JP6350469B2 - クレーン衝突防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定の軌道上を走行するクレーンの衝突を防止するクレーン衝突防止装置に関する。

従来より、クレーンの衝突を防止するクレーン衝突防止装置が知られている。具体的には、特許文献１には、位置検出装置を用いてクレーンの衝突可能性を予見し、衝突可能性が生じた場合、警報を発すると共にクレーンを自動停止させる発明が記載されている。特許文献２には、同一番地付近の連続的な荷卸し等の近接連続作業を２台のクレーンで並行作業するに際し、吊上げ番地、吊下げ番地、及び退避番地を指示表示し、吊上げ又は吊下げ指示の運転可否を組み合わせてクレーン端末に指示表示する発明が記載されている。特許文献３には、相互に隣接するスタッカークレーンそれぞれに他方のスタッカークレーンに向かって突出した棒状のドッグが設けられ、他方のスタッカークレーンにドッグによって作動させられる、走行非常停止用のスイッチが設けられている自動倉庫に関する発明が記載されている。特許文献４には、遮光板付きの投光センサを用いて光を反射、受光することによってクレーン間の衝突を防止する発明が記載されている。また、基本的な衝突防止策としては、クレーンの走行範囲内の地上及び天井やクレーンの走行レール軌道近傍で作業する場合、進入禁止区域が設けられるが、その区域内にいる作業者や作業のために配置された重機とクレーンとの接触を防止するために、鋼製の移動式ストッパー及び旗を走行レール軌道の両端にそれぞれ１対配置する方法がある。

特開２００３−１１８９８１号公報 特開２００１−４８４７２号公報 特開平７−９７０１０号公報 特開２００７−１４５４４３号公報

しかしながら、特許文献１記載の発明によれば、ＧＰＳ等の位置検出装置を用いてクレーンの衝突を防止するために、設備費用が高額になると共に、回路構成が複雑になる。また、特許文献２記載の発明によれば、クレーン端末に指示表示することによってクレーンの衝突を防止するために、クレーンの衝突を防止できるか否かはクレーン端末を操作するオペレータ次第となる。また、特許文献３記載の発明は、走行設備があらゆる方向に移動するような、周囲の状況が刻一刻と変化する環境には有効であるが、所定の軌道上を走行するクレーンには不要である。また、特許文献４記載の発明によれば、粉塵の多い場所や、溶銑及び溶鋼の光や日光が入り込む場所に適用した場合、誤作動が発生する可能性がある。また。上述の基本的な衝突防止策では、移動式ストッパーを取り付ける作業が、高所で身を乗り出して行われる重筋作業であり、取り付ける工具を落とす等、安全上の問題がある。また、クレーンを物理的に停止させるためには、移動式ストッパーの強度が必要となり、移動式ストッパーが重量物になってしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、オペレータの能力に依存することなく、安価、且つ、簡素な構成で精度よく、安全に所定の軌道上を走行するクレーンの衝突を防止可能なクレーン衝突防止装置を提供することにある。

本発明に係るクレーン衝突防止装置は、所定の軌道上を走行するクレーンが衝突することを防止するクレーン衝突防止装置であって、前記クレーンの走行領域内又は該走行領域の近傍の任意の位置に配設された検知バーと、前記クレーンに配設された、前記検知バーから所定の報知距離の範囲内に位置する時に検知信号を出力する近接センサと、前記近接センサから前記検知信号が出力されている間、報知装置を制御することによって前記クレーンのオペレータに対して警報を報知する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るクレーン衝突防止装置は、上記発明において、前記制御部は、前記警報の報知を開始してから所定時間内に前記クレーンの所定操作がなされたか否かを判別し、前記警報の報知を開始してから所定時間内に前記クレーンの所定操作がなされていない場合、前記クレーンを強制停止させることを特徴とする。

本発明に係るクレーン衝突防止装置は、上記発明において、前記制御部は、前記警報の報知を開始してから所定時間内に前記クレーンの所定操作がなされた場合、前記警報の報知を停止することを特徴とする。

本発明に係るクレーン衝突防止装置は、上記発明において、前記検知バーは、移動可能な金属板によって構成されていることを特徴とする。

本発明に係るクレーン衝突防止装置は、上記発明において、前記クレーンの走行方向における前記金属板の長さが３００ｍｍ以上６００ｍｍ以下の範囲内にあることを特徴とする。

本発明に係るクレーン衝突防止装置は、上記発明において、前記検知バーは、前記金属板の表面に絶縁体を脱着可能な構造を有することを特徴とする。

本発明に係るクレーン衝突防止装置は、上記発明において、前記検知バーは、前記クレーンの走行方向に沿って複数配設され、前記制御部は、第１の検知バーに応じて警報を報知した後に、前記近接センサによって前記クレーンの走行方向において前記第１の検知バーに隣接する第２の検知バーが検知された場合、前記クレーンを強制停止させることを特徴とする。

本発明に係るクレーン衝突防止装置によれば、オペレータの能力に依存することなく、安価、且つ、簡素な構成で精度よく、安全に所定の軌道上を走行するクレーンの衝突を防止できる。

図１は、本発明の一実施形態であるクレーン衝突防止装置が適用されるクレーンの構成を示す斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態であるクレーン衝突防止装置の構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の一実施形態であるクレーン衝突防止装置の動作を説明するための模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるクレーン衝突防止装置の構成及びその動作について説明する。なお、本明細書中において“衝突”とは、クレーン同士の衝突、クレーンの走行範囲内の地上及び天井やクレーンの走行レール軌道近傍で作業する際に設けられる走行禁止区域内にいる作業者や作業のために配置された重機とクレーンとの衝突のことを意味する。

〔クレーンの構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態であるクレーン衝突防止装置が適用されるクレーンの構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態であるクレーン衝突防止装置が適用されるクレーンの構成を示す斜視図である。図１に示すように、本発明の一実施形態であるクレーン衝突防止装置が適用されるクレーン１は、所定の間隔を空けて互いに並行に敷設された一対のレールＲ上を走行する走行設備であり、架台２、走行車輪３、及び運転室４を主な構成要素として備えている。本実施形態では、架台２には、荷役吊り用のワイヤロープの巻き取り及び繰り出しを行う電動式の複数の巻取ドラムが載置されている。

走行車輪３は、架台２の長手方向両端部に配設され、その周面が、レールＲの上面に接している。走行車輪３は、レールＲ上に架台２を支持すると共に、図示しない走行モータによって回転駆動されることによりレールＲに沿って架台２を移動させる。運転室４は、クレーン１を操作するオペレータが入室する空間であり、架台２の下部に設けられている。運転室４内には、クレーン１の操作時に利用される操作盤や各種表示装置が設けられている。

なお、図１に示すクレーン１は、オペレータが搭乗して運転操作するものであるが、本発明は、オペレータが搭乗しない無線操作式のクレーンにも適用できる。すなわち、本発明は、所定の軌道上を走行するクレーン設備全般に適用することができる。

〔クレーン衝突防止装置の構成〕
次に、図２を参照して、本発明の一実施形態であるクレーン衝突防止装置の構成について説明する。

図２は、本発明の一実施形態であるクレーン衝突防止装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、本発明の一実施形態であるクレーン衝突防止装置１０は、近接センサ１１、走行コントローラ１２、報知装置１３、電源回路１４、及び制御部１５を備えている。

近接センサ１１は、クレーン１の走行車輪３の近傍に配設され、例えば静電容量検知式又は渦流式の金属センサや磁気センサのいずれかによって構成されている。近接センサ１１は、クレーン１の走行領域内又は走行領域の近傍の任意の位置に配設された検知バーから所定の報知距離の範囲内に位置する時に制御部１５に検知信号を出力する。検知バーの設置位置としては、クレーン１の進入を禁止したい区域の周部、クレーン１に隣接する他のクレーン、クレーン１が走行する建屋の端部等を例示できる。

なお、検知バーは、金属板によって構成され、任意の位置に移動可能に構成されていることが望ましい。また、クレーン１の走行方向における金属板の長さは３００ｍｍ以上６００ｍｍ以下の範囲内にあることが望ましい。また、検知バーは、金属板の表面に脱着式の絶縁物を取付可能な構造を有していることが望ましい。検知バーの表面に絶縁物を取り付けることにより、近接センサ１１は、静電容量検知式の場合、検知バーを未検知とすることができるので、クレーン衝突防止装置１０を作動させずにクレーン１を操作することができる。

走行コントローラ１２は、クレーン１の動作を制御するオペレータによって操作される操作入力手段であり、図１に示す運転室４内に配設されている。走行コントローラ１２は、オペレータの操作入力に対応した操作入力信号を制御部１５に出力する。

報知装置１３は、表示出力装置や音声出力装置等の出力装置であり、運転室４内のオペレータが出力装置から出力された情報を確認しやすい位置に配設されている。報知装置１３は、制御部１５からの制御信号に従って各種情報を報知する。

電源回路１４は、制御部１５からの制御信号に従ってクレーン１の駆動電力をオン／オフする回路である。

制御部１５は、マイクロコンピュータ等の情報処理装置によって構成され、計時処理を実行するためのタイマ回路１５ａを備えている。制御部１５は、後述するクレーン衝突防止処理において、近接センサ１１及び走行コントローラ１２の出力信号に基づいて報知装置１３及び電源回路１４を制御することによってクレーン１が衝突することを防止する。

このような構成を有するクレーン衝突防止装置１０は、以下に示すクレーン衝突防止処理を実行することによる、オペレータの能力に依存することなく、安価、且つ、簡素な構成で精度よく、安全にクレーン１の衝突を防止する。以下、図３を参照して、クレーン衝突防止処理を実行する際のクレーン衝突防止装置１０の動作について説明する。

〔クレーン衝突防止処理〕
図３は、本発明の一実施形態であるクレーン衝突防止装置１０の動作を説明するための模式図である。なお、図３に示す例は、クレーン１の走行領域内において作業者が作業を行う区域Ａ１内及び作業者が作業を行う地上領域Ａ２の直上の区域内を走行禁止区域として、走行禁止区域内へのクレーン１の進入を防止する例である。

本例では、走行禁止区域の周部に位置するクレーン１が走行するレールＲ上に、オペレータに走行禁止区域を視認させるためのストッパー２１が配設されている。また、ストッパー２１よりクレーン１側のレールＲの近傍には、ストッパー２１に近づく方向に向かって検知バー２２ａ及び検知バー２２ｂがこの順に配設されている。なお、ストッパー２１と検知バー２２ａとの間は、クレーン１への駆動電力の供給を停止してからクレーン１が走行する制動距離（例えば１０ｍ）と後述する所定時間の間にクレーン１が移動する距離（例えば３〜５ｍ）との和以上離間しているものとする。

本例では、図３（ａ）に示すように、クレーン１がレールＲに沿って走行禁止区域に向かって走行し、図３（ｂ）に示すように、近接センサ１１が検知バー２２ａから所定の報知距離の範囲内に進入すると、近接センサ１１が制御部１５に検知信号を出力する。そして、近接センサ１１から検知信号が出力されている間、制御部１５は、報知装置１３を制御することによってクレーン１のオペレータに対して警報を報知する。これにより、クレーン１のオペレータは、クレーン１が走行禁止区域に近づいてことを認識し、クレーン１がストッパー２１に衝突することを防止できる。

次に、制御部１５は、タイマ回路１５ａを利用して警報の報知を開始してから所定時間内（例えば３秒）に走行コントローラ１２に対して所定の操作入力（例えば減速操作）がなされたか否かを判別する。走行コントローラ１２に対して所定の操作入力がなされたか否かは、走行コントローラ１２から出力された操作入力信号の種別を判別することによって判別できる。そして、警報の報知を開始してから所定時間内に走行コントローラ１２に対して所定の操作入力がなされた場合、警報の報知を停止する。一方、警報の報知を開始してから所定時間内に走行コントローラ１２に対して所定の操作入力がなされなかった場合には、制御部１５は、電源回路１４を制御することによってクレーン１への駆動電力の供給を停止することによりクレーン１を強制停止させる。これにより、オペレータの誤操作や意識喪失等の原因によって、クレーン１が走行禁止区域内に進入することを抑制できる。また、警報の報知を開始してから所定時間内に走行コントローラ１２に対して所定の操作入力がなされた場合には、オペレータは、検出バー２２ａを置いたままで作業が終わった走行禁止区域に接近できるので、従来までのように移動式ストッパーを取り外す必要が無くなり、作業を安全に行うことができる。

なお、制御部１５は、図３（ｃ）に示すように、近接センサ１１が検知バー２２ａよりストッパー２１に近い側に配置された検知バー２２ｂから所定の報知距離の範囲内に進入し、近接センサ１１が制御部１５に検知信号を出力した場合、制御部１５は、警報を報知することなく、電源回路１４を制御することによってクレーン１を強制停止させてもよい。この場合、制御部１５は、検知バー２２ａを検知した後にクレーン１の走行モータの回転方向に変化がない（クレーン１の走行方向が変化しない）ことを検出することによって、検知された検知バーがストッパー２１に近い方の検知バー２２ｂであることを判定できる。

また、検知バー２２ａは、タイマ回路１５ａを利用することで、短くすることができ、非常に軽量化が図れる。これにより、検知バーの持ち運びが容易となり、高所での作業が安全となる。すなわち、タイマ回路を利用しない場合、クレーン１が停止するまで検知バーが検知され続けなければならないため、レール軌道脇に１０ｋｇ（長さ2000ｍｍ）の検知バーを設置する必要がある。しかしながら、本発明のようにタイマ回路を利用した検知バーであれば、２ｋｇ程度（長さ300〜600ｍｍ）の軽量なバーで十分であり、高所でも安全に設置でき、クレーン１の衝突を防止できる。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるクレーン衝突防止装置１０は、クレーン１の走行領域内又は走行領域の近傍の任意の位置に配設された検知バー２２ａ，２２ｂと、クレーン１に配設された、検知バー２２ａ，２２ｂから所定の報知距離の範囲内に位置する時に検知信号を出力する近接センサ１１と、近接センサ１１から検知信号が出力されている間、報知装置１３を制御することによってクレーン１のオペレータに対して警報を報知する制御部１５と、を備えるので、オペレータの能力に依存することなく、安価、且つ、簡素な構成で精度よく、安全に所定の軌道上を走行するクレーンの衝突を防止できる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ クレーン
２ 架台
３ 走行輪
４ 運転室
１０ クレーン衝突防止装置
１１ 近接センサ
１２ 走行コントローラ
１３ 報知装置
１４ 電源回路
１５ 制御部
１５ａ タイマ回路
２１ ストッパー
２２ａ，２２ｂ 検知バー
Ｒ レール

Claims (5)

1. 所定の軌道上を走行するクレーンが衝突することを防止するクレーン衝突防止装置であって、
   前記クレーンの走行領域内又は該走行領域の近傍の任意の位置に配設された検知バーと、
   前記クレーンに配設された、前記検知バーから所定の報知距離の範囲内に位置する時に検知信号を出力する静電容量検知式の近接センサと、
   前記近接センサから前記検知信号が出力されている間、報知装置を制御することによって前記クレーンのオペレータに対して警報を報知する制御部と、を備え、
   前記検知バーは、移動可能な金属板によって構成され、前記金属板の表面に絶縁体を脱着可能な構造を有する
   ことを特徴とするクレーン衝突防止装置。
2. 前記制御部は、前記警報の報知を開始してから所定時間内に前記クレーンの所定操作がなされたか否かを判別し、前記警報の報知を開始してから所定時間内に前記クレーンの所定操作がなされていない場合、前記クレーンを強制停止させることを特徴とする請求項１に記載のクレーン衝突防止装置。
3. 前記制御部は、前記警報の報知を開始してから所定時間内に前記クレーンの所定操作がなされた場合、前記警報の報知を停止することを特徴とする請求項２に記載のクレーン衝突防止装置。
4. 前記クレーンの走行方向における前記金属板の長さが３００ｍｍ以上６００ｍｍ以下の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項に記載のクレーン衝突防止装置。
5. 前記検知バーは、前記クレーンの走行方向に沿って複数配設され、前記制御部は、第１の検知バーに応じて警報を報知した後に、前記近接センサによって前記クレーンの走行方向において前記第１の検知バーに隣接する第２の検知バーが検知された場合、前記クレーンを強制停止させることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載のクレーン衝突防止装置。