JPS6246894A - 吊下物体水平方位制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、転捩する鋼索や綱で吊下する物体の水平方
位を固定および旋回制御する装置に関する。

クレーンやジグ・クレーンでは、吊下する鋼索の下端に
取り付けたフックに、物体に固縛等した鋼索を掛けて物
体を吊下し、巻き揚げ、巻き降しして移動する。この際
、吊下物体の水平方位は、風の影響やクレーン操作者の
熟練度等によって特定方位に定まりにくく、物体を定位
置に降す場合は、作業者によって所定の方向位置に旋回
して定置しなければならない。高所における構造物の組
み立て時、吊下する構造部材を作業者により、所定の方
向、場所に据えるには大ぎな危険を伴う。

この発明は、物体を転換する鋼索等で空中に吊下して移
動するとき、吊下物体の水平方位を離れた場所から自在
に旋回し、制御する装置を得ることを目的とする。

この発明の詳細な説明すれば、空中に吊下された鋼索の
下端に結縛したボックス・フレームの内部上部室に、ス
ピン・モータを内ａするスピン・コマ、スレーピング・
ジンバル、レベリング・ジンバル、ジャイロ・フレーム
、スレービング・トルク・モータで構造するジャイロス
コープを組み付け、ジャイロ・フレームの上部Ｋ、レベ
リング・ジンバルの回転位置発信器、トルク発信器、電
気回路スリップ・リングを取り付け、ジャイロ・フレー
ムの下部に、ボックス・フレームの中間盤に跨がって、
レベリング・ジンバルの旋転を制動し、その旋転力をボ
ックス・フレームに伝達するため、ディスク、電磁ゴマ
、電磁コイル、スフリングで構造するブレーキ・クラッ
チ機構を組み込み、内部下部室に、両端にフックを有す
るスリング・アームを下方に固定し、受動歯車を上部に
組み付け、スラスト軸受、球軸受にて支えられた縦主軸
をもつ吊下荷重支持機構と、この縦主軸、スリング・ア
ームを回転させる電動モータと伝導歯車を組み付けた回
転伝達機構とを組み込んで構成したフレーム・ボックス
装置と、吊下鋼索の揚降操作を行う運転室に、フレーム
・ボックス装置下部のスリング・７−ムの方位を設定制
御するに必要な電気回路スイッチを組み付けた電気系統
操作スイッチ盤と、レベリング・ジンバルの方向、スリ
ング・アームの方位を表示する方向方位表示器と、レベ
リング・ジンバルの回転トルクを指示するトルク指示器
及び本装置の電気系統の接続に必要な電気回路部品を組
み込んだ電気系統接続装置とを組み付け、この電気系統
接続装置とフレーム・ボックス装置、電気系統操作スイ
ッチ盤、方向方位表示器及びトルク指示器との間を、お
のおの電線ケーブルで連絡して、構成するものである。

この発明を、公知のジブ・クレーンに装備した場合の実
施例を図面にもとづいて説明すれば、次のとおりである
。

第１図、第２図及び第３図において、内部を中間盤１０
で上下に分離して、上部室と下部室を設け、クレーン・
ジブ等から吊下した鋼索の下端を結縛する釣金具部４６
を有するボックス・フレーム３の上部室に、中心に、ス
ピン・モータ１３で高速回転するスピン・コマ１１を、
その回転軸１２が水平になるように置き、その外側に、
スレーピング・ジンバル軸１５とスピン・コマ回転軸軸
受１６を、その中心線が互次直交差するように取り付け
たスレーピング・ジンバル１４を組み付け、更にその外
側に、スレーピング・ジンバル軸軸受１９とレベリング
・ジンバルの上、下部軸１８．２０とを、互にその中心
線が直交差するように取り付けたレベリング・ジンバル
１７を組み付け、その上、下部軸１８．２０をジャイロ
・フレーム２１の上下にあるレベリング・ジンバル上、
下部軸軸受２２．２３にそれぞれ組み込み、スレーピン
グ・ジンバル軸１５の端に、スレービング・トルク・モ
ータ２４のロータ部３１を固定し、そのステータ部３２
をレベリング・ジンバル１７に固定し、レベリング・ジ
ンバル・トルク発信器２５、回転位置発信器２６、電気
回路スリップ・リング３９をレベリング・ジンバル上部
軸１８とその軸受２２部分に跨がって取り付けて、構成
したジャイロスコープを中間盤１０の上面に固定し、デ
ィスク２７、電磁ゴマ２８、電磁コイル２９、スプリン
グ３０で構造したブレーキ・クラッチ機構をレベリング
・ジンバル上部軸２０と中間盤１０に跨がって組み付け
る。下部室は、フック９を両端に取り付けたスリング・
アーム８を下方に固定支持する縦主軸２を、ボックス・
フレーム３の底面盤５８に組み込んだ、上方レース４１
．下方レース４２、ローラ４３、ケージ４４で構造する
スラスト軸受３４と球軸受３５の内径穴に嵌挿し、縦主
軸２の上方に、受動歯車３７をナツト３８で固定し、こ
の受動歯車３７はボックス・フレーム３に固定した電動
モータ３３の回転軸５７に組み付けた駆動歯車３６に噛
み合わせ、スリング・アーム方位発信器４０を縦主軸２
の頂部と中間盤ｌＯの下面とに跨がって取り付けて、組
み立て構成したフレーム・ボックス装置ｌと、クレーン
運転室に設置する本発明装置のシステム電源スィッチ４
７、スピン・モータ・スイッチ４８、スレービング・ト
ルク・モータ制御スイッチ４９、電動モータ制御スイッ
チ５０、ブレーキ・クラッチ制御スイッチ５１を組み込
んだ電気系統操作スイッチ盤５と、ンＩリング・ジンバ
ル１７の旋回トルク値を指示するトルク指示器７と、レ
ベリング・ジンバル１７の方向、スリング・７−ム８の
方位を表示する方向方位表示器６と、本発明装置の電気
系統回路の連接に必要な電気機器、回路端子を組み込み
電源ケーブル５６を有する電気系統接続装置４とで形成
し、電気系統接続装置４とフレーム・ボックス装置１の
？ｔｉ気回路コネクタ４５までの電気回路は、ジグ・ク
レーンから吊下する鋼索と並列して吊下する吊下多芯電
線ケーブル５２で接続し−Ｊ、フレーム７・ボックス装
置１の内部配線は、電気回路コネクタ４５とスピン・モ
ータ１３、スレービング・トルク・モータ２４．レベリ
ング・ジンバル・トルク発信器２５．同回転位置発信器
２６との間は、電気回路スリップ・リング３９を介在し
て、電気回路コネクタ４５と電磁コイル２９、電動モー
タ３３、スリング・アーム方位発信器４０との間は、直
結の電線で、それぞれの間を配線接続し、電気系統接続
装置４と方向方位表示器６、トルク指示器７、電気系統
操作スイッチ盤５との間は、電線ケーブル５３、同５４
、同５５でそれぞれ電気接続して、本発明装置を構成し
ている。

この制御装置の動作について説明する。上記のように構
成された制御装置で、クレーン・ジグ等から吊下した鋼
索の下端に結縛されたフレーム・ボックス装置１の、下
方のスリング・７−ム８の両端に組み付けられたフック
９に、′ｌＩ４紫等で結縛吊下された物体を、指定する
方位に内置するため、クレーン運転室に取り付けられた
電気系統操作スイッチ盤５のシステム電源スィッチ４７
をＯＮにすると、本発明装置の全電気系統が起動準備状
態となり、また緊急時の電源遮断の作動を行う。

スピン・モータ・スイッチ４８をＯＮにすると、スピン
・モータ１３が起動し、スピン・コマ１１はスピン・コ
マ回転軸１２の軸方向を、ジャイロスコープの指北作用
に則り、はぼ水平で一定の方位を指向しながら高速度で
回転を続ける。また、フレーム・ボックス装置ｌを吊下
したま〜で、ンプ・クレーンを３６０度−周旋回しても
、スピン・コマ１１は、その回転軸方向を常にジャイロ
スコープの指北作用にもとづき、一定の水平方位を指向
しながら回転する。

スリング・アーム８０両端のフック９に吊下されている
物体の方位を、所定の方位に旋回するため、スレービン
グ・トルク・モータ制御スイッチ４９を指定方位に合わ
せてＯＮにすると、スレービング・トルク・モータ２４
に電圧が徐々に印加され、スレーピング・ジンバル軸１
５を回転軸としてスレーピング・ジンバル１４を指定の
方向に回転させ傾斜させようとする。このと詫大とな慣
性力をもって一定方位を指向しながら回転しているスピ
ン・コマ１１は、ジャイロスコープのプレセツション作
用により、スピン・コマ回転軸１２の軸方向をレベウン
グ・ジンバルの上、下部軸１８、２０の回転軸ベクトル
方向に合わせるような特性をもって、その軸１８．２０
の軸線を回転軸として旋動する。スレービング・トルク
・モータ２４に電圧を更に印加することにより、プレセ
ツション作用は更に大きく働く。

ノブ・クレーンをある円周方位の位置に停止した状態で
、任意の方位にある吊下物体を指定方位にするよう、電
動モータ制御スイッチ５０のみを指定方位に合わせてＯ
Ｎ状態にして回転調整の操作を行うと、電動モータ３３
は設定回転数で駆動し、その回転軸５７、駆動歯車３６
、受動歯車３７、縦主軸２へと連動回転して、スリング
・アーム８が旋回し、吊下物体は指定方位に旋動し始め
るが、転板鋼索の下端に吊下されているため、吊下物体
の重量による静止しようとする慣性力と鋼索の捩り剛性
によって、フレーム・ボックス装置ｌは、スリング・ア
ーム８を旋回しようとする円周方向（以下「正方向」と
いう。）とは逆の方向（以下「逆方向」という。）に、
吊下物体のＮ量とスリング・アーム８の旋回速度の大き
さの程度により、トルク（以下「逆トルク」という。）
を受けるが、この逆トルクは回転を続けるスピン・コマ
１１の慣性力の反作用により減殺されるものの、フレー
ム・ボックス装置１はなおも逆トルク作用を受けて逆方
向に旋回する。この逆トルクを封するためスレービング
・トルク・モータ制御スイッチ４９を指定方位に合わせ
てＯＮにし、スレービング・トルク・モータ２４を作動
し、スＬ／　−ピング・ジンバル１４を傾斜させるトル
クを同軸１５に与えると、スピン・コマ１１もその回転
軸１２が傾斜する力を受け、ジャイロスコープのプレセ
ソンヨン作用によって、レベリング・ジンバル１７は同
上、下部軸１８．２０を回転軸として正方向に旋回し、
スピン・コマ１１の慣性力が正方向に強（働き、電動モ
ータ３３の駆動による逆トルクを減する。

スリング・７−ム８に吊下する物体が軽量であり、スリ
ング・アーム８の旋回速度が小さい場合は、電動モータ
３３のみの作動により、または、スレービング・トルク
・モータ２４の作動を併用することによって、スリング
・アーム８を所定の方位に位置することができるが、吊
下物体の重量が大きく、スリング・７−ム８の旋回速度
を大きくするとき、また風等の外力の影響が吊下物体に
大きく働くときは、電動モータ３３のｆｆ１Ｍにより縦
主軸２．スリング・アーム８を旋動させると、フレーム
・ボックス装置ｌは吊下物体の重量による静止慣性力と
鋼索の捩り剛性により、逆方向に旋回する大きな逆トル
クを受ける。これを減するためスレービング・トルク・
モータ２４を作動させ、ジャイロスコープのプレセツシ
ョン作用によりレベリング・ジンバル１７を同上、下部
軸１８．２０を回転軸として正方向に回転させる。この
ことは、高速回転しているスピン・コマ１１の回転軸と
慣性力を正方向に偏向させることにより、スピン・コマ
１１の正方向への旋回トルクを強く作用させる。レベリ
ング・ジンバル１７は同軸１８．２０を回転軸として自
由旋動するので、プレセツション作用によるスピン・コ
マ１１の旋回トルクを有効に正方向に作用させるために
、ブレーキ・クラッチ制御スイッチ５１をＯＮにして電
磁コイル２９を励磁し、電磁ゴマ２８がレベリング・ジ
ンバル下部軸２０に固定されているディスク２７に制動
作用し、レベリング・ジンバル１７を旋回させるトルク
を、ボックス・フレーム３の上下中心軸を回転軸とする
フレーム・ボックス装置１自体の旋回トルクとして伝達
する。このように電動モータ３３を駆動し、スレービン
グ・トルク・モータ２４を作動するとともに、ブレーキ
・クラッチを作動することにより、ジャイロスコープの
慣性力とプレセツション作用の働きにより、フレーム・
ボックス装置１に働く逆トルクを封止して、スリング・
アーム８を所定の方位に容易に定置することができる。

上記の制御操作において、ボックス・フレーム３の地上
との相対方位は、スピン・コマ回転軸１２の方位を基準
とするレベリング・ジンバル１４０回転位置発信器２６
からの信号で、スリング・７−ム８の方位は、ボックス
・フレーム３の方向を基準とするスリング・アーム方位
発信器４ｏからの信号で、方向方位表示器６にそれぞれ
表示される。また、プレセツション作用によるレベリン
グ・ジンバル１７の回転トルクは、レベリング・シンバ
ル・トルク発信器２５の信号で、トルク指示器７に指示
する。この方向方位表示器６やトルク指示器７の表指示
値を確認しながら、あるいは５作業現場における吊下物
体の状況を目視により直接確認しながら、吊下物体を指
定方位に旋回させるに必要な角度や速度を得るため、電
気系統操作スイッチ盤５の電動モータ制御スイッチ５０
゜スレービング・トルク・モータ制御スイッチ４９、ブ
レーキ・クラッチ制御スイッチ５１の操作を適宜行い、
また、適宜くり返して、縦主軸２、スリング・アーム８
を旋動することにより、フック９に吊下する物体を指定
する方位に位置するよう制御することができる。

レベリング・ジンバル・トルク発信器２５、回転位置発
信器２６、スリング・アーム方位発信器４０からの信号
を主とした入力として、電動モータ３３、スレービング
・トルク・モータ２４、ブレーキ・クラッチ及び電磁ゴ
マ２８の作動時期、作動時間、作動電圧電流を制御する
計算装置を付加することによって、本装置に関する自動
制御操作を最適条件で行うことができる。

以上説明したように、本発明装置を使用することによっ
て、転板しやすい鋼索等により吊下した状態の物体を、
離れた場所から指定方位に、容易に制御し、定置するこ
とかできる効果がある。

また、揚降障害物のある狭隘で曲折した吊下物の空間通
路において、吊下物体の方位を変化させ障害物との接触
を回避しながら、安全に揚降することかできる効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例を示すもので、第１図はフレーム
・ボックス装置の縦断面図、第２図はフレーム・ボック
ス装置の一部切断の斜視図、第３図は本発明装置の主要
電気機器の系統概要図である。 １・・・・・・フレーム・ボックス装置、２川曲・・縦
主軸、３・・・・・・・・・中間盤１０．釣金具部４６
．底面盤５８を有するボックス・フレーム、４・曲面電
気系統接続装置、５・・・・・・・・・電気系統操作ス
イッチ盤、６・・・・・四方向方位表示器、７・・・・
・曲トルク指示器、８・・・・・四スリング・７−ム、
９・曲間フック、１１・・曲・１スピン・コマ回転軸１
２　、スピン・モータ１３で構成するスピン・コマ、１
４・・・・・・・・・スレーピング・ジンバル、１７・
・・・・・・・・レベリング・ジンバル、２１・朋曲ジ
ャイロ・フレーム、２４・曲間スレーピング・トルク・
千−タ、２Ｊ５・聞・・四・レベリング・ジンバル喀ト
ルク発信器、２６・・・・・・・・・回転位置発信器、
２７・・・・・曲ディスク、２８・・曲・・・電磁ゴマ
、２９・・・・・曲電磁フィル、３３・・・・・・・・
・電動モータ、３４・曲間スラスト軸受、３５・・・・
・・・・・球軸受、３６・・・・・曲駆動歯車、３７・
曲間受動歯車、３８・・・・・・・・・ナツト、３９・
・・・・・・・・電気回路スリップ・リング、４０・・
・・・曲スリング・アーム方位発信器、４５・・・・・
・・・・電気回路コネクタ、４７・・・・・曲システム
電源スインチ、４８・・・・・・・・・スピン・モータ
・スイッチ、４９・・・・・・・・・スレーピングやト
ルク・モーフ制御スイッチ、５０・・・・・・・・・電
動モータ制御スイッチ、５１・・・・・・・・・ブレー
キ・クラッチ制御スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ボックス・フレーム（３）を吊下する転捩しやすい
   鋼索や綱の下端に取り付けて、ボックス・フレーム（３
   ）の内部上部室にジャイロスコープを固定し、両端にフ
   ック（９）を有するスリング・アーム（８）を下方に組
   み付けた縦主軸（２）とその縦主軸（２）を電動モータ
   （３３）で旋回する機構を内部下部室に設け、電動モー
   タ（３３）による旋回力と、前記ジャイロスコープのス
   ピン・コマ（１１）の慣性力と、スレービング・トルク
   ・モータ（２４）の作動によるプレセッション作用の物
   理特性にもとづく作用力とにより、縦主軸（２）を旋回
   させ、吊下移動する物体の空中における水平方位を固定
   および旋回制御する特徴を有する装置。 ２　方向ジャイロスコープのスレービング・ジンバル軸
   （１５）に与えられたトルクによって生ずるプレセッシ
   ョン作用によるレベリング・ジンバル（１７）の旋回力
   を、ジャイロスコープとスリング・アーム（８）を組み
   付けた縦主軸（２）とを組み込むフレーム・ボックス装
   置（１）の旋回力に変換するブレーキ・クラッチ機構を
   、レベリング・ジンバル下部軸（２０）部とボックス・
   フレーム（３）の中間盤（１０）との間に跨がつて設け
   た特許請求の範囲第１項記載の吊下物体方位制御装置。