JP2014511799A - クレーンを備える船舶 - Google Patents

Abstract

本発明はクレーン（１）を備える船舶（４）に関し、クレーン（１）は船舶の甲板（５）に連結される。クレーン（１）は、水平ヒンジ軸（Ｈ）を中心に回転可能であるフレーム（１０）と、水平ヒンジ軸（Ｈ）を中心にフレーム（１０）を上位置から下位置から下部位置まで回転させるとともに下位置から上位置まで回転させるように配置された、水平ヒンジ軸（Ｈ）から離れた位置でフレーム（１０）に連結された回転機構（２０）とを備える。クレーン（１）は、甲板（５）に回転可能に連結される第１の端部（３１）と、回転機構（２０）に回転可能に連結される第２の端部（３２）とを有するスイベル部材（３０）をさらに備える。スイベル部材（３０）は、フレーム（１０）の上位置に関連する内方位置とフレーム（１０）の下位置に関連する外方位置との間で回転可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明はクレーンを備える船舶に関する。クレーンは船舶の甲板に連結され、クレーンは、
水平ヒンジ軸（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｈｉｎｇｅ ａｘｉｓ）を中心に回転可能であるフレームと、
水平ヒンジ軸を中心にフレームを上位置から下位置まで回転させように配置され、また逆も同様に配置された、水平ヒンジ軸から離れた位置でフレームに連結された回転機構（ｒｏｔａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）であって、上位置でクレーンの先端部が下位置より高所にある、回転機構と
を備える。

船舶上のクレーンは、船舶に荷を積んだり船舶から荷を降ろしたりするために使用される。クレーンは、機器を船舶から海中に吊り下げたり海から船舶上に吊り上げたりするためにも使用されることがある。機器は、例えば、吸引管や掘削工具（ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｔｏｏｌ）のような浚渫機（ｄｒｅｄｇｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）などである。

オランダ特許第１００４４５１（Ｃ１）号明細書は、このようなクレーンが船舶の甲板上に配置されかつ船舶にヒンジ軸によって連結されたフレームを備えることを記載している。クレーンはフレームを回転させるための手段をさらに備え、この手段はフレームと船舶に連結された支持体との間に延びる。手段は油圧シリンダとすることができる。

船舶は、ますます大きくなってきている。甲板から水面までの距離も長くなっている。しばしば発生する波の振動数（約０．１Ｈｚ）は現在、荷（例えば吸引管）が巻上ケーブル（ｈｏｉｓｔｉｎｇ ｃａｂｌｅ）に取り付けられた状態での巻上ケーブルの固有振動数に近付いており、それにより、かかる荷が水面から吊り上げられたり水面に吊り下げられたりするときに、荷を有する巻上ケーブルが共振し過大に揺れ動く可能性があることが明らかになっている。

巻上ケーブルの自由端の典型的な長さは、約２３メートルとすることができる。この長さは、ほぼ１０秒の固有振動周期（Ｔ≒２π√（ｌ／ｇ）を用いる）、または海における典型的な波の振動数に近い０．１Ｈｚに対応する。

その結果、荷は、積み降ろし中に船舶の船体に衝突する可能性がある。この衝突は船舶および荷に損傷を与える可能性があり、荷の取扱いを複雑なものにする。

本発明の一目的は、上記の問題を解決するクレーンを提供することである。

一態様によれば、次のクレーンを備える船舶が提供される。すなわち、クレーンは、船舶の甲板に連結されるものであり、このクレーンは、
水平ヒンジ軸を中心に回転可能であるフレームと、
水平ヒンジ軸を中心にフレームを上位置から下位置まで回転させるように配置され、また逆も同様に配置された、水平ヒンジ軸から離れた位置でフレームに連結された回転機構であって、上位置でのクレーンの上部が下位置にある場合より高所にある、回転機構と
を備え、
クレーンは、甲板に回転可能に連結される第１の端部と、回転機構に回転可能に連結される第２の端部とを有するスイベル部材であって、フレームの上位置に関連する内方位置からフレームの下位置に関連する外方位置まで回転可能であり、その逆も同様であるスイベル部材をさらに備える。

クレーンの上位置は、クレーンの先端部が船舶の甲板の上方にある船上位置に対応することができる。クレーンの下位置は、クレーンの先端部が水面の上方にある船外位置に対応することができる。

内方位置から外方位置まで動くとき、スイベル部材の第２の端部は、クレーンのフレーム側の方へ動く、すなわち甲板の縁部の方へ動く。内方位置では、スイベル部材の第２の端部は、外方位置にある場合より船舶の縁部からさらに移される。内方位置はスイベル部材のより直立した位置に対応し、外方位置はスイベル部材のより水平な位置に対応する。

その結果、回転機構は、船舶またはベース部材に固定して取り付けられるのではなく、スイベル部材を介して船舶に連結される。上位置から下位置まで動くとき、スイベル部材により、回転機構が船舶から離れた方向に動くことが可能になり、その逆も同様である。このことは、フレームに取り付けられた回転機構の端部にさらなる運動の自由度を与え、それによりクレーンは比較的低い位置に到達することができる。

このようなクレーンは、クレーンの先端部をクレーンのベースに対して比較的低い位置に位置決めすることができる。その結果、クレーンの先端部から水面までの距離は減少され、したがって巻上ケーブルの自由端の長さも減少される。巻上ケーブルの自由端を短くすることにより、巻上ケーブルの固有振動数は、もはや波の振動数付近ではなく、それにより過大な揺れの可能性が低減される。

このようなクレーンは、クレーンの先端部がクレーンのベースに対して比較的低い位置に位置決めされ、一方クレーンのフットプリント（すなわち、ベースで占められる甲板上の面積）が比較的小さいという利点をさらに提供する。

スイベル部材を介して回転機構を船舶に連結することにより、回転機構にさらなる運動の自由度が与えられる。

一実施形態によれば、回転機構は、主要部分長手軸（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｂｏｄｙ ａｘｉｓ）に沿って、フレームに回転可能に連結された第１の端部から、スイベル部材の第２の端部に回転可能に連結された第２の端部にかけて延びる。

回転機構は、油圧シリンダなどのリニアアクチュエータとすることができる。回転機構の細長い部材は、フレームに取り付けられているケーブルによって設けることもできる。フレームはケーブルの長さを変えることによって動かすことができる。

一実施形態によれば、スイベル部材は、主要部分長手軸に沿って、スイベル部材の第１の端部から第２の端部にかけて延び、クレーンは、
回転機構の主要部分長手軸およびスイベル部材の主要部分長手軸が平行位置に到達するのを妨げる、フレームと、スイベル部材、回転機構、およびスイベル部材と回転機構との間の連結部のうちの１つとの間に配置されたスペーサを備える。

回転機構およびスイベル部材が平行位置に到達した場合、機構は動かなくなる可能性がある。すなわち、スイベル部材は、回転機構がフレームを上位置に向かって動かしたときに、スイベル部材の内方位置に戻れなくなる。

一実施形態によれば、スペーサは、フレームに回転可能に連結される第１の端部と、スイベル部材、回転機構、およびスイベル部材と回転機構との間の連結部のうちの１つに回転可能に連結される第２の端部とを有する。

一実施形態によれば、スペーサの第１の端部はヒンジ軸の近くでフレームに連結され、スペーサの第２の端部は、スイベル部材の第２の端部の近くで、スイベル部材、回転機構、およびスイベル部材と回転機構との間の連結部のうちの１つに連結される。

一実施形態によれば、回転機構は、水平ヒンジ軸から離れた位置でフレームに連結される第１の端部と、スイベル部材の第２の端部に連結される第２の端部と有する細長い部材を備え、細長い部材の長さは、水平ヒンジ軸を中心にフレームを回転させるために変えることができる。

一実施形態によれば、クレーンは２つ以上の並列回転機構（ｐａｒａｌｌｅｌ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を備え、回転機構はそれぞれ、水平ヒンジ軸から離れた位置でフレームに連結される。例えば、油圧シリンダなどのリニアアクチュエータによって形成された２つの並列回転機構を使用すると、重い荷を取り扱うことができる比較的強固な回転機構をもたらす。また、１つのより強固な回転機構の代わりに２つ以上の回転機構を使用することで、費用効率を高めることもできる。

一実施形態によれば、クレーンは２つ以上の並列スイベル部材を備え、スイベル部材はそれぞれ、甲板に回転可能に連結される第１の端部と、それぞれの回転機構に回転可能に連結される第２の端部とを有する。２つ以上の回転機構は、フレームを回転させるために同時に作動されうる２つ以上の油圧アクチュエータによって形成することができる。フレームはニ脚フレームとすることができ、２本の脚が船舶の甲板に回転可能に固定され、２本の脚はクレーンの先端部を一体に形成する。各脚には回転機構を設けることができる。

次に、諸実施形態について、対応する参照符号が対応する部分を示している添付の概略図面を参照しながら、単なる例として説明する。

一実施形態によるクレーンを概略的に示す図である。 上位置にある、一実施形態によるクレーンを概略的に示す図である。 下位置にある、一実施形態によるクレーンを概略的に示す図である。

次に、諸実施形態について、図を参照しながら例として説明する。

図１は、船舶４の甲板５（一部のみ示されている）上に据え付けられたクレーン１を概略的に示す。

クレーン１は、水平ヒンジ軸Ｈを中心に回転されうるフレーム１０を備える。クレーン１は、上位置（図２）と下位置（図３）との間を動かすことができる。図１は、上位置と下位置との間の中間位置にあるクレーン１を示す。

クレーン１を上位置から下位置まで動かすことにより（またはその逆も同様である）、荷（図示せず）は船上位置から船外位置まで移動させることができる（またはその逆も同様である）。

甲板５上には、受容部６が、上位置にあるクレーン１の先端部３の真下に据え付けられうる。受容部６は、クレーン１によって受容部６（船上位置）から船外位置まで吊り上げられるべき荷を受容するように配置されうる。荷は、例えば、吸引管や掘削工具などの浚渫機とすることができる。

フレーム１０に回転可能に連結される第１の端部２１を有する回転機構２０が設けられる。回転機構２０とフレーム１０との間の連結部は、クレーンの先端部３の近くまたはクレーンの先端部３にあることが好ましい。連結部は、フレーム１０に固定して取り付けられたヒンジ連結部によって形成することができる。回転機構２０はフレームに回転可能に連結されるので、フレーム１０および回転機構２０はヒンジ軸Ｈ１を中心に互いに対して回転することができる。

回転機構２０には、スイベル部材３０を介して船舶４に連結される第２の端部２２がさらに設けられる。

回転機構２０は、長手方向の長さを変えることができる細長い装置である。回転機構は、シリンダおよびピストンを備える油圧アクチュエータによって形成されうる。一代替実施形態によれば、回転機構２０は、クレーン１を上位置と下位置との間で動かすために、１本または複数のケーブルと、１本または複数のケーブルの長さを変える手段とによって形成されうる。１本または複数のケーブルを長くすると、フレーム１０は重力の影響を受けて下位置に向かって動く。１本または複数のケーブルを短くすると、フレーム１０は上位置に向かって動く。

１として描かれているクレーン１は、比較的小さい回転機構２０で上位置から下位置への比較的大きい回転を行うことができる、すなわち、クレーン１は、フレーム１０が水平またはほぼ水平の位置にある比較的低い下位置に到達することができる。下位置では、クレーン１の先端部３は、クレーン１が配置されている船舶４の甲板レベルに近接することができる比較的低い位置に到達する。

このことは達成される。それは、回転機構２０は船舶４に固定して取り付けられるのではなく、回転機構にさらなる運動の自由度を与えるスイベル部材３０を介して船舶４に取り付けられるからである。スイベル部材３０は、第１の端部３１が船舶４にヒンジ連結部で連結されるので、スイベル部材３０はヒンジ軸Ｈ２を中心に船舶４に対して回転することができる。スイベル部材３０は、例えば、船舶４の甲板５に取り付けられたベース部材２に連結されうる。ベース部材２は、スイベル部材３０を船舶１に連結するヒンジ軸Ｈ２が、船舶４の甲板５に対して、フレーム１０を船舶１に連結するヒンジ軸Ｈより高い位置にあるようにするために設けることができる。

スイベル部材３０は、第２の端部３２が回転機構２０の第２の端部２２にヒンジ連結部で回転可能に連結されるので、スイベル部材３０および回転機構２０はヒンジ軸Ｈ３を中心に互いに対して回転することができる。

スイベル部材３０は回転機構２０に運動の自由度を与えるので、クレーン１は比較的小さい回転機構２０で比較的低い下位置に到達することができる。また、クレーン１のサイズが低減されうるので、甲板に占める面積が小さくなり、費用対効果が高まる。

フレーム１０は、任意の適切なタイプのフレームとすることができる。フレーム１０は、２つの脚が船舶４の甲板に回転可能に固定され、フレーム１０の頂点がクレーンの先端部３を形成している、Ａ字形のフレーム１０とすることができる。しかしながら、フレーム１０は、単一の脚を備えることもできる。

水平ヒンジ軸Ｈは、クレーン１がそれに近接して据え付けられる船舶４の面と実質的に平行とすることができる。水平ヒンジ軸Ｈは、例えば、船首から船尾まで走る船舶４の主要部分長手軸（図示せず）と平行にすることができる。

図１〜図３に見られるように、回転機構２０およびスイベル部材３０は、主要部分長手軸に沿って延びる細長い部材である。回転機構２０の主要部分長手軸は参照符号Ｂ２０で示されている。スイベル部材３０の主要部分長手軸は参照符号Ｂ３０で示されている。両方の主要部分長手軸Ｂ２０、Ｂ３０は互いに一直線になることはなく、非ゼロの相対角度αをなしている。角度αは、フレーム１０の位置に応じて、例えば５°以上とすることができる。

回転機構２０およびスイベル部材３０が、角度αが０°となる平行位置に到達するのを妨げるために、スペーサ４０が設けられる。

スペーサ４０は、スイベル部材３０および回転機構２０が平行配向に到達するのを妨げるために設けられる細長い部材、例えば細長いロッドとすることができる。スペーサ４０は、フレーム１０とスイベル部材３０との間に設けることができる。

スペーサ４０の第１の端部４１はヒンジ連結部によってフレーム１０に連結されうるので、スペーサ４０はヒンジ軸Ｈ４を中心にフレーム１０に対して回転することができる。スペーサ４０の第２の端部４２はヒンジ連結部によってスイベル部材３０に連結されうるので、スペーサはヒンジ軸Ｈ５を中心にスイベル部材３０に対して回転することができる。

スペーサ４０の第１の端部４１は、フレーム１０を船舶４の甲板５に連結する水平ヒンジ軸Ｈに比較的近接することができる。

スペーサ４０の第２の端部４２は、スイベル部材３０を回転機構２０に連結するヒンジ軸Ｈ３に比較的近接することができる。

一代替実施形態（図示せず）によれば、スペーサ４０の第２の端部４２に付随するヒンジ軸Ｈ５は、回転機構２０とスイベル部材３０との間に設けられたヒンジ軸Ｈ３と一致する。ヒンジ軸Ｈ３、Ｈ５は共に、同一のヒンジ連結部として一体に形成されうる。

別の実施形態（図示せず）によれば、スペーサ４０の第２の端部４２は、回転機構２０をスイベル部材３０に連結するヒンジ軸Ｈ３に比較的近接する位置で回転機構２０に連結されうる。スペーサ４０の第２の端部４２は、例えば、スイベル部材３０を回転機構に連結するヒンジ軸Ｈ３から、スイベル部材３０の長手方向の全長の１０％未満の距離を置くことができる。

一般に、スペーサ４０の第２の端部４２に付随するヒンジ連結部（Ｈ５）は、モーメント（力とモーメントアームの積）を比較的小さく保つために、回転機構２０をスイベル部材３０に連結するヒンジ連結部（Ｈ３）に比較的近接して配置される。

スペーサ４０の第１の端部４１は、ヒンジ軸Ｈから第１の距離を置いてフレーム１０に連結することができ、スペーサ４０の第２の端部４２は、スイベル部材３０の第２の端部３２に付随するヒンジ軸Ｈ３から第２の距離を置いて連結することができる。第１の距離はフレーム１０の長手軸と平行に測定され、第２の距離はスイベル部材３０の長手軸と平行に測定される。

第１の距離は、第２の距離より長くすることができる。第２の距離はゼロとすることができる。

第１の距離は、フレーム１０の長手方向の全長の１０％未満とすることができる。第２の距離は、スイベル部材３０の長手方向の全長の１０％未満とすることができる。

ヒンジ軸Ｈ〜Ｈ５はすべて、実質的に水平でありかつ互いに対して平行である。

図１〜図３に示されているように、クレーン１は、クレーン１の先端部３に配置された第１の案内車５１と、クレーン１のベース２に配置された第２の案内車５２とを備える。案内車５１、５２は巻上ケーブル５３を案内するために設けられる。第２の案内車５２は、巻上ケーブル５３の長さを制御するためのウインチとして機能することができる。また、別個のウインチ手段が設けられてもよい。

使用中、回転機構２０はフレーム１０の位置を制御するために操作される。上位置から下位置まで動くとき、回転機構２０の長さは長くなり、それによってフレーム１０は水平ヒンジ軸Ｈを中心に船外位置の方へ回転する。スイベル部材３０も同様に、スイベル部材３０をベース部材２に連結するヒンジ軸Ｈ２を中心に回転する。その結果、スイベル部材３０に連結されている回転機構２０の第２の端部は、船舶４の縁部の方へ動くので、回転機構２０の第１の端部２１はさらに遠くに到達することができる。したがって、フレーム１０には、ベース部材２に直接結合されることになる回転機構で得られうるよりも大きい運動の自由度が与えられる。

フレーム１０を下げる間、巻上ケーブル５３の長さは制御されうる。

回転機構２０の長さは下位置から上位置まで動くとき短くなり、それによってフレーム１０は水平ヒンジ軸Ｈを中心に船上位置の方へ回転する。スイベル部材３０も同様に、スイベル部材３０をベース部材２に連結するヒンジ軸Ｈ２を中心に回転する。その結果、スイベル部材３０に連結されている回転機構２０の第２の端部は、さらに船上位置の方へ、すなわち船舶４の縁部から離れる向きに動くことになる。同時に、巻上ケーブル５３の長さは制御されうる。

一代替実施形態によれば、並列に動作する２つ以上の回転機構２０を設けることができる。これらの回転機構２０は互いに隣接して設けることができる。一方の回転機構は、例えば、クレーンの先端部３の近くまたはクレーンの先端部３でフレーム１０に連結することができ、他方の回転機構は、クレーンの先端部３から離れた位置でフレーム１０に連結することができる。

各回転機構２０には、回転機構２０自体のスイベル部材３０を設けることができる。しかしながら、２つ以上の回転機構２０は、１つの共通のスイベル部材３０によって連結されてもよい。

上記の説明は例示するためのものであり、限定するものではない。したがって、以下に記載されている特許請求の範囲から逸脱することなく本発明に修正がなされうることは、当業者には明らかであろう。

１ クレーン
２ ベース部材
３ クレーンの先端部
４ 船舶
５ 甲板
６ 受容部
１０ フレーム
２０ 回転機構
２１ 回転機構の第１の端部
２２ 回転機構の第２の端部
３０ スイベル部材
３１ スイベル部材の第１の端部
３２ スイベル部材の第２の端部
４０ スペーサ
４１ スペーサの第１の端部
４２ スペーサの第２の端部
５１ 第１の案内車
５２ 第２の案内車
５３ 巻上ケーブル
Ｈ 水平ヒンジ軸
Ｈ１〜Ｈ５ ヒンジ軸
Ｂ２０〜Ｂ３０ 主要部分長手軸

Claims (8)

1. クレーン（１）を備える船舶（４）であって、
   前記クレーン（１）が前記船舶の甲板（５）に連結され、
   前記クレーン（１）が、
   水平ヒンジ軸（Ｈ）を中心に回転可能であるフレーム（１０）と、
   前記水平ヒンジ軸（Ｈ）を中心に前記フレーム（１０）を上位置から下位置まで回転させるように且つ下位置から上位置まで回転させるように配置された、前記水平ヒンジ軸（Ｈ）から離れた位置で前記フレーム（１０）に連結された回転機構（２０）であって、前記上位置での前記クレーン（１）の先端部が前記下位置にある場合より高所にある、回転機構（２０）と
   を備える、船舶（４）において、
   前記クレーン（１）が、前記甲板（５）に回転可能に連結される第１の端部（３１）と、前記回転機構（２０）に回転可能に連結される第２の端部（３２）とを有するスイベル部材（３０）であって、前記フレーム（１０）の前記上位置に関連する内方位置から前記フレーム（１０）の前記下位置に関連する外方位置まで回転可能であり、且つ、前記フレーム（１０）の前記下位置に関連する外方位置から前記フレーム（１０）の前記上位置に関連する内方位置まで回転可能であるスイベル部材（３０）をさらに備えることを特徴とする、船舶（４）。
2. 前記回転機構（２０）が、主要部分長手軸に沿って、前記フレーム（１０）に回転可能に連結された第１の端部（２１）から前記スイベル部材（３０）の第２の端部（３２）に回転可能に連結された前記第２の端部にかけて延びる、請求項１に記載の船舶（４）。
3. 前記スイベル部材（３０）が、主要部分長手軸に沿って、前記スイベル部材（３０）の前記第１の端部（３１）から前記第２の端部（３２）にかけて延び、
   前記クレーン（１）が、前記スイベル部材（３０）、前記回転機構（２０）、および前記スイベル部材（３０）と前記回転機構（２０）との間の前記連結部のうちの１つと、前記フレーム（１０）との間に配置されたスペーサ（４０）を備え、前記スペーサは、前記回転機構（２０）の前記主要部分長手軸および前記スイベル部材（３０）の前記主要部分長手軸が平行位置に到達するのを妨げる、請求項２に記載の船舶（４）。
4. 前記スペーサ（４０）が、前記フレーム（１０）に回転可能に連結される第１の端部（４１）と、前記スイベル部材（３０）、前記回転機構（２０）、および前記スイベル部材（３０）と前記回転機構（２０）との間の前記連結部のうちの１つに回転可能に連結される第２の端部（４２）とを有する、請求項３に記載の船舶（４）。
5. 前記スペーサ（４０）の前記第１の端部（４１）が前記ヒンジ軸（Ｈ）の近くで前記フレーム（１０）に連結され、前記スペーサ（４０）の前記第２の端部（４２）が、前記スイベル部材（３０）の前記第２の端部（３２）の近くで、前記スイベル部材（３０）、前記回転機構（２０）、および前記スイベル部材（３０）と前記回転機構（２０）との間の前記連結部のうちの１つに連結される、請求項４に記載の船舶（４）。
6. 前記回転機構（２０）が、前記水平ヒンジ軸（Ｈ）から離れた位置で前記フレーム（１０）に連結される前記第１の端部（２１）と、前記スイベル部材（３０）の前記第２の端部（３２）に連結される前記第２の端部（２２）とを有する長手部材を備え、前記長手部材の長さが、前記水平ヒンジ軸（Ｈ）を中心に前記フレーム（１０）を回転させるために変えられうる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の船舶（４）。
7. 前記クレーンが２つ以上の並列前記回転機構（２０）を備え、前記並列回転機構（２０）がそれぞれ、前記水平ヒンジ軸（Ｈ）から離れた位置で前記フレーム（１０）に連結される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の船舶（４）。
8. 前記クレーン（１）が２つ以上の並列スイベル部材（３０）を備え、前記並列スイベル部材（３０）がそれぞれ、前記甲板（５）に回転可能に連結される第１の端部（３１）と、対応の前記並列回転機構（２０）に回転可能に連結される第２の端部（３２）とを有する、請求項７に記載の船舶（４）。

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