(57)【要約】【課題】ワイヤロープの振れ角度を連続的に検出することのできる、フックブロックの検出装置を提供する。【解決手段】クレーンのフックブロックの検出装置２である。フックブロックの検出装置２は、ブーム先端１４４に設置された第１の軸１４５回りに回転可能に支承されるリンク部材３と、リンク部材３の第１の軸１４５回りの回転角度を検出する第１の角度検出器５と、リンク部材３に設置された第２の軸３１回りに回転可能に支承される、ワイヤロープの索端止め４と、索端止め４の第２の軸３１回りの回転角度を検出する第２の角度検出器６と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンのフックブロックの検出装置であって、
ブーム先端に設置された第１の軸回りに回転可能に支承されるリンク部材と、
前記リンク部材の前記第１の軸回りの回転角度を検出する第１の角度検出器と、
前記リンク部材に設置された第２の軸回りに回転可能に支承される、前記ワイヤロープの索端止めと、
前記索端止めの前記第２の軸回りの回転角度を検出する第２の角度検出器と、を備える、フックブロックの検出装置。
【請求項２】
前記リンク部材には、前記ワイヤロープの張力を計測する張力計測器が設置されている、請求項１に記載されたフックブロックの検出装置。
【請求項３】
前記ワイヤロープの繰出量を計測する繰出量計測器と、
前記リンク部材の回転角度と、前記索端止めの回転角度と、前記ワイヤロープの繰出量と、に基づいて、前記フックブロックの位置を計算する演算装置と、をさらに備える、請求項１又は請求項２に記載されたフックブロックの検出装置。
【請求項４】
前記第１の角度検出器と前記第２の角度検出器とは、それぞれ重錘部材を有することで垂直下方を向くように形成されて、地面に対する回転角度を検出するようにされている、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載されたフックブロックの検出装置。
【請求項５】
前記第１の角度検出器と前記第２の角度検出器とは、それぞれ前記ブーム先端と前記リンク部材とに固定されて、前記リンク部材の前記ブーム先端に対する回転角度と前記索端止めの前記リンク部材に対する回転角度を検出するようにされている、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載されたフックブロックの検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンのフックブロックの検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、クレーンでは、ブームの基端部に配置されたウインチからワイヤロープを繰り出し、繰り出されたワイヤロープをブーム先端から垂下して、ワイヤロープによってフックブロックを操作して吊荷を吊上げ又は吊下げている。
【０００３】
クレーンを用いて吊荷を吊上げる場合、ブーム先端から垂下されたワイヤロープが鉛直方向に対して傾斜していると、吊荷を浮上させる（地切りする）ときに吊荷が横に振れて、吊荷が破損したり、周囲に衝突したりするため危険である。このため、ワイヤロープの傾斜角を検出する技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１のブームの姿勢制御装置では、ブーム先端にフックブロックの横振れを検出する横振検出装置を設け、この横振検出装置からの検出信号によって、ブームの伸縮、起伏、又は旋回用油圧アクチュエータのいずれかの切換弁を制御して、ブーム先端を吊荷の真上へ移動させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公昭５５−５４７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のブームの姿勢制御装置は、振子体が所定量を超えて搖動したときにリミットスイッチによってこれを検知し、いずれかの切換弁を駆動して油圧アクチュエータを制御するようになっている。このため、ブームヘッドに対するワイヤロープの振れ角度を検出することはできず、クレーンの姿勢変化に応じた連続的な動作制御に利用することは難しかった。
【０００７】
そこで、本発明は、ワイヤロープの振れ角度を連続的に検出することのできる、フックブロックの検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明のフックブロックの検出装置は、クレーンのフックブロックの検出装置であって、ブーム先端に設置された第１の軸回りに回転可能に支承されるリンク部材と、前記リンク部材の前記第１の軸回りの回転角度を検出する第１の角度検出器と、前記リンク部材に設置された第２の軸回りに回転可能に支承される、前記ワイヤロープの索端止めと、前記索端止めの前記第２の軸回りの回転角度を検出する第２の角度検出器と、を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明のフックブロックの検出装置は、ブーム先端に設置された第１の軸回りに回転可能に支承されるリンク部材と、リンク部材の第１の軸回りの回転角度を検出する第１の角度検出器と、リンク部材に設置された第２の軸回りに回転可能に支承される、ワイヤロープの索端止めと、索端止めの第２の軸回りの回転角度を検出する第２の角度検出器と、を備えている。このような構成によれば、第１の軸回りの回転角度と第２の軸回りの回転角度とを連続的に計測することによって、ワイヤロープの振れ角度を連続的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ラフテレーンクレーンの側面図である。
【図２】実施例１のフックブロックの検出装置の正面図である。
【図３】実施例１のフックブロックの検出装置の側面図である。
【図４】実施例２のフックブロックの検出装置の正面図である。
【図５】実施例２のフックブロックの検出装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、ブームの先端側を「前側」、ブームの基端側を「後側」、ブームを基端側から見た場合の右側を「右側」、ブームを基端側から見た場合の左側を「左側」として説明する。また、以下の実施例では、クレーン（移動式クレーン）としてラフテレーンクレーン１に本発明のフックブロックの検出装置２を装備する場合について説明するが、これに限定されるものではなく、オールテレーンクレーン、カーゴクレーン、又はトラッククレーン等にも本発明を適用できる。
【実施例１】
【００１２】
（全体構成）
まず、図１を用いて、ラフテレーンクレーン１の全体構成を説明する。ラフテレーンクレーン１は、図１に示すように、走行機能を有する車両の本体部分となる車体１０と、車体１０の四隅に設けられたアウトリガ１１，・・・と、車体１０に旋回自在に取り付けられた旋回台１２と、旋回台１２に立設されたブラケット１３に起伏自在に取り付けられたブーム１４と、を備えている。
【００１３】
ブーム１４は、先端ブーム１４３と、基端ブーム１４１と、それらの間の中間ブーム１４２、・・・と、によって入れ子式（テレスコープ式）に形成され、内部に設置された伸縮シリンダ（不図示）によって伸縮可能に構成されている。基端ブーム１４１の下部とブラケット１３との間には、起伏シリンダ１５が架け渡されて、ブーム１４全体を起伏できるようになっている。
【００１４】
そして、先端ブーム１４３の先端のブームヘッド１４４からワイヤロープ１７を介して、フックブロック１６が吊下げられている。すなわち、後述するように、ブームヘッド１４４に回転自在に支承されたシーブ１４４ａとフックブロック１６に回転自在に支承されたシーブ１６ａとの間には、ワイヤロープ１７が掛け回されている。そして、本実施例のブームヘッド１４４には、フックブロックの検出装置２が設置されている。
【００１５】
（フックブロックの検出装置の構成）
次に、図２、図３を用いて、本実施例のフックブロックの検出装置２の構成を説明する。フックブロックの検出装置２は、図２、図３に示すように、ブームヘッド１４４に設置された第１の軸１４５回りに回転可能に支承されるリンク部材３と、リンク部材３の第１の軸１４５回りの回転角度を検出する第１の角度検出器５と、リンク部材３に設置された第２の軸３１回りに回転可能に支承される、ワイヤロープの索端止め４と、索端止め４の第２の軸３１回りの回転角度を検出する第２の角度検出器６と、を備える。
【００１６】
ブームヘッド１４４は、先端ブーム１４３の先端に固定される左右一対の側板１４４ｂ、１４４ｂと、側板１４４ｂ、１４４ｂ間に架け渡された回転軸に回転自在に支承されるシーブ１４４ａ、・・・と、を主に備えている。そして、図２中右側の側板１４４ｂの下部には、リンク部材３を支承するための円柱状の第１の軸１４５が支承されている。第１の軸１４５は、ブームヘッド１４４の側板１４４ｂに垂直な方向、すなわちブーム１４が起伏する際に通過する面（起伏面）に対して垂直な方向（面外方向）を向けて配置される。そして、第１の軸１４５の先端には、後述する第１の角度検出器５が取り付けられている。
【００１７】
リンク部材３は、第１の軸１４５に固定されており、第１の軸１４５と一体となって回転する。リンク部材３は、ブームヘッド１４４の側板１４４ｂを挟む２枚の板部材を上部に、これに直交して取り付けられる１枚の板部材を下部に、一体に備えている。上部の板部材には、第１の軸１４５が固定されている。そして、下部の板部材には索端止め４を支承するための円柱状の第２の軸３１が支承されている。第２の軸３１は、第１の軸１４５と直交して、ブームヘッド１４４の側板１４４ｂに平行な方向、すなわちブーム１４が起伏する際に通過する面に平行な方向（面内方向）を向けて配置される。そして、第２の軸３１の先端には、後述する第２の角度検出器６が取り付けられている。さらに、リンク部材３の上部の板部材の表面には、ワイヤロープ１７の張力を検出するための張力検出器としてのひずみゲージ７１が貼設されている。
【００１８】
ひずみゲージ７１は、半導体ひずみゲージ（ロードセル）又は金属ひずみゲージなどであり、リンク部材３の伸び量を計測することで、リンク部材３に作用する荷重を計測する。ひずみゲージ７１は、第１の軸１４５と第２の軸３１とを結ぶ直線に略平行に配置される。
【００１９】
第１の角度検出器５は、ポテンショメータであり、回転角度に応じた正確な電圧を出力する。第１の角度検出器５のサーボ部（外箱、固定素子側）は、ブームヘッド１４４の側板１４４ｂに取り付けたブラケット５ａによって支持され、スクリュー部（軸、回転素子側）は、第１の軸１４５に固定されている。したがって、第１の角度検出器５を用いることで、ブームヘッド１４４に対するリンク部材３の回転角度を計測することができる。
【００２０】
索端止め４は、第２の軸３１に固定されており、第２の軸３１と一体となって回転する。索端止め４は、上部に第２の軸３１が固定されており、下部にワイヤロープ１７が折り返して掛け回される（図４も参照）。
【００２１】
第２の角度検出器６は、第１の角度検出器５と略同様に、ポテンショメータであり、回転角度に応じた正確な電圧を出力する。第２の角度検出器６のサーボ部は、リンク部材３に取り付けたブラケット６ａによってリンク部材３に支持され、スクリュー部は、第２の軸３１に固定されている。したがって、第２の角度検出器６を用いることで、リンク部材３に対する索端止め４の回転角度を計測することができる。
【００２２】
（効果）
次に、本実施例のフックブロックの検出装置２の奏する作用・効果を列挙して説明する。
【００２３】
（１）上述してきたように、本実施例のフックブロックの検出装置２は、ブームヘッド１４４に設置された第１の軸１４５回りに回転可能に支承されるリンク部材３と、リンク部材３の第１の軸１４５回りの回転角度を検出する第１の角度検出器５と、リンク部材３に設置された第２の軸３１回りに回転可能に支承される、ワイヤロープの索端止め４と、索端止め４の第２の軸３１回りの回転角度を検出する第２の角度検出器６と、を備えている。このような構成によれば、第１の軸１４５回りの回転角度と第２の軸３１回りの回転角度とを連続的に計測することによって、ワイヤロープ１７の振れ角度を連続的に検出することができる。この場合、制御の開始指示は、操作席又はレバーに設けたスイッチをＯＮにすることによって、旋回・起伏・伸縮アクチュエータを作動してブームヘッド１４４をフックブロック１６の真上に移動させる。
【００２４】
すなわち、ブームヘッド１４４に対するワイヤロープ１７の振れ角度を縦方向（前後方向）、横方向（左右方向）に連続的に検出するため、クレーン姿勢に応じてクレーン動作を制御しやすい。さらに、ブーム１４を制御する際に起伏動作と伸縮動作の配分に利用しやすいうえ、所定の振れ角度以上は制御対象範囲外とすることもでき、緩起動、緩停止などの円滑な制御が可能となる。
【００２５】
結果として、吊上げる際の荷振れを防止でき、玉掛け作業者が挟まれる等の災害を防止できるうえ、荷物を破損することも防止できる。また、横引きによってクレーンが倒れることを防止できる。また、クレーン運転手の操作、玉掛け者の合図など、作業従事者の作業負担を軽減することができる。さらに、建物越しなどで吊荷が見えにくい現場でも、ブームヘッド１４４を吊荷の真上に移動させることができる。
【００２６】
（２）また、リンク部材３には、ワイヤロープ１７の張力を計測する張力計測器としてのひずみゲージ７１が設置されていることが好ましい。これによって、ワイヤロープ１７の張力に基づいて吊荷の荷重を直接に計測することが可能である。
【００２７】
すなわち、従来は起伏シリンダ１５の圧力に基づいて吊荷の荷重を間接的に計測していたところ、ブーム１４の姿勢やワイヤロープ１７の張力の作用方向などによっても圧力値は変わるため、吊荷の荷重を正確に計測することはできなかった。これに対して、ワイヤロープ１７の張力をひずみゲージ７１に基づいて直接に計測できれば、ブーム１４の姿勢によらずに吊荷の荷重を直接計測できる。
【００２８】
さらに、第１の角度検出器５及び第２の角度検出器６によって張力の作用方向も計測・取得していることで、ブーム１４の撓み量に基づいてブーム１４の姿勢（形状）を正確に計算できる。このようにブーム１４の姿勢を正確に把握することで、ブームヘッド１４４を吊荷の真上に正確に移動させることができる。
【００２９】
（３）また、フックブロックの検出装置２は、ワイヤロープ１７の繰出量を計測する繰出量計測器７２と、リンク部材３の回転角度と、索端止め４の回転角度と、ワイヤロープ１７の繰出量と、に基づいて、フックブロック１６の位置を計算する演算装置（不図示）と、をさらに備えていることが好ましい。これによって、ブームヘッド１４４からフックブロック１６までの距離を正確に計算でき、ブームヘッド１４４を吊荷の真上に正確に移動させることができる。例えば、クレーンの位置よりも吊荷が高い位置にある場合などにも吊荷の位置を正確に計算することができる。
【００３０】
（４）また、第１の角度検出器５と第２の角度検出器６とは、それぞれブームヘッド１４４とリンク部材３とに固定されて、リンク部材３のブームヘッド１４４に対する回転角度と索端止め４のリンク部材３に対する回転角度を検出するようにされていることが好ましい。このような構成によれば、ブームヘッド１４４に対する縦方向・横方向の回転角度を検出できる。さらに、各ブーム長さにおける各回転角度での撓み量をあらかじめ逆算しておけば、より正確な制御が可能となる。
【実施例２】
【００３１】
以下、図４、図５を用いて、実施例１とは別の形態のフックブロックの検出装置２Ａについて説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００３２】
（フックブロックの検出装置の構成）
まず図４、図５を用いて、本実施例のフックブロックの検出装置２Ａの構成について説明する。フックブロックの検出装置２Ａは、実施例１のフックブロックの検出装置２と同様に、ブームヘッド１４４に固定された第１の軸１４５回りに回転可能に支承されるリンク部材３と、リンク部材３の第１の軸１４５回りの回転角度を検出する第１の角度検出器５と、リンク部材３に固定された第２の軸３１回りに回転可能に支承される、ワイヤロープの索端止め４と、索端止め４の第２の軸３１回りの回転角度を検出する第２の角度検出器６と、を備える。
【００３３】
第１の角度検出器５及び第２の角度検出器６は、実施例１と略同様に、それぞれブームヘッド１４４、リンク部材３に支持されてリンク部材３に対する角度を検出するようになっている。すなわち、クレーン（ブームヘッド１４４）に対する角度を検出するものである。一方で、本実施例のフックブロックの検出装置２Ａは、第１の角度検出器５及び第２の角度検出器６の反対側に、クレーンに固定されない第１の角度検出器５０及び第２の角度検出器６０をさらに備えている。換言すると、第１の軸１４５の一方の端部にはブームヘッド１４４に固定された第１の角度検出器５が取り付けられるとともに、第１の軸１４５の他方の端部には固定されない第１の角度検出器５０が取り付けられる。同様に、第２の軸３１の一方の端部にはリンク部材３に固定された第２の角度検出器６が取り付けられるとともに、第２の軸３１の他方の端部には固定されない第２の角度検出器６０が取り付けられる。
【００３４】
クレーンに対する角度を検出する第１の角度検出器５と第２の角度検出器６は、図４、５に示すように、それぞれブラケット５ａ、６ａによって、ブームヘッド１４４とリンク部材３とに取り付けられている。
【００３５】
クレーンに固定されずに、地面に対する角度を検出する第１の角度検出器５０と第２の角度検出器６０のサーボ部（外箱、固定素子側）は、それぞれブラケット５５、６５を介して取付柱５４、６４に取り付けられている。取付柱５４、６４は、それぞれ重錘プレート５１、６１に立設されている。重錘プレート５１、６１は、上部の下部の重錘部とから構成される。重錘プレート５１、６１の上部は、ベアリングを介して第１の軸１４５と第２の軸３１に対して回転自在に取り付けられている。重錘プレート５１、６１は下部に重錘部を有することで、回転軸１４５、３１の位置が重心よりも上に位置するため、重力によって重錘部が下になるように回転する。
【００３６】
また、第１の角度検出器５０と第２の角度検出器６０のスクリュー部（軸、回転素子側）は、それぞれ第１の軸１４５と第２の軸３１とに取り付けられている。したがって、第１の角度検出器５０と第２の角度検出器６０は、リンク部材３と索端止め４の鉛直方向からの回転角度を計測する。そして、重錘プレート５１、６１の前面には、ダンパプレート５２、６２が取り付けられている。ダンパプレート５２、６２の上縁は歯車状に形成されており、ロータリーダンパ５３、６３の歯車と噛み合って振動を減衰するようになっている。ロータリーダンパ５３、６３は、それぞれブームヘッド１４４及びリンク部材３に固定されて、ローターが回転されることにでオイルの粘性抵抗を受けて、回動（搖動）する重錘プレート５１、６１に制動力（ブレーキ力）を作用させる。
【００３７】
（作用・効果）
次に、本実施例のフックブロックの検出装置２Ａの奏する作用・効果について説明する。上述したように、フックブロックの検出装置２Ａの第１の角度検出器５０と第２の角度検出器６０とは、それぞれ重錘部材としての重錘プレート５１、６１を有することで垂直下方を向くように形成されて、地面に対する回転角度を検出するように構成されている。このため、地面に対する縦方向・横方向の回転角度を検出できる。したがって、ブームヘッド１４４に対するフックブロック１６の位置を正確に計測することができる。すなわち、ブーム１４には撓みが生じるため、ブームヘッド１４４に対する回転角度のみを計測した場合、ブームヘッド１４４の向きが不明であれば、フックブロック１６の真上にブームヘッド１４４を移動させるための移動量・方向に誤差が生じる。これに対して、地面（重力方向）に対する回転角度を計測すれば、ブーム１４に撓みが生じていても、フックブロック１６の真上にブームヘッド１４４を移動させるための移動量・方向に誤差は生じない。
【００３８】
さらに、ブームヘッド１４４に対する回転角度と地面に対する回転角度の両方を計測することで、地面に対するブームヘッド１４４の傾斜を計測することで、ブーム１４の撓み量をいっそう正確に計算できるため、フックブロック１６の真上にブームヘッド１４４を移動させるための移動量・方向の精度がいっそう高くなる。
【００３９】
なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。
【００４０】
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００４１】
例えば、実施例１、２では、第１の角度検出器５によって縦方向の回転角度を計測し、第２の角度検出器６によって横方向の回転角度を計測する場合について説明したが、これに限定されるものではない。第１の角度検出器によって横方向の回転角度を計測し、第２の角度検出器によって縦方向の回転角度を計測することもできる。さらに、回転角度を計測する方向は、必ずしも直交する２軸回りの回転角度を計測でなくてもよく、平行でない２つの回転軸に対して回転角度を計測できるものであればよい。
【００４２】
また、制御の開始指示は、スイッチを用いずに、クレーンオペレータの巻上操作に基づいて指示することもできる。そして、巻上操作の開始時にフックブロック１６を自動的に吊荷の真上に移動させた後に、ウインチ巻上駆動を開始することができる。
【００４３】
さらに、実施例では、ブームヘッド１４４からフックブロック１６までの距離をワイヤロープ１７の操出量に基づいて計算する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、画像処理やレーザー等の他の測定手段によって測定することもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１          ラフテレーンクレーン（クレーン）
１４        ブーム
１４３      先端ブーム
１４４      ブームヘッド
１４５      第１の軸
１６        フックブロック
１７        ワイヤロープ
２          フックブロックの検出装置
３          リンク部材
３１        第２の軸
４          索端止め
５          第１の角度検出器
６          第２の角度検出器
５ａ、５ｂ  ブラケット
６ａ、６ｂ  ブラケット
５１、６１  重錘プレート
５２、６２  ダンパプレート
５３、６３  ダンパ
５４        取付柱
５５        ブラケット
７１        ひずみゲージ（張力計測器）
７２        繰出量計測器
【図１】
2017024872.tif 000003
【図２】
2017024872.tif 000004
【図３】
2017024872.tif 000005
【図４】
2017024872.tif 000006
【図５】
2017024872.tif 000007