JP7717022B2 - ウインチドラムの監視装置及びウインチドラム - Google Patents

Description

本発明は、ウインチドラムの監視装置及びウインチドラムに関する。

クレーンのようなウインチドラムによってワイヤの巻き取り巻き出しを行う作業機械において、従来は、ウインチドラムをカメラで撮影して巻かれたワイヤロープの層数を検出することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－１３８４８９号公報

しかしながら、上記従来技術では、ワイヤロープの汚れや油の付着等の外乱要素の影響が生じた場合に精度良く層数を検出することはできなかった。

本発明は、ウインチドラムのワイヤロープの層数を精度良く検出することを目的とする。

本発明は、
ウインチドラムの状態を監視するウインチドラムの監視装置であって、
前記ウインチドラムを撮像する撮像部を備え、
前記ウインチドラムは、ワイヤロープが巻き回される巻き回し部と、前記巻き回し部の両側に設けられたフランジ部とを有し、
前記フランジ部の内側面に第１印が設けられ、
前記撮像部により撮像された撮像画像における前記第１印を検出することで前記ワイヤロープが前記巻き回し部に巻き回された層数を特定する特定部と、
前記ウインチドラムの回転位相を検出する検出手段とを有し、
前記特定部は、前記検出手段により特定の回転位相が検出されたときの撮像画像に基づいて前記層数を特定する
、という構成としている。
また、他の本発明は、
ウインチドラムの状態を監視するウインチドラムの監視装置であって、
前記ウインチドラムを撮像する撮像部を備え、
前記ウインチドラムは、ワイヤロープが巻き回される巻き回し部と、前記巻き回し部の両側に設けられたフランジ部とを有し、
前記フランジ部の内側面に第１印が設けられ、
前記撮像部により撮像された撮像画像における前記第１印を検出することで前記ワイヤロープが前記巻き回し部に巻き回された層数を特定する特定部を有し、
前記第１印は、前記ウインチドラムに積層して巻かれた前記ワイヤロープの複数の層に対応する複数の印であり、
前記第１印は、対応する層のワイヤロープ径の中心部よりも前記ウインチドラムの径方向の内側に設けられている
、という構成としている。

また、本発明は、ウインチドラムであって、
ワイヤロープが巻き回される巻き回し部と、前記巻き回し部の両側に設けられたフランジ部と、を備え、
前記フランジ部の内側面に、前記巻き回し部に巻き回されたワイヤロープの層数を特定するための第１印が設けられ、
前記第１印は、前記ウインチドラムに積層して巻かれた前記ワイヤロープの複数の層に対応する複数の印であり、
前記第１印は、対応する層のワイヤロープ径の中心部よりも前記ウインチドラムの径方向の内側に設けられている
、という構成としている。

本発明によれば、ウインチドラムに巻かれたワイヤロープの層数をより精度よく検出することが可能となる。

本発明の実施形態に係るウインチドラムの監視装置を搭載したクレーンの側面図である。 クレーンの制御装置及びその周辺の構成を示すブロック図である。 ウインチドラムの斜視図である。 巻上ロープの積層状態を示すウインチドラムの軸方向断面図である。 ウインチドラムのフランジ部の第１印の形成位置における拡大断面図である。 ウインチドラムに巻かれた巻上ロープを軸方向から見た平行部と交差部の範囲を示す説明図である。 監視処理部による監視処理のフローチャートである。 クレーンの各部の情報を表示する表示画面の表示例である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は第１印の他の例が付されたウインチドラムの斜視図である。 最終列の巻上ロープによって隠される第１印によって層数を求める例を適用した巻上ロープの積層状態を示すウインチドラムの軸方向断面図である。

［クレーンの概略］
図１は本発明の実施形態に係るウインチドラムの監視装置を搭載した作業機械としてのクレーンの側面図である。
クレーン１は、いわゆる移動式のクローラクレーンである。クレーン１の記載に関して、車両前進方向を「前」、後退方向を「後」とし、前を向いた状態で左手側を「左」（図１紙面奥側）、右手側を「右」（図１紙面手前側）とする。また、走行を行う下部走行体２とその上で旋回を行う上部旋回体３とを備えるが、特に言及しない場合には、原則として、下部走行体２と上部旋回体３とは前後方向が一致した状態（基準姿勢とする）にあるものとして各部の方向を説明する。

図１に示すように、クレーン１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３の前側に起伏可能に取付けられたブーム４とを含んで構成されている。

下部走行体２は、本体ボディ２１と、本体ボディ２１の左，右両側に設けられたクローラ２２とを備えている。左，右のクローラ２２は、それぞれ図示しない走行用油圧モータによって回転駆動される。

上部旋回体３の前側には、ブーム４が起伏可能に取り付けられている。ブーム４の上側の先端近傍には、ワイヤロープとしての巻上ロープ３２をガイドするシーブ４３が回転可能に取付けられている。
また、上部旋回体３におけるブーム４よりも後側には、マスト３１の下端部が支持されている。
また、上部旋回体３は、図示しない旋回用油圧モータによって下部走行体２に対して鉛直上下方向の軸回りに旋回駆動される。

上部旋回体３の右前側にはキャブ３３が配置されている。
また、上部旋回体３の後部には、ブーム４及び吊荷Ｌとの重量バランスをとるカウンタウエイト５が取付けられる。カウンタウエイト５は、必要に応じて枚数を増減させることができる。

カウンタウエイト５近傍には、ブーム４の起伏動作を行う起伏ウインチ４２が配設され、その前側には、巻上ロープ３２の巻き取り、巻き出しを行う巻上ウインチ３６が配設されている。巻上ウインチ３６は、巻上用油圧モータ（図示略）により、巻上ロープ３２の巻き取り、巻き出しを行い、フック３４及び吊荷の昇降を行う。なお、巻上ウインチ３６に使用されるウインチドラム３６１の詳細な構成については後述する。

マスト３１は、上端部に上部スプレッダ３５を備え、上部スプレッダ３５は、一端部がブーム４の上端部に接続されたペンダントロープ４４の他端部に接続されている。上部スプレッダ３５の下方には下部スプレッダ（図示略）が設けられ、これらの間に複数回掛け回されたワイヤロープとしての起伏ロープ３７が起伏ウインチ４２により巻き取られ又は巻き出されると上部スプレッダ３５と下部スプレッダとの間隔が変化してブーム４が起伏する。起伏ウインチ４２は、起伏用油圧モータ（図示略）により駆動する。

［クレーンの制御系］
上部旋回体３のキャブ３３等には、クレーン１の制御装置６０が併設されている。図２は制御装置６０及びその周辺の構成を示すブロック図である。制御装置６０は、クレーン１に搭載された制御端末であり、クレーン１の走行、旋回、巻上ロープ３２の巻き取り、巻き出し等の各種動作の制御に加えて、巻上ウインチ３６による巻上ロープ３２の巻き取り、巻き出しの監視処理を行う。
制御装置６０は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成されているコントローラ６１を備えている。
コントローラ６１は、後述する巻上ロープ３２の巻き取り、巻き出しの監視処理を行う監視処理部６１１のソフトウェアモジュールを備える。なお、監視処理部６１１は、ハードウェアから構成してもよい。

コントローラ６１には、入力部６２１、表示装置６２２、操作レバー６２４、メモリ６２５が接続され、これらが制御装置６０を構成している。
さらに、コントローラ６１には、ロードセル６３１、ブーム角度センサ６３２、旋回量センサ６３３、コントロールバルブ６３５、撮像装置６２８が接続されている。
なお、撮像装置６２８は、画像処理装置６２９を介してコントローラ６１に接続されている。

上記監視処理部６１１、表示装置６２２、画像処理装置６２９及び撮像装置６２８は、巻上ウインチ３６のウインチドラム３６１の状態を監視するウインチドラムの監視装置を構成する。
監視処理部６１１の機能の詳細については後述する。

入力部６２１は、キャブ３３内に設けられ、例えば、タッチパネルのような入力インターフェイスであり、操作者からの操作に対応する制御信号をコントローラ６１に出力する。操作者は、入力部６２１を操作してブーム４の長さ、フックの種類（重量）、その他の各種の設定や操縦に必要な各種の入力を行うことができる。
表示装置６２２は、キャブ３３内に設けられ、例えば、入力部６２１としても利用されるタッチパネル式のディスプレイを備え、コントローラ６１から出力される制御信号に基づいて、表示画面に吊荷の重量、ブーム角度、上部旋回体３の旋回角度等の情報を表示する（図８参照）。また、表示装置６２２は、後述する監視処理部６１１によって表示による報知を行う報知手段として機能する。

操作レバー６２４は、キャブ３３内に設けられ、例えば、クレーン１に各種の動作を行わせる操作を手動入力し、操作レバー６２４の操作量に対応する制御信号をコントローラ６１に入力する。
例えば、操作レバー６２４は、下部走行体２の走行動作、上部旋回体３の旋回動作、ブーム４の起伏動作、巻上ウインチ３６による巻上ロープ３２の巻き取り、巻き出しの操作入力を行うことができる。

ロードセル６３１は、上部スプレッダ３５と下部スプレッダに複数回掛け回された起伏ロープ３７の末端に取付けられており、ブーム４を起伏させる際に起伏ロープ３７に作用する張力を検出し、検出した張力に対応する制御信号をコントローラ６１に出力する。
なお、ロードセル６３１は、ブーム４の起伏力を間接的に計測できればどこに配置されていてもよい。例えば、ブーム４先端のペンダントロープ４４の取付位置（不図示）に設けて、ペンダントロープ４４に掛かる張力を検出してもよい。

ブーム角度センサ６３２は、ブーム４の基端側に取付けられており、ブーム４の起伏角度（以下、ブーム角度とも記す）を検出し、検出したブーム角度に対応する制御信号をコントローラ６１に出力する。ブーム角度センサ６３２は、例えば、水平面に対する角度である対地角をブーム角度として検出する。

旋回量センサ６３３は、下部走行体２と上部旋回体３の間に取付けられており、上部旋回体３の旋回角度を検出し、検出した旋回角度に対応する制御信号をコントローラ６１に出力する。旋回量センサ６３３は、例えば、垂直軸回りの角度を旋回角度として検出する。

コントロールバルブ６３５は、コントローラ６１からの制御信号に応じて切り替えが可能な複数のバルブから構成されている。
例えば、コントロールバルブ６３５は、下部走行体２の左右のクローラ２２の回転駆動を制御するバルブ、上部旋回体３の旋回動作を制御するバルブ、起伏ウインチ４２の回転駆動を制御するバルブ、巻上ウインチ３６の回転駆動を制御するバルブ等を含んでいる。

［撮像装置］
撮像装置６２８は、ＣＣＤ(Charge-Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサと光学系とを有するカメラである。
また、撮像装置６２８は、カラーフィルタを備え、カラー画像の撮像を行うことが可能である。つまり、この撮像装置６２８は、撮像範囲内における所定の対象物の色を識別して検出することが可能である。
なお、撮像装置６２８は、カラーフィルタを使用せずにイメージセンサが複数の色彩を検出可能とするものを搭載する構成としてもよい。

画像処理装置６２９は、撮像装置６２８の検出画像をデジタルデータ化する。また、画像処理装置６２９は、デジタルデータ化された検出画像に対して、画像の加工処理や所定の対象の検出等の処理を行う。

［ウインチドラム］
図３はウインチドラム３６１の斜視図、図４は巻上ロープ３２の積層状態を示すウインチドラム３６１の軸方向断面図である。なお、以下の記載において、「軸方向」とは、ウインチドラム３６１の中心軸に沿った方向を示し、「径方向」とはウインチドラム３６１の中心軸に直交する方向を示すものとする。

図３及び図４に示すように、ウインチドラム３６１は、巻上ロープ３２が巻き回される巻き回し部としての巻き胴３６２と、巻き胴３６２の両端部に設けられた二つの鍔状のフランジ部３６３，３６４とを有し、中心軸回りに回転可能に支持されている。そして、ウインチドラム３６１の巻き胴３６２には、一方のフランジ部３６３側に向かって巻上ロープ３２が巻かれた層と他方のフランジ部３６４側に向かって巻上ロープ３２が巻かれた層とが交互に繰り返し積層されている。そして、二つのフランジ部３６３，３６４の間で巻上ロープ３２の一番外側までの層数が「層列状態」における「層数」となる。また、一番外側の巻上ロープ３２が端からロープ繰り出し部まで巻かれた巻き数が「層列状態」における「列数」となる。

図４において、符号ａは、各層における初列（一列目）の巻上ロープ３２の位置を示している。例えば、巻上ロープ３２の奇数番目の層では、初列ａは他方のフランジ部３６４側（図４の例では左側のフランジ部）となる。また、偶数番目の層では、初列ａは一方のフランジ部３６３側（図４の例では右側のフランジ部）となる。

そして、ウインチドラム３６１の両側のフランジ部３６３，３６４の内側面（フランジ部３６３，３６４同士の対向面）には、撮像装置６２８によって巻上ロープ３２の層数を検出させるための第１印４５が設けられている。
第１印４５は複数設けられ、その一つ一つが巻上ロープ３２の各層に対応している。
第１印４５は、各層の初列ａに巻かれた巻上ロープ３２によって隠れるように配置されている。従って、各層について巻上ロープ３２が初列ａまで巻かれると、第１印４５が視覚的、光学的に検出されない状態となる。このように、第１印４５は、その非検出状態から、各層の巻上ロープ３２が最終列まで巻かれていることを検出可能としている。
なお、初列ａの巻上ロープ３２に第１印４５が隠されるということは、少なくとも、当該初列ａの属する層の一つ内側の層の最終列まで巻上ロープ３２が巻かれていることを示す。

なお、以下の説明では、複数の層に個別に対応する複数の第１印４５を総括的に説明する場合には、「第１印４５」と記載し、巻上ロープ３２の任意の層に対応する第１印４５を個別に説明する場合には、符号の一桁目に層数を加えて記載する。例えば、巻上ロープ３２の２層目の対応する第１印の場合には、「第１印４５２」と記載する。

図５は、各フランジ部３６３，３６４の第１印４５の形成位置における拡大断面図である。
第１印４５は、当該第１印４５の周囲の各フランジ部３６３，３６４の内側面の表面色（以下、周囲色とする）と異なる色が付されている。
なお、第１印４５における周囲色と異なる色とは、撮像装置６２８により、周囲色と識別可能な色を示す。例えば、第１印４５は、周囲色と色の三属性である色相、彩度、明度の少なくとも一つが異なっていればよい。

例えば、色相を異ならせる場合には、周囲色に対して、マンセル表色系やオストワルト表色系等の１２色相環において一つ以上離れた色相を選択することが好ましい。
また、彩度、明度を異ならせる場合には、マンセル色票において対となる度数とすることが好ましい。
また、第１印４５における周囲色と異なる色には、透明色や構造色も含まれる。
さらに、第１印４５は、特定波長帯域の波長光を反射可能な反射材で形成してもよい。

それぞれの第１印４５は、対応する層（初列ａの巻上ロープ３２が第１印４５を隠す層）に位置する巻上ロープ３２の断面の中心部３２ｃよりもウインチドラム３６１の径方向内側に配置されている。また、各第１印４５は、対応する層よりも二層内側となる層に位置する巻上ロープ３２の断面の中心部３２ｃよりもウインチドラム３６１の径方向外側に配置されている。
これにより、それぞれの第１印４５は、対応する層の巻上ロープ３２の初列ａが巻かれると、当該巻上ロープ３２に覆われて、ウインチドラム３６１の径方向外側からは見えない状態となる。
つまり、撮像装置６２８は、ウインチドラム３６１の径方向外側から撮像を行い、その撮像範囲内に第１印４５が検出されるか否かによって、巻上ロープ３２の対応する層の一つ内側の層について全列まで巻かれているか否かを認識することができる。

前述したように、巻上ロープ３２は、巻き取り動作において、各フランジ部３６３，３６４で折り返して外側の層に移行するので、各層の初列ａは、偶数番目の層についてはフランジ部３６３側となり、奇数番目の層についてはフランジ部３６４側となる。
従って、図４に示すように、偶数番目の層である２番目と４番目の層に対応する第１印４５２，４５４は、フランジ部３６３の内側面に設けられ、奇数番目の層である３番目と５番目の層に対応する第１印４５３，４５５は、フランジ部３６４の内側面に設けられている。
なお、偶数番目の層である２番目と４番目の層に対応する第１印４５２，４５４は、フランジ部３６３に設けられ巻上ロープ３２の所定巻き層（偶数の巻き層）に対応する内層印に相当し、奇数番目の層である３番目と５番目の層に対応する第１印４５３，４５５は、フランジ部３６４に設けられ所定巻き層（偶数の巻き層）よりも外側の巻き層（奇数の巻き層）に対応する外層印に対応する。
また、奇数番目の層である３番目と５番目の層に対応する第１印４５３，４５５と内層印、偶数番目の層である２番目と４番目の層に対応する第１印４５２，４５４を外層印とみなすこともできる。

なお、本実施形態に示すクレーン１では、原則として、ウインチドラム３６１の１層目の全列に巻かれた巻上ロープ３２は、それ以上繰り出されることなく常に巻かれたままの状態を維持する運用が行われる。
このような運用下では、巻上ロープ３２の１層目に対応する第１印４５は、常に、１層目の初列ａの巻上ロープ３２に隠れた状態となり、外部から認識されることがないので、１層目に対応する第１印４５を省略することができる。
但し、１層目に対応する第１印４５をフランジ部３６４に設けてもよいことは言うまでもない。

また、図５に示すように、第１印４５は、凹形状又は凹座凸形状を呈しており、各フランジ部３６３，３６４の内側面にする窪み４５ａの内側底部に設けられている。これにより、巻上ロープ３２との接触が抑制され、第１印４５の表面が削られることによる被検出性の低下を抑制できる。
なお、窪み４５ａの内側に巻上ロープ３２が侵入しないように、窪み４５ａの内径と第１印４５の外径は巻上ロープ３２の外径よりも小さくすることが好ましい。

図４に示すように、撮像装置６２８は、ウインチドラム３６１の径方向外側であってウインチドラム３６１の軸方向における中央部において、その光軸がウインチドラム３６１の回転軸に概ね直交するように配置されている。
また、後述する監視処理部６１１は、撮像装置６２８に対するウインチドラム３６１の位相（回転角度）が規定の位相である場合の撮像画像に基づいて、ウインチドラム３６１の層列状態の監視を行う。

上記既定の位相は、巻上ロープ３２に隠されていない全ての第１印４５が、撮像装置６２８から良好に撮像できる位相とすべきである。
前述した各第１印４５は、それぞれのフランジ部３６３，３６４の内側面において、ウインチドラム３６１の同一の位相となる半径上に並んで一列に配置されている（例えば、図４における紙面に沿った上下方向）。
これに対して、各第１印４５が撮像装置６２８側に向かって並び、各第１印４５が並ぶ半径方向と撮像装置６２８の光軸の方向とが平行となる位相を既定の位相とする。
ウインチドラム３６１が上記既定の位相である場合に、撮像装置６２８側から見て、ウインチドラム３６１の各フランジ部３６３，３６４の内側面上の各第１印４５は、撮像装置６２８側に向かって一列に並んだ配置となり、撮像装置６２８が各第１印４５を良好に撮像可能な状態となる。

そして、ウインチドラム３６１には、一方のフランジ部３６３の外周部に、撮像装置６２８によって上述した規定の位相を検出させるための第２印４６が設けられている。この第２印４６は、フランジ部３６３の外周面上であって、前述した各第１印４５が並ぶ半径方向の延長線上となる位置に設けられている。
なお、この場合、撮像装置６２８は、第２印４６により既定の位相を検出する検出手段としても機能する。

第２印４６は、フランジ部３６３の外周部の表面色とは異なる色が付されている。この場合も、第２印４６は、撮像装置６２８により、フランジ部３６３の外周部の表面色と識別可能な色（例えば、第１印４５と周囲色の関係と同じ関係）であればよい。

フランジ部３６３は、周方向の外径が均一な円形である。そして、ウインチドラム３６１が回転している状態で、第２印４６がフランジ部３６３の直径方向の中央に位置する状態が既定の位相となる。
監視処理部６１１は、撮像装置６２８の撮像画像から、上記フランジ部３６３の中央に位置する第２印４６が検出されることにより、既定の位相であることを認識することができる。

また、ウインチドラム３６１のフランジ部３６３には、外部との接触を回避するために外周面を覆うカバー３６７が装着されている。回転を行うフランジ部３６３に対して、カバー３６７は、クレーン１側に固定装備されている。
そして、カバー３６７には、第２印４６が前述した既定の位相を示す位置となる場合に、第２印４６を外部に露出させる開口部３６８が形成されている。当該開口部３６８は、第２印４６よりも一回り大きく開口した切り欠きであり、撮像装置６２８による既定の位相における第２印４６の撮像を妨げない。
なお、第２印４６とカバー３６７の表面色とは異なる色（例えば、第１印４５と周囲色の関係と同じ関係）とすることが好ましい。

なお、他方のフランジ部３６４は、ウインチドラム３６１の制動を行うために一定の形状が周期的に繰り返される形状（例えば、略多角形状、略歯車形状等）に形成されている場合があるが、このフランジ部３６４に第２印４６を設けてもよい。

また、上記既定の位相は、ウインチドラム３６１に巻かれた巻上ロープ３２における平行部３２１の範囲内に設定することが好ましい。
図６はウインチドラム３６１に巻かれた巻上ロープ３２を軸方向から見た平行部３２１と交差部３２２の範囲を示す説明図である。
図示のように、ウインチドラム３６１に巻かれた巻上ロープ３２は、半周ごとに平行部３２１と交差部３２２とにより既定の比率で交互に繰り返される構成となっている。

この平行部３２１とは、ウインチドラム３６１に巻かれた巻上ロープ３２におけるその外周の径が一定となる区間を示し、交差部３２２とは、外周の径が変化を生じる区間を示す。
上記交差部３２２は、「前記ウインチドラム（３６１）の回転位相によって、前記ウインチドラム（３６１）に巻き回されたワイヤロープ（巻上ロープ３２）が前記ウインチドラム（３６１）の軸方向に対して傾斜する第１領域」に相当する。
上記平行部３２１は、「前記ウインチドラム（３６１）に巻き回されたワイヤロープ（巻上ロープ３２）がウインチドラム（３６１）の軸方向に対して第１領域（交差部３２２）よりも垂直に近い第２領域」に相当する。

巻上ロープ３２は、各層ごとに緩やかな螺旋を描いてウインチドラム３６１の巻き胴３６２の外周に巻かれている。平行部３２１は、内側の層の螺旋状の巻上ロープ３２の螺旋に沿った溝状の凹部に嵌合して巻かれている状態であるため、その区間内では外周の径が安定して一定となる。
一方、巻上ロープ３２の内外に接する二つの層は巻きの回転方向は同じだが、進行方向が異なっている。このため、一巻きにつき二回、内側の層の螺旋溝から外れて下の層の巻上ロープ３２を乗り越える区間が発生する。これが交差部３２２であり、その区間では、巻上ロープ３２の外周の径は増減を生じる。
平行部３２１と交差部３２２は、図６に示すように、一巻きにつき二回ずつ、毎回同じ位相間隔で発生する。

前述したように、第１印４５は、対応する層の巻上ロープ３２によって撮像されないようにより確実に遮蔽される配置とすることが好ましい。従って、既定の位相を平行部３２１の範囲内とすることにより、第１印４５を設ける目標位置をウインチドラム３６１の中心から一定の径の範囲内にすることができ、目標位置が定めやすく、適正に遮蔽される配置に第１印４５を形成することが容易となる。
これに対して交差部３２２は、ウインチドラム３６１の中心から一定とはならないので、巻上ロープ３２を巻いて実測して第１印４５を設ける位置を決めることが必要となる場合もある。さらに、巻上ロープ３２のロープ径に公差が設定されている場合、交差部３２２の軌跡を正確に求めることが難しく、第１印４５を好適な配置することが難しいという問題もある。

従って、前述した既定の位相は、平行部３２１の範囲内に設定されている。
また、平行部３２１は、二つあるが、初列ａの場合は、交差部３２２で列が巻上ロープ３２のロープ径の半分だけ横にスライドするので、交差部３２２に入る前の平行部３２１の範囲内を既定の位相とすると、フランジ部３６３，３６４に対するすき間が生じない状態で撮像が行われるので、より好ましい。
図６において、符号Ｓは、１層目の初列ａの巻上ロープ３２がウインチドラム３６１に対する巻き付けが開始される位相であり、位相Ｓに対して矢印Ｙ方向に巻上ロープ３２が巻き付けられる（即ち、ウインチドラム３６１は矢印Ｙと逆方向に回転する）。
初列ａが第１印４５を隠す前提の場合、二つの平行部３２１の内、位相Ｓのすぐ下流側となる平行部３２１の範囲内を既定の位相とすると、フランジ部３６３，３６４に対するすき間が生じないので、より好ましい。

［ウインチドラムの監視処理］
コントローラ６１の監視処理部６１１による監視処理について説明する。
監視処理部６１１は、撮像装置６２８の撮像画像に基づいてウインチドラム３６１に巻かれた巻上ロープ３２の層数を求める監視処理を行う。
図７は監視処理部６１１による監視処理のフローチャートである。これに基づいて監視処理を詳細に説明する。

監視処理部６１１は、ウインチドラム３６１が回転すると（ステップＳ１）、撮像装置６２８によってウインチドラム３６１の撮像を行い（ステップＳ３）、画像処理装置６２９を通じて撮像画像から第２印４６の検出を行う（ステップＳ５）。
第２印４６は、ウインチドラム３６１が既定の位相であるときにのみカバー３６７の開口部３６８から露出するので、第２印４６の検出は規定位相であることを示す。
また、第２印４６は、フランジ部３６３の外周面と色が異なるので、画像処理装置６２９は、撮像画像内から第２印４６の色を抽出する処理を行うことで、容易に第２印４６を検出することができる。

監視処理部６１１は、上記第２印４６を検出すると、その時の撮像画像から第１印４５の検出を実行する（ステップＳ７）。第１印４５は、フランジ部３６３，３６４の内側面と色が異なるので、画像処理装置６２９は、撮像画像内から第１印４５の色を抽出する処理を行うことで、容易に第１印４５を検出することができる。
これにより、監視処理部６１１は、特定部として機能する。

既定の位相において、全ての第１印４５は、撮像装置６２８による撮像範囲内となるように配置されている。そして、全ての第１印４５の数は既知である。
監視処理部６１１は、既定の位相における撮像画像から検出された第１印４５の数を数え、第１印４５の全体数と比較する。そして、第１印４５の全体数に対する検出数の差に基づいて現在の巻上ロープ３２の巻かれている層数を導出する（ステップＳ９）。

なお、１層目に対応する第１印４５を設けていない場合には、第１印４５の全体数に対する検出数の差に１を加算した数が現在の巻上ロープ３２の巻かれている層数となる（最終列まで巻上ロープ３２が巻かれている層数については、全体数に対する検出数の差となる）。
また、第１印４５の検出数と現在の巻上ロープ３２の巻かれている層数との対応を示すテーブルデータを予め用意し、第１印４５の検出数が得られたらテーブルデータを参照して現在の巻上ロープ３２の巻かれている層数を導出してもよい。

図８は表示装置６２２においてクレーン１における各種の設定値や検出値等の稼働情報を表示する状態画面Ｇの表示例である。
監視処理部６１１は、表示装置６２２に対して、状態画面Ｇ中の枠Ｗ内に導出した現在の巻上ロープ３２の層数を表示する表示制御を実行して（ステップＳ１１）、監視処理を終了する。
なお、監視処理部６１１は、表示装置６２２によって現在の巻上ロープ３２の層数を表示する表示制御に替えて、又は、表示制御に併せて、キャブ３３内に設けられたスピーカ等の音声出力装置によって、現在の巻上ロープ３２の層数を音声で報知する制御を行ってもよい。

また、監視処理部６１１は、現在の巻上ロープ３２の層数の表示だけでなく、巻上ロープ３２の層数が１になった場合又は１に近くなった場合に報知する報知処理を行ってもよい。
例えば、監視処理によって、現在の巻上ロープ３２の層数が１まで低減した場合には、例えば、図８の状態画面Ｇにおいて、巻上ロープ３２の層数が１になったことを報知するアイコンＮ１等の表示を行って操作者に報知してもよい。また、音声で報知する制御を行ってもよい。
また、巻上ロープ３２の層数が１に近くなったときに報知する場合には、現在の巻上ロープ３２の層数が２と１との場合で段階的な報知を行ってもよい。その場合、例えば、図８の状態画面Ｇにおいて、巻上ロープ３２の層数が２であることを報知する色彩（例えば、黄色）と巻上ロープ３２の層数が１であることを報知する色彩（例えば、赤色）とでそれぞれアイコンＮ１等の表示を行って操作者に報知してもよい。また、音声で報知する場合には、音調を段階的に変化させる制御を行ってもよい。

［発明の実施形態の技術的効果］
以上のように、クレーン１のウインチドラム３６１の状態を監視するウインチドラムの監視装置は、ウインチドラム３６１のフランジ部３６３，３６４の内側面に第１印４５が設けられ、監視処理部６１１が第１印４５を撮像装置６２８によって検出することで巻上ロープ３２の層数を判断している。
上記監視装置は、固有の外観を有する第１印４５を撮像の対象とするので、巻上ロープの撮像画像から層数を判断する場合に比べて、巻上ロープ３２の汚れや油の付着等の外乱要素の影響が生じた場合であっても、第１印４５を明確に検出可能であり、精度良く安定的に巻上ロープ３２の層数を検出することが可能となる。
特に、第１印４５は、フランジ部３６３，３６４の表面色と異なる色とするため、周囲の画像に埋もれることなくより的確に第１印４５を検出することができ、精度良く巻上ロープ３２の層数を検出することが可能となる。

また、各第１印４５は、ウインチドラム３６１に積層して巻かれた巻上ロープ３２の複数の層に対応しているので、個々の第１印４５の検出数から巻上ロープ３２の層数を求めることができ、巻上ロープ３２の層数の検出精度をさらに高いものとすることが可能である。

また、ウインチドラム３６１は、巻上ロープ３２の内側の層に対応する第１印４５から外側の層に対応する第１印４５までが順番に両側のフランジ部３６３，３６４に互い違いに配置されている。
このため、一方のフランジ部３６３側への巻き取りと他方のフランジ部３６４側への巻き取りとを交互に進めるウインチドラム３６１に対して、巻上ロープ３２の層数の検出を適正に行うことが可能となる。

また、各第１印４５は、対応する層の巻上ロープ３２のロープ径の中心部３２ｃよりもウインチドラム３６１の径方向の内側に設けられている。このため、第１印４５は、対応する層の巻上ロープ３２が巻かれると巻上ロープ３２のロープ径の最大部分よりも内側となり、効果的に第１印４５を覆い隠すことができる。
従って、第１印４５の有無が明確に検出され、巻上ロープ３２の層数の検出精度のさらに高めることが可能となる。

また、監視装置は、撮像装置６２８が第２印４６によりウインチドラム３６１の回転位相を検出する検出手段として機能して、位相の検出手段を有する構成なので、既定の位相における撮像画像を用いて巻上ロープ３２の層数を求めることができる。
このため、位相の違いによる巻かれた巻上ロープ３２の状態変化の影響を低減し、巻上ロープ３２の層数の検出をより精度良く行うことが可能となる。
また、監視処理部６１１は、既定の位相の検出時の撮像画像に基づいて層数を特定する処理を行うので、当該処理を常に行う必要がなく、処理負担の軽減を図ることが可能となる。

また、ウインチドラム３６１では、既定の位相を巻上ロープ３２の平行部３２１の範囲内に設定することに伴い、各第１印４５が巻上ロープ３２の平行部３２１の範囲内に設けられる。
このため、第１印４５を設ける目標位置をウインチドラム３６１の中心から一定の径の範囲内にすることができ、目標位置が定めやすく、巻上ロープ３２によって適正に遮蔽される配置に第１印４５を形成することが容易となる。
また、第１印４５が交差部３２２を避けた配置となるので、ウインチドラム３６１の中心から一定とはならない交差部３２２の軌跡の算出や巻上ロープ３２の実測により第１印４５の配置を決めることが不要となり、各第１印４５を適正な位置に容易に形成することが可能となる。
特に、使用される巻上ロープ３２のロープ径に公差が設定されている場合、交差部３２２の軌跡を正確に求めることは困難を極めるが、そのような問題を回避して各第１印４５を適正な位置に容易に形成することが可能となる。

また、第１印４５は、フランジ部３６３，３６４の内側面に形成された窪み４５ａの内側に設けられているので、巻上ロープ３２との摺接を抑制することができ、第１印４５の外観や色の不鮮明化を抑制し、良好な検出を維持することが可能となる。

また、ウインチドラム３６１は、フランジ部３６３，３６４の内側面に、巻き胴３６２に巻き回された巻上ロープ３２の層数を特定するための第１印４５が設けられているので、第１印４５に基づいて、精度良く巻上ロープ３２の層数を検出させることが可能となる。

［第１印の他の態様］
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は第１印の他の例を示す。以下、それぞれの第１印について説明する。
図９（Ａ）に示す例は、巻上ロープ３２の層数に拘わらず、一つの第１印４５Ａが設けられる場合を示す。
第１印４５Ａは、フランジ部３６３の内側面において、ウインチドラム３６１の半径方向に沿って長尺な単一の印である。第１印４５Ａは、第１印４５の場合と同様に、フランジ部３６３の内側面と異なる色で形成される。
なお、第１印４５Ａは、軸方向から見て、ウインチドラム３６１に巻かれる各層の全ての巻上ロープ３２に対して交差すればよく、その範囲で、ウインチドラム３６１の半径方向に対して幾分傾斜して設けてもよい。

また、既定の位相を示す第２印４６は、第１印４５Ａと同じ半径方向の延長線上となる配置でフランジ部３６３の外周面上に設けることが好ましい。

この第１印４５Ａの場合、巻上ロープ３２の層数に応じて半径方向内側の端部側から順に巻上ロープ３２に隠される。このため、撮像装置６２８によって撮像された第１印４５の長さ又は面積から現在の巻上ロープ３２の層数を求めることが可能である。

図９（Ｂ）に示す例は、巻上ロープ３２の各層に対応する各第１印４５Ｂが各層の巻上ロープ３２に沿った円弧状とする場合を示す。この場合、複数の第１印４５Ｂは、等しい位相範囲となる円弧状とする。また、第２印４６Ｂも第１印４５Ｂと等しい位相範囲となる円弧状とすることが好ましい。
この場合、第１印４５Ｂを撮像するための既定の位相範囲を広く拡大することができるので、ウインチドラム３６１の毎回の回転時に複数回の層数の取得を行うことができ、より高精度に巻上ロープ３２の層数を求めることが可能となる。

［最終列の巻上ロープによって隠される第１印によって層数を求める例］
なお、前述した実施形態では、初列ａが第１印４５を隠す例を示したが、図１０に示すように、各層における最終列ｂによって隠される第１印４５によって層数を求めることも可能である。
この場合、最終列ｂは、巻上ロープ３２の偶数層では他方のフランジ部３６４側（図１０の例では左側のフランジ部）となり、奇数層では一方のフランジ部３６３側（図１０の例では右側のフランジ部）となる。
従って、偶数層の最終列ｂに対応する第１印４５２，４５４はフランジ部３６４に設けられ、奇数層の最終列ｂに対応する第１印４５３，４５５はフランジ部３６３に設けられる。また、一層目の最終列ｂに対応する第１印４５１は、省略しないでフランジ部３６３に設けることが好ましい。

また、最終列ｂが第１印４５を隠す前提の場合、監視処理部６１１によって監視が行われる既定の位相は、最終列ｂの場合も、前述した図６の平行部３２１の範囲内とすることが好ましい。
但し、最終列ｂの場合は、列が巻上ロープ３２のロープ径の半分だけ横にスライドした後の状態でフランジ部に接触するので、交差部３２２に入った後の平行部３２１の範囲内を既定の位相とすると、フランジ部３６３，３６４に対するすき間が生じない状態で撮像がおこなわれるので、より好ましい。例えば、図６において、二つの平行部３２１の内、位相Ｓのすぐ下流側ではない平行部３２１の範囲内を既定の位相とすると、フランジ部３６３，３６４に対するすき間が生じないので、より好ましい。

また、最終列ｂが第１印４５を隠す前提の場合、１層目に対応する第１印４５１を設けているとすると、第１印４５の全体数に対する検出数の差に１を加算した数が現在の巻上ロープ３２の巻かれている層数となる（最終列まで巻上ロープ３２が巻かれている層数については、全体数に対する検出数の差となる）。この場合も、テーブルデータを参照して現在の巻上ロープ３２の巻かれている層数を導出してもよい。

［その他］
上記発明の実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、巻上ロープ３２の各層に対応して複数の第１印４５を設ける場合、各層の第１印４５ごとに異なる色としてもよい。これにより、撮像によって検出された第１印４５の色を識別することで、巻上ロープ３２の層数を容易に求めることが可能となる。
また、第１印４５は、ＡＲマーカに利用されるような簡易な２次元コードを利用してもよい。

また、上記監視装置では、ウインチドラム３６１の回転位相を検出する検出手段として撮像装置６２８を例示しているが、ウインチドラム３６１の回転位相を検出可能な専用のセンサ等を別途有する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、巻上ウインチ３６のウインチドラム３６１に対する監視装置を例示したが、起伏ウインチ４２のウインチドラムにも同じ構成からなる監視装置を設けてもよい。
また、上記実施形態では、クローラクレーンのウインチドラムに監視装置を設ける例を示したが、クローラクレーンに限らず、タワーアタッチメントを付けたクレーン、ホイールクレーン、トラッククレーン等の他の移動式クレーンに加えて、港湾クレーン、天井クレーン、ジブクレーン、門型クレーン、アンローダ、固定式クレーン等、ウインチドラムを有するあらゆるクレーンに適用可能である。
また、吊荷フックを備えるクレーンに限らず、マグネット、アースドリルバケット等のアタッチメントを吊下するクレーンも本発明の適用の対象である。

また、第１印は、連続する各層ごとに設けなくともよい。例えば、二層ごと、三層ごと等のように均一間隔ごとに第１印を設けてもよい。
その場合、特定された層数を、例えば、前述した状態画面Ｇ等に表示する場合には、「１～２層」、「３～４層」のようにまとめた層数で表示すればよい。

１ クレーン
３２ 巻上ロープ（ワイヤロープ）
３２ｃ 中心部
３６ 巻上ウインチ
３７ 起伏ロープ（ワイヤロープ）
４２ 起伏ウインチ
４５，４５２，４５３，４５４，４５５，４５Ａ，４５Ｂ 第１印
４５ａ 窪み
４６，４６Ｂ 第２印
６０ 制御装置
６１ コントローラ
３２１ 平行部
３２２ 交差部
３６１ ウインチドラム
３６２ 巻き胴（巻き回し部）
３６３，３６４ フランジ部
３６７ カバー
３６８ 開口部
６１１ 監視処理部
６２２ 表示装置
６２８ 撮像装置（撮像部）
６２９ 画像処理装置
Ｇ 状態画面
Ｎ１ アイコン

Claims (8)

1. ウインチドラムの状態を監視するウインチドラムの監視装置であって、
   前記ウインチドラムを撮像する撮像部を備え、
   前記ウインチドラムは、ワイヤロープが巻き回される巻き回し部と、前記巻き回し部の両側に設けられたフランジ部とを有し、
   前記フランジ部の内側面に第１印が設けられ、
   前記撮像部により撮像された撮像画像における前記第１印を検出することで前記ワイヤロープが前記巻き回し部に巻き回された層数を特定する特定部と、
   前記ウインチドラムの回転位相を検出する検出手段とを有し、
   前記特定部は、前記検出手段により特定の回転位相が検出されたときの撮像画像に基づいて前記層数を特定する
   ウインチドラムの監視装置。
2. 前記ウインチドラムの回転位相によって、前記ウインチドラムに巻き回されたワイヤロープが前記ウインチドラムの軸方向に対して傾斜する第１領域と、前記ウインチドラムに巻き回されたワイヤロープがウインチドラムの軸方向に対して第１領域よりも垂直に近い第２領域とを有し、前記特定の回転位相は前記第２領域に含まれる
   請求項１に記載のウインチドラムの監視装置。
3. ウインチドラムの状態を監視するウインチドラムの監視装置であって、
   前記ウインチドラムを撮像する撮像部を備え、
   前記ウインチドラムは、ワイヤロープが巻き回される巻き回し部と、前記巻き回し部の両側に設けられたフランジ部とを有し、
   前記フランジ部の内側面に第１印が設けられ、
   前記撮像部により撮像された撮像画像における前記第１印を検出することで前記ワイヤロープが前記巻き回し部に巻き回された層数を特定する特定部を有し、
   前記第１印は、前記ウインチドラムに積層して巻かれた前記ワイヤロープの複数の層に対応する複数の印であり、
   前記第１印は、対応する層のワイヤロープ径の中心部よりも前記ウインチドラムの径方向の内側に設けられている
   ウインチドラムの監視装置。
4. 前記第１印は、前記フランジ部の一方に設けられ前記ワイヤロープの所定巻き層に対応する内層印と、前記フランジ部の他方に設けられ前記所定巻き層よりも外側の巻き層に対応する外層印と、含む
   請求項３に記載のウインチドラムの監視装置。
5. 前記第１印は、前記フランジ部の表面色と異なる色である
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のウインチドラムの監視装置。
6. 前記フランジ部の内側面に形成された窪みの内側に前記第１印が設けられている
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のウインチドラムの監視装置。
7. 前記第１印は、前記ウインチドラムの周方向に沿って円弧形状の部分を有する
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のウインチドラムの監視装置。
8. ワイヤロープが巻き回される巻き回し部と、前記巻き回し部の両側に設けられたフランジ部と、を備え、
   前記フランジ部の内側面に、前記巻き回し部に巻き回されたワイヤロープの層数を特定するための第１印が設けられ、
   前記第１印は、ウインチドラムに積層して巻かれた前記ワイヤロープの複数の層に対応する複数の印であり、
   前記第１印は、対応する層のワイヤロープ径の中心部よりも前記ウインチドラムの径方向の内側に設けられている
   ウインチドラム。