JP3135634U - リモコン送信機 - Google Patents

Abstract

【課題】オペレータに吊荷作業における基本手順を遵守させ、段階的なステップ操作を要する入力機構を備えた制御装置を提供する。
【解決手段】テレコンの入力手段をクレーンの動作を選択するキーと、これを起動するシフトキーに分け、１つのクレーン動作を選択するキーと、クレーンを起動するキーである一のシフトキーと、その前段までの全てのシフトキーがいずれもＯＮ状態にあるときに限って、操作信号が出力されるようにした。
【選択図】図３

Description

本考案は、クレーンを遠隔無線操作する際に用いられるリモコン送信機に関するものである。

近年、天井クレーンの運転はリモコン送信機による無線遠隔操作が主体となっている。無線遠隔装置の発展、そしてそのシステムの導入により作業の効率化が進む一方で、制御装置の操作ミスに係る事故も多発している。

天井クレーンの運転は、その導入当初は、オペレータが機体に乗りこみクレーン操作する機上運転として行われるものであった。天井クレーンの機体は建屋上部に並行に敷設された二本の走行レール上に配置されている。機体上面には走行レールに垂直方向にガーダが設けられており、ワイヤを巻き取るドラム、横行及び巻上げ装置等を備えた横行クラブは当該ガーダ上に配置されている。運転室は機体の一方レール側の底部に他方のレール側を正面に見る場所に設置されている。従って、運転室内のオペレータには視界を遮るものが周りになく、横行クラブの位置、即ち吊荷の位置が確認しやすいようになっている。

クレーンの駆動機構は、主に走行、横行、巻上下げ、補巻上下げに係る電動機と、電動機の運転を司る制御装置から構成されている。制御装置に指示入力するためのコントローラは、運転室中央の操作盤に設けられた走行、横行、巻上下げ、補巻上下げの独立した４つのレバーからなる。
操作盤内の操作機構には円弧状の配線パターン（接点）が複数個備えられ、操作盤面にはその中心軸に直行するようにコントロールレバーが設けられている。

コントロールレバーは、中心軸を中立位置（運転待機）として、レール方向、即ちオペレータに対しては左右方向に移動させることにより操作する。走行と横行、又は走行と巻操作、或いは横行と巻操作（巻上下げ又は補巻上下げ）を同時に行うことを二動作操作というが、このような操作も４つのコントロールレバーのうちの二つを左右方向に動かすことによって行われる。
クレーンの運転出力は、発電機の最大容量をブレーキ開放からＭＡＸ値までを左右それぞれ５段階或いは７段階に分けてシフトされている。

機上運転では、吊荷の移動方向は、走行時においてはレバーの左右操作方向と一致している。また、横行時はレバーの左右操作方向とは垂直方向に、巻操作時はレバーの左右操作方向とは上下方向に吊荷は移動し、レバーの操作方向との関係は常に一定している。
即ち、吊荷は、走行時は走行レールに沿って機上オペレータと共に移動し、横行時はオペレータの前方斜め上を運転室に向かって或いは遠ざかって、巻操作時は運転室の前方斜め下方を上下に移動するものとなっている。このようにオペレータと吊荷は一体化し、その位置関係は固定されている（固定操作）。このため、オペレータが操作するレバーを間違えない限り方位を誤って運転することは殆どない。

機上運転における吊荷作業は、玉掛け者（合図方）の指示のもと、機上オペレータとの連携により行われるものである（二人作業）。
吊荷作業においては、荷の吊り始めと吊り降ろし時が、玉掛け者が吊荷近傍での作業を強いられることとなり最も危険な状態となる（吊荷近傍作業）。以下に荷の吊り始めにおける作業手順を説明する。
玉掛け者は荷に吊荷治具ワイヤを掛けると、機上オペレータに作業開始の指示（警笛又は手合図）をする。
機上オペレータは玉掛け者の指示にしたがい、走行操作を行って機体を荷（作業場所）の方向へ移動させる。機上オペレータは、機体を荷と相対した状態となるまで移動させると、コントロールレバーを中立位置に戻して機体を停止させる（手動中立復帰。以下停止作業において同様）。続いて、玉掛け者の指示のもと横行操作を行い、横行クラブを荷のほぼ真上の位置まで移動させて停止させる。

次に機上オペレータは玉掛け者の指示によりフックを巻下げ、フックが玉掛け者の手の届くところへくると巻下げを停止する。
玉掛け者は吊荷治具ワイヤをフックに掛けると、機上オペレータに小指で微妙な操作を指示しながら、フックを荷の中心へと誘導する。
機上オペレータは、玉掛け者の指示にしたがいコントロールレバーを中立、右二段階（低速）、そして中立、左二段階（低速）と小刻みに横行操作（インチング操作）し、同時にコントロールレバーが常に中立で停止することを念頭に微妙なレバー操作を行ってフックを荷の中心へと移動させる。

玉掛け者はフックが荷の中心にあることを確認すると操作を停止させ、機上オペレータに荷の巻上げを指示する。
玉掛け者は荷から吊荷治具ワイヤがずれないようにワイヤを片手で持ち、荷が僅かに浮いてワイヤがぴんと張った状態となったところで（地切り）、巻上げを停止させる。
玉掛け者は荷の偏吊がないか、輪金（木）の巻き込みがないか等地切りの状態を確認し、その状態が良好であれば吊荷から安全な場所に離れて、大きな動作で機上オペレータに再度荷の巻上げを指示する。
機上オペレータは、上方からの広い視野をもって周囲の積荷や壁に注意しながらゆっくりと荷を巻上げる。
機上オペレータは荷の巻上げを終えると、玉掛け者の指示、誘導にしたがって走行操作を行い、荷を目的地へと移動させていく。
荷の誘導に関しては、走行と横行を同時に操作してこれを斜め方向（クロス）に移動させるような運転も作業効率を高めるために行われている（二動作操作）。このような操作もインチング操作と同様、微妙なコントロールレバーの段階的な操作（ステップ操作）感覚を認識し常にこれを実践しているオペレータによって安全に行われるものである。尤も、走行と巻上げを同時に行うことは、フック巻上下げワイヤの乱巻のおそれがあることから行われることはない。
尚、荷の吊り降ろし時の作業手順は上記の逆手順となる。

無線遠隔装置の発展により、コスト削減を目的として天井クレーンの運転に無線遠隔操作の手法が取り入れられることとなり、地上からの無線操作（地上運転）が進展することとなっていった。
無線操作によるシステムは、クレーン本体、クレーン運転を指令する操作信号を出力するリモコン送信機（以後制御装置と呼ぶ）、クレーン機体側に設けられ電動機に直結した受信装置により構成される。
制御装置は、それをオペレータが携帯し移動して操作するものであるため、軽量且つコンパクトなものとなっている。また、機上運転における４つのコントロールレバーを左右二基のハンドルレバーに凝縮することにより、制御装置における入力方法は機上運転時の左右方向のみのそれに加えて、前後方向の操作を要する十字操作となっている。

ハンドルレバーは、制御装置の盤面に垂直位置を中立として頂部の押釦を押圧した状態で前後左右に傾倒することによって操作する。ハンドルレバーを中立、又は押釦の押圧を解除することで運転待機（停止）となる。この押釦の押圧解除による運転待機は、十字操作とともに無線操作の大きな特徴となっている。
無線操作におけるクレーン出力は、機上運転時の１から３段階までのそれとしている。これは地上運転が操作場所を移動して行うものであることから、安全性に配慮してオペレータの歩行速度を基に設定されたものであり、これがブレーキ開放からＭＡＸ値までを低速、高速に分けてシフトするようにしているものが一般的である（所謂３ノッチ化）。
また、機体の運転速度はハンドルレバーの操作に係らず、押釦を押圧し、一度に３ノッチにシフトしても急発進しないよう、自動ステップ機能が安全装置として搭載されている。

ハンドルレバーの操作は、これを前方後方又は左方右方に傾倒することによって行う。例えば、右ハンドルレバーの前方への傾倒は主巻上げ、後方へのそれは主巻下げであり、右方への傾倒は走行東、左方への傾倒は走行西である。同様に左ハンドルレバーを前方後方へ傾倒することで補巻上下げ、右方左方に傾倒することで横行北南となる。
無線操作は機上操作のように一定の場所から操作を行うものではないため操作場所によって吊荷の移動方向とハンドルレバーの操作方向との関係は絶えず変化する。また、上方の吊荷を見上げての操作であることから周囲の状況を把握し難いという特徴がある。このため、無線操作は、基本的な作業手順に則って操作を行うものとしている。即ち、無線操作においては、オペレータは巻上げた吊荷を一旦上方で停止させ、電波の届く範囲内で吊荷の運搬方向に移動して、安全場所に立止まり機体と相対した状態で走行操作する（移動操作）。
この時、オペレータはハンドルレバーの二段階傾倒（低速）と頂部の押釦の押圧により微妙に機体を動作させることによって、吊荷の移動方向とハンドルレバーの操作方向を確認した後、本操作を行う。
無線操作においてもインチング操作、二動作操作は作業効率を高めるために行われている。但し、二動作操作は、移動操作であること、上方からの視野がきかないことから吊荷を斜め方向（クロス）に移動させることは行われることはない。

無線遠隔操作方式の導入は、従来二人作業で行われていた吊荷作業を一人二役の作業とした（一人作業）。
地上オペレータは、機上時の上方からの広い視野による確認ができなくなったため、予め周囲の状況を見回ってその安全を十分に確認してから作業に移る。吊荷作業においては、横行クラブをハンドルレバーの横行操作により荷のほぼ真上に移動させる。続いて、吊荷フックの巻ドラムをハンドルレバーの前後操作により自身の手の届く位置まで巻下げると、ハンドルレバーを中立とし頂部の押釦の押圧を解除することによって停止させる。荷に吊荷治具ワイヤを通してそれを吊荷フックに掛けると、片手で吊荷治具ワイヤを引いて、もう一方の手で右ハンドルレバーを前後方向に二段階傾倒し、頂部の押釦を押圧して吊荷治具ワイヤがピンと張るまでその操作を小刻みに行う（地切り）。そして、その状態で吊荷をまた見回って偏荷等を確認した後、吊荷の近くで徐々に巻上げ操作を開始する。

無線操作は８０年代に導入された。そしてその導入当初は、無線操作は機上運転を長く経験したオペレータによって行われるものであった。機上運転の経験を有するオペレータは、無線操作となっても、固定操作の経験から自身と吊荷との位置関係を固定的に認識しており操作方向を的確に判断することができた。
また、これらのオペレータは、吊荷作業が機上オペレータと玉掛け者との連携によってその安全性が保たれてきたことを認識しているため、周囲環境の監視とその安全性への配慮を怠ることなく一人二役の作業を行った。また、そのハンドル操作においても、自動ステップ機能が安全装置として搭載されていることにとらわれることなく、ハンドルレバーの段階的な操作（ステップ操作）を心がけていた。

９０年代に入ると、新電波法による所謂“３ｍ法”が施行された。“３ｍ法”とは、隣接する天井クレーンの無線操作に影響を及ぼさないよう電界強度を制限するために制定されたものである。
ところが、この“３ｍ法”の施行により、オペレータはそれまで吊荷から僅かに離れて無線操作していたものが、吊荷に近づいて作業を行うことを余儀なくされるようになった。このことは、機上運転時、玉掛け者が地切り後、安全な場所に移動して機上オペレータの指示を行っていたのと、大きな対照をなすものとなった。
そしてこの無線操作は、機体と共にする作業ではなく、オペレータは機体速度を体感できないものである。また、その運転速度に関しては自動ステップ機能が搭載されている。オペレータは、次第に無線操作に慣れ、或いは利便性からスピード感（低速感）を失い、段階的な操作（ステップ操作）の感覚を忘れていった。
このようにオペレータの安全意識は希薄化し、基本手順を疎かにしてクレーンを運転するようになっていった。

そして無線遠隔装置の導入から約２０年を経た今日、天井クレーンの運転は、機上運転の経験を有しているにも係らずその基本手順を疎かにするようになったオペレータ、或いはクレーン免許取得時に機上運転を経験しただけのオペレータによって行われるようになった。
以下に、機上操作と無線操作の特質を対照し、上述したクレーンオペレータの変容と従来の制御装置の関わりについて述べる。

機上運転は、オペレータが機体と共にする作業であり、地上の玉掛け者と安全を確認し合って行われる二人作業である。その操作はコントロールレバーによる左右方向への固定操作である。
一方、無線操作は、地上オペレータによる一人作業であり、機体から離れて行う移動操作である。ハンドルレバーの操作は、左右、前後方向の十字操作であり、頂部の押釦の押圧によって運転待機となる。また、機体の運転速度に関しては、自動ステップ機能が安全装置として搭載されている。
このように機上時から作業環境及び操作環境を一変した無線操作は、従来機上運転の経験を有するオペレータによって行われることによって、その安全性が担保されてきたことは先述したとおりである。
ところが、機上運転の経験のないオペレータによって天井クレーンが操作されることとなり、その事情は大きく様変わりすることとなった。

吊荷作業において、荷の吊り始め、吊り降ろし時が吊荷近傍作業として最も危険な作業であり、微妙なハンドル操作が要求されることについては前に述べた。しかし、機上経験のないオペレータは、一人二役で行われた吊荷作業の手順を知らず、その必要性についての認識も希薄である。昨今のオペレータは、この吊荷作業の手順を忘れ周囲の安全確認作業が不十分なまま、３ノッチ傾倒（高速指令操作）して操作するようになっている。このように今日の無線操作においては、ハンドルレバーの段階的な操作（ステップ操作）の感覚は失われ、低速感は完全に忘れ去られてしまっている。本来、中立、低速を小刻みに繰り返すことによって行われてきた微妙な操作も機体速度に無感覚となったオペレータにより、３ノッチ傾倒による指令操作が常態的に行われている。ハンドルレバー頂部の押釦の存在は、その押圧の解除が運転停止であるという安易な感覚をオペレータに習慣化させ、それを助長している。
例えば、壁際で本操作前の運転方向の確認をしようとして右ハンドルレバーを右方傾倒（走行東）し機体を僅かに動作させようとしたところ、オペレータの気づかぬうちに機体が高速走行し、吊荷が壁に追突しそうになって逆ハンドル（左方傾倒）を切るというケースがある。オペレータは、咄嗟に左右のハンドルレバーを押釦を押圧したまま左方に３ノッチ傾倒してしまい、思いがけなく走行、横行の二動作操作（走行西及び横行南）し、慌てて押釦の押圧を解除、機体を非常停止させるというものである。これは、３ノッチ傾倒と押釦押圧の常態化に、ハンドルレバーの十字操作という特異性、更には咄嗟の際の人間の反射的行動が重なって生じたケースといえる。
このように３ノッチ傾倒と押釦押圧の常態化によるステップ操作感覚の喪失は、本操作前の確認作業を形骸化し、オペレータは運転方向に無感覚と同等の状態となってクレーンを運転している。
本来効率の良い運転方法である二動作操作も、低速感を失ったオペレータによって行われることで危険な作業になっている。

また、無線による移動操作においては、オペレータと吊荷の位置関係は刻々と変化するものであるため、運転方向を見失いやすいものとなっている。このため、前述した移動操作の基本手順にしたがってクレーン操作するものとされている。ところが、基本手順を怠り歩行しながら無線操作するオペレータが多くみられる。これは、仕事を早くに切り上げたいというオペレータの心理的側面によるところが大きい。上方の機体を見上げたまま歩行しながら無線操作を行い、障害物に躓いて転倒するという事故も数多く報告されている。
また、無線操作においては、一人作業であることから、片手で作業しながらもう一方の手で制御装置を操作するケースがある。このような場合にオペレータが手を吊荷治具ワイヤに巻き込まれるという事例もあるが、これも上述した３ノッチ傾倒、押釦押圧の常態化によるステップ操作感覚の喪失等によって引き起こされた事態である。

このように、無線装置の導入から約２０年を経て、“３ｍ法”が施行され、オペレータのクレーン操作に関する安全意識は完全に変容してしまった。そして、そのことが多くのクレーン事故を引起す要因になっていると考えられる。ところが、無線遠隔操作の根幹をなす制御装置にはこの間大きな変化はなく、そのような状況にも十分に対応できていないのが実情である。
本考案は上記の課題を解決するためになされたもので、オペレータに吊荷作業における基本手順を遵守させ、段階的なステップ操作を要する入力機構を備えた制御装置を提供する。

上記課題を解決するために請求項１に記載の考案は、クレーンを無線操作するリモコン送信機であって、制御データを入力する入力手段において走行、横行、巻及び補巻の動作を入力するものにあっては、その動作を選択して特定するための入力を行う各々の動作に個別のキーと、該キーで選択された動作を実行するための入力を行う出力手段である各々の動作に共通のキーにより構成するようにしている。
請求項２に記載の考案は、選択された動作を実行するための入力を行う共通のキーは、出力シフトに応じた１乃至複数のキーで構成するようにし、且つ各々が入力方法を異にする別個の構造を有するようにしている。
請求項３に記載の考案は、一のシフトを実行するための操作信号は、前記共通のキーである一のシフトを指示入力するキーと、共通のキーであるその前段シフトまでの全てのキーと、前記機器の動作を選択するための入力を行うキーとがいずれもＯＮ状態にあるときに限って出力されるようにしている。

本考案による制御装置は、走行、横行、巻及び補巻の各動作について、その動作を選択するためのキー（以後選択キーと呼ぶ）と、その動作を実行するための共通のキー（以後実行キーと呼ぶ）とに分けて入力するもので、一度の入力操作（選択キーのＯＮのみ）だけではなく、これに続く入力操作（実効キーのＯＮ）が行われたときに限ってクレーンが動作するようにしている。
従って、本考案によれば、オペレータはクレーンを運転するために、先ず選択キーを操作し、更に実行キーを操作することが必要となる。このように入力手段を二段階とすることで、オペレータは、クレーンの運転前に操作に誤りがないか確認することとなり、操作慣れによる誤操作を防止することができる。

本考案による制御装置は、実行キーをシフト毎に別個のキーで構成し、指示入力の方法が各々異なるようにしている。更に、一のシフトを実行するためには、選択キーとそのシフトを指示入力するシフトキーを含むその前段までのシフトキーの全てがＯＮ状態であることが必要となるようにしている。
従って、本考案による制御装置は、オペレータがハンドルレバーを一操作で高速指令操作することを強制的に排し、段階的なステップ操作を要求されるものとなり、このことは同時に３ノッチ傾倒、押圧の常態化をも排することとなる。
仮に、入力を誤っても、オペレータは少なくとも低速の段階で、即ち本操作の前に運転方向の誤りに気づくことができる。
また、機構的には、クレーン動作の実行手段を二段回操作としたことと併せて、歩行しながら上方を見上げて操作し難いものとしている。このように本考案による制御装置によれば、近年、地上操作となることによって次第に失われていったオペレータの安全意識を呼び戻し、クレーン運転の基本に則った操作への回帰が要請されることとなり、従来、安全に行われてきた無線遠隔操作システムをすることができる。

以下、本考案による制御装置の基本構成を説明する。図１は本制御装置１の上部からみた平面図であり、図２はその左側面図である。
制御装置１の右側面には主電源の投入を行う主電源装置（キースイッチ）２を施設し、制御装置１の操作はその上面のパネル３上で行う。パネル３上には、走行、横行に係る実行キーである右ハンドルレバー４を、更には巻上下げに係る専用の実行キーとして左ハンドルレバー５を設けている。ハンドルレバー４、５は、操作パネル３に垂直位置が正位置（中立）となるようにしている。ハンドルレバー４、５の頂部には、それぞれ右押釦６、左押釦７を備えている。ハンドルレバー４、５はブレーキ開放用実行キーを、押釦６、７は低速用実行キーを構成するもので、高速用実行キーとしては高速釦８を設けている。
走行、横行に係る選択キーとして走行前釦９、走行後釦１０、横行右釦１１、横行左釦１２を、巻上下げに係るそれとしては巻上下げ釦１３を備えている。符合１４は、緊急時、機体を非常停止させるための非常停止釦である。

次に、入力手段と出力手段の構成について説明する。
クレーン制御データが入力されると、制御装置１を構成する出力手段である図示しない制御部を介して制御コードが出力手段である図示しない無線部に出力される。該無線部は、制御データを電波信号に変調してクレーン操作信号を出力する。
本実施例では、走行、横行、巻上下げの各動作について、ブレーキ開放から低速、又は高速で運転するものとし、入力手段はそれぞれの動作を指定するための選択キー、シフトアップキーとしてのブレーキ開放用実行キー、低速用実行キー、高速用実行キーにより構成するようにしている。

図３は入力手段の電気的構成の概略を示す図である。図中、Ｒは抵抗を表す。但し、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４とする。
ブレーキ開放用実行キーは選択キーを含むＡＮＤ回路を、低速用実行キーはブレーキ開放用実行キー、選択キーを含むＡＮＤ回路を、高速用実行キーはブレーキ開放用実行キー、低速用実行キー、及び選択キーを含むＡＮＤ回路を形成するようにしている。また、ブレーキ開放指令操作はハンドルレバー４（又は５）の前方（又は後方）への傾倒で、低速指令操作は押釦６（又は７）の押圧で、高速指令操作は高速釦８の押圧で行うようにしている。以上の構成により、選択キーの押圧後、ハンドルレバー４（又は５）の前方（又は後方）への傾倒によるブレーキ開放、前方（又は後方）傾倒のまま押釦６（又は７）の押圧による低速、更にその状態での高速釦８の押圧による高速運転を実現している。ハンドルレバー４（又は５）から手を離すと、ハンドルは直ちに中立位置に復帰しクレーンは停止して運転待機状態となる。尚、本実施例においては、ハンドルレバーとして所謂自動復帰型のそれを用いるようにしている（従来例多数有り）。

この他、本考案の目的を達成するために、二動作操作を禁止するためのインタロック機構、及びそれを解除するためのインタロック解除機構を設けることも効果的であることを提案する（いずれも図示せず）。これは、先述したように、昨今のオペレータが段階的操作感覚、或いは方向感覚を失って無感覚な二動作操作等を行う傾向があることからこれを通常排除し、その必要があるときに限ってこれを可能としたものである。
このようにすることで、二動作操作等を無感覚に行うものから、意識的なそれとしてオペレータに認識させることができる。
尚、インチング操作については安全のため低速運転とするのがよい。これは、入力手段を選択キー、インチング釦（いずれも図示せず）、及び低速用実行キー（ハンドルレバー）とし、これらで指令実行のためのＡＮＤ回路を構成することで動作可能である。

近年、クレーン等起重機の遠隔操作の安全性を高めるものとして、音声発生装置を搭載した遠隔操作システムが注目されている。音声発生装置とは、何らかの合図（例えばクレーン操作信号）を検出して、予め記憶媒体に格納しておいた音声情報を読み出して音声を発するようにしたものである。
音声発生装置を搭載したシステムとしては、本出願人による先願の考案である“クレーン遠隔音声発生システム”（実願２００６−００７６９９）がある。当該システムは音声発生装置として、操作信号の検出接点を増して多様な音声出力を可能としたものを搭載している。
本考案は、当該システムの効能を最大限に引き出すこともまた一つの目的としてなされたものである。本考案による制御装置と共にすることで、選択キー操作の段階で、即ちクレーンを実際に稼動させる前に、或いはステップ操作の都度、音声ガイダンスを行うようにすることで先の目的をより効果的達成することが可能となる。

本考案による制御装置の上部からみた平面図である。 本考案による制御装置の左側面図である。 本考案による制御装置の入力手段の電気的構成を示す概略図である。

符号の説明

１ 制御装置
２ キースイッチ
３ パネル
４ 右ハンドルレバー
５ 左ハンドルレバー
６ 右押釦
７ 左押釦
８ 高速釦
９ 走行前釦
１０ 走行後釦
１１ 横行右釦
１２ 横行左釦
１３ 巻上下げ釦
１４ 非常停止釦

Claims (3)

1. 制御データを入力する入力手段と、制御データに基づいて操作信号を出力する出力手段とを備え、前記入力手段であって任意のものは、クレーンの動作を選択するキーと、クレーンを起動するキーとで構成されるものであることを特徴とするリモコン送信機。
2. 前記クレーンを起動するキーは、出力に応じた１乃至複数のシフトキーで構成され、各々が入力方法を異にする別個の構造を有するものであることを特徴とする請求項１に記載のリモコン送信機。
3. 前記出力手段は、１つのクレーン動作を選択するキーと、クレーンを起動するキーである一のシフトキーと、その前段までの全てのシフトキーとがいずれもＯＮ状態にあるときに限って、操作信号を出力するものであることを特徴とする請求項１、２に記載のリモコン送信機。

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