(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行可能なトロリーと、該トロリー上で走行方向に置かれる２つのドラムと、前記各ドラムから繰り出されるワイヤロープと、前記ワイヤロープを支えるシーブと、前記シーブを取り付けて各ワイヤロープで懸吊されるスプレッダと、により荷物を吊り上げて運搬するクレーンであって、前記スプレッダの振れに関わらず、前記ドラムから前記シーブまでのワイヤロープの長さが変化しないタイプのクレーンにおけるそのクレーンの振れ角を検出するクレーンの振れ角検出方法において、
前記スプレッダに傾斜計を設置し、
前記傾斜計により前記スプレッダの水平方向の傾斜角δを検出し、
前記傾斜角δを用いて、（１）式により前記スプレッダの振れ角θを算出するようにしたことを特徴とするクレーンの振れ角検出方法。
【数１】
0004174659.tif 000015
ただし、ａ：トロリー上にあって、トロリーの進行方向に対して垂直方向の２点の前記ワイヤロープ間の長さ、
ｂ：スプレッダ上にあって、トロリーの進行方向に対して垂直方向の２点の前記ワイヤロープ間の長さ。
【請求項２】
走行可能なトロリーと、該トロリー上で走行方向に置かれる２つのドラムと、前記各ドラムから繰り出されるワイヤロープと、前記ワイヤロープを支えるシーブと、前記シーブを取り付けて各ワイヤロープで懸吊されるスプレッダと、により荷物を吊り上げて運搬するクレーンであって、
前記２つのドラムの中間に第３のドラムを配置し、前記シーブを巻回した各ワイヤロープを前記第３のドラムに巻くようにして、前記スプレッダの振れに関わらず、前記ドラムから前記シーブを介して前記第３のドラムまでのワイヤロープの長さが変化しないタイプのクレーンにおけるそのクレーンの振れ角を検出するクレーンの振れ角検出方法において、
前記スプレッダに傾斜計を設置し、
前記傾斜計により前記スプレッダの水平方向の傾斜角δを検出し、
前記傾斜角δ、前記ワイヤロープの長さｌ（エル）を用いて、（２）式により前記スプレッダの振れ角θを算出するようにしたことを特徴とするクレーンの振れ角検出方法。
【数２】
0004174659.tif 000016
ただし、ａ：トロリー上にあって、トロリーの進行方向に対して垂直方向の２点の前記ワイヤロープ間の長さの半分、
ｂ：スプレッダ上にあって、トロリーの進行方向に対して垂直方向の２点の前記ワイヤロープ間の長さ、
ｃ：前記第３のドラムの半径。
【請求項３】
走行可能なトロリーと、該トロリー上で走行方向に置かれる２つのドラムと、前記各ドラムから繰り出されるワイヤロープと、前記ワイヤロープを支えるシーブと、前記シーブを取り付けて各ワイヤロープで懸吊されるスプレッダと、により荷物を吊り上げて運搬するクレーンであって、前記スプレッダの振れに関わらず、前記ドラムから前記シーブまでのワイヤロープの長さが変化しないタイプのクレーンにおけるそのクレーンの振れ角を検出するクレーンの振れ角検出システムにおいて、
前記スプレッダに傾斜計を設置し、
前記傾斜計により前記スプレッダの水平方向の傾斜角δを検出し、
前記傾斜角δを用いて、（１）式により前記スプレッダの振れ角θを算出するようにしたことを特徴とするクレーンの振れ角検出システム。
【数３】
0004174659.tif 000017
ただし、ａ：トロリー上にあって、トロリーの進行方向に対して垂直方向の２点の前記ワイヤロープ間の長さ、
ｂ：スプレッダ上にあって、トロリーの進行方向に対して垂直方向の２点の前記ワイヤロープ間の長さ。
【請求項４】
走行可能なトロリーと、該トロリー上で走行方向に置かれる２つのドラムと、前記各ドラムから繰り出されるワイヤロープと、前記ワイヤロープを支えるシーブと、前記シーブを取り付けて各ワイヤロープで懸吊されるスプレッダと、により荷物を吊り上げて運搬するクレーンであって、
前記２つのドラムの中間に第３のドラムを配置し、前記シーブを巻回した各ワイヤロープを前記第３のドラムに巻くようにして、前記スプレッダの振れに関わらず、前記ドラムから前記シーブを介して前記第３のドラムまでのワイヤロープの長さが変化しないタイプのクレーンにおけるそのクレーンの振れ角を検出するクレーンの振れ角検出システムにおいて、
前記スプレッダに傾斜計を設置し、
前記傾斜計により前記スプレッダの水平方向の傾斜角δを検出し、
前記傾斜角δ、前記ワイヤロープの長さｌ（エル）を用いて、（２）式により前記スプレッダの振れ角θを算出するようにしたことを特徴とするクレーンの振れ角検出システム。
【数４】
0004174659.tif 000018
ただし、ａ：トロリー上にあって、トロリーの進行方向に対して垂直方向の２点の前記ワイヤロープ間の長さの半分、
ｂ：スプレッダ上にあって、トロリーの進行方向に対して垂直方向の２点の前記ワイヤロープ間の長さ、
ｃ：前記第３のドラムの半径。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンテナクレーンの吊り荷の振れ角の検出方法に関するもので、特に振れ角検出精度を持ちかつクレーンシステムのコストダウンに寄与する吊り荷の振れ角検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコンテナクレーンは、吊り荷となるコンテナを海上運送から陸上運送、陸上運送から海上運送、もしくは陸上運送から陸上運送するためにコンテナの積み下ろし作業を行うクレーンである。こうしたコンテナクレーンが積み下ろし作業を行う際に、吊り荷に振れが生じるとコンテナ運搬作業の時間的効率が非常に悪くなり、人件費が嵩み、物流全体に対しても時間がかかる結果となる。
このようなコンテナクレーンの吊り荷の振れに対しては、例えば、トロリー台車にＣＣＤカメラ等のビジョンセンサを設置して、撮影した画像をコンピュータにより画像処理して直接スプレッダ（又はその下に取付けるヘッドブロック）の振れ角を検出する等の方法により、吊り荷の振れを抑制していた（例えば、特開２０００−１４３１４７号公報（図２））。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ビジョンセンサシステムは価格、耐久性、メンテナンスの面を考慮すると非常にコストのかかるシステムであり、近年のクレーンシステムのコストダウンに対し徐々に適さないシステムとなっているという問題があった。
従って、本発明の目的は、スプレッダの振れ止めを行うシステムに対してビジョンセンサシステムと同程度の吊り荷の振れ角検出精度を持ち、クレーンシステムのコストダウンに適用した吊り荷の振れ角検出方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１および３に記載のクレーンの振れ角検出の発明は、走行可能なトロリーと、該トロリー上で走行方向に置かれる２つのドラムと、前記各ドラムから繰り出されるワイヤロープと、前記ワイヤロープを支えるシーブと、前記シーブを取り付けて各ワイヤロープで懸吊されるスプレッダと、により荷物を吊り上げて運搬するクレーンであって、前記スプレッダの振れに関わらず、前記ドラムから前記シーブまでのワイヤロープの長さが変化しないタイプのクレーンにおけるそのクレーンの振れ角を検出する場合、前記スプレッダに傾斜計を設置し、前記傾斜計により前記スプレッダの水平方向の傾斜角δを検出し、前記傾斜角δを用いて、（１）式により前記スプレッダの振れ角θを算出するようにしたことを特徴としている。
【数５】
0004174659.tif 000002
ただし、ａ：トロリー上にあって、トロリーの進行方向に対して垂直方向の２点の前記ワイヤロープ間の長さ、
ｂ：スプレッダ上にあって、トロリーの進行方向に対して垂直方向の２点の前記ワイヤロープ間の長さ。
また、請求項２および４に記載のクレーンの振れ角検出の発明は、走行可能なトロリーと、該トロリー上で走行方向に置かれる２つのドラムと、前記各ドラムから繰り出されるワイヤロープと、前記ワイヤロープを支えるシーブと、前記シーブを取り付けて各ワイヤロープで懸吊されるスプレッダと、により荷物を吊り上げて運搬するクレーンであって、前記２つのドラムの中間に第３のドラムを配置し、前記シーブを巻回した各ワイヤロープを前記第３のドラムに巻くようにして、前記スプレッダの振れに関わらず、前記ドラムから前記シーブを介して前記第３のドラムまでのワイヤロープの長さが変化しないタイプのクレーンにおけるそのクレーンの振れ角を検出する場合に、前記スプレッダに傾斜計を設置し、前記傾斜計により前記スプレッダの水平方向の傾斜角δを検出し、前記傾斜角δ、前記ワイヤロープの長さｌ（エル）を用いて、（２）式により前記スプレッダの振れ角θを算出するようにしたことを特徴としている。
【数６】
0004174659.tif 000003
ただし、ａ：トロリー上にあって、トロリーの進行方向に対して垂直方向の２点の前記ワイヤロープ間の長さの半分、
ｂ：スプレッダ上にあって、トロリーの進行方向に対して垂直方向の２点の前記ワイヤロープ間の長さ、
ｃ：前記第３のドラムの半径。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１の実施の形態について図を参照して詳しく説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る振れ角を検出するクレーンの斜視図である。
図２は図１に示すロープに懸吊されるスプレッダの正面図である。
図３は図２に示すスプレッダの振れ角検出法の説明図である。
図１において、１はレール５上を横行可能なトロリーであり、巻上用ドラム６によりワイヤロープ７を巻上げ、繰出すことで、懸吊しているスプレッダ４を昇降可能としている。２は後述の第３の実施の形態で使用されるロープに設置される傾斜計であり、３が本実施の形態で使用されるスプレッダ４上に設置された傾斜計である。傾斜計３には、ひずみゲージ式、差動トランス式、サーボ式、電磁センサ式などが実用化されているので、それを用いればよい。
【０００６】
つぎに動作について説明する。
図２はトロリー１の横行方向正面から見たスプレッダ４の正面図であり、スプレッダ４は上方２個のドラム６によりワイヤロープ７を介して懸吊されている状態を示している。
この図２のようなスプレッダ４の吊り方の場合は、傾斜計３の検出値から図３に示すように、スプレッダ振れ角θはスプレッダ４の水平方向との傾き角δ（傾斜計の検出角）と、トロリー１上のロープ間隔（ドラム間隔）ａ、スプレッダ４上のロープ間隔（ドラム間隔）ｂを用いて、次のように求めることができる。
先ず、図３に示すように、図２に対応するロープ間隔をａ、その中点のｘｙ座標を（０，０）として両端のｘｙ座標を（−ａ／２，０）、（＋ａ／２、０）、スプレッダ４のロープ間隔をｂ、ｘｙ座標を（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、ロープ長をｌ、傾斜計３の検出角δ、求めるスプレッダ振れ角θとすると、
スプレッダ４の軌跡を定式化すれば、（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）点の軌跡は、それぞれ点線で示す半径ｌとする円軌跡となるので、次のような連立式が得られる。
【０００７】
【数１】
0004174659.tif 000004
次に、スプレッダ４が傾斜して傾斜計３の検出値δの場合、その角δ、斜辺をｂとする三角形を想定すれば、三角関数の性質から次式が成立する。
【０００８】
【数２】
0004174659.tif 000005
【０００９】
スプレッダ吊りロープ先端の軌跡より、
【数３】
0004174659.tif 000006
【００１０】
以上の式（１）〜（４）より、スプレッダ４の振れ角θは、
【数４】
0004174659.tif 000007
この求めたスプレッダ４の振れ角θをフィードバックして、振れ角θが０になるようにトロリー速度等を制御する。
【００１１】
次に、本発明の第２の実施の形態について図を参照して説明する。
図４は本発明の第２の実施の形態に係るロープに懸吊されるスプレッダの正面図である。
図５は図４に示すスプレッダの振れ角検出法の説明図である。
第１と第２の実施の形態は、共に、請求項１に相当するものであるが、第２の実施の形態は図４に示すようにドラム８を増設して、より安定にスプレッダ４を保持するようにしたものであり、図５に示すように、ドラム６間の間隔を２ａ、ドラム８径は２ｃとなるので、この場合の座標は、それぞれ（−ａ、０）、（＋ａ，０）に、（−ｃ，０）、（＋ｃ，０）が加わり、ワイヤー長はｌ１、ｌ２となる。
また、ｙ軸の方向が図３とは逆になっている。その他の前実施の形態と同一構成には同一符号を付して重複する説明は省略する。
前実施の形態と同様に、スプレッダ４の軌跡を定式化すると、
【数５】
0004174659.tif 000008
【００１２】
更に、傾斜計３による検出角δで形成され斜辺ｂとする三角形に着目すると、次式が成立する。
【数６】
0004174659.tif 000009
【００１３】
スプレッダ４の吊りロープ先端の軌跡より、
【数７】
0004174659.tif 000010
【００１４】
以上の（６）〜（１０）式より、スプレッダの振れ角は、
【数８】
0004174659.tif 000011
この求めたスプレッダ４の振れ角θをフィードバックして、振れ角θが０になるようにトロリー速度等を制御する。
【００１５】
次に、本発明の第３の実施の形態について図を参照して説明する。
図６は本発明の第３の実施の形態に係るスプレッダの振れ角検出法の説明図である。
図６に示す第３の実施の形態は請求項２に相当し、スプレッダ４上に電力線、信号出力線が配置できない状況で、スプレッダ４上に傾斜計が配置できない場合であって、図１に示すように傾斜計２ａ、２ｂを、所定のロープ位置７ａ、７ｂのように、横行方向の正面から見て前後の対角線のロープ位置に設置する例であり、ワイヤロープの振れに伴ってロープの振れα、βを検出するようになっている。
なお、図１、図２、図４については前実施の形態と共通使用となる。
更に、スプレッダ４の吊り方について、本実施の形態では図２の吊り方と、図４の吊り方の双方に適用されるものである。
【００１６】
つぎに動作について説明する。
図５に示すように、同様にしてスプレッダ４の軌跡を定式化すれば、
【数９】
0004174659.tif 000012
【００１７】
スプレッダ吊りロープ先端の軌跡より、
【数１０】
0004174659.tif 000013
【００１８】
以上の（１２）、（１３）式よりスプレッダ振れ角θは、
【数１１】
0004174659.tif 000014
この求めたスプレッダ４の振れ角θをフィードバックしてロープを調整し、振れ角θが０になるようにトロリー速度等を制御する。
【００１９】
このように本発明はビジョンセンサを用いること無く、傾斜計を用いてスプレッダの振れ角θを傾斜計の検出値δ、若しくはα、βより簡単で迅速な演算により求めることができるので、確実で実用性の高い振れ角検出システムを構成できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、傾斜計を用いた安価な構成により、スプレッダの傾斜角を検出して簡単な演算で吊り荷の振れ角を求めることができるので、従来のビジョンセンサ・システムに比較して、価格、耐久性、メンテナンスの面で優れたクレーンの振れ角検出システムを構成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る振れ角を検出するクレーンの斜視図である。
【図２】図１に示すロープに懸吊されるスプレッダの正面図である。
【図３】図２に示すスプレッダの振れ角検出法の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るロープに懸吊されるスプレッダの正面図である。
【図５】図４に示すスプレッダの振れ角検出法の説明図である。
【図６】第３の実施の形態に係るスプレッダの振れ角検出法の説明図である。
【符号の説明】
１  トロリー
２、３  傾斜計
４  スプレッダ
５  レール
６、８  巻上げドラム
７  ロープ
【図１】
0004174659.tif 000019
【図２】
0004174659.tif 000020
【図３】
0004174659.tif 000021
【図４】
0004174659.tif 000022
【図５】
0004174659.tif 000023
【図６】
0004174659.tif 000024