JP7320487B2 - 張力検出装置及び張力調整装置 - Google Patents

Description

この発明は、積荷を荷台に固縛し、あるいは揚重する際の固縛用の索や玉掛け索の張力を検出する張力検出装置及び張力調整装置に関するものである。

トラック等の荷台に積荷を索(ロープ)で固縛し、確実に積荷を固定するためには、索に所定以上の張力が掛かっていることが必要である。
一方、揚重作業において、吊り荷に掛けられる玉掛索の張力は、安全に荷揚げ作業を行う為には、各索にかかる張力は均一とはならないこと、更には、急激な衝撃荷重が生じる可能性をも想定し、張力のいずれもが、索に許容される範囲に収まっていることが要求される。

以上のように、固縛作業や揚重作業において、索の張力を知ることは、作業の安全を図る上で重要である。そのような索の張力を知る方法として、従来、固縛の際の張力の検出には、例えば、下記特許文献に記載の技術が提案されている。また、揚重作業における張力は、索を作業者が揺すった際の振幅の程度や手に伝わる感覚から、作業者の経験と勘により、判断されていた。

特開平１－１６２１２３

固縛作業による荷台への積荷の固定は、索の張力によって生じる積荷と荷台との間の摩擦力によって実現される。この摩擦力は、索の張力の鉛直方向成分によって求められる。この鉛直成分は、索の傾斜角によって求められるが、積荷を固縛する索の傾斜角は、それぞれ異なるため、各索の張力が求められたとしても、正確な摩擦力を算出することは難しいといった問題があった。

また、揚重作業においては、積荷を収容する吊りボックスの４隅に接続される玉掛け索が４本用意され、これらの４本の玉掛け索を１つのフックに掛けて、荷揚げ作業が行われる。このような吊りボックス内に積荷を載せて行う揚重作業の場合、ボックスの安定性（水平性）を維持することが最も重要で、４本の玉掛け索にかかる張力はボックスの形やボックス内に載置された荷物の位置によって不可避に差異が生じてしまう。荷重を平均化すると索の耐荷重を維持できたとしても、実際の張力ではばらつきが生じているため、吊りボックスに急激な衝撃荷重が生じるなどした場合に、索の許容値を超えてしまい、破断する可能性がある。従って、索ごとに張力を把握し、安全率を十分に加味しておくことが望ましいが、各索の張力を知ることはできなかった。

更に、揚重作業においては、積荷の積み下ろし等の為に、吊上げた状態を維持したまま、吊りボックスを一時的に高所に載置(例えば、高所作業車の作業台など)する場合がある。この場合、吊りボックスが載置される場所に、載置許容重量がある場合には、その許容値よりも大きな重量が加わらないように、クレーンを操作し、吊上げ状態を維持させて、載置位置に加わる重量を軽減する必要がある。しかし、従来では、載置位置にどの程度の重量が吊りボックスから加わっているのかを正確に検出する手段はなく、クレーン作業者や玉掛け作業者の経験と勘に頼った作業が行われていた。

この発明は、固縛作業や揚重作業に用いられる索の張力を検出する装置及び張力調整装置を提供することにある。

以上のような課題を解決する本発明の張力検出装置は、それぞれ張力が作用する第１接続部及び第２接続部と、
前記第１接続部と前記第２接続部とを両端部に有する本体と、
前記本体内に設けられ、前記第1接続部と前記第2接続部との間に加わっている張力を、前記第1接続部又は前記第2接続部に接続されている索の張力として検出する張力検出手段と、
前記本体内に設けられ、前記張力の作用する方向を検出する張力方向検出手段と、
前記張力検出手段によって検出された張力と、前記張力方向検出手段で検出された張力の作用方向とによって出力情報を生成する出力情報生成手段と、
前記出力情報生成手段によって生成された出力情報を出力する出力手段とを有する。
上記構成によれば、張力検出手段で検出した張力と、張力方向検出手段で検出された張力の作用方向とに基づいて、張力を所望の方向成分を分解した出力情報を生成し、これを出力する。

第１接続部又は第２接続部に搬送手段上の被搬送物を固縛する索が接続された場合には、搬送手段に対して被搬送物を押し付ける方向の索の張力について、出力情報を出力することができる。
第１接続部又は第２接続部に揚重作業における玉掛け索が接続された場合には、吊荷を引き上げる玉掛け索の張力について、出力情報を出力することができる。
出力手段から出力された出力情報は、表示手段に供給され、表示手段において表示され、作業者に対して、索の張力に関する所望の出力情報が表示される。

出力情報生成手段は、張力検出手段によって検出された張力と、張力方向検出手段で検出された張力の作用方向とに基づいて、例えば、索の張力のベクトルを生成し、生成されたベクトルの所望の分解成分を出力情報として生成する。これにより、作業者は、索の張力の所定の方向成分を知ることができる。

この他、前記出力手段は、出力情報を送信する送信手段と、前記送信手段から送信された出力情報を受信する受信手段とを有し、前記表示手段は、前記受信手段で受信した出力情報に基づいて生成された表示情報を表示するとともに、前記受信手段と前記表示手段は、前記本体とは別個に設けられている構成とすることもできる。張力検出装置が作業者から離れた位置に配置された場合には、受信手段で出力情報を確認することができる。

受信手段で受信される出力情報を、前記張力検出手段によって検出された張力と、前記張力方向検出手段で検出された張力の作用方向とし、受信した出力情報に基づいて、索の張力のベクトルを生成し、該生成されたベクトルの所望の分解成分を表示することもできる。
表示される分解成分は、鉛直方向成分とすれば、固縛に用いられる索では、被搬送物を鉛直下方に押し付ける分解成分を表示し、楊重に用いられる索では、鉛直上方に引き上げる分解成分を表示することとなる。
複数の張力検出装置から送信される出力情報を、1つの受信手段で受信する構成とすることによって、複数の索の張力を一元管理することが可能となる。

玉掛け索に設けられ、索の長さを調節する索長調節手段と、出力手段から出力された出力情報に基づき、所定の複数の玉掛け索の張力が所定の値以下となるように索長調節手段を介して玉掛け索の長さを調整する張力制御手段とを更に備えることにより、玉掛け作業における張力の調整を容易かつ迅速に実施することできる。これにより、吊り荷の吊上げ作業を、より安全に実施することができる。
玉掛け作業おいて、張力検出装置による検出を常時行うことによって、吊りボックス内に積荷を運び込む際に、吊りボックス内での積荷の移動に応じた張力の変化に対応して、各索の張力を即時に調整することが可能となる。

本発明によれば、索の張力を検出することができるので、作業者の経験や勘に頼ることなく、具体的な数値に基づいて索の状態を知ることができ、作業の効率化と、安全性の強化を、従来以上に図ることが可能となる。

本発明の張力検出装置の全体断面正面図である。 本発明の張力検出装置の全体断面側面図である。 本発明の張力検出装置の断面平面図である。 角度検出部としての他の構成を示す部分断面正面図である。 本発明の張力検出装置の電気的な構成を示すブロック図である。 荷台に積荷を載置して固縛した状態を示す全体斜視図である。 外部受信機の構成を示すブロック図である。 外部受信機の制御部の動作を示すフローチャートである。 揚重作業において、玉掛けフックに吊り下げられる吊りボックスの状態を示す全体斜視図である。 外部装置の構成を示すブロック図である。 積載許容荷重のある載置位置に吊りボックスを載せる際の制御部の動作を示すフローチャートである。 チェーンブロックの制御回路の構成を示すブロック図である。 外部装置の制御部と、チェーンブロックの制御部の動作を示すフローチャートである。

本発明の張力検出装置について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の張力検出装置の全体側面図、図２は、同じく全体正面図である。
本発明の張力検出装置１は、筒状のケース２と、ケース２の両端に接続されている第１係止部３、第２係止部４と、ケース２の内側収納部２１に収容されている張力検出部５と、張力方向検出部６と、表示部７とを有している。

第１係止部３は、ケース２の一端に接続固定される接続部３１と、接続部３１の開口を塞ぐ天板部３２と、天板部３２の中央部に接続されたフック部３３とを有している。接続部３１は、円筒形状であって、一端の開口部は、円筒状のケース２の外側に外嵌される。接続部３１の外周面には、４方向からボルト３１１が挿入され、この４つのボルト３１１によってケース２に対して接続部３１が締着固定される。接続部３１の他端開口部は、天板部３２によって塞がれており、天板部３２の中心には、フック部３３の基端が固定されている。フック部３３は、鉤状に湾曲形成され、基端部３３２が天板部３２に接続固定されている。フック部３３の先端部３３１は基端方向に向けて湾曲し、先端部３１１と基端部３３２との間には、フック部３３に挿通する索の離脱を防止する離脱止具３４が、揺動自在に設けられている。

第２係止部４は、索が挿通する係止孔４１を有する環状部４２と、環状部４２に一端が接続された連結部４３と、連結部４３の他端に設けられた張力受け部４４とを有している。連結部４３は、断面形状が円形の棒状に形成され、ケース２の他端部内側に固定されている受け部材２２の中央に形成された挿通孔２２１内を、摺動自在に挿通している。また、張力受け部４４の横断面径は、連結部４３の外径及び挿通孔２２１の内径よりも大きく形成されている。このような構成によって、連結部４３は、ケース２に対して回動自在、かつ軸方向に移動自在に取り付けられ、ケース２に対して、外方向に抜けることなく連結される。

ケース２の内側収納部２１において、他端開口部には、ケース２内に固定された受け部材２２が設けられている。受け部材２２は、ケース２の内側横断面形状と同じ形状の台座２２０と、台座２２０の中央に形成された挿通孔２２１と、台座２２０の周端辺に沿って円筒状に形成されたリブ部２２３とを有している。受け部材２２は、ケース２の外側から内側に向けて、リブ部２２３とケース２とを同時に挿通するボルト２２４によって、ケース２側に、４か所で締着固定されている。

張力検出部５は、ケース２内において、受け部材２２と、張力受け部４４との間に配置されている。張力検出手段である張力検出部５は、中央に連結部４３が挿通する孔５１を有し、孔５１の両端開口部が形成される一対の対向する面に対して、圧縮方向に加わる荷重を検出するセンサである。張力検出手段としては、例えば、ワッシャー型圧縮ロードセルが用いられる。なお、張力受け部４４と張力検出部５との間には、環状の緩衝部材５２が介挿されている。

ケース２の収納部２１内において、第１係止部３と、受け部材２２の間には、張力方向検出部６が配置されている。図３及び図４に示されているように、張力方向検出部６は、収納部２１内においてケース２側に固定された支持部材６１と、支持部材６１によって回動自在に支持されている回動部材６２と、回動部材６２の回動軸に対して直交する揺動軸６２２によって、揺動自在に支持されている検出振り子６３と、検出振り子６３の移動量(揺動角度)を検出する角度検出部６４と、重り６５とを有している。

支持部材６１は、ケース２の収納部２１の内側断面形状と同一形状を有し、ケース２の外側から挿通されるボルト６１１によって、ケース２側に固定されている。支持部材６１の中心部には、溝状の回動規制部６１０が設けられ、回動規制部６１０の中央には、ケース２の軸線に重なる方向に回動軸挿通孔６１３が形成され、該回動軸挿通孔６１３の片側には、より大径の軸受け収容部６１２が形成されている。軸受け収容部６１２には、軸受け６１４が収容されており、該軸受け６１４によって、回動部材６２の回動軸６２１が、回動自在に支持部材６１側に支持されている。支持部材６１の第１係止部３側の面には、中央部に凹みが形成されて、回動規制部６１０が設けられており、回動部材６２は、回動規制部６１０内に収容されている。回動規制部６１０は、規制部として内壁６１５が設けられ、内壁６１５は、回動部材６２の外周側面に対向している。

回動部材６２は、直方体形状に形成されており、底面には、これに直交する方向に回動軸６２１が立設され、該回動軸６２１の軸線に交差し、かつ直角に交差する方向に、揺動軸６２２が回動自在に挿通している。該揺動軸６２２の一端には、検出振り子６３が接続され、回動部材６２の反対側に突出した、揺動軸６２２の他端には、揺動軸６２２の回動角度を検出する角度検出部６４が設けられている。角度検出部としては、例えば、軸の回転量(回転角度)を検出するポジションメータを用いることができる。検出振り子６３と揺動軸６２２の接続位置は、検出振り子６３の重心位置から外れた位置となっており、検出振り子６３の重心位置が、常時揺動軸６２２の軸心より鉛直下方に位置するように揺動することによって、ケース２の傾斜角度を検出振り子６３の位置で検出することができる構成となっている。

また、回動部材６２において、揺動軸６２２の軸線Ｌ２に直交する中心線Ｌ３上には、調整重り６５が取り付けられる。調整重り６５は、複数の板部材を重ねて構成され、この重りを取り付けることによって、回動部材６２が、ケース２の傾きに応じて、滑らかに回動することが容易となる。つまり、ケース２の傾きは、即ち張力の方向を示すので、索の張力を検出する感度を向上させることができる。調整重り６５は、ボルトによって、回動部材６２に着脱自在に取り付けられ、板部材の取付枚数を調整することによって重さの調整をすることができる。また、各板部材に形成されたボルト挿通孔は、揺動軸６２２に平行に形成された長穴状に形成され、揺動軸６２２に平行な向きに取付位置を調整することができるように構成されている。

回動部材６２は、ケース２の傾きに応じて回動し、検出振り子６３によって、ケース２の傾きを検出する構成となっているが、検出振り子６３の揺動角度を、ケース２の傾きとして正確に検出するためには、揺動軸６２２の軸線Ｌ２が、ケース２の傾斜方向に対して直交した状態となるように、回動部材６２が滑らかに回動する必要がある。このような回動部材６２の動きを確保するためには、回動部材６２と、これに取り付けられている揺動軸６２２、検出振り子６３、角度検出部６４、調整重り６５の全て部品を含めた回動体全体の重心Ｇが、中心線Ｌ３上に位置していることが好ましい。このような重心Ｇの位置が、中心線Ｌ３上に位置するように、調整重り６５を構成する板部材を、板部材の長穴６５１に沿って移動させて、重心Ｇの位置を調整できるように構成されている。また、揺動軸６２２の両端に設けられている検出振り子６３と、角度検出部６４の位置は、予め重心Ｇが中心線Ｌ３上に位置するように、各重量と、回動軸６２１との間の距離が設定されていることが好ましい。

回動部材６２は、回動自在に支持部材６１に支持されているが、回動部材６２が回動する際、その角部は、回動規制部６１０の内壁６１５に当接し、所定の角度(例えば、９０度)以上に回動できないように回動規制される構成となっている。このように、一方向に連続して回転できない構成とすることによって、角度検出部６４に繋がれる電線の捻じれが抑制される。角度検出部としては、図４に示されているように、ポテンショメータ６４ａを用いてもよい。ポテンショメータ６４ａを用いる場合には、揺動軸６２２の他端に、第１コニカルギヤ６６２を接続し、該コニカルギヤ６６２に対して従動する第２コニカルギヤ６６１を、ポテンショメータ６４ａの入力軸６４１ａに接続した構成とすることもできる。ポテンショメータ６４ａは、回動部材６２の上部に固定された支持片６６３によって保持される。ポテンショメータ６４ａを用いる場合には、回動部材６２とこれに取り付けられた部品全体のバランスが崩れるので、調整重り６５の取付位置を検出振り子６３方向に移動させて、重心Ｇが、中心線Ｌ３に位置するように調整することが好ましい。

表示部７は、第１係止部３と張力方向検出部６との間に位置し、表示画面が外側に露出した状態で、ケース２内に収容されている。表示部７は、張力検出部５から出力された電気信号と、角度検出部６４から出力された電気信号とによって、変換された電気信号を、表示画面に表示する数値に変換し、表示画面に表示する。また、表示部７には、ブザー７１、操作つまみ７２が設けられている。

以上のように構成された張力検出装置１では、第１係止部３、第２係止部４、張力検出部５、回動部材６２がケース２の軸線Ｌ１上に配置される。第１係止部３と第２係止部４とを引き離す方向に作用する索の張力は、張力検出部５を圧縮する方向に作用することによって、圧力値として検出される。また、索の傾きは、ケース２の傾きと同じ方向となり、ケース２の傾斜によって下方向に回動部材６２の調整重り６５が振れ、傾斜方向に対して直交する揺動軸６２２に接続された検出振り子６３によって、索の傾斜角度が検出される。

以上のような構成における、張力検出装置１の電気回路について、図５の回路ブロック図に基づいて説明する。角度検出部６４から出力される電気信号及び、張力検出部５から出力される電気信号は、出力情報生成手段８に供給され、出力情報生成手段８で生成された出力は表示部７に供給される。出力情報生成手段８は、電圧調整器８１と、角度信号変換器８２とを有し、張力検出部５を構成するロードセルからの出力信号は、電圧調整器８１に供給され、角度検出部６４を構成するポジションセンサからの出力信号は、角度信号変換器８２に供給され、角度信号変換器８２で変換された信号とロードセルから供給された信号に基づいて、電圧調整器８１が、張力の鉛直方向成分の出力信号を表示部７に供給する。これによって、表示部７では、索の張力の鉛直方向成分が表示される。

なお、ロードセルから供給された信号を、電圧調整器８１を介さずに表示部７に供給し、索の破断許容値を示す所定値よりも、大きな数値が検出された場合には、フザー７１によって報知する構成としても良い。索の破断を抑制することができる。また、表示部７の表示画面には、視覚情報として、具体的な検出値の他、数値の良し悪しを表示するマル、バツなどの表示を示すことで、内容を報知する。

トラック等の搬送移動手段の荷台に積荷を載置して固縛するための索の張力を検出する装置として使用される場合について説明する。図６は、荷台に積荷Ｗ１を索（固縛ワイヤ）Ｒ１～Ｒ３で、固縛した状態を示す斜視図である。積荷Ｗ１に対して、縦横に覆い掛けられる索Ｒ１～Ｒ２は、端部が荷台側に接続される位置が異なるために、鉛直方向に対する索の傾斜角度Θ１～Θ３が異なる場合が多い。各索Ｒ１～Ｒ３には、本発明の張力検出装置１ａ～１ｃが接続されているため、各索Ｒ１～Ｒ３の張力に対して、表示部７の表示によって、その鉛直方向成分をそれぞれ知ることができる。各索Ｒ１～Ｒ３の張力は、索を手で振動させるなどの行為によって、この振幅などから索の張力を感覚的に感じ取ることができるが、図６に示されているように、各索Ｒ１～Ｒ３の傾斜角度が異なる場合には、各索Ｒ１～Ｒ３によって積荷に作用させている鉛直方向の力は、正確に推し測ることは困難である。そこで、本発明の張力検出装置１によって、各索Ｒ１～Ｒ３の鉛直方向成分を正確に知ることができる。また、各索Ｒ１～Ｒ３の張力を継続的に、或いは所定の間隔（例えば、１時間、３０分）を空けて、張力を検出する構成とすることによって、索の緩みを事前に把握することができ、荷崩れなどのトラブルを未然に防止することができる。

以上のような構成の他、表示部７の替わりに、或いは表示部７に加えて、発信手段である通信部ＴＲを設け、鉛直方向成分の数値データを、通信部ＴＲを介して外部受信機ＲＴへ送信する。なお、送信される数値データには、いずれの張力検出装置１ａ～１ｃの数値データであるか、を識別するための識別情報も含まれる。図７は、外部受信機ＲＴの構成を示すブロック図である。外部受信機ＲＴは、受信部ＲＴ１と、制御部ＲＴ２と、表示部ＲＴ３とを有し、受信部ＲＴで、複数の張力検出装置からの鉛直方向成分の値を受信し、制御部ＲＴ２で受信した値に基づく表示内容が決定され、表示部ＲＴ３において制御部ＲＴ２での判断結果が表示される。
張力検出装置１及び外部受信機ＲＴの間の通信は、例えば、赤外線通信、あるいは、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは登録商標）のような近距離無線通信を用いて直接的に通信するものでもよいし、例えばＷｉ－Ｆｉ（Ｗｉ－Ｆｉは登録商標）のような無線ＬＡＮによるネットワークを介して行われるものでもよい。

図８に示されているフローチャートによって、制御部ＲＴ２の処理の一例を説明する。
張力検出装置１ａ～１ｃより受信したデータが、受信部ＲＴ１により供給されると(ステップＳ１０１)、供給された識別情報に基づいて、いずれの張力検出装置のデータであるか判断する(ステップＳ１０３)。そして、供給された数値が、十分に固定し得るに足る鉛直方向成分の閾値を超えているか判断する(ステップＳ１０５)。超えていない場合には、ステップＳ１０１に戻り、超えている場合には、ステップＳ１０３で識別した張力検出装置に対応して設けられたフラグを立てる(ステップＳ１０７)。このステップＳ１０７で、索Ｒ１～Ｒ３毎に、閾値を超えているか否かを、表示部ＲＴ３に表示する構成としてもよい。上記閾値は、積荷のＷ１の重量、容積、形状などに応じて、予め適宜決定されており、制御部ＲＴ２内に記憶されている。

各張力検出装置１ａ～１ｃに対応しているフラグの全てが立っているか？判断し(ステップＳ１０９)。立っていない場合には、ステップＳ１０１に戻る。すべてのフラグが立っている場合には、全ての索の張力が検出されたことになるので、表示部ＲＴ３で、積荷Ｗ１の固縛が完了したことを知らせる報知画面を表示する(ステップＳ１１１)。報知方法は、画面表示やランプ点灯等のような視覚情報の他、ブザー等の聴覚情報によって報知する方法、振動等の触覚情報によって報知する方法を採ってもよい。このように、外部受信機ＲＴによって、複数の張力検出装置からの出力値を表示することによって、各索Ｒ１～Ｒ３の状態を一元管理でき、作業効率が向上する。また、張力検出装置が取り付けられている位置が、装置の表示部７の視認が困難な位置である場合にも、容易に数値の確認ができる利点がある。

更に、例えば、トラック等の搬送手段で積荷Ｗ１を移送する場合を想定して、ステップＳ１１１を実行した後は、更に以下のような、フローチャートを付加してもよい。報知ステップＳ１１１（後述の、ステップＳ１２３、Ｓ１２７を含む）の後、直前のステップのから所定時間経過したか判断し(ステップＳ１１３)、所定時間経過している場合には、受信部ＲＴ１によりデータを受信する(ステップＳ１１５)。そして、供給された識別情報に基づいて、いずれの張力検出装置のデータであるか判断し(ステップＳ１１７)、供給された数値が、十分に固定し得るに足る鉛直方向成分の閾値より小さいか判断する(ステップＳ１１９)。閾値より小さい場合には、その索Ｒ１～Ｒ３に緩みが生じたことを意味するので、報知処理を実行する(ステップＳ１２１)。この報知処理は、画面表示やランプ点灯等の視覚情報の他、ブザー等の聴覚情報によって報知する方法、振動等の触覚情報によって報知する方法を採ってもよいが、搬送中である場合を想定すると、聴覚情報又は触覚情報によることが好ましい。

なお、外部受信機ＲＴは、更に加速度センサを有していてもよく、この場合には、ステップＳ１１３に換えて、通常の搬送状態に比較して特に大きな加速度が検出されたか否かを判断するステップとしてもよい。通常の搬送状態に比較して、特に大きな加速度が検出される場合とは次のような場合である。例えば、急ブレーキ又は急発進をした場合には、前後方向の加速度が検出される。急カーブを走行した場合には、左右方向の加速度が検出される。大きな段差を通過した場合には、上下方向の加速度が検出される。これらの場合には、積荷Ｗ１が揺れ、索Ｒ１～Ｒ３に緩みが生じる契機となるため、これらの加速度の検出の後に、各索Ｒ１～Ｒ３の張力を検出する。

また、特に大きな加速度が加わっていない場合であっても、所定値以上の加速度が作用している状態（例えば、緩やかなカーブを走行している状態、緩やかに制動し、又は加速している状態）においては、回動部材６２や検出振り子６３の振れ角に狂いが生じるので、加速度が所定値以上の場合には、ステップＳ１１５～Ｓ１２１を実行しないとする処理を行っても良い。或いは、搬送状態を検出して、その搬送状態に応じて、ステップＳ１１５～Ｓ１２１を実行するとする処理としてもよい。具体的には、搬送している荷台が、停止している状態の時（例えば、トラックの速度計から速度を検出し、速度がゼロの場合（信号待ちで停車している時など））に、ステップＳ１１５～Ｓ１２１を実行する。
加速度センサを用いなくとも、大きな加速度が加わった場合には、検出振り子６３の振れ角や振れ角の変化量が増大するので、角度検出部６４から出力される出力信号をモニターし、出力信号の変化量が著しく大きくなった場合には、加速度が加わったものと判断してもよい。角度検出部６４から出力される出力信号をモニターする加速度検出装置８３は、例えば、図５に示されている回路において、角度検出部６４と角度信号変換器８２の間に介在させる。

次に、玉掛けフックを用いた揚重作業に用いられる索の張力を検出する装置として使用される場合について説明する。図９は、揚重作業において、玉掛けフック９１に吊り下げられる吊りボックス９２の状態を示す全体斜視図である。吊りボックス９２は、直方体形状に組み付けられたフレーム９２２と、該フレーム９２２の底部に設けられた板状の床材９２１とを有し、４つの側面の内、３つの側面には網状の側面部材で覆われ、１つの側面は、積み荷の搬入搬出口として開口９２３となっている。

フレーム９２２の天井部フレームの４隅には、玉掛けワイヤーである索ＲＹ１～ＲＹ４の一端が接続される接続部９２４ｄ～９２４ｇが設けられている。各索ＲＹ１～ＲＹ４の他端は、いずれも玉掛けフック９１に接続され、吊りボックス９２は、索ＲＹ１～ＲＹ４によって、玉掛けフック９１から吊り下げられる構成となっており、玉掛けフック９１をクレーン等で昇降させることによって、同時に吊りボックス９２が昇降する。各索ＲＹ１～ＲＹ４には、本発明の張力検出装置１ｄ～１ｇが介在して、各索ＲＹ１～ＲＹ４の張力を検出する。また、４本の索ＲＹ１～ＲＹ４には、更にチェーンブロック９３ａ～９３ｄが介在し、全索ＲＹ１～ＲＹ４の長さを微調整できる構成となっている。

図９に示されているように、吊りボックス９２内に、積荷Ｗ２を載せた状態で、玉掛けフック９１を吊上げると、表示部７において、各索ＲＹ１～ＲＹ４の鉛直方向成分の数値がそれぞれ表示される。一方、吊りボックス９２内の積荷Ｗ２の載置位置に偏りがある場合には、吊上げ状態において、吊りボックス９２が大きく傾き、安定的な揚重作業を確保できない場合がある。このような吊りボックス９２の傾きを確認するため、最初に吊りボックス９２を若干量吊上げ、吊りボックス９２の底面が接地面から少し浮いた状態にする。この少し浮いた状態で、チェーンブロック９３ａ、９３ｂを操作して、索ＲＹ１、ＲＹ４の長さを微調整し、吊りボックス９２が略水平となるように、調整する。

このように、吊りボックス９２の姿勢を調整すると、各索ＲＹ１～ＲＹ４の張力に差が生じる。４本の索ＲＹ１～ＲＹ４全体に掛かる重さは変わらないが、各索ＲＹ１～ＲＹ４に分配される重さには違いが生じ、特定の索に過大な荷重がかかる恐れもある。索に加わる荷重が許容荷重を越えると、索が切れて事故につながることから、各索ＲＹ１～ＲＹ４に発生する張力は、正確にモニターする必要がある。

このため、張力検出装置１ｄ～１ｇによって、各索の張力を逐一検出し、各張力が所定の値以下となるように、チェーンブロック９３ａ、９３ｂにより索ＲＹ１、ＲＹ３の長さを微調整する。すなわち、張力の値が索の安全値を超える可能性があると判断した場合は、荷揚げ時のつり角度が小さくなるように長さを調整する。従来では、各索ＲＹ１～ＲＹ４の張力は、作業者が各索を揺すり、その際の振幅や手に感じる抵抗などから感覚的に判断して、張力の調整を行っている。これに対して、本発明の張力検出装置１では、具体的に張力の値が、索毎に正確に把握できるので、実際の張力の数値を確認しながら、張力値が索の破断値を超えることが無いようにチェーンブロック９３ａ、９３ｂを操作することできる。

また、揚重作業においては、吊りボックス９２を吊上げて移動させる場合、移動中に、高所作業車の作業台などに一時的に吊りボックス９２を載せる場合がある。このような、積載荷重に制限がある個所に、吊りボックス９２を載せる場合、本発明の張力検出装置１によって、各玉掛け用の索ＲＹ１～ＲＹ４から、張力の鉛直成分の数値をそれぞれ確認し、これらの数値の和によって、吊りボックス９２が載置されている載置場所にどの程度の重量が付加されているか、容易に知ることができる。
具体的には、[積荷を載せた吊りボックス９２全体の重量]－[４つの張力検出装置で検出した鉛直方向成分荷重の総和]＜[載置位置の積載許容荷重]となるよう、吊上げ力を調整する。このような鉛直方向の全体の荷重を算出するためには、張力検出装置１ｄ～１ｆで検出した各数値（図９中、Ｘ軸方向に対して逆向き）を瞬時に合算できる構成を有することが好ましい。そこで、例えば、図１０に示されているような構成を更に設けてもよい。

図１０は、通信によって張力検出装置１ｄ～１ｆで検出された数値を取得し、集計及び表示する外部装置１０のブロック図である。外部装置１０は、送受信部１０１と、制御部１０２と、報知部１０３と、入力部１０４とを備えている。送受信部１０１は、各張力検出装置１ｄ～１ｆから供給される出力信号を受信し、データ信号に変換して制御部１０２に供給する。制御部１０２は、送受信部１０１から供給されたデータを集計するとともに、吊りボックス９２が載置位置に付加している重量を計算し、計算結果を報知部１０３に供給する。報知部１０３では、表示画面に表示する数値、やランプの点灯等によって、視覚的に報知する構成と、ブザーなどの発鳴によって報知する構成、携帯機器の振動によって報知する構成など、を採ることができる。許容積載荷重に関するデータは、入力部１０４を介して行われる。

図１１に示されているフローチャートに基づいて、積載許容荷重のある載置位置に吊りボックス９２を載せる際の、制御部１０２の動作について説明する。
送受信部１０１で、張力検出装置１ｄ～１ｆから送信された張力の鉛直方向成分の数値と、各張力検出装置１ｄ～１ｆの識別情報を受信する(ステップＳ２０１)。受信した識別情報から送信した張力検出装置１ｄ～１ｆを特定する(ステップＳ２０３)。受信した鉛直方向成分値を、各張力検出装置１ｄ～１ｆに紐付けてメモリに記憶し、フラグを立てる(ステップＳ２０５)。記憶した数値は、報知部１０３において、各張力検出装置１ｄ～１ｆに対応した数値として画面表示してもよい(ステップＳ２０７)。

すべての張力検出装置１ｄ～１ｆのフラグが立っているか判断し、立っていない場合には、ステップＳ２０１に戻り、立っている場合には、全ての索について検出できたことになるので、ステップＳ２０５で記憶したメモリからすべての鉛直成分値を読みだして、その総和を計算する(ステップＳ２１１)。ステップＳ２１１で算出した鉛直成分を、吊りボックス９２の重量と積荷Ｗ２の重量との総和から引いた値が、積載許容荷重よりも小さいか判断し(ステップＳ２１３)、小さい場合には、報知部１０３により、許容荷重内であることを知らせる報知が行われる(ステップＳ２１７)。

視覚的な報知手段として、緑色のランプの点灯や丸印の表示など、聴覚的な報知手段としては、安心感を与える音色の発音などである。吊りボックス９２の重量と積荷Ｗ２の重量との総和から引いた値が、積載許容荷重よりも大きい場合には、載置位置が壊れる恐れがあり、安全な作業に支障が生じる恐れがあるので、報知部１０３より注意を喚起する報知が行われる(ステップＳ２１５)。視覚的な報知手段として、赤色のランプの点灯やバツ印の表示など、聴覚的な報知手段としては、注意を喚起するブザー音の発音などである。

ステップＳ２１５が実行された場合には、吊りボックス９２を引き上げて、許容荷重以下となるように調整する。このような操作は、玉掛け索ＲＹ１～ＲＹ４の張力のみに基づいて行うことはできず、鉛直方向の成分が算出されていて、できる操作である。
既述のように、吊りボックス９２内の積荷Ｗ２の載置位置に偏りがある場合には、チェーンブロック９３ａ～９３ｄを電動方式とし、各玉掛け索ＲＹ１～ＲＹ４について個別に検出した張力に基づいて、チェーンブロック９３ａ～９３ｄを介して、玉掛け索ＲＹ１～ＲＹ４の長さを電気的に制御する構成としてもよい。このチェーンブロックによって、索長調節手段が構成される。

図１２は、チェーンブロックの制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路ＢＣは、制御信号を受信する受信部ＢＣ１と、受信部ＢＣ１から供給された信号に基づいて、モータＭの回転量と回転方向を制御する制御部ＢＣ２と、モータＭとを備える。図１３は、制御部１０３と、制御部ＢＣ２の動作を示すフローチャートである。送受信部１０１で、張力検出装置１ｄ～１ｆから送信された張力の数値と、各張力検出装置１ｄ～１ｆの識別情報を受信する(ステップＳ３０１)。受信した識別情報から送信した張力検出装置１ｄ～１ｆを特定する(ステップＳ３０３)。受信した張力の数値を、各張力検出装置１ｄ～１ｆに紐付けてメモリに記憶し、フラグを立てる(ステップＳ３０５)。

全索について、検出されたか判断し(ステップＳ３０７)、検出されていない場合には、ステップＳ３０１に戻り、検出されている場合には、全ての索の張力が所定値を超えているか？を判断する（ステップＳ３０９）。この所定値とは、索が破断しない許容値である。この所定値は、安全係数を考慮して設定されていても良い。例えば、衝撃に対する安全係数や、動荷重に対する安全係数、静荷重に対する安全係数等が、作業の内容に応じて設定される。

全ての索の張力が所定値を超えていない場合には、ステップＳ３０１に戻り、超えている場合には、索が破断する恐れがあるので、吊り角を小さくして各索の張力を減少させるため、各索の長さを伸ばすべく、チェーンブロックの制御回路に対して、送受信部１０１を介して制御回路ＢＣに指示信号を出力する(ステップＳ３１１)。指示の内容は、モータＭの回転量と回転方向を、索の長さを伸ばす方向に、予め決められている長さを伸ばす指示である。これにより、すべての索の長さが、同じ長さ分、同時に伸ばされる。すべての索の張力が所定値以下となるまで、ステップＳ３０１～Ｓ３１１の処理が実行される。

制御部ＢＣ２は、受信部ＢＣ１を介して指示信号を受信すると(ステップＳ４０１)、指示の内容に沿って、チェーンブロック９３ａのモータＭの回転方向と回転量を制御する(ステップＳ４０３)。上記ステップＳ３０１～Ｓ３１１、及びステップＳ４０１～Ｓ４０３によって、張力制御手段が構成される。
以上の説明において、外部受信機ＲＴ及び外部装置１０を設けた構成においては、出力情報生成手段８において、鉛直方向成分を生成する構成とせず、外部受信機ＲＴ及び外部装置１０へ、張力の数値と、傾斜角度の数値を送信し、外部受信機ＲＴ及び外部装置１０側で、張力の数値と、傾斜角度の数値に基づいて、鉛直方向成分を生成する構成としてもよい。

１ 張力検出装置
２ ケース
３ 第１係止部
４ 第２係止部
５ 張力検出部
６ 張力方向検出部
６１ 支持部材
６２ 回動部材
６３ 検出振り子
６４ 角度検出部
６５ 重り
７ 表示部
８ 出力情報生成手段
９１ 玉掛けフック
９２ 吊りボックス
９３ａ、９３ｂ チェーンブロック
ＲＹ１～ＲＹ４ 玉掛け索
１０ 外部装置
ＲＴ 外部受信機

Claims (12)

1. それぞれ張力が作用する第１接続部及び第２接続部と、
   前記第１接続部と前記第２接続部とを両端部に有する本体と、
   前記本体内に設けられ、前記第１接続部と前記第２接続部との間に加わっている張力を、前記第１接続部又は前記第２接続部に接続されている索の張力として検出する張力検出手段と、
   前記本体内に設けられ、前記張力の作用する方向を検出する張力方向検出手段と、
   前記張力検出手段によって検出された張力と、前記張力方向検出手段で検出された張力の作用方向とによって出力情報を生成する出力情報生成手段と、
   前記出力情報生成手段によって生成された出力情報を出力する出力手段とを有する張力検出装置。
2. 前記第１接続部又は第２接続部には、搬送手段上に被搬送物を固縛する索が接続される請求項１に記載の張力検出装置。
3. 前記第１接続部又は第２接続部には、揚重作業における荷揚手段の係止部と、荷揚げされる荷物との間に掛けられる玉掛け索が接続される請求項１に記載の張力検出装置。
4. 前記出力手段は、出力情報に基づいて生成された表示情報を表示する表示手段を有する請求項１～３のいずれか１に記載の張力検出装置。
5. 前記出力情報生成手段は、前記張力検出手段によって検出された張力と、前記張力方向検出手段で検出された張力の作用方向とに基づいて、索の張力のベクトルを生成し、該生成されたベクトルの所望の分解成分を出力情報として生成する請求項１～４のいずれか１に記載の張力検出装置。
6. 前記出力手段は、出力情報を送信する送信手段と、
   前記送信手段から送信された出力情報を受信する受信手段とを有し、
   前記表示手段は、前記受信手段で受信した出力情報に基づいて生成された表示情報を表示するとともに、
   前記受信手段と前記表示手段は、前記本体とは別個に設けられている請求項４に記載の張力検出装置。
7. 前記出力情報生成手段は、前記張力検出手段によって検出された張力と、前記張力方向検出手段で検出された張力の作用方向とを出力情報として生成し、
   前記受信手段で受信した出力情報に基づいて、索の張力のベクトルを生成し、該生成されたベクトルの所望の分解成分が表示情報として生成される請求項６に記載の張力検出装置。
8. 前記分解成分とは、鉛直方向成分である請求項５又は７に記載の張力検出装置。
9. 前記受信手段は、複数の本体から送信される出力情報を受信する請求項６又は７に記載の張力検出装置。
10. 玉掛け索に設けられ、索の長さを調節する索長調節手段と、
    前記出力手段から出力された出力情報に基づき、所定の複数の玉掛け索の張力が所定の値以下となるように索長調節手段を介して玉掛け索の長さを調整する張力制御手段とを有する請求項３に記載の張力検出装置。
11. 揚重作業における荷揚手段の係止部と、荷揚げされる荷物との間に掛けられる複数の玉掛け索に、各設けられる張力検出装置であって、
    前記玉掛け索の張力が作用する第１接続部及び第２接続部と、
    前記第１接続部と前記第２接続部とを両端部に有する本体と、
    前記本体内に設けられ、前記第１接続部と前記第２接続部との間に加わっている張力を、前記第１接続部又は前記第２接続部に接続されている索の張力として逐一検出する張力検出手段と、
    前記張力検出手段で検出された張力が所定値を超えるか判断する判断手段と、
    を有する張力検出装置。
12. 玉掛け索に設けられ、索の長さを調節する索長調節手段と、
    請求項１１に記載の前記判断手段の所定値を超えるとの判断に基づき、所定の複数の玉掛け索の張力が所定値以下となるように索長調節手段を介して玉掛け索の長さを調整する張力制御手段とを有する張力調整装置。

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