JP2012076887A - クレーン - Google Patents

Abstract

【課題】
クレーンにおいて、スプレッダの軽量化を実現し、クレーンのエネルギー効率を向上したクレーンを提供する。また、クレーンオペレータ１人でスプレッダの交換作業を行えるクレーンを提供する。更に、フリッパの動作の安定性を高めたクレーンを提供する。
【解決手段】
海上輸送用コンテナ４０を荷役する荷役装置としてトロリから懸吊したヘッドブロック２と、ヘッドブロック２の下方に連結したスプレッダ１を有するクレーンにおいて、スプレッダ１が、スプレッダ１をコンテナ４０上にガイドするための複数のガイド部材３と、ガイド部材３にそれぞれ連結した操作ワイヤ４と、操作ワイヤ４に設置した作動部材１２を有しており、ヘッドブロッ２クが、作動部材１２とそれぞれ連結して、作動部材１２に動力を伝達する複数の連結部３１と、連結部３１をそれぞれ動作するための複数の駆動装置３２を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、海上輸送用コンテナを荷役する荷役装置としてトロリから懸吊したヘッドブロックと、ヘッドブロックの下方に連結したスプレッダを有するクレーンに関するものである。

海上輸送用コンテナの荷役に、岸壁クレーン（橋形クレーン）、及び門型クレーン等（以下、クレーンと言う）を使用している。図６に、岸壁クレーン又は門型クレーン等が有するスプレッダ１Ｘとヘッドブロック２Ｘを示す。図６に示す様に、ヘッドブロック２Ｘの下方に、スプレッダ１Ｘを連結している。このスプレッダ１Ｘは、スプレッダ１Ｘをコンテナ４０上に誘導するための複数のガイド部材（以下、フリッパと言う）３Ｘを有している。また、スプレッダ１Ｘは、伸縮アーム４２を有している（例えば、特許文献１の図４、特許文献２、及び特許文献３の図１参照）。この伸縮アーム４２は、スプレッダ１Ｘに搭載した油圧ユニット又は電動機構等の動力機構により、伸縮するように構成している。

この伸縮アーム４２の伸縮動作は、クレーン操作室からヘッドブロック２Ｘを介して、スプレッダ１Ｘの動力機構に動力及び指示信号を伝達して行うように構成している。この伝達は油圧及び電気等のケーブル４３を介して行う。

クレーンは、この伸縮アーム４２の伸縮により、異なる長さを有するコンテナ４０を荷役することができる。なお、主なコンテナ４０は、全長が２０ｆｔ又は４０ｆｔとなっている。また、４５ｆｔなど異なるサイズのコンテナも存在している。更に、特許文献３に記載しているように、２０ｆｔコンテナを２つ同時に荷役することもできる。

一方で、スプレッダ１Ｘに設置したフリッパ３Ｘは、油圧ユニット又は電動アクチュエータ等で上下方向に旋回する構造を有している。フリッパ３Ｘは、コンテナ船の船倉内に設置したセルガイドと、接触することを避ける等のために、旋回する構造を有している。なお、セルガイドとは、航海中のコンテナの荷ずれを防止するために設置している。このフリッパ３Ｘを旋回する電動アクチュエータへの給電は、ヘッドブロック２Ｘから接触式電極等を介して、スプレッダ１Ｘに供給するように構成している。

しかしながら、上記のスプレッダ１Ｘは、以下の問題点を有している。第１に、スプレッダ１Ｘの重量が大きく、荷役作業におけるエネルギー効率が低いという問題を有している。つまり、クレーンは、コンテナ４０と共に、このコンテナ４０と同程度の重量を有する吊り具（スプレッダ１Ｘ及びヘッドブロック２Ｘ等）を、常時巻き上げなくてはならない。

クレーンは、この吊り具を巻き上げるエネルギーと、伸縮アームを動作するためのエネルギーが必要であり、消費エネルギーが増大している。なお、クレーンのサイズにより差異はあるが、例えば、動力機構を有するスプレッダ１Ｘの重量は約１０〜１５ｔとなり、このスプレッダ１Ｘを保持するヘッドブロック２Ｘは約３〜５ｔとなっている。また、２０ｆｔコンテナ、４０ｆｔコンテナともコンテナ本体と積載貨物を合わせた最大総重量は約３５ｔであり、平均的には約２０ｔである。通常２０ｆｔコンテナは密度が高い貨物用、４０ｆｔコンテナは密度が低い貨物用に用いられている。

第２に、スプレッダ１Ｘの交換を行う場合、作業員によりスプレッダ１Ｘとヘッドブロ
ック２Ｘの連結作業が必要となるという問題を有している。このため、人件費がかかり、且つ交換作業のために多くの時間がかかってしまう。つまり、スプレッダ１Ｘとヘッドブロック２Ｘの連結作業は、構造的に連結する作業に加え、ヘッドブロック２Ｘからスプレッダ１Ｘに動力を伝達するために、動力的に連結する作業が必要となる。

具体的には、油圧カップリング又は電源ケーブルの接続作業が必要となる。なお、スプレッダ１Ｘは、荷役作業時にコンテナ４０等に衝突し、変形する可能性が高く、交換が必要となることが多々ある消耗品である。

第３に、フリッパの動作が不安定となる問題を有している。つまり、スプレッダとヘッドブロックの間の接触式電極が一時的に切断して、フリッパが動作しない事態が発生する。これは、スプレッダ及びヘッドブロックが、コンテナへの接触等により１０Ｇ以上の衝撃を受ける装置であり、この衝撃により電極の接触が維持できなくなるためである。また、スプレッダ内に設置した電動アクチュエータが、衝撃や風雨等により劣化し、動作不良を起こすという問題を有している。

特許３０２６４９５号公報 実開昭６３−４１０８４号公報 特開平１０−１９４６５７号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、海上輸送用コンテナを荷役する荷役装置としてトロリから懸吊したヘッドブロックと、ヘッドブロックの下方に連結したスプレッダを有するクレーンにおいて、スプレッダの軽量化を実現し、クレーンのエネルギー効率を向上したクレーンを提供することである。また、クレーンオペレータ１人でスプレッダの交換作業を行えるクレーンを提供することである。更に、フリッパの動作の安定性を高めたクレーンを提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係るクレーンは、海上輸送用コンテナを荷役する荷役装置としてトロリから懸吊したヘッドブロックと、前記ヘッドブロックの下方に連結したスプレッダを有するクレーンにおいて、前記スプレッダが、前記スプレッダを前記コンテナ上にガイドするための複数のガイド部材と、前記ガイド部材にそれぞれ連結した操作ワイヤと、前記操作ワイヤに設置した作動部材を有しており、前記ヘッドブロックが、前記作動部材とそれぞれ連結して、前記作動部材に動力を伝達する複数の連結部と、前記連結部をそれぞれ動作するための複数の駆動装置を有していることを特徴とする。

この構成により、スプレッダに搭載する動力機構が不要となり、スプレッダを軽量化することができる。このスプレッダの軽量化により、クレーンのエネルギー効率を向上することができる。また、スプレッダとヘッドブロックを連結する際に、油圧ホース又は電源ケーブル等の連結作業が不要となるため、クレーンオペレータ１人で連結作業を行うことができる。

更に、スプレッダとヘッドブロックの動力的接続を、作動部材の開口部に、連結部を嵌入する構成により実現している。この動力的接続は構造的に簡易であり、安定的であるため、ガイド部材（フリッパ）の動作を安定化することができる。なお、操作ワイヤは、金属製より線、チェーン、ロープ等の紐状物で構成することができる。

上記のクレーンにおいて、前記クレーンが、少なくとも２０ｆｔコンテナ用スプレッダ及び４０ｆｔコンテナ用スプレッダを有し、前記スプレッダのいずれか１つを、前記ヘッドブロックに連結することを特徴とする。この構成により、クレーンは従来と同様、異なるサイズのコンテナを荷役することができる。

上記のクレーンにおいて、前記操作ワイヤの少なくとも一部を、前記スプレッダを構成するフレーム内に配置したことを特徴とする。この構成により、操作ワイヤ４が風雨に曝されることがなくなるため、耐久性を向上することができる。また、荷役の際に、コンテナ等と接触して故障する可能性を低減することができる。

上記のクレーンにおいて、前記スプレッダが、少なくとも４つの前記ガイド部材を有し、複数の前記ガイド部材とそれぞれ連結する少なくとも４つの操作ワイヤを有し、前記操作ワイヤがそれぞれ作動部材を有しており、複数の前記作動部材に伝達した動力により、前記操作ワイヤを介して、前記ガイド部材の跳ね上げ又は下方に下ろす制御を行うことを特徴とする。この構成により、前述と同様の作用効果を得ることができる。

上記のクレーンにおいて、前記駆動装置が、油圧又は電動シリンダであり、前記連結部が先端を屈曲した棒状体であり、前記連結部の先端を前記作動部材の有する開口部に挿入し、前記油圧又は電動シリンダの伸縮動作を、前記操作ワイヤに伝達するように構成したことを特徴とする。この構成により、スプレッダとヘッドブロックの位置を合わせて連結を行う際、作動部材と連結部の連結を自動的に実現することができる。

本発明に係るクレーンによれば、スプレッダの軽量化を実現し、クレーンのエネルギー効率を向上したクレーンを提供することができる。また、クレーンオペレータ１人でスプレッダの交換作業を行えるクレーンを提供することができる。更に、フリッパの動作の安定性を高めたクレーンを提供することができる。

本発明に係る実施の形態のクレーンのスプレッダの概略を示した図である。 本発明に係る実施の形態のクレーンのヘッドブロックの概略を示した図である。 本発明に係る実施の形態のクレーンのスプレッダ及びガイド部材の側面図である。 本発明に係る実施の形態のクレーンのスプレッダ及びガイド部材の側面図である。 本発明に係る実施の形態のクレーンのスプレッダ及びガイド部材の平面図である。 従来のスプレッダ及びヘッドブロックの概略図である。

以下、本発明に係る実施の形態のクレーンについて、図面を参照しながら説明する。図１に、スプレッダ１の概略を示す。このスプレッダ１は、スプレッダ１をコンテナ４０上にガイドするための複数のガイド部材（以下、フリッパという）３と、フリッパ３を跳ね上げる（上下方向に旋回する）ための複数の操作ワイヤ４と、操作ワイヤ４の他端にそれぞれ設置した作動部材１２を有している。このフリッパ３は、コンテナと当接する接触板６０と、フリッパ３を跳ね上げる際の軸となる回転軸６１を有している。作動部材１２は、開口部１３を有している。この開口部１３は、上方を拡開したテーパー状に形成することが望ましい。なお、１７はスプレッダ１のフレームを示し、１４はスプレッダ１とコン
テナを連結するためのツイストロックを示している。

また、図１の奥のフリッパ３は跳ね上げた状態（待機状態）を示し、図１の手前のフリッパ３は下げた状態（使用状態）を示している。フリッパ３は、待機状態（図１手前参照）において、作動部材１２を例えば図１に示す矢印に示す様に、右方向に牽引すると、操作ワイヤ４の移動により、フリッパ３が跳ね上がるように（上方に約１８０度旋回するように）構成している。なお、操作ワイヤ４を滑車（シーブ）３４、３７によりガイドしている。

更に、１台のクレーンに対して、少なくとも２０ｆｔコンテナ用スプレッダと４０ｆｔコンテナ用スプレッダを準備しておき、コンテナ４０のサイズに合わせて、適宜スプレッダ１を交換しながら荷役できるように構成することが望ましい。なお、クレーン構造物の一部に、使用していないスプレッダを載置するスペースを形成してもよい。

図２に、ヘッドブロック２の概略を示す。なお、図２は、ヘッドブロック２の下面側を示しており、一部を破断した状態を示している。このヘッドブロック２は、スプレッダ１と連結するためのヘッドブロック結合用ツイストロック３０と、スプレッダ１の作動部材１２とそれぞれ連結して作動部材１２に動力を伝達する複数の連結部３１と、連結部３１をそれぞれ動作するための複数の駆動装置３２を有している。

このヘッドブロック結合用ツイストロック３０は、スプレッダ１とヘッドブロック２を構造的に連結及び連結解除する機構である。また、連結部３１は、例えば先端を屈曲した棒状体である。この連結部３１の先端部は、作動部材１２の開口部１３に嵌入できるように構成しており、望ましくはテーパー状に構成する。更に、駆動装置３２は、例えば油圧又は電動シリンダ等で構成し、連結部３１を例えば矢印に示す様に移動できるように構成している。ここで、スプレッダ１とヘッドブロック２を連結するヘッドブロック結合用ツイストロック３０は、スプレッダ１とコンテナ４０を連結するコンテナつかみ用ツイストロック１４と同様のものを使用することができる。

図３及び４に、スプレッダ１及びガイド部材（フリッパ）３の拡大図を示す。なお、図３は、フリッパ３の使用状態を示しており、図４は、フリッパ３を跳ね上げた待機状態を示している。このフリッパ３は、例えばコンテナの角に対応する形状とする接触板６０と、フリッパ３を動作する際の中心軸となる回転軸６１を有している。操作ワイヤ４の一端を、この回転軸６１に固定し、シーブ３４及びシーブ３７（図示しない）を介して、他端を作動部材１２（図示しない）に固定している。

このフリッパ３に弾性体を設置し、フリッパ３が下がっている状態（使用状態）を維持するように構成することが望ましい。この構成により、操作ワイヤ４を牽引したときのみ、フリッパ３が上方に旋回し、待機状態となり、操作ワイヤ４への張力を開放した際にフリッパ３が下がっている状態（使用状態）となるように構成することができる。なお、操作ワイヤ４に張力がかからない場合に、フリッパ３を待機状態とし、操作ワイヤ４を牽引したときに、フリッパ３が使用状態となるように構成してもよい。この弾性体は、フリッパ３に復元力を与える構成であればよく、具体的には、回転軸６１内に渦巻きバネを設置する、又はフリッパ３にコイルバネを設置する等で構成することができる。

なお、フリッパ３の接触板６０を平板状に形成し、コンテナの４辺に対応するように構成してもよい。また、図３に示す角用のフリッパと、平板状のフリッパを組み合わせて構成してもよい。

次に、クレーンの荷役作業に伴うスプレッダ１、ヘッドブロック２及びフリッパ３の動
作に関して説明する。図５に、スプレッダ１及びフリッパ３の平面を模式的に示す。クレーンが荷役作業を行う際は、スプレッダ１とヘッドブロック２を連結した状態で使用する。スプレッダ１とヘッドブロック２の連結は、ヘッドブロック２のヘッドブロック結合用ツイストロック３０を介して構造的に連結し、連結部３１を開口部１３に嵌入して動力的に連結する（図１及び２参照）。

コンテナ４０を荷役する際は、まず、スプレッダ１及びヘッドブロック２をコンテナ４０上に降ろす。このとき、上方に跳ね上げた待機状態であるフリッパ３の内、任意のものを下げて使用状態とする。具体的には、使用状態とするフリッパ３に対応する駆動装置（例えば、シリンダ機構等）３２を動作し、例えば図５の右方に牽引する。この操作ワイヤ４の移動により、フリッパ３は下方に下がり、使用状態となる。クレーンオペレータは、このフリッパ３をコンテナ４０に当てて、スプレッダ１をコンテナ４０上に導くように操作する。

そして、スプレッダ１のコンテナつかみ用ツイストロック１４を、コンテナ４０のツイストロック用の穴に嵌入する。このコンテナつかみ用ツイストロック１４が回転し、スプレッダ１とコンテナ４０の連結を完了する。なお、矢印で示す動作の方向は、便宜上決定したものであり、本発明の構成は、上記の方向に限定されない。

上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、スプレッダ１の重量を軽くすることができ、クレーンのエネルギー効率を向上ずることができる。つまり、スプレッダ１に油圧ユニット又は電動機構等の動力機構を搭載していないため、スプレッダ１の重量を軽くすることができる。具体的には、従来、約１５ｔであったスプレッダを、２０ｆｔコンテナ用スプレッダで約４ｔ、４０ｆｔコンテナ用スプレッダで約５ｔまで軽量化することができる。

第２に、スプレッダ１とヘッドブロック２の連結作業を、クレーンオペレータ１人で行うことができる。これは、スプレッダ１とヘッドブロック２の動力的連結が、連結部３１の先端部を作動部材１２の開口部１３に嵌入して実現することができるためである。

第３に、異なるサイズ（例えば２０ｆｔ又は４０ｆｔ）のコンテナを荷役することができる。これは、クレーン毎に用意した２０ｆｔ及び４０ｆｔコンテナ用スプレッダを、クレーンオペレータ１人で交換することができるためである。例えば、コンテナ船からの荷下ろしであれば、荷役する列（ベイという）ごとに、同一サイズのコンテナ４０が並んでいるため、スプレッダ１のサイズ変更（交換作業）はそれほど頻繁にはならない。

そのため、スプレッダ１を交換する時間は微小である。つまり、この時間により、荷役効率はほとんど低下しない。なお、４５ｆｔのコンテナは、４０ｆｔコンテナと同様の位置に、ツイストロック用の穴を有しているため、４０ｆｔコンテナ用スプレッダで荷役することができる。

第４に、フリッパ３の動作の安定性を向上することができる。これは、フリッパ３への動力伝達を、構造的な連結手段により実現したためである。また、スプレッダ１内に電動アクチュエータ等の動力を搭載しないため、動作不良等の問題が発生しない。

第５に、複数のフリッパ３に対して、それぞれ操作ワイヤ４及び駆動装置３２を設置しているため、複数のフリッパ３を独立して制御することができる。つまり、クレーンオペレータにより、コンテナ上にスプレッダ１を誘導する方法が異なる場合であっても、この方法に合わせてフリッパ３の上げ下ろしを自在に制御することができる。

ここで、操作ワイヤ４及びシーブ３４、３７をスプレッダ１のフレーム１７内に設置するように構成してもよい。この構成により、操作ワイヤ４等が風雨に曝されることがなくなるため、耐久性を向上することができる。また、荷役の際に、コンテナ等と接触して故障する可能性を低減することができる。なお、上記の操作ワイヤ４及びシーブ３４、３７の設置パターンは１例であり、本発明は上記の構成に限定されない。

以上より、重量の軽いスプレッダを有し、エネルギー効率を向上したクレーンを提供することができる。なお、本発明は、コンテナを荷役するものであって、ヘッドブロックとスプレッダを搭載しているものであれば、あらゆるクレーンに採用することができる。

１ スプレッダ
２ ヘッドブロック
３ ガイド部材（フリッパ）
４ 操作ワイヤ
１２ 作動部材
１３ 開口部
１４ コンテナつかみ用ツイストロック
１７ フレーム
３１ 連結部
３２ 駆動装置
３４ 滑車（シーブ）
３７ 滑車（シーブ）
４０ コンテナ

Claims (5)

1. 海上輸送用コンテナを荷役する荷役装置としてトロリから懸吊したヘッドブロックと、前記ヘッドブロックの下方に連結したスプレッダを有するクレーンにおいて、
   前記スプレッダが、前記スプレッダを前記コンテナ上にガイドするための複数のガイド部材と、前記ガイド部材にそれぞれ連結した操作ワイヤと、前記操作ワイヤに設置した作動部材を有しており、
   前記ヘッドブロックが、前記作動部材とそれぞれ連結して、前記作動部材に動力を伝達する複数の連結部と、前記連結部をそれぞれ動作するための複数の駆動装置を有していることを特徴とするクレーン。
2. 前記クレーンが、少なくとも２０ｆｔコンテナ用スプレッダ及び４０ｆｔコンテナ用スプレッダを有し、前記スプレッダのいずれか１つを、前記ヘッドブロックに連結することを特徴とする請求項１に記載のクレーン。
3. 前記操作ワイヤの少なくとも一部を、前記スプレッダを構成するフレーム内に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のクレーン。
4. 前記スプレッダが、少なくとも４つの前記ガイド部材を有し、複数の前記ガイド部材とそれぞれ連結する少なくとも４つの操作ワイヤを有し、前記操作ワイヤがそれぞれ作動部材を有しており、
   複数の前記作動部材に伝達した動力により、前記操作ワイヤを介して、前記ガイド部材の跳ね上げ又は下方に下ろす制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクレーン。
5. 前記駆動装置が、油圧又は電動シリンダであり、前記連結部が先端を屈曲した棒状体であり、前記連結部の先端を前記作動部材の有する開口部に挿入し、
   前記油圧又は電動シリンダの伸縮動作を、前記操作ワイヤに伝達するように構成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のクレーン。

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