JP2003034490A - クレーン及びクレーンの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吊荷であるコンテナを、着床誤差等の不具合
なく短時間にて着床させる。 【解決手段】 クレーン走行機体１０ａの上部梁１２に
移動可能に支持された横行トロリ１３と、下方側に吊荷
コンテナＣａを保持する吊具１６と、吊具１６を横行ト
ロリ１３に吊り下げる吊ロープ１５と、吊ロープ１５の
巻き取り、送り出しを行うことにより、吊具１６を昇降
させる巻上装置１４とからクレーン１０を構成する。吊
荷コンテナの四隅のコーナーの内の少なくとも二つの第
１、第２のコーナーＡ、Ｂの目標コンテナＣｂ上の着床
場所に関する位置との水平方向の位置ずれを検出する水
平位置ずれ検出器２０Ａ、２０Ｂを設ける。第１、第２
のコーナーＡ、Ｂの着床を検出する着床検出器２３Ａ、
２３Ｂを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、港湾に
て、箱型形状のコンテナ等の荷物を荷役するクレーン及
びクレーンの制御方法に係り、特に、所定の位置へ高精
度にかつ短時間に着床させるクレーン及びクレーンの制
御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、港湾等のヤードでは、クレーン
によって船舶あるいはトレーラへのコンテナの積み込み
及び船舶あるいはトレーラからのコンテナの積み降ろし
等の荷役作業が行われている。この荷役作業に用いられ
るクレーンとして、図１０に示すものを例にとって説明
する。

【０００３】図に示すように、クレーン１は、吊荷であ
るコンテナＣａを目標コンテナＣｂへ段積みするコンテ
ナトランスファークレーン（以下クレーンと称す）と呼
ばれる橋型クレーンである。本形式のクレーン１は、ク
レーン走行機体２の上部梁３に沿って水平方向に移動す
る横行トロリ４を有し、吊荷を支持するスプレッダと呼
ばれる吊具５が横行トロリ４より吊ロープ６によって吊
り下げられ、横行トロリ４上又はクレーン走行機体２上
の適宜場所に搭載された巻上装置７によって吊ロープ６
を巻き上げ、繰り出しすることにより、吊具５が昇降
し、また、横行トロリ４の移動によりクレーン走行機体
２の上部梁３に沿って平行移動されるようになってい
る。

【０００４】上記クレーン１によって、吊荷であるコン
テナＣａを、あらかじめ定められた目標コンテナＣｂ上
に着床し積み付けする場合、着床、積み付けされた時に
吊荷コンテナＣａと目標コンテナＣｂとの間に許容値を
超える水平方向の位置ずれがないようにする必要があ
る。また、吊荷コンテナＣａの吊り上げを行う場合は、
吊具５を吊り上げ対象のコンテナＣａ上に許容範囲の水
平方向の位置ずれで着床させる必要がある。水平方向位
置ずれが許容範囲を満足するように着床させることは、
この種のコンテナ用のクレーン１の運転において最も技
能を必要とし、また、時間の掛かる操作である。

【０００５】そこで、着床運転の自動化を主たる機能と
するコンテナの積み付け制御技術の提案がなされてお
り、特開平１０−１２０３６２号公報、特願２００１−
３６０１５号、あるいは特許第２８１３５１０号公報等
に示されている。

【０００６】特開平１０−１２０３６２号公報および特
願２００１−３６０１５号に示されている着床制御技術
は、吊荷であるコンテナＣａの水平方向の刻々の振れ量
を検出器によって計測し、振れ量の時間変化をもとに演
算したコンテナＣａの振れ速度を用いて、コンテナＣａ
の将来の水平位置の予測演算を行い、また、必要に応じ
て横行トロリ４の位置、速度等を制御する。そのように
して演算したコンテナＣａの将来位置が、目標コンテナ
Ｃｂ位置に合致すると予測されるタイミングにて着床す
るように、コンテナＣａの下降速度を調整し、着床の瞬
間において水平位置ずれが許容範囲以内になるように制
御するものである。

【０００７】また、前記した特開平１０−１２０３６２
号公報および特願２００１−０３６０１５号に示された
着床制御の中心をなす技術は、コンテナＣａおよび吊ロ
ープ６の動的挙動を表すモデルによって将来の吊荷位置
の予測を行うことにある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、動的モデルは
吊荷コンテナＣａの位置予測に影響する全ての要因を網
羅することが出来ず、特に、外乱の影響のモデル化の困
難性のため水平位置ずれ予測に誤差を生じる可能性があ
る。ここで、影響の大きい外乱として、風の影響、コン
テナＣａ内の積荷の重量分布、吊ロープ６の張力不平衡
等があり、それらの影響が大きい場合には着床時の水平
位置ずれは許容範囲を超えることがある。

【０００９】また、特願２００１−３６０１５号では、
目標コンテナＣｂとの水平位置ずれを修正する手段とし
て、横行トロリ４の移動を行っている。しかし、横行ト
ロリ４の移動によって修正できるのは横行トロリ４の移
動方向への位置ずれだけであり、実際には吊荷であるコ
ンテナＣａは横行トロリ４の移動方向に平行な運動のみ
でなく、旋回運動を伴うことが多いため、着床時の位置
ずれが許容範囲内に収まるためには、横行トロリ４の移
動方向による位置ずれ及び旋回による位置ずれの２種類
の位置ずれが着床の瞬間において同時に許容範囲に収束
されることが要求される。

【００１０】つまり、この特願２００１−３６０１５号
に示す方法では吊荷の旋回に伴う位置ずれについては修
正する手段がなく、旋回による位置ずれが収束するまで
待って着床させることになり、結果として着床に要する
時間が長くなる不具合があった。

【００１１】一方、特許第２８１３５１０号公報に示す
技術は、吊荷であるコンテナＣａの底部に機械的なガイ
ドを張り出し、ガイドに沿ってコンテナＣａを目標コン
テナＣｂに位置決めしようとするもので、前記２種類の
何れの水平位置ずれも同時に修正する機能を有するが、
機械的なガイドは吊具５の付加装置であるため、巻き上
げ重量の増加を来たし、巻上装置７の駆動容量増加とな
る。また、目標コンテナＣｂとの機械的接触が避けられ
ず、破損し易いという欠点があった。

【００１２】また、吊荷コンテナＣａの将来位置の予測
誤差による着床誤差の問題については、現在計測した位
置ずれ量が許容の着床精度内であるとき、その後の位置
ずれが許容の着床誤差範囲を超過する以前に着床させる
ことにより解決できる。即ち、現在計測した水平方向位
置ずれが許容範囲であれば、直ちに吊荷降下を開始して
着床するまでの時間が、位置ずれ量が増加して許容範囲
を超過するまでの時間（着床時間）より短かければよ
い。ところが、吊荷降下速度は吊荷着床時の衝撃を過大
にしない配慮から制約があり、従って位置ずれが許容範
囲を超過する以前に着床させるには、吊荷コンテナＣａ
と目標コンテナＣｂの高さ方向間隔が十分小さいことが
必要である。

【００１３】一例として、現在の吊ロープ長が１０ｍで
あるとして、さらに若干量の吊ロープ６の繰り出し、即
ち、吊荷コンテナＣａの降下によって着床する状態にあ
る場合を想定する。また、許容される水平位置ずれを３
０ｍｍと仮定する。この状態での吊ロープ６の周期は約
６.３秒（２π√(１０／９.８）)であり、また、現在吊
荷コンテナＣａが片振幅１００ｍｍで横行トロリ４の移
動方向に振動していると仮定した場合、吊荷コンテナＣ
ａの平均水平方向速度は約６３ｍｍ毎秒である。従っ
て、水平位置ずれ検出手段により吊荷コンテナＣａと目
標コンテナＣｂの位置ずれが０と検出された瞬時に吊荷
コンテナＣａの巻き下げを開始し、着床時点で許容ずれ
（３０ｍｍ以内）を満足させるには巻き下げに要する時
間は約０.４８秒以内でなければならない。

【００１４】巻き下げに要する時間＝３０ｍｍ／毎秒６
３ｍｍ＝０.４７６秒

【００１５】ここで、巻き下げ平均速度が１００ｍｍ毎
秒に制約されるとすれば、吊荷コンテナＣａと目標コン
テナＣｂとの高さ方向間隔は４８ｍｍ以内（１００ｍｍ
／秒×０．４８秒＝４８ｍｍ）でなければならない。

【００１６】着床前において、ずれが許容の着床精度に
収束していない場合には、位置ずれの補正を行なうか又
は位置ずれが許容値内に収束するまで待つことが必要で
あるが、位置ずれ補正制御を行うにしても位置ずれの収
束を待つにしても、その間吊荷コンテナＣａ及び目標コ
ンテナＣｂ同士が接触し吊荷コンテナＣａの運動を拘束
しないことが必要である。即ち、吊荷コンテナＣａと目
標コンテナＣｂとの間に高さ間隔があることが必要であ
り、一方、その間隔は前記した程度か、それ以下に保持
される必要がある。

【００１７】前記間隔を保持するには、同間隔を計測で
きることが前提である。従来から吊荷コンテナＣａと目
標コンテナＣｂの上面との高さ間隔を計測する方法は種
々あるが、前記した程度の間隔を計測するにはいずれも
問題がある。例えば、目標コンテナＣｂ上面高さを既知
とし、吊荷コンテナＣａ位置を繰り出しロープ長から検
出したりあるいは光波距離計により検出して両者の差を
取る方法等があるが、実際には目標コンテナＣｂの積み
付け場所の高低の誤差、積み付けコンテナ高さの誤差、
吊ロープ６の伸びによる誤差、クレーン１の構造変形に
よる誤差等が累積し、目的にかなう計測は困難であっ
た。

【００１８】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、コンテナの段積み制御における吊荷位置予測モデ
ルに起因する誤差及び横行トロリの移動方向以外の方向
に発生する吊荷の運動により生じる位置ずれが重なって
生じる着床誤差（着床時における吊荷と目標位置との水
平位置ずれ量）の解消及び着床時間の短縮を図ることが
できるクレーン及びクレーンの制御方法を提供すること
を目的としている。また、吊荷と目標との間隔を実用的
な方法で確保し、吊荷と目標のずれが過大になる以前に
着床を終了させ、さらに、吊荷がトロリの移動方向と吊
荷旋回方向の２方向に運動している場合においても、吊
荷の振れ止め制御における左右支持ロープを独立に制御
できる装置等特殊な装置を使用することなく許容位置ず
れを満足しつつ短時間に着床させることが可能なクレー
ン及びクレーンの制御方法を提供することを目的として
いる。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のクレーンは、上方にて水平方向へ移
動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテナからな
る吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下
げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送り出しを
行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装置とを有
し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着床場所に
着床させるクレーンであって、前記吊荷の四隅のコーナ
ーの内の少なくとも二つの第１、第２のコーナーと、該
第１、第２のコーナーおのおのに応当する前記着床場所
に関する位置との水平方向の位置ずれを検出する水平位
置ずれ検出手段と、該水平位置ずれ検出手段からの検出
信号に基づいて前記第１のコーナーの着床時及び前記第
２のコーナーの着床時における該第１、第２のコーナー
と、該第１、第２のコーナーおのおのに応当する前記着
床場所に関する位置との水平位置ずれを補正する水平位
置ずれ補正手段とを有し、前記吊具を傾けることによ
り、この吊具に保持させた前記吊荷の第１のコーナーを
他のコーナーより相対的に低くした状態にて、最初に前
記第１のコーナーが同コーナーに応当する前記着床場所
に関する位置に前記水平位置ずれ補正手段によって位置
決めされて着床し、序で前記第２のコーナーが同コーナ
ーに応当する前記着床場所に関する位置に前記水平位置
ずれ補正手段によって位置決めされて着床されることを
特徴としている。

【００２０】上記において、吊荷の特定コーナーに応当
する所定着床場所に関する位置とは、例えば着床場所が
既に地上に積み付けられているコンテナ上である場合に
は前記地上に積み付けられたコンテナのコーナーであっ
て、吊荷の該特定コーナーに応当するものをいう。ま
た、吊荷を地上の所定場所に着床させる場合には、地上
の所定着床場所の位置を特定するために設置したマーク
等であって、同マークと前記吊荷の特定コーナーとをあ
らかじめ設定された位置関係に位置決めすることにより
吊荷を所定位置に着床できるよう配置したものを、前記
吊荷の特定コーナーに応当する着床場所に関する位置と
いう。

【００２１】前記した水平位置ずれ補正手段としては、
前記水平位置ずれ検出手段からの検出信号に基づいて、
該水平位置ずれ量を減少するように前記トロリーを移動
させる方法、吊具を旋回する装置が設置されている場合
には該旋回装置によって吊具を旋回させて同様の補正を
行う方法、またはトロリー移動と吊具旋回を併用して行
う方法等がある。

【００２２】請求項２記載のクレーンは、上方にて水平
方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方側にコンテ
ナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を前記トロリ
に吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻き取り、送
り出しを行うことにより、前記吊具を昇降させる巻上装
置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷を所定の着
床場所に着床させるクレーンであって、前記吊荷の四隅
のコーナーの内の少なくとも二つの第１、第２のコーナ
ーと、該第１、第２のコーナーおのおのに応当する前記
着床場所に関する位置との水平方向の位置ずれを検出す
る水平位置ずれ検出手段と、該水平位置ずれ検出手段か
らの検出信号に基づいて前記第１のコーナーの着床時及
び前記第２のコーナーの着床時における該第１、第２の
コーナーと、該第１、第２のコーナーおのおのに応当す
る前記着床場所に関する位置との水平位置ずれを補正す
る水平位置ずれ補正手段とを有し、前記吊具を傾けるこ
とにより、この吊具に保持させた前記吊荷の第１のコー
ナーを含む一つの陵を他の陵より相対的に低くした状態
にて、最初に前記第１のコーナーが同コーナーに応当す
る前記着床場所に関する位置に前記水平位置ずれ補正手
段によって位置決めされて第１のコーナーを含む陵が着
床し、序で前記第２のコーナーが同コーナーに応当する
前記着床場所に関する位置に前記水平位置ずれ補正手段
によって位置決めされて第２のコーナーを含む他の陵が
着床されることを特徴としている。

【００２３】請求項３記載のクレーンの制御方法は、上
方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方
側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を
前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻
き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降さ
せる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷
を所定の着床場所に着床させるクレーンの制御方法であ
って、前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持さ
せた前記吊荷の四隅のコーナーの内の一つを第１のコー
ナーとして他のコーナーに対して相対的に低くした状態
にて、この第１のコーナーを、同コーナーに応当する前
記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを
行う第１の位置決め工程と、前記第１のコーナーを同コ
ーナーに応当する着床場所に関する位置に位置決めした
状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて前
記第１のコーナーを前記着床場所に接触させる第１の着
床工程と、該第１の着床工程後に、吊荷の他のコーナー
の内の少なくとも一つのコーナーを第２のコーナーとし
て、同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に
対して水平方向の位置決めを行う第２の位置決め工程
と、前記第２のコーナーを同コーナーに応当する前記着
床場所に関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装
置によって前記吊荷を下降させて前記第２のコーナーと
ともに残りのコーナーを前記着床場所に接触させて前記
吊荷の底面全体を前記着床場所に着床させる第２の着床
工程とを行うことを特徴としている。

【００２４】請求項４記載のクレーンの制御方法は、上
方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方
側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を
前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻
き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降さ
せる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷
を所定の着床場所に着床させるクレーンの制御方法であ
って、前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持さ
せた前記吊荷の一つの陵を他の陵より相対的に低くした
状態にて、この低くした陵の一端側のコーナーを第１の
コーナーとして、この第１のコーナーを、同コーナーに
応当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の
位置決めを行う第１の位置決め工程と、前記第１のコー
ナーを同コーナーに応当する着床場所に関する位置に位
置決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下
降させて低くした陵を前記着床場所に接触させる第１の
着床工程と、該第１の着床工程後に、対向側の陵の一端
のコーナーを第２のコーナーとして同コーナーに応当す
る前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決
めを行う第２の位置決め工程と、前記第２のコーナーを
同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に位置
決めした状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降
させて対向側の陵を前記着床場所に接触させて前記吊荷
の底面全体を前記着床場所に着床させる第２の着床工程
とを行うことを特徴としている。

【００２５】請求項５記載のクレーンの制御方法は、上
方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方
側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を
前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻
き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降さ
せる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷
を所定の着床場所に着床させるクレーンの制御方法であ
って、前記吊荷を前記所定の着床場所に着床させた状態
にて、前記吊具を巻き上げた際に、この吊具に保持させ
た前記吊荷の四隅のコーナーの内の一つを第１のコーナ
ーとしてこの第１のコーナーが他のコーナーに対して相
対的に低くなるように前記吊ロープの長さを調整してお
き、前記巻上装置によって前記吊具を巻き上げることに
より、前記第１のコーナーを除く他のコーナーを着床場
所から離間させる巻き上げ工程と、この巻き上げ工程後
に、他のコーナーの内の少なくとも一つのコーナーを第
２のコーナーとして同コーナーに応当する前記着床場所
に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う位置決
め工程と、前記第２のコーナーを前記した如く位置決め
した状態にて前記巻上装置によって前記吊荷を下降させ
て前記第２のコーナーとともに残りのコーナーを前記着
床場所に接触させて前記吊荷の底面全体を前記着床場所
に着床させる着床工程とを行うことを特徴としている。

【００２６】請求項６記載のクレーンの制御方法は、上
方にて水平方向へ移動可能に支持されたトロリと、下方
側にコンテナからなる吊荷を保持する吊具と、該吊具を
前記トロリに吊り下げる吊ロープと、前記吊ロープの巻
き取り、送り出しを行うことにより、前記吊具を昇降さ
せる巻上装置とを有し、前記吊具に保持させた前記吊荷
を所定の着床場所に着床させるクレーンの制御方法であ
って、前記吊荷を前記所定の着床場所に着床させた状態
にて、前記吊具を巻き上げた際に、この吊具に保持させ
た前記吊荷の一つの陵が他の陵に対して相対的に低くな
るように前記吊ロープの長さを調整しておき、前記巻上
装置によって前記吊具を巻き上げることにより、前記一
つの陵の対向側の陵を着床場所から離間させる巻き上げ
工程と、この巻き上げ工程後に、前記の着床場所から離
間した対向側の陵の一端のコーナーを位置決めのコーナ
ーとして同コーナーに応当する前記着床場所に関する位
置に対して水平方向の位置決めを行う位置決め工程と、
該位置決めコーナーについて前記位置決めした状態にて
前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて前記対向側
の陵を前記着床場所に接触させて前記吊荷の底面全体を
前記着床場所に着床させる着床工程とを行うことを特徴
としている。

【００２７】請求項７記載のクレーンの制御方法は、請
求項５または請求項６記載のクレーンの制御方法におい
て、前記吊具の巻き上げ工程を行う前に、前記トロリ上
の吊ロープ支持点と前記吊具上のロープ支持点を水平方
向へ位置ずれさせておき、前記巻き上げ工程にて前記吊
荷が前記ロープ支持点の水平位置ずれにより移動したこ
とを検出して前記巻き上げ工程における巻き上げを停止
させることを特徴としている。

【００２８】請求項８記載のクレーンの制御方法は、請
求項３〜７のいずれか１項記載のクレーンの制御方法に
おいて、他のコンテナの上面を前記着床場所として前記
吊荷を着床させて段積みすることを特徴としている。

【００２９】この発明によるクレーン及びクレーンの制
御方法においては、コンテナからなる吊荷を適当な方
法、例えば通常４本で支持されている吊ロープの１本を
他よりあらかじめ長く調整するか、吊荷を前後、左右に
傾斜させる吊具傾転装置（それぞれヒール装置及びトリ
ム装置と呼ぶ）等により、吊荷底部の一つのコーナーの
高さを他のコーナーより相対的に低く設定し、そして、
このように他のコーナーより低く設定した一つのコーナ
ー（以下の説明ではコーナーＡと呼ぶ。他のコーナーを
コーナーＢと呼ぶ）について、目標コンテナ上面の対応
するコーナーとの水平位置ずれのみに着目してその計測
と将来ずれ量の予測を行い、必要に応じてトロリの移動
により、または、吊荷の旋回装置が設置されている場合
には吊荷を旋回して当該コーナー同士のずれが減少する
ように調整して、当該水平位置ずれが許容範囲になる時
点で両コーナー同士が接触、着床するよう吊荷を降下さ
せる。

【００３０】吊具には吊荷の各コーナーが着床したこと
を個別に検出する手段（着床検出手段）が設置されてお
り、コーナーＡの着床が検出される。ここでコーナーＡ
は目標コンテナの対応コーナー部で拘束され、一方、他
のコーナー(コーナーＢ)は、コーナーＡとの相対高さの
差相当分の間隔を目標コンテナに対して保持しつつ、コ
ーナーＡを支点として旋回し得る状態になる。この状態
は、図８に示されている。図８では吊荷コンテナＣａの
コーナーＡが目標コンテナＣｂの対応するコーナーに着
床し、他のコーナーが着床しない状態を示している。な
お、最初に着床させる位置を吊荷コンテナＣａの１つの
コーナーとせず、図９に示すように、吊荷コンテナＣａ
の短手側底面陵を着床させても同様な効果を得ることが
できる。

【００３１】コーナーＡの着床の検出に続いて拘束され
ていないコーナーＢの内の１つについて目標コンテナＣ
ｂの対応するコーナーとの水平位置ずれに注目して、上
述のコーナーＡについて行ったときと同様な方法で吊荷
コンテナＣａを着床させる。コンテナは箱型（直方体）
と想定しているから、２つのコーナーの許容ずれ内での
着床により吊荷コンテナＣａ全体が目標コンテナＣｂに
対して許容ずれ範囲内で着床することになる。この場合
に、コーナーＡとコーナーＢとの相対的な高さの差が、
前述したように、十分に小さければ、ずれ量予測誤差の
影響を受けずに許容ずれ内で着床させることができる。

【００３２】上記説明において、吊荷コンテナＣａと目
標コンテナＣｂの対応する一つのコーナーの水平位置ず
れのみに注目して着床制御を行うことの他の効果は、吊
荷コンテナＣａがトロリの移動方向の運動および旋回運
動が存在する場合にも、旋回運動のトロリの移動方向成
分をトロリの移動方向の動きに足し合わせたものについ
て、その量を減少させ又はその量が許容範囲となるタイ
ミングで着床させれば目的を達成できることにある。

【００３３】即ち、トロリの移動か、吊荷旋回装置が設
置されている場合にはそれらのいずれか一個の手段によ
ってずれ修正が可能となり制御が容易になる。仮に複数
のコーナーのずれを同時に許容範囲に収束させようとし
ても、旋回運動によるコーナーの運動は反対側に位置す
るコーナーについては逆方向であるため、複数のコーナ
ー全部について同時に位置ずれを収束させることは極め
て困難である。

【００３４】図５は吊荷コンテナＣａの運動と目標コン
テナＣｂに対する水平位置ずれの関係を示すものであ
る。コーナーＡに着目すれば、吊荷Ｃａと目標コンテナ
Ｃｂの水平位置ずれは、トロリの移動方向に平行な位置
ずれＤＬと旋回によるずれのトロリの移動方向成分ＤＳ
を足し合わせたもので近似させることができる。

【００３５】ちなみに、旋回運動は実用的には最大でも
２°程度に抑制することが可能であり、コンテナの長手
方向長さ（トロリー移動方向と直角の長さ）を１２ｍと
すれば、旋回運動によるトロリー移動に対する直角方向
へのずれ量は４ｍｍ程度であって実用上無視できる程度
の誤差となるので、旋回運動の移動量をトロリ移動方向
成分で近似することは実用上妥当である。

【００３６】さらに、上述したように最初にコーナーＡ
のみを着床させ、このコーナーＡを拘束することによ
り、他の拘束されていないコーナーＢの一つのみに注目
してずれ量の制御、着床を行うことにより容易に安定し
た着床制御が可能である。すなわち、コーナーＡが拘束
されず、コーナーＢの移動の支点として利用できない場
合は、一つのコーナーに注目して位置ずれを制御しよう
と試みても結局他のコーナーの位置ずれに影響を与える
ことになり、最終的に吊荷コンテナＣａの全コーナーが
目標コンテナＣｂの対応するコーナーに許容位置ずれ範
囲内で着床すると言う目的を達成することが困難にな
る。

【００３７】以上の説明において、最初にあらかじめ他
のコーナーより低く設定したコーナーＡを着床させる場
合について何らかの理由により許容のずれ範囲内に収束
させることが出来なかった場合には、再度吊荷を巻き上
げ、コーナーＡの着床検出手段が、コーナーＡが目標コ
ンテナＣｂから離れた時に巻き上げを停止し、その後、
再度着床制御を行なう。この場合、コーナーＡと目標コ
ンテナＣｂの間の高さ間隔は十分小さく、コーナーＡと
目標コンテナＣｂの対応するコーナーとのずれが許容範
囲内にあることを検出して吊荷コンテナＣａを降下すれ
ば、大きいずれに発展する前に着床を完了することがで
きる。

【００３８】あるいは、吊荷コンテナＣａ全体の着床
後、何らかの理由で着床ずれ量が許容範囲にならなかっ
たことが検出された場合には、コーナーＡが許容ずれ内
で着床している場合とコーナーＡも許容範囲から逸脱し
ている場合に分けて次のように再度着床制御を行う。

【００３９】１）コーナーＡが許容内である場合 吊荷を巻き上げる。コーナーＡは他コーナーＢより低く
設定されているのでコーナーＢが目標コンテナＣｂより
離れたことを検出した時、巻き上げを中止すると、コー
ナーＡは着床状態にある。したがって、、前述のよう
に、コーナーＢについての着床制御により吊荷コンテナ
Ｃａの全体を着床させる。

【００４０】２）コーナーＡを含め許容範囲を逸脱して
いる場合 コーナーＡが目標コンテナＣｂより離れたことを検出す
るまで吊荷コンテナＣａを巻き上げる。コーナーＡは他
コーナーＢより低く設定されているので、この時、コー
ナーＢも目標コンテナＣｂから離れた状態になる。次い
で、既に述べたコーナーＡについての着床制御、続いて
コーナーＢについての既に述べた着床制御を行うことに
より吊荷コンテナＣａ全体を着床させる。

【００４１】このように、本発明のクレーン及びクレー
ンの制御方法によれば、吊荷のコンテナがトロリの移動
方向と旋回方向に運動している場合にも、特別な機械式
のガイド等の付加装置を用いることなく確実に水平方向
に位置決めして着床場所への積み付けあるいは他のコン
テナ上への段積みを行うことができる。また、吊荷のコ
ンテナがトロリの移動方向と旋回方向に運動している場
合においても、クレーンに特別装置の付加を必要とせ
ず、また、それら運動の収束を待つことなく着床場所へ
の積み付けあるいは他のコンテナ上への段積みを短時間
に行うことができる。

【００４２】さらに、吊荷のコンテナの位置予測による
着床制御方法において大きな影響を受ける風、吊荷の偏
荷重等の外乱による位置予測誤差の影響を受けることな
く安定に、着床場所への積み付けあるいは他のコンテナ
上への段積みを行うことができる。そして、これらは、
クレーンの安定かつ効率的な段積み自動システムを安価
に実現する上で、極めて有効である。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例のクレ
ーン及びクレーンの制御方法を図面を参照して説明す
る。まず、この発明の制御方法が適用されるトランスフ
ァークレーンの全体構成を説明する。図１において符号
１０は、吊荷であるコンテナＣａを、目標コンテナＣｂ
へ段積みさせるコンテナトランスファークレーン（以下
クレーンと称す）と呼ばれるクレーンである。このクレ
ーン１０は、コンテナを段積みするタイヤ式橋形クレー
ンであり、タイヤ式走行装置１１によって無軌道面上を
走行する門形のクレーン走行機体１０ａを有している。
クレーン走行機体１０ａの水平な上部梁１２には、この
上部梁１２に沿って水平方向に移動する横行トロリ１３
が設けられている。

【００４４】横行トロリ１３には巻上装置１４が搭載さ
れており、巻上装置１４が巻き上げ、繰り出しを行う４
組の吊ロープ１５によってコンテナ用の吊具（スプレッ
ダ）１６が吊り下げられている。吊具１６は吊荷である
コンテナＣａを係脱可能に保持することができるように
なっている。ここでは、コンテナＣｂは目標コンテナで
あり、吊荷コンテナＣａを目標コンテナＣｂ上に積み付
ける場合を示している。

【００４５】横行トロリ１３には、４組の吊ロープ１５
の長さを変更することにより吊荷コンテナＣａに、前
後、左右の傾きを与えるヒール装置及びトリム装置から
なる吊具傾転装置１７、１８が設置されている。吊具傾
転装置１７、１８は電動シリンダーにより吊ロープ１５
の横行トロリ１３上の支持点位置を変える機構を有して
おり、このように支持点を変えることにより吊具１６に
傾斜を与えることができるようになっている。

【００４６】また、吊具１６のコーナー部には目標コン
テナＣｂまたは地上のコンテナ積み付け位置、つまり着
床場所に関する位置を示すマークと吊荷であるコンテナ
ＣａのコーナーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとの相対位置を検出する
水平位置ずれ検出器２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄが
設置されている。水平位置ずれ検出器２０Ａ、２０Ｂ、
２０Ｃ、２０Ｄの一例としては、吊荷コンテナＣａの底
面と目標コンテナＣｂの上面との陵を同時に撮像するＣ
ＣＤカメラを有し、撮像された画像データを処理して両
コンテナのエッジを検出し、それらエッジの相対位置関
係によって吊荷コンテナＣａと目標コンテナＣｂとの水
平方向の位置ずれを検出するものがある。

【００４７】さらに、吊具１６には、吊荷コンテナＣａ
の着床検出器２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄが４つの
コーナーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに設置されている。この着床検
出器２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄは、図２に示すよ
うに、吊具１６に、上下スライド可能に取り付けられた
ロッド２３ａと、このロッド２３ａの上部に設けられた
アクチュエータ２３ｂによって作動される近接スイッチ
２４Ａ、２４Ｂとを有している。そして、ロッド２３ａ
が上方に上がっている時は、近接スイッチ２４Ａがオン
状態になり、ロッド２３ａが下がっている時は、近接ス
イッチ２４Ｂがオン状態になるように位置決めされてい
る。

【００４８】ここで、図２（ａ）は、吊荷コンテナＣａ
が目標コンテナＣｂ上に着床している場合を示し、ロッ
ド２３ａが上方に配置され、近接スイッチ２４Ａがオン
状態とされている。また、図２（ｂ）は、吊荷コンテナ
Ｃａが目標コンテナＣｂ上に着床していない場合を示
し、ロッド２３ａが下方に配置され、近接スイッチ２４
Ｂがオン状態とされている。なお、図において、符号２
２は、ツイストロックピンであり、このツイストロック
ピン２２は、コンテナＣａを吊具１６に係合させるもの
である。

【００４９】次に、上記構造のクレーン１０における制
御系について説明する。図３に示すものは、クレーン１
０による段積み動作を行うための制御を行う制御系を示
すものである。図において、符号３２は、段積み制御器
であり、この段積み制御器３２には、巻きモータ駆動装
置３０Ａを介して巻上装置１４を駆動する巻きモータ３
０が接続されている。また、この段積み制御器３２に
は、トロリモータ駆動装置３１Ａを介して横行トロリ１
３を横行駆動するトロリ台車横行モータ３１が接続され
ている。

【００５０】さらに、この段積み制御器３２には、吊荷
コンテナＣａの一つのコーナーＡに対応する着床検出器
２３Ａ及び他のコーナーＢに対応する着床検出器２３Ｂ
が接続されており、また、巻上装置１４を駆動させる巻
きモータ３０に設けられたロータリエンコーダ等からな
る吊荷高検出器２５Ｃが接続されている。また、この段
積み制御器３２には、水平位置ずれ検出器２０Ａ、２０
Ｂが接続されており、さらに、横行トロリ１３の位置を
検出するトロリ位置検出器２６Ａ及び横行トロリ１３の
移動速度を検出するトロリ速度検出器２６Ｂが接続され
ている。

【００５１】この段積み制御器３２は、水平位置ずれ検
出器２０Ａ、２０Ｂからの信号に基づいて、吊荷コンテ
ナＣａのコーナーＡ、Ｂと目標コンテナＣｂのコーナー
Ａ、Ｂとの水平方向の位置ずれが許容範囲内であるか否
かを判別する水平位置ずれ判別部２８Ａ、及び水平位置
ずれ検出器２０Ａ、２０Ｂ及びトロリ位置検出器２６
Ａ、トロリ速度検出器２６Ｂからの信号に基づいて、吊
荷コンテナＣａのコーナーＡ、Ｂの水平位置を目標コン
テナＣｂのコーナーＡ、Ｂに一致させるべく、トロリモ
ータ駆動装置３１Ａへトロリ速度指令信号を出力してト
ロリ台車横行モータ３１の駆動を制御する水平位置ずれ
補正部２８Ｂを有している。

【００５２】また、段積み制御器３２は、着床検出器２
３Ａ、２３Ｂ、吊荷高検出器２５Ｃ及び水平位置ずれ判
別部２８Ａからの信号に基づいて、吊荷コンテナＣａを
所要の速度で降下させるために吊荷降下速度を決定する
吊荷降下速度決定部２７Ａと、この吊荷降下速度決定部
２７Ａにて決定された吊荷降下速度での降下を開始させ
るタイミングを決定する吊荷降下開始時点決定部２７Ｂ
とを有しており、この吊荷降下開始時点決定部２７Ｂか
ら駆動の指令信号が巻きモータ駆動装置３０Ａへ出力さ
れ、巻きモータ３０が、吊荷降下速度決定部２７Ａにて
決定された速度にで吊荷降下開始時点決定部２７Ｂにて
決定されたタイミングにて駆動され、吊具１６に保持さ
れた吊荷コンテナＣａが下降されるようになっている。

【００５３】さらに、段積み制御器３２には、着床検出
器２３Ａ、２３Ｂからの信号に基づいて、降下している
吊荷コンテナＣａの降下を停止させるさせるタイミング
を決定する吊荷降下停止時点決定部２７Ｃを有してお
り、この吊荷降下停止時点決定部２７Ｃから駆動の指令
信号が巻きモータ駆動装置３０Ａへ出力され、巻きモー
タ３０が、吊荷降下停止時点決定部２７Ｃにて決定され
たタイミングにて停止され、吊具１６に保持された吊荷
コンテナＣａの降下が停止されるようになっている。

【００５４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、図３にお
ける水平位置ずれ補正部２８Ｂの機能を示すものであ
る。ここで、目標コンテナＣｂに対する吊荷コンテナＣ
ａの水平位置のずれとは、吊荷コンテナＣａのコーナー
Ａに着目すると、図５に示すように、横行トロリ１３の
移動方向に平行な位置ずれＤＬと、旋回によるずれの横
行トロリ１３の移動方向成分の位置ずれＤＳを足し合わ
せたもので近似することができる。ちなみに、前述した
ように、旋回運動は実用的には最大でも２°程度に抑制
することが可能であり、コンテナの長手方向長さ（横行
トロリ１３の移動方向と直角の長さ）を１２ｍとすれ
ば、旋回運動による横行トロリ１３の移動に対する直角
方向へのずれ量は４ｍｍ程度であって実用上無視できる
程度の誤差となるので、旋回運動の移動量を横行トロリ
１３の移動方向成分で近似することは実用上妥当であ
る。

【００５５】図４（ａ）は、吊荷コンテナＣａの底部の
全コーナーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが目標コンテナＣｂの上面に
着床していない状態において、吊荷コンテナＣａの底部
のコーナーの１つであって他のコーナーより相対的に低
くされたコーナーＡに注目して吊荷コンテナＣａと目標
コンテナＣｂとの水平位置ずれ補正を行うことを目的と
した制御機能を表している。

【００５６】図４（ａ）に示すように、コーナーＡ、Ｂ
について水平位置ずれ検出器２０Ａ、２０Ｂによって検
出された横行トロリ１３の移動方向成分の位置ずれ量は
トロリ位置補正信号として足し合わされ、コーナーＡ、
Ｂが共に目標コンテナＣｂから位置ずれを生じている場
合のトロリ位置補正信号となり、制御ゲイン２８Ｄを介
して及びこの制御ゲイン２８Ｄと微分要素２８Ｅとを経
てレギュレータ２８Ｆへ入力される。

【００５７】そして、上記水平位置ずれ補正部２８Ｂで
は、レギュレータ２８Ｆにて、制御ゲイン２８Ｄを経て
入力されるトロリ位置補正信号、制御ゲイン２８Ｄと微
分要素２８Ｅとを経て入力されるトロリ位置補正信号に
基づいて、トロリ速度指令信号を出力する。また、コー
ナーＡについての位置ずれ量に伴うトロリ位置補正信号
は、積分要素２８Ｃを経てレギュレータ２８Ｆへ入力さ
れ、コーナーＢについての位置ずれ量によるトロリ位置
補正制御が制御ゲインＫで決まる定常偏差範囲で終了し
た後も、積分要素２８Ｃによる動作により、引き続きコ
ーナーＡのみの位置ずれを減少させるように制御され
る。このようにして、選択したコーナーＡについての位
置補正に重点をおいた制御が行われる。

【００５８】図４（ｂ）は、吊荷コンテナＣａのコーナ
ーＡが目標コンテナＣｂに着床した後、コーナーＡの着
床状態を保持したままコーナーＢと対応する目標コンテ
ナＣｂのコーナーＢの水平位置ずれ量を補正する機能を
示している。つまり、図４（ｂ）では、図４（ａ）にお
けるコーナーＡとコーナーＢの関係が入れ替わってお
り、図４（ａ）についての動作説明と同様にして、図４
（ｂ）によってコーナーＢに重点をおいた位置ずれ補正
制御が行われる。

【００５９】図４（ｂ）の補正動作はコーナーＡが着床
状態にあり、かつコーナーＡと対応する目標コンテナＣ
ｂのコーナーＡとの水平位置ずれが許容範囲以内にある
時のみ行われるよう構成されている。この場合、コーナ
ーＡに関する水平位置ずれ量はトロリ位置補正制御を必
要とするレベル以下であり、また、コーナーＡは目標コ
ンテナＣｂとの接触により移動しないので、図４（ｂ）
による補正制御は、結果としてコーナーＡを支持点とし
てコーナーＢの位置のみを補正する制御になる。

【００６０】次に、上記構成の制御系を有するクレーン
１０による段積み制御について、図６及び図７に示すフ
ローチャート図に沿って説明する。なお、図６に示すス
テップＳ１〜Ｓ９が、吊荷コンテナＣａのコーナーＡに
おける着床制御のフローであり、図７に示すステップＳ
１０〜Ｓ１８が、吊荷コンテナＣａのコーナーＢ（他の
コーナー）における着床制御のフローである。

【００６１】なお、この着床制御は、吊荷コンテナＣａ
が、その底部のコーナーの一つであるコーナーＡを他の
コーナーＢ、Ｃ、Ｄより、予め相対的に低く設定された
状態にあり、かつ、何れのコーナーも目標コンテナＣｂ
上に着床していない状況から開始される。つまり、この
制御が行われる前に、吊具傾転装置１７、１８によって
吊ロープ１５の横行トロリ１３上における支持点位置が
変えられて吊具１６に傾斜が与えられ、これにより、一
つのコーナーＡだけが低く設定された状態とされる。ま
た、コーナーＡを低くする方法としては、例えば、吊具
１６の四隅に係合された４本の吊ロープ１５の内の一本
を他のものより予め長く調整しておいても良い。

【００６２】ここで、吊荷コンテナＣａは、通常の運転
制御により、目標コンテナＣｂの近傍まで運搬される。
この場合、目標コンテナＣｂの近傍とは、コンテナの寸
法により異なるが、ＩＳＯ標準の海上コンテナの場合に
は、吊荷コンテナＣａの底部と目標コンテナＣｂの上面
との高さ間隔で、０.５ｍ程度、水平位置ずれについて
０.２ｍ程度を想定するが、状況によりこれらは変えら
れる。

【００６３】（コーナーＡにおける着床制御：ステップ
Ｓ１〜Ｓ９） ステップＳ１ まず、吊荷コンテナＣａのコーナーＡに対応する着床検
出器２３Ａからの検出信号により、コーナーＡの下端が
目標コンテナＣｂ上に着床したか否かが判断される。つ
まり、コーナーＡが着床していなければ、他のコーナー
Ｂ、Ｃ、Ｄも着床しておらず、吊荷コンテナＣａは、目
標コンテナＣｂから離れていることとなる。

【００６４】ステップＳ２ 図８に示すように、吊荷コンテナＣａのコーナーＡの下
端が目標コンテナＣｂ上に着床している状態において、
前述した図４（ａ）にて示したコーナーＡにおける水平
位置ずれ補正制御が行われる。つまり、段積み制御器３
２の水平位置ずれ補正部２８Ｂにて、水平位置ずれ検出
器２０Ａ、２０Ｂからの信号及びトロリ位置検出器２６
Ａ、トロリ速度検出器２６Ｂからの信号に基づいて、吊
荷コンテナＣａのコーナーＡを目標コンテナＣｂのコー
ナーＡに合わせるべく、トロリ速度指令信号をトロリモ
ータ駆動装置３１Ａへ出力し、トロリ台車駆動モータ３
１を駆動させる。これにより、横行トロリ１３が駆動さ
れ、吊荷コンテナＣａのコーナーＡが目標コンテナＣｂ
のコーナーＡに近づけられる。

【００６５】ステップＳ３ 段積み制御器３２の水平位置ずれ判別部２８Ａにて、吊
荷コンテナＣａのコーナーＡについて、目標コンテナＣ
ｂのコーナーＡに対する位置ずれが、予め設定された吊
荷コンテナＣａの降下開始可能な許容範囲にあるか否か
が判別される。ここで、降下開始可能な許容範囲から外
れている場合は、段積み制御部３２の水平位置ずれ補正
部２８Ｂによる水平位置ずれ補正制御（ステップＳ２）
が行われる。

【００６６】ステップＳ４ 吊荷コンテナＣａのコーナーＡの目標コンテナＣｂのコ
ーナーＡに対する位置ずれが降下開始可能な許容範囲に
あると判別されると、水平位置ずれ判別部２８Ａから吊
荷降下速度決定部２７Ａへ信号が出力され、これによ
り、この吊荷降下速度決定部２７Ａでは、吊荷コンテナ
Ｃａの降下速度を設定し、吊荷降下開始時点決定部２７
Ｂへ信号を出力し、この吊荷降下開始時点決定部２７Ｂ
にて降下開始のタイミングを決定させて、その降下開始
時点にて、巻きモータ駆動装置３０Ａへ制御信号を出力
し、巻きモータ３０を駆動させる。これにより、吊荷降
下速度決定部２７Ａにて決定された降下速度での吊荷コ
ンテナＣａの降下が開始される。

【００６７】なお、この吊荷降下速度決定部２７Ａにて
決定される降下速度は、吊荷コンテナＣａが目標コンテ
ナＣｂに着床した時点における衝撃が許容可能である最
大速度とされており、また、吊荷降下開始時点決定部２
７Ｂにて設定される降下開始のタイミングはコーナーＡ
の位置ずれがあらかじめ設定された降下許容ずれ範囲に
入った時点とされている。その後、吊荷コンテナＣａの
コーナーＡに対応する着床検出器２３Ａからの検出信号
により、コーナーＡの下端が目標コンテナＣｂ上に着床
したかどうかの判断（ステップＳ１）が行われる。

【００６８】ステップＳ５ 着床検出器２３Ａからの信号が段積み制御器３２の吊荷
降下停止時点決定部２７Ｃへ入力されると、この吊荷降
下停止時点決定部２７Ｃにて、吊荷コンテナＣａの降下
を停止させるべく、巻きモータ駆動装置３０Ａへ制御信
号が出力され、巻きモータ駆動装置３０Ａによって巻き
モータ３０の駆動が停止される。

【００６９】ステップＳ６ 段積み制御器３２の水平位置ずれ判別部２８Ａにて、吊
荷コンテナＣａのコーナーＡについて、目標コンテナＣ
ｂのコーナーＡに対する位置ずれが、予め設定された許
容の位置ずれ範囲内である場合には、引き続き、他のコ
ーナーＢ、Ｃ、Ｄにおける着床の制御Ａ（ステップＳ１
０〜Ｓ１８）が行われる。

【００７０】ステップＳ７ 水平位置ずれ判別部２８ＡにてコーナーＡの位置ずれが
許容の位置ずれ範囲から外れていると判別されると、巻
きモータ駆動装置３０Ａによって巻きモータ３０が駆動
されて、吊荷コンテナＣａが上昇される。

【００７１】ステップＳ８ 吊荷コンテナＣａのコーナーＡの着床検出器２０Ａの信
号に基づいて、吊荷コンテナＣａのコーナーＡが目標コ
ンテナＣｂから離脱したか否かの判定が行われる。

【００７２】ステップＳ９ 吊荷コンテナＣａのコーナーＡが目標コンテナＣｂから
離脱したと判定されると、巻きモータ駆動装置３０Ａに
よって巻きモータ３０の駆動が停止される。その後は、
再び、コーナーＡの着床制御（ステップＳ１以降の制
御）が行われる。

【００７３】（コーナーＢにおける着床制御：ステップ
Ｓ１０〜Ｓ１８） ステップＳ１０ 吊荷コンテナＣａのコーナーＢに対応する着床検出器２
３Ｂからの検出信号により、コーナーＢの下端が目標コ
ンテナＣｂ上に着床したかどうかが判断される。なお、
最初にこの処理を行う時には、ステップＳ６からの継続
した処理であるからコーナーＡのみが着床、他のコーナ
ーＢ、Ｃ、Ｄは着床していない状態である。

【００７４】ステップＳ１１ 吊荷コンテナＣａのコーナーＢの下端が目標コンテナＣ
ｂ上に着床している状態において、前述した図４（ｂ）
にて示したコーナーＢにおける水平位置ずれ補正制御が
行われる。つまり、段積み制御器３２の水平位置ずれ補
正部２８Ｂにて、水平位置ずれ検出器２０Ａ、２０Ｂか
らの信号及びトロリ位置検出器２６Ａ、トロリ速度検出
器２６Ｂからの信号に基づいて、吊荷コンテナＣａのコ
ーナーＢを目標コンテナＣｂのコーナーＢに合わせるべ
く、トロリ速度指令信号をトロリモータ駆動装置３１Ａ
へ出力し、トロリ台車駆動モータ３１を駆動させる。こ
れにより、横行トロリ１３が駆動され、吊荷コンテナＣ
ａのコーナーＢが目標コンテナＣｂのコーナーＢに近づ
けられる。

【００７５】ステップＳ１２ 段積み制御器３２の水平位置ずれ判別部２８Ａにて、吊
荷コンテナＣａのコーナーＢについて、目標コンテナＣ
ｂのコーナーＢに対する位置ずれが、予め設定された吊
荷コンテナＣａの降下開始可能な許容範囲にあるか否か
が判別される。ここで、降下開始可能な許容範囲から外
れている場合は、段積み制御部３２の水平位置ずれ補正
部２８Ｂによる水平位置ずれ補正制御（ステップＳ１
１）が行われる。

【００７６】ステップＳ１３ 吊荷コンテナＣａのコーナーＢの目標コンテナＣｂのコ
ーナーＢに対する位置ずれが降下開始可能な許容範囲に
あると判別されると、水平位置ずれ判別部２８Ａから吊
荷降下速度決定部２７Ａへ信号が出力され、これによ
り、この吊荷降下速度決定部２７Ａでは、吊荷コンテナ
Ｃａの降下速度を設定し、吊荷降下開始時点決定部２７
Ｂへ信号を出力し、この吊荷降下開始時点決定部２７Ｂ
にて降下開始のタイミングを決定させて、その降下開始
時点にて、巻きモータ駆動装置３０Ａへ制御信号を出力
し、巻きモータ３０を駆動させる。これにより、吊荷降
下速度決定部２７Ａにて決定された降下速度での吊荷コ
ンテナＣａの降下が開始される。

【００７７】なお、この場合も、吊荷降下速度決定部２
７Ａにて決定される降下速度は、吊荷コンテナＣａが目
標コンテナＣｂに着床した時点における衝撃が許容可能
である最大速度とされており、また、吊荷降下開始時点
決定部２７Ｂにて設定される降下開始のタイミングはコ
ーナーＢの位置ずれがあらかじめ設定された降下許容ず
れ範囲に入った時点とされている。その後、吊荷コンテ
ナＣａのコーナーＢに対応する着床検出器２３Ｂからの
検出信号により、コーナーＢの下端が目標コンテナＣｂ
上に着床したかどうかの判断（ステップＳ１０）が行わ
れる。

【００７８】ステップＳ１４ 着床検出器２３Ｂからの信号が段積み制御器３２の吊荷
降下停止時点決定部２７Ｃへ入力されると、この吊荷降
下停止時点決定部２７Ｃにて、吊荷コンテナＣａの降下
を停止させるべく、巻きモータ駆動装置３０Ａへ制御信
号が出力され、巻きモータ駆動装置３０Ａによって巻き
モータ３０の駆動が停止される。

【００７９】ステップＳ１５ 段積み制御器３２の水平位置ずれ判別部２８Ｂにて、吊
荷コンテナＣａのコーナーＢについて、目標コンテナＣ
ｂのコーナーＢに対する位置ずれが、予め設定された許
容の位置ずれ範囲内である場合には、吊荷コンテナＣａ
が目標コンテナＣｂの上部に、各コーナーＡ〜Ｄが高精
度に一致した状態にて着床したこととされ、着床制御が
終了される。

【００８０】ステップＳ１６ 水平位置ずれ判別部２８ＡにてコーナーＢの位置ずれが
許容の位置ずれ範囲から外れていると判別されると、巻
きモータ駆動装置３０Ａによって巻きモータ３０が駆動
されて、吊荷コンテナＣａが上昇される。

【００８１】ステップＳ１７ 吊荷コンテナＣａのコーナーＢの着床検出器２０Ａの信
号に基づいて、吊荷コンテナＣａのコーナーＢが目標コ
ンテナＣｂから離脱したか否かの判定が行われる。

【００８２】ステップＳ１８ 吊荷コンテナＣａのコーナーＢが目標コンテナＣｂから
離脱したと判定されると、巻きモータ駆動装置３０Ａに
よって巻きモータ３０の駆動た停止される。その後は、
再び、コーナーＢの着床制御（ステップＳ１０以降の制
御）が行われる。

【００８３】このように、上記着床制御ステップＳ１〜
Ｓ１８が行われることにより、吊荷コンテナＣａが、目
標コンテナＣｂの上部に、極めて高精度にかつ短時間に
て着床される。

【００８４】なお、上記の例では、ステップＳ１７に
て、吊荷コンテナＣａのコーナーＢが目標コンテナＣｂ
から離脱したか否かの判定、つまり、コーナーＡ以外の
他のコーナーＢ、Ｃ、Ｄが上昇されたか否かの判定を、
吊具１６に設けられた着床検出器２０Ｂからの信号に基
づいて行うようにしたが、この判定としては、着床検出
器２０Ｂによらずに行うことも可能である。

【００８５】ここで、その判定の仕方としては、例え
ば、吊具１６の動きを検出するＣＣＤカメラ等のセンサ
を設けておき、全てのコーナーＡ〜Ｄが着床した状態に
て、例えば横行トロリ１３を僅かに水平方向へ移動させ
て、吊ロープ１５のトロリー１３上の支持点、即ち同吊
ロープのトロリー１３上の吊点と同ロープの吊具１６側
の支持点、即ち吊ロープが吊具１６に接続される点の間
に水平位置ずれを生じさせておいて、巻上装置１４にて
巻き上げた際に、コーナーＡ以外の他のコーナーＢ、
Ｃ、Ｄが目標コンテナＣｂから離脱した時、前記トロリ
ー上のロープ支持点と吊具上のロープ支持点間の水平位
置ずれによって吊荷コンテナＣａが微妙な位置ずれを生
ずることをセンサによって検出するようにすれば良く、
このようにすると、リミットスイッチなどからなる着床
検出器を用いる場合と比較して、上昇高さを極力抑える
ことができ、その後の位置合わせ制御を行う際の時間の
大幅な短縮化を図ることができる。

【００８６】なお、上記の例では、コーナーＡを位置決
めして着床させた後に、他のコーナー（コーナーＢ）を
位置決めして着床させたが、図９に示すように、吊荷コ
ンテナＣａの一方の短手の陵Ｒ１を低くしておき、この
状態にて、この陵Ｒ１を最初に着床させ、次いで他の短
手側の陵Ｒ２を着床させても、同様に高精度な着床を行
うことができる。

【００８７】この場合の着床制御としては、前述したコ
ーナーＡにおける着床制御に沿って陵Ｒ１の一端側のコ
ーナーＡを位置決めしながら陵Ｒ１を着床させ、次い
で、コーナーＢにおける着床制御に沿って陵Ｒ２の一端
側のコーナーＢを位置決めしながら陵Ｒ２を着床させれ
ば良い。

【００８８】また、上記の例では、吊荷である吊荷コン
テナＣａを目標コンテナＣｂ上に段積みする場合を例に
とって説明したが、本実施形態例は、コンテナ上へ段積
みする場合だけでなく、吊荷コンテナＣａをコンテナ積
み付け場所の床面の着床場所に関する位置に積み付けす
る場合にも適用できるのは勿論である。なお、コンテナ
積み付け場所の床面への積み付けを行う場合は、吊荷コ
ンテナＣａと目標コンテナＣｂとの水平位置ずれを検出
する手段と同様に、吊荷コンテナＣａと床面の指定位置
との水平位置ずれを検出する手段を備える必要がある。
なお、その水平位置ずれを検出する手段としては、目標
コンテナＣｂ上へ段積みする場合に用いる水平位置ずれ
検出器２０Ａ〜２０Ｄが兼用可能であることは勿論であ
る。

【００８９】さらに、上記例では、コーナーＡの位置決
め後、このコーナーＡに隣接するコーナーＢを位置決め
しながら着床させたが、コーナーＡに着目した位置決め
後に位置決めする他のコーナーとしては、コーナーＢに
限らず、コーナーＣ、Ｄであっても良いことは勿論であ
る。そして、上記の例では、他のコーナーＢ、Ｃ、Ｄの
全てに、着床検出器２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ及び水平位
置ずれ検出器２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを設けたが、これ
ら検出器は、コーナーＡ以外のコーナーＢ、Ｃ、Ｄの内
のいずれか一つに設けておけば上記着床制御を十分に行
うことができるのは勿論である。

【００９０】そして、上記実施形態例のクレーン及びク
レーンの制御方法によれば、吊荷コンテナＣａを着床さ
せる際に、吊荷コンテナＣａの１つのコーナーＡと着床
場所の所定位置である目標コンテナＣｂのコーナーＡと
の間の水平位置ずれのみに注目して制御を行い、また、
吊荷コンテナＣａの１つのコーナーＡを着床させた後に
残りのコーナーＢについて位置制御を行なって吊荷コン
テナＣａ全体を着床させる方法を用いたので、次のよう
な効果を得ることができる。

【００９１】１）吊荷コンテナＣａが横行トロリ１３の
移動方向と旋回方向に運動している場合にも、特別な機
械式のガイド等の付加装置を用いることなく確実に水平
方向に位置決めして着床場所への積み付けあるいは目標
コンテナＣｂである他のコンテナ上への段積みを行うこ
とができる。

【００９２】２）吊荷コンテナＣａが横行トロリ１３の
移動方向と旋回方向に運動している場合においても、ク
レーン１０に特別装置の付加を必要とせず、また、それ
ら運動の収束を待つことなく着床場所への積み付けある
いは目標コンテナＣｂである他のコンテナ上への段積み
を短時間に行うことができる。

【００９３】３）吊荷コンテナＣａの位置予測による着
床制御方法において大きな影響を受ける風、吊荷の偏荷
重等の外乱による位置予測誤差の影響を受けることなく
安定に、着床場所への積み付けあるいは目標コンテナＣ
ｂである他のコンテナ上への段積みを行うことができ
る。そして、上記のことはクレーン１０の安定かつ効率
的な段積み自動システムを安価に実現する上で、極めて
有効である。

【００９４】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のクレー
ン及びクレーンの制御方法によれば、吊荷であるコンテ
ナを着床させる際に、吊荷であるコンテナの１つのコー
ナーと着床場所の所定位置との間の水平位置ずれのみに
注目して制御を行い、また、吊荷の１つのコーナーを着
床させた後に残りのコーナーについて位置制御を行なっ
て吊荷のコンテナ全体を着床させる方法を用いることに
より以下の効果を奏することができる。

【００９５】１）吊荷のコンテナがトロリの移動方向と
旋回方向に運動している場合にも、特別な機械式のガイ
ド等の付加装置を用いることなく確実に水平方向に位置
決めして着床場所への積み付けあるいは他のコンテナ上
への段積みを行うことができる。

【００９６】２）吊荷のコンテナがトロリの移動方向と
旋回方向に運動している場合においても、クレーンに特
別装置の付加を必要とせず、また、それら運動の収束を
待つことなく着床場所への積み付けあるいは他のコンテ
ナ上への段積みを短時間に行うことができる。

【００９７】３）吊荷のコンテナの位置予測による着床
制御方法において大きな影響を受ける風、吊荷の偏荷重
等の外乱による位置予測誤差の影響を受けることなく安
定に、着床場所への積み付けあるいは他のコンテナ上へ
の段積みを行うことができる。そして、上述の１）〜
３）の効果はクレーンの安定かつ効率的な段積み自動シ
ステムを安価に実現する上で、極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態例のクレーンの構成及び構
造を説明するクレーンの斜視図である。

【図２】 本発明の実施形態例のクレーンにおける吊荷
コンテナの着床検出手段を説明する吊具付近における概
略断面図である。

【図３】 本発明の実施形態例のクレーンの制御系を説
明する機能ブロック図である。

【図４】 本発明の実施形態例のクレーンの制御を説明
する制御ブロック線図である。

【図５】 本発明の実施形態例のクレーンの制御方法に
おける目標コンテナに対する吊荷コンテナの水平方向の
位置ずれを説明する概略平面図である。

【図６】 本発明の実施形態例のクレーンの制御方法を
説明するフローチャート図である。

【図７】 本発明の実施形態例のクレーンの制御方法を
説明するフローチャート図である。

【図８】 本発明の実施形態例のクレーンの制御方法を
説明する目標コンテナ及び吊荷コンテナの概略斜視図で
ある。

【図９】 本発明の実施形態例のクレーンの制御方法の
他の例を説明する目標コンテナ及び吊荷コンテナの概略
斜視図である。

【図１０】 一般的なトランスファークレーンの構成及
び構造を説明するクレーンの斜視図である。

【符号の説明】

１０ クレーン １３ 横行トロリ（トロリ） １４ 巻上装置 １５ 吊ロープ １６ 吊具 ２０Ａ〜２０Ｄ 水平位置ずれ検出器（水平位置ずれ検
出手段） ２３Ａ〜２３Ｄ 着床検出器（着床検出手段） Ｃａ 吊荷コンテナ（コンテナ） Ｃｂ 目標コンテナ（コンテナ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小幡 寛治 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 宮田 紀明 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 西岡 正樹 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 門前 唯明 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 Ｆターム(参考） 3F204 AA03 BA04 CA01 DA02 DB04 DC08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方にて水平方向へ移動可能に支持され
   たトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する
   吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、
   前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、
   前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保
   持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレー
   ンであって、 前記吊荷の四隅のコーナーの内の少なくとも二つの第
   １、第２のコーナーと、該第１、第２のコーナーおのお
   のに応当する前記着床場所に関する位置との水平方向の
   位置ずれを検出する水平位置ずれ検出手段と、 該水平位置ずれ検出手段からの検出信号に基づいて前記
   第１のコーナーの着床時及び前記第２のコーナーの着床
   時における該第１、第２のコーナーと、該第１、第２の
   コーナーおのおのに応当する前記着床場所に関する位置
   との水平位置ずれを補正する水平位置ずれ補正手段とを
   有し、 前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持させた前
   記吊荷の第１のコーナーを他のコーナーより相対的に低
   くした状態にて、最初に前記第１のコーナーが同コーナ
   ーに応当する前記着床場所に関する位置に前記水平位置
   ずれ補正手段によって位置決めされて着床し、序で前記
   第２のコーナーが同コーナーに応当する前記着床場所に
   関する位置に前記水平位置ずれ補正手段によって位置決
   めされて着床されることを特徴とするクレーン。
2. 【請求項２】 上方にて水平方向へ移動可能に支持され
   たトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する
   吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、
   前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、
   前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保
   持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレー
   ンであって、 前記吊荷の四隅のコーナーの内の少なくとも二つの第
   １、第２のコーナーと、該第１、第２のコーナーおのお
   のに応当する前記着床場所に関する位置との水平方向の
   位置ずれを検出する水平位置ずれ検出手段と、 該水平位置ずれ検出手段からの検出信号に基づいて前記
   第１のコーナーの着床時及び前記第２のコーナーの着床
   時における該第１、第２のコーナーと、該第１、第２の
   コーナーおのおのに応当する前記着床場所に関する位置
   との水平位置ずれを補正する水平位置ずれ補正手段とを
   有し、 前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持させた前
   記吊荷の第１のコーナーを含む一つの陵を他の陵より相
   対的に低くした状態にて、最初に前記第１のコーナーが
   同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に前記
   水平位置ずれ補正手段によって位置決めされて第１のコ
   ーナーを含む陵が着床し、序で前記第２のコーナーが同
   コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に前記水
   平位置ずれ補正手段によって位置決めされて第２のコー
   ナーを含む他の陵が着床されることを特徴とするクレー
   ン。
3. 【請求項３】 上方にて水平方向へ移動可能に支持され
   たトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する
   吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、
   前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、
   前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保
   持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレー
   ンの制御方法であって、 前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持させた前
   記吊荷の四隅のコーナーの内の一つを第１のコーナーと
   して他のコーナーに対して相対的に低くした状態にて、 この第１のコーナーを、同コーナーに応当する前記着床
   場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う第
   １の位置決め工程と、 前記第１のコーナーを同コーナーに応当する着床場所に
   関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装置によっ
   て前記吊荷を下降させて前記第１のコーナーを前記着床
   場所に接触させる第１の着床工程と、 該第１の着床工程後に、吊荷の他のコーナーの内の少な
   くとも一つのコーナーを第２のコーナーとして、同コー
   ナーに応当する前記着床場所に関する位置に対して水平
   方向の位置決めを行う第２の位置決め工程と、 前記第２のコーナーを同コーナーに応当する前記着床場
   所に関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装置に
   よって前記吊荷を下降させて前記第２のコーナーととも
   に残りのコーナーを前記着床場所に接触させて前記吊荷
   の底面全体を前記着床場所に着床させる第２の着床工程
   とを行うことを特徴とするクレーンの制御方法。
4. 【請求項４】 上方にて水平方向へ移動可能に支持され
   たトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する
   吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、
   前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、
   前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保
   持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレー
   ンの制御方法であって、 前記吊具を傾けることにより、この吊具に保持させた前
   記吊荷の一つの陵を他の陵より相対的に低くした状態に
   て、 この低くした陵の一端側のコーナーを第１のコーナーと
   して、この第１のコーナーを、同コーナーに応当する前
   記着床場所に関する位置に対して水平方向の位置決めを
   行う第１の位置決め工程と、 前記第１のコーナーを同コーナーに応当する着床場所に
   関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装置によっ
   て前記吊荷を下降させて低くした陵を前記着床場所に接
   触させる第１の着床工程と、 該第１の着床工程後に、対向側の陵の一端のコーナーを
   第２のコーナーとして同コーナーに応当する前記着床場
   所に関する位置に対して水平方向の位置決めを行う第２
   の位置決め工程と、 前記第２のコーナーを同コーナーに応当する前記着床場
   所に関する位置に位置決めした状態にて前記巻上装置に
   よって前記吊荷を下降させて対向側の陵を前記着床場所
   に接触させて前記吊荷の底面全体を前記着床場所に着床
   させる第２の着床工程とを行うことを特徴とするクレー
   ンの制御方法。
5. 【請求項５】 上方にて水平方向へ移動可能に支持され
   たトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する
   吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、
   前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、
   前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保
   持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレー
   ンの制御方法であって、 前記吊荷を前記所定の着床場所に着床させた状態にて、
   前記吊具を巻き上げた際に、この吊具に保持させた前記
   吊荷の四隅のコーナーの内の一つを第１のコーナーとし
   てこの第１のコーナーが他のコーナーに対して相対的に
   低くなるように前記吊ロープの長さを調整しておき、 前記巻上装置によって前記吊具を巻き上げることによ
   り、前記第１のコーナーを除く他のコーナーを着床場所
   から離間させる巻き上げ工程と、 この巻き上げ工程後に、他のコーナーの内の少なくとも
   一つのコーナーを第２のコーナーとして同コーナーに応
   当する前記着床場所に関する位置に対して水平方向の位
   置決めを行う位置決め工程と、 前記第２のコーナーを前記した如く位置決めした状態に
   て前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて前記第２
   のコーナーとともに残りのコーナーを前記着床場所に接
   触させて前記吊荷の底面全体を前記着床場所に着床させ
   る着床工程とを行うことを特徴とするクレーンの制御方
   法。
6. 【請求項６】 上方にて水平方向へ移動可能に支持され
   たトロリと、下方側にコンテナからなる吊荷を保持する
   吊具と、該吊具を前記トロリに吊り下げる吊ロープと、
   前記吊ロープの巻き取り、送り出しを行うことにより、
   前記吊具を昇降させる巻上装置とを有し、前記吊具に保
   持させた前記吊荷を所定の着床場所に着床させるクレー
   ンの制御方法であって、 前記吊荷を前記所定の着床場所に着床させた状態にて、
   前記吊具を巻き上げた際に、この吊具に保持させた前記
   吊荷の一つの陵が他の陵に対して相対的に低くなるよう
   に前記吊ロープの長さを調整しておき、 前記巻上装置によって前記吊具を巻き上げることによ
   り、前記一つの陵の対向側の陵を着床場所から離間させ
   る巻き上げ工程と、 この巻き上げ工程後に、前記の着床場所から離間した対
   向側の陵の一端のコーナーを位置決めのコーナーとして
   同コーナーに応当する前記着床場所に関する位置に対し
   て水平方向の位置決めを行う位置決め工程と、 該位置決めコーナーについて前記位置決めした状態にて
   前記巻上装置によって前記吊荷を下降させて前記対向側
   の陵を前記着床場所に接触させて前記吊荷の底面全体を
   前記着床場所に着床させる着床工程とを行うことを特徴
   とするクレーンの制御方法。
7. 【請求項７】 請求項５または６において前記吊具の巻
   き上げ工程を行う前に、前記トロリ上の吊ロープ支持点
   と前記吊具上のロープ支持点を水平方向へ位置ずれさせ
   ておき、前記巻き上げ工程にて前記吊荷が前記ロープ支
   持点の水平位置ずれにより移動したことを検出して前記
   巻き上げ工程における巻き上げを停止させることを特徴
   とする請求項５または請求項６記載のクレーンの制御方
   法。
8. 【請求項８】 他のコンテナの上面を前記着床場所とし
   て前記吊荷を着床させて段積みすることを特徴とする請
   求項３〜７のいずれか１項記載のクレーンの制御方法。