JP5886863B2 - コンテナ積み替えシステム - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの自動エリアを有するコンテナ積み替えシステムに関する。当該自動エリアでは、地上走行ゴムタイヤ式無人コンテナ輸送車が用いられる。このコンテナ輸送車は、コンテナブリッジとコンテナ保管施設との間でコンテナを輸送するものである。

本発明は、さらに、無人モード又は有人モードを任意に選択して運転することができる地上走行ゴムタイヤ式コンテナ輸送車に関する。当該コンテナ輸送車は、無人運転用の制御システムを備える。この制御システムは、走行ドライブ手段、ステアリング手段、及び制動手段の少なくとも１つに接続し、当該手段を作動させることができる。また、当該制御システムは、使用可能な走行ルート及び輸送タスクを入力及び記憶するための手段や、空間内の車両位置を自動的に検出するための手段、空間内の車両位置及び所定の輸送タスクに応じてコンテナ輸送車の移動を制御するための手段、及び、障害物がある場合にコンテナ輸送車を制動するための手段、を備える。また、当該コンテナ輸送車は、有人運転における制御用の補助装置に接続することができる。

自動車や船舶、鉄道車両あるいはコンテナ保管施設に対し、荷の積み降ろしを行うための積み替えシステムが公知である。

従来のシステムにおいては、コンテナの操作や輸送のために、有人の輸送手段や輸送車、あるいは、いわゆる自動搬送車（ＡＧＶ）などの無人又は自動の輸送手段や輸送車が用いられる。ここで、有人の輸送手段や輸送車とは、車両に乗車したドライバーや車両の操作者によって、積極的に制御されるもののことを言う。これに対して、無人又は自動の輸送手段や輸送車とは、自動運転中にドライバーが積極的に操作を行うことなく制御されるもののことを言う。つまり、ここで言う「自動」又は「無人」とは、ドライバーが制御プロセスに実際に関わっているかどうかについてのみ言及している。この意味では、たとえドライバーが乗車していても、積極的に制御に関わっていない場合には、輸送手段や輸送車は無人自動運転されているといえる。

コンテナの保管及び搬送システムは、欧州特許第０３０２５６９号明細書から公知である。このシステムは、コンテナ船に対して積み降ろしを行うための埠頭クレーンが設けられた埠頭を含む。コンテナ船は埠頭に係留されている。当該システムは、さらに、一群のガントリークレーン用トラックが並んで配置されたコンテナ保管施設と、埠頭クレーンとガントリークレーンとの間でコンテナを輸送するための、レール上でガイドされない複数の車両と、これらの車両を自動制御するための手段とを含む。この車両自動無人制御手段は、プログラム自在の走行経路選択システムを含む。当該システムは、埠頭エリア内で予めプログラムされた位置に沿ってガイドトラック無しで車両をガイドすることができる。各車両は、走行経路を決定し決定した経路を所望経路と比較するためのナビゲーション装置を備えている。トランスポンダー基準グリッド及び誘導ワイヤの少なくとも１つが、埠頭エリアの路面上又は路面下に設けられている。各車両はさらに、１つ又は複数のトランシーバ装置を備えている。当該トランシーバ装置は、上述した基準グリッドとの相互作用によって車両位置を検出し、車両制御装置に信号を送ることによって車両位置を補正する。

こうした、いわゆる無人輸送車両又はＡＧＶは、それ自体が走行ドライブを備えた、地上走行ゴムタイヤ式搬送手段である。これらは、自動で、すなわち車両に乗って移動するドライバーや車両操作者無しで制御され、非接触でガイドされる。これらは、例えばＶＤＩガイドライン２５１０に規定されている。

同様の車両は、独国特許出願公開第１０２００７０３９７７８号明細書からも公知である。当該明細書には、コンテナ輸送用の地上走行輸送車が開示されている。当該輸送車は、輸送車の車両フレームに設けられた少なくとも１つの昇降プラットフォームを備えている。この昇降プラットフォームは、昇降ドライブによって、下方輸送位置から上方輸送位置に上昇させたり、これとは逆に下降させたりすることができる。この昇降プラットフォームは、少なくとも１つのトグル機構によって車両フレームに取り付けられている。昇降プラットフォームは、この少なくとも１つのトグル機構を介して昇降する。昇降ドライブは、この少なくとも１つのトグル機構に作用して昇降プラットフォームをガイドすることによって、輸送車上での昇降動を実現する。

独国特許出願公開第１９６１３３８６号明細書からは、カウンターバランス式フォークリフト運搬車が公知である。当該運搬車は、無人モード又は有人モードを任意に選択して運転することができ、運搬車上のパレット及び荷を操作するためのフォークを備える。当該地上走行操作システムは、無人自動運転を行えるよう、制御システムを備えている。この制御システムは、走行ドライブ手段、ステアリング手段、制動手段、フォーク移動制御手段の少なくとも１つに作動的に接続することができる。また、当該運搬車は、使用可能な走行ルート及び輸送タスクを入力及び記憶させるための手段、空間内の車両位置を自律的に検出するための手段、空間内の車両位置及び所定の輸送タスクに応じて車両の移動を制御するための手段、パレットの有無、位置及び向きを検出するための手段、パレットの位置及び向き、及び輸送タスクに応じてフォーク及び車両の少なくとも一方の移動を制御するための手段、及び、障害物がある場合に車両を制動するための手段、を備える。

米国特許第６１２９０２６号明細書からは、手荷物取扱所又は手荷物受取所と待機中の航空機との間の空港エリア内で航空貨物を搬送するためのシステムが公知である。この搬送には輸送車が用いられ、当該輸送車は、混合の運転モードで運転できる。すなわち、ドライバーが制御を行う有人運転と無人自動運転との間で切替えが行われる。当該輸送車は、エプロンの一部のエリアと手荷物取扱所又は手荷物受取所に向かうルートとに設けられた動力レール上では、自動無人モードで移動する。待機中の航空機の場所は一定ではないので、航空機エリアに向かう際にはドライバーが輸送車を制御する。

独国実用新案第２０２００７０１６１５６号明細書からは、コンテナの輸送及び積み上げの際に混合の運転モードで運転できるガントリー昇降トロリー、いわゆるストラドルキャリアーが公知である。このストラドルキャリアーは、コンテナが積み上げられた場所までは有人モードで移動する。ストラドルキャリアーを入り込ませて最上段のコンテナを持ち上げたり、コンテナを最上段に積んだりする作業は、自動操縦によって行う。この作業は、ドライバーがレーザースキャナを用いて始動させることができる。

欧州特許第０３０２５６９号明細書 独国特許出願公開第１０２００７０３９７７８号明細書 独国特許出願公開第１９６１３３８６号明細書 米国特許第６１２９０２６号明細書 独国実用新案第２０２００７０１６１５６号明細書

本発明の目的は、改良されたコンテナ積み替えシステムを提供することであり、また、この目的に適した地上走行ゴムタイヤ式コンテナ輸送車を提供することである。

上記の目的は、請求項１の特徴を有するコンテナ積み替えシステム及び請求項１０の特徴を有する地上走行ゴムタイヤ式コンテナ輸送車によって達成される。本発明の好適な実施形態は、従属クレーム２〜９及び１１に記載したとおりである。

本発明によれば、地上走行ゴムタイヤ式無人コンテナ輸送車が用いられる少なくとも１つの自動エリアを含む、改良されたコンテナ積み替えシステムが提供される。このコンテナ輸送車は、コンテナブリッジとコンテナ保管施設との間でコンテナを輸送するものである。当該システムには、コンテナブリッジとコンテナ保管施設との間でコンテナを輸送する地上走行ゴムタイヤ式有人コンテナ輸送車が用いられる少なくとも１つの手動エリアが設けられている。各コンテナ輸送車は、無人モード又は有人モードを任意に選択して運転することができるので、自動エリアおよび手動エリアのいずれをも任意に選択して走行することができる。このため、自動エリアと手動エリアとの境界におけるコンテナ積み替え作業が不要となる。よって、これらのエリアの境界では、ドライバーは単にコンテナ輸送車に乗り込むだけ、あるいは、コンテナ輸送車から下車するだけでよい。また、場合によっては、安全基準を満たしていることを条件とし、コンテナ輸送車から下車することなく乗車したままでいてもよい。

実質的な利点として以下のこともあげられる。すなわち、徐々に手動エリアを減らし自動エリアを増やすことによって、段階的にシステム全体を完全な無人自動運転状態にすることができる。その際に、最初はドライバーによる作業によって制御されていたすべてのコンテナ輸送車が、徐々に自動無人運転に切り替えられる。無人運転において、ドライバーは、監視を行うための受動的な存在としてコンテナ輸送車に乗車するが、緊急時や動作不良時には、本来自動であるべき車両制御に介入するようにしてもよい。

また、本システムによれば、自動無人制御装置又は自動コンテナ輸送車のメイン制御ユニットが無人運転中に動作不良を起こしても、従来ほど問題とはならない。修理が行われるまで、不良の起こったコンテナ輸送車にドライバーが乗って運転作業を行えばよいだけである。これとは逆に、ドライバーが運転できなくなった場合でも、コンテナ輸送車の運転を無人自動運転に切り替えることで柔軟に対処できる。

本システムは、以下の点においてさらに改良されている。すなわち、自動エリア及び手動エリアにおいてコンテナ輸送手段が用いられる。当該コンテナ輸送手段は、コンテナブリッジ及びコンテナ保管施設の少なくとも１つの近傍においてコンテナを上げ降ろしすることにより、コンテナ輸送車に対する荷の積み降ろしを行う。

特に好適な実施形態において、各コンテナ輸送手段は、無人モード又は有人モードを任意に選択して運転することができる。

コンテナブリッジ及びコンテナ保管施設の少なくとも１つの近傍において、コンテナ輸送車によってコンテナを自動的に上げ降ろしする構成とすれば、本システムの自動化の度合いをさらに増すことができる。

好ましい実施形態においては、地上走行コンテナ輸送車は、補助装置を用いて有人モードで運転することができるＡＧＶである。

特に、補助装置はドライバーキャビンを含み、このドライバーキャビンは、有人運転におけるステアリング、移動制御、及び制動のための制御システムを備える。

補助装置は、セキュリティー回路を介して始動させることが好ましい。この構成によれば、有人運転の際、ドライバーによる操作の引き継ぎは所定の制御下で行われ、誤って行われることがない。

好ましい実施形態においては、ドライバーキャビンは、地上走行コンテナ輸送車の前面に着脱可能に取り付けられる。そのために、ドライバーキャビンは、コンテナ輸送車あるいはＡＧＶの前面にフランジを介して固定される追加のコンポーネントとして構成される。

ドライバーキャビンは、高い位置に設け、ドライバーが周囲全体をよく見渡せるようにするのが好ましい。また、ドライバーキャビン、及びキャビン内のドライバーを守るための受動的安全装置を設ける。このような安全装置は、例えば、補強支材を組み合わせた転倒保護構造などである。

転倒保護構造（ＲＯＰＳ）は、ドライバーキャビン用の保護構造である。この転倒保護構造は、追加の補強フレームと格子状要素とを含んで構成され、ドライバーキャビン構造に組み込まれる。傾いたり転倒したりといった、いわゆる特別な事態が起こった時、この保護構造によってドライバーキャビンの過度な変形を防止できる。生存空間（いわゆる「たわみ限界領域」、ＤＬＶ）が確保されるので、ドライバーの怪我は防止される。保護構造を拡張する１つの方法は、ＲＯＰＳによる拡張である。この場合、ドライバーを落下物からも保護することができる。

ドライバーがドライバーキャビンからコンテナ輸送車を能動的に制御するために有人運転用制御システムが設けられる。この制御システムをコンテナ輸送車に作用させるために、当該制御システムは、ＡＧＶの車両制御手段に接続するためのインターフェイスを有する。当該制御システムは、始動後に、ＡＧＶの車両制御に介入し、制御を引き継ぐ。最も単純な例では、プラグインケーブル接続によって、ドライバーキャビンをコンテナ輸送車に連結することができる。

本発明によれば、無人モード又は有人モードを任意に選択して運転することができる、改良された地上走行ゴムタイヤ式コンテナ輸送車が提供される。当該コンテナ輸送車は、走行ドライブ手段、ステアリング手段及び制動手段の少なくとも１つに接続し作動させる無人運転用の制御システムを備える。当該制御システムは、使用可能な走行ルート及び輸送タスクを入力及び記憶させるための手段と、空間内の車両位置を自動的に検出するための手段と、空間内の車両位置及び所定の輸送タスクに応じてコンテナ輸送車の移動を制御するための手段と、障害物がある場合にコンテナ輸送車を制動するための手段とを備える。コンテナ輸送車は、有人運転中の制御用の補助装置に接続することができる。当該補助装置はドライバーキャビンを含み、ドライバーキャビンは、有人運転におけるステアリング、移動制御、及び制動を行うための制御システムを備える。コンテナ輸送車の前面には、ドライバーキャビンを着脱可能に取り付けるための取り付け手段が設けられている。

好適な実施形態においては、このコンテナ輸送車は、有人運転用の制御システムを車両制御手段に接続するためのインターフェイスを有する。

本発明の詳細、特徴及び利点は、図面を参照して以下に述べる実施形態から、より明らかになるであろう。

港でコンテナの積み替えをするためのシステムを示す概略平面図である。 自動モード又は手動モードを任意に選択して運転することができるコンテナ輸送車を示す斜視図である。

図１は、埠頭１を含む港においてコンテナの積み替えを行うためのシステムを示す概略平面図であり、埠頭には荷の積み降ろしが行われる船舶が係留されている。

荷の積み下ろしのために複数のコンテナブリッジ２が設けられており、各ブリッジは、ブームの一方側が船上に、他方側が埠頭１上に位置するように延びている。

当該システムは、さらに、公知のタイプのコンテナ保管施設３を含んでいる。このコンテナ保管施設には多数の保管レーン４が設けられている。各保管レーン４に対して、１つ又は複数の第１ガントリークレーン５が設けられている。これら第１ガントリークレーンは、保管レーン４に沿って延びる軌道上を走行可能である。

コンテナ保管施設３の埠頭１に面する側には、各保管レーン４の前に移管領域６が設けられている。コンテナは、一旦この移管領域に置かれてから、コンテナ保管施設３内に配置される。あるいは、コンテナ保管施設から取り出されたコンテナがこの移管領域に置かれる。

埠頭１とは反対側にあたる、コンテナ保管施設３の陸側には、トラック及び／または鉄道施設に対する移管を行うための移管エリアが設けられている。この移管エリアにおいて、コンテナ保管施設３から取り出されたコンテナをトラックやレールワゴンに積み込んだり、コンテナ保管施設３内に配置するコンテナをトラックやレールワゴンから降ろしたりする。

このため、この陸側の移管エリアには、複数の第２ガントリークレーン７が設けられている。これら第２ガントリークレーンは、移管領域８においてトラックに対する荷の積み降ろしを行ったり、レールトラック区域９においてレールワゴンに対する荷の積み降ろしを行ったりするための回転可能な昇降機構を備えている。

埠頭１では、コンテナブリッジ２によって、船から降ろしたコンテナを地面に置いたり、これから船に積み込むコンテナを持ち上げたりする。

埠頭１でのコンテナの輸送は、地上走行コンテナ輸送車１０を用いて行われる。このコンテナ輸送車は、通常、ゴム製空気タイヤを備え、このタイヤによって自由に、特にレールが無い場所でも、走行することができる。

これらの輸送車は、通常、自動無人運転輸送車、すなわち、自動搬送車（ＡＧＶ）である。図２に示したコンテナ輸送車１０もＡＧＶとして構成されており、平床型のトラックのように、互いに分離した２つの荷台を有する。これらの荷台は前後に並んで配置されており、各荷台に１つのコンテナを載置することができるようになっている。あるいは、荷台を昇降装置を用いて昇降させることができるように設計してもよい。このような自動搬送車（ＡＧＶ）又はコンテナ輸送車１０は、当然のことながら、ガントリー昇降トロリーあるいはストラドルキャリアーとして設計することにより、コンテナを積み上げるのに適した構成とすることも可能である。

埠頭１は、無人コンテナ輸送手段、すなわち、ストラドルキャリアーなどのＡＧＶとして構成されたコンテナ輸送車１０が用いられる少なくとも１つの自動コンテナ輸送エリアＡと、有人コンテナ輸送手段が用いられる少なくとも１つの手動コンテナ輸送エリアＢとに分かれている。

本発明によれば、コンテナ輸送車１０は、無人自動運転だけでなく、有人モードを選択して運転することもできる。このように、コンテナ輸送車１０は、自動エリアＡ内ではドライバーのいない無人コンテナ輸送手段として用い、手動エリアＢ内ではドライバーのいる有人コンテナ輸送手段として用いることができる。

安全のため、自動エリアＡには人が進入できないようにする。これは、例えば、フェンスを設けたり、入口に電子式進入防止装置を設けたりすることによって行う。

従って、自動エリアＡと手動エリアＢとは、セキュリティーチェックポイント１１によって隔てられている。

セキュリティーチェックポイント１１は、人やドライバーの望ましくない進入を防ぎ、また、手動エリアＢから自動エリアＡへのコンテナ輸送車１０の通過及びその逆方向の通過を防ぐ。

もちろん、特定の状況下では、許可された状態での意図的なエリア進入又はエリア間の通過が可能である。

例えば、メンテナンス担当者が修理のために自動エリアＡに意図的に進入する場合が考えられる。また、コンテナ輸送車１０がエリア間を通過することが必要な場合も考えられる。これは、例えば、コンテナ輸送車１０が自動エリアＡに進入する際に、ドライバーが車両から降りてセキュリティーチェックポイント１１から離れたことを確認する、あるいは、その他の電子的な確認方法を採用するなど、安全対策をとることで実行可能である。

このようなことを可能にするため、基本的にはＡＧＶとして構成されるコンテナ輸送車１０に対して、有人運転、特にドライバーによる制御を可能にする補助装置を、必要な場合のみ又は常設の装置として設けることができる。

当該補助装置は、ドライバーキャビン１２を含んで構成される。ドライバーキャビンは、コンテナ輸送車１０の有人運転、特に、ドライバーによるステアリング、移動制御及び制動を行うための制御システム１３を備える。このような制御システム自体は、ドライバーによって有人モードのみで運転を行うコンテナ輸送車から公知である。

有人運転の際の上記補助装置の始動、又は、コンテナ輸送車１０の制御を制御システム１３及びドライバーによる制御に切替える操作は、二重に確認した上で、セキュリティー回路を介して行われる。従って、コンテナ輸送車１０の自動運転又は手動運転が誤ってオンオフするのを防ぐことができる。

制御システム１３は、始動後に、それまで自動または無人モードで運転されていたコンテナ輸送車１０の車両制御手段に介入し、ドライバーが運転を引き継ぐことができるように構成されている。

ドライバーキャビン１２は、コンテナ輸送車１０の前端部１４の高い位置に、着脱可能に設けられている。すなわち、ドライバーキャビンは、ボルトなどの着脱可能な保持手段によって固定され、電気的またはその他の動力及び信号伝達手段を介してコンテナ輸送車１０に連結されているだけなので、コンテナ輸送車から取り外すことができる。

ドライバーキャビン１２及びキャビン内のドライバーを守るための受動的安全装置をさらに備えてもよい。このような安全装置は、例えば、転倒保護構造などの、支柱補強システムである。

ドライバーがドライバーキャビン１２からコンテナ輸送車１０を制御できるようにするため、ドライバーキャビンには有人運転用の制御システム１３が設けられている。この制御システムがコンテナ輸送車１０に作用できるように、車両制御手段に接続するためのインターフェイス１５が設けられている。ドライバーキャビン１２は、取り付けの際に、プラグインケーブル接続１６によって、このインターフェイスを介してコンテナ輸送車１０に連結される。

コンテナ輸送車１０が単に自動運転における無人モードでのみ用いられる場合には、ドライバーキャビン１２は取り外しておいてもよい。

無人モード又は有人モードで運転することができるコンテナ輸送車１０は、無人運転用の制御システム１３を備える。当該制御システムは、走行ドライブ手段、ステアリング手段及び制動手段の少なくとも１つに接続し、これらを作動させることが可能である。また、当該制御システムは、使用可能な走行ルート及び輸送タスクを入力及び記憶させるための手段と、空間内の車両位置を自動的に検出するための手段と、空間内の車両位置及び所定の輸送タスクに応じてコンテナ輸送車の移動を制御するための手段と、障害物がある場合にコンテナ輸送車を制動するための手段とを含む。

また、コンテナ輸送車１０は、有人運転を行うために、ドライバーキャビン１２を備える。ドライバーキャビンは、有人運転におけるステアリング、移動制御及び制動を行うための制御システム１３を有する。

１ 埠頭
２ コンテナブリッジ
３ コンテナ保管施設
４ 保管レーン
５ 第１ガントリークレーン
６ 移管領域
７ 第２ガントリークレーン
８ 移管領域
９ レールトラック区域
１０ コンテナ輸送車
１１ セキュリティーチェックポイント
１２ ドライバーキャビン
１３ 制御システム
１４ 前端部
１５ インターフェイス
１６ ケーブル接続
Ａ 自動エリア
Ｂ 手動エリア

Claims (10)

1. 地上走行ゴムタイヤ式無人コンテナ輸送車（１０）と、地上走行ゴムタイヤ式有人コンテナ輸送車（１０）とが用いられるコンテナ操作システムであって、前記両種類のコンテナ輸送車は、コンテナブリッジ（２）とコンテナ保管施設（３）との間でコンテナを輸送するとともに、埠頭（１）において前記コンテナブリッジ（２）を介してコンテナの積み降ろしを行うように構成されており、
   地上走行ゴムタイヤ式有人コンテナ輸送車（１０）のみが用いられる少なくとも１つの手動エリア（Ｂ）が設けられており、
   地上走行ゴムタイヤ式無人コンテナ輸送車（１０）のみが用いられる少なくとも１つの自動エリア（Ａ）が設けられており、
   前記各コンテナ輸送車（１０）は、それぞれ、無人モード又は有人モードを任意に選択して運転することができ、従って、前記自動エリア（Ａ）又は前記手動エリア（Ｂ）を任意に選択して走行することができ、前記自動エリア（Ａ）と前記手動エリア（Ｂ）とは互いに離間した位置にある、コンテナ操作システム。
2. 前記自動エリア（Ａ）は、人が進入できないように構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記自動エリア（Ａ）と前記手動エリア（Ｂ）との間にはセキュリティーチェックポイント（１１）が設けられており、これによって、前記コンテナ輸送車（１０）に乗ったドライバーの前記手動エリア（Ｂ）から前記自動エリア（Ａ）への進入が防止されている、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記自動エリア（Ａ）及び前記手動エリア（Ｂ）のそれぞれにおいてコンテナ輸送手段が用いられ、
   前記コンテナ輸送手段は、前記コンテナブリッジ（２）及び前記コンテナ保管施設（３）の少なくとも１つの近傍においてコンテナを上げ降ろしすることにより、前記コンテナ輸送車（１０）に対する荷の積み降ろしを行う、請求項１〜３のいずれか１つに記載のシステム。
5. 各コンテナ輸送手段は、無人モード又は有人モードを任意に選択して運転することができる、請求項４に記載のシステム。
6. 前記コンテナブリッジ（２）及び前記コンテナ保管施設（３）の少なくとも１つの近傍において、前記コンテナ輸送車（１０）によってコンテナを自動的に上げ降ろしすることができる、請求項４に記載のシステム。
7. 前記地上走行コンテナ輸送車（１０）は、補助装置を用いて有人モードで運転することができるＡＧＶである、請求項１〜６のいずれか１つに記載のシステム。
8. 前記補助装置はドライバーキャビン（１２）を含み、前記ドライバーキャビンは、有人運転におけるステアリング、移動制御、及び制動のための制御システム（１３）を備える、請求項７に記載のシステム。
9. 前記ドライバーキャビン（１２）は、地上走行コンテナ輸送車（１０）の前面（１４）に着脱可能に取り付けられている、請求項８に記載のシステム。
10. 前記制御システム（１３）は、前記ＡＧＶの車両制御手段に接続するための有人運転用インターフェイス（１５）を有し、前記制御システム（１３）は、始動後に、前記ＡＧＶの車両制御に介入し、制御を引き継ぐ、請求項８又は９に記載のシステム。

Images