(57)【要約】【課題】グラブバケットの移動等を高い精度で行えるアンローダおよびアンローダの制御方法を提供する。【解決手段】モータＭに発生したトルクをトルク測定部１５で測定して、モータＭがロープの巻き取りを行っている際にはトルク測定部１５により取得した実トルクの絶対値が大きいほど演算機構１３からモータＭに指令される回転速度を大きな割合で減少させて、モータＭがロープの繰り出しを行っている際には実トルクの絶対値が大きいほど演算機構１３からモータＭに指令される回転速度を大きな割合で増加させる。【選択図】図１１
2019116387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロープの繰り出しおよび巻き取りをそれぞれ行う四つのドラムと、このドラムにそれぞれ接続される四つのモータと、このモータの回転速度を決定する演算機構と、この演算機構により決定された速度に基づいて前記モータの回転速度をそれぞれ制御する四つのインバータと、前記ロープにより懸吊されるグラブバケットとを備えるアンローダにおいて、
それぞれの前記インバータが、接続されている前記モータに発生したトルクを測定するトルク測定部と、前記モータが前記ロープの巻き取りを行っている際には前記トルク測定部により取得した実トルクの絶対値が大きいほど前記演算機構から前記モータに指令される回転速度を大きな割合で減少させ、前記モータが前記ロープの繰り出しを行っている際には前記トルク測定部により取得した実トルクの絶対値が大きいほど前記演算機構から前記モータに指令される回転速度を大きな割合で増加させる制御部とを備えることを特徴とするアンローダ。
【請求項２】
前記ドラムが一対の開閉ドラムと一対の支持ドラムとで構成されていて、
前記開閉ドラムに対応する前記インバータの前記制御部が、前記支持ドラムに対応する前記インバータの前記制御部よりも、前記演算機構から前記モータに指令される回転速度を減少または増加させる割合が小さく設定されている請求項１に記載のアンローダ。
【請求項３】
前記ドラムが一対の開閉ドラムと一対の支持ドラムとで構成されていて、
前記ドラムから繰り出されるまたは巻き取られる前記ロープの長さの変化量を直接的または間接的に測定するエンコーダを前記ドラムが備えていて、
前記演算機構が、前記支持ドラムから繰り出されるまたは巻き取られる前記ロープの長さの変化量と前記開閉ドラムから繰り出されるまたは巻き取られる前記ロープの長さの変化量との比較に基づいて前記グラブバケットの開閉状態を判断する機能を備える請求項１または２に記載のアンローダ。
【請求項４】
ロープの繰り出しおよび巻き取りをそれぞれ行う四つのドラムと、このドラムにそれぞれ接続される四つのモータと、このモータの回転速度を決定する演算機構と、この演算機構により決定された速度に基づいて前記モータの回転速度をそれぞれ制御する四つのインバータと、前記ロープにより懸吊されるグラブバケットとを備えるアンローダの制御方法において、
四つの前記モータに発生したトルクをそれぞれ測定して、
前記モータが前記ロープの巻き取りを行っている際には測定された実トルクの絶対値が大きいほど前記モータの回転速度を大きな割合で減少させ、前記モータが前記ロープの繰り出しを行っている際には測定された実トルクの絶対値が大きいほど前記モータの回転速度を大きな割合で増加させる制御を行うことを特徴とするアンローダの制御方法。
【請求項５】
前記ドラムが一対の開閉ドラムと一対の支持ドラムで構成されていて、
前記開閉ドラムに対応する前記モータの回転速度を、前記支持ドラムに対応する前記モータの回転速度よりも、小さな割合で減少または増加させる請求項４に記載のアンローダの制御方法。
【請求項６】
前記ドラムが一対の開閉ドラムと一対の支持ドラムとで構成されていて、
前記ドラムから繰り出されるまたは巻き取られる前記ロープの長さの変化量を直接的または間接的に測定するエンコーダを前記ドラムに設置し、
前記支持ドラムから繰り出されるまたは巻き取られる前記ロープの長さの変化量と前記開閉ドラムから繰り出されるまたは巻き取られる前記ロープの長さの変化量との比較に基づいて、前記グラブバケットの開閉状態を判断する請求項４または５に記載のアンローダの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は四つのドラムとバラ荷を搬送するグラブバケットとを備えるアンローダおよびアンローダの制御方法に関するものであり、詳しくはグラブバケットの移動等を高い精度で行えるアンローダおよびアンローダの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭や鉄鉱石等のバラ荷をバラ積み船から荷役する際に使用されるアンローダが種々提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
文献１は、四つのドラムからそれぞれ繰り出されたロープをグラブバケット（以下、バケットということもある）に連結して、四つのドラムを相互に関連させた状態で回転させることにより、バケットの上下移動、トロリの横行およびバケットの開閉を行なうアンローダを提案する。
【０００４】
文献１に記載のアンローダは、例えば四つのドラムで同時に同一長さのロープを巻き取るとバケットが上昇し、海側の二つのドラムからロープを繰り出し、これと同時に同一長さのロープを陸側の二つのドラムで巻き取るとトロリが陸側に横行する。
【０００５】
このアンローダは、四つのドラムを相互に関連させた状態で制御することによりバケットの移動等を行なうので、例えばドラムにそれぞれ接続されるモータの性能のばらつきやロープの伸び等の影響により、バケットがクレーンオペレータの操作のとおりの挙動を示さないことがある。つまりグラブバケットの移動等の操作の精度が低くなる。このような場合、意図せずバケットが開いて被搬送物が漏れて落下するなどの不具合が発生する可能性がある。
【０００６】
バケットの上下移動とトロリの横行など異なる二つ以上の動作を同時に行おうとするとドラムの回転数の制御が複雑になるので、ドラムに接続されるモータの性能のばらつきなど誤差の影響が大きくなり実現が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第９８／０６６５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的はグラブバケットの移動等を高い精度で行えるアンローダおよびアンローダの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成する本発明のアンローダは、ロープの繰り出しおよび巻き取りをそれぞれ行う四つのドラムと、このドラムにそれぞれ接続される四つのモータと、このモータの回転速度を決定する演算機構と、この演算機構により決定された速度に基づいて前記モータの回転速度をそれぞれ制御する四つのインバータと、前記ロープにより懸吊されるグラブバケットとを備えるアンローダにおいて、それぞれの前記インバータが、接続されている前記モータに発生したトルクを測定するトルク測定部と、前記モータが前記ロープの巻き取りを行っている際には前記トルク測定部により取得した実トルクの絶対値が大きいほど前記演算機構から前記モータに指令される回転速度を大きな割合で減少させ、前記モータが前記ロープの繰り出しを行っている際には前記トルク測定部により取得した実トルクの絶対値が大きいほど前記演算機構から前記モータに指令される回転速度を大きな割合で増加させる制御部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明のアンローダの制御方法は、ロープの繰り出しおよび巻き取りをそれぞれ行う四つのドラムと、このドラムにそれぞれ接続される四つのモータと、このモータの回転速度を決定する演算機構と、この演算機構により決定された速度に基づいて前記モータの回転速度をそれぞれ制御する四つのインバータと、前記ロープにより懸吊されるグラブバケットとを備えるアンローダの制御方法において、四つの前記モータに発生したトルクをそれぞれ測定して、前記モータが前記ロープの巻き取りを行っている際には測定された実トルクの絶対値が大きいほど前記モータの回転速度を大きな割合で減少させ、前記モータが前記ロープの繰り出しを行っている際には測定された実トルクの絶対値が大きいほど前記モータの回転速度を大きな割合で増加させる制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、モータがロープの巻上げを行なっている際にはモータに発生する実トルクが大きいほどロープの巻き取り速度を遅くし、モータがロープの繰り出しを行なっている際には実トルクが大きいほどロープの繰り出し速度を速くできるので、各ロープに発生する張力が均一となる方向に各ドラムの回転速度が自動的に制御される。そのためドラムの回転速度のばらつきやロープの伸びなどによって、意図せずグラブバケットが開いたり、グラブバケットやトロリが移動したりすることを抑制するには有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のアンローダを例示する説明図である。
【図２】図１のアンローダのロープの掛け回された状態を例示する説明図である。
【図３】ドラムの回転速度を制御する回路を例示する説明図である。
【図４】グラブバケットの開閉状態を例示する説明図である。
【図５】コントローラにより入力される速度指令を例示するグラフである。
【図６】各ドラムに巻き取られまたは繰り出されるロープの速度を例示するグラフである。
【図７】陸側支持ドラムに巻装されるロープの速度変化を例示するグラフである。
【図８】海側支持ドラムに巻装されるロープの速度変化を例示するグラフである。
【図９】陸側開閉ドラムに巻装されるロープの速度変化を例示するグラフである。
【図１０】海側開閉ドラムに巻装されるロープの速度変化を例示するグラフである。
【図１１】インバータの構成を例示する説明図である。
【図１２】エンコーダにより測定される各距離を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のアンローダおよびアンローダの制御方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。尚、図中ではアンローダの走行方向を矢印ｙ、アンローダのブームが延設される海陸方向（以下、横行方向ということがある）を矢印ｘ、上下方向を矢印ｚで示している。
【００１４】
図１に例示するように本発明のアンローダ１は、脚構造体２と、この脚構造体２の上部で支持されて海陸方向ｘに延設されるブーム３およびガーダ４と、このブーム３およびガーダ４に沿って海陸方向ｘに横行するトロリ５と、このトロリ５の下方に配置されるグラブバケット（以下、バケットということがある）６とを備えている。
【００１５】
脚構造体２には機械室７が配置されていて、この機械室７内にロープＲを巻装されたドラムＤが配置されている。このドラムＤから繰り出されたロープＲは、ブーム３の先端お
よびガーダ４の後端にそれぞれ配置されるシーブＳとトロリ５を経由してバケット６に連結されている。脚構造体２にはバケット６により搬送されるバラ荷を受けるホッパー９が設置されている。
【００１６】
トロリ５の近傍にはトロリ５とともに横行方向ｘに移動する運転室８が配置されている。この運転室８内には、クレーンオペレータがアンローダ１を操作するためのコントローラが設置されている。
【００１７】
図２に例示するように機械室７には、ロープＲをそれぞれ巻装される四つのドラムＤが配置されている。四つのドラムＤは、陸側支持ドラムＤ１、海側支持ドラムＤ２、陸側開閉ドラムＤ３、海側開閉ドラムＤ４からなる。尚、図中では説明のためトロリ５を破線で示している。
【００１８】
この実施形態では、陸側支持ドラムＤ１から繰り出される陸側支持ロープＲ１は、ガーダ４の陸側端部に配置される第一シーブＳ１およびトロリ５に配置されるシーブＳ１１を経由して、バケット６の支持部１０に連結されている。海側支持ドラムＤ２から繰り出される海側支持ロープＲ２は、ブーム３の海側端部に配置される第二シーブＳ２およびトロリ５に配置されるシーブＳ２１を経由して、バケット６の支持部１０に連結されている。
【００１９】
また陸側開閉ドラムＤ３から繰り出される陸側開閉ロープＲ３は、ガーダ４の陸側端部に配置される第三シーブＳ３およびトロリ５に配置されるシーブＳ３１を経由して、バケット６の開閉部１１に連結されている。海側開閉ドラムＤ４から繰り出される海側開閉ロープＲ４は、ブーム３の海側端部に配置される第四シーブＳ４およびトロリ５に配置されるシーブＳ４１を経由して、バケット６の開閉部１１に連結されている。
【００２０】
シーブＳの配置位置およびロープＲを掛け回す経路は上記に限定されない。シーブＳの数を増減させたり、その配置位置を変更してもよい。
【００２１】
図３に例示するように、四つのドラムＤ１〜Ｄ４にはそれぞれモータＭ１〜Ｍ４が併設されている。この四つのモータＭは交流モータで構成され、モータＭの回転速度を制御するインバータ１２がそれぞれ接続されている。モータＭには、回転速度や回転方向等を検出するためのパルスジェネレータＰＧが設置されている。またドラムＤには、回転数や回転方向等を直接的または間接的に検出する例えばアブソリュートエンコーダなどのエンコーダＥＣが設置されている。四つのインバータ１２は、一つの演算機構１３に接続されている。演算機構１３は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）で構成されている。この演算機構１３には、運転室８に配置されるコントローラ１４が接続されている。
【００２２】
運転室８内のクレーンオペレータが、コントローラ１４によりバケット６の上下移動速度Ｎｈ（ｍ／ｍｉｎ）、トロリ５の横行速度Ｎｔ（ｍ／ｍｉｎ）、バケット６の開閉速度Ｎｃ（ｍ／ｍｉｎ）を入力すると、これらの速度指令は演算機構１３に送られる。コントローラ１４は例えば傾動可能なレバー等で構成され、傾く方向や角度に応じて所定の速度指令を演算機構１３に送る。演算機構１３は入力される上下移動速度Ｎｈ、横行速度Ｎｔ、開閉速度Ｎｃから以下の数式（１）〜（４）に基づき、それぞれのドラムＤで巻き取るロープＲの速度Ｖを決定する。
Ｖ１＝Ｎｈ＋Ｎｔ−Ｎｃ／２．．．（１）
Ｖ２＝Ｎｈ−Ｎｔ−Ｎｃ／２．．．（２）
Ｖ３＝Ｎｈ＋Ｎｔ＋Ｎｃ／２．．．（３）
Ｖ４＝Ｎｈ−Ｎｔ＋Ｎｃ／２．．．（４）
【００２３】
ここで、Ｖ１（ｍ／ｍｉｎ）は陸側支持ロープＲ１が陸側支持ドラムＤ１に巻き取られる速度、Ｖ２（ｍ／ｍｉｎ）は海側支持ロープＲ２が海側支持ドラムＤ２に巻き取られる速度、Ｖ３（ｍ／ｍｉｎ）は陸側開閉ロープＲ３が陸側開閉ドラムＤ３に巻き取られる速度、Ｖ４（ｍ／ｍｉｎ）は海側開閉ロープＲ４が海側開閉ドラムＤ４に巻き取られる速度を示している。上下移動速度Ｎｈはバケット６が上向きに移動する速度を正、下向きに移動する速度を負とし、横行速度Ｎｔはトロリ５が陸側に走行する速度を正、海側に走行する速度を負とし、開閉速度Ｎｃはバケット６が閉じる方向の速度を正、開く方向の速度を負としている。
【００２４】
本明細書においてバケット６の開閉速度Ｎｃは、図４に例示するように支持ロープＲ１、Ｒ２に対して、開閉ロープＲ３、Ｒ４が巻き取られたり繰り出されたりする相対速度を開閉速度Ｎｃとして定義している。そのため例えば開閉ロープＲ３、Ｒ４の端部が開閉部１１に直接的に連結されている場合は、この開閉速度Ｎｃは、支持部１０に対して開閉部１１が接近離間するときの相対的な速度となる。また例えば支持部１０および開閉部１１に動滑車として作用する複数のシーブが配置され、シーブに開閉ロープＲ３、Ｒ４が巻き付けられている場合は、動滑車の数に応じて開閉速度Ｎｃの１／２、１／４等の速度で支持部１０と開閉部１１とが接近離間する。
【００２５】
数式（１）〜（４）では、動滑車を含まないバケット６における開閉速度Ｎｃを想定しているが、動滑車を含むバケット６の場合はロープＲの移動速度に対して開閉速度Ｎｃが１／２、１／４と変化するので、それに応じて開閉速度Ｎｃの係数を２倍、４倍する。
【００２６】
演算機構１３で算出されインバータ１２に送られる速度Ｖ１〜Ｖ４は、実際には演算機構１３でモータＭの回転速度に換算された後にそれぞれ対応するインバータ１２に送られる。インバータ１２はこの速度指令に基づき対応するモータＭの回転速度をそれぞれ独立した状態で制御する。
【００２７】
例えばバケット６を５０ｍ／ｍｉｎで巻上げる旨の速度指令が、コントローラ１４から演算機構１３に送られた場合、演算機構１３には上下移動速度Ｎｈが＋５０として入力される。横行速度Ｎｔおよび開閉速度Ｎｃを０とすると、アンローダ１はバケット６の巻上げのみを行なう。
【００２８】
演算機構１３では、Ｎｈ＝＋５０、Ｎｔ＝Ｎｃ＝０を数式（１）〜（４）に代入して、Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４＝＋５０を算出する。四つのドラムＤは、それぞれ対応するロープＲを５０ｍ／ｍｉｎで巻き取る。四本のロープＲは四つのドラムＤによりそれぞれ同じ速度で巻き取られることになるので、バケット６は５０ｍ／ｍｉｎの速度で上昇する。
【００２９】
バケット６を巻き下げる場合は、数式（１）〜（４）にＮｈ＝−５０を代入する。Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４＝−５０となるので、四つのドラムＤから同じ速度で四本のロープＲが繰り出され、バケット６は下降する。
【００３０】
トロリ５を陸側に１００ｍ／ｍｉｎで横行させる旨の速度指令が、コントローラ１４から演算機構１３に送られた場合、演算機構１３には横行速度Ｎｔが＋１００として入力される。上下移動速度Ｎｈおよび開閉速度Ｎｃを０とすると、アンローダ１はトロリ５の横行のみを行なう。
【００３１】
演算機構１３では、Ｎｔ＝＋１００、Ｎｈ＝Ｎｃ＝０を数式（１）〜（４）に代入して、Ｖ１＝Ｖ３＝＋１００、Ｖ２＝Ｖ４＝−１００を算出する。陸側支持ドラムＤ１および陸側開閉ドラムＤ３では対応するロープＲ１、Ｒ３が１００ｍ／ｍｉｎで巻き取られ、海側支持ドラムＤ２および海側開閉ドラムＤ４では対応するロープＲ２、Ｒ４が１００ｍ／ｍｉｎで繰り出されるので、トロリ５は１００ｍ／ｍｉｎの速度で陸側に横行する。
【００３２】
トロリ５を海側に横行させる場合は、数式（１）〜（４）にＮｔ＝−１００を代入する。Ｖ１＝Ｖ３＝−１００、Ｖ２＝Ｖ４＝＋１００となるので、陸側のドラムＤ１、Ｄ３からロープＲ１、Ｒ３が繰り出され海側のドラムＤ２、Ｄ４でロープＲ２、Ｒ４が巻き取られるので、トロリ５は海側に横行する。
【００３３】
バケット６を１０ｍ／ｍｉｎで閉じる旨の速度指令が、コントローラ１４から演算機構１３に送られた場合、演算機構１３には開閉速度Ｎｃが＋１０として入力される。上下移動速度Ｎｈおよび横行速度Ｎｔを０とすると、アンローダ１はバケット６の開閉のみを行なう。
【００３４】
演算機構１３では、Ｎｃ＝＋１０、Ｎｈ＝Ｎｔ＝０を数式（１）〜（４）に代入して、Ｖ１＝Ｖ２＝−５、Ｖ３＝Ｖ４＝＋５を算出する。陸側支持ドラムＤ１および海側支持ドラムＤ２では対応するロープＲ１、Ｒ２が５ｍ／ｍｉｎで繰り出され、陸側開閉ドラムＤ３および海側開閉ドラムＤ４では対応するロープＲ３、Ｒ４が５ｍ／ｍｉｎで巻き取られる。バケット６の支持部１０と開閉部１１とは１０ｍ／ｍｉｎの速度で接近するので、これにともないバケット６は閉じていく。
【００３５】
バケット６を５０ｍ／ｍｉｎで巻上げ、トロリ５を陸側に１００ｍ／ｍｉｎで横行させる旨の速度指令が、同時にコントローラ１４から演算機構１３に送られた場合、演算機構１３には上下移動速度Ｎｈ＝＋５０、横行速度Ｎｔ＝＋１００が入力される。開閉速度Ｎｃ＝０とすると、アンローダ１はバケット６を巻上げつつ、トロリ５を陸側に横行させる。
【００３６】
演算機構１３では、Ｎｈ＝＋５０、Ｎｔ＝＋１００、Ｎｃ＝０を数式（１）〜（４）に代入して、Ｖ１＝＋１５０、Ｖ２＝−５０、Ｖ３＝＋１５０、Ｖ４＝−５０を算出する。陸側支持ドラムＤ１および陸側開閉ドラムＤ３では対応するロープＲ１、３が１５０ｍ／ｍｉｎで巻き取られ、海側支持ドラムＤ２および海側開閉ドラムＤ４では対応するロープＲ２、４が５０ｍ／ｍｉｎで繰り出される。
【００３７】
バケット６を８０ｍ／ｍｉｎで巻下げ、トロリ５を海側に１００ｍ／ｍｉｎで横行させ、バケット６を２０ｍ／ｍｉｎで開く旨の速度指令が、同時にコントローラ１４から演算機構１３に送られた場合、演算機構１３には上下移動速度Ｎｈ＝−８０、横行速度Ｎｔ＝−１００、開閉速度Ｎｃ＝−２０が入力される
【００３８】
演算機構１３では、数式（１）〜（４）に基づきＶ１＝−１７０、Ｖ２＝＋３０、Ｖ３＝−１９０、Ｖ４＝＋１０を算出する。陸側支持ドラムＤ１では陸側支持ロープＲ１が１７０ｍ／ｍｉｎで繰り出され、海側支持ドラムＤ２では海側支持ロープＲ２が３０ｍ／ｍｉｎで巻き取られ、陸側開閉ドラムＤ３では陸側開閉ロープＲ３が１９０ｍ／ｍｉｎで繰り出され、海側開閉ドラムＤ４では海側開閉ロープＲ４が１０ｍ／ｍｉｎで巻き取られる。
【００３９】
クレーンオペレータにより操作されるコントローラ１４からの速度指令に応じて、各ドラムＤに巻き付けられるロープＲの巻き取りおよび繰り出し速度を一義的に決定して、この速度に応じて各インバータ１２で各モータＭを独立して制御することができる。各モータＭは、他のモータＭの影響を受けずにそれぞれ独立した状態で回転速度を制御されるので、バケット６の上下移動、トロリ５の横行およびバケット６の開閉をそれぞれ任意の速度で且つ並行して行うことが可能となる。
【００４０】
各モータＭは相互に影響を及ぼさないのでモータＭに性能のばらつきがあったとしても、それぞれのモータＭが演算機構１３からの速度指令に基づく回転速度で回転すれば、結果としてバケット６の移動等を精度よく行うことができる。
【００４１】
アンローダ１によりバラ荷の荷役作業を行なう際に、クレーンオペレータは例えば図５に示すようにコントローラ１４を操作する。図５のグラフでは縦軸にアンローダ１の各動作の速度（ｍ／ｍｉｎ）を示し、横軸に経過時間（ｍｉｎ）を示し、上下移動速度Ｎｈを実線、横行速度Ｎｔを破線、開閉速度Ｎｃを一点鎖線で示している。
【００４２】
クレーンオペレータは、まず開いた状態で船倉内に振り込まれたバケット６を閉じる操作をコントローラ１４に入力する。バケット６は開閉速度Ｎｃに応じて加速しながら閉じていき、一定速度となった後に減速して閉止状態となる。その後クレーンオペレータは、バラ荷を収容したバケット６を目標の高さまで加速させながら上昇させ、目標の高さに近づくにつれて減速させる。このときバケット６の上昇速度は、コントローラ１４から入力される上下移動速度Ｎｈに応じて制御される。
【００４３】
クレーンオペレータは、上下移動速度Ｎｈの減速にともない、次は脚構造体２に設置されているホッパー９に向けてトロリ５を陸側に横行させ、ホッパー９に近づくにつれて減速させる。このときトロリ５の横行速度は、コントローラ１４から入力される横行速度Ｎｔに応じて制御される。
【００４４】
クレーンオペレータは、横行速度Ｎｔの減速にともない、次はバケット６を開いてバケット６内のバラ荷をホッパー９内に落下させる。このときバケット６の開く速度は、コントローラ１４から入力される開閉速度Ｎｃに応じて制御される。
【００４５】
クレーンオペレータは、バケット６内のバラ荷がホッパー内に落下したことを確認した後に、バケット６は開いたままの状態でトロリ５を海側に横行させる。トロリ５が船倉の真上に近づくにともない、バケット６を下降させて船倉内に開いた状態のバケット６を振り込む。
【００４６】
図５に例示されるクレーンオペレータの操作に対して、各ドラムＤに巻き取られるロープＲの速度Ｖ１〜Ｖ４は、図６に例示するように制御される。図７〜図１０には速度Ｖ１〜Ｖ４が変化する様子をそれぞれグラフに示している。
【００４７】
図６〜図１０のグラフでは縦軸にロープＲが巻き取られる速度（ｍ／ｍｉｎ）を示し、横軸に経過時間（ｍｉｎ）を示す。速度Ｖ１を実線、速度Ｖ２を破線、速度Ｖ３を一点鎖線、速度Ｖ４を二点鎖線で示している。それぞれの速度Ｖ１〜Ｖ４は、前述の数式（１）〜（４）に基づいて演算機構１３で算出され、演算機構１３からそれぞれのインバータ１２に送られる速度指令により決定されている。
【００４８】
図５〜図１０に例示するように、コントローラ１４からの入力値に応じて速度Ｖ１〜Ｖ４が一義的に決定されるので、クレーンオペレータがどのような操作を行ったとしても、クレーンオペレータの意図するとおりにアンローダ１を精度よく動作させることができる。荷役効率を向上するには有利である。
【００４９】
コントローラ１４をアンローダ１の外部に設置して、アンローダ１を遠隔操作としてもよい。また事前に作成したプログラム等に基づき速度Ｎｈ、Ｎｔ、Ｎｃを自動的に演算機構１３に入力することにより、アンローダ１を自動運転または半自動運転する構成にしてもよい。
【００５０】
図１１に例示するようにインバータ１２が、接続されているモータＭに発生したトルクを測定するトルク測定部１５と、このトルク測定部１５で取得した値に応じてモータＭに送る電気の周波数等を調整する制御部１６とを備える構成にしてもよい。尚、図１１ではアンローダ１に設置される四つのインバータ１２のうちの一つを示しているが、他のインバータ１２も同様に構成される。また信号の伝達方向を実線矢印で示し、モータＭへの電気の供給方向を破線矢印で示している。
【００５１】
クレーンオペレータがコントローラ１４を操作すると、コントローラ１４から演算機構１３を経由して各インバータ１２の制御部１６に速度指令が送られる。この速度指令に応じて制御部１６はアンローダ１から供給される電気の周波数等を調整した後にモータＭに供給する。
【００５２】
インバータ１２のトルク測定部１５は、モータＭに発生したトルク（以下、実トルクということがある）を逐次測定して、実トルクの大きさ（絶対値）を制御部１６に送る。制御部１６は、モータＭがロープＲの巻き取りを行なっている場合には、実トルクの値が大きいほど演算機構１３から指令される速度Ｖを大きな割合で減少させて、この減少した速度に応じた電気をモータＭに供給する制御を逐次行なう。また制御部１６は、モータＭがロープＲの繰り出しを行なっている場合には、実トルクの値が大きいほど演算機構１３から指令される速度Ｖを大きな割合で増加させて、これに応じた電気をモータＭに供給する制御を逐次行なう。実トルクの大きさに対してモータＭの回転速度を減少または増加させる割合は、制御部１６において予め設定されている。
【００５３】
演算機構１３から制御部１６に送られる速度指令に対して実際のモータＭの回転速度を減少または増加させる量（補正量）は、例えば数式Ｐ＝ａＴ／１００に基づいて決定することができる。ここでＰは補正量（％）、ａは予め設定される定数、ＴはモータＭの定格トルクに対する実トルクの絶対値の割合（％）である。つまり実トルクの絶対値に比例して、演算機構１３から制御部１６に指令される速度を減少または増加させる補正量Ｐが大きくなる。
【００５４】
定数ａを例えば３に設定した場合を例に説明する。ロープＲの巻き取り時にトルク測定部１５により測定されたモータＭの実トルクがこのモータＭの定格トルクと等しい場合（Ｔ＝１００％）は、上記数式より補正量Ｐが３％となるので、制御部１６は演算機構１３が換算したモータＭの回転速度から３％減じた回転速度にモータＭを制御する。つまり回転速度の指令が１００％（定格速度）の場合に実際のモータＭは定格速度の９７％で回転し、速度指令が５０％の場合に定格速度の４７％の回転速度で回転する。
【００５５】
ロープＲの繰り出し時にモータＭの実トルクがこのモータＭの定格トルクに等しい場合（Ｔ＝１００％）は、上記数式より補正量Ｐは３％となるので、制御部１６は演算機構１３が換算したモータＭの回転速度から３％増加した回転速度にモータＭを制御する。つまり回転速度の指令が１００％（定格速度）の場合に実際のモータＭは定格速度の１０３％で回転し、速度指令が５０％の場合に定格速度の５３％の回転速度で回転する。
【００５６】
ロープＲの巻き取り時にトルク測定部１５により測定されたモータＭの実トルクが定格トルクに対して５０％の場合（Ｔ＝５０％）は、制御部１６は演算機構１３が換算したモータＭの回転速度から１．５％減じた速度でモータＭを回転させる。つまり回転速度の指令が１００％（定格速度）の場合に実際のモータＭは定格速度の９８．５％の回転速度で回転し、速度指令が５０％の場合に定格速度の４８．５％の回転速度で回転する。ロープＲを繰り出している際には、回転速度の指令が１００％（定格速度）の場合に実際のモータＭは定格速度の１０１．５％の回転速度で回転し、速度指令が５０％の場合に定格速度の５１．５％の回転速度で回転する。
【００５７】
測定されたモータＭの実トルクが定格トルクに対して２００％（Ｔ＝２００％）で、ロープＲが巻き取られている場合には、制御部１６は演算機構１３が換算したモータＭの回転速度から６．０％減じた速度でモータＭを回転させる。つまり回転速度の指令が１００％（定格速度）の場合に実際のモータＭは定格速度の９４％の回転速度で回転し、速度指令が５０％の場合に定格速度の４４％の回転速度で回転する。ロープＲを繰り出している際には、回転速度の指令が１００％（定格速度）の場合に実際のモータＭは定格速度の１０６％の回転速度で回転し、速度指令が５０％の場合に定格速度の５６％の回転速度で回転する。
【００５８】
定数ａの値は上記に限らずアンローダ１の規模や機器の構成に応じて適宜変更することができる。定数ａの値は例えば１以上２０以下の範囲内で設定して、望ましくは２以上６以下の範囲内で設定する。この定数ａを変更するツマミをコントローラ１４に設置して、クレーンオペレータが定数ａを随時変更できる構成にしてもよい。
【００５９】
トルク測定部１５で測定された実トルクの大きさに対してモータＭの回転速度を増減させる補正量Ｐは、上記に限定されず、実トルクの絶対値が大きいほど、ロープＲの巻き取り時には回転速度を大きな割合で減少させ繰り出し時には回転速度を大きな割合で増加させる状態に制御部１６で設定されていればよい。例えば前述の補正量Ｐを求める数式の代わりに、表１に例示するようにモータＭの定格トルクに対する実トルクの割合に応じて、補正量Ｐを予め定めたテーブルを設定してもよい。上記のモータＭの回転速度を決定する数式やテーブルは、例えば制御部１６に格納することができる。
【００６０】
【表１】
2019116387.tif 000003
【００６１】
各インバータ１２は、それぞれ独立してトルク測定部１５によるトルク測定と、制御部１６によるモータＭの回転速度の制御を行なう。つまり本発明においてトルク測定とモータＭの回転速度の制御を行なう際に、このことに関してインバータ１２どうしの間、およびインバータ１２と演算機構１３との間で信号の授受は行われない。
【００６２】
例えばバケット６の巻上げ時に海側開閉ロープＲ４が弛むとバケット６が意図せず開く可能性がある。このとき海側開閉ロープＲ４以外のロープＲ１〜Ｒ３がバケット６の荷重を支えることになるので、ロープＲ１〜Ｒ３の張力が増大してこれらのロープＲ１〜Ｒ３に対応するモータＭの実トルクは増加する。モータＭはロープＲの巻き取りを行なっているので、実トルクの値が大きいほど演算機構１３からモータＭに指令される回転速度が大きな割合で減少する。つまりロープＲ１〜Ｒ３の巻き取り速度が遅くなり、相対的に弛んでいる海側開閉ロープＲ４の巻き取り速度が速くなる。海側開閉ロープＲ４の弛みがとれるにしたがって、ロープＲ１〜Ｒ３に対応するモータＭの実トルクは小さくなっていくので、補正量Ｐの値が徐々に小さくなり、ロープＲ１〜Ｒ３の巻き取り速度は徐々に早くなっていく。つまり四本のロープＲにかかる荷重が均一になるように各モータＭの回転速度が制御されることになるので、バケット６の意図しない開きを防止するには有利である。
【００６３】
バケット６の巻下げ時に海側開閉ロープＲ４が弛んだ場合も同様にロープＲ１〜Ｒ３の張力が増大してこれらに対応するモータＭの実トルクが増大する。モータＭはロープＲの繰り出しを行なっているので、実トルクの値が大きいほど演算機構からモータＭに指令される回転速度が大きな割合で増加する。つまりロープＲ１〜Ｒ３の繰り出し速度が速くなり、相対的に弛んでいる海側開閉ロープＲ４の繰り出し速度が遅くなる。四本のロープＲにかかる荷重が均一になるので、バケット６が開きバラ荷が落下する不具合を回避できる。
【００６４】
トロリ５の横行時にも上記と同様の制御が行われるので、トロリ５の横行時にバケット６が意図せず開くことも防止できる。四つのモータＭはそれぞれ接続されているインバータ１２に独立した状態で制御されるが、結果として四本のロープＲには常に均一な張力が発生する状態となる。そのためバケット６が傾いていずれかのロープＲに荷重が集中するような状態が発生したとしても、バケット６の傾きを解消する方向に各ロープＲの移動速度が自動的に制御される効果を得ることもできる。
【００６５】
上記の四つのインバータ１２のそれぞれの制御部１６では、同一の実トルクに対しては同一の補正量Ｐが決定されるように設定している。つまり四つの制御部１６には、補正量Ｐを決定する同一の数式または同一のテーブル等が格納されている。
【００６６】
本発明はこれに限定されず、例えば陸側開閉ドラムＤ３および海側開閉ドラムＤ４に対応する制御部１６の方が、同一の実トルクに対して決定される補正量Ｐが小さくなる構成にしてもよい。例えばバケット６の巻上げ時に陸側または海側支持ドラムＤ１、Ｄ２のロープＲ１、Ｒ２の張力が大きくなった場合は速度指令に対して６％減速させ、陸側または海側開閉ドラムＤ３、Ｄ４のロープＲ３、Ｒ４の張力が大きくなった場合には速度指令に対して５％減速させる。
【００６７】
この制御によれば、陸側または陸側開閉ドラムＤ３、Ｄ４のロープＲ３、Ｒ４の方が、ロープＲ１、Ｒ２に比べて張力が若干大きくなる方向に制御される。ロープＲ１、Ｒ２に比べてロープＲ３、Ｒ４の張力が大きい方がバケット６は開き難くなるので、意図せずバケット６が開いてバラ荷が落下する不具合を回避するには有利である。
【００６８】
上記制御は、コントローラ１４から入力されてモータＭに伝達される速度指令に対して、その値を補正量Ｐに応じて増減させる制御であるため、コントローラ１４からバケット６の開閉が指示された場合にはバケット６はその指示に従って開閉する。つまり上記制御は意図したバケット６の開閉動作を妨げるものではない。
【００６９】
図１２に例示するようにドラムＤに設置されるエンコーダＥＣを利用して、バケット６の位置および開きを検出する構成にしてもよい。エンコーダＥＣはドラムＤの回転数および回転方向を検出できるので、エンコーダＥＣの測定値に基づき各ドラムＤから繰り出されているロープＲの全長Ｌを求めることができる。各エンコーダＥＣから得られるロープ長Ｌ１〜Ｌ４（ｍ）は演算機構１３に送られる。演算機構１３は入力されるロープ長Ｌ１〜Ｌ４から以下の数式（５）〜（７）に基づき、横行方向におけるトロリの位置Ｘ、バケットの高さＨおよびバケット６の開き量Ｃを算出する。
Ｘ＝（Ｌ１−Ｌ２）／２＋Ｘｋ．．．（５）
Ｈ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２−Ｘｋ．．．（６）
ｄＣ＝ｄＬ３−ｄＬ１．．．（７）
【００７０】
ここで、Ｌ１〜Ｌ４は各ドラムＤ１〜Ｄ４から繰り出されているロープの全長（ｍ）、Ｘｋはブーム３およびガーダ４の海陸方向ｘにおける全長（ｍ）、Ｘはブームおよびガーダの陸側端部からトロリ５までの水平距離（ｍ）、Ｈはトロリ５からバケット６までの垂直距離（ｍ）、ｄＣはバケット６の支持部１０と開閉部１１との間の距離の変化量（ｍ）、ｄＬ３およびｄＬ１は陸側開閉ロープＲ３および陸側支持ロープＲ１の全長の初期値からの変化量（ｍ）を示している。この実施形態では水平距離ＸはドラムＤの海側端部からトロリ５の陸側端部までの距離を示し、垂直距離Ｈはトロリ５の下端面からバケット５の上端面までの距離を示している。
【００７１】
バケット６が閉じている状態のＬ３およびＬ１を初期値として予め設定すると、陸側開閉ドラムＤ３および陸側支持ドラムＤ１から同じ長さのロープが繰り出された場合、ｄＬ３−ｄＬ１＝０となりバケット６は閉じた状態を維持される。また陸側支持ドラムＤ１に対して陸側開閉ドラムＤ３から繰り出されるロープＲが短い場合は、バケット６の支持部１０に対して開閉部１１は近づく方向に移動するのでバケット６は閉じる。つまりｄＣが０以下の場合、バケット６は閉じる方向への移動または閉じた状態を維持されることになる。
【００７２】
陸側支持ドラムＤ１に対して陸側開閉ドラムＤ３から繰り出されるロープＲが長い場合は、バケット６の支持部１０に対して開閉部１１は離れる方向に移動するのでバケット６は開く。このときｄＬ３−ｄＬ１は０より大きくなるので、Ｃが０より大きい場合、バケット６は開くことになる。
【００７３】
コントローラ１４からバケット６を開く指示が出ていないにも関わらず、Ｃｄが０より大きくなると、バケット６が開き始めたと判断して演算機構１３から警報を発することができる。これによりクレーンオペレータはバケット６の開き始めていることを迅速に知ることができ、バケット６を閉じる操作を行なうことで開いたバケット６からバラ荷が落下することを防止できる。
【００７４】
上記に限らずバケット６の開きが検知された場合に、開閉ロープＲ３、Ｒ４の繰り出し速度をコントローラ１４からの速度指令に対して例えば３％減速するなどの制御を演算機構１３で行うことで、自動的にバケット６を閉じる構成にしてもよい。
【００７５】
エンコーダＥＣの利用によりバケット６が意図せず開くことを防止できるので、バケット６からバラ荷が落下する不具合を回避するには有利である。またトロリ５およびバケット６の位置を検知できるので、アンローダ１を自動運転または半自動運転する際の動作精度を向上するには有利である。
【００７６】
エンコーダＥＣを利用する構成に加えて、前述したトルク測定部１５によりモータＭの実トルクを測定してこの大きさに応じて制御部１６でモータＭの回転速度を制御する構成を組み合わせてもよい。ロープＲに延び等が発生した場合であっても、モータＭの実トルクからバケット６の開きを検知できるので、意図しないバケット６の開きを回避するには有利である。
【００７７】
図１２に例示する実施形態では四つのドラムＤ１〜Ｄ４がガーダ４の陸側端部に設置されているが、本発明はこれに限らず、ガーダ４の陸側端部から海側にずれた位置に四つのドラムＤが配置される場合にも適用できる。この場合はドラムＤからガーダ４の陸側端部までの距離を定数として考慮する必要がある。
【００７８】
また数式（５）〜（７）を以下の数式（８）〜（１０）としてもよい。
Ｘ＝（Ｌ３−Ｌ４）／２＋Ｘｋ．．．（８）
Ｈ＝（Ｌ３＋Ｌ４）／２−Ｘｋ．．．（９）
ｄＣ＝ｄＬ４−ｄＬ２．．．（１０）
【００７９】
数式（８）〜（１０）に基づく制御により、上記の数式（５）〜（７）に基づく制御と同様の効果を得ることができる。また数式（５）〜（７）に基づき得られる値Ｘ、Ｈ、ｄＣと数式（８）〜（１０）に基づき得られる値とを比較してその精度を検証する構成にしてもよい。つまり数式（５）〜（７）に基づき得られる値と（８）〜（１０）に基づき得られる値が等しければ精度が高い値として利用し、値にずれがある場合はロープＲのいずれかに伸びが発生している可能性があるので警報等を発する構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１     アンローダ
２     脚構造体
３     ブーム
４     ガーダ
５     トロリ
６     グラブバケット（バケット）
７     機械室
８     運転室
９     ホッパー
１０   支持部
１１   開閉部
１２   インバータ
１３   演算機構
１４   コントローラ
１５   トルク測定部
１６   制御部
Ｄ     ドラム
Ｄ１   陸側支持ドラム
Ｄ２   海側支持ドラム
Ｄ３   陸側開閉ドラム
Ｄ４   海側開閉ドラム
Ｒ     ロープ
Ｒ１   陸側支持ロープ
Ｒ２   海側支持ロープ
Ｒ３   陸側開閉ロープ
Ｒ４   海側開閉ロープ
Ｓ     シーブ
Ｓ１   第一シーブ
Ｓ２   第二シーブ
Ｓ３   第三シーブ
Ｓ４   第四シーブ
Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１     シーブ
Ｍ、Ｍ１〜Ｍ４       モータ
ＰＧ   パルスジェネレータ
ＥＣ   エンコーダ
Ｎｈ   上下移動速度
Ｎｔ   横行速度
Ｎｃ   開閉速度
Ｖ１〜Ｖ４    ロープＲの巻き取り速度
Ｘ     トロリの位置
Ｈ     バケットの高さ
ｄＣ   バケットの開き量
【図１】
2019116387.tif 000004
【図２】
2019116387.tif 000005
【図３】
2019116387.tif 000006
【図４】
2019116387.tif 000007
【図５】
2019116387.tif 000008
【図６】
2019116387.tif 000009
【図７】
2019116387.tif 000010
【図８】
2019116387.tif 000011
【図９】
2019116387.tif 000012
【図１０】
2019116387.tif 000013
【図１１】
2019116387.tif 000014
【図１２】
2019116387.tif 000015