JP2010241601A - 荷役装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料消費を軽減でき、排気ガスを抑制できる荷役装置を提供することを目的とする。
【解決手段】エンジン６６は、発電機６８の定格回転数とこの定格回転数より低い所定回転数で回転可能な構成とされ、走行用操作レバー（昇降用操作レバー兼用）により走行本体が走行するように操作したとき、またはスプレッダ装置が上昇するように操作したときに、あるいは横行用操作レバーによりクラブが横行するように操作したとき、エンジン６６の回転数は発電機６８の定格回転数に制御され、それ以外の停止時と電力が不要なスプレッダ装置が下降するように操作したとき、エンジン６６の回転数は前記所定回転数で制御される。このように、停止時とスプレッダ装置の下降時は低回転数とされることにより、エンジン６６の無駄な燃料消費を抑えることができ、排気ガスを抑制できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、コンテナヤード等でコンテナの移動・移載に使用される荷役装置に関するものである。

従来の荷役装置の一例が、特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示されている荷役装置は、コンテナを吊り上げ、自走し、前記コンテナを降ろす荷役作業を実行するクレーン装置であり、梁構造体の架台（移動架台）を備えている。

この架台に、架台を支持する車輪と、前記車輪を駆動する自走用モータと、前記コンテナを把持するコンテナスプレッダと、このコンテナスプレッダの吊り上げ、吊り降ろしを行う昇降装置と、前記コンテナスプレッダを梁構造体の長手方向へ移動させるトロリー装置と、エンジンと、前記エンジンにより一定速で運転される発電機と、バッテリーと、前記昇降装置の巻き取りモータ、前記トロリー装置のトロリーモータ及び前記自走用モータへ電力を供給する電力コントローラとを設けている。

前記電力コントローラによって、トロリー装置及び車輪の駆動時には、発電機によって発電した電力をトロリーモータ及び自走用モータへ供給し、トロリー装置によりコンテナスプレッダを梁構造体の長手方向へ移動させ、架台を移動させている。またコンテナスプレッダの吊り上げ駆動時には、発電機によって発電した電力とバッテリーから放電される電力を合わせて巻き取りモータへ供給し、コンテナスプレッダによりコンテナを吊り上げ、またコンテナスプレッダの吊り降ろし駆動時には、巻き取りモータにて生じる電力を回生してバッテリーに充電し、回生ブレーキをかけながらコンテナスプレッダによりコンテナを吊り降ろしている。

上記構成により、発電機として最も負荷が大きい巻き取りモータの起動時の負荷（最大負荷）をバッテリーの電力によりカバーでき、よって巻き取りモータの最大負荷より小さな容量の発電機を用いることができ、コストを大幅に低減している。

またバッテリーに代えて、キャパシタを用いることが、特許文献２に開示されている。

特開２００１−１６３５７４号公報 特開２００７−２６７５０４号公報

しかしながら、従来の荷役装置では、エンジンの回転数を一定速（例えば、１８００ｒｐｍ）で運転しているが、軽い負荷や待機時間ではそれほどの発電量は必要でなく、無駄な燃料消費となっている。

また二酸化炭素を極力、排出しないように、エンジンから排出される排気ガスを抑えることが望まれている。
そこで、本発明は、エンジンの燃料消費を軽減でき、エンジンの排気ガスを抑制できる荷役装置を提供することを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、吊り荷を吊り上げ、自走し、前記吊り荷を降ろす荷役作業を実行する荷役装置であって、
エンジンと、このエンジンの回転軸に連結され、エンジンの運転により発電する発電機と、前記吊り荷を吊り、昇降する昇降装置、この昇降装置を上昇・下降駆動する昇降駆動装置、およびこの昇降駆動装置を操作する昇降操作装置と、前記自走用の走行装置、この走行装置を前進・後進駆動する走行駆動装置、およびこの走行駆動装置を操作する走行操作装置とを備え、
前記エンジンを、前記発電機の定格回転数と、この定格回転数より低い所定回転数で回転可能な構成とし、前記走行操作装置により前記走行駆動装置が駆動されたとき、または前記昇降操作装置により前記昇降装置が上昇するよう前記昇降駆動装置が駆動されたときに、前記エンジンの回転数を前記発電機の定格回転数に制御し、それ以外のときは、前記エンジンの回転数を前記所定回転数に制御することを特徴とするものである。

上記構成によれば、エンジンは発電機の定格回転数と、この定格回転数より低い所定回転数で回転可能な構成とされ、エンジンの回転数は走行操作装置により走行駆動装置が駆動されたとき、または昇降操作装置により昇降装置が上昇するよう昇降駆動装置が駆動されたときに、発電機の定格回転数に制御され、それ以外のときは、定格回転数より低い所定回転数で制御される。よって、電力を必要とする、走行時と昇降装置の上昇時には、高回転数とされるが、停止時と電力が不要な昇降装置の下降時は低回転数とされることによって、エンジンの無駄な燃料消費が抑えられ、エンジンの排気ガスが抑えられる。

また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記昇降操作装置と前記走行操作装置による操作を有効とする始動入力スイッチと、前記エンジンの回転数が零から上昇することにより動作するエンジン回転数上昇スイッチを備え、前記エンジン回転数上昇スイッチが動作しても、一定時間、前記始動入力スイッチが操作されないとき、前記エンジンの回転数を前記所定回転数に制御することを特徴とするものである。

上記構成によれば、エンジンの回転数が上昇しても一定時間、始動入力スイッチが操作されないと、すなわち荷役作業が開始されないと、エンジンの回転数は所定回転数に抑えられ、エンジンの無駄な燃料消費が抑えられ、エンジンの排気ガスが抑えられる。

また請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明であって、前記発電機により発生する電力を蓄える蓄電装置を備え、前記エンジンの起動時には、前記蓄電装置に予め設定された充電量が充電されるまで、前記エンジンの回転数を前記発電機の定格回転数に制御し、予め設定された充電量となると前記エンジンの回転数を前記所定回転数に制御することを特徴とするものである。

上記構成によれば、エンジンが起動されると、エンジンの回転数は発電機の定格回転数とされ、蓄電装置が予め設定された充電量に充電されるまで定格回転数に維持され、予め設定された充電量に達すると、エンジンの回転数は所定回転数に抑えられる。よって、エンジン起動時に蓄電装置に予め設定された充電量が充電されて、荷役作業を開始することが可能となる。

また請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明であって、前記発電機により発電された電力の周波数を、商用電源周波数に変換するコンバータを備えることを特徴とするものである。

発電機の回転数が低くなり、供給される電力の周波数が商用電源周波数より低くなると、駆動できなくなる、あるいは必要な動力を出力できなくなる補機がある。
上記構成によれば、コンバータが備えられることにより、発電された電力の周波数は、商用電源周波数に変換されて前記補機へ供給され、よって補機を駆動でき、必要な動力を出力できる。

本発明の荷役装置は、電力を必要とする走行時と昇降装置の上昇時にはエンジンの回転数は高回転数の定格回転数とされ、必要な電力を給電できるとともに、停止時と電力が不要な昇降装置の下降時は低回転数の所定回転数とされることにより、エンジンの無駄な燃料消費を抑えることができ、エンジンの排気ガスを抑えることができる、という優れた効果を有している。

本発明の実施の形態におけるトランスファークレーンの斜視図である。 同トランスファークレーンの運転室の内部正面図である。 同トランスファークレーンの運転室の内部平面図である。 （ａ）は走行用操作レバーの左右位置および前後位置への切換状態図、（ｂ）は横行用操作レバーの前後位置への切換状態図、（ｃ）は軌道修正用操作レバーの前後位置への切換状態図である。 同トランスファークレーンの要部電気回路図である。 同トランスファークレーンの制御装置のブロック図である。 同トランスファークレーンの制御装置のブロック図である。 本発明の他の実施の形態におけるトランスファークレーンの要部電気回路図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態におけるトランスファークレーンの斜視図である。トランスファークレーンは、コンテナ（吊り荷の一例）を吊り上げ、自走し、コンテナを降ろす荷役作業を実行する荷役装置の一例を構成している。

このトランスファークレーン１０の本体を構成する走行本体１１は、並行して配置された一対のシルビーム１２と、両シルビーム１２の各端部から立設されたコラム１３と、対向するシルビーム１２上の各コラム１３の上端間に設けられた一対のガーダ１４により構成されている。

両シルビーム１２の各端部の下面側には、それぞれ２個のタイヤ（走行装置の一例）１５を有するボギー台車１６が設けられている。前記タイヤ１５の内、矢印Ｃで示す横行右方向側で、かつ最も矢印Ｂで示す走行左方向のタイヤ１５Ａと、矢印Ｄで示す横行左方向側で、かつ最も矢印Ａで示す走行右方向のタイヤ１５Ｂのみが駆動輪であり、これら駆動輪１５Ａ，１５Ｂは、それぞれボギー台車１６に設けられた走行用モータ（走行駆動装置の一例）１７Ａ，１７Ｂがそれぞれ独立して正逆駆動されることで、走行本体１１は走行右方向Ａ、走行左方向Ｂに走行可能に構成されている。またボギー台車１６（タイヤ１５）には、向きを９０゜（固定値）変換するステアリング機構（図示せず）が備えられており、レーンチェンジ時にのみ、タイヤ１５の向きが９０゜（固定値）変換され、走行本体１１は横行右方向Ｃまたは横行左方向Ｄへ走行される。

また両シルビーム１２にはそれぞれ、ボギー台車１６（タイヤ１５）のステアリング機構の油圧ユニット（油圧ポンプ等）１８が設けられ、さらに両シルビーム１２に振り分けた状態で、エンジン室１９と電気制御室２０とが設けられている。

また両ガーダ１４に支持案内されて、横行右方向Ｃならびに横行左方向Ｄに移動自在なクラブ２１が設けられ、このクラブ２１には運転室２２が装備されている。クラブ２１に設けられた横行用モータ２３が正逆駆動されることで、クラブ２１は、横行右方向Ｃならびに横行左方向Ｄに移動される。前記クラブ２１の下方には、４箇所の吊り装置２５を介して、コンテナ２６に連結されるスプレッダ装置（昇降装置の一例）２８が昇降自在に配設されている。

上記各吊り装置２５は、スプレッダ装置２８の固定ビーム３１側にブラケットを介して配設された輪体（滑車体；図示せず）や、この輪体に掛けられた吊りロープ２９や、クラブ２１側の吊り駆動装置である巻上用モータ（昇降駆動装置の一例）３０（図５）などにより構成されている。

またスプレッダ装置２８は、水平状で並設された一対の前記固定ビーム３１と、これら固定ビーム３１に支持案内されて走行左右方向Ａ，Ｂに伸縮自在な一対の伸縮ビーム３３と、両伸縮ビーム３３を互いに離間方向または接近方向に伸縮動させる油圧式の伸縮駆動装置（油圧ポンプ、油圧シリンダ等；図示せず）などにより構成される。なお、両固定ビーム３１は、その上面間に配設された連結体３２により一体化され、この連結体３２上に前記ブラケットが設けられている。

また両伸縮ビーム３３は、走行左右方向Ａ，Ｂに沿って位置される被運搬物支持部３４と、これら被運搬物支持部３４の走行左右方向Ａ，Ｂの端部から内方へ連設されかつ前記固定ビーム３１に支持案内される伸縮ガイド部３５と、両被運搬物支持部３４の中間から内方へ連設される伸縮受動部（図示せず）とにより櫛歯状に形成されている。そして被運搬物支持部３４の端部下面側には、コンテナ２６の上部吊り穴２７に係止される連結具（図示せず）が設けられている。

上記運転室２２の内部には、図２，図３に示すように、垂直軸回りに１８０度水平回転して走行左方向Ｂと走行右方向Ａとに方向変換可能な運転席３７と操作盤３８とが一体的に配設されており、操作盤３８は左側操作盤３８Ｌと右側操作盤３８Ｒとを有し、運転席３７の左右に分離して設けられている。

前記運転席３７は、背当部４１とその上部のヘッドレスト４２並びに、クッション部４３から形成されるシート本体４４と、そのシート本体４４を支持する脚部材４５などから構成されている。脚部材４５は、弾性ゴム体に油圧ダンパー（図示せず）を内包した弾性支持体４６と、その弾性支持体４６に接続する回転部材４７と、回転部材４７の下端部に内包したベアリング（図示せず）を介して回転部材４７を水平回転可能に支持する固定部材４８などを主要部としている。回転部材４７は、左右への張り出し部４７ｃを幅広く設け、幅Ｗは左右の操作盤３８Ｌ，３８Ｒを支持可能な長さとし、回転部材４７と左右の操作盤３８Ｌ，３８Ｒとは一体的に締結されている。

左右の操作盤３８Ｌ、３８Ｒは、上面前端部にそれぞれ下向きの傾斜面３８Ｌａ、３８Ｒａと、その傾斜面に続いて水平面３８Ｌｂ、３８Ｒｂを設け、ほぼ箱型状に形成されている。

前記右側操作盤３８Ｒには、傾斜面３８Ｒａに走行用操作レバー（昇降用操作レバー兼用；昇降操作装置および走行操作装置の一例）５１、荷役装置非常停止用スイッチ５２、コンテナのロック切替スイッチ５３などが設けられ、水平面３８Ｒｂにステアリング切替スイッチ５４、荷役装置の始動停止切替スイッチ５５、荷役装置のスイッチ類と各種の表示灯５６などが設けられている。前記始動停止切替スイッチ５５は、運転者が運転席３７に座って荷役作業を開始する準備ができたときに操作し、走行用操作レバー５１と後述する横行用操作レバー５７、および軌道修正用操作レバー５８による操作を有効とする（レバーの操作により荷役作業を可能する）始動入力スイッチを構成しており、操作位置として荷役作業の始動位置と停止位置が設けられ、始動位置でオンとなり、停止位置でオフとなる始動スイッチ５５ａ（図６）が設けられている。

また左側操作盤３８Ｌには、傾斜面３８Ｌａに横行用操作レバー５７、軌道修正用操作レバー５８、コンテナ小旋回スイッチ５９、小旋回ゼロ位置スイッチ６０などが設けられ、水平面３８Ｌｂに走行用モータ１７Ａ，１７Ｂ、横行用モータ２３並びに、巻上用モータ３０などの電源スイッチ６１、エンジンスタートスイッチ６２ａ、エンジンストップスイッチ６２ｂ、エンジン運転用スイッチ類と各種の表示灯６３などが設けられている。前記エンジンスタートスイッチ６２ａとエンジンストップスイッチ６２ｂはともに、スイッチが押し操作されている間のみオンするスイッチとしている。

右側操作盤３８Ｒに設けられた、前記昇降用操作レバー兼用の走行用操作レバー５１には、図４（ａ）に示すように、走行用操作レバー５１を中立位置５１Ｎから右側位置５１Ｒに倒すことによりオンに切換わる走行用左行スイッチ５１ａ（図７）と、左側位置５１Ｌに倒すことによりオンに切換わる走行用右行スイッチ５１ｂ（図７）と、前側位置５１Ｆに倒すことによりオンに切換わるスプレッダ装置２８用の下降スイッチ５１ｃ（図７）と、後側位置５１Ｂに倒すことによりオンに切換わるスプレッダ装置２８用の上昇スイッチ５１ｄ（図７）が設けられている。また、中立位置５１Ｎに戻すことによりスイッチ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄはオフに切換わる。詳細は後述するが、走行用操作レバー５１を、中立位置５１Ｎから右側に倒すことにより走行用モータ１７Ａ，１７Ｂが正転して走行本体１１（トランスファークレーン１０）が走行左方向Ｂ（前進方向）に走行する。また、左側に倒すことにより走行用モータ１７Ａ，１７Ｂが逆転して走行本体１１（トランスファークレーン１０）が走行右方向Ａ（後進方向）に走行する。更に、走行用操作レバー５１を中立位置５１Ｎから前側に倒すことにより巻上用モータ３０が正転してスプレッダ装置２８が下降し、後側に倒すことにより巻上用モータ３０が逆転してスプレッダ装置２８が上昇する。

また左側操作盤３８Ｌに設けられた横行用操作レバー５７には、図４（ｂ）に示すように、中立位置５７Ｎから前側位置５７Ｆに倒すことによりオンに切換わる横行用右行スイッチ５７ａ（図７）と、後側位置５７Ｂに倒すことによりオンに切換わる横行用左行スイッチ５７ｂ（図７）が設けられている。また、中立位置５７Ｎに戻すことによりスイッチ５７ａ、５７ｂはオフに切換わる。詳細は後述するが、横行用操作レバー５７を、ニュートル位置５７Ｎから前側に倒すことにより、横行用モータ２３が正転してクラブ２１が横行右方向Ｃに移動し、後側に倒すことにより、横行用モータ２３が逆転してクラブ２１が横行左方向Ｄに移動する。

また左側操作盤３８Ｌに設けられた軌道修正用操作レバー５８には、図４（ｃ）に示すように、中立位置５８Ｎから前側位置５８Ｆに倒すことによりオンに切換わる右減速スイッチ５８ａ（図７）と、後側位置５８Ｂに倒すことによりオンに切換わる左減速スイッチ５８ｂ（図７）が設けられている。また、中立位置５８Ｎに戻すことによりスイッチ５８ａ、５８ｂはオフに切換わる。詳細は後述するが、軌道修正用操作レバー５８をニュートル位置５８Ｎから前側に倒すことにより、右の走行用モータ１７Ａの回転速度が低下してトランスファークレーン１０が右寄りに軌道を修正し、後側に倒すことにより、左走行用モータ１７Ｂの回転速度が低下して左寄りに軌道を修正する。

また上記エンジン室１９には、図５に示す、エンジン６６と、このエンジン６６のエンジン制御装置６７と、このエンジン６６の回転軸に連結され、エンジン６６の回転により運転される（発電する）発電機（交流発電機）６８と、発電機６８の出力電圧を一定電圧に調整する電圧調整装置（ＡＶＲ）６９が設けられている。前記発電機６は、例えば定格容量４００ｋＶＡ、定格電圧ＡＣ４６０Ｖ、定格回転数１８００ｒｐｍの交流発電機が使用され、電圧調整装置６９は、発電機６８の電圧を、例えば前記ＡＣ４６０Ｖに調整している。また前記エンジン６６は、発電機６８の定格回転数（例えば、１８００ｒｐｍ）と、この定格回転数より低い所定回転数（例えば、１５００ｒｐｍ）で回転可能な構成とされている。またエンジン制御装置６７には、エンジン６６の回転数が零から上昇することを検出し、所定の回転数（例えば、１００ｒｐｍ）まで上昇するとオンするスイッチ（エンジン回転数上昇スイッチ）６７ａ（図６）が設けられている。また発電機６８により発電された電力は、前記荷役作業用の各モータ１７Ａ，１７Ｂ，２３，３０の電源として使用される以外に、補機（上記油圧ユニット１８の油圧ポンプ、両伸縮ビーム３３の伸縮駆動装置の油圧ポンプ等）の電源として使用されている。

また上記電気制御室２０には、図５に示す、発電機６８より出力された交流電流を直流に整流する３相全波整流器７１と、電気２重層キャパシタ（蓄電装置の一例）７２と、３相全波整流器７１の出力端に接続されたダイオード７３と、ダイオード７３を介して３相全波整流器７１に接続された直流電源ライン７４と、直流電源ライン７４に接続され、スプレッダ装置２８の上昇時に直流電源ライン７４より巻上用モータ３０へ給電して巻上用モータ３０を回転し、スプレッダ装置２８の下降時に巻上用モータ３０に発生する電力を直流電源ライン７４へ回生する巻上用インバータ７５と、直流電源ライン７４より横行用モータ２３へ給電して横行用モータ２３を正転または逆転する横行用インバータ７６と、直流電源ライン７４より右の走行用モータ１７Ａへ給電して右の走行用モータ１７Ａを正転または逆転する第１走行用インバータ７７Ａと、直流電源ライン７４より左の走行用モータ１７Ｂへ給電して左の走行用モータ１７Ｂを正転または逆転する第２走行用インバータ７７Ｂと、直流電源ライン７４と電気２重層キャパシタ７２との間に接続され、電源ライン７４ヘ供給される電力を電気２重層キャパシタ７２へ充電し、電気２重層キャパシタ７２に充電された電力を、直流電源ライン７４の電圧より高い電圧に昇圧して電源ライン７４へ供給する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７８と、回生制動抵抗７９と、回生制動抵抗７９を直流電源ライン７４に接続する電磁接触器（コンタクタ）８０とが設けられている。

また巻上用モータ３０の回転軸にはスプレッダ装置２８の高さ位置を検出するパルスジェネレータ（ＰＧ；高さ検出装置の一例）８１が連結されている。
また運転室２２には、操作盤３８からの操作信号により、荷役作業を制御する制御装置８３が設けられている。

この制御装置８３には、図６および図７に示すように、荷役作業に関する入力として、エンジンスタートスイッチ６２ａおよびエンジンストップスイッチ６２ｂと、荷役装置の始動指令としての始動スイッチ５５ａと、エンジン制御装置６７のエンジン回転数上昇スイッチ６７ａと、走行指令としての、走行用操作レバー５１の走行左行スイッチ５１ａおよび走行右行スイッチ５１ｂ、軌道修正用操作レバー５８の右減速スイッチ５８ａおよび左減速スイッチ５８ｂと、横行指令としての横行用操作レバー５７の横行右行スイッチ５７ａおよび横行左行５７ｂと、荷役指令としての走行用操作レバー５１の下降スイッチ５１ｃおよび上昇スイッチ５１ｄと、パルスジェネレータ８１のパルス信号と、電気２重層キャパシタ７２の両端電圧信号（キャパシタ電圧信号）とが入力されている。
また制御装置８３から、図６および図７に示すように、荷役作業に関する出力として、回転数指令としてのエンジン制御装置６７への１８００ｒｐｍ指令（定格回転数指令）および１５００ｒｐｍ指令（所定回転数指令）と、右の走行用モータ１７Ａの駆動指令としての第１走行用インバータ７７Ａへの左行指令、右行指令および右減速指令と、左の走行用モータ１７Ｂの駆動指令としての第２走行用インバータ７７Ｂへの左行指令、右行指令および左減速指令と、横行用モータ２３の駆動指令としての横行用インバータ７６への左行指令および右行指令と、巻上用モータ３０の駆動指令としての巻上用インバータ７５への上昇指令および下降指令と、電気２重槽キャパシタ７２の充放電指令としての双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７８への放電指令および充電指令と、回生制動抵抗７９の接続指令としての電磁接触器８０へのスイッチオン指令とが出力されている。

上記制御装置８３による荷役作業のブロック図を図６および図７に示す。
図６に示すように、リレイ（ＲＹ）８５が励磁されるとそのａ接点で１５００ｒｐｍ指令が出力され、ｂ接点で１８００ｒｐｍ指令が出力されるように形成されており、起動前には、１８００ｒｐｍ指令が出力されている。

またエンジンスタートスイッチ６２ａがオンとなるとセットされてオンとなり、エンジンストップスイッチ６２ｂがオンとなるとリセットされてオフとなる「エンジン運転中」信号が形成され、この「エンジン運転中」信号がオンで、且つ始動スイッチ５５ａがオンとなったことで、「荷役運転許可」信号が形成されている。

また「エンジン運転中」信号でタイマー８６がセットされ、このタイマー８６が動作するまで、その否定信号がオンで、且つ「エンジン運転中」信号がオンとなっていることで、初期状態であることを示す「初期状態」信号が形成されている。

また次の３つの条件のときリレイ８５が励磁されるように形成されている。
（１）「荷役運転許可」信号がオンで、且つ「初期状態」信号がオンで、且つ後述する「充電完了」信号がオンのとき、すなわち、エンジン起動時に電気２重槽キャパシタ７２の充電が終了するまでは１８００ｒｐｍ指令が維持され、電気２重槽キャパシタ７２の充電が終了したとき、リレイ８５が励磁される。
（２）エンジン回転数上昇スイッチ６７ａがオンで、始動スイッチ５５ａがオフのときにタイマー８７がセットされ、タイマー８７が動作したとき、すなわち、エンジン６６が回転を開始しているにもかかわらず、荷役装置の始動停止切替スイッチ５５が操作されずに、タイマー８７が作動したとき、リレイ８５が励磁される。
（３）「荷役運転許可」信号がオンで、且つ「走行左行スイッチ５１ａまたは走行右行スイッチ５１ｂまたは横行右行スイッチ５７ａまたは横行左行５７ｂまたは上昇スイッチ５１ｄ」がオンの状態が発生していないとき、タイマー８８がセットされ、タイマー８８が動作したとき、すなわち、荷役作業中に、スプレッダ装置２８の下降操作を除いて（下降操作とは無関係に）操作レバー５１，５７が操作されずに、タイマー８８が作動したとき、リレイ８５が励磁される。

リレイ８５が励磁されると、エンジン制御装置６７へ１５００ｒｐｍ指令が出力され、リレイ８５が無励磁のときエンジン制御装置６７へ１８００ｒｐｍ指令が出力される。
また「荷役運転許可」信号がオンで且つ走行左行スイッチ５１ａがオンのとき走行の左行指令が形成され、「荷役運転許可」信号がオンで且つ走行右行スイッチ５１ｂがオンのとき走行の右行指令が形成され、また「荷役運転許可」信号がオンで且つ右減速スイッチ５８ａがオンのとき右減速指令が形成され、「荷役運転許可」信号がオンで且つ左減速スイッチ５８ｂがオンのとき左減速指令が形成され、上述したように、走行用インバータ７７Ａ，７７Ｂへ出力される。

また「荷役運転許可」信号がオンで且つ横行右行スイッチ５７ａがオンのとき横行の右行指令が形成され、「荷役運転許可」信号がオンで且つ横行左行スイッチ５７ｂがオンのとき横行の左行指令が形成され、上述したように、横行用インバータ７６へ出力される。

また「荷役運転許可」信号がオンで且つ下降スイッチ５１ｃがオンのとき下降指令が形成され、「荷役運転許可」信号がオンで且つ上昇スイッチ５１ｄがオンのとき上昇指令および放電指令が形成され、上述したように、下降指令と上昇指令が巻上用インバータ７５へ出力される。

またパルスジェネレータ８１のパルス信号をカウントすることにより、スプレッダ装置２８の巻上高さＨを検出する高さ検出器８９が設けられ、またスプレッダ装置２８の巻上高さＨにより、発電機６８により発電された電力によって電気２重層キャパシタ７２へ充電する充電上限電圧Ｖｓが予め設定されたメモリ９０が設けられ、高さ検出器８９により検出された巻上高さＨによりメモリ９０を検索し、充電上限電圧Ｖｓを出力する充電上限設定器９１が設けられている。

メモリ９０には、高さ検出装置８９により検出されたスプレッダ装置２８の巻上高さ（高さ位置）Ｈが高いほど、発電機６８により発電された電力により充電される充電上限電圧Ｖｓは低く設定され、充電上限電圧Ｖｓは、スプレッダ装置２８が最も高い高さ位置から最も低い高さ位置に下降するときに発生する回生電力を電気２重層キャパシタ７２に充電できる第１設定電圧と、スプレッダ装置２８が最も低い高さ位置から最も高い高さ位置に上昇するときに必要な電力を放電できる第２設定電圧とに基づいて設定されている。実施の形態では、最大揚程（スプレッダ装置２８下）が１８．１ｍのとき、巻上高さＨが１０ｍ以下のとき、第２設定電圧をＤＣ５８０Ｖ、巻上高さＨが１０ｍより高く１５ｍ以下のときＤＣ４５７Ｖ、巻上高さＨが１５ｍより高いとき、第１設定電圧をＤＣ３５０Ｖに設定している。

また入力した電気２重層キャパシタ７２のキャパシタ電圧Ｖｃと充電上限設定器９１により設定された充電上限電圧Ｖｓを比較し、キャパシタ電圧Ｖｃが充電上限電圧Ｖｓ以上のとき、上述した発電機６８により発電された電力による「充電完了」信号を出力する比較器９２が設けられている。また入力した電気２重層キャパシタ７２のキャパシタ電圧Ｖｃと、電気２重層キャパシタ７２が満充電となったときに相当するＦＵＬＬ充電電圧とを比較し、キャパシタ電圧ＶｃがＦＵＬＬ充電電圧以上のとき、電気２重層キャパシタ７２が満充電であり、これ以上は充電できないことを示す「ＦＵＬＬ充電」信号を出力する比較器９３が設けられている。

前記放電指令（上昇指令）および下降指令が形成されてなく且つ「充電完了」信号がオンでないとき、または前記下降指令が形成され且つ「ＦＵＬＬ充電」信号がオンでないとき、充電指令が形成され、この充電指令と前記放電指令が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７８へ出力される。

また「ＦＵＬＬ充電」信号がオンのとき、スイッチオン指令が形成され、電磁接触器８０へ出力され、電気２重層キャパシタ７２に充電できなかった回生電力が、消費される。
上記構成による作用を説明する。
（Ａ）エンジン６６（回転数制御）
操作盤３８からのエンジン６６のスタート信号（エンジンスタートスイッチ６２ａ）は、図５に示すように、直接、エンジン制御装置６７に出力され、この信号を受けてエンジン制御装置６７によりエンジン６６が起動され、エンジン６６の回転数が上昇する。

またエンジン６６の起動時には、制御装置８３からエンジン制御装置６７へ１８００ｒｐｍ指令が出力されており、エンジン６６の回転数は発電機６８の定格回転数に制御される。

またエンジン６６の回転数が上昇すると、エンジン回転数上昇スイッチ６７ａがオンとなる。またエンジン６６の回転数が１５００ｒｐｍとなると、ＡＶＲ６９により界磁されて発電機６８により電力が発生される。

また制御装置８３では、エンジンスタートスイッチ６２ａがオンとなると、上記「エンジン運転中」信号がオンとなり、この「エンジン運転中」信号がオンになって所定の時間が経過するまで（タイマー８６がオンとなるまで）、「初期状態」信号が形成される。

また「エンジン運転中」信号がオンとなり、且つ始動停止切替スイッチ５５が操作されて始動スイッチ５５ａがオンとなると、「荷役運転許可」信号が形成され、このとき「初期状態」信号がオンで「充電完了」信号がオンとなると、リレイ８５が励磁されて、回転数指令は、１５００ｒｐｍに切り換えられてエンジン制御装置６７へ出力され、エンジン６６の回転数は１５００ｒｐｍに抑えられる。

またエンジンスタートスイッチ６２ａがオンとなっているにもかかわらず、始動スイッチ５５ａがオフのままで所定の時間が経過されると（タイマー８７がオンとなると）、リレイ８５が励磁されて、回転数指令は、１５００ｒｐｍと切り換えられて、エンジン６６の回転数は１５００ｒｐｍに抑えられる。

また「荷役運転許可」信号が形成されており、スプレッダ装置２８の下降操作を除いて（下降操作とは無関係に）各操作レバー５１，５７の操作がされずに、所定の時間が経過されると（タイマー８９がオンとなると）、リレイ８５が励磁されて、回転数指令は、１５００ｒｐｍに切り換えられて、エンジン６６の回転数は１５００ｒｐｍに抑えられる。

また初期状態ではなくなり、「荷役運転許可」信号が形成されているとき、スプレッダ装置２８の下降操作を除いて各操作レバー５１，５７が操作されると、すなわち走行用インバータ７７Ａ，７７Ｂに走行の左行指令または右行指令が出力され、または横行用インバータ７６に横行の左行指令または右行指令が出力され、または巻上用インバータ７５に上昇指令が出力されると、リレイ８５が無励磁となり、回転数指令は、１８００ｒｐｍに切り換えられて、エンジン６６の回転数は定格回転数の１８００ｒｐｍに上昇される。

このように、初期状態では、電気２重層キャパシタ７２が充電されるまで、１８００ｒｐｍで回転され、充電完了となると１５００ｒｐｍに抑えられ、また始動停止切替スイッチ５５の操作がないと、１５００ｒｐｍに抑えられる。

そして、通常の荷役作業中は、スプレッダ装置２８の下降操作を除いて各操作レバー５１，５７の操作がされると１８００ｒｐｍで回転され、タイマー８８の設定時間の間に次の操作がないと、１５００ｒｐｍに抑えられる。

また操作盤３８からのエンジン６６のストップ信号（エンジンストップスイッチ６２ｂ）は、直接、エンジン制御装置６７に出力され、この信号を受けてエンジン制御装置６７によりエンジン６６が停止される。

また制御装置８３では、エンジンストップスイッチ６２ｂがオンとなると、「エンジン運転中」信号がオフとなり、続いて「荷役運転許可」信号がオフになって荷役作業の各操作レバー５１，５７の操作信号を受け付けることがなくなり、停止状態とされる。
（Ｂ）荷役作業
「荷役運転許可」信号が形成され、この「荷役運転許可」信号と各レバー５１，５７，５８の操作信号により、インバータ７５，７６，７７Ａ，７７Ｂへ指令信号が出力され、荷役作業が実行される。このとき、電力は、発電機６８により出力される電力が３相全波整流器７１により直流に整流され直流電源ライン７４へ供給された電力が使用され、スプレッダ装置２８を上昇させるとき、電気２重槽キャパシタ７２に充電された電力が放電されて加えられる。またスプレッダ装置２８を下降させるときは、回生電力が電気２重槽キャパシタ７２に充電される。

「走行本体１１の走行」
走行用操作レバー５１の左右への操作に応じて、スイッチ５１ａまたはスイッチ５１ｂがオンとなり、左行指令または右行指令が第１走行用インバータ７７Ａと第２走行用インバータ７７Ｂへ出力され、走行用モータ１７Ａ，１７Ｂが正転または逆転駆動されて走行本体１１は走行右方向Ａまたは走行左方向Ｂへ走行される。また同時に、軌道修正用操作レバー５８が操作され、スイッチ５８ａとなると、右減速指令が第１走行用インバータ７７Ａへ出力され、右の走行用モータ１７Ａが減速され、走行本体１１は走行用モータ１７Ａが配置されている側へ傾き軌道が修正され、またスイッチ５８ｂがオンとなると、左減速指令が第２走行用インバータ７７Ｂへ出力され、左の走行用モータ１７Ｂが減速され、走行本体１１は走行用モータ１７Ｂが配置されている側へ傾き軌道が修正される。

「クラブ２１の横行」
横行用操作レバー５７の前後への操作に応じて、スイッチ５７ａまたはスイッチ５７ｂがオンとなり、左行指令または右行指令が横行用インバータ７６へ出力され、横行用モータ２３が正転または逆転駆動されてクラブ２１は横行右方向Ｃまたは横行左方向Ｄへ移動される。

「スプレッダ装置２８の昇降」
走行用操作レバー５１の前後への操作に応じて、スイッチ５１ｃまたはスイッチ５１ｄがオンとなり、下降指令または上昇指令が巻上用インバータ７５へ出力され、巻上用モータ３０が正転または逆転駆動されてスプレッダ装置２８は下降または上昇される。スプレッダ装置２８が下降されるとき巻上用モータ３０に電力が発生し、巻上用インバータ７５により回生され、回生ブレーキがかかる。

上記走行本体１１を走行右方向Ａまたは走行左方向Ｂへ走行させること、およびクラブ２１を横行右方向Ｃまたは横行左方向Ｄへ移動させることの組み合わせ動作により、コンテナ２６の荷取り時や積付時におけるスプレッダ装置２８の位置合わせが行われ、さらにスプレッダ装置２８の昇降させる動作を組み合わせることにより、コンテナ２６は搬送、移載される。

なお、詳細な説明は省略するが、取り扱うコンテナ２６の長さに合わせてスプレッダ装置２８の伸縮ビーム３３が伸縮させること、および連結具を駆動させることの組み合わせ動作により、スプレッダ装置２８にコンテナ２６が連結され、また解除される。またレーンチェンジ時にのみ、ステアリング機構によりタイヤ１５の向きが９０゜（固定値）変換され、走行本体１１の横行右方向Ｃまたは横行左方向Ｄへの走行が行われる。
（Ｃ）電気２重層キャパシタの充放電
高さ検出器８９により検出されたスプレッダ装置２８の巻上げ高さＨにより、発電機６８により発電された電力による充電の充電上限設定電圧Ｖｓが設定されており、キャパシタ電圧Ｖｃが充電上限設定電圧Ｖｓより高いときに、発電機６８により発電された電力による「充電完了」信号がオンとなっている。

「放電」
電気２重層キャパシタ７２から放電する放電モードは、スプレッダ装置２８を上昇させようと走行用操作レバー５１を後側位置５１Ｂに倒して、上昇スイッチ５１ｄがオンとなると設定され、放電指令が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７８へ出力され、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７８の駆動によって電気２重層キャパシタ７２から直流電源ライン７４へ放電され、巻上用モータ３０へ電力が供給される。

これにより、発電機６８から供給される電力が急に増加することが避けられ、エンジン６６の負荷が急に増加することが防止され、よってエンジン６６から排出される排気ガスが増えることが防止される。

なお、この放電に伴い、電気２重層キャパシタ７２の充電電圧（キャパシタ電圧Ｖｃ）は急速に低下し、スプレッダ装置２８の上昇が停止されると、充電モードが選択されて充電が開始されるが、充電上限設定電圧Ｖｓは低く設定されるので、発電機６８から電気２重層キャパシタ７２へ充電する電力は少なくて済み、エンジン６６の負荷が急に増加することが防止され、よってエンジン６６から排出される排気ガスが増えることが防止される。

「充電」
電気２重層キャパシタ７２を充電する充電モードは、巻上用モータ７５へ上昇指令または下降指令が出力されていないときで、且つ「充電完了」信号がオフのとき（発電機６８により発電された電力による通常の充電が完了していないとき）と、下降指令が出力され、且つ「ＦＵＬＬ充電」信号がオフのとき（回生電力による充電をするとき）に設定され、充電指令が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７８ヘ出力され、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７８の駆動によって電気２重層キャパシタ７２は直流電源ライン７４から充電される。

スプレッダ装置２８が下降されるとき巻上用モータ３０に電力が発生し、巻上用インバータ７５により回生されるが、電気２重層キャパシタ７２の電圧は下降直前は充電上限設定電圧Ｖｓにより低く抑えられているため、多くの充電が可能であり、回生電力を十分に充電でき、巻上用モータ３０に回生ブレーキをかけることができ、また効率を改善できる。

また回生電力を、電気２重層キャパシタ７２に充電できなくなると（「ＦＵＬＬ充電」信号がオンとなると）、回生制動抵抗７９が電磁接触器８０により直流電源ライン７４に接続されて回生電力が消費され、回生ブレーキが効かなくなることが回避される。

また前記上昇指令および下降指令が出力されてなく、「充電完了」信号がオンのとき、いずれの充放電もしない状態となり、待機モードとなる。
このような充放電の作用により、走行用操作レバー５１を後側位置５１Ｂに操作してスプレッダ装置２８を上昇させるよう巻上用インバータ７５を介して巻上用モータ３０が駆動されたとき、放電モードが選択され放電指令が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７８へ出力されて電気２重槽キャパシタ７２から放電され、またスプレッダ装置２８を上昇または下降させるように操作されているとき以外で、電気２重層キャパシタ７２のキャパシタ電圧Ｖｃが、発電機６８により発電された電力により充電する充電上限設定電圧Ｖｓ未満のとき、またはスプレッダ装置２８を下降させるように操作され、「ＦＵＬＬ充電」信号がオフのとき、充電モードが選択されて充電指令が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７８へ出力されて充電され、またスプレッダ装置２８を上昇または下降させるように操作されているとき以外で、キャパシタ電圧Ｖｃが充電上限設定電圧Ｖｓ以上のとき待機モードが選択されて充放電とも実行されない。

以上のように本実施の形態によれば、エンジン６６は発電機６８の定格回転数と、この定格回転数より低い所定回転数で回転可能な構成とされ、走行用操作レバー（昇降用操作レバー兼用）５１により走行本体１１の走行を操作したとき、またはスプレッダ装置２８が上昇するよう操作したときに、または横行用操作レバー５７によりクラブ２１を横行を操作したとき、エンジン６６の回転数は発電機６８の定格回転数に制御され、それ以外のときは、定格回転数より低い所定回転数で制御される。よって、電力を必要とする、走行時と昇降装置の上昇時と横行時は高回転数とされるが、停止時と電力が不要な昇降装置の下降時は低回転数とされ、エンジン６６の無駄な燃料消費を抑えることができ、排気ガスを抑えることができ、効率を向上できる。

また本実施の形態によれば、エンジン６６の回転数が上昇しても一定時間、始動停止切替スイッチ（操作有効スイッチの一例）５５が操作されないと、すなわちエンジン６６が起動されても荷役作業が一定時間、開始されないと、エンジン６６の回転数は１５００ｒｐｍ（所定回転数）に制御されることにより、エンジン６６の無駄な燃料消費を抑えることができ、排気ガスを抑えることができる。

また本実施の形態によれば、エンジン６６が起動されると、エンジン６６の回転数は発電機６８の定格回転数とされ、電気２重槽キャパシタ７２のキャパシタ電圧Ｖｃが充電上限設定電圧Ｖｓとなるまで、すなわち充電量が上限となるまで維持され、上限の充電量に達するとエンジン６６の回転数は所定回転数へ抑えられることにより、電気２重槽キャパシタ７２には起動時に予め設定された充電量まで定格回転数の回転数で急速に充電されて、荷役作業を開始することができる。

また本実施の形態によれば、スプレッダ装置２８の高さ位置Ｈが高いと、発電機６８により発電された電力により電気２重層キャパシタ７２へ充電する上限の充電上限電圧Ｖｓは低く設定されることにより、電気２重層キャパシタ７２の電圧は低くされ、よってスプレッダ装置２８が下降されるとき、回生電力を確実に充電でき、効率を改善できる。またスプレッダ装置２８を上昇または下降するとき以外は、発電機６８により発電された電力により充電上限電圧Ｖｓまで充電され、このとき充電上限電圧Ｖｓはスプレッダ装置２８の高さ位置Ｈが低いと高く設定されることにより、スプレッダ装置２８を上昇するときに必要な電力を十分に充電でき確保することができる。またスプレッダ装置２８が下降するときに発生する回生電力を電気２重層キャパシタ７２に十分に充電でき、スプレッダ装置２８が上昇するときに必要な電力を放電できることにより、荷役装置としてのエネルギー効率を改善でき、発電機６８の容量を小さくすることが可能となりコストを低減可能となる。

また本実施の形態によれば、電気２重層キャパシタ７２が満充電となり、回生電力が電気２重層キャパシタ７２に充電できないとき、電磁接触器８０により回生制動抵抗７９が直流電源ライン７４に接続され、回生制動抵抗７９により回生電力を消費できることにより、回生ブレーキが効かずにスプレッダ装置２８が落下する恐れを回避することができる。

なお、本実施の形態では、エンジン６６の回転数を、発電機６８の定格回転数の１８００ｒｐｍ（６０Ｈｚ）から低い所定回転数の１５００ｒｐｍ（５０Ｈｚ）に切り変えることを可能としているが、もっと低い所定回転数、たとえば７００ｒｐｍ（２３．３Ｈｚ）に切り換えるようにすることもできる。このとき、上記補機（油圧ユニット１８の油圧ポンプ、両伸縮ビーム３３の伸縮駆動装置の油圧ポンプ等）は、商用電源周波数である定格周波数（５０／６０Ｈｚ）より離れた低周波数（２３．３Ｈｚ）では駆動できないので、周波数を商用電源周波数（５０／６０Ｈｚ）に変換する昇降コンバータ９４が必要となる。図８に示すように、昇降コンバータ９４を備えることにより、発電された電力の周波数は、商用電源周波数に変換されて補機へ供給される。また図８に示すように、エンジン６６の幅広い回転数域に対応するために、ガバナを機械式から電子式の電子ガバナ９５とする必要がある。このように、エンジン６６の回転数を７００ｒｐｍ（２３．３Ｈｚ）まで抑えることで、エンジン６６の無駄な燃料消費をさらに抑えることができ、排気ガスをさらに抑えることができ、効率を向上することができる。

１０ トランスファークレーン
１１ 走行本体
１２ シルビーム
１３ コラム
１４ ガーダ
１６ ボギー台車
１７Ａ，１７Ｂ 走行用モータ
１８ 油圧ユニット
１９ エンジン室
２０ 電気制御室
２１ クラブ
２２ 運転室
２３ 横行用モータ
２８ スプレッダ装置
３０ 巻上用モータ
３７ 運転席
３８ 操作盤
５１ 走行用操作レバー
５５ 荷役装置の始動停止切替スイッチ
５７ 横行用操作レバー
６２ａ エンジンスタートスイッチ
６２ｂ エンジンストップスイッチ
６６ エンジン
６７ エンジン制御装置
６８ 発電機
６９ 電圧調整装置
７１ ３相全波整流器
７２ 電気２重層キャパシタ
７３ ダイオード
７４ 直流電源ライン
７５ 巻上用インバータ
７６ 横行用インバータ
７７Ａ 第１走行用インバータ
７７Ｂ 第２走行用インバータ
７８ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
７９ 回生制動抵抗
８０ 電磁接触器
８１ パルスジェネレータ
８３ 制御装置
８９ 高さ検出器
９０ メモリ
９１ 充電上限設定器
９２，９３ 比較器
９４ 昇圧コンバータ
９５ 電子ガバナ

Claims (4)

1. 吊り荷を吊り上げ、自走し、前記吊り荷を降ろす荷役作業を実行する荷役装置であって、
   エンジンと、
   このエンジンの回転軸に連結され、エンジンの運転により発電する発電機と、
   前記吊り荷を吊り、昇降する昇降装置、この昇降装置を上昇・下降駆動する昇降駆動装置、およびこの昇降駆動装置を操作する昇降操作装置と、
   前記自走用の走行装置、この走行装置を前進・後進駆動する走行駆動装置、およびこの走行駆動装置を操作する走行操作装置と
   を備え、
   前記エンジンを、前記発電機の定格回転数と、この定格回転数より低い所定回転数で回転可能な構成とし、
   前記走行操作装置により前記走行駆動装置が駆動されたとき、または前記昇降操作装置により前記昇降装置が上昇するよう前記昇降駆動装置が駆動されたときに、前記エンジンの回転数を前記発電機の定格回転数に制御し、それ以外のときは、前記エンジンの回転数を前記所定回転数に制御すること
   を特徴とする荷役装置。
2. 前記昇降操作装置と前記走行操作装置による操作を有効とする始動入力スイッチと、
   前記エンジンの回転数が零から上昇することにより動作するエンジン回転数上昇スイッチ
   を備え、
   前記エンジン回転数上昇スイッチが動作しても、一定時間、前記始動入力スイッチが操作されないとき、前記エンジンの回転数を前記所定回転数に制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の荷役装置。
3. 前記発電機により発生する電力を蓄える蓄電装置を備え、
   前記エンジンの起動時には、前記蓄電装置に予め設定された充電量が充電されるまで、前記エンジンの回転数を前記発電機の定格回転数に制御し、予め設定された充電量となると前記エンジンの回転数を前記所定回転数に制御すること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の荷役装置。
4. 前記発電機により発電された電力の周波数を、商用電源周波数に変換するコンバータを備えること
   を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の荷役装置。
   

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