワイヤ２１の巻き入れを開始する。
【００２６】
次に、制御部１００は、張力検出器１２１で測定したメインワイヤ２１の張力Ｔ１と、角度検出器１２２で測定したメインワイヤ２１の吊下角度と、長さ検出器１２３で測定したメインワイヤ２１の吊下長さとから、メインワイヤ２１における張力の水平方向分力Ｔ１ｘ（図４を参照）を算出する。
【００２７】
そして、制御部１００は、図６におけるステップＳ０２に示す如く、メインワイヤ２１における張力の水平方向分力Ｔ１ｘが０より大きいか（水平方向分力Ｔ１ｘが生じているか否か）を判定する。ブーム７にたわみが生じていない場合、図３中の矢印Ｆ１に示す如く、荷物Ｂはメインワイヤ２１により鉛直上向きに吊り上げられるため、水平方向分力Ｔ１ｘは生じない。
【００２８】
制御部１００は、ステップＳ０２において水平方向分力Ｔ１ｘが０より大きくない（水平方向分力Ｔ１ｘが生じていない）と判定した場合は、図６におけるステップＳ０３に進む。ステップＳ０３では、制御部１００は図３中の破線矢印Ｆ２に示す如く、サブワイヤ２５の張力が発生しない最小の吊下長さになるように（サブワイヤ２５にたるみ等が生じないように）サブワイヤ２５の巻き入れを行い、その後ステップＳ０１に戻る。このように、メインワイヤ２１における張力の水平方向分力Ｔ１ｘがゼロの場合は、ステップＳ０１からステップＳ０３が繰り返される。つまり、荷物Ｂの重量が小さい、又はブーム７の剛性が大きい等の理由によりブーム７にたわみが生じていない場合はメインワイヤ２１のみで荷物Ｂの吊り上げを行うため、迅速に荷物Ｂの吊り上げを開始することができる。
【００２９】
一方、ブーム７にたわみが生じている場合、図４中の矢印Ｆ１に示す如く、荷物Ｂはメインワイヤ２１により前方上向きに吊り上げられるため、水平方向分力Ｔ１ｘが生じる。制御部１００は、ステップＳ０２において水平方向分力Ｔ１ｘが０より大きい（水平方向分力Ｔ１ｘが生じている）と判定した場合は、図６におけるステップＳ０４に進む。
【００３０】
制御部１００は、図６におけるステップＳ０４に示す如く、サブウインチ１０を駆動することにより、サブワイヤ２５の巻き入れを開始する。
【００３１】
次に、制御部１００は、張力検出器１２１で測定したサブワイヤ２５の張力Ｔ２と、角度検出器１２２で測定したサブワイヤ２５の吊下角度と、長さ検出器１２３で測定したサブワイヤ２５の吊下長さとから、サブワイヤ２５における張力の水平方向分力Ｔ２ｘを算出する。図５中の矢印Ｆ２に示す如く、荷物Ｂはサブワイヤ２５により後方上向きに吊り上げられるため、水平方向分力Ｔ２ｘが生じる。
【００３２】
そして、制御部１００は、図６におけるステップＳ０５に示す如く、サブワイヤ２５における張力の水平方向分力Ｔ２ｘが、メインワイヤ２１における張力の水平方向分力Ｔ１ｘ以上か否かを判定する。
【００３３】
制御部１００は、図６におけるステップＳ０５で水平方向分力Ｔ２ｘが水平方向分力Ｔ１ｘ以上ではない（水平方向分力Ｔ２ｘが水平方向分力Ｔ１ｘ未満である）と判断した場合、ステップＳ０４に戻り、サブウインチ１０を駆動することにより、サブワイヤ２５の巻き入れを継続する。
【００３４】
制御部１００は、図６におけるステップＳ０５で水平方向分力Ｔ２ｘが水平方向分力Ｔ１ｘ以上であると判断した場合、ステップＳ０６に進み、サブワイヤ２５における張力の水平方向分力Ｔ２ｘが、メインワイヤ２１における張力の水平方向分力Ｔ１ｘと均等か否かを判定する。なお、本明細書において用いる「均等」とは、「荷物Ｂが水平方向に移動しない程度に力の大きさが同じ」という意味であり、必ずしも二つの数値が厳密に一致している必要はない。
【００３５】
制御部１００は、図６におけるステップＳ０６で水平方向分力Ｔ２ｘが水平方向分力Ｔ１ｘと均等ではない（水平方向分力Ｔ２ｘが水平方向分力Ｔ１ｘより大きい）と判断した場合、ステップＳ０１に戻り、メインウインチ９を駆動することにより、メインワイヤ２１の巻き入れを継続する。
【００３６】
制御部１００は、図６におけるステップＳ０６で水平方向分力Ｔ２ｘが水平方向分力Ｔ１ｘと均等である（水平方向分力Ｔ２ｘが水平方向分力Ｔ１ｘと釣り合っている）と判断した場合、ステップＳ０７に進み、メインウインチ９及びサブウインチ１９を駆動することにより、メインワイヤ２１及びサブワイヤ２５を等速で巻き入れ、荷物Ｂの吊り上げを行う。即ち、制御部１００は、メインワイヤ２１及びサブワイヤ２５のそれぞれにおける張力の水平方向分力（Ｔ１ｘ・Ｔ２ｘ）が均等となった状態で、荷物Ｂの吊り上げを開始するのである。
【００３７】
本実施形態に係るクレーン１によれば、上記の如く荷物Ｂの吊り上げを開始する前に、メインワイヤ２１及びサブワイヤ２５のそれぞれにおける張力の水平方向分力（Ｔ１ｘ・Ｔ２ｘ）が均等となるようにメインウインチ９及びサブウインチ１９を駆動する構成としている。これにより、ブーム７から巻き下げられた二本のワイヤロープ２１・２５で荷物Ｂを吊り上げて地切りをした際に、ブーム７にたわみが生じている場合でも、ブーム７の伸縮方向への荷物Ｂの揺れ（縦行振れ）を抑制することができる。また、本実施形態によれば、二本のワイヤロープ２１・２５の巻き入れ制御のみで地切りを行うため、ブーム７の起伏操作を行う必要がなく、荷物Ｂの吊り上げ時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１        クレーン
７        ブーム
９        メインウインチ
１０        サブウインチ
２１        メインワイヤ（第一ワイヤロープ）
２５        サブワイヤ（第二ワイヤロープ）
Ｂ        荷物
【図１】
2018095432.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018095432.tif 000007
【図６】
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