JP5643001B2 - 岸壁クレーン - Google Patents

Description

本発明は、港湾や内陸地のコンテナターミナルなどで、コンテナの荷役に使用される岸壁クレーンに関するものである。

港湾や内陸地等のコンテナターミナルでは、岸壁クレーンや門型クレーンによって、船舶、鉄道及びトレーラ間のコンテナの荷役を行っている。このコンテナターミナルが空港に隣接する場合、岸壁クレーンは高さ制限を受けることがある。そのため、このようなコンテナターミナルでは、脚構造物とスライド式ブーム（以下、シャトルブームという）を有する岸壁クレーン（以下、ロープロファイルクレーン、又はクレーンという）が採用される（例えば特許文献１参照）。図４に、このロープロファイルクレーン１Ｘの概略を示す。クレーン１Ｘは、走行装置１３上に、海側脚１１ａ及び陸側脚１１ｂ等で構成する脚構造物と、脚構造物に対して水平方向にスライド可能に設置したシャトルブーム２を有している。

次に、ロープロファイルクレーン１Ｘによる荷役作業について説明する。クレーン１Ｘは、コンテナ船１８に搭載したコンテナ１５をトロリ１２で吊上げ、岸壁１６で待機しているトレーラ１７に搭載する荷役作業を行っている。又は、クレーン１Ｘは、コンテナ１５をトレーラ１７からコンテナ船１８に積み込む荷役作業を行っている。また、この荷役作業において、クレーン１Ｘは、岸壁１６に沿って（図４の紙面奥又は手前方向に）走行装置１３で移動し、荷下ろしあるいは積み込み位置を変更しながら荷役作業を行っている。荷役作業が完了し、コンテナ船１８が離岸する際、クレーン１Ｘのシャトルブーム２は陸側（図４左側）に移動して休止状態（図５）となる。

図５に、ロープロファイルクレーン１Ｘの休止状態を示す。このクレーン１Ｘは、コンテナ船が接岸すると、シャトルブーム２を海側（図５右側）にせり出し、作業状態となる。これは、コンテナ船１８が接岸又は離岸する際に、コンテナ船１８の船橋等とシャトルブーム２の干渉を避けるために行っている。なお、１４は機械室を示しており、ｙはクレーンの横行方向又は海陸方向、ｚは鉛直方向を示している。

ところで、近年、コンテナ船の大型化に伴い、ロープロファイルクレーンも大型化が進んでいる。そのため、クレーンに設置したシャトルブームも大型となり、重量は５００〜６００ｔに達している。ロープロファイルクレーンは、このシャトルブームを支持し、且つ海陸方向に移動するための支持構造を有している。シャトルブームの支持構造は、（１）カンチレバー構造、（２）カンチレバー構造に垂直補強材を付加した構造、（３）枠型構造等が実用化されている。以下、順に説明する。

図６に、カンチレバー構造を採用したロープロファイルクレーン１Ｐを示す。ここで、図６Ａに、カンチレバー構造物２０を有するロープロファイルクレーン１Ｐを海側から見た正面図を示し、図６Ｂに、カンチレバー構造物２０の周辺拡大図を示す。なお、このカンチレバー構造物２０は、海側脚１１ａ又は陸側脚１１ｂの少なくとも一方に形成している。

クレーン１Ｐは、脚１１（海側脚１１ａ又は陸側脚１１ｂ）に設置したカンチレバー構造物２０と、カンチレバー構造物２０の端部に設置した支持車輪５を有している。シャトルブーム２は、支持車輪５上を海陸（図６紙面手前又は奥）方向ｙに移動するように構成している。また、トロリ１２は、シャトルブーム２上を海陸方向ｙに移動するように構成
している。更に、脚構造物水平部材６は、下方にシャトルブーム２の浮き上がりを押える支持車輪５ａを有している。なお、ｘはクレーンの走行方向を示している。また、１３は走行装置、１５はコンテナを示している。

図７Ａに、クレーン１Ｐからシャトルブーム２及びトロリ１２を取り除いた脚構造物の状態を示す。また、図７Ｂに、脚構造物の変形解析モデルを示す。図７Ｂの破線は、支持車輪５に荷重がかからない場合の脚構造物の状態を示し、実線は、支持車輪５にシャトルブーム２及びトロリ１２等の荷重がかかった場合の脚構造物の変形した形状を示している。

このカンチレバー構造はいくつかの問題を有している。第１に、支持車輪５に荷重がかかると、図７Ｂの実線に示す様に、脚構造物全体にたわみが発生するという問題を有している。この脚構造物の変形により、支持車輪５の間隔は、Ｄ１からＤ２まで広がり、支持車輪５が傾く。このため、シャトルブーム２と支持車輪５が不均一に接触（片当り）してしまう。

第２に、脚構造物に発生するたわみを抑えることが困難であるという問題を有している。つまり、たわみを抑えるためは、脚構造物の大型化又は補強材の追加等が必要となるが、これは、クレーンの大型及び重量増加を意味する。クレーンは、岸壁の強度等の問題から、重量を増加することができない場合が、ほとんどである。

第３に、支持車輪５にかかる荷重が、０〜１００％の間で変動するため、設計（解析）が困難であった。なお、支持車輪５にかかる荷重が０％となり、支持車輪５からシャトルブーム２が完全に浮いてしまうことがあるため、シャトルブーム２の上面側にも支持車輪５ａ（図６Ｂ参照）を設置することがある。

また、カンチレバー構造を有するクレーン１Ｐは、シャトルブーム２の移動に伴い、支持車輪５にかかる荷重が変化する。この荷重変化により、脚構造物６、１１及びカンチレバー構造物２０にたわみが発生する。このたわみにより、支持車輪５の位置が変化し、シャトルブーム２に対して片当りが発生する。この片当りは、騒音発生の原因となり、更に、支持車輪５及びシャトルブーム２の摩耗の原因となる。以上より、シャトルブーム２の損傷及びシャトルブーム２が支持車輪５から脱輪する事故が発生するおそれがある。

図８Ａに、カンチレバー構造物２０に垂直補強材２１を設置したロープロファイルクレーン１Ｑを示し、図８Ｂに垂直補強材２１の周辺拡大図を示す。クレーン１Ｑは、カンチレバー構造物２０と脚構造物水平部材６を、垂直補強材２１で連結している。図８Ｂに示す様に、垂直補強材２１は、脚構造物水平部材６及びカンチレバー構造物２０にそれぞれ設置したｘ方向揺動部材３１を、ｙ方向揺動部材３２で連結して構成している。垂直部材２１は、図８Ｂの矢印に示す様に、クレーンの走行方向ｘ及び横行方向ｙに揺動自在となっている。この構成により、垂直補強材２１は、カンチレバー構造物２０のたわみを抑制することができる。

しかし、このカンチレバー構造２０に垂直補強材２１を付加した構造は、いくつかの問題を有している。第１に、垂直補強材２１の設置により、クレーンの重量が増加してしまうという問題を有している。

第２に、垂直補強財２１の構造が複雑となるため、垂直補強材２１の製造コストが上昇してしまうという問題を有している。同時に、垂直補強材２１の構造が複雑となるため、耐久性が低くなってしまうという問題を有している。この垂直補強材２１の構造は、垂直荷重のみを支え、水平方向やねじれ方向に力が作用しないようにするため、複雑となって
しまう。

図９Ａに、枠型構造物２２を設置したロープロファイルクレーン１Ｒを示し、図９Ｂに、枠型構造物２２の周辺拡大図を示す。クレーン１Ｒは、脚１１に設置した枠型構造物２２を有している。この枠型構造物２２は、この形状から、支持車輪５に荷重がかかった場合であっても、たわみの発生を抑制し、シャトルブーム２と支持車輪５が不均一に接触することをある程度抑制することができる。

しかし、枠型構造物２２が設置されている箇所は、支持車輪５の間をトロリ１２が通過できないという問題を有している。つまり、枠型構造物２２は、海側脚１１ａに設置することができない。また、枠型構造物２２の設置により、クレーンの重量が増加してしまうという問題を有している。

実開平０１−１２１０９１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、スライド式ブーム（シャトルブーム）を脚構造物の有する支持構造で水平方向にスライド可能に支持した岸壁クレーン（ロープロファイルクレーン）において、支持構造が、スライド式ブームの移動時の騒音を防止し、シンプルで耐久性が高く、荷役装置（トロリ）が移動可能である構造を有した岸壁クレーンを提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係る岸壁クレーンは、スライド式ブームを脚構造物が有する支持構造でスライド可能に支持した岸壁クレーンにおいて、前記支持構造が、前記脚構造物上端の脚構造物水平部材と、この脚構造物水平部材から懸吊される懸架構造物と、この懸架構造物に設置され前記スライド式ブームを支持する支持車輪とを有して、前記懸架構造物が、前記脚構造物水平部材の長手方向に沿って揺動可能な状態で前記脚構
造物水平部材から懸吊されることを特徴とする。

この構成により、スライド式ブーム（シャトルブーム）の移動時の騒音発生を防止することができる。つまり、懸架構造物を、脚構造物とは別体で構成した構造物としたため、懸架構造物の剛性を高く設計することができる。更に、スライド式ブーム及び荷役装置（トロリ）等の荷重が、懸架構造物を介して脚構造物水平部材にかかるため、脚構造物が変形した場合であっても、懸架構造物は変形、及び支持車輪の位置及び方向も変化を防止又は抑制することができる。従って、支持車輪等の摩耗及び脱輪事故につながる騒音発生を防止することができる。また、岸壁クレーンの走行に伴い、スライド式ブームがクレーンの走行方向に振動した場合（偏心荷重が発生した場合）、懸架構造物が揺動して、この振動を抑制することができる。つまり、ねじれなど解析が複雑となる力が、脚構造物に作用することを抑制又は防止することができる。

懸架構造物が、ピンまたはワイヤまたはリンク構造を介して脚構造物水平部材から懸吊される構成にすることもできる。

この構成により、脚構造物の変形等に関する解析及び設計が容易に行える。これは、スライド式ブームの荷重が、脚構造物水平部材でピン等を設置した場所にのみ、垂直下向きにかかるためである。また、岸壁クレーンの走行に伴い、スライド式ブームがクレーンの走行方向に振動した場合（偏心荷重が発生した場合）、懸架構造物が揺動して、この振動を抑制することができる。つまり、ねじれなど解析が複雑となる力が、脚構造物に作用することを抑制又は防止することができる。

懸架構造物が、下方を開放端とする略Ｕ字型であり、この開放端にそれぞれ支持車輪が設置される構成にすることもできる。

この構成により、スライド式ブームの移動時の騒音発生を防止することができる。これは、スライド式ブーム、又はスライド式ブーム上を走行する荷役装置（トロリ）の移動に伴い、懸架構造物にかかる荷重が変動した場合であっても、懸架構造物の下端に設置したそれぞれの支持車輪の間隔及び方向は変化しないためである。また、懸架構造物は略Ｕ字型であるため、構造が簡易で高い耐久性を有するように構成することができる。更に、開放端を下方とする構成により、トロリが通過することができる。つまり、海側脚に上記の支持構造を採用することができる。

脚構造物を構成する一対の海側脚に設置される脚構造物水平部材に、懸架構造物を設置する構成にすることもできる。

脚構造物を構成する一対の陸側脚に設置される脚構造物水平部材に、懸架構造物を設置する構成にすることもできる。

本発明に係る岸壁クレーンによれば、スライド式ブーム（シャトルブーム）を脚構造物の有する支持構造で水平方向にスライド可能に支持した岸壁クレーン（ロープロファイルクレーン）において、支持構造が、スライド式ブームの移動時の騒音を防止し、シンプルで耐久性が高く、荷役装置（トロリ）が移動可能である岸壁クレーンを提供することができる。

本発明に係る実施の形態の岸壁クレーンを示した図である。 本発明に係る実施の形態の岸壁クレーンを示した図である。 本発明に係る異なる実施の形態の岸壁クレーンを示した図である。 従来のロープロファイルクレーン（作業状態）を示した図である。 従来のロープロファイルクレーン（休止状態）を示した図である。 従来のロープロファイルクレーンのカンチレバー構造を示した図である。 カンチレバー構造の変形解析モデルを示した図である。 従来のカンチレバー構造に垂直補強材を付した構造を示した図である。 従来のロープロファイルクレーンの枠型構造を示した図である。

以下、本発明に係る実施の形態の岸壁クレーン（以下、ロープロファイルクレーン又はクレーン）について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明に係る実施の形態のロープロファイルクレーン１の正面拡大図を示す。クレーン１は、脚１１（海側脚１１ａ又は陸側脚１１ｂ）と、脚構造物水平部材６を有している。また、クレーン１は、脚構造物水平部材６からピン４を介して懸吊した懸架構造物３を有している。

この懸架構造物３は、下方を開放端とする略Ｕ字型に形成することが望ましい。懸架構造物３は、下方の開放端にそれぞれ支持車輪５を有している。また、懸架構造物３は、ピン４を中心として走行方向ｘに揺動自在に構成している。

懸架構造物３に設置した支持車輪５で、スライド式ブーム（以下、シャトルブームという）２を移動可能に支持している。更に、クレーン１は、シャトルブーム２に形成したレール（図示しない）に沿って移動する荷役装置（以下、トロリという）１２を有している。

なお、ロープロファイルクレーン１において、海側脚１１ａ又は陸側脚１１ｂの少なくとも一方に、上記の懸架構造物３を設置し、他方は従来の支持構造を採用して、シャトルブーム２を支持するように構成することができる。望ましくは、海側脚１１ａ及び陸側脚１１ｂの両方に、上記の懸架構造物３を設置し、シャトルブーム２を支持する。

また、脚構造物水平部材６から懸架構造物３を懸吊する構造は、上記のピン４に限らず、懸架構造物３及びシャトルブーム２等の重量を垂直方向に懸吊する構造を有していればよい。例えば、ワイヤ又はリンク構造等で懸架構造物３を懸吊してもよい。

図２に、ロープロファイルクレーン１の側面拡大図を示す。懸架構造物３は、脚構造物水平部材６を横行方向ｙから挟み込むように設置している。懸架構造物３の下端部に支持車輪５を設置している。この支持車輪５で、シャトルブーム２を支持している。シャトルブーム２は、支持車輪５上を横行方向ｙに移動自在に構成している（図２矢印参照）。

次に、クレーン１の支持構造の動作について図１及び２を参照して説明する。クレーン１が荷役作業を行う場合（作業状態）、トロリ１２がシャトルブーム２に沿って走行する。このとき、シャトルブーム２は、クレーン１の横行方向ｙに移動しないように固定している。他方、クレーン１が荷役作業を終了し、コンテナ船１８が離岸する場合（休止状態）、シャトルブーム２が、懸架構造物３に設置した支持車輪５上を陸側（図２左側）に移動する。このシャトルブーム２の移動は、シャトルブーム２に設置したワイヤ等を牽引して行う、又は、支持車輪５を回転させて行うことができる。

上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第１に、シャトルブーム２が移動する際の支持車輪５の片当りを防止することができる。そのため、騒音の発生を防止し、支持車輪５の長寿命化を実現することができる。これは、支持車輪５にかかるシャトルブーム２及びトロリ１２等の荷重の変動が、両側の支持車輪５の間隔に影響を与えないからである。

第２に、懸架構造物３の形状が単純であるため、低コストで製造可能で、耐久性の高い支持構造を得ることができる。更に、シャトルブーム２の荷重は、脚構造物水平部材６でピン４を設置した場所にのみ、垂直下向きにかかる。そのため、脚構造物の変形等に関する解析及び設計が容易に行える。

なお、クレーン１の走行に伴い、シャトルブーム２が走行方向ｘに振動した場合は、懸架構造物３が走行方向ｘに揺動（図１矢印参照）して、抑制することができる。この構成により、ねじれ等の解析が複雑となる力が、脚構造物に発生することを抑制又は防止することができる。

第３に、懸架構造物３が下方を開放端とする略Ｕ字型形状であるため、トロリ１２が通過することが可能となる。このため。懸架構造物３を利用する支持構造は、海側脚１１ａ及び１１ｂのどちらにも採用することができる。
図３に、本発明に係る異なる実施の形態のロープロファイルクレーン１Ａを示す。クレーン１Ａは、海側脚１１ａに、懸架構造物３を利用した支持構造を採用し、陸側脚１１ｂに、枠型構造物２２を利用した支持構造を採用している。また、クレーン１Ａは、海側脚１
１ａ、陸側脚１１ｂ、シャトルブーム２、機械室１４、及びトロリ１２を有している。
ここで、陸側脚１１ｂは、陸側（図３左側）に傾斜した形状となっている。これは、コンテナ船１８に設置したハッチカバー１９を、クレーン１Ａで取外す場合に必要な形状である。通常、ハッチカバー１９は、陸側の走行装置１３ｂよりも陸側（図３左側）に載置するため、トロリ１２が陸側走行装置１３ｂよりも陸側に移動できるように構成している。なお、陸側脚１１ｂに、懸架構造物３を利用した支持構造を採用すると、陸側脚１１ｂの傾斜が不要となるため、クレーン１Ａの小型化、軽量化を実現することができる。

１、１Ａ 岸壁クレーン、ロープロファイルクレーン
２ スライド式ブーム、シャトルブーム
３ 懸架構造物
４ ピン
５ 支持車輪
６ 脚構造物水平部材
１１ 脚
１１ａ 海側脚
１１ｂ 陸側脚

Claims (5)

1. スライド式ブームを脚構造物が有する支持構造でスライド可能に支持した岸壁クレーンにおいて、
   前記支持構造が、前記脚構造物上端の脚構造物水平部材と、この脚構造物水平部材から懸吊される懸架構造物と、この懸架構造物に設置され前記スライド式ブームを支持する支持車輪とを有して、
   前記懸架構造物が、前記脚構造物水平部材の長手方向に沿って揺動可能な状態で前記脚構造物水平部材から懸吊されることを特徴とする岸壁クレーン。
2. 前記懸架構造物が、ピンまたはワイヤまたはリンク構造を介して前記脚構造物水平部材から懸吊される請求項１に記載の岸壁クレーン。
3. 前記懸架構造物が、下方を開放端とする略Ｕ字型であり、この開放端にそれぞれ前記支持車輪が設置される請求項１または２に記載の岸壁クレーン。
4. 前記脚構造物を構成する一対の海側脚に設置される前記脚構造物水平部材に、前記懸架構造物を設置する請求項１〜３のいずれかに記載の岸壁クレーン。
5. 前記脚構造物を構成する一対の陸側脚に設置される前記脚構造物水平部材に、前記懸架構造物を設置する請求項４に記載の岸壁クレーン。

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