特許 7364756 衛星測位用アンテナ取付構造および衛星測位用アンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-10

(45)【発行日】2023-10-18

(54)【発明の名称】衛星測位用アンテナ取付構造および衛星測位用アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   B66C 13/46 20060101AFI20231011BHJP

   B66C 23/52 20060101ALI20231011BHJP

   G01S 19/14 20100101ALI20231011BHJP

   H01Q 1/12 20060101ALI20231011BHJP

   H01Q 1/18 20060101ALI20231011BHJP

【ＦＩ】

B66C13/46 D

B66C23/52

G01S19/14

H01Q1/12 A

H01Q1/18

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022134319

(22)【出願日】2022-08-25

【審査請求日】2022-08-29

(73)【特許権者】

【識別番号】390001993

【氏名又は名称】みらい建設工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】泉 誠司郎

(72)【発明者】

【氏名】勝呂 和之

【審査官】須山 直紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－５００８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－９４９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２８２２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－３０４８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｃ １３／４６

Ｂ６６Ｃ ２３／５２

Ｇ０１Ｓ １９／１４

Ｈ０１Ｑ １／１２

Ｈ０１Ｑ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースマシンに支持されたブームと、
前記ブームの先端部に設けられたシーブと、
測位衛星からの電波を受信するアンテナ本体と、
前記アンテナ本体を天頂へ向けた状態で支持するスタビライザと、
前記ブームに取り付けられた取付架台と、を備え、
前記取付架台は、前記シーブの回転軸の延長線上に、前記スタビライザの回動中心となる支点を有する、ことを特徴とする衛星測位用アンテナ取付構造。

【請求項2】

前記スタビライザは、前記支点に支持された支持ロッドと、前記支点よりも下側において前記支持ロッドに設けられた錘体とを有し、
前記取付架台は、前記支点が形成された座面部材と、前記座面部材を前記回転軸から離間させた位置に保持する脚部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の衛星測位用アンテナ取付構造。

【請求項3】

前記脚部材は、前記回転軸の周囲に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の衛星測位用アンテナ取付構造。

【請求項4】

前記取付架台は、前記ブームの左右の側面に取り付けられており、
前記スタビライザは、それぞれの前記取付架台の前記支点に支持された支持ロッドと、前記ブームの上方において左右の前記支持ロッド同士を繋ぐ連結部材とを有し、
前記アンテナ本体は、前記連結部材の延在方向で中間部に設けられている、ことを特徴とする請求項２または３に記載の衛星測位用アンテナ取付構造。

【請求項5】

クレーンのブームに取り付けられる衛星測位用アンテナ装置であって、
測位衛星からの電波を受信するアンテナ本体と、
前記アンテナ本体を天頂へ向けた状態で支持するスタビライザと、
前記ブームに取り付けられる取付架台と、を備え
前記取付架台は、前記スタビライザの回動中心となる支点を有し、前記クレーンのシーブの回転軸の延長線上に前記支点を保持可能である、ことを特徴とする衛星測位用アンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、衛星測位用アンテナ取付構造および衛星測位用アンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、捨石マウンド造成時の捨石投入などの作業にクレーン船が用いられている。クレーン船は、ベースマシンとしてのクレーン本体を搭載している。クレーン本体には先端側を上下へ移動させるブームが回動可能に支持されている。
ブーム先端には、吊荷の位置検出装置としてＧＰＳアンテナ等の衛星測位用アンテナが設けられている。
衛星測位用アンテナは、測位衛星からの電波を受信して自己位置を特定する。そして、吊荷の中心位置（フック中心位置）と自己位置との間に生じるオフセット量を補正して吊荷の位置を算出している（たとえば特許文献１等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６２２６２７４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、吊荷の吊下げ作業を行う際には、ブームの角度が変化するため、オフセット量が変化する。このため、吊荷の位置を正確に求められない場合があり更なる改善が求められている。
そこで、本発明は、吊荷の中心位置と衛星測位用アンテナの位置との間に生じるオフセットを無くして、吊荷の位置の測定精度を向上させることができる衛星測位用アンテナ取付構造および衛星測位用アンテナ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の衛星測位用アンテナ取付構造は、ベースマシンに支持されたブームと、ブームの先端部に設けられたシーブと、測位衛星からの電波を受信するアンテナ本体と、アンテナ本体を天頂へ向けた状態で支持するスタビライザと、ブームに取り付けられた取付架台と、を備える。取付架台は、シーブの回転軸の延長線上に、スタビライザの回動中心となる支点を有している。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、吊荷の中心位置と衛星測位用アンテナの位置との間に生じるオフセットを無くして、吊荷の位置の測定精度を向上させることができる衛星測位用アンテナ取付構造が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】クレーン船の全体の構成を説明する側面図である。

【図2】実施形態１の衛星測位用アンテナ装置が取り付けられたブーム先端の構成を説明する斜視図である。

【図3】ブーム先端に取り付けられた取付架台の構成を説明する斜視図である。

【図4】ブーム先端の構成を説明する正面図である。

【図5】ブーム先端に設けられたアンテナ本体の位置を説明する上面図である。

【図6】クレーンのブーム先端側付近を示す側面図である。

【図7】クレーンのブーム先端側付近を示し、図6と比較的して高い位置にある場合を説明する側面図である。

【図8】実施形態２のクレーンでブーム先端の一側面にアンテナ本体が設けられた構成を説明する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態の衛星測位用アンテナ取付構造および衛星測位用アンテナ装置について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、以下の各図面では、主に各部分間の配置関係を模式的に示している。このため、各部分が示す相対的な大きさは、実際と相違する場合がある。また、同一の構成要素には同一の符号を付し重複する説明を省略する。

【0009】

実施形態１：
図１～図7は、本発明の実施形態１の衛星測位用アンテナ取付構造および衛星測位用アンテナ装置を示している。
図1に示すように実施形態１のクレーン１は、洋上に浚渫あるいは吊荷７の上げ下ろしに用いられるクレーン船１０に設けられる。クレーン船１０の上甲板１０ａには、ベースマシンとしてのクレーン本体１ａが水平回動軸１ｃを回動中心として水平方向へ回動（旋回）可能に配置されている。

【0010】

クレーン本体１ａからは、ブーム２が突設されている。ブーム２は、金属製のトラスからなる。ブーム２の後端部は、クレーン本体１ａに水平に設けられたブーム支持軸１ｂに支持されている。そして、ブーム支持軸１ｂを傾動中心としてブーム２を傾動させると、先端部２ａは上下方向へ弧を描いて移動することができる。
ブーム２の先端部２ａには、シーブ４および補助シーブ５が回転自在に設けられている。シーブ４は、水平に設けられた回転軸４ａに支持されている。また、シーブ４には、クレーン本体１ａの巻取装置（図示せず）から延ばされたワイヤ３が掛けられている。ワイヤ３は、バケット等の吊荷７を吊り下げている。そして、巻取装置の駆動により吊荷７をシーブ４の下方で上下方向へ移動させることができる。

【0011】

図２に示すようにブーム２の先端部２ａには、測位衛星からの電波を受信するアンテナ本体（例えばＧＰＳアンテナ）９と、アンテナ本体９を天頂へ向けた状態で支持するスタビライザ１１と、が設けられている。

【0012】

アンテナ本体９は、測位衛星からの電波を受信すると、受信されたデータ信号を無線または有線にて接続されている図示しない位置算定装置に送信する。
位置算定装置は、アンテナ本体９から送られてくるデータ信号から吊荷７の位置を算定して位置計測データを求める。そして、位置算定装置は、操縦室６（図１参照）に設けられた表示部またはクレーン１の外部の他の機器（図示せず）にこれらの位置計測データを送信して表示させることができる。

【0013】

スタビライザ１１は、ブーム２に取り付けられた取付架台２０を介してブーム２に支持されている。シーブ４を挟んで設けられたブーム２の各側面部２ｂには、回転軸４ａの端部がそれぞれ挿通されている。回転軸４ａの端部は、ブーム２の側面部２ｂから突出している。そして取付架台２０は、回転軸４ａの端部を跨ぐようにブーム２の側面部２ｂに取り付けられている。
なお実施形態１では、スタビライザ１１を支持する左右一対の取付架台２０，２０のうち、左側（運転席６から見て右側）の側面２ｂに設けられている取付架台２０の構成を中心に説明する。右側の取付架台２０は、左側の取付架台２０と左右対称に構成されているので、詳細な説明を省略する。

【0014】

図３に示すように、取付架台２０は、座面部材２２と、座面部材２２を支持する複数（実施形態１では４本）の脚部材２４とを有している。座面部材２２は、スタビライザ１１の支点１２が中央に形成された円盤状の部材である。座面部材２２は、回転軸４ａの側端面４ｂから延長線Ｌの延設方向へ寸法Ｗ１だけ離間した位置に配置されている。
脚部材２４は、ブーム２の側面部２ｂから側方に向かって張り出している。実施形態１の脚部材２４は、四角柱形状に形成されている。脚部材２４の一端部は、側面部２ｂのうち、回転軸４ａを支持する軸受け部分の周囲に接合されている。すなわち、脚部材２４は、回転軸４ａに干渉しない（回転軸４ａの回転を阻害しない）位置に配置されている。
実施形態１では、４本の脚部材２４が、それぞれ回転軸４ａから等距離で、周方向へ９０度おきに等間隔で配置されており、かつ、側面部２ｂに対し垂直に固定されている。

【0015】

また、脚部材２４の他端部は、座面部材２２の内側面（側面部２ｂに対向する側面）に接合されている。４本の脚部材２４は、座面部材２２の外周縁に沿って周方向へ９０度おきに等間隔で接合されている。
各脚部材２４は、同じ長さ方向寸法を有していて、回転軸４ｂの延長線Ｌと平行に配置されている。このような脚部材２４の他端部に座面部材２２を固定することで、側面部２ｂから寸法Ｗ１だけ離間された位置（回転軸４ａの側端面４ｂから寸法Ｗ３だけ離間した位置）に座面部材２２が保持される。すなわち、取付架台２０は、延長線Ｌの周囲に形成される空間部８を確保した状態で、安定して側面部２ｂに固定されている。
ここで、寸法Ｗ１は、回転軸４ａの側端面４ｂが側面２ｂから外方へ突設されている寸法Ｗ２と比較して大きくなるように設定されている。よって、座面部材２２の対向面と回転軸４ａの側端面４ｂとの間は、離間して非接触状態を常に維持することができる。

【0016】

また、取付架台２０の座面部材２２は、シーブ４の回転軸４ａの延長線Ｌ上にスタビライザ１１の回動中心となる支点１２を有している。
図４に示すように、実施形態1のスタビライザ１１は、左，右一対の支持ロッド１４と、支点１２よりも下側において支持ロッド１４の下端に設けられた錘体１８とを有している。
支持ロッド１４は、上下方向の中間部が支点１２に回転可能に支持されている。すなわち、支持ロッド１４は、支点１２を中心に前後に傾動可能である。
また、錘体１８は、主に金属製で構成されていて支持ロッド１４の下端が常に最下端位置となるように所定の重量を有している。すなわち、支持ロッド１４は、ブーム２の傾斜角度が変化しても、支点１２を中心としてブーム２に対して傾動することで、鉛直姿勢を維持する。

【0017】

さらに、実施形態１のスタビライザ１１は、左右の支持ロッド１４，１４を繋ぐ連結部材１６を有している。実施形態１の連結部材１６は、ブーム２の先端部２ａの上方において水平方向へ延在しており、支持ロッド１４の上端部に対し、直交状態で接続されている。これにより支持ロッド１４，１４および連結部材１６は正面視で門型となるように一体に連結される。そして、連結部材１６および支持ロッド１４は、先端部２ａを上方から跨ぐように設けられてブーム２の上面および左右の側面と所定の間隔を置いて配置される。

【0018】

連結部材１６の延在方向の中間部１６ａには、アンテナ本体９が設けられている。
アンテナ本体９は、測位衛星からの電波を受信する受信面を上方へ向けるように中間部１６ａの上側に装着されている（図５参照）。
そして、錘体１８の重量により支持ロッド１４が支点１２を中心として回動（傾動）する。これにより、支持ロッド１４は、ブーム２の回動（傾動）で先端部２ａの傾きが変化しても、図１に示すように長手方向が鉛直方向に沿うように保持される。
連結部材１６の中間部１６ａに設けられたアンテナ本体９は、ブーム２の先端部２ａの真上で常に受信面を安定させて天頂に向ける。このためアンテナ本体９は、測位衛星からの電波を良好な状態で受信することができる。

【0019】

次に、図６および図７を用いて実施形態１の衛星測位用アンテナ取付構造および衛星測位用アンテナ装置の作用効果について説明する。
実施形態１の衛星測位用アンテナ取付構造および衛星測位用アンテナ装置は、シーブ４の回転軸４ａの真上にアンテナ本体９が保持されるため、吊荷７の中心位置とアンテナ本体９の位置との間に生じるオフセットが無くなり、吊荷７の位置の測定精度を向上させることができる。

【0020】

詳しくは、図６に示すようにスタビライザ１１の支点１２は、シーブ４の回転軸４ａの延長線Ｌ上に位置して各支持ロッド１４の回動中心となっている。
このため、スタビライザ１１により受信面を天頂に向けたアンテナ本体９は、側面視で支点１２を通過する鉛直線Ｈ１上に位置する。
また、図７に示すようにブーム２の傾斜角度が変化してもアンテナ本体９は、側面視で支点１２を通過する鉛直線Ｈ１上に位置する。

【0021】

そして、シーブ４から吊り下げられた吊荷７は、自重により鉛直線Ｈ１上に位置している。したがって、ブーム２の傾斜角度が変更されても、スタビライザ１１はシーブ４から吊り下げられた吊荷７の真上にアンテナ本体９を常に安定して位置させることができる。さらに、アンテナ本体９は、図４に示すように、連結部材１６の中間部１６ａに設けられている。このため、ブーム２の幅方向でも、アンテナ本体９をシーブ４および吊荷７の中心位置の真上に保持できる。
よって、吊荷７の中心位置とアンテナ本体９の位置との間に生じるオフセットが無くなり（オフセット量＝０）、吊荷７の位置の測定精度が向上する。

【0022】

たとえば従来との比較のため、図６に示すブーム２の先端縁２ｃにスタビライザが支持するアンテナ本体を配置したと仮定する。この場合、吊荷７およびアンテナ本体との間に生じるオフセット量ｄ１（鉛直線Ｈ１と先端縁２ｃを通る鉛直線Ｈ２との離間距離）と、図７に示すように、ブーム２の傾斜角度を変更した場合の吊荷７およびアンテナ本体との間に生じるオフセット量ｄ２（鉛直線Ｈ１と先端縁２ｃを通る鉛直線Ｈ３との離間距離）とは異なる（ｄ１＞ｄ２）。
このため、従来は吊荷７の位置を算出する際、それぞれのオフセット量の違いまで考慮して補正しなければならない。これに対して実施形態１のクレーン1は、吊荷７の中心位置とアンテナ本体９の位置との間に生じるオフセットが無い（オフセット量＝０）。よって、クレーン１は、ブーム２の傾斜角ごとに吊荷７の位置の補正を行う演算処理装置および処理方法が簡易化もしくは不要となる。したがって、従来に比して実施形態１のクレーン1では、衛星測位用アンテナ装置の製造コストの上昇が抑制される。

【0023】

また、実施形態１ではアンテナ本体９が測位衛星からの電波を受信してデータ信号を位置算定装置に送信すると、位置算定装置は、吊荷７の位置を算定して直ちに位置計測データとすることができる。
このため、従来のようにオフセット量が生じることにより必要とされる補正の演算が不要となり、位置算定装置の構成を簡易化しても吊荷７の正確な位置を算定できる。

【0024】

実施形態２：
図８は、本発明の実施形態２の衛星測位用アンテナ取付構造および衛星測位用アンテナ装置を示している。なお、実施形態１と同一乃至均等な部分については同一符号を付して説明を省略する。
実施形態２の衛星測位用アンテナ取付構造は、測位衛星からの電波を受信するアンテナ本体９が受信面を天頂へ向けた状態で支持する単数のスタビライザ２１によって支持されている。一方、ブーム２の先端部２ａでは右側の一方の側面２ｂのみに取付架台２０が取り付けられている。
スタビライザ２１の支持ロッド１４の回動中心は、回転軸４ａの延長線Ｌ上に位置している。すなわち、支持ロッド１４は、取付架台２０の座面部材２２に設けられた支点１２に支持されている。

【0025】

このように構成された実施形態２の衛星測位用アンテナ取付構造および衛星測位用アンテナ装置では、スタビライザ２１により受信面が天頂に向けられたアンテナ本体９は、側面視で支点１２を通過する鉛直線Ｈ１上に位置する。
また、例えば実施形態１と同様に、ブーム２の傾斜角度が変更されても、アンテナ本体９は、側面視で支点１２を通過する鉛直線Ｈ１上に位置する。

【0026】

したがって、吊荷７の中心位置とアンテナ本体９の位置との間に生じる前後方向のオフセットが無くなり（オフセット量＝０）、吊荷７の位置の測定精度を向上させることができる。
なお、実施形態２では、正面視（実施形態１の図４参照）において、アンテナ本体９がシーブ４の回転軸延在方向の中央に対して左右の何れかに偏って配置されるものの、偏り寸法は常に一定であるため、補正は容易であり、したがって、吊荷７の正確な位置を容易に算定できる。

【0027】

また、実施形態２ではスタビライザ２１が一つで構成出来、連結部材１６および左側の支持ロッド１４が不要となる。したがって、実施形態１よりもさらに衛星測位用アンテナ取付構造および衛星測位用アンテナ装置の製造コストを抑制できる。
他の構成および作用効果については実施形態１と同一乃至均等であるので説明を省略する。

【0028】

上述してきたように、本発明の衛星測位用アンテナ取付構造は、図１に示すようにクレーン本体１ａに支持されたブーム２と、ブーム２の先端部２ａに設けられたシーブ４と、測位衛星からの電波を受信するアンテナ本体９とアンテナ本体９を天頂へ向けた状態で支持するスタビライザ１１と、ブーム２に取り付けられた取付架台２０と、を備える。取付架台２０は、シーブ４の回転軸４ａの延長線Ｌ上に、スタビライザ１１の回動中心となる支点１２を有している。

【0029】

このため、吊荷７の中心位置と衛星測位用アンテナのアンテナ本体９の位置との間に生じるオフセットを無くして、吊荷７の位置の測定精度を向上させることができる。
また、図２に示すようにスタビライザ１１は、支点１２に支持された支持ロッド１４と、支点１２よりも下側において支持ロッド１４に設けられた錘体１８と、を有している。
図３に示すように取付架台２０は、支点１２が形成された座面部材２２と、座面部材２２を回転軸４ａから離間させた位置に保持する脚部材２４と、を有している。
このため、支点１２は、シーブ４の回転軸４ａの延長線Ｌ上に位置しながら、回転軸４ａに干渉しない。

【0030】

さらに、複数の脚部材２４は、回転軸４ａの周囲に配置されている。このため、側面部２ｂから離間させた位置に配置される座面部材２２を、安定させることができる。
また、実施形態１では、取付架台２０は、ブーム２の左右の側面部２ｂにそれぞれ取り付けられている。そして、スタビライザ１１は、それぞれの取付架台２０の支点１２に支持された支持ロッド１４と、ブーム２の上方において左右の支持ロッド１４同士を繋ぐ連結部材１６と、を有している。アンテナ本体９は、連結部材１６の延在方向で中間部１６ａに設けられている。
このため、アンテナ本体９をブーム２の真上でシーブ４の回転軸４ａの中央位置に設けることができる。したがって、補正を行う演算処理が簡易化もしくは不要となり、製造コストの上昇を抑制することができる。

【0031】

また、クレーン１のブーム２に取り付けられる衛星測位用アンテナ装置は、測位衛星からの電波を受信するアンテナ本体９と、アンテナ本体９を天頂へ向けた状態で支持するスタビライザ１１と、ブーム２に取り付けられる取付架台２０と、を備える。取付架台２０は、スタビライザ１１の回動中心となる支点１２を有し、クレーン１のシーブ４の回転軸４ａの延長線Ｌ上に支点１２を保持可能としている。
このため、衛星測位用アンテナ装置は、吊荷７の中心位置とＧＰＳアンテナのアンテナ本体９の位置との間に生じるオフセットを無くして、吊荷７の位置の測定精度が向上する、といった実用上有益な作用効果を発揮することができる。衛星測位用アンテナ装置は、溶接等によりブーム２の側面部２ｂに固定してもよいし、着脱可能に側面部２ｂに固定してもよい。なお、取付架台２０の脚部材２４の基端面に磁石を配置し、磁力により衛星測位用アンテナ装置をブーム２に固定してもよい。このようにすると、ブーム２に対する加工等が不要になるため、クレーン１を他者が保有する場合であっても、衛星測位用アンテナ構造を容易に構成することが可能となる。

【0032】

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、もしくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、たとえば以下のようなものである。

【0033】

実施形態１または実施形態２では、支持ロッド１４の下端部に錘体１８を設けたスタビライザ１１を示して説明してきたが特にこれに限らない。例えば、支持ロッド１４の中間部であっても、支点１２よりも下側において支持ロッド１４に設けられていればよい。すなわち、錘体１８の形状、数量、材質および取付位置が特に限定されるものではない。

【0034】

さらに、取付架台２０は、支点１２が形成された座面部材２２を回転軸４ａから離間させた位置に保持する四本の脚部材２４が設けられているが、特にこれに限らない。例えば脚部材２４は、一本または二本以上の複数や、回転軸４ａの軸受部を囲むように円筒形状の壁面としてもよく、脚部材２４の形状、数量、材質および取付位置が特に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0035】

１ クレーン本体（ベースマシン）
２ ブーム
２ａ 先端部
４ シーブ
９ アンテナ本体
１１ スタビライザ
２０ 取付架台

【要約】

【課題】吊荷の中心位置と衛星測位用アンテナの位置との間に生じるオフセットを無くして、吊荷の位置の測定精度を向上させる衛星測位用アンテナ取付構造および衛星測位用アンテナ装置を提供する。
【解決手段】クレーン本体１ａに支持されたブーム２と、ブーム２の先端部２ａに設けられたシーブ４と、測位衛星からの電波を受信するアンテナ本体９と、アンテナ本体９を天頂へ向けた状態で支持するスタビライザ１１と、ブーム２に取り付けられた取付架台２０と、を備える。取付架台２０は、シーブ４の回転軸４ａの延長線Ｌ上に、スタビライザ１１の回動中心となる支点１２を有している。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】