JP2017065870A - 岸壁クレーン - Google Patents

Abstract

【課題】モータの容量の小型化を図りつつ、吊具の巻き上げ動作とトロリの横行動作とを同時に行うことができ、荷役サイクルを短縮することができる岸壁クレーンを提供する。【解決手段】岸壁クレーン１は、４つのドラムＤ１〜Ｄ４と、各々のドラムをそれぞれ回転させる４つモータＭ１〜Ｍ４とを備え、４つのドラムが回転することによって、桁の上を横行するトロリ７の横行動作、及びトロリから吊り下げられた吊具８の巻き上げ動作を実行する岸壁クレーンにおいて、吊具の巻き上げ時における吊具の巻き上げ速度が減少している期間内にトロリの横行が開始するように、４つのモータを制御する制御装置１１を備えることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は岸壁クレーンに関し、詳しくは４つのドラムを有する岸壁クレーンに関する。

従来、バラ物積み付けヤード、コンテナターミナル等において、岸壁クレーンが使用されている（例えば特許文献１参照）。この岸壁クレーンは、個別に駆動する４つのドラムと、各々のドラムをそれぞれ駆動する４つのモータとを備えている。また、この岸壁クレーンは、４つのドラムのそれぞれから繰り出される、及び巻き上げられるワイヤと、ワイヤにより桁の上を横行するトロリと、トロリから昇降可能に吊り下げられた吊具とを備えている。また、この岸壁クレーンは、４つのドラムが回転することによって、トロリの横行動作及び吊具の巻き上げ動作を実行している。

特開２０１４−１８９３８９号公報

上述した従来の岸壁クレーンにおいて、荷役サイクルを短縮するために、吊具の巻き上げ動作とトロリの横行動作とを同時に行うことを試みた場合、吊具の巻き上げ動作の際の加速、或いは定速運転時に、トロリの横行が開始する可能性がある。この場合、吊具の巻き上げ動作の際の加速、或いは定速運転時に要求される４つのモータの容量（ｋＷ）と、トロリの横行開始時に要求される４つのモータの容量とを合計した容量が全体として必要となる。このように、上述した岸壁クレーンでは、吊具の巻き上げ動作とトロリの横行動作とを同時に行うためには大きな容量のモータを備える必要があった。

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの容量の小型化を図りつつ、吊具の巻き上げ動作とトロリの横行動作とを同時に行うことができ、荷役サイクルを短縮することができる岸壁クレーンを提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係る岸壁クレーンは、４つのドラムと、各々の前記ドラムをそれぞれ回転させる４つモータとを備え、４つの前記ドラムが回転することによって、桁の上を横行するトロリの横行動作、及び前記トロリから吊り下げられた吊具の巻き上げ動作を実行する岸壁クレーンにおいて、前記吊具の巻き上げ時における前記吊具の巻き上げ速度が減少している期間内に前記トロリの横行が開始するように、４つの前記モータを制御する制御装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、トロリの横行開始を、吊具の巻き上げ減速期間内、すなわち、要求されるモータの容量が小さくて済む時期に行うことができる。これにより、モータの容量の小型化を図りつつ、吊具の巻き上げ動作とトロリの横行動作とを同時に行うことができ、荷役サイクルを短縮することができる。

上記構成において、前記制御装置は、前記吊具の巻き上げ時における前記吊具の巻き上げ速度が減少することを開始する時点である巻き上げ減速開始時と、前記トロリの横行が開始する時点である横行開始時とが一致するように、４つの前記モータを制御する構成とすることができる。

この構成によれば、モータの容量の小型化を図りつつ、荷役サイクルをより効果的に短縮することができる。

上記構成において、前記制御装置は、前記吊具の巻き上げ時における４つの前記モータに関連する指標に基づいて、前記巻き上げ減速開始時になったか否かを判定する巻き上げ減速開始時判定部と、前記巻き上げ減速開始時判定部が前記巻き上げ減速開始時になったと判定した場合に、前記トロリの横行が開始するように４つの前記モータを制御する制御部と、を有する構成とすることができる。

この構成によれば、吊具の巻き上げ減速開始時とトロリの横行開始時とを一致させることができる。

本発明によれば、モータの容量の小型化を図りつつ、吊具の巻き上げ動作とトロリの横行動作とを同時に行うことができ、荷役サイクルを短縮することができる。

実施形態に係る岸壁クレーンを示す側面図である。 図１に示すトロリと吊具を駆動させる機構を示す斜視図である。 実施形態に係る岸壁クレーンが運搬物を荷役する際における時間とワイヤの速度との関係の一例を示すサイクルタイム線図である。 半自動運転モードの実行時において実施形態に係る制御装置が実行する制御処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る岸壁クレーン１について、図面を参照しながら説明する。なお、図面に関しては、構成が分かり易いように実際の製品から寸法を変化させており、各部材、各部品の板厚や幅や長さなどの比率も必ずしも実際の製品の比率と一致しているとは限らない。

図１に示す本実施形態に係る岸壁クレーン１は、アンローダ、具体的にはロープトロリ式アンローダである。なお図１において左側が海側であり、右側が陸側である。岸壁クレーン１は、岸壁に沿って岸壁クレーン１を走行可能にする走行装置２を有する脚構造物３と、脚構造物３に支持されたガーダ４と、ガーダ４の海側の端部に起伏可能に接続されたブーム５とを備えている。以下、ガーダ４とブーム５を合わせて桁６と称する。

また、岸壁クレーン１は、桁６の上を陸側または海側に横行するトロリ７と、トロリ７から昇降可能に吊り下げられた吊具８とを備えている。吊具８の具体的な種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においては一例として、クラブバケットを用いる。

図２に示すように、岸壁クレーン１は、機械室１０に、後述するモータにより個別に駆動される４つのドラムを備えている。この４つのドラムは、海側に配置された一対の海側ドラム、具体的には支持用ドラムＤ２及び開閉用ドラムＤ４を備えるとともに、陸側に配置された一対の陸側ドラム、具体的には支持用ドラムＤ１及び開閉用ドラムＤ３を備えている。

また、岸壁クレーン１は、機械室１０に、各々のドラムをそれぞれ回転させる４つのモータとして、モータＭ１、モータＭ２、モータＭ３及びモータＭ４を備えている。モータＭ１は支持用ドラムＤ１を回転させるためのモータであり、モータＭ２は支持用ドラムＤ２を回転させるためのモータである。またモータＭ３は開閉用ドラムＤ３を回転させるためのモータであり、モータＭ４は開閉用ドラムＤ４を回転させるためのモータである。なお、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の動作は後述する制御装置１１が制御する。

支持用ドラムＤ１に巻かれた支持用ワイヤＷ１と開閉用ドラムＤ３に巻かれた開閉用ワイヤＷ３は、それぞれガーダ４の陸側の端部（陸端側）に配置された陸端側滑車Ｐ１及び陸端側滑車Ｐ３を経由して、トロリ７上に設けられたトロリ上滑車Ｐ５及びトロリ上滑車Ｐ７を介して吊具８を吊り下げる。また、支持用ドラムＤ２に巻かれた支持用ワイヤＷ２と、開閉用ドラムＤ４に巻かれた開閉用ワイヤＷ４は、それぞれブーム５の海側の端部（海端側）に配置された海端側滑車Ｐ２及び海端側滑車Ｐ４を経由し、トロリ７上に設けられたトロリ上滑車Ｐ６及びトロリ上滑車Ｐ８を介して吊具８を吊り下げる。

また岸壁クレーン１は、機械室１０に制御装置１１を備えている。制御装置１１は、例えば運転者の指令に基づいて、モータＭ１〜モータＭ４を制御することにより、支持用ドラムＤ１、支持用ドラムＤ２、開閉用ドラムＤ３及び開閉用ドラムＤ４の回転を制御して、トロリ７の桁６上の横行動作、吊具８の昇降動作（巻き上げ及び巻下げ動作）、及び吊具８の開閉動作を行う。このような制御装置１１は、各種の演算処理や制御処理を実行するシーケンサ１２や、モータＭ１〜モータＭ４の制御を実行するインバータ１３等を備えている。

すなわち、本実施形態に係る岸壁クレーン１は、４つのドラム（Ｄ１〜Ｄ４）と、各々のドラムをそれぞれ回転させる４つのモータ（Ｍ１〜Ｍ４）とを備え、４つのドラムが回転することによって、少なくとも、桁６の上を走行するトロリ７の横行動作（陸側または海側への走行動作）及び吊具８の巻き上げ動作を実行する岸壁クレーンである。

続いて岸壁クレーン１の動作について説明する。図３は、岸壁クレーン１が運搬物２１を荷役する際における時間（ｓｅｃ）とワイヤの速度（ｍ／ｓｅｃ）との関係の一例を示すサイクルタイム線図である。なお、図３に例示されている具体的な数値は、数値の一例に過ぎず、岸壁クレーン１のサイクルタイムは、この具体的な数値に限定されるものではない。

岸壁クレーン１の吊具８による荷役作業は、次の動作によって実行される。まず、岸壁クレーン１は、吊具８で、ばら積み船２０の運搬物２１を掴む（掴み動作）。次いで岸壁クレーン１は、吊具８を巻き上げる（巻き上げ動作）。次いで岸壁クレーン１は、トロリ７を陸側に横行させて、運搬物受取装置としてのホッパー９上に移動させる（陸側横行動作）。次いで岸壁クレーン１は、吊具８を開いて運搬物２１をホッパー９に入れる（開き動作）。次いで岸壁クレーン１は、トロリ７を海側に横行させて、ばら積み船２０上に移動させる（海側横行動作）。次いで岸壁クレーン１は、吊具８を巻き下げる（巻き下げ動作）。

ここで、本実施形態に係る制御装置１１は、掴み動作時におけるワイヤの減速が終了した時点（Ｂ）から、海側横行動作時おけるワイヤの減速が終了した時点（Ｊ）までの動作を、運転者の操作なしに自動的に実行する半自動運転モードを実行する。具体的には本実施形態に係る岸壁クレーン１は、運転者によって操作される半自動運転モード実行開始用スイッチ（図示せず）を備えており、この半自動運転モード実行開始用スイッチは、制御装置１１と電気的に接続されている。運転者は、半自動運転モードの実行を希望する場合、この半自動運転モード実行開始用スイッチをオンにすることで、制御装置１１に半自動運転モードの実行を開始する旨の制御指令を与える。制御装置１１は、この制御指令を受けた場合に半自動運転モードを実行する。

そして、この半自動運転モードにおいて、制御装置１１は、吊具８の巻き上げ時における吊具８の巻き上げ速度が減少している期間内（以下、巻き上げ減速期間内と称する）にトロリ７の横行が開始するように、４つのモータ（Ｍ１〜Ｍ４）を制御する。この具体例として、本実施形態に係る制御装置１１は、吊具８の巻き上げ時における吊具８の巻き上げ速度が減少することを開始する時点である巻き上げ減速開始時（Ｃ）と、トロリ７の横行（本実施形態では一例として陸側横行）が開始する時点である横行開始時（Ｃ）とが一致するように、４つのモータ（Ｍ１〜Ｍ４）を制御する。この制御装置１１の制御処理の詳細について、フローチャートを用いて説明すると次のようになる。

図４は半自動運転モードの実行時において、制御装置１１が実行する制御処理の一例を示すフローチャートである。なお図４の各ステップは、制御装置１１の具体的にはシーケンサ１２が実行する。また制御装置１１は、半自動運転モードの実行を開始する旨の制御指令を受けたときに、図４のフローチャートを最初に実行する。

ステップＳ１０において制御装置１１は、巻き上げ減速期間内か否かを判定する。この具体例として本実施形態に係る制御装置１１は、前述したように、巻き上げ減速開始時になったか否かを判定する。ステップＳ１０の具体的な処理内容は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る制御装置１１は、一例として、吊具８の巻き上げ時における４つのモータ（Ｍ１〜Ｍ４）に関連する指標に基づいて、巻き上げ減速期間内であるか否か、より具体的には巻き上げ減速開始時になったか否かを判定する。この４つのモータ（Ｍ１〜Ｍ４）に関連する指標の具体例は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、一例として、４つのモータ（Ｍ１〜Ｍ４）の電流値（Ａ）及びトルク値（Ｎ・ｍ）を用いる。

具体的には、本実施形態に係る岸壁クレーン１は、インバータ１３が、４つのモータ（Ｍ１〜Ｍ４）の電流値と、４つのモータのトルク値とをそれぞれ検出する。また制御装置１１の記憶部（例えばＲＯＭ等）には、巻き上げ減速開始時に相当する電流値及びトルク値の組み合わせが予め記憶されている。

そして制御装置１１は、吊具８の巻き上げ動作を開始してから、電流計の検出結果及びトルク計の検出結果を常時取得することで、吊具８の巻き上げ動作を開始してからの４つのモータの電流値及びトルク値を常時取得する。制御装置１１は、このようにして取得された電流値及びトルク値が、予め記憶部に記憶されている巻き上げ減速開始時に相当する電流値及びトルク値の組み合わせになったと判定した場合に、巻き上げ減速開始時になった（Ｙｅｓ）と判定する。なお、ステップＳ１０はＹｅｓと判定されるまで繰り返し実行される。

なお、上述したステップＳ１０で用いられる４つのモータ（Ｍ１〜Ｍ４）に関連する指標は、上述した電流値及びトルク値に限定されるものではなく、例えば４つのモータ（Ｍ１〜Ｍ４）の回転速度等を用いることができる。

ステップＳ１０でＹｅｓと判定された場合、制御装置１１は、トロリ７の横行（具体的には陸側横行）が開始するように４つのモータ（Ｍ１〜Ｍ４）を制御する（ステップＳ２０）。次いで制御装置１１はフローチャートの実行を終了する。このフローチャートの実行によって、吊具８の巻き上げ減速開始時とトロリ７の陸側横行開始時とを一致させることができる。

なおステップＳ１０を実行する制御装置１１のシーケンサ１２は、吊具８の巻き上げ時における４つのモータ（Ｍ１〜Ｍ４）に関連する指標に基づいて、巻き上げ減速期間内であるか否かを判定する判定部、具体的には巻き上げ減速期間内のうち巻き上げ減速開始時
になったか否かを判定する巻き上げ減速開始時判定部に相当する。またステップＳ２０を実行する制御装置１１のシーケンサ１２は、判定部が巻き上げ減速期間内であると判定した場合に、具体的には巻き上げ減速開始時判定部が巻き上げ減速開始時になったと判定した場合に、トロリ７の横行が開始するように４つのモータを制御する制御部に相当する。

以上説明した岸壁クレーン１によれば、巻き上げ減速開始時と横行開始時（本実施形態では一例として陸側横行開始時）とが一致するように４つのモータ（Ｍ１〜Ｍ４）を制御しているので、トロリ７の陸側横行開始時を、吊具８の巻き上げ減速開始時、すなわち、要求されるモータ（Ｍ１〜Ｍ４）の容量が小さくて済む時期に一致させることができる。これにより、例えば吊具８の巻き上げ動作の際における定速運転時にトロリ７の陸側横行が開始する場合等に比較して、モータ（Ｍ１〜Ｍ４）の容量（ｋＷ）の小型化を図りつつ、吊具８の巻き上げ動作とトロリ７の陸側横行動作とを同時に行うことができる。これにより、荷役サイクルを効果的に短縮することができる。

なお、本実施形態に係る制御装置１１は、図３及び図４で説明したように、吊具８の巻き上げ減速開始時とトロリ７の横行開始時とを一致させているが、吊具８の巻き上げ減速期間内（図３のＣ〜Ｄの期間）にトロリ７の横行が開始するのであれば、吊具８の巻き上げ減速開始時とトロリ７の横行開始時とを一致させる構成に限定されるものではない。この場合においても、吊具８の巻き上げ減速期間内にトロリ７の横行が開始することで、トロリ７の横行を、要求されるモータ（Ｍ１〜Ｍ４）の容量が小さくて済む時期に行うことができるので、モータ（Ｍ１〜Ｍ４）の容量の小型化を図りつつ、吊具８の巻き上げ動作とトロリ７の横行動作とを同時に行うことができ、荷役サイクルを短縮することができる。

但し、図３及び図４で説明したように吊具８の巻き上げ減速開始時とトロリ７の横行開始時とを一致させる場合の方が、モータ（Ｍ１〜Ｍ４）の容量の小型化を図りつつ、荷役サイクルをより効果的に短縮することができる点で好ましい。

なお、上述した本実施形態において、岸壁クレーン１の一例としてロープトロリ式アンローダを用いているが、本発明が適用される岸壁クレーンの種類はこれに限定されるものではなく、本発明は例えばスプレッダ等の吊具８を有する岸壁クレーン等に適用することも可能である。

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 岸壁クレーン
４ ガーダ
５ ブーム
６ 桁
７ トロリ
８ 吊具
１１ 制御装置
Ｄ１〜Ｄ４ ドラム
Ｗ１〜Ｗ４ ワイヤ
Ｐ１〜Ｐ８ 滑車
Ｍ１〜Ｍ４ モータ

Claims (3)

1. ４つのドラムと、各々の前記ドラムをそれぞれ回転させる４つモータとを備え、４つの前記ドラムが回転することによって、桁の上を横行するトロリの横行動作、及び前記トロリから吊り下げられた吊具の巻き上げ動作を実行する岸壁クレーンにおいて、
   前記吊具の巻き上げ時における前記吊具の巻き上げ速度が減少している期間内に前記トロリの横行が開始するように、４つの前記モータを制御する制御装置を備えることを特徴とする岸壁クレーン。
2. 前記制御装置は、前記吊具の巻き上げ時における前記吊具の巻き上げ速度が減少することを開始する時点である巻き上げ減速開始時と、前記トロリの横行が開始する時点である横行開始時とが一致するように、４つの前記モータを制御する請求項１記載の岸壁クレーン。
3. 前記制御装置は、
   前記吊具の巻き上げ時における４つの前記モータに関連する指標に基づいて、前記巻き上げ減速開始時になったか否かを判定する巻き上げ減速開始時判定部と、
   前記巻き上げ減速開始時判定部が前記巻き上げ減速開始時になったと判定した場合に、前記トロリの横行が開始するように４つの前記モータを制御する制御部と、を有する請求項２記載の岸壁クレーン。

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