JPH0357029B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、片持ち式ブーム、特に伸縮自在なブ
ームを有する屋内用クレーン装置に関する。

（従来の技術） クレーン装置などの掲揚機を屋内で使用すると
なると、種々の問題が起る。即ち、ブーム支持用
の固定構造体ないし組立体や屋内における諸設備
があるが為に、ブームの移動及び伸縮能力に限度
がある。また、場所に依つては、吊り下げた荷重
を飛行させてはいけない飛越し禁止区域が設定さ
れていることもある。例えば、原子力発電所での
リアクターの置かれている建物にあつては、リア
クター用タンクの上方とかの注意を要する場所で
は、クレーンの吊り下げた荷重を越させてはいけ
ないことになつている。屋内で荷重、即ち、貨物
を取扱つたり、移動させることが多い施設では、
天井に沿つて懸架されたガイドレールを走行する
クレーンないしブリツジ型クレーンが常設されて
いるのが普通である。原子力発電所においてもこ
れは例外ではなく、発電所建設時における設備
類、殊にリアクター用タンクの設置に走行ブリツ
ジ型起重機が用いられている。このような起重機
は重装備であつて、ゆつくりと荷重を移動させる
ことだけしか出来ず、しかも、電力消費も莫大な
ものである。ところで、屋内が何であろうと、室
内で小規模ないし中規模の荷重を取り扱つたり、
また、補助設備を設置したり、撤去したりする必
要性は、いつまでたつてもなくならない。

（発明の目的と構成） 従つて、本発明は、屋内用として適し、屋内で
は移動及び伸縮範囲が限られて来ることに対して
配慮した上で、最適かつ信頼性のある利用性がは
かれる複数の自動安全装置を有するクレーン装置
を提供するのを目的としている。

本発明の別目的は、原子力発電所にて補助クレ
ーン装置として使うものであつて、原子力安全保
障規制基準に合致した安全性を発揮し得るととも
に、特に吊り下げた荷重がリアクター用タンクの
上方を越えるようなことを防ぎ、それによりリア
クター用建物内の諸設備、例えば、既存の走行ブ
リツジ型起重機やクレーン装置それ自体を損傷さ
せる可能性を解消するために、クレーンのブーム
の操縦と吊り下げた荷重を検出制御する自動手段
を有するクレーン装置を提供することである。

本発明は、屋内の固定構造体に装着され、水平
方向に移動し、かつ垂直方向に傾動する片持ち式
伸縮自在ブームを有するクレーンと、該クレーン
を作動させる動力制御手段と、前記クレーンを操
縦すべく前記動力制御手段を制御する安全装置と
で構成されており、かつ水平方向でみて前記ブー
ムの揺動軸を中心とする所定の広がり角と該ブー
ムを２つの到達距離で決まる飛越し禁止区域が定
められている屋内用クレーン装置において、前記
安全装置を、(a)前記ブームの先端の水平方向でみ
た到達距離と揺動軸を中心にした回転角度によつ
て、ブームが前記飛越し禁止区域に侵入するのを
自動的に阻止すると共にブームが飛越し禁止区域
に接近したことを警報する装置を備えた方向・位
置決めシステムと、(b)前記ブームの垂直方向の傾
動角が水平面からの最大傾動位置を越えるのを自
動的に阻止するブーム傾動安全システムと、(c)少
なくとも前記ブームの実際長と垂直方向の傾動角
で決まる規定重量を越えた過負荷時にブームの作
動を自動的に阻止する負荷状態制御システムとで
構成したことを特徴とするものである。

（実施例） 以後、添付図面を参照しながら、本発明の実施
例を詳述する。

第１図と第２図とは、本発明によるクレーン装
置を原子力リアクターのある建物に設置されてい
る場合の垂直断面図と上面図を夫々示したもので
ある。第１図と第２図とにおいて、１は、ドーム
形コンクリート製遮蔽建物を示す。２は、この建
物１内に配置されているリアクター用タンクであ
つて、このタンク２の上方空間は飛越し禁止区域
Ｚ（第６図において、pm、qm、pu、quで囲まれ
る領域）に指定されていて、一般に、補助クレー
ン装置で荷物や貨物などの荷重を越させてはいけ
ないことになつている。建物１の上部には、従来
よりの走行ブリツジ型起重機３が設置されてい
て、リアクター用タンク２の上方を水平方向に走
行するようになつている。この起重機３は、タン
ク用カバー４を荷上げ、荷下げするための装置を
揚げたり、移動させたりするのに主として使われ
ている。本発明によれば、例えば蒸気発生器の石
造フレームなどの建物内の固定構造体５の上面に
支持用回転ターレツト６を介して、伸縮自在ブー
ム８を有するクレーン７が装着されている。ブー
ム８は収縮時で最小ブーム長Loとなり、この時
のブーム８は、クレーンの垂直回転軸９を中心と
する水平方向の揺動軌跡円Poが、水平面でタン
ク２の外周を囲繞する環形の一部をなす、軸９を
中心とした広がり角θの飛越し禁止区域Ｚの外側
に位置している。他方、最小ブーム長と最大ブー
ム長のほぼ中間程度までブーム８が伸長している
状態においては、ブーム８の先端１０はタンク２
の上方を通る軌跡円Piに沿つて揺動し、また、最
大ブーム長に伸長すると、最大半径の軌跡円PM
に沿つて揺動することになつて、リアクター用建
物内の作業区域のほとんどをカバーすることにな
る。中間ブーム長におけるブーム８の水平方向で
の揺動範囲と、内側と外側の到達限度PmとPμと
に対応する飛越し禁止区域Ｚの他に、ブーム８が
起重機３の構成部品と干渉するのを防ぐために、
ブームの垂直方向への傾動時についても、最大揚
上レベルを越えないように別の安全上の限度を課
しておく必要がある。

本発明によれば、クレーン装置は三種の安全装
置、例えば、ブームの到達範囲がPmを越える
と、ブーム８が広がり角θの飛越し区域に入るの
を自動的に阻止する方向・位置決め安全システム
（SSO）と、通常の作動時にブーム８が水平面λ
から上方へ伸びるのを自動的に阻止するブーム傾
動安全システム（LRF）と、ブーム８の実際の
長さLl、ブーム８の傾動角α（第３図）、ブーム８
とブーム傾動用シリンダー１１との間の角度γ
（第３図）、それに、クレーンのフツクＨに吊り下
げた荷重の実際の重量を検出することによつて、
考えられるブームの異つた伸縮量ないし到達点に
応じて揚上すべき荷重の重量を決めるべく作られ
たプログラムに従つて、規定重量を越える荷重の
掲揚による過負荷時にブームが作動するのを阻止
する負荷状態制御システム（CEC）とを有して
いる。更に、クレーン装置には、クレーン７を調
節自在に旋回させたり、ブーム８を選択的に傾動
させたり、伸縮させたり、また、フツクＨに吊り
下げた荷重を上昇、下降させたりするための動力
制御手段も設けられているが、その動力制御手段
は従来公知のものである。

第４図と第５図とに示すように、負荷状態制御
システム（CEC）は、歪計型が一般的な、０−
600バー級の２つの圧力トランスジユーサ１２，
１３で構成されていて、ブーム傾動用シリンダー
１１上に、具体的には、このシリンダー１１の大
容積室と小容積室とに夫々設けられている。これ
らのトランスジユーサ１２，１３からの出力は、
増幅器１４に供給され、この増幅器１４から、ト
ランスジユーサにより検出されたシリンダーの
大、小容積室の圧力の差に比例した出力信号が出
される。この制御システムには、ブームの傾動角
αを連続検出するものであつて、好ましくは、ブ
ームの傾動角αと比例した値の電気出力信号を発
生する摺動接点式ポテンシオメーターと接続した
重力式振子を含む検出器１５と、ブームの伸縮量
を検出するものであつて、好ましくは、ブームの
伸縮した時の長さLiに比例する電気出力信号を発
生すべく回転式ポテンシオメーターと連係させた
巻き車よりなる検出装置１６とが設けられてい
る。演算装置１７は、種々の検出装置とトランス
ジユーサからの出力信号を中央制御して、クレー
ン動作停止命令信号を作成するとともに、制御コ
ンソール２０に設けられている警報装置と表示装
置とを作動させるようになつている。ブームの到
達範囲と、フツクＨに吊り下げられた荷重の重量
とは、荷重のプロフアイルや、シリンダー１１と
ブーム８との間の角度γのプロフアイルとして演
算装置のレジスターに記憶されている測定パラメ
ーターに依存して、マイクロプロセツサー１８₁，
１８₂において演算されて、中央制御コンソール
２０に表示すべき警報信号が作成される。図示の
実施例においては、表示窓２１にフツクＨに吊り
下げられた荷重の測定重量が、表示窓２２に許容
揚上荷重（ブームの瞬時の状態に応じたもの）
が、そして、表示窓２３に実際のブーム長がそれ
ぞれ表示されるようになつていて、これらの数値
は、直接トンとメートルの単位で液晶表示素子ま
たは発光ダイオードで表示される。測定データを
処理することによつて得られた出力警報信号は、
警報及びカツトオフユニツト２４に供給されて、
検出した状況が危険なものであれば、クレーン操
作者にコンソール２０上のパイロツトランプ、そ
して、好ましくはブザー（図示せず）で警報する
一方、ブームの動きを自動的に停止させるように
なつている。ブーム長は、好ましくは0.1ｍの精
度で測定して表示するのが良く、荷重の重量は
0.1トンの精度で測定して表示するのが良い。更
に、第１表示警報ランプ（黄ランプ４０）をコン
ソールに設けて、操作者に、クレーンが限界条件
の90％の稼働率に対応する条件で動作しているこ
とを報知するようにするのが望ましい。また、前
記の限界条件が達成されるとカツトオフ信号に付
随して作動する第２警報ランプ（赤ランプ４０′）
を設けるのも良い。前記カツトオフ信号は、荷重
の上昇下降と、ブームの伸縮動作及び傾動動作を
カツトオフするものである。実際に測定して演算
された稼働率も、コンソール上の表示装置３９で
連続して表示されるようにするのも望ましい。

ある条件では、より具体的には、過負荷動作テ
ストを遂行する場合では、コンソール上の割当て
キーを操作して負荷状態制御システムを不作動と
することができ、この場合、負荷状態制御システ
ムにより与えられる全ての表示は保留されるが、
カツトオフ信号のみは禁止される。さらに、負荷
状態制御システムの主な部分の誤作動を表示する
付加的な警報装置を設けることが有利である。

方向・位置決め安全システム（SSO）は、ブー
ム８の先端１０に懸架された荷重が飛越し飛越し
禁止区域Ｚの上方を移動するのを禁止するために
設けられている。しかし、クレーン７は定置され
ている一方で、荷重の移動は飛越し禁止区域の反
対側でも許容されるべきであるから、ブーム本体
による飛越し禁止区域の横断はできるようでなけ
ればならない。この機能は、水平面内におけるブ
ームの先端の実際の位置を正確に検出して、水平
方向に広がり角θを有する飛越し禁止区域Ｚの上
方に、ブーム８の先端１０に懸架された荷重がも
たらすのを停止させることが達成できる。但し、
ブーム先端が上記飛越し禁止区域から脱出するよ
うな移動は移動は許容される。

広がり角θは、クレーン支持用回転ターレツト
６のフレーム上に設けたカム手段２５によつて指
定される。２つの到達範囲（Pm、Pμ）は、上記
方向・位置決めシステムの論理装置内に記憶され
ている。実際的には、ブームの揺動可能、禁止を
選択するためと、ブーム８が飛越し禁止区域に近
づいたことを表示する接近警報装置を作動させる
ためには、第６図に示すように、実際の飛越し禁
止区域Ｚの周辺に付加的な境界ゾーンを設定して
おくことが必要となる。この付加的な境界ゾーン
の検出は、水平面での横方向に関しては、３つの
接近検出器ａ，ｂ，ｃによつて行なわれ、これら
の接近検出器ａ，ｂ，ｃは、カム２５と協働して
左右の接近ゾーン２６，２６′を示すコードを規
定して光学的および／又は音による警報装置を作
動させるようになつている。即ち、ブーム８が接
近ゾーン２６，２６，′に近接しただけでは、そ
のブーム８の横方向の駆動状態を遮断する様なこ
とはしないで警報装置を作動させるとして、左右
の方向遮断ゾーン２７，２７′に至つて始めてブ
ーム８の横方向の駆動を自動的に阻止するようし
ている。また、伸縮自在のブーム８の先端の到達
距離の変化に関しては、上記の負荷状態制御シス
テムによつて得られるブーム先端の実際の到達距
離を表すリーチ信号を利用することによつて、伸
縮方向の境界ゾーンの検出も同様に行うことがで
きる。

検出器ａ，ｂ，ｃからの信号は、論理処理装置
２８に送られ、この装置２８は演算装置１７内の
優先エンコーダ２９の制御の下で、警告および方
向遮断装置３０を作動させる信号を発生する。

この方向・位置決め安全システムには、フツク
Ｈの上部および下部限界位置をそれぞれ検出する
ための移動検出器３１，３２をも備えている。ク
レーンの操縦における制御および停止は、サーボ
バルブ手段、例えば、荷重掲揚用サーボバルブ３
３、ブーム方向サーボバルブ３４、ブーム傾動サ
ーボバルブ３５およびブーム伸縮サーボバルブ３
６によつて行なわれるようになつており、これら
のサーボバルブは全て、遮断作動装置２４からの
出力信号および演算装置１７からの出力信号が供
給される制御ボツクス５０に連結されている。

クレーンの動作の大部分は、方向・位置決め安
全システム（SSO）によつて監視されることはな
い。しかしながら、一方、クレーン支持用回転タ
ーレツト６から見て飛越し禁止区域Ｚを越えて荷
重の取扱いを行なうためには、オペレータは制御
コンソール上での表示を監視しつつ、或いは、接
近表示警告灯の指示に従つて、ブーム先端が飛越
し禁止区域の周りを通過するようにブームを駆動
しなければならない。負荷状態制御システムに関
しては、制御コンソールに適宜のキーを差し込む
ことにより、方向・位置決め安全システムを無効
にすることができ、そうすれば、制御コンソール
上の赤色光（図示せず）の点滅によつて報知され
る。

クレーン装置に備わつているブーム傾動安全シ
ステム（LRF）は、クレーン７のブーム８を走
行ブリツジ型起重機３と衝突させないようにする
ために設けられている。従つて、典型的には6°の
ブーム傾動角αに対応する最大傾動位置は、シリ
ンダ１１を制御するブーム傾動サーボバルブ３５
を直接に遮断する傾動限界検出スイツチによつて
制御される。この傾動限界検出スイツチ（図示せ
ず）は、クレーン支持用回転ターレツト６の側面
に配置されて、作動の信頼性を保障するため、停
止出力信号が制御コンソールを通さないで直接に
サーボバルブ３５に作用するようになつている。
この傾動限界検出スイツチは、ブーム先端に人運
搬用ゴンドラ３７を備えたクレーンが利用できる
ようにするか、或いは、必要時に建物の上屋に達
するように、第１図で仮想線で示した如くブーム
８を傾動させて完全に立上らせるために、指定の
キーで無効にすることができるようにしてもよ
い。ブーム８を所定の下部位置より下方に傾動さ
せないように下向きの傾動を制限するために、機
械的な停止手段を設けることも望ましく、この場
合、ブーム８を水平面に対して4°の角度で伸長さ
せてオイルの自然流による損失や他の液体の漏れ
を回収することができる。

本発明の好ましい態様によれば、クレーン装置
の操縦制御装置と警報装置を、第７図に示すよう
に２つの電圧制御ハンドル３８，３８′を備えた
ワイヤ遠隔操作式の携帯可能な制御コンソール２
０にまとめることができ、上記各ハンドルは増幅
器と、クレーン装置と異なる駆動手段の流体圧
を、サーボバルブを介して制御するための設定ソ
レノイドと協働している。右側の制御ハンドル３
８′は、荷重の上昇、下降とブーム８の方向を制
御することができ、さらにブーム８を横向きにす
る際に選択的にブレーキ効果を抑制するための小
さいトツプボタン４９を備えている。左側の制御
ハンドル３８は、ブームの上昇、下降と伸縮を制
御するのに使われる。従つて、連係するポテンシ
ヨメータの所定位置は、制御ハンドルの各角度位
置に対応し、該メータの出力電圧は発振器に供給
され、かくてその発振器から、制御ハンドルの位
置を表わす平均パイロツト電流がサーボバルブの
コイルに供給されるようになる。10％の閾値を発
生する集積論理装置は、振動に基因する寄生的な
信号の発生を阻止するようになつている。制御コ
ンソール２０上には、図示の如く、上記の表示部
材２１，２３と、コンソールカバー上であつて、
飛越し禁止区域Ｚに対応した形状のエリアZ′の周
囲に配置された第１警告用及び予じめの警告用の
光手段４０を備えている。さらに、制御コンソー
ル２０は、角度、長さおよび圧力用トランスジユ
ーサをポテンシオメータによつて、また、接近検
出器をインバータによつて、サーボバルブ系を光
学手段によつてシユミレートする別のコンソール
テストシステムで、コンソールの全体をテストす
ることができるようにすることが好ましい。

図示の実施例は、特に原子力プラントに好適な
ものであつて、クレーン７はリング形ローラベヤ
リングに取付けられ、流出する液体を回収する回
収タンクはクレーン支持用回転ターレツト６の下
方に配置される。ブーム８は、３つの接合箱型断
面ブーム部分からなり、これらブーム部分を同時
的かつ連続的な流体圧伸縮動作で、8.50〜19.50
ｍの範囲で伸縮量が変えられるようになつてい
る。最高耐荷重は、最小ブーム長では9000Kgであ
り、最大ブーム長では2700Kgである。全てのボル
ト・ナツトのある個所は、それらが失なわれない
ように処置されているのは勿論こと、また、クレ
ーンは放射能に汚染されない塗料が塗布されてい
る。建物のドームもしくは走行ブリツジ型起重機
上で作業を行なうためには、クレーンは、第４図
に電線４９で示すようにゴンドラ３７から操作し
うるようになつており、その場合でのゴンドラ３
７は２人の作業者と必要な工具を積載しうるよう
に、好ましくは300Kg程度の積載容量を有する型
式が望ましい。

なお、本発明の好ましい実施例について詳細に
説明したが、特許請求の範囲に記載した本発明の
技術的思想範囲を逸脱しない限り、上記実施例に
限定されることなく、種々の修正、変更を施すこ
とができることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明に係る補助的な
クレーン装置の原子炉設備内における配置を図式
的に夫々示す垂直断面図および平面図、第３図は
クレーン装置の安全検出および制御手段によつて
考慮するクレーン装置の物理的パラメータを示す
図式的な説明図、第４図は上記安全検出および制
御手段を図式的に示すブロツク回路図、第５図は
上記安全検出および制御手段に関連した表示もし
くは警告手段を図式的に示すブロツク回路図、第
６図はクレーンの方向・位置決め安全システムの
幾何学的なレイアウトを示す平面説明図、第７図
はクレーン装置の制御のための集中制御および表
示用コンソールの斜視図である。 １……建物、２……タンク、３……起重機、４
……タンク用カバー、５……固定構造体、６……
支持用回転ターレツト、７……クレーン、８……
ブーム、９……軸、１０……ブーム先端、１１…
…ブーム上昇用シリンダ、１２，１３……トラン
スジユーサ、１４……増幅器、１５……検出器、
１６……検出装置、１７……演算装置、２０……
中央制御コンソール、２１，２３……表示部材、
２４……カツトオフユニツト、２５……カム手
段、２６，２６′……接近ゾーン、２７，２７′…
…方向遮断ゾーン、２８……論理処理装置、２９
……優先エンコーダ、３０……方向遮断装置、３
１，３２……移動検出器、３３……荷重掲揚用サ
ーボバルブ、３４……方向サーボバルブ、３５…
…ブーム傾動サーボバルブ、３６……ブーム伸縮
サーボバルブ、３７……運搬用ゴンドラ、３８，
３８′……電圧制御ハンドル、４０……光学手段、
４９……トツプボタン、５０……制御ボツクス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 屋内の固定構造体に装着され、水平方向に揺
   動し、かつ垂直方向に傾動する片持ち式伸縮自在
   ブームを有するクレーンと、該クレーンを作動さ
   せる動力制御手段と、前記クレーンを操縦すべく
   前記動力制御手段を制御する安全装置とで構成さ
   れており、かつ水平方向でみて前記ブームの揺動
   軸を中心とする所定の広がり角と該ブームの２つ
   の到達距離で決まる飛越し禁止区域が定められて
   いる屋内用クレーン装置において、前記安全装置
   を、 (a) 前記ブームの先端の水平方向でみた到達距離
   と揺動軸を中心にした回転角度によつて、ブー
   ムが前記飛越し禁止区域に侵入するのを自動的
   に阻止すると共にブームが飛越し禁止区域に接
   近したことを警報する装置を備えた方向・位置
   決めシステムと、 (b) 前記ブームが水平面からの傾動角度でみて特
   定の位置以上に伸びるのを自動的に阻止するブ
   ーム傾動安全システムと、 (c) 少なくとも前記ブームの実際長と垂直方向の
   傾動角で決まる規定重量を越えた過負荷時にブ
   ームの作動を自動的に阻止する負荷状態制御シ
   ステムとで構成したことを特徴とする屋内用ク
   レーン装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載にものであつて、
   前記方向・位置決めシステムが、固定カム部材と
   協働動する近接検出装置で構成されていることを
   特徴とする屋内用クレーン装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載のものであつ
   て、前記負荷状態制御システムが、ブームの長さ
   を検出するブーム長検出器と、ブームの傾動角を
   検出する傾動検出器とからなることを特徴とする
   屋内用クレーン装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載のものであつ
   て、前記負荷状態制御システムが、前記両検出器
   と前記方向・位置決めシステムを構成する近接検
   出装置とからそれぞれの出力信号を受けて、所定
   条件が起きたことが検出されると、荷重を吊り下
   げている前記クレーン手段の動作を自動的にカツ
   トオフするための演算装置が設けられていること
   を特徴とする屋内用クレーン装置。