(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナの積上げヤードの両側に脚を有し、これら脚間に差し渡された水平桁を有するガントリに、前記水平桁に沿って横行可能な横行トロリを設け、この横行トロリより垂らした吊ロープでコンテナを吊り上げるようにしたＲＭＧクレーンにおいて、吊り上げたコンテナによる振り子の長さが所定値よりも短いときには、この振り子の長さに基づく振り子の周期の間、一定に横行トロリの最高可能加速度より低い加速度で横行トロリを加速させてコンテナの振れを止める一段階加速による振れ止め制御を行い、振り子の長さが所定値よりも長いときには、横行トロリの最高可能加速度で２回に分け、最高可能速度の半分の速度に達する１回目の加速後、振り子の周期の１／２の時間が経過したとき最高可能速度に達する２回目の加速を行うことにより振れ止め制御を行うように横行トロリを加速させてコンテナの振れを止める二段階加速による振れ止め制御を行うことを特徴とするＲＭＧクレーンの振れ止め運転方法。
【請求項２】
前記一段階加速による振れ止め制御は、前記横行トロリが前記振り子の２周期の間に目標速度に達するよう加速度を設定し、この加速度で２周期連続して前記横行トロリを加速させることを特徴とする請求項１記載のＲＭＧクレーンの振れ止め運転方法。
【請求項３】
前記横行トロリの原点位置から目標位置までの移動距離が所定値よりも長いときには、前記横行トロリの最高可能速度を目標速度とし、前記移動距離が所定値よりも短いときには、前記横行トロリの最高可能速度より低い速度を目標速度として前記加速を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のＲＭＧクレーンの振れ止め運転方法。
【請求項４】
コンテナの積上げヤードの両側に脚を有し、これら脚間に差し渡された水平桁を有するガントリに、前記水平桁に沿って横行可能な横行トロリを設け、この横行トロリより垂らした吊ロープでコンテナを吊り上げるようにし、最高可能速度の半分の速度に達する１回目の加速後、振り子の周期の１／２の時間が経過したとき最高可能速度に達する２回目の加速を行うことにより振れ止め制御を行うことにより振れ止め制御を行うＲＭＧクレーンにおいて、前記吊ロープにコンテナが有るか無いかを判定し、コンテナ有りの場合の振り子の長さは、吊りロープの長さを予め調べた補正値で補正した見掛けの振り子の長さとして振れ止め制御を行い、コンテナ無しの場合の振り子の長さは、吊ロープの長さとして振れ止め制御を行うことを特徴とするＲＭＧクレーンの振れ止め運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上に設けたガントリの下部に荷を積上げるＲＭＧクレーンに係り、特に、荷による振り子の長さ又は移動距離が短くても荷の振れが止められるＲＭＧクレーンの振れ止め運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＲＭＧ（レールマウンテッドガントリ）クレーンは、コンテナの積上げヤードの両側にレール上を走行する脚を有し、これら脚間に差し渡された水平桁を有するガントリに、前記水平桁に沿って横行可能な横行トロリを設け、この横行トロリより垂らした吊ロープにコンテナを吸着又は掛止する保持具を取り付け、この保持具に保持されたコンテナを吊り上げるようにしたものである。積上げヤードの一側には地上でコンテナを搬送する搬送台車（トレーラ）が到着する台車エリアが設けられており、この台車エリア直上を横行トロリの原点位置とする。従来、ＲＭＧクレーンの運転は手動である。
【０００３】
ＲＭＧクレーンとは異なるが、荷を吊り下げた状態で横行させるケーブルクレーン等を自動運転する際には、荷の振れ止めが重要になる。従来、振れ止めには横行トロリを二段階加速するのが有効とされている。二段階加速は、横行トロリが横行開始（速度ゼロ）から最高可能速度に達するまでの間に、加速−定速−加速を行うものである。１回目及び２回目の加速は、いずれも最高可能加速度で行い、１回目の加速によって最高可能速度の半分の速度に達するように加速時間を設定する。この１回目の加速の際に、荷は慣性のため横行トロリよりも遅れて横行開始することになる。しかし、その後、横行トロリが定速横行している間に、荷は振り子運動により横行トロリに追いつこうとする。このとき、具体的には１回目の加速後、振り子の周期の１／２の時間が経過したとき、２回目の加速を行う。これにより、横行トロリが最高可能速度に達して定速になった時点で荷と横行トロリとの位置関係が安定する。即ち、振れ止めが達成される。
【０００４】
ＲＭＧクレーンを自動運転しようとする場合にも、原理的には上記の二段階加速を利用することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＲＭＧクレーンの振れ止めには３つの問題点がある。
【０００６】
まず、ＲＭＧクレーンの場合、振り子の周期が加速時間に比べて相当に短い。ケーブルクレーンであれば、山頂等を利用してバンカーより高い所にケーブルが張設され、コンクリート打設地点はバンカーよりもさらに低いため、通常の運転ではバケットによる振り子の長さが比較的長くとれる。従って、振り子の周期を横行トロリの加速時間に比べて相当に長くすることができる。これに対し、ＲＭＧクレーンでは、地上に設けたＲＭＧからコンテナを吊り上げるものであるから、コンテナによる振り子の長さは、ケーブルクレーンのバケットによる振り子の長さに比べてかなり短い。従って、振り子の周期も短くなる。そして、コンテナが積上げヤードに多く収容されている場合には、コンテナは上限近くまで吊り上げられるので、振り子の周期は相当に短くなる。このため横行トロリが１回目の加速を行っている途中に振り子の周期の１／２の時間が経過してしまう。即ち、１回目の加速が終わる前に２回目の加速タイミングがきてしまう。従って、振れ止めが不可能となる。
【０００７】
次に、ＲＭＧクレーンの場合、横行トロリの原点位置から目標位置までの移動距離がケーブルクレーンに比して短いため、二段階加速に必要な距離（当然、減速時の距離も含む）が確保できないことがある。二段階加速が終了しないうちに、横行トロリが目標位置に到着してしまうと、振れ止めが不可能となる。
【０００８】
次に、従来の振れ止めにおいては、吊ロープで荷を吊り上げた全体を単一の振り子と見なし、そして、この振り子の周期を演算する際に、振り子の長さは吊ロープ長で代用している。これは、ケーブルクレーンでは、荷自体の大きさが吊ロープ長に比べて十分に小さく、吊ロープに対する荷の運動は無視できるからである。しかし、ＲＭＧクレーンの場合、コンテナの上下長は、例えば、３ｍであり、このコンテナ上下長が４〜２５ｍの吊ロープ長に比べてそれほど短くはないため、吊ロープに対するコンテナの振れが無視できない。つまり、吊ロープによる振り子の先端にコンテナによる別の振り子が連結された構造となる。このようなＲＭＧクレーンに吊ロープ長の単一振り子と見なした振れ止めを適用したのでは確実に振れを止ることができない。
【０００９】
このように、ケーブルクレーンで行っていた二段階加速による振れ止め方法をそのままＲＭＧクレーンに適用することはできない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、荷による振り子の長さ又は移動距離が短くても荷の振れが止められるＲＭＧクレーンの振れ止め運転方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、コンテナの積上げヤードの両側に脚を有し、これら脚間に差し渡された水平桁を有するガントリに、前記水平桁に沿って横行可能な横行トロリを設け、この横行トロリより垂らした吊ロープでコンテナを吊り上げるようにしたＲＭＧクレーンにおいて、吊り上げたコンテナによる振り子の長さが所定値よりも短いときには、この振り子の長さに基づく振り子の周期の間、一定に横行トロリの最高可能加速度より低い加速度で横行トロリを加速させてコンテナの振れを止める一段階加速による振れ止め制御を行い、振り子の長さが所定値よりも長いときには、横行トロリの最高可能加速度で２回に分け、最高可能速度の半分の速度に達する１回目の加速後、振り子の周期の１／２の時間が経過したとき最高可能速度に達する２回目の加速を行うことにより振れ止め制御を行うように横行トロリを加速させてコンテナの振れを止める二段階加速による振れ止め制御を行うものである。
【００１２】
前記一段階加速による振れ止め制御は、前記横行トロリが前記振り子の２周期の間に目標速度に達するよう加速度を設定し、この加速度で２周期連続して前記横行トロリを加速させてもよい。
【００１３】
前記横行トロリの原点位置から目標位置までの移動距離が所定値よりも長いときには、前記横行トロリの最高可能速度を目標速度とし、前記移動距離が所定値よりも短いときには、前記横行トロリの最高可能速度より低い速度を目標速度として前記加速を行ってもよい。
【００１４】
また、コンテナの積上げヤードの両側に脚を有し、これら脚間に差し渡された水平桁を有するガントリに、前記水平桁に沿って横行可能な横行トロリを設け、この横行トロリより垂らした吊ロープでコンテナを吊り上げるようにし、最高可能速度の半分の速度に達する１回目の加速後、振り子の周期の１／２の時間が経過したとき最高可能速度に達する２回目の加速を行うことにより振れ止め制御を行うことにより振れ止め制御を行うＲＭＧクレーンにおいて、前記吊ロープにコンテナが有るか無いかを判定し、コンテナ有りの場合の振り子の長さは、吊りロープの長さを予め調べた補正値で補正した見掛けの振り子の長さとして振れ止め制御を行い、コンテナ無しの場合の振り子の長さは、吊ロープの長さとして振れ止め制御を行うものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１に示されるように、ＲＭＧクレーンは、コンテナ１の積上げヤードＡの両側にレール２上を走行する脚３を有し、これら脚間に差し渡された水平桁４を有するガントリ５に、前記水平桁４に沿って横行可能な横行トロリ６を設け、この横行トロリ６より垂らした吊ロープ７にコンテナ１を吸着又は掛止する保持具８を取り付け、この保持具８に保持されたコンテナ１を吊り上げるようにしたものである。積上げヤードＡの一側には地上でコンテナ１を搬送する搬送台車（トレーラ）９が到着する台車エリアＢが設けられており、この台車エリア直上を横行トロリの原点位置とする。このＲＭＧクレーンは、台車エリアＢ上での昇降運転は手動とし、積上げヤードＡ上での横行運転は自動で行うようになっている。１０は車輪である。
【００１８】
積上げヤードＡには、コンテナ１個分のスペース毎に番地が割り振られている。番地は、高さ方向に下から１，２，３，…（これを段という）と割り振られ、横行トロリの横行方向に原点の反対側から１，２，３，…（これを列という）と割り振られ、図示されないがガントリ５の走行方向にも行の番地が割り振られている。
【００１９】
このＲＭＧクレーンは、振れ止めを含む自動運転制御を行うために、オペレータが番地を入力する入力ボタン及び番地表示器、横行トロリの横行距離を検出する手段、横行距離と列の番地とを相互換算する手段、吊り上げたコンテナによる振り子の長さ（以下、振り子ロープ長という）ｌを検出する手段、この振り子の固有周期Ｔを計算する手段等を備えている。
【００２０】
自動運転制御においては、振り子ロープ長ｌが所定値よりも短いときには、この振り子ロープ長ｌに基づく振り子の周期Ｔの間、横行トロリ６の最高可能加速度αMAX より低い一定の加速度αで横行トロリ６を加速させるようになっている。また、横行トロリ６が振り子の周期Ｔ×２の間に目標速度ｖ（目標速度ｖは横行トロリの最高可能速度ｖMAX でもよい）に達するよう加速度αを設定し、この加速度αで２周期連続して横行トロリ６を加速させるようになっている。
【００２１】
次に、ＲＭＧクレーンの基本的な動作をコンテナの積み込み時について説明する。
【００２２】
まず、図２に示されるように、１〜１１列の積上げヤードに既に５段までコンテナ１が蓄積され、６段については５列までコンテナ１が蓄積されているものとする。横行トロリ６は原点位置にあり、保持具８は最高位置にある。台車エリアＢには、これから積み込むコンテナ１を載せた搬送台車９が到着している。このコンテナ１は、６段６列に積み込むものである。手動運転により、図３に示されるように、横行トロリ６から吊ロープ７を延長して保持具８を降下させ、図４に示されるように、コンテナ１上に保持具を着床させ、吸着又は掛止によって固定する。
【００２３】
次に、図５、図６に示されるように、吊ロープ７を巻き上げる。そして、図７に示されるように、吊り上げたコンテナ１の下面高さが６段のコンテナ１の上面高さよりもやや高い位置で停止させる。
【００２４】
次に、自動運転により、図８に示されるように、横行トロリ６を横行させ、図９に示されるように、吊り上げたコンテナ１が６段６列の直上に来るように横行トロリ６を停止させる。このとき横行トロリ６の横行開始時及び停止時に本発明による振れ止め制御を行う（詳細は後述する）。そして、手動運転により、図１０に示されるように、吊ロープ７を延長してコンテナ１を降下させ、このコンテナ１を６段６列に積み込む。
【００２５】
さて、本発明による振れ止め制御にあっては、振り子ロープ長ｌが所定値よりも長いときには従来通りの二段階加速による振れ止めを行うことができる。しかし、振り子ロープ長ｌが所定値よりも短いときには、振り子の周期Ｔが短いために二段階加速による振れ止め制御は無効である。そこで、図１１に示されるように、加速のみからなる一段階加速による振れ止め制御を行う。従って、横行トロリの原点位置から目標位置までの速度は、加速−定速−減速という台形運転となる。この加速及び減速の運転期間がそれぞれ振れ止め制御の期間である。
【００２６】
図１１において、実線は横行トロリの横行速度、破線は荷の振れ角を表している。加速運転期間、即ち横行速度が０から目標の最高可能速度ｖMAX に達する時間は、２Ｔである。従って、加速度αは、ｖMAX ／２Ｔである。加速運転期間の前半に注目すると、時間Ｔが経過したとき、横行速度はｖMAX ／２で振れ角は０となる。即ち、加速度αによる加速を振り子の１周期が経過したとき終了すれば振れ止めは実現できる。しかし、これでは横行速度があまり速くないので、実用的でない。そこで、１周期で加速を終了せず、さらに加速を続ける。これによって荷がまた振れ始めるので、その振れ角が０となる次の１周期が経過したとき加速を終了する。このようにして、加速運転期間の時間２Ｔが経過したとき、横行速度はｖMAX で振れ角は０となる。
【００２７】
減速運転期間については、加速運転期間と原理は同じであるから、説明を省略する。
【００２８】
上記の一段階加速による振れ止め制御は振り子ロープ長ｌの大小にかかわらず有効であるが、加速度αが最高可能加速度αMAX より低いため、運転時間が長くなる。従って、二段階加速による振れ止めが可能な場合には二段階加速を行うのがよい。即ち、振り子ロープ長ｌが所定値より短いときにのみ、一段階加速による振れ止め制御を行う。
【００２９】
なお、前述のコンテナの積み込み手順において、図７のように、吊り上げたコンテナ１の下面高さが６段のコンテナ１の上面高さよりもやや高い位置となるまで上昇させ、図８〜図１０のように横行トロリ６を横行させてからコンテナ１を降下させたが、本発明によれば振れ止めが正確に行われるので、図１２に示されるように、吊り上げたコンテナ１の下面高さが５段のコンテナ１の上面高さよりもクリアランスｄだけ高い位置で停止させ、この状態で横行トロリ６を横行させても吊り上げたコンテナ１が６段５列のコンテナ１に衝突することがない。これにより、上昇距離が短くなるので、積み込み時間が短縮される。
【００３０】
次に、横行トロリ６の移動距離が短い場合の振れ止め制御を説明する。
【００３１】
本発明のＲＭＧクレーンでは、横行トロリ６の原点位置から目標位置までの移動距離が所定値よりも長いときには、横行トロリ６の最高可能速度ｖMAX を目標速度ｖとし、移動距離が所定値よりも短いときには、横行トロリ６の最高可能速度ｖMAX より低い速度を目標速度ｖとして加速を行う。例えば、二段階加速による振れ止め制御を行う場合、図１４の二重台形の下の台形の面積と上の台形の面積との和が原点位置から目標位置までの移動距離に等しくなるよう最高可能速度ｖMAX による定速運転期間を定めるが、この定速運転期間が０未満になると二段階加速の時間が不足することになる。そこで、原点位置から目標位置までの移動距離が最高可能速度ｖMAX を目標速度ｖとしたときの二段階加速期間中の移動距離より短くなるときには、図１３に示されるように、横行トロリ６の最高可能速度ｖMAX より低い速度を目標速度ｖとして加速を行う。この場合、１回目の加速による目標速度はｖ／２である。このように目標速度ｖを低くしたので、移動距離が短くとも、二段階加速の時間が不足することなく、振れ止め制御を行うことができる。一段階加速による振れ止め制御を行う場合でも、原点位置から目標位置までの移動距離が所定値よりも短いときには、横行トロリ６の最高可能速度ｖMAX より低い速度を目標速度ｖとして加速を行うとよい。
【００３２】
次に、吊ロープに対するコンテナの振れを考慮した振れ止め制御について説明する。ＲＭＧクレーンの振り子部分を簡素化して図１５に示す。図１５（ａ）は、コンテナ無しの場合を示し、支点から垂下された吊ロープ７の先端に保持具８が取り付けられている。このときの振り子の長さｌ１は、吊ロープ７の長さに保持具８による増分を加えたものである。保持具８の大きさを無視すれば、振り子の長さは吊ロープ７の長さｌ１である。
【００３３】
これに対し、図１５（ｂ）は、コンテナ有りの場合を示し、支点から垂下された吊ロープ７の長さは図１５（ａ）の場合と同じであるが、保持具８の下にはコンテナ１が保持されている。図１５（ｂ）のように、吊ロープによる振り子の先端にコンテナによる別の振り子が連結された構造では、吊ロープ長の単一振り子と見なした振れ止めを行うと、コンテナの振れが残ってしまう。そこで、吊ロープに対するコンテナの振れを考慮した振れ止めを行う必要がある。
【００３４】
本出願人は、コンテナの振れが残らないようにするには、吊ロープに対するコンテナの振れを考慮した見掛けの振り子の長さｌ２を用いて周期を演算し、単一振り子における二段階加速を行うとよいことを発見した。つまり、吊ロープによる振り子の先端にコンテナによる別の振り子が連結された構造に対して、振り子の長さだけを切り替えれば、コンテナが無い場合と同じ振れ止め制御が適用できるのである。しかも、この見掛けの振り子の長さｌ２は、吊ロープ７の長さｌ１にコンテナによる増分を加算したものではなく、吊ロープ７の長さｌ１よりも若干短くしたものとなることが発見された。例えば、吊ロープ７の長さｌ１が１０ｍのとき、見掛けの振り子の長さｌ２は、吊ロープ７の長さｌ１よりも約１ｍ短くなる。
【００３５】
見掛けの振り子の長さｌ２を厳密に計算するには、コンテナの重量、重心位置等が必要であるが、コンテナは大きさや重量が大体均一であるから、その都度計測する必要はない。即ち、コンテナ有りの場合とコンテナ無しの場合とに場合分けをしておき、コンテナ有りの場合には、予め実地で調べた補正値ｌ３で吊ロープ７の長さｌ１を補正して見掛けの振り子の長さｌ２を得る。補正値を実地で調べる際には、例えば、空コンテナを使用する。運転時には、空コンテナで調べた補正値を使用することになるが、コンテナ内容物による重量、重心位置等の変動は無視しても、振れ止めの精度には問題がない。
【００３６】
コンテナ有りの場合とコンテナ無しの場合とを切り替えるために、吊ロープにコンテナが有るか無いかを判定する手段が必要になる。この手段は、既にＲＭＧクレーンに装備されているセンサ或いは既に使用している運転制御情報を利用して実現できる。保持具８がコンテナ１を掛止するフックである場合、フックオンの情報は、コンテナ１が有ることを示す。この情報は、従来、オペレータに対してコンテナ１が確実に保持されているかどうかを表示するために使用されている。また、荷重センサを具備するクレーンは一般的である。荷重センサにより荷重が有る程度かかっていることが判ればコンテナ１が有ると推定できる。このように、保持具８の動作情報や荷重からコンテナ１の有無を判断できる。ただし、コンテナ無しの場合でもフックオンになっている状態が起こり得るので、フックオンかつ荷重所定値以上のときにコンテナ有りと判断するとよい。
【００３７】
このようにして、フックオンかつ荷重所定値以上のときには、コンテナ有りと判断される。コンテナ有りの場合には、見掛けの振り子の長さｌ２を用いて周期を演算し、この周期を用いて既に述べた二段階加速を行うことになる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００３９】
（１）振り子の周期の間だけ加速を行うので、コンテナによる振り子の長さが短くても振れ止めができる。
【００４０】
（２）目標速度を低くしたので加速期間が短くなり、移動距離が短くても振れ止めができる。
【００４１】
（３）振れ止めができるようになったので、従来は手動であったＲＭＧクレーンの自動運転が可能になる。
【００４２】
（４）コンテナ有りの場合の振り子の長さとコンテナ無しの場合の振り子の長さとを切り替えるようにしたので、どちらの場合でも確実に振れを止めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すＲＭＧクレーンの正面図である。
【図２】図１のＲＭＧクレーンの積み込み手順を示す工程図である。
【図３】図１のＲＭＧクレーンの積み込み手順を示す工程図である。
【図４】図１のＲＭＧクレーンの積み込み手順を示す工程図である。
【図５】図１のＲＭＧクレーンの積み込み手順を示す工程図である。
【図６】図１のＲＭＧクレーンの積み込み手順を示す工程図である。
【図７】図１のＲＭＧクレーンの積み込み手順を示す工程図である。
【図８】図１のＲＭＧクレーンの積み込み手順を示す工程図である。
【図９】図１のＲＭＧクレーンの積み込み手順を示す工程図である。
【図１０】図１のＲＭＧクレーンの積み込み手順を示す工程図である。
【図１１】本発明の一実施形態による振れ止め制御の速度変化図である。
【図１２】本発明の他の実施形態を示すＲＭＧクレーンの部分拡大図である。
【図１３】本発明の他の実施形態による振れ止め制御の速度変化図である。
【図１４】従来の振れ止め制御の速度変化図である。
【図１５】本発明の他の実施形態を示すＲＭＧクレーンの部分拡大図である。
【符号の説明】
１  コンテナ
３  脚
４  水平桁
５  ガントリ
６  横行トロリ
７  吊ロープ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004493120.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0004493120.tif 000016