JP2005206376A - 構造物の浮上制御装置および浮上制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の流体浮上装置を用いて構造物を浮上させて搬送する際に、構造物に反り、曲りなどの変形を与えないように構造物を傾斜させないで浮上搬送することができる構造物の浮上量制御装置および浮上制御方法を提供する。
【解決手段】トーラスバッグを備えた複数のエアキャスターと、前記エアキャスターに圧縮空気を送るための配管と、前記配管に設置された圧縮空気の流量を調整するための流量調整弁と、各々のエアキャスターに設置されたトーラスバッグ内圧を測定する圧力測定器と、各々のエアキャスターに設置されたエアキャスター浮上量を測定する浮上量測定器と、前記圧力測定器で測定した圧力データと浮上量測定器で測定した浮上量データを受け取り、これらのデータの片方もしくは双方をもとに流量調整弁に対して弁開度調整信号を送るデータ処理機とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮空気をトーラスバッグに供給することによって構造物を浮上搬送するための、トーラスバッグを備えた流体浮上装置（エアキャスター）を複数用いて構造物を浮上させて搬送する時の、構造物の浮上制御装置および浮上制御方法に関する。
構造物を浮上させて搬送する時とは、浮上開始から浮上終了まで、構造物を浮上状態で搬送するとき、および構造物浮上搬送後、構造物降下開始から構造物降下終了までを含む。

エアキャスターを複数用いて構造物を浮上搬送することに関しては、例えば特開2001−2400号公報に開示されている。
エアキャスターは図３に示すような構造を有しており、ドーナツ状のトーラスバッグ（6）、トーラスバッグに圧縮空気（2）を送り込むための配管（3）、圧縮空気をトーラスバッグに供給しない状態で床面（基礎）（8）に接する接地パッド（7）、構造物と接する基盤（5）を備えている。
エアキャスターは、トーラスバッグに流体を供給しない状態では、設置パッドの下面が床面と接触してエアキャスター自体を支持している。（図３−（a）の状態）トーラスバッグに圧縮空気を供給するとトーラスバッグが膨らみ（図３−（b）の状態）、トーラスバッグ内の空気が所定の圧力以上となると、トーラスバッグと床面（基礎）との開から圧縮空気が漏れ出て、空気膜が形成される（図３−（c）の状態）。エアキャスターの空気消費量はこの空気の漏れ量に相当する。空気膜が形成された状態で、且つエアキャスターの浮上が完了した状態で、エアキャスターの基盤上に置かれている構造物を水平方向に牽引することによって、この構造物を横方向に移送することができる。

従来の、複数のエアキャスターを用いて大型構造物を浮上させて搬送する場合における浮上制御方法は次の通りである。
まず、搬送する大型構造物の底面を4〜5の区域に分けて、それぞれの区域に複数のエアキャスターを配置する。
1つの区域に存在する複数のエアキャスターに対して圧縮空気を搬送するための配管は、当該1つの区域に対して圧縮空気を送るための一次配管と、当該複数のエアキャスターにそれぞれ圧縮空気を送るための一次配管から分岐した二次配管とから構成されており、一次配管と二次配管にはそれぞれ一次流量調整弁、二次流量調整弁とが備えてある。

複数のエアキャスターのそれぞれについては、備わっているトーラスバッグの特性が異なることから、同じ流量で同じ浮上量を確保することができない。そこで、同じ区域内に存在するエアキャスターに圧縮空気を送るための二次配管には二次流量調整弁が備えてあり、この二次流量調整弁がトーラスバッグの特性による浮上量の違いを補正する役割を担っている。
そして、4〜5の区域の浮上量を目視で確認しながら、4〜5区域が徐々にかつ同程度に浮上していくように、あるいは4〜5区域が同程度に浮上している状態を保つように、あるいは4〜5区域が徐々にかつ同程度に降下するように各一次流量調整弁の開度を手動で調整して浮上量を制御していた。
従来採用されていた浮上制御方法によって複数のエアキャスターを用いて大型構造物を浮上させて搬送する場合、次のような数々の問題点を抱えていた。

＜浮上、降下させるときの問題点＞
目視による浮上量の確認と、手作業による流量調整弁の開度調整では、直径にして10m以上におよぶ大型構造物の底面をバランスさせて、平行に持ち上げることが難しい。
特に、トーラスバッグの内圧による浮上力と構造物の重量が釣り合った状態から、エアキャスターを浮上状態にするには、微少の流量調整、および流量調整によるトーラスバッグ内圧微調整が要求されるが、目視で浮上量を確認しながら各区域の一次調整弁の開度を人が手作業で調整することでは微少の調整が不可能であり、従って平行に大型構造物を浮上させることが非常に困難であった。
これらの困難性は、浮上状態から構造物を降下させて構造物を接地させる際にも同じである。
同じ区域内のエアキャスターが一次調整弁の開度調整で同程度浮上するようにするために、予め、トーラスバッグの特性に応じて二次調整弁の開度を調整しておいても、実際の現場においてはそれぞれのトーラスバッグが接地する床面（基礎）の状態が必ずしも同じでないことから、各トーラスバッグの圧縮空気消費量に差が出てしまい、一次流量調整弁の開度調整だけで同じ区域内の複数のエアキャスターの浮上量を同程度にすることが難しい。

＜構造物を浮上状態で横移送させる際の問題点＞
各エアキャスターが存在する床面（基礎）の状態は、構造物を浮上状態で移送することによって時々刻々と変化する。時には急激に圧縮空気が消費される場合もある。
従って、浮上完了後横移送させる場合にも、常に4〜5の区域の浮上量を確認して、4〜5区域が同程度に浮上している状態を保つように各一次調整弁の開度を時々刻々と調整して浮上を制御する必要があるが、これは非常に手間がかかり困難であった。
また、時々刻々と各エアキャスターが存在する床面（基礎）の状態が変化することから一次流量調整弁の開度調整だけで同じ区域内の複数のエアキャスターの浮上量を同程度に保つことが難しかった。
流量調整弁の特性上、弁の開度と流量がほぼ比例する弁開度域が限られており、それを超えて調整弁を開くと急激に流量が増加するため、手作業で弁開度を調整する場合には開度と流量がほぼ比例する弁開度域の中で開度調整するしかない。従って、手作業による流量調整弁の開度調整では、どれだけ弁を開ければどのくらい流量が増えるかの見当がつかない弁開度域を使用することができず、急激に圧縮空気を消費したエアキャスターのトーラスバッグに急いで圧縮空気を送り込もうとしても、不可能であった。
特開２００１−２４００号公報

本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決するために、エアキャスターを複数用いて構造物を浮上させて搬送する時の構造物の浮上制御装置および制御方法であり、これによって構造物を浮上搬送させるに当たって構造物に反り、曲がりなどの変形が生じないようにすることを課題とする。

本発明の構造物の浮上制御装置および浮上制御方法は、前述の課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載された通りの下記内容である。
（１）トーラスバッグを備えた複数のエアキャスターと、前記エアキャスターに圧縮空気を送るための配管と、前記配管に設置された圧縮空気の流量を調整するための流量調整弁と、各々のエアキャスターに設置されたトーラスバッグ内圧を測定する圧力測定器と、各々のエアキャスターに設置されたエアキャスター浮上量を測定する浮上量測定器と、前記圧力測定器で測定した圧力データと浮上量測定器で測定した浮上量データを受け取り、これらのデータの片方もしくは双方をもとに流量調整弁に対して弁開度調整信号を送るデータ処理機とからなることを特徴とする、トーラスバッグを備えたエアキャスターを複数用いて構造物を浮上および浮上搬送するためのエアキャスターの浮上制御装置。
（２）前記データ処理機が、基準圧力値と圧力計測器からの圧力データを比較した結果を出す手段と、基準圧力値と圧力計測器からの圧力データを比較した結果に応じて流量調整弁に対する弁開度調整信号を送る手段とを有していることを特徴とする（１）に記載の浮上制御装置。
（３）前記データ処理機が、基本データとしての基準圧力勾配値、変更圧力勾配値、浮上量偏差基準値、一定基準圧力値、浮上量測定器からの浮上量データから、各々のエアキャスターの浮上量偏差を算出し、浮上量偏差と浮上量偏差基準値とを比較する手段と、浮上量偏差と浮上量偏差基準値との比較結果に応じて圧力勾配値を、基準圧力勾配値から変更圧力勾配値変更へ変更する手段と、
基準圧力勾配値あるいは変更圧力勾配値と時間とから、ある時間における基準圧力値を算出する手段と、ある時間における基準圧力値あるいは一定基準圧力値と圧力測定器からの圧力データを比較した結果を出す手段と、基準圧力値（ある時間における基準圧力値あるいは一定基準圧力値）と圧力計測器からの圧力データを比較した結果に応じて流量調整弁に対して弁開度調整信号を送る手段とを有していることを特徴とする（１）に記載の浮上制御装置。

（４）各エアキャスターの内圧を測定する工程と、測定された内圧と基準圧力値とを比較する工程と、比較した結果に応じてトーラスバッグに供給する圧縮空気の流量を調整するための調整弁の開度を調整する工程とからなることを特徴とする、トーラスバッグを備えたエアキャスターを複数用いて構造物を浮上搬送するときの構造物の浮上制御方法。
（５）基準圧力値を、圧力勾配値と時間とから算出する工程を含むことを特徴とする（４）に記載の構造物を浮上もしくは降下させるときの構造物の浮上制御方法。
（６）更に、各エアキャスターの浮上量を測定する工程と、測定された浮上量から各エアキャスターの浮上量偏差を算出する工程と、浮上量偏差と浮上量偏差基準値とを比較する工程と、浮上量偏差と浮上量偏差基準値との比較結果に応じて、各エアキャスターの圧力勾配値を設定する工程とを含むことを特徴とする（５）に記載の構造物を浮上もしくは降下させるときの構造物の浮上制御方法。
（７）浮上量偏差が浮上量偏差基準値を上まわった場合に、圧力勾配値を減少させることを特徴とする（６）に記載の構造物を浮上もしくは降下させるときの構造物の浮上制御方法。
（８）浮上量偏差が浮上量偏差基準値を下まわった場合に、圧力勾配値を増加させることを特徴とする（６）に記載の構造物を浮上もしくは降下させるときの構造物の浮上制御方法。
（９）浮上量偏差が浮上量偏差基準値を上まわった場合に、圧力勾配値を減少させ、浮上量偏差が浮上量偏差基準値を下まわった場合に、圧力勾配値を増加させることを特徴とする（６）に記載の構造物を浮上もしくは降下させるときの構造物の浮上制御方法。
（１０）複数の浮上量偏差基準と、複数の圧力勾配値を有することを特徴とする（６）に記載の構造物を浮上もしくは降下させるときの構造物の浮上制御方法。
（１１）基準圧力値を、圧力勾配値と時間とから算出される「ある時間における基準圧力値」と「圧力上限値」のうちの低い方の値とする工程を含むことを特徴とする（６）に記載の構造物を浮上させるときの構造物の浮上制御方法。
（１２）基準圧力値を、圧力勾配値と時間とから算出される「ある時間における基準圧力値」と「圧力下限値」のうちの高い方の値とする工程を含むことを特徴とする（６）に記載の構造物を降下させるときの構造物の浮上制御方法。

大型構造物の底面に配置された複数のエアキャスターのそれぞれに、各エアキャスターのトーラスバッグ内圧を測定するための圧力測定器が備えてある。さらに、浮上量を測定するための浮上量測定器が備えてある。但し、浮上量測定器は浮上状態で構造物を搬送する際の浮上制御の場合には特に必要がない。大型構造物の底面に配置するエアキャスターの個数はエアキャスターの能力に応じて当業者が適宜決定できる。また、エアキャスターの配置の仕方については、全体をバランスよく配置すればよく、これも当業者が適宜決定できる。
それぞれのエアキャスターには圧縮空気を送り込むための配管が備えてあり、その配管には流量調整弁が備えてある。この流量調整弁は後述するデータ処理装置からの弁開度調整信号に応じて弁開度が変化するようになっている。
本制御装置の中心となるデータ処理装置は、浮上量測定器からの浮上量データ、および圧力測定器からの圧力データをうけるとともに、圧力データ、もしくは圧力データと浮上量データに応じて流量調整弁の開度を所定度合いだけ開けるもしくは閉じるための弁開度調整信号を発する手段を備えている。

データ処理装置は、構造物を浮上、あるいは降下させる際に必要となる基準圧力勾配値、浮上量偏差基準値、変更圧力勾配値、構造物の浮上もしくは降下の際のトーラスバッグの圧力限界値としての圧力上限値と圧力下限値、完了浮上量をそれぞれ有している。更に、データ処理装置は圧力勾配値（基準圧力勾配値あるいは変更圧力勾配値）と時間から算出される、「ある時間における基準圧力値」を算出する手段、基準圧力値（「ある時間における基準圧力値」、あるいは浮上量が完了浮上量に達した際のエアキャスター内圧（＝浮上完了圧力））と圧力データとを比較する手段、受信した複数の浮上量データの平均値と各浮上量データの差（浮上量偏差）を算出する手段（浮上量偏差算出手段）、浮上量偏差に応じて各エアキャスターの圧力勾配値を変更する手段を有している。尚、浮上量測定や圧力測定は例えば1秒おきになされるが、測定のトリガーはそれら測定器にもたせてもよいし、データ処理装置の方にもたせてもよい。

上記の制御装置を用いた、複数のエアキャスターを用いて構造物を接地状態から浮上状態にする際の制御方法は次の通りである。データ処理装置がもっている基準圧力勾配値は、例えば0.02kg／cm²／minであり、時々刻々に圧力測定器から送られてくるエアキャスターのトーラスバッグ圧力データと、圧力勾配値から求まる「ある時間における基準圧力値」とを比較し、この比較結果に応じて、データ処理装置が流量調整弁の開度を調整するための弁開度調整信号を対象となるエアキャスターの流量調整弁に対して発する。
圧力データは例えば1秒おきに、もしくは0.5秒おきに送られてくる。弁開度調整信号は圧力測定頻度に応じて（圧力データ受信頻度に応じて）流量調整弁に対して送られる。
例えば、あるエアキャスターの内圧がある時間における基準圧力値（基準圧力勾配値と時間によって算出される「ある時間における基準圧力値」）よりも小さければ、弁を1％開くという指示信号を発する。この場合、圧力データと基準圧力値との差に応じて弁開度の調整幅を決めてもよいし、単に圧力データと基準圧力値との大小関係に応じて一定の弁開度調整を実行してもよい。

一方、時々刻々に浮上量測定器から送られてくるそれぞれのエアキャスターの浮上量データをもとにデータ処理装置内の浮上量偏差算出手段によって計算されるそれぞれのエアキャスターの浮上量偏差（浮上量平均値との差）はデータ処理装置内で浮上量偏差基準値と比較され、あるエアキャスターの浮上量偏差が浮上量偏差基準値から外れた場合、当該エアキャスターの圧力勾配値は基準圧力勾配値から変更圧力勾配値に変更される。基準圧力勾配値から変更圧力勾配億に変更となったエアキャスターは、浮上量偏差が浮上量偏差基準値内に収まるようになるまで、変更圧力勾配値が適用され、時々刻々には当該変更圧力勾配値と時間によって算出される「ある時間における基準圧力値」になるように、データ処理装置から流量調整弁に対して弁開度調整信号が送られる。

各エアキャスターの浮上量測定器から送られてくる浮上量データが予め定めておいた完了浮上量に達すると、その時のエアキャスター内圧（＝浮上完了圧力）が基準圧力値としてデータ処理装置内で設定され、その後は各トーラスバッグの内圧が当該各基準圧力値（＝浮上完了圧力）に維持されるように、弁開度調整信号が時々刻々とデータ処理装置から発せられる。
即ち、本願発明によるエアキャスターの浮上制御は、構造物を接地状態から浮上状態にする際には、それぞれのエアキャスターがある圧力勾配になるように弁開度を調整する制御と、それぞれのエアキャスターの浮上量偏差が所定の範囲に収まるようになるように、それぞれのエアキャスターの圧力勾配を変更するという制御を組み合わせたものである。

浮上完了時（各エアキャスターの浮上量測定器から送られてくる浮上量データが予め定めておいた完了浮上量に達した時）の浮上完了圧力は例えば3.0kg／cm²であり、データ処理装置内でこの各エアキャスターの浮上完了圧力が各エアキャスターの基準圧力値として設定される。複数のエアキャスターを用いて構造物を浮上状態で横移送にする際には、時々刻々と送られてくる各エアキャスターに設置されている圧力測定器からの圧力データと基準圧力値（＝浮上完了圧力）との差に応じて、データ処理装置が弁の開度を調整するための弁開度調整信号を対象となるエアキャスターの流量調整弁に対して発する。圧力データはこの場合も例えば1秒おきに、もしくは0.5秒おきに各エアキャスターに設置されている圧力測定器からデータ処理装置に送られる。弁開度調整信号は圧力測定頻度に応じて（圧力データ受信頻度に応じて）流量調整弁に対して送られる。
例えばあるエアキャスターの内圧が、データ処理装置内で設定された基準圧力値（＝浮上完了圧力）よりも小さければ、弁を約1％開ける信号を発する。
この場合も、圧力データと基準圧力値との差に応じて弁開度の調整幅を決めてもよいし、単に圧力データと基準圧力値との大小関係に応じて一定の弁開度調整を実行してもよい。

複数のエアキャスターを用いて構造物を浮上状態で横移送にする際には、それぞれのエアキャスターがそれぞれの浮上完了圧力をもって構造体を支持していれば十分であり、全体が傾くことに対してあまり注意を払う必要がない。従って、構造物を浮上状態で横移送にする際には、構造物を浮上させるときや降下させるときと異なり、それぞれのエアキャスターの浮上量データ、および浮上量データに基づく弁開度調整信号の発信は必ずしも必要ではない。
即ち、本願発明によるエアキャスターの浮上制御方法は、構造物を浮上状態で横移送する際には、それぞれのエアキャスターがその浮上完了圧力に維持されるように弁開度を調整する制御である。

本発明を、添付の図面に従ってより詳細に説明する。
本発明の制御装置の概略図である図４と、本発明における、エアキャスターを用いて構造物を浮上させる際の浮上制御方法のフロー図である図1を用いて説明する。
構造物をエアキャスターを用いて圧縮空気により浮上搬送させるために、まず構造物の底板の下に、複数のエアキャスターを設置する。エアキャスターの個数は、構造物の重量とエアキャスターの能力に応じて適宜決めればよい。また、エアキャスターの配置の仕方については、構造物をバランスよく支えることができればよく、これも当業者が適宜決めればよい。図４では、230トンの構造物に対して5つのエアキャスター（ACl〜AC5）が用いられている。
各エアキャスターにはそのトーラスバッグの内圧を測定するための圧力測定器が設置されており、測定された圧力データはデータ処理装置に送られるようになっている。
また、各エアキャスターには構造物の浮上量を測定するための浮上量測定器が設置されており、測定された浮上量データはデータ処理装置に送られるようになっている。
圧力測定や浮上量測定の頻度は、おおよそ1回／秒とすることで、きめ細かな圧力制御、浮上量制御が可能であるが、2回／秒、0.5回／秒など、適宜決めればよい。

図４においては、浮上量測定器としてレーザ変位計が設置されている。
レーザ変位計はセンサヘッドから発せられた発信光がプリズムもしくは鏡によって方向転換し、窓を介して測定対象物に達し、そこで反射した反射光がセンサヘッドに戻った距離を計測することによって、対象物の距離を非接触で測定するものである。レーザ変位計による測定精度は、レーザを反射する対象物の表面の状態によって左右されるため、対象物の表面を、例えば光沢のない白色や灰色のようなレーザの反射制度を高める色としておくことが望ましい。
各エアキャスターにコンプレッサーから圧縮空気を送るための配管にはそれぞれ流量調整弁が設置されており、この流量調整弁の弁開度を調整するための弁開度調整信号がデータ処理装置から各流量調整弁に送られるようになっている。
図４に示す例では、コンプレッサーを乾燥機能付きとし、そこからの圧縮空気をエアフィルターを通過させて異物を取り除いた後に、流量調整弁を介して各エアキャスターに供給している。コンプレッサーの能力はエアキャスターに求められる内圧よりも十分に高くしておくのがよく、本願発明者は各エアキャスターのトーラスバッグの設計圧力である3.5kg／cm²に対して圧縮空気の元圧を6kg／cm²とした。

構造物を接地状態から浮上状態にするために、まずエアキャスターの基板と構造物の底板が接触するまでは、時間と共にトーラスバッグの圧力が所定の圧力勾配値をもって増加するようにするため、時間と圧力勾配値によって決まる「ある時間における基準圧力」と圧力測定器からのデータとを比較して弁開度調整信号をデータ処理装置が流量調整弁に対して送る。例えば、トーラスバッグの圧力が足りない場合には弁開度を1％開くという信号をデータ処理装置が流量調整弁に対して送るようにしておけばよい。もちろん、トーラスバッグの圧力と基準圧力の差に比例させて流量調整弁の開度調整の幅を決めてもよい。
エアキャスターの基盤と構造物の底板が接触した後からの構造物浮上制御からが本願発明の対象とするところである。
この際には、図1に示す浮上制御が実行される。圧力測定と浮上量測定の両方が実行され、時間と共にトーラスバッグの圧力が所定の基準圧力勾配値をもって増加するようにするため、時間と基準圧力勾配値によって決まる「ある時間における基準圧力」と圧力測定器からのデータとを比較して弁開度調整信号をデータ処理装置が流量調整弁に対して送る。例えば、トーラスバッグの圧力が足りない場合には弁開度を1％開くという信号をデータ処理装置が流量調整弁に対して送るようにしておけばよい。もちろん、トーラスバッグの圧力と基準圧力の差に比例させて流量調整弁の開度調整の幅を決めてもよい。

基準圧力勾配値は、「浮上開始圧力と浮上完了圧力の差の数％／min」に設定するとよい。
エアキャスター1個がその浮上能力に対して受け持つ荷重（負荷率）が60〜90％の場合において本願発明者が実測した浮上開始圧力と浮上完了圧力の差は0.5kg／cm²〜0.8kg／cm²であった。
そこで本顧発明者は本願制御を実施するに当たってこの圧力差の約3％に相当する0.02kg／cm²／minを基準圧力勾配値として設定した。
一方、圧力測定とともに測定された各エアキャスターの浮上量データをもとに、データ処理装置内浮上量偏差算出手段でそれぞれのエアキャスターの偏差（浮上量平均値との差）が求められる。
そして、あるエアキャスターの浮上量偏差が予め設定しておいた浮上量偏差基準値を外れた場合には、このエアキャスターに適用する圧力勾配値が基準圧力勾配値から変更圧力勾配値に変更される。本願発明者は実際に本願制御を実施するに当たって、浮上量偏差基準値と変更圧力勾配値を次のように予めデータ処理装置に設定した。

圧力勾配値が基準圧力勾配値から変更圧力勾配値に変更されたエアキャスターは、時間と当該変更圧力勾配値によって決まる「ある時間における基準圧力」と圧力測定器からの圧力データとを比較して弁開度調整信号がデータ処理装置から流量調整弁に対して送られる。

構造物を接地状態から浮上状態にする際に、それぞれのエアキャスターがある圧力勾配になるように弁開度を調整する制御に加えて、それぞれのエアキャスターの浮上量偏差が所定の範囲に収まるようになるように、それぞれのエアキャスターの圧力勾配を変更するという制御を組み合わせることによって、直径約20mの底面を有する構造物を、反りや曲がりを生ずることなく浮上させることができた。
なお、浮上量偏差基準値と変更圧力勾配値は適宜変更することができるし、前記した例では4つの浮上量基準値を設けているが、これを6つにしたり、2つ（−1mmと＋1mm）とすることも可能である。
より安全な操業を行うために浮上時のトーラスバッグの内圧の上限値として、データ処理装置に圧力上限値を設定することが好ましい。圧力上限値はエアキャスターの常用設計圧力としておけばよく、例えば3.5〜5.0kg／cm²の間で設定するとよい。

このようにして構造物の浮上制御した場合の各エアキャスターの浮上量時間経過の概要を図５に示す。図５は次のようなケースを示したものである。
ある時間ｔ₀において、第一エアキャスター（ACl）は5つのエアキャスターの浮上量平均値よりも2mm浮上していた。第二エアキャスター（AC2）は5つのエアキャスターの浮上量平均値よりも1mm以上浮上していた。第三エアキャスター（AC3）の浮上量は5つのエアキャスターの浮上量平均値と同じであった。第四エアキャスター（AC4）は5つのエアキャスターの浮上量平均値に対して1mm浮上量が足りていなかった。第五エアキャスター（AC5）は5つのエアキャスターの浮上量平均値に対して2mm浮上量が足りていなかった。
この状況でデータ処理装置ではAClの圧力勾配値を0.02kg／cm²／minから0.00kg／cm²／minへ、AC2の圧力勾配値を0.02kg／cm²／minから0.01kg／cm²／minへ、AC3の圧力勾配値を0.02kg／cm²／minのままに、AC4の圧力勾配値を0.02kg／cm²／minから0.03kg／cm²／minへ、AC5の圧力勾配値を0.02kg／cm²／minから0.04kg／cm²／minへ、それぞれ設定し直す。
そして、各エアキャスターのトーラスバッグ内圧が設定し直された圧力勾配値に沿うように、データ処理装置から流量調整弁に対して弁開度調整信号が発せられる。この結果、短時間（浮上量測定間隔以下の時間）後のｔ１には各エアキャスターの浮上量の差が小さくなる。
時々刻々に浮上量測定器によって測定される各エアキャスターの浮上量が、予め定めていた完了浮上量に達すると、その時のエアキャスター内圧（浮上完了圧力）が基準圧力値としてデータ測定装置内で設定されて、浮上量測定を終了する。その後は、構造物を浮上状態で横移送する際の浮上制御方法に移行する。

次に図2に沿って、構造物を浮上状態で横移送する際の浮上制御方法を説明する。
構造物を浮上状態で搬送する際には、図４に示す5つのエアキャスターがそれぞれ浮上完了時の各浮上完了圧力をもって230トンの構造物を支持していればよく、構造物を横に牽引するに際してどうしても牽引する方向に構造物が傾くが、それを補正することは必ずしも必要ではない。
従って、図1で実行した制御と異なり、圧力制御だけを実行すればよい。
構造物を搬送した後、構造物を降下させて接地させる際の制御方法は構造物を浮上させるときとほぼ同じであるが、構造物を降下させる場合には基準圧力勾配値を−0.02kg／cm²／minに設定した。
更に、浮上量偏差基準値と変更圧力勾配値を次のように予めデータ処理装置に設定した。

また、より安全な操業を行うために降下時のトーラスバッグの内圧の下限値として、データ処理装置に圧力下限値を設定することが好ましい。圧力下限値は構造物とエアキャスターがちょうど接触する際の圧力程度に設定しておけば良く、本例では0.5kg／cm²とした。
以上説明した浮上制御装置、浮上制御方法によって、手間をかけずに、エアキャスターの位置する床面（基礎）の状態によらず、常に構造物底面を平行に保つことができ、構造物を浮上搬送させるに当たって、構造物に反り、曲がりなどの変形が生じないようにすることができた。

例えば、本発明を、高炉炉底部の内部に煉瓦などの耐火物をオフラインで艤装した高炉炉底ブロックを基礎上に浮上搬送する場合に適用する場合には、耐火物に変形や応力を発生させないようにすることが求められる。本願発明の制御装置と制御方法を用いることによって、エアキャスターの浮上量を管理しながら、高炉炉底部ブロックを概ね水平に浮上、降下させることができ、耐火物をオフラインで艤装した高炉炉底ブロックの品質を確保することが可能となる。
本発明の制御装置および制御方法によれば、複数のエアキャスターを用いて構造物を浮上させて搬送する際に、手間をかけずに、エアキャスターの位置する床面（基礎）の状態によらず、常に構造物底面を平行に保つことができるので、構造物を浮上搬送させるに当たって、構造物に反り、曲がりなどの変形が生じないようにすることができる。

本発明における、エアキャスターを用いて構造物を浮上させる際の浮上制御方法のフロー図である。 本発明における、エアキャスターを用いて構造物を浮上状態で搬送させる際の浮上制御方法のフロー図である。 本発明に用いるエアキャスターの概略図である。 本発明の制御装置の概略図である。 本発明の構造物の浮上制御を実施した場合の、各エアキャスターの浮上量時間経過の概要を示す図である。

Claims (12)

1. トーラスバッグを備えた複数のエアキャスターと、
   前記エアキャスターに圧縮空気を送るための配管と、
   前記配管に設置された圧縮空気の流量を調整するための流量調整弁と、
   各々のエアキャスターに設置されたトーラスバッグ内圧を測定する圧力測定器と、
   各々のエアキャスターに設置されたエアキャスター浮上量を測定する浮上量測定器と、
   前記圧力測定器で測定した圧力データと浮上量測定器で測定した浮上量データを受け取り、これらのデータの片方もしくは双方をもとに流量調整弁に対して弁開度調整信号を送るデータ処理機とからなることを特徴とする、トーラスバッグを備えたエアキャスターを複数用いて構造物を浮上および浮上搬送するためのエアキャスターの浮上制御装置。
2. 前記データ処理機が、
   基準圧力値と圧力計測器からの圧力データを比較した結果を出す手段と、
   基準圧力値と圧力計測器からの圧力データを比較した結果に応じて流量調整弁に対する弁開度調整信号を送る手段とを有していることを特徴とする請求項1に記載の浮上制御装置。
3. 前記データ処理機が、
   基本データとしての基準圧力勾配値、変更圧力勾配値、浮上量偏差基準値、一定基準圧力値、浮上量測定器からの浮上量データから、各々のエアキャスターの浮上量偏差を算出し、浮上量偏差と浮上量偏差基準値とを比較する手段と、
   浮上量偏差と浮上量偏差基準値との比較結果に応じて圧力勾配値を、基準圧力勾配値から変更圧力勾配値変更へ変更する手段と、
   基準圧力勾配値あるいは変更圧力勾配値と時間とから、ある時間における基準圧力値を算出する手段と、
   ある時間における基準圧力値あるいは一定基準圧力値と圧力測定器からの圧力データを比較した結果を出す手段と、
   基準圧力値（ある時間における基準圧力値あるいは一定基準圧力値）と圧力計測器からの圧力データを比較した結果に応じて流量調整弁に対して弁開度調整信号を送る手段とを有していることを特徴とする請求項1に記載の浮上制御装置。
4. 各エアキャスターの内圧を測定する工程と、
   測定された内圧と基準圧力値とを比較する工程と、
   比較した結果に応じてトーラスバッグに供給する圧縮空気の流量を調整するための調整弁の開度を調整する工程とからなることを特徴とする、トーラスバッグを備えたエアキャスターを複数用いて構造物を浮上搬送するときの構造物の浮上制御方法。
5. 基準圧力値を、圧力勾配値と時間とから算出する工程を含むことを特徴とする請求項4に記載の構造物を浮上もしくは降下させるときの構造物の浮上制御方法。
6. 更に、各エアキャスターの浮上量を測定する工程と、
   測定された浮上量から各エアキャスターの浮上量偏差を算出する工程と、
   浮上量偏差と浮上量偏差基準値とを比較する工程と、
   浮上量偏差と浮上量偏差基準値との比較結果に応じて、各エアキャスターの圧力勾配値を設定する工程とを含むことを特徴とする請求項5に記載の構造物を浮上もしくは降下させるときの構造物の浮上制御方法。
7. 浮上量偏差が浮上量偏差基準値を上まわった場合に、圧力勾配値を減少させることを特徴とする請求項6に記載の構造物を浮上もしくは降下させるときの構造物の浮上制御方法。
8. 浮上量偏差が浮上量偏差基準値を下まわった場合に、圧力勾配値を増加させることを特徴とする請求項6に記載の構造物を浮上もしくは降下させるときの構造物の浮上制御方法。
9. 浮上量偏差が浮上量偏差基準値を上まわった場合に、圧力勾配値を減少させ、浮上量偏差が浮上量偏差基準値を下まわった場合に、圧力勾配値を増加させることを特徴とする請求項に6に記載の構造物を浮上もしくは降下させるときの構造物の浮上制御方法。
10. 複数の浮上量偏差基準と、複数の圧力勾配値を有することを特徴とする請求項6に記載の構造物を浮上もしくは降下させるときの構造物の浮上制御方法。
11. 基準圧力値を、圧力勾配値と時間とから算出される「ある時間における基準圧力値」と「圧力上限値」のうちの低い方の値とする工程を含むことを特徴とする請求項6に記載の構造物を浮上させるときの構造物の浮上制御方法。
12. 基準圧力値を、圧力勾配値と時間とから算出される「ある時間における基準圧力値」と「圧力下限値」のうちの高い方の値とする工程を含むことを特徴とする請求項6に記載の構造物を降下させるときの構造物の浮上制御方法。
    

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