天井クレーンの半自動走行制御方法

【課題】手動式の天井クレーンでは、搬送作業の能率が悪化すると共に、安全面でも問題が生じる。一方、自動式の天井クレーンでは、高度な自動化技術の採用と、そのための多大な費用が必要になってくる。
【解決手段】搬送ガーダ３２に目標物を検出する探知器４０を設け、搬送ガーダ３２の移動時には相手先の目標物を検出して搬送ガーダ３２を自動停止することにより、搬送ガーダ３２の走行を半自動化する。制御回路４２からホイスト２４に出力する信号を、目標物までの距離に応じて変化させ、目標物に近付くに従って減速する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷物を吊下げて走行するホイストがクレーンガーダ間で乗移り可能となった天井クレーンの半自動走行制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年ではＲＣ構造の高層ビルの建設用仮設足場として、全天候型の仮設架構が提案されている。この仮設架構は、構築予定建物の形状に合わせてその周囲に複数本の仮設支柱を立設すると共に、各仮設支柱間の上部に屋根架構を支持して、建物の高さ増加に伴って仮設支柱を上方に継足しつつ屋根架構を持上げることにより、天候に影響されることなく工事を遂行できるようになっている。また、前記屋根架構の下面には天井クレーンを配置して、エレベータ等により揚重された資材をこの天井クレーンを通じて各部に搬送して組立てるようになっている。
【０００３】前記天井クレーンは資材を水平方向に搬送するようになっており、図４に示すようにメインガーダとしての搬送ガーダ１がメインレール２を走行可能に取付けられており、かつ、搬送ガーダ１の両側に配置されるサブレール３，３ａにサブガーダとしての一対の建込みガーダ４，４ａが走行可能に取付けられている。また、前記建込みガーダ４，４ａには荷吊り用のホイスト５が移動可能に設けられており、このホイスト５が前記搬送ガーダ１に乗移った状態で、仮設エレベータ６から揚重された資材をこのホイスト５に吊込むようになっている。
【０００４】そして、資材を吊込んだ搬送ガーダ１はメインレール２を走行して、建込みガーダ４，４ａの一方と一直線状に並んだ状態で、搬送ガーダ１から建込みガーダ４，４ａにホイスト５を乗り移し、このホイスト５が乗移った建込みガーダ４，４ａがサブレール３，３ａを走行すると共に、ホイスト５が建込みガーダ４，４ａを移動することにより、目的の部位に資材を搬送するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる従来の天井クレーンにあっては、一般的にはその運転方法として手動式と自動式の２つの方法が知られている。前者の手動式ではオペレータが操作器を操って運転する方法であり、この手動式では搬送作業の能率が悪くなって工期の長期化が余儀なくされると共に、どうしても人手による操作であるため安全面でも問題が生じる。
【０００６】一方、後者の自動式では、記憶，比較演算機能を備えた制御装置を備え、目標位置と現在位置信号により、所定の動作の開始から終了までを操作することなく全自動運転する方法である。ところで、この全自動運転する場合には停止時の位置決めの高精度化とか安全監視等が要求されるため、クレーン設備の全体費用に対する制御関連費用の占める比率が著しく高くなり、自動制御関連の費用は手動式の数倍〜十数倍になることもある。また、前記従来の技術に示したように工事用として天井クレーンを設置する場合、その設置場所が仮設構造物であったり、また、動作範囲とか停止位置等の環境条件が刻々と変化する。このような条件の下で全自動運転方式を取入れるためには、高度な自動化技術の採用と、そのための多大な費用が必要になってくるという課題があった。
【０００７】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、天井クレーンの全動作のうち、エレベータで揚重された荷物を受取ってサブガーダまで運ぶメインガーダの制御部分を自動化して、手動式より作業を迅速化しつつ自動式より工費を低減するようにした天井クレーンの半自動走行制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するために本発明は、メインレールを往復移動するメインガーダと、メインレールの側方に配置されるサブレールを往復移動するサブガーダと、メインガーダおよびサブガーダに移動可能に取付けられ、これら両ガーダを一直線状に一致させた状態でそれぞれのガーダ間に乗移り可能な荷吊り用のホイストとを備え、エレベータで揚重された荷物を前記メインガーダに位置させたホイストとの間で受渡しするようにしたホイスト乗移り式の天井クレーンにおいて、前記メインガーダに目標物を検出する手段を設ける一方、メインガーダの移動時には相手先の目標物を検出してこのメインガーダを自動停止させる。
【０００９】従って、本発明の天井クレーンの半自動走行制御方法にあっては、メインガーダが移動しようとする相手先を、エレベータからの荷物受取場所と、ホイストを受渡すサブガーダとを目標物として設定しておくことにより、前記エレベータから荷物を受取る場合に、メインガーダは荷物の受取場所に達することによりこの目標物を検出して自動的に停止する。そして、エレベータからメインガーダに位置しているホイストに荷物を受取った後、メインガーダをメインレールに沿ってサブガーダ方向に走行させる。すると、前記メインガーダはサブガーダの位置に達した時点でこの目標物を検出して自動停止し、メインガーダとサブガーダとが一直線状に配置された状態で、メインガーダからサブガーダにホイストを乗移す。そして、ホイストが乗移ったサブガーダをサブレールに沿って走行させると共に、ホイストをサブガーダに沿って移動させることにより、荷物が目的の場所に搬送されるようになっている。
【００１０】従って、前記メインガーダは走行させた後の停止が自動的に行われるため、オペレータが行っていたメインガーダ停止時の微妙な位置合わせが不要となる。このため、メインガーダの停止を迅速に行うことができ、荷物の搬送作業に要する所要時間を大幅に短縮化できると共に、この搬送作業の安全性を確保することができる。
【００１１】また、かかる天井クレーンの半自動走行制御方法において、前記メインガーダを目標物に近付くに従って徐々に減速させることにより、目標位置の近傍ではメインガーダの慣性力を小さくすることができるため、このメインガーダを目標位置で正確に停止させることができる。従って、前記メインガーダを走行させる際に、目標物から離れた位置ではメインガーダの速度を増大させることができるため、メインガーダの移動時間を短縮することができる結果、搬送作業をより迅速に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１，図２は本発明にかかる天井クレーンの半自動走行制御方法の一実施形態を示し、図１は本発明の天井クレーンが適用される全天候型仮設屋根を示す正面図、図２は天井クレーンのメインガーダを走行制御する過程を順を追って示す説明図、図３R>３は天井クレーンの半自動走行制御方法の要部を示す回路図である。
【００１３】即ち、本実施形態では、本発明の天井クレーンを全天候型仮設屋根に適用した場合を示し、図１，図２に示すようにこの全天候型仮設屋根１０を用いて建物１２が下層階から上層階へと順次構築されるようになっている。
【００１４】前記全天候型仮設屋根１０は、建設予定の前記建物１２の外側に配置された４本の仮設支柱１４，１４…と、各仮設支柱１４，１４…に昇降可能に取付けたクライミング機構１６，１６…と、各クライミング機構１６，１６…に四隅を固定し、建物１２の上面全体を水平に覆う屋根架構１８とを備え、屋根架構１８の下面には天井クレーン２０が設けられる。
【００１５】また、前記建物１２の一側面中央には資材揚重用の仮設エレベータ２２が配置され、この仮設エレベータ２２を通じて揚重されたプレキャスト部材等の資材は、前記天井クレーン２０を走行するホイスト２４に吊下げられて建物１２のフロア各部に供給される。
【００１６】前記仮設支柱１４，１４…はトラス組柱状体の他に円筒形柱状体を選択することができ、建物１２の適宜部分に一端が固定された水平控え２６に支持されて自立性を保ちつつ、施工階の上昇に応じて前記天井クレーン２０によって搬送される仮設支柱１４を上方に継ぎ足すことで屋根架構１８の高さを順次増すことができる。
【００１７】前記クライミング機構１６，１６…は、仮設支柱１４，１４…の外周に挿通されたガイドスリーブ１６ａと、このガイドスリーブ１６ａの上下に一体化され、仮設支柱１４の周囲を包囲した上部フレーム１６ｂおよび中間フレーム１６ｃとを備え、前記ガイドスリーブ１６ａの上下を二分割して、分割した両者間に前記屋根架構１８の隅部を挟み込んで固定している。また、前記中間フレーム１６ｃの下部には同じく仮設支柱１４の外周を包囲する下部フレーム１６ｄが配置されており、両フレーム１６ｃ，１６ｄ間を複数の昇降用油圧ジャッキ１６ｅで連結してある。
【００１８】前記中間フレーム１６ｃと下部フレーム１６ｄには、仮設支柱１４に係脱可能に差し込まれる図外のピンがそれぞれ挿入され、このピンによってクライミング機構１６を仮設支柱１４に支持固定するようになっている。また、クライミング機構１６の停止状態では油圧ジャッキ１６ｅは縮小し、前記ピンの所定高さ位置に支持されている。
【００１９】そして、前記クライミング機構１６を上昇させる際には、中間フレーム１６ｃのピンを抜き、油圧ジャッキ１６ｅを伸長させて中間フレーム１６ｃから上の部分をジャッキストローク分だけ高くする。次に前記中間フレーム１６ｃにピンを挿通して仮設支柱１４に固定した後、下部フレーム１６ｄのピンを抜き、油圧ジャッキ１６ｅを短縮させて下部フレーム１６ｄを追従させて持上げた後、この下部フレーム１６ｄを仮設支柱１４にピン固定する。このようにして、施工階の上昇に応じて各仮設支柱１４，１４…にそれぞれ設けた４つのクライミング機構１６，１６…を同期して上昇させることにより、屋根架構１８が水平状態を保持しつつ持上げられる。
【００２０】ここで、前記天井クレーン２０は図２に示すように、前記仮設エレベータ２２に対応して屋根架構１８の下面中央部に位置するメインレール２８と、このメインレール２８の両側に位置してメインレール２８と平行配置されるサブレール３０，３０ａとを備え、メインレール２８にはメインガーダとしての搬送ガーダ３２が移動可能に支持されると共に、サブレール３０，３０ａにはサブガーダとしての建込みガーダ３４，３４ａが移動可能に支持される。
【００２１】ところで、資材を吊下げて搬送する前記ホイスト２４は、前記搬送ガーダ３２および前記建込みガーダ３４，３４ａに移動可能に取付けられ、これら搬送ガーダ３２と建込みガーダ３４，３４ａとの間を乗り移ることが可能となっている。つまり、仮設エレベータ２２で揚重された資材を搬送ガーダ３２に位置する前記ホイスト２４で受取った後、この搬送ガーダ３２を荷渡ししようとする建込みガーダ３４，３４ａの一方の位置まで走行し、これら搬送ガーダ３２と建込みガーダ３４，３４ａとが一直線状に配置された時点で、ホイスト２４を搬送ガーダ３２から建込みガーダ３４，３４ａに乗移す。そして、ホイスト２４が乗移った建込みガーダ３４，３４ａをサブレール３０に沿って走行させると共に、このホイスト２４を建込みガーダ３４，３４ａに沿って移動させることにより、ホイスト２４に吊下げた資材をフロアの目的位置に搬送することができる。
【００２２】尚、前記天井クレーン２０では無線操縦により搬送ガーダ３２および建込みガーダ３４，３４ａの各クレーンガーダの移動位置、そしてホイスト２４の移動位置を制御するようになっている。この場合、オペレータは１つのホイスト２４に対して１つの操作器を操作するのが一般的である。
【００２３】ここで、本実施形態では図３に示すように前記搬送ガーダ３２に目標物までの距離を検出する手段としての探知器４０を設ける一方、この探知器４０によって目標物までの距離を検出しつつ搬送ガーダ３２が移動される。前記探知器４０で検出された目標物までの距離信号は制御回路４２に入力され、この制御回路４２は、搬送ガーダ３２の駆動モータ（図示しない）に駆動信号を出力して搬送ガーダ３２の速度を制御するようになっており、搬送ガーダ３２が目標物に到達する直前まで搬送ガーダ３２の駆動制御を行なうようになっている。その後は、搬送ガーダ３２と目標物との間に設けられた近接スイッチの動作に応じて、搬送ガーダ３２を自動停止させるようになっている。
【００２４】また、本実施形態では、前記制御回路４２から搬送ガーダ３２の駆動モータに出力する信号を、目標物までの距離に応じて変化させ、目標物に近付くに従って減速するようになっている。例えば、目標物までの距離が５ｍまでは高速（４０m/min ）走行に設定し、５ｍから０．５ｍまでは中速（２０m/min ）走行し、０．５ｍ以内では低速（６m/min ）走行し、かつ、±０．０５ｍで停止するように設定してある。
【００２５】図２（ａ）〜（ｄ）は搬送ガーダ３２の制御を順を追って示し、まず、（ａ）図では仮設エレベータ２２で揚重された資材をホイスト２４に吊込むが、この吊込みは無線操作器を用いた手動操作によって行う。そして、この吊込みの後、搬送ガーダ３２を図中上方に移動して目標物としての建込みガーダ３４，３４ａ（本実施形態では右方の建込みガーダ３４ａ）まで走行させるが、この搬送ガーダ３２の走行は自動により行う。
【００２６】即ち、前記搬送ガーダ３２の自動走行は操作器を操作して行われ、走行停止位置スイッチ，位置合わせガーダスイッチ（ガーダ選択スイッチ），走行方向ジョイスティックスイッチおよび自動走行スイッチをそれぞれＯＮする。つまり、前記各スイッチでは左右いずれかの建込みガーダ３４，３４ａを選択し、かつ、東西南北の走行方向が選択されるようになっている。この状態で搬送ガーダ３２は目標物としての建込みガーダ３４ａまでの距離を検出しつつ、（ｂ）図に示すようにメインレール２８に沿って自動走行を開始する。このとき、搬送ガーダ３２は走行開始した後、建込みガーダ３４ａまでの距離が５ｍになるまで高速走行され、この５ｍを越えた時点で中速に速度ダウンし、更に、建込みガーダ３４ａまでの距離が０．５ｍになると低速走行される。そして、建込みガーダ３４ａに達した（±０．０５ｍ以内）時点で搬送ガーダ３２は停止する。
【００２７】前記搬送ガーダ３２が停止した時点で、この搬送ガーダ３２と前記建込みガーダ３４ａは一直線状に並び、搬送ガーダ３２に位置するホイスト２４を（ｃ）図に示すように建込みガーダ３４ａに乗移す。この乗移し作業は操作器を操作してオペレータが手動で行うが、搬送ガーダ３２が停止しないうちはホイスト２４が建込みガーダ３４，３４ａに乗移る動作が禁止されるようになっている。
【００２８】そして、ホイスト２４が建込みガーダ３４ａに乗移った後は、これら建込みガーダ３４ａおよびホイスト２４を別の操作器を操作して駆動し、目的位置に資材を搬送することになる。そして、目的位置に資材を搬送し終えた後、手動操作によって建込みガーダ３４ａを前記搬送ガーダ３２と一直線状に戻し、空になったホイスト２４を搬送ガーダ３２に乗移す。尚、ホイスト２４が搬送ガーダ３２と建込みガーダ３４，３４ａとの間で乗移るときの速度、および建込みガーダ３４，３４ａが移動するときの速度は、例えば１０m/min 程度の低速で行われるようになっている。
【００２９】次に、空のホイスト２４が位置した搬送ガーダ３２は、再度資材の吊込みのために仮設エレベータ２２まで走行して戻ることになるが、この仮設エレベータ２２を停止位置（目標物）として搬送ガーダ３２は自動走行することになる。即ち、前記搬送ガーダ３２を戻す時には、建込みガーダ３４ａに向かって走行させる時と同様に、操作器の走行停止位置スイッチ，位置合わせガーダスイッチ，走行方向ジョイスティックスイッチおよび自動走行スイッチをそれぞれＯＮすることにより、搬送ガーダ３２は仮設エレベータ２２に向かって自動走行する。
【００３０】このとき、搬送ガーダ３２の往路と同様に仮設エレベータ２２（停止位置）までの距離が５ｍを境に高速走行から中速走行に減速し、残り０．５ｍに達した時点で低速走行に移行し、仮設エレベータ２２に達した時点で停止する。
【００３１】尚、前記実施形態では、搬送ガーダ３２と図中右方の建込みガーダ３４ａとの間でホイスト２４を乗移す場合に例をとって述べたが、これに限ることなく、搬送ガーダ３２と図中左方の建込みガーダ３４との間でホイスト２４を乗移す場合にあっても同様の走行制御が行われるのは勿論である。
【００３２】以上説明したように、本実施形態の天井クレーンの半自動走行制御方法にあっては、搬送ガーダ３２の走行を半自動制御し、搬送ガーダ３２に探知器４０を設けて移動先の目標物、即ち、往路にあっては建込みガーダ３４または３４ａ、復路にあっては仮設エレベータ２２（停止位置）を検出して自動停止するようにしたので、従来、オペレータが行っていた搬送ガーダ３２停止時の微妙な位置合わせが不要となる。従って、搬送ガーダ３２の停止を迅速かつ正確に行うことができ、延いては、資材の搬送作業に要する所要時間を大幅に短縮化できると共に、この搬送作業の安全性を確保することができる。
【００３３】また、本実施形態では、前記搬送ガーダ３２を自動停止させる場合に、目標物までの距離が５ｍまでは高速（４０m/min ）走行し、５ｍから０．５ｍまでは中速走行（２０m/min ）し、０．５ｍ以内では低速（６m/min ）走行し、かつ、±０．０５ｍで近接スイッチの動作により停止するように設定することにより、目標物に近付くに従って減速するようになっている。このため、搬送ガーダ３２を目標物で正確に停止させることができると共に、搬送ガーダ３２を走行させる際に、目標物から離れた位置では搬送ガーダ３２の速度を増大させることができるため、搬送ガーダ３２の移動時間を短縮して搬送作業をより迅速に行うことができる。
【００３４】ところで、前記実施形態では搬送ガーダ３２の走行および停止のみを半自動走行制御させる場合を開示したが、建込みクレーン３４，３４ａにおけるホイスト２４の位置決めをも自動化させることが望ましい。この場合、ホイスト２４から鉛直下向きに床面に向かってレーザ光を照射し、目標位置にはレーザ光を反射する鏡体を設置しておいて、ホイスト２４で反射光を受光したときにホイスト２４が目標位置に達したことを検知して停止するようにできる。尚、この場合、レーザ光の照射受光を床面目標位置で行い、ホイスト２４に反射鏡体を設けても良い。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に示す天井クレーンの半自動走行制御方法にあっては、メインガーダに目標物を検出する手段を設ける一方、メインガーダの移動時には相手先の目標物を検出してこのメインガーダを自動停止させるようにしたので、メインガーダの走行を半自動制御して、このメインガーダを走行させた後の停止を自動的に行わせることができるため、手動によるメインガーダ停止時の微妙な位置合わせを不要とすることができる。従って、メインガーダの停止を迅速に行うことができ、荷物の搬送作業に要する所要時間を大幅に短縮化できると共に、この搬送作業の安全性を確保し、かつ、半自動化により天井クレーンのコストを抑制することができる。
【００３６】また、本発明の請求項２にあっては、前記メインガーダを目標物に近付くに従って徐々に減速させるようにしたので、目標位置の近傍ではメインガーダの慣性力を小さくして、このメインガーダを目標位置で正確に停止させることができる。従って、前記メインガーダを走行させる際に、目標物から離れた位置ではメインガーダの速度を増大させることが可能となるため、メインガーダの移動時間を短縮して搬送作業をより迅速に行うことができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる半自動走行制御方法を適用した天井クレーンを用いた全天候型仮設屋根を示す正面図である。
【図２】本発明にかかる天井クレーンの半自動走行制御方法の一実施形態を順を追って示す説明図である。
【図３】本発明にかかる天井クレーンの半自動走行制御方法の要部を示す回路図である。
【図４】従来の天井クレーンを示す概略構成図である。
【符号の説明】
２０天井クレーン２２仮設エレベータ
２４ホイスト２８メインレール
３０，３０ａサブレール３２搬送ガーダ（メインガーダ）
３４，３４ａ建込みガーダ（サブガーダ）
４０探知器（目標物検出手段）４２制御回路

【特許請求の範囲】
【請求項１】メインレールを往復移動するメインガーダと、メインレールの側方に配置されるサブレールを往復移動するサブガーダと、メインガーダおよびサブガーダに移動可能に取付けられ、これら両ガーダを一直線状に一致させた状態でそれぞれのガーダ間に乗移り可能な荷吊り用のホイストとを備え、エレベータで揚重された荷物を前記メインガーダに位置させたホイストとの間で受渡しするようにしたホイスト乗移り式の天井クレーンにおいて、前記メインガーダに目標物を検出する手段を設ける一方、メインガーダの移動時には相手先の目標物を検出してこのメインガーダを自動停止させることを特徴とする天井クレーンの半自動走行制御方法。
【請求項２】前記メインガーダは目標物に近付くに従って徐々に減速させることを特徴とする請求項１に記載の天井クレーンの半自動走行制御方法。

【図１】