JP7303710B2 - ポンプ式ワイヤ塗油装置、岸壁クレーン、及び潤滑油の塗布方法 - Google Patents
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Description
特許文献1では潤滑油が供給される供給穴を有するローラにワイヤを接触させ、ワイヤの巻き上げ、巻き下げ時にのみワイヤに潤滑油を塗布する装置が記載されている。
しかしながら特許文献1の構成では潤滑油の塗布開始及び停止のタイミングが巻き上げ、巻き下げの開始、終了と同時であり、常に同じタイミングなので、ワイヤの速度が同じ場合、潤滑油が塗布されるワイヤの位置が毎回同じになる。そのためワイヤの同じ位置に潤滑油が繰り返し塗布され易く、均一な塗布が難しい問題があった。
また特許文献1の構成で潤滑油を塗布する量を調整する場合、潤滑油の流量を可変にするポンプや流量制御弁が必要となるが、このような装置は高価な上に塩害等の外部環境に弱い。またワイヤの使用箇所で最適な塗布量が異なる場合、使用箇所ごとに流量を変える必要があるが、このような微調整は流量制御弁等の機械的な機構では困難な場合があり、高価な割に均一な塗布が難しい問題があった。
また、本発明の他の態様は、ワイヤに対して潤滑油を吐出するポンプと、前記ポンプの動作を制御する制御部とを有するポンプ式ワイヤ塗油装置において、前記制御部は、前記ポンプに前記潤滑油を所定の周期で間欠的に吐出させる指令である周期指令を生成する周期指令生成部と、前記周期指令生成部及び前記ポンプに接続され、入力された前記周期指令が前記ポンプに送信されるタイミングを変化させる調整部を有し、前記周期指令生成部は、前記ワイヤの移動速度に基づいて、前記周期指令の周期とパルス幅を変更して前記潤滑油の流量を調節する機構であり、前記ワイヤの移動速度が遅くなるほど、前記周期を予め設定された周期よりも長くするか、前記パルス幅を予め設定されたパルス幅よりも短くするか、少なくとも一方を行い、前記ワイヤの移動速度が速いほど、前記周期を予め設定された周期よりも短くするか、前記パルス幅を予め設定されたパルス幅よりも長くするか、少なくとも一方を行い、前記調整部が前記周期指令を前記ポンプに送信している期間のみ、前記周期指令に基づき前記ポンプが前記所定の周期で間欠的に前記潤滑油を吐出するように構成したことを特徴とする。
本発明のさらに他の態様は、ワイヤに対して潤滑油を吐出するポンプを有するポンプ式ワイヤ塗油装置を用いた潤滑油の塗布方法であって、前記ポンプに前記潤滑油を所定の周期で間欠的に吐出させる指令である周期指令を生成する周期指令生成工程と、前記周期指令が前記ポンプに送信されるタイミングを変化させて前記ポンプに送信する調整工程と、を実施し、前記周期指令生成工程では、前記ワイヤの移動速度に基づいて、前記周期指令の周期とパルス幅を変更して前記潤滑油の流量を調節していて、前記ワイヤの移動速度が遅くなるほど、前記周期を予め設定された周期よりも長くするか、前記パルス幅を予め設定されたパルス幅よりも短くするか、少なくとも一方を行い、前記ワイヤの移動速度が速いほど、前記周期を予め設定された周期よりも短くするか、前記パルス幅を予め設定されたパルス幅よりも長くするか、少なくとも一方を行い、前記周期指令を前記ポンプに送信している期間のみ、前記周期指令に基づき前記ポンプに前記所定の周期で間欠的に前記潤滑油を吐出させることを特徴とする。
よって、潤滑油を吐出する周期とパルス幅で流量を調整でき、流量を調整する機構がない安価なポンプでも必要十分な量の潤滑油を均一に塗布できる。また、周期指令がポンプに送信されて潤滑油が塗布されるタイミングを調整部が変えられるため、ワイヤの同じ位置に潤滑油が繰り返し塗布されずに均一な塗布ができる。
従って、本発明ではワイヤに均一に必要十分な量の潤滑油を塗布できる安価なポンプ式ワイヤ塗油装置を提供できる。
まず、図1~図3を参照して本発明の第1の実施形態に係るポンプ式ワイヤ塗油装置100を備えるクレーン1の構成を説明する。ここではクレーン1として、コンテナ船48との間で荷役対象としてのコンテナ10の荷役を行う岸壁クレーンを例示する。
図1に示すクレーン1は、支持構造体3、走行装置7、桁9、トロリ15、スプレッダ17、巻き上げワイヤ19及びポンプ式ワイヤ塗油装置100を備える。
桁9はトロリ15を支持する部材であり、ここでは支持構造体3に支持され1方向としてのX方向に沿って延在する。
トロリ15は、桁9に支持されて図示しない走行ワイヤに引っ張られて桁9上を延在方向であるX方向に横行する台車である。スプレッダ17は、トロリ15に巻き上げワイヤ19で支持されてZ方向に移動してコンテナ10を吊り上げる吊具である。
ただし、陸側エンドシーブ9a、第1トロリシーブ15a、スプレッダシーブ17a、第2トロリシーブ15bのように、巻き上げワイヤ19と摺動する部材の真上にポンプ式ワイヤ塗油装置100を配置するのが、これらの部材との摩耗を防ぐ点で好ましい。また、塗布した潤滑油が巻き上げワイヤ19から滴下した場合でも、これらの部材が潤滑油を受け止めることで、岸壁や海上に落下しにくい点でも好ましい。またポンプ式ワイヤ塗油装置100は1台のクレーン1に複数を異なる場所に設けてもよい。例えば陸側エンドシーブ9a、第1トロリシーブ15a、スプレッダシーブ17a、第2トロリシーブ15bにそれぞれポンプ式ワイヤ塗油装置100を設けてもよい。
潤滑油の種類は巻き上げワイヤ19の潤滑性と耐腐食性を向上させられる物性を有し、かつポンプ式ワイヤ塗油装置100で塗布できる程度の流動性を備えるものであればよい。また、ここでいう潤滑油とは液状の潤滑材だけでなく、グリースのような粘性流動体も含む。
ポンプ31は巻き上げワイヤ19に対して潤滑油を吐出する装置であり、潤滑油が吐出されるノズルである吐出部31a、潤滑油を吐出する圧力を供給する図示しない圧力供給部、及び潤滑油を貯蔵して吐出部31aに供給する図示しない供給部を備える。
ポンプ31は、制御部33から送信される制御信号に基づき巻き上げワイヤ19に対して一定の量の潤滑油を吐出できるのであれば、吐出する方式は、滴下式、噴霧式等の公知の方式を適宜選択できる。
制御部33はポンプ31の動作を制御する装置であり、図2では周期指令生成部35と調整部37を備える。
パルス波形の最大値は、ポンプ31に潤滑油の吐出を開始させる信号電圧に該当し、最小値はポンプ31に潤滑油の吐出を停止させる信号電圧に該当する。
この構成では周期指令C1の周期T1とパルス幅Dで吐出する潤滑油の流量を決定できる。具体的には周期T1が長くなるほど周波数が小さくなるため潤滑油の流量が減る。パルス幅Dが短くなるほど潤滑油の流量が減る。周期T1とパルス幅Dは、ポンプ31が潤滑油を吐出する巻き上げワイヤ19の部分に必要十分な量の潤滑油を塗布できる範囲で予め設定されている。
ただし潤滑油の塗布量を減らしたい場合はパルス幅Dを短くするのが好ましい。これは、周期T1を長くすると、潤滑油が塗布されない範囲は長くなるが、一か所に塗布される潤滑油の塗布量が変わらないので、潤滑油の塗布量を均一にし難いためである。ただしパルス幅Dは最大振幅H1の持続時間であるため、ポンプ31の吐出開始/停止の最短応答時間よりパルス幅Dが短くなると、潤滑油が塗布できない可能性がある。この場合は周期Tを長くする(周波数を小さくする)ことで潤滑油の塗布量をさらに減らすことができる。
なお、パルス波の電圧の最大値と最小値はポンプ31側で潤滑油の吐出を開始/停止する信号として区別できる範囲で適宜設定できる。具体的には最大振幅H1がノイズに埋もれない程度の電圧であればよい。
また、1台のクレーン1の異なる場所に複数のポンプ式ワイヤ塗油装置100が設けられている場合、周期指令C1の周期T1とパルス幅Dは個々のポンプ式ワイヤ塗油装置100毎に異なっていてもよい。例えば巻き上げワイヤ19が摩耗しやすい場所に潤滑油を塗布するポンプ式ワイヤ塗油装置100は、他の場所に設けられたポンプ式ワイヤ塗油装置100と比べて周期指令C1の周期Tを短くするか、パルス幅Dを長くしてもよい。
図2に示すように周期指令生成部35及びポンプ31に接続されており、塗油指令生成部39及びAND演算部41を備える。
塗油指令生成部39は、塗油指令C2を生成する装置であり、AND演算部41に電気的に接続され、塗油指令C2が出力される。
塗油指令C2とは、ポンプ31が潤滑油の吐出を行う期間を示す信号であり、給油が必要になる度に生成される。具体的な塗油指令C2の例を図3に示す。
図3に示す塗油指令C2は塗油指令C2-1と塗油指令C2-2の2つが図示されている。塗油指令C2-1は最大振幅H2、波形が最大値になってから最小値になるまでの期間T3の台形波である。塗油指令C2-2は最大振幅H2、波形が最大値になってから最小値になるまでの期間T3´の台形波である。
期間T3はポンプ31が潤滑油の吐出を行う期間を示す信号であり、図3では開始時刻t1~終了時刻t3までの間、ポンプ31が潤滑油の吐出を行う指令を意味する。期間T3´も同様であり、開始時刻t1´~終了時刻t3´までの間、ポンプ31が潤滑油の吐出を行う指令を意味する。
周期指令C3は、図2に示すように、周期指令C1が示すパルス波形を塗油指令C2が示す期間T3(T3´)だけ抽出した波形である。あるいは周期指令C1が示すパルス波形を塗油指令C2が示す期間T3(T3´)以外はマスクした波形である。
よってAND演算部41の実際の動作は、塗油指令C2-1が入力された時刻t1から周期指令C1のポンプ31への送信を開始し、塗油指令C2-1の電圧が最小値になった時刻t3で周期指令C1のポンプ31への送信を終了する動作である。また、塗油指令C2-2が入力された時刻t1´から周期指令C1のポンプ31への送信を再開し、塗油指令C2-2の電圧が最小値になった時刻t3´で周期指令C1のポンプ31への送信を終了する動作である。
この構成では調整部37が周期指令C1をポンプ31に送信している期間のみ、周期指令C1に基づきポンプ31が所定の周期で間欠的に潤滑油を吐出する。
そのため、実際にポンプ31が潤滑油の吐出を行う期間は、図3に示すように、開始時刻t1~終了時刻t3、及び開始時刻t1´~終了時刻t3´までの間である。
一方で塗油指令C2は給油が必要になる度に生成される信号であるため、周期指令C1とは異なり周期信号ではなく、生成されるタイミングも周期指令C1の各パルスが生成されるタイミングと異なる。例えば図3では塗油指令C2として、塗油指令C2-1を時刻t1で、塗油指令C2-2を時刻t1´で、異なるタイミングで入力している。
そのため、塗油指令C2-1が最大振幅となった時刻t1から、周期指令C1の最初のパルス波が入力される時刻t2まで遅延時間Δt1が生じる場合がある。同様に、塗油指令C2-2が最大振幅となった時刻t1´から、周期指令C1の最初のパルス波が入力される時刻t2´まで遅延時間Δt1´が生じる場合がある。
塗油指令C2の入力タイミングは給油が必要であるか否かで決定されるので、遅延時間Δt1と遅延時間Δt´は異なる場合が多い。そのため、巻き上げワイヤ19が一定速度で移動している場合、遅延時間Δt1と遅延時間Δt1´が異なると、巻き上げワイヤ19における潤滑油の塗布位置が異なる。
そのため、巻き上げワイヤ19の同じ位置に潤滑油が繰り返し塗布されずに均一な塗布ができる。
これは、周期指令C1は、周期T1とパルス幅Dから塗布量を示す情報を得るものであり、その生成期間は情報として利用されないため、生成期間を制御せずに常時生成する方が周期指令生成部35の構成を簡略化できるためである。
また図2の周期指令生成部35は、周期指令C1と塗油指令C2の論理積である周期指令C3でポンプ31に潤滑油の吐出を指示するため、周期指令C1が生成されない期間があると、塗油指令C2が生成されても潤滑油を吐出できないためである。
なお、塗油指令C2の振幅を示す電圧の最大値と最小値はAND演算部41側で最大値と最小値を区別できる範囲で適宜設定できる。具体的には最大振幅H2がノイズに埋もれない程度の電圧であればよい。
以上が第1の実施形態に係るポンプ式ワイヤ塗油装置100を備えるクレーン1の構成の説明である。
まず巻き上げワイヤ19の潤滑が必要な状態で、ポンプ式ワイヤ塗油装置100の制御部33を起動する(図4のS0)。巻き上げワイヤ19の潤滑が必要な状態とは、巻き上げワイヤ19が移動する可能性がある状態であり、具体的にはクレーン1が荷役を行う必要がある状態である。そのため、制御部33はクレーン1の荷役に連動して起動してもよい。例えば運転席の操縦桿等の操作で生成される制御信号等の、荷役の開始を示す信号を制御部33が受信すると起動する構成とすればよい。
制御部33が起動すると周期指令生成部35は、周期指令C1を生成して調整部37に送信する(図4のS1、周期指令生成工程)。第1の実施形態では調整部37のAND演算部41に周期指令C1を送信する。
周期指令C1を受信した調整部37は、周期指令C1がポンプ31に送信されるタイミングを変化させてポンプ31に送信する(図4のS2、調整工程)。
周期指令C3を受信したポンプ31は、周期指令C3に基づき図2の期間T3(T3´)の間、周期T1で間欠的に潤滑油を吐出する。
以上がポンプ式ワイヤ塗油装置100を用いた潤滑油の塗布方法の手順の説明である。
そのため潤滑油を吐出する流量を周期指令C1の周期T1とパルス幅Dで調整でき、ポンプ31が流量を調整する機構がない安価な構造でも必要十分な量の潤滑油を均一に塗布できる。
また周期指令C1がポンプ31に送信されて潤滑油が塗布されるタイミングを調整部37が変えられるため、巻き上げワイヤ19の同じ位置に潤滑油が繰り返し塗布されずに均一な塗布ができる。
クレーン1はトロリ15とスプレッダ17のX方向の移動範囲が陸側エンドシーブ9aと固定部14の間であり、桁9の略X方向全域である。また、桁9はコンテナ船48との荷役のために海側に張り出しているため、巻き上げワイヤ19も桁9に沿って海面上に張設される。そのため、巻き上げワイヤ19に塗布する潤滑油が過剰になると海面に滴下して海洋汚染の原因となる。海面に滴下した潤滑油は、波浪で水面上を分散して移動するため汚染が拡大しやすく、除去も困難である。
そのため、クレーン1のような岸壁クレーンにおいては、ポンプ31が流量を調整する機構がない安価な構造の場合でも必要十分な量の潤滑油を均一に塗布できるポンプ式ワイヤ塗油装置100を設けることで、潤滑油による海洋汚染を防ぐ効果が特に高い。
第2の実施形態は第1の実施形態において、調整部37が、周期指令C1を乱数に基づき遅延させてポンプ31に送信することで、潤滑油が塗布されるタイミングを変える構成としたものである。
なお第2の実施形態において第1の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、主に第1の実施形態と異なる部分について説明する。
乱数生成部43は乱数を生成する装置である。遅延処理部45は、入力された周期指令C1がポンプ31に送信されるタイミングを乱数に応じて変化させる装置であり、乱数生成部43、周期指令生成部35、及びポンプ31に接続される。ここではタイミングを変化させる処理を遅延処理部45が行った後の周期指令C1を周期指令C4と称す。
このように、第2の実施形態では、潤滑油の塗布が必要な期間だけ周期指令C1が生成される。一方で第1の実施形態では、制御部33が動作している間は常時、周期指令C1を生成できる。よって周期指令C1を常時生成できるか否かも第1の実施形態と第2の実施形態の相違点の1つである。
例えば第1の実施形態は塗油指令C2に基づき遅延時間Δt1(Δt1´)の具体的な値を制御できるため、潤滑油の吐出タイミングを正確に制御できる点で有利である。
一方で第2の実施形態は周期指令C1を常時生成する必要がないので、制御部33の省電力の観点からは有利である。
以上が第2の実施形態の説明である。
例えば上記した実施形態では本発明を岸壁クレーンの巻き上げワイヤ19の潤滑油の塗布に適用した場合を例に説明したが、本発明のポンプ式ワイヤ塗油装置100はトロリ15の横行ワイヤに潤滑材を塗布する装置に適用してもよい。この場合はトロリ15の横行開始/終了タイミングに基づき潤滑油の吐出の開始/終了を指示する周期指令C3又はC4を生成すればよい。また、クレーン1の桁9の一部が起伏する可動桁の場合、本発明のポンプ式ワイヤ塗油装置100は、桁9を起伏させる起伏ワイヤに潤滑材を塗布する装置に適用してもよい。
さらに、本発明のポンプ式ワイヤ塗油装置100はクレーンだけでなく、移動するワイヤに潤滑油を塗布して潤滑する必要がある全ての装置に適用できる。
3 :支持構造体
7 :走行装置
9 :桁
9a :陸側エンドシーブ
10 :コンテナ
14 :固定部
15 :トロリ
15a :第1トロリシーブ
15b :第2トロリシーブ
17 :スプレッダ
17a :スプレッダシーブ
19 :巻き上げワイヤ
25 :機械室
27 :ドラム
31 :ポンプ
31a :吐出部
33 :制御部
35 :周期指令生成部
37、37a :調整部
39 :塗油指令生成部
41 :AND演算部
43 :乱数生成部
45 :遅延処理部
48 :コンテナ船
100、100a :ポンプ式ワイヤ塗油装置
Claims (6)
- ワイヤに対して潤滑油を吐出するポンプと、前記ポンプの動作を制御する制御部とを有するポンプ式ワイヤ塗油装置において、
前記制御部は、
前記ポンプに前記潤滑油を所定の周期で間欠的に吐出させる指令である周期指令を生成する周期指令生成部と、
前記周期指令生成部及び前記ポンプに接続され、入力された前記周期指令が前記ポンプに送信されるタイミングを変化させる調整部を有し、
前記調整部は、
乱数を生成する乱数生成部と、
前記乱数及び前記周期指令が入力され、前記乱数の値に応じて遅延させたタイミングで前記周期指令を前記ポンプに送信することで、入力された前記周期指令が前記ポンプに送信されるタイミングを変化させる遅延処理部と、を備え、
前記調整部が前記周期指令を前記ポンプに送信している期間のみ、前記周期指令に基づき前記ポンプが前記所定の周期で間欠的に前記潤滑油を吐出するように構成したことを特徴とするポンプ式ワイヤ塗油装置。 - ワイヤに対して潤滑油を吐出するポンプと、前記ポンプの動作を制御する制御部とを有するポンプ式ワイヤ塗油装置において、
前記制御部は、
前記ポンプに前記潤滑油を所定の周期で間欠的に吐出させる指令である周期指令を生成する周期指令生成部と、
前記周期指令生成部及び前記ポンプに接続され、入力された前記周期指令が前記ポンプに送信されるタイミングを変化させる調整部を有し、
前記周期指令生成部は、
前記ワイヤの移動速度に基づいて、前記周期指令の周期とパルス幅を変更して前記潤滑油の流量を調節する機構であり、
前記ワイヤの移動速度が遅くなるほど、前記周期を予め設定された周期よりも長くするか、前記パルス幅を予め設定されたパルス幅よりも短くするか、少なくとも一方を行い、前記ワイヤの移動速度が速いほど、前記周期を予め設定された周期よりも短くするか、前記パルス幅を予め設定されたパルス幅よりも長くするか、少なくとも一方を行い、
前記調整部が前記周期指令を前記ポンプに送信している期間のみ、前記周期指令に基づき前記ポンプが前記所定の周期で間欠的に前記潤滑油を吐出するように構成したことを特徴とするポンプ式ワイヤ塗油装置。 - 前記調整部は、
前記ポンプが前記潤滑油の吐出を行う期間を示す塗油指令を生成する塗油指令生成部と、
前記塗油指令及び前記周期指令が入力され、これらの論理積を前記ポンプに送信することで、入力された前記周期指令が前記ポンプに送信されるタイミングを変化させるAND演算部と、
を備える請求項2に記載のポンプ式ワイヤ塗油装置。 - 前記周期指令生成部は、前記制御部が動作中は常時、前記周期指令を生成して前記調整部に送信する請求項2又は3に記載のポンプ式ワイヤ塗油装置。
- ワイヤに対して潤滑油を吐出するポンプを有するポンプ式ワイヤ塗油装置を用いた潤滑油の塗布方法であって、
前記ポンプに前記潤滑油を所定の周期で間欠的に吐出させる指令である周期指令を生成する周期指令生成工程と、
前記周期指令が前記ポンプに送信されるタイミングを変化させて前記ポンプに送信する調整工程と、を実施し、
前記調節工程では、乱数を生成して、生成した前記乱数の値に応じて遅延させたタイミングで前記周期指令を前記ポンプに送信することで、前記周期指令が前記ポンプに送信されるタイミングを変化させていて、
前記周期指令を前記ポンプに送信している期間のみ、前記周期指令に基づき前記ポンプに前記所定の周期で間欠的に前記潤滑油を吐出させることを特徴とする潤滑油の塗布方法。 - ワイヤに対して潤滑油を吐出するポンプを有するポンプ式ワイヤ塗油装置を用いた潤滑油の塗布方法であって、
前記ポンプに前記潤滑油を所定の周期で間欠的に吐出させる指令である周期指令を生成する周期指令生成工程と、
前記周期指令が前記ポンプに送信されるタイミングを変化させて前記ポンプに送信する調整工程と、を実施し、
前記周期指令生成工程では、前記ワイヤの移動速度に基づいて、前記周期指令の周期とパルス幅を変更して前記潤滑油の流量を調節していて、前記ワイヤの移動速度が遅くなるほど、前記周期を予め設定された周期よりも長くするか、前記パルス幅を予め設定されたパルス幅よりも短くするか、少なくとも一方を行い、前記ワイヤの移動速度が速いほど、前記周期を予め設定された周期よりも短くするか、前記パルス幅を予め設定されたパルス幅よりも長くするか、少なくとも一方を行い、
前記周期指令を前記ポンプに送信している期間のみ、前記周期指令に基づき前記ポンプに前記所定の周期で間欠的に前記潤滑油を吐出させることを特徴とする潤滑油の塗布方法。
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