JP3242905U - 手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーン - Google Patents

Abstract

【課題】操作者がクレーンの昇降速度を手感覚で任意に変更し、各種の組立位置のニーズに満足できる、手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーンを提供する。【解決手段】クレーン本体１０には回転動力を提供する原動機１１及び原動機の動力によって駆動回転する巻取り装置１２を有し、巻取り装置には昇降ユニットおよび昇降・吊り下げ用のフックユニット１３を有し、電気ボックス２０の外部に装備された操作ハンドル２１には複数の押しボタンスイッチが設けられており、フックユニット１４を所定方向へ移動・昇降させることが可能になる。原動機に装備された永久磁石サーボモータの片側には、電気的に接続されたエンコーダ１５が設けられている。電気ボックスの内部に装備されたコントロールユニット２２は、電気的に接続されたエンコーダを通して回転数の信号を発送する。操作ハンドルには、ハンドホイール２３とパルス信号発生器２４が設けられている。【選択図】図１

Description

本考案は、吊り上げ装置に関し、特に、手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーンに関するものである。

産業関連の吊り上げ装置は広く使用されており、巻上装置、クレーン、搬送装置などの吊り上げ装置に広く使用されている。
吊り上げ装置に属する固定クレーンは、天井クレーン、ジブクレーン、ブリッジクレーン、アンローダー、ケーブルクレーン、コンテナクレーン、モノレールクレーンに分類される。
中でも電動クレーンは、工場、高頻度・高荷重の製鉄工場、高揚程の吊り上げ場所、過酷な作業環境などで最も広く使用されている。
従来の電動クレーンは、チェーン式（図６）とケーブル式（図７）に大別される。従来の電動クレーンは、高所に設置されたクレーン本体１と、回転動力用の誘導原動機とからなる構造が一般的である。
従来の電動クレーンは、可動子２と、誘導原動機２によって駆動される巻取装置３と、巻取装置の周囲に設置される昇降ユニット４と、昇降・吊り下げ用のフックユニット５とから構成される。
その誘導原動機２の外部に設置される操作者が握る操作ハンドル６のスイッチボタンを押すことにより、フックユニット５を所定方向へ移動・昇降させることができる。

従来の電動クレーンは、誘導原動機２を使用する場合に、速度の設定が５ＨＺ～５０ＨＺの範囲で低速・高速の設定しかできず、５ＨＺ以下には設定できない。
そのため、操作者が操作ハンドルを押してフックユニットを昇降させるが、フックユニットを昇降させるときに激しい振動の発生が避けられない。
そのため、輸送中の荷物が揺れたり不安定になったり、着地時の衝撃による荷物に損害を与えたり、人身傷害を引き起こしたりするといった問題を引き起こす。
これらの問題は従来の電動クレーンが操作者の微調整操作に正確に対応できないことが主な原因である。

本考案は以上の点に鑑みてなされたものであり、本考案の主な目的は、操作者の手動操作により昇降速度を任意に変えて様々な組み立て・位置決めニーズに満足することが可能な手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーンを提供することにある。

本考案の手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーンは、高所に設置されたクレーン本体と、各種電気配線配置用の電気ボックスを有する。
クレーン本体には、回転動力を提供する原動機及び原動機の動力によって駆動回転する巻取り装置を有する。巻取り装置には昇降ユニットおよび昇降・吊り下げ用のフックユニットを有する。電気ボックスの外部には操作者が握る操作ハンドル、操作ハンドルには複数の押しボタンスイッチが設けられており、これにより、フックユニットを所定方向へ移動・昇降させることが可能になる。
クレーン本体の原動機には永久磁石サーボモータ、その片側には電気的に接続されたエンコーダが設けられている。
コントロールユニットは電気的に接続されたエンコーダを通して永久磁石サーボモータの回転位置を検知する同時に、永久磁石サーボモータの回転指令がエンコーダを通過したときにフィールドワークされた信号と比較することにより、実際の回転速度が一致しているかどうかを確認する。
操作ハンドルには、押しボタンスイッチ以外の箇所に正・反回転が自由に操作できるハンドホイールと、ハンドホイールをまわすことにより制御されるパルス信号発生器が設けられている。
パルス信号発生器は電気的に接続された電気ボックスへ正・反回転の信号をコントロールユニットへ送り、そのコントロールユニットから方向指令が生成され、永久磁石サーボモータへ送ることになる。
これにより、ハンドホイールの回転速度をエンコーダの調整比率と正比例になり、パルス信号発生器は回転が速いほど、コントロールユニットは永久磁石サーボモータへ送られる速度指令を生成することになる。これにより、操作者がクレーンの昇降速度を手感覚で任意に変更し、各種の組立位置のニーズに満足することが実現できる。
本考案の手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーンには、永久磁石サーボモータに回転駆動されるドラムとしての巻取装置と、ドラムのの周囲に設置されるケーブルまたはチェーンとしての昇降ユニットが設けられている。
本考案の手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーンには、上下二段式の押しボタンが装備された操作ハンドルが設けられている。
電気ボックスに電気的に接続されたコントロールユニットは、５ＨＺ以下的定格周波数の間に快速・低速操作により、高・低回転数の指令を通して永久磁石サーボモータを制御する。
本考案の手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーンには、ハンドホイールの回転速度に従って０．１ＨＺ～５ＨＺの間に昇降距離を１～２ｍｍ範囲内で超低速的に移動させるように制御調整できる永久磁石サーボモータが設けられている。

本考案は、操作者がクレーンの昇降速度を手感覚で任意に変更し、各種の組立位置のニーズに満足することができる。

本考案の一実施例に係る電動クレーンの組立状態を示す全体斜視図 図１における２－２の断面図 本考案の一実施例に係る電動クレーンのブロック図 本考案の手感覚でのハンドル操作による移動・位置決めを行うためのイメージ図 本考案のハンドホイールの回転によりフックユニットの昇降を微調整するためのイメージ図 従来のチェーン式電動クレーンの組立図 従来のケーブル式電動クレーンの組立図

図１～図５を参照して説明する。本考案の手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーンは、高所に設置されたクレーン本体１０と、各種電気配線配置用の電気ボックス２０を有する。

クレーン本体１０には、回転動力を提供する原動機１１及び原動機１１の動力によって駆動回転する巻取り装置１２を有する。
巻取り装置１２には昇降ユニット１３および昇降・吊り下げ用のフックユニット１４を有する。

電気ボックス２０の外部には操作者が握る操作ハンドル２１を有する。
操作ハンドル２１には上・下・左・右・前上、後下の獨立方向移動用の押しボタンスイッチ２１１～２１６が六つ設けられている。これにより、原動機１１を駆動しながらフックユニット１４を所定方向へ移動・昇降させることが可能になる。

巻取り装置１２にはフレーム１２１及び原動機１１に駆動されるドラム１２２が設けられている。
ドラム１２２の向こう側にはトランスミッションギアボックス１２３及びリミットスイッチセット１２４が設けられている。
フックユニット１３には、ドラム１２２の周囲に巻き付かれるケーブル１３１及びフックブロック１３２が設けられている。

以上の機構は従来の技術と同じなので、説明を省略する。本考案は以下のような特徴を有する。
図２～図３に示した通り、クレーン本体１０の原動機１１には、ＤＣブレーキ１１２を備えた永久磁石サーボモータ１１１と、その片側には電気的に接続されたエンコーダ１５が設けられている。
電気ボックス２０の内部にインバーター操作用のコントロールユニット２２が設けられている。

コントロールユニット２２は電気的に接続されたエンコーダ１５を通して原動機１１の永久磁石サーボモータ１１１の回転位置を検知する同時に、原動機１１の永久磁石サーボモータ１１１の回転指令がエンコーダ１５を通過したときにフィードバックされた信号と比較することにより、実際の回転速度が一致しているかどうかを確認する。

図３～図５が示した通り、操作ハンドル２１の押しボタンスイッチ２１１～２１６はＡ、Ｂの上下二段式切替端子になっている。
Ａ、Ｂ切替端子がそれぞれ電気的に接続された電気ボックス２０のコントロールユニット２２は、定格周波数５ＨＺ以下の間に快速・低速の固定速度操作により、事前に設定された高・低回転数の指令を通して原動機１１の永久磁石サーボモータ１１１を制御することが可能である。

また、操作ハンドル２１には、押しボタンスイッチ２１１～２１６以外の箇所に正・反回転が自由に操作できるハンドホイール２３と、ハンドホイール２３をまわすことにより制御されるパルス信号発生器２４が設けられていて、これにより、相対的なパルス信号を生成させる。

パルス信号の周波数は、フィルタ回路から得られた信号をパルス信号の周波数に一致するようにフィルタ回路を調整することが可能である。
正のフィードバックを通して最終的にパルス信号と同じような周波数の正弦波が得られる。

パルス信号発生器２４は電気的に接続された電気ボックス２０へ正・反回転の信号をコントロールユニット２２へ送り、そのコントロールユニット２２から方向指令が生成され、原動機１１の永久磁石サーボモータ１１１へ送ることになる。
その中に、ハンドホイール２３の回転速度をエンコーダ１５の調整比率と正比例になっている。
これにより、パルス信号発生器２４は回転が速いほど、コントロールユニット２２が原動機１１の永久磁石サーボモータ１１１へ送る速度指令が早く生成される。

図４に示した通り、永久磁石サーボモータ１１１は、ハンドホイール２３の回転速度Ｖに従って、０．１ＨＺ～５ＨＺの間に昇降距離Ｓを１～２ｍｍの範囲内に超低速的に移動させるように制御調整が可能である。

以上の組み合わせにより、図１及び図３が示した通り、本考案の手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーンは、作業者が操作ハンドル２１を操作することにより制御される。
一般の作業の場合、押しボタンスイッチ２１１～２１６の操作によりクレーン本体１０の移動を制御する。Ａ、Ｂの上下二段式切替端子になっている押しボタンスイッチ２１１～２１６を押すことにより、快速・低速の固定速度操作が行る。

昇降ユニット１３を極低速的に昇降させて高精度的な組み立て作業が必要な場合、操作ハンドル２１に装備されたハンドホイール２３を使用することで対応させる。
これにより、パルス信号発生器２４は、相応する正・反回転の信号を電気ボックス２０内部のコントロールユニット２２へ送り、インバーター変換させることにより、ハンドホイール２３の回転速度Ｖに従って、０．１ＨＺ～５ＨＺの間に昇降ユニット１３の昇降距離Ｓを１～２ｍｍの範囲内に超低速的に移動させるように制御調整が可能である。

これにより、操作者がクレーンの昇降速度を手感覚で任意に変更し、各種の組立位置のニーズに満足することが実現できる。

以上説明したように、本考案に係る手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーンは、技術発想及び革新的な空間形態に基づいた考案である。
クレーン本体１０の電気ボックス２０内部のコントロールユニット２２は、電気的に接続されたエンコーダ１５を通して原動機１１の永久磁石サーボモータ１１１の回転位置を検知する同時に、原動機１１の永久磁石サーボモータ１１１の回転指令がエンコーダ１５を通過したときにフィードバックされた信号と比較することにより、操作者がクレーンの昇降速度を手感覚で任意に変更し、各種の組立位置のニーズに満足することが実現できる。
本考案に係る手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーンは、従来のものと比べると、より効率的な実用性が認められるものである。

１０ クレーン本体
１１ 原動機
１１１ 永久磁石サーボモータ
１１２ ＤＣブレーキ
１２ 巻取り装置
１２１ フレーム
１２２ ドラム
１２３ トランスミッションギアボックス
１２４ リミットスイッチセット
１３ フックユニット
１３１ ケーブル
１３２ フックブロック
１４ フックユニット
１５ エンコーダ
２０ 電気ボックス
２１ 操作ハンドル
２１１ 押しボタンスイッチ
２１２ 押しボタンスイッチ
２１３ 押しボタンスイッチ
２１４ 押しボタンスイッチ
２１５ 押しボタンスイッチ
２１６ 押しボタンスイッチ
２２ コントロールユニット
２３ ハンドホイール
２４ パルス信号発生器
Ａ 切替端子
Ｂ 切替端子
Ｖ 回転速度
Ｓ 昇降距離

Claims (4)

1. 高所に設置されたクレーン本体と、各種電気配線配置用の電気ボックスを有し、クレーン本体には回転動力を提供する原動機及び原動機の動力によって駆動回転する巻取り装置を有し、巻取り装置には昇降ユニットおよび昇降・吊り下げ用のフックユニットを有し、電気ボックスの外部には操作者が握る操作ハンドルを有し、操作ハンドルには複数の押しボタンスイッチが設けられており、これにより、フックユニットを所定方向へ移動・昇降させることが可能な手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーンであって、
   クレーン本体の原動機に装備された永久磁石サーボモータの片側には電気的に接続されたエンコーダが設けられ、
   電気ボックスの内部に装備されたインバーター操作用のコントロールユニットはエンコーダを通して永久磁石サーボモータの回転位置を検知し、その情報と永久磁石サーボモータの回転指令とで実回転速度が一致するかどうかなどのやりとりすることにより速度や位置を制御し、
   操作ハンドルには押しボタンスイッチ以外の箇所に正・反回転が自由に操作できるハンドホイールとハンドホイールをまわすことにより制御されるパルス信号発生器が設けられ、
   前記パルス信号発生器は電気的に接続された電気ボックスへ正・反回転の信号をコントロールユニットへ送り、そのコントロールユニットから方向指令が作成されて、永久磁石サーボモータへ送ることになり、
   ハンドホイールの回転速度がエンコーダの調整比率と正比例的になり、パルス信号発生器は回転が速いほど、コントロールユニットは各種の組立位置のニーズに満足できるように永久磁石サーボモータへ送られる速度指令を生成することを特徴とする、
   手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーン。
2. 前記永久磁石サーボモータに回転駆動されるドラムとしての巻取装置と、ドラムの周囲に設置されるケーブルまたはチェーンとしての昇降ユニットが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーン。
3. 上下二段式の押しボタンスイッチが装備された操作ハンドルが設けられ、電気ボックスに電気的に接続されたコントロールユニットは、定格周波数５ＨＺ以下の間に快速・低速操作により、高・低回転数の指令を通して永久磁石サーボモータを制御することを特徴とする、請求項１に記載の手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーン。
4. ハンドホイールの回転に従って０．１ＨＺ～５ＨＺの間に昇降距離１～２ｍｍ範囲内に超低速の移動を制御できる永久磁石サーボモータが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の手感覚での操作による移動・位置決めを行う電動クレーン。

Images