(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンの走行方向と交差する方向に移動するトロリを有し、旋回走行時にクレーンの左右両側に配置されている走行用車輪に回転数差を与えて旋回する自走式門型クレーンにおいて、
前記旋回走行時に、前記トロリにおける前記走行方向の加速度がゼロになるように、左右の前記走行用車輪に回転数差を与える旋回制御手段を備えたことを特徴とする自走式門型クレーン。
【請求項２】
前記走行用車輪を走行用モータで駆動すると共に、前記トロリの移動位置を検出するトロリ位置検出装置を備え、該トロリ位置検出装置によりトロリ位置を検出して、該トロリ位置に基づき、前記旋回制御手段が、前記旋回走行時に、前記トロリにおける前記走行方向の加速度がゼロになるように、前記走行用モータの回転数を制御することを特徴とする請求項１記載の自走式門型クレーン。
【請求項３】
クレーンの走行方向と交差する方向に移動するトロリを有し、旋回走行時にクレーンの左右両側に配置されている走行用車輪に回転数差を与えて旋回する自走式門型クレーンにおいて、
前記旋回走行時に、前記トロリにおける前記走行方向の加速度がゼロになるように、左右の前記走行用車輪の回転数差を与えるように制御することを特徴とする自走式門型クレーンの走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンテナヤード等で使用される自走式門型クレーンに関するものであり、より詳細には、旋回時の乗り心地を向上させる走行用車輪の回転数制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンテナヤード等でコンテナを移動する装置としては、移動型タワークレーン、トランスファー・クレーン、ストラドル・キャリヤ、ヤード・トラクラ、ヤード・トレーラ等があるが、その一つのトランスファー・クレーンは、移動能力より物上げ能力に優れたものが必要とされ、主として門型ラバータイヤ式クレーンと呼ばれる自走式門型クレーンが用いられている。
【０００３】
この自走式門型クレーンは、特開昭５９−１６７７１７号公報等でも紹介されているが、コンテナヤード等で船からコンテナクレーンで陸揚げされてトレーラで運ばれてきたコンテナを、吊り上げて運搬してヤード上に積み上げる装置である。
【０００４】
そして、図３に示すように、自走方向と直角の方向に走行するトロリ３にコンテナを昇降するための吊り上げ装置２が備えられている。このトロリ３が、自走方向と直角の方向に走行するためのレール４ａを設けた梁（横桁）４とこの梁４を支える脚部５と、この脚部５を支えるトラック６とから構成されている。
【０００５】
この梁４と両脚部５、５とで門型を形成し、脚部５のトラック６にはラバータイヤ７ａが装着された走行用車輪７が配置されており、この走行用車輪７の駆動輪を左右個別の走行モータ８で回転駆動することにより移動している。また、図４に示すようにジャイロ１１を備えて、自動直進運転可能に構成されると共に、コンテナヤードに埋設された磁気板１２を案内にして、コンテナヤード内の決まったコースを自動操舵しながら走行できるように構成される。
【０００６】
そして、この自走式門型クレーン１の旋回（ステアリング）操作は、両側に配置されている走行用車輪７に走行速度差、即ち回転数の差を与えることにより行っている。
【０００７】
この旋回操作は、従来技術においては、片側の走行速度を減速する方法で行っており、旋回用のステアリング角速度ω（rad/s2) を実現するために、次のようにしている。
【０００８】
図４に示すように、走行用車輪（駆動輪）間のスパンをＬ(m) とし、トロリ位置をスパン中心位置Ｃからの移動距離Ａ(m) で表すと、例えば、旋回（ステアリング）角速度ω（rad/s2) で右方向に旋回する時には、左側走行速度ＶＬ(m/s) の変化ΔＶＬ(m/s2)はΔＶＬ＝０となり、右側走行速度ＶＲ(m/s) の変化ΔＶＲ(m/s2)はΔＶＲ＝−Ｌ×ω(m/s2)となる。
【０００９】
また、逆に旋回角速度ωで左方向に旋回する時には、右側走行速度ＶＲ(m/s) の変化ΔＶＲ(m/s2)はΔＶＲ＝０となり、一方の左側走行速度ＶＬ(m/s) の変化ΔＶＬ(m/s2)はΔＶＬ＝−Ｌ×ω(m/s2)となる。
【００１０】
そして、右旋回時には、ΔＶＴ＝−（Ｌ／２−Ａ）×ω(m/s2)となり、左旋回時には、トロリ速度変化ΔＶＴ(m/s2)は、ΔＶＴ＝−（Ｌ／２＋Ａ）×ω(m/s2)となる。そのため、いずれの旋回時にも、トロリ速度ＶＴ(m/s) の変化ΔＶＴ(m/s2)はゼロとならず、トロリ部分に速度変化、即ち、加速度が発生することになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そして、このトロリに、運転席が配置されていることが多いため、旋回する度に運転席が走行方向に関して加減速され、しかも、トロリの位置により、その加速度が異なっている。そのために、トロリ位置に居る運転者は不快な加減速に曝されることになる。
【００１２】
特に、自動直進走行制御を使用している場合には、左右の走行用車輪の駆動輪に対して同じ回転数の指示を出していても、トロリが移動するため、重心が中央に無い場合が多く、荷重が必ずしも左右のタイヤに均等に加わらず、片方の荷重が大きくなる場合が多い。この場合には、荷重の大きい側の走行用車輪のタイヤの一回転当たりの走行距離がタイヤのへこみ分だけ小さくなるため、荷重の大きい側に旋回する。そのため、この旋回を検知して逆旋回を行うことになる。
【００１３】
これらの小さな旋回を繰り返しながら、直進走行しているが、この直進走行等は、運転者の意志とは関係なく、直進を保持するための旋回が行われるために、予期しない速度変化に曝されることになる。
【００１４】
また、トロリ位置に速度変化、即ち、加速度が発生すると、このトロリの吊り上げ装置で吊り上げているコンテナも加速度を受けることになり、吊り荷であるコンテナの揺動を引き起こす原因になるので、このトロリ位置における速度変化は極力小さくする必要がある。
【００１５】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、旋回走行時に、運転席や吊り上げ装置があるトロリの部分に前後方向の加速度が生じないように左右の走行用車輪の回転数を制御することにより、運転席における不快な加減速を減少し、運転者の乗り心地性を向上できる自走式門型クレーンを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そして、本発明の自走式門型クレーンは、次のように構成される。
【００１７】
１）走行方向と交差する方向に移動するトロリを有し、旋回走行時にクレーンの左右両側に配置されている走行用車輪に回転数差を与えて旋回する自走式門型クレーンにおいて、前記旋回走行時に、前記トロリにおける前記走行方向の加速度がゼロになるように、左右の前記走行用車輪に回転数差を与える旋回制御手段を備えて構成される。
【００１８】
２）また、上記の自走式門型クレーンにおいて、前記走行用車輪を走行用モータで駆動すると共に、前記トロリの移動位置を検出するトロリ位置検出装置を備え、該トロリ位置検出装置によりトロリ位置を検出して、該トロリ位置に基づき、前記旋回制御手段が、前記旋回走行時に、前記トロリにおける前記走行方向の加速度がゼロになるように、前記走行用モータの回転数を制御するように構成される。
【００１９】
３）そして、自走式門型クレーンの走行制御方法は、走行方向と交差する方向に移動するトロリを有し、旋回走行時にクレーンの左右両側に配置されている走行用車輪に回転数差を与えて旋回する自走式門型クレーンにおいて、前記旋回走行時に、前記トロリにおける前記走行方向の加速度がゼロになるように、左右の前記走行用車輪の回転数差を与えるように制御することを特徴とする自走式門型クレーンの走行制御方法。
【００２０】
このトロリにおける走行方向（前後方向）の加速度、即ち、走行速度の加減速がゼロになるようにする制御方法には、幾つかの方法があるが、トロリ位置を検出して、トロリの走行方向の加速度がゼロになる右側走行速度の変化と左側走行速度の変化を算出して、この算出値に基づいて回転数制御する方法が比較的簡単である。
【００２１】
つまり、図１に示すように、横桁の中心Ｃからのトロリ位置をＡ(m) ，走行用車輪（駆動輪）の左右間のスパンをＬ(m) 、右側走行速度をＶＲ(m/s) 、その変化をΔＶＲ(m/s2)、左側走行速度をＶＬ(m/s) 、その変化をΔＶＬ(m/s2)，トロリ速度をＶＴ(m/s) 、その変化をΔＶＴ(m/s2)、旋回時の旋回（ステアリング）角速度をω（rad/s2) とした時に、右側旋回において、ΔＶＲ＝（Ｌ／２−Ａ）×ω(m/s2)，ΔＶＬ＝−（Ｌ／２＋Ａ）×ω(m/s2)となるように制御し、左側旋回においては、ΔＶＲ＝−（Ｌ／２−Ａ）×ω(m/s2)  ，ΔＶＬ＝（Ｌ／２＋Ａ）×ω(m/s2)  となるように制御する。
【００２２】
これにより、ΔＶＴ＝０(m/s2)としながら、ステアリング角速度ω（rad/s2) を実現することができる。
【００２３】
また、この他に、トロリにおける走行方向の加速度を計測する加速度計を設け、この計測した加速度がゼロになるように、左右の走行用車輪の走行速度を加減速するような制御をしてもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る自走式門型クレーンについて説明する。
【００２５】
図３に示すように、この自走式門型クレーン１は、トランスファークレーンとか門型ラバータイヤ式クレーンと呼ばれるもので、コンテナ１０を荷役する吊り上げ装置２を有するトロリ３と、このトロリ３が走行するレール４ａを設けた梁（横桁）４と、この梁４を支持する両側の脚部５と、この脚部５を支持するトラック６とを有して構成され、このトラック６にラバータイヤ７ａを備えた走行用車輪７が具備されている。また、運転席９がトロリ３に配設され、運転席９と吊り上げ装置２がトロリ３と一体となって梁４のレール４ａ上を移動するように構成されている。
【００２６】
そして、この走行用車輪７の駆動輪を走行モータ８で回転駆動し、自走式門型クレーン１の走行をおこなっている。この左右の走行用車輪７の駆動輪は、それぞれの走行モータ８により、左右で別々の回転数ＮＲ，ＮＬ(rpm) でも駆動できるように構成されている。
【００２７】
この左右の走行用車輪７の右側走行速度ＶＲ(m/s) と左側走行速度ＶＬ(m/s) を同じになるように制御して直進し、右側走行速度ＶＲ(m/s) を左側走行速度ＶＬ(m/s) より大にして左側に旋回し、逆に左側走行速度ＶＬ(m/s) を右側走行速度ＶＲ(m/s) より大にして右側に旋回するように構成される。
【００２８】
また、図１に示すようにジャイロ１１を備えて、自動直進運転可能に構成されると共に、コンテナヤードに埋設された磁気板１２を案内にして、コンテナヤード内の決まったコースを自動操舵しながら走行できるように構成される。
【００２９】
そして、本発明においては、旋回時に、トロリ３の位置の前後方向の加速度をゼロにするように、左右の走行速度ＶＲ，ＶＴ(m/s) 、即ち、タイヤ回転数ＮＲ，ＮＬ(rpm) を制御する。
【００３０】
ここで、図１に示すように、梁（横桁）４の中心Ｃからのトロリ位置をＡ(m) ，走行用車輪７の左右間のスパンをＬ(m) 、右側走行速度をＶＲ(m/s) 、その変化をΔＶＲ(m/s2)、左側走行速度をＶＬ(m/s) 、その変化をΔＶＬ(m/s2)，トロリ速度をＶＴ(m/s) 、その変化をΔＶＴ(m/s2)とする。そして、旋回時の旋回（ステアリング）角速度をω（rad/s2) とする。
【００３１】
右側旋回において、ΔＶＴ＝０(m/s2)としながら、ステアリング角速度ω（rad/s2) を実現するために、ΔＶＲ＝（Ｌ／２−Ａ）×ω(m/s2)，ΔＶＬ＝−（Ｌ／２＋Ａ）×ω(m/s2)となるように制御する。
【００３２】
また、左側旋回においては、ΔＶＴ＝０(m/s2)としながら、ステアリング角速度ω（rad/s2) を実現するために、ΔＶＲ＝−（Ｌ／２−Ａ）×ω(m/s2)  ，ΔＶＬ＝（Ｌ／２＋Ａ）×ω(m/s2)  となるように制御する。
【００３３】
つまり、旋回走行の操舵時に自走式門型クレーン１の両側に配置されている走行用車輪７に回転数差を与える際に、トロリ３を中心にして自走式門型クレーン１が旋回するように回転数制御する。これにより、旋回走行時に、トロリ３に配置されている運転席９や吊り上げ装置２に吊り下げられたコンテナ１０が、走行方向（前後方向）Ｘ−Ｘに加減速されるのを回避する。
【００３４】
この制御方法により、トロリ３の旋回走行時における走行方向Ｘ−Ｘの加減速即ち加速度が発生しなくなる。そのため、トロリ３に配置された運転席９の運転者は不快な加減速を味合うことなく、また、トロリ３の吊り下げ装置２に吊り下げられたコンテナ１０は加速度を受けること無く、一定の巡航速度Ｖ０で走行することになる。そのため、運転者やコンテナ１０には左右方向の加減速（加速度）のみが伝わることになり、快適及び安全な走行が可能となる。
【００３５】
この旋回走行制御の流れを、図２に示す。この旋回走行制御は、自動運転または運転者による手動運転において、旋回指令が出された時に実行される制御フローであり、旋回指令を受けて、スタートすると、ステップＳ１１で旋回角速度ωを入力する。そして、次に、ステップＳ１２でトロリ３の位置計測装置によって検出されるトロリ３の位置Ａを入力する。
【００３６】
そして、ステップＳ１３で、右側走行速度ＶＲの変化ΔＶＲ及び右側走行速度ＶＲを算出し、走行モータの右側回転数ＮＲに換算する。また、ステップＳ１４で、左側走行速度ＶＬの変化ΔＶＬ及び右側走行速度ＶＬを算出し、走行モータの左側回転数ＮＬに換算する。
【００３７】
次に、ステップＳ１５で、この右側回転数ＮＲと左側回転数ＮＬを出力し、リターンする。この右側回転数ＮＲと左側回転数ＮＬの出力に応じて走行モータ８の回転が制御され、走行用車輪７の駆動輪がそれぞれ所定の回転数ＮＲ，ＮＬで駆動され、走行用車輪７がそれぞれの走行速度ＶＲ，ＶＬで走行し、自走式門型クレーン１が旋回走行することになる。
【００３８】
そして、旋回走行時にこの制御フローを繰り返すことにより、旋回指令の旋回角速度ωの変化やトロリの位置Ａの変化に追従しながら、自走式門型クレーン１を旋回することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る自走式門型クレーンによれば、両側にある走行用車輪の駆動輪の回転数制御において、旋回時にトロリの部分に加速度が生じないように駆動輪の回転数を制御するので、トロリに配置された運転席における不快な加減速、即ち加速度を減少し、運転者の乗り心地性を向上できる。また、旋回時にトロリの吊り上げ装置で吊り上げられたコンテナに大きな加速度を与えないので、より安全に荷役できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自走式門型クレーンの旋回制御を説明するためのクレーンを上から見た模式的平面図で、（ａ）は右旋回を、（ｂ）は左旋回を示す。
【図２】本発明に係る自走式門型クレーンの旋回制御の制御フローを示す図である。
【図３】自走式門型クレーンの一例を示す模式的な図であり、（ａ）は斜視図で、（ｂ）は正面図である。
【図４】従来技術の自走式門型クレーンの旋回制御を説明するためのクレーンを上から見た模式的平面図で、（ａ）は右旋回を、（ｂ）は左旋回を示す。
【符号の説明】
１    自走式門型クレーン（門型ラバータイヤ式クレーン）
２    吊り上げ装置
３    トロリ
４    梁（横桁）
４ａ  レール
５    脚部
６    トラック
７    走行用車輪（駆動輪）
７ａ  ラバータイヤ
８    走行モータ
９    運転席
１０    コンテナ
Ａ    トロリ位置
Ｌ    走行用車輪の左右間のスパン
ω    旋回（ステアリング）角速度
ＶＲ    右側走行速度
ΔＶＲ  右側走行速度の変化
ＶＬ    左側走行速度
ΔＶＬ  左側走行速度の変化
ＶＴ    トロリ速度
ΔＶＴ  トロリ速度の変化
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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