(57)【要約】【課題】簡易な構成で鉛直方向も含めたクレーン位置を正確に測定でき、かつ可動部である台車に高さ検出装置のための電気配線等を敷設する必要のないクレーンの高さ検出装置及び検出方法を提供する。【解決手段】クレーン本体１２に配置されたワイヤ式エンコーダ４０は、エンコーダ本体４２と、エンコーダ本体４２から所定長さ引き出し可能な測定ワイヤ４４とを有し、エンコーダ本体４２から引き出された測定ワイヤ４４は、台車１４の移動方向に平行に延び、台車１４に設けられた滑車４６によって鉛直方向に変向させられ、台車１４の下方に懸吊されたクレーンフック１８に取り付けられる。【選択図】図２
2011256034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーン本体と、該クレーン本体上を移動可能に構成された台車と、前記台車に吊設され、搬送対象物と係合可能に構成された係合手段と、を備えたクレーン装置において前記係合手段の高さを検出する高さ検出装置であって、
前記クレーン本体に固定配置されたエンコーダ本体を有するワイヤ式エンコーダと、
前記クレーン本体上での前記台車の位置を測定する台車位置測定手段とを備え、
前記台車に設けられ、前記エンコーダ本体から前記台車に向けて引き出された測定ワイヤを鉛直下方に延びるように変向する変向手段と、備え、
前記変向手段によって変向させられた前記測定ワイヤが前記係合手段に接続される、
高さ検出装置。
【請求項２】
クレーン本体と、該クレーン本体上を移動可能に構成された台車と、前記台車に吊設され、搬送対象物と係合可能に構成された係合手段と、を備えたクレーン装置において前記係合手段の高さを検出する高さ検出方法であって、
前記クレーン本体にワイヤ式エンコーダのエンコーダ本体を固定配置し、
前記エンコーダ本体から前記台車に向けて測定ワイヤを引き出し、前記台車に設けられた変向手段によって前記測定ワイヤを鉛直下方に延びるように変向させ、さらに前記測定ワイヤを前記係合手段に接続し、
前記エンコーダ本体から前記変向手段を経由して前記係合手段に至るまでの前記測定ワイヤの引き出し長さを検出し、
前記クレーン本体上での前記台車の位置を台車位置測定手段によって測定し、
前記測定ワイヤの引き出し長さと、前記クレーン本体上での前記台車の位置と、前記エンコーダ本体、前記台車及び前記変向手段の位置関係から、前記係合手段の高さを検出する、高さ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンによる搬送対象物に係合するクレーンフック等の係合手段の高さを検出する検出装置及び検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
倉庫等の屋内で使用される天井クレーン等のクレーンは、略水平に延びるＸ方向、略水平に延びかつＸ方向に略垂直なＹ方向、及び略鉛直に延びるＺ方向の各々に沿って移動可能な構造を有し、倉庫内に配置された搬送対象物にクレーンフック等の係合手段を係合させて該搬送対象物を持ち上げ又は吊り上げ、所定の位置に搬送するために使用される。ここで、該係合手段を、該搬送対象に係合可能な位置に移動させるためには、先ず係合手段の空間位置を知る必要がある。該空間位置を知るには、上記Ｘ、Ｙ及びＺ方向それぞれについて位置を測定する必要があり、そのための測定手段又は測定方法として種々のものが提唱されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、クレーンと該クレーン上を走行する横走行台車とにレーザ距離計をそれぞれ搭載し、該レーザ距離計を用いてクレーンの位置検出を行うトラッキング方法及び装置が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、クレーンのサドルユニットの走行位置、ホイストの横行位置、及び吊り具の昇降位置をそれぞれロータリエンコーダで検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２７０６１７号公報
【特許文献２】特開平１０−３３００７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の発明では、クレーンの位置（Ｘ方向）及びクレーン上の台車の位置（Ｙ方向）に加え、クレーンハンドの位置（Ｚ方向）もレーザ距離計で測定する旨が記載されている。しかし、クレーンハンドはその上下方向の動作等によって揺動しやすく、レーザ光と反射板を用いた構成では適切な測定が困難となる場合がある。またレーザ光の出射部を台車に設けるため、そのためのケーブル類を台車に敷設する必要がある。可動部にケーブル類を敷設する場合、複雑な構造が必要となる。
【０００７】
一方、特許文献２のようにロータリエンコーダを使用する場合、通常該ロータリエンコーダはドラムの回転軸や該ドラムを駆動するモータの回転軸に取り付けられる。しかし、吊り具を支持する巻取りワイヤは時間の経過とともに寸法が変化する（伸びる）傾向があるので、エンコーダに対して定期的にワイヤの伸び補正を行う必要がある。また、エンコーダをドラム又はモータの回転軸に取り付ける作業は、心合わせ等の煩雑な作業を伴う。
【０００８】
そこで本発明は、簡易な構成で鉛直方向（Ｚ方向）も含めたクレーン位置を正確に測定でき、かつ可動部である台車に高さ検出装置のための電気配線等を敷設する必要のないクレーンの高さ検出装置及び検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、クレーン本体と、該クレーン本体上を移動可能に構成された台車と、前記台車に吊設され、搬送対象物と係合可能に構成された係合手段と、を備えたクレーン装置において前記係合手段の高さを検出する高さ検出装置であって、前記クレーン本体に固定配置されたエンコーダ本体を有するワイヤ式エンコーダと、前記クレーン本体上での前記台車の位置を測定する台車位置測定手段とを備え、前記台車に設けられ、前記エンコーダ本体から前記台車に向けて引き出された測定ワイヤを鉛直下方に延びるように変向する変向手段と、備え、前記変向手段によって変向させられた前記測定ワイヤが前記係合手段に接続される、高さ検出装置を提供する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、クレーン本体と、該クレーン本体上を移動可能に構成された台車と、前記台車に吊設され、搬送対象物と係合可能に構成された係合手段と、を備えたクレーン装置において前記係合手段の高さを検出する高さ検出方法であって、前記クレーン本体にワイヤ式エンコーダのエンコーダ本体を固定配置し、前記エンコーダ本体から前記台車に向けて測定ワイヤを引き出し、前記台車に設けられた変向手段によって前記測定ワイヤを鉛直下方に延びるように変向させ、さらに前記測定ワイヤを前記係合手段に接続し、前記エンコーダ本体から前記変向手段を経由して前記係合手段に至るまでの前記測定ワイヤの引き出し長さを検出し、前記クレーン本体上での前記台車の位置を台車位置測定手段によって測定し、前記測定ワイヤの引き出し長さと、前記クレーン本体上での前記台車の位置と、前記エンコーダ本体、前記台車及び前記変向手段の位置関係から、前記係合手段の高さを検出する、高さ検出方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、係合手段の高さ位置の検出にワイヤ式エンコーダを使用するので、該係合手段が揺動しても測定には影響せず、またワイヤ式エンコーダの本体はクレーン本体に固定配置されるので、可動部である台車にはワイヤ式エンコーダのための電気配線等を設ける必要がない。さらに、ワイヤ式エンコーダのワイヤには実質的に張力が作用しないので、ロータリエンコーダを使用した場合の伸び補正等を行う必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好適な実施形態に係る巻取り高さ検出装置を備えた天井クレーンの概略構成を示す図である。
【図２】図１の天井クレーンをＸ方向にみた側面図である。
【図３】各天井クレーンが有する機上端末に関わる通信形態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の好適な実施形態に係る巻取り高さ検出装置を備えた天井クレーンの概略構成を示す図である。天井クレーン１０は、略水平な第１の方向（図１ではＸ方向）に移動可能に構成されたクレーン本体１２と、クレーン本体１２上を、Ｘ方向と異なる第２の方向（図示例では略水平であってＸ方向に直交するＹ方向）に移動可能に構成された台車１４と、台車１４に吊設され、搬送対象物１６と係合可能に構成された係合手段１８とを備える。なお図１では、搬送対象物１６は倉庫の床面２０に載置された鋼板コイルとして示されており、また係合手段１８は鋼板コイルの中心穴に係合して該鋼板コイルを吊上げ可能な略コの字形のクレーンフックとして示されているが、これらは例示であり、故に搬送対象物やクレーンフックの形状はこれらに限られない。
【００１４】
図１のクレーン本体１２は、倉庫等の側壁面（図示せず）の所定高さに設けられ、かつＸ方向に延びる第１レール２２上を図示しない駆動手段によって走行可能であり、クレーン本体１２のＸ方向の位置（走行位置）は、クレーン位置測定手段により測定される。クレーン位置測定手段の具体例は、第１レール２２に平行に等間隔で列状に配置された複数のラベル又はタグ２４と、クレーン本体１２のＹ方向端部に設けられ、タグ２４を読み取るように構成されたアンテナ２６とから構成される。アンテナ２６が複数のタグ２４のうちいずれを検出しているかにより、クレーン本体１２のＸ方向位置を求めることができる。なおタグ２４としては、例えばＲＦＩＤのようなＩＣタグや、バーコードが印刷されたバーコートタグが使用可能である。またタグを読み取る方式に変えて、第１レール２２上を走行するクレーン本体の車輪２８又は車輪２８を回転駆動するモータの回転軸にロータリエンコーダ（図示せず）を設けてもよい。或いは、レーザ式距離計を用いてクレーン本体１２のＸ方向位置を測定することもできる。
【００１５】
なお図示例では２つの天井クレーンが記載されているが、天井クレーンは１つの場合もあるし、３つ以上となる場合もある。但し、天井クレーンが複数の場合は、各天井クレーンのＸ方向位置の測定にレーザ式距離計を使用すると、構成上、ある天井クレーンのクレーン本体が他の天井クレーンのクレーン本体の距離測定に使用するレーザ光を遮蔽することがあり、適用が難しい。従って天井クレーンが複数の場合は、図１に示すようなタグ式、又はバーコード式等を利用することが好ましい。
【００１６】
図１の台車１４は、クレーン本体１２上に設けられ、かつＹ方向に延びる第２レール３０上を図示しない駆動手段によって走行可能であり、台車１４のＹ方向の位置（横行位置）は、台車位置測定手段により測定される。台車位置測定手段の具体例はレーザ式距離計であり、より詳細には、クレーン本体１２のＹ方向端部に設けられたレーザ光出射部３２と、台車１４に取り付けられ、レーザ光出射部３２からのレーザ光を反射する反射板３４とから構成される。またレーザ式距離計に変えて、後述するワイヤ式エンコーダを用いてもよい。
【００１７】
図１のクレーンフック１８は、台車１４に吊設され、鉛直方向（Ｚ方向）上下動可能に構成される。詳細には、クレーンフック１８は、図示しない駆動手段によって回転可能に構成されたワイヤドラム３６に巻着された巻取りワイヤ３８に連結されて懸吊される。従ってクレーンフック１８のＺ方向位置は、ワイヤドラム３６の回転角度位置によって決まる。なお図示例では１本のワイヤ３８によってクレーンフック１８が懸吊されているが、ワイヤ３８は複数本でもよく、またワイヤドラムも複数個設けてもよい。ワイヤ及びワイヤドラムの数は、搬送対象物の形状や重量、クレーンフックやクレーンハンドの形態等によって適宜選定可能である。
【００１８】
クレーンフック１８を所望の空間位置に移動させるためには、クレーン本体１２のＸ方向位置、台車１４のＹ方向位置及びクレーンフック１８のＺ方向位置の各々の現在位置を測定し、所望の空間位置に対応した座標に移動させる必要がある。ここでＸ及びＹ方向の位置決めについては、上述の構成を用いて従来と同様の方法で実施可能なので、以下、クレーンフック１８のＺ方向位置を求めるための検出装置及び検出方法について説明する。
【００１９】
図２は、図１の天井クレーンをＸ方向にみた側面図である。図１、図２に示すように、クレーン本体１２上であって台車１４と干渉しない位置（例えばクレーン本体１２のＹ方向端部）に、ワイヤ式エンコーダ４０のエンコーダ本体４２が固定配置される。エンコーダ本体４２には、ワイヤ式エンコーダに電力供給等するための電気配線等（図示せず）が接続される。ワイヤ式エンコーダ４０は、エンコーダ本体４２と、エンコーダ本体４２から所定長さ引き出し可能な測定ワイヤ４４とを有し、エンコーダ本体４２から引き出された測定ワイヤ４４の長さを検出できるように構成されている。典型的には、エンコーダ本体４２は、測定ワイヤ４４を巻取り可能なワイヤドラム（図示せず）を内蔵する筐体と、該ワイヤドラムの回転軸に連結され、該ワイヤドラムの回転数又は回転位置を検出するロータリエンコーダ（図示せず）とから構成されるが、ワイヤ式エンコーダ自体の構成は周知のものでよいので詳細な説明は省略する。
【００２０】
本実施形態では、エンコーダ本体４２から引き出された測定ワイヤ４４は、台車１４の移動方向（Ｙ方向）に平行に延び、台車１４に設けられた変向手段（図示例では滑車）４６に係合するとともに該変向手段によって略鉛直下方に変向させられ、測定ワイヤ４４の先端が台車１４の下方に懸吊されたクレーンフック１８に接続される。
【００２１】
図２のようにワイヤ式エンコーダ４０の測定ワイヤ４４を設けることにより、ワイヤ式エンコーダ４０によって検出される測定ワイヤ４４の引き出し長さＬは、エンコーダ本体４２から滑車４６までのＹ方向距離Ｄと、滑車４６からクレーンフック１８までのＺ方向距離Ｈとの合計となる。またＹ方向距離Ｄは、上述のレーザ光出射部３２と反射板３４との間のＹ方向距離Ｄ１と、反射板３４と滑車４６とのＹ方向距離Ｄ２との合計に等しい。ここでＤ１はレーザ式距離計測により求めることができ、Ｄ２は既知であるから、求めるべきクレーンフックの巻取り高さ（Ｚ方向位置）Ｈは、以下の式から簡単に求めることができる。
Ｈ＝Ｌ−Ｄ＝Ｌ−（Ｄ１＋Ｄ２）
【００２２】
また図２の形態では、レーザ光出射部３２及びエンコーダ本体４２のＹ方向位置が一致しているが、両者のＹ方向位置が一致しないように両者が配置される場合もある。しかしその場合は、両者のＹ方向位置の差を予め求めて上式を補正すればよい。
【００２３】
なおＹ方向距離Ｄ１を測定する手段は、レーザ光出射部３２及び反射板３４を含むレーザ式距離計に限られず、例えば、別のワイヤ式エンコーダを用いて台車１４のＹ方向位置を求めてもよい。上記別のワイヤ式エンコーダを使用する場合は、そのエンコーダ本体をクレーン本体１２に固定配置し、該エンコーダ本体から引き出された測定ワイヤを台車１４の適当な部位に接続することが好ましい。また測定ワイヤ４４の変向手段としては、測定ワイヤ４４に大きな応力や擦過抵抗を生じさせないものが好ましく、例えば上述の滑車４６の代わりに、測定ワイヤ４４の動作に合わせて従動回転可能な略円形断面のロッド等も使用可能である。
【００２４】
台車１４とクレーンフック１８との間のＺ方向距離を、レーザ式距離計を用いて測定すること、具体的には台車１４にレーザ光出射部を設け、クレーンフック１８に反射板を設けて行う距離測定も可能ではある。しかし、クレーンフックはその上下動等の種々の動作によって揺動しやすいので、レーザ光出射部からのレーザ光が反射板で適切に反射されず、距離測定ができない虞がある。さらに、可動部である台車にレーザ出射のためのケーブル・配線類を設ける必要があり、ケーブル・配線周りの構造が複雑となる。一方、クレーンフック１８のＺ方向位置は、巻取りワイヤ３８を巻き取るワイヤドラム３６の回転軸又は該ワイヤドラムを駆動するモータの回転軸にロータリエンコーダを取り付け、該エンコーダの出力から求めることも可能ではある。しかし、巻取りワイヤは時間の経過とともに寸法が変化する（伸びる）傾向があるので、定期的にワイヤの伸び補正を行う必要がある。また、エンコーダをワイヤドラム又はモータの回転軸に取り付ける作業は、心合わせ等の煩雑な作業を伴う。これに対し本願発明では、クレーンフックの高さ位置の検出にワイヤ式エンコーダを利用するので、クレーンフックが揺動しても測定には影響せず、またワイヤ式エンコーダの本体はクレーン本体に固定配置されるので、可動部である台車にはワイヤ式エンコーダのための電気配線等を設ける必要がない。さらに、ワイヤ式エンコーダのワイヤには実質的に張力が作用しないので、ロータリエンコーダを使用した場合の伸び補正等を行う必要もない。従って本願発明によれば、簡易な構造で正確にクレーンフックの高さ位置を検出することができる。
【００２５】
図３は、各天井クレーンの制御形態の一例を示す図である。図１に示すように各天井クレーンは機上端末４８を備えており、作業者は機上端末４８から所定の作業に関する指示を入力することができる。一方機上端末４８は、上述のＸ、Ｙ及びＺ方向それぞれの位置測定手段に電気的に接続されたシーケンサ（ＰＬＣ）５０に接続されており、シーケンサ５０は、上記位置測定手段から、クレーンフック１８のＸ方向位置（走行位置）、Ｙ方向位置（横行位置）及びＺ方向位置（巻高さ）の情報を受け取るとともに、作業者からの入力指示に基づいて、クレーンフック１８が所定の動作（移動）を行うように第１レール２２上でのクレーン本体１２の走行駆動手段、第２レール３０上での台車１４の走行駆動手段、及びクレーンフック１８に連結された巻取りワイヤ３８の巻取り手段（ワイヤドラム３６）の回転駆動モータに指示を送る。
【００２６】
またシーケンサ５０が位置測定手段から受取った情報や、シーケンサ５０から各駆動手段への指示に関する情報等は、機上端末４８を介してアクセスポイント５２に無線で送信可能である。アクセスポイント５２は専用ＬＡＮ５４等を介してサーバ５６に接続されており、故にサーバ５６は各クレーンの動作状況を一元管理することができる。
【００２７】
なお本願発明にて使用するワイヤ式エンコーダは、一体型の製品として入手可能なものの他、測定ワイヤ、該測定ワイヤを巻き取るワイヤドラム及び該ワイヤドラムの回転位置を検出するロータリエンコーダ等の部品を個々に組み込んだものでもよい。
【００２８】
なお上述の実施形態では、本発明に係る検出装置及び検出方法の適用対象を天井クレーンとして説明したが、門型クレーン（ガントリークレーン）にも同様に適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１０    天井クレーン
１２    クレーン本体
１４    搬送対象物
１８    クレーンフック
２４    タグ
２６    アンテナ
３２    レーザ光出射部
３４    反射板
３６    ワイヤドラム
３８    巻取りワイヤ
４０    ワイヤ式エンコーダ
４２    エンコーダ本体
４４    測定ワイヤ
４６    滑車
４８    機上端末
【図１】
2011256034.tif 000003
【図２】
2011256034.tif 000004
【図３】
2011256034.tif 000005