(57)【要約】      （修正有）【課題】複雑な構成を用いずに、トロリの車輪の空転を軽減することのできる車輪駆動制御装置を提供する。【解決手段】巻上部２３の吊荷５の荷重を検出し、クレーン装置１の加速時のトルクの制限値を、当該トルクの制限値の最大値に達するまで、吊荷５の荷重に応じて増加させて、荷重に応じたトルクの制限値を決定する。また、クレーン装置１の減速時のトルクの制限値を、当該トルクの制限値の最小値に達するまで、吊荷５の荷重に応じて減少させて、荷重に応じたトルクの制限値を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻上部を支持して移動するクレーン装置の車輪を駆動制御する車輪駆動制御装置であって、
前記巻上部の吊荷の荷重を検出する荷重検出部と、
前記クレーン装置の加速時のトルクの制限値を、当該トルクの制限値の最大値に達するまで、前記吊荷の荷重に応じて増加させて、前記荷重に応じた前記トルクの制限値を決定するトルク制限値決定部と、
を備えることを特徴とする車輪駆動制御装置。
【請求項２】
前記トルク制限値決定部は、前記クレーン装置の減速時の前記トルクの制限値を、当該トルクの制限値の最小値に達するまで、前記吊荷の荷重に応じて減少させて、前記荷重に応じた前記トルクの制限値を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車輪駆動制御装置。
【請求項３】
前記トルクの制限値は、前記車輪の一輪当たりの荷重×前記車輪と車輪接面との摩擦係数μ×（車輪半径Ｄ／減速比）×余裕度α（α≦１）の算出式によって算出された、前記吊荷の荷重毎の値であり、
前記トルク制限値決定部は、前記吊荷の荷重に応じて前記算出式によって算出された前記制限値を決定する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車輪駆動制御装置。
【請求項４】
前記トルク制限値決定部は、前記トルクの制限値の最大値を前記巻上部における吊荷巻上時に増加させ、前記巻上部における吊荷巻下時に低下させる
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の車輪駆動制御装置。
【請求項５】
前記車輪の接面との摩擦力の低減要因を除去する摩擦力維持処理部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の車輪駆動制御装置。
【請求項６】
前記トルク制限値決定部は、天候に応じて前記余裕度α（≦１）を変更することを特徴とする請求項３から請求項５の何れかに記載の車輪駆動制御装置。
【請求項７】
前記トルク制限値決定部は、前記吊荷の荷重と、前記トルクの制限値との関係を、天候不良時と天候良好時とに応じて変更する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の車輪駆動制御装置。
【請求項８】
前記トルク制限値決定部は、前記吊荷の荷重と、当該荷重に応じて前記算出式によって算出された前記制限値と、を対応付けた制限値決定テーブルに基づいて、前記トルクの制限値を決定する
ことを特徴とする請求項３から請求項７の何れかに記載の車輪駆動制御装置。
【請求項９】
前記制限値決定テーブルは、前記吊荷の荷重と、前記天候に応じた前記余裕度または前記天候に応じた前記摩擦係数の何れか一方または両方に基づいて前記算出式によって算出された前記制限値と、を対応付けた制限値決定テーブルに基づいて、前記トルクの制限値を決定する
ことを特徴とする請求項８に記載の車輪駆動制御装置。
【請求項１０】
巻上部を支持して移動するクレーン装置の車輪を駆動制御する車輪駆動制御装置の車輪駆動制御方法であって、
荷重検出部が、前記巻上部の吊荷の荷重を検出し、
トルク制限値決定部が、前記クレーン装置のトルクの制限値を、当該トルクの制限値の上限値または下限値に達するまで、前記吊荷の荷重に応じて増減させて、前記荷重に応じた前記トルクの制限値を決定する
ことを特徴とする車輪駆動制御方法。
【請求項１１】
巻上部を支持して移動するクレーン装置の車輪を駆動制御する車輪駆動制御装置のコンピュータを、
前記巻上部の吊荷の荷重を検出する荷重検出手段、
前記クレーン装置のトルクの制限値を、当該トルクの制限値の上限値または下限値に達するまで、前記吊荷の荷重に応じて増減させて、前記荷重に応じた前記トルクの制限値を決定するトルク制限値決定手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーン装置の車輪を駆動制御する車輪駆動制御装置及び車輪駆動制御方法ならびにそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンテナを吊り上げる大型クレーンが、例えば湾岸の埠頭などに設置されている。この大型クレーンとしては、具体的には、ＲＴＧ（ラバータイヤードガントリークレーン）、コンテナクレーン、工場屋内の天井などに設置された天井クレーンなどが存在する。ところで、これらのクレーンでは、吊荷を吊り上げて移動させるトロリと呼ばれる台車が、クレーンの上方に設けられたレール上を移動することにより、吊り上げたコンテナなどの荷物をある地点からある地点に移動させる。例えば、船上から湾岸の陸地のコンテナ収用場所（コンテナヤード）に移動させる。
【０００３】
このようにトロリは、クレーンに上方に設置されたレール等の車輪軌道を移動するが、トロリの車輪と車輪接面との間の摩擦力が低下すると、トロリの車輪が空転、すなわちスリップする。トロリの車輪と車輪接面との間の摩擦力の低下は、例えば、雨による水の車輪接面への付着、砂埃その他の異物の付着などにより発生する。またクレーンが屋外にある場合であって、風が吹いた際には、摩擦力の低下は発生しないものの、風の吊荷等に影響する力に対向するためのトロリの車輪の必要トルクが、車輪と車輪接面との間の摩擦力を上回ってしまい、トロリの車輪が空転する。
【０００４】
ここで、クレーンが吊る荷物は、決められた吊荷の降ろし場所に正確に降ろす必要があり、吊荷の移動の操作性の向上を図る等の理由により、トロリの車輪の空転を軽減することが望まれている。そして、このトロリの車輪の空転を防止する技術が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−７６６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１の技術は、トロリの車輪の空転を防止するために、多くのセンサを備えたり、複雑な計算をしたりすることが必要であり、より簡易な構成でトロリの車輪の空転を軽減する技術が必要となっている。
【０００７】
そこでこの発明は、複雑な構成を用いずに、トロリ等のクレーン装置の車輪の空転を軽減することのできる車輪駆動制御装置及び車輪駆動制御方法ならびにそのプログラム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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、巻上部を支持して移動するクレーン装置の車輪を駆動制御する車輪駆動制御装置であって、前記巻上部の吊荷の荷重を検出する荷重検出部と、前記クレーン装置の加速時のトルクの制限値を、当該トルクの制限値の最大値に達するまで、前記吊荷の荷重に応じて増加させて、前記荷重に応じた前記トルクの制限値を決定するトルク制限値決定部と、を備えることを特徴とする車輪駆動制御装置である。
【０００９】
また本発明は、上述の車輪駆動制御装置において、前記トルク制限値決定部は、前記クレーン装置の減速時の前記トルクの制限値を、当該トルクの制限値の最小値に達するまで、前記吊荷の荷重に応じて減少させて、前記荷重に応じた前記トルクの制限値を決定することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、上述の車輪駆動制御装置において、前記トルクの制限値は、前記車輪の一輪当たりの荷重×前記車輪と車輪接面との摩擦係数μ×（車輪半径Ｄ／減速比）×余裕度α（α≦１）の算出式によって算出された、前記吊荷の荷重毎の値であり、前記トルク制限値決定部は、前記吊荷の荷重に応じて前記算出式によって算出された前記制限値を決定することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、上述の車輪駆動制御装置において、前記トルク制限値決定部は、前記トルクの制限値の最大値を前記巻上部における吊荷巻上時に増加させ、前記巻上部における吊荷巻下時に低下させることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、上述の車輪駆動制御装置において、前記車輪の接面との摩擦力の低減要因を除去する摩擦力維持処理部を備えることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、上述の車輪駆動制御装置において、前記トルク制限値決定部は、天候に応じて前記余裕度α（≦１）を変更することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、上述の車輪駆動制御装置において、前記トルク制限値決定部は、前記吊荷の荷重と、前記トルクの制限値との関係を、天候不良時と天候良好時とに応じて変更することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、上述の車輪駆動制御装置において、前記トルク制限値決定部は、前記吊荷の荷重と、当該荷重に応じて前記算出式によって算出された前記制限値と、を対応付けた制限値決定テーブルに基づいて、前記トルクの制限値を決定することを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、上述の車輪駆動制御装置において、前記制限値決定テーブルは、前記吊荷の荷重と、前記天候に応じた前記余裕度または、前記天候に応じた前記摩擦係数の何れか一方または両方に基づいて、前記算出式によって算出された前記制限値と、を対応付けた制限値決定テーブルに基づいて、前記トルクの制限値を決定することを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、巻上部を支持して移動するクレーン装置の車輪を駆動制御する車輪駆動制御装置の車輪駆動制御方法であって、荷重検出部が、前記巻上部の吊荷の荷重を検出し、トルク制限値決定部が、前記クレーン装置のトルクの制限値を、当該トルクの制限値の上限値または下限値に達するまで、前記吊荷の荷重に応じて増減させて、前記荷重に応じた前記トルクの制限値を決定することを特徴とする車輪駆動制御方法である。
【００１８】
また本発明は、巻上部を支持して移動するクレーン装置の車輪を駆動制御する車輪駆動制御装置のコンピュータを、前記巻上部の吊荷の荷重を検出する荷重検出手段、前記クレーン装置のトルクの制限値を、当該トルクの制限値の上限値または下限値に達するまで、前記吊荷の荷重に応じて増減させて、前記荷重に応じた前記トルクの制限値を決定するトルク制限値決定手段、として機能させることを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、車輪駆動制御装置４は、荷重計２２のみのセンサを用いて、車輪の空転を防止できるトルク制限値をトルク制限値テーブルから特定し、車輪の駆動を制御する。これにより、複雑な構成を用いずに、トロリの車輪の空転を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】車輪駆動制御装置を備えたクレーンの構成を示すブロック図である。
【図２】操作制御装置および車輪駆動制御装置の機能を示すブロック図である。
【図３】トルク制限値テーブルのデータ例を示す図である。
【図４】トルク制限値テーブルのデータ概要を示す第１の図である。
【図５】トルク制限値テーブルのデータ概要を示す第２の図である。
【図６】操作制御装置および車輪駆動制御装置の処理のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態による車輪駆動制御装置を図面を参照して説明する。
図１は同実施形態による車輪駆動制御装置を備えたクレーンの構成を示すブロック図である。
この図において、符号１はクレーンである。クレーン１には、トロリ２が上方に設置される。このトロリ２は、例えばクレーン１の上方に設けられたレール上を移動（横行）する。そして、クレーン１自体には車輪１０が備えられており、当該クレーン１の車輪１０の駆動により走行することができる。またトロリ２には、レール等の車輪接面に接する車輪２１と、その車輪２１の駆動を制御する車輪駆動制御装置４と、吊荷５を上げ下げする巻上部２３と、吊荷の荷重を検出する荷重計２２と、を少なくとも備えている。またトロリ２は風速計２４を備える様にしてもよい。
【００２２】
また、クレーン１は、操作制御装置３を操縦室内等に有しており、当該操作制御装置３に入力された操作指示等に基づいて、車輪駆動制御装置４が動作する。さらに、クレーン１は、トロリ２の車輪２１と車輪接面との摩擦力を維持するための摩擦力維持装置１１を備えるようにしてもよい。この摩擦力維持装置１１は、例えば車輪接面に取り付いた異物を取り除くスクレーパ、車輪接面に付着した異物を風により吹き飛ばすブロワ、車輪接面の水を蒸発させるドライヤ等である。
【００２３】
図２は、操作制御装置および車輪駆動制御装置の機能を示すブロック図である。
この図で示すように、操作制御装置３は、各処理部を制御する制御部３１、車輪駆動制御装置４と通信を行う通信処理部３２、ユーザからの操作指示を入力する操作入力部３３、ユーザによるスイッチの操作や、他の装置（操作制御装置３の備えられた操作室の窓のワイパを制御するワイパ制御部３５など）からの信号によって天候の良好、不良を検出する天候検出部３４を備えている。
また、車輪駆動制御装置４は、操作制御装置３からの制御信号を受信する等の通信処理を行う通信処理部４１、トロリ２の車輪２１のトルクの制限値を決定するトルク制限値決定部４２、吊荷の荷重を検出する荷重検出部４３、吊荷の荷重とトルクの制限値との対応関係を示すトルク制限値テーブルを記憶するトルク制限値テーブル記憶部４４、トルク制限値決定部４２から受けたトルクの制限値に基づいて車輪２１を駆動するモータを制御するモータ制御部４５、摩擦力維持装置１１へ、動作の指示を行う摩擦力維持処理部４６、を備えている。
【００２４】
そして、本実施形態による車輪駆動制御装置４は、巻上部２３を支持して移動するトロリ２や、クレーン１等の、クレーン装置の車輪（車輪２１や車輪１０）の駆動を制御するものであって、巻上部２３の吊荷の荷重を検出し、トロリ２や、クレーン１等の車輪のトルクの制限値を、当該トルクの制限値の上限値または下限値に達するまで、吊荷の荷重に応じて増減させて、荷重に応じたトルクの制限値を決定する処理を行う。
このような処理により車輪駆動制御装置４は、複雑な構成を用いずに、トロリ２やクレーン１の車輪の空転を軽減する処理を行う。なお、荷重計２２は、例えば、吊荷５を吊ることによる張力に基づいて、その吊荷５の荷重を検出するもの、あるいは巻上用モータのモータトルクから逆算して検出するものである。
【００２５】
図３はトルク制限値テーブルのデータ例を示す図である。
この図で示すように、トルク制限値テーブルは、吊荷荷重（ｔ）ごとの、トルク制限値（Ｎ・ｍ）を対応付けて記憶している。図３においては、天候良の際のトルク制限値テーブルを示しており、吊荷荷重が０（ｔ）から１５（ｔ）までは一定の割合でトルク制限値を増加させて車輪２１を駆動し、１５（ｔ）以降の吊荷荷重の際は、トルク制限値の最大値ｘ１５（ｔ）で一定の値で車輪２１を駆動するよう制御するための情報が登録されている。ここで、トルク制限値テーブル記憶部４４は、図３に示す天候良の際のトルク制限値テーブルだけでなく、雨天時、降雪時等の天候不良時のトルク制限値テーブルについても記憶しておく。雨天時、降雪時のトルク制限値テーブルは、図３と比べて、吊荷荷重の増加に対応するトルク制限値の増加の割合が低下したものとなる。これにより、雨天時や降雪時における車輪の空転を防ぐ。
【００２６】
図４はトルク制限値テーブルのデータ概要を示す第１の図である。
図５はトルク制限値テーブルのデータ概要を示す第２の図である。
図４で示すように、図３で示したトルク制限値テーブルは、モータの最大トルク（破線）より余裕度α分低下した最大のトルク制限値（実線）になるまで、吊荷荷重の増大に応じてトルク制限値が増加する場合の例である。また図５で示すように天候に応じて吊荷荷重の増大に応じた、トルク制限値の増加の割合を変更するようにしてもよい。
【００２７】
ここで、トルク制限値テーブルに記録されている各吊荷荷重に対応するトルク制限値は、例えば、下記の式（１）によって算出される値である。なお、余裕度αは１以下の値であり、余裕度を乗じることにより、トルク制限値は、トロリ２の備えた車輪駆動用モータのトルクの最大値以下となる。各トルク制限値は、予め算出されて、トルク制限値テーブルに登録されて、トルク制限値テーブル記憶部４４に記録される。そして、車輪駆動制御装置４は、トルク制限値テーブル記憶部４４に記録された天候毎のトルク制限値テーブルのうちの１つを、そのときの条件（天候等）に応じて特定し、荷重に対応するトルク制限値を特定する処理を行う。ここで、天候に応じたトルク制限値の算出は、余裕度αや、摩擦係数μの何れか一方または両方を、天候に応じた値に変更して行う。
【００２８】
トルク制限値＝（車輪の一輪当たりの荷重）×（車輪と車輪接面との摩擦係数μ）
×（車輪半径Ｄ／減速比）×余裕度α      ・・・（１）
【００２９】
なお、上述のトルク制限値テーブルは、風速に応じたトルク制限値テーブルを作成して、トルク制限値テーブル記憶部４４に記録しておくようにしてもよい。この場合、トロリ２やクレーン１等に設置された風速計２４が計測した風速に応じて、対応するトルク制限値を記録したトルク制限値テーブルを用いるようにする。また、図３に示したトルク制限値テーブルは、トロリ２の加速時に利用するものであるが、減速時に利用するトルク制限値テーブルについてもトルク制限値テーブル記憶部４４に記録しておく。そして、トロリの加速時、減速時のそれぞれにおいて、対応するトルク制限値テーブルが利用される。
【００３０】
図６は操作制御装置および車輪駆動制御装置の処理のフローを示す図である。
次に、本実施形態による操作制御装置３および車輪駆動制御装置４の処理のフローについて説明する。
まず、操作制御装置３の操作入力部３３がユーザからトロリ２の移動指示（加速、減速を含む）を入力し、制御部３１へその指示を出力する。次に制御部３１は、天候検出部３４より天候の情報の入力を受付けているかを判定する。例えば、ワイパ制御部３５がワイパの作動を検出している場合には、天候検出部３４がそれを検出して、制御部３１に対して雨天を示す情報を出力する。または、天候検出部３４は晴天、雨天、降雪などの、どの天候に現在あるかを示す切り替えスイッチの示す位置の情報を操作入力部３３より受付けて、その切り替えスイッチの示す位置の情報によって、天候、つまり、晴天、雨天、降雪などの情報を制御部３１に出力する。そして、制御部３１は、移動制御情報（どの方向に移動するか、加速か減速か、など）や、天候情報（晴天、雨天、降雪など）を、通信処理部３２を介して車輪駆動制御装置４へ出力する（ステップＳ１０１）。なお、風速計２４の示す風速値が、操作制御装置３に入力されている場合には、操作制御装置３からその風速計２４の示す風速値を、天候情報に含めて車輪駆動制御装置４へ出力するようにしてもよい。または風速計２４の示す風速値は直接、車輪駆動制御装置４へ入力されるようにしてもよい。また、制御部３１は、移動制御情報のみを送信するようにしてもよい。
【００３１】
次に、車輪駆動制御装置４は移動制御情報を受信すると、荷重検出部４３が、現在の吊荷の荷重を荷重計２２より受け付けて検出し（ステップＳ１０２）、その荷重をトルク制限値決定部４２に出力する。トルク制限値決定部４２は、入力した荷重に対応するトルク制限値をトルク制限値テーブルから読み取って特定する（ステップＳ１０３）。なお、トルク制限値決定部４２は、天候情報を操作制御装置３より入力した場合には、その天候情報に対応するトルク制限値テーブルから、荷重に対応するトルク制限値を読み取って特定する。例えば、雨天時であれば雨天時に利用するトルク制限値テーブルを、また降雪時であれば降雪時に利用するトルク制限値テーブルを利用する。または、天候情報に風速値が含まれている場合や、天候情報と風速値とを別々に受信した場合などには、天候情報と風速値との２つの条件に応じたトルク制限値テーブルを利用するようにしてもよい。そして、トルク制限値決定部４２は特定したトルク制限値をモータ制御部４５に出力する。これにより、モータ制御部４５は、入力したトルク制限値によって、車輪２１を駆動するモータを制御する（ステップＳ１０４）。
【００３２】
以上の処理により、車輪駆動制御装置４は、少なくとも荷重計２２の１つのセンサを用いて、車輪の空転を防止できるトルク制限値をトルク制限値テーブルから特定し、車輪の駆動を制御する。これにより、複雑な構成を用いずに、トロリの車輪の空転を軽減することができる。
また、天候に応じた空転のしない車輪の駆動制御を行う場合には、風速計２４、天候の切り替えスイッチ、ワイパ制御部などの簡単な装置でその天候情報を検出して、対応するトルク制限値テーブルから車輪の空転を防止できるトルク制限値を特定できる。
【００３３】
なお、上述の処理のほか、車輪駆動制御装置４においては、例えば操作制御装置３からの指示に基づいて、摩擦力維持処理部４６が摩擦力維持装置１１を動作させて、車輪２１の車輪接面の摩擦力を維持、つまり、異物の除去、水分の取り除きを行って、摩擦力が軽減し、これにより車輪の空転の発生を防ぐようにしてもよい。
【００３４】
上述の実施例においては、トルク制限値テーブルを用いて、トルク制限値を特定しているが、吊荷の荷重に応じたトルク制限値を、その都度、上記式（１）等によって計算し、そのトルク制限値を車輪２１の駆動制御に利用するようにしてもよい。その際、例えば、トルク制限値決定部４２は、トルクの制限値の上限値を巻上部２３における吊荷巻上時に増加させたり、吊荷巻下時に低下させたりするようにしてもよい。これにより、吊荷の上げ下げに基づく車輪２１と車輪接面との摩擦力の変化に応じた、トルク制限値を特定することができる。なお、この場合のトルク制限値の例は、例えば、図３の例を用いて説明した場合、トルク制限値の上限を増加させると、荷重１５（ｔ）〜２０（ｔ）の間も、その荷重の増大に応じてトルク制限値をｘ１５〜ｘ２０と増加させ、荷重２０（ｔ）〜４０（ｔ）において、ｘ２１で示す増加したトルク制限値の上限値とする。
【００３５】
また、上述の実施例においては、トロリ２の車輪２１の空転を制御するための処理について説明したが、クレーン１に備わる車輪１０の空転を制御するようクレーン１自体に車輪駆動制御装置４を備えるようにしてもよい。この場合の車輪１０の駆動制御は、上述したトロリ２の車輪２１の駆動制御と同様である。
【００３６】
また、上述実施例以外にも、操作制御装置３が、トルク制限値決定部４２、トルク制限値テーブル記憶部４４、摩擦力維持処理部４６の各処理部を備え、操作制御装置３がそれらの処理部の処理を上記と同様の処理によって行うようにしてもよい。
【００３７】
ここで、上述の操作制御装置３や車輪駆動制御装置４は、内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・クレーン
２・・・トロリ
３・・・操作制御装置
４・・・車輪駆動制御装置
５・・・吊荷
１０，２１・・・車輪
２２・・・荷重計
２３・・・巻上部
２４・・・風速計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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