JP7274339B2 - クレーン、クレーン本体および移動体 - Google Patents

Description

本発明は、クレーン、クレーン本体および移動体に関する。

作業機械の良好な視界を確保するために、当該作業機械とは独立して移動する移動体により作業機械の周囲の画像を取得する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－１８８２５０号公報

しかしながら、移動体は作業機械とは独立して移動を行うので、移動体自らに駆動源の電源を備える必要があった。電源は容量が大きくなるほど重量も増加するため、電源容量は制限される。このため、移動体を長時間運用することが困難となるという問題が生じていた。

本発明は、移動体の長時間の運用を可能とすることを目的とする。

本発明は、
クレーン本体と、
前記クレーン本体の周囲を移動する移動体と、
を有するクレーンであって、
前記クレーン本体は、起伏可能なフロントアタッチメントと、前記フロントアタッチメントから延びるロープによって吊り下げられたフックと、電力供給手段と、前記移動体に接続され、前記電力供給手段から前記移動体に電力を供給する電力供給路部材と、を有し、
前記電力供給路部材は、前記フックを吊り下げている前記ロープとは別部材であり、前記フロントアタッチメントに固定され、前記フロントアタッチメントから前記移動体に向かって延びているという構成としている。

また、本発明は、クレーン本体において、クレーン本体の周囲を移動する移動体に電力を供給する電力供給手段と、旋回可能な旋回体と、前記旋回体に対して起伏可能なフロントアタッチメントと、前記フロントアタッチメントから延びるロープによって吊り下げられたフックと、前記移動体に接続され、前記電力供給手段から前記移動体に電力を供給する電力供給路部材と、を有し、
前記電力供給路部材は、前記フックを吊り下げている前記ロープとは別部材であり、前記フロントアタッチメントに固定され、前記フロントアタッチメントから前記移動体に向かって延びているという構成としている。

また、本発明は、クレーン本体の周囲を移動して補助作業を行う移動体であって、
前記クレーン本体に設けられた電力供給手段と、前記クレーン本体のフックを吊り下げたロープとは別であり、前記クレーン本体のフロントアタッチメントに固定され、前記フロントアタッチメントから延びた電力供給路部材を介して接続され、前記電力供給手段から電力の供給を受ける、という構成としている。

本発明によれば、移動体の長時間の運用が可能となる。

本発明の実施形態に係るクレーンの概略を説明する図である。 移動体の制御系を示すブロック図である。 クレーン本体の側面図である。 クレーン端末の制御系を示すブロック図である。 電源供給の系統例(1)の構成ブロック図である。 電源供給の系統例(2)の構成ブロック図である。 電源供給の系統例(3)の構成ブロック図である。 タワーブーム及びタワージブを通じて電源供給を行う配線例を示す説明図である。 図８のＶ－Ｖ線に沿った上部旋回体の水平断面における内部の配線例を示す説明図である。 タワーブーム及びタワージブを通じて電源供給を行う他の配線例を示す説明図である。 移動体のクレーン本体に対する他の配置例について示した説明図である。 クローラクレーンに移動体を搭載したクレーンの概略を説明する図である。

［発明の実施形態の概略］
図１は本発明の実施形態に係るクレーンの概略図である。
図１に示すように、クレーン１０は、主に、クレーン本体２０と、クレーン本体２０の周囲を移動する複数の移動体４０とを備える構成となっている。
各移動体４０は、クレーン本体２０の後述する上部旋回体２２の上部、後述するタワーブーム２４の上端部、後述するタワージブ２５の先端部の各位置に設けられた巻回機構としての自動巻コードリール６６から繰り出された電力供給路部材としての電力供給ケーブル５１の先端部が接続され、クレーン本体２０から電力の供給を受けるように構成されている。

上記電力供給ケーブル５１は、一端部が移動体４０側に、他端部がクレーン本体２０側に物理的且つ電気的に接続された状態にある。
そして、電力供給ケーブル５１は、後述する情報送信路部材としての情報送信線５３と共に、高張力の強化ワイヤからなる落下防止線材５４に対して、巻き付けなどにより一体化されており、これら一体化した線材が移動体４０の落下防止機能も有している。

［移動体］
移動体４０は、複数のロータを有し、各ロータの駆動源となるモータの出力を制御することにより飛行し、昇降動作、前後左右の移動、正逆の旋回等を自在に行うことが可能ないわゆるドローンと呼ばれる機体である。
移動体４０は、クレーン本体２０の作業の補助的な作業を行うために、クレーン本体２０の周囲で移動を行う。移動体４０の補助的な作業の例としては、搭載されたカメラ４１による点検のためのクレーン本体２０の撮像、クレーン本体２０の周辺画像や作業現場の俯瞰画像の撮像、搭載された照明装置４７によるクレーン本体２０の作業現場の照明、搭載された把持装置４８により介錯ロープを把持して吊荷作業補助等が挙げられるが、これに限定されない。

図２に示すように、移動体４０は、撮像手段としてのカメラ４１、測位部４２１、方位センサ４２２、高さセンサ４２３、姿勢センサ４２４、駆動部４３、制御部４４、データ記憶部４５、メモリ４６、照明装置４７、把持装置４８、通信部４９を備えている。

カメラ４１は、移動体４０の機体から所定方向に向けられて支持されており、機体の向きに応じて視線の先の光景を撮像する。撮像によって得られた画像信号は、カメラ４１に接続された画像処理部４１１に出力され、画像処理部４１１により所定形式の撮像画像データが生成されてメモリ４６内に記録される。

測位部４２１は、ＧＰＳ(Global Positioning System)等のＧＮＳＳ(Global Navigation Satelite System)受信機であり、移動体４０の現在位置を測定する。
方位センサ４２２は、三軸のジャイロ方位角センサであり、移動体４０の進行方向及び機体の傾斜角度を検出する。
高さセンサ４２３は、例えば光学式であり、下方に投光し、その反射光に生じる位相差から機体の高さを検出する。
姿勢センサ４２４は、三次元の加速度センサからなり、移動体４０に定められたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向の加速度を検出する。これら各軸について検出される重力加速度から機体の姿勢を検出することができる。

通信部４９は、移動体４０とクレーン本体２０を接続する情報送信線５３の一端部に接続され、クレーン本体２０のクレーン端末３０との間で有線による通信を行う。
通信部４９は、例えば、移動体４０に対する外部からの操縦指令を受信して、制御部４４に出力する。また、通信部４９は、カメラ４１の撮像画像データをクレーン端末３０に送信する。クレーン端末３０は、受信した撮像画像データを表示したり、外部サーバに送信したりする。

駆動部４３は、移動体４０の移動動作のための推力を出力する構成であり、複数のロータと各ロータごとに設けられた複数の回転駆動源であるモータとを有する。各モータは、機体が目標の移動方向に向かって移動が行われるように、制御部４４によって制御される。

データ記憶部４５は、移動体４０の制御プログラムや制御に関する各種の情報を記憶する不揮発性の記憶装置である。
メモリ４６は、カメラ４１の撮像による撮像画像データを記憶する。

制御部４４は、いわゆるコントローラであり、移動体４０の上記各構成を制御する。

照明装置４７は、光源と光学系とからなり、移動体４０の機体からカメラ４１と同方向に向けて投光するように支持されている。
把持装置４８は、把持部とアクチュエーターとからなり、介錯ロープの端部の把持と解放を切り替えることができる。

また、移動体４０は、上記各構成に電力を供給するためのバッテリー等の電源は搭載していない。その代わりに、クレーン本体２０から移動体４０に電力を供給する電力供給路部材としての電力供給ケーブル５１が引き込まれている。
電力供給ケーブル５１の一端部は、電源制御部５２に接続され、電源制御部５２は、移動体４０の各構成に必要電力を供給している。
なお、本発明は、移動体４０へのバッテリーの搭載を禁止するものではなく、クレーン本体２０からの電力供給が途絶えた異常時に備えて小型のバッテリーを搭載してもよい。
また、駆動部４３への電源供給を行わない微細な電池等のバッテリー、例えば、制御部４４の内蔵クロックを継続的に作動させるための電池やバックアップ用に電池等は、移動体４０に搭載されている場合がある。

［クレーン本体］
クレーン本体２０について図３に基づいて説明する。ここではクレーン本体２０として、いわゆる移動式のタワークレーンを例示する。以下のクレーン本体２０の記載に関して、クレーン本体２０の前進方向（上部旋回体２２の向いている方向とは関係なく、下部走行体２１の予め定められた前進方向）を「前」、後退方向を「後」、前を向いた状態で左手側を「左」、前を向いた状態で右手側を「右」とする。

図示のように、クレーン本体２０は、自走可能なクローラ式の下部走行体２１と、下部走行体２１上に旋回可能に搭載された上部旋回体２２と、上部旋回体２２の前側に起伏可能に取付けられたフロントアタッチメント２３とを含んで構成されている。

上部旋回体２２は、クレーン本体２０のクレーン本体を構成するもので、前，後方向に延びる旋回フレーム２２１を有している。旋回フレーム２２１の前側にはブーム取付部２２２が設けられ、このブーム取付部２２２には、後述するタワーブーム２４の基端２４９が起伏可能に取付けられている。

また、旋回フレーム２２１のうち、ブーム取付部２２２の後側近傍には、マスト取付部２２３が設けられている。このマスト取付部２２３には、後述するマスト２２４の基端が回動可能に取付けられている。さらに、旋回フレーム２２１のうち、マスト取付部２２３よりも後側には、後述するバックストップ２２５の基端が回動可能に取付けられている。

旋回フレーム２２１の後側には、フロントアタッチメント２３および吊荷との重量バランスをとるカウンタウエイト２２６が配設されている。また、旋回フレーム２２１の後側には、ブーム起伏ウインチ等（図示せず）が配設されている。一方、旋回フレーム２２１の前部右側には、運転席、各種の操作装置（いずれも図示せず）が配置されたキャブ２２７が設けられている。

フロントアタッチメント２３は、上部旋回体２２に設けられ、地上と高所との間で資材等の荷物を運搬するものである。フロントアタッチメント２３は、タワーブーム２４、タワージブ２５、タワーストラット２６を含んで構成されている。

タワーブーム２４は、上部旋回体２２に起伏可能に取付けられている。タワーブーム２４は、基端（フート部）２４９が旋回フレーム２２１のブーム取付部２２２に起伏可能に取付けられた下部ブーム２４１と、基端が下部ブーム２４１の先端に取付けられた複数（例えば３段）の中間ブーム２４２と、最も先端側に位置する中間ブーム２４２の先端に取付けられた上部ブーム２４３とにより構成されている。下部ブーム２４１には、後述するジブ起伏ウインチ２４４、主巻ウインチ２４５が取付けられている。

図示のように、長さ方向で隣合う中間ブーム２４２の各柱材は、それぞれ連結ピンを用いて連結されている。また、最も下側に位置する中間ブーム２４２と下部ブーム２４１との間、最も上側に位置する中間ブーム２４２と上部ブーム２４３との間も、それぞれ連結ピンを用いて連結されている。

上部ブーム２４３は、タワーブーム２４が起立した姿勢（図３に示す姿勢）にあるときに上部が前側に突出した形状をなし、上部ブーム２４３の下辺部は、最も上側に位置する中間ブーム２４２の先端（上端）に取付けられている。上部ブーム２４３の前端側には後述のタワージブ２５が起伏可能に取付けられ、上部ブーム２４３の上端側には後述のタワーストラット２６が揺動可能に取付けられている。また、上部ブーム２４３には、三角形状のシーブブラケット２４６が後方に向けて突設されている。このシーブブラケット２４６には、タワーガイドシーブ２４７とガイドシーブ２４８が回転可能に取付けられている。

タワージブ２５は、タワーブーム２４の上部ブーム２４３の先端に起伏可能に取付けられている。タワージブ２５は、基端が上部ブーム２４３に起伏可能に取付けられた下部ジブ２５１と、下部ジブ２５１の先端に取付けられた中間ジブ２５２と、中間ジブ２５２の先端に設けられた上部ジブ２５３とにより構成されている。上部ジブ２５３の先端側には、ガイドシーブ２５４とポイントシーブ２５５が回転可能に取付けられている。ガイドシーブ２５４とポイントシーブ２５５は、後述の主巻ロープ２５６が巻回されるものである。

タワーストラット２６は、タワーブーム２４の上部ブーム２４３の上端側に揺動可能に取付けられている。タワーストラット２６は、第１のストラット２６１、第２のストラット２６２、第３のストラット２６３を、第１の連結部２６４、第２の連結部２６５、第３の連結部２６６によって連結することにより、三角形状の構造体として構成されている。

ここで、タワーストラット２６の第１の連結部２６４は、上部ブーム２４３の上端側に取付けられている。これにより、タワーストラット２６は、タワーブーム２４の上端に第１の連結部２６４を支点として揺動可能に取付けられている。また、第２の連結部２６５にはペンダントロープ２６７の一端が接続され、ペンダントロープ２６７の他端はタワージブ２５の上部ジブ２５３の先端側に接続されている。さらに、第３の連結部２６６には、後述するブーム側ペンダントロープ２７４が接続されている。

ジブ起伏ウインチ２４４は、タワーブーム２４の下部ブーム２４１に取付けられている。ジブ起伏ウインチ２４４は、タワーストラット２６を介してタワージブ２５を起伏させるものである。ジブ起伏ウインチ２４４とタワーストラット２６の第３の連結部２６６との間は、ジブ起伏ロープ２７によって接続されている。

ジブ起伏ロープ２７は、ジブ起伏ウインチ２４４とタワーストラット２６との間に設けられている。ジブ起伏ロープ２７は、タワーブーム２４の中間ブーム２４２に取付けられた複数枚のシーブを有する下部スプレッダ２７１と、下部スプレッダ２７１に対向して設けられた複数枚のシーブを有する上部スプレッダ２７２と、下部スプレッダ２７１のシーブと上部スプレッダ２７２のシーブに順次巻回された状態でジブ起伏ウインチ２４４に巻取られる巻回ロープ２７３と、一端が上部スプレッダ２７２に接続され、他端がタワーストラット２６の第３の連結部２６６に接続されたブーム側ペンダントロープ２７４とにより構成されている。

従って、ジブ起伏ウインチ２４４によって巻回ロープ２７３を巻取り、巻出すことにより、上部スプレッダ２７２が下部スプレッダ２７１に対して接近、離間し、タワーストラット２６は、第１の連結部２６４を支点として揺動する。このタワーストラット２６の揺動がペンダントロープ２６７を介してタワージブ２５に伝わることにより、タワーブーム２４の先端側でタワージブ２５が起伏する構成となっている。

主巻ウインチ２４５は、ジブ起伏ウインチ２４４の上側近傍に位置してタワーブーム２４の下部ブーム２４１に取付けられている。主巻ウインチ２４５には主巻ロープ２５６の一端側が巻回されている。主巻ロープ２５６の他端側は、シーブブラケット２４６のガイドシーブ２４８、タワージブ２５のガイドシーブ２５４、ポイントシーブ２５５を介して吊荷フック２８に取付けられている。従って、主巻ウインチ２４５によって主巻ロープ２５６を巻取り、巻出すことにより、吊荷フック２８を昇降させることができる。

バックストップ２２５は、旋回フレーム２２１とタワーブーム２４の下部ブーム２４１との間に設けられている。このバックストップ２２５は、起立したタワーブーム２４を背後から支えるものである。

マスト２２４は、その基端が旋回フレーム２２１のマスト取付部２２３に回動可能に取付けられている。マスト２２４の先端は、上，下方向ないし前，後方向に回動可能な自由端となっている。
マスト２２４の先端にはブーム用スプレッダ２２８が設けられ、このブーム用スプレッダ２２８とタワーブーム２４の上部ブーム２４３との間は、一定の長さを有するペンダントロープ２２９を介して接続されている。また、ブーム用スプレッダ２２８と旋回フレーム２２１側のスプレッダ（図示せず）とに亘って順次巻回されたブーム起伏ロープ２９１は、旋回フレーム２２１に設けられたタワーブーム起伏ウインチ（図示せず）に巻回されている。

従って、タワーブーム起伏ウインチによってブーム起伏ロープ２９１を巻取ったときには、ペンダントロープ２２９を引張ることによりタワーブーム２４を起立させることができる。一方、タワーブーム起伏ウインチによってブーム起伏ロープ２９１を巻出したときには、ペンダントロープ２２９を介してタワーブーム２４を地面側に伏せる（倒す）ことができる。

図４はクレーン端末３０の構成を示すブロック図である。クレーン端末３０は、クレーン本体２０に搭載された制御端末であり、クレーン本体２０の走行、旋回、吊荷等の各種動作の制御及び異常検出の処理を実行する。
クレーン端末３０は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成されているコントローラ３１を備えている。

図４に示すように、コントローラ３１には、ロードセル３２１、ブーム角度センサ３２２、操作量センサ３２３、ジブ角度センサ３２４、リミットスイッチ３２５、入力部３３１、表示装置３３２、警報器３４１、停止装置３４２、通信部３５、電源制御部３６、操作レバー３７、コントロールバルブ３８が接続されている。

ロードセル３２１は、ブーム用スプレッダ２２８に取り付けられており、タワーブーム２４を起伏させるブーム起伏ロープ２９１に作用する張力を検出し、検出した張力に対応する制御信号をコントローラ３１に出力する。
入力部３３１は、たとえば、タッチパネルであり、作業者からの操作に対応する制御信号をコントローラ３１に出力する。作業者は、入力部３３１を操作して主巻ロープ２５６の掛け数、タワーブーム長さや吊荷フック２８の質量等を設定できる。

ブーム角度センサ３２２は、タワーブーム２４の基端側に取り付けられており、タワーブーム２４の起伏角度（以下、ブーム角度とも記す）を検出し、検出したブーム角度に対応する制御信号をコントローラ３１に出力する。ブーム角度センサ３２２は、たとえば、水平面に対する角度である対地角をブーム角度として検出する。

ジブ角度センサ３２４は、タワージブ２５の基端側に取り付けられており、タワージブ２５の起伏角度（以下、ジブ角度とも記す）を検出し、検出したジブ角度に対応する制御信号をコントローラ３１に出力する。ジブ角度センサ３２４は、たとえば、水平面に対する角度である対地角をジブ角度として検出する。

リミットスイッチ３２５は、タワージブ２５の先端部に設けられており、吊荷フック２８が規定以上巻き上げられると作動して、コントローラ３１に通知する。

操作量センサ３２３は、たとえば、油圧パイロット式操作レバーの操作量を検出し、検出した操作量に対応する制御信号をコントローラ３１に出力する。

表示装置３３２は、たとえば、入力部３３１としても利用されるタッチパネル式のディスプレイを備え、コントローラ３１から出力される制御信号に基づいて、表示画面に吊荷重の情報や作業姿勢の情報を表示する。
警報器３４１は、コントローラ３１から出力される制御信号に基づいて、警報を発生する。

停止装置３４２は、コントローラ３１から出力される制御信号に基づいて、主巻ウインチ２４５およびジブ起伏ウインチ２４４のそれぞれに連結された油圧モータ（不図示）の駆動を停止させる。停止装置３４２は、たとえば、油圧ポンプから油圧モータへの圧油の供給を絶つことが可能な電磁切換弁である。

通信部３５は、移動体４０とクレーン本体２０を接続する情報送信線５３の他端部に接続され、移動体４０との間で有線による通信を行う。
通信部３５は、例えば、移動体４０に対するコントローラ３１からの操縦指令を送信する。また、通信部３５は、移動体４０からカメラ４１の撮像画像データを受信する。受信した撮像画像データに基づく撮像画像は、コントローラ３１の制御により表示装置３３２に表示される。

コントローラ３１は、ロードセル３２１及びブーム角度センサ３２２の出力に基づいて吊荷フック２８に加わる吊荷重を算出する。そして、吊荷重が定格総荷重以上である場合に、停止装置３４２に停止信号を出力するとともに、警報器３４１に警報信号を出力する。
また、コントローラ３１は、リミットスイッチ３２５の通知を受信すると、停止装置３４２に停止信号を出力するとともに、警報器３４１に警報信号を出力する。
停止装置３４２は、停止信号が入力されると、ジブ起伏ウインチ２４４，主巻ウインチ２４５の駆動を停止させる。警報器３４１は、警報信号が入力されると、警報を発生する。

コントロールバルブ３８は、コントローラ３１からの制御信号に応じて切り替えが可能な複数のバルブから構成されている。
例えば、コントロールバルブ３８は、クレーン本体２０が備える油圧ポンプから下部走行体２１の駆動輪の回転駆動を行う油圧モータへの油圧の供給と切断及び回転方向を切り替えるバルブ、上記油圧ポンプから上部旋回体２２の旋回動作を行う油圧モータへの油圧の供給と切断及び回転方向を切り替えるバルブ、上記油圧ポンプからタワーブーム起伏ウインチの回転駆動を行う油圧モータへの油圧の供給と切断及び回転方向を切り替えるバルブ、上記油圧ポンプからジブ起伏ウインチ２４４の回転駆動を行う油圧モータへの油圧の供給と切断及び回転方向を切り替えるバルブ、上記油圧ポンプから主巻ウインチ２４５の回転駆動を行う油圧モータへの油圧の供給と切断及び回転方向を切り替えるバルブ等を含んでいる。

操作レバー３７は、コントローラ３１を通じてコントロールバルブ３８の各種のバルブに対して個別に切り替えを行う制御信号を入力する複数のレバーから構成されている。

例えば、操作レバー３７の一つである走行レバーは、前述した下部走行体２１の駆動輪の回転駆動を行う油圧モータへの油圧の供給、停止及び回転方向の切り替えを行うバルブに対して切り替え信号の入力を行う。
また、操作レバー３７の一つである旋回レバーは、前述した油圧ポンプから上部旋回体２２の旋回動作を行う油圧モータへの油圧の供給、停止及び回転方向の切り替えを行うバルブに対して切り替え信号の入力を行う。
また、操作レバー３７の一つであるブーム起伏レバーは、前述した油圧ポンプからタワーブーム起伏ウインチの回転駆動を行う油圧モータへの油圧の供給、停止及び回転方向の切り替えを行うバルブに対して切り替え信号の入力を行う。
また、操作レバー３７の一つであるジブ起伏レバーは、前述した油圧ポンプからジブ起伏ウインチ２４４の回転駆動を行う油圧モータへの油圧の供給、停止及び回転方向の切り替えを行うバルブに対して切り替え信号の入力を行う。
また、操作レバー３７の一つである巻き上げレバーは、前述した油圧ポンプから主巻ウインチ２４５の回転駆動を行う油圧モータへの油圧の供給、停止及び回転方向の切り替えを行うバルブに対して切り替え信号の入力を行う。

コントローラ３１は、操作レバー３７を構成する各種のレバーの操作に応じて、対応するコントロールバルブ３８を構成する各々のバルブに対して油圧の供給、停止及び回転方向の切り替えに対応する制御信号を入力し、各油圧モータの制御を実行する。
これにより、作業者は、操作レバー３７を操作することにより、クレーン本体２０の走行動作、上部旋回体２２の旋回動作、タワーブーム２４の起伏動作、タワージブ２５の起伏動作、吊荷フック２８の昇降動作を実行することができる。

また、クレーン本体２０は、クレーン端末３０のコントローラ３１を含むクレーン端末３０の各構成全体に電力を供給するクレーン制御用電源６０を備えている。
クレーン制御用電源６０は、バッテリーからなり、クレーン端末３０の電源制御部３６に接続されて、クレーン本体２０の各構成に必要電力を供給している。

なお、上記クレーン端末３０の例では、ロードセル３２１、ブーム角度センサ３２２、操作量センサ３２３、ジブ角度センサ３２４、リミットスイッチ３２５、警報器３４１、停止装置３４２等の異常処理を行う構成と、操作レバー３７とコントロールバルブ３８等の通常操作を行う構成とが、統一的な制御系で制御される構成を例示したが、異常処理を行う構成と通常操作を行う構成とは、それぞれを制御する別個のコントローラを備え、別系統となる構成としても良い。

［電源供給系］
電源供給の系統例(1)～(3)を図５～図７に個別に示す。クレーン本体２０から移動体４０への電源供給は、これらの間での条件に応じて、(1)～(3)の系統例のいずれかを適宜選択することができる。

電源供給の系統例(1)は、クレーン制御用電源６０と移動体４０の電源電圧がいずれも直流であって移動体４０の方が電源電圧が低い場合に適用される。
この系統例(1)では、図５に示すように、クレーン本体２０が備えるクレーン本体原動機６１を駆動源としてクレーン本体発電機６２が発電を行い、バッテリーからなるクレーン制御用電源６０に充電を行う。これらクレーン本体原動機６１、クレーン本体発電機６２、及びクレーン制御用電源６０は、既存のクレーンに搭載されているものと同一の構成である。即ち、クレーン本体原動機６１は、クレーン本体発電機６２の他に、クレーン本体２０の各種の油圧アクチュエーターに油圧を供給するクレーン本体油圧ポンプ６７（図６参照）の駆動も行っている。また、クレーン制御用電源６０は、クレーン端末３０及びこれに接続された各種の構成の電圧供給源である。
そして、ＤＣ(direct current)／ＤＣコンバーター６３により、クレーン制御用電源６０の供給直流電圧を移動体供給電源６４の直流入力電圧に変換して、バッテリーからなる移動体供給電源６４に給電が行われる。
さらに、移動体供給電源６４に一端部が接続された電力供給ケーブル５１が、クレーン本体２０の所定の対象物に向かう電線や信号線を束ねたケーブルハーネス６５に一緒に束ねられた状態で、自動巻コードリール６６の設置位置まで配線され、自動巻コードリール６６によって繰り出された電力供給ケーブル５１の他端部が移動体４０の電源制御部５２に接続されている。そして、電力供給ケーブル５１を通じて移動体４０に電源が供給される。
なお、上記構成において、クレーン本体発電機６２、クレーン制御用電源６０及び移動体供給電源６４が、本発明の「電力供給手段」に相当する。

なお、クレーン制御用電源６０と移動体４０の電源電圧が等しい場合には、ＤＣ／ＤＣコンバーター６３と移動体供給電源６４は省略でき、クレーン制御用電源６０から移動体４０に電力を供給できる。

電源供給の系統例(2)は、移動体４０の電源電圧が直流であってクレーン制御用電源６０の電源電圧よりも高い場合に適用される。
この系統例(2)では、図６に示すように、クレーン本体２０が備えるクレーン本体原動機６１を駆動源としてクレーン本体油圧ポンプ６７の駆動を行い、クレーン本体油圧ポンプ６７が出力する油圧を利用して大型発電機６８を作動させる。
大型発電機６８は、例えば、クレーン本体２０のカウンタウエイト２２６の上に外付けされる。
大型発電機６８は、交流で出力するので、ＡＣ(alternating current)／ＤＣコンバーター６９により直流に変換する。
さらに、ＤＣ／ＤＣコンバーター７０により、ＡＣ／ＤＣコンバーター６９の供給直流電圧を移動体供給電源６４の直流入力電圧に変換して、移動体供給電源６４に給電が行われる。
そして、途中までケーブルハーネス６５に束ねられた電力供給ケーブル５１が自動巻コードリール６６から単独で繰り出されて移動体４０の電源制御部５２に接続されており、これを通じて移動体４０に電源が供給される。この大型発電機６８は、リフマグなどのアタッチメントやクレーンの種々の電気部品の電源として兼用してもよい。
なお、上記構成において、大型発電機６８及び移動体供給電源６４が、本発明の「電力供給手段」に相当する。

電源供給の系統例(3)は、クレーン本体２０が自ら発電を行わないで外部から電源の供給を受けている場合に適用される。
この系統例(3)では、図７に示すように、クレーン本体２０の機外にあるクレーン本体外部電源７１から出力される交流電力を、ＡＣ／ＤＣコンバーター６９により直流電力に変換し、ＤＣ／ＤＣコンバーター７０により移動体供給電源６４の直流入力電圧に変換して、移動体供給電源６４に給電が行われる。
そして、途中までケーブルハーネス６５に束ねられた電力供給ケーブル５１が自動巻コードリール６６から単独で繰り出されて移動体４０の電源制御部５２に接続されており、これを通じて移動体４０に電源が供給される。
なお、上記構成において、クレーン本体外部電源７１及び移動体供給電源６４が、本発明の「電力供給手段」に相当する。

［電源供給の配線例］
図８～図１０に基づいてクレーン本体２０から移動体４０への電源供給を行う配線例について説明する。図８はタワーブーム２４及びタワージブ２５を通じて電源供給を行う配線例を示し、図９は図８のＶ－Ｖ線に沿った上部旋回体２２の水平断面における内部の配線例を示している。
また、図８及び図９は、前述した電源供給の系統例(1)における配線例を示している。

図９に示すように、クレーン本体２０の上部旋回体２２の内部後方の側面部近傍にクレーン制御用電源６０、ＤＣ／ＤＣコンバーター６３、クレーン端末３０及び移動体供給電源６４が配置されている。
そして、移動体供給電源６４には、タワーブーム２４及びタワージブ２５に設けられたロードセル３２１、ブーム角度センサ３２２、ジブ角度センサ３２４又はリミットスイッチ３２５に対する電力供給線と信号線とを束ねたケーブルハーネス６５の一端部が接続されている。
移動体４０に接続される電力供給ケーブル５１は、一端部が移動体供給電源６４に接続され、移動体４０に接続される情報送信線５３は、一端部がクレーン端末３０の通信部３５に接続されている。そして、電力供給ケーブル５１及び情報送信線５３は、上記ケーブルハーネス６５に一体的に束ねられて、ケーブルハーネス６５と同じ経路に沿って配線され、ケーブルハーネス６５とともにタワーブーム２４やタワージブ２５の適宜箇所に固定される。つまり、電力供給ケーブル５１及び情報送信線５３は、タワーブーム２４やタワージブ２５に設けられる電気部品（例えば、ロードセル３２１、ブーム角度センサ３２２、ジブ角度センサ３２４又はリミットスイッチ３２５だが、これに限定されない）の配線（電力供給線や信号線）とともにタワーブーム２４に固定されている。なお、本実施形態においては、電力供給ケーブル５１及び情報送信線５３は、全ての配線が束ねられたケーブルハーネス６５と束ねられたが、一部の配線のみとともに固定されてもよいし、電力供給ケーブル５１及び情報送信線５３の一方のみが配線とともに固定されてもよいし、それぞれが別の配線とともに固定されてもよい。以下、ケーブルハーネス６５とこれに一体的に束ねられた電力供給ケーブル５１及び情報送信線５３を総称して「ケーブルハーネス６５等」と記載する。

図９に示すように、一端部が移動体供給電源６４に接続されたケーブルハーネス６５等は、上部旋回体２２の内部から、タワーブーム２４のフートピン２４１１の内側を通って上部旋回体２２の外部に配線されている。
そして、上部旋回体２２の外部に出たケーブルハーネス６５等は、図８に示すように、タワーブーム２４の主パイプ２４１２に沿って、タワーブーム２４の上端部まで配線されている。さらに、ケーブルハーネス６５等は、タワーブーム２４の上端部に連結されたタワージブ２５の主パイプ２５１２に沿って、タワージブ２５の先端部まで配線されている。

タワーブーム２４の上端部には、自動巻コードリール６６が配置されており、電力供給ケーブル５１及び情報送信線５３は、タワーブーム２４の上端部において、タワーブーム２４の上端部に設けられた自動巻コードリール６６側と、タワージブ２５の先端部に設けられた自動巻コードリール６６（図示略）側とに分岐されている。
タワーブーム２４の上端部において分岐した電力供給ケーブル５１及び情報送信線５３は、自動巻コードリール６６に巻回された電力供給ケーブル５１及び情報送信線５３に個別に接続されている。
また、タワージブ２５の先端部に設けられた自動巻コードリール６６側に延びる電力供給ケーブル５１及び情報送信線５３も、タワージブ２５の先端部に設けられた自動巻コードリール６６に巻回された電力供給ケーブル５１及び情報送信線５３に個別に接続されている。

図１０は、前述した電源供給の系統例(2)における配線例を示している。
この場合、クレーン本体２０の上部旋回体２２の外部後方のカウンタウエイト２２６（図１０では図示略）の上に大型発電機６８、ＡＣ／ＤＣコンバーター６９及びＤＣ／ＤＣコンバーター７０が配置されている。
そして、これらが上部旋回体２２の内部後方に配置された移動体供給電源６４に接続され、当該移動体供給電源６４に一端部が接続された電力供給ケーブル５１及びクレーン端末３０に一端部が接続された情報送信線５３は、ケーブルハーネス６５と共に、タワーブーム２４のフートピン２４１１の内側を通って上部旋回体２２の外部に配線されている。
そして、これ以降の経路は、図８の例と同一である。

［自動巻コードリール］
自動巻コードリール６６は、電力供給ケーブル５１と情報送信線５３と落下防止線材５４とが一体化された線材（複合線材とする）を巻回したドラムと、ドラムを巻き取り方向に回転させる復帰バネとを備えており、移動体４０が自動巻コードリール６６に接近すると、余長となる複合線材を自動的に巻き取ることができる。このように、本実施形態においては、落下防止線材５４については、上部旋回体２２と自動巻コードリール６６の間には設けられておらず、自動巻コードリール６６と移動体４０との間にのみ設けられている。また、落下防止線材５４は、電力供給ケーブル５１や情報送信線５３とは別に設けられるのが好ましいが、一体化された複合線材とされる必要はなく、電力供給ケーブル５１や情報送信線５３とは異なる箇所でクレーン１０や移動体４０に連結されてもよい。

なお、この自動巻コードリール６６には、ドラムの巻き取りを行うモータを内蔵し、巻き取り制御を行っても良い。
巻き取り制御は、例えば、前述した移動体４０が備える測位部４２１が検出する移動体４０の現在位置を情報送信線５３を介して、クレーン端末３０のコントローラ３１（又は他の専用のコントローラ）が取得し、移動体４０の現在位置から必要となる長さに応じて複合線材の繰り出し又は巻き取りを行うようにドラムの巻き取りと繰り出しとを行うモータを制御する。

または、ドラムから繰り出される複合線材の張力を検出するセンサを設け、検出される張力が一定の範囲より大きくなる場合には複合線材の繰り出しを行い、一体の範囲より小さくなる場合には巻き取りを行うように、コントローラ３１（又は他の専用のコントローラ）がドラムの巻き取りを行うモータを制御しても良い。

［発明の実施形態の技術的効果］
上記クレーン１０は、クレーン本体２０が電力供給手段を有し、当該電力供給手段が電力供給ケーブル５１により移動体４０に接続されている。
このため、移動体４０の軽量化を図りつつ、長時間の運用を図ることが可能となる。このため、移動体４０が各種の作業を長時間に渡って行うことが可能となる。
また、移動体４０に電源が不要となるので、大型の移動体４０の導入が容易となる。
また、電力供給ケーブル５１により移動体４０の落下防止を図ることが可能となる。

また、クレーン本体２０の動作を制御するコントローラ３１に電力を供給するクレーン制御用電源６０から移動体４０に電力を供給する場合には、移動体４０専用の電源が不要となり、クレーン本体２０の既存の構成を利用することができるので、移動体４０の搭載を容易に低コストで行うことが可能となる。

また、電力供給ケーブル５１が、クレーン本体２０のタワーブーム２４に固定されている構成とした場合には、タワーブーム２４上の任意の位置に容易に移動体４０を配備することが可能となる。

また、電力供給ケーブル５１が、ケーブルハーネス６５のような電気部品の配線と共にタワーブーム２４に固定されているので、ケーブルハーネス６５の設置ルートを電力供給ケーブル５１の設置にそのまま利用することができ、電力供給ケーブル５１の設置を容易に行うことが可能となる。
また、情報送信線５３も、ケーブルハーネス６５と共に設けられているので、情報送信線５３の設置も容易に行うことが可能となる。また、情報送信線５３を電力供給ケーブル５１とは別に設けることで、移動体４０からクレーン本体２０に対して大容量の画像データ等を迅速に送信可能となる。

さらに、落下防止線材５４が、電力供給ケーブル５１に束ねて設けられているので、電力供給ケーブル５１の断線を抑制しつつ、移動体４０の落下防止を図ることが可能となる。また、落下防止線材５４を電力供給ケーブル５１とは別に設けることで、落下防止に適した素材を採用でき、落下防止をより確実にできる。

また、電力供給ケーブル５１の送出と巻取りを行う自動巻コードリール６６を備えているので、電力供給ケーブル５１の余長の発生を抑え、引っ掛かりや絡みの発生を抑制することが可能となる。

［その他］
上記発明の実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
図１１は、移動体４０Ａのクレーン本体２０に対する他の配置例について示した説明図である。
図示の各移動体４０Ａのように、クレーン本体２０に支持されたレール状のガイド部材１０２～１０４に沿って滑動可能に支持される構成としても良い。
各ガイド部材１０２～１０４には、各ガイド部材１０２～１０４に沿って滑動可能な図示しないスライダが設けられ、スライダから各移動体４０Ａを支持する図示しない支持部材が延びている。支持部材は、各移動体４０Ａの姿勢がある程度の範囲で変化可能となるように、自由度をもって各移動体４０Ａを支持している。
また、各ガイド部材１０２～１０４回りに各移動体４０Ａが旋回を生じないように、回り止めを設ける、各ガイド部材１０２～１０４の断面を円形にしない、各ガイド部材１０２～１０４をそれぞれ複数のレールで構成する等の対策を施すことが好ましい。
また、各ガイド部材１０２～１０４に沿って移動可能に各移動体４０Ａを支持する構成の場合、各移動体４０Ａは、飛行可能としないで、各ガイド部材１０２～１０４に沿って走行可能な構造としても良い。つまり、移動体４０はクレーン本体の周囲を移動可能に構成されていればよく、その移動の形態は特に限定されない。

また、この場合、各移動体４０Ａに対して、電力供給ケーブル５１を介してクレーン本体２０から電源を供給する構成としても良いが、各ガイド部材１０２～１０４に沿ってレール状の電力供給路部材を形成し、各移動体４０Ａ側に電力供給路部材に接触する接点を設けても良い。この場合、クレーン本体２０から電力供給路部材と接点を介して、各移動体４０Ａに電力を供給することが可能となる。また、同様の構造により、情報送信路部材を設けてもよい。

また、前述した実施形態では、クレーン本体２０の一例として、タワークレーンを例示したがこれに限らず、図１２に示すクローラクレーンからなるクレーン本体２０Ａに電力供給ケーブル５１、情報送信線５３及び落下防止線材５４を介して移動体４０を接続する構成としても良い。
また、クローラクレーンに限らず、ホイールクレーン、トラッククレーン等の移動式クレーンに加えて、港湾クレーン、天井クレーン、ジブクレーン、門型クレーン、アンローダ、固定式クレーン等、あらゆるクレーンに適用可能である。
また、吊荷フックを備えるクレーンに限らず、マグネット、アースドリルバケット等のアタッチメントを吊下するクレーンも本発明の適用の対象である。

１０ クレーン
２０，２０Ａ クレーン本体
２４ タワーブーム
２５ タワージブ
３１ コントローラ
３６ 電源制御部
４０，４０Ａ 移動体
４１ カメラ
４４ 制御部
４７ 照明装置
４８ 把持装置
５１ 電力供給ケーブル（電力供給路部材）
５２ 電源制御部
５３ 情報送信線（情報送信路部材）
５４ 落下防止線材
６０ クレーン制御用電源（電力供給手段）
６１ クレーン本体原動機
６２ クレーン本体発電機（電力供給手段）
６４ 移動体供給電源（電力供給手段）
６５ ケーブルハーネス
６６ 自動巻コードリール（巻回機構）
６８ 大型発電機（電力供給手段）
７１ クレーン本体外部電源（電力供給手段）
１０２～１０４ ガイド部材
２４１１ フートピン
２４１２ 主パイプ

Claims (9)

1. クレーン本体と、
   前記クレーン本体の周囲を移動する移動体と、
   を有するクレーンであって、
   前記クレーン本体は、起伏可能なフロントアタッチメントと、前記フロントアタッチメントから延びるロープによって吊り下げられたフックと、電力供給手段と、前記移動体に接続され、前記電力供給手段から前記移動体に電力を供給する電力供給路部材と、を有し、
   前記電力供給路部材は、前記フックを吊り下げている前記ロープとは別部材であり、前記フロントアタッチメントに固定され、前記フロントアタッチメントから前記移動体に向かって延びていることを特徴とするクレーン。
2. 前記電力供給手段は、前記クレーンの動作を制御するための電力も供給し、
   前記電力供給手段は、前記クレーンの動作を制御するための電力における電圧に対して、前記移動体に供給する電力の電圧は昇圧または降圧する請求項１に記載のクレーン。
3. 前記移動体は前記クレーンを点検する構成を有する請求項１又は２に記載のクレーン。
4. 前記電力供給路部材は、前記クレーン本体のブームまたはジブに設けられ、前記クレーンの状態を検出するセンサの配線と共に前記ブームに固定されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のクレーン。
5. 前記移動体と前記クレーン本体とを接続する情報送信路部材が、前記電力供給路部材とは別に設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載のクレーン。
6. 前記移動体と前記クレーン本体を連結して前記移動体の落下を防止する落下防止線材が、前記電力供給路部材とは別に設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載のクレーン。
7. 前記電力供給路部材の送出と巻取りを行う巻回機構を備え、
   前記巻回機構は、前記移動体の位置に応じて前記電力供給路部材の送出と巻取りを行う請求項１から６のいずれか一項に記載のクレーン。
8. クレーン本体の周囲を移動する移動体に電力を供給する電力供給手段と、旋回可能な旋回体と、前記旋回体に対して起伏可能なフロントアタッチメントと、前記フロントアタッチメントから延びるロープによって吊り下げられたフックと、前記移動体に接続され、前記電力供給手段から前記移動体に電力を供給する電力供給路部材と、を有し、
   前記電力供給路部材は、前記フックを吊り下げている前記ロープとは別部材であり、前記フロントアタッチメントに固定され、前記フロントアタッチメントから前記移動体に向かって延びているクレーン本体。
9. クレーン本体の周囲を移動して補助作業を行う移動体であって、
   前記クレーン本体に設けられた電力供給手段と、前記クレーン本体のフックを吊り下げたロープとは別であり、前記クレーン本体のフロントアタッチメントに固定され、前記フロントアタッチメントから延びた電力供給路部材を介して接続され、前記電力供給手段から電力の供給を受ける移動体。

Images