JP4656423B2 - 荷役機械の免震装置 - Google Patents

Description

本発明は荷役機械の免震装置に係り、特に穀物等のばら物を船舶から陸揚げする機械式連続アンローダ等の荷役機械に設けられた免震装置に関する。

一般に機械式連続アンローダは、船倉内に貯められた穀物等のばら物を、供給機等の掘削装置により掻き取り、その掻き取った穀物を垂直ブームと水平ブームの内部に設置したひれ付きコンベア等の搬送装置によって陸上に荷揚げする装置である。

機械式連続アンローダ等の荷役機械は岸壁に設置され、岸壁に平行に設置された走行レールに沿って移動し、船舶の各船倉内の穀物を荷揚げしていく。

このような、荷役機械の地震対応策として、厚生労働省が定めたクレーン構造規格によれば、水平動荷重が０．２Ｇ以上の設計に対して、０．２５Ｇ以上に対応できる耐震強化クレーンを適用する方法が採られている。

図１は、機械式連続アンローダ（以下、「アンローダ」と略称する）の全体構造を示した斜視図である。

同図に示すアンローダ１０は、主としてアンローダ本体１２、水平ブーム１４、垂直ブーム１６、及び供給機１８からなり、アンローダ本体１２は脚２０、２０と走行フレーム２２、及び旋回フレーム２４から構成される。

脚２０の下部には、レール２６に乗載される車輪２８、２８…を備えた走行部３０が設けられている。これにより、アンローダ１０は、レール２６、２６に沿って走行し、所定の位置に移動することができる。

旋回フレーム２４は、走行フレーム２２の上部に旋回座３２を介して旋回自在に設置される。水平ブーム１４は、旋回フレーム２４の上端部に起伏自在に支持され、垂直ブーム１６は水平ブーム１４の先端部にスイング自在に設置される。また、水平ブーム１４と垂直ブーム１６の内部には、船倉３４内の穀物等のばら物３６の搬送を行う、図２に示すひれ付きコンベア３８が設置される。これにより、船倉３４内のばら物３６は、ひれ付きコンベア３８によって垂直ブーム１６の先端から陸上まで搬送される。

通常のばら物荷役時は、図１に示した旋回フレーム２４を海側に旋回させ、水平ブーム１４が岸壁４０に対して略直角状態で荷役を行う。また、垂直ブーム１６は旋回中心から離れるため、カウンタウェイト４２が旋回中心Ｏに対して水平ブーム１４の陸側端部に取り付けられてバランスが保持されている。

供給機１８は、垂直ブーム１６の下端に設けられており、船倉３４内のばら物３６を掻き集めて垂直ブーム１６のひれ付きコンベア３８に移載するように構成されている。

一方、流動性の悪いばら物３６を掘削して掻き取る供給機１８として、ブレード式供給機が知られている。図２に示すブレード式供給機１８は、回転羽根型供給機の外周に、水平方向に旋回してばら物３６を切り崩すブレード４４、４４…を組み合わせて構成されている。ブレード４４、４４…によって切り崩されたばら物３６は、スクリュー４６によってロータ４８内に運ばれ、ロータ４８の回転によって、案内板４９に沿って跳ね上げられてひれ付きコンベア３８に供給される。なお、流動性のよい穀物等を荷揚げ対象とする場合は、ブレード４４、４４…を取り外した構造である回転羽根型供給機が使用される。

ところで、前述の如く、入力地震波の対応策として従来は、水平動荷重が０．２５Ｇ以上の耐震性を持つ耐震強化クレーンの設計が行われていた。また、０．２５Ｇが加わったときの転倒モーメント等も各ブーム１４、１６の姿勢毎に、垂直ブーム１６、カウンタウェイト４２のバランスによって求め、安全性を確認する等の方法が採られていた。

また、最近では、水平震度係数が０．２５Ｇ以上で設計された耐震強化岸壁に、水平動荷重が０．２５Ｇ以上の耐震強化クレーンを設置した場合、応答加速度が０．５Ｇ以上となる動的解析結果がでてきている。さらにこの耐震強化クレーンを耐震強化しても、脚２０が浮き上がるロッキング現象が発生し、着地時の衝撃によって耐震強化クレーンが破損することが推定されている。

このような問題から、水平動荷重を０．２５Ｇ以下に抑えてロッキング現象を抑えるために、荷役機械に免震装置を設置する例が特許文献１、２、３に開示されている。特許文献１〜３に開示された荷役機械は、荷役機械本体の脚部や旋回台に免震装置を設置している。
特開２００３−４０９７号公報 特開２００３−５４８７０号公報 特開２００４−２１０５４６号公報

しかしながら、特許文献１の免震装置は、簡単な構造であるものの設置する各荷役機械の固有な機器の特性（固有値、重心位置等）を詳細に把握して免震装置のばね定数の調整、垂直荷重を受ける円形の当接面の大きさを決定する等、細かい設定が必要となるため、設計及び製造に手間がかかるという欠点があった。また、特許文献２の免震装置は、複雑な構成の油圧ユニットによるものなので、製造コストが高いという問題があった。更に、特許文献３の免震装置は、ばね機構、可動連結機構、及びダンパから構成されているものの、可動連結機構の構造が第１旋回ベアリング、第２旋回ベアリング、及びクレーン本体結合部と複雑であり、また、レールに対して垂直方向の地震動への対応が主とする装置であった。

本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、簡単な構成で、安定した制震性能を発揮することができる荷役機械の免震装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、ばら物を船舶から陸揚げする荷役機械であって、走行レールに沿って走行移動自在に設置されるとともに、荷役機械本体部と走行部との間に免震装置が設けられた荷役機械において、前記免震装置は、前記荷役機械本体を前記走行部に対して、直動転がり支承により直交する二方向にスライド移動可能に支持するＸ−Ｙテーブルと、前記荷役機械本体と前記走行部とを連結するとともに走行部に対する荷役機械本体の水平方向の振動を減衰する積層ゴムと、前記荷役機械本体と前記走行部とを連結するとともに一定荷重が加わると破断するシェアピンとからなり、前記荷役機械本体と前記Ｘ−Ｙテーブルとの間には、荷役機械本体の垂直荷重を受けるとともに垂直方向の振動を減衰する積層ゴムが設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、垂直方向の荷重を受ける部材及び水平方向の移動機構として、直動転がり支承であるリニアベアリングを交差させて直交する二方向に移動可能に構成したＸ−Ｙテーブルを用い、走行レールに対して直交方向及び走行レールの沿った方向にリニアベアリングの移動方向を合わせて走行部の上部に設置し、走行部に対する荷役機械本体の復元機構及び減衰機構に積層ゴムを用い、免震機能を発揮させるトリガー機構として、例えば機械構造用炭素鋼を使用したシアピンを用いて構成したので、簡単な構成で、安定した制震性能を発揮することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記Ｘ−Ｙテーブルには、前記走行部に対する前記荷役機械本体の水平方向の振動を抑制するとともに減衰するダンパが設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、Ｘ−Ｙテーブルに設けたダンパによって、走行部に対する荷役機械本体の水平方向の振動を抑制するので、積層ゴムに対する負荷を軽減でき、積層ゴムの減衰機能が向上する。

請求項３に記載の発明は、前記目的を達成するために、ばら物を船舶から陸揚げする荷役機械であって、走行レールに沿って走行移動自在に設置されるとともに、荷役機械本体部と走行部との間に免震装置が設けられた荷役機械において、前記免震装置は、前記荷役機械本体を前記走行部に対して、直動転がり支承により直交する二方向にスライド移動可能に支持するＸ−Ｙテーブルと、前記Ｘ−Ｙテーブルに設けられ、前記走行部に対する前記荷役機械本体の水平方向の振動を抑制するとともに減衰するダンパと、前記荷役機械本体と前記走行部とを連結するとともに一定荷重が加わると破断するシェアピンとからなり、前記荷役機械本体と前記Ｘ−Ｙテーブルとの間には、荷役機械本体の垂直荷重を受けるとともに垂直方向の振動を減衰する積層ゴムが設けられていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、垂直方向の荷重を受ける部材及び水平方向の移動機構として、直動転がり支承であるリニアベアリングを交差させて直交する二方向に移動可能に構成したＸ−Ｙテーブルを用い、走行レールに対して直交方向及び走行レールの沿った方向にリニアベアリングの移動方向を合わせて走行部の上部に設置し、走行部に対する荷役機械本体の水平方向の振動を抑制し、且つ減衰する機構にダンパを用い、免震機能を発揮させるトリガー機構として、例えば機械構造用炭素鋼を使用したシアピンを用いて構成したので、簡単な構成で、安定した制震性能を発揮することができる。

請求項１、３に記載の発明によれば、Ｘ−Ｙテーブルに設けた積層ゴムが、荷役機械本体の垂直荷重を受けるためＸ−Ｙテーブルの負荷を軽減できる。また、荷役機械本体の振動を積層ゴムによって減衰でき、且つ積層ゴムの復元力により荷役機械本体を走行部に対する元の位置に復帰させることができる。

本発明に係る荷役機械の免震装置によれば、垂直方向の荷重を受ける部材及び水平方向の移動機構として、直動転がり支承により直交する二方向にスライド移動可能に支持するＸ−Ｙテーブルを用い、また、走行部に対する荷役機械本体の復元機構及び減衰機構として積層ゴムを用い、更に免震機能を発生させるトリガー機構としてシェアピンを用いて構成したので、簡単な構造で安定した制震性能を発揮することができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る荷役機械の免震装置の好ましい実施形態について説明する。

図３に、第１の実施の形態の荷役機械の免震装置５０の構成を示す。この免震装置５０は、図１に示されたアンローダ１０に設けられるもので、アンローダ本体（荷役機械本体）１２の脚２０と走行部３０との間に設置されるものである。なお、図３の免震装置５０を説明するに当たり、図１に示したアンローダ１０と同一又は類似の部材については同一の符号を付して説明する。

免震装置５０は、走行部３０の台座５２と脚部２０の基部２１との間に設けられ、Ｘ−Ｙテーブルを構成するクロスリニアベアリング５４、積層ゴム５６、シェアピン５８によって構成されている。

クロスリニアベアリング５４は、水平方向においては何れの方向にも移動可能なように、直動転がり支承であるリニアベアリング６０、６２をＸ方向（アンローダ１０の走行方向と直交する方向）、及びＹ方向（アンローダ１０の走行方向）に交差させて直交する二方向に移動可能に構成されている。すなわち、クロスリニアベアリング５４は、図４にも示されるように、リニアベアリング６２のリニアレール６３が台座５２に固定され、リニアベアリング６０のリニアレール６１が脚部２０の基部２１に固定される。これにより、クロスリニアベアリング５４は、リニアレール６１が軸受部６４に対してＸ方向に移動され、且つ、軸受部６４がリニアレール６３に対してＹ方向に移動されることにより、水平方向の何れの方向にも移動することができる。また、クロスリニアベアリング５４は、アンローダ１０の垂直方向の荷重も受けている。

積層ゴム５６は、下部フランジと上部フランジとの間に、複数のゴムシートと鋼板とを積層することにより構成されたもので、下部フランジが台座５２に固定され、上部フランジが基部２１に固定されている。この積層ゴム５６によれば、地震動のエネルギを減衰させ、アンローダ本体１２が水平方向に移動したときの復元力を発生する。なお、積層ゴム５６のゴムシートとして、減衰性能を高めるために鉛又は錫プラグ入りのゴムシートを適用してもよい。

シェアピン５８は機械構造用炭素鋼製であり、下部が台座５２に固定され、上部が基部２１に形成された孔２１Ａに嵌入されている。このシェアピン５８によれば、通常荷役動作時において、走行部３０と脚２０の鉄骨を保持し、ある震度値以上の振動により一定荷重が加わると破断して、免震装置５０の免震機能が働くように（発生するように）構成されている。

かかる構成の免震装置５０によれば、地震時の振動によってシェアピン５８に一定荷重が加わり、シェアピン５８が破断すると、免震装置５０のクロスリニアベアリング５４によってアンローダ本体１２（図１参照）がクロスリニアベアリング５４の直動作用によって水平方向に移動するとともに、積層ゴム５６がアンローダ本体１２の水平移動を減衰させることにより、地震動のエネルギを減衰させる。そして、積層ゴム５６の復元力によって、アンローダ本体１２を元の位置に復帰移動させる。

このように、実施の形態の免震装置５０によれば、クロスリニアベアリング５４、積層ゴム５６、及びシェアピン５８からなる簡単な構成であり、免震させる構造部の質量、固有値等の情報から減衰性能、復元性能を予め求め、これに合う積層ゴム５６を設定することにより、低コストで安定した制震性能を得ることができる。

なお、クロスリニアベアリング５４は、一対のリニアレール６１、６３を直交させて構成しているが、レール２６に平行な入力地震波に対して車輪２８の走行によって吸収することが可能な荷役機械については、走行レール２８に対して直交方向のみにスライドするリニアレール６３のみ設けたもので構成してもよい。

また、図１に示したように、アンローダ１０の海側の脚２０が揺動可能にピン６６によって走行フレーム２２に接続されている場合、リニアベアリングを走行レール２６に対して直交方向のみにスライド可能にさせて設置させた免震装置を、陸側の脚２０の剛脚の下部にある走行部３０の二つのみに設置された構造として、復元力、減衰力を２倍にさせて、装置の簡素化を図ってもよい。更に、荷役機械の質量によっては、復元力と減衰力のバランスされた積層ゴム５６の製作が難しい場合は、減衰機構としてオイルダンパを、復元機構としてばね等を用いてもよい。

図５は、第２の実施の形態の免震装置７０の構成を示した組立図であり、図３、図４に示した免震装置５０と同一又は類似の部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図５に示す免震装置７０は、図５の免震装置５０に対して、走行部３０に対するアンローダ本体１２の水平方向の振動を抑制するとともに減衰するオイルダンパ（ダンパ）７２、７４を付加した装置である。

オイルダンパ７２は、その本体が基部２１に固定され、そのロッド７６がクロスリニアベアリング５４の軸受部６４の固定部８０に固定され、ダンパ効果によりＸ方向の振動を抑制する。また、オイルダンパ７４は、その本体が台座５２に固定され、そのロッド７８が軸受部６４の固定部８２に固定され、ダンパ効果によりＹ方向の振動を抑制する。これらのオイルダンパ７２、７４によって、走行部３０に対するアンローダ本体１２の水平方向の振動を抑制することができるので、積層ゴム５６の負荷が軽減でき、積層ゴム５６の減衰機能が向上する。

なお、図５の実施の形態では、積層ゴム５６を設けた例について説明したが、積層ゴム５６を省き、減衰及び復元機構をオイルダンパ７２、７４のみに持たせた構成にしてもよい。

図６は、第３の実施の形態の免震装置９０の構成を示した組立図であり、図３〜図５に示した免震装置５０、７０と同一又は類似の部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図６に示す免震装置９０は、図６の免震装置７０に対して、基部２１とクロスリニアベアリング５４との間に積層ゴム９２、９４を設け、これらの積層ゴム９２、９４によって、アンローダ本体１２の垂直荷重を受けるとともに垂直方向の振動を減衰したものである。

この免震装置９０によれば、クロスリニアベアリング５４に設けた積層ゴム９２、９４が、アンローダ本体１２の垂直荷重を受けるため、クロスリニアベアリング５４の負荷を軽減できる。また、アンローダ本体１２の振動を積層ゴム９２、９４によって減衰できるとともに、積層ゴム９２、９４の復元力によってアンローダ本体１２を走行部３０に対する元の位置に復帰させることができる。

なお、図６の実施の形態では、積層ゴム５６を設けた例について説明したが、積層ゴム５６を省き、減衰及び復元機構を積層ゴム９２、９４のみに持たせた構成にしてもよい。

機械式連続アンローダの全体構造を示した斜視図 図１に示したアンローダの供給機の構造を示す斜視図 第１の実施の形態の免震装置の構成を示す要部拡大斜視図 図１に示した免震装置の組立斜視図 第２の実施の形態の免震装置の構成を示す要部拡大斜視図 第３の実施の形態の免震装置の構成を示す要部拡大斜視図

符号の説明

１０…アンローダ、１２…アンローダ本体、２０…脚、２６…レール、３０…走行部、５０、７０、９０…免震装置、５２…台座、５４…クロスリニアベアリング、５６、９２、９４…積層ゴム、５８…シェアピン、６０、６２…リニアベアリング、６１、６３…リニアレール、７２、７４…オイルダンパ

Claims (3)

1. ばら物を船舶から陸揚げする荷役機械であって、走行レールに沿って走行移動自在に設置されるとともに、荷役機械本体部と走行部との間に免震装置が設けられた荷役機械において、
   前記免震装置は、
   前記荷役機械本体を前記走行部に対して、直動転がり支承により直交する二方向にスライド移動可能に支持するＸ−Ｙテーブルと、
   前記荷役機械本体と前記走行部とを連結するとともに走行部に対する荷役機械本体の水平方向の振動を減衰する積層ゴムと、
   前記荷役機械本体と前記走行部とを連結するとともに一定荷重が加わると破断するシェアピンとからなり、
   前記荷役機械本体と前記Ｘ−Ｙテーブルとの間には、荷役機械本体の垂直荷重を受けるとともに垂直方向の振動を減衰する積層ゴムが設けられていることを特徴とする荷役機械の免震装置。
2. 前記Ｘ−Ｙテーブルには、前記走行部に対する前記荷役機械本体の水平方向の振動を抑制するとともに減衰するダンパが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の荷役機械の免震装置。
3. ばら物を船舶から陸揚げする荷役機械であって、走行レールに沿って走行移動自在に設置されるとともに、荷役機械本体部と走行部との間に免震装置が設けられた荷役機械において、
   前記免震装置は、
   前記荷役機械本体を前記走行部に対して、直動転がり支承により直交する二方向にスライド移動可能に支持するＸ−Ｙテーブルと、
   前記Ｘ−Ｙテーブルに設けられ、前記走行部に対する前記荷役機械本体の水平方向の振動を抑制するとともに減衰するダンパと、
   前記荷役機械本体と前記走行部とを連結するとともに一定荷重が加わると破断するシェアピンとからなり、
   前記荷役機械本体と前記Ｘ−Ｙテーブルとの間には、荷役機械本体の垂直荷重を受けるとともに垂直方向の振動を減衰する積層ゴムが設けられていることを特徴とする荷役機械の免震装置。

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