JP6502210B2 - 門型クレーン - Google Patents

Description

本発明は、門型クレーンに関する。

従来、門型クレーンとして、ガーダとトロリを有するクレーン本体部と、クレーン本体部を支持する脚部と、脚部に設けられた走行部と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この門型クレーンのガーダにはレールが設けられ、当該レール上をトロリが横行する。

特開２００７−２６９４８０号公報

ここで、上述のような門型クレーンでは、トロリから吊り下げられた一対のフックに作用する荷重に不均衡が生じると、トロリの姿勢が水平方向に対して傾斜する場合がある。このようにトロリの姿勢が水平方向に対して傾斜した場合であっても、トロリや荷の落下等を確実に防止することで安全性を確保することが求められていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、トロリの姿勢が水平方向に対して傾斜した場合に安全性を確保できる門型クレーンを提供することを目的とする。

本発明に係る門型クレーンは、第１の方向へ延びるガーダと、荷を吊り下げ可能であると共に、ガーダに沿って第１の方向へ横行するトロリと、ガーダを支持する脚部と、を備え、トロリは、少なくとも第１の横行モードと第２の横行モードとを有し、トロリの姿勢が水平方向に対して傾斜したときに、第１の横行モードから第２の横行モードへ切り替わり、第１の横行モードから第２の横行モードへ切り替わった場合、横行速度を減少させる。

本発明に係る門型クレーンでは、トロリは、少なくとも第１の横行モードと第２の横行モードとを有しており、トロリの姿勢が水平方向に対して傾斜したときに、第１の横行モードから第２の横行モードへ切り替わる。また、トロリは、第１の横行モードから第２の横行モードへ切り替わった場合、横行速度を減少させる。このように、トロリの姿勢が水平方向に対して傾斜した時には、横行モードを切り替えることで、トロリが安全性を確保できるように横行速度を減少させることができる。以上によって、トロリの姿勢が水平方向に対して傾斜した場合であっても安全性を確保できる。

本発明に係る門型クレーンにおいて、トロリは、当該トロリの一部とガーダの一部との間の距離を検出する検出部の検出結果に基づいて、第１の横行モードから第２の横行モードへ切り替わってよい。このような構成により、トロリの姿勢が水平方向に対して傾斜したことを正確に検出することができる。

本発明に係る門型クレーンにおいて、トロリは、第１の横行モードから第２の横行モードへ切り替わった場合、横行速度を減少させて停止してよい。このように、第２の横行モードへ切り替わった場合はトロリを停止することによって、トロリの傾きが大きい状態で横行を継続することを防止し、安全性を確保することができる。

本発明に係る門型クレーンにおいて、トロリは、第１の横行モードから第２の横行モードへ切り替わった場合、第１の横行モードに比して低い横行速度で横行してよい。このように、トロリが傾斜している場合に低い速度で横行することで、安全性を確保した状態でトロリの横行を継続することができる。

本発明に係る門型クレーンにおいて、ガーダは、上方へ突出すると共に第１の方向へ延在し、トロリの横行をガイドするレールを備え、トロリには、上下方向へ延びる回転軸と、回転軸で回転可能に軸支されてレールの側面に対して水平方向に対向するローラ部と、を備えるガイドローラが設けられていてよい。トロリの姿勢が水平方向に傾斜した場合に、ガイドローラのローラ部がレールと当接することによって、レールに作用する水平力を分散させることができる。これによって、トロリの姿勢が水平方向に対して傾斜した場合に、レールの破損等を防止して安全性を確保することができる。

本発明に係る門型クレーンにおいて、ガーダは、上方へ突出すると共に第１の方向へ延在し、トロリの横行をガイドするレールを備え、レールとガーダとの間には、溶接部が設けられてよい。このような構成により、溶接部を介してレールがガーダに強固に固定されているため、トロリの姿勢が水平方向に対して傾斜することでレールに水平力が作用しても、溶接部でレールを支持することができる。これによって、トロリの姿勢が水平方向に対して傾斜した場合に、レールの破損等を防止して安全性を確保することができる。

本発明によれば、トロリの姿勢が水平方向に対して傾斜した場合であっても安全性を確保できる。

本発明の一実施形態に係る門型クレーンを正面側から示す斜視図である。 図１に示す門型クレーンの正面図である。 図１に示す門型クレーンの左側面図である。 主トロリを示す斜視図である。 補トロリを示す斜視図である。 トロリが傾斜する様子を示す概略断面図である。 トロリの車輪及びレール付近の構成を示す概略図である。 補トロリのレール付近の構成を示す概略図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１〜図３に示されるように、造船所のドック２にはゴライアスクレーン等の門型クレーン１が設けられている。ドック２には、複数の門型クレーン１が配置されていてもよい。ドック２には、例えば建造中または点検整備中の船を配置することが可能なプール３が設けられ、このプール３の両側には岸壁４，５が配置されている。プール３は、所定の深さを有し、岸壁４，５の天面よりも低い位置にプール３の底面が形成されている。ドック２は、プール３が形成されていないものでもよい。

プール３に隣接する一方の岸壁４は、プール３を挟んで対向する他方の岸壁５よりも広い幅を有する。一方の岸壁４は、例えば、造船時などにおいて、船に搭載される各種部品、船体を構成するブロック体などが載置されるスペースとして利用される。岸壁４，５上には、それぞれレール６，７が敷設されている。レール６，７は、プール３の長手方向に沿って延在している。レール６は岸壁５に配置され、レール７は岸壁４に配置されている。レール６は、レール７と比較して、プール３に近い位置に配置されている。また、岸壁４，５は、コンクリートなどによって形成されており、門型クレーン１の荷重を受けることが可能な基礎上に形成されている。

門型クレーン１は、岸壁４，５上にそれぞれ配置された一対の脚部８，９と、一対の脚部８，９に架け渡されたガーダ１０とを備えている。ガーダ１０は、脚部８，９間においてレール６，７と水平方向において直交する方向（第１の方向）へ延びる。また、門型クレーン１は、ガーダ１０に沿って移動可能な主トロリ（トロリ）１１及び補トロリ（トロリ）１２を有する。なお、以降の説明においては、ガーダ１０が延びる方向（第１の方向）を、トロリ１１，１２が横行する横行方向と称する場合がある。

門型クレーン１では、一対の脚部８，９の剛性は、それぞれ異なっており、脚部８は、脚部９よりも剛性が高い剛脚として機能するものであり、脚部９は、脚部８よりも剛性が低い揺脚として機能するものである。脚部８は、レール６上を走行可能であり、脚部９は、レール７上を走行可能である。

脚部８，９の下端部８ａ，９ａには、レール６，７に沿って走行するための走行装置１３がそれぞれ設けられている。走行装置１３は、脚部８，９に対して、前後２個ずつ設けられ、一つの走行装置１３には、例えば１６個の車輪が配置されている。走行装置１３及び車輪の数量は特に限定されず、その他の数量でもよい。

図１に示す通り、ガーダ１０は、ダブルボックス型のガーダ（梁）であり、断面が矩形の箱型の一対の強度部材１０ａ，１０ｂを有する。一対の強度部材１０ａ，１０ｂは、クレーンの幅方向に延在し、クレーンの走行方向に対向して配置されている。また、ガーダ１０は、一対の強度部材１０ａ，１０ｂを連結する連結部１０ｃ，１０ｄを有する。図１及び図２に示されるように、連結部１０ｃは、剛脚である脚部８の上端部８ｂ上に配置されて、一対の強度部材１０ａ，１０ｂの一端側を連結し、連結部１０ｄは、揺脚である脚部９の上端部９ｂ上に配置されて、一対の強度部材１０ａ，１０ｂの他端側を連結している。

一対の強度部材１０ａ，１０ｂの天面１０ｅには、主トロリ用レール１６及び補トロリ用レール１７が設けられている。主トロリ用レール１６は、主トロリ１１を横行させるための軌道であり、補トロリ用レール１７は、補トロリ１２を横行させるための軌道である。主トロリ用レール１６及び補トロリ用レール１７は、ガーダ１０の長手方向に沿って延在している。主トロリ用レール１６は、一対の強度部材１０ａ，１０ｂのクレーンの走行方向における外側の縁に沿って延在し、補トロリ用レール１７は、一対の強度部材１０ａ，１０ｂのクレーンの走行方向における内側の縁に沿って延在している。

図４は、主トロリを示す斜視図である。主トロリ１１には、荷役に使用されるワイヤーロープ１８を昇降させる巻上機１９が設けられている。主トロリ１１では、ワイヤーロープ１８及び巻上機１９を２組備えている。主トロリ１１は、例えば橋形を成している。主トロリ１１は、複数の巻上機１９を支持する支持台２０と、支持台２０から下方に張り出す一対の脚部２１と、を備えている。支持台２０は、ガーダ１０の天面１０ｅよりも上方に配置され、天面１０ｅと支持台２０との間には、補トロリ１２を配置可能な空間が形成されている。

巻上機１９には、ワイヤーロープ１８が巻き付けられる回転ドラム、及びこの回転ドラムを回転駆動するための電動機が設けられている。また、一対の脚部２１には、ワイヤーロープ１８の昇降に合わせて回転する従動ローラ２２が設けられている。従動ローラ２２は、ガーダ１０の天面１０ｅより上方で、クレーンの走行方向の両側にそれぞれ張り出すように配置されている。巻上機１９から送り出されたワイヤーロープ１８は、従動ローラ２２によって案内され、クレーンの走行方向において、ガーダ１０より外側で垂下している。巻上機１９を操作して、ワイヤーロープ１８を上昇または下降させることができる。ワイヤーロープ１８の下端側には、フック３２（図６参照）が設けられている。

また、一対の脚部２１の下端部には、複数の車輪４１が設けられた横行装置２３が設けられている。横行装置２３が主トロリ用レール１６上を移動して、主トロリ１１はガーダ１０に沿って横行する。

図５は、補トロリを示す斜視図である。補トロリ１２には、荷役に使用されるワイヤーロープ２６を昇降させる巻上機２７が設けられている。補トロリ１２は、巻上機２７を搭載する台車２８を有する。補トロリ１２は、主トロリ１１の支持台２０の下方を通過できるような高さとなっている。

巻上機２７には、ワイヤーロープ２６が巻き付けられる回転ドラム、及びこの回転ドラムを回転駆動するための電動機が設けられている。巻上機２７から送り出されたワイヤーロープ２６は、ガーダ１０の一対の強度部材１０ａ，１０ｂ間の開口部を通過して垂下している。巻上機２７を操作して、ワイヤーロープ２６を上昇または下降させることができる。

また、台車２８には、複数の車輪４２が設けられた横行装置２９が設けられている。横行装置２９が補トロリ用レール１７上を移動して、補トロリ１２はガーダ１０に沿って横行する。

次に、図６〜図８を参照して、本実施形態に係る門型クレーン１の構成について詳細に説明する。図６（ａ）に示すように、門型クレーン１においては、主トロリ１１で荷Ｗを吊るすときは通常、両側のフック３２で吊るす。従って、主トロリ１１及び補トロリ１２の姿勢は水平に保たれる。しかし、例えば、図６（ｂ）に示すように、主トロリ１１の片一方のフック３２のみで、所定の重量以上の荷Ｗを吊るした場合、荷Ｗの重みによって強度部材１０ｂが強度部材１０ａと比較して大きく撓んで下側へ向かって沈み、主トロリ１１が水平方向に対して傾斜する。

また、この場合、ガーダ１４上に載置されていた補トロリ１２も水平方向に対して傾斜する。本実施形態に係る門型クレーン１は、トロリ１１，１２が傾斜しても安全性を確保できる機構を備えている。なお、ここでトロリ１１，１２が「水平方向に対して傾斜」する状態とは、通常横行時においてトロリ１１，１２に対して任意に水平な基準面を設定し、横行方向から見て、当該基準面が水平方向に対して所定の角度以上に傾斜した状態を指すものとする。なお、傾斜していると判定するための所定の角度は、任意に設定可能である。

門型クレーン１は、トロリ１１，１２の横行を制御する制御部１００を備えている（図６参照）。制御部１００は、トロリ１１，１２の姿勢を検出すると共に、姿勢に応じた横行モードでトロリ１１，１２の横行制御を行う。具体的には、トロリ１１，１２は、少なくとも通常横行モード（第１の横行モード）と減速モード（第２の横行モード）とを有している。また、トロリ１１，１２は、当該トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に対して傾斜したときに、通常横行モードから減速モードへ切り替わる。トロリ１１，１２は、通常横行モードから減速モードへ切り替わった場合、横行速度を減少させる。

なお、制御部１００は、トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に対して傾斜したことを検出したら、自動的に横行モードを切り替えてよい。または、制御部１００は、作業者がトロリ１１，１２の傾きを判定して、作業者からの横行モード切替の操作を受信することで、横行モードを切り替えてよい。このとき、制御部１００は、トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に対して傾斜したことを作業者対して表示してよく、音声等で報知してよい。

減速モードは、通常横行モードに比して低い横行速度でトロリ１１，１２が横行する低速横行モードと、横行速度を減少させてトロリ１１，１２が停止する停止モードと、を含む。制御部１００は、トロリ１１，１２の傾斜の度合いによって、低速横行モード及び停止モードの何れかに切り替えてよい。

低速横行モードに設定された場合、制御部１００は、トロリ１１，１２の横行速度の上限値を通常横行モードにおける上限値よりも低い値に設定する。例えば、通常横行モードにおける横行速度の上限値が４０ｍ／ｍｉｎであった場合、低速横行モードにおける横行速度の上限値は４ｍ／ｍｉｎに設定されてよい。制御部１００は、トロリ１１，１２に設けられたトルクモータ（不図示）のトルクに基づいて偏荷重を検出することで、トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に対して傾斜した事を検出してよい。また、ロードセルにより２つのワイヤーロープ１８の張力を検出して偏荷重を検出することで、トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に対して傾斜したことを検出してもよい。また、後述の距離検出部４６の検出結果に基づいてトロリ１１，１２の傾斜を検出してよい。

停止モードに設定された場合、制御部１００は、トロリ１１，１２の横行速度を低下させて最終的に横行速度を０に設定する。これによって、トロリ１１，１２が停止する。制御部１００は、トロリ１１，１２の傾斜が大きく、緊急的にトロリ１１，１２を停止する必要がある場合に、停止モードに切り替えてよい。

具体的に、トロリ１１，１２は、当該トロリ１１，１２の一部とガーダ１０の一部との間の距離を検出する距離検出部４６の検出結果に基づいて、通常横行モードから停止モードに切り替わってよい。距離検出部４６として、例えばレーザ光距離計、磁気検出器等を採用してよい。距離検出部４６は、トロリ１１，１２が傾斜することによって、当該トロリ１１，１２とガーダ１０の位置関係の変化を検出することが出来る限り、どこに設けられていてもよい。例えば、図６に示すように、距離検出部４６は、一方の強度部材１０ａの内側の側面における上端付近に設けられてよい。この場合、距離検出部４６は、他方の強度部材１０ｂの内側の側面における下端付近に設けられた測定部へ向けて光等を発信し、当該計測部で反射した光等を受信することで、距離検出部４６と測定部との距離を測定することができる。なお、距離検出部４６と測定部の配置は、距離を測定できる限り、特に限定されない。あるいは、図８に示すように、補トロリ１２の下面に距離検出部４６を設け、補トロリ用レール１７の上端との間の距離を測定してよい。

ここで、トロリ１１，１２が傾斜すると、図７の仮想線Ｓで示すように、車輪４１，４２がレール１６，１７上で傾斜することで、車輪４１，４２の一部がレール１６，１７に対して水平方向に接触する。これによって、レール１６，１７に水平力が作用する。本実施形態に係る門型クレーン１は、当該水平力に対応するための機構を備えている。

レール１６，１７とガーダ１０の天面１０ｅとの間には、溶接部５４が設けられる。レール１６，１７とガーダ１０の天面１０ｅとは、ボルト接合部５６によって固定されているが、それに加えて溶接部５４を設けることによって、水平力に対する耐力が向上している。溶接部５４は、レール１６，１７の下端部に設けられた幅広部の幅方向における両端部に形成されている。より詳細には、図８（ａ）に示すように、ガーダ１０の天面１０ｅには、一対の固定部材５１が平行に並べられて横行方向に沿って延在している。補トロリ用レール１７の下端部に設けられた幅広部１７ａは、一対の固定部材５１間に挟まれるように配置される。また、補トロリ用レール１７の下端部は天面１０ｅから離間しており、固定部材５１、補トロリ用レール１７の下端部及び天面１０ｅで囲まれる空間には充填材が充填される。溶接部５４は、一対の固定部材５１の幅方向における端部側の側面と、ガーダ１０の天面１０ｅとの間の入隅部に形成される。なお、図８（ａ）は補トロリ用レール１７周辺の構成を例示しているが、主トロリ用レール１６に対しても同様な構成を採用してもよい。

図８に示すように、補トロリ１２には、上下方向へ延びる回転軸６１と、回転軸６１で回転可能に軸支されて補トロリ用レール１７の側面１７ｂに対して水平方向（ここでは補トロリ用レール１７の幅方向）に対向するローラ部６２と、を備えるガイドローラ６０が設けられている。ガイドローラ６０は、台車２８の下面側から下方へ向かって延びて、補トロリ用レール１７を幅方向の両側から挟むように、一の補トロリ用レール１７に対して一対設けられている。このような構成により、補トロリ１２が傾斜したときは、ガイドローラ６０のローラ部６２が補トロリ用レール１７と当接することで、水平力の一部を緩和する。図８（ｂ）に示すように、ガイドローラ６０は、前後方向において、一対の車輪４２の間に設けられている。ただし、ガイドローラ６０を設ける位置は特に限定されない。なお、一の補トロリ用レール１７に対して一つのガイドローラ６０が設けられていてもよい。なお、ガイドローラ６０の回転軸６１にはギア（不図示）が設けられていてもよい。なお、図８（ａ）は補トロリ１２の補トロリ用レール１７周辺の構成を例示しているが、主トロリ１１もガイドローラ６０を有していてよい。

次に、本実施形態に係る門型クレーン１の作用・効果について説明する。

本実施形態に係る門型クレーン１では、トロリ１１，１２は、少なくとも通常横行モードと減速モードとを有しており、トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に対して傾斜したときに、通常横行モードから減速モードへ切り替わる。また、トロリ１１，１２は、通常横行モードから減速モードへ切り替わった場合、横行速度を減少させる。このように、トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に対して傾斜した時には、モードを切り替えることで、トロリ１１，１２が安全性を確保できるように横行速度を減少させることができる。以上によって、トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に対して傾斜した場合であっても安全性を確保できる。

本実施形態に係る門型クレーン１において、トロリ１１，１２は、当該トロリ１１，１２の一部とガーダ１０の一部との間の距離を検出する距離検出部４６の検出結果に基づいて、通常横行モードから減速モードへ切り替わる。このような構成により、トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に対して傾斜したことを正確に検出することができる。

本実施形態に係る門型クレーン１において、トロリ１１，１２は、通常横行モードから減速モードにおける停止モードへ切り替わった場合、横行速度を減少させて停止する。このように、停止モードへ切り替わった場合はトロリ１１，１２を停止することによって、トロリ１１，１２の傾きが大きい状態で横行を継続することを防止し、安全性を確保することができる。

本実施形態に係る門型クレーン１において、トロリ１１，１２は、通常横行モードから減速モードにおける低速横行モードへ切り替わった場合、通常横行モードに比して低い横行速度で横行する。このように、トロリ１１，１２が傾斜している場合に低い速度で横行することで、安全性を確保した状態でトロリ１１，１２の横行を継続することができる。

本実施形態に係る門型クレーン１において、ガーダ１０は、上方へ突出すると共に横行方向へ延在し、トロリ１１，１２の横行をガイドするレール１６，１７を備える。トロリ１１，１２には、上下方向へ延びる回転軸６１と、回転軸６１で回転可能に軸支されてレール１６，１７の側面に対して水平方向に対向するローラ部６２と、を備えるガイドローラ６０が設けられている。トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に傾斜した場合に、ガイドローラ６０のローラ部６２がレール１６，１７と当接することによって、レール１６，１７に作用する水平力を分散させることができる。これによって、トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に対して傾斜した場合に、レール１６，１７の破損等を防止して安全性を確保することができる。

本実施形態に係る門型クレーン１において、ガーダ１０は、上方へ突出すると共に横行方向へ延在し、トロリ１１，１２の横行をガイドするレール１６，１７を備える。レール１６，１７とガーダ１０との間には、溶接部５４が設けられている。このような構成により、溶接部５４を介して補トロリ用レール１７がガーダ１０に強固に固定されているため、トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に対して傾斜することでレール１６，１７に水平力が作用しても、溶接部５４でレール１６，１７を支持することができる。これによって、トロリ１１，１２の姿勢が水平方向に対して傾斜した場合に、レール１６，１７の破損等を防止して安全性を確保することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、減速モードとして停止モードと低速横行モードの二つのモードを含んでいたが、停止モード及び低速横行モードの少なくとも一方を含んでいればよい。また、減速モードによる運転は、主トロリ１１及び補トロリ１２の少なくとも一方が行えばよい。

レール１６，１７を固定する溶接部５４は省略されてもよい。あるいは、溶接部５４は、主トロリ用レール１６及び補トロリ用レール１７の少なくとも一方に形成されていればよい。トロリ１１，１２に設けられるガイドローラ６０は省略されてもよい。あるいは、ガイドローラ６０は、主トロリ１１及び補トロリ１２の少なくとも一方に設けられていればよい。

１…門型クレーン、１０…ガーダ、１１，１２…トロリ、１６、１７…レール、４６…距離検出部、５４…溶接部、６０…ガイドローラ、６１…回転軸、６２…ローラ部。

Claims (6)

1. クレーンの走行方向と直交する第１の方向へ延びる一対の強度部材を含むガーダと、
   前記一対の強度部材の天面に設けられたレールと、
   荷を前記走行方向の両側からそれぞれ吊り下げ可能であると共に、前記ガーダの前記レールに沿って前記第１の方向へ横行するトロリと、
   前記ガーダを支持する脚部と、を備え、
   前記トロリは、
   少なくとも第１の横行モードと第２の横行モードとを有し、
   前記トロリの姿勢が水平方向に対して傾斜したときに、前記第１の横行モードから前記第２の横行モードへ切り替わり、
   前記第１の横行モードから前記第２の横行モードへ切り替わった場合、横行速度を減少させ、
   前記トロリの下面に設けられ、前記レールの上端との間の距離を計測する距離検出部を有し、当該距離検出部の検出結果に基づいて、前記第１の横行モードから前記第２の横行モードへ切り替わる、門型クレーン。
2. 前記トロリは、当該トロリの一部と前記ガーダの一部との間の距離を検出する検出部の検出結果に基づいて、前記第１の横行モードから前記第２の横行モードへ切り替わる、請求項１に記載の門型クレーン。
3. 前記トロリは、前記第１の横行モードから前記第２の横行モードへ切り替わった場合、前記横行速度を減少させて停止する、請求項１又は２に記載の門型クレーン。
4. 前記トロリは、前記第１の横行モードから前記第２の横行モードへ切り替わった場合、前記第１の横行モードに比して低い横行速度で横行する、請求項１又は２に記載の門型クレーン。
5. 前記トロリには、上下方向へ延びる回転軸と、前記回転軸で回転可能に軸支されて前記レールの側面に対して水平方向に対向するローラ部と、を備えるガイドローラが設けられている、請求項１〜４の何れか一項に記載の門型クレーン。
6. 前記レールと前記ガーダとの間には、溶接部が設けられる、請求項１〜５の何れか一項に記載の門型クレーン。

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