(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記タイヤの転動方向に並ぶ二つの前記走行装置に対して、一方の前記走行装置の前記タイヤと他方の前記走行装置の前記タイヤとを互いに逆方向に回転させることで前記旋回軸を中心軸として前記タイヤを旋回させる旋回制御を行う制御機構を備える請求項1または2に記載のクレーン。
走行方向に並べて配置されるとともに走行方向を直角に横断する横行方向に間隔をあけて対置される複数の走行装置と、この走行装置により支持される脚構造体とを備えていて、前記走行装置がそれぞれ上下方向に延設される旋回軸とこの旋回軸に連結されるタイヤとを備えるクレーンの制御方法において、
平面視において前記旋回軸の側方に前記タイヤが予め配置されていて、
前記走行装置が走行方向に並べて配置される二つの前記タイヤと二つの前記旋回軸とを予め有していて、それぞれの前記旋回軸に一つずつ前記タイヤが予め設置されていて、前記タイヤの転動方向が走行方向となる走行姿勢のとき、横行方向において前記旋回軸を中心として一方側と他方側とにそれぞれ前記タイヤが配置される状態であり、
前記タイヤの転動方向に並ぶ二つの前記走行装置に対して、一方の前記走行装置の前記タイヤと他方の前記走行装置の前記タイヤとを互いに逆方向に回転させることで前記旋回軸を中心軸として前記タイヤを旋回させることを特徴とするクレーンの制御方法。
走行方向に並べて配置されるとともに走行方向を直角に横断する横行方向に間隔をあけて対置される複数の走行装置と、この走行装置により支持される脚構造体とを備えていて、前記走行装置がそれぞれ上下方向に延設される旋回軸とこの旋回軸に連結されるタイヤとを備えるクレーンの制御方法において、
平面視において前記旋回軸の側方に前記タイヤが予め配置されていて、
前記走行装置が走行方向に並べて配置される二つの前記タイヤと二つの前記旋回軸とを予め有していて、前記タイヤの転動方向が走行方向となる走行姿勢のとき、横行方向において前記旋回軸を中心として一方側と他方側とにそれぞれ前記タイヤが予め配置されていて、
横行方向において二つの前記旋回軸が間隔をあけて配置される構成を有するとともに、この間隔をあける方向が横行方向において二つの前記タイヤを互いに接近させる方向とする状態であり、
前記タイヤの転動方向に並ぶ二つの前記走行装置に対して、一方の前記走行装置の前記タイヤと他方の前記走行装置の前記タイヤとを互いに逆方向に回転させることで前記旋回軸を中心軸として前記タイヤを旋回させることを特徴とするクレーンの制御方法。
前記タイヤの転動方向が走行方向となる走行姿勢のとき、走行方向に並ぶ一方の前記走行装置の前記タイヤと他方の前記走行装置の前記タイヤとを互いに接近する方向または互いに離間する方向に回転させることで、
前記走行装置に配置されている二つの前記旋回軸の旋回方向が同一となる方向であり、且つ前記旋回軸にそれぞれ設置される二つの前記タイヤが互いに離間する方向に、前記タイヤを旋回させて、前記タイヤの転動方向が横行方向となる直角走行姿勢に切り替える請求項4または5に記載のクレーンの制御方法。
前記タイヤの転動方向が横行方向となる直角走行姿勢のとき、横行方向に並ぶ一方の前記走行装置の前記タイヤと他方の前記走行装置の前記タイヤとを互いに接近する方向または互いに離間する方向に回転させることで、前記旋回軸を中心として前記タイヤを旋回させて、前記タイヤの転動方向が走行方向となる走行姿勢に切り替える請求項6に記載のクレーンの制御方法。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、クレーンおよびその制御方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。図中ではクレーンの走行方向を矢印y、この走行方向を直角に横断する横行方向を矢印x、上下方向を矢印zで示している。
【0012】
図1に例示するようにクレーン1は、走行方向yに並べて配置されるとともに横行方向xに間隔をあけて対置される複数の走行装置2と、走行装置2により支持される脚構造体3を備えている。脚構造体3は、上下方向zに延設される四本の脚部材3aと、横行方向xに延設されて脚部材3aの上端どうしを連結する上部水平部材3bと、走行方向yに延設されて脚部材3aの下端どうしを連結する下部水平部材3cとを有している。上部水平部材3bには横行方向xに沿って横行するトロリ4が設置されている。クレーン1は例えばコンテナターミナルでコンテナの荷役を行う門型クレーンで構成される。
【0013】
この実施形態ではクレーン1は四つの走行装置2を有している。下部水平部材3cの下方に配置されて走行方向yに並べて配置される第一走行装置2aおよび第二走行装置2bをクレーン1は有している。同様に走行方向yに並べて配置される第三走行装置2cおよび第四走行装置2dをクレーン1は有している。第一走行装置2aと第三走行装置2cとは横行方向xに間隔をあけて対置されている。同様に第二走行装置2bと第四走行装置2dとは横行方向xに間隔をあけて対置されている。
【0014】
クレーン1が備える走行装置2の数は四つに限定されない。走行方向yに三つ以上の走行装置2が一方の下部水平部材3cに沿って並べて配置される構成でもよい。この場合、例えば同じ数の走行装置2が他方の下部水平部材3cに沿って並べて配置される。
【0015】
走行装置2は、上下方向zに延設される旋回軸5と、この旋回軸5に連結されるタイヤ6とを有している。旋回軸5は上下方向zを中心軸として旋回可能な構成を有している。本明細書において旋回軸5は、上下方向zに延設される実体の軸部材の他、旋回ベアリングなど仮想的な軸を中心に旋回する構造も含む概念である。旋回ベアリングは例えば円筒形状の外環と、この外環の内側に配置される円筒形状の内環とを有している。内環の中心部は中空に構成されている。内環の中心部に形成される仮想的な中心軸を中心に、内環に対して外環が旋回可能に構成されている。
【0016】
タイヤ6はゴム製のタイヤで構成できる。この実施形態では走行装置2は、走行方向yに並べて配置される二つのタイヤ6と、二つのタイヤ6にそれぞれ連結される二つの旋回軸5を有している。走行装置2が有するタイヤ6の数は二つに限定されない。一つでも三つ以上でもよい。
【0017】
クレーン1は、タイヤ6の回転方向や回転速度などを制御する制御機構7を有している。制御機構7は例えば下部水平部材3cの上面に配置される機械室に配置される。制御機構7が配置される場所は上記に限らず、クレーン1の運転室や他の場所であってもよい。
図1では説明のため制御機構7を破線で示している。
【0018】
図2および
図3に例示するように走行装置2は、二つの旋回軸5と、この旋回軸5の下端部にそれぞれ連結されている二つのタイヤ6とを有している。一方のタイヤ6は、タイヤ6に連結される減速機8とこの減速機8に連結されるモータ9とを備える駆動輪6aで構成されている。減速機8は旋回軸5の下端に配置されている。タイヤ6は減速機8の側方に配置されている。他方のタイヤ6は減速機8やモータ9を有さない従動輪6bで構成されている。
【0019】
駆動輪6aの旋回軸5と従動輪6bの旋回軸5とは連結ロッド10で連結されている。一方の旋回軸5が旋回すると、連結ロッド10を介して力が伝達されて他方の旋回軸5も同様に旋回する。連結ロッド10は本発明の必須要件ではない。二つのタイヤ6が両方駆動輪6aで構成されるなど、場合によって走行装置2は連結ロッド10を有さない構成にできる。
【0020】
図3に例示するように平面視において二つの旋回軸5の中心を結ぶ直線Lが、走行方向yと平行となる状態で二つの旋回軸5は走行装置2に配置されている。
図3では説明のため直線Lを一点鎖線で示している。平面視においてタイヤ6はこの旋回軸5の側方となる位置に配置されている。旋回軸5から水平方向に所定の距離ずれた位置にタイヤ6は配置される。
図3に例示する平面視において、旋回軸5の中心とタイヤ6とは重ならない位置に配置されている。また横行方向xにおいて旋回軸5を中心として一方側に二つのタイヤ6が配置されている。
図3ではいずれのタイヤ6も旋回軸5に対して上方側となる同じ側に配置されている。
【0021】
図4に例示するようにタイヤ6の転動方向が走行方向yとなる走行姿勢のとき、制御機構7がすべての駆動輪6aを同一方向に転動させるとクレーン1は走行方向yに移動する。この制御を以下、走行制御ということがある。
【0022】
この実施形態では、第一走行装置2aおよび第二走行装置2bのタイヤ6は、
図4において旋回軸5の上方側に配置されている。第三走行装置2cおよび第四走行装置2dのタイヤ6は、
図4において旋回軸5の下方側に配置されている。横行方向xにおける旋回軸5に対するタイヤ6の位置は、第一走行装置2aと第二走行装置2bとで一致させることが望ましい。同様に旋回軸5に対するタイヤ6の位置は、第三走行装置2cと第四走行装置2dとで一致させることが望ましい。
図4では説明のためそれぞれの走行装置2を破線で示している。
【0023】
タイヤ6の転動方向が走行方向yとなる走行姿勢のときに制御機構7が、例えば第一走行装置2aと第二走行装置2bなど走行方向yに並ぶ二つの走行装置2に対して、互いに接近する方向にタイヤ6を転動させると、クレーン1はその場に留まろうとする。転動するタイヤ6が旋回軸5を中心に旋回する。この制御を以下、旋回制御ということがある。
図4では説明のためタイヤ6の旋回する方向を矢印で示している。
【0024】
図5に例示するようにタイヤ6は、旋回制御によりタイヤ6の転動方向が横行方向xとなる直角走行姿勢となる。直角走行姿勢のとき、制御機構7がすべての駆動輪6aを同一方向に転動させるとクレーン1は横行方向xに移動する。この制御を以下、横行制御ということがある。コンテナターミナルにおいて、クレーン1は横行制御により所定の蔵置レーンから異なる蔵置レーンへのレーンチェンジを行うことができる。
【0025】
タイヤ6の転動方向が横行方向xとなる直角走行姿勢のときに制御機構7が、例えば第一走行装置2aと第三走行装置2cなど横行方向xに並ぶ二つの走行装置2に対して、互いに接近する方向にタイヤ6を転動させると、クレーン1はその場に留まろうとする。転動するタイヤ6が旋回軸5を中心に旋回する。
図5では説明のためタイヤ6の旋回する方向を矢印で示している。この旋回制御によりタイヤ6は
図4に例示する走行姿勢となる。
【0026】
タイヤ6の転動方向に並ぶ二つの走行装置2に対して、それぞれの走行装置2が有するタイヤ6を互いに逆方向に回転させることで、旋回制御を行うことができる。
【0027】
旋回制御を行う際にタイヤ6は転動しながら旋回軸5を中心に旋回する。タイヤ6の所定の部分が地表面と接触したまま、この所定の部分を中心にタイヤ6が旋回する据え切り状態とならない。旋回制御にともなうタイヤ6の摩耗を抑制するには有利である。
【0028】
タイヤ6の転動によりタイヤ6を旋回させることができる。クレーン1の走行に利用しているモータ9を利用して旋回制御を行えるため、タイヤ6を旋回させるための油圧シリンダ等の動力機構を別途設置する必要がない。
【0029】
旋回制御のための油圧シリンダ等の動力機構を備える構成を本発明は排除するものではない。油圧シリンダ等によりタイヤ6に旋回させる力を付加しつつ、モータ9を動力とするタイヤ6の転動によりタイヤ6を旋回させる構成にしてもよい。またタイヤ6を外力により回転可能な状態として、油圧シリンダ等の動力のみでタイヤ6を旋回させる構成にしてもよい。例えば駆動輪6aにクラッチを設置して、このクラッチを切断して駆動輪6aを回転自在な状態としてから、油圧シリンダ等によりタイヤ6を旋回させてもよい。タイヤ6の摩耗を抑制しつつ旋回制御を行える。
【0030】
旋回制御の際にタイヤ6の転動方向に並ぶ二つの走行装置2に対して、それぞれの走行装置2が有するタイヤ6を互いに離間する方向に転動させてもよい。それぞれの走行装置2においてタイヤ6の旋回方向が予め設定されれば、これに基づき旋回制御の際のタイヤ6の転動方向は決まる。予め設定されるタイヤ6の旋回方向は、例えばクレーン1が全旋回するときのタイヤ6の向きにより決定される。
【0031】
全旋回とは
図6に例示するようにクレーン1をその場で旋回させることをいう。具体的には脚構造体3の中心Pを中心とする円に沿う状態に各タイヤ6を傾けて、この円の周方向における同一方向にタイヤ6を回転させることでクレーン1を旋回させる。各タイヤ6は例えば走行姿勢から時計回りまたは反時計回りに10°傾けた状態となる。この全旋回を可能とする方向に、タイヤ6の旋回方向を予め設定することができる。クレーン1が全旋回を行う構成を有さない場合は、予め設定されるタイヤ6の旋回方向を上記に限らず適宜決定できる。
【0032】
予め設定されるタイヤ6の旋回方向により、例えば走行姿勢から直角走行姿勢に切り替える旋回制御のときタイヤ6の転動方向に並ぶタイヤ6が互いに接近する方向に転動して、直角走行姿勢から走行姿勢に切り替える旋回制御のときタイヤ6が互いに離間する方向に転動する構成となる場合もある。
【0033】
例えば
図4に例示する走行姿勢から直角走行姿勢に切り替える旋回制御のとき、第一走行装置2aと第二走行装置2bとのタイヤ6が互いに接近する方向に転動して、第三走行装置2cと第四走行装置2dとのタイヤ6が互いに離間する方向に転動する構成としてもよい。
【0034】
タイヤ6の転動方向に並ぶ二つの走行装置2のタイヤ6が互いに逆となる方向に転動するため、上記のいずれの場合であってもクレーン1がその場に留まろうとしつつ、タイヤ6が転動しながら旋回軸5を中心に旋回する。
【0035】
図4に例示する走行姿勢のとき、横行方向xにおいて旋回軸5の内側となる位置にタイヤ6が配置されているが、横行方向xにおいて旋回軸5の外側となる位置にタイヤ6が配置される構成でもよい。
【0036】
旋回軸5を中心とするタイヤ6の旋回を固定する固定機構を走行装置2が有していてもよい。固定機構は走行姿勢または直角走行姿勢のいずれかの状態で、旋回軸5を中心軸とするタイヤ6の旋回を固定する。例えばクレーン1が走行制御または横行制御を行っている際に、複数のタイヤ6の回転速度に速度差があっても固定機構によりタイヤ6が旋回することを防止できる。タイヤ6の回転速度差により例えばクレーン1の移動方向を左方または右方に微調整できる。またクレーン1が全旋回を行う場合は、
図6に例示する状態で旋回軸5を中心軸とするタイヤ6の旋回を固定機構で固定する。
【0037】
クレーン1が固定機構を有している場合は、旋回制御を行う前に固定機構による固定を解除して、旋回制御が完了した後に固定機構による固定を行う。
【0038】
図7に例示するようにタイヤ6の転動方向が走行方向yとなる走行姿勢のとき、横行方向xにおいて旋回軸5を中心として一方側と他方側とにそれぞれタイヤ6が配置される構成にしてもよい。
図7の第一走行装置2aでは旋回軸5に対して駆動輪6aが下方側、従動輪6bが上方側となる位置に配置されている。二つの旋回軸5の中心を結ぶ直線Lは、走行方向yと平行となる状態で二つの旋回軸5は走行装置2に配置されている。
図7では説明のため直線Lを一点鎖線で示している。
【0039】
図7に例示する走行姿勢から旋回制御を行う場合、タイヤ6の転動方向である走行方向yに並ぶ二つの走行装置2に対して、それぞれの走行装置2が有するタイヤ6を互いに離間させる方向に転動させる。
図7では説明のためタイヤ6の旋回する方向を矢印で示している。この旋回制御により走行装置2は
図8に例示する直角走行姿勢に切り替わる。
図8に例示する直角走行姿勢から旋回制御を行う場合、タイヤ6の転動方向である横行方向xに並ぶ二つの走行装置2に対して、それぞれの走行装置2が有するタイヤ6を互いに離間させる方向に転動させる。
図8では説明のためタイヤ6の旋回する方向を矢印で示している。この旋回制御により走行装置2は
図7に例示する走行姿勢に切り替わる。
【0040】
図7に例示するように走行姿勢のとき走行装置2に設置される二つのタイヤ6が走行方向yに接近する状態で、走行装置2を構成することができる。走行装置2を例えば横行方向xに見通したとき二つのタイヤ6の一部が重なる状態とすることができる。走行装置2を走行方向yにおいて小型化するには有利である。下部水平部材3cの下方となる脚下の空間Sを広くできる。
【0041】
コンテナターミナルに敷設されるブスバーと接触して給電を受けるための集電子や、クレーン1の遠隔操作用の運転室などを脚下の空間Sに配置することが可能となる。
図7では説明のため脚下の空間Sを斜線で示している。
【0042】
図9の左方に例示するように駆動輪6aに連結する減速機8およびモータ9を、上下方向zから予め定めた角度θだけ傾けて配置する構成にしてもよい。角度θは例えば5〜90°の範囲で適宜設定できる。この実施形態では角度θは35°で設定されている。
図9の右方に例示するように減速機8は旋回軸5とは独立して構成されている。
図9の右方には説明のため一部を断面で例示している。横行方向xにおいて旋回軸5の一方側にタイヤ6が配置されていて、他方側に減速機8およびモータ9が配置される。
【0043】
この構成によれば旋回制御のとき、モータ9が走行装置2を構成する他の部材と干渉することを抑制しやすくなる。平面視において走行装置2の範囲の内側となる位置にモータ9を配置できる。走行姿勢のときも直角走行姿勢のときもモータ9が走行装置2から水平方向に突出すことを抑制できる。
【0044】
タイヤ6のホイールの内側に減速機8を組み込む構成としてもよい。この構成によりモータ9の設置位置を上下方向zにおける下方に下げることができる。モータ9が走行装置2の他の部材と干渉することを更に抑制しやすくなる。タイヤ6のホイールの内側にモータ9を組み込みインホイールモータとしてもよい。
【0045】
図10に例示するように走行装置2において、横行方向xに間隔をあける状態で二つの旋回軸5が配置される構成にしてもよい。このとき間隔をあける方向は、横行方向xにおいて二つのタイヤ6を互いに接近させる方向である。横行方向xに間隔をあけて配置されている二つのタイヤ6が、横行方向xにおいて重なる状態、つまり走行方向yに一直線に並ぶ状態に近づく方向に接近させられる。
図10では説明のため上方に走行姿勢、下方に直角走行姿勢の走行装置2を示している。
図10では説明のため走行装置2の構成部材であり、旋回軸5の上方に配置されるボギー12を破線で示している。この実施形態ではボギー12は、平面視において略平行四辺形となる形状に形成されている。
【0046】
二つの旋回軸5は横行方向xにずれた位置となる。二つのタイヤ6を横行方向xにおいて接近させることができるので、走行装置2を横行方向xにおいて小型化するには有利である。例えばコンテナターミナルではクレーン1が走行する走行路11が形成されることがある。走行路11は蔵置レーンの両側に形成されて走行方向yに延設される。走行路11の横行方向xにおける幅は少なくともタイヤ6が通過する範囲に設定される。走行路11はクレーン1の重量を支持する必要があるため、耐荷重の大きいコンクリート等が打設されるなど、他の部分とは異なる構造を有している。
【0047】
この実施形態では走行姿勢のときにタイヤ6どうしが横行方向xにおいて接近するのでタイヤ6が通過する範囲を比較的小さくすることができる。必要となる走行路11の幅(横行方向xにおける長さ)を小さくできる。この実施形態では、走行路11の幅を広げる工事等を行わないまたは小さな範囲で行うことでクレーン1の適用が可能となる。
【0048】
図11に例示するようにクレーン1の荷重は下部水平部材3cを介して走行装置2に伝達される。地表面と接地するタイヤ6がクレーン1の荷重を支持する。
図11では説明のため、クレーン1の荷重およびタイヤ6が地表面から受ける反力とを白抜き矢印で示している。
【0049】
図11の左方に例示する走行姿勢の場合も、
図11の右方に例示する直角走行姿勢の場合も、下部水平部材3cを介して伝達される荷重をタイヤ6がバランス良く支持できる。この実施形態の走行装置2は、走行姿勢および直角走行姿勢のいずれの場合においても、脚構造体3に対するタイヤ6の接地位置がほとんど変化しない。タイヤ6の向きを切り替える際に脚構造体3にモーメントが発生しないため、脚構造体3を細くて軽量な部材で構成することが可能となる。
【0050】
図3に例示する実施形態では走行方向yに一直線上に並べて旋回軸5が配置されて、この旋回軸5の一方側にタイヤ6が配置される構成である。そのため
図12の左方に例示する走行姿勢と、
図12の右方に例示する直角走行姿勢とでは、脚構造体3に対するタイヤ6の接地位置が横行方向xに変化する。そのため例えば
図12の左方に例示する走行姿勢では脚構造体3にモーメントが発生する。
図12では説明のため発生するモーメントの方向を矢印で示している。
【0051】
図12に例示する実施形態の方が、走行姿勢の場合にタイヤ6が走行方向yに沿って一列に並ぶため、走行路11の幅を小さくすることができる。一方で
図11に例示する実施形態の方が、走行姿勢と直角走行姿勢とを切り替える際に脚構造体3に発生するモーメントが極めて小さくなるため、クレーン1を軽量化するには有利である。コンテナターミナルの走行路11の状況や、クレーン1の構造に応じて適切な実施形態を選択して適用することができる。
【解決手段】走行方向yに並べて配置されるとともに走行方向yを直角に横断する横行方向xに間隔をあけて対置される複数の走行装置2a、2b、2c、2dと、この走行装置2により支持される脚構造体とを備えていて、走行装置2がそれぞれ上下方向zに延設される旋回軸5とこの旋回軸5に連結されるタイヤ6とを備えるクレーンの制御方法において、平面視において旋回軸5の側方にタイヤ6を予め設置しておいて、タイヤ6の転動方向に並ぶ二つの走行装置2に対して、一方の走行装置2のタイヤ6と他方の走行装置2のタイヤ6とを互いに逆方向に回転させることで旋回軸5を中心軸としてタイヤ6を旋回させる。