JP3032393B2 - 荷物の搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クレーンなどの揚重機
を利用して建物の壁面開口部から資機材などの荷物を搬
出入する荷物の搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マンションやオフィスビル等の建物を建
設するときに建設に必要な資機材などの荷物を建物内に
搬入し、あるいは荷物を建物から搬出したりする場合
は、図６に示すように、建物５１の各階５３の壁面開口
部に荷取り用ステージ５５を仮設し、このステージ５５
を荷取り中継部にしてトラックレーン５７等により荷物
５９の搬出入作業を行うようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の荷物の搬出入方法では、荷取り用ステージ
５５を必要とするため、該ステージ５５の設置、盛替え
作業が面倒で多くの手間を要する不具合がある。また、
各階５３の壁面開口部にステージ５５を仮設した場合、
トラックレーン等の揚重機により荷物５９をステージ５
５上に吊り下ろしたり、ステージ５５上から吊り上げた
りしなければならない関係上、図７に示すように、各階
５３のステージ５５を上下方向に重なり合わないように
水平方向にずらして仮設する必要があり、ステージの仮
設をさらに困難にする問題がある。

【０００４】また、従来において、クレーン等により空
中に吊持した状態の荷物を建物の壁面開口部から直接搬
出入させる場合もあるが、この方法では、壁面開口部を
通って建物の内側と外側を荷物が移動する時、荷物には
水平方向の力が作用するため、荷物の搬出入作業を困難
にする問題がある。本発明は、上述のような問題を解決
するものであり、その目的とするところは、トラックク
レーン等の揚重機により空中に吊持した状態の荷物を建
物に容易にかつ安全に搬出入できる荷物の搬送装置を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、荷物を建物の壁面開口部と対向す
る位置に空中運搬する揚重機と、前記揚重機から垂下さ
れるワイヤロープに水平に吊持される支持枠体と、前記
支持枠体に前記壁面開口部に向け伸縮可能に設けられ荷
物が固定される支持アームと、前記荷物支持アームを伸
縮駆動する駆動手段と、前記支持枠体に前記荷物支持ア
ームの設置位置の反対の位置に伸縮可能に設けられ、所
定重量のバランスウェイトを有するバランスアームと、
前記バランスアームを伸縮駆動する駆動手段と、前記支
持枠体の荷物支持アーム側にかかる荷重を検出する第１
の荷重センサおよび前記支持枠体のバランスアーム側に
かかる荷重を検出する第２の荷重センサと、前記荷物支
持アームの伸縮位置を検出する第１の位置センサおよび
前記バランスアームの伸縮位置を検出する第２の位置セ
ンサと前記荷物支持アームの駆動手段を外部指令により
制御して荷物支持アームを伸縮動作させるとともに、該
伸縮動作時に前記第１および第２の荷重センサから出力
される荷重信号と前記第１および第２の位置センサから
出力される位置信号に基づいて前記バランスアームの駆
動手段を制御し、前記荷物支持アームの伸縮に合わせて
前記支持枠体がバランスするように前記バランスアーム
を伸縮させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】また請求項２の発明は、前記制御手段は、
前記第１および第２の荷重センサから出力される荷重信
号と前記第１および第２の位置センサから出力される位
置信号を元に前記支持枠体の荷物支持アーム側とバラン
スアーム側に発生するモーメントを算出し、この両モー
メントが等しくなるようにバランスアームを伸縮させる
ことを特徴とする。

【０００７】また請求項３の発明は、前記揚重機により
空中に吊持された支持枠体は、荷物支持アームを壁面開
口部に正対するように姿勢制御する手段を備えているこ
とを特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明による荷物搬送装置を用いて資機
材などの荷物の建物への搬出入状況を示す全体概略構成
図、図２は荷物搬送機構の側面図、図３は図２のＡ−Ａ
線の断面図である。図１において、１は事務所ビルその
他の建設中の建物であり、この建物１は各階に窓等に相
当する壁面開口部２を有し、この壁面開口部２から直接
荷物の搬出入が行われる。

【０００９】図１中、３は、トラッククレーンその他の
揚重機のブームであり、このブーム３の先端から垂下し
た揚重用ワイヤロープ４の垂下端にはフック５が取り付
けられ、フック５には、吊り枠体６がその四角部に連結
したワイヤ７によって水平に吊り下げ支持されている。

【００１０】前記吊り枠体６の下方には、支持枠体８が
所定間隔離して平行に配置され、この支持枠体８と吊り
枠体６の四角部間はワイヤ９によって連結されていると
ともに、支持枠体８の左右の各ワイヤ連結部分（４箇
所）には、各ワイヤ９にかかる荷重を検出するロードセ
ル１０ａ，１０ａ’，１０ｂ，１０ｂ’がそれぞれ設け
られている。

【００１１】前記支持枠体８の下面には、図１〜図３に
示すように、荷物支持アーム１１がガイド部材１２によ
り左右方向にスライド可能に支持され、さらに支持枠体
８の上面には、バランスアーム１３がガイド部材１４に
より左右方向にスライド可能に支持されている。前記荷
物支持アーム１１は、建物の構築に使用される各種資
材、機器その他の荷物１５を吊持して建物１に搬出入す
るためのもので、荷物１５は、玉掛けワイヤ１６により
支持アーム１１に取り付けられる。また、前記バランス
アーム１３は、荷物支持アーム１１の伸長、収縮動作に
つれて伸長、収縮動作することにより、各アームおよび
荷物１５を含めた支持枠体８全体の左右の重量バランス
を取るためのものであり、このバランスアーム１３の先
端部上にはバランスウェイト１７が設置されている。

【００１２】前記支持枠体８は、荷物支持アーム１１お
よびバランスアーム１３の移動方向に沿って回転可能に
軸支された一対のねじ軸１８，１９を備え、この一方の
ねじ軸１８に螺合するナット部材２０は荷物支持アーム
１１の基部に固定され、他方のねじ軸１９に螺合するナ
ット部材２１はバランスアーム１３の基部に固定されて
いる。また、前記各ねじ軸１８，１９の一端は、支持枠
体８のバランスアーム側に設置したサーボモータ２２，
２３にそれぞれ連結されており、これらのサーボモータ
２２，２３を後述する制御部２４からの制御信号により
制御することでねじ軸１８，１９を正，逆回転させ、対
応する荷物支持アーム１１およびバランスアーム１３を
伸縮動作させるようになっている。なお、サーボモータ
２２，２３には支持枠体８に搭載したバッテリ（不図
示）から電力が供給される。さらに、支持枠体８内に
は、荷物支持アーム１１の伸縮量（左右方向の移動量）
を検出するリニアエンコーダ２５、およびバランスアー
ム１３の伸縮量（左右方向の移動量）を検出するリニア
エンコーダ２６がそれぞれ設置されており、このリニア
エンコーダ２５，２６から出力される信号は前記制御部
２４に入力される。

【００１３】図４は、荷物１５の搬出入に際し、荷物支
持アーム１１およびバランスアーム１３をバランスを取
りながら伸縮動作させる制御部２４の構成を示すブロッ
ク図である。図４において、３１はマイクロコンピュー
タからなる演算制御回路であり、この演算制御回路３１
には、ロードセル１０ａ，１０ａ’，１０ｂ，１０ｂ’
およびリニアエンコーダ２５，２６が接続されていると
ともに、サーボモータ２２，２３がそれぞれの駆動回路
３２，３３を介して接続され、さらに荷物の搬出入操作
指令を受信する受信機３４が接続されている。

【００１４】図４中、３５は荷物のアーム伸縮操作指令
を送信するリモート用の送信機であり、この送信機３５
にはアーム伸縮用のボタン等を有する操作部３６が接続
されている。

【００１５】次に、上記のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、建物への荷物の搬入作業
について述べる。この場合は、まず、クレーンのブーム
３を地上の荷取り位置へ移動し、ワイヤロープ４を繰り
出して、吊り枠体６を含めた支持枠体８全体を地表に近
接するレベルまで下降させる。このとき荷物支持アーム
１１およびバランスアーム１３は原位置に縮めた状態に
おかれる。かかる状態において、荷物１５を玉掛けワイ
ヤ１６により荷物支持アーム１１に固定する。その後、
ワイヤロープ４を巻き取ることにより荷物１５を図５に
示すように地切りする。

【００１６】荷物１５が地切りされると、この荷物１５
の重量に応じた荷重が左右の各ワイヤ９にかかる。この
左右の各ワイヤ９にかかる荷重力は、それぞれのロード
セル１０ａ，１０ａ’，１０ｂ，１０ｂ’により検出さ
れ、演算制御回路３１に入力される。演算制御回路３１
では、荷物１５側のロードセル１０ａ，１０ａ’で検出
された荷重力の平均値Ｆ１と、バランスウェイト１７側
のロードセル１０ｂ，１０ｂ’で検出された荷重力の平
均値Ｆ２と、リニアエンコーダ２５，２６で検出された
位置データａ，ｂとにより、荷物１５側に発生するモー
メントＭ１とバランスウェイト１７側に発生するモーメ
ントＭ２とを算出する。荷物１５側のモーメントＭ１お
よびバランスウェイト１７側のモーメントＭ２は、それ
ぞれ次式により与えられる。 Ｍ１＝ａＦ１ ・・・・・・（１） Ｍ２＝ｂＦ２ ・・・・・・（２） なお、式（１），（２）において、Ｆ１は荷物１５の重
心に作用する荷重力、Ｆ２はバランスウェイト１７の重
心に作用する荷重力、ａは支持枠体８を水平に保持する
ときの全体の重心Ｇから荷物１５の重心までの距離、
（ｂ）は重心Ｇからバランスウェイト１７の重心までの
距離を表わす。

【００１７】また、演算制御回路３１では、モーメント
Ｍ１とＭ２とを比較し、重心Ｇを原点にして両モーメン
トＭ１とＭ２が等しくなるように、すなわち支持枠体８
が水平にバランスするようにバランスアーム１３を図５
に示す位置から右方へ伸長動作させる。すなわち、演算
制御回路３１において、Ｍ１＝Ｍ２にするための距離ｂ
を算出し、この距離ｂに相当する信号を演算制御回路３
１から駆動回路３３を介してサーボモータ２３に加える
ことにより、該サーボモータ２３を起動し、これに連結
されたねじ軸１９を回転して、バランスウェイト１７を
含めたバランスアーム１３をバランスする位置まで伸長
させる。これにより、荷物１５を含めた支持枠体８を水
平状態に保持する。

【００１８】次に、ワイヤロープ４を巻き取ることによ
り支持枠体８に支持アーム１１を介して支持された荷物
１５を目的の壁面開口部２に対向するレベルに吊り上げ
るとともに、ブーム３を操作して目的壁面開口部２の適
切な位置に運搬する。このとき、必要に応じて介添えロ
ープ（不図示）を吊り枠体６に接続しておき、この介添
えロープを地上などにいる作業者が操作することによ
り、吊り荷の振れをなくするとともに、荷物１５が目的
の壁面開口部２に向くように姿勢調整する。

【００１９】荷物１５が建物１の所定階の目的壁面開口
部２に対向されたならば、地上または荷物搬入階に待機
している作業者が携帯するリモート用送信機３５の操作
部３６上のアーム伸長ボタンを操作する。これにより送
信機３５からは伸長指令が吊り荷側の受信機３４に向け
て送信される。アーム伸長指令を受信した受信機３４で
は、その受信信号を演算制御回路３１に出力する。これ
に伴い演算制御回路３１は、取り込んだ伸長指令信号を
駆動回路３２に出力することにより、サーボモータ２２
を起動し、これに連結したねじ軸１８を回転することに
より荷物支持アーム１１を図１に示すように壁面開口部
２から建物１内に伸長して荷物１５を建物１内に搬入す
る。このとき、荷物支持アーム１１が伸長されるに伴
い、各ロードセル１０ａ，１０ａ’，１０ｂ，１０ｂ’
で検出された荷重力Ｆ１，Ｆ２は演算制御回路３１に取
り込まれるとともに、リニアエンコーダ２５で検出され
た荷物支持アーム１１の位置データも演算制御回路３１
に順次取り込まれる。そして、演算制御回路３１では、
上記（１）式、および（２）式に基づいて荷物１５側の
モーメントＭ１およびバランスウェイト１７側のモーメ
ントＭ２を算出するとともに、このモーメントＭ１とＭ
２とをバランスするためのバランスアーム１３の伸長方
向の移動量を順次算出し、これに応じた信号を駆動回路
３３を介してサーボモータ２３に加えることにより、サ
ーボモータ２３を回転させ、かつねじ軸１９を回転させ
ることにより、図１に示すように、荷物支持アーム１１
の伸長動作に合わせてバランスアーム１３を伸長動作さ
せ、支持枠体８を水平にバランスさせる。

【００２０】荷物１５が図１に示すように建物１内に確
実に搬入される荷物支持アーム１１の伸長端に達する
と、荷物支持アーム１１の伸長動作が自動的に停止す
る。その後、建物１内に待機する作業者の指示にしたが
いクレーンのワイヤロープ４を繰り出すことにより、荷
物１５が建物の床面に接する程度に下降させる。このと
き、支持枠体８はアンバランス状態になるが、演算制御
回路３１はロードセル１０ａ，１０ａ’，１０ｂ，１０
ｂ’で検出された荷重力を基に（１）式および（２）式
からバランスアーム１３の収縮量を算出し、この算出量
にしたがいバランスアーム１３を荷物支持アーム１１だ
けとバランスする位置まで収縮させる。その後、玉掛け
ワイヤ１６を外して荷物１５を床上に降ろす。しかる
後、リモート用の送信機３５からアーム収縮指令を送信
し、この送信信号によりサーボモータ１８をアーム収縮
方向に制御することで荷物支持アーム１１を原点位置に
戻す。このとき、バランスアーム１３は空の荷物支持ア
ーム１１と互いにバランスする速度で収縮動作され、原
点位置に戻される。

【００２１】次に建物からの荷取り作業について述べ
る。この場合は、荷物支持アーム１１およびバランスア
ーム１３を原点位置に収縮させた状態で、クレーンによ
り目的の壁面開口部２の適切な位置に空中回送する。な
お、このとき、必要に応じて姿勢調整のための介添えロ
ープを用いる。

【００２２】次に、送信機３５からのアーム伸長指令を
基に演算制御回路３１によりサーボモータ２２，２３を
駆動制御することにより、空の荷物支持アーム１１を最
大に伸長させるとともに、この支持アーム１１の伸長に
伴うモーメントとバランスウェイト側のモーメントとが
釣り合うようにバランスアーム１３を伸長させる。次い
で、荷物を固定できる高さまで下降させた後、最大に伸
長された支持アーム１１に玉掛けワイヤ１６により建物
１内の搬出用荷物１５を固定する。しかる後、支持枠体
８全体が少し傾くまでワイヤロープ４の巻き取りにより
上昇させる。そして、このときのロードセル１０ａ，１
０ａ’，１０ｂ，１０ｂ’により検出された左右の荷重
力に基に算出した値に応じてバランスアーム１３を伸長
させ、支持枠体８をほぼバランスした状態にする。その
後、送信機３５の操作部３６上の収縮指令ボタンを操作
することにより、送信機３５からアーム収縮指令を送信
する。このアーム収縮指令が受信機３４を介して演算制
御回路３１に受信されると、該演算制御回路３１はサー
ボモータ２２を起動して荷物１５を固定した支持アーム
１１を原点位置（図５に示す状態）まで収縮させる。こ
のとき、バランスアーム１３は上記（１）式および
（２）式に求められるモーメントＭ１，Ｍ２が互いにバ
ランスするように収縮動作され、支持枠体８を水平なバ
ランス状態に保持する。これにより、建物１からの荷取
り作業が完了する。その後は、クレーンのブーム３を旋
回して壁面開口部２から離間させるとともに、ワイヤロ
ープ４を繰り出すことにより、荷物１５を含めた吊り機
構全体を地上のストックエリアへ下降させる。

【００２３】上述のような本実施例においては、クレー
ンにより空中に吊持した状態で荷物支持アームを壁面開
口部から建物内に収縮することにより、荷物を建物内に
容易に搬入し、または建物から容易に搬出することがで
きる。しかもバランスウェイト付きのバランスアームに
より支持枠体の水平バランスを常に維持できるようにな
っているから、重量および重心の判明しない荷物であっ
ても、これをクレーンによる空中運搬で建物内に安全か
つ容易に搬出入することができる。また、従来のように
壁面開口部に荷取り用のステージを設ける必要がないた
め、クレーンの作業スペースが小さくて済み、かつ搬出
入コストの低減および省人力化を可能にする。

【００２４】なお、本発明における揚重機はトラックク
レーンに限らず、タワークレーンその他の揚重機を利用
できる。また、本発明における支持アームおよびバラン
スアームの駆動手段は、上記実施例に示す構成のものに
限定されないほか、請求項に記載した範囲を逸脱しない
限り、種々の変形が可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
係る荷物の搬送装置によれば、揚重機により空中に吊持
した状態の荷物を建物に容易にかつ安全に搬出入するこ
とができるとともに、作業スペースが小さくて済み、か
つ搬出入コストの低減および省人力化することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の荷物搬送装置を用いて建物への荷物の
搬出入状況を示す全体の構成図である。

【図２】本実施例における支持枠体と支持アームおよび
バランスアームの構成を示す側面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】本実施例における支持アームおよびバランスア
ームの制御部の構成を示すブロック図である。

【図５】本実施例における動作説明図である。

【図６】従来の荷物搬入方法を示す図である。

【図７】従来の荷物搬入方法を示す図である。

【符号の説明】

１ 建物 ２ 壁面開口部 ４ ワイヤロープ ６ 吊り枠体 ８ 支持枠体 １０ａ，１０ａ’，１０ｂ，１０ｂ’ ロードセル １１ 荷物支持アーム １３ バランスアーム １５ 荷物 １７ バランスウェイト ２２，２３ サーボモータ ２５，２６ リニアエンコーダ ３１ 演算制御回路

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷物を建物の壁面開口部と対向する位置
   に空中運搬する揚重機と、 前記揚重機から垂下されるワイヤロープに水平に吊持さ
   れる支持枠体と、 前記支持枠体に前記壁面開口部に向け伸縮可能に設けら
   れ荷物が固定される荷物支持アームと、 前記荷物支持アームを伸縮駆動する駆動手段と、 前記支持枠体に前記荷物支持アームの設置位置の反対の
   位置に伸縮可能に設けられ、所定重量のバランスウェイ
   トを有するバランスアームと、 前記バランスアームを伸縮駆動する駆動手段と、 前記支持枠体の荷物支持アーム側にかかる荷重を検出す
   る第１の荷重センサおよび前記支持枠体のバランスアー
   ム側にかかる荷重を検出する第２の荷重センサと、 前記荷物支持アームの伸縮位置を検出する第１の位置セ
   ンサおよび前記バランスアームの伸縮位置を検出する第
   ２の位置センサと、 前記荷物支持アームの駆動手段を外部指令により制御し
   て荷物支持アームを伸縮動作させるとともに、該伸縮動
   作時に前記第１および第２の荷重センサから出力される
   荷重信号と前記第１および第２の位置センサから出力さ
   れる位置信号に基づいて前記バランスアームの駆動手段
   を制御し、前記荷物支持アームの伸縮に合わせて前記支
   持枠体がバランスするように前記バランスアームを伸縮
   させる制御手段と、 を備えたことを特徴とする荷物の搬送装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記第１および第２の
   荷重センサから出力される荷重信号と前記第１および第
   ２の位置センサから出力される位置信号を元に前記支持
   枠体の荷物支持アーム側とバランスアーム側に発生する
   モーメントを算出し、この両モーメントが等しくなるよ
   うにバランスアームを伸縮させることを特徴とする請求
   項１記載の荷物の搬送装置。
3. 【請求項３】 前記揚重機により空中に吊持された支持
   枠体は、荷物支持アームを壁面開口部に正対するように
   姿勢制御する手段を備えていることを特徴とする請求項
   １記載の荷物の搬送装置。