JP2018193235A - クレーン - Google Patents

Abstract

【課題】フック支持部からフック部への電力供給のタイミングが限られていた。【解決手段】フック支持部からフック部へ電力を供給する電力供給システムを備えるクレーンであって、前記電力供給システムは、供給される直流電力を交流電力に変換する送信回路と、前記変換された交流電力を電路に重畳する送信部と、前記電路に重畳された交流電力を受電する受信部と、前記受電した交流電力を直流電力に変換する受信回路と、を備え、前記電路は前記送信部と受信部を含む閉回路として構成される。【選択図】図４

Description

本発明は、ブーム等のフック支持部からフック部への給電技術に関する。

特許文献１には、ジブに給電部を設け、フックに受電部を設け、フックを巻き上げて両者が近接又は接触したときに電力を供給する技術が開示されている。

特開２０１４−２３７５０２号公報

特許文献１に記載の技術では、フックを巻き上げて受電部を給電部に近づけた状態でしか給電を実施できないことから、電力供給のタイミングが限られていた。

フック支持部からフック部へ電力を供給する電力供給システムを備えるクレーンであって、前記電力供給システムは、供給される直流電力を交流電力に変換する送信回路と、前記変換された交流電力を電路に重畳する送信部と、前記電路に重畳された交流電力を受電する受信部と、前記受電した交流電力を直流電力に変換する受信回路と、を備え、前記電路は前記送信部と受信部を含む閉回路として構成される。

前記電路は、前記フック部を支持するワイヤロープを含む。

前記ワイヤロープは、前記フック支持部に設けられる複数のシーブと、前記フック部に設けられる複数のフックシーブに複数回巻き掛けられるとともに、前記送信部と受信部は、前記シーブとフックシーブとの間で対向するように配置される。

本発明によれば、フック支持部からフック部への電力供給を常時又は任意のタイミングで行うことができる。

第一実施形態に係るクレーンの側面図 ブーム先端の構成を示す図 ブーム先端とフック部との間の電力供給システムを示す図 電力供給システムの回路を示す図 ワイヤロープの巻き掛けを示す図 第二実施形態に係るクレーンを示す図 第三実施形態に係るクレーンを示す図

［第一実施形態］
図１及び図２を参照して、第一実施形態に係るクレーンの構成について説明する。図１は、クレーン１の全体構成を示す側面図である。図２は、クレーン１のブーム６の先端部を示す拡大図である。なお、本実施形態においては、クレーン１を移動式クレーンとして説明するが、天井クレーンやガントリークレーン等の他種のクレーンに対しても適用できる。

クレーン１は、走行用の車体２と、車体２によって搬送されるクレーン装置３を備える。クレーン１は、クレーン装置３を搭載した車体２によって不特定の場所に移動可能である。車体２は、四隅に配置されるアウトリガ４を備える。クレーン１は、アウトリガ４を設置させて車体２を固定した状態で、クレーン装置３を作動することで搬送物を吊り上げる移動式クレーンである。

クレーン装置３は、旋回台５、ブーム６、キャブ７、ジブ８、メインフックブロック９、サブフックブロック１０、起伏シリンダ１１、メインウインチ１２、メインワイヤロープ１３、サブウインチ１４、サブワイヤロープ１５等を備える。

旋回台５は、クレーン装置３を旋回可能に構成するものであり、円環状の軸受けを介して車体２のフレーム上に設けられる。ブーム６は、複数のブーム部材から構成され、各ブーム部材を移動させることで、伸縮可能に構成される。ブーム６は、ワイヤロープ１３・１５を支持しており、ブーム６を伸縮させることで、搬送物を吊り上げ可能な状態にワイヤロープ１３・１５を支持する。そして、ワイヤロープ１３・１５にはそれぞれメインフックブロック９、サブフックブロック１０が吊り下げられる。すなわち、ブーム６は、フック部を支持するフック支持部として機能する。

キャブ７は、ブーム６の基端部側方に設けられており、室内に操向操作用のハンドル、作業用のレバー、ボタン等の各種操作具、並びに、クレーン１の作動状態を示す表示機器等が配置されている。ジブ８は、ブーム６の先端のブームヘッド１６に連結され、クレーン装置３の揚程や作業半径を拡大するものである。

ブーム６の先端のブームヘッド１６には、ガイドシーブ１７・１８、複数のメインシーブ１９、サブシーブ２０が設けられる。ガイドシーブ１７とメインシーブ１９にはメインワイヤロープ１３が巻き掛けられる。ガイドシーブ１８とサブシーブ２０には、サブワイヤロープ１５が巻き掛けられる。

メインフックブロック９は、メインワイヤロープ１３に吊り下げ支持されている。メインフックブロック９には、メインワイヤロープ１３が巻き掛けられる複数のフックシーブ２１と、搬送物を吊るメインフック２２が設けられる。

サブフックブロック１０は、サブワイヤロープ１５に吊り下げ支持されている。サブフックブロック１０には、サブワイヤロープ１５のロープエンドが固定され、搬送物を吊るサブフック２３が設けられる。若しくは、サブワイヤロープ１５をサブフックブロック１０の上端に設けた吊具に通し、ロープエンドをブームヘッド１６側に固定することも可能である。

起伏シリンダ１１は、油圧シリンダであり、伸縮することにより、ブーム６を起立及び倒伏させ、ブーム６の姿勢を保持する。メインウインチ１２は、油圧ウインチであり、メインワイヤロープ１３の巻き上げ及び巻き下げを行う。同様に、サブウインチ１４は、油圧ウインチであり、サブワイヤロープ１５の巻き上げ及び巻き下げを行う。

メインワイヤロープ１３は、メインウインチ１２からガイドシーブ１７を介して複数のメインシーブ１９及び複数のフックシーブ２１に巻き掛けられる。つまり、メインワイヤロープ１３は、メインシーブ１９とフックシーブ２１に複数回巻き掛けられている。サブワイヤロープ１５は、サブウインチ１４からガイドシーブ１８に巻き掛けられ、サブフックブロック１０に固定される。

ブームヘッド１６の先端には、過巻防止装置２５が取り付けられている。過巻防止装置２５は、ブームヘッド１６から垂れ下げられる過巻ウエイト２６と、過巻ウエイト２６を支持するワイヤ２７と、ワイヤ２７のたるみを検出する過巻スイッチ２８とを有する。過巻ウエイト２６は、中空の円筒形に形成されており、その中空部分にメインワイヤロープ１３が通されている。メインワイヤロープ１３を巻き上げ、メインフックブロック９と過巻ウエイト２６が当接すると、過巻ウエイト２６が持ち上げられてワイヤ２７がゆるむことで、過巻スイッチ２８がオンとなる。過巻スイッチ２８がオンになるとメインワイヤロープ１３の巻き上げを止めるべく検出信号をコントローラに送信する。

次に、図３から図５を参照して、ブームヘッド１６からメインフックブロック９への電力供給システム３０について説明する。

電力供給システム３０は、バッテリ３１、送信回路３２、送信部３３、電路３４、受信部３５、受信回路３６を含む。電力供給システム３０を通じて、ブーム先端のブームヘッド１６からフック部であるメインフックブロック９に備わる機器３７に電力を供給する。

バッテリ３１は、クレーン装置３に備わる電源装置である。バッテリ３１と送信回路３２は、適宜の電路で接続され、バッテリ３１から送信回路３２に電力が供給される。送信回路３２は、バッテリ３１からの直流電力を交流電力に変換する。

送信回路３２は、送信部３３と接続されており、変換した交流電力を送信部３３に伝送する。送信部３３は、フェライトなどの磁性材料コアを用いた円筒型トランスによって構成されており、電路３４がその内部を通るように設けられる。送信部３３は、ブームヘッド１６の近傍（ブーム先端近傍）に配置されている。送信部３３は、送信回路３２から伝送された交流電力を電路３４に重畳する。電路３４は、送信部３３及び受信部３５を含んだ閉回路として構成されている。

受信部３５は、フェライトなどの磁性材料を用いた円筒型トランスによって構成されており、電路３４がその内部を通るように設けられる。受信部３５は、メインフックブロック９の近傍（フック部近傍）に配置されている。送信部３３から電路３４に重畳された交流電力は、電路３４を通じて受信部３５で検出されて受電される。

受信回路３６は、受信部３５と接続され、受信部３５で受信した交流電力を直流電力に整流する。受信回路３６は、メインフックブロック９（フック部）に設けられている。受信回路３６は、メインフックブロック９に備えられた機器３７と接続され、受信回路３６で整流した直流電力を機器３７に伝送する。

機器３７は、直流電力によって駆動される電気機器であり、メインフックブロック９に設けられるカメラや、センサ類、ＩＭＵ等である。

以上のように、ブーム先端からフック部へ電力を供給する電力供給システム３０によれば、電路３４上に配置される送信部３３と受信部３５によって、電路３４を介した電力の受け渡しが行われる。つまり、送信部３３と受信部３５の位置関係に関わらず、常時又は任意のタイミングでブーム先端からフック部に電力を供給することが可能である。

また、電路３４を一つの閉回路として構成することで、損失の少ない効率的な電力供給を実現することができる。

フック部に設けられる機器３７として、前述のカメラ、センサ類、ＩＭＵのように検出機能を有するものを適用する場合は、検出信号を受信回路３６に送信し、受信回路３６によって、直流電力を交流電力に変換する際に、検出信号を変調して交流電力に重畳することで、フック部からブーム先端へのデータ通信を行うことも可能である。また、機器３７を制御対象とする場合は、制御信号を送信回路３２に送信し、送信回路３２によって、直流電力を交流電力に変換する際に、制御信号を変調して交流電力に重畳することで、ブーム先端からフック部へのデータ通信を行うことも可能である。このように、データ信号を交流信号に重畳することで、ブーム先端とフック部との間のデータ通信に応用することも可能である。

本実施形態では、送信部３３は、過巻防止装置２５の過巻ウエイト２６に代替できる。言い換えれば、過巻ウエイト２６は、送信回路３２と接続される円筒型トランスのコアとして構成されている。

また、電路３４は、メインシーブ１９及びフックシーブ２１に掛けられたメインワイヤロープ１３である。つまり、メインワイヤロープ１３とシーブ１９・２１によって、一つの閉回路として構成される電路３４を形成している。

より具体的には、図５に示すように、ワイヤロープ１３は、シーブピン３８に挿通される複数のメインシーブ１９、及び、シーブピン３９に挿通されるフックシーブ２１に複数回巻き掛けられる（図５では６本掛け）。ここで、メインシーブ１９、フックシーブ２１、シーブピン３８、シーブピン３９は、電気導電体によって構成されている。そして、電路３４は、ワイヤロープ１３、メインシーブ１９、シーブピン３８、フックシーブ２１、シーブピン３９を含む閉回路として構成されている。

また、図５のようにワイヤロープ１３が複数回巻き掛けられる実施形態では、送信部３３と受信部３５は、同じ巻回数のワイヤロープ１３上に対向するように配置される。言い換えれば、送信部３３から受信部３５までの電路３４（ワイヤロープ１３）にシーブ１９・２１が介在しないように配置される。このように、メインシーブ１９とフックシーブ２１との間で対向するように配置することで、電流のロスを少なくし、伝送効率を向上することが可能である。

そして、過巻ウエイト２６は、メインワイヤロープ１３に沿って垂れ下げられている。このように、過巻ウエイト２６は、メインワイヤロープ１３に沿って取り付けられることから、メインワイヤロープ１３の移動がなく、過巻ウエイト２６の削れ等の不具合の発生を抑制することができる。以上のように、過巻ウエイト２６を送信部３３として利用し、メインワイヤロープ１３を電路３４として利用することで、既存の構成を活用しつつ、最大限の効果を発揮することができる。

なお、以上の実施形態では、フック部としてメインフックブロック９を例に挙げて説明したが、フック部としてサブフックブロック１０を適用することも可能である。その場合、電路３４は、サブワイヤロープ１５であり、送信部３３は、同様にサブワイヤロープ１５に通される過巻ウエイトとなる。そして、サブワイヤロープ１５とシャーシフレームとの間の静電容量結合によって電路３４を閉回路として構成することができる。

［第二実施形態］
図６を参照して、第二実施形態に係るクレーンの構成について説明する。図６は、天井クレーン４０の全体構成を示す図である。天井クレーン４０は、例えば工場建屋の両側の壁面に設けられたレールと並行方向及び直交方向に移動可能なクレーンである。

天井クレーン４０は、建屋の両壁等に固定された一対の走行レール４１上を走行するクレーンであり、走行レール４１と、各走行レール４１上を走行可能なサドル４２と、両サドル４２に支持され、走行レール４１に対して横架されるクレーンガーダ４３と、クレーンガーダ４３に沿って横行可能なクラブトロリ４４を備える。

クラブトロリ４４には、クレーンガーダ４３上を横行する横行装置と、吊具であるフックブロック４６を巻き上げる巻上装置が設けられる。巻上装置は、ワイヤロープ４８を巻き取るドラム４９、巻き上げ用のモータ５０、ワイヤロープ４８の巻き過ぎを防止する過巻防止装置５１等を備える。

ワイヤロープ４８は、ドラム４９から巻き出され、フックブロック４６の複数のフックシーブ５２とクラブトロリ４４に設けられる複数のガイドシーブ５３に巻き掛けられる。つまり、ワイヤロープ４８は、フックシーブ５２とガイドシーブ５３に複数回巻き掛けられている。このようにして、フック部となるフックブロック４６は、クラブトロリ４４に支持されている。言い換えれば、クラブトロリ４４は、フック部を支持するフック支持部として機能する。

過巻防止装置５１は、クラブトロリ４４に固定されたワイヤ５４に支持される過巻ウエイト５５を有し、過巻ウエイト５５とフックブロック４６の接触をワイヤ５４のたるみとして検出する。

以上のように構成される天井クレーン４０に対して、クラブトロリ４４からフックブロック４６に備わる機器に電力を供給する、並びに、相互通信を行うシステムとして、上述の電力供給システム３０を適用することが可能である。また、電力供給システム３０の送信部３３を同様に過巻防止装置５１の過巻ウエイト５５とすることも可能である。

［第三実施形態］
図７を参照して、第三実施形態に係るクレーンの構成について説明する。図７は、コンテナクレーン６０の全体構成を示す図である。コンテナクレーン６０は、例えば港湾のコンテナ荷役に用いられる箱型クレーンである。

コンテナクレーン６０は、脚部６１と、脚部６１に支持されるガーダ６２と、ガーダ６２に沿って横行可能なトロリ６３と、トロリ６３から吊り下げられる吊具６４を備える。なお、吊具６４は、吊り荷であるコンテナを把握するためのスプレッダとして図示しているが、吊り荷に応じてフック、バケット等の他の吊具を適用することも可能である。

吊具６４は、トロリ６３からワイヤロープ６５によって吊り下げられている。ワイヤロープ６５は、トロリ６３のシーブ６６と吊具６４のシーブ６７に巻き掛けられている。このようにして、フック部となる吊具６４は、トロリ６３に支持されている。言い換えれば、トロリ６３は、フック部を支持するフック支持部として機能する。

以上のように構成されるコンテナクレーン６０に対して、トロリ６３から吊具６４に備わる機器に電力を供給する、並びに、相互通信を行うシステムとして、上述の電力供給システム３０を適用することが可能である。

１：クレーン、６：ブーム（フック支持部）、９：メインフックブロック（フック部）、１３：メインワイヤロープ（電路）、１６：ブームヘッド（ブーム先端）、１９：メインシーブ、２１：フックシーブ、２６：過巻ウエイト（送信部）、３０：電力供給システム、３１：バッテリ、３２：送信回路、３３：送信部、３４：電路、３５：受信部、３６：受信回路、３７：機器

Claims (3)

1. フック支持部からフック部へ電力を供給する電力供給システムを備えるクレーンであって、
   前記電力供給システムは、
   供給される直流電力を交流電力に変換する送信回路と、
   前記変換された交流電力を電路に重畳する送信部と、
   前記電路に重畳された交流電力を受電する受信部と、
   前記受電した交流電力を直流電力に変換する受信回路と、を備え、
   前記電路は前記送信部と受信部を含む閉回路として構成されることを特徴とするクレーン。
2. 前記電路は、前記フック部を支持するワイヤロープである請求項１に記載のクレーン。
3. 前記ワイヤロープは、前記フック支持部に設けられる複数のシーブと、前記フック部に設けられる複数のフックシーブに複数回巻き掛けられるとともに、
   前記送信部と受信部は、前記シーブとフックシーブとの間で対向するように配置される請求項２に記載のクレーン。

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