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技術 移動式クレーンの過負荷状態記録装置

出願人 株式会社タダノ
発明者 山本隆公
出願日 1994年10月6日 (26年2ヶ月経過) 出願番号 1994-243022
公開日 1996年4月23日 (24年8ヶ月経過) 公開番号 1996-104496
状態 特許登録済
技術分野 クレーンの細部(制御,安全) ジブクレーン(門形、ケーブルクレーン)
主要キーワード 過負荷情報 補助フック 限界負荷 各動作パラメータ 警報状況 張出量 モーメント値 過負荷防止
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年4月23日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

目的

クレーン動作状態の切換操作時における負荷率の記録を制限することで記録値信頼性を確保する。

構成

実際値算出手段Aで算出した実際値と限界値算出手段Bで算出した限界値とに基づいて負荷率算出手段Cで負荷率が算出される。この負荷率と記録負荷率Iとが過負荷情報出力手段Dで比較され、該負荷率が記録負荷率Iを越えた時に過負荷情報が過負荷状態記録手段Eに出力される。過負荷状態記録手段Eにおいては、原則として、上記過負荷情報を受ける毎にその時の負荷率のピーク値を日時とともに記録するが、動作パラメータ手動入力手段Fの手動切り換えにより動作パラメータが入力された時には、記録動作禁止信号出力手段Gから記録動作禁止信号が出力され上記過負荷状態記録手段Eにおける記録動作が禁止され、その時の負荷率のピーク値は記録されない。従って、特殊な状況下での過負荷状態をも一律に記録した場合に比して、記録された過負荷データの信頼性が向上する。

概要

背景

一般に移動式クレーンにおいては、作業上の安全性を確保するために、過負荷防止装置を備え、クレーン作業中、実際の負荷状態実際値)とその時のクレーン動作状態ブーム長さブーム起伏角度ブーム旋回角度等)において許容される限界負荷状態(限界値)とを常時監視し、限界値に対する実際値の比率で規定される負荷率が予め設定した警報負荷率に達した時には、所定の警報を発して作業者注意喚起するとともに、負荷率が増大する側へのクレーン操作ブーム伸長操作、ブームの倒伏操作等)を自動的に禁止させるようにしている。

また、一方、かかる過負荷防止装置を備えた移動式クレーンにおいては、何らかの原因によりクレーンに不具合が生じた場合、特に過負荷作業による不具合が生じた場合には、その不具合の原因を究明しこれに対する有効な対策を講ずる必要があり、そのためには不具合が生じた時のクレーン状態を十分に解析し検討することが肝要である。このような解析作業に際して必要なクレーン状態に関するデータを収集する目的で、過負荷状態記録装置を設け、クレーン作業に伴って負荷率が上記警報負荷率よりも所定値だけ大きい値に設定した記録負荷率を越えた場合にはその都度、その負荷率のピーク値作業日時とともに記録し、不具合が生じた場合の解析に役立てるようにしている。

概要

クレーンの動作状態の切換操作時における負荷率の記録を制限することで記録値信頼性を確保する。

実際値算出手段Aで算出した実際値と限界値算出手段Bで算出した限界値とに基づいて負荷率算出手段Cで負荷率が算出される。この負荷率と記録負荷率Iとが過負荷情報出力手段Dで比較され、該負荷率が記録負荷率Iを越えた時に過負荷情報が過負荷状態記録手段Eに出力される。過負荷状態記録手段Eにおいては、原則として、上記過負荷情報を受ける毎にその時の負荷率のピーク値を日時とともに記録するが、動作パラメータ手動入力手段Fの手動切り換えにより動作パラメータが入力された時には、記録動作禁止信号出力手段Gから記録動作禁止信号が出力され上記過負荷状態記録手段Eにおける記録動作が禁止され、その時の負荷率のピーク値は記録されない。従って、特殊な状況下での過負荷状態をも一律に記録した場合に比して、記録された過負荷データの信頼性が向上する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
4件

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請求項1

アウトリガを備えた車両上に旋回自在に旋回台を搭載するとともに、該旋回台に起伏自在に伸縮ブームを取り付けてなる移動式クレーンにおいて、上記伸縮ブームに作用する負荷実際値を算出する実際値算出手段と、移動式クレーンの動作の実態に応じて入力される各動作パラメータに基づいて現在のクレーン動作状態において許容される負荷の限界値を算出する限界値算出手段と、上記実際値算出手段から入力される実際値と上記限界値算出手段から入力される限界値とを比較して該限界値に対する上記実際値の比率負荷率として算出する負荷率算出手段と、上記負荷率算出手段からの負荷率と予め設定した記録負荷率とを比較し該負荷率が記録負荷率を越えた時に過負荷情報を出力する過負荷情報出力手段と、該過負荷情報出力手段からの過負荷情報を受ける毎にその時の負荷率のピーク値を日時とともに記録する過負荷状態記録手段と、上記各動作パラメータのうちの少なくとも一つの動作パラメータ手動による切換操作で入力する動作パラメータ手動入力手段と、上記動作パラメータ手動入力手段から動作パラメータの切換信号が入力された時に上記過負荷状態記録手段に対して記録動作禁止信号を出力して記録動作を禁止させる記録動作禁止信号出力手段と、を備えたことを特徴とする移動式クレーンにおける過負荷状態記録装置

技術分野

また、上記実施例では、負荷率ピーク値をその発生日時とともに過負荷データとして記録させるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、過負荷データとしてその時の負荷率のピーク値とともに各動作パラメータ(例えば、ブーム長さブーム起伏角アウトリガ張出量等)も記録させるようにしてもよいことは勿論である。

背景技術

0001

本発明は、移動式クレーンにおいて、過負荷状態が生じた際、その時の負荷状態を記録するようにした移動式クレーンにおける過負荷状態記録装置に関するものである。

0002

一般に移動式クレーンにおいては、作業上の安全性を確保するために、過負荷防止装置を備え、クレーン作業中、実際の負荷状態(実際値)とその時のクレーン動作状態(ブーム長さ、ブーム起伏角度ブーム旋回角度等)において許容される限界負荷状態(限界値)とを常時監視し、限界値に対する実際値の比率で規定される負荷率が予め設定した警報負荷率に達した時には、所定の警報を発して作業者注意喚起するとともに、負荷率が増大する側へのクレーン操作ブーム伸長操作、ブームの倒伏操作等)を自動的に禁止させるようにしている。

発明が解決しようとする課題

0003

また、一方、かかる過負荷防止装置を備えた移動式クレーンにおいては、何らかの原因によりクレーンに不具合が生じた場合、特に過負荷作業による不具合が生じた場合には、その不具合の原因を究明しこれに対する有効な対策を講ずる必要があり、そのためには不具合が生じた時のクレーン状態を十分に解析し検討することが肝要である。このような解析作業に際して必要なクレーン状態に関するデータを収集する目的で、過負荷状態記録装置を設け、クレーン作業に伴って負荷率が上記警報負荷率よりも所定値だけ大きい値に設定した記録負荷率を越えた場合にはその都度、その負荷率のピーク値を作業日時とともに記録し、不具合が生じた場合の解析に役立てるようにしている。

0004

ところで、負荷率の算出基準となる限界値は、クレーンの動作状態に対応して入力されるブーム起伏角度、ブーム長さ等の複数の動作パラメータ関数として与えられるものであるが、これら動作パラメータの全てが実際の作動に対応して自動的に入力されるものではなく、そのうちのいくつかはオペレータ手動によるスイッチの切換操作によって入力されるものである。

0005

即ち、動作パラメータが自動的に入力されるものとしては例えばブーム長さ、ブーム起伏角度等に関連する動作パラメータである。これらブーム長さ等はそれぞれセンサで構成されるブーム長さ検出手段、ブーム起伏角度検出手段等によって常時検出されていることから、その検出値をそのまま過負荷防止装置側に動作パラメータとして自動的に入力することが容易だからである。

0006

一方、動作パラメータが手動によるオペレータの切換操作によって入力されるものとしてはクレーンの作業形態に関連する動作パラメータである。例えばクレーン作業の作業形態を、主巻ウィンチを使用しての複索吊下作業(所謂ブーム作業)と補巻ウィンチを使用しての単索吊下作業(シングルトップを使用するシングルトップ作業ジブを使用するジブ作業とがある)との間で切り換えるような場合には、複索吊下作業と単索吊下作業、さらに単索吊下作業のうちでもシングルトップ作業とジブ作業の間ではクレーン装置の負荷状態が全く異なるためこれら三つの作業形態にそれぞれ対応して過負荷防止操作の性能も切り換える必要があるが、かかる過負荷防止操作の性能の切り換えは作業選択スイッチをオペレータが手動で切換操作することで行われるからである。

0007

ところが、このようにオペレータによる手動での切換操作によって入力される動作パラメータがある場合において、その切換操作の有無の如何に拘わらず一律に実際値と限界値とに基づく負荷率によって過負荷状態記録装置を作動させるとすると、例えば作業選択スイッチが限界値を減少させる方向に切換操作された場合(例えば、作業状態をブーム作業からジブ作業に切り換えたような場合)、その切換操作の直後においては負荷率が増大方向に急変して記録負荷率を越え、その結果、その時の負荷率のピーク値が過負荷データとして記録される。

0008

この場合、実際にジブ作業が行われていればその時の負荷率のピーク値は記録する必要があるが、例えば現在はブーム作業を行っているがこれをジブ作業に切り換えても安全に作業が行えるかどうかを確認するためにオペレータが試験的に切換操作を行うという場合も往々にしてあり、かかる特殊な場合にもその時の負荷率のピーク値が全て過負荷データとして一律に記録されるとすれば、この過負荷データは後日クレーン状態の解析に使用される場合においてその信頼性に疑問が生じることになる。

課題を解決するための手段

0009

そこで本発明では、動作状態の切換操作時における負荷率の記録を禁止することで過負荷データとしての記録値の信頼性を確保するようにした移動式クレーンにおける過負荷状態記録装置を提案せんとしてなされたものである。

0010

本発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として、アウトリガを備えた車両上に旋回自在に旋回台を搭載するとともに、該旋回台に起伏自在に伸縮ブームを取り付けてなる移動式クレーンにおいて、図1クレーム対応図に示すように、上記伸縮ブームに作用する負荷の実際値を算出する実際値算出手段Aと、移動式クレーンの動作の実態に応じて入力される各動作パラメータHに基づいて現在のクレーンの動作状態において許容される負荷の限界値を算出する限界値算出手段Bと、上記実際値算出手段Aから入力される実際値と上記限界値算出手段Bから入力される限界値とを比較して該限界値に対する上記実際値の比率を負荷率として算出する負荷率算出手段Cと、上記負荷率算出手段Cからの負荷率と予め設定した記録負荷率Iとを比較し該負荷率が記録負荷率Iを越えた時に過負荷情報を出力する過負荷情報出力手段Dと、該過負荷情報出力手段Dからの過負荷情報を受ける毎にその時の負荷率のピーク値を日時とともに記録する過負荷状態記録手段Eと、上記各動作パラメータHのうちの少なくとも一つの動作パラメータを手動による切換操作で入力する動作パラメータ手動入力手段Fと、上記動作パラメータ手動入力手段Fから動作パラメータの切換信号が入力された時に上記過負荷状態記録手段Eに対して記録動作禁止信号を出力して記録動作を禁止させる記録動作禁止信号出力手段Gとを備えたことを特徴としている。

0011

本発明ではかかる構成とすることにより次のような作用・効果が得られる。即ち、実際値算出手段Aにおいて伸縮ブームに作用する負荷の実際値が算出される一方、限界値算出手段Bにおいては各動作パラメータHに基づいて現在のクレーンの動作状態における負荷の限界値が算出される。そして、負荷率算出手段Cにおいては、上記実際値算出手段Aから入力される実際値と上記限界値算出手段Bから入力される限界値とを比較して該限界値に対する上記実際値の比率を負荷率として算出する。

0012

さらに、過負荷情報出力手段Dにおいては、上記負荷率算出手段Cからの負荷率と予め設定した記録負荷率Iとを比較し、該負荷率が記録負荷率Iを越えた時に過負荷情報を過負荷状態記録手段Eに対して出力する。

0013

この場合、過負荷状態記録手段Eにおいては、原則として、上記過負荷情報を受ける毎にその時の負荷率のピーク値を日時とともに記録するが、動作パラメータ手動入力手段Fにより上記各動作パラメータHのうちの少なくとも一つの動作パラメータが手動による切換操作で入力された時には、記録動作禁止信号出力手段Gから記録動作禁止信号が入力されその記録動作が禁止されることから、その時の負荷率は記録しない。

0014

従って、過負荷状態記録手段Eには、動作パラメータ手動入力手段Fの切換操作によりクレーンの動作状態が変化した特殊な状況下での過負荷状態は記録されず、該動作パラメータ手動入力手段Fによる動作状態の切り換えが行われていない常態時における過負荷状態のみが過負荷データとして記録されるので、例えば特殊な状況下での過負荷状態をも一律に記録した場合に比して、記録された過負荷データの信頼性が高く、この過負荷データに基づいてクレーン状態の解析を行うことでより一層精度の高い解析結果が得られるものである。

0015

以下、本発明の移動式クレーンにおける過負荷状態記録装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。

0016

第1実施例
図2には本発明の第1実施例にかかる過負荷状態記録装置を備えた移動式クレーンZが示されており、同図において符号1はアウトリガ2,2,・・を備えた車両であり、該車両1には旋回台3が旋回自在に搭載されるとともに、該旋回台3には伸縮ブーム4が起伏可能に取り付けられ、該伸縮ブーム4は上記旋回台3との間に配置した起伏シリンダ8によって起伏駆動される。また、この伸縮ブーム4の先端に設けたブームヘッド5には、主フック11が複索吊下されるとともに、ジブ6とシングルトップ7とが着脱自在に装着可能とされている。そして、このジブ6とシングルトップ7は、必要に応じて択一的に装着されるとともに単索吊下された補助フック12が掛けられる。従って、この移動式クレーンZは、上記主フック11を使用して吊荷を行うブーム作業と、上記補助フック12を使用して吊荷を行うジブ作業またはシングルトップ作業とを、作業条件に応じて選択できるようになっている。ここで、この主フック11を使用するブーム作業時と補助フック12を使用するジブ作業時またはシングルトップ作業時とではクレーンに対する負荷状態が大きく異なるため、作業状態を変更した場合にはそれに伴って過負荷防止装置の性能を変更する必要があり、かかる作業状態の変更に伴う過負荷防止装置の性能の変更はオペレータにより手動で切換操作される選択スイッチで構成される作業状態設定手段19により行われる。従って、この実施例においては、上記作業状態設定手段19は、特許請求の範囲中の動作パラメータ手動入力手段Fに該当し、後述する過負荷状態記録装置の構成要素の一つとなる。 さらに所定の警報を発するとともに危険側へのクレーン操作を禁止する過負荷防止装置を備えるとともに、この過負荷防止装置に本発明の要旨である過負荷状態記録装置を組み込んで過負荷状態の発生時にはその時の負荷率のピーク値を発生日時とともに記録し後日の解析時に過負荷データとして供するようにしている。

0017

また、かかる過負荷防止装置と過負荷状態記録装置に対して移動式クレーンZの動作の実態に対応した動作パラメータを提供するために、伸縮ブーム4にかかるモーメント値を検出するモーメント検出手段20とブーム起伏角度検出手段21とブーム旋回角度検出手段22とブーム長さ検出手段23とが備えられている。これら各検出手段20〜23は、特許請求の範囲中の動作パラメータHに該当するものであって、これら各検出手段20〜23の検出信号と上記作業状態設定手段19の切換信号は共に、過負荷防止装置と過負荷状態記録装置とを構成する後述のコントロールユニット15に入力される。そして、コントロールユニット15においては、移動式クレーンZの作業状態が過負荷状態となった時には、警報手段16において所定の警報を発するとともに表示手段18にこれを表示してオペレータの注意を喚起するとともに制御手段17をして移動式クレーンZの危険側への操作を禁止させる。また、過負荷状態時における負荷率を一定条件下(後述する)で記録し、これを後日の解析データとして供するとともに必要に応じて上記表示手段18に表示させるものである。以下、かかる過負荷防止装置と過負荷状態記録装置とを構成する上記コントロールユニット15の具体的構成及び制御等を、図3及び図4を参照して説明する。

0018

先ず、図3を参照して、コントロールユニット15の具体的構成について説明すると、コントロールユニット15は、モーメント増幅回路31と実荷重算出回路32と定格荷重算出回路33と負荷率算出回路34と比較回路35と判定回路36及び記憶回路37とを備えて構成されている。ここで、これら各構成回路の内容を個別に説明すると、先ず、上記モーメント増幅回路31は、上記モーメント検出手段20から入力される伸縮ブーム4にかかるモーメントの現在値を受けてこれを増幅し、後述の実荷重算出回路32にモーメント信号として出力する。

0019

上記実荷重算出回路32は、特許請求の範囲中の実際値算出手段Aに該当するものであって、現在伸縮ブーム4にかかって負荷を荷重値として算出しこれを実荷重(特許請求の範囲中の実際値に該当する)として出力する。即ち、この実荷重算出回路32には、上記モーメント検出手段20からのモーメント信号の他に、ブーム起伏角度検出手段21からのブーム起伏角度信号とブーム旋回角度検出手段22からのブーム旋回角度信号とブーム長さ検出手段23からのブーム長さ信号と作業状態設定手段19からの作業状態信号(この実施例ではブーム作業かジブ作業かそれともシングルトップ作業かを示す信号)がそれぞれ入力される。そして、この実荷重算出回路32においては、これら各入力信号に基づいて実荷重を算出しこれを実荷重信号として後述の負荷率算出回路34に出力する。

0020

上記定格荷重算出回路33は、特許請求の範囲中の限界値算出手段Bに該当するものであって、現在のクレーン状態において許容される定格荷重(特許請求の範囲中の限界値に該当する)を算出する。即ち、この定格荷重算出回路33には、ブーム起伏角度検出手段21からのブーム起伏角度信号とブーム旋回角度検出手段22からのブーム旋回角度信号とブーム長さ検出手段23からのブーム長さ信号と作業状態設定手段19からの作業状態信号がそれぞれ入力される。そして、この定格荷重算出回路33においては、これら各入力信号に基づいて現在のクレーン状態における定格荷重を算出してこれを後述する負荷率算出回路34に出力する。

0021

上記負荷率算出回路34は、特許請求の範囲中の負荷率算出手段Cに該当するものであって、上記実荷重算出回路32から入力される実荷重と上記定格荷重算出回路33から入力される定格荷重とを比較し、現在の負荷状態を定格荷重に対する実荷重の比率である負荷率として算出し、この負荷率を後述の比較回路35と判定回路36とにそれぞれ出力する。

0022

上記比較回路35は、上記負荷率算出回路34から入力される現在の負荷率と予め設定した警報を発する基準となる警報負荷率41とを比較し、算出負荷率が警報負荷率41を越えた時に警報手段16と制御手段17と表示手段18とにそれぞれ警報信号を出力し、上記警報手段16により所定の警報を発しまた表示手段18により警報状況を表示せしめることでオペレータの注意を喚起するとともに、上記制御手段17をして移動式クレーンZの危険側への操作(即ち、負荷率がさらに増大する方向の操作)を規制せしめ、もって移動式クレーンZの転倒の危険を未然に回避せしめる。

0023

上記判定回路36は、特許請求の範囲中の過負荷情報出力手段D及び記録動作禁止信号出力手段Gにそれぞれ該当するものであって、上記負荷率算出回路34から現在の負荷率に対応した信号を受けるとともに上記作業状態設定手段19から作業状態の切換操作がされた場合にこれに対応した切換信号を受けるようになっている。そして、この判定回路36においては、原則として、上記負荷率と予め設定した記録負荷率42(即ち、過負荷データとして記録すべき負荷率であって、特許請求の範囲中の記録負荷率Iに該当し、上記警報負荷率41よりも所定値だけ高めに設定される)とを比較し、算出された負荷率が記録負荷率42を越えた場合には記憶回路37にその場合の負荷率のピーク値を過負荷状態の発生日時とともに記録させる(即ち、この実施例においては、上記記憶回路37は特許請求の範囲中の過負荷状態記録手段Eに該当する)。しかし、例え算出負荷率が記録負荷率42を越えた場合であっても、上記作業状態設定手段19から切換信号が入力された場合には上記記憶回路37への出力を禁止して上記負荷率の記録を阻止する。

0024

従って、上記記憶回路37は、移動式クレーンZが過負荷状態となっても、作業状態が切り換えられた特殊条件下においては過負荷データの記録は行わず、作業状態の切換操作が行われていない常態時においてのみ過負荷データを記録することになり、この結果、特殊条件下においても一律に過負荷データを記録する場合に比して、記録された過負荷データの信頼性が高められ、より精度の良い解析が可能になるものである。

0025

尚、上記記憶回路37に記憶された可能データは、必要に応じて上記表示手段18にて確認することができる。

0026

続いて、上述の如きコントロールユニット15における制御を、図4に示すフローチャートに基づいて具体的に説明すると、制御の開始後、先ずステップS1において各検出手段から出力される動作パラメータに基づいて現在の作業状態を読み込む。次に、ステップS2において、現在の実荷重を算出し、またステップS3において現在のクレーン状態に対応した定格荷重を算出する。しかる後、ステップS4において、上記実荷重と定格荷重とから現在の負荷率(δ)を算出する。

0027

次に、ステップS5において、上記負荷率(δ)と警報負荷率(α)とを比較し、(δ>α)である場合には過負荷状態であると判断してステップS6において所定の警報と表示とを行うとともに、移動式クレーンZの危険側への動作を制限し移動式クレーンZの安全性を確保する。

0028

さらに、ステップS7においては、上記負荷率(δ)と記録負荷率(β,β>α)とを比較し、(δ>β)である場合には、原則としてはこの時の負荷率のピーク値をその発生日時とともに過負荷データとして記録する(ステップS9)が、その直前に移動式クレーンZの作業状態の切り換えが実行されている場合(ステップS8)には、過負荷データの信頼性を確保する観点から負荷率の記録を行わない。

0029

第2実施例
図5には、本発明の第2実施例にかかる過負荷状態記録装置をを構成するコントロールユニット15を示している。この実施例のものは、上記第1実施例のものが負荷率を荷重値で算出していたのに対して、この負荷率をモーメント値として算出するようにしたものである。従って、この実施例のものにおいては、上記第1実施例における実荷重算出回路32と定格荷重算出回路33に変えて、実モーメント算出回路38と定格モーメント算出回路39とを備えている。かかる構成のコントロールユニット15を備えたこの実施例のものにおいても上記第1実施例の場合と同様の作用効果が得られることは勿論である。

図面の簡単な説明

0030

尚、上記各実施例においては作業形態の切り換えをオペレータの手動による切換操作で行い、該操作の有無によって過負荷データの記録動作を禁止又は許容するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、過負荷データの記録の禁止又は許容を、作業形態の切換以外の動作パラメータ、例えばアウトリガの張り出し量等の他の動作パラメータによって行うこともできる。

--

0031

図1本発明のクレーム対応図である。
図2本発明の第1実施例にかかる移動式クレーンにおける過負荷状態記録装置の全体システム図である。
図3図1に示した過負荷状態記録装置における機能ブロック図である。
図4図1に示した過負荷状態記録装置の制御フローチャート図である。
図5本発明の第2実施例にかかる移動式クレーンにおける過負荷状態記録装置の機能ブロック図である。

0032

1は車両、2はアウトリガ、3は旋回台、4は伸縮ブーム、5はブームヘッド、6はジブ、7はシングルトップ、8は起伏シリンダ、11は主フック、12は補助フック、15はコントロールユニット、16は警報手段、17は制御手段、18は表示手段、19は作業状態設定手段、20はモーメント検出手段、21はブーム起伏角度検出手段、22はブーム旋回角度検出手段、23はブーム長さ検出手段、31はモーメント増幅回路、32は実荷重算出回路、33は定格荷重算出回路、34は負荷率算出回路、35は比較回路、36は判定回路、37は記憶回路、38は実モーメント算出回路、39は定格モーメント算出回路、Aは実際値算出手段、Bは限界値算出手段、Cは負荷率算出手段、Dは過負荷情報出力手段、Eは過負荷状態記録手段、Fは動作パラメータ手動入力手段、Zは移動式クレーンである。

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