回転治具及び吊荷旋回装置
【課題】補巻きのクレーンロープで吊り下げた吊荷を容易に旋回させることができる回転治具及び吊荷旋回装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の回転治具７０は、補巻きのクレーンロープ１６の端部に取付け可能な吊部７２と、前記クレーンロープ１６のより戻しと共に前記吊部７２を前記クレーンロープ１６の鉛直軸回りで回転可能な回転機構７６を備えた治具本体７４と、前記治具本体７４に設置し、前記クレーンロープ１６の鉛直軸回りの前記吊部７２の回転を拘束するロック部８０と、を備えたことを特徴としている。
【解決手段】本発明の回転治具７０は、補巻きのクレーンロープ１６の端部に取付け可能な吊部７２と、前記クレーンロープ１６のより戻しと共に前記吊部７２を前記クレーンロープ１６の鉛直軸回りで回転可能な回転機構７６を備えた治具本体７４と、前記治具本体７４に設置し、前記クレーンロープ１６の鉛直軸回りの前記吊部７２の回転を拘束するロック部８０と、を備えたことを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に補巻きのクレーンロープで吊り下げた吊荷を旋回させる回転治具及び吊荷旋回装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高所における吊荷の吊り下ろし作業は、吊荷に直接取り付けられた介錯ロープ又は棒によって周囲の作業者が人力で吊荷を旋回させて、下方の障害物と接触しないようにして行っていた。しかしこの作業は吊荷が重量物であったり、また高所作業であったりして作業者の安全を十分に確保できないという問題があった。
【０００３】
そこで作業者の安全性を高めるため、吊荷と共に吊荷旋回装置をクレーンで吊り下げて吊荷を旋回させる方法がある。しかし吊荷の旋回時に装置自身が反力を受けてしまい、吊荷が揺動して吊り下ろし作業が遅延し、十分な安全性を確保できないという問題があった。
【０００４】
このような吊荷の反力を解消するため、特許文献１、２には、ジャイロ装置を旋回装置に組み込んだ吊荷旋回装置が開示されている。特許文献１，２のような装置によれば、吊荷の旋回時に生じる反力をジャイロモーメントで受けて抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−８６８６８号公報
【特許文献２】特開昭６２−４６８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在、汎用のクレーンロープは主に、主巻きと補巻きに大別できる。図９は主巻きクレーンロープと補巻きクレーンロープの説明図である。
主巻きのクレーンロープ１ａは、シーブブロック２を用い、ブロックに複数のクレーンロープ１ａを巻き回している。そしてシーブブロック２の下部にはフック部５を設けている。このような構成の主巻きのクレーンロープ１ａは、複数のクレーンロープ１ａを用いるため重量物を低速度で吊下げ移動することができる。
【０００７】
一方、補巻きのクレーンロープ１ｂは、ダブルサルカン７を用いたシングルロープである。ダブルサルカン７は、上端にクレーンロープ１ｂを回転自在に取り付けて、下端にフック部５を回転自在に取り付けている。このような構成の補巻きのクレーンロープ１ｂは、主巻きのクレーンロープ１ａに比べて小型であり、軽量物を高速度で吊下げ移動することができる。
【０００８】
従来の吊荷旋回装置は、図９（１）に示すように、クレーンロープ１ａを複数掛け渡したシーブブロック２を備えた天井クレーン、移動式クレーンの主巻きフックを対象としている。この吊荷旋回装置３は、クレーンロープ１ａを複数掛け渡したシーブブロック２を反力受け板４で挟み込む構成となっており、上記シーブブロック２に取り付けられているフック部５の自由回転を反力受け板４で拘束している。このため、吊荷旋回時において、吊荷旋回装置３が吊荷６から反力を受けた場合、または吊荷旋回装置３内のジャイロ効果が消沈した場合においても、複数のクレーンロープ１ａの剛性により吊荷位置を保つことができる。
【０００９】
しかし、軽量の吊荷の高速吊り搬送あるいは狭隘な搬入スペースに対しては、シングルロープをダブルサルカンに取り付けた移動式クレーンの補巻き用クレーンの使用頻度が高くなり、補巻き用クレーンフックに関しても吊荷旋回装置の適用要請がある。図９（２）に示すように、従来の構成では、補巻きのクレーンロープ１ｂに対して反力受け板４でダブルサルカン７を挟み込んだとしても、ダブルサルカン７の上部に取り付けられているシングルのクレーンロープ１ｂが自由回転して拘束することができない。このため、例えば吊荷６が反力などを受けた場合、揺動してしまうという問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、補巻きのクレーンロープで吊り下げた吊荷を容易に旋回させることができる回転治具及び吊荷旋回装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明の回転治具は、補巻きのクレーンロープの端部に取付け可能な吊部と、前記クレーンロープの拠り戻しと共に前記吊部を前記クレーンロープの鉛直軸回りで回転可能な回転機構を備えた治具本体と、前記治具本体に設置し、前記クレーンロープの鉛直軸回りの前記吊部の回転を拘束するロック部と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
この場合において、前記ロック部は、電磁クラッチであるとよい。これにより治具の小型化が図れる。
また前記治具本体は、下面に固定された吊荷フックを備えているとよい。これにより吊り下げた吊荷旋回装置が自由回転せずに吊荷を容易に旋回させることができる。
【００１３】
本発明の吊荷旋回装置は、前記回転治具と、ケーシングと、前記ケーシング内に前記クレーンの鉛直線上に吊り下げた旋回フックで吊荷を旋回させる旋回手段と、前記鉛直線上であって、前記旋回フックの上方に前記吊荷の旋回によって生じるクレーンロープの捻れを抑制するジャイロアクチュエータと、前記旋回手段を駆動させて生じた加速トルクを検出するトルクセンサーと、前記加速トルクに基づいて前記ジャイロアクチュエータのフライホイールの回転速度を変更する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
この場合において、前記ケーシングの旋回軸角度検出値を検出するジャイロセンサーを備え、前記旋回軸角度検出値が０であるとき、前記フライホイールを停止させるとよい。これにより装置全体の消費電力を低減することができる。
また前記制御部と有線又は無線通信回線により接続して、任意の加速時間パターンを選択可能なコントローラを備えているとよい。
【００１５】
上記構成により装置全体の消費電力を低減することができる。
前記制御部は、前記ロック部と電気的に接続し、前記旋回手段による前記吊荷の旋回時に、前記ロック部を起動させて前記吊部の回転が拘束されるとよい。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成による本発明の回転治具によれば、吊部の自由回転をロック部により拘束することができる。よって、吊荷の地切り時においては、ロック部による吊部の自由回転を拘束しない状態とし、治具本体と吊部の間の回転機構により吊部のみが回転することによってクレーンロープの拠り戻しを行うことができる。一方、吊荷の旋回時においては、ロック部による吊部の回転を拘束することによって、吊部の自由回転が拘束されて、吊荷を容易に旋回させることができる。
【００１７】
上記構成による本発明の吊荷旋回装置によれば、補巻きのクレーンロープで吊り下げた吊荷の旋回時に発生するクレーンロープ、吊荷旋回装置の反力を抑制し、装置全体の消費電力を低減することができる。
【００１８】
本発明はコントローラにより、任意の加速時間と旋回速度を選択することができ、吊荷の慣性モーメントに応じて選択できるようになっている。また、加速トルクが小さく装置自体が揺れない場合は地軸回り角度検出センサーにより、フライホイールは自動停止したままで旋回させることができる。これにより、吊荷の慣性モーメントに応じて装置の消費電力を低減することができると共に、吊荷旋回時の加速トルクによる装置自体の地軸回りの揺れを軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の吊荷旋回装置の構成概略を示す斜視図である。
【図２】吊荷旋回装置の正面の断面図である。
【図３】吊荷旋回装置の側面の断面図である。
【図４】コントローラの説明図である。
【図５】吊荷旋回装置のフローチャートである。
【図６】吊荷旋回装置の動作説明図である。
【図７】本発明の回転治具の構成概略を示す説明図である。
【図８】変形例の吊荷旋回装置の説明図である。
【図９】主巻きクレーンロープと補巻きクレーンロープの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の回転治具及び吊荷旋回装置の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。まず本発明の回転治具及び吊荷旋回装置の適用対象となるクレーンロープ１６は補巻きのシングルロープである。クレーンロープ１６は鋼線を拠り合わせて子なわを形成し、さらに子なわを一定のピッチで心網に巻きつかせるように拠り合わせて形成している。このような補巻きのクレーンロープ１６は拠り戻しのために自由回転させるサルカンが必要となる。
【００２１】
図７は本発明の回転治具の構成概略を示す説明図である。図示のように回転治具７０は、吊部７２と、治具本体７４と、ロック部８０とを主な基本構成としている。
吊部７２は、回転治具７０とクレーンロープ１６を接続する円柱状の部材であり、クレーンロープ１６の鉛直軸を中心として回転できるように回転治具７０の中心に取り付けている。吊部７２の上端は、クレーンロープ１６の先端の輪状部分にピン７１を通して締結手段で抜け止めして固定することができる。吊部７２の下端は、ツバ部７３が形成されている。ツバ部７３の上面と、対向する治具本体７４との間には回転機構７６が形成されている。回転機構７６は、一例としてベアリング機構を用いることができる。回転機構７６は、吊部７２のツバ部７３上面に沿って形成されたボール軸受けから構成されている。
【００２２】
治具本体７４は、回転機構７６、吊部７２の下端を覆う箱状のケーシングである。治具本体７４には、内部にロック部８０、無線手段９０、ロック制御部９２が形成されている。治具本体７４の下面には吊り下げた吊荷が自由回転しない、換言すれば自由回転を拘束した吊りフック１２が形成されている。吊りフック１２はクレーンロープ１６の鉛直軸上に形成されている。治具本体７４は、上面に吊部７２を取り付けるための孔が形成されている。また治具本体７４は回転機構７６を介して吊部７２と接触している。このような構成の治具本体７４は、吊部７２の上部が治具本体７４の孔から突出して形成されている。そして治具本体７４と吊部７２の間には回転機構７６が形成されており、これがサルカンの役割を担い、補巻きのクレーンロープ１６の拠り戻しのために自由回転することができる。
【００２３】
ロック部８０は、吊部７２の自由回転を拘束するブレーキの役割を担っている。ロック部８０は、一例として電磁クラッチを用いることができる。電磁クラッチは、電磁部８２と、摩擦パッド８４とから構成されている。電磁部８２は、電磁コイルを備え、直流電圧が加えられると電磁場が発生して、電磁的に電磁クラッチの摩擦パッド８４が突出し吊部７２のツバ部７３と接触して、治具本体７４が吊部７２と一体的となる。このため、治具本体７４と吊部７２の間の回転機構が作用しなくなり、自由回転が拘束される。この他にもロック部８０は、吊部７２の自由回転を拘束できる構成であれば、例えばツバ部７３を把持するディスクブレーキ方式や、ツバ部７３に貫通孔を複数形成して、この孔にピンを挿入してロックする機構などを採用することもできる。
ロック制御部９２は、外部からの操作信号を受信可能な無線手段を介してロック部８０のオンとオフを制御している。
【００２４】
次に本発明の吊荷旋回装置について以下説明する。図１は本発明の吊荷旋回装置の構成概略を示す斜視図である。図２は吊荷旋回装置の正面の断面図である。図３は吊荷旋回装置の側面の断面図である。図示のように本発明の吊荷旋回装置１０は、回転治具７０の吊りフック１２に吊り下げている。吊荷旋回装置１０は、ケーシング２０と、ジャイロアクチュエータ３０と、旋回手段４０、制御部５０を主な基本構成としている。
【００２５】
ケーシング２０は、回転治具の吊りフック１２に吊り下げることができるようにクレーンフック支持ピン２２とサポート２４を上面に形成している。サポート２４は略Ｕ字型に形成し、一対の自由端（側辺）をケーシング２０の上面から鉛直方向に突出形成している。サポート２４はクレーンフック支持ピン２２を水平方向に挿入可能な貫通孔２６を備えている。このような構成によりサポート２４の自由端から吊りフック１２を挿入し、貫通孔２６にクレーンフック支持ピン２２を挿入して着脱可能に締結することにより、ケーシング２０上に吊りフック１２を固定することができる。またケーシング２０は箱状に形成され、内部にジャイロアクチュエータ３０と、旋回手段４０と、制御部５０を備えている。ケーシング２０の上面であって、クレーンロープ１６の鉛直軸上となる位置には、地軸回り角度検出センサー２８を取り付けている。地軸回り角度検出センサー２８は、クレーンロープ１６の鉛直軸（Ｚ軸方向）を中心として、ケーシング２０が水平方向に旋回する角度を検出可能に構成している。またケーシング２０の側面には、通信手段となる無線受信機２９を取り付けている。無線受信機２９は後述するコントローラ６０からの操作信号を受信可能とし、電気的に接続させた制御部５０に受信した操作信号を出力可能に構成している。
【００２６】
ジャイロアクチュエータ３０は、フライホイール３２と、ジンバル３４と、フライホイールモーター３６と、カウンタウェイト３７と、ストッパー３８とを主な基本構成としている。
【００２７】
フライホイール３２は、Ｙ軸方向の回転軸（不図示）を中心として高速回転可能に構成している。フライホイール３２の回転軸（Ｙ軸方向）の中心はクレーンロープ１６の鉛直線上（Ｚ軸方向）と一致するように取り付けている。フライホイール３２のＸ軸方向の回転はジンバル３４によって支持されている。ジンバル３４の側面のプレート３３であって、Ｙ軸方向の回転軸の軸線上にはフライホイール３２を高速回転させるフライホイールモーター３６が接続している。またフライホイール３２を中心としてフライホイールモーター３６の反対側にはカウンタウェイト３７を取り付けている。カウンタウェイト３７は、フライホイール３２の高速回転を妨げないようにフライホイール３２のバランスを調整するものである。
ジンバル３４は、ケーシング２０の上面から下方へ延出された一対の軸受け台３５によって支持されている。
【００２８】
ストッパー３８は、フライホイール３２のジンバル３４の回転軸を０座標とする鉛直面（図１のＺＸ平面）に対して水平軸から±４５°の範囲で回転するように制限する位置に取り付けられている。即ちストッパー３８の先端とプレート３３の側面が接触することにより、ジンバル３４が±４５°よりも大きく傾斜することがない。
【００２９】
旋回手段４０は、旋回フック４２と、旋回モーター４４と、旋回ギア４６とを主な基本構成としている。旋回フック４２はケーシング２０の下面であって、水平方向（ＸＹ平面）に旋回する旋回中心軸がクレーンロープ１６の鉛直軸上と一致するように取り付けている。旋回フック４２の一端は吊荷の吊り下げロープを吊り下げ可能に形成し、他端は旋回ギア４６の中心に取り付けている。旋回ギア４６は側方に取り付けられた旋回モーター４４のピニオンと噛み合わせている。
【００３０】
このような構成による旋回手段４０は、旋回フック４２に吊り下げた吊荷をクレーンロープ１６の鉛直軸上（図１のＺ軸方向）を中心として平面方向（図１のＸＹ平面）に旋回させることができる。
【００３１】
また旋回モーター４４は内部にトルクセンサー４５を備えている。トルクセンサー４５は、後述する制御部５０と電気的に接続し、旋回モーター４４の加速トルクを検出して、測定値を制御部５０へ出力するように構成している。
【００３２】
本発明の吊荷旋回装置１０は、クレーンロープ１６の鉛直軸上に地軸回り角度検出センサー２８と、ジャイロアクチュエータ３０と、旋回フック４２を上から順に取り付けた構成となる。
【００３３】
制御部５０は、地軸回り角度検出センサー２８と、旋回モーター４４及びトルクセンサー４５と、フライホイールモーター３６と、無線受信機２９と電気的に接続している。制御部５０は、無線受信機２９を介して後述するコントローラ６０の操作信号に基づいて、旋回モーター４４を任意の加速時間パターンで可動させることができる。またトルクセンサー４５の加速トルクの測定値に基づいてフライホイールモーター３６の回転数をフィードバック制御することができる。さらに地軸回り角度検出センサー２８の旋回軸角度検出値が０のとき、フライホイールモーター３６を回転停止させるようにフィードバック制御することができる。なお制御部５０は、ロック部と電気的に接続させて、ロック制御部９２の機能を行えるように構成してもよい。
【００３４】
本発明の吊荷旋回装置１０は、旋回時の旋回モーター４４による反力を小さくするためにコントローラ６０で任意に旋回における加速時間と旋回速度を調整できる構成としている。
【００３５】
ここで吊荷旋回時における旋回モーター４４から生じる装置への反力の関係を次式のように表すことができる。
【数１】
なお、Ｆ：反力（加速トルク）
Ｎ：旋回速度
Ｔ：加速時間
Ｉ：慣性モーメント（吊荷）
をそれぞれ示している。
【００３６】
本発明では装置の消費電力の低減の観点から、反力を抑制するためのジャイロモーメントを発生させるフライホイール３２の回転数をなるべく抑えることが望ましい。そこで、数式１の旋回速度Ｎを小さく設定し、加速時間Ｔを大きくすることで装置への反力Ｆを小さくする必要がある。
【００３７】
具体的には、吊荷の慣性モーメントが大きい大型モジュールや長尺配管などの場合、旋回時における装置自体への反力が大きくなるため、吊荷の旋回時間が遅く、加速時間が長いパターンを選択することで、旋回時にかかる反力（加速トルク）を小さくすることができる。これにより、吊荷の旋回時の加速トルクによる装置自体の地軸回りの揺れを軽減させることができる。
【００３８】
一方、吊荷の慣性モーメントが小さい小型モジュールや小径配管などの場合には、慣性モーメントが小さいので、吊荷の旋回速度は速く、加速時間が短いパターンを選択することができる。これにより、吊荷の旋回時の加速トルクによる装置自体の地軸回りの揺れを軽減させることができる。
【００３９】
図４はコントローラの説明図である。コントローラ６０は作業者が吊荷旋回装置１０の周辺から無線受信機２９を通じて操作可能に構成されている。なおコントローラ６０は有線による電気通信回線を通じて制御部５０に操作信号を出力する構成とすることもできる。コントローラ６０の操作パネルには、フライホイール回転ボタン６１、フライホイール停止ボタン６２、吊荷正転時の加速時間パターン１〜３ボタン６３，６５，６７、吊荷逆転時の加速時間パターン１〜３ボタン６４，６６，６８が形成されている。フライホイール回転ボタン６１はフライホイールモーター３６を可動させてフライホイール３２を所定の回転速度まで回転させる操作ボタンであり、フライホイール停止ボタン６２はフライホイールモーター３６及びフライホイール３２を停止させる操作ボタンである。
【００４０】
このような構成によりコントローラ６０によって、予め設定された任意の加速時間の加速時間パターンを吊荷の慣性モーメントに応じて選択できるようになっている。このとき加速時間パターンを選択すると同時に旋回速度を連動させるように構成（前述のように、旋回時間を遅くかつ加速時間が長いパターンと、旋回時間を速くかつ加速時間が短いパターンの組み合わせなど）することができる。あるいはまた加速時間と旋回速度のパターンをそれぞれ独立の操作ボタンで制御するように構成することもできる。
【００４１】
上記構成による本発明の回転治具及び吊荷旋回装置の作用について以下説明する。
まず、ロック制御部９２でロック部８０を動作させないオフ状態にする。そして、クレーンロープ１６の先端の輪状部分にピン７１を通して締結手段で抜け止めして回転治具７０の吊部７２に固定する。回転治具７０の吊りフック１２に吊荷旋回装置１０を吊り下げ、さらに吊荷６９を吊荷旋回装置１０に吊り下げる。吊荷６９を地切りすると、補巻きのクレーンロープ１６は拠り戻しが起こり、吊部７２と治具本体７４の間の回転機構７６のみが回転する。クレーンロープ１６の拠りは、回転機構７６の自由回転で戻すことができ、治具本体７４及び吊荷旋回装置１０及び吊荷６９にはクレーンロープ１６の拠り戻しが影響しない。
【００４２】
そしてクレーンロープ１６の拠り戻しが完了した後、吊荷を旋回させる場合には、以下のように行う。まず、ロック制御部９２でロック部８０を動作させるオン状態にする。ロック部８０の電磁部８２は、電磁コイルを備えており、直流電圧が加えられると電磁場が発生して、電磁的に電磁クラッチの摩擦パッド８４が突出し吊部７２のツバ部７３と接触して、治具本体７４が吊部７２と一体的となる。このため、治具本体７４と吊部７２の間の回転機構が作用しなくなり、自由回転が拘束される。なお以下の旋回作業では常にロック部８０により、吊部７２の自由回転が拘束された状態で行う。
【００４３】
図５は吊荷旋回装置のフローチャートである。図６は吊荷旋回装置の動作説明図である。クレーンロープ１６に回転治具７０及び吊荷旋回装置１０及び吊荷を吊り下げた状態であって、吊荷を旋回する前にコントローラ６０のフライホイール回転ボタンを操作して、フライホイールモーター３６を駆動しフライホイール３２を回転させる（ステップ１）。
フライホイール３２が最高回転速度に到達する（ステップ２）。
【００４４】
次に旋回モーターを駆動させる（ステップ３）。
吊荷正転時又は逆転時の加速時間パターン１〜３を選択する（ステップ４）。
旋回モーターを駆動させるとモーターの加速トルクによって装置自身に旋回軸周りの図６中の矢印Iに示すような反力が生じる。旋回モーター４４の加速トルクをトルクセンサー４５により検出する（ステップ５）。
【００４５】
吊荷旋回装置の旋回軸回りの旋回軸角度を検出する地軸回り角度検出センサー２８により検出し、旋回軸角度が０°であるか否かを判定する（ステップ６）。
旋回軸角度が０°でない場合、フライホイール３２の最適速度を計算する（ステップ７）。
【００４６】
具体的には旋回モーターの負荷トルクがそのまま装置自身にかかる反力としてかかると想定して数式１に基づく計算を行うことで反力抑制に必要なジャイロモーメントを発生させるフライホイールの最適な回転数を決定する。
【数２】
をそれぞれ示している。
【００４７】
ステップ７による計算結果に基づいて、フライホイール３２の回転速度を変更するフィードバック制御を行う（ステップ８）。これによりフライホイールの回転数を必要最小限に抑えることができる。
吊荷６９が図６の矢印IIに示すようにクレーンロープの鉛直線上を回転中心として旋回する（ステップ９）。
【００４８】
このときジャイロアクチュエータ３０のフライホイール３２は回転した状態を保っており、装置自身が地軸回りに揺れたときに、ベアリング構造となっているジンバル３４によって、フライホイール３２がジャイロ効果により図６の矢印IIIに示すように傾斜する（ステップ１０）。
【００４９】
フライホイール３２がジャイロ効果により傾斜することで、反力（矢印I）を抑制するための図６の矢印IVに示すような地軸回りのジャイロモーメントが発生する（ステップ１１）。
これにより装置自身の地軸回りの揺動を抑制することができる（ステップ１２）。
任意の位置に吊荷６９を旋回させた後停止させる（ステップ１３）。
フライホイール３２の回転を停止させる（ステップ１４）。
【００５０】
一方、吊荷の慣性モーメントが小さく、吊荷旋回時に装置自身の揺れが小さい場合は、常時フライホイール３２はフライホイールモーター３６とそのカウンタウェイト３７によって地軸に対して平行な状態で静止して旋回軸角度が０°となる。この場合にはフライホイール３２の回転を停止させるため、フライホイールモーター３６を停止させる信号を制御部５０からフライホイールモーター３６に出力するフィードバック制御を実行する（ステップ１５）。
【００５１】
吊荷６９が図６の矢印IIに示すようにクレーンロープの鉛直線上を回転中心として旋回する（ステップ１６）。
任意の位置に吊荷６９を旋回させた後停止させる（ステップ１７）。
【００５２】
このように本発明の回転治具によれば、吊部の回転をロック部により拘束することができる。よって、吊荷の地切り時においては、ロック部による吊部の自由回転を拘束しない状態とし、治具本体と吊部の間の回転機構により吊部のみが回転することによってクレーンロープの拠り戻しを行うことができる。一方、吊荷の旋回時においては、ロック部による吊部の回転を拘束することによって、吊部の自由回転が拘束されて、吊荷を容易に旋回させることができる。
【００５３】
また本発明の吊荷旋回装置によれば、ジャイロ効果を発生するにフライホイールモーター３６を常に高速回転させる必要がなくなり、装置全体の消費電力を低減することができる。
【００５４】
図８は変形例の回転治具及び吊荷旋回装置の説明図である。変形例の回転治具７０Ａ及び吊荷旋回装置１０Ａは、図６に示すような回転治具７０と吊荷旋回装置１０の間の吊りフック１２を外して、回転治具７０Ａを吊荷旋回装置１０Ａの上面に直接取り付けた構成としている。その他の構成は図６に示す構成と同一であり、その詳細な説明を省略する。
このような変形例の回転治具及び吊荷旋回装置によれば、装置構成を簡略化して全体構成の小型化、低コスト化が図れる。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ，１ｂ………クレーンロープ、２………シーブブロック、３………吊荷旋回装置、４………反力受け板、５………フック部、６………吊荷、７………ダブルサルカン、１０，１０Ａ………吊荷旋回装置、１２………吊りフック、１６………クレーンロープ、２０………ケーシング、２２………クレーンフック支持ピン、２４………サポート、２６………貫通孔、２８………地軸回り角度検出センサー、２９………無線受信機、３０………ジャイロアクチュエータ、３２………フライホイール、３３………プレート、３４………ジンバル、３５………軸受け台、３６………フライホイールモーター、３７………カウンタウェイト、３８………ストッパー、４０………旋回手段、４２………旋回フック、４４………旋回モーター、４５………トルクセンサー、４６………旋回ギア、５０………制御部、６０………コントローラ、６１………フライホイール回転ボタン、６２………フライホイール停止ボタン、６３………吊荷正転時の加速時間パターン１ボタン、６４………吊荷逆転時の加速時間パターン１ボタン、６５………吊荷正転時の加速時間パターン２ボタン、６６………吊荷逆転時の加速時間パターン２ボタン、６７………吊荷正転時の加速時間パターン３ボタン、６８………吊荷逆転時の加速時間パターン３ボタン、６９………吊荷、７０，７０Ａ………回転治具、７１………ピン、７２………吊部、７３………ツバ部、７４………治具本体、７６………回転機構、８０………ロック部、８２………電磁部、８４………摩擦パッド、９０………無線手段、９２………ロック制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に補巻きのクレーンロープで吊り下げた吊荷を旋回させる回転治具及び吊荷旋回装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高所における吊荷の吊り下ろし作業は、吊荷に直接取り付けられた介錯ロープ又は棒によって周囲の作業者が人力で吊荷を旋回させて、下方の障害物と接触しないようにして行っていた。しかしこの作業は吊荷が重量物であったり、また高所作業であったりして作業者の安全を十分に確保できないという問題があった。
【０００３】
そこで作業者の安全性を高めるため、吊荷と共に吊荷旋回装置をクレーンで吊り下げて吊荷を旋回させる方法がある。しかし吊荷の旋回時に装置自身が反力を受けてしまい、吊荷が揺動して吊り下ろし作業が遅延し、十分な安全性を確保できないという問題があった。
【０００４】
このような吊荷の反力を解消するため、特許文献１、２には、ジャイロ装置を旋回装置に組み込んだ吊荷旋回装置が開示されている。特許文献１，２のような装置によれば、吊荷の旋回時に生じる反力をジャイロモーメントで受けて抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−８６８６８号公報
【特許文献２】特開昭６２−４６８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在、汎用のクレーンロープは主に、主巻きと補巻きに大別できる。図９は主巻きクレーンロープと補巻きクレーンロープの説明図である。
主巻きのクレーンロープ１ａは、シーブブロック２を用い、ブロックに複数のクレーンロープ１ａを巻き回している。そしてシーブブロック２の下部にはフック部５を設けている。このような構成の主巻きのクレーンロープ１ａは、複数のクレーンロープ１ａを用いるため重量物を低速度で吊下げ移動することができる。
【０００７】
一方、補巻きのクレーンロープ１ｂは、ダブルサルカン７を用いたシングルロープである。ダブルサルカン７は、上端にクレーンロープ１ｂを回転自在に取り付けて、下端にフック部５を回転自在に取り付けている。このような構成の補巻きのクレーンロープ１ｂは、主巻きのクレーンロープ１ａに比べて小型であり、軽量物を高速度で吊下げ移動することができる。
【０００８】
従来の吊荷旋回装置は、図９（１）に示すように、クレーンロープ１ａを複数掛け渡したシーブブロック２を備えた天井クレーン、移動式クレーンの主巻きフックを対象としている。この吊荷旋回装置３は、クレーンロープ１ａを複数掛け渡したシーブブロック２を反力受け板４で挟み込む構成となっており、上記シーブブロック２に取り付けられているフック部５の自由回転を反力受け板４で拘束している。このため、吊荷旋回時において、吊荷旋回装置３が吊荷６から反力を受けた場合、または吊荷旋回装置３内のジャイロ効果が消沈した場合においても、複数のクレーンロープ１ａの剛性により吊荷位置を保つことができる。
【０００９】
しかし、軽量の吊荷の高速吊り搬送あるいは狭隘な搬入スペースに対しては、シングルロープをダブルサルカンに取り付けた移動式クレーンの補巻き用クレーンの使用頻度が高くなり、補巻き用クレーンフックに関しても吊荷旋回装置の適用要請がある。図９（２）に示すように、従来の構成では、補巻きのクレーンロープ１ｂに対して反力受け板４でダブルサルカン７を挟み込んだとしても、ダブルサルカン７の上部に取り付けられているシングルのクレーンロープ１ｂが自由回転して拘束することができない。このため、例えば吊荷６が反力などを受けた場合、揺動してしまうという問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、補巻きのクレーンロープで吊り下げた吊荷を容易に旋回させることができる回転治具及び吊荷旋回装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明の回転治具は、補巻きのクレーンロープの端部に取付け可能な吊部と、前記クレーンロープの拠り戻しと共に前記吊部を前記クレーンロープの鉛直軸回りで回転可能な回転機構を備えた治具本体と、前記治具本体に設置し、前記クレーンロープの鉛直軸回りの前記吊部の回転を拘束するロック部と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
この場合において、前記ロック部は、電磁クラッチであるとよい。これにより治具の小型化が図れる。
また前記治具本体は、下面に固定された吊荷フックを備えているとよい。これにより吊り下げた吊荷旋回装置が自由回転せずに吊荷を容易に旋回させることができる。
【００１３】
本発明の吊荷旋回装置は、前記回転治具と、ケーシングと、前記ケーシング内に前記クレーンの鉛直線上に吊り下げた旋回フックで吊荷を旋回させる旋回手段と、前記鉛直線上であって、前記旋回フックの上方に前記吊荷の旋回によって生じるクレーンロープの捻れを抑制するジャイロアクチュエータと、前記旋回手段を駆動させて生じた加速トルクを検出するトルクセンサーと、前記加速トルクに基づいて前記ジャイロアクチュエータのフライホイールの回転速度を変更する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
この場合において、前記ケーシングの旋回軸角度検出値を検出するジャイロセンサーを備え、前記旋回軸角度検出値が０であるとき、前記フライホイールを停止させるとよい。これにより装置全体の消費電力を低減することができる。
また前記制御部と有線又は無線通信回線により接続して、任意の加速時間パターンを選択可能なコントローラを備えているとよい。
【００１５】
上記構成により装置全体の消費電力を低減することができる。
前記制御部は、前記ロック部と電気的に接続し、前記旋回手段による前記吊荷の旋回時に、前記ロック部を起動させて前記吊部の回転が拘束されるとよい。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成による本発明の回転治具によれば、吊部の自由回転をロック部により拘束することができる。よって、吊荷の地切り時においては、ロック部による吊部の自由回転を拘束しない状態とし、治具本体と吊部の間の回転機構により吊部のみが回転することによってクレーンロープの拠り戻しを行うことができる。一方、吊荷の旋回時においては、ロック部による吊部の回転を拘束することによって、吊部の自由回転が拘束されて、吊荷を容易に旋回させることができる。
【００１７】
上記構成による本発明の吊荷旋回装置によれば、補巻きのクレーンロープで吊り下げた吊荷の旋回時に発生するクレーンロープ、吊荷旋回装置の反力を抑制し、装置全体の消費電力を低減することができる。
【００１８】
本発明はコントローラにより、任意の加速時間と旋回速度を選択することができ、吊荷の慣性モーメントに応じて選択できるようになっている。また、加速トルクが小さく装置自体が揺れない場合は地軸回り角度検出センサーにより、フライホイールは自動停止したままで旋回させることができる。これにより、吊荷の慣性モーメントに応じて装置の消費電力を低減することができると共に、吊荷旋回時の加速トルクによる装置自体の地軸回りの揺れを軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の吊荷旋回装置の構成概略を示す斜視図である。
【図２】吊荷旋回装置の正面の断面図である。
【図３】吊荷旋回装置の側面の断面図である。
【図４】コントローラの説明図である。
【図５】吊荷旋回装置のフローチャートである。
【図６】吊荷旋回装置の動作説明図である。
【図７】本発明の回転治具の構成概略を示す説明図である。
【図８】変形例の吊荷旋回装置の説明図である。
【図９】主巻きクレーンロープと補巻きクレーンロープの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の回転治具及び吊荷旋回装置の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。まず本発明の回転治具及び吊荷旋回装置の適用対象となるクレーンロープ１６は補巻きのシングルロープである。クレーンロープ１６は鋼線を拠り合わせて子なわを形成し、さらに子なわを一定のピッチで心網に巻きつかせるように拠り合わせて形成している。このような補巻きのクレーンロープ１６は拠り戻しのために自由回転させるサルカンが必要となる。
【００２１】
図７は本発明の回転治具の構成概略を示す説明図である。図示のように回転治具７０は、吊部７２と、治具本体７４と、ロック部８０とを主な基本構成としている。
吊部７２は、回転治具７０とクレーンロープ１６を接続する円柱状の部材であり、クレーンロープ１６の鉛直軸を中心として回転できるように回転治具７０の中心に取り付けている。吊部７２の上端は、クレーンロープ１６の先端の輪状部分にピン７１を通して締結手段で抜け止めして固定することができる。吊部７２の下端は、ツバ部７３が形成されている。ツバ部７３の上面と、対向する治具本体７４との間には回転機構７６が形成されている。回転機構７６は、一例としてベアリング機構を用いることができる。回転機構７６は、吊部７２のツバ部７３上面に沿って形成されたボール軸受けから構成されている。
【００２２】
治具本体７４は、回転機構７６、吊部７２の下端を覆う箱状のケーシングである。治具本体７４には、内部にロック部８０、無線手段９０、ロック制御部９２が形成されている。治具本体７４の下面には吊り下げた吊荷が自由回転しない、換言すれば自由回転を拘束した吊りフック１２が形成されている。吊りフック１２はクレーンロープ１６の鉛直軸上に形成されている。治具本体７４は、上面に吊部７２を取り付けるための孔が形成されている。また治具本体７４は回転機構７６を介して吊部７２と接触している。このような構成の治具本体７４は、吊部７２の上部が治具本体７４の孔から突出して形成されている。そして治具本体７４と吊部７２の間には回転機構７６が形成されており、これがサルカンの役割を担い、補巻きのクレーンロープ１６の拠り戻しのために自由回転することができる。
【００２３】
ロック部８０は、吊部７２の自由回転を拘束するブレーキの役割を担っている。ロック部８０は、一例として電磁クラッチを用いることができる。電磁クラッチは、電磁部８２と、摩擦パッド８４とから構成されている。電磁部８２は、電磁コイルを備え、直流電圧が加えられると電磁場が発生して、電磁的に電磁クラッチの摩擦パッド８４が突出し吊部７２のツバ部７３と接触して、治具本体７４が吊部７２と一体的となる。このため、治具本体７４と吊部７２の間の回転機構が作用しなくなり、自由回転が拘束される。この他にもロック部８０は、吊部７２の自由回転を拘束できる構成であれば、例えばツバ部７３を把持するディスクブレーキ方式や、ツバ部７３に貫通孔を複数形成して、この孔にピンを挿入してロックする機構などを採用することもできる。
ロック制御部９２は、外部からの操作信号を受信可能な無線手段を介してロック部８０のオンとオフを制御している。
【００２４】
次に本発明の吊荷旋回装置について以下説明する。図１は本発明の吊荷旋回装置の構成概略を示す斜視図である。図２は吊荷旋回装置の正面の断面図である。図３は吊荷旋回装置の側面の断面図である。図示のように本発明の吊荷旋回装置１０は、回転治具７０の吊りフック１２に吊り下げている。吊荷旋回装置１０は、ケーシング２０と、ジャイロアクチュエータ３０と、旋回手段４０、制御部５０を主な基本構成としている。
【００２５】
ケーシング２０は、回転治具の吊りフック１２に吊り下げることができるようにクレーンフック支持ピン２２とサポート２４を上面に形成している。サポート２４は略Ｕ字型に形成し、一対の自由端（側辺）をケーシング２０の上面から鉛直方向に突出形成している。サポート２４はクレーンフック支持ピン２２を水平方向に挿入可能な貫通孔２６を備えている。このような構成によりサポート２４の自由端から吊りフック１２を挿入し、貫通孔２６にクレーンフック支持ピン２２を挿入して着脱可能に締結することにより、ケーシング２０上に吊りフック１２を固定することができる。またケーシング２０は箱状に形成され、内部にジャイロアクチュエータ３０と、旋回手段４０と、制御部５０を備えている。ケーシング２０の上面であって、クレーンロープ１６の鉛直軸上となる位置には、地軸回り角度検出センサー２８を取り付けている。地軸回り角度検出センサー２８は、クレーンロープ１６の鉛直軸（Ｚ軸方向）を中心として、ケーシング２０が水平方向に旋回する角度を検出可能に構成している。またケーシング２０の側面には、通信手段となる無線受信機２９を取り付けている。無線受信機２９は後述するコントローラ６０からの操作信号を受信可能とし、電気的に接続させた制御部５０に受信した操作信号を出力可能に構成している。
【００２６】
ジャイロアクチュエータ３０は、フライホイール３２と、ジンバル３４と、フライホイールモーター３６と、カウンタウェイト３７と、ストッパー３８とを主な基本構成としている。
【００２７】
フライホイール３２は、Ｙ軸方向の回転軸（不図示）を中心として高速回転可能に構成している。フライホイール３２の回転軸（Ｙ軸方向）の中心はクレーンロープ１６の鉛直線上（Ｚ軸方向）と一致するように取り付けている。フライホイール３２のＸ軸方向の回転はジンバル３４によって支持されている。ジンバル３４の側面のプレート３３であって、Ｙ軸方向の回転軸の軸線上にはフライホイール３２を高速回転させるフライホイールモーター３６が接続している。またフライホイール３２を中心としてフライホイールモーター３６の反対側にはカウンタウェイト３７を取り付けている。カウンタウェイト３７は、フライホイール３２の高速回転を妨げないようにフライホイール３２のバランスを調整するものである。
ジンバル３４は、ケーシング２０の上面から下方へ延出された一対の軸受け台３５によって支持されている。
【００２８】
ストッパー３８は、フライホイール３２のジンバル３４の回転軸を０座標とする鉛直面（図１のＺＸ平面）に対して水平軸から±４５°の範囲で回転するように制限する位置に取り付けられている。即ちストッパー３８の先端とプレート３３の側面が接触することにより、ジンバル３４が±４５°よりも大きく傾斜することがない。
【００２９】
旋回手段４０は、旋回フック４２と、旋回モーター４４と、旋回ギア４６とを主な基本構成としている。旋回フック４２はケーシング２０の下面であって、水平方向（ＸＹ平面）に旋回する旋回中心軸がクレーンロープ１６の鉛直軸上と一致するように取り付けている。旋回フック４２の一端は吊荷の吊り下げロープを吊り下げ可能に形成し、他端は旋回ギア４６の中心に取り付けている。旋回ギア４６は側方に取り付けられた旋回モーター４４のピニオンと噛み合わせている。
【００３０】
このような構成による旋回手段４０は、旋回フック４２に吊り下げた吊荷をクレーンロープ１６の鉛直軸上（図１のＺ軸方向）を中心として平面方向（図１のＸＹ平面）に旋回させることができる。
【００３１】
また旋回モーター４４は内部にトルクセンサー４５を備えている。トルクセンサー４５は、後述する制御部５０と電気的に接続し、旋回モーター４４の加速トルクを検出して、測定値を制御部５０へ出力するように構成している。
【００３２】
本発明の吊荷旋回装置１０は、クレーンロープ１６の鉛直軸上に地軸回り角度検出センサー２８と、ジャイロアクチュエータ３０と、旋回フック４２を上から順に取り付けた構成となる。
【００３３】
制御部５０は、地軸回り角度検出センサー２８と、旋回モーター４４及びトルクセンサー４５と、フライホイールモーター３６と、無線受信機２９と電気的に接続している。制御部５０は、無線受信機２９を介して後述するコントローラ６０の操作信号に基づいて、旋回モーター４４を任意の加速時間パターンで可動させることができる。またトルクセンサー４５の加速トルクの測定値に基づいてフライホイールモーター３６の回転数をフィードバック制御することができる。さらに地軸回り角度検出センサー２８の旋回軸角度検出値が０のとき、フライホイールモーター３６を回転停止させるようにフィードバック制御することができる。なお制御部５０は、ロック部と電気的に接続させて、ロック制御部９２の機能を行えるように構成してもよい。
【００３４】
本発明の吊荷旋回装置１０は、旋回時の旋回モーター４４による反力を小さくするためにコントローラ６０で任意に旋回における加速時間と旋回速度を調整できる構成としている。
【００３５】
ここで吊荷旋回時における旋回モーター４４から生じる装置への反力の関係を次式のように表すことができる。
【数１】
なお、Ｆ：反力（加速トルク）
Ｎ：旋回速度
Ｔ：加速時間
Ｉ：慣性モーメント（吊荷）
をそれぞれ示している。
【００３６】
本発明では装置の消費電力の低減の観点から、反力を抑制するためのジャイロモーメントを発生させるフライホイール３２の回転数をなるべく抑えることが望ましい。そこで、数式１の旋回速度Ｎを小さく設定し、加速時間Ｔを大きくすることで装置への反力Ｆを小さくする必要がある。
【００３７】
具体的には、吊荷の慣性モーメントが大きい大型モジュールや長尺配管などの場合、旋回時における装置自体への反力が大きくなるため、吊荷の旋回時間が遅く、加速時間が長いパターンを選択することで、旋回時にかかる反力（加速トルク）を小さくすることができる。これにより、吊荷の旋回時の加速トルクによる装置自体の地軸回りの揺れを軽減させることができる。
【００３８】
一方、吊荷の慣性モーメントが小さい小型モジュールや小径配管などの場合には、慣性モーメントが小さいので、吊荷の旋回速度は速く、加速時間が短いパターンを選択することができる。これにより、吊荷の旋回時の加速トルクによる装置自体の地軸回りの揺れを軽減させることができる。
【００３９】
図４はコントローラの説明図である。コントローラ６０は作業者が吊荷旋回装置１０の周辺から無線受信機２９を通じて操作可能に構成されている。なおコントローラ６０は有線による電気通信回線を通じて制御部５０に操作信号を出力する構成とすることもできる。コントローラ６０の操作パネルには、フライホイール回転ボタン６１、フライホイール停止ボタン６２、吊荷正転時の加速時間パターン１〜３ボタン６３，６５，６７、吊荷逆転時の加速時間パターン１〜３ボタン６４，６６，６８が形成されている。フライホイール回転ボタン６１はフライホイールモーター３６を可動させてフライホイール３２を所定の回転速度まで回転させる操作ボタンであり、フライホイール停止ボタン６２はフライホイールモーター３６及びフライホイール３２を停止させる操作ボタンである。
【００４０】
このような構成によりコントローラ６０によって、予め設定された任意の加速時間の加速時間パターンを吊荷の慣性モーメントに応じて選択できるようになっている。このとき加速時間パターンを選択すると同時に旋回速度を連動させるように構成（前述のように、旋回時間を遅くかつ加速時間が長いパターンと、旋回時間を速くかつ加速時間が短いパターンの組み合わせなど）することができる。あるいはまた加速時間と旋回速度のパターンをそれぞれ独立の操作ボタンで制御するように構成することもできる。
【００４１】
上記構成による本発明の回転治具及び吊荷旋回装置の作用について以下説明する。
まず、ロック制御部９２でロック部８０を動作させないオフ状態にする。そして、クレーンロープ１６の先端の輪状部分にピン７１を通して締結手段で抜け止めして回転治具７０の吊部７２に固定する。回転治具７０の吊りフック１２に吊荷旋回装置１０を吊り下げ、さらに吊荷６９を吊荷旋回装置１０に吊り下げる。吊荷６９を地切りすると、補巻きのクレーンロープ１６は拠り戻しが起こり、吊部７２と治具本体７４の間の回転機構７６のみが回転する。クレーンロープ１６の拠りは、回転機構７６の自由回転で戻すことができ、治具本体７４及び吊荷旋回装置１０及び吊荷６９にはクレーンロープ１６の拠り戻しが影響しない。
【００４２】
そしてクレーンロープ１６の拠り戻しが完了した後、吊荷を旋回させる場合には、以下のように行う。まず、ロック制御部９２でロック部８０を動作させるオン状態にする。ロック部８０の電磁部８２は、電磁コイルを備えており、直流電圧が加えられると電磁場が発生して、電磁的に電磁クラッチの摩擦パッド８４が突出し吊部７２のツバ部７３と接触して、治具本体７４が吊部７２と一体的となる。このため、治具本体７４と吊部７２の間の回転機構が作用しなくなり、自由回転が拘束される。なお以下の旋回作業では常にロック部８０により、吊部７２の自由回転が拘束された状態で行う。
【００４３】
図５は吊荷旋回装置のフローチャートである。図６は吊荷旋回装置の動作説明図である。クレーンロープ１６に回転治具７０及び吊荷旋回装置１０及び吊荷を吊り下げた状態であって、吊荷を旋回する前にコントローラ６０のフライホイール回転ボタンを操作して、フライホイールモーター３６を駆動しフライホイール３２を回転させる（ステップ１）。
フライホイール３２が最高回転速度に到達する（ステップ２）。
【００４４】
次に旋回モーターを駆動させる（ステップ３）。
吊荷正転時又は逆転時の加速時間パターン１〜３を選択する（ステップ４）。
旋回モーターを駆動させるとモーターの加速トルクによって装置自身に旋回軸周りの図６中の矢印Iに示すような反力が生じる。旋回モーター４４の加速トルクをトルクセンサー４５により検出する（ステップ５）。
【００４５】
吊荷旋回装置の旋回軸回りの旋回軸角度を検出する地軸回り角度検出センサー２８により検出し、旋回軸角度が０°であるか否かを判定する（ステップ６）。
旋回軸角度が０°でない場合、フライホイール３２の最適速度を計算する（ステップ７）。
【００４６】
具体的には旋回モーターの負荷トルクがそのまま装置自身にかかる反力としてかかると想定して数式１に基づく計算を行うことで反力抑制に必要なジャイロモーメントを発生させるフライホイールの最適な回転数を決定する。
【数２】
をそれぞれ示している。
【００４７】
ステップ７による計算結果に基づいて、フライホイール３２の回転速度を変更するフィードバック制御を行う（ステップ８）。これによりフライホイールの回転数を必要最小限に抑えることができる。
吊荷６９が図６の矢印IIに示すようにクレーンロープの鉛直線上を回転中心として旋回する（ステップ９）。
【００４８】
このときジャイロアクチュエータ３０のフライホイール３２は回転した状態を保っており、装置自身が地軸回りに揺れたときに、ベアリング構造となっているジンバル３４によって、フライホイール３２がジャイロ効果により図６の矢印IIIに示すように傾斜する（ステップ１０）。
【００４９】
フライホイール３２がジャイロ効果により傾斜することで、反力（矢印I）を抑制するための図６の矢印IVに示すような地軸回りのジャイロモーメントが発生する（ステップ１１）。
これにより装置自身の地軸回りの揺動を抑制することができる（ステップ１２）。
任意の位置に吊荷６９を旋回させた後停止させる（ステップ１３）。
フライホイール３２の回転を停止させる（ステップ１４）。
【００５０】
一方、吊荷の慣性モーメントが小さく、吊荷旋回時に装置自身の揺れが小さい場合は、常時フライホイール３２はフライホイールモーター３６とそのカウンタウェイト３７によって地軸に対して平行な状態で静止して旋回軸角度が０°となる。この場合にはフライホイール３２の回転を停止させるため、フライホイールモーター３６を停止させる信号を制御部５０からフライホイールモーター３６に出力するフィードバック制御を実行する（ステップ１５）。
【００５１】
吊荷６９が図６の矢印IIに示すようにクレーンロープの鉛直線上を回転中心として旋回する（ステップ１６）。
任意の位置に吊荷６９を旋回させた後停止させる（ステップ１７）。
【００５２】
このように本発明の回転治具によれば、吊部の回転をロック部により拘束することができる。よって、吊荷の地切り時においては、ロック部による吊部の自由回転を拘束しない状態とし、治具本体と吊部の間の回転機構により吊部のみが回転することによってクレーンロープの拠り戻しを行うことができる。一方、吊荷の旋回時においては、ロック部による吊部の回転を拘束することによって、吊部の自由回転が拘束されて、吊荷を容易に旋回させることができる。
【００５３】
また本発明の吊荷旋回装置によれば、ジャイロ効果を発生するにフライホイールモーター３６を常に高速回転させる必要がなくなり、装置全体の消費電力を低減することができる。
【００５４】
図８は変形例の回転治具及び吊荷旋回装置の説明図である。変形例の回転治具７０Ａ及び吊荷旋回装置１０Ａは、図６に示すような回転治具７０と吊荷旋回装置１０の間の吊りフック１２を外して、回転治具７０Ａを吊荷旋回装置１０Ａの上面に直接取り付けた構成としている。その他の構成は図６に示す構成と同一であり、その詳細な説明を省略する。
このような変形例の回転治具及び吊荷旋回装置によれば、装置構成を簡略化して全体構成の小型化、低コスト化が図れる。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ，１ｂ………クレーンロープ、２………シーブブロック、３………吊荷旋回装置、４………反力受け板、５………フック部、６………吊荷、７………ダブルサルカン、１０，１０Ａ………吊荷旋回装置、１２………吊りフック、１６………クレーンロープ、２０………ケーシング、２２………クレーンフック支持ピン、２４………サポート、２６………貫通孔、２８………地軸回り角度検出センサー、２９………無線受信機、３０………ジャイロアクチュエータ、３２………フライホイール、３３………プレート、３４………ジンバル、３５………軸受け台、３６………フライホイールモーター、３７………カウンタウェイト、３８………ストッパー、４０………旋回手段、４２………旋回フック、４４………旋回モーター、４５………トルクセンサー、４６………旋回ギア、５０………制御部、６０………コントローラ、６１………フライホイール回転ボタン、６２………フライホイール停止ボタン、６３………吊荷正転時の加速時間パターン１ボタン、６４………吊荷逆転時の加速時間パターン１ボタン、６５………吊荷正転時の加速時間パターン２ボタン、６６………吊荷逆転時の加速時間パターン２ボタン、６７………吊荷正転時の加速時間パターン３ボタン、６８………吊荷逆転時の加速時間パターン３ボタン、６９………吊荷、７０，７０Ａ………回転治具、７１………ピン、７２………吊部、７３………ツバ部、７４………治具本体、７６………回転機構、８０………ロック部、８２………電磁部、８４………摩擦パッド、９０………無線手段、９２………ロック制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補巻きのクレーンロープの端部に取付け可能な吊部と、
前記クレーンロープの拠り戻しと共に前記吊部を前記クレーンロープの鉛直軸回りで回転可能な回転機構を備えた治具本体と、
前記治具本体に設置し、前記クレーンロープの鉛直軸回りの前記吊部の回転を拘束するロック部と、
を備えたことを特徴とする回転治具。
【請求項２】
前記ロック部は、電磁クラッチであることを特徴とする請求項１に記載の回転治具。
【請求項３】
前記治具本体には、吊りフックが固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転治具。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の回転治具と、
ケーシングと、
前記ケーシング内に前記クレーンの鉛直線上に吊り下げた旋回フックで吊荷を旋回させる旋回手段と、
前記鉛直線上であって、前記旋回フックの上方に前記吊荷の旋回によって生じるクレーンロープの捻れを抑制するジャイロアクチュエータと、
前記旋回手段を駆動させて生じた加速トルクを検出するトルクセンサーと、
前記加速トルクに基づいて前記ジャイロアクチュエータのフライホイールの回転速度を変更する制御部と、
を備えたことを特徴とする吊荷旋回装置。
【請求項５】
前記ケーシングの旋回軸角度検出値を検出するジャイロセンサーを備え、前記旋回軸角度検出値が０であるとき、前記フライホイールを停止させることを特徴とする請求項４に記載の吊荷旋回装置。
【請求項６】
前記制御部と有線又は無線通信回線により接続して、任意の加速時間パターンを選択可能なコントローラを備えたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の吊荷旋回装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記ロック部と電気的に接続し、前記旋回手段による前記吊荷の旋回時に、前記ロック部を起動させて前記吊部の回転が拘束されることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一項に記載の吊荷旋回装置。
【請求項１】
補巻きのクレーンロープの端部に取付け可能な吊部と、
前記クレーンロープの拠り戻しと共に前記吊部を前記クレーンロープの鉛直軸回りで回転可能な回転機構を備えた治具本体と、
前記治具本体に設置し、前記クレーンロープの鉛直軸回りの前記吊部の回転を拘束するロック部と、
を備えたことを特徴とする回転治具。
【請求項２】
前記ロック部は、電磁クラッチであることを特徴とする請求項１に記載の回転治具。
【請求項３】
前記治具本体には、吊りフックが固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転治具。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の回転治具と、
ケーシングと、
前記ケーシング内に前記クレーンの鉛直線上に吊り下げた旋回フックで吊荷を旋回させる旋回手段と、
前記鉛直線上であって、前記旋回フックの上方に前記吊荷の旋回によって生じるクレーンロープの捻れを抑制するジャイロアクチュエータと、
前記旋回手段を駆動させて生じた加速トルクを検出するトルクセンサーと、
前記加速トルクに基づいて前記ジャイロアクチュエータのフライホイールの回転速度を変更する制御部と、
を備えたことを特徴とする吊荷旋回装置。
【請求項５】
前記ケーシングの旋回軸角度検出値を検出するジャイロセンサーを備え、前記旋回軸角度検出値が０であるとき、前記フライホイールを停止させることを特徴とする請求項４に記載の吊荷旋回装置。
【請求項６】
前記制御部と有線又は無線通信回線により接続して、任意の加速時間パターンを選択可能なコントローラを備えたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の吊荷旋回装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記ロック部と電気的に接続し、前記旋回手段による前記吊荷の旋回時に、前記ロック部を起動させて前記吊部の回転が拘束されることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一項に記載の吊荷旋回装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３５６５１（Ｐ２０１３−３５６５１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２７１６（Ｐ２０１１−１７２７１６）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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