JP6981599B2 - 岸壁クレーン及び岸壁クレーンのモータ容量の決定方法 - Google Patents

Description

本発明は岸壁クレーン及び岸壁クレーンのモータ容量の決定方法に関し、詳しくは合計４つのモータによって海側ドラム及び陸側ドラムを駆動する岸壁クレーン及びこの岸壁クレーンのモータ容量の決定方法に関する。

従来、バラ物を扱う港湾において、岸壁クレーンの一種であるアンローダが使用されている（例えば特許文献１参照）。このアンローダは、海側に配置された２つの海側ドラムと、陸側に配置された２つの陸側ドラムとの合計４つのドラムを備えている。また、この岸壁クレーンは、２つの海側ドラムをそれぞれ駆動する２つのモータと、２つの陸側ドラムをそれぞれ駆動する２つのモータとの合計４つのモータを備えている。

また、このアンローダは、桁と、桁の上に横行可能に配置されたトロリと、トロリの下に配置された吊具とを備えるとともに、２つの海側ドラムから桁の海側の端部及びトロリを経由して吊具にそれぞれ接続された２本の海側ワイヤと、２つの陸側ドラムから桁の陸側の端部及びトロリを経由して吊具にそれぞれ接続された２本の陸側ワイヤと、を備えている。

特開２０１４−１８９３８９号公報

上述した岸壁クレーンにおいて、４つのモータの定格容量（ｋｗ：以下、容量と称する）は全て同じ値であった。仮にトロリ及び吊具の動作に支障が生じることを防止しつつ、４つのモータの合計容量を小さくすることができれば、岸壁クレーンのコストを全体的に低減することができるとともに、モータ重量を低減することができるが、これまでこのような岸壁クレーンは開発されていなかった。

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、トロリ及び吊具の動作に支障が生じることを防止しつつ、４つのモータの合計容量を小さくして、コストの低減とモータ重量の低減を図ることができる岸壁クレーン及び岸壁クレーンのモータ容量の決定方法を提供することである。

上記の目的を達成する第一の本発明の岸壁クレーンは、海側に配置された２つの海側ドラムと、陸側に配置された２つの陸側ドラムと、２つの前記海側ドラムをそれぞれ駆動する２つの海側モータと、２つの前記陸側ドラムをそれぞれ駆動する２つの陸側モータと、桁の上に横行可能に配置されたトロリと、前記トロリの下に配置された吊具と、２つの前記海側ドラムから前記桁の海側の端部及び前記トロリを経由して前記吊具にそれぞれ接続された２本の海側ワイヤと、２つの前記陸側ドラムから前記桁の陸側の端部及び前記トロリを経由して前記吊具にそれぞれ接続された２本の陸側ワイヤと、を備える岸壁クレーンにおいて、２つの前記海側モータの各容量が２つの前記陸側モータの各容量よりも小さく設定されていて、且つ２つの前記陸側モータの各容量が予め設定された基準モータ容量の１００％以上１２０％以下に設定されていることを特徴とする。

上記の目的を達成する第二の本発明の岸壁クレーンは、海側に配置され海側開閉ワイヤを巻装される海側開閉ドラムと、陸側に配置され陸側開閉ワイヤを巻装される陸側開閉ドラムと、海側に配置され海側支持ワイヤを巻装される海側支持ドラムと、陸側に配置され陸側支持ワイヤを巻装される陸側支持ドラムと、前記海側開閉ドラムおよび前記陸側開閉ドラムをそれぞれ駆動する二つの開閉モータと、前記海側支持ドラムおよび前記陸側支持ドラムをそれぞれ駆動する二つの支持モータと、桁に沿って横行可能に配置されたトロリと、このトロリの下方に配置されたグラブバケットで構成された吊具とを備えていて、前記グラブバケットが前記海側開閉ワイヤと前記陸側開閉ワイヤとを連結される開閉部と、前記海側支持ワイヤと前記陸側支持ワイヤとを連結される支持部とを備える岸壁クレーンにおいて、二つの前記支持モータの各容量が二つの前記開閉モータの各容量よりも小さく設定されていて、且つ二つの前記開閉モータの各容量が予め設定された基準モータ容量の１００％以上１２０％以下に設定されていることを特徴とする。

本発明の岸壁クレーンのモータ容量の決定方法は、海側に配置された２つの海側ドラムと、陸側に配置された２つの陸側ドラムと、２つの前記海側ドラムをそれぞれ駆動する２つの海側モータと、２つの前記陸側ドラムをそれぞれ駆動する２つの陸側モータと、桁の上に横行可能に配置されたトロリと、前記トロリの下に配置された吊具と、２つの前記海側ドラムから前記桁の海側の端部及び前記トロリを経由して前記吊具にそれぞれ接続された２本の海側ワイヤと、２つの前記陸側ドラムから前記桁の陸側の端部及び前記トロリを経由して前記吊具にそれぞれ接続された２本の陸側ワイヤと、を備える岸壁クレーンのモータ容量の決定方法であって、２つの前記海側モータの各容量が２つの前記陸側モータの各容量よりも小さくなる範囲で、前記吊具が巻き上げられながら陸側に横行する際の前記吊具の巻き上げ速度と横行速度との比率に基づいて、２つの前記海側モータの各容量と２つの前記陸側モータの各容量との比率を決定することを特徴とする。

本発明によれば、トロリ及び吊具の動作に支障が生じることを防止しつつ、４つのモータの合計容量を小さくすることができるので、岸壁クレーンのコスト低減を図ることができるとともにモータ重量の低減を図ることができる。

２つの海側モータの各容量を２つの陸側モータの各容量の３０％以上７０％以下に設定することができる。一方の海側モータの容量を他方の海側モータの容量に対して８０％以上１２０％以下に設定することができる。一方の陸側モータの容量を他方の陸側モータの容量に対して８０％以上１２０％以下に設定することができる。

本発明の岸壁クレーンのモータ容量の決定方法によれば、岸壁クレーンの実際の使用条件に基づいてモータ容量を決定することができるので、実用に際して過不足のない適切なモータ容量を備えた岸壁クレーンを提供することができる。

本発明の岸壁クレーンを例示する説明図である。 図１の岸壁クレーンのトロリと吊具を駆動させる機構を例示する説明図である。 図２のトロリの横行時の状態を例示する説明図である。 図２の吊具の巻き上げ時の状態を例示する説明図である。 図２の吊具の閉止動作時の状態を例示する説明図である。 吊具の移動経路を例示する説明図である。 ワイヤを巻き取る速度と吊具の速度との関係を例示する説明図である。 図６の吊具の移動経路における各モータの出力を例示する表である。

以下、本発明の実施形態に係る岸壁クレーン１及び岸壁クレーン１のモータ容量の決定方法について、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、主にバラ物を船（ばら積み船２０）から降ろす際に用いられる岸壁クレーンであり、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連結されたブーム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に沿って陸側または海側に横行可能に配置されたトロリ７を備えるとともに、トロリ７の下方に昇降可能に吊り下げられた吊具８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、グラブバケットを用いる。

岸壁クレーン１の脚構造物３には機械室１０が設置されていて、この機械室１０には後述するモータにより個別に駆動される四つのドラムが設置されている。図２に例示するようにこの４つのドラムは、陸側に配置される陸側支持ドラムＤ１および陸側開閉ドラムＤ３と、海側に配置される海側支持ドラムＤ２および海側開閉ドラムＤ４からなる。

陸側支持ドラムＤ１および陸側開閉ドラムＤ３を総称して陸側ドラムＤ１、Ｄ３ということがある。海側支持ドラムＤ２および海側開閉ドラムＤ４を総称して海側ドラムＤ２、Ｄ４ということがある。また陸側支持ドラムＤ１および海側支持ドラムＤ２を総称して支持ドラムＤ１、Ｄ２ということがある。陸側開閉ドラムＤ３および海側開閉ドラムＤ４を総称して開閉ドラムＤ３、Ｄ４ということがある。

それぞれのドラムＤ１〜Ｄ４には、ドラムを回転させためにそれぞれモータＭ１〜Ｍ４が設置されている。陸側支持モータＭ１は陸側支持ドラムＤ１を駆動（具体的には回転）させ、海側支持モータＭ２は海側支持ドラムＤ２を駆動させる。また陸側開閉モータＭ３は陸側開閉ドラムＤ３を駆動させ、海側開閉モータＭ４は海側開閉ドラムＤ４を駆動させる。

陸側支持モータＭ１および陸側開閉モータＭ３を総称して陸側モータＭ１、Ｍ３ということがある。海側支持モータＭ２および海側開閉モータＭ４を総称して海側モータＭ２、Ｍ４ということがある。また陸側支持モータＭ１および海側支持モータＭ２を総称して支持モータＭ１、Ｍ２ということがある。陸側開閉モータＭ３および海側開閉モータＭ４を総称して開閉モータＭ３、Ｍ４ということがある。

陸側支持ドラムＤ１に巻かれた陸側陸側支持ワイヤＷ１と陸側開閉ドラムＤ３に巻かれた陸側陸側開閉ワイヤ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を介してグラブバケット８（吊具）を吊り下げる。また、海側支持ドラムＤ２に巻かれた海側支持ワイヤＷ２と、海側開閉ドラムＤ４に巻かれた海側開閉ワイヤ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を介してグラブバケット８を吊り下げる。

すなわち、海側支持ワイヤＷ２及び海側開閉ワイヤＷ４は、２つの海側ドラムＤ２、Ｄ
４から桁６の海側の端部及びトロリ７を経由してグラブバケット８にそれぞれ接続された２本の海側ワイヤＷ２、Ｗ４に相当する。また、陸側陸側支持ワイヤＷ１及び陸側陸側開閉ワイヤＷ３は、２つの陸側ドラムＤ１、Ｄ３から桁６の陸側の端部及びトロリ７を経由してグラブバケット８にそれぞれ接続された２本の陸側ワイヤＷ１、Ｗ３に相当する。

吊具８がグラブバケットで構成される場合は、グラブバケットは陸側開閉ワイヤＷ３と海側開閉ワイヤＷ４（以下、総称する場合は開閉ワイヤＷ３、Ｗ４ということがある）とを連結される開閉部と、陸側支持ワイヤＷ１と海側支持ワイヤＷ２（以下、総称する場合は支持ワイヤＷ１、Ｗ２ということがある９とを連結される支持部とを備えている。

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、例えばクレーンオペレータの操作による指令に基づいて、モータＭ１〜Ｍ４の回転速度を制御することにより、陸側支持ドラムＤ１、海側支持ドラムＤ２、陸側開閉ドラムＤ３及び海側開閉ドラムＤ４の回転を制御して、桁６上でのトロリ７の横行動作、吊具８の昇降動作（巻き上げ及び巻き下げ動作）、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ＣＰＵ１２と、ＣＰＵ１２の動作に必要なプログラムや各種データ等の情報を記憶する記憶部としての機能を有するＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４等とを備えるマイクロコンピュータによって構成されている。

続いて岸壁クレーン１の一般的な動作について説明する。図１に示すように、ばら積み船２０から運搬物２１を荷役する場合は、トロリ７をばら積み船２０上に位置させて、吊具８で運搬物２１を掴む。そして、トロリ７をホッパー９上に移動させるとともに、吊具８を開いて運搬物２１を、運搬物受取装置としてのホッパー９に落下させる。

トロリ７を海側から陸側に横行させる場合は、図３に示すように、陸側支持ドラムＤ１、海側支持ドラムＤ２、陸側開閉ドラムＤ３及び海側開閉ドラムＤ４を同じ方向（図中の右回り）に回転させて、陸端側の陸側支持ワイヤＷ１と陸側開閉ワイヤＷ３を巻き上げ、海端側の海側支持ワイヤＷ２と海側開閉ワイヤＷ４を繰り出す。反対に、トロリ７を陸端側から海端側に横行させる場合は、陸側支持ドラムＤ１、海側支持ドラムＤ２、陸側開閉ドラムＤ３及び海側開閉ドラムＤ４を同じ方向（図中の左回り）に回転させて、陸端側の陸側支持ワイヤＷ１と陸側開閉ワイヤＷ３を繰り出し、海端側の海側支持ワイヤＷ２と海側開閉ワイヤＷ４を巻き上げる。

吊具８を上昇させる場合は、図４に示すように、陸端側の陸側支持ドラムＤ１と陸側開閉ドラムＤ３を図中の右回りに回転させ、海端側の海側支持ドラムＤ２と海側開閉ドラムＤ４をこれとは反対方向（図中の左回り）に回転させて、各ワイヤＷ１〜Ｗ４を巻き上げる。反対に、吊具８を下降させる場合は、陸端側の陸側支持ドラムＤ１と陸側開閉ドラムＤ３を図中の左回りに回転させ、海端側の海側支持ドラムＤ２と海側開閉ドラムＤ４をこれとは反対方向（図中の右回り）に回転させて、各ワイヤＷ１〜Ｗ４を繰り出す（すなわち巻き下げる）。

吊具８を閉じる場合は、図５に示すように、陸側開閉ドラムＤ３を図中の右回りに回転させ、海側開閉ドラムＤ４をこれとは反対方向に回転させて、陸側開閉ワイヤＷ３及び海側開閉ワイヤＷ４を巻き上げる。反対に、吊具８を開く場合は、陸側開閉ドラムＤ３を図中の左回りに回転させ、海側開閉ドラムＤ４をこれとは反対方向に回転させて、陸側開閉ワイヤＷ３及び海側開閉ワイヤＷ４を繰り出す（すなわち巻き下げる）。

図６（ａ）に示すように、ばら積み船２０から運搬物２１をホッパー９に荷役する際の動作は、運搬物２１が内部に収容された吊具８（グラブバケット）を閉じる動作（Ａ１動作）と、吊具８をばら積み船２０よりも上方に巻き上げる動作（Ａ２動作）と、吊具８を
巻き上げながら陸側に横行させる動作（Ａ３動作）と、吊具８を陸側に水平方向に横行させてホッパー９上に移動させる動作（Ａ４動作）と、吊具８を開いて運搬物２１をホッパー９に荷役する動作（Ａ５動作）とに分解される。

一方、図６（ｂ）に示すように、吊具８をばら積み船２０に戻す際の動作は、吊具８を海側に水平方向に横行させる動作（Ｂ１動作）と、吊具８を巻き下げながら海側に横行させて、ばら積み船２０の上方に移動させる動作（Ｂ２動作）と、吊具８を巻き下げて、ばら積み船２０の内部に移動させる動作（Ｂ３動作）とに分解される。

図７は、吊具８を巻き上げながら陸側に横行させる動作（Ａ３動作）のときの各種の速度を説明するための模式図である。図７において右方向が陸側に相当し、左方向が海側に相当する。ＶｆはＡ３動作の際の海側ワイヤＷ２、Ｗ４のワイヤ巻き速度であり、海側モータＭ２、Ｍ４の回転速度に比例する。Ｖｒは陸側ワイヤＷ１、Ｗ３のワイヤ巻き速度であり、陸側モータＭ１、Ｍ３の回転速度に比例する。Ｖｈは吊具８の巻き上げ速度（垂直上昇速度）であり、Ｖｔは吊具８の陸側への横行速度である。ここで、ＶｆはＶｈからＶｔを減算した値（Ｖｈ−Ｖｔ）で表すことができ、ＶｒはＶｈにＶｔを加算した値（Ｖｈ＋Ｖｔ）で表すことができる。

モータＭ１〜Ｍ４の出力（ｋｗ）はモータの回転速度とモータのトルク（発生トルク）との積に比例し、モータＭ１〜Ｍ４の容量（定格容量）は岸壁クレーン１の動作に必要な動力を出力できる範囲に設定される。以上のことを前提として、Ａ１動作〜Ａ５動作及びＢ１動作〜Ｂ３動作のそれぞれについて、モータＭ１〜Ｍ４の回転速度及びトルクを計算し、計算された回転速度及びトルクを発生するのに必要なモータＭ１〜モータＭ４の出力（ｋｗ）を計算して相対値（％）で示したものを図８に示す。

なお、図８のトルクの算出に関しては、吊具８で運搬可能な運搬物２１の重量が吊具８の重量（空荷時の重量）と同じであるとの条件の基で、トルクを算出している。つまり吊具８の空荷時の重量を例えば５トンとしたとき、運搬物２１の重量が５トンとなり、最大積載時の吊具８の重量が１０トンとなる。

また図８のＡ３動作におけるモータの回転速度に関しては、吊具８の巻き上げ速度Ｖｈと吊具８の陸側への横行速度Ｖｔとの比率が１：１であることを前提条件として算出している。つまり吊具８が斜め４５度の角度（θ）で上昇しながら陸側へ横行することを前提条件としている。同様に図８のＢ２動作におけるモータの回転速度に関しては、吊具８が斜め４５度の角度（θ）で下降しながら海側へ横行することを前提条件として算出している。

図８から分かるように、Ａ１動作〜Ｂ３動作の全動作の中で、Ａ３動作のときのモータＭ１及びモータＭ３の出力が最も高い値（それぞれ２００％）を示している。これはＡ３動作の際に、陸側モータＭ１、Ｍ３は吊具８の巻き上げ速度Ｖｈと同じ速度で陸側ワイヤＷ１、Ｗ３を巻き取りつつ、吊具８の横行速度Ｖｔと同じ速度で陸側ワイヤＷ１、Ｗ３を巻き取らなければならないためである。これに対して海側モータＭ２、Ｍ４は吊具８の巻き上げ速度Ｖｈと同じ速度で海側ワイヤＷ２、Ｗ４を巻き取りつつ、吊具８の横行速度Ｖｔと同じ速度で海側ワイヤＷ２、Ｗ４を繰り出すことになる。巻き上げ速度Ｖｈと横行速度Ｖｔが等しい速度であることを前提条件としているので、海側モータＭ２、Ｍ４は海側ワイヤＷ２、Ｗ４の巻き取りおよび繰り出しのいずれも行わずに停止した状態となる。

前述したＶｈとＶｔとの比率の条件の基では、２つの海側ドラムＤ２、Ｄ４をそれぞれ駆動する２つの海側モータＭ２、Ｍ４の出力は図８に例示されるように最高でも１００％にしかならず、この値は２つの陸側モータＭ１、Ｍ３の出力の最高値（２００％）の半分
であることが分かる。すなわち、前述した条件の基では、海側モータＭ２、Ｍ４の合計容量を陸側モータＭ１、Ｍ３の合計容量の半分にしても、トロリ７及び吊具８の動作を支障なく行うことができる。

以上の知見を前提として、本実施形態ではモータＭ１〜Ｍ４の容量を次の手法で決定している。

従来の岸壁クレーンでは設計段階において、まず吊具８で吊上げ可能な荷の重量の最大値や、吊具８を上昇させる速度の最大値や、トロリ７を横行させる速度の最大値等が、要求される能力として予め規定されている。この要求される能力から、吊具８の最大積載時の重量と、ワイヤ巻き速度の最大値とを算出し、ここからモータに要求される出力の最大値を算出していた。要求されるモータの出力の最大値から、この出力を実現できるモータ容量を決定していた。このモータ容量を本明細書では以下、基準モータ容量ということがある。

つまり基準モータ容量とは、最大積載時の吊具８を上限速度で上昇させつつ、トロリ７を陸側に上限速度で横行させる際に必要となる動力を出力可能とするモータ容量である。従来は岸壁クレーンに設置される四つのモータの容量を全てこの基準モータ容量に合わせて決定していた。

本発明でも従来と同様に、まず岸壁クレーンに要求される能力から基準モータ容量を算出し、予め設定しておく。次に、陸側モータＭ１、Ｍ３の各容量を、予め設定された基準モータ容量の１００％以上１２０％以下に設定する。望ましくは陸側モータＭ１、Ｍ３の各容量を、基準モータ容量の１００％以上１０５％以下に、さらに望ましくは１００％に設定する。つまり陸側モータＭ１、Ｍ３の各容量は、要求される岸壁クレーン１の能力が同じであれば従来の岸壁クレーンとほぼ同程度のモータ容量に設定される。

次に吊具８を上昇させる速度Ｖｈの最大値と陸側への横行速度Ｖｔの最大値との比率を求める。例えば巻き上げ速度Ｖｈと横行速度Ｖｔとのそれぞれの最大値の比率が１：１である場合、Ａ３動作の際に吊具８は斜め４５度の角度で上昇しつつ陸側に横行することになる。

このとき陸側モータＭ１、Ｍ３のワイヤ巻き速度ＶｒはＶｈ＋Ｖｔで表すことができる。海側モータＭ２、Ｍ４のワイヤ巻き速度ＶｆはＶｈ−Ｖｔで表すことができ、その値はゼロとなる。つまりＡ３動作における海側モータＭ２、Ｍ４の出力はゼロとなる。海側モータＭ２、Ｍ４に要求される最大出力は、最大積載時の吊具８を最大速度で真上に引き上げるＡ２動作のときとなり、海側モータＭ２、Ｍ４のワイヤ巻き速度Ｖｆ=Ｖｈとなる。

以上より陸側モータＭ１、Ｍ３のワイヤ巻き速度Ｖｒの最大値はＶｈ＋Ｖｔであり、海側モータＭ２、Ｍ４のワイヤ巻き速度Ｖｆの最大値はＶｈとなり、その比率は２：１となる。陸側モータＭ１、Ｍ３と海側モータＭ２、Ｍ４との最大出力の比率も２：１となるので、陸側モータＭ１、Ｍ３の各容量と海側モータＭ２、Ｍ４の各容量との比率を２：１とすることができる。つまり海側モータＭ２、Ｍ４の各容量を陸側モータＭ１、Ｍ３の各容量の半分に決定する。

なお、巻き上げ速度Ｖｈおよび横行速度Ｖｔが最大値を超えることを防止するために、リミットスイッチ等の制御装置が実際の岸壁クレーンには設置されている。

岸壁クレーン１の設計段階で要求される巻き上げ速度Ｖｈと横行速度Ｖｔのそれぞれの最大値の比率が１：１．７である場合、Ａ３動作の際に吊具８は斜め約３０度の角度で上
昇しつつ陸側に横行することになる。このとき陸側モータＭ１、Ｍ３のワイヤ巻き速度Ｖｒ＝Ｖｈ＋Ｖｔで表すことができ、海側モータＭ２、Ｍ４のワイヤ巻き速度ＶｆはＶｈ−Ｖｔで表すことができる。

陸側モータＭ１、Ｍ３のワイヤ巻き速度Ｖｒの最大値はＡ３動作時のＶｈ＋Ｖｔであり、海側モータＭ２、Ｍ４のワイヤ巻き速度Ｖｆの最大値はＡ２動作時のＶｈとなり、その比率は２．７：０．７となる。陸側モータＭ１、Ｍ３と海側モータＭ２、Ｍ４との最大出力の比率も２．７：０．７となるので、陸側モータＭ１、Ｍ３の各容量と海側モータＭ２、Ｍ４の各容量との比率を２．７：０．７とすることができる。つまり海側モータＭ２、Ｍ４の各容量を陸側モータＭ１、Ｍ３の約３７％にすることができる。

岸壁クレーン１の大きさやばら積み船２０の大きさや設置されているホッパー９の位置等により、荷役時に吊具８が移動すべきパス（軌跡）が異なる。効率よく吊具８を移動させることができるパスの形状により、岸壁クレーン１の設計段階で要求される巻き上げ速度Ｖｈの最大値と横行速度Ｖｔの最大値は異なる。しかしいずれの場合であっても巻き上げ速度Ｖｈの最大値と横行速度Ｖｔの最大値の比率に応じて、二つの海側モータＭ２、Ｍ４の各容量と、二つの陸側モータＭ１、Ｍ３の各容量との比率を設定することができる。具体的には二つの海側モータＭ２、Ｍ４の各容量を、二つの陸側モータＭ１、Ｍ３の各容量の例えば３０％以上７０％以下の範囲、望ましくは４０％以上６０％で設定することができる。

四つのモータの容量の決定方法は上記に限定されるものではなく、二つの海側モータＭ２、Ｍ４の各容量が二つの陸側モータＭ１、Ｍ３の各容量よりも小さく設定されていればよい。例えば安全率等の係数を予め設定しておき、陸側モータＭ１、Ｍ３のうちいずれか一方の容量にこの係数を乗じて海側モータＭ２、Ｍ４の各容量を決定する構成にしてもよい。

二つの海側モータＭ２、Ｍ４の容量は、一方に対して他方を８０％以上１２０％以下の範囲に設定することができる。望ましくは９０％以上１１０％の範囲に設定し、さらに望ましくは二つの海側モータＭ２、Ｍ４どうしの容量を同一とする。

同様に、二つの陸側モータＭ１、Ｍ３の容量は、一方に対して他方を８０％以上１２０％以下の範囲に設定することができる。望ましくは９０％以上１１０％の範囲に設定し、さらに望ましくは二つの陸側モータＭ１、Ｍ３どうしの容量を同一とする。

海側モータＭ２、Ｍ４どうしまたは陸側モータＭ１、Ｍ３どうしの容量が異なる場合であっても、それぞれの海側モータＭ２、Ｍ４は、それぞれの陸側モータＭ１、Ｍ３に対して例えば３０％以上７０％以下の範囲に容量を設定される。つまり岸壁クレーン１に設置される四つのモータＭ１〜Ｍ４を容量の大きさの順番に並べた場合、容量が最も小さくなるモータとその次に容量の小さいモータが必ず海側モータＭ２、Ｍ４となる。

以上説明した本実施形態に係る岸壁クレーン１によれば、海側モータＭ２，Ｍ４の各容量が陸側モータＭ１、Ｍ３の各容量よりも小さく設定されており、且つ陸側モータＭ１、Ｍ３の各容量が予め設定された基準モータ容量の１００％以上１２０％以下に設定されているので、トロリ７及び吊具８の動作に支障が生じることを防止しつつ、４つのモータＭ１〜Ｍ４の合計容量を小さくすることができる。これにより、モータコストを低減させることができるので、岸壁クレーン１のコストの低減を図ることができる。

バラ荷の比重が比較的大きい場合やバラ荷が粘度の高い泥土状である場合など、グラブバケットを閉じる際の仕事量が非常に大きくなるときがある。この場合は予め設定される
基準モータ容量が比較的大きくなる。

図８に例示するようにグラブバケットを閉じる際のＡ１動作では、開閉モータＭ３、Ｍ４のみが仕事を行ない、支持モータＭ１、Ｍ２は仕事を行なわない。

そのため二つの陸側モータＭ１、Ｍ３の容量が異なる場合は、陸側開閉モータＭ３よりも陸側支持モータＭ１の容量を小さく設定することが望ましい。同様に海側モータＭ２、Ｍ４の容量が異なる場合は、海側開閉モータＭ４よりも海側支持モータＭ２の容量を小さく設定することが望ましい。

つまり岸壁クレーン１に設置される四つのモータＭ１〜Ｍ４の容量を大きさの順番に並べた場合、海側支持ドラムＤ２の海側モータＭ２が最も小さく、海側開閉ドラムＤ４の海側モータＭ４、陸側支持ドラムＤ１の陸側モータＭ１、陸側開閉ドラムＤ３の陸側モータＭ３の順番に容量が大きくなる。

荷役対象とするバラ荷の性状によっては、グラブバケットを閉じる際のＡ１動作における開閉モータＭ３、Ｍ４の出力が最も大きくなることがある。つまり開閉モータＭ３、Ｍ４の出力がＡ３動作のときの出力である２００％を超える可能性がある。

このような場合は第二の本発明の岸壁クレーン１として、二つの支持モータＭ１、Ｍ２の各容量よりも二つの開閉モータＭ３、Ｍ４の各容量を小さく設定して、陸側モータＭ１、Ｍ３どうしおよび海側モータＭ２、Ｍ４どうしの容量を考慮しない構成としてもよい。第二の本発明では二つの支持モータＭ１、Ｍ２の各容量は、二つの開閉モータＭ３、Ｍ４の各容量の例えば３０％以上７０％以下に設定される。

また二つの支持モータＭ１、Ｍ２の容量は、一方に対して他方を８０％以上１２０％以下の範囲に設定することができる。二つの支持モータＭ１、Ｍ２どうしの容量を同一としてもよい。

同様に、二つの開閉モータＭ３、Ｍ４の容量は、一方に対して他方を８０％以上１２０％以下の範囲に設定することができる。二つの開閉モータＭ３、Ｍ４どうしの容量を同一としてもよい。

開閉モータＭ３、Ｍ４に対して支持モータＭ１、Ｍ２の容量を小さく設定することにより、４つのモータＭ１〜Ｍ４の合計容量を小さくすることができる。

第一または第二の本発明の岸壁クレーン１が半自動運転や自動運転により、吊具８の上昇およびトロリ７の横行を制御される場合は、例えばＡ３動作時の吊具８の巻き上げ速度Ｖｈとトロリ７の横行速度Ｖｔとを予め正確に設定しておくことができる。

岸壁クレーン１がオペレータにより操作される場合には、オペレータにより巻き上げ速度Ｖｈと横行速度Ｖｔとを出力させるバランスが異なり、それぞれが最大値となっても荷役可能となるように岸壁クレーン１を設計する。しかし自動運転等の場合は巻き上げ速度Ｖｈと横行速度Ｖｔとを出力させるバランスを予め設定してそのバランスに固定できるので、各モータＭ１〜Ｍ４の容量をさらに小さくするには有利である。

本発明によればモータＭ１〜Ｍ４の合計容量を小さくすることができるので、モータ重量の低減も図ることができる。従来の岸壁クレーンに設置されていた同容量の四つのモータの合計重量は例えば２００ｋｇ〜４００ｋｇ程度であり、相当の重量物であった。本発明の岸壁クレーン１では、モータを小型化してモータの合計重量を低減することができる
ので、岸壁クレーン１全体を軽量化するには有利である。

しかも、これらのモータＭ１〜Ｍ４は、地上高５０ｍ〜８０ｍ程度の高所に設置されているので、モータＭ１〜Ｍ４の合計重量の低減により岸壁クレーン１の安定性を向上するには有利である。またモータＭ１〜Ｍ４を支える他の構造材も軽量化することができる。この点においても、岸壁クレーン１全体の重量を大幅に軽量化することができる。この結果、岸壁クレーン１全体として、多大な軽量化及び低コスト化のメリットが得られる。さらには、岸壁クレーン１の耐震性や、走行時の消費エネルギの低減にも寄与し、当事者にとって極めて大きなメリットが得られる。

さらに本実施形態に係る岸壁クレーン１のモータ容量の決定方法によれば、岸壁クレーン１の実際の使用条件に基づいてモータ容量を決定することができるので、実用に際して過不足のない適切なモータ容量を備えた岸壁クレーン１を提供することができる。

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、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
２ 走行装置
３ 脚構造物
４ ガーダ
５ ブーム
６ 桁
７ トロリ
８ 吊具
９ ホッパー
１０ 機械室
１１ 制御装置
１２ ＣＰＵ
１３ ＲＯＭ
１４ ＲＡＭ
２０ ばら積み船
２１ 運搬物
Ｄ１ 陸側支持ドラム
Ｄ２ 海側支持ドラム
Ｄ３ 陸側開閉ドラム
Ｄ４ 海側開閉ドラム
Ｍ１ 陸側支持モータ
Ｍ２ 海側支持モータ
Ｍ３ 陸側開閉モータ
Ｍ４ 海側開閉モータ
Ｗ１ 陸側支持ワイヤ
Ｗ２ 海側支持ワイヤ
Ｗ３ 陸側開閉ワイヤ
Ｗ４ 海側開閉ワイヤ
Ｐ１〜Ｐ８ 滑車
Ｖｆ （海側）ワイヤ巻き速度
Ｖｒ （陸側）ワイヤ巻き速度
Ｖｈ 巻き上げ速度
Ｖｔ 横行速度

Claims (8)

1. 海側に配置された２つの海側ドラムと、陸側に配置された２つの陸側ドラムと、２つの前記海側ドラムをそれぞれ駆動する２つの海側モータと、２つの前記陸側ドラムをそれぞれ駆動する２つの陸側モータと、桁の上に横行可能に配置されたトロリと、前記トロリの下に配置された吊具と、２つの前記海側ドラムから前記桁の海側の端部及び前記トロリを経由して前記吊具にそれぞれ接続された２本の海側ワイヤと、２つの前記陸側ドラムから前記桁の陸側の端部及び前記トロリを経由して前記吊具にそれぞれ接続された２本の陸側ワイヤと、を備える岸壁クレーンにおいて、
   ２つの前記海側モータの各容量が２つの前記陸側モータの各容量よりも小さく設定されていて、且つ２つの前記陸側モータの各容量が予め設定された基準モータ容量の１００％以上１２０％以下に設定されていることを特徴とする岸壁クレーン。
2. ２つの前記海側モータの各容量が、２つの前記陸側モータの各容量の３０％以上７０％以下に設定されている請求項１に記載の岸壁クレーン。
3. 一方の前記海側モータの容量が他方の前記海側モータの容量に対して８０％以上１２０％以下に設定されている請求項１または２に記載の岸壁クレーン。
4. 一方の前記陸側モータの容量が他方の前記陸側モータの容量に対して８０％以上１２０％以下に設定されている請求項１〜３のいずれかに記載の岸壁クレーン。
5. 海側に配置され海側開閉ワイヤを巻装される海側開閉ドラムと、陸側に配置され陸側開閉ワイヤを巻装される陸側開閉ドラムと、海側に配置され海側支持ワイヤを巻装される海側支持ドラムと、陸側に配置され陸側支持ワイヤを巻装される陸側支持ドラムと、前記海側開閉ドラムおよび前記陸側開閉ドラムをそれぞれ駆動する二つの開閉モータと、前記海側支持ドラムおよび前記陸側支持ドラムをそれぞれ駆動する二つの支持モータと、桁に沿って横行可能に配置されたトロリと、このトロリの下方に配置されたグラブバケットで構成された吊具とを備えていて、
   前記グラブバケットが前記海側開閉ワイヤと前記陸側開閉ワイヤとを連結される開閉部と、前記海側支持ワイヤと前記陸側支持ワイヤとを連結される支持部とを備える岸壁クレーンにおいて、
   二つの前記支持モータの各容量が二つの前記開閉モータの各容量よりも小さく設定されていて、且つ二つの前記開閉モータの各容量が予め設定された基準モータ容量の１００％以上１２０％以下に設定されていることを特徴とする岸壁クレーン。
6. 二つの前記支持モータの各容量が、二つの前記開閉モータの各容量の３０％以上７０％以下に設定されている請求項５に記載の岸壁クレーン。
7. 前記海側支持ドラムを駆動する前記支持モータ、前記海側開閉ドラムを駆動する前記開閉モータ、前記陸側支持ドラムを駆動する前記支持モータ、前記陸側開閉ドラムを駆動する前記開閉モータの順番にモータの容量が大きくなる状態に設定されている請求項５または６に記載の岸壁クレーン。
8. 海側に配置された２つの海側ドラムと、陸側に配置された２つの陸側ドラムと、２つの前記海側ドラムをそれぞれ駆動する２つの海側モータと、２つの前記陸側ドラムをそれぞれ駆動する２つの陸側モータと、桁の上に横行可能に配置されたトロリと、前記トロリの下に配置された吊具と、２つの前記海側ドラムから前記桁の海側の端部及び前記トロリを経由して前記吊具にそれぞれ接続された２本の海側ワイヤと、２つの前記陸側ドラムから前記桁の陸側の端部及び前記トロリを経由して前記吊具にそれぞれ接続された２本の陸側ワイヤと、を備える岸壁クレーンのモータ容量の決定方法であって、
   ２つの前記海側モータの各容量が２つの前記陸側モータの各容量よりも小さくなる範囲で、前記吊具が巻き上げられながら陸側に横行する際の前記吊具の巻き上げ速度と横行速度との比率に基づいて、２つの前記海側モータの各容量と２つの前記陸側モータの各容量との比率を決定することを特徴とする岸壁クレーンのモータ容量の決定方法。

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