JP3647288B2

JP3647288B2 - 荷役装置

Info

Publication number: JP3647288B2
Application number: JP30620898A
Authority: JP
Inventors: 久俊楢崎
Original assignee: Ｔｃｍ株式会社
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2018-10-28
Also published as: JP2000128484A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばコンテナの積み降ろしや運搬に使用されるクレーン形式の荷役装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の荷役装置としては、たとえば図７に示される構成が提供されている。
【０００３】
すなわち、走行本体１は、並行して配置された前後一対のシルビーム２と、両シルビーム２の各端部から立設されたコラム３と、前後で対向したコラム３の上端間に設けられた左右一対のガーダ４などにより構成されている。両シルビーム２の各端部の下面側には、それぞれ２個のタイヤ５を有するボギー台車６が設けられている。前記タイヤ５の内、矢印Ｃで示す前方向側で、かつ最も矢印Ｂで示す走行左方向のタイヤ５Ａと、矢印Ｄで示す後方向側で、かつ最も矢印Ａで示す走行右方向のタイヤ５Ｂのみが駆動輪であり、これら駆動輪５Ａ，５Ｂは、それぞれボギー台車６に設けられた走行モータ７Ａ，７Ｂがそれぞれ独立して正逆駆動されることで、走行本体１は走行右方向Ａ、走行左方向Ｂに走行可能に構成される。また両シルビーム２にはそれぞれ油圧ユニット８が設けられ、さらに両シルビーム２に振り分けた状態で、エンジン室９と電気制御室10とが設けられている。
【０００４】
また両ガーダ４に支持案内されて、前方向Ｃならびに後方向Ｄに移動自在なクラブ11が設けられ、このクラブ11には運転室12が装備されている。クラブ11に設けられた横行モータ13が正逆駆動されることで、クラブ11は、前方向Ｃならびに後方向Ｄに移動される。前記クラブ11の下方には、４箇所の吊り装置15を介して、コンテナ30を連結するスプレッダ装置20が昇降自在に配設されている。
【０００５】
上記各吊り装置15は、スプレッダ装置20の固定ビーム21側にブラケットを介して配設された輪体（滑車体）や、この輪体に掛けられた吊りロープや、クラブ11側の吊り駆動装置（いずれも図示せず）などにより構成されている。
【０００６】
またスプレッダ装置20は、水平状で並設された前後一対の前記固定ビーム21と、これら固定ビーム21に支持案内されて走行右方向Ａならびに走行左方向Ｂに伸縮自在な左右一対の伸縮ビーム23と、両伸縮ビーム23を互いに離間方向または接近方向に伸縮動させる伸縮駆動装置（図示せず）などにより構成される。なお、両固定ビーム21は、その上面間に配設された連結体22により一体化され、この連結体22上に前記ブラケットが設けられている。
【０００７】
また両伸縮ビーム23は、前後方向に沿って位置される被運搬物支持部24と、これら被運搬物支持部24の前後端から内方へ連設されかつ前記固定ビーム21に支持案内される伸縮ガイド部25と、両被運搬物支持部24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24の前後端の下面側には、コンテナ30に対する連結具（図示せず）が設けられている。
【０００８】
また走行本体１の一定の走行経路（走行右方向Ａならびに走行左方向Ｂの経路）に沿って、走行本体１を案内する、磁石を連ねた埋め込み型ガイドテープ（磁気を帯びた帯体の一例）31が敷設されている。またこのガイドテープ31が敷設された側の２台のボギー台車６の一つの軸受６Ａの外方にそれぞれ、ガイドテープ31と走行本体１との前後方向の距離（走行本体１と前記走行経路との偏差に相当する）を感知する磁気検出器32（図８）を備えたセンサ台車33が設けられている。
【０００９】
また図８に示すように、ボギー台車６に、走行モータ７Ａ，７Ｂへ給電する電圧を制御することにより走行モータ７Ａ，７Ｂをそれぞれ正逆駆動するインバータ41Ａ，41Ｂが設けられており、運転室12に、これらインバータ41Ａ，41Ｂへ回転数指令信号を伝送するコントローラ42が設けられている。このコントローラ42に運転室12に設けられた走行速度の操作レバー43と、駆動輪５Ａ，５Ｂの回転差を与える操作レバー44と、偏差演算回路45と、走行を自動で行うのか、手動で行うのかを選択する自動／手動切換スイッチ46が接続されている。
【００１０】
偏差演算回路45は、図９に示す走行本体１の中心の変位Ｅを求めてコントローラ42ヘ出力する。走行右方向Ａの磁気検出器32により感知されたガイドテープ31のと距離をＥR 、走行左方向Ｂの磁気検出器32により感知されたガイドテープ31のと距離をＥL 、磁気検出器32間の距離をＬとすると、式（１）により中央の変位Ｅと走行本体１の角度θが求められる。
【００１１】
Ｅ＝（ＥR ＋ＥL ）／２
θ＝ｔａｎ^-1（ＥR −ＥL ）／Ｌ・・・（１）
コントローラ42は、自動／手動切換スイッチ46により「手動」が選択されているとき、速度レバー43および駆動輪５Ａ，５Ｂの回転差を与える操作レバー44の操作角度に応じて駆動輪５Ａ，５Ｂのそれぞれの回転数指令信号をインバータ41Ａ，41Ｂへ出力し、駆動輪５Ａ，５Ｂの回転差により走行本体１の向きを変えながら走行本体１を走行させる。
【００１２】
またコントローラ42は、自動／手動切換スイッチ46により「自動」が選択されているときは、速度レバー43の操作角度ηおよび偏差演算回路45により求められた変位Ｅに応じて、下記式（２）（３）により駆動輪５Ａ，５Ｂのそれぞれの回転数指令信号を求めてインバータ41Ａ，41Ｂへ出力し、駆動輪５Ａ，５Ｂの回転差により走行本体１の向きを変えながら走行本体１を走行させる。式（２）（３）において、ＶR は駆動輪５Ｂの回転数、ＶL は駆動輪５Ａの回転数である。
【００１３】
（ＶL ＋ＶR ）∝η ・・・（２）
ＶL −ＶR ＝ΔＶ＝Ｇ₁Ｅ−Ｇ₂θ ・・・（３）
上記構成の従来の荷役車両によると、走行本体１を走行右方向Ａまたは走行左方向Ｂへ走行させることと、クラブ11を前方向Ｃまたは後方向Ｄへ移動させることと、スプレッダ装置20を昇降させることとの組み合わせ動作により、このスプレッダ装置20側でコンテナ30を支持し、そしてコンテナ30を運搬したのち積み付けを行える。
【００１４】
その際に、コンテナ30の荷取り時や積み付け時における位置合わせ、すなわちコンテナ30に対するスプレッダ装置20の位置合わせ、スプレッダ装置20に連結さけたコンテナ30に対する地面に置かれたコンテナ30の位置合わせ、トラックシャーシに対するコンテナ30の位置合わせなどは、前述したように、走行本体１の走行右方向Ａまたは走行左方向Ｂへの走行と、クラブ11の前方向Ｃまたは後方向Ｄへの移動とによって行うのが基本操作である。そして、取り扱うコンテナ30の長さに対応するため、スプレッダ装置20の伸縮ビーム23を伸縮させている。
【００１５】
なお、レーンチェンジ時にのみ、タイヤ５の向きが９０゜（固定値）変換され、走行本体１の前方向Ｃまたは後方向Ｄへの走行が行われる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記荷役装置では、上記式（３）では、Ｇ₁Ｅは走行本体１を右廻りに回転させるような成分（ΔＶ＞０）となり、一方、Ｇ₂θは走行本体１を左廻りに回転させるような成分（ΔＶ＜０）となり、お互いに打ち消しあって、ΔＶ≒０となり、収束走行状態となっている。Ｅ≒０、θ≒０となってΔＶ≒０の収束状態であれば問題ないが、実際には、走行本体１のタイヤ５の向きに関する製造誤差やタイヤ輪重が均一でないこと、またコンテナヤードＦの排水性の為に路面に勾配が設けられているなどのために、Ｅとθは各走行本体１、各レーン毎に固有値を有し、走行本体１はあるＥとθを維持したまま斜めのまま走行する。操作員は、走行本体１が斜めのまま走行すると、コンテナ30と衝突しないかとの恐れを抱き、また斜めに停止すると、コンテナ30をハンドリングしずらくなるという問題が発生する。
【００１７】
そこで、本発明は、走行本体の斜め走行、および斜め停止を防止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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、前後左右の車輪により支持され、左右方向へ走行自在な走行本体に、前後方向に移動自在なクラブを設け、このクラブに昇降自在に吊り下げられ、コンテナを連結するスプレッダ装置を備えた荷役装置であって、
前記走行本体の左右方向の走行経路に沿って、路面に走行本体を案内する帯体を敷設し、前記帯体が敷設された側の左右の車輪にそれぞれ、前記帯体と走行本体との前後方向の距離を検出するセンサを設け、前記各車輪毎に、車輪の向きを変える操舵手段を設け、前記車輪を左右のブロックに分け、前記各センサにより検出された前記距離からそれぞれ、前記左右の各ブロックの車輪の操舵角の目標値を求め、これら左右の各ブロックの目標値に基づく前記操舵手段の駆動により、各ブロックの車輪の向きを同一角度に操舵可能な構成としたことを特徴とするものである。
【００１９】
上記構成によれば、帯体に沿って走行する走行本体の車輪は左右の２ブロックに分けられ、各ブロック毎に設けたセンサにより検出された、帯体と走行本体との前後方向の距離により左右のブロックそれぞれの車輪の操舵角の目標値が求められ、各ブロックはそれぞれ独立して駆動され、かつ各ブロック内の車輪は同一の操舵角で操舵される。このように、左右のブロックの車輪の向きが独立して操舵され、左右の各ブロックの車輪が独立して帯体に追随することによって、走行本体のタイヤの向きに関する製造誤差やタイヤ輪重が均一でなく、またコンテナヤードの排水性の為に路面に勾配が設けられているときにでも、走行経路に沿って直進走行させることができ、斜め停止を防止することができる。
【００２０】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明であって、前記各車輪毎に、前記操舵手段により回転された車輪の操舵角を検出する操舵角検出手段を設け、前記求めた操舵角の目標値と各前記操舵角検出手段により検出された操舵角を比較して各操舵手段を制御することを特徴とするものである。
【００２１】
上記構成によれば、各操舵角検出手段により検出された操舵角をフィードバック信号としてそれぞれ求めた操舵角の目標値に各車輪の操舵角が制御される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、従来例の図７および図８と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１における荷役装置のボギー台車の側面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００２３】
各タイヤ５の軸を水平に支持する軸受51が、サポート部材52に設けられており、このサポート部材52は水平回転自在に、軸受53に支持されている。これら軸受53は、ボギー台車の本体54の両端に垂直に固定されており、ボギー台車の本体54の中央に設けた水平軸54Ａがシルビーム２に設けた軸受55に回転自在に支持されている。
【００２４】
上記左右のタイヤ５のサポート材52の垂直軸を同時に回動させることにより、左右のタイヤ５の向きを同時に変えることができる。すなわち、操舵手段として、図２に示すように、サポート材52の垂直軸52Ａが固定された水平部材56，57が設けられ、一方の水平部材56の一端が、ボギー台車の本体54の下面に設けられた油圧シリンダ58のロッド59の先端に固定され、水平部材56の他端と他方の水平部材57が連結部材60で接続されており、油圧シリンダ58のロッド59が伸縮すると、一方の水平部材56がサポート材52の垂直軸52Ａとともに水平回転し、この回転力は、連結部材60を介して他方の水平部材57へ伝達され、他方の水平部材57が他方の水平部材57側のサポート材52の垂直軸52Ａとともに水平回転することによって、左右のタイヤ５の向きを同時に変えることができる。
【００２５】
また、操舵角検出手段として、一方の水平部材56上に設けられた被検出体61の動きを検出することにより操舵角を検出する操舵角センサ（たとえば可変抵抗器またはエンコーダ）62がボギー台車の本体54の下面に設けられている。
【００２６】
また図３に示すように、エンジン室９内に設けたエンジン63の回転軸に連結された油圧ポンプ64から圧油が供給される電磁比例流量調整弁65が各ホギー台車６の油圧シリンダ58毎に設けられている。コントローラ42は、電磁比例流量調整弁65へ制御信号を出力することにより、油圧シリンダ58のロッド59を伸縮でき、操舵を行うことができる。
【００２７】
また図１に示すように、ガイドテープ31が敷設された側の左右の各ボギー台車６には、右側のタイヤ５の右方に、サポート材52に固定されて右側のタイヤ５とともにその向きが換わるセンサ台車71が設けられており、このセンサ台車71にガイドテープ31と走行本体１との前後方向の距離（走行本体１と走行経路との偏差に相当する）を感知する磁気検出器72が設けられている。さらに左側のタイヤ５の左方に、サポート材52に固定されて左側のタイヤ５とともにその向きが換わるセンサ台車73が設けられており、このセンサ台車73にガイドテープ31と走行本体１との前後方向の距離（走行本体１と走行経路との偏差に相当する）を感知する磁気検出器74が設けられている。また各タイヤ５の中心と磁気検出器72，74との距離をＫとしている。
【００２８】
本発明の実施の形態１では、図５に示すように、左側のブロックの４本のタイヤ５（ガイドテープ31側の左側のボギー台車６Ｌ１のタイヤ５Ｌ１と、他方の左側のボギー台車６Ｌ２のタイヤ５Ｌ２）と、右側のブロックの４本のタイヤ５（ガイドテープ31側の右側のボギー台車６Ｒ１のタイヤ５Ｒ１と、他方の右側のボギー台車６Ｒ２のタイヤ５Ｒ２）に分け、各ブロック内の４本のタイヤ５は同一の操舵角で操舵する。図４に走行制御系の構成図を示す。運転室12に、目標操舵角を入力する操舵角操作レバー75が設けられ、このレバー75は、従来の回転差を入力する操作レバー44に代えてコントローラ42に接続されている。また４台の磁気検出器72，74と、４台の操舵角センサ62と、４台の電磁比例流量調整弁65が新たにコントローラ42に接続されている。
【００２９】
自動／手動切換スイッチ46により「自動」が選択されているときのコントローラ42の操舵角の制御を図３のブロック図に基づいて説明する。なお、駆動輪５Ａ，５Ｂのインバータ41Ａ，41Ｂには、速度レバー43の操作角度に応じてコントローラ42より同一トルク指令が出力され、駆動輪５Ａ，５Ｂは駆動される。
【００３０】
図３に示すように、左側のボギー台車６Ｌ１の磁気検出器72，74の距離検出信号を入力して左目標操舵角θ₁を演算する目標操舵角発生部81と、左目標操舵角θ₁とボギー台車６Ｌ１の操舵角センサ62の検出角度θ₁₀の偏差を演算する減算器82と、この減算器83により演算された角度偏差に所定の比例定数Ｇ₁を乗算し、ボギー台車６Ｌ１の電磁比例流量調整弁65へ開閉制御信号を出力する比例器83と、左目標操舵角θ₁とボギー台車６Ｌ２の操舵角センサ62の検出角度θ₁₀’の偏差を演算する減算器84と、この減算器84により演算された角度偏差に所定の比例定数Ｇ₂を乗算し、ボギー台車６Ｌ２の電磁比例流量調整弁65へ開閉制御信号を出力する比例器85が設けられている。
【００３１】
同様に右側のボギー台車６Ｒ１、６Ｒ２に対して、右目標操舵角θ₂を演算する目標操舵角発生部86、減算部87，89、比例器88，90が設けられている。
目標操舵角発生部81は、走行本体１が左へ走行するのか右へ走行するのかの信号を入力し、右へ走行するとき、右側のタイヤ５の右方に配置された磁気検出器72を選択し、左へ走行するとき、左側のタイヤ５の左方に配置された磁気検出器74を選択し、選択した磁気検出器により検出された距離Ｅ₁から式（４）にて目標操舵角θ₁を演算している。
【００３２】
θ₁＝ｔａｎ^-1Ｅ₁／Ｋ・・・（４）
同様に目標操舵角発生部86は、選択した距離Ｅ₂から式（５）にて目標操舵角θ₂を演算している。
【００３３】
θ₂＝ｔａｎ^-1Ｅ₂／Ｋ・・・（５）
上記操舵角のブロックによれば、走行本体１を走行右方向Ａまたは走行左方向Ｂに走行させる際、左右の各ブロックのボギー台車６のタイヤ５の角度が、操舵角センサ62の検出角度をフィードバック信号としてそれぞれ、選択された磁気検出器72，74の距離信号に応じて目標操舵角発生部81，86により発生される目標操舵角θ₁，θ₂に制御され、各ブロックのタイヤ５は独立してガイドテープ31に追随する。
【００３４】
このように、走行本体１を自動で走行右方向Ａまたは走行左方向Ｂに走行させる際、左右の各ブロックのボギー台車６のタイヤ５を独立してガイドテープ31に追随させることによって、走行本体１のタイヤの向きに関する製造誤差やタイヤ輪重が均一でなく、またコンテナヤードＦの排水性の為に路面に勾配が設けられているとき斜めに走行するという現象を回避でき、走行経路に沿って直進走行させることができ、斜め停止を防止することができる。その結果、走行本体１が斜め走行によりコンテナ30と衝突しないかとの操作員の恐れを解消でき、また斜め停止によりコンテナ30をハンドリングしずらくなるという問題を解消できる。
【００３５】
またコントローラ42は、自動／手動切換スイッチ46により「手動」が選択されているとき、速度レバー43の操作角度に応じて駆動輪５Ａ，５Ｂへ同一トルク指令信号をインバータ41Ａ，41Ｂへ出力し、駆動輪５Ａ，５Ｂを駆動させ、走行本体１を走行させるとともに、走行本体１の進行方向の後側のブロックの舵角を０に固定し、操舵角操作レバー75の操作角度に応じて走行本体１の進行方向の前側のブロックの電磁比例流量調整弁65へ制御信号を出力してブロックのタイヤ５の角度を変えて、走行本体１の向きを変更させる。
［実施の形態２］
実施の形態２では、図６に示すように、磁気検出器91を、ガイドテープ31側の各ボギー台車６の中心位置に１台のみ設置している。
【００３６】
このとき、目標操舵角発生部81は、磁気検出器91の距離信号の距離Ｅ₁から式（６）にて目標操舵角θ₁を演算している。Ｐは、走行速度と操舵応答性により設定される値である。
【００３７】
θ₁＝ｔａｎ^-1Ｅ₁／Ｐ・・・（６）
同様に目標操舵角発生部86は、選択した距離Ｅ₂から式（７）にて目標操舵角θ₂を演算している。
【００３８】
θ₂＝ｔａｎ^-1Ｅ₂／Ｐ・・・（７）
実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、走行本体１を走行右方向Ａまたは走行左方向Ｂに走行させる際、左右の各ブロックのタイヤ５は独立してガイドテープ31に追随する。よって、走行本体１のタイヤの向きに関する製造誤差やタイヤ輪重が均一でなく、またコンテナヤードＦの排水性の為に路面に勾配が設けられているとき斜めに走行するという現象を回避でき、走行経路に沿って直進走行させることができ、斜め停止を防止することができる。その結果、走行本体１が斜め走行によりコンテナ30と衝突しないかとの操作員の恐れを解消でき、また斜め停止によりコンテナ30をハンドリングしずらくなるという問題を解消できる。
【００３９】
なお、上記実施の形態１，２では、センサとして磁気検出器を使用することを前提として、帯体の一例として磁石を連ねたガイドテープ31を挙げているが、磁束を発生させるものであればよく、たとえば交流電流を流すケーブルを敷設してもよい。また帯体として、光を反射するテープを使用することができる。このとき、センサとして、前後方向に複数の光電スイッチを並べたものを使用する。
【００４０】
また上記実施の形態１，２では、手動用に操舵角操作レバー75を設け、「手動」が選択されているとき、走行本体１の進行方向の後側のブロックの舵角を０に固定し、操舵角操作レバー75の操作角度に応じて走行本体１の進行方向の前側のブロックの舵角のみを制御しているが、操舵角操作レバー75の操作角度に応じて前側のブロックの舵角を制御するとともに、進行方向の後側のブロックの舵角を前側のブロックの舵角と逆の角度に制御するようにしてもよい。また従来と同様に、駆動輪５Ａ，５Ｂの回転差を与える操作レバー44を設けて、「手動」が選択されているとき、操作レバー44の操作角度に応じて駆動輪５Ａ，５Ｂのそれぞれの回転数指令信号をインバータ41Ａ，41Ｂへ出力し、駆動輪５Ａ，５Ｂの回転差により走行本体１の向きを変えながら走行本体１を走行させるようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、走行本体の斜め走行および斜め停止を防止でき、走行本体が斜め走行によりコンテナと衝突しないかとの操作員の恐れを解消でき、また斜め停止によりコンテナをハンドリングしずらくなるという問題を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における荷役装置のボギー台車の側面図である。
【図２】同荷役装置のボギー台車の操舵部の平面図（図１のＡ−Ａ矢視図）である。
【図３】同荷役装置の走行制御系の操舵制御ブロック図である。
【図４】同荷役装置の走行制御系の制御構成図である。
【図５】同荷役装置の走行制御の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２における荷役装置の走行制御の説明図である。
【図７】従来の荷役装置の斜視図である。
【図８】従来の荷役装置の走行制御系の構成図である。
【図９】従来の荷役装置の走行制御の説明図である。
【符号の説明】
１走行本体
２シルビーム
５タイヤ
５Ａ，５Ｂ駆動輪
６ボギー台車
７Ａ，７Ｂ走行モータ
11 クラブ
12 運転室
15 吊り装置
20 スプレッダ装置
30 コンテナ
31 ガイドテープ（帯体）
41Ａ，41Ｂインバータ
42 コントローラ
43 速度レバー
51 軸受
52 サポート部材
53 軸受
54 ボギー台車本体
55 軸受
56，57 水平部材
58 油圧シリンダ
59 ロッド
60 連結部材
61 被検出体
62 操舵角センサ
65 電磁比例流量調整弁
71，73 センサ台車
72，74 磁気検出器
75 操舵用操作レバー
Ａ走行右方向
Ｂ走行左方向
Ｃ前方向
Ｄ後方向
Ｆコンテナヤード

Claims

前後左右の車輪により支持され、左右方向へ走行自在な走行本体に、前後方向に移動自在なクラブを設け、このクラブに昇降自在に吊り下げられ、コンテナを連結するスプレッダ装置を備えた荷役装置であって、
前記走行本体の左右方向の走行経路に沿って、路面に走行本体を案内する帯体を敷設し、
前記帯体が敷設された側の左右の車輪にそれぞれ、前記帯体と走行本体との前後方向の距離を検出するセンサを設け、
前記各車輪毎に、車輪の向きを変える操舵手段を設け、
前記車輪を左右のブロックに分け、前記各センサにより検出された前記距離からそれぞれ、前記左右の各ブロックの車輪の操舵角の目標値を求め、これら左右の各ブロックの目標値に基づく前記操舵手段の駆動により、各ブロックの車輪の向きを同一角度に操舵可能な構成としたこと
を特徴とする荷役装置。
前記各車輪毎に、前記操舵手段により回転された車輪の操舵角を検出する操舵角検出手段を設け、
前記求めた操舵角の目標値と各前記操舵角検出手段により検出された操舵角を比較して各操舵手段を制御すること
を特徴とする請求項１記載の荷役装置。