JP5394797B2 - ヤードクレーンの給電装置 - Google Patents

Description

本発明は、港湾などのコンテナヤードにおけるコンテナの荷役を行うヤードクレーンの給電装置に関する。

［コンテナヤードの概要］
大量の物資を安全に輸送するコンテナ輸送においては、例えば、図１０及び図１１に示すように、コンテナヤードＷに多数のコンテナＣが複数のレーンＬ１〜Ｌ８上に積み上げられており、コンテナ船Ｖの荷役はガントリークレーン２００により行われ、このガントリークレーン２００と各クレーンＬ１〜Ｌ８との間はシャーシｔによりコンテナＣが搬送され、また、各レーンＬ１〜Ｌ８上の荷役はヤードクレーン１００により行われている。

［ヤードクレーンの概要］
前記ヤードクレーン１００は、一般的に、ガーダとその両端側から走行路面側に延長された脚部材とからなる門型の構造物の下部に走行装置を備えており、この走行装置は走行タイヤを９０度回転させるステアリング機構を有している。また、前記走行装置やトロリなどで使用される各種の電動機器や電気機器に電力を供給するエンジン式発電機が搭載されている。更に、前記トロリに操縦席が設けられており、その操縦席の中で運転者が操作をして、コンテナＣを吊り上げたり、又は吊り下げたり出来るようになっている。

［荷役作業の繁閑］
また、コンテナヤードＷでは、各レーンＬ１〜Ｌ８における荷役量に差があるため、各レーン毎に荷役作業の繁閑が生ずることがある。そこで、荷役量の多いレーンにヤードクレーン１００を移動させる「レーン替え」を行うことで、繁忙なレーンにヤードクレーン１００を複数台投入し、コンテナヤードＷにおける荷役効率を向上させている。

更に、そのヤードクレーン１００は、エンジン式発電機より電力が供給されるようになっているので、電源の供給に拘束されることなくレーン替えが可能となっている。

［環境問題］
近年の環境問題への関心の高まりから、ヤードクレーン１００に搭載されているエンジン式発電機より排出される排気ガスや騒音などについての関心も高まっており、排気ガスや騒音への対策が必要となってきている。また、燃料費が一般電源と比べて比較的高価であることから、ヤードクレーン１００の電源をエンジン式発電機から一般電源等の外部電源化することが検討されている。

電源を外部電源化するものとして、地上側に設けた電源装置と、クレーン本体側の給電ケーブルとを連結するもの（例えば、特許文献１参照）、或いは、レーンに沿って架線した給電トロリ線にクレーン本体側のパンタグラフ型集電装置を押圧して受電するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−１３７４９３号公報 特開平０５−３１９７７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のヤードクレーンは、地上側の電源装置とクレーン側のケーブルとを手動で接続して給電が行われており、その際、地上数十メートルの高さの操縦席から運転者が地上へ降りたり、また操縦席へ戻ったりしなければならず、レーン替えの度に運転者に多大な運動を強いると共に、この電源装置とケーブルとの手動連結操作に時間がかかることから、荷役作業の遅延の原因ともなる。また、高圧電源の連結操作を行うには、電気工事等の特別な資格を持っている必要もある。

また、特許文献２に記載のヤードクレーンは、各レーンの全長に亘って給電トロリ線を架線しなければならず、そのための設置空間を必要とする上に費用がかかるという問題があった。また、給電トロリ線が集電装置と摺接して摩耗して断線したり、集電装置の集電部分が摩耗したりするので、定期的なメンテナンスが欠かせず、そのメンテナンス費用がかかる上に、メンテナンス中はヤードクレーンによる荷役作業が中断するという問題もあった。

本発明は、前述の課題に鑑み、ヤードクレーンにおいて、給電ケーブルと地上側の電源装置との連結操作と連結解除操作とが自動的に行われる給電装置を提供することを目的とする。

本発明に係るヤードクレーンにおける給電装置は、次のように構成されている。

１）ガーダの両端部に脚部材を配置して門型の架台を形成し、前記脚部材の下端に走行装置をそれぞれ設け、前記ガーダにトロリを、前記架台の下方に給電ケーブル巻回用のリールを備えたヤードクレーンにおいて、
コンテナヤード上のレーンに沿って給電ケーブルを前記クレーンの移動に関連して収容するケーブルガイド溝を設けると共に、前記ヤードクレーンをレーンに沿って誘導案内する案内手段を設け、落し込み操作で結合する電極体として、上向きに開口した凹型電極体と、この凹型電極体の開口に嵌入して電気的に通電状態となる凸型電極体を一対として準備し、前記凹型の電極体を前記案内手段の近傍に設け、前記凸型電極体を前記リールに巻かれたケーブルの先端に連結し、前記凹型電極体に凸型電極体に連結する際、その逆に凸型電極体を凹型電極体より外す際は、前記ヤードクレーンを凹型電極体近傍に誘導案内させ、ヤードクレーンに設置されたガイド装置８を操作して行うことを特徴としている。

２）前記凸型電極体は、その外周の一部の横断面が三角形状ないし三点接触の案内部が形成され、前記凹型電極体の凹部は、前記凸型電極体の案内部を受け入れる形状に形成され、前記凸型電極体の側面の同心円上に略等間隔で３個の電極が設けられており、凹型電極体の凹部の側面の同心円上に略等間隔で３個の電極が設けられ、その凹型電極体の電極に三相交流電源の各相が供給されていることを特徴としている。

３）前記凸型電極体は、下方が縮小する三角錐形状に形成され、その側面の三辺のそれぞれに電極が設けられ、前記凹型電極体の受入部は、前記凸型電極体の三辺を受け入れる三角錐形状に形成されていると共に、その三辺のそれぞれに電極が設けられており、凹型電極体に供給される電源は、三相交流電源であることを特徴としている。

４）前記凸型電極体は、その外周の一部の横断面が四角形状ないし四点接触の案内部が形成され、前記凹型電極体の凹部は前記凸型電極体の案内部を受け入れる形状に形成され、前記凸型電極体の同心円上に略等間隔で４個の電極が設けられており、凹型電極体の凹部の側面の同心円上に略等間隔で４個の電極が設けられ、その凹型電極体の電極に三相交流電源の各相と接地が供給されていることを特徴としている。

５）前記凸型電極体は、下部が縮小する四角錐形状に形成され、その側面の四辺のそれぞれに電極が設けられ、前記凹型電極体の受入部は前記凸型電極体の四辺を受け入れる四角錐形状に形成されていると共に、その四辺のそれぞれに電極が設けられており、凹型電極体に供給される電源が三相交流電源であることを特徴としている。

６）前記凹型電極体の受入部は、給電ケーブルを挿通させるスリットが形成されていることを特徴としている。

７）前記ヤードクレーンの下部に、リールから懸垂された給電ケーブルを地上面側へ案内するガイド装置が設けられており、このガイド装置は、前記電源供給装置に設けた誘導手段により給電ケーブルのコネクタを受入部へ誘導するように構成されていることを特徴としている。

１）給電ケーブルの先端側に設けた凸型電極体の側面の同心円上に略等間隔で電極を設け、凹型電極体の受入部（凹部）の内壁面の同心円上に略等間隔で電極を設け、凸型電極体を凹型電極体の受入部に落とし込むだけで両電極が対向接触する。従って、連結作業が迅速に行われると共に、運転者が手作業によって電源の連結作業を行うことがなくなり、運転者への作業の負担が著しく軽減し、安全性も向上する。

２）また、凸型電極体を上方へ引き上げるだけで、凹型電極体との連結作業が解除されるので、連結解除作業も迅速に行われる。そして、運転者が手作業によって電源の接続解除作業を行うことがなくなり、運転者への作業の負担が著しく軽減する。

３）三相電源を使用すると共に、電極を三角形状に配置したので、凸型電極体と凹型電極体の両電極を対向接触させるだけで、ヤードクレーンに搭載の電動機が常に所定方向に回転する。従って、電極の極性を合わせるための位置合わせが不要となり、連結操作が極めて簡単に行える。

４）凸型電極体の自重により、凹型電極体の電極との接触圧力が高くなり、確実な電気接続がなされる。

本発明に係るヤードクレーンの概略図である。 図１の側面図である。 本発明に係るヤードクレーンを使用したコンテナヤードの概略図である。 三角錐形状の凸型電極体の概略図である。（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は側面図である。 凹型電極体の概略図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はＸ−Ｘ矢視断面図である。 吊り下げ装置の概略図である。（Ａ）は凹型電極体と連結状態にある凸型電極体の吊り下げ具に支持部材を挿通させる状態、（Ｂ）は凸型電極体を引き上げた状態、（Ｃ）は凸型電極体を吊り下げ装置で保持した状態を示す。 四角錐形状の凸型電極体の概略図である。（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 凹型電極体の概略図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はＹ−Ｙ矢視断面図である。 ガイド装置の概略図である。 従来のコンテナヤードの概略図である。 従来のコンテナヤードの概略図である。

以下、本発明に係るヤードクレーンの給電装置に説明する。

（ヤードクレーン）
図１及び図２は、本発明に係るヤードクレーンＡの概略構成図である。ヤードクレーンＡは、ガーダ１５と、その両端側に脚部材１３をそれぞれ設けた門型の架台１２と、前記脚部材１３の下端側に車輪あるいはタイヤ１４ａを備えた走行装置１４と、前記ガーダ１５に沿って横行するコンテナＣの吊具１７を備えたトロリ１６と、前記走行装置１４に電力を供給するための給電ケーブル７を巻回するリール１０とを備えている。

また、ヤードクレーンＡがコンテナヤードのレーンに沿って安定的に走行するための案内手段が路面Ｒに埋設されており、その案内手段の近傍に、前記給電ケーブル７の先端側に形成した凸型電極体１（プラグ）を落とし込んだ際にその凸型電極体１を受け入れる受入部２ｃが形成された凹型電極体２（ソケット）が設けられている。

（凸型電極体：三角錐形状の場合）
前記凸型電極体１は、図４の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、下方が縮小した三角錐形状に形成され、下方の三辺の側面１ａのそれぞれに電極ｅ１が設けられている。また、上方には、クレーンＡ側に設けた吊り手段８ｋ（図６）に懸垂・係止するための吊り下げ具１ｂが設けられている。

（凹型電極体：三角錐形状の場合）
凹型電極体２は、図５の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように前記凸型電極体１の三角錐形状を受け入れる三辺の傾斜面２ａが形成された受入部２ｃを有し、その受入部２ｃの傾斜面２ａのそれぞれに電極ｅ２が設けられている。また、給電ケーブル７が挿通するスリット２ｂが受入部２ｃの下端側から側面にかけて形成されている。

前記凹型電極体２に供給されている電源は、交流の三相三線となっており、３個の電極ｅ２がＲ極、Ｓ極、Ｔ極となっている。また、前記凸型電極体１の３個の電極ｅ１と、凹型電極体２の電極ｅ２とは、連結状態で両電極同士が対向接触するように配置されている。

凹型電極体２は、図３に示すように、各レーン（図３においてはＬ１〜Ｌ８）毎に、その両側に設けられ、各レーン上で２台のヤードクレーンが荷役作業を行えるようにしている。なお、各レーン上で荷役作業が行えるヤードクレーンが２台に限定されるものではないので、凹型電極体２を複数設置することもできる。

（凸型電極体：四角錐形状の場合）
凸型電極体１は、前述の三角錐形状の他に、図７（Ａ）〜（Ｂ）に示すように、下方が縮小した四角錐形状とすることもできる。この場合には、下方の四辺の側面１ａのそれぞれに電極ｅ１が設けられ、上方に吊り下げ具１ｂが設けられている。前記電極ｅ１は凸型電極体１の同心円上に略等間隔で４個配置されている。

（凹型電極体：四角錐形状の場合）
凹型電極体２は、前述の三角錐形状の他に、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、前記凸型電極体１の四角錐形状を受け入れる四辺の傾斜面２ａが形成された受入部２ｃを有し、その受入部２ｃの傾斜面２ａのそれぞれに電極ｅ２が設けられている。また、給電ケーブル７が挿通するスリット２ｂが受入部２ｃの下端側から側面にかけて形成されている。

前記凹型電極体２に供給されている電源は、交流の三相三線となっており、４個の電極ｅ２がＲ極、Ｓ極、Ｔ極、接地極となっており、傾斜面２ａ上に同心円上に略等間隔で配置されている。また、前記凸型電極体１の４個の電極ｅ１と、凹型電極体２の４個の電極ｅ２とは、連結状態で両電極同士が対向接触するように配置されている。

（ガイド装置）
前記ヤードクレーンＡの下部には、本実施例においては図２に例示するようにシルビーム１８に、給電ケーブル７の先端に設けられた凸型電極体１を吊り下げると共にケーブルガイド溝２０の近傍に設けてある凹型電極体２の受入部２ｃへ案内するガイド装置８が設けられている。このガイド装置８は、図９に示すように、凹型電極体２或いは路面Ｒに設けた誘導手段３５からの信号に基づいて、凸型電極体１を凹型電極体２の受入部２ｃへ誘導し、電極体１，２を係合させ、あるいは分離させる機能（自動連結・分離）を有している。
なお、図１のおける記号「Ｐ」は、凹型電極体２の開口に凸型電極体１が落とし込まれて結合して給電状態となっていることを示している。

前記ガイド装置８は、図６Ａに示すように、本体の下方に延長して部材の下端に吊り手段８ｋを設け、この吊り手段８ｋの両側に支持部材８ｒを伸縮自在に設けてあり、凹型電極体２に嵌合している凸型電極体１の吊下げ具１ｂに前記支持部材８ｒを挿通させ、吊り下げ具１ｂを支持部８ｔに吊り下げるように構成されている（図６Ｃ）。

前記路面Ｒに設けた誘導手段３５は、電波や磁気、赤外線等を利用したもの、或いは路面に設置した突起状物等、種々のものを利用することが出来る。また、前記位置決め手段８ａが備える検出手段３１により誘導手段３５を検知し、制御手段３０によってガイド装置８の位置を調整している。

ガイド装置８は、図９に示すように、上下に長い本体の途中に自在継手８ｄを介在させて首振り構造とし、その下方に複数本の腕を伸ばしてその先に重錘８ｓを設けて可動部分のバランスを図っている。また、その下方の部分に２台の油圧シリンダを設けて吊り下げ装置８ｋを正確に位置決めできるように構成している。なお、吊り下げ装置８ｋの詳細な動作は図６を参照して説明した通りである。

（荷役作業）
前述の如く構成されたヤードクレーンＡは、図３に示すように、レーンＬ１〜Ｌ８に沿って平行（矢印Ｘ，Ｘ’方向）に走行するようになっており、それぞれのクレーンＡがそれぞれのレーン内でコンテナＣの荷役を行っている。

例えば、レーンＬ２上でコンテナＣを荷役する場合について説明すると、そのレーンＬ２に沿ってヤードクレーンＡが平行に移動し、コンテナＣを積み上げたり、シャーシＴに搭載させたりする。また、ヤードクレーンＡが矢印Ｘ方向に移動するときは、リール１０から給電ケーブル７が繰り出されると共に、ガイド装置８によってその給電ケーブル７が路面Ｒに形成されたケーブルガイド溝２０内に収容される。

矢印Ｘ’方向に移動するときには、リール１０に給電ケーブル７が巻き取られると共に、ガイド装置８が給電ケーブル７をガイド溝２０から給電ケーブル７が浮き上がらないようにしている。具体的には、ガイド装置８が給電ケーブル７をガイド溝２０の近傍に位置させた状態としている。よって、給電ケーブル７が走行装置１４の車輪１４ａ（タイヤ）に踏みつけられて断線したり、路面Ｒ上にはみ出してシャーシＴの走行を妨げたりすることがない。

（レーン替え）
次に、前記レーンＬ２よりレーンＬ４にレーン替えする場合について説明する。

ヤードクレーンＡをレーンＬ２の端へ移動させ、走行を停止する。ガイド装置８のセンサ３１が路面Ｒ或いは凹型電極体２に埋設した誘導手段３５の信号を検出し、そのガイド装置８の先端部が凹型電極体２の受入部２ｃへ案内される。このガイド装置８と凹型電極体２との位置合わせは制御装置３０によって自動的に行われる。

次いで、吊り下げ装置８ｋにより支持部材８ｒを伸張させ、凸型電極体１の吊り下げ具
１ｂを引き上げて、凹型電極体２との連結を解除する。この操作は、運転者が行っている。

ヤードクレーンＡに搭載されているレーン替え用発電機、或いは非常用の発電機を起動し、ヤードクレーンＡをレーンＬ２の端まで横移動させて停止する。次いでその場所で走行装置１４の車輪１４ａを９０°操向させる。そしてヤードクレーンＡをレーンの外側を、目的とするレーンＬ４の端（入り口）まで移動させて停止する。

ヤードクレーンＡがレーンＬ４の端に到達すると、ガイド装置８がそのレーンＬ４に設けてある誘導手段３５の信号を検出て自動的に凸型電極体１と凹型電極体２との位置合わせが行われる。
次いで、リール１０を僅かに回転して給電ケーブル７を解きだして少し弛ませてガイド装置８を下降させて凸型電極体１を凹型電極体２の開口している受入部２ｃに落し込む。このようにしてガイド装置８の自動操作によって両電極１，２の電気的接続が完成した後、発電機を停止する。この状態になると凹型電極体２から凸型電極体１を介してヤードクレーンＡに給電されるので、必要とする荷役作業を行うことができる。

（発明の効果）
本発明により、凹型電極体に凸型電極体を落とし込むだけで連結操作が完了し、凹型電極体を引き上げるだけで連結解除操作が完了するので、それらの作業が容易かつ迅速に行われる。また、ガイド装置により、凸型電極体が凹型電極体の受入部に向けて確実に落とし込めるので、凸型電極体と凹型電極体との連結が確実なものとなり、連結の信頼性が向上する。

更に、従来はヤードクレーンの運転者がレーン替えの度に手作業で行っていた電源の接続・解除が不要となるので、運転者にかかる負担が大幅に軽減され、安全性が向上する。

また、凸型電極体の自重により、その凸型電極体の電極と凹型電極体と電極との接触圧が上昇するので、確実な電気接続がなされる。

三相交流電源とすると共に、三相三線のそれぞれの電極を三角形状に配置したので、３個の電源を直線的に配置する場合よりもコンパクトになる上に、電極間が十分な絶縁距離を保持できる。嵌合面の一部あるいは全部が三角形状の電極体１，２とすることによって、安定して給電が可能となる。

また、三相交流電源の各相に加えて接地線が必要な場合は、三角錐形状の先端部に電極を設けることにより、電力と接地の計４本の送電が可能となる。

上述の実施態様においては、給電ケーブルのガイド装置をシルビームの中央に設置したものについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ガイド装置を走行装置に併設することも出来る。

また、凸型電極体１に、凹型電極体２を覆うカバー体を設け、凸型電極体と凹型電極体２を連結した状態で雨水やゴミなどが内部に入り込まないようにすることもできる。

また、位置決め装置は、凹部を検知し、凸型電極体をその凹部に向けるように構成されていればよいので、本実施例にて説明したシリンダ装置に限定されるものではない。

Ａ ヤードクレーン
１ 凸型電極体
１ｂ 吊り下げ具
２ 凹型電極体
２ｃ 受入部
７ 給電ケーブル
８ ガイド装置
８ｄ 自在ジョイント
８ｋ 吊り下げ装置
１０ リール
１３ 脚部材
１４ 走行装置
１４ａ 車輪（タイヤ）
１８ シルビーム
ｅ１，ｅ２ 電極

Claims (7)

1. ガーダの両端部に脚部材を配置して門型の架台を形成し、前記脚部材の下端に走行装置をそれぞれ設け、前記ガーダにトロリを、前記架台の下方に給電ケーブル巻回用のリールを備えたヤードクレーンにおいて、
   コンテナヤード上のレーンに沿って給電ケーブルを前記クレーンの移動に関連して収容するケーブルガイド溝を設けると共に、前記ヤードクレーンをレーンに沿って誘導案内する案内手段を設け、
   落し込み操作で結合する電極体として、上向きに開口した凹型電極体と、この凹型電極体の開口に嵌入して電気的に通電状態となる凸型電極体を一対として準備し、
   前記凹型の電極体を前記案内手段の近傍に設け、前記凸型電極体を前記リールに巻かれたケーブルの先端に連結し、前記凹型電極体に凸型電極体に連結する際、その逆に凸型電極体を凹型電極体より外す際は、前記ヤードクレーンを凹型電極体近傍に誘導案内させ、ヤードクレーンに設置されたガイド装置８を操作して行うことを特徴とするヤードクレーンの給電装置。
2. 前記凸型電極体は、その外周の一部に横断面が三角形状ないし三点接触の案内部を有し、前記凹型電極体は前記凸型電極体の案内部を受入れる形状に形成され、前記凸型電極体の側面に同心円上に略等間隔で３個の電極が設けられており、前記凹型電極体の凹部の側面に同心円状に略等間隔で３個の電極が設けられ、この凹型電極体の電極に三相交流電源の各相が供給されていることを特徴とする請求項１記載のヤードクレーンの給電装置。
3. 前記凸型電極体は下方が縮小する三角錐形状に形成され、その側面の三辺にそれぞれに電極が設けられ、前記凹型電極体の受入部は前記凸型電極体の三辺を受入れる三角錐形状に形成されていると共に、その三辺のそれぞれに電極が設けられており、前記凹型電極体に供給される電源は三相交流電源であることを特徴とする請求項１記載のヤードクレーンの給電装置。
4. 前記凸型電極体は、その外周の一部の横断面が四角形状ないし四点接触の案内部が形成され、前記凹型電極体の凹部は前記凸型電極体の案内部を受入れる形状に形成され、前記凸型電極体は同心円上に略等間隔で4個の電極が設けられ、前記凹型電極体の凹部の側面の同心円上に略等間隔で4個の電極が設けられ、その凹型電極体の電極に三相交流電源の各相と接地が接続されていることを特徴とする請求項１記載のヤードクレーンの給電装置。
5. 前記凸型電極体は、下部が縮小する四角錐形状に形成され、その側面の四辺のそれぞれに電極が設けられ、前記凹型電極体の受入部は前記凸型電極体の四辺を受け入れる四角錐形状に形成されていると共に、その四辺のそれぞれに電極が設けられており、凹型電極体に供給される電源が三相交流電源であることを特徴とする請求項１記載のヤードクレーンの給電装置。
6. 前記凹型電極体の受入部は、給電ケーブルを挿通させるスリットが形成されていることを特徴とする請求項１記載のヤードクレーンの給電装置。
7. 前記ヤードクレーンに設けたリールから引出された給電ケーブルを、地上面側に案内する位置決め手段が設けられており、この位置決め手段は、前記凹型電極の近傍に設けた誘導手段により、凸型電極体を凹型電極体の案内部へ誘導するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のヤードクレーンの給電装置。

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