JP2004155471A

JP2004155471A - 流体荷役装置

Info

Publication number: JP2004155471A
Application number: JP2002323830A
Authority: JP
Inventors: Hisao Takezawa; 久夫竹沢; Noboru Takenaka; 昇武仲
Original assignee: NIIGATA LOADING SYSTEMS Ltd
Current assignee: NIIGATA LOADING SYSTEMS Ltd
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】流体荷役装置において、アーム内管路に流体を保持している状態でも流体を排出した状態でも、容易に装置のバランスをとることができるようにする。
【解決手段】立上り管３、インボードアーム２、アウトボードアーム７を備えるローディングアーム１において、基台５０に固定された立上り管３の上端に２軸スイベルジョイント５を設けて水平軸及び鉛直軸回りに回動可能としたインボードアーム２の後端にバランスアーム４を延設する。そしてバランスアーム４の軸方向に沿って可動なバランスウエイト１２を配設し、バランス調整機構１１を設けて、バランスウエイト１２を移動する。ローディングアーム１の重心位置の変動に応じて、バランスウエイト１２を移動して重心のバランスをとる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体荷役装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、石油類や液体薬品など種々の流体を、固定タンクなどの流体貯蔵槽と、例えばタンクローリーやタンカーなどの流体運搬手段との間で、流体を移送する流体荷役装置として、ローディングアームが広く用いられている。これらのローディングアームは、固定された中空パイプの上端にスイベルジョイントなどの回動管継手により連結された中空の回動アームを形成し、その先端の流体吐出口を流体の移送先と連結して、流体移送路を形成し、移送を行うものである。
回動アームは一般に長尺なので、円滑に稼動させるために、回動アームの後端側からバランス用アームを延設し、その上にバランスウエイトを設ける場合がある。バランスウエイトは、小型や手動式のローディングアームではバランス用アームに固定されていた。
また、回動アームの回動に伴うローディングアームの重心の変化に応じて、その変化を相殺するようにバランスウエイトを移動可能としたものが知られている。例えば、特許文献１には、バランス用アームと回動アームの間に平行リンク機構を設け、バランスウエイトを所定のロッド上に固定することにより、回動アームの角度変化しても重心が一定に保たれる装置が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭６３−４２６００号公報（第４−９頁、図１−６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の流体荷役装置では、以下のような問題があった。
図４は、このような従来技術の流体荷役装置の一例に係るローディングアーム１００を説明するための正面説明図である。
ローディングアーム１００の概略構成は、立上り管３、２軸スイベルジョイント５、インボードアーム２、スイベルジョイント６、アウトボードアーム７０、バランスアーム４およびバランスウエイト６３からなる。
【０００５】
立上り管３は、基台５０上に鉛直上向きに立設された中空管である。その下端部には、管継手３ａが設けられ、流体供給源（図示略）と接続されている、その上端には、２軸スイベルジョイント５が設けられている。
２軸スイベルジョイント５は、管路のシール性を維持しながら、鉛直軸および水平軸回りに回動可能とされた回動管継手であり、それぞれ独立のスイベルジョイントからなる水平回転部５ａおよび鉛直回転部５ｂを曲げ角９０°の屈曲管で接合したものである。そして、水平回転部５ａが立上り管３の上端に接続されている。
【０００６】
インボードアーム２は、２軸スイベルジョイント５の鉛直回転部５ｂに一方の端部を接続して立上り管３と連結された中空管であり、他方の端部には、１軸方向に回動するスイベルジョイント６が設けられている。
【０００７】
アウトボードアーム７０は、スイベルジョイント６にパイプ７ａを接続し、パイプ７０ａの他端にスイベルジョイント７０ｂを介して屈曲パイプ７０ｃを接続し、屈曲パイプ７０ｃの他端にスイベルジョイント７０ｄを介して吐出パイプ７０ｅを接続した中空連結管から構成されている。アウトボードアーム７０は、スイベルジョイント６により水平軸回りの回動可能なので、２軸スイベルジョイント５の作用により、３軸回りの回動が可能となっているが、スイベルジョイント７０ｂ、７０ｄを備えることにより、吐出パイプ７０ｅの姿勢と、吐出口７０ｆの位置とをさらに細かく変えられるようになっている。
吐出パイプ７０ｅの他端には、適宜の管継手を備える吐出口７０ｆが設けられている。
【０００８】
バランスアーム４は、インボードアーム２の、２軸スイベルジョイント５に接続された側の端部にインボードアーム２の延びる方向に略平行な後方方向に延設された棒状または管状のアーム部材である。
バランスウエイト６３は、例えば、鋼板などを重ねて適宜の質量に調整された重錘であり、ボルト６０、ナット６１などによって、２軸スイベルジョイント５からバランスアーム４の延設方向において距離Ｄ_０の位置に固定されている。
【０００９】
このようなローディングアーム１００によれば、アウトボードアーム７０を稼動させながら、所定の流体移送先に連結してから、立上り管３、インボードアーム２、アウトボードアーム７０からなるアーム内管路内に流体を送出することにより流体移送が行われる。
【００１０】
バランスウエイト６３の固定位置Ｄ_０は、アウトボードアーム７０を移動しやすいように、例えば、図４に示したようにインボードアーム２が水平方向を向いている状態で、ローディングアーム１００の重心が立上り管３の軸線上に来るように設定される。その結果、ローディングアーム１００の質量が大きくても、軽負荷で２軸スイベルジョイント５回りの回動を行うことが可能となっている。
【００１１】
ところがローディングアーム１００では、例えば、複数のタンクローリーなどに次々に流体を移送する場合でも、毎回、アーム内管路から流体を排出し、中を空にしなければならず、そのための作業時間がかかっていた。
吐出口７ｆにバルブなどを設けて、流体をアーム内管路内に保持したまま、移送先を変えるようにすれば、その作業時間が節約できるが、その状態では、ローディングアーム１００の重心がずれてしまい、インボードアーム２、アウトボードアーム７０などを回動させるための負荷が増大して作業性が悪化するという問題があった。特に手動式の場合、人力では作業できない場合も出てくるので、アーム内管路の長さを短くする必要があり、動作半径の大きいローディングアームが得られないという問題があった。
【００１２】
一方、特許文献１に記載の技術では、回動アームの角度変化により重心が一定するものの、回動アーム内に流体がある場合とない場合との重心変化には対応できなかった。流体荷役作業では、必ずその２つの場合が混在するので、一方の場合の作業性が必ず劣ったものとなるという問題があった。また、手動式の場合には、上記と同じ問題があった。さらに、平行リンク機構が必要とされるため、装置が複雑化、大型化するという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、アーム内管路に流体を保持している状態でも流体を排出した状態でも、容易に装置のバランスをとることができる流体荷役装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、流体供給源に接続されて鉛直方向に延ばされた固定管路と、該固定管路の上端に第１の回動管継手を介して回動可能に連結された第１管路と、該第１管路の先端に第２の回動管継手を介して回動可能に連結された第２管路とを備える流体荷役装置であって、前記第１管路の後端側に、該第１管路の延長方向の軸線に対して略平行にアーム部材が延設され、該アーム部材の延設方向に沿って重錘を移動して、装置の重心位置を調整するバランス調整機構が設けられた構成とする。
この発明によれば、重錘をアーム部材の延設方向に沿って移動するバランス調整機構が設けられているので、第１管路および第２管路内の流体の有無などによる装置の重心位置の変化があっても容易に重心位置を調整することができ、第１管路および第２管路を低負荷で回動することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の流体荷役装置において、前記バランス調整機構が、重錘を移動するスクリュージャッキを備え、該スクリュージャッキの入力軸を無端ループ状の巻き掛け部材によって手動で回転駆動することが可能とされた構成とする。
この発明によれば、スクリュージャッキにより、低負荷で重錘を移動でき、巻き掛け部材によってスクリュージャッキの入力軸を回転駆動するので、構成が簡素であり、手動操作が容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。すべての図面において、同一または相当する部材は同一符号を付し、従来の技術と重複する説明は省略する。
図１は、本発明の実施形態に係るローディングアーム１の概略構成を説明するための正面説明図である。
ローディングアーム１（流体荷役装置）の概略構成は、立上り管３（固定管路）、２軸スイベルジョイント５（第１の回動管継手）、インボードアーム２（第１管路）、スイベルジョイント６（第２の回動管継手）、アウトボードアーム７（第２管路）、バランスアーム４（アーム部材）およびバランス調整部１０からなる。すなわち、ローディングアーム１は、従来技術に係るローディングアーム１００のアウトボードアーム７０をアウトボードアーム７に代え、バランスアーム４に固定されたバランスウエイト６３に代えてバランス調整部１０を設けたものである。
【００１７】
アウトボードアーム７は、アウトボードアーム７０の吐出口７ｆに代えて、吐出パイプ７ｅの先端に、バルブレバー８ａで開閉可能なバルブ８（開閉弁）による吐出口を設けたものである。
バランス調整部１０は、バランス調整機構１１、バランスウエイト１２（重錘）およびガイドロッド１３からなる。
【００１８】
バランス調整機構１１は、スクリュージャッキ３０、チェーンホイール２３およびチェーン２２（巻き掛け部材）からなる。
図２は、バランス調整機構１１の概略構成を説明するための斜視部分断面図である。
スクリュージャッキ３０は、入力軸の回転を、例えばウォームギヤによって減速し、入力軸と直交する方向に出力軸が進退するように駆動可能とされたものである。出力軸の駆動方式には、例えば、ボールねじ方式、台形ねじ方式などがあるが、どのような方式を採用してもよい。
【００１９】
本実施形態では、台形ねじ方式を採用している。すなわち、ジャッキケース１８に、ウォーム１５ａが形成されたウォーム軸１５（入力軸）と、外周部にウォーム１５ａと噛み合ウォームホイール歯形が形成され、内周部に回転中心と同軸な雌ねじが形成されたウォームホイール１６とが、それぞれ、軸受２０およびスラスト軸受１９により、互いに回転軸が直交するように配設されている。そして、外周に雄ねじが形成されたスクリュー軸１７（出力軸）がウォームホイール１６の雌ねじの回転によって軸方向に進退可能とされた状態で、ウォームホイール１６と螺合されている。
スクリュー軸１７の端部には軸取付部１７ａが設けられ、バランスウエイト１２とボルト締結可能とされている。
【００２０】
チェーンホイール２３は、ウォーム軸１５に結合されて、ウォーム軸１５を回転駆動するためのものである。
チェーン２２は、チェーンホイール２３を巻き掛け駆動するために、チェーンホイール２３のスプロケットに噛み合う構成とされ、チェーンホイール２３の外周より長い周長を有する無端ループ状とされている。
【００２１】
このように構成されたバランス調整機構１１は、スクリュー軸１７の進退方向がバランスアーム４と平行方向となる姿勢で、バランスアーム４の中間部に固定されている。そして、チェーン２２がローディングアーム１の回動の操作を行う作業者が操作可能な位置で鉛直下方に垂れ下がるようになっている。
【００２２】
バランスウエイト１２は、バランス調整機構１１の軸取付部１７ａにより固定することができ、バランスアーム４に沿って移動可能であれば、どのような材質、形状の重錘であってもよく、またどのような取付方法を採用してもよい。例えば、鉄板などを複数重ねて適宜の質量に調整された重錘に貫通孔を設けてボルト・ナットで固定され、その貫通孔にはバランスアーム４の中心軸線に平行に固定された所定長さのガイドロッド１３が摺動可能に挿通されている。そして、適宜の取付部を備えることにより軸取付部１７ａとボルト締結され、スクリュー軸１７と一体に移動することが可能となっている。
ガイドロッド１３の両端部には、バランスウエイト１２の抜け止めが施されており、バランスウエイト１２の可動範囲を規制している。
【００２３】
次に、本発明の実施形態に係るローディングアーム１の作用について説明する。
ローディングアーム１によれば、チェーン２２により、手動でチェーンホイール２３を回転させて、スクリュージャッキ３０のスクリュー軸１７を進退させることができる。そして、バランスウエイト１２をバランスアーム４に沿って移動させ、ローディングアーム１の水平軸回りの回動支点となっている２軸スイベルジョイント５からの距離を変えることができる。そのようにして、バランスウエイト１２を移動させることにより、ローディングアーム１の重心位置を調整することができる。
【００２４】
したがって、ローディングアーム１の回動などの作業時に、バランスウエイト１２を移動させ、ローディングアーム１の重心位置を適宜の位置に移動させることができる。そこで、ローディングアーム１の重心位置を立上り管３および２軸スイベルジョイント５を通る鉛直軸上に移動させることにより、ローディングアーム１の２軸スイベルジョイント５回りのモーメントがつりあい、インボードアーム２およびアウトボードアーム７の回動作業を軽快に行うことができる。
【００２５】
また、このような回動作業に伴い、ローディングアーム１の重心位置がずれていく場合であっても、チェーン２２を操作することにより、常時、最適の位置にバランスウエイト１２を調整することが可能である。このような操作は、ローディングアーム１を操作する作業者が行うことができるので、作業の負荷変化を作業者が感知しながら、作業負荷がより軽快になるように微調整することができるという利点がある。その結果、作業性が著しく向上する。
【００２６】
このような作業時の重心位置変動の一例として、ローディングアーム１内の流体の有無が挙げられる。
流体荷役は、例えばタンクローリーなどの荷役先とアウトボードアーム７を接続するまでは、図１に示したように、インボードアーム２、アウトボードアーム７内が空の状態で移動される。このとき、ローディングアーム１の重心を２軸スイベルジョイント５の両側で分けて考え、アウトボードアーム７側では、２軸スイベルジョイント５から水平距離ｄ_１の位置Ｇ_１であり、バランスウエイト１２側では、バランスウエイト１２の重心位置にほぼ等しい位置Ｇ_１であるとする。このとき、それぞれの側の質量から、てこの原理により定まる位置Ｄ_１（第１の位置）に、バランスウエイト１２を移動することにより、重心のバランスを保つことができる。
【００２７】
次に、流体の送出が開始されると、図３に示したように、ローディングアーム１およびアウトボードアーム７内に、流体４０が満たされ、アウトボードアーム７側の重心が水平距離ｄ_２（ｄ_２＞ｄ_１）となる位置Ｇ_２に変化する。このとき、チェーン２２を操作して、バランスウエイト１２を位置Ｄ_２（第２の位置_、Ｄ_２＞Ｄ_１）に移動することにより、重心のバランスを保つことができる。
【００２８】
したがって、その流体の荷役が終了したあとで、例えば同じ流体を別のタンクローリーなどに荷役する場合、まずバルブレバー８ａを操作してバルブ８を閉鎖してから、アウトボードアーム７を切り離し、流体のローディングアーム１内に保持したまま、アウトボードアーム７を別の荷役先に移動して、接続することが可能となる。
その結果、同じ流体を連続して荷役する場合、アウトボードアーム７を荷役先から切り離して別の荷役先に接続しなおす間で、ローディングアーム１内の流体をいったん退避する作業を省略することができ、作業時間を短縮することができる。
【００２９】
また、バランスウエイト１２の可動範囲をあらかじめ、ローディングアーム１の可動部分の内部に流体４０が排出された状態（図１参照）と流体４０で満たされる状態（図３参照）とにそれぞれ相当する位置Ｄ_１、Ｄ_２を移動限度としておけば、それぞれの状態で、移動限度いっぱいまでバランスウエイト１２を移動させれば最適のバランス位置となる。その結果、作業者は、バランスウエイト１２を一方向へ移動限度まで送るだけで、それぞれの作業状態に応じた最適な重心のバランスが得られるから、調整作業が簡素となり、熟練していない作業者でも容易かつ迅速に作業を行うことができる利点がある。
【００３０】
このように、本実施形態に係るローディングアーム１によれば、作業者による手動操作が可能な簡素なバランス調整機構１１を設けることにより、ローディングアーム１の重心位置の変動に応じてきわめて容易にその重心位置を調整することができ、流体荷役作業の作業効率を格段に向上させることができる。
【００３１】
なお、上記の説明では、バランス調整機構１１にスクリュージャッキ３０を用いた例で説明したが、バランスウエイト１２を容易に移動させることができれば、スクリュージャッキに限るものではない。例えば、適宜の歯車減速機を備えたピニオンラック機構などを採用してもよい。
【００３２】
また、上記の説明では、バランス調整機構１１を手動駆動する例で説明したが、モータなどの機械力を用いて駆動してもよいことは言うまでもない。したがって、バランス調整機構１１は、例えば電動アクチュエータなどで構成してもよい。
【００３３】
また、上記の説明では、ローディングアーム１の重心位置を、２軸スイベルジョイント５を通る鉛直軸上に調整する例で説明したが、そのようにすれば、最も負荷が軽くなるからであって、調整位置がその近傍であっても低負荷となることは言うまでもない。したがって、厳密な位置調整が必要というわけではない。
【００３４】
【発明の効果】
以上に述べたように、請求項１に記載の発明では、荷役中に、種々の原因による装置の重心位置の変化、例えば、第１管路および第２管路内の流体の有無による重心位置の変化、が起きても、容易に重心位置を調整することができ、第１管路および第２管路を低負荷で回動することができるから、流体荷役の作業性が向上することができるという効果を奏する。
【００３５】
請求項２に記載の発明では、スクリュージャッキと巻き掛け部材とにより、重錘を低負荷で移動できるので、簡素な構成で手動操作が容易となるから、簡素で作業性が向上された流体荷役装置とすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るローディングアームの概略構成を説明するための正面説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るバランス調整機構の概略構成を説明するための斜視部分断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るローディングアームの作用を説明するための正面説明図である。
【図４】従来の技術の一例に係るローディングアームを説明するための正面説明図である。
【符号の説明】
１ローディングアーム（流体荷役装置）
２インボードアーム（第１管路）
３立上り管（固定管路）
４バランスアーム（アーム部材）
５２軸スイベルジョイント（第１の回動管継手）
６スイベルジョイント（第２の回動管継手）
７アウトボードアーム（第２管路）
８バルブ（開閉弁）
１０バランス調整部
１１バランス調整機構
１２バランスウエイト（重錘）
１３ガイドロッド
１５ウォーム軸（入力軸）
１７スクリュー軸
２２チェーン（巻き掛け部材）
２３チェーンホイール
３０スクリュージャッキ
４０流体

Claims

流体供給源に接続されて鉛直方向に延ばされた固定管路と、該固定管路の上端に第１の回動管継手を介して回動可能に連結された第１管路と、該第１管路の先端に第２の回動管継手を介して回動可能に連結された第２管路とを備える流体荷役装置であって、
前記第１管路の後端側に、該第１管路の延長方向の軸線に対して略平行にアーム部材が延設され、
該アーム部材の延設方向に沿って重錘を移動して、装置の重心位置を調整するバランス調整機構が設けられたことを特徴とする流体荷役装置。
前記バランス調整機構が、重錘を移動するスクリュージャッキを備え、
該スクリュージャッキの入力軸を無端ループ状の巻き掛け部材によって手動で回転駆動することが可能とされたことを特徴とする請求項１に記載の流体荷役装置。