JP4851870B2 - 上限位置停止機構 - Google Patents

Description

本発明は、シーブを介して吊り下げられる重量物をシーブ近傍の上限位置にて停止させる上限位置停止機構に関するものであり、特には、母船に対して小型艇を搬出及び搬入する揚艇装置に用いられるトップシーブ用の上限位置停止機構に関するものである。

母船に対して小型艇を搬出及び搬入する揚艇装置として、母船外へ振出されるクレーンブームと、クレーンブームの先端部からシーブを介して繰り出されるワイヤロープと、ワイヤロープを巻き取るウインチとを備えるものがある（例えば、特許文献１，特許文献２）。

この種の揚艇装置を用いて、海面上の小型艇を母船に搬入する手順について説明する。
（１）クレーンブームを母船の外側に振り出し、ワイヤロープを小型艇に連結させた後、ワイヤロープをウインチにて巻き取り小型艇を上昇させる。
（２）上昇している小型艇をクレーンブーム先端近傍にて停止させる。
（３）クレーンブームを母船の甲板上に回動させた後、ウインチにてワイヤロープを繰り出し、小型艇を甲板上に格納する。

上記手順のうち、小型艇をクレーンブーム先端近傍にて停止させる従来の方法として、ウインチによるワイヤロープの巻き取り量を検出して、検出した巻き取り量が予め設定された設定値に達した場合に、ウインチを自動的に停止させる方法がある。
特開平１１−３４９６９号公報 特開２００６−１４４０号公報

しかし、ワイヤロープの巻き取り量を検出して、ウインチを自動的に停止させる方法では、巻き取り量の検出誤差が大きい。したがって、ウインチを停止させる巻き取り量の設定値を、小型艇がクレーンブーム先端ぎりぎりにて停止するような値に設定した場合には、巻き取り量の検出誤差によって小型艇が所望の位置にて停止せず、クレーンブーム先端のシーブに当接してしまうおそれがある。

このため、ウインチを停止させる巻き取り量の設定値は、余裕を持った値に設定せざるを得ず、その場合には、小型艇はクレーンブーム先端から離れた位置にて停止する。この状態にて、クレーンブームを母船の甲板上に回動させた場合、小型艇はワイヤロープの動きに反応して大きく揺動してしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、シーブを介して吊り下げられる重量物を上限位置にて精度良く停止させることができる上限位置停止機構を提供することを目的とする。

本発明は、ブーム先端から繰り出されるワイヤロープにて重量物を吊り下げ吊荷作業を行うクレーン装置において、前記重量物を上限位置にて停止させる上限位置停止機構であって、前記ブーム先端に設けられ前記ワイヤロープが案内されるトップシーブと、前記ワイヤロープにより前記重量物を昇降する昇降機と、前記トップシーブの回転軸を中心に回転可能な回転アームと、前記ワイヤロープ先端近傍に固定され前記ワイヤロープの巻き上げ時に前記回転アームに当接可能な作用体と、前記回転アームの回転を検知する検知器と、前記ブーム先端に取り付けられ前記トップシーブを支持するブラケットと、前記ブラケットに設けられ前記回転アームの自重を支持する支持部材と、を備え、前記回転アームは重心を前記支持部材側にずらして形成され、前記ワイヤロープの巻き上げ時に前記検知器が前記回転アームの回転を検知した場合に前記昇降機が停止することを特徴とする。

本発明によれば、ワイヤロープ先端近傍に固定された作用体がワイヤロープの巻き上げ時に回転アームに当接し回転アームを回転させ、その回転アームの回転を検知器によって検知することによってワイヤロープを巻き上げる昇降機が停止する。作用体はワイヤロープ先端近傍に固定され、作用体が直接、回転アームに作用するため、ワイヤロープに吊り下げられた重量物を、ブーム先端に近い上限位置にて精度良く停止させることができる。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１〜図５を参照して本発明の実施の形態１に係る上限位置停止機構について説明する。図１及び図２は、それぞれ上限位置停止機構が適用される揚艇装置を示す側面図及び正面図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面を示す断面図であり、図４は、上限位置停止機構を示す側面図であり、図５は、図４におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。

まず、図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態１に係る上限位置停止機構が適用される揚艇装置１００について説明する。

図１及び図２に示すように、母船１は、母船側面部に開口して設けられ、救助艇や高速艇等の小型搭載艇２（以下、「搭載艇２」と称する。）を格納する格納空間であるレセス３を有する。

レセス３内の床面である甲板４上には搭載艇２を載置する艇レスト５が設置され、クレーン装置としての揚艇装置１００によって、レセス３内の艇レスト５に対して搭載艇２が搬出及び搬入される。

このように、揚艇装置１００は、ブーム８先端から繰り出されるワイヤロープ１０にて搭載艇２等の重量物を吊り下げ吊荷作業を行う装置である。

ブーム８の先端には、ワイヤロープ１０が案内されるトップシーブ９が設けられる。ブーム８の他端には、ワイヤロープ１０が巻き付けられワイヤロープ１０により搭載艇２を昇降する昇降機としてのウインチ１１が固定されている。

ウインチ１１は油圧モータ１１ａにて駆動し、油圧モータ１１ａの動作によりワイヤロープ１０の巻き取り及び繰り出しが行われる。ワイヤロープ１０の巻き取り及び繰り出しによって、ワイヤロープ１０に吊り下げられた搭載艇２は昇降する。なお、油圧モータ１１ａは、内蔵される油圧ブレーキの作用によって停止する。

搭載艇２は、図１及び図２に示すように、母船１と平行の向きに艇レスト５上に載置され、その状態にてワイヤロープ１０によって吊り下げられる。

ワイヤロープ１０は、非自転性の構造を有し、張力の増減に伴うワイヤロープ１０の捻れを小さくすることによって、吊り下げられる搭載艇２の回動を抑制している。

揚艇装置１００は、レセス３内の天井１２に取り付けられた走行レール７と、走行レール７に案内されて移動可能なブーム８と、ブーム８を走行レール７に沿って移動させる移動機構６とを備える。

レセス３内の天井１２には、母船１の向き（母船進行方向）と略直角方向に溝部１２ａが形成され、この溝部１２ａ内に走行レール７が取り付けられる。このように、走行レール７はレセス３内から母船１外に向かって延在して配置される。

移動機構６は、図３に示すように、ブーム８に固定された走行用モータ１３と、走行用モータ１３の出力軸に連結されたスプロケット１４と、走行レール７に沿って設けられスプロケット１４と噛み合うチェーン１５とを備える。

ブーム８には、走行レール７に案内され走行レール上を回転して前進するローラ１６が取り付けられる。

このように構成される移動機構６の動作について説明する。走行用モータ１３が駆動すると、スプロケット１４が回転する。スプロケット１４は、チェーン１５と噛み合っているため、チェーン１５に案内されて移動する。これにより、走行用モータ１３及び走行用モータ１３が固定されたブーム８は、ローラ１６を介して走行レール７上を移動する。

このように、移動機構６の走行用モータ１３を駆動することによって、ブーム８は、ウインチ１１及び走行用モータ１３を伴って、走行レール７に沿って移動する。走行レール７はレセス３内から母船１外に向かって延在しているため、ブーム８先端から繰り出されるワイヤロープ１０に吊り下げられた搭載艇２は、回転すること無くレセス３内を横行する。このように、搭載艇２は、母船１と平行を保った状態にてレセス３に対して搬出及び搬入される。

また、ウインチ１１はブーム８と一体に移動するため、ブーム８の移動に伴って搭載艇２が横行する際、ウインチ１１を駆動させる必要がない。

上記移動機構６におけるスプロケット１４とチェーン１５との組み合わせは、ラックとピニオンとの組み合わせとすることも可能である。

走行モータ１３は、油圧モータにて構成され、内蔵される油圧ブレーキの作用によって停止しブーム８を所望の位置に停止させることができる。

走行レール７の両端部には、ブーム８のそれ以上の移動を防止するために、ローラ１６の移動を規制するストッパー（図示せず）が設けられる。

図２を参照して、揚艇装置１００の動作について説明する。図２では、ブーム８及び搭載艇２の移動の様子を同一図面内に表している。

搭載艇２を母船１外からレセス３内へ搬入する操作について説明する。
・ウインチ１１を駆動しワイヤロープ１０を巻き上げることによって、着水している搭載艇２を母船１と平行に上昇させる。
・上昇している搭載艇２をブーム８先端近傍にて停止させる。
・走行用モータ１３を駆動し、ブーム８を走行レール７に沿って移動させる。これにより、搭載艇２は、母船１と平行を保った状態にて横行しレセス３内に進入する。最後に、搭載艇２を下降させ、艇レスト５上に載置する。

このように、揚艇装置１００を用いれば、搭載艇２を母船１内へ搬入することができる。なお、搭載艇２を母船１のレセス３内から母船１外へ搬出するには、上記搬入操作と逆の操作を行う。

上述した搭載艇２の搬入操作において、搭載艇２を走行レール７に沿って横行させる際、搭載艇２がワイヤロープの動きに反応して揺動するおそれがある。搭載艇２の揺動を抑えるには、搭載艇２がワイヤロープの動きに反応しないように、搭載艇２をブーム８先端近傍にて吊り下げることが有効となる。そのためには、ワイヤロープ１０の巻き上げ時に、搭載艇２をブーム８先端近傍にて停止させる必要がある。

以下に、図４及び図５を参照して、搭載艇２をブーム８先端近傍にて停止させる上限位置停止機構３０について説明する。

ブーム８の先端には、トップシーブ９を支持するブラケット３１が取り付けられる。トップシーブ９は、ブラケット３１に固定された軸３２に軸受３３を介して回転可能に取り付けられる。このように、軸３２はトップシーブ９の回転軸である。

軸３２には、軸３２を中心に回転可能な回転アーム３４がブラケット３１の外側に取り付けられる。

回転アーム３４は、軸３２の両端部を中心にそれぞれ回転可能な一対のレバー３５ａ，３５ｂと、一対のレバー３５ａ，３５ｂの先端部を連結する連結バー３６とを備える。これにより、連結バー３６は、トップシーブ９の外周に沿って回動することができる。なお、回転アーム３４の付随部材として、連結バー３６が挿通すると共に回転自在なローラ３９を設ける構造としてもよい。

ブラケット３１の側面部には、回転アーム３４の自重を支持する支持部材としてのストッパー３７が設けられ、回転アーム３４は略水平位置に保たれている。

ワイヤロープ１０の先端近傍には、ワイヤロープ１０の巻き上げ時に回転アーム３４に当接可能な作用体としてのドク３８が固定される。

ブラケット３１の側面部における回転アーム３４の上方には、回転アーム３４の回転を検知する検知器としてのリミットスイッチ４０が設けられる。

リミットスイッチ４０は、回転アーム３４のレバー３５ａに設けられた作動体４１によって動作するローラ４２を備え、ローラ４２の動作によってスイッチケース４３内に内蔵されたマイクロスイッチ（図示せず）を開閉するものである。

リミットスイッチ４０のローラ４２は、リミットスイッチ４０に内蔵されるリターンスプリング（図示せず）によって、回転アーム３４を下方側、すなわちストッパー３７に対して付勢している。

作動体４１がリターンスプリングの付勢力に抗してローラ４２を押し上げた場合には、リミットスイッチ４０はオンとなり、その信号がコントローラ（図示せず）に対して出力され、コントローラは、ウインチ１１を駆動する油圧モータ１１ａが停止するように制御する。このように、リミットスイッチ４０がオンとなった場合には、ウインチ１１が停止するインタロック動作が働く。

次に、上限位置停止機構３０の動作について説明する。

ワイヤロープ１０にて搭載艇２を吊り下げた状態にて、ウインチ１１を駆動しワイヤロープ１０を巻き上げる。これにより、搭載艇２と共に、ワイヤロープ１０先端近傍に固定されたドク３８が上昇する。

ドク３８がトップシーブ９近傍まで上昇すると、ドク３８は回転アーム３４の連結バー３６に当接する。これにより、回転アーム３４はストッパー３７から離れる方向に回転する。なお、連結バー３６の外周にローラ３９を有する場合には、ドク３８と回転アーム３４の当接時の衝撃力を弱めることができる。

回転アーム３４の回転によって、回転アーム３４に設けられた作動体４１は、リターンスプリングの付勢力に抗してローラ４２を押し上げる。これにより、リミットスイッチ４０はオンとなりウインチ１１の動作が停止する。

ウインチ１１が停止することによって、ワイヤロープ１０の巻き上がりが停止し、搭載艇２の上昇が停止する。ドク３８は、他の部材を介さず直接回転アーム３４に作用するため、ワイヤロープ１０に対するドク３８の位置を調整することによって、搭載艇２を所望の位置に精度良く停止させることができる。また、ワイヤロープ１０先端近傍に固定されたドク３８と搭載艇２の距離は近いため、搭載艇２はトップシーブ９近傍、つまりブーム８先端に近い上限位置にて停止する。

なお、リミットスイッチ４０の不良等によって、回転アーム３４がローラ４２を押し上げてもリミットスイッチ４０が動作しない場合には、回転アーム３４はドク３８と共に回転を継続するため、リミットスイッチ４０等の機器の破損につながる。

この場合を考慮して、ブラケット３１に、回転アーム３４の所定以上の回転を規制する回転規制部としてのストッパー部４５が設けられる。リミットスイッチ４０の不良等によって、ウインチ１１が停止しない場合には、回転アーム３４の連結バー３６がストッパー部４５に当接し回転アーム３４の回転は停止するため、リミットスイッチ４０等の破損が防止される。また、ドク３８は回転アーム３４に当接しているため、ワイヤロープ１０の巻き上げは強制的に停止させられる。

また、このような緊急の場合を想定して、ドク３８を、所定荷重が負荷された場合に、割れる分割構造とすることが有効である。具体的には、ドク３８を、図６に示すように、二つの半円筒形状部材３８ａ，３８ｂで構成し、その半円筒形状部材３８ａ，３８ｂにてワイヤロープ１０を挟み図示しないインシュロック等を用いて固定する。

ドク３８をこのように構成すれば、リミットスイッチ４０の不良等によって回転アーム３４がストッパー部４５に当接した状態にて、ウインチ１１がワイヤロープ１０を巻き上げようとする場合には、ドク３８は、所定の荷重が負荷されることによって二つに割れてワイヤロープ１０から外れ落下する。

これにより、ワイヤロープ１０下方にて作業している作業員はドク３８の落下を確認することができ、リミットスイッチ４０が動作していないことを認識することができるため、ウインチ１１を手動にて停止する等の処置を行うことができる。このようにドク３８が割れる構成とすることによって、リミットスイッチ４０の不良という緊急事態を把握することができる。

以上の実施の形態１に示す上限位置停止機構３０によれば、以下の効果を奏する。

ドク３８は、他の部材を介さず直接回転アーム３４に作用すると共にワイヤロープ１０先端近傍に固定されているため、搭載艇２をブーム８先端に近い上限位置にて精度良く停止させることができる。

また、搭載艇２をブーム８先端に近い上限位置にて精度良く停止させることができるため、搭載艇２の上げ下げのストロークを大きくとることができる。したがって、天井１２までの高さの低いレセス３内においても、搭載艇２の上げ下げを余裕を持って行うことができる。

（実施の形態２）
次に、図７〜図９を参照して本発明の実施の形態２に係る上限位置停止機構について説明する。図７は、上限位置停止機構が適用される揚艇装置を示す側面図であり、図８及び図９は、上限位置停止機構を示す側面図である。

本実施の形態２に係る上限位置停止機構における、上記実施の形態１に係る上限位置停止機構との主な相違点は、上限位置停止機構が適用される揚艇装置の構成が異なる点である。なお、上記実施の形態１と同様の構成には、同一の符号を付し説明を省略する。

実施の形態２における揚艇装置２００は、図７に示すように、母船１の甲板５０上の舷側近傍に、略コの字型に湾曲したブーム５１を備え、ブーム５１先端から繰り出されるワイヤロープ１０にて搭載艇２を吊り下げ、甲板５０上の艇レスト５に対して搭載艇２の搬出及び搬入を行うダビッド型の揚艇装置である。

ブーム５１は、基端部５１ａが甲板５０上に回動可能に取り付けられ、背面に設置された油圧シリンダ５２の伸縮によって、基端部５１ａを中心として傾動する。

油圧シリンダ５２は、基端部５２ａが甲板５０上に回動可能に取り付けられると共に、伸縮自在のロッド先端部５２ｂがブーム５１の背面に回動可能に取り付けられている。

ブーム５１は、油圧シリンダ５２の最収縮状態では最大起立状態（図７（Ａ）の状態）となり、油圧シリンダ５２の最伸長状態では先端部５１ｂが海上側に突出する最大傾立状態（図７（Ｂ）の状態）となる。

ブーム５１の先端部５１ｂには、ワイヤロープ１０が案内されるトップシーブ９が設けられる。

上限位置停止機構の構成は、上記実施の形態１にて示した上限位置停止機構３０の構成と同様であるため、説明を省略する。

なお、ウインチ１１は、甲板５０上に配置される。

揚艇装置２００を用いて、搭載艇２を母船１外から甲板５０の艇レスト５に対して搬入する操作について説明する。
・油圧シリンダ５２を伸長させブーム５１を最大傾立状態として、ワイヤロープ１０にて搭載艇２を吊り下げる。
・ウインチ１１を駆動しワイヤロープ１０を巻き上げることによって、搭載艇２を上昇させる。
・上昇している搭載艇２は、上限位置停止機構３０の動作によってブーム５１先端近傍にて停止する。上限位置停止機構３０の動作については、上記実施の形態１に示した動作と同様であるため説明を省略する。
・油圧シリンダ５２を収縮させブーム５１を最大起立状態とする。
・ウインチ１１を駆動しワイヤロープ１０を繰り出すことによって、搭載艇２を下降させ甲板５０上の艇レスト５に載置する。

なお、搭載艇２を母船１から母船１外へ搬出するには、上記搬入操作と逆の操作を行う。

次に、図８及び図９を参照して、搭載艇２の搬出及び搬入中における上限位置停止機構３０について説明する。図８は、ブーム５１が最大傾立状態（図７（Ｂ）の状態）における上限位置停止機構３０を示す図であり、図９は、ブーム５１が最大起立状態（図７（Ａ）の状態）における上限位置停止機構３０を示す図である。

ブーム５１の最大傾立状態では、図８に示すように、回転アーム３４はストッパー３７にて略水平に支持される。このように、ブーム５１の最大傾立状態におけるトップシーブ９の角度は、実施の形態１の場合と同様である。

これに対して、ブーム５１が傾動し最大起立状態となった場合には、図９に示すように、トップシーブ９は７０度程回転する。

したがって、搭載艇２を母船１に搬入する場合において、ブーム５１の最大傾立状態にて上限位置停止機構３０によって搭載艇２を上限位置にて停止させ、その後、ブーム５１を最大起立状態まで傾動させる場合には、傾動の過程にてワイヤロープ１０がトップシーブ９の外周に巻き付く。

これにより、ワイヤロープ１０に固定されたドク３８もトップシーブ９の外周に当接することになる。したがって、トップシーブ９の素材が柔らかいものであれば、ドク３８がトップシーブ９に食い込み、トップシーブ９が損傷してしまう可能性があるため、ドク３８はゴム等の弾性部材にて構成するのが望ましい。

また、ブーム５１の最大起立状態では、回転アーム３４は、水平方向に対して７０度程度起立した状態にてストッパー３７に支持される。そのため、ウインチ１１を駆動して搭載艇２を下降させている最中に母船１が揺動した場合には、回転アーム３４がリミットスイッチ４０のリターンスプリングの付勢力に抗して回転し、リミットスイッチ４０の誤動作によりウインチ１１が停止してしまう可能性がある。

このようなリミットスイッチ４０の誤動作を防止するために、回転アーム３４は、母船１が揺動した場合にでも、回転アーム３４の自重がストッパー３７に作用するような重心設定とするのが望ましい。

具体的には、一対のレバー３５ａ，３５ｂにおけるストッパー３７に当接しない側を切り欠いた形状（５４）とすることによって、回転アーム３４の重心をストッパー３７側にずらす。

このように回転アーム３４を形成することによって、ブーム５１が最大起立状態において母船１が揺動した場合にでも、リミットスイッチ４０の誤動作を防止することができる。

以上の実施の形態２に示したように、本発明に係るトップシーブ用の上限位置停止機構は、実施の形態１に示したスライド式の揚艇装置に限らず、ダビッド型の揚艇装置に対しても適用することができる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の上限位置停止機構は、母船に対して搭載艇を搬出及び搬入する揚艇装置に適用することができる。

本発明の実施の形態１に係る上限位置停止機構が適用される揚艇装置を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係る上限位置停止機構が適用される揚艇装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係る上限位置停止機構が適用される揚艇装置を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る上限位置停止機構を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係る上限位置停止機構を示す断面図である。 ドクの断面を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る上限位置停止機構が適用される揚艇装置を示す側面図である。 ブームが最大傾立状態における上限位置停止機構を示す側面図である。 ブームが最大起立状態における上限位置停止機構を示す側面図である。

符号の説明

１００，２００ 揚艇装置
１ 母船
２ 搭載艇
４，５０ 甲板
７ 走行レール
８，５１ ブーム
９ シーブ
１０ ワイヤロープ
１１ ウインチ
３０ 上限位置停止機構
３１ ブラケット
３２ 回転軸
３４ 回転アーム
３５ａ，３５ｂ レバー
３６ 連結バー
３７ ストッパー
３８ ドク
４０ リミットスイッチ
４１ 作動体
４５ ストッパー部
５２ 油圧シリンダ

Claims (5)

1. ブーム先端から繰り出されるワイヤロープにて重量物を吊り下げ吊荷作業を行うクレーン装置において、前記重量物を上限位置にて停止させる上限位置停止機構であって、
   前記ブーム先端に設けられ前記ワイヤロープが案内されるトップシーブと、
   前記ワイヤロープにより前記重量物を昇降する昇降機と、
   前記トップシーブの回転軸を中心に回転可能な回転アームと、
   前記ワイヤロープ先端近傍に固定され前記ワイヤロープの巻き上げ時に前記回転アームに当接可能な作用体と、
   前記回転アームの回転を検知する検知器と、
   前記ブーム先端に取り付けられ前記トップシーブを支持するブラケットと、
   前記ブラケットに設けられ前記回転アームの自重を支持する支持部材と、を備え、
   前記回転アームは重心を前記支持部材側にずらして形成され、
   前記ワイヤロープの巻き上げ時に前記検知器が前記回転アームの回転を検知した場合に前記昇降機が停止することを特徴とする上限位置停止機構。
2. 前記回転アームは、前記トップシーブの回転軸の両端部を中心にそれぞれ回転可能な一対のレバーと、
   前記一対のレバーの先端部を連結する連結バーと、を備え、
   前記作用体は、前記ワイヤロープの巻き上げ時に前記連結バーに当接し、前記回転アームを押し上げることを特徴とする請求項１に記載の上限位置停止機構。
3. 前記ブラケットには前記回転アームの所定以上の回転を規制する回転規制部が設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の上限位置停止機構。
4. 前記回転アームは、前記連結バーが挿通すると共に回転自在なローラを、さらに備えることを特徴とする請求項２に記載の上限位置停止機構。
5. 前記作用体は、所定荷重が負荷された場合に、割れることによって前記ワイヤロープから外れる分割構造であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の上限位置停止機構。