特開 2022-125791 クレーン装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022125791

(43)【公開日】2022-08-29

(54)【発明の名称】クレーン装置

(51)【国際特許分類】

   B66C 13/23 20060101AFI20220822BHJP

   B66D 1/54 20060101ALI20220822BHJP

【ＦＩ】

B66C13/23 G

B66D1/54 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021023579

(22)【出願日】2021-02-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003713

【氏名又は名称】大同特殊鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002158

【氏名又は名称】特許業務法人上野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】秋本 剛志

(72)【発明者】

【氏名】林 裕隼

【テーマコード（参考）】

3F204

【Ｆターム（参考）】

3F204AA02

3F204CA05

3F204FA04

3F204FB05

3F204FB17

3F204FC01

3F204FD02

(57)【要約】

【課題】インバータ制御のモータを備えたクレーン装置であって、モータへの駆動電力の供給を遮断するためのリレースイッチ、およびインバータ装置の異常を、簡便に検出することができるクレーン装置を提供する。
【解決手段】クレーン装置は、インバータ４１からモータ４０への駆動電力の供給と遮断の切り替えを制御するリレースイッチ５６を備える。また、インバータ４１からモータ４０に駆動電力を供給する駆動回路の電圧を検出する電圧監視部６０を備える。モータ４０が運転されて支持具が運動している状態において、指令部５０が支持具の運動を停止させる停止指令を発すると、リレースイッチ５６がインバータ４１からモータ４０への駆動電力の供給を遮断させ、停止指令の発生から基準時間が経過した時に、電圧監視部６０で検出される電圧が、基準電圧を下回っていない場合に、制御部７０が、ブレーキ４４によってモータ４０の運転を緊急停止させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送対象物を支持する支持具と、
前記支持具を運動させるモータと、
前記モータの回転を停止させるブレーキと、
電源回路から入力された電源電力を、駆動電力に変換して、駆動回路から前記モータに供給するインバータと、
前記支持具の運動に関する指令を発することができる指令部と、
前記指令部からの指令に基づき、前記インバータから前記モータへの前記駆動電力の供給と遮断の切り替えを制御するリレースイッチと、
前記駆動回路の電圧を検出する電圧監視部と、
前記電圧監視部で検出された電圧に基づいて、前記ブレーキを制御して、前記モータの運転を緊急停止させることができる制御部と、を有し、
前記モータが運転されて前記支持具が運動している状態において、前記指令部が前記支持具の運動を停止させる停止指令を発すると、前記リレースイッチが前記インバータから前記モータへの前記駆動電力の供給を遮断させ、
前記停止指令の発生から基準時間が経過した時に、前記電圧監視部で検出される電圧が、基準電圧を下回っていない場合に、前記制御部が、前記ブレーキによって前記モータの運転を緊急停止させる、クレーン装置。

【請求項2】

前記基準時間と前記基準電圧の関係は、前記リレースイッチおよび前記インバータが正常に動作している状態において、前記停止指令の発生から前記基準時間が経過する前に、前記電圧監視部で検出される電圧が、前記基準電圧を下回るように定められている、請求項１に記載のクレーン装置。

【請求項3】

前記インバータへの前記電源電力の入力を停止した際に、
前記リレースイッチおよび前記インバータが正常に動作している状態において、前記停止指令が発せられた際に、前記駆動回路における電流の低下が、電圧の低下よりも遅く開始され、
前記基準時間は、前記リレースイッチおよび前記インバータが正常に動作している状態において、前記停止指令の発生後、前記駆動回路における電流の低下が開始されるよりも短い時間に定められている、請求項１または請求項２に記載のクレーン装置。

【請求項4】

前記基準時間は、２秒以内に設定されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のクレーン装置。

【請求項5】

前記基準電圧は、前記リレースイッチおよび前記インバータが正常に動作している状態において、前記支持具の運動速度が、前記停止指令が発せられる前の７０％以上９０％以下となる際の前記駆動回路の電圧として設定されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のクレーン装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クレーン装置に関し、さらに詳しくは、緊急停止機能を備えたクレーン装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

天井走行式クレーン等のクレーン装置において、モータに駆動電力を供給する経路に電磁接触器（コンタクタ）が設けられ、クレーン装置の運動の駆動／停止の切り替えに伴って、電磁接触器を開閉するように構成される場合がある。また、電磁接触器以外にも、クレーン装置の運動の駆動／停止の切り替えを制御する回路の途中に、リレースイッチ等の有接点開閉器が設けられる場合がある。電磁接触器やリレースイッチ等の有接点開閉器においては、接点の開閉を繰り返すうちに、開閉動作がスムーズに行われなくなって、接点部で放電が起こり、接点部に溶着が生じる場合がある。接点部の溶着が起こると、それら有接点開閉器を開閉制御することができなくなる。開状態とすることでクレーン装置の運転を停止する有接点開閉器の接点部に溶着が起こると、クレーン装置の運動が駆動されたままの状態となり、通常の方法では停止させられなくなる。クレーン装置の運動中に有接点開閉器の溶着が起こると、操作者がコントローラ等から運動の停止を指令しても、クレーン装置の運動を実際に停止することができなくなる。

【0003】

有接点開閉器において接点部の溶着が起こった際に、即座に溶着の発生を検知することができれば、モータを緊急停止させる等して、クレーン装置の破損や事故の発生を防止することができる。クレーン装置等に備えられる電磁接触器において、溶着を検出することができる故障検出装置が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の故障検出装置においては、電源と負荷（モータ）とを接続する駆動回路に配設し、負荷に流れる電流を検出して負荷電流信号を発する負荷電流検出手段と、電磁接触器の操作回路に配設し、電磁接触器のコイルに流れる電流を検出して励磁電流信号を発する励磁電流検出手段と、負荷電流検出手段の発する負荷電流信号と励磁電流検出手段の発する励磁電流信号を比較し、電磁接触器の溶着を検出する電磁接触器の溶着検出手段が設けられる。溶着検出手段においては、励磁電流検出手段から励磁電流信号が発せられていないにもかかわらず、負荷電流検出手段から負荷電流信号が検出時差以上発せられている場合に、電磁接触器が溶着していると判断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－３１１１３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電源からモータに電力を供給する経路に、電磁接触器やリレースイッチ等の有接点開閉器が備えられたクレーンにおいて、特許文献１に記載されるように、実際にモータに流れる電流と、有接点開閉器を開閉制御するための励磁電流とを比較することで、溶着を検出することは可能である。しかし、この場合には、２か所の電流値を相互に比較する必要がある。よって、特許文献１の負荷電流検出手段と励磁電流検出手段、溶着検出手段を一体に備えた故障検知装置として市販されているものを使用することなく、任意の既存のクレーン装置において、同様の原理で溶着検出を行えるシステムを構築しようとすれば、構成が複雑になる可能性がある。

【0006】

クレーン装置としては、モータに駆動電力を供給する電源装置をインバータ装置とした形態のものも用いられている。この形態において、モータに駆動電力を供給する経路に電磁接触器を設ける必要はないが、インバータを介して、モータの運転の駆動／停止の切り替えを行う制御回路の途中に、リレースイッチが設けられることが多い。特許文献１の構成では、モータに流れる電流を溶着検出の指標として用いる必要があるが、モータに駆動電力を供給する電源装置がインバータ装置である場合には、モータを停止させる際に、モータの停止が指令されてから、実際にモータに流れる電流が低下し始めるまでに、比較的長い遅延が生じる場合が多い（図４（ａ）参照）。すると、モータに流れる電流が検出時差以上にわたって観測された場合に、正常にリレースイッチおよびインバータ装置が機能している状況で、上記の遅延のために電流値の低下が遅くなっているのか、あるいはリレースイッチの溶着やインバータ装置の故障等の異常が発生したことでモータへの電力供給を停止できなくなっているのかを判別するのに、時間を要することになる。よって、市販品の故障検知装置を用いるとしても、特許文献１のようにモータに流れる電流を指標として、有接点開閉器の溶着等の異常を検出する形態は、クレーン装置に備えられるモータがインバータ制御のものである場合には採用しにくい。

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、インバータ制御のモータを備えたクレーン装置であって、モータへの駆動電力の供給を遮断するためのリレースイッチ、およびインバータ装置の異常を簡便に検出することができるクレーン装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のクレーン装置は、搬送対象物を支持する支持具と、前記支持具を運動させるモータと、前記モータの回転を停止させるブレーキと、電源回路から入力された電源電力を、駆動電力に変換して、駆動回路から前記モータに供給するインバータと、前記支持具の運動に関する指令を発することができる指令部と、前記指令部からの指令に基づき、前記インバータから前記モータへの前記駆動電力の供給と遮断の切り替えを制御するリレースイッチと、前記駆動回路の電圧を検出する電圧監視部と、前記電圧監視部で検出された電圧に基づいて、前記ブレーキを制御して、前記モータの運転を緊急停止させることができる制御部と、を有し、前記モータが運転されて前記支持具が運動している状態において、前記指令部が前記支持具の運動を停止させる停止指令を発すると、前記リレースイッチが前記インバータから前記モータへの前記駆動電力の供給を遮断させ、前記停止指令の発生から基準時間が経過した時に、前記電圧監視部で検出される電圧が、基準電圧を下回っていない場合に、前記制御部が、前記ブレーキによって前記モータの運転を緊急停止させる。

【0009】

ここで、前記基準時間と前記基準電圧の関係は、前記リレースイッチおよび前記インバータが正常に動作している状態において、前記停止指令の発生から前記基準時間が経過する前に、前記電圧監視部で検出される電圧が、前記基準電圧を下回るように定められているとよい。

【0010】

前記リレースイッチおよび前記インバータが正常に動作している状態において、前記停止指令が発せられた際に、前記駆動回路における電流の低下が、電圧の低下よりも遅く開始され、前記基準時間は、前記リレースイッチおよび前記インバータが正常に動作している状態において、前記停止指令の発生後、前記駆動回路における電流の低下が開始されるよりも短い時間に定められているとよい。

【0011】

前記基準時間は、２秒以内に設定されているとよい。前記基準電圧は、前記リレースイッチおよび前記インバータが正常に動作している状態において、前記支持具の運動速度が、前記停止指令が発せられる前の７０％以上９０％以下となる際の前記駆動回路の電圧として設定されているとよい。

【発明の効果】

【0012】

上記発明にかかるクレーン装置においては、リレースイッチの溶着やインバータの故障等の異常によって、インバータからモータへの駆動電力の供給を遮断できなくなると、指令部から停止指令が発せられても、インバータからモータに駆動電力が供給され続けることになり、電圧監視部によって検出される電圧も低下しなくなる。あるいは低下が遅くなる。そこで、基準時間が経過した際に、電圧監視部によって検出される電圧が基準電圧を下回らないことをもって、リレースイッチの溶着やインバータの故障等の異常が起こっていることを、検知することができる。この際、インバータからモータに駆動電力を供給する駆動回路に、電圧を計測できる電圧監視部を設け、計測された電圧を基準電圧と比較できるようにするという簡素な構成だけで、リレースイッチの溶着やインバータの故障等の異常を監視することができるようになる。また、モータをインバータで駆動する場合に、インバータに電力の出力の停止が指令された際に、インバータから出力される電圧は、電流よりも早期に低下を始める傾向があるため、駆動回路の電流ではなく電圧を検出することで、インバータを用いる形態においても、リレースイッチの溶着やインバータ自体の故障等の異常が生じているか否かの判定を、短い遅延時間で、また正確に行うことが可能となる。

【0013】

ここで、基準時間と基準電圧の関係が、リレースイッチおよびインバータが正常に動作している状態において、停止指令の発生から基準時間が経過する前に、電圧監視部で検出される電圧が、基準電圧を下回るように定められている場合には、リレースイッチおよびインバータが正常に動作している状態と、リレースイッチの接点部の溶着やインバータの故障等の異常によって、モータへの駆動電力の供給を遮断できなくなっている状態とを、明確に区別することができる。

【0014】

前記リレースイッチおよび前記インバータが正常に動作している状態において、前記停止指令が発せられた際に、駆動回路における電流の低下が、電圧の低下よりも遅く開始され、基準時間が、リレースイッチおよびインバータが正常に動作している状態において、停止指令の発生後、駆動回路における電流の低下が開始されるよりも短い時間に定められている場合には、リレースイッチおよびインバータの異常の有無の判定に、駆動回路の電圧を指標として用いることで、電流を指標とする場合には達成しえない短い検知時差で、溶着の発生を検知することができる。

【0015】

基準時間が、２秒以内に設定されている場合には、リレースイッチの接点部の溶着等、インバータからモータへの駆動電力の供給を遮断できなくなる異常が発生した状態で、停止指令を発した後、短い検知時差で溶着を検知し、モータの回転および支持具の運動を緊急停止させることになる。そのため、停止指令を発したにもかかわらず支持具が運動し続ける時間および距離を短くすることができ、意図しない支持具の運動による影響を小さく抑えることができる。

【0016】

基準電圧が、リレースイッチおよびインバータが正常に動作している状態において、支持具の運動速度が、停止指令が発せられる前の７０％以上９０％以下となる際の駆動回路の電圧として設定されている場合は、停止指令を発した後、短い検知時差で、リレースイッチおよびインバータの異常を検知できるとともに、誤検知を抑えて、高精度に検知を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態にかかるクレーン装置の構成を示す概略図である。

【図2】上記クレーン装置の駆動制御部の構成を示すブロック図である。

【図3】（ａ）モータ電圧と（ｂ）リモコンからの指令信号の時間変化を示す模式図である。モータ電圧については、正常時を実線で、溶着発生時を破線で示している。

【図4】（ａ）モータ電流および（ｂ）モータ電圧の時間変化を実測した例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施形態にかかるクレーン装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明のクレーン装置は、搬送対象物を支持した支持具を、モータの回転によって運動させられるものであれば、特にその種類を限定されるものではない。以下では、クレーン装置が天井走行式クレーンである場合を例に、説明を行う。

【0019】

［クレーン装置の概略］
図１に、本発明の一実施形態にかかるクレーン装置１の構成を示す。本実施形態にかかるクレーン装置１は、天井走行式クレーンであり、工場等の建屋の天井に設けられたレール（図略）上を、車輪１１によって走行可能な走行体１０を有している。また、走行体１０の上面には、レール（図略）が設けられており、台車２０が車輪２１によって走行可能となっている。台車２０には、モータ４０を有する巻き揚げ装置２２が搭載されている。

【0020】

台車２０からは、ワイヤーロープ２３を介して、柱状のマスト２４が垂下されている。マスト２４の下端には、搬送対象物を支持して運搬するための支持具として、フック３０が取り付けられている。

【0021】

ワイヤーロープ２３は、滑車２５を介して、巻き揚げ装置２２によって、繰り出しおよび巻き取り可能となっている。モータ４０を一方向に回転させて、ワイヤーロープ２３を巻き揚げ装置２２から繰り出すことで、フック３０が下降する。一方、モータ４０を他方向に回転させて、ワイヤーロープ２３を巻き揚げ装置２２に巻き取ることで、フック３０が上昇する。

【0022】

クレーン装置１において、フック３０にて搬送対象物を支持した状態で、巻き揚げ装置２２のモータ４０を回転させることで、フック３０が上昇し、搬送対象物が空中で支持される。その状態で、天井面に対する走行体１０の移動、また走行体１０に対する台車２０の移動を駆動することで、搬送対象物を移動させることができる。クレーン装置１には、指令部としてのリモートコントローラ（リモコン）５０が備えられており、それらの各方向へのフック３０の運動を、リモコン５０を介して操作者が指令することができる。リモコン５０は、各方向へのフック３０の運動に対応するボタン５１を備えている。所定の方向へのフック３０の運動に対応するボタン５１を操作者が押し続けている間、その方向にフック３０が運動し、ボタン５１の押し下げをやめると、フック３０の運動が停止する。

【0023】

［クレーン装置の駆動制御部］
次に、上記クレーン装置１において、フック３０の運動を駆動し、制御する駆動制御部の構成について説明する。以下では、フック３０の運動のうち、巻き揚げ装置２２による昇降運動を駆動・制御する駆動制御部を例として説明を行うが、天井面に対する走行体１０の移動、また走行体１０に対する台車２０の移動によるフック３０の水平運動を駆動・制御する駆動制御部としても、同様の構成を適用することができる。

【0024】

図２に、クレーン装置１の駆動制御部の構成をブロック図として示す。上記のように、クレーン装置１の巻き揚げ装置２２はモータ４０を有しており、リモコン５０を介した指令を受けて、モータ４０を回転させることで、フック３０を昇降させることができる。図２においては、電源系統を太線、制御系統を細線、無線信号を破線で表示している。

【0025】

本クレーン装置１において、モータ４０はインバータ制御されており、インバータ４１より駆動電力を供給される。インバータ４１は、電源部４２から電源回路４５を介して供給された直流の電源電力を、周波数可変の交流よりなる駆動電力に変換して、駆動回路４６からモータ４０に供給する。電源部４２は、例えば、コンバータ回路を含み、商用電源等の交流を直流に変換するものとして構成される。電源部４２への入力回路の途中には、メインスイッチ４３が設けられている。メインスイッチ４３は、平常時は閉状態とされているが、異常が発生した際には、制御部７０からの制御信号により、開状態とされ、電源部４２への電源電力の供給を遮断することができる。

【0026】

モータ４０にはブレーキ４４が備えられる。ブレーキ４４は、モータ４０を緊急停止させることができる機構である。電磁ブレーキ等、モータ４０の軸回転を停止させる公知の機構として、ブレーキ４４を構成することができる。

【0027】

リモコン５０からの指令は、無線受信盤５５およびリレースイッチ５６を介して、シーケンサ等よりなる制御部７０に伝達される。無線受信盤５５は、リモコン５０からボタン５１の操作によって送信される無線信号を電気信号に変換し、リレースイッチ５６に出力する。つまり、リモコン５０において、操作者がボタン５１を押し下げ、フック３０の上昇または下降を指示している間、リモコン５０から指令信号が無線信号として送信され続け、無線受信盤５５は、その指令信号を受信している間、制御信号を出力し続ける。一方、操作者がボタン５１の押し下げをやめると、リモコン５０から指令信号の送信が停止され、無線受信盤５５からの制御信号の出力も停止される。なお、本実施形態においては、フック３０の運動を指令するリモコン５０からの指令信号の送信の停止をもって、フック３０の運動の停止を指令する停止指令とみなすが、停止指令にあたる信号が別途リモコン５０から送信される形態としてもよい。

【0028】

リレースイッチ５６は、無線受信盤５５からの制御信号の入力に応じて、制御部７０を介して、インバータ４１からモータ４０への駆動電力の供給と遮断の切り替えを制御することができる。リレースイッチ５６に無線受信盤５５から制御信号が入力されている間のみ、リレースイッチ５６が制御部７０へと制御電流を出力する。制御部は、リレースイッチ５６から制御電流の入力を受けている間のみ、インバータ４１を、駆動回路４６に駆動電力を出力する状態に制御する。操作者がリモコン５０のボタン５１を押しておらず、リモコン５０からフック３０を上昇または下降させるとの指令信号が発せられていない間は、無線受信盤５５からリレースイッチ５６に制御信号が出力されず、リレースイッチ５６から制御部７０への制御電流の出力、および制御部７０の制御によるインバータ４１から駆動回路４６への駆動電力の出力が、行われない。一方、操作者がリモコン５０のボタン５１を押し、リモコン５０からフック３０を上昇または下降させるとの指令信号が発せられている間は、無線受信盤５５からリレースイッチ５６に制御信号が出力され、リレースイッチ５６から制御部７０へと制御電流が出力される。制御電流の入力を受けた制御部７０は、インバータ４１を、駆動回路４６に駆動電力を出力している状態に制御する。操作者がリモコン５０のボタン５１を押し続けており、モータ４０が運転されてフック３０が運動している状態から、操作者がボタン５１を押すのをやめ、リモコン５０からの指令信号の発生が停止されると（停止指令が発せられると）、無線受信盤５５からリレースイッチ５６への制御信号の出力が停止されて、リレースイッチ５６から制御部７０への制御電流の出力、および制御部７０の制御によるインバータ４１から駆動回路４６への駆動電力の出力が、停止される。

【0029】

本実施形態にかかるクレーン装置１においては、インバータ４１からモータ４０に駆動電力を供給する駆動回路４６に、電圧監視部６０が設けられている。電圧監視部６０は、駆動回路４６の電圧、つまりインバータ４１からモータ４０に供給される電圧（モータ電圧）を計測して、監視することができる。電圧監視部６０を構成する具体的な機器の種類は限定されないが、ＡＣ－ＤＣトランスデューサを利用する形態等を挙げることができる。

【0030】

本クレーン装置１は、以上で説明した駆動・制御にかかる各種機器を制御するための制御部７０を有する。制御部７０は、シーケンサ、コンピュータ等より構成すればよい。制御部７０は、上記で説明したとおり、リレースイッチ５６からの制御電流の入力の有無に応じて、インバータ４１を介して、モータ４０の運転状態を制御することができる。また、ブレーキ４４を制御して、回転しているモータ４０を緊急停止させることができる。さらに、制御部７０は、電圧監視部６０から、計測したモータ電圧の値を入力され、その入力値に基づいて、ブレーキ４４の制御を実施することができる。

【0031】

［リレースイッチおよびインバータの異常の検出］
リレースイッチ５６においては、接点の開閉を繰り返すこと等に起因し、動作に異常を生じる場合がある。例えば、接点の運動の円滑性が下がり、接点を閉状態とした際に、接点間に微小な空隙が残り、その空隙においてアーク放電が起こる場合がある。すると、接点材料が溶融し、接点間に溶着が起こる。溶着が生じると、接点を開放することができなくなり、常時接点が閉じられた状態となってしまう。すると、リレースイッチ５６から制御部７０に制御電流が入力され続け、それを受けた制御部７０が、インバータ４１を、モータ４０に駆動電力を供給したままの状態に保持することになる。あるいは、インバータ４１に故障等の異常が発生し、制御部７０から、駆動電力の出力を停止させる指令を受けても、モータ４０への駆動電力の出力を停止できなくなる場合がある。それらリレースイッチ５６の溶着や、インバータ４１の故障等の異常が起こると、操作者がフック３０の移動の停止を意図して、リモコン５０のボタン５１の押し下げをやめ、リモコン５０からの無線信号の送信が停止されても、モータ４０の回転が停止されず、フック３０の移動が継続されることになる。操作者の意図に反してフック３０が移動し続けることにより、クレーン装置１自体や周囲の装置に破損が生じたり、フック３０の近傍に滞在している作業者の安全に支障が生じたりする可能性がある。

【0032】

そこで、本実施形態にかかるクレーン装置１においては、リレースイッチ５６の溶着やインバータ４１の故障等の異常が起こり、インバータ４１からモータ４０への駆動電力の供給を正常に遮断できなくなった場合に、そのことを検知し、モータ４０の運転を緊急停止させる。なお、以下では、リレースイッチ５６およびインバータ５１の異常として、リレースイッチ５６の接点部の溶着を主に扱うが、接点部の溶着以外にも、電気的あるいは機械的な要因により、リレースイッチ５６に不具合が生じ、閉状態から開状態に切り替えることができなくなり、その結果としてインバータ４１からモータ４０への駆動電力の供給を遮断できなくなる可能性が考えられる。また、上記のとおり、インバータ４１自体の故障も、リレースイッチ５６の不具合と同様に、インバータ４１からモータ４０への駆動電力の供給を遮断できなくなる要因となりうる。それらの異常のように、リレースイッチ５６の接点部の溶着以外の異常によって、リモコン５０から停止指令が発せられた際に、インバータ４１からモータ４０への駆動電力の供給を正常に停止できなくなる場合についても、以下に説明する構成により、同様に検知することができる。以下、リレースイッチ５６の接点部の溶着以外の異常が発生する場合については、同様の現象が起こるものとして説明を省略する。

【0033】

リレースイッチ５６の接点部の溶着の検知は、フック３０の移動を停止する際に、電圧監視部６０が計測したモータ電圧に基づいて、制御部７０が行う。図３に、モータ４０によってフック３０の昇降運動を駆動する際に、電圧監視部６０において計測されるモータ電圧の時間変化を、リモコン５０から発せられる指令信号とともに示す。時刻ｔ０より以前には、リモコン５０から指令信号が発せられておらず、リレースイッチ５６も開状態となっている。インバータ４１は、駆動回路４６に駆動電力を出力していない状態にある。モータ４０はインバータ４１から駆動電力を入力されずに停止しており、モータ電圧はゼロとなっている。

【0034】

時刻ｔ０において、操作者がリモコン５０のボタン５１を押すことで、図３（ｂ）に示すように、リモコン５０からフック３０を移動（上昇あるは下降）させるための指令信号が発せられる。すると、無線受信盤５５を介してリレースイッチ５６から制御電流が制御部７０へと出力される。制御電流の入力を受けた制御部７０による制御で、インバータ４１からモータ４０への駆動電力の出力が開始される。すると、図３（ａ）に示すように、電圧監視部６０で監視されるモータ電圧が上昇を始め、定常値Ｖ０に達する。この間、モータ４０は徐々に加速され、フック３０が移動を始める。その後も、操作者がリモコン５０のボタン５１を押し続けている間は、リレースイッチ５６が閉状態に維持され、モータ電圧が定常値Ｖ０に維持される。この間、モータ４０が一定の回転数で運転され、フック３０が一定の定常速度での移動を継続する。

【0035】

操作者が、時刻ｔ１において、フック３０の運動を停止するために、リモコン５０のボタン５１の押し下げをやめると、リモコン５０からの指令信号の発生が停止される（停止指令が発せられる）。このように、リモコン５０からの指令信号の発生が停止されると、無線受信盤５５を介してリレースイッチ５６から制御部７０に出力されていた制御電流が途切れる。これにより、制御部７０がインバータ４１を、駆動電力を出力しない状態に切り替える。すると、モータ４０に駆動電力が供給されなくなり、モータ４０が減速を開始する。モータ４０の減速中、電圧監視部６０によって計測されるモータ電圧は徐々に低下する。

【0036】

リレースイッチ５６およびインバータ４１が異常を起こさずに動作している状況、つまりリモコン５０からフック３０を運動させる指令信号が発せられている間は、インバータ４１から駆動電力を出力する一方、リモコン５０から停止信号が発せられると、インバータ４１からの駆動電力の出力を遮断する、という動作を正常に実行している状況においては、図３（ａ）に実線で示すように、時刻ｔ１においてフック３０を運動させる指令信号の発生が停止されると、直後からモータ電圧の低下が開始され、ゼロになるまで下降する。しかし、時刻ｔ０からｔ１までの間に、リレースイッチ５６に溶着が発生し、時刻ｔ０において閉状態としたリレースイッチ５６を正常に開状態とできなくなっていると、時刻ｔ１において指令信号の発生が停止されても、インバータ４１からモータ４０への駆動電力の供給を停止することができず、モータ電圧が正常に下降しなくなる。つまり、図３（ａ）に破線で示すように、時刻ｔ１以降のモータ電圧の下降が遅くなる。あるいは、モータ電圧が定常値Ｖ０から下降しなくなる。

【0037】

このように、時刻ｔ１においてフック３０を運動させる指令信号の発生が停止された後のモータ電圧の挙動に、リレースイッチ５６における溶着の発生の有無によって差が生じる。そこで、基準時間Ｔｓと基準電圧Ｖｓを設定し、基準時間Ｔｓにおいて、電圧監視部６０で検出されるモータ電圧を基準電圧Ｖｓと比較することで、リレースイッチ５６の溶着の有無を判定することができる。図３（ａ）において、溶着が発生していない実線の場合には、リモコン５０からの指令信号の発生が停止された時刻ｔ１から基準時間Ｔｓが経過する前に（時刻ｔ１＋Ｔｓよりも前に）、検出されるモータ電圧が基準電圧Ｖｓを下回っている。一方、溶着が発生している破線の場合には、時刻ｔ１から基準時間Ｔｓが経過しても、検出されるモータ電圧が基準電圧Ｖｓを下回らない。

【0038】

よって、本クレーン装置１においては、リモコン５０からの運動の指令信号の発生が停止された（停止指令が発せられた）時刻ｔ１から基準時間Ｔｓが経過した時に、制御部７０が、電圧監視部６０で検出された電圧が基準電圧Ｖｓを下回っていないことを検知することで、リレースイッチ５６の接点に溶着が生じ、リレースイッチ５６が正常に閉状態から開状態への切り替えを行えない状態となっていると判定する。そして、制御部７０は、その異常判定に基づき、ブレーキ４４を作動させ、モータ４０の運転を緊急停止させる。

【0039】

このように、電圧監視部６０で検出されるモータ電圧を指標として、リレースイッチ５６の溶着の監視を行うことで、時刻ｔ１の後、基準時間Ｔｓと、モータ４０の緊急停止に要する短い時間のみで、フック３０の運動を停止させることができる。すると、装置の破損や安全への支障等、リモコン５０からの指令に反したフック３０の運動による影響を、小さく抑えることができる。フック等を支持具３０として有するクレーン装置１においては、玉掛け作業等、支持具３０による搬送対象物の支持および搬送に必要な作業を実施するために、作業者が支持具３０または支持具３０に支持された搬送対象物の近傍に滞在している場合も多く、リモコン５０からの指令に反した支持具３０の運動を小さく抑えておくことで、作業者にとっての安全性の向上に高い効果が得られる。

【0040】

具体的な基準時間Ｔｓの長さおよび基準電圧Ｖｓの値は、異常判定に要求される判定時差の短さや精度の高さ等に応じて、任意に定めることができる。リレースイッチ５６が正常である場合と、溶着による異常が生じている場合とを、正確に判別する観点からは、事前の試験により、リレースイッチ５６が正常に動作している状態において、時刻ｔ１から基準時間Ｔｓが経過する前に、モータ電圧が基準電圧Ｖｓを下回るように、基準時間Ｔｓと基準電圧Ｖｓの関係を定めておけばよい。さらに、基準時間Ｔｓを短く、また基準電圧Ｖｓを高く設定するほど、短い検知時差で、リレースイッチ５６の溶着を検知し、モータ４０を緊急停止させることができる。一方、基準時間Ｔｓを長く、また基準電圧Ｖｓを低く設定するほど、時刻ｔ１の後、リレースイッチ５６の溶着を検知できるまでの検知時差は長くなるものの、計測されるモータ電圧の揺らぎやノイズ等の影響による誤検知を抑えて、溶着の有無を高精度に判別することができる。

【0041】

例えば、基準時間Ｔｓを２秒以下としておけば、十分に短い検知時差で、溶着の検知とモータ４０の緊急停止を行うことができ、リモコン５０からの指令に反したフック３０の移動による影響を小さく抑えることができる。また、基準電圧Ｖｓまでモータ電圧が下降した際のフック３０の運動速度ｖｓが、定常電圧Ｖ０に対応する時刻ｔ１以前の定常速度ｖ０に対して、７０％以上となるように（ｖｓ≧０．７・ｖ０）、基準電圧Ｖｓを設定するとよい。すると、基準時間Ｔｓを短く設定できるので、時刻ｔ１の後、十分に短い時間で溶着の検知とモータ４０の緊急停止を行うことができる。一方、その運動速度ｖｓが定常速度ｖ０の９０％以下となるように、基準電圧Ｖｓを設定するとよい。（ｖｓ≦０．９・ｖ０）すると、誤検知を抑えて、溶着の有無を高精度に判別することができる。例えば、運動速度ｖｓが定常速度ｖ０の８０％程度となるように、基準電圧Ｖｓを定めればよい。

【0042】

以上に説明した本実施形態にかかるクレーン装置１においては、モータ電圧のみを指標として用いて、リレースイッチ５６の接点部における溶着の有無を判定している。ＡＣ－ＤＣトランスデューサを用いる形態等、インバータ４１とモータ４０の間の駆動回路４６に、交流の電圧を読み取り可能な電圧監視部６０を設置するのみの簡素な構成で、リレースイッチ５６における溶着の有無判定が可能となる。よって、任意の既存のクレーン装置において、リレースイッチ５６の溶着の有無を判定し、溶着が生じた場合にモータ４０を緊急停止させられるシステムを、簡便に導入することができる。

【0043】

また、本実施形態にかかるクレーン装置１では、駆動回路４６を介してインバータ４１からモータ４０に供給される電流（モータ電流）ではなく、電圧（モータ電圧）を指標としてリレースイッチ５６の溶着を検知することで、インバータ制御のモータ４０において、検知時差が短く、かつ精度の高い溶着の検知が可能となっている。図４に、インバータ制御のモータを備えた実際のクレーン装置において、リレースイッチ５６が正常に動作している状態で測定された、（ａ）モータ電流と（ｂ）モータ電圧の時間変化を示す。時刻ｔ１でリモコン５０からの運動の指令信号が停止された後、しばらく遅延時間を置いて、おおむね時刻ｔ２で、モータ電圧の下降が開始されている。時刻ｔ２の後、モータ電圧は、緩やかに下降を続けている。一方、その時刻ｔ２では、モータ電流はまだ下降を始めておらず、高値を維持している。そして、時刻ｔ２よりも後の時刻ｔ３付近において、モータ電流が下降を始める。時刻ｔ３よりも後は、モータ電流は、急激に下降している。このように、多くのインバータ制御のモータにおいては、回生現象等に起因して、インバータに電力の出力の停止が指令された後、モータ電圧よりも遅くモータ電流が低下を開始する。そして、一旦低下が始まると、モータ電圧は緩やかに低下するのに対し、モータ電圧は急激に低下する。このような挙動の差により、インバータ制御のモータ４０においては、リレースイッチ５６の溶着の検知に、モータ電流よりもモータ電圧を用いるのが適している。

【0044】

図４のように、モータ電流も、モータ電圧と同様に、インバータ４１に電力の出力の停止が指令されると、遅延時間はあるものの、低下を起こす。よって、上記でモータ電圧について説明したように、モータ電流に基準値（基準電流）を設け、時刻ｔ１から所定の基準時間が経過した時に、モータ電流が基準電流を下回っていなければ、リレースイッチ５６に溶着が生じていると判定することは、理論的には可能である。しかし、図４に示されるように、モータ電流の方が、モータ電圧よりも下降を始めるのが遅いため、時刻ｔ１の後、溶着の有無を判定できるまでに、長い時間を要し、検知時差が長くなる。よってリレースイッチ５６の溶着を早期に検知し、リモコン５０からの指令に反したフック３０の移動距離を小さく抑える観点からは、モータ電流ではなく、モータ電圧を用いることが好ましい。

【0045】

モータ電流をリレースイッチ５６の溶着の検出に指標として用いる場合に、溶着の有無を判定するための基準電流を高い水準に設定することで、検知時差を短くすることも考えられる。しかし、図４（ａ）に示されるように、モータ電流は、下降を開始すると、急激にゼロまで低下するので、そのように基準電流を高い水準に設定すれば、モータ電流の揺らぎやノイズによって、容易に誤検知が起こりうる。つまり、ゆらぎ等によってモータ電流の検出値が突発的に大きくなった場合に、リレースイッチ５６が正常に動作しているにもかかわらず、異常が生じたと判断して、モータ４０を緊急停止させてしまう事態が生じやすくなる。これに対し、モータ電圧を指標として用いる場合には、誤検知を防ぐ観点から、基準電圧Ｖｓを過度に高くならないように設定しておいても、比較的早期に溶着の有無を判定することができ、検知誤差の短縮と検知精度の向上を両立することができる。

【0046】

モータ電流ではなくモータ電圧を指標として、リレースイッチ５６の溶着を検知する本実施形態にかかるクレーン装置１において、溶着の判定を行う基準時間Ｔｓを、リレースイッチ５６およびインバータ４１が正常に動作している状態で、時刻ｔ１の後、モータ電流の低下が開始されるよりも短い時間に定めておくとよい。つまり、図４において、モータ電圧の下降が開始される時刻ｔ２と、モータ電流の下降が開始される時刻ｔ３との間に、基準時間Ｔｓが経過し、溶着の判定を行えるようにしておけばよい。この場合には、モータ電流では溶着の判定が行えない早い時期に、モータ電圧によって溶着の判定を行い、溶着が生じている場合に、モータ４０を緊急停止させることが可能となる。

【0047】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

【符号の説明】

【0048】

１ クレーン装置
１０ 走行体
２０ 台車
２２ 巻き揚げ装置
２３ ワイヤーロープ
２４ マスト
３０ フック（支持具）
４０ モータ
４１ インバータ
４２ 電源部
４３ メインスイッチ
４４ ブレーキ
４５ 電源回路
４６ 駆動回路
５０ リモコン（指令部）
５１ ボタン
５５ 無線受信盤
５６ リレースイッチ
６０ 電圧監視部
７０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】