JPH05330783A

JPH05330783A - 長尺クレーンシステム

Info

Publication number: JPH05330783A
Application number: JP15894492A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ichikawa; 誠市川
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1992-05-27
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 1993-12-14

Abstract

(57)【要約】【構成】フック部１が水平方向の推進力を有する水平
位置調節手段１３を有し、所定距離Ｌだけ離して設置し
た方位検出装置２Ａ、２Ｂによりフック部１の仰角と旋
回角を計測し、演算制御装置３が三角測量原理に基づい
てフック部１の位置（高さ、水平位置）を算出し、操作
室４の表示器４１に結果を伝送する。【効果】フック部に、ブームの旋回方向と同一方向の
水平推進力を水平位置調節手段により作用させると、フ
ック部はブームの旋回に殆ど遅れることなく移動し、揺
れることなく容易に位置調節される。このため、玉掛け
作業などにおけるフック部の位置調節が極めて簡単にな
り、作業能率が顕著に向上する。また、フック部の位置
を表示器で確認しながら操作できるので、揚程が１００
ｍを越えるような長尺クレーンにおける操作性の改善効
果が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超高層ビルなどの建設
に使用される長尺クレーンに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、小型クレーンを除く中・大型ク
レーンでは、玉掛け作業者からの合図に基づいてオペレ
ータがクレーン操作するようになっている。特に、１０
０ｍを越えるような高層ビル、超高層ビル、鉄塔、煙
突、橋脚などを施工する場合には、玉掛け位置の状況を
オペレータが目視で確認することは全くできないため、
玉掛け作業者と緊密に連絡を取り合いながらクレーンが
操作されている。

【０００３】しかし、揚程が大きくなると、玉掛け作業
者と連絡を緊密に取るだけでは解決し得ない本質的な問
題も生じてくる。例えば、超高層ビルの建設のように２
００ｍもの高さに据え付けられたクレーンの操作を考え
ると、地上に載置した部材を吊り上げるためには、ブー
ム先端から繰り出すワイヤ長が極めて長くなるので、先
ず玉掛け作業時のフック位置調節が極めて困難になる。

【０００４】すなわち、フック部には慣性があるため、
ワイヤ長が長くなるほどブームを旋回して位置合わせし
ようとしても、フックはブームの旋回に遅れて移動す
る。しかも、フック部の揺れの周期はＴ＝２π（ｌ／
ｇ）^1/2 （但し、ｌはブーム先端からフックまでのワイ
ヤ長、ｇは重力加速度）で与えられるので、ワイヤが長
ければ長いほど周期が長くなることから、振幅とタイミ
ングを見計らって揺れを停止させる操作に時間がかか
る。

【０００５】また、ワイヤは長く繰り出すほど伸びが大
きく、しかも、負荷が掛かれば伸びて一種のバネとして
作用するので、地切りは通常の玉掛け作業以上に慎重に
行うことが要求される。このため、玉掛け状況を正確に
把握してクレーン操作する必要があり、この点でも時間
を要することになる。

【０００６】また、ワイヤの繰り出し長さが長いと重量
が重くなるため、玉掛け作業者によるワイヤの案内作業
が重労働となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、超高
層ビルなどの施工に用いる従来の長尺クレーンにおいて
は、フック部の位置決め操作などに長時間を要していた
ので、操作性を改善することにより速やかな操作が行え
て作業全体の能率アップを図ることのできる、全く新し
い長尺クレーンシステムの開発が強く期待されていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来技
術の課題を解決するためになされたもので、ブーム先端
から繰り出すワイヤ長が長い長尺クレーンにおいて、水
平推進力を有するフック水平位置調節手段と、三角測量
原理に基づくフック位置計測手段とを、具備したことを
特徴とする長尺クレーンシステムを提供し、上記従来技
術の課題を解決するものである。

【０００９】

【作用】超高層ビルの最上階に据え付けてクレーン操作
する場合を例に取ると、地上の荷を吊り上げる際にはブ
ーム先端からワイヤを繰り出してフックを降下させ、玉
掛けして巻き上げることになるが、三角測量原理に基づ
いてフックの位置（高さおよび水平位置）を計測し、こ
れをクレーン操作室の表示器などで確認しながらオペレ
ータはクレーン操作することができるので、地上の玉掛
け作業者からの連絡がなくてもフックを玉掛け位置近傍
まで速やかに移動することができる。

【００１０】また、ブームを旋回して水平位置を調節す
るときには、繰り出しているワイヤが長いと揺れの周期
が長くなるが、フック水平位置調節手段をブームの旋回
開始に合わせて同じ方向に駆動することにより、フック
部はブームの旋回と殆ど同時に同じ方向に水平移動して
殆ど揺れることがないし、また、旋回を停止するときも
フック水平位置調節手段を逆向きに駆動させることによ
り、ブームの旋回停止と殆ど同時に停止して殆ど揺れる
ことがない。

【００１１】

【実施例】図１は本発明になる長尺クレーンシステムの
一構成例であり、図中１はクレーン１００のフック部、
２はフック部の位置を検出するための計測手段、３は演
算制御装置、４はクレーンの操作室である。

【００１２】フック部１は、クレーン１００のブーム６
の先端部から繰り出したワイヤＷの下端部に動滑車１１
を介してフック１２を有し、このフック１２を挟んでフ
ック水平位置調節手段（以下、単に位置調節手段と記
す）１３、１３が設けられている。この位置調節手段１
３、１３それぞれは、下向きに設置した高速ファン１３
１と、この高速ファン１３１が起こす風を水平方向に吹
き出すための吹き出し口１３２から構成され、この吹き
出し口１３２はエンジン発動機などからなる駆動装置１
３３により、水平面内での向きが自在に調節できるよう
になっている。また、演算制御装置３から制御信号３２
を受信するためのアンテナ１４と、位置を計測する際の
目印となる発光体１５、１５が設けられている。

【００１３】そして、位置調節手段１３、１３それぞれ
の制御、すなわち、各高速ファン１３１の起動／停止、
各駆動装置１３３の駆動などは、全て演算制御装置３が
アンテナ３１を介して発信する制御信号３２を、前記ア
ンテナ１４が受信して行われるようになっている。

【００１４】なお、吹き出し口１３２、１３２の方向を
同時に１８０度変更する場合には、互いに逆方向に回転
させると、フック部１の旋回が防止できるので好ましい
（高速ファン１３１の回転が停止しているときには同一
方向に回転しても良い）。

【００１５】計測手段２は、この場合、所定距離Ｌだけ
離れて地上に設置された２台の方位検出装置２Ａ、２Ｂ
から構成されている。何れの方位検出装置もそれ自体は
従来周知の自動追尾機能と方位計測機能とを備えてお
り、対応する前記発光体１５、１５を自動的に追尾し、
それぞれの方位検出装置からの発光体１５、１５の方位
を正確に計測することができるようになっている。

【００１６】すなわち、方位検出装置２Ａ、２Ｂは、そ
れぞれ対応する発光体１５の仰角α_a 、α_b （図示せ
ず）と、旋回角β_a 、β_b （図示せず）とを計測するこ
とができるようになっている（旋回角βを計る基準線は
任意に選定できる）。

【００１７】演算制御装置３は、前記方位検出装置２
Ａ、２Ｂそれぞれが計測したフック部１の方位データ
（α_a 、β_a ）、（α_b 、β_b ）を、例えば光ファイバ
ー５Ａを介して受け取り、予め入力している方位検出装
置２Ａ、２Ｂの離間距離Ｌとからフック部１の位置をリ
アルタイムに演算算出し、この演算結果を操作室４の表
示器（例えば、画像表示器）４１に例えば光ファイバー
５Ｂを介して伝送する。

【００１８】また、前記したようにアンテナ３１を有
し、これからフック部１のアンテナ１４に向けて位置調
節手段１３、１３の制御信号３２が出力可能となってい
る。

【００１９】すなわち、ブーム６を旋回してフック部１
の水平位置を移動させるときには、駆動装置１３３、１
３３が速やかに駆動して吹き出し口１３２、１３２を旋
回方向と逆向きに配置し、高速ファン１３１、１３１の
起こす強い風が旋回方向とは逆方向に同時に吹き出して
フック部１にブーム６の旋回方向と同じ向きの水平推力
を与え、ブーム６の水平移動と殆ど同時に水平移動する
ようになっている。

【００２０】そして、ブーム６の旋回を停止させるとき
には、駆動装置１３３、１３３によって吹き出し口１３
２、１３２が１８０度回転して逆向きとなり、高速ファ
ン１３１、１３１の起こす強い風が逆向きに同時に吹き
出してフック部１にブーム６が旋回していた方向とは逆
向きの水平推進力を与え、ブーム６の停止と殆ど同時に
停止することができるようになっている。

【００２１】操作室４ではオペレータが表示器４１に表
示されたフック部１の位置を確認しながら、ブーム６の
旋回、起伏、伸張、ワイヤＷの繰り出し、巻き取りなど
を行って、フック部１の位置を自在に移動させて荷役す
ることができる。また、この表示器４１にはロータリー
エンコーダーなどで計測したブーム６の旋回角度と起伏
角度とが表示可能となっている。

【００２２】上記構成の長尺クレーンシステムにおいて
は、玉掛け位置が操作室４から遥か下方の地上などにあ
って、目視では全く作業状況を確認することができない
ときにも、操作室４の表示器４１でフック部１の位置が
正確に確認できるため、玉掛け作業者の合図なしでもフ
ック部１を玉掛け位置の近くまで速やかに移動させるこ
とができる。

【００２３】しかも、ワイヤＷを長く繰り出した状態で
ブーム６を旋回し、玉掛け作業のためにフック部１の水
平位置を調節する際には、ブーム６の旋回開始／旋回停
止の何れの動作時にも位置調節手段１３、１３が駆動さ
れ、ブーム６の動きに同期してフック部１が水平移動す
るため、フック部１は殆ど揺れることなく容易にその位
置が調節される。したがって、クレーン１００の操作性
が顕著に改善されるので、作業能率が大幅に向上し、工
期の大幅な短縮が図れる。

【００２４】なお、図１における方位検出装置２Ａが、
それ自体は従来周知の光波距離計（図示せず）を備え、
且つ、この方位検出装置２Ａに対応する発光体１５がプ
リズムであって、光波距離計側から出た光（レーザー）
がプリズムによって反射して戻ってくるまでの時間が計
測され、この経過時間から方位検出装置２Ａとフック部
１との間の距離ｒ（図示せず）が計測される構成にする
と、残余の方位検出装置２Ｂがなくてもフック部１の位
置を正確に計測することができる。

【００２５】すなわち、上記光波距離計を備えた方位検
出装置２Ａにおいては、フック部１までの距離ｒが正確
に計測されるため、前記実施例と同様に位置検出装置２
Ａを基準にした仰角α_a （図示せず）と旋回角β_a （図
示せず）とを計測することにより、フック部１の極座標
が決定されることになり、これを演算制御装置３でデー
タ処理することによって、表示器４１にフック部１の位
置を所望の形で表示することができる。

【００２６】ところで、本発明は上記実施例に限定され
るものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨にし
たがって種々の変形実施が可能である。例えば、発光体
１５を演算制御装置３によって制御される発光体とし、
これから計測手段２に光が到達するまでの時間を計測し
て距離を計測することも可能であるし、光に代えて所定
周波数の超音波や電波を使用して距離を計測することも
可能である。

【００２７】また、フック部１の位置調節手段１３、１
３は水平方向の推進力を有し、フック部１を水平方向に
自在に移動できるものであれば良いので、それぞれに２
基の高速ファン１３１、１３１、互いに逆向きとなった
２基の吹き出し口１３２、１３２を設置する構成とする
ことも可能である。

【００２８】また、図４のように吹き出し口１３２の方
向が互いに１２０度ずつずれるように３基の位置調節手
段１３を配置し、合成力によって推進力の大きさおよび
方向を制御することも可能である。

【００２９】また、位置調節手段１３の推進力として
は、高速ファン１３１に代えて圧縮ポンプや圧縮ボンベ
などから噴射する圧縮空気などを採用することも可能で
あるし、駆動装置１３３についても電動モータなどで駆
動させることもできる。

【００３０】また、本発明ではフック部１を昇降させる
距離が長いため、昇降工程の全てをオペレータがマニュ
アル監視するのは作業がきついだけでなく、注意力を発
揮すべき玉掛け時などに注意力が散漫になりがちである
ので、巻き下げ／巻き上げなど何れの場合にも、所定位
置の少し前で自動停止させたり、警報出力するなどの機
能を適宜付加することもできる。

【００３１】また、演算制御装置３が演算算出したフッ
ク部１の位置は、操作室４の表示器４１にデジタル表示
しても良いし、画像表示とデジタル表示とを同時に行う
ことも可能であり、移動すべき位置との距離差を表示す
ると共に、この差がゼロになるように自動運転させるこ
とも可能である。

【００３２】また、図５〜図７に示したようにブーム
６、カウンターウエイト６Ａそれぞれに鉄板またはＦＲ
Ｐなどからなる扁平なカバー７、７Ａを取り付けて空気
抵抗を減少させることも可能である。クレーン１００の
主要構造部にこのようなカバーを施すと、風の抵抗が減
少するため、超高層ビルなどの上部に据付たときの安全
性が顕著に向上する。

【００３３】なお、フック部１の位置調節手段１３、１
３、アンテナ１４、発光体１５、１５などは何れも着脱
可能にしておき、繰り出すワイヤＷの長さが短い場合に
はこれらを取り外して通常のクレーン操作とすることも
可能である。また、これら部材は取り外さないまでも、
切換スイッチ（図示せず）を演算制御装置３、操作室４
などの適宜の部位に設置し、ワイヤＷの長さが短い場合
には通常のクレーン操作ができるようにすることも可能
である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した様に本発明は、ブーム先端
から繰り出すワイヤ長が長い長尺クレーンにおいて、水
平推進力を有するフック水平位置調節手段と、三角測量
原理に基づくフック位置計測手段とを、具備したことを
特徴とする長尺クレーンシステムであるので、

【００３５】超高層ビルの上部に据え付け、目視では全
く確認することができない地上などから荷を吊り上げる
ような場合にも、オペレータは三角測量原理によって求
めたフックの位置をクレーン操作室の表示器などで確認
しながらクレーン操作することができるので、地上の玉
掛け作業者からの連絡がなくてもフックを玉掛け位置の
近傍まで速やかに移動することができる。

【００３６】また、ブームを旋回してフックの水平位置
を調節するときには、フック水平位置調節手段をブーム
の旋回開始に合わせて同じ方向に駆動することにより、
フック部はブームの旋回と殆ど同時に同じ方向に水平移
動して揺れることがないし、旋回を停止するときもフッ
ク水平位置調節手段を逆向きに駆動させることにより、
ブームの旋回停止と殆ど同時に停止して揺れることがな
いので、クレーンの操作性が著しく向上するばかりか、
作業能率が顕著に向上して工期の大幅な短縮が可能にな
る。

【００３７】さらに、フック部の位置調節がこのように
簡単に行えることから、玉掛け作業者は重いワイヤを引
っ張り回すことがないので、玉掛け作業者は重労働から
開放されるし、フック部を昇降させる際の自動化が容易
であるので、オペレータの負担も大幅に軽減される。

【００３８】したがって、今後実用化されるであろう３
００ｍ以上もの超々高層ビルを含む多様な高層建造物の
施工に適用して顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例のシステム構成の説明図。

【図２】一実施例のフック部の説明図。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図。

【図４】他の水平位置調節手段の平面説明図。

【図５】クレーンの全体図。

【図６】図５におけるＢ−Ｂ線断面図。

【図７】図５におけるＣ−Ｃ線断面図。

【符号の説明】

１フック部１１動滑車１２フック１３フック水平位置調節手段１３１高速ファン１３２吹き出し口１３３駆動装置１４アンテナ１５発光体２計測手段２Ａ、２Ｂ方位検出装置３演算制御装置３１アンテナ３２制御信号４操作室４１表示器５Ａ、５Ｂ光ファイバー６ブーム６Ａカウンターウエイト７、７Ａカバー１００クレーンＷワイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブーム先端から繰り出すワイヤ長が長い
長尺クレーンにおいて、水平推進力を有するフック水平
位置調節手段と、三角測量原理に基づくフック位置計測
手段とを、具備したことを特徴とする長尺クレーンシス
テム。