JP2018039645A - 荷役機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】基部と旋回部との間で良好な通信状態を確保できる荷役機械を提供する。【解決手段】荷役機械の基部1と旋回部10との間に設ける送受信手段であって、受信用アンテナR1、R2の間の交差角と送信用アンテナS1、S2の間の交差角のうち、いずれか一方の交差角が180°、他方の交差角が90°である。旋回部10の旋回によって、受信用アンテナR1、R2のうちの1基が送信用アンテナS1、S2のうちの1基に対し離間するとき、送信用アンテナS1、S2のうちの他の1基に向けて接近するので、受信用アンテナR1、R2と送信用アンテナS1、S2との間の距離が最短に保持されノイズ発生等の通信不良が生じにくくなる。【選択図】図2

Description

本発明は、荷役機械に関する。さらに詳しくは、荷役機械の基部と、その基部上で旋回する旋回部との間で無線信号の送受信を行う送受信手段を備えた荷役機械に関する。
工場等の敷地内や港湾等の岸壁において荷役するために、レール上を走行するジブクレーンやアンローダ等の走行式荷役機械が使用される。
これらの走行式荷役機械がレール上を走行するとき、走行路上の障害物を探知するため、カメラを用いて走行路を撮像し、その撮像画面を旋回台上の運転室にあるモニターで走行路の状態を確認するようにしている(たとえば、特許文献1参照)。
上記の従来技術では、主に無線LANを利用し、場合により複数の通信ユニットを利用し、走行部から旋回部へ向けて映像通信を行っている。しかしながら、複数の通信ユニットは基部と旋回部に夫々旋回中心を挟んで対角線上に配置され、旋回部が旋回すると基部と旋回部との間の通信間距離の比率が大きく変化するので、通信状態にノイズが発生したり通信強度が低下する可能性が大きくなるという問題があった。
特開2014−198630号公報
本発明は上記事情に鑑み、基部と旋回部との間で良好な通信状態を確保できる荷役機械を提供することを目的とする。
第1発明の荷役機械は、荷役作業を行う荷役機械であって、前記荷役機械の基部と、前記基部に旋回可能に支持された旋回部と、前記旋回部に設けられた荷役部と、前記基部に設置された複数の送受信手段と、前記旋回部に設置された複数の送受信手段とを備え、前記基部側の送受信手段の複数の間の交差角と前記旋回部側の送受信手段の複数の間の交差角のうち、いずれか一方の交差角よりも他方の交差角が小さいことを特徴とする。
第2発明の荷役機械は、第1発明において、前記基部側の送受信手段が2基1対設けられ、前記旋回部側の送受信手段が2基1対設けられていることを特徴とする。
第3発明の荷役機械は、第1または第2発明において、前記旋回部側の送受信手段または前記基部側の送受信手段の1基が、前記基部側の送受信手段または前記旋回部側の送受信手段における2基の間の交差角の中間位置に位置したときの、前記旋回部側の送受信手段または前記基部側の送受信手段の1基と前記基部側の送受信手段または前記旋回部側の送受信手段の1基とのなす交差角が22.5°以上であり67.5°未満であることを特徴とする。
第4発明の荷役機械は、第3発明において、前記基部側の送受信手段の2基の間の交差角と前記旋回部側の送受信手段の2基の間の交差角のうち、いずれか一方の交差角が180°、他方の交差角が90°であることを特徴とする。
第5発明の荷役機械は、第1、第2、第3または第4発明において、前記基部は、走行装置と該走行装置の上方に設けられた支柱で構成され、前記旋回部は、前記支柱に回転可能に支持された旋回フレーム、運転室、および荷役部で構成され、前記支柱の上部に基部側の送受信手段が設けられ、前記旋回フレームの下部に旋回部側の送受信手段が設けられていることを特徴とする。
第1発明によれば、前記基部側の送受信手段の複数の間の交差角と前記旋回部側の送受信手段の複数の間の交差角のうち、いずれか一方の交差角よりも他方の交差角が小さいので、旋回部の旋回によって、旋回部側送受信器における複数のうちの1基が基部側送受信器の1基から離間しても、旋回部側送受信器における複数のうちの1基が基部側送受信器の他の1基に接近するので、ノイズ発生等の通信不良が生じにくくなる。
第2発明によれば、旋回部の旋回によって、旋回部側送受信器における2基1対のうちの1基が基部側送受信器の1基から離間するとき、旋回部側送受信器における2基1対のうちの1基が基部側送受信器の他の1基に接近するよう機能するので、旋回部側送受信器と基部側送受信器の間の距離が短く保持されノイズ発生等の通信不良が生じにくくなる。
第3発明によれば、基部側送受信器の1基が旋回部側送受信器の2基の間の交差角の中間位置に位置したときの基部側送受信器の1基と前記旋回部側送受信器の1基とのなす交差角が22.5°以上であり67.5°未満であると、旋回部の旋回によって、旋回部側送受信器の1基が基部側送受信器の1基に対し離間しても、旋回部側送受信器の他の1基が基部側送受信器の1基に接近するので、旋回部側送受信器と基部側送受信器の間の距離が短く保持されノイズ発生等の通信不良が生じにくくなる。
第4発明によれば、旋回部側送受信器の2基の間の交差角と基部側送受信器の2基の間の交差角のうち、いずれか一方の交差角が180°、他方の交差角が90°であると、旋回部の旋回によって、旋回部側送受信器の1基が基部側送受信器の1基に対し離間するとき、旋回部側送受信器の他の1基が基部側送受信器の1基に必ず接近するので、旋回部側送受信器と基部側送受信器との間の距離が最短に保持されノイズ発生等の通信不良が生じにくくなる。
第5発明によれば、荷役機械を走行させるときに旋回部が旋回しても、基部側の送受信手段と旋回部側の送受信手段とで通信が行えるので、走行路上の障害物の存否を、旋回部上の運転室に居る運転者がモニター等で確認でき、しかもノイズ発生等の通信不良を生じないので、周辺の常時監視が行える。
本発明の荷役機械の一例である走行式ジブクレーンの部分斜視図である。 図1の点検足場5aより少し上方位置から見た平断面図である。 図2の状態において旋回フレームが時計方向に45度回転した状態の平断面図である。 本発明に係る実施例1および実施例2における通信距離の変動を示す説明図である。 本発明に係る実施例3、実施例4および実施例5における通信距離の変動を示す説明図である。 比較例1における通信距離の変動を示す説明図である。 本発明の荷役機械の一例である走行式ジブクレーンの全体斜視図である。
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明が適用される対象は、荷役機械の基部とその基部に旋回可能に支持された旋回部を備え、かつ基部と旋回部との間で無線通信が必要とされる荷役機械であり、この条件を満たすものであれば、どのような荷役機械にも応用できる。したがって、走行できない固定式のあらゆる荷役機械にも適用できる。
また、本発明が適用される荷役機械は、走行式であれば、走行中の安全確保のためのカメラ画像等を転送してモニターで確認する用途にも利用できるので好ましい。このような例としては、工場等の敷地内や港湾等の岸壁で使用される走行式ジブクレーンや走行式アンローダ、走行式水平引込クレーンなどを挙げることができる。
以下の実施形態では、工場等の敷地内で使用される走行式ジブクレーンを例にとって説明する。
図7において、Aは走行式ジブクレーン(走行部の支柱がパイプで形成されたタワー型ジブクレーン)であって、基部1と、基部1に旋回可能に支持された旋回部10を備えている。基部1には、その構成部材として門型の門型フレーム3の下面に左右一対の走行装置2が取付けられており、さらに門型フレーム3の上方には円筒状の支柱4が立設されている。支柱4の上部には、支柱4の外周に沿って点検足場5が設けられている。
旋回部10は、基部1の上部に旋回可能に支持された旋回フレーム11を備えている。この旋回フレーム11には、その前部に設けらた運転室12,ジブ13と、旋回フレーム11の後部に設けられた巻上げ装置や電気品を収納した機械室14等が設けられ、ジブ13の先端からワイヤロープを介してフック(荷役部)が設けられている。特許請求の範囲にいう荷役部とは、ここにいうフックとか、アンローダのバケットなどが該当する。
上記のごときジブクレーンAにおいて、基部1の下部に、基部1の周辺(基部の下部や走行路上や走行路周辺)の状況を確認するためのカメラやレーザー検出器や超音波等の送情報確認手段が設けられ、運転室12に、荷役機械の運転装置のほか各種運転情報を認識するためのモニターや音声装置等の受情報確認手段が設けられ、基部1の上部と旋回部10の下部に、撮像信号を送信する送信器および送信用アンテナからなる送信手段や受信器および受信用アンテナからなる受信手段が設けられている。また、基部1と旋回部10に、送情報確認手段・受情報確認手段と送信手段・受信手段とを接続する通信ケーブルが設けられ、送情報確認手段や受情報確認手段等を制御する制御部が設けられている。
前記した送情報確認手段と受情報確認手段と送信手段と受信手段と通信ケーブルと制御部とで監視装置が構成されている。
特許請求の範囲にいう「送受信手段」は、送信手段の機能をもつものと、受信手段の機能をもつものと、送受信双方の機能をもつものの3つを含んでいるが、以下の説明では「送信手段」には送信器本体と送信用アンテナが含まれ、「受信手段」には受信器本体と受信用アンテナが含まれるものとして説明する。
送信手段を構成する送信用アンテナは基部1の適所に取付けられ、受信手段を構成する受信用アンテナは旋回部10の適所に取付けられて、旋回部10の旋回中でも送・受信アンテナを介して撮像信号の無線交信が可能とされている。
つぎに、図1、図2に基づき、本発明の一実施形態に係る塔型ジブクレーンの概略説明と無線通信設備を説明する。
図1は、支柱をパイプでトラス構造にした走行式ジブクレーン(塔型ジブクレーン)Aを示しており、図7で示した走行式ジブクレーンAと概略の構成は同じになっている。1aは基部で、これには走行装置2a、門型フレーム3a、支柱4a、点検足場5aが含まれている。10aは旋回部で、これは旋回フレーム11aを用いて構成されている。旋回フレーム11aには運転室12aが搭載されている。なお、図1からジブと機械室は省略している。
図2は、図1の点検足場5aの少し上方位置から見た平断面図で、点検足場5aおよび旋回フレーム11a(図中網かけ図示している)に、送受信器を設置した例を示している。
なお、図示の実施形態では、送信手段は基部1aの点検足場5の欄干付近にブラケット5bを介して設けられ、受信手段は点検足場近傍の旋回部10aに設けられている。また、送信用アンテナは、基部1aの上部である旋回部10aに近い位置に、受信用アンテナは、旋回部の下部である基部1aに近い位置に設けることが望ましい。
基部1aの一部である点検足場5aには2基の送信用アンテナS1、S2が設置されている。この送信用アンテナS1、S2は、特許請求の範囲にいう固定側送受信器に対応する。
各送信アンテナS1、S2と旋回フレーム11aの旋回中心Oとを結ぶ仮想線により形成される交差角は90°である。この交差角の説明は、特許請求の範囲における「交差角」の定義である。
また、旋回フレーム11aには2基の受信用アンテナR1、R2が設置されている。この受信用アンテナR1、R2は、特許請求の範囲にいう移動側送受信器に対応する。
各受信アンテナR1、R2と旋回フレーム11aの旋回中心Oとを結ぶ仮想線により形成される交差角は180°である。この交差角の説明は、特許請求の範囲における「交差角」の定義である。
図2に示す旋回部を構成する旋回フレーム11aは基部1上で時計方向または反時計方向に自在に回転し、受信用アンテナR1、R2は送信用アンテナS1、S2に対し接近したり、離間したりする。
図2の状態は、受信アンテナR1が送信アンテナS1に最接近している状態であり、この状態では、交信状態は最良に保たれ、格別の故障でも生じない限り通信状態にノイズが発生したり通信強度が低下する可能性が大きくなるという問題は生じない。
旋回フレーム11aが時計方向に回転すると、受信用アンテナR1は送信用アンテナS1から離れていくが、一方で別の送信用アンテナS2に近づいていく。旋回フレーム11aが当初より45°旋回したとき、受信用アンテナR1は2基の送信用アンテナS1、S2間の中間位置に至るが、さらに時計方向回転が続くと受信用アンテナR1は送信用アンテナS2に近づいていく。そして、旋回フレーム11aが当初より90°旋回したときは、受信用アンテナR1は送信用アンテナS2に最接近する。
さらに、旋回フレーム11aが当初より180°旋回したときは、当初最も離れていた受信用アンテナR2が当初の送信用アンテナS1の位置へ来るので、最接近位置を保つ。
以後は時計方向回転が続く限り、上記を繰り返すことになる。
また、反時計方向回転の場合も、原理は同様であって、2基の受信用アンテナR1、R2は交互に送信用アンテナS1、S2への接近と離間を繰り返す。
上記実施形態では、2基の送信用アンテナS1、S2(基部側送信器の2基)の間の交差角が90°で、2基の受信用アンテナR1、R2(旋回部側送信器の2基)の間の交差角が180°であったが、この角度を逆にし、2基の送信用アンテナS1、S2(基部側送信器の2基)の間の交差角が180°で、2基の受信用アンテナR1、R2(旋回部側送信器の2基)の間の交差角が90°とした実施形態であってもよい。
上記各実施形態によれば、旋回フレーム11aの旋回によって、受信用アンテナR1(旋回部側送受信器の1基)が送信用アンテナS1(基部側送受信器の1基)から離間するとき、別の送信用アンテナS2(基部側送受信器の他の1基)に必ず接近するので、受信用アンテナR1、R2のいずれかと送信用アンテナS1、S2のいずれかとの間の距離が最長であっても旋回角度にして45°が最大となるので、送受信間距離が短く保持され通信状態にノイズが発生したり通信強度が低下する可能性が大きくなるという問題が生じにくくなる。
上記各実施形態は、最も通信確保性能の良い実施形態であるが、これに限られず、以下の実施形態も基部1と旋回フレーム11a間の通信確保が可能である。
すなわち、図3に示すように、受信用アンテナR1(旋回部側送受信器の1基)が送信用アンテナS1、S2(基部側送受信器の2基)の間の交差角の中間位置に位置したときの受信用アンテナR1(旋回部側送受信器の1基)と送信用アンテナS1(またはS2)(基部側送受信器のいずれか1基)とのなす交差角が22.5°以上であり67.5°未満の範囲内に配置したものであってもよい。
なお、送信用アンテナS1(基部側送受信器の1基)が(旋回部側送受信器の2基)の間の交差角の中間位置に位置したときの送信用アンテナS1(基部側送受信器の1基)と受信用アンテナR1(旋回部側送受信器の1基)とのなす交差角が22.5°以上であり67.5°未満の範囲内に配置したものであってもよい。
上記図3の実施形態によっても図3に示すように、旋回フレーム11aの旋回によって、受信用アンテナR1(旋回部側送受信器の1基)が送信用アンテナS1(基部側送受信器の1基)から離間しても、別の送信用アンテナS2(基部側送受信器の他の1基)に接近するので、受信用アンテナR1、R2のいずれかと送信用アンテナS1、S2のいずれかとの間の距離が短く保持されノイズが生じにくくなる。ただ、図1の実施形態で示したものに比べ、送受信間距離は長くなる。
上記図2および図3の実施形態の外に、本発明の実施形態は、旋回部側送受信器の2基(たとえば、受信用アンテナR1、R2)の間の交差角と基部側送受信器の2基(たとえば、送信用アンテナS1、S2)の間の交差角のうち、いずれか一方の交差角よりも他方の交差角が小さいことで成立する。
この実施形態では、旋回フレーム11aの旋回によって、旋回部側送受信器における2基1対のうちのいずれか1基が基部側送受信器の1基から離間しても、基部側送受信器の他の1基に接近するので、通信状態にノイズが発生したり通信強度が低下する可能性が大きくなるという問題が生じにくくなる。
また、本発明の実施形態は、旋回フレーム11aの旋回によって、旋回部側送受信器における2基のうちのいずれか1基(たとえば、受信用アンテナR1またはR2)が基部側送受信器の1基(たとえば、送信用アンテナS1)に対し離間するとき、基部側送受信器の他の1基(たとえば、送信用アンテナS2)に接近するよう、旋回部側送受信器および基部側送受信器が配置されていることで成立する。
それにより本実施形態では、旋回フレーム11aの旋回によって、旋回部側送受信器における2基のうちのいずれか1基(たとえば、受信用アンテナR1)が基部側送受信器の1基(たとえば、送信用アンテナS1)から離間するとき、基部側送受信器の他の1基(たとえば、送信用アンテナS2)に接近するよう機能するので、送受信アンテナ(S1またはR1と、S2またはR2)間の距離が短く保持され通信状態にノイズが発生したり通信強度が低下する可能性が大きくなるという問題が生じにくくなる。
図2および図3に示す各実施形態は、送信用アンテナS1、S2(基部側送受信器)と受信用アンテナR1、R2(旋回部側送受信器)とが、ほぼ同一平面上にあって、高低差がほとんど無い状態で配置されているが、若干の高低差の存在を肯定しないものではない。つまり、通信能力が低下しない限りにおいて送受信用アンテナ間の高低差は許容され、それは送受信器の出力及びアンテナの指向性に依存するが、一般的には2m位までの高低差間で使用可能である。
(他の実施形態)
上記各実施形態では、基部1側の送信器(送信器本体および送信用アンテナ)から送信して旋回フレーム11a側の受信器(受信器本体および受信用アンテナ)で受信するという構成であったが、逆に旋回部側の送信器(送信器本体および送信用アンテナ)から送信し、基部1側の受信器(受信器本体および受信用アンテナ)で受信するという構成にも、本発明を適用することができる。そのような適用例としては、運転室内の映像撮影する送情報確認手段を設け、その情報を地上側で確認する場合などが考えられる。
さらに、基部と旋回部との間で送受信双方の機能をもつ送受信器を用いて相互に送受信する構成にしても、本発明を適用することができ、そのような適用例としては、無線LAN等による双方向のデータ通信などを例示することができる。
さらに、2基の送信用アンテナS1、S2(基部側送信器の2基)の間の交差角が90°で、2基の受信用アンテナR1、R2(旋回部側送信器の2基)の間の交差角が180°であったが、2基の送信用アンテナS1、S2(基部側送信器の2基)の間の交差角が180°から多少小さい角度でもよい。
つぎに、図4〜図6に示す実施例1〜5に基づき、固定部と旋回部間の通信確保効果を具体的に説明する。
(実施例1)
図4に示す実施例1は、図2の実施形態に対応している。すなわち、各送信アンテナS1、S2と旋回フレーム11aの旋回中心Oとを結ぶ仮想線により形成される交差角は90°である。各受信アンテナR1、R2と旋回フレーム11aの旋回中心とを結ぶ仮想線により形成される交差角は180°である。
(実施例2)
図4に示す実施例2は、実施例1における交差角を送信用アンテナ側と受信用アンテナ側で逆にしただけのものである。すなわち、各送信用アンテナS1、S2と旋回フレーム11aの旋回中心Oとを結ぶ仮想線により形成される交差角は180°である。各受信用アンテナR1、R2と旋回フレーム11aの旋回中心とを結ぶ仮想線により形成される交差角は90°である。
(実施例3)
図5に示す実施例3は、受信用アンテナR1、R2の交差角を90°とし、送信用アンテナS1、S2の交差角を150°としたものである。
(実施例4)
図5に示す実施例4は、受信用アンテナR1、R2の交差角を45°とし、送信用アンテナS1、S2の交差角を180°としたものである。
(実施例5)
図5に示す実施例5は、受信用アンテナR1、R2の交差角を135°とし、送信用アンテナS1、S2の交差角を180°としたものである。
(比較例1)
比較例1は従来よりの技術常識に従って、受信用アンテナR1、R2の交差角を180°とし、送信用アンテナS1、S2の交差角も180°としたものである。つまり、交差角が同じ配置である。
(評価)
図4〜図6における各実施例1〜5と比較例1に関するグラフは、送信用アンテナS1、S2と受信用アンテナR1、R2との間の距離の変化を示すもので、横軸は旋回フレーム11aの旋回角、縦軸は送受信アンテナ間の距離(単位m)である。なお、説明の便宜上、受信機は旋回中心から0.8m、送信機は1.0mの円周上で、受信機と送信機の高低差は零で配置されているものと仮定し、送受信アンテナ間の距離を計算している。
実施例1では、送受信アンテナ間の距離は最短が0.20m、最長が0.71mであり、旋回角90°毎に同じ波形で変化する。なお、最短距離の0.20mは送受信アンテナが最接近した場合の半径方向の寸法差であり、旋回角度に依存するものではなく、この点は実施例1〜5および比較例1において同様である。
実施例1を比較例1(図6)と比較すると、比較例1では送受信用アンテナ間の最長距離が1.28mであるから、実施例1の送受信アンテナ間距離は比較例1の約55%である。無線通信の通信確保能力は送受信アンテナ間の距離の2乗に反比例するのが一般的であるので、実施例1の通信確保能力は従来常識(比較例1)の約3.2倍に向上すると考えてよい。
実施例2における送受信アンテナ間の距離変動は、実施例1と同様であり、送受信アンテナ間の距離は最短が0.20m、最長が0.71mであり、旋回角90°毎に同じ波形で変化する。
それゆえ、実施例2の通信確保能力は従来常識(比較例1)の約3.2倍に向上すると考えられる。
実施例3における送受信アンテナ間の距離は、旋回フレーム11aの旋回角度30°で0.50m、105°で0.71m、210°で0.92m、315°で0.71mであり、送受信アンテナ間の距離が旋回角の変位にしたがって、小さな波形が大きな波形に、またその逆方向に変るように変位する。
この実施例3の通信確保能力は旋回角度によって変動するものの従来常識(比較例1)の約1.9倍から約6.5倍の範囲に向上するものと考えられる。
実施例4における送受信アンテナ間の距離は、旋回フレーム11aの旋回角67.5°で1.01m、157.5°で0.40m、247.5°で1.01m、337.5°で0.40mであり、送受信アンテナ間の距離が、旋回角の変位にしたがって、大きな山と小さな山とが繰り返すように変位する。
実施例5における送受信アンテナ間の距離は、旋回フレーム11aの旋回角22.5°で0.40m、112.5°で1.01m、202.5°で0.40m、292.5°で1.01mであり、送受信アンテナ間の距離が、旋回角の変位にしたがって、大きな山と小さな山とが繰り返すように変位する。
この実施例4、5では、実施例1〜3に比べると劣るが、通信確保能力は従来常識(比較例1)の約1.6倍から約10.2倍の範囲に向上すると考えられる。
1、1a 基部
2、2a 走行装置
3、3a 門形フレーム
4 支柱
10 旋回部
11、11a 旋回フレーム
12、12a 運転室
S1、S2 送信用アンテナ
R1、R2 受信用アンテナ

Claims (5)

  1. 荷役作業を行う荷役機械であって、
    前記荷役機械の基部と、
    前記基部に旋回可能に支持された旋回部と、
    前記旋回部に設けられた荷役部と、
    前記基部に設置された複数の送受信手段と、
    前記旋回部に設置された複数の送受信手段とを備え、
    前記基部側の送受信手段の複数の間の交差角と前記旋回部側の送受信手段の複数の間の交差角のうち、いずれか一方の交差角よりも他方の交差角が小さい
    ことを特徴とする荷役機械。
  2. 前記基部側の送受信手段が2基1対設けられ、前記旋回部側の送受信手段が2基1対設けられている
    ことを特徴とする請求項1記載の荷役機械。
  3. 前記旋回部側の送受信手段または前記基部側の送受信手段の1基が、前記基部側の送受信手段または前記旋回部側の送受信手段における2基の間の交差角の中間位置に位置したときの、前記旋回部側の送受信手段または前記基部側の送受信手段の1基と前記基部側の送受信手段または前記旋回部側の送受信手段の1基とのなす交差角が22.5°以上であり67.5°未満である
    ことを特徴とする請求項1または2記載の荷役機械。
  4. 前記基部側の送受信手段の2基の間の交差角と前記旋回部側の送受信手段の2基の間の交差角のうち、いずれか一方の交差角が180°、他方の交差角が90°である
    ことを特徴とする請求項3記載の荷役機械。
  5. 前記基部は、走行装置と該走行装置の上方に設けられた支柱で構成され、
    前記旋回部は、前記支柱に回転可能に支持された旋回フレーム、運転室、および荷役部で構成され、
    前記支柱の上部に基部側の送受信手段が設けられ、前記旋回フレームの下部に旋回部側の送受信手段が設けられている
    ことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の荷役機械。
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