(57)【要約】【課題】ロードセルをフレームから車輪への荷重伝達経路の一部に配置することにより、フレームを製造するコストを低減する。【解決手段】ピン型ロードセル５４は、クラブ用フレーム１４に固定され、横行用車輪１８の中心軸とされている。横行用車輪１８は、ピン型ロードセル５４に対して回転可能であり、クラブ８を横行させる。巻上ドラム１６が吊り上げる重量物の荷重は、クラブ用フレーム１４からピン型ロードセル５４を介し横行用車輪１８に伝達される。この伝達経路において、ピン型ロードセル５４が撓み、重量物の荷重が検出される。【選択図】図４
2007119152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量物を吊り上げる際に該重量物の荷重を受けるフレームと、
前記フレームから回転可能に支持される車輪と、
前記フレームから前記車輪への荷重伝達経路に設けられ、前記荷重によって撓む撓み部と、
前記撓み部の撓みの程度より前記重量物の荷重を検出する荷重検出手段と、
を備えるクレーン装置。
【請求項２】
前記撓み部は、前記フレームと前記車輪の荷重伝達経路に配置されたピン型ロードセルである請求項１に記載のクレーン装置。
【請求項３】
前記ピン型ロードセルは前記フレームに固定されるものであり、前記車輪は前記ピン型ロードセルに対して回転可能とされるものである請求項２に記載のクレーン装置。
【請求項４】
前記撓み部および荷重検出手段を複数備えるものである場合、
複数の荷重検出手段の検出値より前記重量物の振れ具合を決定する手段をさらに備える請求項１から３に記載のクレーン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般産業用クレーンに関するものであり、特に製造工場、倉庫あるいはごみ処理場で用いられるクレーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製造工場や倉庫、あるいはごみ処理場の建物内において、重量物を移動させるためのクレーンとして天井クレーンが用いられている。この従来の天井クレーン７０は、図８に示すように、クラブ７２とよばれる移動式の巻上げ機構が横行レール７４上を横方向に移動する。また、クラブ７２は、サドル７６に設けられた走行用車輪７８により、走行レール８０上を縦方向に移動させられるものである。クラブ７２には巻上ドラム８２が設置されており、巻上ドラムが回転することでワイヤ８４の下の図示しない把持機構により重量物が吊り上げられるのである。
【０００３】
このような従来の天井クレーンの構成は、例えば以下の文献に記載されている。
【特許文献１】特開２００４−７５２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８の天井クレーン７０において、クラブ７２にはロードセル８６が用いられている。ロードセル８６は、巻上ドラムが配置される上部フレーム８８とクラブ用車輪９０が配置される下部フレーム９２の間に設けられ、ワイヤ８４が吊り上げた重量物の重量を測定するために用いられるものである。ロードセル８６は通常は、上部フレーム８８の四隅に配置され、４つのロードセル８６の測定値より、天井クレーン７０が吊り上げる重量物の荷重が測定される。
【０００５】
しかしながら、このような従来の天井クレーン７０においては、このロードセル８６を配置するためのクラブ７２の構造が複雑になり、コストアップの原因となるという問題があった。すなわち、ロードセル８６をクラブ７２に配置するためには、クラブ７２を上部フレーム８８と下部フレーム９２の二重のフレーム構造とする必要があり、フレームを２つ作成するためのコストがかかってしまうのである。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、重量物によって撓む部位を設け、クラブのフレームの構造を簡略化することで、クラブのフレームを製造するコストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１に係る発明は、重量物を吊り上げる際に該重量物の荷重を受けるフレームと、前前記フレームから回転可能に支持される車輪と、前記フレームから前記車輪への荷重伝達経路に設けられ、前記荷重によって撓む撓み部と、前記撓み部の撓みの程度より前記重量物の荷重を検出する荷重検出手段と、を備えるクレーン装置によって構成される。
【０００８】
上記の構成によれば、クレーン装置は重量物を吊り上げた際、荷重により撓み部が撓み、撓みの程度より重量物の荷重が検出される。なお、本発明のクレーン装置には、一般産業用クレーンが含まれるが、例として、天井クレーン、テルハ等がある。また、本発明の「フレーム」は、吊り上げる重量物の荷重を受け、かつ、車輪を回転可能に支持するものを意味し、フレーム自体が上下方向に分離しているものを含まないものである。また、「前記フレームから車輪への荷重伝達経路に設けられる撓み部」とは、荷重伝達経路であるフレームあるいは車輪を支持するための支持部材の一部を他の部分よりも撓み易く構成したものを意味するものである。例えば、フレームの一部を他のフレームの部分よりも撓み易くした場合はフレームの当該部分が撓み部に該当する。また、車輪がフレームに車軸で支持される場合であって、フレームよりも車軸が撓み易い場合は、当該車軸は撓み部に該当するのである。つまり撓み部は、フレームの一部であっても良いし、フレームと別部材でフレームに固定されるものであっても良く、重量物の荷重がかかった際にフレームよりも撓み易い部分を意味する。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のクレーン装置において、前記撓み部は、前記フレームと前記車輪の荷重伝達経路に配置されたピン型ロードセルであるクレーン装置によって構成される。ピン型ロードセルは撓むことにより荷重を検出するものであるため、これを荷重伝達経路に配置することにより重量物の荷重を検出することができる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載のクレーン装置において、前記ピン型ロードセルは前記フレームに固定されるものであり、前記車輪は前記ピン型ロードセルに対して回転可能とされるものである請求項２に記載のクレーン装置によって構成される。これにより、ピン型ロードセルを車輪の回転しない中心軸として用いることができる。ピン型ロードセルは回転しないため、荷重の検出精度を良好に保つことができる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３に記載のクレーン装置において、前記撓み部および荷重検出手段を複数備えるものである場合、複数の荷重検出手段の検出値より前記重量物の振れ具合を決定する手段をさらに備える請求項１から３に記載のクレーン装置によって構成される。これにより、重量物の荷重だけでなく、重量物の振れ具合を検出することができるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のクレーン装置によれば、フレームから車輪への荷重伝達経路に撓み部が設けられているため、重量物の荷重を検出することができる。また、フレームから車輪への荷重伝達経路に撓み部が設けられるため、従来のようにフレームを二重構造にして荷重を検出する必要が無く、フレームを安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための実施の形態について以下に詳細に説明する。図１は、本実施形態の天井クレーン２の全体構成を説明するための概略図である。天井クレーン２は、工場内等に縦方向に配設される走行レール４と、工場内に横方向に配設される横行レール６と、移動式のクラブ８より構成される。なお、本実施形態では、走行レール４の長手方向を縦方向、横行レール６の長手方向を横方向と定義して説明するものとする。
【００１４】
走行レール４は工場内の天井付近の高い位置に２本配置されるものであり、工場の側壁に固定されたり、天井に固定されるものである。また、２本で一対の横行レール６は２本の走行レール４の間に設けられるものであり、横行レール６の両端の下部には縦方向フレームサドル１０が固定されている。縦方向フレームサドル１０は２本の走行レール４の間隔と略同一の間隔となるように配置されており、縦方向フレームサドル１０の縦方向の両端には、走行用車輪１２が設けられている。走行用車輪１２は、車輪の回転軸を縦方向フレームサドル１０に支持されるものであり、走行レール４の上を縦方向に走行する。
【００１５】
また、クラブ８は、クラブ用フレーム１４とこのクラブ用フレーム１４の上部に固定される巻上ドラム１６と、横行用車輪１８より構成される。クラブ用フレーム１４は通常矩形の金属フレームであり、縦方向の幅が２本の横行レール６の間隔と略同一になるように形成されるものである。このクラブ用フレーム１４上に固定される巻上ドラム１６等の構造の詳細については後述する。また、横行用車輪１８は、回転軸をクラブ用フレーム１４に支持されるものであり、クラブ用フレーム１４の四隅に配置されることにより横行レール６の間隔と略同一の車輪間隔とされている。横行用車輪１８は回転することで横行レール６上を横方向に走行する。
【００１６】
巻上ドラム１６にはワイヤ２０の一方の端部が係合されており、ワイヤ２０の他方の端部には、重量物を吊り上げるための把持機構（不図示）が設けられている。ワイヤ２０はクラブ用フレーム１４に設けられた孔を貫通して、巻上ドラム１６よりクラブ用フレーム１４の下部に延出するものである。
【００１７】
次に、図２を用いてクラブ８の構成について詳細に説明する。図２はクラブ８を上から見た上面図である。クラブ８のクラブ用フレーム１４上には、巻上電動機２２が固定されている。巻上電動機２２の出力軸はたわみ軸継手２４を介して減速機２６の入力軸に接続されている。なお、巻上電動機２２の回転軸には、巻上電磁ブレーキ２８が配置されている。
【００１８】
減速機２６は巻上電動機２２の回転を減速してより大きなトルクを出力するものであり、減速機２６の出力軸は巻上ドラム１６の回転軸３０に固定されている。巻上ドラム１６の減速機２６側と反対側には、クラブ用フレーム１４上に固定されるベース３２が配置され、このベース３２上に巻上ドラム軸受３４が固定されている。これにより回転軸３０は一端を減速機２６に、他端を巻上ドラム軸受３４に支持されることになる。
【００１９】
２つの回転軸３０のうちの一方の回転軸３０の端部には巻上位置検出器３６が配置され、他方の回転軸３０の端部にはリミット用減速機３８が設けられている。このリミット用減速機３８は、巻上回転リミットスイッチ４０と協働することにより、巻上ドラム１６の回転を規制するものである。なお、巻上回転リミットスイッチ４０はクラブ用フレーム１４上に固定されている。
【００２０】
クラブ用フレーム１４の巻上ドラム１６の下部には、フレーム孔４２が設けられている。このフレーム孔４２を通して、巻上ドラム１６に巻上げられるワイヤ２０がクラブ用フレーム１４の下部に延出するのである。クラブ用フレーム１４上の右端部には、ケーブルリール４４が固定されている。ケーブルリール４４は図示しない電気ケーブルを巻取るものであり、この電気ケーブルはワイヤ２０の先端部にある把持機構を電気的に作動させるものである。
【００２１】
また、クラブ用フレーム１４の四隅には横行用車輪１８が配置されている。この横行用車輪１８の４輪うちの２輪の車幅方向内側には、車輪側ギア４６が横行用車輪に固定されており、横行用車輪１８と車輪側ギア４６は一体となって回転するものとされている。また、この車輪側ギア４６と噛み合う位置に電動機側ギア４８が配置されている。この電動機側ギア４８は横行用電動機５０に回転駆動されるものである。
【００２２】
横行用電動機５０はクラブ用フレーム１４上に固定されており、クラブ８を横行レール６に対して横行させる際に駆動されるものである。また、横行用車輪１８のうち、横行用電動機５０に駆動されない車輪の１つに横行位置検出器５２が配置されている。横行位置検出器５２は、横行用車輪１８の回転軸の回転数を検出し、演算によりクラブ８の横行位置を出力するものである。
【００２３】
ここで、図３を用いて横行用車輪１８のクラブ用フレーム１４に対する固定方法について説明する。図３は横行用車輪１８の回転軸を通る平面で切って見た断面図である。クラブ用フレーム１４にはピン型ロードセル５４が固定されている。このピン型ロードセル５４はクラブ用フレーム１４から横行用車輪１８に及ぼされる荷重をピンの撓みを利用して測定するものである。このピン型ロードセル５４は４つの横行用車輪１８すべてに配置されている。また、ピン型ロードセル５４と横行用車輪１８間にはベアリング５６が配置されており、横行用車輪１８をピン型ロードセル５４に対して回転可能とするものである。ピン型ロードセル５４で測定された荷重は信号線５８を介して後述の荷重測定手段６０に送られ、クラブ８の荷重が演算される。
【００２４】
図４はクラブ８を側方から見た側面図であり、ピン型ロードセル５４がクラブ用フレーム１４の側面部に支持される様子を示すものである。
【００２５】
次に、図５を用いて、横行用車輪１８と横行用電動機５０の関係について説明する。図５に示すように、車輪側ギア４６と電動機側ギア４８はギアとして噛み合っており、横行用電動機５０の回転が車輪側ギア４６および電動機側ギア４８を介して横行用車輪１８に伝えられる。ピン型ロードセル５４はベアリング５６を介して横行用車輪１８を支持する構成のため、横行用車輪１８に対して回転することは無い。
【００２６】
図６は本実施形態の制御装置６２と各検出器、電動機との接続を説明するための概略構成図である。４つのピン型ロードセル５４の測定値はすべて荷重演算手段６０に入力され、荷重演算手段６０で演算された荷重が制御装置６２に入力される。同様に、横行位置検出器５２および巻上位置検出器３６の測定値は制御装置６２い入力される。制御装置６２では、入力された各測定値に基づいて各電動機を駆動させるための制御量が演算され、横行電動機５０および巻上電動機２２に制御量がそれぞれ出力される。なお、図６では横行位置検出器５２および横行用電動機５０について記載したが、天井クレーン２の走行位置検出器および走行用電動機も同様に制御装置６２に接続されている。
【００２７】
以上説明した本実施形態の天井クレーン２の作用について説明する。図１において、天井クレーン２は、工場内の任意の位置にある重量物を吊り上げるために、クラブ８を工場内の任意の位置に移動させる。この場合、工場の縦方向位置は走行用車輪１２を回転させ、走行レール４に対して縦方向フレームサドル１０を移動させて縦方向を決定する。クラブ８を横方向に移動させる場合は、横行用車輪１８を回転させてクラブ８を横行レール６に対して横方向に移動させて横方向を決定する。クラブ８が対象重量物の上に達した後、巻上電動機２２を作動させてワイヤ２０を重量物まで下ろし、把持機構で重量物を把持する。その後、巻上電動機２２を巻上方向に回転させ、重量物を所定の高さ位置まで吊り上げる。
【００２８】
この状態では、重量物の荷重がクラブ８のクラブ用フレーム１４に及ぼされているため、重量物の荷重は４輪の横行用車輪１８のピン型ロードセル５４に達し、重量物の荷重はピン型ロードセル５４により略４等分されて検出される。図３において、重量物の荷重はクラブ用フレーム１４からピン型ロードセル５４に及ぼされ、ピン型ロードセル５４から横行用車輪１８に伝達される。この伝達過程において、ピン型ロードセル５４はクラブ用フレーム１４から図３において下方向の力を受け、同時に横行用車輪１８からは荷重の反作用として図３において上向きの力を受け、２つの力によってピン型ロードセル５４が撓むことにより荷重が測定される。この４輪のピン型ロードセル５４の測定結果が信号線を介して荷重測定手段６０に送られ、重量物の重量が演算される。
【００２９】
その後、クラブ８が重量物を吊り上げた状態で走行用車輪１４および横行用車輪１８が回転させられ、クラブ８が所望の工場内の位置に移動させられ、重量物が下ろされる。
【００３０】
したがって、本実施形態の天井クレーン２においては、重量物を吊り上げた状態で４つのピン型ロードセル５４によって重量物の荷重を検出することができるため、精度良く重量物の荷重を測定することができる。また、本実施形態では、ピン型ロードセル５４はクラブ用フレーム１４と横行用車輪１８の間に配置されるため、従来の天井クレーンよりも安価にロードセルを配置させることができる。すなわち、従来の天井クレーンは、クラブ８のフレームを二重構造として２つのフレームの間にロードセルを配置させていたのに対し、本実施形態ではフレームを二重構造にする必要が無く、フレームを１つで構成することができるため、製造コストを下げることができる。また、従来のようにフレームを二重構造で二階建て構造とする場合に比べて本実施形態は、クレーンの高さを低くすることができる。
【００３１】
また、本実施形態の天井クレーンにおいては、ロードセルを配置するにあたり、製造コストを安くすることができる。本実施形態のピン型ロードセル５４は、横行用車輪１８をクラブ用フレーム１４に支持するための軸に置き換えたものであるため、別部材としてロードセルを追加する場合に比べてコストを下げることができる。また、ピン型ロードセル５４を軸に置き換える構成のため、ロードセルを追加する構成に比べ、余分なスペースを必要としない点も有利である。
【００３２】
また、本実施形態は、クラブ用フレーム１４と横行用車輪１８の間に回転しない軸があり、その軸にピン型ロードセル５４を用いたため、精度良く重量物の荷重を検出することができるという効果もある。すなわち、クラブ用フレーム１８から横行用車輪１８を駆動させるには、横行用電動機５０より回転軸を介して直接横行用車輪１８を駆動させる方式も考えられる。しかしながらこのような構成とした場合、回転軸自体が回転するため、本実施形態のようなピン型ロードセル５４を用いることができない。ピン型ロードセル５４は、荷重の検出方向が予め定められており、ピン型ロードセル５４を回転する部位には用いることが難しいからである。したがって、本実施形態のクラブ８はクラブ用フレーム１４と横行用車輪１８の間に回転しない軸が存在するため、当該部位にピン型ロードセル５４を配置することができるのである。
【００３３】
また、本実施形態の天井クレーン２では、横行用車輪１８の部分にピン型ロードセル５４を配置した構成であり、ピン型ロードセル５４をクラブ８の四隅に近い部分に配置することができるため、重量物の荷重検出を精度良く行うことができる。従来の天井クレーンでは、図８にあるように、クラブの二重フレームの上部のフレームの大きさに依存してロードセルを配置する必要があったが、本実施形態では、クラブ用フレーム１４の四隅にピン型ロードセル５４を配置させることができる。横行用車輪１８はクラブ８の安定性を考慮するとクラブ用フレーム１４の四隅に配置することが最適であり、この点でも本実施形態のピン型ロードセル５４は理想的な位置に配置されるものとなる。
【００３４】
また、本実施形態の天井クレーン２において、ピン型ロードセル５４は横行用車輪１８の回転しない軸の部分に配置されているため、クラブ８の横行移動中に重量物の荷重測定を行うことができるという効果もある。さらに、ピン型ロードセル５４は回転しないため、信号線５８の取り回しが容易になるという効果もある。
【００３５】
また、本実施形態の天井クレーン２では、ピン型ロードセル５４がクラブ８のクラブ用フレーム１４の四隅に配置されるため、クラブ８が重量物を吊り上げている状態でのクレーンの振れを検出することができる。これについて図６を参照して詳細に説明する。図６にあるように、ピン型ロードセル５４は、クラブ用フレーム１４の四隅、すなわち、右前、右後、左前、左後に配置されており、各ピン型ロードセル５４の測定値が荷重演算手段６０に入力されている。例えば、右前と右後のピン型ロードセル５４の荷重が左前と左後のピン型ロードセル５４の荷重よりも大きい場合、重量物は右の方向に偏って吊り上げられていると推測できる。したがって、本実施形態の４つのピン型ロードセル５４の荷重の偏り具合より、吊り上げた重量物の偏り具合を検出することができる。
【００３６】
また、４つのピン型ロードセル５４の荷重の偏り具合の時間的変化より、吊り上げた重量物の振れ方向を検出することができる。例えば、右前のピン型ロードセル５４と左後のピン型ロードセル５４の荷重が交互に大きくなっている場合は、右前から左後へ向かう方向に重量物が振れていることがわかる。したがって、４つのピン型ロードセル５４の荷重変化を時間的に解析することにより重量物の振れ方向を検出することができる。本実施形態では、４つのピン型ロードセル５４は、クラブ用フレーム１４の四隅に配置されているため、重量物の振れ方向を精度良く検出することができる。
【００３７】
次に、本発明の別の実施形態について説明する。上述の実施形態では、ピン型ロードセル５４は、横行用車輪１８の回転軸付近に配置されていたが、本実施形態では図７にあるように、クラブ８の巻上用フレーム６４と横行車輪用フレーム６６が分離され、この間にピン型ロードセル６８が４つ配置されている。図７のクラブ８において、重量物を吊り上げた際には、巻上ドラム用フレーム６４からピン型ロードセル６８に下向きの荷重がかかり、横行車輪用フレーム６６からピン型ロードセル６８に上向きの荷重がかかる。これらの荷重によりピン型ロードセル６８は撓み、この撓みが重量物の荷重として検出されるのである。
【００３８】
したがって、図７の実施形態においても、クラブ８のフレームを二重にする必要が無く、製造コストを安価なものとすることができる。図７の実施形態では、クラブ８のフレームを巻上ドラム用フレーム６４と横行車輪用フレーム６６に分離をしているが、従来のように二重のフレームを用いる場合よりも製造コストは低減できるのである。また、従来の二重フレームのように二階建て構造とする必要が無いので、クレーンの高さを低くすることができる。
【００３９】
また、上述の実施形態では、ロードセルとしてピン型ロードセルを用いたものについて説明したが、本発明はこれに限定されること無く、荷重を検出する検出機構であれば別の機構を用いることができる。例えば、クラブ用フレーム１４の一部に他の部分よりも剛性の低い部分を設け、この部分の撓みを検出することで、吊り上げた重量物の荷重を検出しても良い。フレームの撓みは、撓みセンサ、歪センサ等用途に合ったセンサを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る天井クレーン装置の実施形態の概略図である。
【図２】本発明に係る天井クレーン装置のクラブの上面図である。
【図３】本発明に係る天井クレーン装置の横行用車輪の断面図である。
【図４】本発明に係る天井クレーン装置のクラブの側面図である。
【図５】本発明に係る天井クレーン装置の横行用車輪の概略図である。
【図６】本発明に係る天井クレーン装置のブロック図である。
【図７】本発明に係る天井クレーン装置の別実施形態の上面図である。
【図８】従来の天井クレーン装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
２  天井クレーン
８  クラブ
１４  クラブ用フレーム
１８  横行用車輪
４６  車輪側ギア
４８  電動機側ギア
５０  横行用電動機
５４  ピン型ロードセル
６０  荷重演算手段
【図１】
2007119152.tif 000003
【図２】
2007119152.tif 000004
【図３】
2007119152.tif 000005
【図４】
2007119152.tif 000006
【図５】
2007119152.tif 000007
【図６】
2007119152.tif 000008
【図７】
2007119152.tif 000009
【図８】
2007119152.tif 000010