JP7220349B2

JP7220349B2 - クレーン

Info

Publication number: JP7220349B2
Application number: JP2019009822A
Authority: JP
Inventors: 雅紀進藤
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2023-02-10
Anticipated expiration: 2039-01-23
Also published as: JP2020117354A

Description

本発明は、ジブを備えるクレーンに関する。

従来、移動式クレーンにおいて、ブームを延長する目的で、ブームの先端にジブを連結可能に構成されているクレーンが知られている。ジブは、ブームの先端に連結ピンによって連結される。さらに、ジブの先端までワイヤロープを通し、ワイヤロープを巻き上げることでジブを上方に振り上げることができる。このようなジブの取り付けにおいて、クレーンのワイヤロープを用いた取り付け方法が知られている。例えば特許文献１の如くである。

特許文献１に記載の移動式クレーンのジブ取付方法は、ブームヘッドにジブ取付用アダプタを取り付けた状態で、主巻き上げ装置（メインウインチ）のメインワイヤロープの先端部をジブの基端部に設けられたリンク部材に連結する。さらに、ジブは、補助巻き上げ装置（サブウインチ）のサブワイヤロープがジブの作業用シーブに巻き掛けられるとともに、ジブの先端部まで通される。ジブは、主巻き上げ装置を駆動させてメインワイヤロープを巻き上げることでジブの基端部が持ち上げられ、ジブの下部に設けられた連結部と取付用アダプタとが連結ピンによって連結される。ジブは、主巻き上げ装置のメインワイヤロープの先端部を、ジブの基端部に設けられたリンク部材から取り外して、ブームに係止する。これにより、ブームに対するジブの取付作業を容易に行うことが可能となる。

特許文献１に記載のジブ取付方法は、主巻上げ装置を利用することでブームに対するジブの取付作業を容易に行うことができる。一方、ジブの取り付けにおいて、ジブの先端に設けられている過巻防止装置、各種センサ、カメラ等の機器に電力の供給や制御信号の送受信を行うために、ブーム側のケーブルとジブ側のケーブルとをコネクタ等を介して接続する必要がある。この際、ジブに複数の機器が設けられている場合、コネクタの数が増大して接続に時間を要する問題があった。

特開２０１６－１８５８４３号公報

本発明の目的は、ブーム先端部に連結したジブにコネクタを介してケーブルを接続することなくブーム側からジブ側に電流や信号を供給することができるクレーンの提供を目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、第一の発明は、起伏自在のブームに対してジブを取り付け可能なクレーンにおいて、ワイヤロープを案内するブーム側シーブおよびジブ側シーブと、前記ブーム側シーブの支柱に設けられる１次コイルと、前記ジブ側シーブの支柱に設けられる２次コイルと、を備え、前記ブームと前記ジブとが、前記ジブに形成される連結溝に前記ブームに設けられる連結ピンが挿入されることにより通電可能な状態に接続されるとともに、前記ブーム側シーブと前記ジブ側シーブとにワイヤロープがわたされることで、前記ブームと前記ブーム側シーブと前記ワイヤロープと前記ジブ側シーブと前記ジブとからなる閉回路が形成され、前記閉回路を介して前記１次コイルと前記２次コイルとを電磁結合させるクレーンである。

第二の発明は、前記１次コイルに周波数の異なる交流電流と交流信号とのうち一方または両方が供給されるクレーンである。

本発明は、以下に示すような効果を奏する。

クレーンにおいては、ブームにジブを取り付けることで、構造体であるブーム、ブーム側シーブ、ジブ、ジブ側シーブおよびワイヤロープによって閉回路が構成されるので電磁結合により電流や信号が伝達可能になる。これにより、ブーム先端部に連結したジブにコネクタを介してケーブルを接続することなくブーム側からジブ側に電流や信号を供給することができる。

クレーンにおいては、周波数を異ならせることで交流電流と交流信号とが重畳的に伝達される。これにより、ブーム先端部に連結したジブにコネクタを介してケーブルを接続することなくブーム側からジブ側に電流や信号を供給することができる。

本発明の一実施形態に係るクレーンの全体構成を示す側面図。本発明の一実施形態に係るクレーンに連結されているジブの全体構成を示す側面図。本発明の一実施形態に係るクレーンからジブに給電を行う構成を示す概略図。本発明の一実施形態に係るクレーンからジブに給電を行う構成における回路図。

以下に、図１と図２とを用いて、移動式クレーンの一実施形態に係るクレーン１について説明する。なお、本実施形態においては、移動式クレーンとしてラフテレーンクレーンについて説明を行うが、乗用型のクレーンであればよい。

図１と図２とに示すように、クレーン１は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーン１は、車両２、クレーン装置６を有する。

車両２は、クレーン装置６を搬送する走行体である。車両２は、複数の車輪３を有し、エンジン４を動力源として走行する。車両２には、アウトリガ５が設けられている。アウトリガ５は、車両２の幅方向両側に油圧によって延伸可能な張り出しビームと地面に垂直な方向に延伸可能な油圧式のジャッキシリンダとから構成されている。

クレーン装置６は、荷物Ｗをワイヤロープによって吊り上げる作業機である。クレーン装置６は、旋回台７、ブーム８、ジブ９、メインフックブロック１０、サブフックブロック１１、起伏シリンダ１２、メインウインチ１３、メインワイヤロープ１４、サブウインチ１５、サブワイヤロープ１６、キャビン１７等を具備する。

旋回台７は、クレーン装置６の旋回装置である。旋回台７は、円環状の軸受を介して車両２のフレーム上に設けられる。旋回台７は、円環状の軸受の中心を回転中心として図示しない油圧式の旋回モータによって一方向と他方向とに回転自在に構成されている。

ブーム８は、荷物Ｗを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持する可動支柱である。ブーム８は、複数のブーム部材から構成されている。ブーム８は、各ブーム部材を図示しない伸縮シリンダで移動させることで軸方向に伸縮自在に構成されている。ブーム８は、ベースブーム部材の基端が旋回台７の略中央に揺動可能に設けられている。ブーム８は、先端が車両２の前方に向かって倒伏した状態で格納されている。ブーム８のトップブーム部材には、ジブ支持部が設けられている。ジブ支持部は、ジブ９を支持する連結ピン８ａとサブワイヤロープ１６を案内するブーム側シーブ８ｂが設けられている。

図２に示すように、ジブ９は、クレーン装置６の揚程や作業半径を拡大する可動支柱である。ジブ９の基端には、連結ピン８ａが挿入可能な連結溝９ａが形成されている。これにより、ジブ９は、ブーム８のジブ支持部に連結可能に構成されている。ジブ９の先端部には、ジブ側シーブ９ｂが設けられている。ジブ９は、張り出し時において、基端の連結溝９ａに連結ピン８ａが挿入されて、ブーム８に連結されている。また、ジブ９は、サブワイヤロープ１６が、ジブ側シーブ９ｂに掛けられてジブ９の先端まで通されている。一方、ジブ９は、格納状態において、ベースブーム部材に沿った姿勢で保持される。

図１に示すように、メインフックブロック１０は、荷物Ｗを吊る部品である。メインフックブロック１０には、メインワイヤロープ１４が巻き掛けられる複数のフックシーブと、荷物Ｗを吊るメインフック１０ａとが設けられている。サブフックブロック１１は、荷物Ｗを吊る部品である。サブフックブロック１１には、荷物Ｗを吊るサブフック１１ａが設けられている。

起伏シリンダ１２は、ブーム８を起立および倒伏させ、ブーム８の姿勢を保持するものである。起伏シリンダ１２は、シリンダ部の端部が旋回台７に揺動自在に連結され、ロッド部の端部がブーム８のベースブーム部材に揺動自在に連結されている。

油圧ウインチであるメインウインチ１３とサブウインチ１５とは、メインワイヤロープ１４とサブワイヤロープ１６との繰り入れ（巻き上げ）および繰り出し（巻き下げ）を行う巻回装置である。メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４が巻きつけられるメインドラムがメイン用油圧モータによって回転され、サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６が巻きつけられるメインドラムがメイン用油圧モータによって回転されるように構成されている。

キャビン１７は、操縦席を覆う筐体である。キャビン１７は、旋回台７に搭載されている。キャビン１７は、車両２の前方に向かってブーム８の右側に並んで配置されている。キャビン１７の内部には、図示しない操縦席が設けられている。操縦席には、車両２を走行操作するための操作具やクレーン装置６を操作するための各種操作具等が設けられている。

このように構成されるクレーン１は、車両２を走行させることで任意の位置にクレーン装置６を移動させることができる。また、クレーン１は、起伏シリンダ１２でブーム８を任意の起伏角度に起立させて、ブーム８を任意のブーム８長さに延伸させたりジブ９を連結させたりすることでクレーン装置６の揚程や作業半径を拡大することができる。

以下に、図３と図４を用いて、クレーン１のブーム８に連結されたジブ９への電磁誘導方式による電力の供給または信号の送受信を行う構成について詳細に説明する。本実施形態において、ブーム８の先端には、ジブ９が連結されるとともに、サブワイヤロープ１６がジブ９の先端まで通されているものとする。

図３に示すように、伸縮ブーム８のトップブーム部材には、サブワイヤロープ１６を案内するブーム側シーブ８ｂが設けられている。ブーム側シーブ８ｂは、ブーム８に固定されているブーム側支柱８ｃに回転自在に支持されている。ブーム側支柱８ｃには、円筒形の１次コイル１８が設けられている。１次コイル１８の中心にはブーム側支柱８ｃが配置されている。つまり、１次コイル１８は、ブーム側支柱８ｃをコアとするコアコイルとして構成されている。ブーム側シーブ８ｂとブーム側支柱８ｃとは、鉄等の導電体から構成されている。つまり、ブーム８とブーム側シーブ８ｂとは、ブーム側支柱８ｃを介して導通可能な状態に接続（電気的接続）されている。

ジブ９の先端部には、サブワイヤロープ１６を案内するジブ側シーブ９ｂが設けられている。ジブ側シーブ９ｂは、ジブ９に固定されているジブ側支柱９ｃに回転自在に支持されている。ジブ側支柱９ｃには、円筒形の２次コイル１９が設けられている。２次コイル１９の中心にはジブ側支柱９ｃが配置されている。つまり、２次コイル１９は、ジブ側支柱９ｃをコアとするコアコイルとして構成されている。ジブ側シーブ９ｂとジブ側支柱９ｃとは、鉄等の導電体から構成されている。つまり、ジブ９とジブ側シーブ９ｂとは、ジブ側支柱９ｃを介して導通可能な状態に接続（電気的接続）されている。

ブーム側シーブ８ｂとジブ側シーブ９ｂとには、鉄等の導電体からなるサブワイヤロープ１６が掛けられている。つまり、ブーム側シーブ８ｂとジブ側シーブ９ｂとは、サブワイヤロープ１６を介して通電可能な状態に接続（電気的接続）されている。同様に、鉄等の導電体からなる連結ピン８ａで連結されているブーム８とジブ９とは、連結ピン８ａを介して通電可能な状態に接続（電気的接続）されている。このように、ブーム８、ブーム側シーブ８ｂ、サブワイヤロープ１６、ジブ側シーブ９ｂおよびジブ９は、電気的な閉回路Ｃｃを構成している。

ところで、ブーム８には、サブワイヤロープ１６を案内するための補助ガイド８ｄや補助シーブ８ｅが設けられている。すると、ブーム８と補助ガイド８ｄが導通可能な状態である場合は、ブーム８、ブーム側シーブ８ｂ、サブワイヤロープ１６および補助ガイド８ｄで閉回路Ｃｄを構成してしまう恐れがある。また、ブーム８と補助シーブ８ｅが導通可能な状態である場合は、ブーム８、ブーム側シーブ８ｂ、サブワイヤロープ１６および補助シーブ８ｅで閉回路Ｃｅを構成してしまう恐れもある。更に、ブーム８とサブウインチ１５が導通可能な状態である場合は、ブーム８、ブーム側シーブ８ｂ、サブワイヤロープ１６およびサブウインチ１５で閉回路（図示せず）を構成してしまう恐れもある。そのため、ブーム８に対して補助ガイド８ｄや補助シーブ８ｅ、サブウインチ１５を電気的に絶縁してやることが重要である。例えばゴム材や樹脂材を用いて絶縁することが考えられる。このようにすれば、後述する交流電流や交流信号の減衰を防ぐことが可能となる。

図３と図４に示すように、１次コイル１８には、ブーム側通信装置２０が接続されている。ブーム側通信装置２０には、クレーン１のバッテリー２３や制御装置２４（図４参照）が接続されている。２次コイル１９には、ジブ側通信装置２１が接続されている。ジブ側通信装置２１には、ジブ９に設けられている過巻防止装置、各種センサ、カメラ等の機器２２（図４参照）が接続されている。

図４に示すように、１次コイル１８と２次コイル１９とは、閉回路Ｃｃを介して対向するように配置されている。つまり、閉回路Ｃｃは、磁束収束用の磁性体として機能し、１次コイル１８と２次コイル１９との間に共通に鎖交する磁束が生じるように構成されている。１次コイル１８に供給される交流電流によって１次コイル１８に発生した磁界の磁束は、閉回路によって１次コイル１８と共通に鎖交する磁束として２次コイル１９に伝達される。２次コイル１９には、伝達される磁束に応じた誘導起電力が発生する。これにより、１次コイル１８を含むブーム８側と２次コイルを含むジブ９側とが電磁結合される。

ブーム側通信装置２０は、ＤＣ／ＡＣコンバータ２０ａとＤ／Ａコンバータ２０ｂとを具備する。ＤＣ／ＡＣコンバータ２０ａにはクレーン１の直流電源であるバッテリー２３が接続されている。Ｄ／Ａコンバータ２０ｂには、クレーン１の制御装置２４が接続されている。ブーム側通信装置２０は、バッテリー２３からの直流電流を交流電流に変換して１次コイル１８に供給する。また、ブーム側通信装置２０は、制御装置２４からの制御信号をＯＦＤＭ方式（直交周波数分割多重方式）の通信として１次コイル１８に伝達する。

ジブ側通信装置２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１ａ、整流用のダイオード２１ｂ、Ｄ／Ａコンバータ２１ｃ、高周波抽出用のコンデンサ２１ｄを具備する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１ａとＤ／Ａコンバータ２１ｃとには、機器２２が接続されている。ジブ側通信装置２１は、２次コイル１９に発生した誘導起電力を直流電流に変換して機器２２に供給する。また、ジブ側通信装置２１は、２次コイル１９に発生した誘導起電力からＭＨｚ帯の高周波を制御信号として抽出して機器２２に伝達する。

クレーン１は、ジブ９の連結操作に関する操作具が操作されると、バッテリー２３からの交流電流と制御装置２４からの交流信号を１次コイル１８に供給し、ジブ９に設けられている機器２２からの応答信号を取得することで電気的な接続の確立を確認するように構成されている。クレーン１は、機器２２からの応答信号が取得できない場合、機器２２またはブーム８とジブ９との電気的接続状態に問題がある旨を報知する。

このように構成されることで、クレーン１は、ブーム８にジブ９を連結させるとともに、サブワイヤロープ１６をブーム側シーブ８ｂとジブ側シーブ９ｂとに掛けるだけで、ブーム８側の１次コイル１８とジブ９側の２次コイル１９との間に共通に鎖交する磁束を発生させる閉回路Ｃｃが形成される。そして、クレーン１は、ブーム８側の１次コイル１８に供給される交流電流や交流信号が電磁誘導の原理によって閉回路Ｃｃを介して２次コイル１９に伝達される。従って、クレーン１は、ブーム８側の電源からの電力や制御装置２４からの制御信号を、電源ケーブルや信号線を介さずに、ジブ９に設けられている過巻防止装置、各種センサ、カメラ等の機器２２に供給することができる。つまり、クレーン１は、ブーム８側のケーブル等とジブ９側のケーブル等とをコネクタによって接続することなくブーム８側からジブ９側に電流や信号を供給することができる。

また、クレーン１は、１次コイル１８に供給する交流電流の周波数をｋＨｚ帯とし、交流信号の周波数をＭＨｚ帯としている。このようにすることで、交流電流と交流信号とが閉回路Ｃｃを介して重畳的に２次コイル１９に伝達される。従って、クレーン１は、バッテリー２３からの電力の供給経路と制御装置２４からの制御信号の供給経路を分けることなく、ジブ９に設けられている機器２２に供給することができるのである。また、機器２２からの応答信号を制御装置２４に供給することができるのである。なお、本クレーン１においては、交流電流の周波数を１０ｋＨｚ以下とし、交流信号の周波数を２～３０ＭＨｚとしている。しかし、これら周波数について限定するものではない。

上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１クレーン
８ブーム
８ｂブーム側シーブ
９ジブ
９ａジブ側シーブ
１６サブワイヤロープ
１８１次コイル
１９２次コイル
Ｃｃ閉回路

Claims

起伏自在のブームに対してジブを取り付け可能なクレーンにおいて、
ワイヤロープを案内するブーム側シーブおよびジブ側シーブと、
前記ブーム側シーブの支柱に設けられる１次コイルと、
前記ジブ側シーブの支柱に設けられる２次コイルと、を備え、
前記ブームと前記ジブとが、前記ジブに形成される連結溝に前記ブームに設けられる連結ピンが挿入されることにより通電可能な状態に接続されるとともに、前記ブーム側シーブと前記ジブ側シーブとにワイヤロープがわたされることで、前記ブームと前記ブーム側シーブと前記ワイヤロープと前記ジブ側シーブと前記ジブとからなる閉回路が形成され、前記閉回路を介して前記１次コイルと前記２次コイルとを電磁結合させるクレーン。
前記１次コイルに周波数の異なる交流電流と交流信号とのうち一方または両方が供給される請求項１に記載のクレーン。