JP3215594U - 吊荷姿勢制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業安全性および作業効率性を確保しつつ、揚重装置を介して吊持される建設資材等の吊荷を所望の吊り姿勢にて建て込むことの可能な、吊荷姿勢制御装置を提供する。【解決手段】揚重装置と吊荷６の間に設けられ、水平面内における吊荷６の回転鉛直軸周りの回転を制御する回転制御機構Ａを備える吊荷姿勢制御装置１であって、回転制御機構Ａを構成し、吊荷６を支持する吊荷支持体２に、吊荷６の重心位置を回転鉛直軸上に制御しつつ、吊荷６の鉛直軸に対する傾斜姿勢を制御する傾斜制御機構Ｂを備える。【選択図】図２

Description

本考案は、揚重装置を介して吊持される吊荷の姿勢を制御しつつ建て込むための、吊荷姿勢制御装置に関する。

建設工事において、建設資材を所定位置に建て込み据え付ける際には、タワークレーン等の揚重装置を用いて吊持した状態で実施する場合が多い。しかし、建設資材等の吊荷は、風の影響やクレーンの動きに伴う慣性力により旋回しやすいことから、建て込み作業時における作業安全性や作業効率性に課題が生じていた。

このような中、特許文献１で示すように、吊荷の水平面内における向きを制御することの可能な吊荷姿勢制御装置が提案されている。この吊荷姿勢制御装置は、揚重装置と吊荷との間に配置して用いる装置であり、吊荷を水平面内で旋回させる旋回力を強制的に発生させることのできるジャイロスコープを搭載することによって、吊荷に対して風等の外乱が作用し旋回する挙動を示した際に、これに抵抗して外乱による旋回を抑えるものである。

特許３３４２１６２号公報

上記特許文献１の吊荷姿勢制御装置によれば、建て込み作業時における吊荷について、水平面内の向きを回転制御することが可能となるが、鉛直軸に対する傾斜姿勢を制御することができない。したがって、例えば水平に吊時した長尺な吊荷を、狭隘な挿入口を通過させて所定位置に据え付けたい場合には、作業員が吊荷に介錯ロープを取り付け、介錯ロープを介して人力で吊荷を鉛直軸に対して傾斜させるなどして、平面投影長さを短縮させていた。このため、作業安全性に課題が生じているだけでなく、高所では作業できない場合があるなど、作業効率性も不十分である。

そこで本考案は、上記のような課題に鑑みなされたものであって、作業安全性および作業効率性を確保しつつ、揚重装置を介して吊持される建設資材等の吊荷を所望の吊り姿勢にて建て込むことの可能な、吊荷姿勢制御装置の提供を目的とする。

上記のような課題を解決する本考案の吊荷姿勢制御装置は、揚重装置と吊荷の間に設けられ、水平面内における前記吊荷の回転鉛直軸周りの回転を制御する回転制御機構を備える吊荷姿勢制御装置であって、前記回転制御機構を構成し、前記吊荷を支持する吊荷支持体に、前記吊荷の重心位置を前記回転鉛直軸上に制御しつつ、該吊荷の鉛直軸に対する傾斜姿勢を制御する傾斜制御機構を備えることを特徴とする。

また、本考案の吊荷姿勢制御装置は、前記傾斜制御機構に、一端が前記吊荷に連結されるワイヤーと、該ワイヤーを巻き取る巻取装置と、該巻取装置より前記ワイヤーを繰り出す繰出装置との組合わせを、複数備えることを特徴する。

さらに、本考案の吊荷姿勢制御装置は、前記傾斜制御機構に、両端各々が前記吊荷に連結されるワイヤーと、間隔を有して配置され該ワイヤーの延在方向を転換する一対のプーリーと、該プーリーにて方向転換されることにより垂下する前記ワイヤーの両端部近傍各々の垂下長さを調整する長さ調整装置と、を備えることを特徴する。

本考案によれば、吊荷の水平面内における向きを制御する回転制御機構に加えて、吊荷の鉛直軸に対する傾斜姿勢を制御する傾斜制御機構を設けることにより、いずれの条件下においても人力に頼ることなく、所望の吊り姿勢にて吊荷を建て込むことができ、建て込み作業時の作業安全性および作業効率性を確保することが可能となる。

本実施形態における吊荷姿勢制御装置の外観図である。 本実施形態における吊荷姿勢制御装置の断面図である。 本実施形態における吊荷姿勢制御装置の他の事例（その１）の側面図である。 本実施形態における吊荷姿勢制御装置の他の事例（その２）の側面図である。 本実施形態における吊荷姿勢制御装置の他の事例（その２）の底面図である。

以下、図面を参照しながら本考案の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、吊荷がＨ形鋼や鋼管のような長尺な棒状部材である場合を事例とし、詳細を説明する。

図１で示すように、吊荷姿勢制御装置1は、タワークレーン等の揚重装置に備えられたのクレーンワイヤ５に対して、スイベル５１を介して連結された装置吊具５２に吊り下げられた状態で、建設資材等の吊荷６を吊持する装置であり、水平面内における吊荷６の鉛直軸周りの回転を制御する回転制御機構Ａと、吊荷６の鉛直軸に対する傾斜を制御する傾斜制御機構Ｂと、を備える。

回転制御機構Ａは、ジャイロスコープの原理を採用したものであり、詳細は特許３３４２１６２号公報に譲るが、本実施の形態では図２（ａ）（ｂ）で示すように、矩形箱状の外殻よりなる吊荷支持体２と、吊荷支持体２に設置されたジャイロフレーム３１と、ジャイロフレーム３１内に配置されたジンバルフレーム３２と、ジンバルフレーム３２内に配置されるフライホイール３３と、を備えている。

吊荷支持体２は、吊り下げられた状態で水平面を形成する底板２１と天井板２２とを備え、ジャイロフレーム３１は、水平面を形成する底板２１の上面であって中央部に配置されている。ジンバルフレーム３２は、吊荷支持体２の底板２１と平行な回転軸３４を中心として適宜方向に適宜速度で回転可能に設置され、フライホイール３３は、ジンバルフレーム３２の回転軸３４と直交するスピン軸３５を中心として、高速回転が可能となっている。

このような構成の回転制御機構Ａは、吊荷支持体２と、ジンバルフレーム３２と、フライホイール３３とによりジャイロスコープを構成しており、作動時はフライホイール３３が所定方向に高速回転している。

そして、吊荷６の水平面内における向きを、吊り上げ時のまま保持して所定位置に建て込みたい場合には、吊荷６の吊り上げ時に、ジンバルフレーム３２の回転をフリー状態としておく。これにより、風等の外乱により吊荷６に対して鉛直軸周りに旋回する力が作用した際に、この旋回力が吊荷支持体２およびジャイロフレーム３１を介して、ジンバルフレーム３２、フライホイール３３に伝達される。

すると、フライホイール３３のジャイロ効果によりジンバルフレーム３２が回転するため、このときに生ずるフライホイール３３の慣性の反作用により、吊荷６の旋回を阻止しようとする抵抗力が働き、吊荷６は、外乱を受ける前の水平面内における向きを保持することができる。

一方、吊荷６の水平面内における向きを、所望の方向に向き変えて所定位置に建て込みたい場合には、吊荷６の吊り上げ時に、フライホイール３３を高速スピンさせた状態でジンバルフレーム３２を適宜方向に適宜速度で強制回転させる。これにより、ジンバルフレーム３２の回転に対するジャイロスコープのジャイロ効果により、鉛直軸まわりの旋回力が発生する。

すると、この旋回力により吊荷支持体２を介して吊荷６を、鉛直軸を中心とした水平面内で旋回させることができるため、この状態で、ジンバルフレーム３２を強制回転からフリーに切り替えることにより、フライホイール３３のジャイロ効果により吊荷６の旋回を停止させることができる。

なお、いずれの態様にて吊荷６が鉛直軸周りに旋回する場合にも、吊荷６が旋回する鉛直軸である回転鉛直軸は、クレーンワイヤ５が通過する鉛直軸上に配置される態様となっている。これは、吊荷姿勢制御装置1の重心位置および吊荷６の重心位置がともに、クレーンワイヤ５が通過する鉛直軸上に配置されていることによる。

上記の回転制御機構Ａにて、この回転鉛直軸周りの回転を制御される吊荷６は、傾斜制御機構Ｂを介して、鉛直軸に対する傾斜姿勢を制御される。

傾斜制御機構Ｂは、一端が吊荷６に連結されるワイヤー４１と、ワイヤー４１を巻き取る巻取装置４２と、巻取装置４２からワイヤー４１を繰り出す繰出装置４３、とによる組合わせを複数備えている。本実施の形態ではこれらの組み合わせを、吊荷支持体２の内方であって四隅の近傍にそれぞれ１組づつ合計４組配置している。また、巻取装置４２としては、線状部材の巻き取りに一般に用いられているウィンチを採用し、これを吊荷支持体２の天井板２２の下面に配置している。

繰出装置４３としてはセンターホールジャッキを採用し、これを吊荷支持体２の底板２１の上面に立設させた状態で配置している。センターホールジャッキは、線状部材を把持することの可能な２体のクランプ４３１と、クランプ４３１を両端に１体づつ設置した伸縮ジャッキ４３２とを備えている。なお、繰出装置４３は必ずしもセンターホールジャッキに限定されるものではなく、ワイヤー４１を把持でき、かつワイヤー４１を巻取装置４２から繰り出すことのできる機構を有するものであれば、いずれを採用してもよい。

上記の構成により、巻取装置４２に巻き取られた状態で収納されているワイヤー４１は、繰出装置４３により繰り出される。そして、吊荷支持体２の底板２１には、繰出装置４３の設置位置に挿通孔（図示せず）が設けられており、繰り出されたワイヤー４１は、この挿通孔を貫通することにより、吊荷支持体２の下方に垂下する。

また、底板２１の下面であって挿通孔の近傍には、ワイヤー４１の延在方向を自在に転換できるプーリー（図示せず）が設けられている。したがって、底板２１の挿通孔から垂下したワイヤー４１は、プーリに接触することによりその延在方向を鉛直下方向から水平方向の範囲で自在に転換できる態様となっている。こうして、吊荷支持体２の底板２１からの繰り出し量および延在方向が自在に構成されたワイヤー４１の一端は、吊荷６に対して着脱自在に設置された複数の吊荷治具６１に取り付けられている。

上述した構成により、傾斜制御機構Ｂは、巻取装置４２による繰り出しもしくは巻取装置４２の巻取により、ワイヤー４１各々の繰り出し量を適宜調整した後、繰出装置４３のクランプ４３１にてワイヤー４１を把持する、さらには巻取装置４２の回転を停止させることにより、図２（ｂ）で示すように、吊荷６を所望の傾斜姿勢にすることができる。

なお、本実施の形態では、吊荷６に吊荷治具６１を間隔を設けて２つ設置し、図１で示すように、１つの吊荷治具６１に対して隣り合う２本のワイヤー４１を取り付けている。しかし、吊荷６の吊荷治具６１に４本のワイヤー４１を取り付けるにあたっては、吊荷治具６１を４つ吊荷６に設置し、１つの吊荷治具６１に１本のワイヤー４１を連結する構成としてもよい。

また、傾斜制御機構Ｂを構成するワイヤー４１と巻取装置４２と繰出装置４３とによる組合わせは、必ずしも吊荷支持体２の四隅各々に１組づつ配置するものでなくてもよく、例えば、吊荷姿勢制御装置1の重心位置を挟んで対向する２箇所に配置する構成としてもよい。

さらに、傾斜制御機構Ｂは、ワイヤー４１と、巻取装置４２と、繰出装置４３との組み合わせに限定されるものではない。以下に、図３（ａ）（ｂ）を参照して傾斜制御機構Ｂにおける他の事例を説明する。

図３（ａ）で示す傾斜制御機構Ｂは、両端各々が吊荷６に連結されるワイヤー４１と、間隔を有して配置されワイヤー４１の延在方向を転換する一対のプーリー４４、４４と、プーリー４４にて方向転換されることにより垂下するワイヤー４１の両端部近傍各々の垂下長さを調整する一対の長さ調整装置４５とを備える。

一対のプーリー４４は、吊荷支持体２の天井板２２の下面に間隔を有して設置され、ワイヤー４１は、一対のプーリー４４各々に架け渡されることで中間部が水平に配置され、また、その両端部近傍はぞれぞれ、プーリー４４によって方向転換されて垂下される。そして、垂下したワイヤー４１の両端部近傍各々と同軸となる位置に、一対の長さ調整装置４５が、吊荷支持体２の底板２１の上面に立設させた状態で配置される。なお、長さ調整装置４５には、前出の繰出装置４３と同様に、２体のクランプ４５１と、クランプ４５１を両端に１体づつ設置した伸縮ジャッキ４５２とを備えるセンターホールジャッキを採用している。

また、吊荷支持体２の底板２１には、長さ調整装置４５の設置位置に挿通孔（図示せず）が設けられており、一対のプーリー４４各々に架け渡された状態のワイヤー４１は、長さ調整装置４５および上記の挿通孔を貫通することにより、吊荷支持体２の底板２１より下方に垂下する。さらに、底板２１の下面であって挿通孔の近傍にも、ワイヤー４１の延在方向を自在に転換できるプーリー（図示せず）が設けられている。したがって、底板２１の挿通孔から垂下したワイヤー４１は、底板２１の下面に設置したプーリに接触することによりその延在方向を鉛直下方向から水平方向の範囲で自在に転換できる態様となっている。

このような構成のワイヤー４１は、底板２１の挿通孔から垂下した両端部近傍のうち、いずれか一方側の垂下長さを長く確保したい場合、例えば、ワイヤー４１の両端部近傍における、他方側の挿通した長さ調整装置４５のクランプ４５１を開放した状態で、一方側が挿通する長さ調整装置４５を作動させることによりワイヤー４１を移動させ、一対のプーリー４４各々から垂下される両端部近傍の垂下長さを調整する。こうして、吊荷支持体２の底板２１からの垂下長さおよび延在方向が自在に構成されたワイヤー４１の両端は、吊荷６に対して着脱自在に設置された一対の吊荷治具６１に取り付けられる。

上述した構成により、傾斜制御機構Ｂは、ワイヤー４１の両端部近傍のうち、垂下長さを長く確保したいいずれか一方側を挿通している長さ調整装置４５を作動させて、ワイヤー４１の底板２１の底面からの垂下長さを適宜調整した後、調整した垂下長さを維持するようにして、一対の長さ調整装置４５各々のクランプ４５１にてワイヤー４１を把持することにより、図３（ｂ）で示すように、吊荷６を所望の傾斜姿勢にすることができる。

なお、本実施の形態では、吊荷支持体２の底板２１に対して、ワイヤー４１と一対のプーリー４４、４４と長さ調整装置４５の組合わせを一体のみ設置しているが、ワイヤー４１と一対のプーリー４４と長さ調整装置４５の組合わせは複数設置してもよい。なお、これらの組み合わせは、何組用いる場合であっても、その設置位置は、吊荷支持体２の底板２１が水平を保持できる位置に適宜設置する。

上記の実施の形態では、傾斜制御機構Ｂを吊荷支持体２の内方に設置する場合の事例を示したが、必ずしもこれに限定するものではない。以下に、傾斜制御機構Ｂを吊荷支持体２の外方に設置する場合の事例を説明する。

傾斜制御機構Ｂは、図４（ａ）で示すように、両端各々が吊荷６に連結されるワイヤー４１と、間隔を有して配置されワイヤー４１の延在方向を転換する一対のプーリー４４、４４と、プーリー４４にて方向転換されることにより垂下するワイヤー４１の両端部近傍各々の垂下長さを調整する長さ調整装置４５とを備える。

一対のプーリー４４は、吊荷支持体２の外方であって底板２１の下面に設置され、長さ調整装置４５は、これら一対のプーリー４４の間に設置されている。長さ調整装置４５は、前出の繰出装置４３と同様にセンターホールジャッキを採用しており、伸縮ジャッキ４５２の両端各々に備えたクランプ４５１を一対のプーリー４４、４４各々と対向するようにして、水平方向に倒伏した姿勢で底板２１の下面に設置している。

したがって、ワイヤー４１は、長さ調整装置４５に挿通されることにより中間部が水平に配置され、また、長さ調整装置４５を挟んだ両側にて一対のプーリー４４各々に架け渡されることにより、その両端部近傍各々が垂下される。そして、ワイヤー４１の両端部近傍は、プーリー４４により延在方向を水平方向から鉛直下方向の範囲で自在に転換できる態様となる。

また、ワイヤー４１は、長さ調整装置４５を介して一対のプーリー４４のいずれか一方に向けて移動させることができ、これにより一対のプーリー４４各々から垂下される両端部近傍の垂下長さが調整される。こうして、一対のプーリー４４各々からの垂下長さおよび延在方向が自在に構成されたワイヤー４１の両端は、吊荷６に対して着脱自在に設置された一対の吊荷治具６１に取り付けられる。

上述した構成により、傾斜制御機構Ｂは、長さ調整装置４５を介してワイヤー４１の一対のプーリー４４各々からの垂下長さを適宜調整した後、長さ調整装置４５のクランプ４３１にてワイヤー４１を把持することにより、図４（ｂ）で示すように、吊荷６を所望の傾斜姿勢にすることができる。

なお、本実施の形態では図５（ａ）で示すように、吊荷支持体２の底板２１に対して、ワイヤー４１と一対のプーリー４４、４４と長さ調整装置４５の組合わせを一体のみ設置している。しかし、ワイヤー４１と一対のプーリー４４と長さ調整装置４５の組合わせは例えば、図５（ｂ）で示すように２組設置してもよく、この場合には、吊荷支持体２の底板２１が水平を保持できる位置に適宜設置する。

また、長さ調整装置４５は、必ずしもセンターホールジャッキに限定されるものではなく、ワイヤー４１を把持でき、かつワイヤー４１を一対のプーリー４４の一方側および他方側へ移動させることのできる機構を有するものであれば、いずれを採用してもよい。

そして、いずれの傾斜制御機構Ｂを採用して吊荷６の傾斜姿勢を制御する場合であっても、吊荷支持体２の底板２１におけるワイヤー４１の垂下位置、ワイヤー４１の長さ、吊荷６に対する吊荷治具６１の設置位置等を適宜調整し、吊荷６の重心が、吊荷６の回転鉛直軸上、つまりクレーンワイヤ５が通過する鉛直軸上に位置するよう制御する。

上記のとおり、吊荷姿勢制御装置１は、吊荷６の水平面内における向きを制御する回転制御機構Ａに加えて、吊荷６の鉛直方向における傾斜姿勢を制御する傾斜制御機構Ｂを設置する。これにより、いずれの条件下においても人力に頼ることなく、水平面内における吊荷６の向きと鉛直軸に対する傾斜姿勢を制御でき、所望の吊り姿勢にて吊荷６を建て込むことができる。これにより、建て込み作業時の作業安全性および作業効率性を確保することが可能となる。

以上、本考案を実施するための最良の形態などについて具体的に説明したが、本考案はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

例えば、本実施の形態では、傾斜制御機構Ｂを吊荷支持体２の底板２１または天井板２２に設置したが、必ずしもこれに限定するものではない。ジャイロフレーム３１、ジンバルフレーム３２およびフライホイール３３が配置されている吊荷支持体２の底板２１を、吊り下げられた状態で水平に保持できる位置であれば、吊荷支持体２のいずれに設置してもよい。

また、ジャイロフレーム３１、ジンバルフレーム３２およびフライホイール３３についても、本実施の形態では吊荷支持体２の底板２１における中央に配置したが、必ずしもこれに限定されるものではない。吊り下げられた吊荷支持体２において、水平面を形成する部位であり、かつ吊荷姿勢制御装置１の重心をクレーンワイヤ５が通過する鉛直軸上に配置できる位置であれば、吊荷支持体２のいずれに設置してもよい。

１ 吊荷姿勢制御装置
２ 吊荷支持体
２１ 底板
２２ 天井板
３１ ジャイロフレーム
３２ ジンバルフレーム
３３ フライホイール
３４ 回転軸
３５ スピン軸
４１ ワイヤー
４２ 巻取装置
４３ 繰出装置
４３１ クランプ
４３２ 伸縮ジャッキ
４４ プーリー
４５ 長さ調整装置
４５１ クランプ
４５２ 伸縮ジャッキ
５ クレーンワイヤ
５１ スイベル
５２ 装置吊具
６ 吊荷
６１ 吊荷治具

Ａ 回転制御機構
Ｂ 傾斜制御機構

Claims (3)

1. 揚重装置と吊荷の間に設けられ、水平面内における前記吊荷の回転鉛直軸周りの回転を制御する回転制御機構を備える吊荷姿勢制御装置であって、
   前記回転制御機構を構成し、前記吊荷を支持する吊荷支持体に、前記吊荷の重心位置を前記回転鉛直軸上に制御しつつ、該吊荷の鉛直軸に対する傾斜姿勢を制御する傾斜制御機構を備えることを特徴とする吊荷姿勢制御装置。
2. 請求項１に記載の吊荷姿勢制御装置において、
   前記傾斜制御機構に、一端が前記吊荷に連結されるワイヤーと、該ワイヤーを巻き取る巻取装置と、該巻取装置より前記ワイヤーを繰り出す繰出装置との組合わせを、複数備えることを特徴する吊荷姿勢制御装置。
3. 請求項１に記載の吊荷姿勢制御装置において、
   前記傾斜制御機構に、両端各々が前記吊荷に連結されるワイヤーと、間隔を有して配置され該ワイヤーの延在方向を転換する一対のプーリーと、該プーリーにて方向転換されることにより垂下する前記ワイヤーの両端部近傍各々の垂下長さを調整する長さ調整装置と、を備えることを特徴する吊荷姿勢制御装置。