JP2020079128A - 過巻防止装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】より簡便な構成で、ロープの掛数に関わらずロープの過巻状態を確実に防止する過巻防止装置を提供する。【解決手段】ロープ22が垂下されるロープ垂下部と吊り具との間におけるロープ22の掛数を複数種類設定可能なクレーン装置の過巻防止装置であって、ロープ垂下部に対して吊り具を上下方向に移動させる際に送られるロープ22が通過する所定位置に固定され、設定されたロープ22の掛数に応じて異なる色を検出する検出部21fを備え、ロープ22は、ロープ垂下部と吊り具との距離が所定距離となる状態で、複数種類の掛数のそれぞれにおける検出部21fに隣接する部分に、検出部21fによって、検出可能な色で着色された着色部22aを有している。【選択図】図2

Description

本発明は、クレーン装置に用いられる過巻防止装置に関するものである。
従来、建設機械の移動式クレーン、例えばラフテレーンクレーン等に備えられているクレーン装置は、ブームの先端から垂下されているロープの過巻状態を防止するための過巻防止装置を備えている。
この種の過巻防止装置としては、ブームの先端に設置されたスイッチと、ブームの先端とフックブロックとの間に位置するロープに取り付けられるリング状のウェイトと、スイッチとウェイトとを連結するワイヤロープと、を備えているものが知られている。この過巻防止装置は、ブームの先端に対してフックブロックが所定距離まで近づくと、フックブロックによってウェイトが持ち上げられてスイッチが操作され、ロープの過巻状態が検知される。この過巻防止装置は、ウェイトが、ロープが挿通されるリング状に形成されているため、ブームの先端部から垂下させるロープを外径の大きなロープに変更する場合に、ウェイトの内径とロープの外径とが合わずに、ウェイトを変更する必要が生じる場合がある。
このため、例えば特許文献1では、ロープの外径に依ることなく、ロープの過巻状態を防止する過巻防止装置が開示されている。特許文献1に開示された過巻防止装置は、ナイロンやテトロン等の合成繊維のロープの所定位置に金属チップを埋め込むことによって識別部を設け、識別部を過巻検出器で検出することによってロープの過巻状態を検知している。特許文献1に開示された過巻防止装置は、過巻検出器によって識別部を検出することによってロープの過巻状態を検知しているため、ブームの先端部とフックブロックとの間のロープの掛数が複数設定可能なクレーン装置に対して適用することができない。
また、特許文献2では、ロープの掛数に依ることなく、ロープの過巻状態を防止する過巻防止装置が開示されている。特許文献2に開示された過巻防止装置は、ブームの先端部にカメラを設け、カメラで撮影された画像からフックブロックとブームの先端部との距離を算出することによって、ロープの過巻状態を検知している。
特開2001−206676号公報 特開2018−90366号公報
しかしながら、特許文献2に開示された過巻防止装置は、フックブロックを撮影する高性能のカメラと、カメラで撮影した画像からフックを識別するためのソフトウェアと、ソフトウェアを処理するための計算機と、が必要となるため、コストが増大する虞があった。
本発明の目的は、上記問題を解消し、コストを抑制しつつ、複数種類のロープの掛数のそれぞれにおいてロープの過巻状態を確実に検出できる過巻防止装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の過巻防止装置は、ロープが垂下されるロープ垂下部と吊り具との間における前記ロープの掛数を複数種類設定可能なクレーン装置の過巻防止装置であって、前記ロープ垂下部に対して前記吊り具を上下方向に移動させる際に送られる前記ロープが通過する所定位置に固定され、設定された前記ロープの掛数に応じて異なる色を検出する検出部を備え、前記ロープは、前記ロープ垂下部と前記吊り具との距離が所定距離となる状態で、複数種類の掛数のそれぞれにおける前記検出部に隣接する部分に、前記検出部によって検出可能な色で着色された着色部を有していることを特徴とする。
本発明によれば、コストを抑制しつつ、複数種類のロープの掛数のそれぞれにおいてロープの過巻状態を確実に検出できるという効果を奏する。
本発明の実施形態に係る過巻防止装置を備えた移動式クレーンの側面図である。 本発明の実施形態に係る過巻防止装置を備えた移動式クレーンの要部拡大図である。図2(a)は、ブームヘッドの正面図である。図2(b)は、ブームヘッドの側面図である。 本発明の実施形態に係る過巻防止装置を備えた移動式クレーンのロープの掛数と着色部との関係を示す模式図である。図3(a)は、掛数が1本掛の場合の模式図である。図3(b)は、掛数が4本掛の場合の模式図である。図3(c)は、掛数が6本掛の場合の模式図である。 本発明の実施形態に係る過巻防止装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る過巻防止装置の入力受付部と検出部との設定を関連づける管理テーブルの一例を示す図である。図5(a)は、コントローラが備える管理テーブルの一例を示す図である。図5(b)は、検出部が備える管理テーブルの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る過巻防止装置の動作処理を示すフローチャートである。
(実施形態)
以下、本発明の実施形態に係る過巻防止装置について、図1〜図6を参照しながら説明する。ただし、以下に説明される実施形態は、本発明のいくつかの例を示すものであって、本発明の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本発明の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
[移動式クレーンの概略構成]
本発明の実施形態に係る過巻防止装置を備えた移動式クレーン1の概略構成について図1〜図3を用いて説明する。
図1に示すように、移動式クレーン1は、道路及び作業エリア内を走行するための車体10と、クレーン作業を行うためのクレーン装置20と、車体10による走行及びクレーン装置20によるクレーン作業の各種操作を乗員が行うためのキャブ30と、を備えている。クレーン装置20及びキャブ30は、車体10に対して水平方向に旋回可能な旋回台40に支持されており、旋回台40の幅方向一方にクレーン装置20が配置され、幅方向他方にキャブ30が配置されている。旋回台40は、図示しない油圧式の旋回モータによって旋回動作を行う。
車体10は、前側及び後側の幅方向の両側に設置された車輪11と、前側の車輪11の前方及び後側の車輪11の後方に設置されたアウトリガ12と、を備えている。車体10は、不図示のエンジンの駆動力によって車輪11を回転させることによって走行する。また、車体10は、各アウトリガ12を幅方向に張り出して下端を接地させることによって、クレーン装置20によるクレーン作業を行う際に安定して支持される。
クレーン装置20は、車体10に対して伸縮自在かつ起伏自在に構成された伸縮ブーム21と、伸縮ブーム21の先端部から垂下される合成繊維製のロープ22と、ロープ22の繰出し又は巻き込みを行うためのウインチ23と、を備えている。
尚、伸縮ブーム21は、車体10に対して起伏動作を行うが、本実施形態の説明では、伸縮ブーム21の伸縮方向を水平方向に向けた状態を基準として上下方向の記載を行うとともに、伸縮ブーム21の基端部から先端部に向かう方向を前方と定義し、先端部から基端部に向かう方向を後方として定義する。
伸縮ブーム21は、それぞれ筒状に形成された複数のブーム部材21aによって構成されたテレスコピック機構によって伸縮自在となっており、伸縮ブーム21内に設けられている不図示の油圧式のブーム伸縮シリンダによって伸縮動作を行う。また、最基端側のブーム部材21aは、基端部が旋回台40に上下方向に揺動自在に連結されている。最基端側のブーム部材21aの伸長方向の略中央部と旋回台40との間には、油圧式のブーム起伏シリンダ21bが連結されており、ブーム起伏シリンダ21bの伸縮動作によって伸縮ブーム21が起伏動作を行う。また、伸縮ブーム21の最先端側に位置するブーム部材21aの先端部には、上下方向に延びるブームヘッド21cが設けられている。
ブームヘッド21cは、図2(a)及び図2(b)に示すように、上端側に設けられたガイドシーブ21dと、下端側に設けられた複数のトップシーブ21eとを有している。
また、ブームヘッド21cにおけるガイドシーブ21d及びトップシーブ21eとの間には、ウインチ23による繰出し動作又は巻き込み動作によって通過するロープ22の後述する着色部22aを検出するための検出部21fが設けられている。検出部21fは、具体的には色判別センサであり、複数種類の色から一つの色を設定可能であり、設定された色を検出する。本実施形態において、検出部21fは、検出対象の色として赤色、青色及び緑色が検出可能であり、赤色、青色及び緑色からいずれかの色を設定すると、設定された色を検出する。尚、検出対象の色はこれに限られず、他の色も検出できるものとする。
ロープ22は、ウインチ23から繰り出されてガイドシーブ21d及びトップシーブ21eを介して伸縮ブーム21の先端部から垂下されている。また、図1に示すように、ブームヘッド21cから垂下されたロープ22の先端側には、フックブロック22bが設けられている。フックブロック22bには、ロープ22が巻き掛けられる複数のフックシーブ22cが設けられている。ブームヘッド21cとフックブロック22bとの間には、複数種類のロープ22の掛数の設定が可能である。また、ロープ22には、図3に示すとおり、検出部21fによる検出対象となる複数の着色部22aとして、第1着色部22a1、第2着色部22a2及び第3着色部22a3が設けられている。
第1着色部22a1、第2着色部22a2及び第3着色部22a3は、それぞれロープ22の色とは異なる色で着色され、互いに異なる色で着色されたシート状の部材をロープ22に巻きつけることによって構成されている。第1着色部22a1、第2着色部22a2及び第3着色部22a3は、互いに異なるロープ22の掛数において、ブームヘッド21cとフックブロック22bとの距離が互いに接触しない程度の所定距離Lとなる状態で、検出部21fによる検出が可能な位置に設けられている。
第1着色部22a1は、図3(a)に示すように、ロープ22の掛数が1である1本掛において、ブームヘッド21cとフックブロック22bとの距離が所定距離Lとなるときに検出部21fによって検出可能な位置に赤色で着色されている。
第2着色部22a2は、図3(b)に示すように、ロープ22の掛数が4である4本掛において、ブームヘッド21cとフックブロック22bとの距離が所定距離Lとなるときに検出部21fによって検出可能な位置に青色で着色されている。
第3着色部22a3は、図3(c)に示すように、ロープ22の掛数が6である6本掛において、ブームヘッド21cとフックブロック22bとの距離が所定距離Lとなるときに検出部21fによって検出可能な位置に緑色に着色されている。
ウインチ23は、ロープ22が巻き掛けられる不図示のウインチドラムと、ウインチドラムを正回転方向及び逆回転方向に駆動させるための不図示の油圧式のウインチモータと、を有している。
[過巻防止装置の構成]
次に、本発明の実施形態に係る過巻防止装置の構成について図4及び図5に基づいて説明する。尚、以下の説明においては、適宜図1〜図3を参酌する。
図4に示すように、過巻防止装置100は、上述した検出部21fに加えて、過巻防止装置100の動作全体を制御するためのコントローラ110と、乗員のクレーン作業の操作及び過巻防止装置100の各種設定に関する入力を受け付ける入力受付部120と、ウインチモータに供給される作動油の流量や流通方向等を制御するためのウインチモータ用コントロールバルブ130と、ブーム伸縮シリンダに供給される作動油の流量や流通方向等を制御するためのブーム伸縮シリンダ用コントロールバルブ140と、ブーム起伏シリンダ21bに供給される作動油の流量や流通方向等を制御するためのブーム起伏シリンダ用コントロールバルブ150と、検出部21fがロープ22の着色部22aを検出したことを乗員及び移動式クレーン1の周囲に音及び光で報知する報知部160と、を備えている。
コントローラ110は、不図示のプロセッサ、メモリ及びストレージ等から構成されており、過巻防止装置100に含まれる各種構成要素を統括的に制御し、過巻防止装置100の各種機能を実現するための制御処理を実行する。プロセッサは、本実施形態におけるプログラムをストレージから呼び出してメモリに展開し、これらを所定順序で実行することにより、ロープ22の過巻状態の防止に関する過巻防止処理を実行する。
また、コントローラ110は、掛数が入力受付部120に入力されると、検出部21fを受け付けた掛数に関連づけられている掛数用設定に設定する。そして、検出部21fは、掛数用設定に関連づけられた色に着色された着色部22aを検出する。
具体的には、図5(a)及び図5(b)に示すように、コントローラ110は、入力受付部120で掛数1と入力された場合、コントローラ側管理テーブルに基づいて、検出部21fを掛数1用設定に設定する。検出部21fは、検出部側管理テーブルに基づいて、掛数1用設定に関連付けられている赤色を検出対象の色として検出するように動作する。
また、入力受付部120で掛数4と入力された場合、コントローラ110は、コントローラ側管理テーブルに基づいて、検出部21fを掛数2用設定に設定する。検出部21fは、検出部側管理テーブルに基づいて、掛数2用設定に関連付けられている青色を検出対象の色として検出するように動作する。
また、入力受付部120で掛数6と入力された場合、コントローラ110は、コントローラ側管理テーブルに基づいて、検出部21fを掛数3用設定に設定する。検出部21fは、検出部側管理テーブルに基づいて、掛数3用設定に関連付けられている緑色を検出対象の色として検出するように動作する。
[過巻防止装置の動作]
次に、本実施形態に係る過巻防止装置100の動作(過巻防止処理)について図6を用いて説明する。尚、以下の説明においては、適宜図1〜図5を参酌する。
図6に示すように、最初に、コントローラ110は、入力受付部120で掛数の入力がされたかどうかを判定する(ステップS501)。ステップS501の判定の結果、コントローラ110が入力受付部120で掛数の入力がされていないと判定した場合(ステップS501のNo)、コントローラ110はそのまま処理を終了する。
ステップS501の判定の結果、コントローラ110が入力受付部120で掛数の入力がされていると判定した場合(ステップS501のYes)、コントローラ110は、入力された掛数を受け付け、コントローラ側管理テーブルを参照して、検出部21fを受け付けた掛数に関連づけられた掛数用設定に設定する(ステップS502)。そして、コントローラ110は、ステップS502で設定された検出部21fを介してロープ22の着色部22aを検出する監視状態にはいる。
次に、コントローラ110は、ウインチ23によるロープ22の繰出し及び巻き込み、並びに、伸縮ブーム21の伸縮動作及び起伏動作によりフックブロック22bを上下方向に移動させる際に、検出部21fによってロープ22の着色部22aを検出したかどうかを判定する(ステップS503)。ステップS503の判定の結果、コントローラ110が検出部21fによってロープ22の着色部22aを検出していないと判定した場合(ステップS503のNo)、コントローラ110は再び監視状態に戻る。
また、ステップS503の判定の結果、コントローラ110が検出部21fによってロープ22の着色部22aを検出したと判定した場合(ステップS503のYes)、コントローラ110は伸縮ブーム21に対するフックブロック22bの動作を停止する(ステップS504)。具体的には、コントローラ110は、ウインチモータ用コントロールバルブ130を介してウインチモータを停止させることによってウインチ23によるロープ22の繰出し及び巻き込みを停止する。また、コントローラ110は、ブーム伸縮シリンダ用コントロールバルブ140を介してブーム伸縮シリンダを停止させることによって伸縮ブーム21の伸縮動作を停止する。更に、コントローラ110は、ブーム起伏シリンダ用コントロールバルブ150を介してブーム起伏シリンダ21bを停止させることによって伸縮ブーム21の起伏動作を停止する。
次に、コントローラ110は、ステップS504でウインチ23及び伸縮ブーム21の動作を停止したことを、報知部160を介して乗員及び移動式クレーン1の周囲に対して報知する(ステップS505)。尚、報知部160は、乗員及び移動式クレーン1の周囲に対して、警告音等の音で通知しても良いし、回転灯等の光で通知しても良いし、又は、液晶ディスプレイ等に警告文で通知しても良いものとする。
[実施形態による効果]
以上のように、本実施形態では、クレーン装置20に備えられたコントローラ110が、ロープ22が垂下されるロープ垂下部である伸縮ブーム21の先端部と吊り具であるフックブロック22bとの間におけるロープ22の掛数を複数種類に設定できる。また、本実施形態では、検出部21fが、伸縮ブーム21の先端部に対してフックブロック22bを上下方向に移動させる際にロープ22が通過する所定位置に固定され、コントローラ110によって設定されたロープ22の掛数に応じて異なる色を検出できる。また、本実施形態では、ロープ22が、伸縮ブーム21の先端部とフックブロック22bとの距離が所定距離Lとなる状態で、ロープ22の掛数それぞれにおいて検出部21fによって検出可能な色で着色された複数の着色部22aを有している。
そして、コントローラ110が、入力受付部120でロープ22の掛数の入力を受け付け、受け付けた掛数に関連付けられた掛数用設定に検出部21fを設定している。そして、検出部21fが、掛数用設定に関連付けられた検出対象の色を検出するように動作している。即ち、本実施形態では、コントローラ110は、ロープ22の掛数が設定されると、検出部21fを介して複数の着色部22aの中から設定された掛数に対応したロープ22の着色部22aを選択的に検出することができる。
このため、本実施形態では、コストを抑制しつつ、複数種類のロープの掛数のそれぞれにおいてロープの過巻状態を確実に検出することができる。
また、本実施形態では、コントローラ110が、停止制御部として、検出部21fによってロープ22の着色部22aを検出すると伸縮ブーム21の先端部に対するフックブロック22bの動作を停止させる。
具体的には、コントローラ110が、停止制御部として、ウインチ23の動作によって伸縮ブーム21の先端部に対してフックブロック22bを上下方向に移動させている状態で、検出部21fによってロープ22の着色部22aを検出すると、ウインチ23の動作を停止させる。また、本実施形態では、コントローラ110が、停止制御部として、伸縮ブーム21の伸縮動作によって伸縮ブーム21の先端部に対してフックブロック22bを上下方向に移動させている状態で、検出部21fによってロープ22の着色部22aを検出すると、伸縮ブーム21の伸縮動作を停止させる。
このため、本実施形態では、ウインチ23の動作及び伸縮ブーム21の伸縮動作を停止することによって、伸縮ブーム21の先端部とフックブロック22bとの接触を確実に防止することができる。更に、乗員がウインチ23の動作及び伸縮ブーム21の伸縮動作による過巻の発生を考慮する必要がないため、クレーン作業における乗員の操作の負担を軽減することができる。
また、本実施形態では、検出部21fが、ロープ22の着色部22aが通過する位置として、ロープ22を送る方向に配置された伸縮ブーム21の先端の上端側に設けられたガイドシーブ21dと伸縮ブーム21の先端の下端側に設けられたトップシーブ21eとの間に設置されている。
このため、本実施形態では、伸縮ブーム21の伸縮動作又は起伏動作によるロープ22の位置の変動が少ない伸縮ブーム21の先端部に検出部21fが設置されているため、ロープ22の着色部22aを確実に検出することができる。
また、本実施形態では、コントローラ110が、検出部21fを介してロープ22の着色部22aを検出すると、報知部160にウインチ23及び伸縮ブーム21の動作を停止したことを乗員及び移動式クレーン1の周囲に対して報知させている。
このため、本実施形態では、クレーン装置20の周囲にウインチ23及び伸縮ブーム21の動作を停止したことを報知することによって、乗員又は移動式クレーン1の周囲の作業員にフックブロック22bの状態を確認させることができる。
また、本実施形態では、ロープ22の着色部22aがシート状の部材をロープ22に巻き付けることによって構成されている。
このため、本実施形態では、簡便に着色部22aの取り付け及び取り替えができる。
[その他]
上述の実施形態において、過巻防止装置100が伸縮ブーム21を備えたクレーン装置20に取り付けられているが、これに限られないものとする。過巻防止装置100は、伸縮しないブームを備えたクレーン装置、例えばタワークレーン等に備えられていても良いものとする。
また、上述の実施形態において、検出部21fが伸縮ブーム21の先端部に設置されていたが、これに限られないものとする。検出部21fは、伸縮するブームを備えていないクレーン装置、例えば橋形クレーン又はタワークレーン等の場合、ウインチのロープの繰出し及び巻き込み部分に設置されても良いものとする。
また、上述の実施形態において、ロープ垂下部が伸縮ブーム21の先端部としていたが、これに限られないものとする。ロープ垂下部は、ブームを備えていないクレーン装置、例えば橋形クレーン装置等の場合、ウインチのロープの繰出し及び巻き込み部分にしてもよいものとする。
また、上述の実施形態において、ロープ22が合成繊維ロープであるが、これに限られないものとする。ロープ22は、吊荷の重量に耐えられる十分な引張強度を備えられていれば良く、ワイヤロープ等に代替えできるものとする。
また、上述の実施形態において、過巻防止装置100は、伸縮ブーム21を備えたクレーン装置20に適用していたが、伸縮ブーム21の先端にジブを取り付けたジブ付き伸縮ブーム21を備えたクレーン装置20にも適用することができる。このような場合、検出部21fは、ジブの先端部に設置されるものとする。
また、上述の実施形態において、ロープ22の着色部22aは、シート状の部材をロープ22に巻きつけることによって構成されていたが、これに限られないものとする。ロープ22の着色部22aは、着色された繊維を編みこむことによって構成してもよいものとする。この場合には、摩耗による着色部22aの表面の剥がれを防止できるため、着色部22aのメンテナンスの負担が軽減される。
また、上述の実施形態において、過巻防止装置100の動作をロープ22の掛数が1本掛、4本掛及び6本掛の3種類の場合で説明したが、これに限られないものとする。過巻防止装置100は、ロープ22の掛数が2種類又は4種類以上でも適用できるものとする。
1 移動式クレーン
10 車体
11 車輪
12 アウトリガ
20 クレーン装置
21 伸縮ブーム
21a ブーム部材
21b ブーム起伏シリンダ
21c ブームヘッド
21d ガイドシーブ
21e トップシーブ
21f 検出部
22 ロープ
22a 着色部
22a1 第1着色部
22a2 第2着色部
22a3 第3着色部
22b フックブロック
22c フックシーブ
23 ウインチ
30 キャブ
40 旋回台
100 過巻防止装置
110 コントローラ
120 入力受付部
130 ウインチモータ用コントロールバルブ
140 ブーム伸縮シリンダ用コントロールバルブ
150 ブーム起伏シリンダ用コントロールバルブ
160 報知部

Claims (8)

  1. ロープが垂下されるロープ垂下部と吊り具との間における前記ロープの掛数を複数種類設定可能なクレーン装置の過巻防止装置であって、
    前記ロープ垂下部に対して前記吊り具を上下方向に移動させる際に送られる前記ロープが通過する所定位置に固定され、設定された前記ロープの掛数に応じて異なる色を検出する検出部を備え、
    前記ロープは、前記ロープ垂下部と前記吊り具との距離が所定距離となる状態で、複数種類の掛数のそれぞれにおける前記検出部に隣接する部分に、前記検出部によって検出可能な色で着色された着色部を有している
    過巻防止装置。
  2. 前記検出部によって前記着色部を検出すると、前記ロープ垂下部に対する前記吊り具の動作を停止させる停止制御部を更に備えた
    請求項1に記載の過巻防止装置。
  3. 前記ロープが巻き掛けられ、前記ロープの繰出し及び巻き込みを行うウインチを更に備え、
    前記停止制御部は、前記ウインチの動作によって前記ロープ垂下部に対して前記吊り具を上下方向に移動させている状態で、前記検出部によって前記着色部を検出すると、前記ウインチの動作を停止させる
    請求項2に記載の過巻防止装置。
  4. 伸縮自在に構成され、先端部がロープ垂下部となる伸縮ブームを更に備え、
    前記停止制御部は、前記伸縮ブームの伸縮動作によって前記ロープ垂下部に対して前記吊り具を上下方向に移動させている状態で、前記検出部によって前記着色部を検出すると、前記伸縮ブームの伸縮動作を停止させる
    請求項2または3に記載の過巻防止装置。
  5. 前記検出部が固定される所定位置は、前記ロープを送る方向に配置された前記伸縮ブームの先端の上端側に設けられたシーブと前記伸縮ブームの先端の下端側に設けられたシーブとの間である
    請求項4に記載の過巻防止装置。
  6. 前記検出部によって前記着色部を検出した状態を報知する報知部を更に備えた
    請求項1乃至5のいずれかに記載の過巻防止装置。
  7. 前記着色部は、シート状の部材を前記ロープに巻き付けることによって構成される
    請求項1乃至6のいずれかに記載の過巻防止装置。
  8. 前記ロープは、合成繊維ロープであり、
    前記着色部は、前記ロープに着色された繊維を編み込むことによって構成される
    請求項1乃至6のいずれかに記載の過巻防止装置。
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