JP2012206808A - ヤードクレーンの給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クレーンの高所に設けてある運転室内の操縦者が、人手を借りずにケーブルを電源に接続するように構成することを目的とする。
【解決手段】タイヤ式門形クレーンの給電ケーブル用リールより送出される給電ケーブルを案内する案内手段と、給電ケーブルの先端に設けたプラグ体と、コンテナ蔵置レーンにプラグを受入れるソケット体を配置し、ソケット体は、クレーンの走行に伴ってプラグ体をプラグ嵌合部に受入れ、この嵌合部内の給電電極とプラグ体の受電電極とを自動的に接合するヤードクレーンの給電装置。
【選択図】図３

Description

本発明はコンテナヤードにおいてコンテナを荷役するヤードクレーンに自動的に給電する給電装置に関する。

大量の貨物をまとめて輸送する手段としてコンテナ船が使用されていることは周知であるが、このコンテナが所定の配送先まで配送されるまでの各段階の荷役方法の概要は次の通りである。

コンテナ船はコンテナヤードに設けてある岸壁に接岸した状態で、この岸壁に沿って設けてあるレール上を移動するコンテナクレーンに付設されている海上に突き出したガーダー上を移動するトロリーと連携作動する吊具によって前記コンテナ船上のコンテナが吊上げられ、次いでこのクレーンの本体の脚部の下方の荷降ろしスペースで待機しているシャシに載せられ、このシャシはコンテナヤードに配送先などで区別されている所定のレーンに移動し、このレーンで待機しているヤードクレーンによって多段に積み上げられる。そしてこの積上げられたコンテナは、再びヤードクレーンによってシャシに載せられて所定の配送先に配送される(図１０参照)。

ヤードクレーンは、間隔をおいて配置された脚部とこの脚部の上端にガーダーが固定されて門型に形成された本体の、前記脚部の下部にタイヤ式走行装置を固定し、この走行装置を中央の支持軸を中心として９０°旋回するように操向機構が構成されており、また、前記ガーダーに配置されたレール上を移動するトロリーより吊下げられた吊具によってコンテナを荷役するように構成されている。

このヤードクレーンは、積上げられたコンテナ群のレーンを跨ぐように移動してコンテナを荷役する主たる荷役操作と、他のレーンなどに移動して荷役の応援する操作、例えば、他のレーンの荷役が頻繁に行われるのでこれを応援する荷役操作とがある。従って、ヤードクレーンは、コンテナが積上げられレーンを跨いで移動する動作（通常荷役動作）と他のレーンへ移動する動作（レーン替え動作）とがあり、その動きが複雑かつ広範囲となる。

通常のヤードクレーンの動力源は、クレーン本体の下部構造であるシルビーム上にＤＥと発電機を搭載し、その発生した電力で荷役用の主モータを駆動し、走行装置も同電力で駆動するように構成されている。

しかし、このヤードクレーンにおける荷役と走行とに必要な電力のすべてを１台のディーゼルエンジン（以下、ＤＥ）で賄う場合は、大量の排気ガスと騒音が発生し、ヤード全体の環境衛生上に問題がある。そこで大きな動力を必要とする荷役用のモーターの駆動はヤードに設けた給電装置からの電力を使用し、走行装置の動力源として小型の補助ＤＥを使用する方法が考えられる。

（給電操作上の問題）
ヤードクレーンにおける荷役の動力源として電気モーターを使用する場合の電源電圧は４４０Ｖの交流が一般に使用される。従って地上に設置された給電装置とクレーン側から延長される電源ケーブルと接続するにはその接続操作に問題がある。

つまり、ヤードクレーンの運転室は、地上１５ｍ〜２５ｍの位置に存在するガーダー上を移動するトロリーに設置されており、もし、運転者自身がこの電源と給電用コネクタとを接続しようとする場合は、運転者が高所にある運転室と地上にある電源装置との間を略垂直に立っているタラップを使用して往復しなければならず、運転者の時間が無駄となる上に非効率で体力的に問題がある。更にこの給電には運転者自身が電気の取扱いの資格を取得する必要がある。また、ヤード上にクレーンと電源を接続する専属の要員をヤード上に配置した場合は、人件費が高額となる上に無駄な作業が多く、かつ危険性があるという問題がある。

特開平５−３１９７７７号公報 特開２００３−１３７４９３号公報

門型クレーン本体の両脚の下端に設けた複数の走行用タイヤにより、クレーンの走行路（レーン）に沿って移動するタイヤ走行クレーンにおいて、走行路に沿って適宜間隔をおいて複数の支柱（電柱）を植立し、これの上部に給電用トロリー線を設け、クレーン側に前記トロリー線に接触する集電装置（パンタグラフ）を備えた装置が提案されている（特許文献１）。

特許文献１の発明は、ヤードに沿って電源ケーブル用の支柱と立て、この支柱の上部に横桁を設け、これの下方にケーブルを支持する構成とすることが必要であり、この給電方式を採用した場合はヤード全体に支柱を林立させるような状態となり、これに伴ってレーンの間隔を広くとらなければならず、また、クレーンを横移動させる際には、そのレーンの端部に限定され途中から行うことができないという欠点がある。

また、レーンの中央部に、複数のコネクタの断続機構を設けた電源装置を配置し、ヤードクレーンに設けたケーブルリールより繰出す電源ケーブルの先端にコネクタを取付けておき、前記電源装置にこの接続具を挿入して接続するように構成したタイヤクレーン式給電装置が提案されている（特許文献２）
前記特許文献２にはタイヤ式走行装置を使用し、クレーンに小型のＤＥを搭載してこれで発電機を駆動し、その電力でクレーンのモーターを駆動して異なるレーンへのレーン替え操作を行うことを教示しており、本発明はこの発明の技術的思想を利用することができる。

本発明は、前記従来の給電方式の欠点である支柱によるトロリー線給電行うことなく、レーンの近傍に配置されている給電装置とクレーン側から引出される電源ケーブルとの接合を手動操作を行うことなく自動的に行なうことができるヤードクレーンの給電装置を提供することを目的とするものである。

１）門型クレーン本体と、この本体を構成する二組の脚部材の下端に操向可能に設けたタイヤ式走行装置を有するクレーンであって、前記本体に搭載された給電ケーブル用リールと、該リールに巻回される給電ケーブルと、ヤードに沿ってクレーンの走行方向を案内する案内手段と、前記給電ケーブルの先端に設けたプラグ体と、前記レーンの側部に配置した前記プラグを受入れるソケット体を有し、前記ソケット体は、前記プラグ体を受入れてプラグ嵌合部に案内し、この嵌合部内に配置された給電電極と、プラグ体に設けてある受電電極を自動的に接合するように構成されていることを特徴としている。

２）前記プラグ体は、一面に受電電極配置面を、他面に前記一面側に接近するように形成した傾斜面とからなる先細り形状を有し、前記ソケット体は、前記プラグ体の嵌合部を形成しており、前記プラグ体嵌合部にソケット体が嵌入されると、受電電極と送電電極とが自動的に電気的に接続するように構成されていることを特徴としている。

３）門型のクレーン本体と、この本体を構成する二組の脚部材の下端に操向可能に設けたタイヤ式走行装置を有するクレーンであって、前記本体に搭載された給電ケーブル用リールに巻回された給電ケーブルと、前記給電ケーブルを前記走行装置の近傍に案内するガイド装置を設けており、前記ガイド装置は、前記ケーブルをクレーンの走行速度に対応させて前記ケーブルを送出して前記プラグ体をソケット体に案内する装置であることを特徴としている。

本発明は前記のように構成されているので、ヤードクレーンは搭載されている補助のＤＥを駆動して走行装置の電気モーターを駆動し、所定の位置に設置されている給電装置とクレーン本体側から延長される給電ケーブルを自動で接続することができるので、クレーンの運転者は運転室より地上に一々降りて給電操作することも、地上に給電のための電気の取扱い資格を持つ作業員を配置する必要もなく、またヤード上で作業する作業員の危険性も排除される。

また、クレーンの運転者は高所においてヤード上で作業する他のクレーンの動きを見渡しながら荷役するレーンに移動すれば良いので、安全である上にヤード上で発生する事故の発生を防止できる。

ヤードクレーンの荷役状態を示す正面図である。 ヤードクレーンの荷役状態を示す側面図である。 走行装置と給電ケーブルのガイド装置を示す正面図である。 給電ケーブルのガイド装置の平面図である。 ソケット体にプラグ体の作動状態を断面図である。 ソケット体とプラグ体との通電状態の断面図である。 ソケット体の平面図である。 ソケット体の電極部の正面図である。 ガイド装置の構成図である。 コンテナヤードの平面図である。

以下、図面を参照して本発明に係るヤードクレーンの給電装置の詳細を説明するが、説明の便宜上、前段でヤードクレーンの構成について、後段で給電装置を構成するプラグ体とソケット体について説明する。

図１の正面図と図２の側面図に示すように、ヤードクレーン１は、門型クレーンであって、間隔をあけて配置された脚部２、２ａの上端の間をガーダー３で結んで全体を門型に形成し、このガーダー３に設けたレールによってトロリー４を前後に移動できるように支持している。このトロリー４には運転室５が設けてあり、このトロリー４より繰り出されるロープ７によって吊具６を吊っており、この吊具６の下部構造であるスプレッダー６ａによってコンテナＣの荷役操作を行うように構成されている。

また、図２に示すように脚部２，２ａの下部にはタイヤ式走行装置８が中心軸を支点として片側が９０°の範囲で操向できるように操向機構が構成されている。図示されていないが脚部２の下部の梁材であるシルビーム２ｓの上に小型ＤＥで駆動される電源装置（不図示）を持っており、これで得られた電力でタイヤ式の走行装置８の車輪８ａのモーターを駆動するように構成されている。

脚部２の上には給電ケーブル９を案内するガイド装置１０が設けてあり、その下端より繰り出される給電ケーブル９をコンテナヤードＹ上のコンテナ蔵置レーンＬａ〜Ｌｎに沿って設けた溝１１に嵌入するように案内する。

詳細は後述するが、給電ケーブル９の先端に電源用プラグ体１２が設けられ、このプラグ体１２はヤードＹ上に固定されているソケット体１３に降ろして係合させ、電極が接触して通電するように構成されている。

図３に示すように給電装置を形成する部材のガイド装置１０は、上部に漏斗状に開口して給電ケーブル９を受入れる受け部材１０ａと、自在ジョイント１０ｂと、図４に示すようにケーブル繰出し装置１０ｃが設けてある。このケーブル繰出し装置１０ｃは、円盤形をした本体１０ｄの内部の中心にケーブル９をクレーン１の動きに合わせて繰出すように駆動される丸溝付のローラーからなる駆動ローラー１０ｄ（ピンチローラー）が設けてある。

図５は、ガイド装置の例を示すものであり、パイプ１０ｅの上部に漏斗状の受け部材１０ａが設けられ、ジョイント１０ｆによってパイプ１０ｅの下部のパイプ１０ｇが揺動可能に支持され、この下部のパイプ１０ｇは駆動装置１０ｈ（電動シリンダや螺子式でレバーを駆動する装置など）によって点線で示すように揺動してケーブル繰出し装置１０ｉの位置（前後・左右、円周方向）を変更できるように構成されている。

ヤードクレーン１の走行装置８が走行する場所の近傍に磁気などの誘導手段１５を埋設しておき、この誘導手段１５の位置を検出器１６で検出し、これからの信号を位置決め装置１７に入力し、位置決め装置１７に設けてある信号処理装置によって得られた制御信号ｓによって前記駆動装置１０ｈを作動させてこの駆動装置１０ｈで駆動される部材に支持されているケーブル繰出し装置１０ｃを首振り操作して給電ケーブル９の先端に取付けられているプラグ体１２の位置をレーンＬａ〜Ｌｎ上に固定されているソケット体１３の位置に合わせを殆ど人手によらず、自動的にプラグ体１２をソケット体１３に落下させて両者の対面位置に設けてある接点同士を電気的に連結するものである。

（プラグ体１２とソケット体１３の構造）
プラグ体１２とこれを受けるソケット体１３は本発明の給電装置の主要部を構成する部材であるが、これの構造について説明する。

図６は、プラグ体１２をヤードに固定されているソケット体１３に、落下ないし落し込む直前の状態を、ソケット体１３を断面して描いている。図７は、ソケット体１３にプラグ体１２が嵌合して接点同士が接触し、通電可能な状態となった様子を示している。

プラグ体１２は、横並びに３極の電極１２ａと、その上方に嵌合検出体１２ｂを設けた電極面１２ｃと、その反対側の面に下端側が前記電極面１２ｃに接近するように形成した傾斜面１２ｄで先細り状の凹部に構成されている。

これに対してソケット体１３は、図８の平面図と前記図６，７を参照して理解できるように、本体１３Ａは側面視において高地部分１３bとそれより低い低地部分１３ｃで形成されている。そして低地部分１３ｃには枠部１３ｄで囲まれ、前記高地部分１３ｂより枠部１３ｄまで続く傾斜面１３ｅで形成される凹部からなるプラグ体嵌合部１３ｆが形成されている。

そしてこのプラグ体嵌合部１３ｆ内に、図９に示す給電電極配置面１３ｇが形成され、この面１３ｇに３個の給電電極１３ｈが配置され、更にプラグ体１２の電極１２ａ（受電電極）の上方の位置に嵌合検出体１２ｂと対面して接触する嵌合検出体１３ｋとが配置されている。

前記ソケット体１３の高地部分１３ｂの表面を移動するプラグ１２を受止めるための受止め体１３ｍ（一種の柵）が設けてある。この実施例における受止め体１３ｍは金属棒かパイプをＶ形ないしＵ形に形成したものが使用されているが、要するに図６に矢印１Ａで示すように、クレーン１の移動に連れて移動してくるプラグ体１２を受止め、下方に案内する作用を持っている部材である。

なお、プラグ体１２とソケット体１３とが嵌合した状態で（図６，７）、クレーン１は矢印１Ａの方向に移動することとなるが、この場合にはケーブル９は受止め体１３ｍを乗り越えることになるが、この動作を円滑に行うために前記受止め体１３ｍの高さを前記操作が阻害されない高さに設計しておく必要がある。

プラグ体１２とソケット体１３の材料は、全部あるいは絶縁が必要な部分を絶縁性のある樹脂やセラミックで構成し、ソケット体１３にプラグ体１２が衝突しても破損しないように保護する構造を採用することも必要である。また、クレーンがソケット体１３に接近した時にクレーンの速度を自動的に落とすような制御装置を設備することは好ましい。更にソケット体１３の位置が分かるように運転室５内にディスプレイを設けることもできる。

図９は、ソケット体１３のプラグ体嵌合部１３ｆに配置された給電電極配置面１３ｇ（電極盤）を示しており、嵌合検出体１３ｋと送電電極１３ｈとが上下に配置されている。ソケット体１３にプラグ体１２が落下ないし落し込まれて嵌合すると、嵌合検出体１３ｋが押圧されて電極１２ａと１３ｈ同士が接触したことが嵌合検出体１３ｋから発する信号ないし電波信号により確認されてソケット体１３側からプラグ体１２側に自動的に（止むを得ない場合は手操作で）、クレーン１高所に存在する運転室５内に居る運転者が操作した電波信号などの遠隔操作により通電することが可能となる。

（クレーン１の操縦方法）
図１０は、コンテナＣの荷役操作の説明図であり、コンテナヤードＹの海側に設けられた岸壁Ｗにコンテナ船１００を接岸させ、このコンテナ船１００に積載されているコンテナＣをコンテナクレーン１０１によって吊上げ、このクレーンの下方で待機しているシャシ１０３に載せ、このコンテナＣの搬送先毎に指定されているコンテナ蔵置レーンＬａ〜Ｌｎの内、選定されているレーン（例えばＬａ）に搬送され、そのレーンＬａで待機しているヤードクレーンＫａのコンテナ吊上げ位置で停止し、このヤードクレーンＫａはコンテナＣを吊上げ、レーンＬａ所定の場所に荷役することになる。

前記の如く、ヤードＹにはレーンＬａ〜Ｌｎが決められており、このレーンに沿ってケーブル９が収用される溝１１が設けてあり、レーンの両端部と中央部にソケット体１３が配置されている。

前記のようにヤードクレーンＫａ〜Ｋｎには図２に示すように、シルビーム２ｓの上にケーブルリール９Ａが配置され、これより繰出されるケーブル９は上下方向に設置されたガイド装置１０によって案内されながら図３〜図９に示すようにケーブル９の先端に取付けられているプラグ体１２をソケット体１３に、止むを得ない場合を除き、手操作によることなく自動的に嵌合させるように構成されている。そしてソケット体１３（電源側）よりプラグ体１２とケーブル９を通じてヤードクレーンＫａ〜Ｋｎに電気を供給して荷役用モーターを駆動してコンテナＣの荷役を行う。

レーンに沿ってヤードクレーンＫａ〜Ｋｎが移動しながら荷役する通常の荷役操作の場合は、前記給電装置を使用して電気モーターを駆動して所定の荷役を行う。

（レーン替え操作）
例えばクレーンＫｆがレーン替え操作をする場合は、ケーブルリール９Ａなどを駆動してケーブル９を巻取って前記ソケット体１３よりプラグ体１２を脱出させて電力の供給を断ち、次いで脚部２のシルビーム２ｓ上の小型ＤＥを起動して発電機で発電し、その電力で操向機構を操作して走行装置８の向きを９０°の範囲で操向し、次いで走行装置８を駆動して希望するレーンの端部の近傍まで移動する。

つまり、レーンＬｆで荷役していたクレーンＫｆを、レーンＬａで作業中のクレーンＫａの応援荷役する場合は、クレーンＫｆをレーンＬｆの右端に移動し、次いで矢印のように前進してレーンＬａの左端で停止する。そして操向機構を操作してクレーンＫｆの走行装置８の向きをレーンＬａの左端に合わせ、次いでこのクレーンＫｆを右に走行させて点線で示すＫｆの位置へ移動する。

この状態になると一つのレーンＬａに対してクレーンがクレーンＫａと応援クレーンＫｆが加わって２台となり、このレーンＬａの荷役操作は二倍の能力となって荷役効率は著しく向上することになる。

別の例で、レーンＬａに二台のクレーンＫａ、Ｋｆが配置されて荷役している場合に、このレーンＬａのコンテナＣの荷役量が減少し、二台のクレーンに余裕ができた時には、移動させ易い１台のクレーンＫａを応援クレーンと決定場合は、１．そのクレーンＫａを所属していたレーンＬａの右端に移動させ、２．そこで走行装置８を９０°操向操作し、走行装置８を駆動して矢印で示すように隣接するレーンＬｂの右端側に移動させる。３．次に操向装置を９０°左操向してレーンＫｂの方向に走行装置８を向ける。４．その状態で矢印で示すように左側に移動してレーンＬｂを跨いで右端に進んでこのレーンＬｂでの荷役作業が出来る状態とする。５．そしてそのまま左方向に前進してレーンＬｂを跨いで走行して元のクレーンＫｂに応援クレーンＫａが加わった二台のクレーンで荷役することになる。

以上説明したようにレーン上の荷役操作は、担当するレーンに属するソケット体１３と、クレーン側のケーブル９の先端に取り付けたプラグ体１２との電気的結合によって給電状態（給電装置を構成）とし、この電源を利用して荷役とレーン上の走行を行う。そして、荷役を行ったレーンより他のレーンなどに移動する「レーン替え」には、クレーンに搭載した小型ＤＥにより発電した電力によって走行装置８のモーターを駆動して行うことができる。つまり、小型ＤＥはクレーンのレーン替え操作などの小動力を必要とする時にしか使用しないので、排気ガスを大量に発生して環境汚染を起こすことがない。

また、本発明における給電装置は、プラグ体１２とソケット体１３を主体として構成されており、従ってクレーンへの給電操作を自動的に行うことができるので、クレーンの操縦者はクレーンの高所にある運転室に乗ったままで給電操作を行うことができ、効率的にクレーンを運転することができる上に、運転者の疲れも減少して安全運転を行うことができる。

（給電装置の変形）
図６〜図９に示した実施例においては、紙面の左側面を傾斜面１２ｄとし、右側面を上下方向に立った面を有する電極面１２ｃに形成した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、前記実施例の構造を逆転した三角形状とし、ソケット体１３側のプラグ体嵌合部１３ｆも前記プラグ体１２と同様な逆転形状とする変形も、本発明の技術的範囲事項のうちである。

また、プラグ体１２の断面の三角形状は、上下に長い二等辺三形状のものであっても良い。要するに、落とし込みによって自動的に給電状態が構成される形状・構造のものであれば、各種の変形態様も実施することができるものである。

１、Ｋａ〜Ｋｎ ヤードクレーン
２ 脚部
２ｓ シルビーム
８ タイヤ式走行装置
９ ケーブル
１０ ガイド装置
１０ａ 受部材
１０ｂ ジョイント
１０ｃ 繰出し装置
１０ｅ パイプ
１０ｆ ジョイント
１０ｈ 繰出し装置
１０ｉ ケーブル繰出し装置
１１ ケーブル収用溝
１２ プラグ体
１２ａ 電極
１２ｂ 検出体
１２ｃ 電極面
１２ｄ 傾斜面
１３ ソケット体
１３Ａ 本体
１３ｂ 高地部分
１３ｃ 低地部分
１３ｄ 枠部
１３ｅ 傾斜面
１３ｆ プラグ体嵌合部
１３ｇ 給電電極配置面
１３ｋ 嵌合検出体
１３ｍ 受止め体
１３ｎ 送電電極
Ｙ コンテナヤード
Ｃ コンテナ
Ｗ 岸壁

Claims (3)

1. 門型クレーン本体と、この本体を構成する二組の脚部材の下端に操向可能に設けたタイヤ式走行装置を有するクレーンであって、前記本体に搭載された給電ケーブル用リールと、該リールに巻回される給電ケーブルと、ヤードに沿ってクレーンの走行方向を案内する案内手段と、前記給電ケーブルの先端に設けたプラグ体と、前記レーンの側部に配置した前記プラグを受入れるソケット体を有し、前記ソケット体は、前記プラグ体を受入れてプラグ嵌合部に案内し、この嵌合部内に配置された給電電極と、プラグ体に設けてある受電電極を自動的に接合するように構成されていることを特徴とする給電装置。
2. 前記プラグ体は、一面に受電電極配置面を、他面に前記一面側に接近するように形成した傾斜面とからなる先細り形状を有し、前記ソケット体は、前記プラグ体を嵌合するプラグ体嵌合部を形成しており、前記プラグ体嵌合部にソケット体が嵌入されると、プラグ体側の受電電極と、ソケット体側の送電電極とが自動的に電気的に接続するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
3. 門型のクレーン本体と、この本体を構成する二組の脚部材の下端に操向可能に設けたタイヤ式走行装置を有するクレーンであって、前記本体に搭載された給電ケーブル用リールに巻回された給電ケーブルと、前記給電ケーブルを前記走行装置の近傍に案内するガイド装置を設けており、前記ガイド装置は、前記ケーブルをクレーンの走行速度に対応させて前記ケーブルを送出して前記プラグ体をソケット体に案内する装置であることを特徴とする請求項１あるいは２のいずれかに記載の給電装置。

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