JP2020007089A - 貨物の衝突防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貨物の衝突をより確実に抑制できる衝突防止装置を提供する。【解決手段】水平方向に移動可能な可動部と、巻上ロープを介して可動部に吊り下げられ貨物を支持可能に構成された支持機構と、可動部の移動と巻上ロープによる支持機構の巻上げ及び巻下げを制御する主幹装置と、を有するクレーンに用いられる衝突防止装置において、支持機構の移動方向に存在する障害物を検出し、移動方向における支持機構から障害物までの距離を検出するセンサと、障害物までの距離の情報をセンサから受信するとともに、巻上ロープの長さの情報と、可動部の移動の速度の情報と、可動部の位置の情報と、を主幹装置から受信し、各情報を基に、可動部の減速を開始する減速開始位置を算出し、可動部が減速開始位置に到達したことに応答して、減速指令を主幹装置に出力する制御部と、を備えた衝突防止装置が提供される。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、コンテナなどの貨物の衝突防止装置に関する。より詳しくは、例えば、コンテナヤード内で海上輸送用のコンテナをコンテナスタック内で移動する際などの安全対策を図るための衝突防止装置に関する。

例えば、港湾内で積んだコンテナの積み替えにＲＴＧ（Rubber Tired Gantry cranes）やＲＭＧ（Rail Mounted Gantry cranes）などの門型のクレーンが使用されている。門型のクレーンは、港湾内のコンテナの積み上げ、コンテナ位置の変更、トラックへの積み下ろしなどを行っている。

ＲＭＧは、レールマウント式のため、ＲＴＧに比べて大きなクレーンとなり、横行距離も長くなる場合が多い。横行距離が長いと、コンテナを吊ってから横行する距離も長くなり、横行速度も速くなる傾向にある。

クレーンオペレータは、コンテナの衝突を避けるために細心の注意を払って操作しているが、横行速度が速いと、稀に吊っているコンテナをコンテナ山にぶつけ、コンテナ山を崩してしまうこともある。

そこで、衝突防止装置を既存のクレーンに取り付けたいという要求がある。衝突防止装置は、例えば、レーザセンサやカメラなどのセンサと、そのセンサデータの情報処理を行う制御部と、を備える。こうした衝突防止装置を既存のクレーンに後付けで取り付けることも行われている。

後付けで衝突防止装置を取り付ける場合、改造箇所を最小限とするために、モータドライブを制御する主幹装置とのインタフェースは、必要最小限の信号のみとされることがある。この場合、衝突防止装置から主幹装置への信号は、例えば、巻下げの減速信号と停止信号、横行の減速信号と停止信号などが主な信号であり、高度なリミットスイッチ信号としての機能を持つ。

衝突防止装置は、例えば、コンテナを吊っているトロリの速度、及び横行方向のコンテナ山までの距離から減速距離を算出し、トロリを減速させる。このように、衝突防止装置は、コンテナ山などの障害物に衝突する前に、障害物との距離に応じてトロリを減速させ、障害物の前でトロリを停止させる。これにより、コンテナの衝突を抑制することができる。

しかしながら、例えば、コンテナを吊っているロープの長さが比較的長い場合などには、トロリを停止させた際に、吊っているコンテナが慣性によって振れ、コンテナ山のコンテナに勢いよく衝突してしまうことがある。

このため、衝突防止装置では、クレーンに吊られた貨物の停止時の振れにともなう衝突も適切に抑制できるようにし、貨物の衝突をより確実に抑制できるようにすることが望まれる。

特開２００５−１０４６６５号公報

本発明の実施形態は、貨物の衝突をより確実に抑制できる衝突防止装置を提供する。

本発明の実施形態によれば、水平方向に移動可能な可動部と、巻上ロープを介して前記可動部に吊り下げられ貨物を支持可能に構成された支持機構と、前記可動部の移動と前記巻上ロープによる前記支持機構の巻上げ及び巻下げを制御する主幹装置と、を有するクレーンに用いられる衝突防止装置において、前記可動部にともなって移動する前記支持機構の移動方向に存在する障害物を検出し、前記移動方向における前記支持機構から前記障害物までの距離を検出するセンサと、前記障害物までの距離の情報を前記センサから受信するとともに、前記巻上ロープの長さの情報と、前記可動部の移動の速度の情報と、前記可動部の位置の情報と、を前記主幹装置から受信し、前記障害物までの距離の情報、前記巻上ロープの長さの情報、前記可動部の移動の速度の情報、及び前記可動部の位置の情報を基に、前記可動部の減速を開始する減速開始位置を算出し、前記可動部が前記減速開始位置に到達したことに応答して、減速指令を前記主幹装置に出力する制御部と、を備えた衝突防止装置が提供される。

貨物の衝突をより確実に抑制できる衝突防止装置が提供される。

第１の実施形態に係るクレーンを模式的に表す側面図である。 第１の実施形態に係るクレーンを模式的に表すブロック図である。 第１の実施形態に係るクレーンの動作の一例を模式的に表す説明図である。 第２の実施形態に係るクレーンの動作の一例を模式的に表す説明図である。 第３の実施形態に係るクレーンを模式的に表す説明図である。

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るクレーンを模式的に表す側面図である。
図１に表したように、クレーン１０は、例えば、一対の脚部１２と、横行レール１４と、横行トロリ１６（可動部）と、スプレッダ１８（支持機構）と、運転室２０と、を備える。

クレーン１０は、例えば、港湾内のコンテナヤードに設けられ、海上輸送用のコンテナ２（貨物）の移動を行う。クレーン１０は、例えば、港湾内のコンテナ２の積み上げ、コンテナ２の位置の変更、及びコンテナ２のトラックへの積み下ろしなどを行う。クレーン１０は、例えば、門型のガントリークレーンである。

一対の脚部１２は、一対の走行レール４の上に載せられている。一対の走行レール４は、例えば、コンテナヤードの地面６の上に敷設されている。一対の走行レール４は、例えば、図１において紙面と直交する方向に延びる。一対の脚部１２は、図示を省略した車輪、走行モータ、及びブレーキなどを有し、一対の走行レール４の上に載り、一対の走行レール４の上を走行する。

これにより、クレーン１０は、走行モータの駆動により、図１において紙面と直交する方向に走行する。すなわち、この例において、クレーン１０は、いわゆるＲＭＧである。クレーン１０は、例えば、一対の脚部１２に設けられたタイヤを介して地面６の上を走行するＲＴＧなどでもよい。

横行レール１４は、一対の脚部１２の上に架け渡されるように設けられている。一対の走行レール４及び一対の脚部１２は、走行方向と略直交する方向に並び、横行レール１４は、走行方向と略直交する方向に延びる。クレーン１０は、例えば、走行方向に並ぶ一対の横行レール１４を有する。以下では、横行レール１４の延びる方向を、「横行方向」と称す。

横行トロリ１６は、横行レール１４に設けられている。横行トロリ１６は、例えば、一対の横行レール１４の間に設けられる。横行トロリ１６は、例えば、車輪１６ａを介して横行レール１４の上に設けられることにより、横行レール１４に沿って走行する。換言すれば、横行トロリ１６は、横行レール１４に沿って横行する。横行トロリ１６は、横行レール１４に沿って水平方向に移動可能である。但し、横行トロリ１６の構成は、上記に限ることなく、横行レール１４に沿って横行可能な任意の構成でよい。

スプレッダ１８は、ヘッドブロック２２、巻き滑車２４、及びワイヤロープ等の巻上ロープ２６などを介して横行トロリ１６に吊り下げられている。スプレッダ１８は、コンテナ２を掴んで支持可能に構成されている。スプレッダ１８は、巻上ロープ２６が巻き掛けられた巻上電動機５０（図２参照）によって上下方向に移動（巻上げ、巻下げ）する。コンテナ２などの貨物を支持可能に構成された支持機構は、スプレッダ１８に限ることなく、トング、バケツ、あるいはフックなどでもよい。

運転室２０は、横行レール１４に設けられている。運転室２０は、例えば、横行トロリ１６と略一体に設けられ、横行トロリ１６とともに横行する。運転室２０は、横行トロリ１６と別に設けてもよい。運転室２０は、例えば、横行トロリ１６とは独立して横行可能に横行レール１４に設けてもよい。

クレーン１０は、スプレッダ１８を上下方向に移動させる巻上動作、横行トロリ１６と運転室２０とを横行レール１４に沿って移動させる横行動作、及び一対の脚部１２の車輪を駆動して走行レール４の上で走行方向に移動する走行動作を行う。これにより、港湾内のコンテナ２の積み上げや位置の変更などを行うことができる。

図２は、第１の実施形態に係るクレーンを模式的に表すブロック図である。
図２に表したように、クレーン１０は、主幹装置４０と、巻上コントローラ４２と、横行コントローラ４４と、巻上ドライブ４６と、横行ドライブ４８と、巻上電動機５０と、横行電動機５２と、衝突防止装置６０と、をさらに備える。

主幹装置４０は、クレーン１０の各部の動作を制御する。巻上コントローラ４２及び横行コントローラ４４は、主幹装置４０と接続されている。巻上コントローラ４２及び横行コントローラ４４は、運転室２０内に設けられている。

巻上コントローラ４２は、スプレッダ１８の巻上げ及び巻下げの速度指令を主幹装置４０に入力する。横行コントローラ４４は、横行トロリ１６の横行の速度指令を主幹装置４０に入力する。巻上コントローラ４２及び横行コントローラ４４は、例えば、レバーなどの操作部を有する。巻上コントローラ４２及び横行コントローラ４４は、オペレータの操作を受け付け、オペレータの操作に応じた速度指令を主幹装置４０に入力する。

巻上ドライブ４６及び横行ドライブ４８は、主幹装置４０と接続されている。主幹装置４０は、巻上コントローラ４２から入力された速度指令に応じて巻上ドライブ４６に速度基準を与える。巻上ドライブ４６は、入力された速度基準に巻上電動機５０の回転速度が追従するように電流を巻上電動機５０に入力する。巻上電動機５０は、巻上ドライブ４６からの電流の入力に応じて巻上ロープ２６の巻上げ又は巻下げを行う。これにより、巻上コントローラ４２で設定された速度で、スプレッダ１８の巻上げ又は巻下げが行われる。

同様に、主幹装置４０は、横行コントローラ４４から入力された速度指令に応じて横行ドライブ４８に速度基準を与える。横行ドライブ４８は、入力された速度基準に横行電動機５２の回転速度が追従するように電流を横行電動機５２に入力する。横行電動機５２は、横行ドライブ４８からの電流の入力に応じて横行トロリ１６及び運転室２０の横行を行う。これにより、横行コントローラ４４で設定された速度で、横行トロリ１６及び運転室２０の横行が行われる。

オペレータは、運転室２０の中でコンテナ２の位置を見ながら巻上コントローラ４２及び横行コントローラ４４を操作し、主幹装置４０に速度指令を与えることにより、横行トロリ１６と運転室２０との横行、及びスプレッダ１８の巻上げ及び巻下げを行う。このように、主幹装置４０は、横行トロリ１６の移動と、巻上ロープ２６によるスプレッダ１８の巻上げ及び巻下げを制御する。

オペレータは、巻上コントローラ４２及び横行コントローラ４４の操作によって、コンテナ２に対するスプレッダ１８の巻上げ高さと横行位置の調整を行うとともに、吊るされたコンテナ２の巻上げ高さと横行位置の調整を行う。これにより、クレーン１０において荷役作業を行うことができる。

衝突防止装置６０は、センサ６２と、制御部６４と、を備える。センサ６２は、横行トロリ１６にともなって移動するスプレッダ１８の移動方向に存在する障害物を検出し、移動方向におけるスプレッダ１８から障害物までの距離ＤＴ（図１参照）を検出する。距離ＤＴは、換言すれば、スプレッダ１８に支持されたコンテナ２から障害物までの距離である。センサ６２は、例えば、コンテナ山に積まれた別のコンテナ２を障害物として検出する。但し、障害物は、別のコンテナ２に限ることなく、例えば、建築物や停泊した船舶など、スプレッダ１８やスプレッダ１８に支持されたコンテナ２と衝突する可能性のある任意の障害物でよい。

センサ６２は、制御部６４と接続されている。センサ６２は、検出した障害物までの距離ＤＴの情報を制御部６４に入力する。なお、センサ６２と制御部６４との間の通信は、有線でもよいし、無線でもよい。センサ６２は、必ずしもケーブルなどを介して物理的に制御部６４と接続されていなくてもよい。

センサ６２には、例えば、画像処理によって障害物までの距離ＤＴを検出する撮影装置や、レーザ光を用いて障害物までの距離ＤＴを検出するレーザ距離計などが用いられる。但し、センサ６２は、上記に限ることなく、障害物までの距離ＤＴを検出可能な任意のセンサでよい。

制御部６４は、センサ６２と接続されるとともに、主幹装置４０と接続される。主幹装置４０は、巻上ドライブ４６の動作にともなう横行トロリ１６からスプレッダ１８までの巻上ロープ２６の長さの情報と、横行ドライブ４８の動作にともなう横行トロリ１６の横行速度の情報と、横行トロリ１６の横行方向の位置の情報と、を制御部６４に入力する。

このように、制御部６４は、障害物までの距離ＤＴの情報をセンサ６２から受信するとともに、巻上ロープ２６の長さの情報と、横行トロリ１６の横行速度の情報と、横行トロリ１６の横行方向の位置の情報と、を主幹装置４０から受信する。なお、制御部６４と主幹装置４０との間の通信は、センサ６２と同様に、有線でもよいし、無線でもよい。

制御部６４は、入力された障害物までの距離ＤＴ、巻上ロープ２６の長さ、横行トロリ１６の横行速度、及び横行トロリ１６の横行方向の位置を基に、スプレッダ１８及びスプレッダ１８に支持されたコンテナ２を障害物に衝突させることなく障害物の直前で停止させる停止位置と、横行トロリ１６の減速を開始する減速開始位置と、を算出する。ここで、障害物の直前の停止位置とは、例えば、障害物の手前側１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の範囲の位置である。

制御部６４は、横行トロリ１６が減速開始位置に到達したことに応答して、減速指令を主幹装置４０に出力する。主幹装置４０は、減速指令を受信すると、横行トロリ１６の横行速度の減速を開始する。主幹装置４０は、減速指令を受信すると、例えば、横行コントローラ４４から入力された速度指令に応じた横行速度から所定の最低速度まで横行速度を減速させる。また、主幹装置４０は、例えば、実質的に一定の加速度で横行速度を最低速度まで減速させる。最低速度は、例えば、クリープ速度と呼ばれる場合もある。

制御部６４は、横行トロリ１６が停止位置に到達したことに応答して、停止指令を主幹装置４０に出力する。主幹装置４０は、停止指令を受信すると、最低速度で横行する横行トロリ１６の横行を停止させる。これにより、衝突防止装置６０によってスプレッダ１８及びスプレッダ１８に支持されたコンテナ２の障害物への衝突を抑制することができる。

なお、主幹装置４０は、例えば、衝突防止装置６０からの減速指令に基づく減速の最中などにおいて、横行コントローラ４４から横行の停止の指令が入力された場合には、上記と同様に減速を行って横行トロリ１６を停止させてもよいし、横行コントローラ４４の操作に応じて急速に横行トロリ１６を停止させてもよい。

図３は、第１の実施形態に係るクレーンの動作の一例を模式的に表す説明図である。
図３は、簡略化した横行レール１４と、横行レール１４の上を走行する横行トロリ１６と、巻上ロープ２６と、スプレッダ１８に支持されたコンテナ２と、を図示している。また、図３の下部には、横行速度と横行位置との関係を表すグラフを図示している。

次に、動作について説明する。
スプレッダ１８に支持されたコンテナ２の振れを考えない場合、停止位置ＥＰで停止するように衝突防止装置６０の制御部６４から減速指令を主幹装置４０に出力すると、横行速度は等加速度で減速する。等速部分は、前述のクリープ速度（最低速度）である。振れを考えない場合には、この等速部分が小さくなるように減速開始位置ＳＰを計算する。これはクレーン１０の巻上ロープ２６の長さが短い場合や横行速度が低速の場合は吊っているコンテナ２の振れが小さいため問題ない。

しかし、巻上ロープ２６が長い場合や横行加減速の時間が長い場合は振れが出るため減速指令を停止位置ＥＰで停止するように減速指令を出力すると、停止時に振れが出てコンテナ２同士が衝突する可能性が生じる。

衝突防止装置６０の制御部６４は、主幹装置４０へ横行の減速指令１点を出力する。このタイミングは、振れ幅を考慮して減速させる必要がある。そのためには振れを考慮しない減速位置より更に停止位置ＥＰから離れた方へずらす。

図３において、横行コントローラ４４の入力に基づく横行速度ｖからクリープ速度ｖ_ｍｉｎまでの減速に必要な距離ｘ１（第１距離）は、下記の数式１で求めることができる。ここで、ａは、横行速度を減速する場合の加速度（横行加速度）であり、減速の場合は負の値である。図３に表したように、制御部６４は、例えば、横行速度ｖからクリープ速度ｖ_ｍｉｎまで連続的に減速させる。換言すれば、制御部６４は、横行速度ｖからクリープ速度ｖ_ｍｉｎまで実質的に一定の加速度で減速させる。横行速度ｖは、換言すれば、主幹装置４０の制御に基づく横行トロリ１６の移動の速度である。なお、以下に示す各数式においては、減速開始位置ＳＰから停止位置ＥＰに向かう方向を正の方向とし、これと反対に向かう方向を負の方向とする。そして、停止位置ＥＰ側に向かって振れる角度を正の角度とし、減速開始位置ＳＰ側に向かって振れる角度を負の角度とする。

そして、コンテナ２の振れを抑制するために必要な距離ｘ２（第２距離）は、下記の数式２で求めることができる。

従って、衝突防止装置６０の制御部６４は、下記の数式３で表すように、距離ｘ１と距離ｘ２とを足した距離ｘを算出し、停止位置ＥＰから距離ｘ離れた位置を減速開始位置ＳＰとして算出する。

但し、数式１〜数式３において、
Ｌは、巻上ロープ２６の長さ（ｍ）であり、
θは、コンテナ２の横行振れの最大角度（ｒａｄ）であり、
βは、振れの減衰率であり、
ｖは、横行コントローラ４４の入力に基づく横行速度（ｍ／ｓ）であり、
ｖ_ｍｉｎは、クリープ速度（ｍ／ｓ）であり、
Ｔは、振れ周期（ｓ）である。

βは、コンテナ２の横行振れの振動振幅が、１秒間に減少する度合いを示す。横行振れの最大角度θは、下記の数式４で求めることができる。但し、横行振れの最大角度θは、例えば、実際にクレーン１０でコンテナ２の振れを発生させた際の実測によって設定してもよい。

但し、数式４において、
ａは、横行加速度（ｍ／ｓ^２）であり、
ｇは、重力加速度（ｍ／ｓ^２）である。
横行加速度ａは、クレーン１０において実質的に一定に設定されている。

また、横行速度が定速の場合、振れ周期Ｔは、下記の数式５によって求めることができる。

この計算式の働きは、減速時の速度に関わらずクリープ速度になった時の最大振れ角を計算する。クリープ速度になった時にロープ長から求められる振れ幅の距離より停止までの距離を十分に取る。クリープ速度時は等速のため振れ周期Ｔでコンテナ２は振れるため、クリープ速度で停止位置ＥＰまで進んでいる間に前方へコンテナ２が振られるまで距離を取らせるのが数式２の第２項のｖ_ｍｉｎＴの働きとなる。

通常は、１周期でコンテナ２の振れは大分収まり、２周期目は考慮しなくてもよい。計算式の振れの減衰率を実測から設定してもよい。減衰率の項は、減速時間にも影響するため、減速開始速度／最大横行速度の比で変えるような計算式でもよい。

以上、説明したように、停止位置ＥＰから距離ｘ離れた位置を減速開始位置ＳＰとする。この減速距離ｘの計算式で減速を開始すれば、ロープ長が長く、振れが出たとしても、スプレッダ１８及びスプレッダ１８に支持されたコンテナ２が障害物に衝突してしまうことを抑制することができる。従って、コンテナ２などの貨物の衝突をより確実に抑制できる衝突防止装置６０を提供することができる。

横行レール１４の高さ（一対の脚部１２の上下方向の長さ）は、例えば、２０ｍ以上である。横行レール１４の横行方向の長さは、例えば、３０ｍ以上である。こうした比較的大型なクレーン１０では、巻上ロープ２６の長さが長くなるとともに、最大の横行速度が、例えば、２ｍ／ｓ（１２０ｍ／分）以上と比較的速くなる。すなわち、比較的大型なクレーン１０では、支持したコンテナ２の振れが大きくなる傾向にある。従って、衝突防止装置６０は、こうした比較的大型なクレーン１０に設けることが好適である。なお、衝突防止装置６０は、新設のクレーン１０に設けてもよいし、既設のクレーン１０に後付けしてもよい。本実施形態により、複雑なフィードバック機構を使用することなく、単純な方法で、コンテナ２の振れによる障害物への衝突を抑制することができる衝突防止装置を提供できる。よって、既存の設備への後付けも、容易に可能である。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係るクレーンの動作の一例を模式的に表す説明図である。
なお、上記第１の実施形態と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明は省略する。
図４に表したように、この例において、衝突防止装置６０の制御部６４は、主幹装置４０へ減速指令と速度保持指令との２点を出力する。第２の実施形態についても、上記第１の実施形態と同様に、支持されたコンテナ２の振れをフィードバックで取るような試みではなく、横行の速度パターンで振れを取り、安全に停止位置ＥＰで振れを抑制した状態にする方法である。

制御部６４は、停止位置ＥＰに対して、どの場所で減速するかを、下記の数式６によって計算する。

数式６の第１項は、数式１の距離ｘ１と同様に、横行コントローラ４４の入力に基づく横行速度ｖからクリープ速度ｖ_ｍｉｎまでの減速に必要な距離である。すなわち、数式６の第１項は、図４において距離ｘ１１と距離ｘ１３との和を表す。換言すれば、距離ｘ１１及び距離ｘ１３は、数式６の第１項を１／２することによって、それぞれ算出することができる。

速度保持指令は、例えば、減速開始時の横行速度ｖとクリープ速度ｖ_ｍｉｎの中間で保持させる。数式６の第２項の１／２（ｖ−ｖ_ｍｉｎ）は、速度保持指令が出ている時に進む距離ｘ１２を算出するための速度計算である。Ｔ／４は、速度保持指令の時間で、等速のため減速中に前方に振られていたコンテナ２が後方に戻り最下点になるまでの時間である。

Ｔ／４秒後に減速指令を再度有効にし、クリープ速度ｖ_ｍｉｎまで等加速度で減速させることにより、支持されたコンテナ２の振れを抑制することができる。

制御部６４は、例えば、数式６で算出した距離にクリープ速度ｖ_ｍｉｎで等速移動させる距離ｘ１４をマージンとして足すことにより、減速に必要な距離ｘ１０を算出する。そして、制御部６４は、停止位置ＥＰから距離ｘ１０離れた位置を減速開始位置ＳＰとする。

制御部６４は、横行トロリ１６が減速開始位置ＳＰに到達したことに応答して、減速指令を主幹装置４０に出力する。主幹装置４０は、減速指令を受信すると、横行トロリ１６の横行速度の減速を開始する。

制御部６４は、横行トロリ１６が減速開始位置ＳＰから距離ｘ１１進んだことに応答して、速度保持指令を主幹装置４０に出力する。主幹装置４０は、速度保持指令を受信すると、横行トロリ１６の横行速度を等速に制御する。主幹装置４０は、例えば、１／２（ｖ−ｖ_ｍｉｎ）の横行速度で横行トロリ１６を等速移動させる。

制御部６４は、横行トロリ１６が距離ｘ１１の位置から距離ｘ１２進んだことに応答して、再び減速指令を主幹装置４０に出力する。この例において、制御部６４は、主幹装置４０の制御に基づく横行トロリ１６の移動の速度から横行トロリ１６の最低速度まで減速させる途中で一時的に横行トロリ１６を等速移動させ、前方に振れたコンテナ２が最下点に戻るタイミングで、最低速度までの減速を再開する。そして、制御部６４は、横行トロリ１６が停止位置ＥＰに到達したことに応答して、停止指令を主幹装置４０に出力する。

このように、減速指令と速度保持指令とによっても、支持されたコンテナ２の振れを抑制して停止させることができる。また、この例では、第１の実施形態の方法と比べて、クリープ速度ｖ_ｍｉｎで等速移動させる距離ｘ１４を極力短くすることができる。これにより、第１の実施形態の方法と比べて、より素早く横行トロリ１６及び支持されたコンテナ２を停止位置ＥＰまで移動させることができる。

なお、速度保持指令を出力する横行速度は、必ずしも１／２（ｖ−ｖ_ｍｉｎ）に限ることなく、減速開始時の横行速度ｖとクリープ速度ｖ_ｍｉｎとの間の任意の横行速度でよい。速度保持指令を出力する横行速度は、例えば、１／４（ｖ−ｖ_ｍｉｎ）以上３／４（ｖ−ｖ_ｍｉｎ）以下であることが好ましく、１／２（ｖ−ｖ_ｍｉｎ）が最も好適である。

（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係るクレーンを模式的に表す説明図である。
図５に表したように、港湾では雨水などを海側に流すために地面６に僅かに勾配が設けられている場合がある。なお、図５では、分かり易くするために、あえて極端に勾配を大きくして図示している。地面６の勾配は、例えば、数度程度である。

このように地面６が勾配を有する場合、横行トロリ１６の位置に基づいて計算するスプレッダ１８及びスプレッダ１８に支持されたコンテナ２の位置と、実際のスプレッダ１８及びコンテナ２の位置と、にズレが生じてしまう可能性がある。例えば、図５に表したように、横行トロリ１６の移動する方向に向かって地面６が下降傾斜している場合には、スプレッダ１８及びコンテナ２が障害物に近づいてしまい、障害物との衝突の危険性が高まってしまう。特に、クレーン１０が比較的大型で巻上ロープ２６の長さも長くなる場合は、勾配による角度のオフセットも考慮する必要がある。

そこで、この例では、衝突防止装置６０の制御部６４が、地面６の勾配の情報を有し、地面６の勾配の情報を基に、減速開始位置ＳＰの計算を補正する。地面６の勾配の情報は、例えば、予めスプレッダ１８及びコンテナ２の振れが無い状態で、振れ角度のオフセットを取ることで取得される。制御部６４は、例えば、このオフセットの角度θ_０を地面６の勾配の情報として記憶する。そして、制御部６４は、下記の数式７及び数式８に表すように、地面６の勾配にともなうオフセット分を減算することにより、減速開始位置ＳＰの計算を補正する。

このように、減速開始位置ＳＰの計算を補正する。これにより、地面６に勾配がある場合において、減速開始位置ＳＰをより適切に計算することができる。勾配によってスプレッダ１８及びコンテナ２が障害物に近づき、スプレッダ１８及びコンテナ２が障害物に衝突してしまうことを、より確実に抑制することができる。

上記各実施形態では、クレーン１０の横行の場合を例に説明を行っている。減速開始位置ＳＰの計算による衝突の抑制は、クレーン１０の横行のみに限ることなく、例えば、クレーン１０の走行の際に適用してもよい。この場合には、クレーン１０において走行する部分を、水平方向に移動可能な可動部とすればよい。

また、上記各実施形態では、クレーン１０として港湾などで用いられる門型のクレーンを表している。クレーン１０は、門型のクレーンに限ることなく、工場内で用いられる天井クレーンなどでもよい。クレーン１０は、貨物を吊り下げた状態で水平方向に移動可能な任意のクレーンでよい。クレーン１０が支持する貨物は、海上輸送用のコンテナ２に限ることなく、クレーン１０に吊り下げ可能な任意の貨物でよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２…コンテナ、 ４…走行レール、 ６…地面、 １０…クレーン、 １２…脚部、 １４…横行レール、 １６…横行トロリ、 １８…スプレッダ、 ２０…運転室、 ２２…ヘッドブロック、 ２４…滑車、 ２６…巻上ロープ、 ４０…主幹装置、 ４２…巻上コントローラ、 ４４…横行コントローラ、 ４６…巻上ドライブ、 ４８…横行ドライブ、 ５０…巻上電動機、 ５２…横行電動機、 ６０…衝突防止装置、 ６２…センサ、 ６４…制御部

Claims (4)

1. 水平方向に移動可能な可動部と、巻上ロープを介して前記可動部に吊り下げられ貨物を支持可能に構成された支持機構と、前記可動部の移動と前記巻上ロープによる前記支持機構の巻上げ及び巻下げを制御する主幹装置と、を有するクレーンに用いられる衝突防止装置において、
   前記可動部にともなって移動する前記支持機構の移動方向に存在する障害物を検出し、前記移動方向における前記支持機構から前記障害物までの距離を検出するセンサと、
   前記障害物までの距離の情報を前記センサから受信するとともに、前記巻上ロープの長さの情報と、前記可動部の移動の速度の情報と、前記可動部の位置の情報と、を前記主幹装置から受信し、前記障害物までの距離の情報、前記巻上ロープの長さの情報、前記可動部の移動の速度の情報、及び前記可動部の位置の情報を基に、前記可動部の減速を開始する減速開始位置を算出し、前記可動部が前記減速開始位置に到達したことに応答して、減速指令を前記主幹装置に出力する制御部と、
   を備えた衝突防止装置。
2. 前記制御部は、前記主幹装置の制御に基づく前記可動部の移動の速度から前記可動部の最低速度までの減速に必要な第１距離を算出するとともに、前記支持機構に支持された前記貨物の振れを抑制するために必要な第２距離を算出し、前記第１距離と前記第２距離とを足した距離により、前記減速開始位置を算出する請求項１記載の衝突防止装置。
3. 前記制御部は、前記主幹装置の制御に基づく前記可動部の移動の速度から前記可動部の最低速度まで減速させる途中で一時的に前記可動部を等速移動させ、前方に振れた前記貨物が最下点に戻るタイミングで、前記最低速度までの減速を再開する請求項１記載の衝突防止装置。
4. 前記制御部は、地面の勾配の情報を有し、前記地面の勾配の情報を基に、前記減速開始位置の計算を補正する請求項１〜３のいずれか１つに記載の衝突防止装置。

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