JPWO2019008914A1

JPWO2019008914A1 - クレーン装置

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Publication number: JPWO2019008914A1
Application number: JP2019528387A
Authority: JP
Inventors: 伸郎吉岡
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Material Handling Systems Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Material Handling Systems Co Ltd
Priority date: 2017-07-05
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2038-05-16
Also published as: CN110799442B; MY196459A; CN112678665B; CN112678665A; WO2019008914A1; JP6672530B2; CN110799442A

Abstract

予め定められた番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）にコンテナを載置可能なコンテナヤード上においてコンテナの搬送を行うコンテナ荷役用クレーン装置１であって、コンテナを係止可能であり、コンテナを係止して吊り上げることによりコンテナを吊コンテナとし当該吊コンテナの荷役を行う荷役部２１と、吊コンテナを載置しようとする番地のヤード表面の傾斜角度を認識する傾斜角度認識部４２と、荷役部２１の位置を制御する補正部４３と、を備え、補正部４３は、番地に載置されたコンテナである積み付けコンテナの上面に吊コンテナを載置する際、傾斜角度認識部４２により認識された傾斜角度に基づき、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して上面の水平面に対する高さが高い方向へずらすように荷役部２１の位置を制御する。

Description

本発明の一態様は、クレーン装置に関する。

従来、予め定められた領域にコンテナを載置可能なコンテナヤード上に、コンテナの搬送を行うクレーン装置が知られている。例えば特許文献１には、クレーン本体からワイヤを介して吊り下げられ、コンテナを係止して吊り上げることによりコンテナの荷役を行うスプレッダと、コンテナヤードに載置されたコンテナの位置を検出する位置検出部と、を備えたクレーン装置が記載されている。このクレーン装置は、位置検出部により検出された結果に基づき、スプレッダにより吊り上げられたコンテナを、コンテナヤードに載置されたコンテナの上に載置する。

一般にスプレッダは、平面視略矩形状のスプレッダ本体部と、スプレッダ本体部の外側に設けられ、スプレッダ本体部を目標のコンテナ上に案内する案内部と、を有している。案内部は、目標のコンテナと当該目標のコンテナに隣接するコンテナとの隙間に進入しつつ、スプレッダ本体部を目標のコンテナ上に位置させる。

国際公開第２０１５／１２１９７３号

ところで、コンテナヤードのヤード表面は、水平面に対して傾斜している部分を有する場合がある。コンテナを載置しようとする領域のヤード表面が水平面に対して傾斜している場合、当該ヤード表面上にコンテナが載置されると、当該ヤード表面上に載置されたコンテナの下面及び上面も水平面に対して傾く。そして、当該ヤード表面上に載置されたコンテナの位置は、コンテナを載置しようとする領域における正常な積み付け位置に対して水平方向にずれる。

コンテナを載置しようとする領域のヤード表面が水平面に対して傾斜している場合に上記特許文献１に記載されているようなクレーン装置を用いてコンテナの荷役を行うと、ヤード表面上に載置されることにより傾斜したコンテナの上にコンテナが次々と載置されて積み上げられていくこととなる。よって、このような領域に積み上げられたコンテナの位置の正常な積み付け位置に対する水平方向のずれ量は、コンテナの積み上げ数が多くなるほど大きくなる。当該水平方向のずれ量が大きくなることにより、このような領域に積み上げられたコンテナと当該コンテナに隣接する領域に積み上げられたコンテナとの隙間が小さくなる可能性がある。当該隙間が小さくなると、コンテナをスプレッダにより吊り上げる際にスプレッダの案内部を当該隙間に進入させることができず、スプレッダ本体部をコンテナ上に位置させることができなくなる。その結果、スプレッダによりコンテナを係止して吊り上げることが困難となってしまう。

そこで本発明の一態様は、コンテナの正常な積み付け位置に対する位置ずれを抑制することができるクレーン装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様のクレーン装置は、予め定められた領域にコンテナを載置可能なコンテナヤード上においてコンテナの搬送を行うクレーン装置であって、コンテナを係止可能であり、コンテナを係止して吊り上げることによりコンテナを吊コンテナとし当該吊コンテナの荷役を行う荷役部と、吊コンテナを載置しようとする領域のヤード表面の水平面に対する傾斜角度を認識する傾斜角度認識部と、荷役部の位置を制御する制御部と、を備え、制御部は、領域に載置されたコンテナである積み付けコンテナの上面に吊コンテナを載置する際、傾斜角度認識部により認識された傾斜角度に基づき、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して上面の水平面に対する高さが高い方向へずらすように荷役部の位置を制御する。

このクレーン装置では、積み付けコンテナの上面に吊コンテナを載置する際、傾斜角度認識部により認識された傾斜角度に基づき、制御部によって、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して当該上面の水平面に対する高さが高い方向へずらすように荷役部の位置が制御される。これにより、吊コンテナの下面の中心は、積み付けコンテナの上面の中心に対して当該上面の水平面に対する高さが高い方向にずれる。よって、吊コンテナの下面の中心が積み付けコンテナの上面の中心と一致している場合と比較して、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの下面の中心を通り鉛直方向へ延びる直線上の位置に近づけることができる。その結果、鉛直方向へ延びる直線上に沿ってコンテナを積み上げることができ、コンテナの正常な積み付け位置に対する位置ずれを抑制することができる。

また、本発明の一態様のクレーン装置において、コンテナヤードは、領域を複数有し、予め測定された領域それぞれのヤード表面の傾斜角度を記憶する記憶部を更に備え、傾斜角度認識部は、吊コンテナを載置しようとする領域に対応する傾斜角度を記憶部から読み出すことにより、吊コンテナを載置しようとする領域に対応する傾斜角度を認識してもよい。この場合、傾斜角度認識部によって、予め測定された領域それぞれのヤード表面の傾斜角度が記憶部から読み出されることにより、吊コンテナを載置しようとする領域に対応する傾斜角度が認識される。よって、ヤード表面の水平面に対する傾斜角度をその都度測定することなく、記憶部から読み出された傾斜角度に基づき制御部による荷役部の位置の制御を行うことができる。

また、本発明の一態様のクレーン装置において、荷役部は、傾斜角度認識部により認識される傾斜角度に相当する自身の水平面に対する傾斜角度を測定する傾斜角度測定部を有し、制御部は、吊コンテナの下面の中心を積み付けコンテナの中心に対して一致させるように吊コンテナを積み付けコンテナ上に載置させ、傾斜角度測定部により自身の水平面に対する傾斜角度を測定させ、傾斜角度測定部により測定された自身の水平面に対する傾斜角度に基づき、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して上面の水平面に対する高さが高い方向へずらすように荷役部の位置を制御してもよい。この場合、制御部によって、吊コンテナの下面の中心が積み付けコンテナの中心に対して一致するように吊コンテナが積み付けコンテナ上に載置される。そして、傾斜角度認識部により認識される傾斜角度に相当する荷役部の水平面に対する傾斜角度が傾斜角度測定部により測定される。さらに、傾斜角度測定部により測定された荷役部の水平面に対する傾斜角度に基づき、制御部によって、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して当該上面の水平面に対する高さが高い方向へずらすように荷役部の位置が制御される。この場合、ヤード表面の水平面に対する傾斜角度を測定することなく、傾斜角度測定部により測定された荷役部の水平面に対する傾斜角度に基づき、制御部による荷役部の位置の制御を行うことができる。

また、本発明の一態様のクレーン装置において、制御部は、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して次の数式（１）で示す水平距離Δずらしてもよい。

（ただし、Ｌをコンテナの高さとし、θをヤード表面の傾斜角度とする。）
積み付けコンテナの高さがＬでありヤード表面の傾斜角度がθである場合に、積み付けコンテナの下面の中心を通り鉛直方向へ延びる直線に対する吊コンテナの下面の中心の水平方向のずれ量は上記数式（１）で示される。よって、吊コンテナの下面の中心を上記数式（１）で示される量ずらすことにより、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの下面の中心を通り鉛直方向へ延びる直線上に位置させることができる。その結果、鉛直方向へ延びる直線上にコンテナを積み上げることができ、コンテナの正常な積み付け位置に対する位置ずれを抑制することができる。

また、本発明の一態様のクレーン装置は、予め定められた領域にコンテナを載置可能なコンテナヤード上においてコンテナの搬送を行うクレーン装置であって、コンテナを係止可能であり、コンテナを係止して吊り上げることによりコンテナを吊コンテナとし当該吊コンテナの荷役を行う荷役部と、吊コンテナを載置しようとする領域のヤード表面の水平面に対する傾斜角度を認識する傾斜角度認識部と、荷役部の位置を制御する制御部と、を備え、制御部は、領域に載置されたコンテナである積み付けコンテナの上面に吊コンテナを載置する際、傾斜角度認識部により認識された傾斜角度が予め定められた許容角度よりも大きい場合には、積み付けコンテナの下面の中心を通り鉛直方向へ延びる直線上に吊コンテナの下面の中心を位置させて、積み付けコンテナの上面に吊コンテナを載置させるように荷役部の位置を制御する。

このクレーン装置では、積み付けコンテナの上面に吊コンテナを載置する際、傾斜角度認識部により認識された傾斜角度が予め定められた許容角度よりも大きい場合には、積み付けコンテナが水平方向に許容範囲以上にずれるとして、制御部によって、積み付けコンテナの下面の中心を通り鉛直方向へ延びる直線上に吊コンテナの下面の中心を位置させて、積み付けコンテナの上面に吊コンテナを載置させるように荷役部の位置が制御される。これにより、吊コンテナの下面の中心が、積み付けコンテナの下面の中心を通り鉛直方向へ延びる直線上に位置するように、吊コンテナが積み付けコンテナの上面に載置される。その結果、鉛直方向へ延びる直線上にコンテナを積み上げることができ、コンテナの正常な積み付け位置に対する位置ずれを抑制することができる。

本発明の一態様によれば、コンテナの正常な積み付け位置に対する位置ずれを抑制することができるクレーン装置を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係るコンテナ荷役用クレーン装置を示す斜視図である。図２は、コンテナ荷役用クレーン装置を走行方向から見た図である。図３は、コンテナヤードを示す斜視図である。図４は、コンテナ荷役用クレーン装置の構成を機能的に示すブロック図である。図５は、スプレッダを示す斜視図である。図６は、補正部により算出される自動積付目標補正値を説明するための図である。図７は、コンテナ荷役用クレーン装置によるコンテナの積み付けの動作を示すフローチャートである。図８は、図７に続くフローチャートである。図９は、本実施形態の作用及び効果を説明するための図である。図１０は、従来の場合に隣り合うコンテナ同士の隙間が狭くなることを説明するための図である。図１１は、第２実施形態に係るコンテナ荷役用クレーン装置の構成を機能的に示すブロック図である。図１２は、コンテナ荷役用クレーン装置によるコンテナの積み付けの動作を示すフローチャートである。図１３は、図１２に続くフローチャートである。図１４は、図１３に続くフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係るクレーン装置の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態に係るクレーン装置の概要を説明する。図１は、第１実施形態に係るコンテナ荷役用クレーン装置を示す斜視図、図２は、コンテナ荷役用クレーン装置を走行方向から見た図、図３は、コンテナヤードを示す斜視図である。図１及び図２に示されるコンテナ荷役用クレーン装置１は、例えば図３に示されるように、接岸したコンテナ船Ｓに対してコンテナＣの移載等が行われるコンテナターミナルにおいて、コンテナヤードＣＹに配されてコンテナＣの荷役を行う。

コンテナＣは、ＩＳＯ規格コンテナ等のコンテナである。コンテナＣは、長尺の直方体状を呈し、その長手方向において例えば２０フィート、４０フィートといった所定の長さを有している。また、コンテナＣは、その高さ方向において例えば８．５フィート、９．５フィートといった所定の高さを有している。

コンテナＣは、図２に示されるように、コンテナヤードＣＹに一段又は複数段積み上げられて複数のロウ１２を形成している。各ロウ１２は、当該ロウ１２を構成するコンテナＣ（すなわち、当該ロウ１２に載置されるコンテナＣ）の長手方向が他のロウ１２を構成するコンテナＣの長手方向に対して平行となるように、縦横に整列している。互いに隣り合う各ロウ１２は、１段目のコンテナＣ同士の間の距離が所定のコンテナ間最小距離（閾値）以上となるように位置している。所定のコンテナ間最小距離とは、例えば後述するスプレッダ１０のガイド１７が進入可能な距離である。

図３では、コンテナＣの長手方向をＸ方向、コンテナＣの短手方向をＹ方向、コンテナＣの高さ方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を示している。図３に示されるように、コンテナヤードＣＹはＸＹ平面上に延在しており、コンテナＣは例えば当該ＸＹ平面上の何れかの位置においてＺ方向に積み上げられる。コンテナヤードＣＹにおいては、コンテナＣを積み付ける位置が三次元空間に仮想的に設定されており、このコンテナＣの仮想的な積み付け位置は番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）として定義されている。すなわち、コンテナヤードＣＹは、コンテナＣを載置可能な領域として、予め定められた複数の番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を有している。番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の内、「Ｘ」はベイ番号、「Ｙ」はロウ番号、「Ｚ」は積み段数を示している。コンテナ荷役用クレーン装置１は、このような複数の番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を有するコンテナヤードＣＹにおいてコンテナＣの搬送を行う。

図２に示されるように、コンテナヤードＣＹには、トレーラやＡＧＶ（AutomatedGuided Vehicle）等の搬送台車１３の走行路１４が敷設されている。コンテナ荷役用クレーン装置１は、搬送台車１３によって搬送されて来るコンテナＣを取得して、当該コンテナＣをコンテナヤードＣＹの所定の番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で示される位置に載置する。また、コンテナ荷役用クレーン装置１は、コンテナヤードＣＹに載置されているコンテナＣを取得して、当該コンテナＣを搬送台車１３に移載し、搬送台車１３によってコンテナＣを外部に搬出させる。

次に、コンテナ荷役用クレーン装置１の構成について、図１〜図３に加えて図４を更に参照して説明する。図４は、コンテナ荷役用クレーン装置１の構成を機能的に示すブロック図である。図１〜図４に示されるように、コンテナ荷役用クレーン装置１は、本体部２と、スプレッダ１０（荷役部２１）と、制御部４０と、記憶部３７と、を備えている。

本体部２は、タイヤ付車輪を有する走行装置４により走行可能とされている。走行装置４は、走行モータの駆動によって走行する。また、本体部２は、走行装置４に立設された一対の脚部５，５を二組備え、これら脚部５，５の上端部同士を繋ぐクレーンガーダ６，６を備える略門形に形成されている。更に、本体部２は、走行方向に直交する方向にクレーンガーダ６上を横行可能なトロリー７を備えている。トロリー７は、横行モータの駆動によって横行する。トロリー７は、ドラム駆動モータにより正逆回転するドラム８を備え、ワイヤ９を介してスプレッダ１０を吊り下げている。上記の走行モータ、横行モータ、及びドラム駆動モータは、駆動部２０として機能し、制御部４０によってその動作が制御される。

スプレッダ１０は、コンテナＣを吊り上げるための吊具である。スプレッダ１０は、コンテナＣを上面側から係止可能であり、コンテナＣを係止して吊り上げることによりコンテナＣの荷役を行う。スプレッダ１０は、ドラム８からのワイヤ９が掛け回されたシーブ１８を介して吊り下げられ、ドラム８の正逆回転により昇降可能である。スプレッダ１０は、コンテナＣの荷役を行う荷役部２１として機能し、制御部４０によってその動作及び位置が制御される。

図５は、スプレッダ１０を示す斜視図である。なお、図５において二点鎖線で示す傾斜角度測定部３０は、後述する第２実施形態に係るスプレッダ１０が備える構成であって、本実施形態に係るスプレッダ１０は備えていない。図５に示されるように、スプレッダ１０は、スプレッダ本体部１５と、ガイド（案内部）１７と、ロックピン１６と、位置検出部２２と、を有している。

スプレッダ本体部１５は、平面視においてコンテナＣの上面の形状と略同一の形状を呈している。スプレッダ本体部１５は、長手方向における中央部の上側に、ワイヤ９が掛け回されるシーブ１８を有している。スプレッダ本体部１５は、コンテナＣをスプレッダ１０が係止する際に当該コンテナＣ上に位置する。

ガイド１７は、スプレッダ１０により取得されるべき目標のコンテナＣ（以下、「目標コンテナ」という。）をスプレッダ１０が取得する場合において、スプレッダ１０が下降する際に、スプレッダ本体部１５を目標コンテナ上に案内する。ガイド１７は、水平方向におけるスプレッダ本体部１５の短手方向の一端部及び他端部のそれぞれにおいて、長手方向の両端付近のそれぞれに設けられている。すなわち、ガイド１７は、スプレッダ本体部１５の四隅でスプレッダ本体部１５の短手方向の外側に設けられている。

ガイド１７は、その先端部１７ａにテーパ面１７ｂを有する。ガイド１７は、目標コンテナと当該目標コンテナに対して水平方向に隣り合って載置された別のコンテナＣとの隙間に進入することにより、目標コンテナの上面の縁部にテーパ面１７ｂを当接させ、当該縁部からの反力を受けて（案内されて）スプレッダ本体部１５を目標コンテナの直上に案内する。

ロックピン１６は、コンテナＣを係止するための機構である。ロックピン１６は、スプレッダ本体部１５の下面側に、スプレッダ本体部１５から下側に突出して設けられている。ロックピン１６は、スプレッダ１０がコンテナＣを係止する際に当該コンテナＣの孔部（不図示）に対応する位置であって、且つ、ガイド１７の位置よりも水平方向におけるスプレッダ本体部１５の中央側に設けられている。ロックピン１６は、例えばツイストピンであって、上下方向に延在する軸線回りに回動可能な係止片（不図示）を下端に含む。ロックピン１６は、コンテナＣの上面の四隅に形成された孔部を通して進入すると共に係止片を回動させることにより、コンテナＣに係合可能である。

位置検出部２２は、測定対象物の三次元座標データを取得可能な装置である。本実施形態では、位置検出部２２として、レーザセンサを用いている。より具体的には、位置検出部２２は、レーザ光が測定対象物で反射して戻って来るまでの時間に基づいて、測定対象物までの距離を算出する。そして、位置検出部２２は、測定対象物までの距離とレーザ光の照射角度とによって着光点の座標を求め、その情報を制御部４０に出力する。

位置検出部２２は、スプレッダ本体部１５の側面に設けられている。具体的には、位置検出部２２は、水平方向におけるスプレッダ本体部１５の短手方向の一端部及び他端部のそれぞれにおいて、長手方向の両端付近のそれぞれに設けられている。従って、各位置検出部２２は、何れかのガイド１７に対応する位置に設けられている。位置検出部２２は、スプレッダ本体部１５の下部に位置するコンテナＣを検出し、当該コンテナＣの位置を計測する。位置検出部２２は計測結果を制御部４０に送信する。なお、本実施形態では位置検出部２２がスプレッダ１０に設けられているとしているが、これに限られず、位置検出部２２は例えばトロリー７に設けられていてもよい。また、位置検出部２２は、測定対象物の三次元座標データを取得できるのであればレーザセンサに限定されず、他の方式のもの（例えば、光学式カメラ等）を用いてもよい。更に、位置検出部２２は、複数の方式のものを併用（例えば、レーザセンサと光学式カメラとを併用）してもよい。

制御部４０は、位置検出部２２からの検出結果に基づき、駆動部２０及び荷役部２１の動作を制御する。具体的には、制御部４０は、位置検出部２２からの検出結果に基づき、走行モータ、横行モータ、及びドラム駆動モータ等の動作を制御すると共に、荷役部２１のガイド１７及びロックピン１６等の動作を制御する。

また、制御部４０は、上位システム３５からの自動コマンドに基づき、駆動部２０の動作を制御することによって荷役部２１の位置を制御する。ヤード表面とは、コンテナヤードＣＹにおけるコンテナＣが載置されることとなる表面である。上位システム３５は、例えばコンテナヤードＣＹに設けられコンテナヤードＣＹ全体を制御する管理室である。上位システムからの自動コマンドとは、例えばコンテナＣを積み付けする目標の番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を指定する指令である。また、自動コマンドには、例えばコンテナＣの高さ（８．５フィート又は９．５フィート）を示す情報が含まれ得る。

制御部４０は、受信部４１と、傾斜角度認識部４２と、補正部４３と、を有している。受信部４１は、上位システム３５からの自動コマンドとしてコンテナＣを載置しようとする目標の番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及びコンテナＣの高さを示す情報を受信する。受信部４１は、受信した番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の内、ベイ番号及びロウ番号のみを取り出した番地（Ｘ，Ｙ）を取得する。以下、この番地（Ｘ，Ｙ）を「積付目標番地（Ｘ，Ｙ）」という。

傾斜角度認識部４２は、荷役部２１により吊り上げられたコンテナＣ（以下、「吊コンテナ」という。）を載置しようとする積付目標番地（Ｘ，Ｙ）のヤード表面の水平面に対する傾斜角度を認識する。以下、水平面に対する傾斜角度を単に「傾斜角度」という。具体的には、傾斜角度認識部４２は、記憶部３７に記憶されている傾斜角度データテーブルを参照し、受信部４１により取得された積付目標番地（Ｘ，Ｙ）に対応する傾斜角度を読み出すことにより、当該積付目標番地（Ｘ，Ｙ）のヤード表面の傾斜角度を認識する。

補正部４３（制御部）は、積付目標番地（Ｘ，Ｙ）に載置されたコンテナＣ（以下、「積み付けコンテナ」という。）の上面に吊コンテナを載置する際、傾斜角度認識部４２により認識されたヤード表面の傾斜角度に基づき、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナＣの上面の中心に対して上面の水平面に対する高さが高い方へずらすように荷役部２１の位置を制御する。具体的には、補正部４３は、駆動部２０の動作を制御することにより、荷役部２１の位置を制御する。すなわち、走行モータ、横行モータ、及びドラム駆動モータ等の動作を制御することにより、荷役部２１の位置を制御する。

補正部４３は、吊コンテナの下面の中心をずらす距離として自動積付目標補正値を算出する。図６は、補正部４３により算出される自動積付目標補正値を説明するための図である。図６に示されるように、コンテナＣの高さがＬであり、ヤード表面ＹＡが例えばＹ方向に沿ってθ_ｙ傾斜している場合、補正部４３は、Ｙ方向に沿う傾斜角度θ_ｙに基づき自動積付目標補正値を算出する。すなわち、傾斜角度θをＹ方向に沿う傾斜角度θ_ｙとして、例えば次の数式（１）で示す水平距離Δを自動積付目標値として算出する。

なお、自動積付目標補正値は、上記の数式（１）で示す水平距離Δに限られず、積み付けコンテナの上面の水平面に対する高さが高い方へ近づく値であればよい。

補正部４３は、傾斜角度認識部４２により認識されたヤード表面ＹＡの傾斜角度θ_ｙ及び受信部４１により受信したコンテナＣの高さＬを示す情報に基づき、上記数式（１）で示す水平距離Δを算出する。補正部４３は、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して上記数式（１）で示す水平距離Δ分Ｙ方向にずらす。

ヤード表面ＹＡがＸ方向に沿って傾斜している場合も、ヤード表面ＹＡがＹ方向に沿って傾斜している場合と同様、補正部４３は、Ｘ方向に沿う傾斜角度θ_ｘに基づき自動積付目標補正値を算出すると共に、吊コンテナ下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して自動積み付け目標補正値分Ｘ方向にずらす。また、ヤード表面ＹＡがＸ方向及びＹ方向の両方に沿って傾斜している場合には、各方向に沿う傾斜角度θ_ｘ，θ_ｙに基づき自動積付目標補正値をそれぞれ算出すると共に、吊コンテナ下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して各方向に対応する自動積付目標補正値分各方向にずらす。

吊コンテナの下面の中心を積み付けコンテナの下面の中心に対して前述した数式（１）で示す水平距離Δずらすことにより、吊コンテナの下面の中心は、積み付けコンテナの下面の中心を通り鉛直方向へ延びる直線Ａ（図６参照：以下、単に「直線Ａ」という。）上に位置する。つまり、補正部４３は、直線Ａ上に吊コンテナの下面の中心を位置させて、積み付けコンテナの上面に吊コンテナを載置させるように荷役部２１の位置を制御する。補正部４３は、直線Ａ上に吊コンテナの下面の中心を位置させるのに限らず、直線Ａ近傍に吊コンテナの下面の中心を位置させるように、又は、直線Ａに吊コンテナの下面の中心が近づくように、荷役部２１の位置を制御してもよい。

記憶部３７は、各種情報を記憶する部分であり、メモリ等によって構成される。記憶部３７は、予め測定された積付目標番地（Ｘ，Ｙ）それぞれのヤード表面ＹＡの傾斜角度θをデータテーブルとして記憶する。なお、本実施形態において記憶部３７は制御部４０の外部に設けられているが、制御部４０と一体化されていてもよい。

次に、コンテナ荷役用クレーン装置１によるコンテナＣの積み付けの動作について図７及び図８を参照して説明する。

図７及び図８は、コンテナ荷役用クレーン装置１によるコンテナＣの積み付けの動作を示すフローチャートである。図７に示されるように、まず、受信部４１は、上位システム３５からの自動コマンドとしてコンテナＣを載置しようとする目標の番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及びコンテナＣの高さＬを示す情報を受信する（ステップＳ１）。受信部４１は、受信した番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から積付目標番地（Ｘ，Ｙ）を取得する（ステップＳ２）。続いて、傾斜角度認識部４２は、記憶部３７における傾斜角度θのデータテーブルを参照し、受信部４１により取得した積付目標番地（Ｘ，Ｙ）に対応する傾斜角度θを読み出して取得する（ステップＳ３）。続いて、補正部４３は、受信部４１により受信したコンテナＣの高さＬを示す情報と、傾斜角度認識部４２により取得された傾斜角度θとに基づき、前述した数式（１）で示す水平距離Δを自動積付目標補正値として算出する（ステップＳ４）。

続いて、図８に示されるように、制御部４０は、駆動部２０の動作を制御することにより、吊コンテナを積付目標番地（Ｘ，Ｙ）近傍まで自動搬送する（ステップＳ５）。続いて、位置検出部２２は、吊コンテナの下部に位置し、先に積付目標番地（Ｘ，Ｙ）のヤード表面ＹＡ上に載置されたコンテナＣの位置を計測する（ステップＳ６）。続いて、補正部４３は、ステップＳ４において算出した自動積付目標補正値を目標として、積み付けコンテナの上面に吊コンテナを自動積み付けする（ステップＳ７）。すなわち、補正部４３は、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して前述した数式（１）で示す水平距離Δずらして吊コンテナを積み付ける。

続いて、制御部４０は、ステップＳ７において積み付けられた吊コンテナの積み付け精度を判定する（ステップＳ８）。例えば、制御部４０は、吊コンテナの積み付けが許容範囲内か否かを判定する。すなわち、補正部４３により算出された自動積付目標値が示す補正量に対し、積み付けられた吊コンテナの位置が適切に補正されているか否かを判定する。ステップＳ７による積み付けが許容範囲内でない場合（Ｓ８；ＮＯ）には、制御部４０は、積み付けられた吊コンテナを再度巻き上げて、ステップＳ６に移行して吊コンテナの積み付けを再試行する（ステップＳ９）。吊コンテナの積み付けが許容範囲内であった場合（Ｓ８；ＹＥＳ）には、図７及び図８に示すフローチャートの処理を終了する。

次に、本実施形態に係るコンテナ荷役用クレーン装置１の作用及び効果について、従来のコンテナ荷役用クレーン装置と比較して説明する。

図９は、本実施形態の作用及び効果を説明するための図である。図９の（ａ）は従来のコンテナ荷役用クレーン装置により積み付けられたコンテナＣを示しており、図９の（ｂ）は本実施形態に係るコンテナ荷役用クレーン装置により積み付けられたコンテナＣを示している。

図９の（ａ）に示されるように、コンテナヤードＣＹのヤード表面ＹＡが水平面に対して傾斜している場合に従来のコンテナ荷役用クレーン装置を用いてコンテナＣを積み上げていくと、ヤード表面ＹＡ上に載置されることにより傾斜したコンテナＣの上にコンテナＣが次々と載置されて積み上げられていくこととなる。吊コンテナの下面の中心は、例えば積み付けコンテナの上面の中心と一致するように積み上げられていく。よって、積み上げられたコンテナＣの位置の正常な積み付け位置に対する水平方向のずれ量Ｄは、コンテナＣの積み上げ数が多くなるほど大きくなる。当該水平方向のずれ量が大きくなることにより、ヤード表面ＹＡが傾斜した番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に積み上げられたコンテナＣと当該コンテナＣに隣接する番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に積み上げられたコンテナＣとの隙間（以下、「隣り合うコンテナ同士の隙間」という。）が小さくなる可能性がある。

図１０は、従来の場合に隣り合うコンテナ同士の隙間が狭くなることを説明するための図である。図１０に示されるように、例えば隣り合う番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のヤード表面ＹＡ同士が向かい合いＶ字をなすように傾斜している場合、コンテナＣの積み上げ数が多くなるほど、隣り合うコンテナＣ，Ｃ同士の隙間Ｇが狭くなってしまう。当該隙間Ｇが狭くなると、コンテナＣをスプレッダ１０により吊り上げる際にスプレッダ１０のガイド１７を当該隙間Ｇに進入させることができず、スプレッダ本体部１５を積み付けコンテナ上に位置させることができなくなる。その結果、スプレッダ１０により積み付けコンテナを係止して吊り上げることが困難となってしまう。

これに対し、本実施形態に係るコンテナ荷役用クレーン装置１によれば、積み付けコンテナの上面に吊コンテナを載置する際、傾斜角度認識部４２により認識された傾斜角度θに基づき、補正部４３によって、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して当該上面の水平面に対する高さが高い方向へずらすように荷役部２１の位置が制御される。これにより、吊コンテナの下面の中心は、積み付けコンテナの上面の中心に対して当該上面の水平面に対する高さが高い方向にずれる。よって、上記従来の場合と比較して、図９の（ｂ）に示されるように吊コンテナの下面の中心を直線Ａ上の位置に近づけることができる。その結果、直線Ａ上に沿ってコンテナＣを積み上げることができ、コンテナＣの正常な積み付け位置に対する位置ずれを抑制することができる。

このように、直線Ａ上に沿ってコンテナＣを積み上げることができる結果、コンテナＣの積み上げ数が多くなったとしても、隣り合うコンテナＣ，Ｃ同士の隙間Ｇを、前述した所定のコンテナ間最小距離以上とすることができる。よって、コンテナＣをスプレッダ１０により吊り上げる際にスプレッダ１０のガイド１７を当該隙間Ｇに進入させてスプレッダ本体部１５を積み付けコンテナ上に位置させることができる。その結果、スプレッダ１０により積み付けコンテナＣを係止して吊り上げることができる。

また、本実施形態によれば、傾斜角度認識部４２によって、予め測定された積付目標番地（Ｘ，Ｙ）それぞれのヤード表面ＹＡの傾斜角度θが記憶部３７から読み出されることにより、積付目標番地（Ｘ，Ｙ）に対応する傾斜角度θが認識される。よって、ヤード表面ＹＡの傾斜角度θをその都度測定することなく、記憶部３７から読み出された傾斜角度θに基づき補正部４３による荷役部２１の位置の制御を行うことができる。

また、積み付けコンテナの高さがＬでありヤード表面ＹＡの傾斜角度がθである場合に、直線Ａに対する吊コンテナの下面の中心の水平方向のずれ量は前述した数式（１）で示される。よって、本実施形態によれば、吊コンテナの下面の中心を前述した数式（１）で示される量ずらすことにより、吊コンテナの下面の中心を直線Ａ上に位置させることができる。その結果、直線Ａ上にコンテナＣを積み上げることができ、コンテナＣの正常な積み付け位置に対する位置ずれを抑制することができる。

また、積み付けコンテナの上面に吊コンテナを載置する際、傾斜角度認識部４２により認識された傾斜角度θが予め定められた許容角度よりも大きい場合には、積み付けコンテナが水平方向に許容範囲以上にずれるとして、制御部４０によって、直線Ａ上に吊コンテナの下面の中心を位置させて、積み付けコンテナの上面に吊コンテナを載置させるように荷役部２１の位置を制御してもよい。これにより、吊コンテナの下面の中心が直線Ａ上に位置するように、吊コンテナが積み付けコンテナの上面に載置される。その結果、直線Ａ上にコンテナＣを積み上げることができ、コンテナＣの正常な積み付け位置に対する位置ずれを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るコンテナ荷役用クレーン装置について図１１を参照しながら説明する。図１１は、第２実施形態に係るコンテナ荷役用クレーン装置１Ａの構成を機能的に示すブロック図である。以下の説明においては、第１実施形態と重複する説明を適宜省略する。

第２実施形態に係るコンテナ荷役用クレーン装置１Ａは、記憶部３７を備えておらず、傾斜角度測定部３０を備えている点で第１実施形態に係るコンテナ荷役用クレーン装置１と異なっている。

傾斜角度測定部３０は、例えばスプレッダ本体部１５の平面視における略中央の位置に設けられている（図５参照）。すなわち、スプレッダ１０は、スプレッダ本体部１５に設けられた傾斜角度測定部３０を有している。傾斜角度測定部３０は、例えば傾斜角センサである。傾斜角度測定部３０は、スプレッダ１０自身の傾斜角度を測定する。

具体的には、傾斜角度測定部３０は、吊コンテナを積み付けコンテナ上に載置させた状態でスプレッダ１０の傾斜角度を測定する。積み付けコンテナの上面の傾斜角度は、ヤード表面ＹＡの傾斜角度θに相当する。このため、当該積み付けコンテナの上面に載置された吊コンテナの上面、及び、当該吊コンテナを係止したスプレッダ１０自身の傾斜角度も、ヤード表面ＹＡの傾斜角度θに相当する。よって、傾斜角度測定部３０により測定されるスプレッダ１０自身の傾斜角度は、傾斜角度認識部４２により認識されるヤード表面ＹＡの傾斜角度θに相当する。傾斜角度測定部３０は、測定結果を傾斜角度認識部４２に出力する。

傾斜角度認識部４２は、傾斜角度測定部３０によって測定されたスプレッダ１０の傾斜角度を、積付目標番地（Ｘ，Ｙ）のヤード表面ＹＡの傾斜角度θとして認識する。

補正部４３は、吊コンテナを積み付けコンテナの上に積み付ける際、まず吊コンテナの下面の中心を積み付けコンテナの中心に対して一致させるように吊コンテナを積み付けコンテナ上に載置させる。ここで、吊コンテナの下面の中心が積み付けコンテナの中心に対して一致するとは、これらの中心が完全に一致することだけでなく、これらの中心のずれが予め設定した微差又は測定誤差等の範囲内であることを含む。

また、補正部４３は、傾斜角度測定部３０によりスプレッダ１０の傾斜角度を測定させる。また、補正部４３は、傾斜角度測定部３０により測定されたスプレッダ１０の傾斜角度（すなわち、傾斜角度認識部４２により認識されたヤード表面ＹＡの傾斜角度θ）に基づき、上記第１実施形態と同様にして、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して上面の水平面に対する高さが高い方向へずらすように荷役部２１の位置を制御する。

次に、コンテナ荷役用クレーン装置１ＡによるコンテナＣの積み付けの動作について図１２〜図１４を参照して説明する。

図１２〜図１４は、コンテナ荷役用クレーン装置１ＡによるコンテナＣの積み付けの動作を示すフローチャートである。図１２に示されるように、まず、受信部４１は、上位システム３５からの自動コマンドとしてコンテナＣを載置しようとする目標の番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及びコンテナＣの高さＬを示す情報を受信する（ステップＳ１１）。受信部４１は、受信した番地（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から積付目標番地（Ｘ，Ｙ）を取得する（ステップＳ１２）。続いて、制御部４０は、駆動部２０の動作を制御することにより、吊コンテナを積付目標番地（Ｘ，Ｙ）近傍まで自動搬送する（ステップＳ１３）。

続いて、図１３に示されるように、位置検出部２２は、吊コンテナの下部に位置するコンテナＣの位置を計測する（ステップＳ１４）。続いて、補正部４３は、まず初回の積み付け時にはヤード表面ＹＡの傾斜影響はゼロ（未知）であるとして、積み付けずれがゼロであることを目標に、積み付けコンテナの上面に吊コンテナを自動積み付けする（ステップＳ１５）。すなわち、補正部４３は、自動積付目標補正値がゼロであることを目標として、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心と一致するように吊コンテナを積み付ける。

続いて、補正部４３は、傾斜角度測定部３０によってスプレッダ１０の傾斜角度を測定させることにより、コンテナ載置面であるヤード表面ＹＡの傾斜角度θを計測する（ステップＳ１６）。具体的には、補正部４３は、傾斜角度測定部３０により、吊コンテナを積み付けコンテナに載置した状態におけるスプレッダ１０の傾斜角度を測定させる。傾斜角度認識部４２は、傾斜角度測定部３０によって測定されたスプレッダ１０の傾斜角度を、積付目標番地（Ｘ，Ｙ）のヤード表面ＹＡの傾斜角度θとして認識する。続いて、補正部４３は、受信部４１により受信したコンテナＣの高さＬを示す情報と、傾斜角度測定部３０により計測されたヤード表面ＹＡの傾斜角度θとに基づき、前述した数式（１）で示す水平距離Δを自動積付目標補正値として算出する（ステップＳ１７）。

続いて、図１４に示されるように、制御部４０は、ステップＳ１５において積み付けられた吊コンテナの積み付け精度を判定する（Ｓ１８）。すなわち、補正部４３により算出された自動積付目標値が示す補正量に対し、積み付けられた吊コンテナの位置が適切か否かを判定する。吊コンテナの積み付けが許容範囲内でない場合（Ｓ１８；ＮＯ）には、制御部４０は、積み付けられた吊コンテナを再度巻き上げて（Ｓ１９）、ステップＳ２０へ移行する。ステップＳ２０において、位置検出部２２は、吊コンテナの下部に位置するコンテナＣの位置を計測し、ステップＳ２１へ移行する。ステップＳ２１において、補正部４３は、ステップＳ１７において算出した自動積付目標補正値を目標として、積み付けコンテナの上面に吊コンテナを自動積み付けし、ステップＳ１８に移行する。吊コンテナの積み付けが許容範囲内である場合（Ｓ１８；ＹＥＳ）には、図７及び図８に示すフローチャートの処理を終了する。

以上、本実施形態に係るコンテナ荷役用クレーン装置１Ａによれば、補正部４３によって、吊コンテナの下面の中心が積み付けコンテナの中心に対して一致するように吊コンテナが積み付けコンテナ上に載置される。そして、スプレッダ１０の傾斜角度が傾斜角度測定部３０により測定される。さらに、傾斜角度測定部３０により測定されたスプレッダ１０の傾斜角度に基づき、補正部３４によって、吊コンテナの下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対して当該上面の水平面に対する高さが高い方向へずらすように荷役部２１の位置が制御される。この場合、ヤード表面ＹＡの傾斜角度θを測定することなく、傾斜角度測定部３０により測定されたスプレッダ１０の傾斜角度に基づき、補正部４３による荷役部２１の位置の制御を行うことができる。

以上、本実施形態の種々の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られず、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他に適用してもよい。

例えば、ヤード表面ＹＡがＸ方向及びＹ方向の両方に沿って傾斜している場合に、吊コンテナ下面の中心を、積み付けコンテナの上面の中心に対してＸ方向及びＹ方向の両方にずらさなくてもよく、Ｘ方向及びＹ方向の何れか一方にずらしてもよい。

また、上記第２実施形態において、傾斜角度測定部３０により測定されたスプレッダ１０の傾斜角度を記憶する記憶部を備えていてもよい。この場合、ある番地に吊コンテナを積載する毎にスプレッダ１０の傾斜角度を測定しなくてもよい。傾斜角度認識部４２は、当該記憶部により記憶されたスプレッダ１０の角度をヤード表面ＹＡの傾斜角度θとして認識してもよい。

また、本発明は、門型クレーン装置に限定されず、橋型クレーン装置等に適用してもよい。

１，１Ａ…コンテナ荷役用クレーン装置、１０…スプレッダ、２１…荷役部、３０…傾斜角度測定部、３７…記憶部、４２…傾斜角度認識部、４０…制御部、４３…補正部、Ｃ…コンテナ、ＣＹ…コンテナヤード、ＹＡ…ヤード表面。

Claims

予め定められた領域にコンテナを載置可能なコンテナヤード上において前記コンテナの搬送を行うクレーン装置であって、
前記コンテナを係止可能であり、前記コンテナを係止して吊り上げることにより前記コンテナを吊コンテナとし当該吊コンテナの荷役を行う荷役部と、
前記吊コンテナを載置しようとする前記領域のヤード表面の水平面に対する傾斜角度を認識する傾斜角度認識部と、
前記荷役部の位置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記領域に載置された前記コンテナである積み付けコンテナの上面に前記吊コンテナを載置する際、前記傾斜角度認識部により認識された前記傾斜角度に基づき、前記吊コンテナの下面の中心を、前記積み付けコンテナの上面の中心に対して前記上面の水平面に対する高さが高い方向へずらすように前記荷役部の位置を制御する、クレーン装置。
前記コンテナヤードは、前記領域を複数有し、
予め測定された前記領域それぞれのヤード表面の前記傾斜角度を記憶する記憶部を更に備え、
前記傾斜角度認識部は、前記吊コンテナを載置しようとする前記領域に対応する前記傾斜角度を前記記憶部から読み出すことにより、前記吊コンテナを載置しようとする前記領域に対応する前記傾斜角度を認識する、請求項１に記載のクレーン装置。
前記荷役部は、前記傾斜角度認識部により認識される前記傾斜角度に相当する自身の水平面に対する傾斜角度を測定する傾斜角度測定部を有し、
前記制御部は、
前記吊コンテナの下面の中心を前記積み付けコンテナの中心に対して一致させるように前記吊コンテナを前記積み付けコンテナ上に載置させ、
前記傾斜角度測定部により前記自身の水平面に対する傾斜角度を測定させ、
前記傾斜角度測定部により測定された前記自身の水平面に対する傾斜角度に基づき、前記吊コンテナの下面の中心を、前記積み付けコンテナの上面の中心に対して前記上面の水平面に対する高さが高い方向へずらすように前記荷役部の位置を制御する、請求項１に記載のクレーン装置。
前記制御部は、前記吊コンテナの下面の中心を、前記積み付けコンテナの上面の中心に対して次の数式（１）で示す水平距離Δずらす、請求項１〜３の何れか一項に記載のクレーン装置。

（ただし、Ｌを前記コンテナの高さとし、θを前記ヤード表面の前記傾斜角度とする。）
予め定められた領域にコンテナを載置可能なコンテナヤード上において前記コンテナの搬送を行うクレーン装置であって、
前記コンテナを係止可能であり、前記コンテナを係止して吊り上げることにより前記コンテナを吊コンテナとし当該吊コンテナの荷役を行う荷役部と、
前記吊コンテナを載置しようとする前記領域のヤード表面の水平面に対する傾斜角度を認識する傾斜角度認識部と、
前記荷役部の位置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記領域に載置された前記コンテナである積み付けコンテナの上面に前記吊コンテナを載置する際、前記傾斜角度認識部により認識された前記傾斜角度が予め定められた許容角度よりも大きい場合には、前記積み付けコンテナの下面の中心を通り鉛直方向へ延びる直線上に前記吊コンテナの下面の中心を位置させて、前記積み付けコンテナの上面に前記吊コンテナを載置させるように前記荷役部の位置を制御する、クレーン装置。