JP2024049796A

JP2024049796A - クレーンの浮上防止機構および浮上防止方法

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Publication number: JP2024049796A
Application number: JP2022156251A
Authority: JP
Inventors: 翔米野
Original assignee: Mitsui E&S Holdings Co Ltd; Mitsui E&S Co Ltd
Current assignee: Mitsui E&S Co Ltd
Priority date: 2022-09-29
Filing date: 2022-09-29
Publication date: 2024-04-10

Abstract

【課題】クレーンに設置されている免震装置の性能を低下させることなくクレーンの浮き上がりを防止できる浮上防止機構および浮上防止方法を提供する。【解決手段】走行方向ｙに延設されるガイド部材１３がレールの敷設面１２に予め固定されていて、ガイド部材１３の上端が免震装置１０の下端よりも低い位置となる状態にガイド部材１３は構成されていて、上面をガイド部材１３に接触可能に構成される接触部材１４がクレーン２に予め設置されていて、クレーン２が上方に浮き上がろうとしたときに接触部材１４の上面をガイド部材１３に接触させて、クレーン２の浮き上がりを防止する。【選択図】図１

Description

本発明は、クレーンの車輪の浮き上がりを防止する浮上防止機構および浮上防止方法に関するものであり、詳しくはクレーンに設置されている免震装置の性能を低下させることなくクレーンの浮き上がりを防止できる浮上防止機構および浮上防止方法に関するものである。

免震装置を備えていて、レールの上を走行するクレーンが種々提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載のクレーンは、車輪を有する走行装置と脚構造体との間に配置される免震装置を備えている。大規模な地震の際にクレーンの車輪がレールから浮き上がり、レールの外に車輪が着地することがある。車輪がレールの上から外れる脱輪が発生すると、免震装置により揺動するクレーンの脚構造体が想定外の範囲まで移動する可能性がある。クレーンの周辺に位置しているシャシや係留中の船舶にクレーンが衝突して、地震による被害が増大する可能性がある。

日本国特開２０１９－１４２６４２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、その目的はクレーンに設置されている免震装置の性能を低下させることなくクレーンの浮き上がりを防止できる浮上防止機構および浮上防止方法を提供することである。

上記の目的を達成するためのクレーンの浮上防止機構は、走行方向に敷設されるレールの上面に接触する踏面と前記レールの側面と接触可能に構成されるフランジとを有する複数の車輪および走行方向を直角に横断する横行方向を軸方向として前記車輪を支持する車軸を有する複数の走行装置と、横行方向に変位可能に構成される免震装置とを有するクレーンの浮上防止機構において、前記レールの敷設面に固定されるとともに走行方向に延設されるガイド部材と、前記クレーンに設置されていて上面を前記ガイド部材に接触可能に構成される接触部材とを備えていて、上下方向において前記ガイド部材が前記免震装置より低い位置に設置されることを特徴とする。

上記の目的を達成するためのクレーンの浮上防止方法は、走行方向に敷設されるレールの上面に接触する踏面と前記レールの側面と接触可能に構成されるフランジとを有する複数の車輪および走行方向を直角に横断する横行方向を軸方向として前記車輪を支持する車軸を有する複数の走行装置と、横行方向に変位可能に構成される免震装置とを有するクレーンの浮上防止方法において、走行方向に延設されるガイド部材が前記レールの敷設面に予め固定されていて、前記ガイド部材の上端が前記免震装置の下端よりも低い位置となる状態に前記ガイド部材は構成されていて、上面を前記ガイド部材に接触可能に構成される接触部材が前記クレーンに予め設置されていて、前記クレーンが上方に浮き上がろうとしたときに前記接触部材の上面を前記ガイド部材に接触させて、前記クレーンの浮き上がりを防止することを特徴とする。

本発明によれば、クレーンが浮き上がろうとしたときガイド部材が接触部材を上方から押さえる状態となるため、クレーンの浮き上がりを抑制できる。またガイド部材が免震装置よりも低い位置に設置されるため、免震装置の作動によりクレーンが変位したとしても、この変位が浮上防止機構に妨げられない。免震装置の性能を維持するには有利である。

クレーンの走行装置の概略を例示する説明図である。図１のＡＡ端面を例示する説明図である。図１のＢＢ端面を例示する説明図である。クレーンが浮き上がった際の浮上防止機構の状態を例示する説明図である。岸壁クレーンの概略を例示する説明図である。浮上防止機構の変形例を例示する説明図である。浮上防止機構の変形例を例示する説明図である。図１の変形例を例示する説明図である。図３の変形例を例示する説明図である。

以下、クレーンの浮上防止機構および浮上防止方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。図中ではクレーンの走行方向を矢印ｙ、この走行方向ｙを直角に横断する横行方向を矢印ｘ、上下方向を矢印ｚで示している。

図１に例示するように浮上防止機構１は、例えば岸壁に配置されてコンテナの荷役を行う岸壁クレーンに適用される。浮上防止機構１が適用されるクレーン２は岸壁クレーンに限らず、レールに沿って走行するクレーン２であればよい。浮上防止機構１が適用されるクレーン２は、例えば石炭等のバラ荷の荷役を行うアンローダや、ヤード内を走行してコンテナの荷役を行う門型クレーンや、天井クレーンであってもよい。

クレーン２は複数の走行装置３を有している。クレーン２が岸壁クレーンで構成される場合は、例えば海側に二つの走行装置３が配置されて、陸側に二つの走行装置３が配置される。この実施形態では走行装置３は、イコライザ４と、イコライザ４の下方に配置される二つの中間イコライザ５と、中間イコライザ５の下方に配置される四つのボギー６とを有している。イコライザ４と中間イコライザ５とは横行方向ｘを軸方向とする支軸７で連結されている。同様に中間イコライザ５とボギー６とも支軸７で連結されている。中間イコライザ５およびボギー６は支軸７を中心に傾動可能に連結されている。

ボギー６には二つずつ車輪８が設置されている。そのため走行装置３は八つの車輪８を有することになる。複数の車輪８のうち一部の車輪８には、車輪８に動力を付加する駆動機構９が設置されている。駆動機構９は、例えば減速機９ａとモータ９ｂとで構成される。

走行装置３の構成は上記に限定されない。中間イコライザ５やボギー６の形状や数、車輪８の全体の数や一つのボギー６に設置される車輪８の数は適宜変更することができる。

クレーン２は免震装置１０を有している。図１に例示するクレーン２は、走行装置３と脚構造体１１との間に配置される免震装置１０を有している。免震装置１０は、例えば積層ゴムで構成されている。免震装置１０はその下面に対して上面を横行方向ｘに変位可能に構成されている。免震装置１０が走行方向ｙにも変位可能に構成されてもよい。免震装置１０は走行装置３に対して脚構造体１１を横行方向ｘに変位させることができる。

免震装置１０の構成は上記に限らず、スライド機構など少なくとも横行方向ｘに変位可能な構成を有していればよい。また免震装置１０が設置される位置は上記に限らず、走行装置３の内部に組み込まれたり、脚構造体１１に組み込まれたりしてもよい。

浮上防止機構１は、レールが敷設される敷設面１２に固定されるガイド部材１３を備えている。ガイド部材１３は走行方向ｙに延設されている。図１に例示するようにこのガイド部材１３は、上下方向ｚにおいて免震装置１０より低い位置に設置されている。ガイド部材１３の上端が免震装置１０の下端よりも低い位置となる状態にガイド部材１３は構成されている。また浮上防止機構１は、クレーン２に設置されていて上面をガイド部材１３に接触可能に構成される接触部材１４を備えている。

図２に例示するようにガイド部材１３は、走行方向ｙに延設される水平部１３ａと、下端を敷設面１２に固定されて上端を水平部１３ａに固定される支柱部１３ｂとを有している。この実施形態では水平部１３ａは、平板状の部材で構成されている。水平部１３ａの構成は上記に限定されない。浮き上がろうとするクレーン２を下向きに押さえる構成を有していればよい。例えば円柱形状や角柱形状であってもよい。また水平部１３ａは、走行方向ｙにおいてレール１５が敷設されている範囲で途切れることなく連続する状態であることが望ましい。水平部１３ａが走行方向ｙにおいて途中で途切れている部分を有していてもよい。

この実施形態では支柱部１３ｂは、棒状の部材で構成されている。支柱部１３ｂの構成は上記に限定されない。水平部１３ａを敷設面１２に固定する構成を有していればよい。例えば敷設面１２に立設されて走行方向ｙに延設される壁状の部材で構成されてもよい。水平部１３ａおよび支柱部１３ｂは、浮き上がろうとするクレーン２を下向きに押さえることができる程度の強度を有している。

この実施形態では横行方向ｘにおいて、レール１５の両側にそれぞれガイド部材１３が配置されている。レール１５の一方側にのみガイド部材１３が配置される構成であってもよい。

図２に例示するように車輪８は、レール１５の上面に接触する踏面８ａと、レール１５の側面と接触可能に構成されるフランジ８ｂとを有している。この実施形態では横行方向ｘにおいて踏面８ａの一方側にのみフランジ８ｂが形成されている。踏面８ａの両側にフランジ８ｂが形成されていてもよい。

車輪８は、横行方向ｘを軸方向とする車軸１６により支持されている。車軸１６は図示しないボギー６に支持されている。この実施形態では車軸１６は、横行方向ｘにおいて車輪８から両側に突出している。この車軸１６は、図示しないボギー６の壁面を貫通して外側まで延設されている。この実施形態では浮上防止機構１の接触部材１４は、この車軸１６で構成されている。

車軸１６で構成される接触部材１４は、上方の少なくとも一部をガイド部材１３の水平部１３ａで覆われる状態となる。通常時には上下方向ｚにおいて接触部材１４とガイド部材１３との間に隙間Pが形成されることが望ましい。本明細書において通常時とは車輪８の踏面８ａがレール１５の上面と接触して、クレーン２が走行可能である状態をいう。浮上防止機構１が隙間Pを備える場合は、車軸１６で構成される接触部材１４およびガイド部材１３の摩耗を抑制できる。またクレーン２の走行に対して、浮上防止機構１が抵抗を与えることを回避できる。

浮上防止機構１が隙間Pを備えない構成であってもよい。通常時に接触部材１４である車軸１６の上面がガイド部材１３に常に接触している状態となる。接触部材１４が車軸１６で構成される場合は、クレーン２の走行にともない接触部材１４が回転するため、接触部材１４およびガイド部材１３の摩耗は比較的抑制される。またクレーン２の走行に対して、浮上防止機構１が発生させる抵抗は比較的抑制される。

図３に例示するように車輪８に駆動機構９が設置されてもよい。横行方向ｘにおいて車輪８から両側に突出する車軸１６のうち、一方が接触部材１４としてガイド部材１３に接触可能に構成されていて、他方が駆動機構９に連結される。この実施形態では、車輪８から突出する車軸１６の一方が、減速機９ａを介してモータ９ｂに連結されている。このとき駆動機構９の近傍に配置されるガイド部材１３は、駆動機構９と接触しない位置に配置される。図３では説明のためボギー６を省略している。

図４に例示するように地震の発生にともないクレーン２の車輪８が浮き上がろうとすると、接触部材１４が上方に移動してその上面がガイド部材１３の水平部１３ａの下面に接触する。浮上防止機構１により車輪８は上方への移動を阻止される。車輪８がレール１５から外れない範囲に隙間Pは予め設定されていることが望ましい。具体的には車輪８のフランジ８ｂの高さｄより隙間Pが小さく設定されていることが望ましい。フランジ８ｂの高さｄとは、車輪８の半径方向において踏面８ａからフランジ８ｂの端部までの長さをいう。図４では説明のためボギー６を省略している。

隙間Pがフランジ８ｂの高さｄよりも小さく設定されていると、接触部材１４がガイド部材１３に接触している状態であってもフランジ８ｂはレール１５の側面と接触可能な状態となる。車輪８が横行方向ｘに移動しようとする力をフランジ８ｂで支持することができる。クレーン２に発生する横行方向ｘの力をフランジ８ｂで支持できる。また横行方向ｘにおいて車輪８が移動してガイド部材１３と接触することを防止できる。車輪８との接触によりガイド部材１３が変形や破損する不具合を回避しやすくなる。

ガイド部材１３は、横行方向ｘおよび走行方向ｙにおいて接触部材１４を拘束しない構成を有していることが望ましい。このときガイド部材１３は、接触部材１４の上方への移動のみを拘束する。ガイド部材１３の変形や破損等を回避するには有利である。同様に接触部材１４は上面のみをガイド部材１３に接触可能に構成されることが望ましい。接触部材１４は、クレーン２が浮き上がろうとする際にガイド部材１３に接触するのみで、クレーン２が横行方向ｘおよび走行方向ｙに移動する際にはガイド部材１３に接触しない構成を有することが望ましい。

地震によりクレーン２の車輪８がレール１５から浮き上がろうとしたとき、ガイド部材１３が接触部材１４を上方から押さえる状態となる。浮上防止機構１によりクレーン２の浮き上がりを抑制できる。浮上防止機構１は、車輪８がレール１５から浮き上がり脱輪して横行方向ｘに移動する不具合を回避できる。地震発生時であっても車輪８を有する走行装置３は、レール１５の上から横行方向ｘに外れることがない。図５に例示するように免震装置１０の作動にともない揺動するクレーン２の脚構造体１１等が、想定外の位置まで到達する不具合を回避できる。クレーン２が船舶１７やシャシ１８に衝突する事故を回避するには有利である。

図５に例示するように上下方向ｚにおいてガイド部材１３は、免震装置１０よりも低い位置に設置されている。そのため免震装置１０の変位により脚構造体１１の位置が横行方向ｘに移動した場合であっても、免震装置１０や脚構造体１１がガイド部材１３に衝突する不具合が発生しない。免震装置１０の性能を維持するには有利である。

図５に例示するように海側走行装置３ａと陸側走行装置３ｂの両方にそれぞれガイド部材１３等の浮上防止機構１が配置されることが望ましい。海側走行装置３ａのフランジ８ｂと陸側走行装置３ｂのフランジ８ｂとが、横行方向ｘにおいて踏面８ａに対して反対向きに設置されていることが望ましい。この場合、横行方向ｘにおいて海側に向かって発生する力を一方のフランジ８ｂが支持して、陸側に向かって発生する力を他方のフランジ８ｂが支持する。クレーン２は横行方向ｘにおいて海側にも陸側にも移動しない状態となる。

図１に例示するようにガイド部材１３は、走行方向ｙにおいて途切れることなく連続する形状を有することが望ましい。走行方向ｙにおけるクレーン２の停止位置にかかわらず、接触部材１４の上昇をガイド部材１３で阻止できるためである。ガイド部材１３のうち接触部材１４と接触可能に構成される例えば水平部１３ａなどが、走行方向ｙにおいて連続する形状を有していればよい。

ガイド部材１３の構成は上記に限らず、走行方向ｙにおいて途切れる開口部を有していてもよい。一つの走行装置３に複数の接触部材１４が設置される場合は、すべての接触部材１４がガイド部材１３の開口部に位置していない限り、浮上防止機構１はクレーン２の浮き上がりを防止できる。

図６に例示するように駆動機構９を構成するモータ９ｂ等がボギー６の上面に設置されて、車輪８の側方にモータ９ｂ等が配置されないクレーンもある。この場合、横行方向ｘにおいて車輪８から両側に突出する車軸１６の両方を接触部材１４としてもよい。この実施形態では横行方向ｘにおいてレール１５の両側に配置される一対のガイド部材１３どうしを、横行方向ｘにおいて比較的接近させて配置できる。

横行方向ｘにおいて車輪８から一方側にのみ車軸１６を突出させて接触部材１４としてもよい。この場合、車軸１６が突出している側にのみガイド部材１３が配置される構成となる。また車輪８の他方側には車軸１６が突出せず、ガイド部材１３が配置されない。

接触部材１４は車軸１６で構成される場合に限らない。接触部材１４は、クレーン２を構成する部材またはクレーン２に新たに設置される部材であり、その上方にガイド部材１３を配置できるものであればよい。例えば図７に例示するようにボギー６の上面を接触部材１４として利用してもよい。接触部材１４は、クレーン２から横行方向ｘに突出する部材で構成されることが望ましい。例えば図１に例示する中間イコライザ５やボギー６を連結する支軸７を横行方向ｘに延長して接触部材１４としてもよい。また横行方向ｘに延設される部材を走行装置３に新たに設置して、これを接触部材１４として利用してもよい。

一つの走行装置３に設置される車軸１６のうち、少なくとも一つの車軸１６が接触部材１４として構成されていればクレーン２の浮き上がりを抑制できる。クレーン２が四つの走行装置３を有する場合、一つの走行装置３に少なくとも一つの接触部材１４が設置されていれば、車輪８の脱輪を抑制できる。

例えば一つの走行装置３において、駆動機構９が設置されていない車軸１６のみを接触部材１４として利用してもよい。この場合、駆動機構９が設置されている車軸１６は、接触部材１４として利用されない。

図８に例示するように中間イコライザ５やボギー６は、横行方向ｘを軸方向とする支軸７を中心に傾動可能に構成されている。車軸１６を接触部材１４として利用する場合、接触部材１４が設置されていない車輪８がガイド部材１３よりも上方に浮き上がる可能性がある。

図８に例示するように一つの走行装置３において、走行方向ｙの両端に配置される車輪８に接触部材１４が設置されていれば、この走行装置３に脱輪が発生することはほとんどない。脱輪の可能性を更に低減させるためには、接触部材１４の数を増やすことが望ましい。例えば走行装置３に設置されている車軸１６のうち、すべての車軸１６で接触部材１４が構成されてもよい。接触部材１４の数が多いほど、クレーン２が浮き上がろうとする力が複数の接触部材１４により支持される。そのためガイド部材１３と一つの接触部材１４とが接触する部分に発生する力が小さくなる。車軸１６が曲がったりして、クレーン２が走行不能となる不具合を回避しやすくなる。またガイド部材１３の特定の部分に力が集中して、ガイド部材１３が破損する不具合を回避しやすくなる。ガイド部材１３を薄くて軽い材料で構成することも可能となる。それぞれの走行装置３に設置される車軸１６のうち、すべての車軸１６が接触部材１４として利用される場合、地震発生後であってもクレーン２の復旧を短時間で行える可能性が高くなる。

図９の例示するように車輪８の側方に駆動機構９の減速機９ａが連結されている場合に、減速機９ａを貫通する長さまで車軸１６を横行方向ｘに延長して、この車軸１６を接触部材１４として利用してもよい。

例えば車軸１６の交換等により接触部材１４をクレーン２に設置するとともに、レール１５の敷設面１２にガイド部材１３を固定することで、浮上防止機構１は既設のクレーンに適用できる。浮上防止機構１は、既設のクレーンに対して比較的簡単な改造により適用できる。

１浮上防止機構
２クレーン
３走行装置
３ａ海側走行装置
３ｂ陸側走行装置
４イコライザ
５中間イコライザ
６ボギー
７支軸
８車輪
８ａ踏面
８ｂフランジ
９駆動機構
９ａ減速機
９ｂモータ
１０免震装置
１１脚構造体
１２敷設面
１３ガイド部材
１３ａ水平部
１３ｂ支柱部
１４接触部材
１５レール
１６車軸
１７船舶
１８シャシ
ｘ横行方向
ｙ走行方向
ｚ上下方向
Ｐ隙間
ｄ（フランジの）高さ

Claims

走行方向に敷設されるレールの上面に接触する踏面と前記レールの側面と接触可能に構成されるフランジとを有する複数の車輪および走行方向を直角に横断する横行方向を軸方向として前記車輪を支持する車軸を有する複数の走行装置と、横行方向に変位可能に構成される免震装置とを有するクレーンの浮上防止機構において、
前記レールの敷設面に固定されるとともに走行方向に延設されるガイド部材と、前記クレーンに設置されていて上面を前記ガイド部材に接触可能に構成される接触部材とを備えていて、上下方向において前記ガイド部材が前記免震装置より低い位置に設置されることを特徴とする浮上防止機構。
前記レールの上面に前記踏面が接触しているときに、上下方向において前記接触部材と前記ガイド部材との間に形成される隙間を備える請求項１に記載の浮上防止機構。
上下方向における前記隙間の長さが、前記車輪の半径方向において前記踏面から前記フランジの端部までの長さよりも小さく設定されている請求項２に記載の浮上防止機構。
前記接触部材が、少なくとも一つの前記車輪から横行方向に突出する前記車軸で構成される請求項１または２に記載の浮上防止機構。
前記接触部材が、横行方向において前記車輪から両側に突出する前記車軸で構成されていて、
前記ガイド部材が、横行方向において前記レールの両側にそれぞれ配置される請求項４に記載の浮上防止機構。
横行方向において前記車輪から両側に突出する前記車軸のうち、一方が前記接触部材として前記ガイド部材に接触可能に構成されていて、他方が前記車輪に駆動力を付加する駆動機構に連結される請求項４に記載の浮上防止機構。
走行方向に敷設されるレールの上面に接触する踏面と前記レールの側面と接触可能に構成されるフランジとを有する複数の車輪および走行方向を直角に横断する横行方向を軸方向として前記車輪を支持する車軸を有する複数の走行装置と、横行方向に変位可能に構成される免震装置とを有するクレーンの浮上防止方法において、
走行方向に延設されるガイド部材が前記レールの敷設面に予め固定されていて、前記ガイド部材の上端が前記免震装置の下端よりも低い位置となる状態に前記ガイド部材は構成されていて、上面を前記ガイド部材に接触可能に構成される接触部材が前記クレーンに予め設置されていて、
前記クレーンが上方に浮き上がろうとしたときに前記接触部材の上面を前記ガイド部材に接触させて、前記クレーンの浮き上がりを防止することを特徴とする浮上防止方法。
前記接触部材の上面が前記ガイド部材に接触したときに、前記フランジが前記レールの側面に接触することで前記クレーンの横行方向の移動を拘束する請求項７に記載の浮上防止方法。