JP5676193B2 - クレーン - Google Patents

Description

本発明は、海上輸送用コンテナを荷役する荷役装置としてトロリから懸吊したヘッドブロックと、ヘッドブロックの下方に連結したスプレッダを有するクレーンに関するものである。

海上輸送用コンテナの荷役に、岸壁クレーン（橋形クレーン）、及び門型クレーン等（以下、クレーンと言う）を使用している。図９に、岸壁クレーン又は門型クレーン等が有するスプレッダ１Ｘとヘッドブロック２Ｘを示す。図９に示す様に、ヘッドブロック２Ｘの下方に、スプレッダ１Ｘを連結している。このスプレッダ１Ｘは、伸縮アーム４２を有している（例えば、特許文献１の図４、特許文献２、及び特許文献３の図１参照）。この伸縮アーム４２は、スプレッダ１Ｘに搭載した油圧ユニット又は電動機構等の動力機構により、伸縮するように構成している。

この伸縮アーム４２の伸縮動作は、クレーン操作室からヘッドブロック２Ｘを介して、スプレッダ１Ｘの動力機構に動力及び指示信号を伝達して行うように構成している。この伝達はケーブル４３を介して行う。

クレーンは、この伸縮アーム４２の伸縮により、異なる長さを有するコンテナ４０を荷役することができる。なお、主なコンテナ４０は、全長が２０ｆｔ又は４０ｆｔとなっている。また、４５ｆｔなど異なるサイズのコンテナも存在している。更に、特許文献３に記載しているように、２０ｆｔコンテナを２つ同時に荷役することもできる。

しかしながら、上記のスプレッダ１Ｘは、以下の問題点を有している。第１に、スプレッダ１Ｘの重量が大きく、荷役作業におけるエネルギー効率が低いという問題を有している。つまり、クレーンは、コンテナ４０と共に、このコンテナ４０と同程度の重量を有する吊り具（スプレッダ１Ｘ及びヘッドブロック２Ｘ等）を、常時巻き上げなくてはならない。

クレーンは、この吊り具を巻き上げるエネルギーと、伸縮アームを動作するためのエネルギーが必要であり、消費エネルギーが増大している。なお、クレーンのサイズにより差異はあるが、例えば、動力機構を有するスプレッダ１Ｘの重量は約１５ｔ、ヘッドブロック２Ｘは約５ｔとなっている。また、搭載している積荷の重量にもよるが、２０ｆｔコンテナは総重量で最大約２４ｔ、４０ｆｔコンテナは総重量で最大約３０ｔとなっている。

第２に、スプレッダ１Ｘの交換を行う場合、作業員によりスプレッダ１Ｘとヘッドブロック２Ｘの連結作業が必要となるという問題を有している。このため、人件費がかかり、且つ交換作業のために多くの時間がかかってしまう。つまり、スプレッダ１Ｘとヘッドブロック２Ｘの連結作業は、構造的に連結する作業に加え、ヘッドブロック２Ｘからスプレッダ１Ｘに動力を伝達するために、動力の連結作業が必要となる。具体的には、電源ケーブル等の接続作業が必要となる。なお、スプレッダ１Ｘは、荷役作業時にコンテナ４０等に衝突し、変形する可能性が高く、交換が必要となることが多々ある消耗品である。

第３に、ツイストロックの動作が不安定となる問題を有している。これは、スプレッダ及びヘッドブロックがコンテナへの接触等により１０Ｇ以上の衝撃を受けるため、スプレッダに設置した油圧ユニット又は電動アクチュエータ等が動作不良を起すという問題である。また、油圧ユニット又は電動アクチュエータ等が風雨等の影響により劣化し、動作不
良を起すという問題も有している。

特許３０２６４９５号公報 実開昭６３−４１０８４号公報 特開平１０−１９４６５７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、海上輸送用コンテナを荷役する荷役装置としてトロリから懸吊したヘッドブロックと、ヘッドブロックの下方に連結したスプレッダを有するクレーンにおいて、スプレッダの軽量化を実現し、クレーンのエネルギー効率を向上したクレーンを提供することである。また、クレーンオペレータ１人でスプレッダの交換作業を行えるクレーンを提供することである。更に、ツイストロックの動作の安定性を高めた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クレーンは、海上輸送用コンテナを荷役する荷役装置としてトロリから懸吊したヘッドブロックと、前記ヘッドブロックの下方に連結したスプレッダを有するクレーンにおいて、前記スプレッダが、前記コンテナと連結及び連結解除するツイストロックと、前記ツイストロックに接続したリンク部材で構成するリンク機構と、前記リンク部材に設置した作動部材を有しており、前記ヘッドブロックが、前記作動部材と連結して前記作動部材に動力を伝達する連結部と、前記連結部を動作するための駆動装置を有していることを特徴とする。

この構成により、スプレッダに搭載する動力機構が不要となり、スプレッダを軽量化することができる。このスプレッダの軽量化により、クレーンのエネルギー効率を向上することができる。また、スプレッダとヘッドブロックを連結する際に、電源ケーブル等の連結作業が不要となるため、クレーンオペレータ１人で連結作業を行うことができる。

上記のクレーンにおいて、前記クレーンが、少なくとも２０ｆｔコンテナ用スプレッダ及び４０ｆｔコンテナ用スプレッダを有し、前記スプレッダのいずれか１つを、前記ヘッドブロックに連結することを特徴とする。この構成により、クレーンは従来と同様、異なるサイズのコンテナを荷役することができる。

上記のクレーンにおいて、前記リンク機構の少なくとも一部を、前記スプレッダを構成するフレーム内に配置したことを特徴とする。この構成により、リンク機構の耐久性を向上することができる。

上記のクレーンにおいて、前記スプレッダが、少なくとも４つのツイストロックを有し、前記リンク機構が、複数の前記ツイストロックを連結する前記リンク部材を有し、前記リンク部材の少なくとも１つが前記作動部材を有しており、前記作動部材に伝達した動力により、前記リンク機構が動作し、前記リンク機構の動作により前記ツイストロックが回転することを特徴とする。この構成により、前述と同様の作用効果を得ることができる。

上記のクレーンにおいて、前記駆動装置が、油圧又は電動シリンダであり、前記連結部が先端を屈曲した棒状体であり、前記連結部の先端を前記作動部材の有する開口部に挿入し、前記油圧又は電動シリンダの伸縮動作を、前記リンク機構に伝達するように構成したことを特徴とする。この構成により、スプレッダとヘッドブロックの位置を合わせて連結
を行う際、作動部材と連結部の連結を自動的に実現することができる。

本発明に係るクレーンによれば、スプレッダの軽量化を実現し、クレーンのエネルギー効率を向上したクレーンを提供することができる。また、クレーンオペレータ１人でスプレッダの交換作業を行えるクレーンを提供することができる。更に、ツイストロックの動作の安定性を高めた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クレーンのスプレッダの概略を示した図である。 本発明に係る実施の形態のクレーンのヘッドブロックの概略を示した図である。 ツイストロックの概略を示した図である。 本発明に係る実施の形態のクレーンのスプレッダ及びヘッドブロックの断面図である。 本発明に係る異なる実施の形態のクレーンのスプレッダ及びヘッドブロックの断面図である。 本発明に係る異なる実施の形態のクレーンのスプレッダのリンク機構の平面図である。 本発明に係る異なる実施の形態のクレーンのスプレッダのリンク機構の平面図である。 本発明に係る異なる実施の形態のクレーンのスプレッダのリンク機構の平面図である。 従来のスプレッダ及びヘッドブロックの概略図である。

以下、本発明に係る実施の形態のクレーンについて、図面を参照しながら説明する。図１に、スプレッダ１の概略を示す。このスプレッダ１は、コンテナ４０と連結及び連結解除するツイストロック１４と、ツイストロック１４に回転力を加えるリンク部材１１で構成したリンク機構１０と、リンク部材１１に設置した作動部材１２を有している。この作動部材１２は、開口部１３を有している。

また、スプレッダ１は、少なくとも４つのツイストロック１４を有している。このツイストロック１４の頭部１６を例えば２本のリンク部材１１で連結し、同時に回転するように構成している。この他にも、複数のリンク部材を連結してリンク機構１０を構成してもよい。

更に、１台のクレーンに対して、少なくとも２０ｆｔコンテナ用スプレッダと４０ｆｔコンテナ用スプレッダを準備しておき、コンテナ４０のサイズに合わせて、適宜スプレッダ１を交換しながら荷役できるように構成することが望ましい。なお、クレーン構造物の一部に、使用していないスプレッダを載置するスペースを形成してもよい。

図２に、ヘッドブロック２の概略を示す。なお、図２は、ヘッドブロック２の下面側を示しており、内部構造を断面で示している。このヘッドブロック２は、スプレッダ１と連結するためのツイストロック３０と、スプレッダ１の作動部材１２と連結して作動部材１２に動力を伝達する連結部３１と、連結部３１を動作するための駆動装置３２を有している。

このツイストロック３０は、スプレッダ１とヘッドブロック２を構造的に連結及び連結解除する機構である。また、連結部３１は、例えば先端を屈曲した棒状体である。この連
結部３１の先端部は、作動部材１２の開口部１３に嵌入できるように構成しており、望ましくはテーパー状に構成する。更に、駆動装置３２は、例えば油圧又は電動シリンダ等で構成し、連結部３１を例えば矢印に示す様に移動できるように構成している。

図３に、ツイストロック１４の拡大図を示す。このツイストロック１４は、例えば底面を楕円形とする略円錐形の嵌入部１５と、頭部１６を有している。ツイストロック１４は、嵌入部１５をコンテナ４０に形成した楕円形状の穴（ツイストロック用の穴４１）に嵌入し、回転してスプレッダ１とコンテナ４０を連結固定するように構成している。なお、スプレッダ１とヘッドブロック２を連結するツイストロック３０も、同様に構成することができる。

次に、クレーンの荷役作業に伴うスプレッダ１及びヘッドブロック２の動作に関して説明する。クレーンが荷役作業を行う際は、図１のスプレッダ１と図２のヘッドブロック２を連結した状態で使用する。スプレッダ１とヘッドブロック２の連結は、ヘッドブロック２のツイストロック３０を介して構造的に連結し、連結部３１を開口部１３に嵌入して動力的に連結する。

コンテナ４０を荷役する際は、まず、スプレッダ１及びヘッドブロック２をコンテナ４０上に降ろす。そして、スプレッダ１のツイストロック１４を、コンテナ４０のツイストロック用の穴４１に嵌入する。次に、図２に示す様に、ヘッドブロック２の駆動装置３２（例えば、シリンダ機構）を作動し、連結部３１を矢印に示す方向に移動する。この連結部３１の移動により、作動部材１２を図１に示す矢印の方向に移動する。つまり、リンク部材１１が図１の右方に移動する。このリンク部材１１の移動により、頭部１６が回転し、ツイストロック１４全体が回転する。

以上の動作により、全てのツイストロック１４が回転し、スプレッダ１とコンテナ４０の連結を完了する。また、駆動装置３２を上記と逆方向に作動すれば、スプレッダ１とコンテナ４０の連結を解除することができる。なお、矢印で示す動作の方向は、便宜上決定したものであり、本発明の構成は、上記の方向に限定されない。

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、スプレッダ１の重量を軽くすることができ、クレーンのエネルギー効率を向上することができる。つまり、スプレッダ１に油圧ユニット又は電動機構等の動力機構を搭載していないため、スプレッダ１の重量を軽くすることができる。具体的には、従来、約１５ｔであったスプレッダを、２０ｆｔコンテナ用スプレッダで約４ｔ、４０ｆｔコンテナ用スプレッダで約６ｔまで軽量化することができる。

第２に、スプレッダ１とヘッドブロック２の連結作業を、クレーンオペレータ１人で行うことができる。これは、スプレッダ１とヘッドブロック２の動力的連結が、連結部３１の先端部を作動部材１２の開口部１３に嵌入して実現することができるためである。

第３に、異なるサイズ（例えば２０ｆｔ又は４０ｆｔ）のコンテナを荷役することができる。これは、クレーン毎に用意した２０ｆｔ及び４０ｆｔコンテナ用スプレッダを、クレーンオペレータ１人で交換することができるためである。例えば、コンテナ船からの荷下ろしであれば、荷役する列（ベイという）ごとに、同一サイズのコンテナ４０が並んでいるため、スプレッダ１のサイズ変更（交換作業）はそれほど頻繁にはならない。

そのため、スプレッダ１を交換する時間は微小である。つまり、この時間により、荷役効率はほとんど低下しない。なお、４５ｆｔのコンテナは、４０ｆｔコンテナと同様の位置に、ツイストロック用の穴を有しているため、４０ｆｔコンテナ用スプレッダで荷役す
ることができる。

第４に、ツイストロック１４の動作の安定性を向上することができる。これは、ツイストロック１４への動力伝達を、構造的な連結手段により実現したためである。また、スプレッダ１内に電動アクチュエータ等の動力を搭載しないため、動作不良等の問題が発生しない。

図４に、図１及び図２に示したスプレッダ１及びヘッドブロック２の断面を模式的に示す。なお、スプレッダ１は破線で示している。矢印は、ツイストロック１４、リンク部材１１、連結部３１の動作方向の１例を示している。なお、１つの駆動装置３２に対して、１つのリンク機構１０を連結して構成してもよく、また、ヘッドブロック２に複数の駆動装置３２を設置し、リンク機構１０を複数系統で制御するように構成してもよい。

ここで、リンク機構１０をスプレッダ１のフレーム１７内に設置するように構成してもよい。この構成により、リンク機構１０が風雨に曝されることがなくなるため、耐久性を向上することができる。また、荷役の際に、コンテナ等と接触して故障する可能性を低減することができる。

図５に異なる実施例のスプレッダ１Ａとヘッドブロック２Ａの断面を模式的に示す。スプレッダ１Ａは、回転歯車２１と、この回転歯車２１と連結して直動する少なくとも１つのリンク部材２０を有している。なお、回転歯車２１とリンク部材２０は、合わせて前述の作動部材１２にあたる。また、各ツイストロック１４を連結するリンク部材も前述の実施例と同様に有している。

ヘッドブロック２Ａは、スプレッダ１Ａの回転歯車２１と連結する歯車３１Ａ（前述の連結部３１に相当）と、歯車２７を回転する電動又は油圧モータ３２Ａ（前述の駆動装置３２に相当）を有している。つまり、スプレッダ１の作動部材１２と、ヘッドブロック２の連結部３１及び駆動装置３２を、いわゆるピニオンアンドラック式に構成している。

次に、図５に示す機構の動作に関して説明する。スプレッダ１Ａとヘッドブロック２Ａを連結する際に、ヘッドブロック２Ａの歯車３１Ａと、スプレッダ１Ａの回転歯車２１が動力を伝達できるように接触する。そして、クレーン操作室からの操作により、ヘッドブロック２Ａのモータ３２Ａに電力又は油圧を供給する。モータ３２Ａ及び歯車３１Ａの回転力を、回転歯車２１を介してリンク部材２０に伝達する。そして、リンク部材２０は直動する力を受け、連結したリンク機構１０全体を動作する。このリンク機構１０の動作に伴い、複数のツイストロック１４が回転する。このツイストロック１４の回転により、スプレッダ１Ａとコンテナ４０の連結及び連結解除を制御する。

この構成により、図４に記載のスプレッダ１及びヘッドブロック２と同様の作用効果を得ることができる。また、ピニオンアンドラック式の構成により、リンク部材２０の移動量を大きくすることができる。

図６に異なる実施例のスプレッダ１のリンク機構の平面を模式的に示す。このリンク機構は、リンク部材２４と、リンク部材２４と連結した紐状物（例えばチェーン又はワイヤ等）２２を有している。この紐状物２２の他端をツイストロック１４の頭部１６に固定している。

次に、図６のリンク機構の動作に関して説明する。リンク部材２４が、作動部材１２を介して動力を受け、例えば矢印に示す方向に直動する。このリンク部材２４の直動に伴い、紐状物２２が同一方向に牽引される。この紐状物２２を介して、ツイストロック１４は
回転方向の力を受ける。

上記の構成により、リンク部材２４が完全に直動するように構成することができる。そのため、例えば、スプレッダのフレーム内部にリンク機構を設置する際、この設置スペースを小さくすることができる。つまり、スプレッダのフレームを強度が許す限りにおいて、小型に且つ軽く構成することができる。

なお、ツイストロック１４に復元力を与えるために、弾性体２３を設置することが望ましい。具体的には、図６に示すようにバネを設置する、又はツイストロック１４の軸に旋回バネを設置することが望ましい。この構成は、他の実施例にも適用することが可能である。この構成により、リンク機構１０に外力がかからない場合は、ツイストロック１４が常に一定の方向を向くようになる。これにより、リンク機構に設置した作動部材１２（又は作動部材に相当する部材）は、一定の位置を維持するため、スプレッダとヘッドブロックを連結する際に、動力的な連結を確実に行うことができる。また、図７に示す様に、２つの紐状物２２を利用し、この紐状物２２により復元力を得るように構成することも可能である。

図８に異なる実施例のスプレッダ１の回転機構の平面を模式的に示す。この回転機構は、スクリュー溝２５を有する回転部材２８と、回転歯車２６（作動部材１２に相当）を有している。また、ツイストロック１４には、スクリュー溝２５に対応する歯車２７を設置している。

次に、図８の回転機構の動作に関して説明する。回転部材２８が、回転歯車２６を介して回転力を受け、例えば矢印に示す方向に回転する。この回転部材２８の回転に伴い、スクリュー溝２５が回転する。このスクリュー溝２５及び歯車２７を介して、ツイストロック１４は回転方向の力を受ける。

上記の構成により、回転部材２８が定位置で回転するように構成することができる。そのため、スプレッダのフレーム内部に回転機構を設置する際、この設置スペースを小さくすることができる。

以上より、重量の軽いスプレッダを有し、エネルギー効率を向上したクレーンを提供することができる。なお、本発明は、コンテナを荷役するものであって、ヘッドブロックとスプレッダを搭載しているものであれば、あらゆるクレーンに採用することができる。

１、１Ａ スプレッダ
２、２Ａ ヘッドブロック
１０ リンク機構
１１ リンク部材
１２ 作動部材
１３ 開口部
１４ ツイストロック
１５ 嵌入部
１６ 頭部
１７ フレーム
３１ 連結部
３２ 駆動装置
４０ コンテナ

Claims (6)

1. 海上輸送用コンテナを荷役する荷役装置としてトロリから懸吊したヘッドブロックと、前記ヘッドブロックの下方に連結したスプレッダを有するクレーンにおいて、
   前記スプレッダが、前記コンテナの大きさに対応したフレームと、そのフレームから下方に突出するツイストロックと、少なくとも一つの紐状物と、直動するリンク部材で構成するリンク機構と、前記リンク機構に設置した作動部材を有しており、前記ツイストロックが前記コンテナに嵌入される嵌入部とその嵌入部の反対側に頭部を有し、前記紐状物の一端が前記頭部に固定され、他端が前記リンク部材に固定され、
   前記ヘッドブロックが、前記作動部材と連結して前記作動部材に動力を伝達する連結部と前記連結部を動作するための駆動装置を有し、
   前記ヘッドブロックを前記スプレッダに連結して、前記連結部と前記作動部材とが連結し、次いで、前記連結部と前記作動部材を介して前記駆動装置の動力が前記リンク機構に伝達して、前記リンク部材が直動し、次いで、前記リンク部材の直動により前記紐状物が牽引されて、前記ツイストロックの前記頭部が回転し、次いで、前記頭部の回転により前記ツイストロックが前記コンテナを連結する及び連結解除する構成であることを特徴とするクレーン。
2. 前記スプレッダが弾性体を備え、その弾性体の一端が前記頭部に固定され、他端が前記スプレッダに固定される構成である請求項１に記載のクレーン。
3. 前記スプレッダが少なくとも二つの紐状物を備え、前記リンク部材が一方向に直動したときに一方の紐状物が牽引され、前記リンク部材が他方向に直動したときに他方の紐状物が牽引される構成である請求項１に記載のクレーン。
4. 海上輸送用コンテナを荷役する荷役装置としてトロリから懸吊したヘッドブロックと、前記ヘッドブロックの下方に連結したスプレッダを有するクレーンにおいて、
   前記スプレッダが、前記コンテナの大きさに対応するフレームと、そのフレームから下方に突出するツイストロックと、延設方向を回転軸方向として回転するスクリュー溝付きの回転部材で構成する回転機構と、前記回転機構に設置した作動部材を有しており、前記ツイストロックが前記コンテナに嵌入される嵌入部とその嵌入部の反対側に頭部とその頭部に固定される回転歯車とを有し、前記回転歯車と前記回転部材が連結し、
   前記ヘッドブロックが、前記作動部材と連結して前記作動部材に動力を伝達する連結部と、前記連結部を動作するための駆動装置を有し、
   前記ヘッドブロックを前記スプレッダに連結して、前記連結部と前記作動部材とが連結し、次いで、前記連結部と前記作動部材を介して前記駆動装置の動力が前記回転機構に伝達して、前記回転部材が回転し、次いで、前記回転部材の回転により前記回転歯車が回転して、前記ツイストロックの前記頭部が回転し、次いで、前記頭部の回転により前記ツイストロックが前記コンテナと連結する及び連結解除する構成であることを特徴とするクレーン。
5. 前記リンク部材と前記ツイストロックの前記頭部とを前記フレーム内に配置し、前記フレームから下方に前記ツイストロックの嵌入部を突出させる構成であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクレーン。
6. 前記回転部材と前記ツイストロックの前記頭部とを前記フレーム内に配置し、前記フレームから下方に前記ツイストロックの嵌入部を突出させる構成であることを特徴とする請求項４に記載のクレーン。

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