JP2020125204A - クレーンシステム、及びクレーンシステムの監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンスの作業効率を向上できるクレーンシステム、及びクレーンシステムの監視方法を提供する。【解決手段】クレーンシステム１００は、クレーンシステム１００の動作に伴って移動する移動物の移動範囲を複数の領域に分割する領域設定部４１と、それぞれの領域に対する負荷を測定する測定部４２と、を備える。このように測定部４２が、移動範囲を分割した複数の領域に対する負荷を測定する場合、実際のクレーンシステム１００の稼働状況に沿った負荷の測定を行うことができる。これにより、演算部４３は、どの領域にどの程度の負荷がかかっているかの分布を把握することができる。演算部４３は、このような測定部４２の測定結果に基づき、監視対象に作用した負荷レベルを演算することで、監視対象のどの部位での負荷レベルが大きくなっているかを演算することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、クレーンシステム、及びクレーンシステムの監視方法に関する。

例えば特許文献１には、レール上を走行する走行体と、走行体上に設置される塔体と、塔体上に設置される旋回体と、旋回体に取り付けられるジブと、を備えるジブクレーンが開示されている。このジブクレーンは、旋回体を旋回させることでジブの向きを変更し、ジブを起伏させることで旋回半径を変更することができる。

特開２０１４−１９８６３０号公報

上述のようなクレーンシステムでは、当該クレーンシステムの稼働部位に対して、メンテナンスを行う必要がある。しかしながら、クレーンシステムの稼働状況は、使用場所などによって異なるため、各稼働部位中でも、負荷レベルの大きい部位と、負荷レベルの小さい部位が存在する。従って、クレーンシステムの全ての稼働部位に対して同様なメンテナンスを行うと、メンテナンスの作業効率が低下してしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、クレーンシステムのメンテナンスの作業効率を向上できるクレーンシステム、及びクレーンシステムの監視方法を提供することを目的とする。

本発明に係るクレーンシステムは、対象物を移動させるクレーンシステムであって、クレーンシステムの動作に伴って移動する移動物の移動範囲を複数の領域に分割する領域設定部と、それぞれの領域に対する負荷を測定する測定部と、測定部の測定結果に基づき、監視対象に作用した負荷レベルを演算する演算部と、演算部の演算結果に基づく情報を出力する出力部と、を備える。

本発明に係るクレーンシステムは、クレーンシステムの動作に伴って移動する移動物の移動範囲を複数の領域に分割する領域設定部と、それぞれの領域に対する負荷を測定する測定部と、を備える。このように測定部が、移動範囲を分割した複数の領域に対する負荷を測定する場合、実際のクレーンシステムの稼働状況に沿った負荷の測定を行うことができる。これにより、演算部は、どの領域にどの程度の負荷がかかっているかの分布を把握することができる。演算部は、このような測定部の測定結果に基づき、監視対象に作用した負荷レベルを演算することで、監視対象のどの部位での負荷レベルが大きくなっているかを演算することができる。出力部が、このような演算部の演算結果に基づく情報を出力することで、ユーザーは、メンテナンスの際に優先的に点検を行う部位を把握することができる。これにより、クレーンシステムのメンテナンスの作業効率を向上できる。

クレーンシステムは旋回クレーンであって、演算部は、監視対象としてクレーンシステムの旋回ベアリングの負荷レベルを演算してよい。旋回ベアリングには、クレーンシステムの旋回時に負荷がかかる。しかし、クレーンシステムの旋回状況によって、旋回ベアリングは、周方向における負荷レベルの分布がばらつき易くなる。よって、このような旋回ベアリングを監視対象とすることで、周方向において負荷レベルが高い部位を優先的に点検することができる。

クレーンシステムにおいて、演算部は、監視対象としてクレーンシステムをガイドする走行レールの負荷レベルを演算してよい。走行レールには、クレーンシステムの走行時に負荷がかかる。しかし、クレーンシステムの走行状況によって、走行レールは、長手方向における負荷レベルの分布がばらつき易くなる。よって、このような走行レールを監視対象とすることで、走行レールの各部位のうち、負荷レベルが高い部位を優先的に点検することができる。

クレーンシステムにおいて、演算部は、監視対象としてクレーンシステムのロープの負荷レベルを演算してよい。ロープには、クレーンシステムの巻上げ・巻下げ時、起伏時に負荷がかかる。しかし、クレーンシステムの稼働状況によって、ロープは、長手方向における負荷レベルの分布がばらつき易くなる。よって、このようなロープを監視対象とすることで、ロープの各部位のうち、負荷レベルが高い部位を優先的に点検することができる。

クレーンシステムは、ジブクレーンであってよい。ジブクレーンは、稼働部位も多く、各部位における負荷レベルのバラツキも大きい。よって、本願の効果がより顕著となる。

クレーンシステムにおいて、測定部は、移動物が領域へ入る時の負荷と、当該領域から出る時の負荷との平均値を当該領域における負荷として測定してよい。これにより、測定部は、領域における負荷を状況に合わせて正確に測定できる。

本発明に係るクレーンシステムの監視方法は、対象物を移動させるクレーンシステムの監視方向であって、クレーンシステムの動作に伴って移動する移動物の移動範囲を複数の領域に分割する領域設定工程と、それぞれの領域に対する負荷を測定する測定工程と、測定工程の測定結果に基づき、監視対象に作用した負荷レベルを演算する演算工程と、演算工程の演算結果に基づき、負荷レベルの高い箇所を優先的に点検させる情報を出力する出力工程と、を備える。

このクレーンシステムの監視方法によれば、上述のクレーンシステムと同趣旨の作用・効果を得ることができる。また、出力工程では、負荷レベルの高い箇所を優先的に点検させる情報を出力する。これにより、ユーザーは、メンテナンス時には負荷レベルの高い箇所を優先的に点検するように誘発される。従って、メンテナンスの作業効率が向上する。

本発明によれば、クレーンシステムのメンテナンスの作業効率を向上できるクレーンシステム、及びクレーンシステムの監視方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るクレーンシステムを示す概略図である。 図１に示すクレーンシステムの概略構成図である。 クレーンシステムの巻上げ・巻下げ動作及び起伏動作に関わる稼働部位を監視対象とする場合について説明するための図である。 クレーンシステムの旋回動作に関わる稼働部位を監視対象とする場合について説明するための図である。 旋回ベアリングの全周にわたる負荷レベルの分布を示すグラフである。 クレーンシステムの走行動作で負荷を受ける部位を監視対象とする場合について説明するための図である。 ワイヤーロープを監視対象とする場合について説明するための図である。 本発明の実施形態に係るクレーンシステムの監視方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るクレーンシステムの監視方法を示すフローチャートである。 ワイヤーロープの各層の負荷レベルを示す三次元グラフである。

以下、本発明によるクレーンシステムの好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るクレーンシステムを示す概略図である。図２は、図１に示すクレーンシステムの概略構成図である。

本実施形態に係るクレーンシステム１００は、各箇所における負荷状況に関するデータを蓄積すると共に、メンテナンス時などに蓄積したデータを有効に利用することができるシステムである。クレーンシステム１００は、システム構成としては、計測装置１０と、制御装置４０と、入力部５１と、出力部５２と、を備える。

図２に示すように、クレーンシステム１００は、旋回を行うと共に走行を行うことができるジブクレーンである。クレーンシステム１００は、装置構成としては、走行体１１、塔体１２、旋回体１３、ジブ１４、マスト１５、及び走行レールＲを有している。

走行体１１は、一対の脚部１１ａ，１１ｂ、及び、一対の脚部１１ａ，１１ｂをそれらの上部で接続する桁部１１ｃを含んでいる。一対の脚部１１ａ，１１ｂの下部には、走行レールＲ上を駆動される車輪が設けられている。走行体１１は、車輪が走行レールＲ上を駆動されることで、走行レールＲに沿って走行する。塔体１２は、走行体１１の桁部１１ｃ上に立設された柱状の構造体である。

旋回体１３は、塔体１２の上端に設けられ、塔体１２に対して鉛直軸線ＣＬ回りに旋回可能である。塔体１２と旋回体１３との間には旋回ベアリング１７が設けられる。旋回体１３は、その上部に運転室１３ａを含んでいる。ジブ１４は、旋回体１３の一端部１３ｂにピン結合されている。ジブ１４は、旋回体１３の一端部１３ｂ側を基端部１４ａとして延在している。マスト１５は、旋回体１３上に立設されている。旋回体１３の他端部１３ｃ、マスト１５の上端部であるマストトップ１５ａ、及びジブ１４の先端部１４ｂは、ワイヤーロープＷ１により互いに支持されている。ワイヤーロープＷ１が巻取り及び巻戻しされることにより、ジブ１４は、その基端部１４ａを支点として起伏動作を行う。また、ワイヤーロープＷ２は、吊部１６と連結されている。ワイヤーロープＷ２が巻き取り及び巻戻しされることにより、吊部１６は、上下方向へ移動する。

図１に戻り、計測装置１０は、荷重計２１と、位置検出器２２を備えている。荷重計２１は、クレーンシステム１００が吊っている荷重を測定するセンサである。位置検出器２２は、吊部１６で吊られる荷物の移動範囲（すなわち吊部１６の移動範囲）を検出することができるセンサである。上述のように、ジブ１４が起伏動作を行うことで、吊部１６の鉛直軸線ＣＬからの旋回半径が変化する。また、吊部１６が上下動することによって、揚程が変化する。位置検出器２２は、これらの旋回半径及び揚程を検出することができる。また、吊部１６の鉛直軸線ＣＬ周りの位置は、旋回体１３の旋回によって変化する。位置検出器２２は、吊部１６が旋回方向におけるどの位置（角度）に存在するかを検出することができる。また、位置検出器２２は、走行レールＲに沿った方向のうち、クレーンシステム１００がどの位置に存在するかを検出できる。荷重計２１及び位置検出器２２は、測定結果を制御装置４０へ送信する。

入力部５１は、ユーザーが制御装置４０に対して情報入力を行うインターフェースである。入力部５１は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、マイクなどが採用される。出力部５２は、制御装置４０からの情報をユーザーに出力するインターフェースである。出力部５２は、例えば、モニタ、スピーカなどが採用される。

制御装置４０は、クレーンシステム１００全体を制御する装置である。制御装置４０は、プロセッサ、メモリ、ストレージ、通信インターフェース及びユーザインターフェースを備え、一般的なコンピュータとして構成されている。プロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算器である。メモリは、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶媒体である。ストレージは、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶媒体である。通信インターフェースは、データ通信を実現する通信機器である。プロセッサは、メモリ、ストレージ、通信インターフェース及びユーザインターフェースを統括し、後述する機能を実現する。制御装置４０では、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。制御装置４０は、複数のコンピュータから構成されていてもよい。

制御装置４０は、領域設定部４１と、測定部４２と、演算部４３と、記憶部４４と、を備えている。制御装置４０は、クレーンシステム１００のうち、当該クレーンシステム１００の稼働によって負荷が蓄積される部位を監視することができる。このような部位を監視対象と称する。このような監視対象として、例えば、ワイヤーロープＷ１，Ｗ２、旋回ベアリング１７、走行レールＲなどが挙げられる。制御装置４０は、クレーンシステム１００の使用状態の履歴に応じて、監視対象のどの部分に特に負荷が蓄積しているかを把握することができる。

領域設定部４１は、クレーンシステム１００の動作に伴って移動する移動物の移動範囲を複数の領域に分割する。領域設定部４１は、監視対象の負荷レベルに影響を及ぼす移動物の移動について、領域の分割処理を行う。例えば、移動物が荷物（吊部１６）である場合、当該荷物は上下方向、半径方向、及び旋回方向に移動するが、どの方向における移動範囲について分割処理を行うかは、監視対象に応じて決定してよい。

測定部４２は、領域設定部４１によって設定された、それぞれの領域に対する負荷を測定する部分である。測定部４２は、荷重計２１及び位置検出器２２からの情報に基づいて、各領域の負荷を測定する。測定部４２は、吊部１６に吊される荷物の荷重以外にモーメントも作用する場合、当該モーメントも考慮して負荷を測定する。

演算部４３は、測定部４２の測定結果に基づき、監視対象に作用した負荷レベルを演算する。なお、負荷レベルとは、監視期間のクレーンシステム１００の使用状況の中で、監視対象に対してどの程度の負荷がかかって来たのかを示すパラメータである。負荷レベルとして、負荷の積算値が採用されてよい。ただし、負荷レベルは、特定の領域に対して、どの程度の負荷がかかったのかを示す情報であれば、具体的にどのようなパラメータを用いるかは限定されない。また、演算部４３は、各領域の負荷レベルの演算結果に基づいて、監視対象物の各部位に作用する負荷レベルを演算することができる。記憶部４４は、演算部４３によって演算された各領域の負荷レベルを記憶しておく部分である。演算部４３は、監視対象に作用した負荷レベルを出力部５２にて出力する。演算部４３がどのような情報を出力部５２で出力するかは、具体例と共に後述する。

図３を参照して、クレーンシステム１００の巻上げ・巻下げ動作及び起伏動作に関わる稼働部位（すなわち当該動作で負荷を受ける部位）を監視対象とする場合について説明する。巻上げ・巻下げ動作に関わる稼働部位として、例えばワイヤーロープＷ２が挙げられる。図３に示すように、領域設定部４１は、荷物が上下動する移動範囲である「揚程」を複数の領域に分割する。例えば、領域設定部４１は、「揚程」を上下方向に一定ピッチで分割することで複数の領域ＥＡを設定する。

測定部４２は、荷重計２１及び位置検出器２２の結果に基づいて、各領域ＥＡに対する負荷を測定する。例えば、「重さＸ１」の荷物が位置Ｐ１から軌道ＴＬを通過して位置Ｐ２へ移動した場合を想定する。このとき、測定部４２は、位置Ｐ１に対応する領域ＥＡから位置Ｐ３に対応する領域ＥＡに対して「重さＸ１」分の負荷が作用したことを測定する。また、測定部４２は、位置Ｐ３に対応する領域ＥＡから位置Ｐ２に対応する領域ＥＡに対して「重さＸ１」分の負荷が作用したことを測定する。演算部４３は、記憶部４４から、監視開始から現在に至るまでの各領域ＥＡでの負荷の積算値を読み出す。また、演算部４３は、読み出した積算値に対して、今回の測定によって得られた負荷情報（「重さＸ１」という負荷が、どの領域ＥＡに作用したかという情報）を対応する領域ＥＡの積算値に加算する。これにより、演算部４３は、監視開始から現在に至るまでの、各領域ＥＡに作用した負荷レベル（ここでは負荷の積算値）を更新する。演算部４３は、監視対象であるワイヤーロープＷ２の負荷レベルを示すデータとして、各領域ＥＡの負荷の積算値を用いることができる。記憶部４４は、更新された情報を記憶する。記憶部４４は、上下方向における各領域ＥＡでの負荷の積算値を示す最新のグラフＧＡを得ることができる。

図３を参照して、クレーンシステム１００の起伏動作に関わる稼働部位（すなわち当該動作で負荷を受ける部位）を監視対象とする場合について説明する。起伏動作に関わる稼働部位として、例えばワイヤーロープＷ１が挙げられる。図３に示すように、領域設定部４１は、荷物が径方向において移動し得る移動範囲である「作業半径」を複数の領域に分割する。なお、作業半径の範囲は、起伏によって吊部１６が鉛直軸線ＣＬから最も遠くなるときの最大半径と、起伏によって吊部１６が鉛直軸線ＣＬに最も近くなるときの最小半径との間の領域に設定される。例えば、領域設定部４１は、径方向に並ぶグラフの幅を一つの領域ＥＢとする。

測定部４２は、荷重計２１及び位置検出器２２の結果に基づいて、各領域ＥＢに対する負荷を測定する。例えば、前述のように「重さＸ１」の荷物が位置Ｐ１から軌道ＴＬを通過して位置Ｐ２へ移動した場合を想定する。このとき、測定部４２は、位置Ｐ１に対応する領域ＥＡから位置Ｐ２に対応する領域ＥＡに対して「重さＸ１」分の負荷が作用したことを測定する。演算部４３は、記憶部４４から、監視開始から現在に至るまでの各領域ＥＢでの負荷の積算値を読み出す。また、演算部４３は、読み出した積算値に対して、今回の測定によって得られた負荷情報（「重さＸ１」という負荷が、どの領域ＥＢに作用したかという情報）を対応する領域ＥＢの積算値に加算する。これにより、演算部４３は、監視開始から現在に至るまでの、各領域ＥＢに作用した負荷レベル（ここでは負荷の積算値）を更新する。演算部４３は、監視対象であるワイヤーロープＷ１の負荷レベルを示すデータとして、各領域ＥＢの負荷の積算値を用いることができる。記憶部４４は、更新された情報を記憶する。これにより、記憶部４４は、上下方向における各領域ＥＢでの負荷の積算値を示す最新のグラフＧＢを得ることができる。

次に、図４を参照して、クレーンシステム１００の旋回動作に関わる稼働部位（すなわち当該動作で負荷を受ける部位）を監視対象とする場合について説明する。旋回動作に関わる稼働部位として、例えば旋回ベアリング１７が挙げられる。図４（ａ）に示すように、領域設定部４１は、クレーンシステム１００の旋回動作によって荷物が移動する移動範囲を複数の領域に分割する。上方から見たときに、移動範囲は、鉛直軸線ＣＬを中心とした円を描くように設定される。領域設定部４１は、移動範囲を旋回方向に複数の領域に分割する。また、クレーンシステム１００の起伏によって荷物の径方向の位置が変化する。従って、領域設定部４１は、移動範囲を径方向にも複数の領域に分割する。これにより、領域設定部４１は、移動範囲を旋回方向及び径方向に分割することで複数の領域ＥＣを設定する。

測定部４２は、荷重計２１及び位置検出器２２の結果に基づいて、各領域ＥＣに対する負荷を測定する。例えば、「重さＸ１」の荷物が位置Ａから位置Ｂへ移動した場合を想定する。ここで、位置Ａでの旋回半径は「Ｌ１」であり位置Ｂでの旋回半径は「Ｌ２」であり、荷物の移動中に旋回半径が変化している。荷物の重さが同じであっても、旋回半径が大きいほうがモーメントが大きくなる。すなわち、監視対象である旋回ベアリング１７に作用する負荷は、旋回半径が大きいほど大きくなる。従って、測定部４２は、荷物の重さに加えて、旋回半径を考慮して、各領域ＥＣに対する負荷を演算する。測定部４２は、「重さＸ１」に旋回半径を掛け合わせたモーメントを当該領域ＥＣに対する負荷として測定する。また、荷物がある領域ＥＣへ入った時の旋回半径と、当該領域ＥＣから出る時の旋回半径とが異なる場合がある。このような場合を考慮し、測定部４２は、領域ＥＣへ入る時の負荷と、当該領域ＥＣから出る時の負荷との平均値を当該領域における負荷として測定する。例えば、図４（ｂ）に示すように、測定部４２が領域ＥＣａの負荷を演算する場合、測定部４２は、荷物が領域ＥＣａへ入る時の位置Ｐ３における負荷と、領域ＥＣａから出る時の位置Ｐ４における負荷と、を測定する。そして、測定部４２は、両者の平均値を領域ＥＣａにおける負荷として測定する。なお、位置Ｐ４は、領域ＥＣａから出る時の位置であると共に、隣の領域ＥＣｂへ入る時の位置である。このように、測定部４２は、位置Ａから位置Ｂへ向かう途中の領域ＥＣの負荷を測定する。

演算部４３は、記憶部４４から、監視開始から現在に至るまでの各領域ＥＣでの負荷の積算値を読み出す。また、演算部４３は、読み出した積算値に対して、今回の測定によって得られた負荷情報（「重さＸ１」に旋回半径を掛け合わせたモーメントで示される負荷が、どの領域ＥＣに作用したかという情報）を対応する領域ＥＣの積算値に加算する。これにより、演算部４３は、監視開始から現在に至るまでの、各領域ＥＣに作用した負荷レベル（ここでは負荷の積算値）を更新する。記憶部４４は、更新された情報を記憶する。

演算部４３は、測定部４２の測定結果に基づき、監視対象である旋回ベアリング１７に作用した負荷レベルを演算する。測定部４２は、図４（ａ）に示すように、移動範囲を径方向に分割して各領域ＥＣに対する負荷を測定した。これに対し、旋回ベアリング１７の特定の旋回角度の位置には、当該位置における径方向の全領域ＥＣに対する負荷が作用する。従って、演算部４３は、特定の旋回角度における径方向の全領域ＥＣの負荷の積算値を全て足し合わせることで、当該旋回角度における旋回ベアリング１７の負荷を演算する。例えば、演算部４３が旋回角度θ１と旋回角度θ２との間の領域における旋回ベアリング１７の負荷レベルを演算するとき、演算部４３は、旋回角度θ１と旋回角度θ２に存在する全ての領域ＥＣの負荷の積算値を足し合わせる。演算部４３は、このような演算を全周にわたって行うことにより、図５に示すように、旋回ベアリング１７の全周にわたる負荷レベルの分布を示すデータを演算する。記憶部４４は、当該データによって示される最新のグラフＧＣを記憶する。これにより、記憶部４４には、どの旋回角度にて旋回ベアリング１７の負荷レベルが大きくなっているかを示すデータを記憶できる。

図６を参照して、クレーンシステム１００の走行動作で負荷を受ける部位を監視対象とする場合について説明する。走行動作で負荷を受ける部位として、例えば走行レールが挙げられる。図６に示すように、領域設定部４１は、移動物であるクレーンシステム１００が走行レールＲに沿って移動する移動範囲を複数の領域に分割する。例えば、領域設定部４１は、移動範囲を走行レールＲが延びる方向に一定ピッチで分割することで複数の領域ＥＤを設定する。

測定部４２は、荷重計２１及び位置検出器２２の結果に基づいて、各領域ＥＤに対する負荷を測定する。例えば、「重さＸ１」の荷物を吊り上げたクレーンシステム１００が走行レールＲに沿って移動することを想定する。このとき、測定部４２は、クレーンシステム１００が通過した位置に対応する領域ＥＤに対して走行動作による負荷が作用したことを測定する。ここで、同じ重さの荷物を吊った状態であっても、旋回半径及び旋回角度が異なる場合、モーメントの関係により、監視対象である走行レールに作用する負荷は異なる。例えば、海側と陸側とで一対の走行レールが設けられている場合について説明する。図６の実線は海側の走行レールＥに対する負荷を示し、破線は陸側の走行レールＲに対する負荷を示す。クレーンシステム１００がジブ１４を海側へ向けて「重さＸ１」の荷物を吊り上げて走行する場合、海側の走行レールＥに作用する負荷の方が、陸側の走行レールＲに作用する負荷よりも大きい。海側の走行レールＥに作用する負荷は、海側への旋回半径が大きくなるほど大きくなる。一方、クレーンシステム１００がジブ１４を陸側へ向けて「重さＸ１」の荷物を吊り上げて走行する場合、陸側の走行レールＲに作用する負荷の方が、海側の走行レールＥに作用する負荷よりも大きい。このように、同じ重さの荷物を吊しているときでも、クレーンシステム１００の旋回半径及び旋回角度によって、走行レールＥ、Ｒに作用する負荷が変動する。

よって、測定部４２は、ある領域ＥＤに対する負荷を測定するときは、当該領域ＥＤでのクレーンシステム１００の旋回半径及び旋回角度を考慮して、負荷を測定する。なお、クレーンシステム１００がある領域ＥＤへ入った時の旋回半径及び旋回角度と、当該領域ＥＤから出る時の旋回半径及び旋回角度とが異なる場合がある。このような場合を考慮し、測定部４２は、領域ＥＤへ入る時の負荷と、当該領域ＥＤから出る時の負荷との平均値を当該領域における負荷として測定する。測定部４２は、一対の走行レールの両方に対して領域ＥＤを設定することで、それぞれの走行レールＥ、Ｒに設定された領域ＥＤに対する負荷を測定できる。また、一つの走行レールに沿って複数のクレーンシステム１００が走行する場合、測定部４２は、複数台分のクレーンシステム１００の走行による負荷を測定できる。

演算部４３は、記憶部４４から、監視開始から現在に至るまでの各領域ＥＤでの負荷の積算値を読み出す。また、演算部４３は、読み出した積算値に対して、今回の測定によって得られた負荷情報を対応する領域ＥＤの積算値に加算する。これにより、演算部４３は、監視開始から現在に至るまでの、各領域ＥＤに作用した負荷レベル（ここでは負荷の積算値）を更新する。演算部４３は、監視対象である走行レールＲの負荷レベルを示すデータとして、各領域ＥＤの負荷の積算値を用いることができる。記憶部４４は、更新された情報を記憶する。記憶部４４は、走行レールＲに沿った方向における各領域ＥＤでの負荷の積算値を示す最新のグラフＧＤを得ることができる。

図６に示す例では、監視対象である走行レールＲ自体に対して複数の領域が設定されたが、監視対象はこれに限られない。他の監視対象であるワイヤーロープＷ１，Ｗ２自体に対して複数の領域が設定されてよい。例えば、図７（ａ）に示すように、ワイヤーロープＷ２は、吊部１６とは反対側の端部ではドラム７０に巻き付けられている。ドラム７０が回転してワイヤーロープＷ２の巻き上げと巻き戻しを行う。図７（ｂ）に示すように、ドラム７０では、ワイヤーロープＷ２がドラム７０の軸７０ａに軸方向に並列となるように巻かれる。これにより、ワイヤーロープＷ２の層Ｌ１が形成される。軸７０ａの全域に層Ｌ１が形成されたら、層Ｌ１の上にワイヤーロープＷ２が巻き付けられることで層Ｌ２が形成される。同様に、ワイヤーロープＷ２の層Ｌ３…が形成される。このような構成によれば、ワイヤーロープＷ２を引き延ばした時に、図７（ｃ）に示すように、当該ワイヤーロープＷ２の長手方向に対し、どの層に属する部分であるかを分けることができる。

ここで、ワイヤーロープＷ２のうち、ドラム７０から繰り返し巻出し及び巻き戻しされる部分と、常にドラム７０に巻き付けられた状態（または常にドラム７０に巻き付けられていない状態）の部分とでは、前者の方が負荷レベルが大きくなる。ドラム７０をワイヤーロープＷ２に対して相対的に回転移動する移動物であると見なした場合、ワイヤーロープＷ２のうちのドラム７０で巻出し及び巻き戻しされる範囲が、ドラム７０の相対的な回転移動の移動範囲と見なすことができる。従って、領域設定部４１は、ドラム７０の移動範囲としてのワイヤーロープＷを長手方向に沿って複数の領域ＥＥに分割する。このとき、領域設定部４１は、一つの層を形成する長さを一つの領域ＥＥとして設定する。図７（ｃ）では、ワイヤーロープＷのうちの層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…に対応する部分が各領域ＥＥとして設定される。

測定部４２は、「重さＸ１」の荷物を吊した状態で、ドラム７０から層Ｌｎが１回巻き出された場合、または１回巻き戻された場合に、層Ｌｎに対して「重さＸ１」の負荷が１回かかったものと推定する。演算部４３は、記憶部４４から、監視開始から現在に至るまでの各領域ＥＥ（各層）での巻出し・巻き戻し回数、及びそのときの荷物の重さのデータを読み出す。また、演算部４３は、読み出したデータに対して、今回の測定によって得られた負荷情報を対応する領域ＥＥ（層）のデータに追加。これにより、演算部４３は、監視開始から現在に至るまでの、各領域ＥＥに作用した負荷レベルを更新する。演算部４３は、監視対象であるワイヤーロープＷ２の負荷レベルを示すデータとして、各領域ＥＥ（各層）の巻出し・巻き戻し回数及びその時の荷物の重さを用いることができる。演算部４３は、三次元のグラフを用いてワイヤーロープＷ２の各層の負荷レベルを示すことができる。例えば、図１０に示すように、Ｘ軸を層とし、Ｙ軸を荷重とし、Ｚ軸を層変わり回数としてよい。この三次元グラフから、ワイヤーロープＷ２のどの層に、どれだけの重さの荷物を吊した状態で、何回巻出し・巻き戻しされたかを把握できる。例えば、図１０の実線のグラフは、前回交換時におけるワイヤーロープＷ２のデータを示し、破線のグラフは、現在のワイヤーロープＷ２の状態を示す。今回のワイヤーロープＷ２の状態が交換前の状態に近付いたら、ワイヤーロープＷ２を交換してよい。記憶部４４は、更新された情報を記憶する。記憶部４４は、上述の三次元グラフを得ることができる。

次に、演算部４３が出力部にどのような情報を出力するかについて説明する。演算部４３は、ユーザーがクレーンシステム１００をメンテナンスするときに、各部位の負荷レベルを示す情報を出力する。また、演算部４３は、負荷レベルの高い箇所を優先的に点検させるように、ユーザーを誘発するような情報を出力する。例えば、演算部４３は、監視対象に作用した負荷レベルの分布を示すグラフをそのまま出力部５２に出力してよい。演算部４３は、グラフＧＡ，ＧＢ（図３参照）、グラフＧＣ（図５参照）、グラフＧＤ（図６参照）、及び図７を参照して説明した三次元グラフをそのまま出力してよい。なお、演算部４３は、図４（ａ）の各領域ＥＣでの負荷の積算値を示す三次元グラフを出力してもよい。この場合、演算部４３は、監視対象の各部位における負荷レベルの分布を示すことができるため、負荷状態を可視化することができる。この場合、ユーザーは、どの部位を優先的に点検するべきかを直ちに理解することができる。

また、演算部４３は、監視対象の部位のうち、負荷レベルのパラメータが所定の閾値を超えた部位のみ、ユーザーに通知してよい。例えば、図５に示すグラフＧＣでは、旋回角度が１２０°の箇所が最も負荷レベルが高いため、当該箇所での負荷レベルが閾値を超えている場合は、演算部４３は、旋回ベアリング１７の当該部位を点検するように注意喚起を行ってよい。

また、演算部４３は、定期メンテナンスなどの場面では、各監視対象の負荷レベルを総合的に判断し、今回のメンテナンスで確認すべき点だけを抽出し、ユーザーに通知してもよい。また、演算部４３は、ユーザーが入力部５１を介して情報開示の要求を行った場合、当該要求に応じた情報を出力してよい。

次に、図８及び図９を参照して、本実施形態に係るクレーンシステム１００の監視方法の一例について説明する。ただし、監視方法の処理はこれらに限定されるものではない。

図８の処理は、例えばクレーンシステム１００の運転が開始されたタイミングで開始されてよい。図８に示すように、領域設定部４１は、クレーンシステム１００の動作に伴って移動する移動物の移動範囲を複数の領域に分割する（ステップＳ１０：領域設定工程）。次に、測定部４２は、ステップＳ１０で設定されたそれぞれの領域に対する負荷を測定する（ステップＳ２０：測定工程）。次に、演算部４３は、ステップＳ２０の測定結果に基づき、監視対象に作用した負荷レベルを演算し、当該演算結果を用いてデータの更新をする（ステップＳ３０：演算工程）。ステップＳ３０では、演算部４３は、記憶部４４から既存の負荷レベルのデータを読み出し、最新の測定で得られた測定結果を反映することで、データを更新する。ステップＳ３０の処理が終了したら、再びステップＳ１０から処理が開始される。ただし、ステップＳ１０の処理は、前回設定した領域を用いればよいため、二回目以降は省略されてもよい。

図９の処理は、ユーザーがクレーンシステム１００をメンテナンスするときに実行される。演算部４３は、記憶部４４からデータの読み出しを行う（ステップＳ４０）。次に、演算部４３は、ステップＳ４０で読み出したデータを用いて、負荷判定を行う（ステップＳ５０）。例えば、演算部４３は、負荷レベルを示すパラメータが閾値を超えていないか否かを判定する。次に、演算部４３は、ステップＳ５０での判断結果に基づき、監視対象に作用する負荷レベルに関する情報をユーザーに出力する（ステップＳ６０：出力工程）。ステップＳ６０では、演算部４３は、負荷レベルの高い箇所を優先的に点検させる情報を出力する。

次に、本実施形態に係るクレーンシステム１００の監視方向の作用・効果について説明する。

本実施形態に係るクレーンシステム１００は、クレーンの動作に伴って移動する移動物の移動範囲を複数の領域に分割する領域設定部４１と、それぞれの領域に対する負荷を測定する測定部４２と、を備える。このように測定部４２が、移動範囲を分割した複数の領域に対する負荷を測定する場合、実際のクレーンシステム１００の稼働状況に沿った負荷の測定を行うことができる。これにより、演算部４３は、どの領域にどの程度の負荷がかかっているかの分布を把握することができる。演算部４３は、このような測定部４２の測定結果に基づき、監視対象に作用した負荷レベルを演算することで、監視対象のどの部位での負荷レベルが大きくなっているかを演算することができる。出力部５２が、このような演算部４３の演算結果に基づく情報を出力することで、ユーザーは、メンテナンスの際に優先的に点検を行う部位を把握することができる。これにより、クレーンシステム１００のメンテナンスの作業効率を向上できる。

例えば、監視対象のうち、どの部位がどの程度の負荷レベルであるかを把握せずにメンテナンスする場合について検討する。この場合、定期メンテナンスなどでは、全ての部位を同じように毎回点検しなくてはならず、メンテナンスの作業効率が低下する。その一方、本実施形態に係るクレーンシステム１００では、どの部位の負荷レベルが高くなっているかを把握できるため、定期メンテナンスなどでは、負荷レベルの低い部位に比して、負荷レベルが高い部位を優先的に、且つ入念に点検することができる。あるいは、負荷レベルの大小に応じて、予めメンテナンスの計画を作ることも可能となる。従って、メンテナンスの作業効率が向上する。

クレーンシステム１００は旋回クレーンであって、演算部４３は、監視対象としてクレーンシステム１００の旋回ベアリング１７の負荷レベルを演算する。旋回ベアリング１７には、クレーンシステム１００の旋回時に負荷がかかる。しかし、クレーンシステム１００の旋回状況によって、旋回ベアリング１７は、周方向における負荷レベルの分布がばらつき易くなる。よって、このような旋回ベアリング１７を監視対象とすることで、周方向において負荷レベルが高い部位を優先的に点検することができる。

クレーンシステム１００において、演算部４３は、監視対象としてクレーンをガイドする走行レールＲの負荷レベルを演算する。走行レールＲには、クレーンシステム１００の走行時に負荷がかかる。しかし、クレーンシステム１００の走行状況によって、走行レールＲは、長手方向における負荷レベルの分布がばらつき易くなる。よって、このような走行レールＲを監視対象とすることで、走行レールＲの各部位のうち、負荷レベルが高い部位を優先的に点検することができる。

クレーンシステム１００において、演算部４３は、監視対象としてクレーンシステム１００のワイヤーロープＷ１，Ｗ２の負荷レベルを演算する。ワイヤーロープＷ１，Ｗ２には、クレーンシステム１００の巻上げ・巻下げ時、起伏時に負荷がかかる。しかし、クレーンシステム１００の稼働状況によって、ワイヤーロープＷ１，Ｗ２は、長手方向における負荷レベルの分布がばらつき易くなる。よって、このようなワイヤーロープＷ１，Ｗ２を監視対象とすることで、ワイヤーロープＷ１，Ｗ２の各部位のうち、負荷レベルが高い部位を優先的に点検することができる。

クレーンシステム１００は、ジブクレーンであってよい。ジブクレーンは、稼働部位も多く、各部位における負荷レベルのバラツキも大きい。よって、本実施形態に係るクレーンシステム１００を用いることによる効果がより顕著となる。

クレーンシステム１００において、測定部４２は、移動物が領域へ入る時の負荷と、当該領域から出る時の負荷との平均値を当該領域における負荷として測定する。これにより、測定部４２は、領域における負荷を状況に合わせて正確に測定できる。

本実施形態に係るクレーンシステム１００の監視方法は、対象物を移動させるクレーンシステム１００の監視方向であって、クレーンシステム１００の動作に伴って移動する移動物の移動範囲を複数の領域に分割する領域設定工程と、それぞれの領域に対する負荷を測定する測定工程と、測定工程の測定結果に基づき、監視対象に作用した負荷レベルを演算する演算工程と、演算工程の演算結果に基づき、負荷レベルの高い箇所を優先的に点検させる情報を出力する出力工程と、を備える。

このクレーンシステム１００の監視方法によれば、上述のクレーンシステム１００と同趣旨の作用・効果を得ることができる。また、出力工程では、負荷レベルの高い箇所を優先的に点検させる情報を出力する。これにより、ユーザーは、メンテナンス時には負荷レベルの高い箇所を優先的に点検するように誘発される。従って、メンテナンスの作業効率が向上する。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、クレーンシステム１００としてジブクレーンを例示したが、クレーンの種類は特に限定されるものではない。例えば、天井クレーン、ゴライアスクレーンなどの横行機能を有するクレーンに対して、本発明を適用してもよい。

１０…計測装置、４１…領域設定部、４２…測定部、４３…演算部、５２…出力部、１００…クレーンシステム。

Claims (7)

1. 対象物を移動させるクレーンシステムであって、
   前記クレーンシステムの動作に伴って移動する移動物の移動範囲を複数の領域に分割する領域設定部と、
   それぞれの前記領域に対する負荷を測定する測定部と、
   前記測定部の測定結果に基づき、監視対象に作用した負荷レベルを演算する演算部と、
   前記演算部の演算結果に基づく情報を出力する出力部と、を備える、クレーンシステム。
2. 前記クレーンシステムは旋回クレーンであって、前記演算部は、前記監視対象として前記クレーンシステムの旋回ベアリングの負荷レベルを演算する、請求項１に記載のクレーンシステム。
3. 前記演算部は、前記監視対象として前記クレーンシステムをガイドする走行レールの負荷レベルを演算する、請求項１又は２に記載のクレーンシステム。
4. 前記演算部は、前記監視対象として前記クレーンシステムのロープの負荷レベルを演算する、請求項１〜３の何れか一項に記載のクレーンシステム。
5. 前記クレーンシステムは、ジブクレーンである、請求項１〜４の何れか一項に記載のクレーンシステム。
6. 前記測定部は、前記移動物が前記領域へ入る時の負荷と、当該領域から出る時の負荷との平均値を当該領域における負荷として測定する、請求項１〜５の何れか一項に記載のクレーンシステム。
7. 対象物を移動させるクレーンシステムの監視方向であって、
   前記クレーンシステムの動作に伴って移動する移動物の移動範囲を複数の領域に分割する領域設定工程と、
   それぞれの前記領域に対する負荷を測定する測定工程と、
   前記測定工程の測定結果に基づき、監視対象に作用した負荷レベルを演算する演算工程と、
   前記演算工程の演算結果に基づき、負荷レベルの高い箇所を優先的に点検させる情報を出力する出力工程と、を備える、クレーンシステムの監視方法。
   

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