JPH1179655A - タイヤ走行式クレーン装置及びタイヤ走行式車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、自動的な直進走行可能とし操縦者
の微妙な操作なしで確実かつ容易に直進走行できる。 【解決手段】 吊り荷３２を吊った状態で直進走行を行
うタイヤ走行式クレーン装置において、吊り荷の重量を
測定する重量検出手段３３と、直進走行中にその走行面
の傾斜角を測定する傾斜角検出手段１４と、重量検出手
段で測定された吊り荷の重量ｍ及びクレーン装置本体自
重Ｍと、傾斜角検出手段により測定された傾斜角αとに
基づき、左右の各タイヤ３０にかかる力の相違から生じ
る各タイヤの転がり抵抗の差に対抗し直進走行を維持可
能とする舵取り角を算出する舵取り角算出手段１５と、
直進走行時には、舵取り角算出手段に算出された舵取り
角に基づいて、左右のタイヤの舵取り角を制御する舵取
り手段２５，２６とを備えたタイヤ走行式クレーン装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クレーンにて吊
り上げた荷物をタイヤによる走行で運ぶタイヤ走行式ク
レーン装置及びタイヤ走行式車両に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】港の荷揚げ岸壁には、例えばレール上を
走行するクレーンが用いられるが、この他に、近年、ク
レーンの移動手段としてレール走行でなく大型車に用い
るようなタイヤで走行するタイヤ走行式クレーン装置が
用いられるようになっている。このタイヤ走行式クレー
ン装置は、装置自体がレール上に固定されないので、取
り扱いが便利であり、港の荷揚げ岸壁に限らず、様々な
場所で使用されている。

【０００３】図７は従来のタイヤ走行式クレーン装置に
おける主として電気的な構成を示す図である。従来のタ
イヤ走行式クレーン装置においては、ディーゼルエンジ
ン１６及び交流発電機１７を有する走行台車上のディー
ゼル発電機１８から、旋回部２７、走行部２８に交流主
回路電源と交流制御電源とが供給されている。

【０００４】旋回部２７には、巻き上げ制御装置１１、
引き込み制御装置８、旋回制御装置９が設けられ、それ
ぞれにより吊り荷の巻き上げ制御、引き込み制御、旋回
制御がなされている。

【０００５】一方、走行部２８には、右走行制御装置
６、左走行制御装置７、右舵取り装置２５及び左舵取り
装置２６が設けられ、右走行制御装置６及び左走行制御
装置７により、右側及び左側のタイヤがそれぞれ駆動さ
れる。

【０００６】ここで、各制御装置１１，８，９，６，７
は、図７に示すように、交流発電機１７から、それぞれ
交流リアクトル２３、コンバータ装置２４、インバータ
装置１０，４，５，２，３までが直列に接続され、さら
に、各インバータ装置１０，４，５，２，３から対応す
る電動機１９，２０，２１，１２，１３及び回生抵抗器
２２に接続されて、各々に電力が供給されている。

【０００７】なお、交流リアクトル２３は高調波低減用
であり、コンバータ装置２４は交流電流をダイオード・
サイリスタ等の整流器により直流電流に変換する。また
インバータ装置１０，４，５，２，３は直流電流に変換
された電流をＧＴＲやＩＧＢＴ等の半導体素子により交
流電流に変換させ電動機１９、２０、２１、１２、１３
を制御し、回生抵抗器２２は電動機１９、２０、２１、
１２、１３の制動時に回生される電流を消費させるため
のものである。

【０００８】また、右車輪用舵取り装置２５及び左車輪
用舵取り装置２６には交流発電機１７から電力が供給さ
れ、各舵取り装置２５，２６に設けられた舵取りモータ
により左右への舵取りがなされるようになっている。

【０００９】従来のタイヤ走行式クレーン装置は以上の
ように構成され、吊り荷を巻き上げ、引き込み及び旋回
制御をし、かつタイヤにより自走し、舵取りによる走行
方向の修正ができるようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のクレーン装置においては、次のような改善すべき点
がある。例えば港などの傾斜のある走行面を直進走行す
る場合、谷側のタイヤにかかる力は、クレーン装置の重
量と走行面の傾斜角に比例して大きくなり、谷側のタイ
ヤの実効径が小さくなる。また転がり抵抗もクレーン装
置の重量及び吊り荷重量に比例して大きくなる。

【００１１】したがって、従来のクレーン装置では谷側
のタイヤの実効径が小さくなった分だけ谷側に曲がろう
とする。そこでクレーン装置の操縦者は、これを補うた
め走行操舵コントローラの微妙な調整を行い直進走行を
行っているが、このような微妙な調整の良否は操縦者の
熟練に負うところが大きい。しかし、クレーン装置は巨
大な移動装置であって安全性等をより向上させる観点か
らしても、操縦者にとってより確実、簡易に直進走行性
を担保できるクレーン装置が要望されていた。

【００１２】また、このような要望は、タイヤ走行式ク
レーン制御装置のみならず、通常の大型トラックを遥か
に越える巨大車両であって直線走行によりその車両の作
業目的を達成するような装置、例えば石炭を搭載し運搬
するようなタイヤ走行式車両においてもなされている。

【００１３】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、その第１の目的は自動的な直進走行可能と
し、操縦者の微妙な操作なしで確実かつ容易に直進走行
できるタイヤ走行式クレーン制御装置を提供することに
ある。その第２の目的は、自動的な直進走行可能とし、
操縦者の微妙な操作なしで確実かつ容易に直進走行でき
るタイヤ走行式車両を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、クレー
ン装置等の直進走行により作業を行うタイヤ走行式車両
において、その直進走行時に走行面の傾斜角を検出し、
傾角に応じて左右の車輪の舵取り角を制御することで運
転員が走行操舵コントローラを調整することなく、自動
的に直進走行を維持することにある。

【００１５】また、上記課題の解決は、より具体的に
は、以下のような解決手段により実現される。まず、請
求項１に対応する発明は、吊り荷を吊った状態で直進走
行を行うタイヤ走行式クレーン装置において、重量検出
手段により、吊り荷の重量が測定される。

【００１６】また、前記直進走行中には、傾斜角検出手
段によってその走行面の傾斜角が測定される。この傾斜
角及び上記吊り荷重量は舵取り角算出手段において、舵
取り角算出に使用される。

【００１７】舵取り角算出手段によって、吊り荷の重量
及びクレーン装置本体自重と、測定された傾斜角とに基
づき、左右の各タイヤにかかる力の相違から生じる各タ
イヤの転がり抵抗の差に対抗し、直進走行を維持できる
ような舵取り角が算出される。このような演算が可能と
なるのは、傾斜のある走行面を直進走行する場合、谷側
のタイヤにかかる力はクレーン装置の重量と走行面の傾
斜角に比例して大きくなり、転がり抵抗もクレーン装置
の重量及び吊り荷重量に比例して大きくなるからであ
る。

【００１８】そして、舵取り手段により、直進走行時に
は、舵取り角算出手段に算出された舵取り角に基づい
て、左右のタイヤの舵取り角を制御され、自動的に直進
走行が維持される。

【００１９】また、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明と同様に作用する他、舵取り角算出手
段は、クレーンの旋回角及び上下回動角も用い、クレー
ンの旋回位置及び上下回動位置により生じる各タイヤの
転がり抵抗の差の効果も打ち消すようにしている。この
ような要素も考慮したことで、種々のクレーン状態に対
応でき、例えばクレーン装置の重心位置がクレーンの旋
回位置により異なる場合でも直進走行性が確保される。

【００２０】また、請求項３に対応する発明は、基本的
には請求項１に対応する発明と同様に構成され作用す
る。ただし、請求項３に対応する発明では、特にクレー
ン装置の場合に限定されておらず、吊り荷重量について
の測定手段等が設けられてない。すなわち吊り荷重量を
考慮することはクレーン装置における独特の問題であっ
て請求項１の発明では、吊り荷重量まで考慮することで
クレーン装置における直進走行性が確実かつ容易に担保
されることとなる。なお、本請求項の発明はクレーン装
置の他、種々のタイヤ式走行車両に適用できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （発明の第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施
の形態に係るタイヤ走行式クレーン装置の構成例を示す
側面図である。また、図２は同タイヤ走行式クレーン装
置の前面図であり、両図において図７に示す従来装置と
同一部分には同一符号を付して詳細説明を省略する。

【００２２】図１及び図２に示す装置はジブクレーン装
置であり、このタイヤ走行式クレーン装置は、ゴム製の
タイヤ３０にて走行する走行部２８上に旋回制御装置９
を介し、クレーン本体３１が搭載された旋回部２７が設
けられている。

【００２３】走行部２８においては、タイヤ３０が右走
行電動機１２，左走行電動機１３により駆動されてお
り、右舵取り装置２５及び左舵取り装置２６により舵取
り制御がなされている。さらに走行部２８には、各走行
電動機１２，１３を制御する右走行制御装置６、左走行
制御装置７、ディーゼル発電機１８、操舵補正演算回路
１５及び傾斜角検出器１４が設けられている。また、デ
ィーゼル発電機１８は走行部２８及び旋回部２７の各部
に電力を供給する。

【００２４】一方、旋回部２７は、旋回制御装置９によ
りその構造全体が旋回するようになっており、引き込み
制御装置８によりクレーン本体３１が上下に回動する。
このクレーン本体３１の動作及び巻き上げ制御装置１１
による巻き上げ動作により吊り荷３２が吊り上げられる
ようになっている。さらに、旋回部２７には、吊り上げ
た荷物の重量を測定するロードリミッタからなる重量検
出器３３が設けられている。

【００２５】なお、右走行制御装置６、左走行制御装置
７、引き込み制御装置８、旋回制御装置９、巻き上げ制
御装置１１、ディーゼル発電機１８、右舵取り装置２５
及び左舵取り装置２６は、右走行制御装置６及び左走行
制御装置７が操舵補正演算回路１５による補正制御を受
ける他、図７で説明した従来装置と同様に構成されてい
る。

【００２６】傾斜角検出器１４は、図２に示すようにタ
イヤ走行式クレーン装置の走行面と水平面との傾斜角α
を測定し、操舵補正演算回路１５に入力するようになっ
ている。

【００２７】操舵補正演算回路１５は、タイヤ走行式ク
レーン装置が直進走行をしているときは、その直進走行
を維持するように右舵取り装置２５及び左舵取り装置２
６を制御する。つまり、水平面との傾斜角αと重量検出
器３３で測定された吊り荷の重量ｍとに基づき、クレー
ン装置の傾き方向を判定し、舵取り角を算出して舵取り
装置２５，２６を制御する。

【００２８】図３は本実施形態における舵取り制御の様
子を示す構成図である。同図に示すように、前輪右タイ
ヤ３０の方向は右車輪舵取り装置２５により舵取りが行
われ、前輪左タイヤ３０の方向は左車輪舵取り装置２６
により舵取りが行われている。

【００２９】タイヤ走行式クレーン装置の直進走行時の
傾斜（主として進行方向に対する傾斜）に対する舵取り
角、及び各舵取り装置２５，２６からフィードバックさ
れる現在の舵取り角に基づく舵取り補正演算が、同図に
示すように操舵補正演算回路１５により行われる。その
結果に基づき、補正信号３４，３５が右舵取り装置２５
及び左舵取り装置２６に出力される。

【００３０】右舵取り装置２５，左舵取り装置２６は、
補正信号３４，３５に示される舵取り角の補正値に従っ
て舵取りモータ３６，３７を駆動し、各タイヤ３０の操
舵方向を制御する。この場合、右舵取り装置２５，左舵
取り装置２６では舵取りモータ３６，３７によって機械
的に舵取り角度を決めているが、油圧で駆動するように
してもよい。

【００３１】操舵補正演算回路１５においては、タイヤ
走行式クレーン装置の重量Ｍと吊り荷の重量ｍの和及び
傾斜角αの種々の値に対し、計算によりもしくは実績に
より得られる舵取り角の値が予めテーブルに保存され、
傾斜に対する舵取り角の算出はこのテーブルを用いてな
される。

【００３２】図４は本実施形態で使用されるテーブルを
例示する図である。なお、現実の舵取り角の算出はテー
ブルで行われるが、その算出の考え方は以下の（１）式
及び（２）式で示される。

【００３３】 Ｆ＝（Ｍ＋ｍ）ＧＳｉｎα …（１） Ｒ＝μ（Ｍ＋ｍ） …（２） Ｆ：谷側のタイヤにかかる力 Ｍ：クレーン装置の重量 ｍ：吊り荷重量 Ｇ：重力加速度 α：走行面の傾斜角 Ｒ：転がり抵抗 μ：転がり抵抗係数（路面状態・転がり速度・タイヤの
種類・空気圧等による） 次に、以上のように構成された本発明の実施の形態に係
るタイヤ走行式クレーン装置の動作について図５を用い
て説明する。

【００３４】図５は本実施形態のタイヤ走行式クレーン
装置における直進走行時の処理を示す流れ図である。ま
ず、クレーン本体３１による引き込み、ワイヤの巻き込
みによって吊り荷３２が吊り上げられ、さらに必要に応
じて旋回動作が行われ、旋回部２７の各部が所定の状態
にセットされる（ＳＴ１）。

【００３５】所定状態セット後の静止状態にて吊り荷の
重量ｍが重量検出器３３にて行われ、その値が傾斜角検
出器１４に入力される（ＳＴ２）。次に、タイヤ走行式
クレーン装置の直進走行が開始される（ＳＴ３）。な
お、この吊り荷３２運搬のための直進走行の場合には、
操舵補正演算回路１５による直進維持制御が実行される
直進モードに操舵系が設定される。

【００３６】直進走行時に傾斜角αは傾斜角検出器１４
にて常に測定されており、操作補正演算回路１５に入力
される（ＳＴ４）。操作補正演算回路１５により、まず
傾斜角αに基づくクレーン装置の傾斜方向が判断され
（ＳＴ５）、さらに、図４のテーブルを用いて舵取り角
が算出される（ＳＴ６）。

【００３７】操作補正演算回路１５では、上記算出値及
び舵取り装置２５，２６から得られる現在の舵取り角に
基づき、補正信号３４，３５を出力し、舵取り装置２
５，２６によりタイヤ３０に対する舵取り制御がなされ
る（ＳＴ７）。

【００３８】そして直進走行が終了していれば終了し、
まだ走行中であればステップＳＴ４に戻り、制御が継続
される（ＳＴ８）。なお、タイヤ走行式クレーン装置の
直進移動終了後、再び旋回部２７のクレーン本体３１等
の各部の動作により吊り荷３２が降ろされることにな
る。

【００３９】上述したように、本発明の実施の形態に係
るタイヤ走行式クレーン装置は、左右の車輪の舵取り角
を装置自重及び傾斜角に応じて制御するようにしたの
で、例えば港などの傾斜のある走行面を直進走行する場
合でも、操縦者の微妙な操作なしで簡易かつ確実に自動
的に直進走行を維持することができる。

【００４０】また、本実施形態のタイヤ走行式クレーン
装置は、吊り荷の重量ｍを測定し、舵取り角を算出する
上で吊り荷重量ｍをも考慮したので、より確実な直進走
行性を確保することができる。 （発明の第２の実施の形態）発明の第１の実施の形態に
おいては、直進走行時には旋回制御装置９により制御さ
れる旋回部２７の旋回位置と、クレーン本体３１の基準
位置に対する回動位置とが所定位置にセットされること
を前提とし、これにより図４のテーブルにて考慮すべき
パラメータを吊り荷重量ｍ及び傾斜角αのみとした。

【００４１】しかし、上記旋回位置及び回動位置が所定
位置にない場合には、これらに位置によってタイヤ３０
にかかる力が変わることから、本実施形態ではかかる場
合にも適切な舵取り制御ができるクレーン装置について
説明する。

【００４２】本実施形態のタイヤ走行式クレーン制御装
置は、操舵補正演算部１５における処理を除き、第１の
実施形態と同様に構成されている。また、引き込み制御
装置８は基準位置に対するクレーン本体３１の回動角
β、旋回制御装置９は基準位置に対する旋回部２７の旋
回角γを操舵補正演算部１５に入力する。

【００４３】操舵補正演算部１５では、クレーン本体３
１の回動角β（引込角β）、旋回部２７の旋回角γをも
パラメータとして考慮した図６のテーブルに基づいて舵
取り角を算出する。

【００４４】図６は本発明の第２の実施の形態で使用さ
れるテーブルを例示する図である。このテーブルは第１
の実施形態の場合と同様に計算により若しくは実績に基
づき作成される。

【００４５】このように構成されたタイヤ走行式クレー
ン制御装置は、引込角β，旋回角γをも考慮して舵取り
角が算出される他、第１の実施形態の場合と同様に動作
する。

【００４６】上述したように、本発明の実施の形態に係
るタイヤ走行式クレーン装置は、第１の実施形態と同様
な構成を設けた他、クレーン本体３１の回動角β、旋回
部２７の旋回角γを舵取り角算出に用いるようにしたの
で、上記発明の第１の実施形態と同様の効果が得られる
他、クレーン装置の旋回部２７がどのような状態にあっ
ても的確な舵取り制御を実現することができ、クレーン
状態の自由度を高くすることができる。

【００４７】したがって、クレーン本体３１の状態，位
置が制限されるようなクレーン使用場所においても、確
実かつ容易な直進走行性を確保することができる。な
お、上記各実施形態は、本発明をクレーン装置に適用す
る場合について説明したが、本発明の適用範囲はこれに
限られるものではない。

【００４８】例えば石炭を搭載する巨大車両等、その車
両の目的の作業を行う上で直進走行を必要とし、かつ通
常のトラック程度を超えるような巨大なタイヤ走行車両
のすべてに本発明は適用できるものである。さらに、本
発明は、上記各実施の形態に限定されるものでなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能で
ある。

【００４９】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、左
右の車輪の舵取り角を傾斜角に応じて制御するようにし
たので、自動的な直進走行可能とし、操縦者の微妙な操
作なしで確実かつ容易に直進走行できるタイヤ走行式ク
レーン制御装置を提供することができる。

【００５０】また、本発明によれば、左右の車輪の舵取
り角を傾斜角に応じて制御するようにしたので、自動的
な直進走行可能とし、操縦者の微妙な操作なしで確実か
つ容易に直進走行できるタイヤ走行式車両を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ走行式
クレーン装置の構成例を示す側面図。

【図２】同実施形態のタイヤ走行式クレーン装置の前面
図。

【図３】同実施形態における舵取り制御の様子を示す構
成図。

【図４】同実施形態で使用されるテーブルを例示する
図。

【図５】同実施形態のタイヤ走行式クレーン装置におけ
る直進走行時の処理を示す流れ図。

【図６】本発明の第２の実施の形態で使用されるテーブ
ルを例示する図。

【図７】従来のタイヤ走行式クレーン装置における主と
して電気的な構成を示す図。

【符号の説明】

２…右走行インバータ装置 ３…左走行インバータ装置 ４…引き込みインバータ装置 ５…旋回インバータ装置 ６…右走行制御装置 ７…左走行制御装置 ８…引き込み制御装置 ９…旋回制御装置 １０…巻き上げインバータ装置 １１…巻き上げ制御装置 １２…右走行電動機 １３…左走行電動機 １４…傾斜角検出器 １５…演算回路 １６…ディーゼルエンジン １７…交流発電機 １８…ディーゼル発電機 １９…巻き上げ電動機 ２０…引き込み電動機 ２１…旋回電動機 ２２…回生抵抗器 ２３…交流リアクトル ２４…コンバータ装置 ２５…右舵取り装置 ２６…左舵取り装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吊り荷を吊った状態で直進走行を行うタ
   イヤ走行式クレーン装置において、 前記吊り荷の重量を測定する重量検出手段と、 前記直進走行中にその走行面の傾斜角を測定する傾斜角
   検出手段と、 前記重量検出手段で測定された吊り荷の重量及びクレー
   ン装置本体自重と、前記傾斜角検出手段により測定され
   た傾斜角とに基づき、左右の各タイヤにかかる力の相違
   から生じる各タイヤの転がり抵抗の差に対抗し直進走行
   を維持可能とする舵取り角を算出する舵取り角算出手段
   と、 前記直進走行時には、前記舵取り角算出手段に算出され
   た舵取り角に基づいて、左右のタイヤの舵取り角を制御
   する舵取り手段とを備えたことを特徴とするタイヤ走行
   式クレーン装置。
2. 【請求項２】 前記舵取り角算出手段は、クレーンの旋
   回角及び上下回動角も用い、クレーンの旋回位置及び上
   下回動位置により生じる前記各タイヤの転がり抵抗の差
   の効果も打ち消すように前記舵取り角を算出することを
   特徴とする請求項１記載のタイヤ走行式クレーン装置。
3. 【請求項３】 直進走行を行うタイヤ走行式車両におい
   て、 前記直進走行中にその走行面の傾斜角を測定する傾斜角
   検出手段と、 車両本体自重と、前記傾斜角検出手段により測定された
   傾斜角とに基づき、左右の各タイヤにかかる力の相違か
   ら生じる各タイヤの転がり抵抗の差に対抗し直進走行を
   維持可能とする舵取り角を算出する舵取り角算出手段
   と、 前記直進走行時には、前記舵取り角算出手段に算出され
   た舵取り角に基づいて、左右のタイヤの舵取り角を制御
   する舵取り手段とを備えたことを特徴とするタイヤ走行
   式車両。