(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を駆動することにより、コンテナヤード内の任意のレーンでコンテナの巻上げ下げを行う門型のクレーン装置であって、
前記レーンに沿って延設されたバスバーと電気的に接触することにより、当該バスバーから給電された交流電力を集電する集電装置と、
前記集電装置で集電された交流電力を、所定電圧の交流電力に変換して出力する給電装置と、
ディーゼルエンジンで発電機を駆動することにより交流電力を出力するエンジン発電機と、
前記給電装置または前記エンジン発電機のいずれか一方から出力された交流電力を切替選択して共通母線に供給する給電切替器と、
前記共通母線に供給された交流電力を任意の周波数の交流電力に変換して、荷役または走行を行うための電動機に供給する電動機用インバータと、
当該クレーン装置の周囲を照明するＨＩＤランプと、
前記共通母線に供給された交流電力を整流して直流電力に変換した後、スイッチング回路により再び交流電力に変換して前記ＨＩＤランプへ供給するＨＩＤランプ用インバータと、
当該クレーン装置を移動元レーンから異なる移動先レーンへ移動させるレーン替えを行う際、前記移動元レーンから離脱する場合には、まず前記エンジン発電機を起動し、前記給電切替器を制御して前記共通母線へ供給する交流電源の給電元を前記給電装置から前記エンジン発電機に切り替えた後、前記集電装置を前記移動元レーンのバスバーから切り離し、前記移動先レーンへ進入する場合には、まず前記集電装置を前記移動先レーンのバスバーに接続し、前記給電切替器を制御して前記給電元を前記エンジン発電機から前記給電装置に切り替えた後、前記エンジン発電機を停止するコントローラとを備え、
前記ＨＩＤランプ用インバータは、前記直流電力を蓄積し、蓄積した当該直流電力を、少なくとも前記給電切替器での切替選択時における瞬断時間わたり前記スイッチング回路に供給しうる容量の電解コンデンサを有する
ことを特徴とするクレーン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーンに沿って延設したバスバーを介して給電された電力により、コンテナの荷役を行う門型のクレーン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、門型のクレーン装置を用いて、船舶やトレーラーに対するコンテナの積み降ろしなどの荷役を行うコンテナヤードには、地上の電力設備から、レーンに沿って延設したバスバーを介してクレーン装置へ給電する、いわゆる電動化方式のコンテナヤードがある（例えば、特許文献１など参照）。
【０００３】
図４は、一般的なコンテナヤードの構成例を示す平面図である。
コンテナヤード７０は、港の埠頭７Ａに面して設けられており、埠頭７Ａに配置されたコンテナクレーン７Ｃにより、船舶７Ｂに対するコンテナ９の積み降ろしが行われる。このコンテナヤード７０には、コンテナ９の載置場所として、コンテナ９の長手方向に沿って伸延する平面視長方形状のエリアからなるレーン７１が複数設けられており、レーン７１内を当該レーン７１の長手方向Ｘにクレーン装置１０が走行することにより、レーン７１内の各所においてコンテナ９が効率よく仕分けされる。
【０００４】
各レーン７１には、クレーン装置１０に対して電力を供給する変圧器７が設けられており、レーン７１に沿って延設されているバスバー８を介して、変圧器７から交流電力がクレーン装置１０へ供給される。バスバー８は、支柱に架設されたトロリー線からなり、クレーン装置１０に搭載する集電装置をバスバー８と電気的に接触させることにより、クレーン装置１０が変圧器７から電力を集電するものとなっている。
【０００５】
コンテナヤード７０には、道路７２側にゲート７３が設けられており、トレーラー７５はこのゲート７３を通過してコンテナ９の搬入・搬出を行う。
レーン７１には、トレーラー７５の通路が設けられており、この通路に停車したトレーラー７５に対して、クレーン装置１０によるコンテナ９の積み降ろしが行われる。
クレーン装置１０は、レーン７１ごとに対応付けて配置してもよいが、他のレーン７１へ移動させる、いわゆるレーン替えを行うことにより効率よく荷役を行うことができる。このような場合、レーン７１の端部に隣接して設けられているターンレーン７４において、長手方向Ｘと直交する直角方向Ｙへクレーン装置１０を直角走行させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０２３８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなコンテナヤード７０では、レーン替えの際、クレーン装置１０がバスバー８から離脱してターンレーン７４を走行する必要があるため、バスバー８からの地上給電が停止される。このため、クレーン装置１０にエンジン発電機や蓄電装置を搭載し、レーン替えの際には、クレーン装置１０において、動作に使用する電力を、バスバー８からの地上給電から、エンジン発電機からの発電電力や蓄電装置からの蓄電電力などの機上給電に切り替えて、ターンレーン７４を走行するものとなっている。
【０００８】
しかしながら、このような従来技術では、バスバー８からの地上給電から機上給電に切り替える際、クレーン装置１０の動作に使用する電力が瞬断する。これにより、クレーン装置１０に搭載されているＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプが消灯してしまうため、再点灯までに要する時間だけクレーン装置を停止させることになり、レーン替えに多くの待ち時間が発生するという問題点があった。
【０００９】
一般に、クレーン装置１０には、夜間など周囲が暗くなってコンテナ９が見えにくい状況でも、荷役を行うことができるよう、クレーン装置１０の周囲を照明するための照明器具として、大きな光量が得られる、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプなどのＨＩＤランプが搭載されている。この種のＨＩＤランプは、金属原子高圧蒸気中のアーク放電を光源とするランプであり、点灯時には、金属蒸気圧が点灯可能な程度まで上昇するのに数分を要する。また、ＨＩＤランプへの給電が瞬断した場合には、アーク放電が停止するため消灯状態となり、この期に再点灯時には金属蒸気圧が低下するまで十分程度要する。
【００１０】
したがって、レーン替えの場合、クレーン装置１０が移動元レーンからターンレーンへ退出する際、地上給電から機上給電への切替時にＨＩＤランプが消灯するため、再点灯までに十数分の待ち時間を要する。また、ターンレーンから移動先レーンへ進入する際、機上給電から地上給電への切替時にＨＩＤランプが再び消灯するため、再点灯までに十数分の待ち時間を要することになる。このため、レーン替えの際、合わせて三十分前後の待ち時間が発生することになり、スムーズにレーン替えを行うことができない。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、地上給電と機上給電との切替時にＨＩＤランプの点灯を維持して、スムーズにレーン替えを行うことができるクレーン装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するために、本発明にかかるクレーン装置は、電動機を駆動することにより、コンテナヤード内の任意のレーンでコンテナの巻上げ下げを行う門型のクレーン装置であって、前記レーンに沿って延設されたバスバーと電気的に接触することにより、当該バスバーから給電された交流電力を集電する集電装置と、前記集電装置で集電された交流電力を、所定電圧の交流電力に変換して出力する給電装置と、ディーゼルエンジンで発電機を駆動することにより交流電力を出力するエンジン発電機と、前記給電装置または前記エンジン発電機のいずれか一方から出力された交流電力を切替選択して共通母線に供給する給電切替器と、前記共通母線に供給された交流電力を任意の周波数の交流電力に変換して、荷役または走行を行うための電動機に供給する電動機用インバータと、当該クレーン装置の周囲を照明するＨＩＤランプと、前記共通母線に供給された交流電力を整流して直流電力に変換した後、スイッチング回路により再び交流電力に変換して前記ＨＩＤランプへ供給するＨＩＤランプ用インバータと、当該クレーン装置を移動元レーンから異なる移動先レーンへ移動させるレーン替えを行う際、前記移動元レーンから離脱する場合には、まず前記エンジン発電機を起動し、前記給電切替器を制御して前記共通母線へ供給する交流電源の給電元を前記給電装置から前記エンジン発電機に切り替えた後、前記集電装置を前記移動元レーンのバスバーから切り離し、前記移動先レーンへ進入する場合には、まず前記集電装置を前記移動先レーンのバスバーに接続し、前記給電切替器を制御して前記給電元を前記エンジン発電機から前記給電装置に切り替えた後、前記エンジン発電機を停止するコントローラとを備え、前記ＨＩＤランプ用インバータは、前記直流電力を蓄積し、蓄積した当該直流電力を、少なくとも前記給電切替器での切替選択時における瞬断時間わたり前記スイッチング回路に供給しうる容量の電解コンデンサを有している。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、給電切替器から出力される交流電力が、給電切替器での切替時に瞬断した場合でも、ＨＩＤランプへ供給される交流電力が瞬断することはなく、ＨＩＤランプが消灯することもない。これにより、レーン替えにおける、ＨＩＤランプの再点灯に要する待ち時間を省くことができ、スムーズなレーン替えを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施の形態にかかるクレーン装置の構成を示すブロック図である。
【図２】インバータの基本ブロック図である。
【図３】インバータの動作を示す信号波形図である。
【図４】一般的なコンテナヤードの構成例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［クレーン装置］
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態にかかるクレーン装置１０について説明する。図１は、一実施の形態にかかるクレーン装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
このクレーン装置１０は、コンテナヤードのレーンに沿って延設したバスバー８を介して給電された変圧器（電源装置）７からの電力により、各種電動機を駆動してコンテナの積み降ろしや走行などの各種クレーン動作を行う装置である。
クレーン装置１０には、主な構成として、給電装置１Ａ、エンジン発電機１Ｂ、給電切替器１Ｓ、集電装置２、主巻電動機３０、走行電動機３１、横行電動機３２、ＨＩＤランプ３５、インバータ（ＩＮＶ）４１，４２、インバータ（ＩＮＶ）４５、およびコントローラ５が設けられている。
【００１７】
給電装置１Ａは、レーンごとに設けられている変圧器７からバスバー８を介して供給される、例えば三相交流からなる交流電力を、所定電圧の三相交流に変換して給電切替器１Ｓへ出力する機能を有している。
集電装置２は、クレーン装置１０の外側に取り付けられて、支柱に架設されたトロリー線からなるバスバー８と電気的に接触することにより、変圧器７からの交流電力を集電し、給電装置１Ａへ出力する機能を有している。
【００１８】
エンジン発電機１Ｂは、ディーセルエンジンで発電機を駆動することにより交流電力を発電して給電切替器１Ｓへ出力する機能を有している。
給電切替器１Ｓは、コントローラ５からの給電切替指令５Ｓに応じて、給電装置１Ａまたはエンジン発電機１Ｂのいずれか一方からの給電を切替選択して共通母線Ｂへ供給する機能を有している。
共通母線Ｂは、給電切替器１Ｓから出力された交流電力をクレーン装置１０内の各部へ供給するための配線である。
【００１９】
主巻電動機３０は、コンテナの昇降を行うための交流電動機である。走行電動機３１は、架台の走行を行うための交流電動機である。横行電動機３２は、架台の横行を行うための交流電動機である。
ＨＩＤランプ３５は、荷役時や走行時にクレーン装置１０の周囲を照明するための照明器具である。
【００２０】
インバータ４１は、給電切替器１Ｓから共通母線Ｂへ供給された交流電力を、任意の周波数の交流電力に変換して主巻電動機３０および走行電動機３１へ供給するＡＣ／ＡＣ変換器である。
インバータ４２は、給電切替器１Ｓから共通母線Ｂへ供給された交流電力を、任意の周波数の交流電力に変換して横行電動機３２へ供給するＡＣ／ＡＣ変換器である。
【００２１】
インバータ４５は、給電切替器１Ｓから共通母線Ｂへ供給された交流電力を、直流に変換した後、再度交流に変換して、ＨＩＤランプ３５の駆動用電源や、空調装置、あるいはコントローラ５などの制御装置を含む各種補機設備で用いる補機設備電源として供給するＡＣ／ＤＣ／ＡＣ変換器である。
【００２２】
コントローラ５は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、マイクロプロセッサまたは周辺回路に設けられたメモリからプログラムを読み込んで実行することにより、プログラムと上記ハードウェアとを協働させて、クレーン装置１０全体を制御するための各種機能を有している。
【００２３】
コントローラ５の主な機能としては、操作レバーや操作スイッチを介して検出した操作者の指令入力５Ａに基づいて、各種コマンド４Ａをやり取りすることによりインバータ４１，４２を制御して、コンテナの昇降、架台の走行、横行、直角走行などの運転を制御するクレーン運転機能と、クレーン装置１０がターンレーンを通って他のレーンへレーン替えを行う場合、バスバー８からクレーン装置１０が切り離されている期間においてエンジン発電機１Ｂからの電力で走行するために、給電切替指令５Ｓにより給電切替器１Ｓを制御して、エンジン発電機１Ｂからの電力に切り替える給電切替制御機能とを有している。
【００２４】
［本実施の形態の動作］
次に、図２および図３を参照して、本実施の形態にかかるクレーン装置１０の動作について説明する。図２は、インバータの基本ブロック図である。図３は、インバータの動作を示す信号波形図である。
【００２５】
レーン替えを行う場合、操作者は、コントローラ５を操作して、次のような手順でレーン替えを行う。
まず、移動元レーンにおいて、クレーン装置１０がバスバー８に接続されている場合、バスバー８を介して変圧器７から給電された交流電力は、集電装置２で集電される。この後、給電装置１Ａで電圧変換され、給電切替器１Ｓを介して共通母線Ｂへ供給される。これにより、インバータ４１，４２，４５を介して、クレーン装置１０の各部へ交流電力が供給され、コンテナに対する荷役が行われる。
【００２６】
この状態で、レーン替えを行う場合、操作者は、クレーン装置１０をレーン端までを走行させて停止させる。このとき、クレーン装置１０を停止させる前に、エンジン発電機１Ｂを起動しておく。
次に、エンジン発電機１Ｂで発電された交流電力が正常値であることを確認した後、給電切替器１Ｓにより給電元を給電装置１Ａからエンジン発電機１Ｂへ切り替えた後、集電装置２を移動元レーンのバスバー８から切り離す。
【００２７】
したがって、クレーン装置１０では、バスバー８からの地上給電が切り離されて、エンジン発電機１Ｂからの交流電力が共通母線Ｂへ供給される機上給電に切り替えられる。これにより、操作者は、クレーン装置１０を、機上給電により移動元レーンからターンレーンへ進入させ、移動先レーンまで走行させる。
【００２８】
この後、ターンレーンから移動先レーンへ進入する場合、操作者は、まず、集電装置２を移動先レーンのバスバー８に接続し、給電装置１Ａからの交流電力が正常値であることを確認した後、給電切替器１Ｓにより給電元をエンジン発電機１Ｂから給電装置１Ａへ切り替え、エンジン発電機１Ｂを停止する。
【００２９】
したがって、クレーン装置１０では、エンジン発電機１Ｂによる地上給電が停止されて、バスバー８からの交流電力が共通母線Ｂへ供給される地上給電に切り替えられる。これにより、操作者は、クレーン装置１０を、地上給電によりターンレーンから移動先レーンへ進入させ、移動先レーン内で荷役が行える状態となる。
【００３０】
ここで、クレーン装置１０では、給電切替器１Ｓで地上給電と機上給電とを切り替える場合、共通母線Ｂに対する電力供給が瞬断する。一般的な電気機器では、交流電源の瞬停許容時間は十数ｍｓ以下であり、長くても交流周波数の一波長時間以下という規格になっている。このため、一般的なクレーン装置１０においても、給電切替器１Ｓとして、切り替えに伴う瞬断時間が交流電源周波数の一波長時間以下という基準を満たすものが用いられている。
【００３１】
図２に示すように、インバータ４５は、ＡＣ／ＤＣ／ＡＣ変換器からなり、主な回路部として、整流回路ＲＥＣ、コンデンサＣ、スイッチング回路ＳＷ、および制御回路ＣＯＮが設けられている。
整流回路ＲＥＣは、ダイオードなどの整流素子からなり、端子Ｔ３ｐから入力された三相交流信号を直流信号に整流する回路である。
コンデンサＣは、電解コンデンサからなり、整流回路ＲＥＣから出力された直流信号を平滑化する機能を有している。
【００３２】
スイッチング回路ＳＷは、ダイオードやスイッチング素子を用いたＤＣ／ＡＣ変換回路からなり、コンデンサＣの両端の直流信号を、制御回路ＣＯＮからの制御パルスＣＰに基づき高速スイッチングすることにより単相交流信号に変換し、端子Ｔ１ｐへ出力する機能を有している。
制御回路ＣＯＮは、ＣＰＵや専用の信号処理回路からなり、所望する単相交流信号に応じたタイミングで制御パルスＣＰを生成してスイッチング回路ＳＷへ出力することにより、スイッチング回路ＳＷでのＤＣ／ＡＣ変換動作を制御する機能を有している。
【００３３】
端子Ｔ３ｐへ入力された共通母線Ｂからの交流電力は、整流回路ＲＥＣで整流されて、コンデンサＣに直流電力として一旦蓄電され、スイッチング回路ＳＷにより再び交流信号に変換されて、端子Ｔ１ｐから出力される。
したがって、図３に示すように、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの瞬断期間ｔにおいて、共通母線Ｂからの交流電力が瞬断した場合、端子Ｔ３ｐにおける交流電圧Ｖ３ｐはゼロとなる。ここでは、３相交流のうちの任意の位相信号に着目して説明するが、いずれの位相信号についても同様である。
【００３４】
このため、瞬断期間ｔにおいて、整流回路ＲＥＣからコンデンサＣに対して直流電流が出力されないため、コンデンサＣの両端の直流電圧Ｖｄｃが低下する。この際、コンデンサＣの容量が十分大きいため、直流電圧Ｖｄｃは、スイッチング回路ＳＷでの消費分だけ低下するものの、その低下分は僅かであり、瞬断期間の終了後、再び上昇する。
したがって、瞬断期間ｔにおいて、スイッチング回路ＳＷからは継続して単相交流信号が端子Ｔ１ｐへ出力されるため、ＨＩＤランプ３５への電力供給が瞬断することはなく、ＨＩＤランプ３５が消灯することもない。
【００３５】
［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、給電切替器１Ｓから出力された交流電力を、インバータ４５により、直流に変換した後、再び交流に変換してＨＩＤランプ３５へ供給するようにしたので、給電切替器１Ｓから出力される交流電力が、給電切替器１Ｓでの切替時に瞬断した場合でも、ＨＩＤランプ３５へ供給される交流電力が瞬断することはなく、ＨＩＤランプ３５が消灯することもない。
これにより、レーン替えにおける、ＨＩＤランプ３５の再点灯に要する待ち時間を省くことができ、スムーズなレーン替えを実現することができる。
【００３６】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…クレーン装置、１Ａ…給電装置、１Ｂ…エンジン発電機、１Ｓ…給電切替器、２…集電装置、３０…主巻電動機、３１…走行電動機、３２…横行電動機、３５…ＨＩＤランプ、４１，４２…インバータ、４５…インバータ、４Ａ…コマンド、５…コントローラ、５Ａ…指令入力、５Ｓ…給電切替指令、Ｂ…共通母線、７…変圧器、７０…コンテナヤード、７１…レーン、７２…道路、７３…ゲート、７４…ターンレーン、７５…トレーラー、７Ａ…埠頭、７Ｂ…船舶、７Ｃ…コンテナクレーン、８…バスバー、９…コンテナ、Ｇ…地上。
【図１】
0005633970.tif 000002
【図２】
0005633970.tif 000003
【図３】
0005633970.tif 000004
【図４】
0005633970.tif 000005