JP4585303B2 - ヤードクレーン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、港湾にて、箱型形状のコンテナが多数載置されるコンテナヤードにて前記コンテナを搬送するヤードクレーンの制御装置に関する。

港湾等のコンテナヤードでは、クレーンによって船舶あるいはトレーラへのコンテナの積み込み及び船舶あるいはトレーラからのコンテナの積み降ろし等の荷役作業が行われている。
この荷役作業に用いられるクレーンとして、図３に示すものを例にとって説明する。
図３において符号１０は、吊荷であるコンテナＣを、目標コンテナへ段積みさせるヤードクレーン（以下クレーンと称す）である。
このクレーン１０は、コンテナを段積みするタイヤ式橋形クレーンであり、タイヤ９を備えたタイヤ式走行装置１１によって無軌道面上を走行する門形のクレーン走行機体１０ａを有している。タイヤ式走行装置１１は、クレーン１０の前後両側に設けられており、後述のレーン内を移動する走行と、レーン間を移動する横行走行とが可能である。

クレーン走行機体１０ａの水平な上部梁１２には、この上部梁１２に沿って水平方向に移動する横行トロリ１３が設けられている。横行トロリ１３には巻上装置１４が搭載されており、巻上装置１４が巻き上げ、繰り出しを行う吊ロープ１５によってコンテナ用の吊具（スプレッダ）１６が吊り下げられている。吊具１６は吊荷であるコンテナＣを係脱可能に保持することができるようになっている。
また、クレーン走行機体１０ａには、前記ヤードクレーン１０の走行制御を行う走行制御部１７が設けられている。

図４に示したものは、コンテナＣを把持するためにスプレッダ１６に設けられたロックピン装置２０である。ロックピン装置２０は、スプレッダ１６の隅部に上下方向の移動が拘束され、回転が自由となるように垂設されたロックピン２１と、このロックピン２１と対向してコンテナＣの隅部に設置され、ロックピン２１の先端部２１ａが挿入されるロック部２２と、ロックピン２１を回転させる回転機構２５などより構成されている。

ロック部２２には、細長のピン孔２２ａが開口されており、スプレッダ１６を降下させてロックピン先端部２１ａをこのピン孔２２ａ内に挿入した後、不図示の油圧シリンダを駆動して回転機構２５を作動し、回転機構２５と接続されたアーム２４を介してロックピン２１を回転させることにより、ロックピン２１を介してコンテナＣをスプレッダ１６にロックし、あるいはこのロックを解除するようになっている。また、スプレッダ１６の隅部には、ロックピン２１のロック状態を確認するための着床検出装置が設置されている。

図５に示すように、着床検出装置２３は、ロックピン２１に近接設置され、スプレッダ１６の底部１６ａに開口された通孔１６ｂ内を上下動する検出ロッド２８と、この検出ロッド２８の動きを検出するリミットスイッチ（着床検出手段）２７より構成されている。
検出ロッド２８は、バネ２８ｃによって、先端部２８ｂが通常時（無負荷状態時）は、スプレッダ底面より突出しており、スプレッダ１６を降下してコンテナＣ上面に近づけ、接触させると検出ロッド２８が押し上げられ、この動きをリミットスイッチ２７で検出して着床を確認した後、ロックピン２１がロックされるようになっている。

図６は、このようなクレーンが用いられているコンテナヤードである。コンテナヤードには複数のレーン１８が設けられており、一つのレーン１８に一台以上のクレーン１０が設置されている。クレーン１０は各レーン１８内で移動することで、コンテナヤード上の任意のコンテナＣを車両１９に積み、または、車両１９からコンテナヤード上にコンテナＣを積み降ろす。
実開平５−４０８１３号公報 特開平１１−１５７４８５号公報

コンテナヤードでは、水はけのために、コンテナＣが段積される蔵置部（レーン１８の幅方向の中間部領域）、クレーン走行部（レーン１８において蔵置部の幅方向の両側に設けられた領域）などに傾斜を設けている。この傾斜は位置毎でばらつきがあったり、コンテナヤードの施工後に不等沈下などが生じることで変動したりする。
例えば、図７のように蔵置部１８ａが横行方向（図７の左右方向）に傾斜していると、スプレッダ１６が把持するコンテナＣと蔵置部１８ａに段積されているコンテナＣ’とが平行とならないため、把持したコンテナＣを蔵置部１８ａのコンテナＣ’に着床させるときにコンテナＣの一部が先に着床し、回転が発生する場合があった。
また、図８に示したように蔵置部１８ａが走行方向に傾斜している場合、同様のコンテナの回転が発生するほか、走行方向（図８の左右方向）の傾斜量が大きくなると、段積高さが高くなるにしたがって最上段のコンテナ位置が走行方向にずれる（図の符号ｄ１参照）。すなわち段積してゆくにしたがってクレーン走行位置を微調整しなければならなくなり、荷役効率に悪影響を及ぼす。
さらにまた、図９に示したように、蔵置部１８ａ、１８ａの傾斜が不均一であると、コンテナの段積数を増したときに隣り合ったコンテナ間の隙間ｄ２が本来スプレッダ１６の動作のために確保されるべき所定量（４００ｍｍ）以下となり、隙間ｄ２にスプレッダ１６を挿入しにくくなって荷役が困難となる。
このような理由により、手動運転でコンテナＣを着床させるためには熟練した技術を要し、自動運転でコンテナＣを着床させるためには傾斜量が大きくなった場合の対応が困難であるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、ヤードの傾斜を自動的に検出してコンテナを正確に段積することができるヤードクレーン制御装置を提供することを目的とする。

本発明においては上記の課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に記載の発明は、コンテナヤード内でコンテナをスプレッダによって吊り下げて搬送するヤードクレーンの制御装置において、前記スプレッダに設けられて該スプレッダの前記ヤードクレーンの走行方向および該走行方向に直交する横行方向の傾斜を検出する傾斜計と、前記コンテナに対する前記スプレッダの着床状態を検出する着床検出手段と、該着床検出手段により前記スプレッダが前記コンテナに着床したときの前記傾斜計の検出結果を、前記コンテナが蔵置された前記コンテナヤードの蔵置部の位置と対応付けて蓄積する傾斜データ蓄積手段とを備えたことを特徴とする。

本発明においては、ヤードクレーン自体の傾斜とは異なる場合もあるコンテナヤードの蔵置部各位置における傾斜を検出可能となる。蓄積された傾斜データ（傾斜量及び傾斜方向のデータ）は、コンテナ搬送時の手動または自動制御において用いられ、正確なコンテナの搬送を実現する。またデータを逐次更新することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のヤードクレーン制御装置において、前記傾斜データ蓄積手段に蓄積された傾斜データに基づき、コンテナ段積先の蔵置部と平行となるように前記スプレッダのトリムあるいはリストを制御する中央制御手段を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、段積するコンテナヤードの蔵置部の傾斜に応じて、制御部がスプレッダのトリムあるいはリストを制御して段積するコンテナが段積先の蔵置部と平行となるように制御する。したがって、段積するコンテナ全体をほぼ同時に着地させて、コンテナの回転を防ぐことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のヤードクレーン制御装置において、前記傾斜データ蓄積手段に蓄積された傾斜データに基づき、コンテナ段積先の蔵置部の最上段のコンテナの走行方向位置を算出してヤードクレーンの走行方向位置を補正する中央制御手段を備えたことを特徴とする。

走行方向に傾斜したヤード上にコンテナを段積すると、段積高さが高くなるにしたがって最上段のコンテナ位置が走行方向にずれる。本発明においては、制御部は傾斜データに基づいてずれを算出して走行量を補正することにより、コンテナ蔵置位置精度を向上させることができる。段積数は中央制御手段により管理しておけばよい。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のヤードクレーン制御装置において、前記傾斜データ蓄積手段に蓄積された傾斜データに基づき、コンテナ段積先のコンテナと隣り合ったコンテナとの隙間幅を算出する中央制御手段を備えたことを特徴とする。

蔵置部の傾斜が不均一であると、コンテナの段積数を増したときに隣り合ったコンテナ間の隙間が所定以下となる。本発明では、隣り合ったコンテナ間の隙間減少を制御部が算出し、これに基づいて段積数を制限したり警報を発したりすることができ、コンテナ衝突の危険回避に役立つ。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載のヤードクレーン制御装置において、前記中央制御手段に複数の前記ヤードクレーンから前記傾斜計の検出結果が送られるとともに、前記複数のヤードクレーンが前記中央制御手段によって制御されることを特徴とする。

本発明によれば、コンテナヤード全体の蔵置部各位置の傾斜が中央制御手段により一元管理され、また、各クレーンも中央制御手段により一括して制御される。

本発明においては以下の効果を得ることができる。
コンテナヤードの傾斜を自動的に検出してデータベースとして蓄積・更新することで、人手による傾斜の計測を不要とすることができる。そして該データベースに基づいてスプレッダを正確に制御してコンテナを段積することができるようになり、また、クレーンの位置を自動的に補正することができるようになり、荷役効率を向上させることができる。

次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は本実施形態に係るヤードクレーン制御装置のブロック図である。なお、本実施形態におけるヤードクレーン４０の概略構成は前記従来のクレーン１０と同様であり、同一の構成については同一の符号を用いてその説明を省略する。
図１において、符号４１で示す部材はスプレッダ１６に固定された傾斜計である。傾斜計４１はスプレッダ１６の傾斜（傾斜量および傾斜方向）を検出するものであって、液面式、重力式のものを採用することができる。
図１において符号４２で示す部材はタイヤ９の横行量を検出する横行エンコーダ、符号４３で示す部材はコンテナヤードにおけるクレーンの位置をＧＰＳ（全地球測位システム）衛星の電波を用いて検出するＧＰＳ装置である。また、符号５０で示す部材はコンテナヤード側の中央コンピュータ（中央制御手段）である。符号４５、４６で示す部材はクレーンとコンテナヤード側の中央コンピュータ５０とがデータを送受信するための無線装置である。中央コンピュータ５０はコンテナヤードの傾斜データを蓄積するデータベース（傾斜データ蓄積手段）５１にアクセスする構成となっている。また中央コンピュータ５０は、無線装置４５，４６を介して複数の走行制御装置１７を制御することで、コンテナヤードに複数設けられたクレーン４０の走行を行う。また蔵置部の各位置におけるコンテナ段積数の管理を行う。

以上のように構成されたヤードクレーン制御装置では、コンテナＣにスプレッダ１６を着床させる際に、リミットスイッチ２７がＯＮとなったとき（すなわちスプレッダ１６がコンテナＣに着床したとき）の傾斜計４１の出力、横行エンコーダ４２により検出されたヤードクレーン４０の横行位置、および、ＧＰＳ装置４３により検出されたヤードクレーン４０の走行位置が、無線装置４５，４６を介して中央コンピュータ５０に入力される。図２に示したように、蔵置部１８ａに段積されたコンテナＣを把持するスプレッダ１６がコンテナＣに着床したタイミングでは、スプレッダ１６の傾斜は、コンテナＣが段積されている蔵置部１８ａの傾斜に等しい。すなわちスプレッダ１６がコンテナＣに着床してリミットスイッチ２７がＯＮとなったタイミングで、傾斜計４１によって検出された傾斜は、蔵置部１８ａの傾斜とみなすことができる。
中央コンピュータ５０では、データベース５１に前記傾斜を蔵置位置の座標と対応させて保存する。これを繰り返すことにより、コンテナヤードの蔵置部各位置における傾斜量を示したデータベースが蓄積、更新される。

データベース５１は以下のように使用される。
データベース５１は、蔵置部１８ａの傾斜やクレーン走行部１８ｂの傾斜に応じた、トリム（走行方向のスプレッダの傾き）、リスト（横行方向のスプレッダの傾き）の自動調整機能に用いられる。すなわち中央コンピュータ５０は、データベース５１から当該位置の傾斜データを読み込み、把持したコンテナＣと蔵置部１８ａに段積されたコンテナとが平行となるように無線装置４５，４６を介してスプレッダ１６の左右の吊り量を調整しつつ把持したコンテナＣを着床させる。したがってコンテナ着床時のコンテナＣの回転を防ぐことができる。

また、このヤードクレーン制御装置に、蔵置部１８ａやクレーン走行部１８ｂの傾斜と段積高さに応じたクレーン走行停止位置補正機能を付加することで、蔵置部１８ａやクレーン走行部１８ｂの走行方向の傾斜による、走行方向のコンテナ位置ずれを補正することができる。
前記のように、走行方向に傾斜した蔵置部１８ａ上にコンテナを段積すると、段積高さが高くなるにしたがって最上段のコンテナ位置が走行方向にずれる（図８参照）。本実施形態のヤードクレーン制御装置では、中央コンピュータ５０は傾斜データに基づいてずれを算出して走行量を補正することにより、コンテナ蔵置位置精度を向上させることができる。

また、蔵置部での傾斜が不均一であると、コンテナの段積数を増したときに隣り合ったコンテナ間の隙間が所定値以下となる（図９参照）。本実施形態では、隣り合ったコンテナ間の隙間減少を中央コンピュータ５０が算出し、この情報に基づいてヤードクレーン４０による段積数を制限することで、コンテナ間の隙間が所定値以下となることを防止できる。したがってコンテナが蔵置できなくなることを防止できる。またコンテナ間の隙間が所定値よりも狭い場合には中央コンピュータ５０が警報を出すようにしてもよい。これによりコンテナ衝突の危険回避に役立つ。

また、このヤードクレーン制御装置では、蔵置部１８ａの傾斜の大幅変動を自動で検出することができる。そして、傾斜が大幅に変動する位置には、できるだけコンテナを置かないような運用回避対策を講じることができる。また、蔵置部１８ａの傾斜量が適正値を超えている場合はコンテナヤードの補修が必要と判定することができる。したがってコンテナヤードを適正状態に保つことができる。

以上のように、本実施形態のヤードクレーン制御装置においては、コンテナヤードの傾斜を自動的に検出してデータベースとして蓄積し、また、傾斜の変動を自動的に更新することができる。したがって人手による傾斜の計測を不要とすることができる。
そして該データベースに基づいてスプレッダ１６を正確に制御してコンテナを段積することができるようになり、また、走行方向のずれを自動的に補正することができるようになり、荷役効率を向上させることができる。

本実施形態に係るヤードクレーン制御装置のブロック図である。 コンテナ着床時のスプレッダの傾斜を示した図である。 ヤードクレーンの斜視図である。 スプレッダに設けられたロックピン装置を示した縦断面図である。 同ロックピン装置のリミットスイッチを示した縦断面図である。 コンテナヤードの全体を示した斜視図である。 蔵置部の横行方向における傾斜を示した図である。 蔵置部の走行方向における傾斜を示した図である。 蔵置部における不均一な傾斜を示した図である。

符号の説明

１６ スプレッダ
２７ リミットスイッチ（着床検出手段）
４０ ヤードクレーン
４１ 傾斜計
５０ 中央コンピュータ（中央制御手段）
５１ データベース（傾斜データ蓄積手段）

Claims (5)

1. コンテナヤード内でコンテナをスプレッダによって吊り下げて搬送するヤードクレーンの制御装置において、
   前記スプレッダに設けられて該スプレッダの前記ヤードクレーンの走行方向および該走行方向に直交する横行方向の傾斜を検出する傾斜計と、
   前記コンテナに対する前記スプレッダの着床状態を検出する着床検出手段と、
   該着床検出手段により前記スプレッダが前記コンテナに着床したときの前記傾斜計の検出結果を、前記コンテナが蔵置された前記コンテナヤードの蔵置部の位置と対応付けて蓄積する傾斜データ蓄積手段とを備えたことを特徴とするヤードクレーン制御装置。
2. 前記傾斜データ蓄積手段に蓄積された傾斜データに基づき、コンテナ段積先の蔵置部と平行となるように前記スプレッダのトリムあるいはリストを制御する中央制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のヤードクレーン制御装置。
3. 前記傾斜データ蓄積手段に蓄積された傾斜データに基づき、コンテナ段積先の蔵置部の最上段のコンテナの走行方向位置を算出して前記ヤードクレーンの走行方向位置を補正する中央制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のヤードクレーン制御装置。
4. 前記傾斜データ蓄積手段に蓄積された傾斜データに基づき、コンテナ段積先のコンテナと隣り合ったコンテナとの隙間幅を算出する中央制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のヤードクレーン制御装置。
5. 前記中央制御手段に複数の前記ヤードクレーンから前記傾斜計の検出結果が送られるとともに、前記複数のヤードクレーンが前記中央制御手段によって制御されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のヤードクレーン制御装置。

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