JP3206248B2 - 海上荷役作業時の動揺吸収装置 - Google Patents

海上荷役作業時の動揺吸収装置

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JP3206248B2
JP3206248B2 JP24032293A JP24032293A JP3206248B2 JP 3206248 B2 JP3206248 B2 JP 3206248B2 JP 24032293 A JP24032293 A JP 24032293A JP 24032293 A JP24032293 A JP 24032293A JP 3206248 B2 JP3206248 B2 JP 3206248B2
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哲也 安田
寿幸 鈴木
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は海上浮体上の海上荷役用
クレーンで海上浮体と資材運搬船との間で荷物の受け渡
しを行う海上荷役作業時に海上浮体や資材運搬船の動揺
に伴う荷物と資材運搬船の間の相対変動を吸収させるよ
うにするためクレーンに取り付けて用いる動揺吸収装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】海上浮体上の海上荷役用クレーンを用い
て該海上浮体と資材運搬船との間で荷物の受け渡しを行
う海上荷役作業では、図3に示す如く、海上浮体1上の
海上荷役用クレーン2のジブ3先端の滑車4を介しフッ
ク5を吊り下げたロープ6を、旋回フレーム7上の滑車
8に掛けた後、ウインチ9に巻き込み、クレーン操作者
のウインチ操作によるロープ6の巻込み、繰出し動作
と、クレーン2の旋回動作を行わせて、資材運搬船10
上の荷物11をクレーン2で吊り上げて海上浮体1上に
移したり、海上浮体1上の荷物11を吊り下ろして資材
運搬船10上に移すようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
海上荷役作業では、海上が穏やかで海上浮体1と資材運
搬船10の動揺が少ないときは、クレーン2による資材
運搬船10から海上浮体1、又は海上浮体1から資材運
搬船10への荷役作業は容易に行うことができるが、波
浪中での海上荷役作業では、クレーン2を搭載した海上
浮体1と資材運搬船10がそれぞれ別々の動揺を起すた
め、クレーン2で吊られた荷物11を資材運搬船10に
着地させるとき、あるいは、資材運搬船10から荷物1
1をクレーン2で吊り上げるときに、クレーン2で吊ら
れた荷物11が資材運搬船10を叩く等の事故が生じ易
くなり、クレーン操作が難しくなる、という問題があ
る。
【0004】そのため、波浪中は波がおさまり海上荷役
作業ができるまで資材運搬船10が近くで待機するとい
う事態も生じ、これが海上作業の進行に支障となる可能
性がある。
【0005】そこで、本発明は、海上荷役用クレーンを
搭載している海上浮体と資材運搬船が別々に動揺して
も、クレーンで吊った荷物が資材運搬船を叩くことがな
いように、クレーンと資材運搬船の相対変位量に合わせ
てロープ繰出し量を調節し、恰も陸上での荷役と同じよ
うに荷物の吊り上げ下げができるようにして、クレーン
操作の困難性の改善、波浪中での作業待機等の防止を図
るようにしようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、海上浮体上の海上荷役用クレーンに、作
動油に空気圧力を作用させて空気ばねの効果によるクッ
ション機能を持たせ且つウインチに巻き取られてクレー
ン先端から吊り下げられるロープの繰出し量を調整でき
るようにロープを巻き掛けた動揺吸収シリンダと、ピス
トンの両側の圧力室に作動油を充填して両圧力室の圧力
を調整することにより上記動揺吸収シリンダに能動制御
力を発生させる能動制御力発生装置を設置して、該能動
制御力発生装置を上記動揺吸収シリンダに連結し、且つ
上記能動制御力発生装置の両圧力室への作動油流量を調
整する可変容量ポンプを備え、更に、クレーン先端と資
材運搬船との間の距離を検出する測距センサからの検出
値、上記動揺吸収シリンダの動きを検出するストローク
センサの検出値による吊荷と資材運搬船の相対距離から
求められる相当速度がクレーン操作者による荷物昇降速
度指示に合うよう能動制御力を発生させるために上記能
動制御力発生装置の両圧力室の圧力値に基づき上記可変
容量ポンプの吐出流量を制御させる制御器を備えた構成
とする。
【0007】
【作用】クレーンを搭載している海上浮体と資材運搬船
が波浪等により異なる動揺をするとき、クレーン先端と
資材運搬船との間の距離を測距センサで検出すると共
に、そのときのロープの繰り出し量をストロークセンサ
で検出して、これらの値から求められる吊荷と資材運搬
船との相対距離変動速度とクレーン操作者による荷物昇
降の指示速度との間に差があると、その差に比例した力
が能動制御力として動揺吸収シリンダに加えられてロー
プの繰り出し量がコントロールされる。これにより吊ら
れた荷物と資材運搬船の相対位置変化がクレーン操作者
の荷物昇降指示に合うように制御されることから、荷物
が運搬船を叩くことを防止できる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0009】図1は本発明の実施例の概要を示すもの
で、図3に示す海上荷役用クレーンと同様に、海上浮体
1上に旋回フレーム7を設置して、該旋回フレーム7上
に、ジブ3を起伏自在に取付け支持すると共に、ウイン
チ9を設置して、該ウインチ9に巻取られているロープ
6を旋回フレーム7上の滑車8、ジブ3先端部の滑車4
にかけて吊り下げ、ウインチ9によるロープ6の巻き込
み、繰り出しによりフック5を吊り上げ下げして荷物1
1の昇降を行わせるようにしてある海上荷役用クレーン
2を搭載し、該クレーン2の上記旋回フレーム7上に本
発明の動揺吸収装置を設ける。
【0010】すなわち、海上荷役用クレーン2の旋回フ
レーム7上に、ピストンロッド13の先端に滑車14を
取り付けると共にヘッド側の端に滑車15を取り付けた
動揺吸収シリンダ12を設置して、ウインチ9に巻き取
られているロープ6を滑車14と15に掛け回してから
旋回フレーム7上の滑車8にロープ6を掛けるようにす
ると共に、該動揺吸収シリンダ12のヘッド側圧力室A
にアキュムレータ16を接続して、該アキュムレータ1
6には空気タンク17を接続して、動揺吸収シリンダ1
2のヘッド側圧力室Aの作動油に、アキュムレータ16
と空気タンク17からなるパッシブの空気ばね機構18
により空気圧力を作用させて空気ばねの効果によるクッ
ション機能をもたせた構成とし、且つピストン20の両
側にロッド21を有する両ロッド型の油圧シリンダにお
けるピストン両側の圧力室B,Cに圧油を充填して両圧
力室B,Cの圧力を調整することにより能動制御力を発
生させる能動制御力発生装置19を、上記旋回フレーム
7上に設置して、該能動制御力発生装置19の圧力室B
側のピストンロッド21の先端を、上記動揺吸収シリン
ダ12のピストンロッド13に連結し、動揺吸収シリン
ダ12には、吊られた荷物11の静荷重を支持するため
のパッシブの空気ばね力と能動制御力が組み合わされる
ようにする。
【0011】上記能動制御力発生装置19の両側の圧力
室BとCは、両方向に吐出できるようにした可変容量ポ
ンプ22を介して閉回路で連絡し、該可変容量ポンプ2
2の傾転角を変えることにより吐出流量がコントロール
されて、能動制御力発生装置19で所定の能動制御力が
発生させられるようにし、上記可変容量ポンプ22の吐
出流量は制御器23からの指令により制御させるように
する。
【0012】上記制御器23は、クレーン2のジブ3先
端部と資材運搬船10との相対距離を検知する光学式の
測距センサ24による検出値aと、荷物11を吊り下げ
ているときの動揺吸収シリンダ12のストロークセンサ
Sからの検出値bを入力して、荷物11と資材運搬船1
0との相対距離を求めて相対速度を求めるようにしてあ
る機能と、クレーン操作者が操作レバーで昇降速度を指
示してウインチ9にて巻込み、繰出しの動作を行うこと
により荷物11の昇降が行われるときの指示速度値V0
が入力されることによって、上記相対速度がクレーン操
作者の昇降速度指示に合うように能動制御力の発生指示
をする機能と、能動制御力発生装置19の両圧力室B,
Cの内圧を検出する内圧センサP1 ,P2 の検出値Pa
,Pb を入力して、該内圧センサP1 ,P2 からの検
出値Pa ,Pb をベースに可変容量ポンプ22の吐出流
量が制御されるようにする機能を有する構成とする。
【0013】上記海上浮体1と資材運搬船10が動揺し
てクレーン2で吊られた荷物11と資材運搬船10との
上下方向の相対変位を吸収して円滑な作業を行わせるた
めに能動制御力発生装置により能動制御力を発生させる
能動制御のブロックダイヤグラムは、図2に示すとおり
である。
【0014】図2において、図1と同一のものには同一
符号が付してあり、制御器23内の25は微分器、26
はゲイン、27はポンプ吐出量制御部である。又、28
はウインチ動作、29は海上浮体1の上下動による外乱
(クレーン上下動)、30は資材運搬船の上下動(外
乱)であり、cはクレーン2で荷物11を吊ったときの
クレーン2と荷物11の相対動、dは海上浮体1の上下
動に伴うクレーン上下動により動揺吸収シリンダ12に
作用する吊荷重(外乱)、VR は測距センサ24とスト
ロークセンサSで計測した荷物と資材運搬船との相対距
離を微分器25で微分して得られた相対速度、V0 は昇
降速度指示、eは能動制御力発生指示、fは吐出量指
示、FAは能動制御力、FPは吊られた荷物の静荷重を
指示するためのパッシブの空気ばね力である。
【0015】海上浮体1に搭載されているウインチ9を
動作し荷物11をクレーン2で吊って海上荷役作業を行
うとき、クレーン2で吊られた荷物11とクレーン2と
の相対動eは動揺吸収シリンダ12のストローク変化と
してストロークセンサSで検出され、又、波浪等で海上
浮体1と資材運搬船10が別々の動揺をして、クレーン
上下動(外乱)29と運搬船上下動(外乱)30が相対
的に生じたときのクレーン2と運搬船10との相対距離
が光学式の測距センサ24で検出され、該測距センサ2
4と上記ストロークセンサSで検出されたクレーンによ
る吊荷と運搬船10との相対距離が制御器23の微分器
25で微分されて相対速度VR が求められる。この相対
速度VR と、クレーン操作者が荷物昇降操作用レバーに
て荷役に適した昇降速度を指示してウインチ9を動作し
荷物11の昇降を行わせるときの昇降速度指示V0 とが
異なるとき(VR −V0 )、その差に比例した力を能動
制御力として動揺吸収シリンダ12に与えるようにする
ため、能動制御力発生指示eをポンプ吐出量制御部27
へ与えると共に、能動制御力発生装置19の圧力室B,
Cの内圧センサP1 ,P2 による内圧Pa ,Pb をポン
プ吐出量制御部27へ入力して制御させて、可変容量ポ
ンプ22へ吐出量指示fを与え、該可変容量ポンプ22
からの吐出量をコントロールすることにより能動制御力
FAを動揺吸収シリンダ12に与える。これにより動揺
吸収シリンダ12のストロークが調整されてロープ繰出
量が調節され、クレーン2で吊られた荷物11が運搬船
10を離れるとき又は運搬船10に荷卸しされるとき運
搬船10を叩く等の事態を防止することができる。
【0016】なお、上記能動制御力FAが与えられる動
揺吸収シリンダ12には、吊られた荷物の静的吊荷重を
支持するためのパッシブの空気ばね力FPが空気ばね機
構18により加えられており、動揺吸収シリンダ12で
発生させる力は、該空気ばね力FPと能動制御力FAが
組み合わせられたものである。
【0017】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の海上荷役作業
時の動揺吸収装置によれば、海上浮体上のクレーンで吊
られた荷物と資材運搬船とが、該運搬船と海上浮体との
別々の動揺により相対変位するとき、該荷物と資材運搬
船との相対速度として検出し、この相対速度がクレーン
操作者が指示した昇降速度指示に合うように動揺吸収シ
リンダに能動制御力を与えるようにするので、波浪中で
も運搬船上からみると恰も陸上での荷役と同様の吊荷の
動きとなり、特に荷物が運搬船から吊り上げられるとき
や荷物が運搬船に着座させられるときに荷物が運搬船を
叩くことを防止できて、クレーン操作の難易度が低下
し、能率よく海上荷役作業を行うことができ、波がおさ
まるまで荷役作業を待機することも防止できる、という
優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の海上荷役作業時の動揺吸収装置の実施
例を示す概要図である。
【図2】図1に示す能動制御のブロックダイヤグラムで
ある。
【図3】従来の海上荷役作業時の動揺吸収装置の概略図
である。
【符号の説明】
1 海上浮体 2 クレーン 3 ジブ 6 ロープ 7 旋回フレーム 9 ウインチ 10 資材運搬船 11 荷物 12 動揺吸収シリンダ 14,15 滑車 16 アキュムレータ 17 空気タンク 18 空気ばね機構 19 能動制御力発生装置 22 可変容量ポンプ 23 制御器 24 測距センサ A ヘッド側圧力室 B,C 圧力室 S ストロークセンサ P1 ,P2 内圧センサ Pa ,Pb 内圧 VR 相対速度 V0 昇降速度指示
フロントページの続き (72)発明者 谷田 宏次 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石川島播磨重工業株式会社 技術研究所 内 (56)参考文献 特開 昭53−16292(JP,A) 特開 平2−283591(JP,A) 実開 昭63−139198(JP,U) 実開 昭51−41864(JP,U) 実開 昭61−66093(JP,U) 特公 昭46−139(JP,B1) 実公 昭48−24146(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B63B 27/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 海上浮体上の海上荷役用クレーンに、作
    動油に空気圧力を作用させて空気ばねの効果によるクッ
    ション機能が持たせてあり且つウインチに巻き取られる
    ロープを巻き掛けてある動揺吸収シリンダと、ピストン
    の両側の圧力室に作動油を充填して両圧力室の圧力を調
    整することにより上記動揺吸収シリンダに能動制御力を
    発生させる能動制御力発生装置を設置して、該能動制御
    力発生装置を動揺吸収シリンダに連結し、且つ上記能動
    制御力発生装置の両圧力室への作動油流量を調整する可
    変容量ポンプを備え、更に、クレーン先端と資材運搬船
    との間の距離を計測する測距センサの検出値と上記動揺
    吸収シリンダのストロークセンサからのロープ繰出し量
    検出値による吊荷と資材運搬船との相対距離から求めら
    れる相対速度がクレーン操作者の荷物昇降速度指示に合
    うよう能動制御力を発生させるために上記能動制御力発
    生装置の両圧力室の内圧を基に可変容量ポンプの吐出量
    を制御させるようにする制御器を備えたことを特徴とす
    る海上荷役作業時の動揺吸収装置。
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