JP2012246129A - クレーンフック部における充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】充電に伴う付帯作業を行う必要がなく、手間をかけずに効率よくフック部に電力を供給することができる。
【解決手段】巻上げロープ１６を送出するクレーンジブ１２の上端１２ａに設けられるとともに、巻上げロープ１６が通過可能な送電コイル４と、送電コイル４に電気を供給する給電ケーブルと、フック部１０のシーブ１３Ａの上端に設けられ、巻上げロープ１６が通過可能な受電コイル６と、受電コイル６から給電ケーブルを介して電力が供給されて電気機器に接続された充電装置２とを備え、フック部１０が巻き上げられたときに、受電コイル６が送信コイル４に近接し、受電コイル６に送電コイル４から給電される構成の充電システムを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、クレーンフック部における充電システムに関する。

従来、建設現場では、部材の移動、取り付け作業を行う場合にクレーンが用いられており、ブームの先端の電気機器類に電力を供給することが行われている（例えば、特許文献１参照）
特許文献１には、自然エネルギーを用いて発電した電力をブームの先端の電気機器類に供給する電源装置をクレーンブームの先端の枠内に設けたクレーンについて記載されている。

ところで、従来のクレーンでは、玉掛けワイヤを介して荷を吊り上げるためのフック及びフックブロックにも電力を供給することが求められている。例えば、フックブロックに照明を設けることで、暗い開口部内での作業や夜間での作業において玉掛け等と行う作業員がフックの位置を確認することができ、またクレーンのオペレータもカメラに映るフック部が見易くなり、より正確な運転が可能になる。さらに、荷重検出器やブザー等の安全装備、カメラや各種センシング機器等をフック部に備えるといった多様な応用方法がある。

特開２００８−３０８３２８号公報

一般的には、クレーンのフック部に外部からケーブルで電源を供給する場合、フックの下方にバッテリーユニットや発電ユニットを吊り下げ、さらにその下に荷を吊り下げる構造となっている。しかしながら、揚重作業の妨げになるばかりではなく、フック部を巻き下げて電力を供給する度に給電ケーブルをバッテリーに接続する等の付帯作業が発生することとなり、作業に手間がかかるという問題があった。また、この場合、フック部を充電箇所まで下降させ、充電中はその場所に放置する必要があり、スペースの面でも問題があり、その点で改良の余地があった。
さらに、フック部に備えたバッテリーを交換する場合には、交換作業に時間がかかるうえ、機器が着脱式の構造となるので、クレーン作業時にそれらの部材が脱落するおそれがあった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、充電に伴う付帯作業を行う必要がなく、手間をかけずに効率よくフック部に電力を供給することができるクレーンフック部における充電システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るクレーンフック部における充電システムでは、クレーンのフックブロックを備えたフック部の電気機器に電力を供給するためのクレーンフック部における充電システムであって、巻上げロープを送出するクレーン上端部に設けられるとともに、巻上げロープが通過可能な送電部と、送電部に電気を供給する給電手段と、フック部の上端に設けられ、巻上げロープが通過可能な受電部と、受電部から電力が供給されて電気機器に接続された充電部とを備え、フック部が巻き上げられたときに、受電部が送信部に接触又は近接し、受電部に送電部から電力が供給されることを特徴としている。

本発明では、フック部が巻き上げられると、同一の巻上げロープを挿通させているフック部の上端の受電部がクレーン上端部に設けられている送電部に対して接触又は近接することになり、この接触又は近接している間、給電手段から送電部に供給されている電気を送電部から受電部に給電することができる。そのため、受電部に接続された充電部を充電させることが可能となり、クレーン使用時でフック部が巻き下げられ、送電部と受電部とが離れて接触又は近接する状態が解除された場合であっても、フック部に設けられる電気機器に充電された充電部から電気を供給することができる。

このように本発明の充電システムでは、クレーン作業の休止時間や夜間等の作業時間外において、フック部を所定高さの位置に巻き上げることによる通常のクレーンの動作により、フック部に備えた充電部を充電することができ、従来のように充電する際に充電部に給電ケーブルを接続するといった付帯作業が不要になる利点がある。
そして、充電中は、フック部がクレーン上端部に巻き上げられた状態となるので、フック部を下ろした状態等の不安定な姿勢でクレーンを配置しておく必要がなくなる。

また、送電部と受電部を予めクレーンに設けておき、フック部の巻き上げ動作を利用して送電部と受電部を接触又は近接させるといった簡単な構成の給電方法となることから、コストの低減を図ることができる。
さらに、送電部と受電部とが同一の巻き上げロープを挿通させているので、受電部が巻き上げ動作によりある一定の芯ずれの範囲内、すなわち巻き上げロープを通過させる受電部と送電部のそれぞれの孔の大きさの範囲内で送電部に対して接触又は近接させることができる。
さらにまた、送電部の位置は、クレーン上端部の適宜な位置に設けることが可能であるので、例えば送電部と受電部との接触又は近接する位置がフック部の格納作業による過巻きの位置となるように巻き上げることが困難な場合には、過巻き防止装置の重錘が配置されていない巻上げロープを利用し、前記重錘よりも下の高さに送電部を配置することで対応することができる。

また、本発明に係るクレーンフック部における充電システムでは、送電部は送電コイルであり、受電部は受電コイルであり、送電コイルに受電コイルが近接したとき、電誘誘導による非接触給電が行われることが好ましい。

この場合、フック部を巻き上げると、フック部の上端に備えた受電コイルとクレーン上端部の送電コイルとが近接するため、給電手段により給電されている送電コイルに対して電磁誘導の原理で受電コイル側に電流が発生し、この電流がフック部の充電部に充電され、これにより非接触給電を行うことができる。

また、本発明に係るクレーンフック部における充電システムでは、送電部が巻き上げられた受電部によって接触又は突き上げられた状態を検出する検出スイッチが設けられ、 検出スイッチの検出時に給電手段から送電部に電気が供給されることが好ましい。

本発明では、検出スイッチにより送電部が巻き上げられた受電部によって接触又は突き上げられた状態を検出したときに、給電手段から送電部に電気が供給されるので、常時、給電手段から送電部に給電させておく必要がなくなるという利点がある。

また、本発明に係るクレーンフック部における充電システムでは、送電部は、クレーンの過巻き防止装置の重錘の下面に設けられていることが好ましい。

この場合、従来の過巻き防止装置の重錘を利用して送電部を設けることができるので、より一層簡単な構造とすることが可能となる。そして、通常、クレーン作業が終了した場合には、風等でフックが揺れないようにフック部を渦巻きリミット近傍まで巻き上げて、収納することができる。

本発明のクレーンフック部における充電システムによれば、通常のクレーンの巻き上げ動作のみで送電部と受電部とが接触又は近接し、送電部から受電部へ給電されて充電部に電力が供給されるので、充電に伴う付帯作業を行う必要がなく、手間をかけずに効率よくフック部に電力を供給することができる。

本発明の実施の形態によるクレーンフック部における充電システムの全体構成を示す側面図である。 過巻き防止装置の重錘に設けられる送電コイルを示す側面図である。 図１に示す充電システムにおいて充電を行っていない状態の図である。 図１に示す充電システムにおいて充電中の状態の図である。 フック部の構成を示す側面図である。 図５に示すＡ−Ａ線矢視図である。

以下、本発明の実施の形態によるクレーンフック部における充電システムについて、図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施の形態によるクレーンフック部における充電システムは、例えばトラッククレーン等のクレーン１のフックブロック１１に搭載した充電装置２（充電部）を充電するためのシステムであって、クレーンジブ１２の先端１２ａから吊り下げた過巻き防止装置の重錘３を利用した電磁誘導型の非接触給電を行う構成となっている。

クレーン１のフック部１０は、フックブロック１１の上方に巻上げロープ１６によって巻き掛けられた一対のシーブ１３Ａ、１３Ｂと、このシーブ１３Ａ、１３Ｂより吊索１４によって吊り下げられている前記フックブロック１１とからなる。

図２及び図３に示すように、クレーンジブ１２の先端１２ａには、巻き上げ動作を規制するためのリミットスイッチ１５（検出スイッチ）が取り付けられている。このリミットスイッチ１５は、回転式のレバーからなり、スイッチ先端１５ａには落下防止ワイヤ３１で支持された重錘３が吊り下げられている。重錘３は、略ドーナツ形状をなしており、中央の孔部３ａに巻き上げロープ１６が挿通されている。

この重錘３を備えた過巻き防止装置は、図４に示すように、巻き上げ操作によりフックブロック１１（シーブ１３Ａ、１３Ｂ）が上昇したとき、シーブ１３Ａ、１３Ｂのうち一方（図１で符号１３Ａのシーブ）の上端部によって重錘３（後述する送電コイル４）が突き上げられる構成となっている。さらに、重錘３の突き上げ動作によりシーブ１３Ａが重錘３を支持することとなり、重錘３の落下防止ワイヤ３１が弛み、リミットスイッチ１５のレバーが内蔵されたばね力で逆方向に回転し、リミットスイッチ１５が作動するようになっている。

図３及び図４に示すように、重錘３の下面には、重錘３と同軸に送電コイル４（送電部）が設けられている。つまり、送電コイル４は、図１に示すクレーンジブ１２の先端１２ａ（クレーン上端部）に重錘３を介して設けられるとともに、巻上げロープ１６が通過可能となっており、モールド式の防水タイプのものが使用され、断面形状でドーナツ型、Ｃ型、矩形等のものが使用されている。なお、本実施の形態では、ドーナツ型の例を示している。この送電コイル４は、給電手段となる給電ケーブル４１によって図示しない高周波発振機を介してオペレータ室の電源に接続されている。
そして、上述した過巻き防止装置のリミットスイッチ１５が作動し、オンの状態が検出された場合に、給電ケーブル４１から送電コイル４に電気が供給されるようになっている。

図５及び図６に示すように、フックブロック１１内には、照明や通信機器等の電気機器５と、バッテリー及び整流回路を内蔵した充電装置２（充電部）とが組み込まれている。

一方のシーブ１３Ａには、取付架台１３ａの上部に巻上げロープ１６が通過可能な受電コイル６（受電部）が設けられている。この受電コイル６は、モールド式の防水タイプのものが使用され、断面形状でドーナツ型、Ｃ型、矩形等のものが使用されている。なお、本実施の形態では、ドーナツ型の例を示している。そして、受電コイル６と充電装置２のバッテリーとは、給電ケーブル７によって接続されている。シーブ１３Ａとフックブロック１１との距離が変わらないので、給電ケーブル７の長さ寸法は一定となっている。
なお、モールド型の電磁誘導式とすることで、雨水や汚れの影響を受けずに、確実な充電を行うことができる。

図４に示すように、フックブロック１１とともにシーブ１３Ａが巻き上げられると、受電コイル６が送信コイル４に近接し、受電コイル６に送電コイル４から非接触で給電されることになる。

次に、上述した構成からなる充電システムの作用について詳細に説明する。
図４に示すように、フック部１０が巻き上げられると、同一の巻上げロープ１６を挿通させているシーブ１３Ａの上端の受電コイル６がクレーンジブ１２の上端１２ａ（図１参照）に設けられている送電コイル４に対して間隔をもって近接することになる。

このとき、送電コイル４は過巻き防止装置の重錘３の下面に固定され、クレーンジブ１２の上端１２ａから落下防止ワイヤ３１によって吊り下げられているので、送電コイル４が巻き上げられた受電コイル６によって突き上げられたときに落下防止ワイヤ１３が弛むことになる。そして、この弛みの状態をリミットスイッチ１５で検出したときに、給電ケーブル４１から送電コイル４に電気が供給される。そのため、常時、給電ケーブル４１から送電コイル４に給電させておく必要がなくなるという利点がある。

このように送電コイル４に受電コイル６が近接している間、給電ケーブル４１により給電されている送電コイル４に対して電磁誘導の原理で受電コイル６側に電流が発生し、この電流がフックブロック１１の充電装置２に充電され、これにより非接触給電を行うことができる。

そのため、受電コイル６に接続された充電装置２を充電させることが可能となり、クレーン使用時でフック部１０が巻き下げられ、送電コイル４と受電コイル６とが離れて近接する状態が解除された場合であっても、フックブロック１１に設けられる電気機器５に充電された充電装置２から電気を供給することができる。

つまり、クレーン作業の休止時間や夜間等の作業時間外において、フック部１０を所定高さの位置に巻き上げることによる通常のクレーンの動作により、フックブロック１１に備えた充電装置２を充電することができ、従来のように充電する際に充電部に給電ケーブルを接続するといった付帯作業が不要になる利点がある。
そして、充電中は、フック部１０がクレーン上端部に巻き上げられた状態となるので、フック部１０を下ろした状態等の不安定な姿勢でクレーン１を配置しておく必要がなくなる。

また、送電コイル４と受電コイル６を予めクレーン１に設けておき、フック部１０の巻き上げ動作を利用して送電コイル４と受電コイル６を近接させるといった簡単な構成の給電方法となることから、コストの低減を図ることができる。
さらに、送電コイル４と受電コイル６とが同一の巻き上げロープ１６を挿通させているので、受電コイル６が巻き上げ動作によりある一定の芯ずれの範囲内、すなわち巻き上げロープ１６を通過させる受電コイル６と送電コイル４のそれぞれの孔の大きさの範囲内で送電コイル４に対して近接させることができる。

また、送電コイル４が従来の過巻き防止装置の重錘３を利用して設けられているので、より一層簡単な構造とすることが可能となる。そして、通常、クレーン作業が終了した場合には、風等でフックが揺れないようにフック部１０を渦巻きリミット近傍まで巻き上げて、収納することができる。

上述のように本実施の形態によるクレーンフック部における充電システムでは、通常のクレーン１の巻き上げ動作のみで送電コイル４と受電コイル６とが近接し、送電コイル４から受電コイル６へ給電されて充電装置２に電力が供給されるので、充電に伴う付帯作業を行う必要がなく、手間をかけずに効率よくフック部１０に電力を供給することができる。

以上、本発明によるクレーンフック部における充電システムの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では送電コイル４を従来の渦巻き防止装置を利用して重錘３の下面に固定させた構成としているが、これに限定されることはない。つまり、送電コイル４（送電部）の位置は、クレーン上端部の適宜な位置に設けることが可能であるので、例えば送電部と受電部との接触又は近接する位置がフック部の格納作業による過巻きの位置となるように巻き上げることが困難な場合には、過巻き防止装置とは別で設けるようにしても良い。具体的には、過巻き防止装置の重錘が配置されていない巻上げロープを利用し、重錘よりも下の高さに送電部を配置することで対応することができる。

また、本実施の形態では送電コイル４と受電コイル６による非接触給電としているが、コイルを用いない接触による給電方式であってもかまわない。
さらに、本実施の形態ではフック部１０の巻き上げ状態をリミットスイッチ１５で検出する方法としているが、これに限定されることはなく、他の検出方法を採用することも可能である。

さらにまた、本実施の形態の充電システムでは、トラッククレーンからなるクレーン１を適用対象としているが、これに制限されることはなく、タワークレーン、ジブクレーン、或いは門型クレーンや室内の天井クレーン等に適用することも可能である。
また、本実施の形態では受電コイル６（受電部）をシーブ１３Ａの上端に設ける構成としているが、シーブを備えていないクレーンの場合には、フックブロックの上部に受電部を設けることができる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１ クレーン
２ 充電装置（充電部）
３ 重錘
４ 送電コイル（送電部）
５ 電気機器
６ 受電コイル（受電部）
７ 給電ケーブル
１０ フック部
１１ フックブロック
１２ クレーンジブ
１２ａ 上端（クレーン上端部）
１３Ａ、１３Ｂ シーブ
１５ リミットスイッチ（検出スイッチ）
１６ 巻上げロープ
４１ 給電ケーブル

Claims (4)

1. クレーンのフックブロックを備えたフック部に設けられる電気機器に電力を供給するためのクレーンフック部における充電システムであって、
   巻上げロープを送出するクレーン上端部に設けられるとともに、前記巻上げロープが通過可能な送電部と、
   該送電部に電気を供給する給電手段と、
   前記フック部の上端に設けられ、前記巻上げロープが通過可能な受電部と、
   該受電部から電力が供給されて前記電気機器に接続された充電部と、
   を備え、
   前記フック部が巻き上げられたときに、前記受電部が前記送信部に接触又は近接し、前記受電部に前記送電部から給電されることを特徴とするクレーンフック部における充電システム。
2. 前記送電部は送電コイルであるとともに、前記受電部は受電コイルであり、
   前記送電コイルに前記受電コイルが近接したとき、電誘誘導による非接触給電が行われることを特徴とする請求項１に記載のクレーンフック部における充電システム。
3. 前記送電部が巻き上げられた前記受電部によって接触又は突き上げられた状態を検出する検出スイッチが設けられ、
   該検出スイッチの検出時に前記給電手段から前記送電部に電気が供給されることを特徴とする請求項１または２に記載のクレーンフック部における充電システム。
4. 前記送電部は、クレーンの過巻き防止装置の重錘の下面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクレーンフック部における充電システム。
   

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