(57)【要約】【課題】低コストかつ簡易な構造からなるロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置を提供すること。【解決手段】水平方向に設置される水平部材（５）と、水平部材に沿って張設されるワイヤロープ（６）を巻き上げ可能な巻上ドラム（７）と、水平部材の前端部（５ｆ）と後端部（５ｒ）との間を移動可能な主トロリ（８）と、主トロリに設けられたトロリ滑車を介してワイヤロープによって吊設される吊具（９）と、を備えるロープトロリ式クレーン（１）のワイヤロープ振動防止装置。該ワイヤロープ振動防止装置は、ワイヤロープの張力を時々刻々と検出する張力検出手段（２４Ａ、２４Ｂ）と、張力検出手段によって検出されるワイヤロープの張力に応じて、該ワイヤロープの張力の変動成分が小さくなるように該ワイヤロープの張力を制御する張力制御手段（２０、３０）と、を含む。
2015029136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に設置される水平部材と、
前記水平部材に沿って張設される一又は複数のワイヤロープを巻き上げ可能な巻上ドラムと、
前記水平部材の前端部と後端部との間を移動可能な主トロリと、
前記主トロリに設けられたトロリ滑車を介して前記一又は複数のワイヤロープによって吊設される吊具と、を備えるロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置であって、
前記ワイヤロープ振動防止装置は、
前記一又は複数のワイヤロープの張力を時々刻々と検出する張力検出手段と、
前記張力検出手段によって検出される前記一又は複数のワイヤロープの張力に応じて、該一又は複数のワイヤロープの張力の変動成分が小さくなるように該ワイヤロープの張力を制御する張力制御手段と、を含む、
ロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項２】
前記一又は複数のワイヤロープは、その一端側が前記水平部材の前端部に固定され、他端側が前記水平部材の後端部に設置される一又は複数の後端滑車を介して前記巻上ドラムに案内される、
請求項１に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項３】
前記張力制御手段は、前記巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を制御する回転速度制御手段からなる、
請求項１に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項４】
前記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープは共に同じ回転速度で巻き上げられるように構成されるとともに、
前記回転速度制御手段は、前記複数のワイヤロープの張力の変動成分の平均値が小さくなるように、前記巻モータの回転速度を制御する、
請求項３に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項５】
前記張力制御手段は、前記後端滑車を前記ワイヤロープの張設方向に沿って進退させるシリンダの駆動を制御するシリンダ制御手段からなる、
請求項２に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項６】
前記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープの各々は、複数の前記後端滑車の各々により前記巻上ドラムに案内され、該複数の後端滑車の各々は、複数の前記シリンダの各々により前記ワイヤロープの張設方向に沿って進退されるように構成されるとともに、
前記シリンダ制御手段は、前記複数のシリンダの各々が進退させる前記複数の後端滑車の各々が案内する前記複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなるように、前記複数のシリンダの各々の駆動を制御する、
請求項５に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項７】
前記吊具又は該吊具によって吊設される吊荷の、前記ワイヤロープの張設方向に沿った振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度、を検出する吊荷振れ検出手段をさらに備え、
前記シリンダ制御手段は、前記複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、前記吊荷振れ角検出手段で検出される前記振れ量および前記振れ速度、並びに前記旋回振れ角および前記旋回振れ角速度に応じて、前記吊具又は前記吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように、前記複数のシリンダの各々の駆動を制御する、
請求項６に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項８】
前記張力制御手段は、
前記巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を制御する回転速度制御手段と、
前記後端滑車を前記ワイヤロープの張設方向に沿って進退させるシリンダの駆動を制御するシリンダ制御手段と、からなる、
請求項２に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項９】
前記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープは共に同じ回転速度で巻き上げられるように構成され、
前記複数のワイヤロープの各々は、複数の前記後端滑車の各々により前記巻上ドラムに案内され、該複数の後端滑車の各々は、複数の前記シリンダの各々により前記ワイヤロープの張設方向に沿って夫々進退されるように構成されており、
前記回転速度制御手段は、前記複数のワイヤロープの張力の変動成分の平均値が小さくなるように、前記巻モータの回転速度を制御するとともに、
前記シリンダ制御手段は、前記複数のシリンダの各々が進退させる前記複数の後端滑車の各々が案内する前記複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなるように、前記複数のシリンダの各々の駆動を制御する、
請求項８に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項１０】
前記吊具又は該吊具によって吊設される吊荷の、前記ワイヤロープの張設方向に沿った振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度、を検出する吊荷振れ検出手段をさらに備え、
前記シリンダ制御手段は、前記複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、前記吊荷振れ角検出手段で検出される前記振れ量および前記振れ速度、並びに前記旋回振れ角および前記旋回振れ角速度に応じて、前記吊具又は前記吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように、前記複数のシリンダの各々の駆動を制御する、
請求項９に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項１１】
前記張力検出手段によって検出された前記一又は複数のワイヤロープの張力の変動成分をハイパスフィルタで検出する、
請求項１に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項１２】
前記張力検出手段は、前記水平部材の前端部に固設されるとともに、前記ワイヤロープの一端を保持してなる張力センサからなる、
請求項１に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項１３】
前記主トロリ以外のトロリを備えていない、
請求項１に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、港湾のコンテナヤードにおけるコンテナの積み降ろしには、コンテナクレーンのような大型の橋形クレーンが用いられている。橋形クレーンは、水平方向に設置された延長約１００ｍものガーダおよびブームからなる水平部材に沿って主トロリを移動させ、主トロリにワイヤロープによって吊設される吊具によって吊荷の積み降ろしを行う。ワイヤロープは、その一端が水平部材の前端部に固定され、水平部材の後端部に配置される後端滑車によって水平部材に配置されている巻上ドラムに案内されている。このことから、吊荷を吊っていない状態では、水平部材の前端部と主トロリおよび主トロリと水平部材の後端部との間でワイヤロープが自重によって大きく弛んでしまう。そして、その弛んだ状態で吊荷を吊り上げようとすると、ワイヤロープが上下に大きく振動し、周辺の構造物と衝突してワイヤロ−プや構造物が損傷する恐れがある。【０００３】
上記ワイヤロープの弛みを抑制する技術として、補助トロリによって弛みを防止する技術が特許文献１に開示されている。この特許文献１では、水平部材の前端部と主トロリとの間および主トロリと水平部材の後端部との間に補助トロリを配置し、この補助トロリを主トロリの１／２の速度で主トロリと同じ方向に移動させることで、水平部材の前端部と主トロリとの中間および主トロリと水平部材の後端部との中間に補助トロリを常に配置するようにし、ワイヤロープの弛みを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平１−１８０４９０号公報
【特許文献２】特開平９−１４２７７４号公報
【特許文献３】特開平７−２９１５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した補助トロリによるワイヤロープの弛み抑制技術では、補助トロリを設置する分だけ、水平部材に作用する荷重が増大してしまう。また、補助トロリを移動させる駆動機構および動力が必要となり、コスト増となる。また、駆動機構のメンテナンスにも手間およびコストを要するとの問題がある。【０００６】
また、特許文献２、３には、吊荷に振れ止めに関する技術が開示されているが、これらはワイヤロープの弛みに関するものではない。【０００７】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、低コストかつ簡易な構造からなるロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、
水平方向に設置される水平部材と、
前記水平部材に沿って張設される一又は複数のワイヤロープを巻き上げ可能な巻上ドラムと、
前記水平部材の前端部と後端部との間を移動可能な主トロリと、
前記主トロリに設けられたトロリ滑車を介して前記一又は複数のワイヤロープによって吊設される吊具と、を備えるロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置であって、
前記ワイヤロープ振動防止装置は、
前記一又は複数のワイヤロープの張力を時々刻々と検出する張力検出手段と、
前記張力検出手段によって検出される前記一又は複数のワイヤロープの張力に応じて、該一又は複数のワイヤロープの張力の変動成分が小さくなるように該ワイヤロープの張力を制御する張力制御手段と、を含む。【０００９】
上記実施形態によれば、張力検出手段によって検出されるワイヤロープの張力に応じて、ワイヤロープの張力の変動成分が小さくなるように該ワイヤロープの張力を制御する張力制御手段を備えるため、低コストかつ簡易な構造でワイヤロープの振動を抑制することが出来る。【００１０】
幾つかの実施形態では、上記一又は複数のワイヤロープは、その一端側が水平部材の前端部に固定され、他端側が前記水平部材の後端部に設置される一又は複数の後端滑車を介して巻上ドラムに案内される。【００１１】
幾つかの実施形態では、上記張力制御手段は、巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を制御する回転速度制御手段からなる。
このような実施形態によれば、巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を回転速度制御手段によって制御するだけの簡易な構造によって、ワイヤロープの振動を抑制することが出来る。【００１２】
上記実施形態において、上記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープは共に同じ回転速度で巻き上げられるように構成されるとともに、上記回転速度制御手段は、複数のワイヤロープの張力の変動成分の平均値が小さくなるように、巻モータの回転速度を制御する。
このような実施形態によれば、例えば一つの巻モータによって複数のワイヤロープの張力を制御する場合において、巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を制御するだけの簡易な構造によって、ワイヤロープの振動を抑制することが出来る。【００１３】
幾つかの実施形態では、上記張力制御手段は、後端滑車をワイヤロープの張設方向に沿って進退させるシリンダの駆動を制御するシリンダ制御手段からなる。
このような実施形態によれば、後端滑車をシリンダによってワイヤロープの張設方向に沿って進退させるだけの簡易な構造によって、ワイヤロープの振動を抑制することが出来る。【００１４】
上記実施形態において、上記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープの各々は、複数の後端滑車の各々により巻上ドラムに案内され、該複数の後端滑車の各々は、複数のシリンダの各々によりワイヤロープの張設方向に沿って進退されるように構成されるとともに、上記シリンダ制御手段は、複数のシリンダの各々が進退させる複数の後端滑車の各々が案内する複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなるように、複数のシリンダの各々の駆動を制御する。
このような実施形態によれば、複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなるように、複数のシリンダの各々が制御されるため、複数のワイヤロープの振動を個別に精度良く抑制することが出来る。【００１５】
上記実施形態において、上記吊具又は該吊具によって吊設される吊荷の、ワイヤロープの張設方向に沿った振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度、を検出する吊荷振れ検出手段をさらに備える。上記シリンダ制御手段は、複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、吊荷振れ角検出手段で検出される振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度に応じて、吊具又は吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように、複数のシリンダの各々の駆動を制御する。
複数のシリンダで複数のワイヤロープの張力を個別に制御する場合、吊荷が振れる可能性がある。そこで、このような実施形態によれば、吊具又は該吊具によって吊設される吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように複数のシリンダの各々を制御することで、ワイヤロープの振動とともに吊荷の振れも抑制することが出来る。【００１６】
幾つかの実施形態では、上記張力制御手段は、巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を制御する回転速度制御手段と、後端滑車をワイヤロープの張設方向に沿って進退させるシリンダの駆動を制御するシリンダ制御手段と、からなる。
このような実施形態によれば、巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を回転速度制御手段によって制御するとともに、後端滑車をワイヤロープの張設方向に沿ってシリンダによって進退させるだけの簡易な構造によって、ワイヤロープの振動を抑制することが出来る。【００１７】
上記実施形態において、上記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープは共に同じ回転速度で巻き上げられるように構成され、複数のワイヤロープの各々は、複数の後端滑車の各々により巻上ドラムに案内され、該複数の後端滑車の各々は、複数のシリンダの各々によりワイヤロープの張設方向に沿って夫々進退されるように構成される。上記回転速度制御手段は、複数のワイヤロープの張力の変動成分の平均値が小さくなるように、巻モータの回転速度を制御するとともに、上記シリンダ制御手段は、複数のシリンダの各々が進退させる複数の後端滑車の各々が案内する複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなるように、複数のシリンダの各々の駆動を制御する。
このような実施形態によれば、回転速度制御手段およびシリンダ制御手段からなる張力制御手段によって、複数のワイヤロープの張力を制御する場合において、回転速度制御手段によって複数のワイヤロープの張力を一括して制御し、さらに、シリンダ制御手段によって複数のワイヤロープの張力を個別に制御することで、複数のワイヤロープの振動を効率的に精度良く抑制することが出来る。【００１８】
上記実施形態において、上記吊具又は該吊具によって吊設される吊荷の、ワイヤロープの張設方向に沿った振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度、を検出する吊荷振れ検出手段をさらに備える。上記シリンダ制御手段は、複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、吊荷振れ角検出手段で検出される振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度に応じて、吊具又は吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように、複数のシリンダの各々の駆動を制御する。
複数のシリンダで複数のワイヤロープの張力を個別に制御する場合、吊荷が振れる可能性がある。そこで、このような実施形態によれば、吊具又は該吊具によって吊設される吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように複数のシリンダの各々を制御することで、ワイヤロープの振動とともに吊荷の振れも抑制することが出来る。【００１９】
幾つかの実施形態では、上記張力検出手段によって検出された一又は複数のワイヤロープの張力の変動成分をハイパスフィルタで検出する。
このような実施形態によれば、ワイヤロープの変動成分をハイパスフィルタからなる簡易な構成によって検出することが出来る。【００２０】
幾つかの実施形態では、上記張力検出手段は、水平部材の前端部に固設されるとともに、ワイヤロープの一端を保持してなる張力センサからなる。
このような実施形態によれば、張力検出手段を張力センサからなる簡易な構造によって構成することが出来る。【００２１】
幾つかの実施形態では、上記ロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置は、主トロリ以外のトロリを備えていない。
このような実施形態によれば、補助トロリを備える従来のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置と比べて、低コストかつ簡易な構造とすることが出来る。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、低コストかつ簡易な構造からなるロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置が適用される、ロープトロリ式のコンテナクレーンを示した全体概略図である。
【図２】一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
【図３】ワイヤロープの弦振動および張力を示したグラフである。
【図４】一実施形態にかかる回転速度制御手段における制御フローである。
【図５】一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
【図６】一実施形態にかかるシリンダ制御手段における制御フローである。
【図７】一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
【図８】一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
【図９】一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいてより詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置が適用される、ロープトロリ式のコンテナクレーンを示した全体概略図である。
図１に示したように、ロープトロリ式コンテナクレーン１は、コンテナふ頭の岸壁２に設置され、停泊中のコンテナ船３の吊荷ｃを積み降ろしするためのものである。ロープトロリ式コンテナクレーン１は、岸壁２の上に設置された脚部４、脚部４に支持された状態で水平方向に設置されるガーダ５Ａおよびブーム５Ｂからなる水平部材５、水平部材５の延在方向に沿って張設されるワイヤロープ６を巻き上げ可能な巻上ドラム７、水平部材５の前端部５ｆと後端部５ｒとの間を移動可能な主トロリ８、および主トロリ８に設けられたトロリ滑車１４を介してワイヤロープ６によって吊設される吊具９、を備える。
【００２６】
図２は、一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
図２に示したように、本実施形態のワイヤロープ６は、ワイヤロープ６ａと６ｂ、６ｃと６ｄを夫々組とする左右２組のワイヤロープ６ａ〜６ｄからなる。ワイヤロープ６ａ〜６ｄの各々の一端側は水平部材５の前端部５ｆに夫々固定される。図示した実施形態では、ワイヤロープ６ａ、６ｃの各々は、その一端が互いに対向した状態で水平部材５の前端部５ｆに固設された張力センサ２４Ａ（張力検出手段）に保持されることで水平部材５の前端部５ｆに夫々固定されている。同様に、ワイヤロープ６ｂ、６ｄの各々は、その一端が互いに対向した状態で水平部材５の前端部５ｆに固設された張力センサ２４Ｂ（張力検出手段）に保持されることで水平部材５の前端部５ｆに夫々固定されている。
【００２７】
ワイヤロープ６ａ〜６ｄの各々の他端側は、水平部材５の後端部５ｒに設置される４つの後端滑車１０a〜１０ｄを介して上述した巻上ドラム７に夫々案内される。図示した実施形態では、ワイヤロープ６ａ、６ｂは、図示手前側の巻上ドラム７Ａに巻き付けられ、ワイヤロープ６ｃ、６ｄは、図示奥側の巻上ドラム７Ｂに巻き付けられている。これら２つの巻上ドラム７Ａ、７Ｂは、共通の減速機２２を介して、共通の巻モータ１８によって同じ回転速度で回転されるように構成されている。したがって、４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄは、巻上ドラム７Ａ、７Ｂによって同じ回転速度で巻き上げられるように構成されている。
【００２８】
ワイヤロープ６ａ〜６ｄの各々は、巻上ドラム７Ａ、７Ｂから後端滑車１０ａ〜１０ｄの各々を介して主トロリ８に設けられたトロリ滑車１４ａ〜１４ｄの各々に案内される。そして、吊具９に設けられた吊具滑車１６ａ〜１６ｄの各々に巻き付けられた後、トロリ滑車１４ａ〜１４ｄの各々を介して水平部材５の前端部５ｆに案内され、上述した張力センサ２４Ａ、２４Ｂに固定される。
【００２９】
巻モータ１８の回転速度は、回転速度制御手段２０によって制御される。回転速度制御手段２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＩ／Ｏインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータやプログラマブルロジックコントローラ等と、該マイクロコンピュータ等によって制御される、巻モータ１８の回転速度を制御するインバータと、からなる。そして、回転速度制御手段２０は、上述した張力センサ２４Ａ、２４Ｂで検出されたワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力に応じて、これらワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力の変動成分が小さくなるような目標回転速度を演算し、巻モータ１８の回転速度を制御する。このことについて、図３および図４を基に詳細に説明する。
【００３０】
図３は、ワイヤロープの弦振動および張力を示したグラフである。図４は、一実施形態にかかる回転速度制御手段における制御フローである。
図４に示したように、巻モータ１８で巻上ドラム７Ａ、７Ｂを回転させてワイヤロープ６ａ〜６ｄを巻き上げ、吊具９で吊荷ｃを吊り上げる場合（Ｓ４１）、図３（ａ）に示したように、ワイヤロープの張力は徐々に大きくなっていく。そして、吊荷ｃが空中に浮かぶ（地切り）とワイヤロープが弦振動を起こし、これに伴って吊荷の荷重分に相当するロープ張力を中心としてワイヤロープの張力が変動する。このように時々刻々と変化するワイヤロープ６ａ〜６ｄの各々の張力は、上述した張力センサ２４Ａ、２４Ｂによって検出され（Ｓ４２）、上述した回転速度制御手段２０に出力される。回転速度制御手段２０では、ハイパスフィルタ処理を行って、図３（ｂ）に示したように、ワイヤロープロープ６ａ〜６ｄの張力の変動成分を抽出する（Ｓ４３）。
【００３１】
なお、上述したハイパスフィルタ処理に替えて、ワイヤロープロープ６ａ〜６ｄの張力を時間微分することで、ワイヤロープロープ６ａ〜６ｄの張力の変動成分を抽出してもよい。
【００３２】
そして次に、巻モータ１８の目標回転速度を演算する（Ｓ４４）。目標回転速度の演算は、下記式（１）に基づいて行われる。
Ｖｒｅｆ＝Ｖｃ＋ｋΔＴ  ・・・  （１）
（ここに、Ｖｒｅｆ：巻モータ目標回転速度、Ｖｃクレーン運転手による巻速度の指示値（レバー操作）、ｋ：制御ゲイン、ΔＴ：ワイヤロープの張力の変動成分）
【００３３】
上記式（１）では、ワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力の変動成分ΔＴが小さくなるように制御ゲインｋが決定される。具体的には、ワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力の変動成分がプラスの場合（図３（ｂ）に示すｔ１領域の場合）は、制御ゲインｋの値をマイナスとし、巻モータ１８の目標回転速度が遅くなるように制御する。反対にワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力の変動成分がマイナスの場合（図３（ｂ）に示すｔ２領域の場合）は、制御ゲインｋの値をプラスとし、巻モータ１８の目標回転速度が速くなるように制御する。
【００３４】
ここで４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄは、上述したように同じ回転速度で巻き上げられるように構成されている。しかしながら、４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力の変動成分は、夫々異なる大きさとなるのが通常である。したがって、このような場合は、４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力の変動成分の平均値が小さくなるように目標回転速度を決定することで、４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄ全ての振動を抑制することが出来る。
【００３５】
そして、演算された巻モータ１８の目標回転速度を出力し（Ｓ４５）、インバータで巻モータ１８の回転速度を制御する（Ｓ４６）。
【００３６】
以上、本発明の少なくとも一つの実施形態によるロープトロリ式コンテナクレーン１のワイヤロープ振動防止装置によれば、張力センサ２４Ａ、２４Ｂ（張力検出手段）によって検出されるワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力に応じて、ワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力の変動成分が小さくなるように該ワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力を制御する張力制御手段を備える。このため、従来のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置のように補助トロリを配置する必要がなく、低コストかつ簡易な構造でワイヤロープ６ａ〜６ｄの振動を抑制することが出来るようになっている。
【００３７】
また上記実施形態では、張力制御手段が巻上ドラムを駆動する巻モータ１８の回転速度を制御する回転速度制御手段２０からなる。このため、巻上ドラム７を駆動する巻モータ１８の回転速度を回転速度制御手段２０によって制御するだけの簡易な構造によって、ワイヤロープ６ａ〜６ｄの振動を抑制することが出来るようになっている。
【００３８】
＜第２実施形態＞
図５は、一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
図５に示したワイヤロープ振動防止装置は、上述した実施形態と基本的には同様の態様であって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３９】
本実施形態のワイヤロープ振動防止装置では、上述した張力制御手段が、後端滑車１０ａ〜１０ｄの各々をワイヤロープ６ａ〜６ｄの張設方向に沿って夫々進退させるシリンダ２６ａ〜２６ｄの駆動を制御するシリンダ制御手段３０からなる点が、上述した実施形態と異なっている。
【００４０】
シリンダ制御手段３０は、上述した回転速度制御手段２０と同様、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＩ／Ｏインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータやプログラマブルロジックコントローラ等と、該マイクロコンピュータ等によって制御される、シリンダ２６ａ〜２６ｄの駆動を制御するアクチュエータと、からなる。そして、シリンダ制御手段３０は、上述した張力センサ２４Ａ、２４Ｂで検出されたワイヤロープ６Ａ〜６ｄの張力に応じて、これらワイヤロープ６Ａ〜６ｄの張力の変動成分が小さくなるような目標進退速度を演算し、シリンダ２６ａ〜２６ｄの駆動を制御する。
【００４１】
シリンダ２６ａ〜２６ｄとしては、例えば油圧シリンダ、電動シリンダ等の各種公知のシリンダとして構成することが出来、特に限定されない。
【００４２】
図６は、一実施形態にかかるシリンダ制御手段における制御フローである。
図６に示したように、巻モータ１８で巻上ドラム７Ａ、７Ｂを回転させてワイヤロープ６ａ〜６ｄを巻き上げ、吊具９で吊荷ｃを吊り上げる（Ｓ６１）。そして、時々刻々と変化するワイヤロープ６ａ〜６ｄの各々の張力を張力センサ２４Ａ、２４Ｂによって夫々検出する（Ｓ６２）。検出された張力は、シリンダ制御手段３０に出力される。シリンダ制御手段３０では、ハイパスフィルタ処理を行って、ワイヤロープロープ６ａ〜６ｄの張力の変動成分を抽出する（Ｓ６３）。
【００４３】
そして次に、４つのシリンダ２６ａ〜２６ｄ各々の目標進退速度を夫々演算する（Ｓ６４）。目標進退速度の演算は、下記式（２）に基づいて行われる。
Ｖｒｅｆ＝ｋΔＴ  ・・・  （２）
（ここに、Ｖｒｅｆ：シリンダ目標進退速度、ｋ：制御ゲイン、ΔＴ：ワイヤロープの張力の変動成分）
【００４４】
上記式（２）では、ワイヤロープ６ａ〜６ｄ各々の張力の変動成分ΔＴが小さくなるように制御ゲインｋが夫々決定される。具体的には、ワイヤロープ６ａの張力の変動成分がプラスの場合（図３（ｂ）に示すｔ１領域の場合）は、後端滑車１０ａを主トロリ８に近づけるシリンダ制御を行うべく、シリンダ２６の制御ゲインｋを決定する。反対にワイヤロープ６ａの張力の変動成分がマイナスの場合（図３（ｂ）に示すｔ２領域の場合）は、後端滑車１０ａを主トロリ８から遠ざけるシリンダ制御を行うべく、シリンダ２６ａの制御ゲインｋを決定する。その他のシリンダ２６ｂ〜２６ｄの制御ゲインｋについても、上述したシリンダ２６ａと同様に決定される。
【００４５】
そして、演算されたシリンダの目標進退速度を出力し（Ｓ６５）、アクチュエータでシリンダ２６ａ〜２６ｄの進退速度を制御する（Ｓ６６）。
【００４６】
このような実施形態によれば、後端滑車１０ａ〜１０ｄの各々をシリンダ２６ａ〜２６ｄの各々によってワイヤロープ６ａ〜６ｄの張設方向に沿って夫々進退させるだけの簡易な構造によって、ワイヤロープ６ａ〜６ｄの振動を夫々抑制することが出来るようになっている。
【００４７】
また、本実施形態によれば、４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄの各々の張力の変動成分が小さくなるように、４つのシリンダ２６ａ〜２６ｄの各々が制御されるため、４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄの振動を個別に精度良く抑制することが出来るようになっている。
【００４８】
＜第３実施形態＞
図７は、一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
図７に示したワイヤロープ振動防止装置は、上述した第２実施形態と基本的には同様の態様であって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
本実施形態のワイヤロープ振動防止装置では、主トロリ８に振れセンサカメラ３２Ａ、３２Ｂ（吊荷振れ検出手段）が配置されるとともに、吊具９には振れセンサターゲット３４Ａ、３４Ｂが配置されており、振れセンサカメラ３２Ａ、３２Ｂが振れセンサターゲット３４Ａ、３４Ｂの動きをモニタリングすることで、吊具９のワイヤロープ６ａ〜６ｄの張設方向に沿った振れ量Δｘおよび振れ速度ΔＶｘ、並びに旋回振れ角Δθおよび旋回振れ角速度ΔＶθ、を検出することが出来るようになっている。
なお、振れセンサターゲット３４Ａ、３４Ｂを吊荷ｃに配置し、吊荷ｃの振れをモニタリングするようにしてもよい。
【００５０】
シリンダ２６ａ〜２６ｄの各々は、ワイヤロープ６ａ〜６ｄの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、振れセンサカメラ３２Ａ、３２Ｂで検出される振れ量Δｘおよび振れ速度ΔＶｘ、並びに旋回振れ角Δθおよび旋回振れ角速度ΔＶθに応じて、吊具９の振れ量Δｘおよび旋回振れ角Δθが小さくなるように制御される。
具体的な制御は、４つのシリンダ２６ａ〜２６ｄ各々の目標進退速度を下記式（３）に基づいて夫々演算し、演算した目標進退速度となるようにシリンダ２６ａ〜２６ｄを制御することで行われる。
【００５１】
Ｖｒｅｆ＝ｋΔＴ＋ｋx1Δｘ＋ｋx2ΔＶｘ＋ｋθ1Δθ＋ｋθ2ΔＶθ  ・・・（３）
（ここに、Ｖｒｅｆ：シリンダ目標進退回転速度、ｋx1、ｋx2、ｋθ1、ｋθ2：制御ゲイン、Δｘ：振れ量、ΔＶｘ：振れ速度、Δθ：旋回振れ角、ΔＶθ：旋回振れ角速度、ΔＴ：ワイヤロープの張力の変動成分）
【００５２】
上述した第２実施形態のように、４つのシリンダ２６ａ〜２６ｄで４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力を個別に制御する場合、吊荷ｃが振れる可能性がある。そこで、このような実施形態によれば、吊具９又は該吊具９によって吊設される吊荷ｃの振れ量および旋回振れ角が小さくなるように４つのシリンダ２６ａ〜２６ｄの各々を制御することで、ワイヤロープ６ａ〜６ｄの振動とともに吊荷ｃの振れも抑制することが出来るようになっている。
【００５３】
＜第４実施形態＞
図８は、一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
図８に示したワイヤロープ振動防止装置は、上述した第１実施形態および第２実施形態と基本的には同様の態様であって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
本実施形態は、図８に示したように、上記張力制御手段が、巻上ドラム７を駆動する巻モータ１８の回転速度を制御する回転速度制御手段２０と、後端滑車１０をワイヤロープ６の張設方向に沿って進退させるシリンダ２６ａ〜２６ｄの駆動を制御するシリンダ制御手段３０と、からなる。
このような実施形態によれば、巻上ドラム７を駆動する巻モータ１８の回転速度を回転速度制御手段２０によって制御するとともに、後端滑車１０をワイヤロープ６の張設方向に沿ってシリンダ２６によって進退させるだけの簡易な構造によって、ワイヤロープ６の振動を抑制することが出来る。
【００５５】
また本実施形態において、回転速度制御手段２０は、４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力の変動成分の平均値が小さくなるように、巻モータ１８の回転速度を制御するとともに、シリンダ制御手段３０は、４つのシリンダ２６ａ〜２６ｄの各々が進退させる４つの後端滑車１０ａ〜１０ｄの各々が案内する４つのワイヤロープ６ａ〜６ｄの各々の張力の変動成分が小さくなるように、４つのシリンダ２６ａ〜２６ｄの各々の駆動を制御する。
このような実施形態によれば、回転速度制御手段２０およびシリンダからなる張力制御手段によって、４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力を制御する場合において、回転速度制御手段２０によって４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力を一括して制御し、さらに、シリンダ制御手段３０によって４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力を個別に制御することで、４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄの振動を効率的に精度良く抑制することが出来る。
【００５６】
＜第５実施形態＞
図９は、一実施形態にかかるワイヤロープ振動防止装置を説明するための構成図である。
図９に示したワイヤロープ振動防止装置は、上述した第４実施形態と基本的には同様の態様であって、同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５７】
本実施形態は、図９に示したように、上述した第３実施形態と同様に、主トロリ８に振れセンサカメラ３２Ａ、３２Ｂ（吊荷振れ検出手段）が配置されるとともに、吊具９には振れセンサターゲット３４Ａ、３４Ｂが配置されており、振れセンサカメラ３２Ａ、３２Ｂが振れセンサターゲット３４Ａ、３４Ｂの動きをモニタリングすることで、吊具９のワイヤロープ６ａ〜６ｄの張設方向に沿った振れ量Δｘおよび振れ速度ΔＶｘ、並びに旋回振れ角Δθおよび旋回振れ角速度ΔＶθ、を検出することが出来るようになっている。
【００５８】
そして、上述した第３実施形態と同様に、シリンダ２６ａ〜２６ｄの各々は、ワイヤロープ６ａ〜６ｄの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、振れセンサカメラ３２Ａ、３２Ｂで検出される振れ量Δｘおよび振れ速度ΔＶｘ、並びに旋回振れ角Δθおよび旋回振れ角速度ΔＶθに応じて、吊具９の振れ量Δｘおよび旋回振れ角Δθが小さくなるように制御されるようになっている。
【００５９】
上述したように、４つのシリンダ２６ａ〜２６ｄで４本のワイヤロープ６ａ〜６ｄの張力を個別に制御する場合、吊荷ｃが振れる可能性がある。そこで、このような実施形態によれば、吊具９又は該吊具９によって吊設される吊荷ｃの振れ量および旋回振れ角が小さくなるように４つのシリンダ２６ａ〜２６ｄの各々を制御することで、ワイヤロープ６ａ〜６ｄの振動とともに吊荷ｃの振れも抑制することが出来るようになっている。
【００６０】
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではない。例えば上述した実施形態を組み合わせても良く、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の少なくとも一実施形態は、港湾のコンテナヤードにおけるコンテナの積み降ろしに用いられる橋形クレーンなどに好適に用いることが出来る。
【符号の説明】
【００６２】
１                      ロープトロリ式コンテナクレーン
２                      岸壁
３                      コンテナ船
４                      脚部
５                      水平部材
５Ａ                    ガーダ
５Ｂ                    ブーム
５ｆ                    前端部
５ｒ                    後端部
６、６ａ〜６ｄ          ワイヤロープ
７、７Ａ、７Ｂ          巻上ドラム
８                      主トロリ
９                      吊具
１０、１０ａ〜１０ｄ    後端滑車
１４、１４ａ〜１４ｄ    トロリ滑車
１６ａ〜１６ｄ          吊具滑車
１８                    巻モータ
２０                    回転速度制御手段（張力制御手段）
２２                    減速機
２４Ａ、２４Ｂ          張力センサ（張力検出手段）
２６、２６ａ〜２６ｄ    シリンダ
３０                    シリンダ制御手段（張力制御手段）
３２Ａ、３２Ｂ          振れセンサカメラ
３４Ａ、３４Ｂ          振れセンサターゲット
【図１】
2015029136.tif 000003
【図２】
2015029136.tif 000004
【図３】
2015029136.tif 000005
【図４】
2015029136.tif 000006
【図５】
2015029136.tif 000007
【図６】
2015029136.tif 000008
【図７】
2015029136.tif 000009
【図８】
2015029136.tif 000010
【図９】
2015029136.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月8日(2016.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に設置される水平部材と、
前記水平部材に沿って張設される一又は複数のワイヤロープを巻き上げ可能な巻上ドラムと、
前記水平部材の前端部と後端部との間を移動可能な主トロリと、
前記主トロリに設けられたトロリ滑車を介して前記一又は複数のワイヤロープによって吊設される吊具と、を備えるロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置であって、
前記ワイヤロープ振動防止装置は、
前記一又は複数のワイヤロープの張力を時々刻々と検出する張力検出手段と、
前記張力検出手段によって検出される前記一又は複数のワイヤロープの張力に応じて、前記吊具によって吊設される吊荷、又は、前記吊荷を吊設していない状態の前記吊具が空中に浮かんでいるときに、該一又は複数のワイヤロープの張力の変動成分が小さくなるように該ワイヤロープの張力を制御する張力制御手段と、を含む、
ロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項２】
前記一又は複数のワイヤロープは、その一端側が前記水平部材の前端部に固定され、他端側が前記水平部材の後端部に設置される一又は複数の後端滑車を介して前記巻上ドラムに案内される、
請求項１に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項３】
前記張力制御手段は、前記巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を制御する回転速度制御手段からなる、
請求項１に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項４】
前記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープは共に同じ回転速度で巻き上げられるように構成されるとともに、
前記回転速度制御手段は、前記複数のワイヤロープの張力の変動成分の平均値が小さくなるように、前記巻モータの回転速度を制御する、
請求項３に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項５】
前記張力制御手段は、前記後端滑車を前記ワイヤロープの張設方向に沿って進退させるシリンダの駆動を制御するシリンダ制御手段からなる、
請求項２に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項６】
前記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープの各々は、複数の前記後端滑車の各々により前記巻上ドラムに案内され、該複数の後端滑車の各々は、複数の前記シリンダの各々により前記ワイヤロープの張設方向に沿って進退されるように構成されるとともに、
前記シリンダ制御手段は、前記複数のシリンダの各々が進退させる前記複数の後端滑車の各々が案内する前記複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなるように、前記複数のシリンダの各々の駆動を制御する、
請求項５に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項７】
前記吊具又は前記吊荷の、前記ワイヤロープの張設方向に沿った振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度、を検出する吊荷振れ検出手段をさらに備え、
前記シリンダ制御手段は、前記複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、前記吊荷振れ角検出手段で検出される前記振れ量および前記振れ速度、並びに前記旋回振れ角および前記旋回振れ角速度に応じて、前記吊具又は前記吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように、前記複数のシリンダの各々の駆動を制御する、
請求項６に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項８】
前記張力制御手段は、
前記巻上ドラムを駆動する巻モータの回転速度を制御する回転速度制御手段と、
前記後端滑車を前記ワイヤロープの張設方向に沿って進退させるシリンダの駆動を制御するシリンダ制御手段と、からなる、
請求項２に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項９】
前記ワイヤロープは複数からなり、該複数のワイヤロープは共に同じ回転速度で巻き上げられるように構成され、
前記複数のワイヤロープの各々は、複数の前記後端滑車の各々により前記巻上ドラムに案内され、該複数の後端滑車の各々は、複数の前記シリンダの各々により前記ワイヤロープの張設方向に沿って夫々進退されるように構成されており、
前記回転速度制御手段は、前記複数のワイヤロープの張力の変動成分の平均値が小さくなるように、前記巻モータの回転速度を制御するとともに、
前記シリンダ制御手段は、前記複数のシリンダの各々が進退させる前記複数の後端滑車の各々が案内する前記複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなるように、前記複数のシリンダの各々の駆動を制御する、
請求項８に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項１０】
前記吊具又は前記吊荷の、前記ワイヤロープの張設方向に沿った振れ量および振れ速度、並びに旋回振れ角および旋回振れ角速度、を検出する吊荷振れ検出手段をさらに備え、
前記シリンダ制御手段は、前記複数のワイヤロープの各々の張力の変動成分が小さくなることに加えて、前記吊荷振れ角検出手段で検出される前記振れ量および前記振れ速度、並びに前記旋回振れ角および前記旋回振れ角速度に応じて、前記吊具又は前記吊荷の振れ量および旋回振れ角が小さくなるように、前記複数のシリンダの各々の駆動を制御する、
請求項９に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項１１】
前記張力検出手段によって検出された前記一又は複数のワイヤロープの張力の変動成分をハイパスフィルタで検出する、
請求項１に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項１２】
前記張力検出手段は、前記水平部材の前端部に固設されるとともに、前記ワイヤロープの一端を保持してなる張力センサからなる、
請求項１に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【請求項１３】
前記主トロリ以外のトロリを備えていない、
請求項１に記載のロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置。
【国際調査報告】
2015029136.tif 000012
2015029136.tif 000013
2015029136.tif 000014
2015029136.tif 000015