JP6676267B2 - ジブクレーン - Google Patents

Description

本発明は、ジブクレーンに関する。さらに詳しくは、ジブクレーンの基部と、その基部上で旋回する旋回部との間で無線信号の送受信を行う送受信手段を備えたジブクレーンに関する。

工場等の敷地内や港湾等の岸壁において荷役するために、レール上を走行するジブクレーンが使用される。
これらの走行式ジブクレーンがレール上を走行するとき、走行路上の障害物を探知するため、カメラを用いて走行路を撮像し、その撮像画面を旋回台上の運転室にあるモニターで走行路の状態を確認するようにしている（たとえば、特許文献１参照）。

上記の従来技術では、主に無線ＬＡＮを利用し、場合により複数の通信ユニットを利用し、走行部から旋回部へ向けて映像通信を行っている。しかしながら、複数の通信ユニットは基部と旋回部に夫々旋回中心を挟んで対角線上に配置され、旋回部が旋回すると基部と旋回部との間の通信間距離の比率が大きく変化するので、通信状態にノイズが発生したり通信強度が低下する可能性が大きくなるという問題があった。

特開２０１４−１９８６３０号公報

本発明は上記事情に鑑み、基部と旋回部との間で良好な通信状態を確保できるジブクレーンを提供することを目的とする。

第１発明のジブクレーンは、荷役作業を行うジブクレーンであって、前記ジブクレーンの基部と、前記基部に旋回可能に支持された旋回部と、前記旋回部に設けられた荷役部と、前記基部に設置された２基一対の送受信手段と、前記旋回部に設置された２基一対の送受信手段とを備え、前記旋回部側の送受信手段または前記基部側の送受信手段の１基が、前記基部側の送受信手段または前記旋回部側の送受信手段における２基の間の交差角の中間位置に位置したときの、前記旋回部側の送受信手段または前記基部側の送受信手段の１基と前記基部側の送受信手段または前記旋回部側の送受信手段の１基とのなす交差角が２２．５°以上であり６７．５°未満であることを特徴とする。
第２発明のジブクレーンは、第１発明において、前記基部側の送受信手段の２基の間の交差角と前記旋回部側の送受信手段の２基の間の交差角のうち、いずれか一方の交差角が１８０°、他方の交差角が９０°であることを特徴とする。
第３発明のジブクレーンは、第１または第２発明において、前記基部は、走行装置と該走行装置の上方に設けられた支柱で構成され、前記旋回部は、前記支柱に回転可能に支持された旋回フレーム、運転室、および荷役部で構成され、前記支柱の上部に基部側の送受信手段が設けられ、前記旋回フレームの下部に旋回部側の送受信手段が設けられていることを特徴とする。

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）旋回部の旋回によって、旋回部側送受信器における２基１対のうちの１基が基部側送受信器の１基から離間するとき、旋回部側送受信器における２基１対のうちの１基が基部側送受信器の他の１基に接近するよう機能するので、旋回部側送受信器と基部側送受信器の間の距離が短く保持されノイズ発生等の通信不良が生じにくくなる。
ｂ）基部側送受信器の１基が旋回部側送受信器の２基の間の交差角の中間位置に位置したときの基部側送受信器の１基と前記旋回部側送受信器の１基とのなす交差角が２２．５°以上であり６７．５°未満であると、旋回部の旋回によって、旋回部側送受信器の１基が基部側送受信器の１基に対し離間しても、旋回部側送受信器の他の１基が基部側送受信器の１基に接近するので、旋回部側送受信器と基部側送受信器の間の距離が短く保持されノイズ発生等の通信不良が生じにくくなる。
第２発明によれば、旋回部側送受信器の２基の間の交差角と基部側送受信器の２基の間の交差角のうち、いずれか一方の交差角が１８０°、他方の交差角が９０°であると、旋回部の旋回によって、旋回部側送受信器の１基が基部側送受信器の１基に対し離間するとき、旋回部側送受信器の他の１基が基部側送受信器の１基に必ず接近するので、旋回部側送受信器と基部側送受信器との間の距離が最短に保持されノイズ発生等の通信不良が生じにくくなる。
第３発明によれば、ジブクレーンを走行させるときに旋回部が旋回しても、基部側の送受信手段と旋回部側の送受信手段とで通信が行えるので、走行路上の障害物の存否を、旋回部上の運転室に居る運転者がモニター等で確認でき、しかもノイズ発生等の通信不良を生じないので、周辺の常時監視が行える。

本発明のジブクレーンの一例である走行式ジブクレーンの部分斜視図である。 図１の点検足場５ａより少し上方位置から見た平断面図である。 図２の状態において旋回フレームが時計方向に４５度回転した状態の平断面図である。 本発明に係る実施例１および実施例２における通信距離の変動を示す説明図である。 本発明に係る実施例３、実施例４および実施例５における通信距離の変動を示す説明図である。 比較例１における通信距離の変動を示す説明図である。 本発明のジブクレーンの一例である走行式ジブクレーンの全体斜視図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明が適用される対象は、ジブクレーンの基部とその基部に旋回可能に支持された旋回部を備え、かつ基部と旋回部との間で無線通信が必要とされるジブクレーンであり、この条件を満たすものであれば、どのようなジブクレーンにも応用できる。したがって、走行できない固定式のあらゆるジブクレーンにも適用できる。

また、本発明が適用されるジブクレーンは、走行式であれば、走行中の安全確保のためのカメラ画像等を転送してモニターで確認する用途にも利用できるので好ましい。このような例としては、工場等の敷地内や港湾等の岸壁で使用される走行式ジブクレーンを挙げることができる。

以下の実施形態では、工場等の敷地内で使用される走行式ジブクレーンを例にとって説明する。
図７において、Ａは走行式ジブクレーン(走行部の支柱がパイプで形成されたタワー型ジブクレーン)であって、基部１と、基部１に旋回可能に支持された旋回部１０を備えている。基部１には、その構成部材として門型の門型フレーム３の下面に左右一対の走行装置２が取付けられており、さらに門型フレーム３の上方には円筒状の支柱４が立設されている。支柱４の上部には、支柱４の外周に沿って点検足場５が設けられている。

旋回部１０は、基部１の上部に旋回可能に支持された旋回フレーム１１を備えている。この旋回フレーム１１には、その前部に設けらた運転室１２，ジブ１３と、旋回フレーム１１の後部に設けられた巻上げ装置や電気品を収納した機械室１４等が設けられ、ジブ１３の先端からワイヤロープを介してフック（荷役部）が設けられている。特許請求の範囲にいう荷役部とは、ここにいうフックとか、アンローダのバケットなどが該当する。

上記のごときジブクレーンＡにおいて、基部１の下部に、基部１の周辺(基部の下部や走行路上や走行路周辺)の状況を確認するためのカメラやレーザー検出器や超音波等の送情報確認手段が設けられ、運転室１２に、荷役機械の運転装置のほか各種運転情報を認識するためのモニターや音声装置等の受情報確認手段が設けられ、基部１の上部と旋回部１０の下部に、撮像信号を送信する送信器および送信用アンテナからなる送信手段や受信器および受信用アンテナからなる受信手段が設けられている。また、基部１と旋回部１０に、送情報確認手段・受情報確認手段と送信手段・受信手段とを接続する通信ケーブルが設けられ、送情報確認手段や受情報確認手段等を制御する制御部が設けられている。
前記した送情報確認手段と受情報確認手段と送信手段と受信手段と通信ケーブルと制御部とで監視装置が構成されている。

特許請求の範囲にいう「送受信手段」は、送信手段の機能をもつものと、受信手段の機能をもつものと、送受信双方の機能をもつものの３つを含んでいるが、以下の説明では「送信手段」には送信器本体と送信用アンテナが含まれ、「受信手段」には受信器本体と受信用アンテナが含まれるものとして説明する。
送信手段を構成する送信用アンテナは基部１の適所に取付けられ、受信手段を構成する受信用アンテナは旋回部１０の適所に取付けられて、旋回部１０の旋回中でも送・受信アンテナを介して撮像信号の無線交信が可能とされている。

つぎに、図１、図２に基づき、本発明の一実施形態に係る塔型ジブクレーンの概略説明と無線通信設備を説明する。
図１は、支柱をパイプでトラス構造にした走行式ジブクレーン(塔型ジブクレーン)Ａを示しており、図７で示した走行式ジブクレーンＡと概略の構成は同じになっている。１ａは基部で、これには走行装置２ａ、門型フレーム３ａ、支柱４ａ、点検足場５ａが含まれている。10aは旋回部で、これは旋回フレーム11aを用いて構成されている。旋回フレーム11aには運転室12aが搭載されている。なお、図１からジブと機械室は省略している。

図２は、図１の点検足場５ａの少し上方位置から見た平断面図で、点検足場５ａおよび旋回フレーム11a（図中網かけ図示している）に、送受信器を設置した例を示している。
なお、図示の実施形態では、送信手段は基部１ａの点検足場５の欄干付近にブラケット５ｂを介して設けられ、受信手段は点検足場近傍の旋回部10aに設けられている。また、送信用アンテナは、基部１ａの上部である旋回部10aに近い位置に、受信用アンテナは、旋回部の下部である基部１ａに近い位置に設けることが望ましい。

基部１ａの一部である点検足場５ａには２基の送信用アンテナＳ１、Ｓ２が設置されている。この送信用アンテナＳ１、Ｓ２は、特許請求の範囲にいう固定側送受信器に対応する。
各送信アンテナＳ１、Ｓ２と旋回フレーム11aの旋回中心Ｏとを結ぶ仮想線により形成される交差角は９０°である。この交差角の説明は、特許請求の範囲における「交差角」の定義である。

また、旋回フレーム11aには２基の受信用アンテナＲ１、Ｒ２が設置されている。この受信用アンテナＲ１、Ｒ２は、特許請求の範囲にいう移動側送受信器に対応する。
各受信アンテナＲ１、Ｒ２と旋回フレーム11aの旋回中心Ｏとを結ぶ仮想線により形成される交差角は１８０°である。この交差角の説明は、特許請求の範囲における「交差角」の定義である。

図２に示す旋回部を構成する旋回フレーム11aは基部１上で時計方向または反時計方向に自在に回転し、受信用アンテナＲ１、Ｒ２は送信用アンテナＳ１、Ｓ２に対し接近したり、離間したりする。
図２の状態は、受信アンテナＲ１が送信アンテナＳ１に最接近している状態であり、この状態では、交信状態は最良に保たれ、格別の故障でも生じない限り通信状態にノイズが発生したり通信強度が低下する可能性が大きくなるという問題は生じない。

旋回フレーム11aが時計方向に回転すると、受信用アンテナＲ１は送信用アンテナＳ１から離れていくが、一方で別の送信用アンテナＳ２に近づいていく。旋回フレーム11aが当初より４５°旋回したとき、受信用アンテナＲ１は２基の送信用アンテナＳ１、Ｓ２間の中間位置に至るが、さらに時計方向回転が続くと受信用アンテナＲ１は送信用アンテナＳ２に近づいていく。そして、旋回フレーム11aが当初より９０°旋回したときは、受信用アンテナＲ１は送信用アンテナＳ２に最接近する。
さらに、旋回フレーム11aが当初より１８０°旋回したときは、当初最も離れていた受信用アンテナＲ２が当初の送信用アンテナＳ１の位置へ来るので、最接近位置を保つ。

以後は時計方向回転が続く限り、上記を繰り返すことになる。
また、反時計方向回転の場合も、原理は同様であって、２基の受信用アンテナＲ１、Ｒ２は交互に送信用アンテナＳ１、Ｓ２への接近と離間を繰り返す。

上記実施形態では、２基の送信用アンテナＳ１、Ｓ２（基部側送信器の２基）の間の交差角が９０°で、２基の受信用アンテナＲ１、Ｒ２（旋回部側送信器の２基）の間の交差角が１８０°であったが、この角度を逆にし、２基の送信用アンテナＳ１、Ｓ２（基部側送信器の２基）の間の交差角が１８０°で、２基の受信用アンテナＲ１、Ｒ２（旋回部側送信器の２基）の間の交差角が９０°とした実施形態であってもよい。

上記各実施形態によれば、旋回フレーム11aの旋回によって、受信用アンテナＲ１（旋回部側送受信器の１基）が送信用アンテナＳ１（基部側送受信器の１基）から離間するとき、別の送信用アンテナＳ２（基部側送受信器の他の１基）に必ず接近するので、受信用アンテナＲ１、Ｒ２のいずれかと送信用アンテナＳ１、Ｓ２のいずれかとの間の距離が最長であっても旋回角度にして４５°が最大となるので、送受信間距離が短く保持され通信状態にノイズが発生したり通信強度が低下する可能性が大きくなるという問題が生じにくくなる。

上記各実施形態は、最も通信確保性能の良い実施形態であるが、これに限られず、以下の実施形態も基部１と旋回フレーム11a間の通信確保が可能である。
すなわち、図３に示すように、受信用アンテナＲ１（旋回部側送受信器の１基）が送信用アンテナＳ１、Ｓ２（基部側送受信器の２基）の間の交差角の中間位置に位置したときの受信用アンテナＲ１（旋回部側送受信器の１基）と送信用アンテナＳ１（またはＳ２）（基部側送受信器のいずれか１基）とのなす交差角が２２．５°以上であり６７．５°未満の範囲内に配置したものであってもよい。

なお、送信用アンテナＳ１（基部側送受信器の１基）が（旋回部側送受信器の２基）の間の交差角の中間位置に位置したときの送信用アンテナＳ１（基部側送受信器の１基）と受信用アンテナＲ１（旋回部側送受信器の１基）とのなす交差角が２２．５°以上であり６７．５°未満の範囲内に配置したものであってもよい。

上記図３の実施形態によっても図３に示すように、旋回フレーム11aの旋回によって、受信用アンテナＲ１（旋回部側送受信器の１基）が送信用アンテナＳ１（基部側送受信器の１基）から離間しても、別の送信用アンテナＳ２（基部側送受信器の他の１基）に接近するので、受信用アンテナＲ１、Ｒ２のいずれかと送信用アンテナＳ１、Ｓ２のいずれかとの間の距離が短く保持されノイズが生じにくくなる。ただ、図１の実施形態で示したものに比べ、送受信間距離は長くなる。

上記図２および図３の実施形態の外に、本発明の実施形態は、旋回部側送受信器の２基（たとえば、受信用アンテナＲ１、Ｒ２）の間の交差角と基部側送受信器の２基（たとえば、送信用アンテナＳ１、Ｓ２）の間の交差角のうち、いずれか一方の交差角よりも他方の交差角が小さいことで成立する。
この実施形態では、旋回フレーム11aの旋回によって、旋回部側送受信器における２基１対のうちのいずれか１基が基部側送受信器の１基から離間しても、基部側送受信器の他の１基に接近するので、通信状態にノイズが発生したり通信強度が低下する可能性が大きくなるという問題が生じにくくなる。

また、本発明の実施形態は、旋回フレーム11aの旋回によって、旋回部側送受信器における２基のうちのいずれか１基（たとえば、受信用アンテナＲ１またはＲ２）が基部側送受信器の１基（たとえば、送信用アンテナＳ１）に対し離間するとき、基部側送受信器の他の１基（たとえば、送信用アンテナＳ２）に接近するよう、旋回部側送受信器および基部側送受信器が配置されていることで成立する。

それにより本実施形態では、旋回フレーム11aの旋回によって、旋回部側送受信器における２基のうちのいずれか１基（たとえば、受信用アンテナＲ１）が基部側送受信器の１基（たとえば、送信用アンテナＳ１）から離間するとき、基部側送受信器の他の１基（たとえば、送信用アンテナＳ２）に接近するよう機能するので、送受信アンテナ（Ｓ１またはＲ１と、Ｓ２またはＲ２）間の距離が短く保持され通信状態にノイズが発生したり通信強度が低下する可能性が大きくなるという問題が生じにくくなる。

図２および図３に示す各実施形態は、送信用アンテナＳ１、Ｓ２（基部側送受信器）と受信用アンテナＲ１、Ｒ２（旋回部側送受信器）とが、ほぼ同一平面上にあって、高低差がほとんど無い状態で配置されているが、若干の高低差の存在を肯定しないものではない。つまり、通信能力が低下しない限りにおいて送受信用アンテナ間の高低差は許容され、それは送受信器の出力及びアンテナの指向性に依存するが、一般的には２ｍ位までの高低差間で使用可能である。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、基部１側の送信器（送信器本体および送信用アンテナ）から送信して旋回フレーム11a側の受信器（受信器本体および受信用アンテナ）で受信するという構成であったが、逆に旋回部側の送信器（送信器本体および送信用アンテナ）から送信し、基部１側の受信器（受信器本体および受信用アンテナ）で受信するという構成にも、本発明を適用することができる。そのような適用例としては、運転室内の映像撮影する送情報確認手段を設け、その情報を地上側で確認する場合などが考えられる。

さらに、基部と旋回部との間で送受信双方の機能をもつ送受信器を用いて相互に送受信する構成にしても、本発明を適用することができ、そのような適用例としては、無線ＬＡＮ等による双方向のデータ通信などを例示することができる。

さらに、２基の送信用アンテナＳ１、Ｓ２（基部側送信器の２基）の間の交差角が９０°で、２基の受信用アンテナＲ１、Ｒ２（旋回部側送信器の２基）の間の交差角が１８０°であったが、２基の送信用アンテナＳ１、Ｓ２（基部側送信器の２基）の間の交差角が１８０°から多少小さい角度でもよい。

つぎに、図４〜図６に示す実施例１〜５に基づき、固定部と旋回部間の通信確保効果を具体的に説明する。

（実施例１）
図４に示す実施例１は、図２の実施形態に対応している。すなわち、各送信アンテナＳ１、Ｓ２と旋回フレーム11aの旋回中心Ｏとを結ぶ仮想線により形成される交差角は９０°である。各受信アンテナＲ１、Ｒ２と旋回フレーム11aの旋回中心とを結ぶ仮想線により形成される交差角は１８０°である。

（実施例２）
図４に示す実施例２は、実施例１における交差角を送信用アンテナ側と受信用アンテナ側で逆にしただけのものである。すなわち、各送信用アンテナＳ１、Ｓ２と旋回フレーム11aの旋回中心Ｏとを結ぶ仮想線により形成される交差角は１８０°である。各受信用アンテナＲ１、Ｒ２と旋回フレーム11aの旋回中心とを結ぶ仮想線により形成される交差角は９０°である。

（実施例３）
図５に示す実施例３は、受信用アンテナＲ１、Ｒ２の交差角を９０°とし、送信用アンテナＳ１、Ｓ２の交差角を１５０°としたものである。
（実施例４）
図５に示す実施例４は、受信用アンテナＲ１、Ｒ２の交差角を４５°とし、送信用アンテナＳ１、Ｓ２の交差角を１８０°としたものである。
（実施例５）
図５に示す実施例５は、受信用アンテナＲ１、Ｒ２の交差角を１３５°とし、送信用アンテナＳ１、Ｓ２の交差角を１８０°としたものである。

（比較例１）
比較例１は従来よりの技術常識に従って、受信用アンテナＲ１、Ｒ２の交差角を１８０°とし、送信用アンテナＳ１、Ｓ２の交差角も１８０°としたものである。つまり、交差角が同じ配置である。

（評価）
図４〜図６における各実施例１〜５と比較例１に関するグラフは、送信用アンテナＳ１、Ｓ２と受信用アンテナＲ１、Ｒ２との間の距離の変化を示すもので、横軸は旋回フレーム11aの旋回角、縦軸は送受信アンテナ間の距離（単位ｍ）である。なお、説明の便宜上、受信機は旋回中心から０．８ｍ、送信機は１．０ｍの円周上で、受信機と送信機の高低差は零で配置されているものと仮定し、送受信アンテナ間の距離を計算している。

実施例１では、送受信アンテナ間の距離は最短が０．２０ｍ、最長が０．７１ｍであり、旋回角９０°毎に同じ波形で変化する。なお、最短距離の０．２０ｍは送受信アンテナが最接近した場合の半径方向の寸法差であり、旋回角度に依存するものではなく、この点は実施例１〜５および比較例１において同様である。

実施例１を比較例１（図６）と比較すると、比較例１では送受信用アンテナ間の最長距離が１．２８ｍであるから、実施例１の送受信アンテナ間距離は比較例１の約５５％である。無線通信の通信確保能力は送受信アンテナ間の距離の２乗に反比例するのが一般的であるので、実施例１の通信確保能力は従来常識（比較例１）の約３．２倍に向上すると考えてよい。

実施例２における送受信アンテナ間の距離変動は、実施例１と同様であり、送受信アンテナ間の距離は最短が０．２０ｍ、最長が０．７１ｍであり、旋回角９０°毎に同じ波形で変化する。
それゆえ、実施例２の通信確保能力は従来常識（比較例１）の約３．２倍に向上すると考えられる。

実施例３における送受信アンテナ間の距離は、旋回フレーム11aの旋回角度３０°で０．５０ｍ、１０５°で０．７１ｍ、２１０°で０．９２ｍ、３１５°で０．７１ｍであり、送受信アンテナ間の距離が旋回角の変位にしたがって、小さな波形が大きな波形に、またその逆方向に変るように変位する。
この実施例３の通信確保能力は旋回角度によって変動するものの従来常識（比較例１）の約１．９倍から約６．５倍の範囲に向上するものと考えられる。

実施例４における送受信アンテナ間の距離は、旋回フレーム11aの旋回角６７．５°で１．０１ｍ、１５７．５°で０．４０ｍ、２４７．５°で１．０１ｍ、３３７．５°で０．４０ｍであり、送受信アンテナ間の距離が、旋回角の変位にしたがって、大きな山と小さな山とが繰り返すように変位する。
実施例５における送受信アンテナ間の距離は、旋回フレーム11aの旋回角２２．５°で０．４０ｍ、１１２．５°で１．０１ｍ、２０２．５°で０．４０ｍ、２９２．５°で１．０１ｍであり、送受信アンテナ間の距離が、旋回角の変位にしたがって、大きな山と小さな山とが繰り返すように変位する。

この実施例４、５では、実施例１〜３に比べると劣るが、通信確保能力は従来常識（比較例１）の約１．６倍から約１０．２倍の範囲に向上すると考えられる。

１、１ａ 基部
２、２ａ 走行装置
３、３ａ 門形フレーム
４ 支柱
１０ 旋回部
１１、11a 旋回フレーム
１２、12a 運転室
Ｓ１、Ｓ２ 送信用アンテナ
Ｒ１、Ｒ２ 受信用アンテナ

Claims (3)

1. 荷役作業を行うジブクレーンであって、
   前記ジブクレーンの基部と、
   前記基部に旋回可能に支持された旋回部と、
   前記旋回部に設けられた荷役部と、
   前記基部に設置された２基一対の送受信手段と、
   前記旋回部に設置された２基一対の送受信手段とを備え、
   前記旋回部側の送受信手段または前記基部側の送受信手段の１基が、前記基部側の送受信手段または前記旋回部側の送受信手段における２基の間の交差角の中間位置に位置したときの、前記旋回部側の送受信手段または前記基部側の送受信手段の１基と前記基部側の送受信手段または前記旋回部側の送受信手段の１基とのなす交差角が２２．５°以上であり６７．５°未満である
   ことを特徴とするジブクレーン。
2. 前記基部側の送受信手段の２基の間の交差角と前記旋回部側の送受信手段の２基の間の交差角のうち、いずれか一方の交差角が１８０°、他方の交差角が９０°である
   ことを特徴とする請求項１記載のジブクレーン。
3. 前記基部は、走行装置と該走行装置の上方に設けられた支柱で構成され、
   前記旋回部は、前記支柱に回転可能に支持された旋回フレーム、運転室、および荷役部で構成され、
   前記支柱の上部に基部側の送受信手段が設けられ、前記旋回フレームの下部に旋回部側の送受信手段が設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２記載のジブクレーン。