JPH09301676A - コンテナクレーンの振れ止め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トロリーの重量を増加することなくスプレッ
ダの振れ止めを行い得るようにしたコンテナクレーンの
振れ止め装置を提供する。 【解決手段】 スプレッダの振れの角度及び角速度を検
出する振れ検出手段１７と、スプレッダを懸吊している
ロープの巻き出し長さを検出するロープ長検出手段２１
と、トロリーの横行位置を検出する位置検出手段２３
と、これらの検出手段１７，２１，２３からの信号１７
ａ，１７ｂ，２１ａ，２３ａ及びオペレータにより設定
されたコンテナの行先番地信号２２ａに基づき加速開始
時に生じたスプレッダの振れが加速完了時に消失し且つ
減速開始時に生じたスプレッダの振れが減速完了時に消
失するよう加速及び減速を二段階で行って目標位置に停
止し得る速度指令２４ａを時々刻々更新しながら出力す
る横行速度制御装置２４とにより、コンテナクレーンの
振れ止め装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンテナクレーン
の振れ止め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は一般的なコンテナクレーンの一例
を示す概略図であり、図中１は岸壁２に繋留されたコン
テナ船を示し、該コンテナ船１上に対しコンテナクレー
ン３によってコンテナ４が荷役されるようになってい
る。

【０００３】図示するコンテナクレーン３においては、
岸壁２に沿って走行可能な脚部５の上方にガーダ６が海
側に張り出して設けられ、このガーダ６上にトロリー７
が横行可能に設けられている。

【０００４】前記トロリー７は、機械室８内の横行ドラ
ム９に対し、ガーダ６の長手方向に張設したロープ（図
示せず）を介して連結されており、前記横行ドラム９の
回転駆動により横行されるようになっている。

【０００５】また、トロリー７には、ロープ１０を介し
てスプレッダ１１が懸吊されており、このスプレッダ１
１は、前記機械室８内の巻上ドラム１２により前記ロー
プ１０を巻き上げたり巻き下げたりすることで昇降され
るようになっている。

【０００６】一般に、コンテナクレーン３を用いて船舶
上にコンテナ４を積荷する場合、トロリー７に懸吊され
たスプレッダ１１でコンテナ４を把持し、この状態でス
プレッダ１１を巻き上げてトロリー７を船上の目標位置
まで横行させ、その後、スプレッダ１１を巻き下げてコ
ンテナ４を船舶上に着床させるという一連の操作が行わ
れる。

【０００７】斯かるコンテナクレーン３においては、コ
ンテナ４の搬送先が予め判っている場合が多いので、コ
ンテナ４の行先番地を設定した上でトロリー７を自動的
に横行させ、スプレッダ１１の昇降だけを運転室１３内
のオペレータにより手動操作させることが可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トロリ
ー７を単純に設定速度まで加速して等速運転に切り替
え、目標位置（コンテナ４の行先番地）で減速して停止
するといった横行速度パターンの自動運転では、コンテ
ナ４を把持してトロリー７に懸吊されているスプレッダ
１１が、加減速時における慣性の作用によって振れを生
じてしまい、荷役作業に支障をきたす虞れがあった。

【０００９】従来、トロリー７の横行時における振れ止
め対策としては、図６に示す如く、スプレッダ１１を懸
吊するロープ１０をトロリー７側で支持するシーブ１４
を、前記トロリー７に対し上端を枢着されて前記ガーダ
６の長手方向に揺動し得るよう対向配置された一対のレ
バー１５の下端に夫々配設し、両レバー１５をモータシ
リンダ１６により前記各シーブ１４が互いに離間するよ
う開くことによって、前記スプレッダ１１を懸吊するロ
ープ１０が谷形を成してスプレッダ１１が振れ難くなる
ようにしてスプレッダ１１の振れ止めを行うようにして
いるが、このような機械式の振れ止め装置を設けた場合
には、トロリー７の重量が増加してコンテナクレーン３
のガーダ６や脚部５の構造、基礎等の剛性を高める必要
が生じ、大幅なコスト増を招いていた。

【００１０】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、トロリーの重量を増加することなくスプレッダの振
れ止めを行い得るようにしたコンテナクレーンの振れ止
め装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、トロリーに懸
吊したスプレッダでコンテナを把持し、該スプレッダを
オペレータの手動操作により巻き上げ下げすると共に、
コンテナの行先番地を設定した上でトロリーを自動的に
横行し、繋留された船舶に対してコンテナの荷役を行う
コンテナクレーンの振れ止め装置であって、前記スプレ
ッダの振れの角度及び角速度を検出する振れ検出手段
と、前記スプレッダを懸吊しているロープの巻き出し長
さを検出するロープ長検出手段と、前記トロリーの横行
位置を検出する位置検出手段と、前記振れ検出手段から
の角度信号及び角速度信号、前記ロープ長検出手段から
のロープ長信号、オペレータにより設定されたコンテナ
の行先番地信号、前記位置検出手段からの横行位置信号
の夫々に基づき、加速開始時に生じたスプレッダの振れ
が加速完了時に消失し且つ減速開始時に生じたスプレッ
ダの振れが減速完了時に消失するよう加速及び減速を二
段階で行って目標位置に停止し得る速度指令を時々刻々
更新しながら出力する横行速度制御装置とを備えたこと
を特徴とするものである。

【００１２】従って本発明では、コンテナクレーンの運
転を行う際に、オペレータがコンテナの行先番地を設定
すると、コンテナの行先番地信号を受けた横行速度制御
装置においてトロリーの目標位置が認識され、更に、振
れ検出手段からの角度信号及び角速度信号、ロープ長検
出手段からのロープ長信号、位置検出手段からの横行位
置信号の夫々に基づき、スプレッダの振れの角度及び角
速度と、スプレッダを懸吊しているロープの巻き出し長
さと、トロリーの横行位置とが前記横行速度制御装置で
認識されて速度指令を作成する演算処理が行われ、これ
によって、加速開始時に生じたスプレッダの振れが加速
完了時に消失し且つ減速開始時に生じたスプレッダの振
れが減速完了時に消失するよう加速及び減速を二段階で
行って目標位置に停止し得る速度指令が時々刻々更新さ
れつつ出力されるので、コンテナを把持したスプレッダ
の振れ止めを行いながらトロリーを自動的に横行させて
目標位置に停止させることが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００１４】図１〜図４は本発明を実施する形態の一例
を示すもので、図５と同一の符号を付した部分は同一物
を表わしている。

【００１５】図１は図２のコンテナクレーン３に適用さ
れる振れ止め装置の一例を示すもので、図中１７はトロ
リー７の振れの角度及び角速度を検出する振れ検出手段
であり、該振れ検出手段１７は、スプレッダ１１に取り
付けたマーカー１８をトロリー７側からカメラ１９で撮
影し且つ該カメラ１９からの映像信号１９ａを画像処理
装置２０で処理することによりスプレッダ１１の振れの
角度及び角速度を検出し得るよう構成されている。

【００１６】２１はスプレッダ１１を懸吊しているロー
プ１０の巻き出し長さを検出するロープ長検出手段であ
り、該ロープ長検出手段２１は、機械室８内の巻上ドラ
ム１２に備えられて該巻上ドラム１２の回転角を検出す
るドラム回転角センサとして構成されており、スプレッ
ダ１１を懸吊しているロープ１０の巻き出し長さを間接
的に検出し得るようになっている。

【００１７】２２は運転室１３内に設けられた操作箱で
あり、オペレータによるキー操作でコンテナ４の行先番
地を設定し得るようになっている。

【００１８】２３はトロリー７の横行位置を検出する位
置検出手段であり、該位置検出手段は、機械室８内の横
行ドラム９に備えられて該横行ドラム９の回転角を検出
するドラム回転角センサとして構成されており、スプレ
ッダ１１を懸吊しているロープ１０の巻き出し長さを間
接的に検出し得るようになっている。

【００１９】また、２４は主として機械室８（一部のユ
ニットは運転室１３に設けても良い）に設けられてトロ
リー７の横行速度を制御する横行速度制御装置を示し、
該横行速度制御装置２４では、前記振れ検出手段１７か
らの角度信号１７ａ及び角速度信号１７ｂ、前記ロープ
長検出手段２１からのロープ長信号２１ａ、トロリー７
の運転室１３でオペレータにより操作箱２２で設定され
たコンテナ４の行先番地信号２２ａ、位置検出手段２３
からの横行位置信号２３ａの夫々に基づいて、加速開始
時に生じたスプレッダ１１の振れが加速完了時に消失し
且つ減速開始時に生じたスプレッダ１１の振れが減速完
了時に消失するよう加速及び減速を二段階で行って目標
位置（コンテナ４の行先番地）に停止し得る速度指令２
４ａを時々刻々更新しながら前記トロリー７のモータ駆
動装置２５に向け出力するようになっており、該モータ
駆動装置２５は、前記横行速度制御装置２４からの速度
指令２４ａに基づいてトロリー７の横行モータ２６（横
行ドラム９を駆動するモータ）を駆動するようになって
いる。

【００２０】図３は横行速度制御装置２４において速度
指令２４ａを作成する為のフローチャートを示し、判断
ブロック２７でオペレータにより目標位置（コンテナ４
の行先番地）が設定されているか否かが判断され、次い
で、判断ブロック２８でオペレータにより操作箱２２の
開始ボタン２９（図１参照）が押されたか否かが判断さ
れた後に、実質的な速度指令２４ａの作成が開始される
ようになっており、先ず機能ブロック３０において、ト
ロリー７を停止状態から所定の設定速度までの中間速度
となるまで最大加速度で加速する速度指令２４ａが作成
される。

【００２１】この時の初期加速に要する加速時間につい
ては、トロリー７を最大加速度で加速して発進した際
に、停止状態から所定の設定速度までの中間速度に到達
するのにかかる時間を算出して求めれば良い。

【００２２】次いで、機能ブロック３１において、前記
中間速度に到達した時点から等速運転に切り替え且つ再
加速するべきタイミングまで等速運転を継続する速度指
令２４ａが作成され、次の機能ブロック３２において
は、設定速度に到達した時にスプレッダ１１の振れが止
まるような加速度で再加速する速度指令２４ａが作成さ
れる。

【００２３】この時の等速運転の継続時間については、
初期加速により後方に振られたスプレッダ１１がトロリ
ー７の後方を前方に向け移動している途中の適宜な振れ
位置、即ち再加速により最も効果的にスプレッダ１１の
振れを減衰し得る振れ位置にスプレッダ１１が戻ってく
る時間を、ある瞬間におけるスプレッダ１１の振れの角
度及び角速度と、スプレッダ１１を懸吊しているロープ
１０の巻き出し長さとに基づく周期計算から算出して求
め、また、この時の再加速における加速度については、
ある瞬間におけるスプレッダ１１の振れの角度及び角速
度と、スプレッダ１１を懸吊しているロープ１０の巻き
出し長さと、想定されるコンテナ４の荷重とに基づき、
コンテナ４を把持しているスプレッダ１１の振れのエネ
ルギーを算出し、加速度がスプレッダ１１及びコンテナ
４に与えるエネルギーの関係式から、前記振れのエネル
ギーをトロリー速度が設定速度に到達した時点で丁度相
殺して消失し得るような加速度を算出して求めれば良
い。

【００２４】従って、実質的には、初期加速が成されて
スプレッダ１１が後方に振られた後に、スプレッダ１１
の振れの角度及び角速度とスプレッダ１１を懸吊してい
るロープ１０の巻き出し長さとが計測されると、これら
に基づいて初期加速後の等速運転から再加速までの横行
速度パターンが一度に決定されることになる。

【００２５】ただし、等速運転の継続時間と再加速の加
速度は、約１００ｍｓｅｃ程度の極めて短い制御周期毎
に算出し直され、その都度、初期加速後の等速運転から
再加速までの横行速度パターンが更新されて速度指令２
４ａとして出力されることは勿論である。

【００２６】次いで、機能ブロック３３において、設定
速度に到達した時点から等速運転に切り替え且つ目標位
置で停止する為の減速開始位置まで等速運転を継続する
速度指令が作成され、機能ブロック３４において、トロ
リー７を設定速度から停止までの中間速度となるまで最
大減速度で減速する速度指令が作成される。

【００２７】この時の等速運転の継続時間については、
等速運転中における風等の外乱による振れの発生や、ス
プレッダ１１を懸吊しているロープ１０の巻き出し長さ
の変化を監視しながら、後に行われる初期減速により生
じるであろうスプレッダ１１の振れを予測し、この予測
されたスプレッダ１１の振れについて後述する二段階の
減速を行った際にトロリー７が移動すると想定される距
離を算出し、これをトロリー７の横行の目標位置（コン
テナ４の行先番地）から逆算して減速開始位置を決定
し、この減速開始位置に到達するのに要する時間を現在
のトロリー７の横行位置に基づき算出して求めれば良
い。

【００２８】また、この時の初期減速に要する減速時間
については、トロリー７を最大減速度で減速した際に、
所定の設定速度から停止までの中間速度に到達するのに
かかる時間を算出して求めれば良い。

【００２９】次いで、機能ブロック３５において、前記
中間速度に到達した時点から等速運転に切り替え且つ再
減速するべきタイミングまで等速運転を継続する速度指
令２４ａが作成され、次の機能ブロック３６において
は、停止した時にスプレッダ１１の振れが止まるような
減速度で再減速する速度指令３４ａが作成される。

【００３０】この時の等速運転の継続時間については、
初期減速により前方に振られたスプレッダ１１がトロリ
ー７の前方を後方に向け移動している途中の適宜な振れ
位置、即ち再減速により最も効果的にスプレッダ１１の
振れを減衰し得る振れ位置にスプレッダ１１が戻ってく
る時間を、ある瞬間におけるスプレッダ１１の振れの角
度及び角速度と、スプレッダ１１を懸吊しているロープ
１０の巻き出し長さとに基づく周期計算から算出して求
め、また、この時の再減速における減速度については、
ある瞬間におけるスプレッダ１１の振れの角度及び角速
度と、スプレッダ１１を懸吊しているロープ１０の巻き
出し長さと、想定されるコンテナ４の荷重とに基づき、
コンテナ４を把持しているスプレッダ１１の振れのエネ
ルギーを算出し、減速度がスプレッダ１１及びコンテナ
４に与えるエネルギーの関係式から、前記振れのエネル
ギーをトロリーが停止した時点で丁度相殺して消失し得
るような減速度を算出して求めれば良い。

【００３１】従って、実質的には、初期減速が成されて
スプレッダ１１が前方に振られた後に、スプレッダ１１
の振れの角度及び角速度と、スプレッダ１１を懸吊して
いるロープ１０の巻き出し長さとが計測されると、これ
らに基づいて初期減速後の等速運転から再減速までの横
行速度パターンが一度に決定されることになる。

【００３２】ただし、等速運転の継続時間と再減速の減
速度は、前述した加速の場合と同様に、約１００ｍｓｅ
ｃ程度の極めて短い制御周期毎に算出し直され、その都
度、初期減速後の等速運転から再減速までの横行速度パ
ターンが更新されて速度指令２４ａとして出力されるこ
とは勿論である。

【００３３】而して、コンテナクレーン３の運転を行う
際に、準備操作として、トロリー７の運転室１３でオペ
レータが操作箱２２のキー操作を行ってコンテナ４の行
先番地を設定すると、前記操作箱２２からコンテナ４の
行先番地信号２２ａを受けた横行速度制御装置２４にお
いてトロリー７の目標位置が認識され、次いで、前記操
作箱２２の開始ボタン２９をオペレータが押すと、横行
速度制御装置２４による制御が開始され、振れ検出手段
１７からの角度信号１７ａ及び角速度信号１７ｂ、ロー
プ長検出手段２１からのロープ長信号２１ａ、前記操作
箱２２からのコンテナ４の行先番地信号２２ａ、位置検
出手段２３からの横行位置信号２３ａの夫々に基づいて
速度指令２４ａを作成する演算処理が行われ、これによ
って、加速開始時に生じたスプレッダ１１の振れが加速
完了時に消失し且つ減速開始時に生じたスプレッダ１１
の振れが減速完了時に消失するよう加速及び減速を二段
階で行って目標位置に停止し得る速度指令２４ａが時々
刻々更新されつつモータ駆動装置２５に向け出力され、
該モータ駆動装置２５によりトロリー７の横行モータ２
６が駆動される。

【００３４】即ち、図４の（イ）に示すように、トロリ
ー７は、停止状態から所定の設定速度までの中間速度と
なるまで最大加速度で加速し、該中間速度に到達した時
点から等速運転となり、再加速するべきタイミングまで
等速運転を継続した後に適宜な加速度で再加速する。

【００３５】次いで、設定速度に到達した時点から等速
運転に切り替わり、減速開始位置まで等速運転を継続し
た後に、設定速度から停止までの中間速度となるまで最
大減速度で減速し、該中間速度に到達した時点から等速
運転に切り替わり、再減速するべきタイミングまで等速
運転を継続した後に適宜な減速度で再減速して停止す
る。

【００３６】この際、スプレッダ１１を巻き上げ下げす
る操作は、オペレータの判断により手動で任意に行われ
るが、二段階の加速や減速を行っている最中に連続して
巻き上げ下げの操作が行われたとしても、初期加速後の
等速運転から再加速までの横行速度パターンや、初期減
速後の等速運転から再減速までの横行速度パターンは、
極めて短い制御周期毎に更新されて速度指令として時々
刻々出力されるので、図４の（ロ）に示すように、加速
開始時に生じたスプレッダ１１の振れは加速完了時に良
好に消失し、また、減速開始時に生じたスプレッダ１１
の振れも減速完了時に良好に消失する。

【００３７】従って上記形態例によれば、トロリー７の
横行速度パターンを電気的に制御することにより、コン
テナ４を把持したスプレッダ１１の振れ止めを行いなが
らトロリー７を自動的に横行させて目標位置に停止させ
ることができるので、従来の如き機械式の振れ止め装置
の設置を不要としてトロリー７の重量を著しく低減する
ことができ、コンテナクレーン３のガーダ６や脚部５の
構造、基礎等の剛性負担を軽減してコストの大幅な削減
を図ることができる。

【００３８】尚、本発明のコンテナクレーンの振れ止め
装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、
振れ検出手段、ロープ長検出手段、位置検出手段は図示
する例に限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論
である。

【００３９】

【発明の効果】上記した本発明のコンテナクレーンの振
れ止め装置によれば、トロリーの横行速度パターンを電
気的に制御することにより、コンテナを把持したスプレ
ッダの振れ止めを行いながらトロリーを自動的に横行さ
せて目標位置に停止させることができるので、従来の如
き機械式の振れ止め装置の設置を不要としてトロリーの
重量を著しく低減することができ、コンテナクレーンの
ガーダや脚部の構造、基礎等の剛性負担を軽減してコス
トの大幅な削減を図ることができるという優れた効果を
奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示すブロック図
である。

【図２】本発明が適用されるコンテナクレーンの一例を
示す概略図である。

【図３】横行速度制御装置による速度指令の作成手順を
示すフローチャートである。

【図４】トロリーの横行速度パターンとスプレッダの振
れの角度との関係を示す図である。

【図５】一般的なコンテナクレーンの一例を示す概略図
である。

【図６】従来の機械式の振れ止め装置の一例を示す概略
図である。

【符号の説明】

１ コンテナ船（船舶） ３ コンテナクレーン ４ コンテナ ７ トロリー １０ ロープ １１ スプレッダ １７ 振れ検出手段 １７ａ 角度信号 １７ｂ 角速度信号 ２１ ロープ長検出手段 ２１ａ ロープ長信号 ２２ａ 行先番地信号 ２３ 位置検出手段 ２３ａ 横行位置信号 ２４ 横行速度制御装置 ２４ａ 速度指令

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トロリーに懸吊したスプレッダでコンテ
   ナを把持し、該スプレッダをオペレータの手動操作によ
   り巻き上げ下げすると共に、コンテナの行先番地を設定
   した上でトロリーを自動的に横行し、繋留された船舶に
   対してコンテナの荷役を行うコンテナクレーンの振れ止
   め装置であって、 前記スプレッダの振れの角度及び角速度を検出する振れ
   検出手段と、 前記スプレッダを懸吊しているロープの巻き出し長さを
   検出するロープ長検出手段と、 前記トロリーの横行位置を検出する位置検出手段と、 前記振れ検出手段からの角度信号及び角速度信号、前記
   ロープ長検出手段からのロープ長信号、オペレータによ
   り設定されたコンテナの行先番地信号、前記位置検出手
   段からの横行位置信号の夫々に基づき、加速開始時に生
   じたスプレッダの振れが加速完了時に消失し且つ減速開
   始時に生じたスプレッダの振れが減速完了時に消失する
   よう加速及び減速を二段階で行って目標位置に停止し得
   る速度指令を時々刻々更新しながら出力する横行速度制
   御装置とを備えたことを特徴とするコンテナクレーンの
   振れ止め装置。