JP2015202922A - 船上クレーン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】門型フレームの梁部の重量を低減することが可能な船上クレーン装置を提供する。【解決手段】船上クレーン装置１００は、門型フレーム１０と、門型フレーム１０の梁部１２に支持ピン２１を介して連結される吊り下げ部２０と、支持ピン２１を介して梁部１２に連結され吊り下げ部２０とは独立して揺動可能なアーム３１と、梁部１２に回動自在に連結される第１シリンダチューブ３４とアーム３１の一方側に回動自在に連結される第１ピストンロッド３５とを有する第１流体圧シリンダ３２と、アーム３１の反対側に回動自在に連結される第２シリンダチューブ３６と吊り下げ部２０に回動自在に連結される第２ピストンロッド３７とを有する第２流体圧シリンダ３３と、を備える。第１流体圧シリンダ３２及び第２流体圧シリンダ３３を伸縮させることで吊り下げ部２０が支持ピン２１を中心として回動する。【選択図】図３

Description

本発明は、船舶上に設置される船上クレーン装置に関する。

特許文献１には、船舶上に設置される門型クレーン装置が開示されている。この門型クレーン装置は、船舶の甲板上に立設される門型の主フレームと、門型フレームの梁部に揺動自在に連結され吊り下げ物を支持する副フレームと、副フレームの主フレームに対する相対角度を調整する１組の油圧シリンダと、を備える。

特開平９−２０８１７９号公報

上記従来の技術では、１組の油圧シリンダによって副フレームの主フレームに対する相対角度、すなわち吊り下げ物の回動角度を調整するので、吊り下げ物の回動可能範囲が小さく、門型の主フレームの回動範囲が大きい場合に対応することができない。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、搬送物を吊り下げ可能な吊り下げ部の回動可能範囲を拡大することが可能な船上クレーン装置を提供することを目的とする。

本発明は、船体上に設置される船上クレーン装置であって、船体上に配置される架台に回動自在に支持される一対の脚部と一対の脚部を連結する梁部とを有する門型フレームと、梁部に沿って設けられる支持ピンを介して梁部に対して揺動可能に連結され搬送物を吊り下げ可能な吊り下げ部と、支持ピンを介して梁部に対して連結され吊り下げ部とは独立して揺動可能なアームと、梁部に回動自在に連結される第１シリンダチューブとアームの一方側に回動自在に連結される第１ピストンロッドとを有し、流体圧の給排に応じて伸縮する第１流体圧シリンダと、アームの一方側とは支持ピンを挟んで反対側に回動自在に連結される第２シリンダチューブと吊り下げ部に回動自在に連結される第２ピストンロッドとを有し、流体圧の給排に応じて伸縮する第２流体圧シリンダと、を備え、第１流体圧シリンダ及び第２流体圧シリンダを伸縮させることで吊り下げ部が支持ピンを中心として回動する、ことを特徴とする。

本発明によれば、梁部及びアームに連結される第１流体圧シリンダとアーム及び吊り下げ部に連結される第２流体圧シリンダとの伸縮に応じて吊り下げ部を回動させるので、より大きな角度範囲に亘って吊り下げ部を回動させることができる。

本発明の実施形態に係るＡフレームクレーンの側面図である。 本発明の実施形態に係るＡフレームクレーンの正面図である。 本発明の実施形態に係るＡフレームクレーンのドッキングヘッドを拡大して示す拡大図であり、門型フレームが吊り上げ位置にある状態を示す。 図３のドッキングヘッドを反時計回りに回動させた状態を示す拡大図である。 図３のドッキングヘッドを時計回りに回動させた状態を示す拡大図である。 本発明の実施形態に係るＡフレームクレーンのドッキングヘッドを拡大して示す拡大図であり、門型フレームが海洋投入位置にある状態を示す。 図６のドッキングヘッドを反時計回りに回動させた状態を示す拡大図である。 図６のドッキングヘッドを時計回りに回動させた状態を示す拡大図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態におけるＡフレームクレーン１００の側面図である。図２は、本実施形態におけるＡフレームクレーン１００の正面図である。

船上クレーン装置としてのＡフレームクレーン１００は、海洋調査船、海洋観測船、海洋研究船等の船体１の船尾に設置され、デッキ２に載置された搬送物としての各種機器４を海に投入したり、海に投入した機器４を引き揚げてデッキ２に戻したりするものである。

Ａフレームクレーン１００は、船体１上に配置される架台３に回動自在に支持される門型フレーム１０と、門型フレーム１０の梁部１２に連結され機器４を吊り下げ可能な吊り下げ部としてのドッキングヘッド２０と、を備える。

門型フレーム１０は、基端が架台３に回動自在に支持される一対の脚部１１と、一対の脚部１１の先端同士を連結する水平方向に延設される梁部１２と、を有する。門型フレーム１０は、駆動機構（図示せず）により、脚部１１の基端を中心として船体１の前後方向に回動して起倒する。駆動機構としては、例えば油圧シリンダ等が用いられる。

門型フレーム１０は、図１に示すように、船首側に傾いた吊り上げ位置から海側に傾いた海中投入位置まで回動可能である。なお、門型フレーム１０の回動可能範囲は、これに限らず、門型フレーム１０がさらに船首側及び海側に傾くように設定されていてもよい。例えば、Ａフレームクレーン１００を使用しない場合に設定される格納位置を設けてもよい。格納位置では、脚部１１がデッキ２とほぼ平行に延在するまで門型フレーム１０が吊り上げ位置よりさらに船首側に傾けられる。

ドッキングヘッド２０は、ドッキングヘッド２０の船体１の前後方向への揺動を許容する支持ピンとしての第１ヒンジピン２１と、ドッキングヘッド２０の船体１の左右方向への揺動を許容する第２ヒンジピン２２と、を介して門型フレーム１０の梁部１２の中央に連結される。

ドッキングヘッド２０は、波による船体１の揺動や風の影響で搬送物４が受ける反力を支持し、搬送物４の位置を門型フレーム１０と干渉しない任意の位置に制御する。ドッキングヘッド２０の船体１の左右方向の位置は、ドッキングヘッド２０の側部と梁部１２の下部との間に連結される左右一対の油圧シリンダ２３によって制御される。ドッキングヘッド２０の船体１の前後方向の位置は、ドッキングヘッド回動機構３０によって制御される。

図３は、ドッキングヘッド回動機構３０を拡大して示す拡大図であり、ドッキングヘッド２０を図１に示すように船体側面から見た状態を示す。

ドッキングヘッド回動機構３０は、第１ヒンジピン２１を介して梁部１２に連結されるアーム３１と、梁部１２とアーム３１との間に連結される第１流体圧シリンダとしての第１油圧シリンダ３２と、アーム３１とドッキングヘッド２０との間に連結される第２流体圧シリンダとしての第２油圧シリンダ３３と、を備える。ドッキングヘッド回動機構３０は、これらアーム３１、第１油圧シリンダ３２、第２油圧シリンダ３３を、図２に示すように、船体１の左右方向に一対備えている。

図３に示すように、アーム３１は、ほぼ中央に挿通される第１ヒンジピン２１を中心としてドッキングヘッド２０とは独立して揺動可能である。アーム３１の第１ヒンジピン２１を挟んで両端には、第１油圧シリンダ３２及び第２油圧シリンダ３３が連結される。

第１油圧シリンダ３２は、梁部１２に回動自在に連結される第１シリンダチューブ３４と、アーム３１の一端に回動自在に連結される第１ピストンロッド３５とを有し、油圧の給排に応じて伸縮する。これにより、第１油圧シリンダ３２が伸長するのに伴って、アーム３１は梁部１２に対して図３における時計回りに回動し、第１油圧シリンダ３２が収縮するのに伴って、アーム３１は梁部１２に対して図３における反時計回りに回動する。

第２油圧シリンダ３３は、アーム３１の一端とは第１ヒンジピン２１を挟んで反対側の他端に回動自在に連結される第２シリンダチューブ３６と、ドッキングヘッド２０の上部に回動自在に連結される第２ピストンロッド３７とを有し、油圧の給排に応じて伸縮する。これにより、第２油圧シリンダ３３が伸長するのに伴って、ドッキングヘッド２０はアーム３１に対して図３における反時計回りに回動し、第２油圧シリンダ３３が収縮するのに伴って、ドッキングヘッド２０はアーム３１に対して図３における時計回りに回動する。

第１油圧シリンダ３２及び第２油圧シリンダ３３は、油圧給排機構（図示せず）から作動油が給排される。作動油の供給先は、例えば切換弁（図示せず）によって切り換えられ、第１油圧シリンダ３２及び第２油圧シリンダ３３のいずれか一方にのみ油圧が給排される。なお、切換弁は、手動によって切り換え操作されてもよいし、アクチュエータ等によって自動で切り換えられる構成であってもよい。

次に、Ａフレームクレーン１００とドッキングヘッド２０との動作について説明する。

図１に示すように、門型フレーム１０が吊り上げ位置にある場合、ドッキングヘッド回動機構３０は図３に示す姿勢となり、第２油圧シリンダ３３が最伸長状態で固定されるとともに、第１油圧シリンダ３２はドッキングヘッド２０の下端が水平になるように伸縮調整される。すなわち、ドッキングヘッド２０の下端に機器４を固定するためには、ドッキングヘッド２０の角度を所定の角度に調整する必要がある。

そこで、ドッキングヘッド２０を図３に示す状態から反時計回りに回動させてドッキングヘッド２０の角度を微調整する場合には、第１油圧シリンダ３２を収縮させる。これにより、図４に示すように、アーム３１の一端が梁部１２側に引っ張られてアーム３１が図３における反時計回りに回動する。このとき、第２油圧シリンダ３３は最伸長状態に固定されているので、アーム３１の回動に伴って第２油圧シリンダ３３がドッキングヘッド２０を押し、ドッキングヘッド２０が図３における反時計回りに回動する。

また、ドッキングヘッド２０を図３に示す状態から時計回りに回動させてドッキングヘッド２０の角度を微調整する場合には、第１油圧シリンダ３２を伸長させる。これにより、図５に示すように、アーム３１の一端が梁部１２から離れる方向に押されてアーム３１が図３における時計回りに回動する。このとき、第２油圧シリンダ３３は最伸長状態に固定されているので、アーム３１の回動に伴って第２油圧シリンダ３３がドッキングヘッド２０を引き上げ、ドッキングヘッド２０が図３における時計回りに回動する。

上記のようにして、ドッキングヘッド２０の角度を調整後、ドッキングヘッド２０の下端に機器４が固定されると、門型フレーム１０は駆動機構によって上方へと回動する。門型フレーム１０の回動により、機器４を支持するドッキングヘッド２０の垂下する方向と門型フレーム１０の脚部１１の延設方向とのなす角度が変化する。よって、当該角度の変化にかかわらず機器４が垂直にぶら下がるようにドッキングヘッド２０を回動させる。ドッキングヘッド２０の回動は、オペレータによる油圧給排機構の切換弁の操作に応じてドッキングヘッド回動機構３０が行う。

すなわち、門型フレーム１０が吊り上げ位置から脚部１１が直立する直立位置まで回動する間、第２油圧シリンダ３３を最伸長状態に固定したままで第１油圧シリンダ３２を最伸長状態となるまで徐々に伸長させる。その後、門型フレーム１０が直立位置から海中投入位置まで回動する間、第１油圧シリンダ３２を最伸長状態に固定したままで第２油圧シリンダ３３を徐々に収縮させる。

なお、第１油圧シリンダ３２及び第２油圧シリンダ３３の位置を固定しないで油圧をフリーとすることで、機器４の鉛直ぶら下がりに追従してドッキングヘッド２０を回動させることも可能である。

図１に示すように、門型フレーム１０が海中投入位置にある場合、ドッキングヘッド回動機構３０は図６に示す姿勢となり、第１油圧シリンダ３２が最伸長状態で固定されるとともに、第２油圧シリンダ３３はドッキングヘッド２０の下端が水平になるように伸縮調整される。すなわち、ドッキングヘッド２０の下端に固定される機器４を海中に投入するに当たって、機器４の下面を海面と平行にすることが好ましい。このため、機器４をドッキングヘッド２０から離す際に、ドッキングヘッド２０の角度を所定の角度に調整する必要がある。

そこで、ドッキングヘッド２０を図６に示す状態から反時計回りに回動させてドッキングヘッド２０の角度を微調整する場合には、第２油圧シリンダ３３を伸長させる。これにより、図７に示すように、ドッキングヘッド２０が第２油圧シリンダ３３に押されて図６における反時計回りに回動する。このとき、第１油圧シリンダ３２は最伸長状態に固定されているので、アーム３１は回動しない。

また、ドッキングヘッド２０を図６に示す状態から時計回りに回動させてドッキングヘッド２０の角度を微調整する場合には、第２油圧シリンダ３３を収縮させる。これにより、図８に示すように、ドッキングヘッド２０が第２油圧シリンダに引き上げられて図６における時計回りに回動する。このとき、第１油圧シリンダ３２は最伸長状態に固定されているので、アーム３１は回動しない。

以上の動作により、ドッキングヘッド２０の角度を所定の角度に調整した後、機器４をリリースして海中に投入する。機器４は、ドッキングヘッド２０に設けられたシーブ２４を介して繰り出されるロープ（図示せず）によって吊り下げられる。また、上記の動作を反対から順に行うことで、図１に示すように、門型フレーム１０を海中投入位置から吊り上げ位置まで回動させて、海上の機器４を回収することができる。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

本実施形態では、梁部１２及びアーム３１に連結される第１油圧シリンダ３２とアーム３１及びドッキングヘッド２０に連結される第２油圧シリンダ３３との伸縮に応じてドッキングヘッド２０を回動させる。これにより、より大きな角度範囲に亘ってドッキングヘッド２０を回動させることができるので、門型フレーム１０の回動範囲が大きい場合であってもドッキングヘッド２０を所望の姿勢に調整することができる。また、ドッキングヘッド２０の回動軸である第１ヒンジピン２１を直接駆動する場合と比べて、回転レバー比を大きくとれるので、より小さい力でドッキングヘッド２０を回動させることができる。

さらに、第１油圧シリンダ３２及び第２油圧シリンダ３３の一方を伸長状態に固定して他方を伸縮させることでドッキングヘッド２０を回動させるので、作動油圧の給排割合を考慮することなく、単一の油圧シリンダを伸縮させるだけでよく、油圧給排機構及び切換弁の構成を簡素化することができる。よって、Ａフレームクレーン１００を小型化及び軽量化することができる。

さらに、ドッキングヘッド回動機構３０は船体１の左右方向に一対備えられるので、一つ当たりの油圧シリンダ３２、３３の容量を小さくすることができ、門型フレーム１０の格納時に船首側への油圧シリンダ３２、３３の張り出しを抑えることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、Ａフレームクレーン１００が船尾に設置される場合について例示したが、Ａフレームクレーン１００は船首に設置されていてもよいし、右舷側又は左舷側に各種機器４を投入できるように設置されていてもよい。

さらに、上記実施形態では、第１油圧シリンダ３２及び第２油圧シリンダ３３は、作動流体として油を用いているが、水や水溶液等の油以外の作動流体を用いてもよい。

さらに、上記実施形態では、ドッキングヘッド回動機構３０が船体１の左右方向に一対備えられる場合を例示したが、船体１の左右方向の片側のみに設けられていてもよい。

さらに、上記実施形態では、船上クレーン装置としてＡフレームクレーン１００を例示したが、門型フレーム１０を備えるその他のクレーン装置であってもよい。

さらに、上記実施形態では、第１油圧シリンダ３２及び第２油圧シリンダ３３の一方を最伸長状態で固定した状態で他方を伸縮させてドッキングヘッド２０を回動させているが、必ずしも最伸長状態でなくてもよい。第１油圧シリンダ３２及び第２油圧シリンダ３３の全長を変更したり、第１シリンダチューブ３４における梁部１２との固定位置や第２シリンダチューブ３６におけるアーム３１との固定位置を変更したりすることで、一方の油圧シリンダ３２、３３を固定した状態に保持する際の長さは調整可能である。

１ 船体
３ 架台
４ 機器（搬送物）
１０ 門型フレーム
１１ 脚部
１２ 梁部
２０ ドッキングヘッド（吊り下げ部）
２１ 第１ヒンジピン（支持ピン）
３１ アーム
３２ 第１油圧シリンダ（第１流体圧シリンダ）
３３ 第２油圧シリンダ（第２流体圧シリンダ）
３４ 第１シリンダチューブ
３５ 第１ピストンロッド
３６ 第２シリンダチューブ
３７ 第２ピストンロッド
１００ 船上クレーン装置（Ａフレームクレーン）

Claims (4)

1. 船体上に設置される船上クレーン装置であって、
   前記船体上に配置される架台に回動自在に支持される一対の脚部と前記一対の脚部を連結する梁部とを有する門型フレームと、
   前記梁部に沿って設けられる支持ピンを介して前記梁部に対して揺動可能に連結され搬送物を吊り下げ可能な吊り下げ部と、
   前記支持ピンを介して前記梁部に対して連結され前記吊り下げ部とは独立して揺動可能なアームと、
   前記梁部に回動自在に連結される第１シリンダチューブと前記アームの一方側に回動自在に連結される第１ピストンロッドとを有し、流体圧の給排に応じて伸縮する第１流体圧シリンダと、
   前記アームの前記一方側とは前記支持ピンを挟んで反対側に回動自在に連結される第２シリンダチューブと前記吊り下げ部に回動自在に連結される第２ピストンロッドとを有し、流体圧の給排に応じて伸縮する第２流体圧シリンダと、
   を備え、
   前記第１流体圧シリンダ及び前記第２流体圧シリンダを伸縮させることで前記吊り下げ部が前記支持ピンを中心として回動する、
   ことを特徴とする船上クレーン装置。
2. 前記第１流体圧シリンダ及び前記第２流体圧シリンダの一方を伸長状態に保持して他方を伸縮させることで前記吊り下げ部が前記支持ピンを中心として回動する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の船上クレーン装置。
3. 前記門型フレームは、前記一対の脚部を回動させて前記船体に対して内側に傾斜した内側位置と前記船体に対して外側に傾斜した外側位置との間で起倒可能であり、
   前記門型フレームが前記内側位置にある場合、前記第２流体圧シリンダを伸長状態に保持して前記第１流体圧シリンダを伸縮させることで前記吊り下げ部が前記支持ピンを中心として回動し、
   前記門型フレームが前記外側位置にある場合、前記第１流体圧シリンダを伸長状態に保持して前記第２流体圧シリンダを伸縮させることで前記吊り下げ部が前記支持ピンを中心として回動する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の船上クレーン装置。
4. 前記アーム、前記第１流体圧シリンダ及び前記第２流体圧シリンダは、前記支持ピンの軸方向両側にそれぞれ一セットずつ設けられる、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の船上クレーン装置。

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