クレーン装置およびクレーン装置の運用方法
【課題】 シーブおよびワイヤロープの寿命短縮を防止することにより、シーブ交換頻度等を低減することができるクレーン装置およびクレーン装置の運用方法を提供する。
【解決手段】 ブームに沿って横行するトロリと、ブームの一方の端部に設けられた滑車３３と、滑車３３に巻回されてトロリへと繋げられたロープ４１と、を有し、ロープ４１が複数のストランド４３をより合わせて形成されたクレーン装置において、ロープ４１が滑車３３に接触する周長を、ストランド４３のピッチｐで割った値が小数を有することを特徴とする。
【解決手段】 ブームに沿って横行するトロリと、ブームの一方の端部に設けられた滑車３３と、滑車３３に巻回されてトロリへと繋げられたロープ４１と、を有し、ロープ４１が複数のストランド４３をより合わせて形成されたクレーン装置において、ロープ４１が滑車３３に接触する周長を、ストランド４３のピッチｐで割った値が小数を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーン装置およびクレーン装置の運用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾ターミナルにおいては、船舶に積み込んで輸送するコンテナ等の荷役を行うため、コンテナクレーン等のクレーン装置が使用されている。
このようなクレーン装置は、船上へ向けて張り出しているブームに沿ってトロリを横行させることにより、所望のコンテナ上に移動したスプレッダ（コンテナ用吊具）がコンテナをつかんで巻き上げ及び巻き下げて荷役を行うように構成された装置である。
上述のようなトロリの横行は、ブームの先端に配置された滑車（シーブ）に巻きつけられるとともにトロリに繋がれたワイヤロープを牽引することにより行われている。
【０００３】
一般に、ワイヤロープが溝底に巻きつけられたシーブにおいては、ワイヤロープとの磨耗により溝底が均等に磨耗する。そして、溝底の磨耗量が、例えば、ワイヤロープの直径の約１５％以上になると滑車は交換されている。
しかしながら、溝底の磨耗は上述のように均等になるとは限らず、不規則な磨耗、例えば、ワイヤロープのストランドによる周期的な磨耗痕が生じる場合があることが知られている。このような周期的な磨耗痕はワイヤロープを痛めるため、通常は、シーブの交換や、磨耗の防止が図られている（例えば、特許文献１から４参照。）。
【特許文献１】特開平８−２７７０８２号公報（第５−６頁等）
【特許文献２】特開２００２−６１０８５号公報（第５−６頁等）
【特許文献３】特開平５−３２３９５号公報（第３−４頁、第１図等）
【特許文献４】特開平１０−１７２３７号公報（第３−４頁、第４図等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１においては、重量％でＮｉ：０．５％〜２．０％，Ｃｕ：０．５％〜２．０％を含み、かつパーライト面積率が９０％以上である球状黒鉛鋳鉄で形成されたシーブが開示されている。
このようにＮｉとＣｕとを重量％で０．５％〜２．０％加えることにより、シーブのパーライト地の硬さを増し、鋳物組織全体を平均的に硬くすることができる。その結果、シーブの磨耗を抑制することができる。また、ＮｉとＣｕとを加える上限を重量％で２．０％とすることで、シーブのパーライト地が必要以上に硬くなることを防止し、ワイヤロープの磨耗を抑制することができる。
しかしながら、シーブの磨耗を抑制することはできても磨耗自体は発生しているため、所定条件下においてはシーブの周期的磨耗痕が発生するという問題があった。
【０００５】
上述の特許文献２においては、質量％でＣ：０．３０％〜１．２％，Ｓｉ：０．４０％以下（０％は含まない），Ｍｎ：０．２０％〜１．２０％を満たすパテンティング処理をした鋼線を、伸線加工することなく外層線として用いるワイヤロープが開示されている。
このように、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎを所定重量％だけ含ませることにより、パテンティング処理後の鋼線の強度等を増大させることができるとともに、鋼線の加工性等を向上させることができる。つまり、ワイヤロープに用いる鋼線の強度等を増大させることにより、ワイヤロープの磨耗を抑制することができる。
しかしながら、シーブの磨耗を抑制することはできても磨耗自体は発生しているため、所定条件下においてはシーブの周期的磨耗痕が発生するという問題があった。
【０００６】
上述の特許文献３においては、シーブ両側面板を弾性体で構成し、その間隔がロープの直径よりも小さくなるようにして両側面板を交互にボルトによりシーブに取り付けるロープ牽引装置が開示されている。
この構成によれば、両側面板の間にロープを押し込むと、ボルトが取り付けられていない側の側面板は反対側に撓み、両側面板が全体として円周方向に波状に撓む。そのため、ロープの張力によりロープの中心からボルト取り付け側の各側面板方向の分力が発生しロープと両側面板方向の分力が発生する。この分力によりロープと両側面板間の摩擦力が増加し、シーブによるロープ抑え力が増大する。
つまり、両側面板もロープを保持することができるため、シーブとロープとの接触面圧を低減させることができ、磨耗を低減させることができる。
しかしながら、シーブの磨耗を抑制することはできても磨耗自体は発生しているため、所定条件下においてはシーブの周期的磨耗痕が発生するという問題があった。
【０００７】
上述の特許文献４においては、シーブの溝底の偏磨耗が所定の許容値より大きくなった時点で、シーブの溝を修削する方法が開示されている。
この方法によれば、シーブ溝の偏磨耗がワイヤロープに損傷を与える程度にひどくなる前に、シーブ溝を修削することにより、不具合の発生を防止できる。
しかしながら、シーブ溝の周期的磨耗痕の発生を防止することはできないという問題があった。
【０００８】
また、シーブとワイヤロープとの接触面に十分な量の潤滑剤を配置することにより、シーブの磨耗を防止する技術も知られている。
この構成によれば、シーブとワイヤロープとの間は潤滑剤により潤滑されるため、シーブの偏磨耗を発生させにくくすることができる。
しかしながら、シーブの磨耗を抑制することはできても磨耗自体は発生しているため、所定条件下においてはシーブの周期的磨耗痕が発生するという問題があった。
【０００９】
また、シーブとの接触面積が広く疲労寿命が長い異形線ロープを使用することにより、シーブの磨耗を防止する技術も知られている。
この構成によれば、シーブとロープとの接触面圧を下げることができるため、シーブの偏磨耗を発生させにくくすることができる。
しかしながら、シーブの磨耗を抑制することはできても磨耗自体は発生しているため、所定条件下においてはシーブの周期的磨耗痕が発生するという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、シーブおよびワイヤロープの寿命短縮を防止することにより、シーブ交換頻度等を低減することができるクレーン装置およびクレーン装置の運用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のクレーン装置は、ブームに沿って横行するトロリと、前記ブームの一方の端部に設けられた滑車と、該滑車に巻回されて前記トロリへと繋げられたロープと、を有し、該ロープが複数のストランドをより合わせて形成されたクレーン装置において、前記ロープが前記滑車に接触する周長を、前記ストランドのピッチで割った値が小数を有することを特徴とする。
【００１２】
ロープが滑車に接触する周長を、ストランドのピッチで割った値が整数値となると、ストランドのピッチは常に同位相で滑車の溝底に接触することとなる。この状態が続くと、滑車の溝底に周期的な摩耗痕が発生してしまう。
そこで、本発明によれば、滑車におけるロープと接触する周長をストランドのピッチで割った値が小数を有するため、滑車が回転した際に、滑車とロープのストランドとが接触する位相は常に変動する。そのため、滑車にストランドとの接触による周期的磨耗痕の形成を防止でき、滑車およびワイヤロープの寿命短縮を防止できる。
本発明は、ロープが滑車に接触する周長を、ストランドのピッチで割った値が整数値となることにより周期的な摩耗痕を避けるものであり、したがって、小数点を有していても整数値に近い場合には周期的な摩耗痕が発生する場合がある。このような場合には、周期的な摩耗痕が発生しないように、小数点の１桁目が２以上８以下となるように滑車の直径を設定し、より好ましくは、小数点の１桁目が５以上７以下になるように設定する。
【００１３】
上記発明においては、前記ロープの張力を変更することにより、前記ストランドのピッチが変更されることが望ましい。
本発明によれば、ロープの張力を変更することによりストランドのピッチを変更することができるため、例えば、磨耗により滑車におけるロープと接触する周長が変化しても、上記周長をストランドのピッチで割った値が常に小数を有することができる。
【００１４】
本発明のクレーン装置は、ブームに沿って横行するトロリと、前記ブームの一方の端部に設けられた滑車と、該滑車に巻回されて前記トロリへと繋げられたロープと、前記ロープを巻き取り、巻き出しすることにより前記トロリを駆動する駆動部と、を有し、該ロープが複数のストランドをより合わせて形成されたクレーン装置において、前記ロープに発生した前記ロープの周期的な張力変動を、前記駆動部が、前記ロープに張力をかけることにより前記周期的な張力変動を打ち消すことを特徴とするクレーン装置。
【００１５】
本発明によれば、駆動部がロープに張力をかけることにより、ロープに発生したロープの周期的な張力変動を打ち消すため、周期的な張力変動による滑車にストランドとの接触による周期的磨耗痕の形成を防止でき、滑車およびワイヤロープの寿命短縮を防止できる。
【００１６】
上記発明においては、前記駆動部における前記ロープの巻き取り、巻き出し速度の変化期間を偶数回に分割するとともに、分割された各変化期間の間に、前記ロープにおける張力変動周期の約半周期分の時間間隔を設けることが望ましい。
【００１７】
本発明によれば、駆動部におけるロープの巻き取り、巻き出し速度の変化期間を偶数回に分割するとともに、分割された各変化期間の間に、ロープにおける張力変動周期の約半周期分の時間間隔を設けているため、ロープの巻き取り、巻き出しに起因するロープの張力変動を低減することができる。
つまり、分割された各変化期間の間の間隔を上記張力変動周期の約半周期分としているため、奇数回目の分割された変化期間によりロープに発生した周期的な張力変動を、偶数回目の分割された変化期間により打ち消すことができる。
【００１８】
上記発明においては、前記駆動部における前記ロープの巻き取り、巻き出しの開始から前記ロープにおける張力変動周期の約半周期分の間隔をあけて、前記駆動部が、前記ロープに前記張力変動と同位相の張力をかけることにより前記周期的な張力変動を打ち消すことが望ましい。
【００１９】
本発明によれば、ロープの巻き取り、巻き出しの開始から上記張力変動周期の約半周期分の間隔をあけて、駆動部がロープに上記張力変動と同位相の張力をかけることにより周期的な張力変動を打ち消すことができる。
つまり、上記周期的な張力変動が発生する巻き取り、巻き出しの開始から上記張力変動周期の約半周期分の間隔をあけて、駆動部がロープに同位相の張力をかけるため、ロープの周期的な張力変動を打ち消すことができる。
また、上記周期的な張力変動を打ち消す張力は、上記トロリを移動させることができる張力よりも小さいことが望ましい。
【００２０】
上記発明においては、前記駆動部における前記ロープの巻き取り、巻き出しの終了から前記ロープにおける張力変動周期の約１周期分の間隔をあけて、前記駆動部が、前記ロープに前記張力変動と逆位相の張力をかけることにより前記周期的な張力変動を打ち消すことが望ましい。
【００２１】
本発明によれば、ロープの巻き取り、巻き出しの開始から上記張力変動周期の約１周期分の間隔をあけて、駆動部がロープに上記張力変動と逆位相の張力をかけることにより周期的な張力変動を打ち消すことができる。
つまり、上記周期的な張力変動が発生する巻き取り、巻き出しの開始から上記張力変動周期の約１周期分の間隔をあけて、駆動部がロープに逆位相の張力をかけるため、ロープの周期的な張力変動を打ち消すことができる。
また、上記周期的な張力変動を打ち消す張力は、上記トロリを移動させることができる張力よりも小さいことが望ましい。
【００２２】
上記発明においては、前記ロープの張力変動を検出する張力検出部が設けられ、該張力検出部の出力に基づいて前記駆動部が駆動されることが望ましい。
本発明によれば、張力検出部の出力に基づいて駆動部が駆動されるため、ロープにおける周期的な張力変動をより確実に打ち消すことができる。
【００２３】
本発明のクレーン装置の運用方法は、ブームに沿って横行するトロリと、前記ブームの一方の端部に設けられた滑車と、該滑車に巻回されて前記トロリへと繋げられたロープと、を有し、該ロープが複数のストランドをより合わせて形成されたクレーン装置の運用方法において、前記ストランドのピッチが所定値である前記ロープを所定期間使用した後、前記ストランドのピッチが前記所定値とは異なる値であるロープを使用することを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、例えば、ストランドのピッチが所定値のロープを所定期間使用したことにより、ロープと接触する滑車の溝底に周期的な磨耗痕が発生しても、ストランドのピッチが所定値とは異なる値のロープを使用することで、上記周期的な磨耗を消滅させることができる。このように、上記周期的な磨耗を消滅させることにより、滑車およびワイヤロープの寿命短縮を防止することができるとともに、シーブ交換頻度等を低減することができる
ロープを交換する時期としては、例えば、クレーン装置において一般的に行われている定期的なロープ交換の時期を挙げることができる。
このように、上記周期的な磨耗痕を発生させる所定値のストランドのピッチを持つロープから、所定値とは異なる値のストランドのピッチを持つロープへ積極的に交換することにより、上記周期的な磨耗痕を消滅させることができる。
所定値とは異なる値のストランドのピッチを持つロープとしては、例えば、プレテンション加工がなされていないロープを使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のクレーン装置によれば、滑車におけるロープと接触する周長をストランドのピッチで割った値が小数を有するため、滑車が回転した際に、滑車とロープのストランドとが接触する位相は常に変動する。そのため、滑車にストランドとの接触による周期的磨耗痕の形成を防止でき、滑車およびワイヤロープの寿命短縮を防止することにより、シーブ交換頻度等を低減することができるという効果を奏する。
本発明のおよびクレーン装置の運用方法によれば、ストランドのピッチが所定値のロープを所定期間使用した後に、ストランドのピッチが所定値とは異なる値のロープを使用することで、滑車の溝底に発生した周期的な磨耗を消滅させることができる。このように、上記周期的な磨耗を消滅させることにより、滑車およびワイヤロープの寿命短縮を防止することができるとともに、シーブ交換頻度等を低減することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
この発明の一実施形態に係るクレーン装置であるコンテナクレーンについて、図１から図４を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るコンテナクレーンの全体構成を示す概略図である。
コンテナクレーン（クレーン装置）１は、図１に示すように、コンテナヤードの岸壁Ｇに設置されてコンテナＣの荷役を行うクレーン装置である。このコンテナクレーン１は、岸壁Ｇに沿って海及び船舶Ｓの船体と平行に走行移動（縦走）するクレーン本体１０と、陸上のトレーラＴと海上の船舶Ｓとの間を走行移動（横行）するトロリ２０と、トロリ２０から独立して横行移動する運転室２１とを備えている。
【００２７】
クレーン本体１０は、上下方向に延びる海側走行脚１１及び陸側走行桁１２と、水平方向へ延びる主桁のブーム１３及び中間桁１４とを主な構成要素とする鉄鋼構造体であり、たとえば岸壁Ｇ上に敷設されたレール（不図示）に沿って一体の走行移動を可能とする図示省略の走行移動手段を備えている。
【００２８】
トロリ２０は、船舶Ｓの上方へ向けて張り出したブーム１３に沿って、後述する走行移動手段３１により水平方向へ各々独自に走行移動可能な構造体である。この場合、トロリ２０は、たとえば図示しない同一のガイドレール等に導かれて横行移動する。
【００２９】
走行移動手段３１は、ブーム１３の船舶Ｓ側端部に設けられたシーブ（滑車）３３と、岸壁Ｇ側端部に設けられた機械室３５内の駆動モータ（駆動部）３７およびドラム３９と、シーブ３３を介してトロリ２０とドラム３９とを繋ぐワイヤロープ（ロープ）４１と、から概略構成されている。
また、ワイヤロープ４１に所定の張力を常に与える張力付与部（図示せず）が備えられている。
【００３０】
ワイヤロープ４１は複数本、例えば６本のストランド４３をより合わせて形成され、ストランド４３は鋼鉄などの金属材料から形成された複数の素線をより合わせて形成されている。
駆動モータ３７はドラム３９を回転駆動することにより、ワイヤロープ４１をドラム３９に巻き取り、巻き出しするように構成されている。また、駆動モータ３７はインバータモータであり、駆動モータ３７に流れる電流値を計測する計測部（張力検出部）４５が備えられている。
【００３１】
図２は、図１のシーブおよびワイヤロープの構成を説明する部分拡大図である。
シーブ３３は鋳鉄、例えばＦＣＤ５００を用いて略円板状に形成されている。シーブ３３の円周面には、ワイヤロープ４１が巻かれる溝が形成され、
シーブ３３の溝底における直径は、図２に示すように、ワイヤロープ４１をシーブ３３に巻いた状態におけるワイヤロープ４１の中心から中心までの距離をＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ Ｃｉｒｃｌｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）、ワイヤロープ４１の直径をｄ、ワイヤロープ４１の中心軸線方向に対するストランド４３のピッチ（間隔）をｐとすると、（ＰＣＤ−ｄ）×π／ｐの値（条痕数の値）が整数とならないように（小数を有するように）形成されている。この条痕数の値は、シーブ３３におけるワイヤロープ４１と接触する周長をストランド４３のピッチｐで割った値である。
条痕数の値の小数点以下の値としては、小数点の１桁目が２以上８以下となるようにシーブ３３の直径を設定ことが望ましく、より好ましくは小数点の１桁目が５以上７以下になるように設定することが望ましい。
【００３２】
そして、トロリ２０にはスプレッダ２２が吊り下げられている。スプレッダ２２はコンテナＣをつかむ装置であり、上述したトロリ２０に対し、ワイヤロープ２３を介して上下移動可能に吊り下げられている。このワイヤロープ２３は、図示省略の巻取装置を備えており、ワイヤロープ２３の巻き取り及び巻き出しを行うことでスプレッダ２２の上下移動が可能となる。
【００３３】
また、ブーム１３には、トロリ２０とは別に、図示しない独自の走行移動手段を備えた運転室２１が下方へ突出して設けられている。この運転室２１は、オペレーターが乗り込んで各種運転操作を行う居住空間であり、例えば図示しない専用のガイドレール等に導かれて、ブーム１３に沿ってトロリ２０と平行に独立した横行移動が可能である。
【００３４】
次に、上記の構成からなるコンテナクレーン１における作用について説明する。
コンテナクレーン１は、図１に示すように、まず、船舶Ｓ上のコンテナＣをスプレッダ２２により把持して、ワイヤロープ２３を巻き取り装置により巻き取り、上方に持ち上げる。そして、トロリ２０を走行移動手段３１により岸壁Ｇ側に横行させ、コンテナＣをトレーラＴの上方へ移動させる。その後、コンテナＣをトレーラＴに下ろすことにより荷役作業を行っている。また、船舶ＳにコンテナＣを積み込む場合も、略同様である。
【００３５】
ここで、本発明の特徴であるトロリ２０の横行時の制御について説明する。まず、トロリ２０の横行時に発生するトロリ２０の周期的な張力変動の制御について説明する。
図３は、図１の駆動モータの回転速度とワイヤロープの張力との関係を説明するグラフである。
トロリ２０を横行移動させる場合には、駆動モータ３７を回転させることによりドラム３９にワイヤロープ４１を巻き取る、または、ドラム３９からワイヤロープ４１を巻き出すことにより、トロリ２０を牽引して横行させている。
例えば、トロリ２０の横行開始時には、図３に示すように、駆動モータ３７の回転速度を２段階に分けて加速させ、所定の駆動モータ３７の回転速度まで加速させている。つまり、トロリ２０を所定の横行速度まで加速する際に、加速する期間（変化期間）を２つに分けている。
【００３６】
また、図３に示すように、１回目の駆動モータ３７の回転速度の加速時から、２回目の回転速度の加速時までの間隔を、ワイヤロープ４１の周期的な張力変動周期Ｔの約半周期（Ｔ／２）としている。なお、１回目の加速時と２回目の加速時との間は等速の回転速度でつながれている。
このようにすることで、ワイヤロープ４１の周期的な張力変動が逆位相になる時点に２回目の回転速度の加速期間を配置することができる。
【００３７】
なお、１回目の駆動モータ３７の回転速度の加速と２回目の回転速度の加速との間隔は、駆動モータ３７に設けられた計測部４５により計測された電流の変化に基づいて定めてもよいし、ワイヤロープ４１の張力等から予め求められた張力の変動周期に基づいて定めてもよく、特に限定するものではない。
また、加速期間を上述のように２回に分割してもよいし、それ以上の偶数回に分割しても良く、特に限定するものではない。
なお、トロリ２０の横行停止時についても、加速と減速との違いのみであり、制御方法およびその作用効果は横行開始時と同じである。
【００３８】
次に、トロリ２０のインチングや、ワイヤロープ４１の駆動／停止の際に発生する周期的な張力変動の制御について説明する。
図４は、図１の駆動モータへのトルク指令波形とワイヤロープの張力との関係を説明するグラフである。
トロリ２０をインチングする場合には、図４に示すように、駆動モータ３７にインチングに対応したトルク指令波形ＳＡが入力され、トルク指令波形ＳＡから周期的な張力変動周期Ｔの約半周期（Ｔ／２）後に張力変動を打ち消すトルク指令波形ＳＢが入力される。トルク指令波形ＳＢは、トルク指令波形ＳＡと同位相の信号であり、駆動モータ３７がワイヤロープ４１に発生する張力方向は、トルク指令波形ＳＡに係る張力方向とトルク指令波形ＳＢに係る張力方向とが同じとなる。
すると、トルク指令波形ＳＡにより発生したワイヤロープ４１の周期的な張力変動は、トルク指令波形ＳＢにより打ち消され、ワイヤロープ４１の周期的な張力変動の発生を抑制することができる。
【００３９】
なお、トルク指令波形ＳＢはトルク指令波形ＳＡと比較して波形が小さく、トルク指令波形ＳＢを受けた駆動モータ３７は、ワイヤロープ４１に対して張力を発生させるが、ワイヤロープ４１を巻き取り、巻き出しすることはない。
ワイヤロープ４１の駆動／停止の際に発生する周期的な張力変動の制御についても同様である。
【００４０】
また、トルク指令波形ＳＢが入力されるタイミングを、トルク指令波形ＳＡから周期的な張力変動周期Ｔの約１周期（Ｔ）後にするとともに、トルク指令波形ＳＢを、トルク指令波形ＳＡと逆位相の信号としてもよい。
この場合、駆動モータ３７がワイヤロープ４１に発生する張力方向は、トルク指令波形ＳＡに係る張力方向とトルク指令波形ＳＢに係る張力方向とが逆となる。
すると、トルク指令波形ＳＡにより発生したワイヤロープ４１の周期的な張力変動は、トルク指令波形ＳＢにより打ち消され、ワイヤロープ４１の周期的な張力変動の発生を抑制することができる。
【００４１】
上記の構成によれば、シーブ３３におけるワイヤロープ４１と接触する周長をストランド４３のピッチｐで割った値（条痕数の値）が小数を有するため、シーブ３３が回転した際に、シーブ３３とワイヤロープ４１のストランド４３とが接触する位相は常に変動する。そのため、シーブ３３にストランド４３との接触による周期的磨耗痕の形成を防止でき、シーブ３３およびワイヤロープ４１の寿命短縮を防止できる。また、シーブ３３の交換頻度等を低減することができる。
【００４２】
ワイヤロープ４１の巻き取り、巻き出し速度の加速・減速期間を２回に分割するとともに、分割された加速・減速期間の間に、ワイヤロープ４１における張力変動周期の約半周期（Ｔ／２）分の時間間隔を設けているため、ワイヤロープ４１の巻き取り、巻き出しに起因するロープの張力変動を低減することができる。
つまり、分割された各加速・減速期間の間の間隔を上記張力変動周期の約半周期分としているため、１回目の分割された加速・減速期間によりワイヤロープ４１に発生した周期的な張力変動を、２回目の分割された加速・減速期間により打ち消すことができる。
【００４３】
ワイヤロープ４１の巻き取り、巻き出しの開始から張力変動周期の約半周期（Ｔ／２）分の間隔をあけて、駆動モータ３７がワイヤロープ４１に張力変動と同位相の張力をかけることにより周期的な張力変動を打ち消すことができる。
つまり、ワイヤロープ４１に周期的な張力変動が発生する巻き取り、巻き出しの開始から張力変動周期の約半周期（Ｔ／２）分の間隔をあけて、駆動モータ３７がワイヤロープ４１に同位相の張力をかけるため、ワイヤロープ４１の周期的な張力変動を打ち消すことができる。
また、周期的な張力変動を打ち消す張力は、トロリ２０を横行させることができる張力よりも小さいため、トロリ２０の位置合わせ精度低下を防止できる。
【００４４】
ワイヤロープ４１の巻き取り、巻き出しの開始から張力変動周期の約１周期（Ｔ）分の間隔をあけて、駆動モータ３７がワイヤロープ４１に張力変動と逆位相の張力をかけることにより周期的な張力変動を打ち消すことができる。
つまり、ワイヤロープ４１に周期的な張力変動が発生する巻き取り、巻き出しの開始から張力変動周期の約１周期（Ｔ）分の間隔をあけて、駆動モータ３７がワイヤロープ４１に逆位相の張力をかけるため、ワイヤロープ４１の周期的な張力変動を打ち消すことができる。
【００４５】
なお、上述の張力付与部によりワイヤロープ４１に与える張力を制御することにより、ワイヤロープ４１のストランド４３のピッチｐを制御して、条痕数の値が整数とならないよう制御してもよい。
このような構成にすることにより、例えば、磨耗によりシーブ３３におけるロープと接触する溝底の周長が変化しても、条痕数の値が常に小数を有することができ、周期的な磨耗痕の形成を防止できる。
【００４６】
また、ワイヤロープ４１による摩耗でシーブ３３の溝底に周期的な摩耗痕が発生した場合、定期的に実施されているワイヤロープ４１交換の際に、それまで使用していた（周期的な摩耗痕をシーブ３３の溝底に発生させた）ワイヤロープ４１とはストランド４３のピッチが異なるワイヤロープ４１に積極的に交換することにより、シーブ３３の溝底に発生した周期的な摩耗痕を消滅させることができる。
具体的には、例えば、直径が１２．５ｍｍのワイヤロープ４１におけるストランドピッチは、使用により約４%程度伸びる。そこで、プレテンション加工前の（プレテンション加工が施されていない）ワイヤロープ４１を使用することにより、シーブ３３の溝底に発生した周期的な摩耗痕と異なる周期の摩耗を促進させて、徐々に周期的な摩耗痕を消滅させることができる。つまり、所定周期の磨耗痕における凸部に、異なる周期を磨耗痕の凹部を形成させることにより、所定周期の磨耗痕の凹凸を消滅させることができる。
【００４７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、この発明をコンテナクレーンに適用して説明したが、この発明はコンテナクレーンに限られることなく、ロープトロリ式クレーン装置などのクレーン装置などに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンテナクレーンの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１のシーブおよびワイヤロープの構成を説明する部分拡大図である。
【図３】図１の駆動モータの回転速度とワイヤロープの張力との関係を説明するグラフである。
【図４】図１の駆動モータへのトルク指令波形とワイヤロープの張力との関係を説明するグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１ コンテナクレーン（クレーン装置）
１３ ブーム
２０ トロリ
３３ シーブ（滑車）
３７ 駆動モータ（駆動部）
４１ ワイヤロープ（ロープ）
４３ ストランド
４５ 計測部（張力検出部）
ｐ ピッチ
Ｔ 張力変動周期
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーン装置およびクレーン装置の運用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾ターミナルにおいては、船舶に積み込んで輸送するコンテナ等の荷役を行うため、コンテナクレーン等のクレーン装置が使用されている。
このようなクレーン装置は、船上へ向けて張り出しているブームに沿ってトロリを横行させることにより、所望のコンテナ上に移動したスプレッダ（コンテナ用吊具）がコンテナをつかんで巻き上げ及び巻き下げて荷役を行うように構成された装置である。
上述のようなトロリの横行は、ブームの先端に配置された滑車（シーブ）に巻きつけられるとともにトロリに繋がれたワイヤロープを牽引することにより行われている。
【０００３】
一般に、ワイヤロープが溝底に巻きつけられたシーブにおいては、ワイヤロープとの磨耗により溝底が均等に磨耗する。そして、溝底の磨耗量が、例えば、ワイヤロープの直径の約１５％以上になると滑車は交換されている。
しかしながら、溝底の磨耗は上述のように均等になるとは限らず、不規則な磨耗、例えば、ワイヤロープのストランドによる周期的な磨耗痕が生じる場合があることが知られている。このような周期的な磨耗痕はワイヤロープを痛めるため、通常は、シーブの交換や、磨耗の防止が図られている（例えば、特許文献１から４参照。）。
【特許文献１】特開平８−２７７０８２号公報（第５−６頁等）
【特許文献２】特開２００２−６１０８５号公報（第５−６頁等）
【特許文献３】特開平５−３２３９５号公報（第３−４頁、第１図等）
【特許文献４】特開平１０−１７２３７号公報（第３−４頁、第４図等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１においては、重量％でＮｉ：０．５％〜２．０％，Ｃｕ：０．５％〜２．０％を含み、かつパーライト面積率が９０％以上である球状黒鉛鋳鉄で形成されたシーブが開示されている。
このようにＮｉとＣｕとを重量％で０．５％〜２．０％加えることにより、シーブのパーライト地の硬さを増し、鋳物組織全体を平均的に硬くすることができる。その結果、シーブの磨耗を抑制することができる。また、ＮｉとＣｕとを加える上限を重量％で２．０％とすることで、シーブのパーライト地が必要以上に硬くなることを防止し、ワイヤロープの磨耗を抑制することができる。
しかしながら、シーブの磨耗を抑制することはできても磨耗自体は発生しているため、所定条件下においてはシーブの周期的磨耗痕が発生するという問題があった。
【０００５】
上述の特許文献２においては、質量％でＣ：０．３０％〜１．２％，Ｓｉ：０．４０％以下（０％は含まない），Ｍｎ：０．２０％〜１．２０％を満たすパテンティング処理をした鋼線を、伸線加工することなく外層線として用いるワイヤロープが開示されている。
このように、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎを所定重量％だけ含ませることにより、パテンティング処理後の鋼線の強度等を増大させることができるとともに、鋼線の加工性等を向上させることができる。つまり、ワイヤロープに用いる鋼線の強度等を増大させることにより、ワイヤロープの磨耗を抑制することができる。
しかしながら、シーブの磨耗を抑制することはできても磨耗自体は発生しているため、所定条件下においてはシーブの周期的磨耗痕が発生するという問題があった。
【０００６】
上述の特許文献３においては、シーブ両側面板を弾性体で構成し、その間隔がロープの直径よりも小さくなるようにして両側面板を交互にボルトによりシーブに取り付けるロープ牽引装置が開示されている。
この構成によれば、両側面板の間にロープを押し込むと、ボルトが取り付けられていない側の側面板は反対側に撓み、両側面板が全体として円周方向に波状に撓む。そのため、ロープの張力によりロープの中心からボルト取り付け側の各側面板方向の分力が発生しロープと両側面板方向の分力が発生する。この分力によりロープと両側面板間の摩擦力が増加し、シーブによるロープ抑え力が増大する。
つまり、両側面板もロープを保持することができるため、シーブとロープとの接触面圧を低減させることができ、磨耗を低減させることができる。
しかしながら、シーブの磨耗を抑制することはできても磨耗自体は発生しているため、所定条件下においてはシーブの周期的磨耗痕が発生するという問題があった。
【０００７】
上述の特許文献４においては、シーブの溝底の偏磨耗が所定の許容値より大きくなった時点で、シーブの溝を修削する方法が開示されている。
この方法によれば、シーブ溝の偏磨耗がワイヤロープに損傷を与える程度にひどくなる前に、シーブ溝を修削することにより、不具合の発生を防止できる。
しかしながら、シーブ溝の周期的磨耗痕の発生を防止することはできないという問題があった。
【０００８】
また、シーブとワイヤロープとの接触面に十分な量の潤滑剤を配置することにより、シーブの磨耗を防止する技術も知られている。
この構成によれば、シーブとワイヤロープとの間は潤滑剤により潤滑されるため、シーブの偏磨耗を発生させにくくすることができる。
しかしながら、シーブの磨耗を抑制することはできても磨耗自体は発生しているため、所定条件下においてはシーブの周期的磨耗痕が発生するという問題があった。
【０００９】
また、シーブとの接触面積が広く疲労寿命が長い異形線ロープを使用することにより、シーブの磨耗を防止する技術も知られている。
この構成によれば、シーブとロープとの接触面圧を下げることができるため、シーブの偏磨耗を発生させにくくすることができる。
しかしながら、シーブの磨耗を抑制することはできても磨耗自体は発生しているため、所定条件下においてはシーブの周期的磨耗痕が発生するという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、シーブおよびワイヤロープの寿命短縮を防止することにより、シーブ交換頻度等を低減することができるクレーン装置およびクレーン装置の運用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のクレーン装置は、ブームに沿って横行するトロリと、前記ブームの一方の端部に設けられた滑車と、該滑車に巻回されて前記トロリへと繋げられたロープと、を有し、該ロープが複数のストランドをより合わせて形成されたクレーン装置において、前記ロープが前記滑車に接触する周長を、前記ストランドのピッチで割った値が小数を有することを特徴とする。
【００１２】
ロープが滑車に接触する周長を、ストランドのピッチで割った値が整数値となると、ストランドのピッチは常に同位相で滑車の溝底に接触することとなる。この状態が続くと、滑車の溝底に周期的な摩耗痕が発生してしまう。
そこで、本発明によれば、滑車におけるロープと接触する周長をストランドのピッチで割った値が小数を有するため、滑車が回転した際に、滑車とロープのストランドとが接触する位相は常に変動する。そのため、滑車にストランドとの接触による周期的磨耗痕の形成を防止でき、滑車およびワイヤロープの寿命短縮を防止できる。
本発明は、ロープが滑車に接触する周長を、ストランドのピッチで割った値が整数値となることにより周期的な摩耗痕を避けるものであり、したがって、小数点を有していても整数値に近い場合には周期的な摩耗痕が発生する場合がある。このような場合には、周期的な摩耗痕が発生しないように、小数点の１桁目が２以上８以下となるように滑車の直径を設定し、より好ましくは、小数点の１桁目が５以上７以下になるように設定する。
【００１３】
上記発明においては、前記ロープの張力を変更することにより、前記ストランドのピッチが変更されることが望ましい。
本発明によれば、ロープの張力を変更することによりストランドのピッチを変更することができるため、例えば、磨耗により滑車におけるロープと接触する周長が変化しても、上記周長をストランドのピッチで割った値が常に小数を有することができる。
【００１４】
本発明のクレーン装置は、ブームに沿って横行するトロリと、前記ブームの一方の端部に設けられた滑車と、該滑車に巻回されて前記トロリへと繋げられたロープと、前記ロープを巻き取り、巻き出しすることにより前記トロリを駆動する駆動部と、を有し、該ロープが複数のストランドをより合わせて形成されたクレーン装置において、前記ロープに発生した前記ロープの周期的な張力変動を、前記駆動部が、前記ロープに張力をかけることにより前記周期的な張力変動を打ち消すことを特徴とするクレーン装置。
【００１５】
本発明によれば、駆動部がロープに張力をかけることにより、ロープに発生したロープの周期的な張力変動を打ち消すため、周期的な張力変動による滑車にストランドとの接触による周期的磨耗痕の形成を防止でき、滑車およびワイヤロープの寿命短縮を防止できる。
【００１６】
上記発明においては、前記駆動部における前記ロープの巻き取り、巻き出し速度の変化期間を偶数回に分割するとともに、分割された各変化期間の間に、前記ロープにおける張力変動周期の約半周期分の時間間隔を設けることが望ましい。
【００１７】
本発明によれば、駆動部におけるロープの巻き取り、巻き出し速度の変化期間を偶数回に分割するとともに、分割された各変化期間の間に、ロープにおける張力変動周期の約半周期分の時間間隔を設けているため、ロープの巻き取り、巻き出しに起因するロープの張力変動を低減することができる。
つまり、分割された各変化期間の間の間隔を上記張力変動周期の約半周期分としているため、奇数回目の分割された変化期間によりロープに発生した周期的な張力変動を、偶数回目の分割された変化期間により打ち消すことができる。
【００１８】
上記発明においては、前記駆動部における前記ロープの巻き取り、巻き出しの開始から前記ロープにおける張力変動周期の約半周期分の間隔をあけて、前記駆動部が、前記ロープに前記張力変動と同位相の張力をかけることにより前記周期的な張力変動を打ち消すことが望ましい。
【００１９】
本発明によれば、ロープの巻き取り、巻き出しの開始から上記張力変動周期の約半周期分の間隔をあけて、駆動部がロープに上記張力変動と同位相の張力をかけることにより周期的な張力変動を打ち消すことができる。
つまり、上記周期的な張力変動が発生する巻き取り、巻き出しの開始から上記張力変動周期の約半周期分の間隔をあけて、駆動部がロープに同位相の張力をかけるため、ロープの周期的な張力変動を打ち消すことができる。
また、上記周期的な張力変動を打ち消す張力は、上記トロリを移動させることができる張力よりも小さいことが望ましい。
【００２０】
上記発明においては、前記駆動部における前記ロープの巻き取り、巻き出しの終了から前記ロープにおける張力変動周期の約１周期分の間隔をあけて、前記駆動部が、前記ロープに前記張力変動と逆位相の張力をかけることにより前記周期的な張力変動を打ち消すことが望ましい。
【００２１】
本発明によれば、ロープの巻き取り、巻き出しの開始から上記張力変動周期の約１周期分の間隔をあけて、駆動部がロープに上記張力変動と逆位相の張力をかけることにより周期的な張力変動を打ち消すことができる。
つまり、上記周期的な張力変動が発生する巻き取り、巻き出しの開始から上記張力変動周期の約１周期分の間隔をあけて、駆動部がロープに逆位相の張力をかけるため、ロープの周期的な張力変動を打ち消すことができる。
また、上記周期的な張力変動を打ち消す張力は、上記トロリを移動させることができる張力よりも小さいことが望ましい。
【００２２】
上記発明においては、前記ロープの張力変動を検出する張力検出部が設けられ、該張力検出部の出力に基づいて前記駆動部が駆動されることが望ましい。
本発明によれば、張力検出部の出力に基づいて駆動部が駆動されるため、ロープにおける周期的な張力変動をより確実に打ち消すことができる。
【００２３】
本発明のクレーン装置の運用方法は、ブームに沿って横行するトロリと、前記ブームの一方の端部に設けられた滑車と、該滑車に巻回されて前記トロリへと繋げられたロープと、を有し、該ロープが複数のストランドをより合わせて形成されたクレーン装置の運用方法において、前記ストランドのピッチが所定値である前記ロープを所定期間使用した後、前記ストランドのピッチが前記所定値とは異なる値であるロープを使用することを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、例えば、ストランドのピッチが所定値のロープを所定期間使用したことにより、ロープと接触する滑車の溝底に周期的な磨耗痕が発生しても、ストランドのピッチが所定値とは異なる値のロープを使用することで、上記周期的な磨耗を消滅させることができる。このように、上記周期的な磨耗を消滅させることにより、滑車およびワイヤロープの寿命短縮を防止することができるとともに、シーブ交換頻度等を低減することができる
ロープを交換する時期としては、例えば、クレーン装置において一般的に行われている定期的なロープ交換の時期を挙げることができる。
このように、上記周期的な磨耗痕を発生させる所定値のストランドのピッチを持つロープから、所定値とは異なる値のストランドのピッチを持つロープへ積極的に交換することにより、上記周期的な磨耗痕を消滅させることができる。
所定値とは異なる値のストランドのピッチを持つロープとしては、例えば、プレテンション加工がなされていないロープを使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のクレーン装置によれば、滑車におけるロープと接触する周長をストランドのピッチで割った値が小数を有するため、滑車が回転した際に、滑車とロープのストランドとが接触する位相は常に変動する。そのため、滑車にストランドとの接触による周期的磨耗痕の形成を防止でき、滑車およびワイヤロープの寿命短縮を防止することにより、シーブ交換頻度等を低減することができるという効果を奏する。
本発明のおよびクレーン装置の運用方法によれば、ストランドのピッチが所定値のロープを所定期間使用した後に、ストランドのピッチが所定値とは異なる値のロープを使用することで、滑車の溝底に発生した周期的な磨耗を消滅させることができる。このように、上記周期的な磨耗を消滅させることにより、滑車およびワイヤロープの寿命短縮を防止することができるとともに、シーブ交換頻度等を低減することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
この発明の一実施形態に係るクレーン装置であるコンテナクレーンについて、図１から図４を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るコンテナクレーンの全体構成を示す概略図である。
コンテナクレーン（クレーン装置）１は、図１に示すように、コンテナヤードの岸壁Ｇに設置されてコンテナＣの荷役を行うクレーン装置である。このコンテナクレーン１は、岸壁Ｇに沿って海及び船舶Ｓの船体と平行に走行移動（縦走）するクレーン本体１０と、陸上のトレーラＴと海上の船舶Ｓとの間を走行移動（横行）するトロリ２０と、トロリ２０から独立して横行移動する運転室２１とを備えている。
【００２７】
クレーン本体１０は、上下方向に延びる海側走行脚１１及び陸側走行桁１２と、水平方向へ延びる主桁のブーム１３及び中間桁１４とを主な構成要素とする鉄鋼構造体であり、たとえば岸壁Ｇ上に敷設されたレール（不図示）に沿って一体の走行移動を可能とする図示省略の走行移動手段を備えている。
【００２８】
トロリ２０は、船舶Ｓの上方へ向けて張り出したブーム１３に沿って、後述する走行移動手段３１により水平方向へ各々独自に走行移動可能な構造体である。この場合、トロリ２０は、たとえば図示しない同一のガイドレール等に導かれて横行移動する。
【００２９】
走行移動手段３１は、ブーム１３の船舶Ｓ側端部に設けられたシーブ（滑車）３３と、岸壁Ｇ側端部に設けられた機械室３５内の駆動モータ（駆動部）３７およびドラム３９と、シーブ３３を介してトロリ２０とドラム３９とを繋ぐワイヤロープ（ロープ）４１と、から概略構成されている。
また、ワイヤロープ４１に所定の張力を常に与える張力付与部（図示せず）が備えられている。
【００３０】
ワイヤロープ４１は複数本、例えば６本のストランド４３をより合わせて形成され、ストランド４３は鋼鉄などの金属材料から形成された複数の素線をより合わせて形成されている。
駆動モータ３７はドラム３９を回転駆動することにより、ワイヤロープ４１をドラム３９に巻き取り、巻き出しするように構成されている。また、駆動モータ３７はインバータモータであり、駆動モータ３７に流れる電流値を計測する計測部（張力検出部）４５が備えられている。
【００３１】
図２は、図１のシーブおよびワイヤロープの構成を説明する部分拡大図である。
シーブ３３は鋳鉄、例えばＦＣＤ５００を用いて略円板状に形成されている。シーブ３３の円周面には、ワイヤロープ４１が巻かれる溝が形成され、
シーブ３３の溝底における直径は、図２に示すように、ワイヤロープ４１をシーブ３３に巻いた状態におけるワイヤロープ４１の中心から中心までの距離をＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ Ｃｉｒｃｌｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）、ワイヤロープ４１の直径をｄ、ワイヤロープ４１の中心軸線方向に対するストランド４３のピッチ（間隔）をｐとすると、（ＰＣＤ−ｄ）×π／ｐの値（条痕数の値）が整数とならないように（小数を有するように）形成されている。この条痕数の値は、シーブ３３におけるワイヤロープ４１と接触する周長をストランド４３のピッチｐで割った値である。
条痕数の値の小数点以下の値としては、小数点の１桁目が２以上８以下となるようにシーブ３３の直径を設定ことが望ましく、より好ましくは小数点の１桁目が５以上７以下になるように設定することが望ましい。
【００３２】
そして、トロリ２０にはスプレッダ２２が吊り下げられている。スプレッダ２２はコンテナＣをつかむ装置であり、上述したトロリ２０に対し、ワイヤロープ２３を介して上下移動可能に吊り下げられている。このワイヤロープ２３は、図示省略の巻取装置を備えており、ワイヤロープ２３の巻き取り及び巻き出しを行うことでスプレッダ２２の上下移動が可能となる。
【００３３】
また、ブーム１３には、トロリ２０とは別に、図示しない独自の走行移動手段を備えた運転室２１が下方へ突出して設けられている。この運転室２１は、オペレーターが乗り込んで各種運転操作を行う居住空間であり、例えば図示しない専用のガイドレール等に導かれて、ブーム１３に沿ってトロリ２０と平行に独立した横行移動が可能である。
【００３４】
次に、上記の構成からなるコンテナクレーン１における作用について説明する。
コンテナクレーン１は、図１に示すように、まず、船舶Ｓ上のコンテナＣをスプレッダ２２により把持して、ワイヤロープ２３を巻き取り装置により巻き取り、上方に持ち上げる。そして、トロリ２０を走行移動手段３１により岸壁Ｇ側に横行させ、コンテナＣをトレーラＴの上方へ移動させる。その後、コンテナＣをトレーラＴに下ろすことにより荷役作業を行っている。また、船舶ＳにコンテナＣを積み込む場合も、略同様である。
【００３５】
ここで、本発明の特徴であるトロリ２０の横行時の制御について説明する。まず、トロリ２０の横行時に発生するトロリ２０の周期的な張力変動の制御について説明する。
図３は、図１の駆動モータの回転速度とワイヤロープの張力との関係を説明するグラフである。
トロリ２０を横行移動させる場合には、駆動モータ３７を回転させることによりドラム３９にワイヤロープ４１を巻き取る、または、ドラム３９からワイヤロープ４１を巻き出すことにより、トロリ２０を牽引して横行させている。
例えば、トロリ２０の横行開始時には、図３に示すように、駆動モータ３７の回転速度を２段階に分けて加速させ、所定の駆動モータ３７の回転速度まで加速させている。つまり、トロリ２０を所定の横行速度まで加速する際に、加速する期間（変化期間）を２つに分けている。
【００３６】
また、図３に示すように、１回目の駆動モータ３７の回転速度の加速時から、２回目の回転速度の加速時までの間隔を、ワイヤロープ４１の周期的な張力変動周期Ｔの約半周期（Ｔ／２）としている。なお、１回目の加速時と２回目の加速時との間は等速の回転速度でつながれている。
このようにすることで、ワイヤロープ４１の周期的な張力変動が逆位相になる時点に２回目の回転速度の加速期間を配置することができる。
【００３７】
なお、１回目の駆動モータ３７の回転速度の加速と２回目の回転速度の加速との間隔は、駆動モータ３７に設けられた計測部４５により計測された電流の変化に基づいて定めてもよいし、ワイヤロープ４１の張力等から予め求められた張力の変動周期に基づいて定めてもよく、特に限定するものではない。
また、加速期間を上述のように２回に分割してもよいし、それ以上の偶数回に分割しても良く、特に限定するものではない。
なお、トロリ２０の横行停止時についても、加速と減速との違いのみであり、制御方法およびその作用効果は横行開始時と同じである。
【００３８】
次に、トロリ２０のインチングや、ワイヤロープ４１の駆動／停止の際に発生する周期的な張力変動の制御について説明する。
図４は、図１の駆動モータへのトルク指令波形とワイヤロープの張力との関係を説明するグラフである。
トロリ２０をインチングする場合には、図４に示すように、駆動モータ３７にインチングに対応したトルク指令波形ＳＡが入力され、トルク指令波形ＳＡから周期的な張力変動周期Ｔの約半周期（Ｔ／２）後に張力変動を打ち消すトルク指令波形ＳＢが入力される。トルク指令波形ＳＢは、トルク指令波形ＳＡと同位相の信号であり、駆動モータ３７がワイヤロープ４１に発生する張力方向は、トルク指令波形ＳＡに係る張力方向とトルク指令波形ＳＢに係る張力方向とが同じとなる。
すると、トルク指令波形ＳＡにより発生したワイヤロープ４１の周期的な張力変動は、トルク指令波形ＳＢにより打ち消され、ワイヤロープ４１の周期的な張力変動の発生を抑制することができる。
【００３９】
なお、トルク指令波形ＳＢはトルク指令波形ＳＡと比較して波形が小さく、トルク指令波形ＳＢを受けた駆動モータ３７は、ワイヤロープ４１に対して張力を発生させるが、ワイヤロープ４１を巻き取り、巻き出しすることはない。
ワイヤロープ４１の駆動／停止の際に発生する周期的な張力変動の制御についても同様である。
【００４０】
また、トルク指令波形ＳＢが入力されるタイミングを、トルク指令波形ＳＡから周期的な張力変動周期Ｔの約１周期（Ｔ）後にするとともに、トルク指令波形ＳＢを、トルク指令波形ＳＡと逆位相の信号としてもよい。
この場合、駆動モータ３７がワイヤロープ４１に発生する張力方向は、トルク指令波形ＳＡに係る張力方向とトルク指令波形ＳＢに係る張力方向とが逆となる。
すると、トルク指令波形ＳＡにより発生したワイヤロープ４１の周期的な張力変動は、トルク指令波形ＳＢにより打ち消され、ワイヤロープ４１の周期的な張力変動の発生を抑制することができる。
【００４１】
上記の構成によれば、シーブ３３におけるワイヤロープ４１と接触する周長をストランド４３のピッチｐで割った値（条痕数の値）が小数を有するため、シーブ３３が回転した際に、シーブ３３とワイヤロープ４１のストランド４３とが接触する位相は常に変動する。そのため、シーブ３３にストランド４３との接触による周期的磨耗痕の形成を防止でき、シーブ３３およびワイヤロープ４１の寿命短縮を防止できる。また、シーブ３３の交換頻度等を低減することができる。
【００４２】
ワイヤロープ４１の巻き取り、巻き出し速度の加速・減速期間を２回に分割するとともに、分割された加速・減速期間の間に、ワイヤロープ４１における張力変動周期の約半周期（Ｔ／２）分の時間間隔を設けているため、ワイヤロープ４１の巻き取り、巻き出しに起因するロープの張力変動を低減することができる。
つまり、分割された各加速・減速期間の間の間隔を上記張力変動周期の約半周期分としているため、１回目の分割された加速・減速期間によりワイヤロープ４１に発生した周期的な張力変動を、２回目の分割された加速・減速期間により打ち消すことができる。
【００４３】
ワイヤロープ４１の巻き取り、巻き出しの開始から張力変動周期の約半周期（Ｔ／２）分の間隔をあけて、駆動モータ３７がワイヤロープ４１に張力変動と同位相の張力をかけることにより周期的な張力変動を打ち消すことができる。
つまり、ワイヤロープ４１に周期的な張力変動が発生する巻き取り、巻き出しの開始から張力変動周期の約半周期（Ｔ／２）分の間隔をあけて、駆動モータ３７がワイヤロープ４１に同位相の張力をかけるため、ワイヤロープ４１の周期的な張力変動を打ち消すことができる。
また、周期的な張力変動を打ち消す張力は、トロリ２０を横行させることができる張力よりも小さいため、トロリ２０の位置合わせ精度低下を防止できる。
【００４４】
ワイヤロープ４１の巻き取り、巻き出しの開始から張力変動周期の約１周期（Ｔ）分の間隔をあけて、駆動モータ３７がワイヤロープ４１に張力変動と逆位相の張力をかけることにより周期的な張力変動を打ち消すことができる。
つまり、ワイヤロープ４１に周期的な張力変動が発生する巻き取り、巻き出しの開始から張力変動周期の約１周期（Ｔ）分の間隔をあけて、駆動モータ３７がワイヤロープ４１に逆位相の張力をかけるため、ワイヤロープ４１の周期的な張力変動を打ち消すことができる。
【００４５】
なお、上述の張力付与部によりワイヤロープ４１に与える張力を制御することにより、ワイヤロープ４１のストランド４３のピッチｐを制御して、条痕数の値が整数とならないよう制御してもよい。
このような構成にすることにより、例えば、磨耗によりシーブ３３におけるロープと接触する溝底の周長が変化しても、条痕数の値が常に小数を有することができ、周期的な磨耗痕の形成を防止できる。
【００４６】
また、ワイヤロープ４１による摩耗でシーブ３３の溝底に周期的な摩耗痕が発生した場合、定期的に実施されているワイヤロープ４１交換の際に、それまで使用していた（周期的な摩耗痕をシーブ３３の溝底に発生させた）ワイヤロープ４１とはストランド４３のピッチが異なるワイヤロープ４１に積極的に交換することにより、シーブ３３の溝底に発生した周期的な摩耗痕を消滅させることができる。
具体的には、例えば、直径が１２．５ｍｍのワイヤロープ４１におけるストランドピッチは、使用により約４%程度伸びる。そこで、プレテンション加工前の（プレテンション加工が施されていない）ワイヤロープ４１を使用することにより、シーブ３３の溝底に発生した周期的な摩耗痕と異なる周期の摩耗を促進させて、徐々に周期的な摩耗痕を消滅させることができる。つまり、所定周期の磨耗痕における凸部に、異なる周期を磨耗痕の凹部を形成させることにより、所定周期の磨耗痕の凹凸を消滅させることができる。
【００４７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、この発明をコンテナクレーンに適用して説明したが、この発明はコンテナクレーンに限られることなく、ロープトロリ式クレーン装置などのクレーン装置などに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンテナクレーンの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１のシーブおよびワイヤロープの構成を説明する部分拡大図である。
【図３】図１の駆動モータの回転速度とワイヤロープの張力との関係を説明するグラフである。
【図４】図１の駆動モータへのトルク指令波形とワイヤロープの張力との関係を説明するグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１ コンテナクレーン（クレーン装置）
１３ ブーム
２０ トロリ
３３ シーブ（滑車）
３７ 駆動モータ（駆動部）
４１ ワイヤロープ（ロープ）
４３ ストランド
４５ 計測部（張力検出部）
ｐ ピッチ
Ｔ 張力変動周期
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブームに沿って横行するトロリと、
前記ブームの一方の端部に設けられた滑車と、
該滑車に巻回されて前記トロリへと繋げられたロープと、を有し、
該ロープが複数のストランドをより合わせて形成されたクレーン装置において、
前記ロープが前記滑車に接触する周長を、前記ストランドのピッチで割った値が小数を有することを特徴とするクレーン装置。
【請求項２】
前記ロープの張力を変更することにより、前記ストランドのピッチが変更されることを特徴とする請求項１記載のクレーン装置。
【請求項３】
ブームに沿って横行するトロリと、
前記ブームの一方の端部に設けられた滑車と、
該滑車に巻回されて前記トロリへと繋げられたロープと、
前記ロープを巻き取り、巻き出しすることにより前記トロリを駆動する駆動部と、を有し、
該ロープが複数のストランドをより合わせて形成されたクレーン装置において、
前記ロープに発生した前記ロープの周期的な張力変動を、前記駆動部が、前記ロープに張力をかけることにより前記周期的な張力変動を打ち消すことを特徴とするクレーン装置。
【請求項４】
前記駆動部における前記ロープの巻き取り、巻き出し速度の変化期間を偶数回に分割するとともに、
分割された各変化期間の間に、前記ロープにおける張力変動周期の約半周期分の時間間隔を設けることを特徴とする請求項３記載のクレーン装置。
【請求項５】
前記駆動部における前記ロープの巻き取り、巻き出しの開始から前記ロープにおける張力変動周期の約半周期分の間隔をあけて、
前記駆動部が、前記ロープに前記張力変動と同位相の張力をかけることにより前記周期的な張力変動を打ち消すことを特徴とする請求項３記載のクレーン装置。
【請求項６】
前記駆動部における前記ロープの巻き取り、巻き出しの終了から前記ロープにおける張力変動周期の約１周期分の間隔をあけて、
前記駆動部が、前記ロープに前記張力変動と逆位相の張力をかけることにより前記周期的な張力変動を打ち消すことを特徴とする請求項３記載のクレーン装置。
【請求項７】
前記ロープの張力変動を検出する張力検出部が設けられ、
該張力検出部の出力に基づいて前記駆動部が駆動されることを特徴とする請求項３記載のクレーン装置。
【請求項８】
ブームに沿って横行するトロリと、
前記ブームの一方の端部に設けられた滑車と、
該滑車に巻回されて前記トロリへと繋げられたロープと、を有し、
該ロープが複数のストランドをより合わせて形成されたクレーン装置の運用方法において、
前記ストランドのピッチが所定値である前記ロープを所定期間使用した後、
前記ストランドのピッチが前記所定値とは異なる値であるロープを使用することを特徴とするクレーン装置の運用方法。
【請求項１】
ブームに沿って横行するトロリと、
前記ブームの一方の端部に設けられた滑車と、
該滑車に巻回されて前記トロリへと繋げられたロープと、を有し、
該ロープが複数のストランドをより合わせて形成されたクレーン装置において、
前記ロープが前記滑車に接触する周長を、前記ストランドのピッチで割った値が小数を有することを特徴とするクレーン装置。
【請求項２】
前記ロープの張力を変更することにより、前記ストランドのピッチが変更されることを特徴とする請求項１記載のクレーン装置。
【請求項３】
ブームに沿って横行するトロリと、
前記ブームの一方の端部に設けられた滑車と、
該滑車に巻回されて前記トロリへと繋げられたロープと、
前記ロープを巻き取り、巻き出しすることにより前記トロリを駆動する駆動部と、を有し、
該ロープが複数のストランドをより合わせて形成されたクレーン装置において、
前記ロープに発生した前記ロープの周期的な張力変動を、前記駆動部が、前記ロープに張力をかけることにより前記周期的な張力変動を打ち消すことを特徴とするクレーン装置。
【請求項４】
前記駆動部における前記ロープの巻き取り、巻き出し速度の変化期間を偶数回に分割するとともに、
分割された各変化期間の間に、前記ロープにおける張力変動周期の約半周期分の時間間隔を設けることを特徴とする請求項３記載のクレーン装置。
【請求項５】
前記駆動部における前記ロープの巻き取り、巻き出しの開始から前記ロープにおける張力変動周期の約半周期分の間隔をあけて、
前記駆動部が、前記ロープに前記張力変動と同位相の張力をかけることにより前記周期的な張力変動を打ち消すことを特徴とする請求項３記載のクレーン装置。
【請求項６】
前記駆動部における前記ロープの巻き取り、巻き出しの終了から前記ロープにおける張力変動周期の約１周期分の間隔をあけて、
前記駆動部が、前記ロープに前記張力変動と逆位相の張力をかけることにより前記周期的な張力変動を打ち消すことを特徴とする請求項３記載のクレーン装置。
【請求項７】
前記ロープの張力変動を検出する張力検出部が設けられ、
該張力検出部の出力に基づいて前記駆動部が駆動されることを特徴とする請求項３記載のクレーン装置。
【請求項８】
ブームに沿って横行するトロリと、
前記ブームの一方の端部に設けられた滑車と、
該滑車に巻回されて前記トロリへと繋げられたロープと、を有し、
該ロープが複数のストランドをより合わせて形成されたクレーン装置の運用方法において、
前記ストランドのピッチが所定値である前記ロープを所定期間使用した後、
前記ストランドのピッチが前記所定値とは異なる値であるロープを使用することを特徴とするクレーン装置の運用方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１３７５５８（Ｐ２００７−１３７５５８Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３１３５６（Ｐ２００５−３３１３５６）
【出願日】平成１７年１１月１６日（２００５．１１．１６）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１６日（２００５．１１．１６）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
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