JP7070219B2 - クレーン - Google Patents

Description

本発明は、平面視で略長方形に形成されるスプレッダを備えるクレーンに関するものであり、詳しくは略長方形のスプレッダの長手方向に重心が偏ったコンテナを荷役する際にスプレッダが長手方向に移動する不具合を抑制できるクレーンに関するものである。

水平梁に沿って横行するトロリと、このトロリからロープで懸吊されるスプレッダとを備える門型クレーンが種々提案されている（例えば特許文献１参照）。スプレッダは平面視で略長方形に形成されていて、スプレッダの長手方向はクレーンの走行方向と平行であり、スプレッダの短手方向はクレーンの横行方向と平行となる。

特許文献１は、クレーンの走行方向と平行となる平面において、スプレッダの長手方向の両端に配置される一対の下方シーブと、トロリの両端に設置される一対の上方シーブと、この上方シーブの間に配置されるシーブとを備えたクレーンを提案する。

特許文献１に記載のクレーンは、一対の下方シーブを下端として、一対の上方シーブおよびその間に配置されるシーブを上端とする略Ｗ字型にロープが掛け回されていた。

クレーンで荷役を行うコンテナの中には、長手方向に重心が偏ったコンテナ（以下、偏心コンテナということがある）がある。偏心コンテナをスプレッダで吊り上げるとコンテナが地面から離れた際に、コンテナが重心の偏った方向に移動していた。従来のクレーンは偏心コンテナを把持するスプレッダが走行方向に移動する不具合があった。

日本国特開２０１３－２０９２１３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、その目的は略長方形のスプレッダの長手方向に重心が偏ったコンテナを荷役する際にスプレッダが長手方向に移動する不具合を抑制できる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クレーンは、平面視で一対の長辺と一対の短辺とを有する略長方形に形成されていて複数のシーブを設置されるスプレッダと、このスプレッダの上方に配置されて複数のシーブを設置されるトロリと、前記スプレッダに設置される前記シーブと前記トロリに設置される前記シーブとに掛け回されて前記トロリから前記スプレッダを懸吊するロープと、ドラムとを備えるクレーンにおいて、前記長辺の延長方向である長手方向に沿って間隔を開ける状態で前記トロリに設置される一対の上方シーブと、前記スプレッダの前記長手方向の略中央部に設置される下方シーブと、前記短辺の延長方向である短手方向における前記スプレッダの略中央部に設置される第二下方シーブと、前記スプレッダの重量の少なくとも一部を支持するカウンタウェイトとを備えていて、前記ロープとして、前記下方シーブから一方の前記上方シーブに延びる傾斜部分と、前記下方シーブから他方の前記上方シーブに延びる傾斜部分とを備えていて、前記下方シーブを下端として一対の前記上方シーブを上端とする略Ｖ字型に掛け回されるとともに、前記カウンタウェイトに設置されるシーブに掛け回される構成を有する第一ロープと、この第一ロープとは別のロープであり前記ドラムから繰り出されて前記第二下方シーブに掛け回される構成を有する第二ロープと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、略Ｖ字型に掛け回されるロープには下方シーブを介してコンテナの荷
重が発生するので、ロープに発生する張力はコンテナの重心の位置の影響をほとんど受けない。下方シーブから一方の上方シーブに延びるロープの傾斜部分と下方シーブから他方の上方シーブに延びるロープの傾斜部分との張力がほぼ等しくなるので、それぞれの傾斜部分から長手方向に発生する分力の差を抑制できる。そのためスプレッダが長手方向に移動することを抑制できる。

本発明のクレーンを斜視で例示する説明図である。 スプレッダの長手方向に沿って掛け回されるロープの状態を例示する説明図である。 スプレッダの長手方向に沿って掛け回される従来のロープの状態を例示する説明図である。 図２のロープの状態の変形例を例示する説明図である。 本発明のクレーンのロープの状態を例示する説明図である。 図５の第一ロープの状態を例示する説明図である。 図５の第二ロープの状態を例示する説明図である。

以下、本発明のクレーンを図に示した実施形態に基づいて説明する。図中では平面視で略長方形に形成されるスプレッダの長手方向を矢印ｙ、この長手方向ｙを直角に横断する短手方向を矢印ｘ、上下方向を矢印ｚで示している。

図１に例示するように本発明のクレーン１は例えば門型クレーンで構成される。本発明のクレーン１は門型クレーンに限らず、岸壁クレーンで構成してもよい。この実施形態のクレーン１は、水平方向に延設される水平梁２と、この水平梁２の両端から下方に向かって延設される脚部３と、脚部３の下端に設置される走行装置４とを備えている。走行装置４はタイヤまたは車輪を備えている。

このクレーン１は、水平梁２に沿って横行可能に構成されるトロリ５と、このトロリ５の下方に配置されてコンテナＣの荷役を行うスプレッダ６とを備えている。トロリ５とスプレッダ６は複数のシーブを備えている。この複数のシーブにはロープＲが掛け回されている。このロープＲにより、スプレッダ６はトロリ５から懸吊されている。スプレッダ６は、平面視で一対の長辺と一対の短辺とを有する略長方形に形成されている。スプレッダ６の長辺の延長方向である長手方向ｙがクレーン１の走行方向と平行であり、短辺の延長方向である短手方向ｘがクレーン１の横行方向と平行となる状態にスプレッダ６は配置されている。この実施形態ではロープＲを巻装するドラム７がトロリ５に設置されている。

クレーン１は走行装置４により走行方向（長手方向ｙ）に沿って走行して、荷役対象であるコンテナＣが載置されている位置まで移動する。トロリ５は横行方向（短手方向ｘ）に沿って横行してコンテナＣの真上となる位置まで移動する。トロリ５はたとえばモータなどの駆動機構により水平梁２の上を走行する。ドラム７からロープＲを繰り出すことでスプレッダ６は降下して、スプレッダ６は目的のコンテナＣの上面と接触した後コンテナＣを把持する。ドラム７でロープＲを巻き取ることで、コンテナＣはクレーン１により持ち上げられる。

図２に例示するようにトロリ５は、長手方向ｙに沿って間隔を開ける状態で設置される一対の上方シーブＳ１を備えている。スプレッダ６は長手方向ｙにおける略中央部に設置される下方シーブＳ２を備えている。図２では説明のため水平梁２などのクレーン１の構造の一部を省略している。本明細書において略中央部とは、例えばスプレッダ６の長手方向ｙにおける中央となる地点の他、この地点から長手方向ｙに若干ずれた位置も含む概念
である。

この実施形態ではドラム７から繰り出されるロープＲが一方の上方シーブＳ１から下方シーブＳ２を経由して他方の上方シーブＳ１に掛け回されている。ひと繋がりの一本のロープＲは、下方シーブＳ２を下端として一対の上方シーブＳ１を上端とする略Ｖ字型に掛け回されている。

スプレッダ６の長手方向ｙに沿って略Ｖ字型に掛け回されるロープＲには、下方シーブＳ２を介してコンテナＣの荷重が発生する。下方シーブＳ２から一方の上方シーブＳ１に延びるロープＲの傾斜部分Ｒａと、下方シーブＳ２から他方の上方シーブＳ２に延びるロープＲの傾斜部分Ｒｂとには、下方シーブＳ２に向かって引っ張られる方向の力が発生する。傾斜部分Ｒａ、Ｒｂに発生する力は、いずれも下方シーブＳ２を介して発生するためほとんど等しい大きさとなる。傾斜部分Ｒａ、Ｒｂに発生する張力は、長手方向ｙに沿った分力Ｆａ、Ｆｂをそれぞれ発生させる。

分力Ｆａ、Ｆｂは傾斜部分Ｒａ、Ｒｂを互いに接近させる内側に向かって発生して、互いに打ち消し合う。この分力Ｆａ、Ｆｂによりスプレッダ６は長手方向ｙの両側から中心に向かって押さえられている状態となるので、スプレッダ６が長手方向ｙに沿って移動することを抑制するには有利である。

図３に例示するように従来のクレーンは、スプレッダ６の長手方向ｙに沿って二つの下方シーブＳ２が設置されていて、トロリ５の長手方向ｙに沿って三つの上方シーブＳ１が設置されていた。ドラム７から繰り出されるロープＲが、上方シーブＳ１と下方シーブＳ２とに交互に掛け回されて、二つの下方シーブＳ２を下端とする略Ｗ字型に掛け回されていた。

一方の下方シーブＳ２から長手方向ｙの略中央部に配置される上方シーブＳ１に延びるロープＲの傾斜部分Ｒａと、他方の下方シーブＳ２から長手方向ｙの中央部に配置される上方シーブＳ１に延びるロープＲの傾斜部分Ｒｂとには、それぞれの下方シーブＳ２を介して張力が発生する。

略Ｗ字型に掛け回されるロープＲは、スプレッダ６とは長手方向ｙにおいては二点で接続されている状態となる。そのためそれぞれの下方シーブＳ２に発生する下向きの力に応じて傾斜部分Ｒａ、Ｒｂに張力が発生する。コンテナＣの重心Ｇが長手方向ｙにおける中央部よりも例えば図３の左方に偏っている場合は、右方に配置される下方シーブＳ２よりも左方に配置される下方シーブＳ２に大きな力が発生する。

傾斜部分Ｒｂよりも傾斜部分Ｒａの方が張力は大きくなり、分力Ｆｂよりも分力Ｆａの方が大きくなる。そのためコンテナＣは図３の左方側に移動してしまう不具合が発生していた。

これに対して図２に例示するように略Ｖ字型に掛け回されるロープＲは、スプレッダ６とは長手方向ｙにおいては一点でのみ接続されている状態となる。そのため下方シーブＳ２の一点に発生する下向きの力によりロープＲに張力が発生する。コンテナＣの重心Ｇが長手方向ｙにおける中央部よりも例えば図２の左方に偏っている場合であっても、コンテナＣの荷重は下方シーブＳ２を介してロープＲに伝達される。つまりコンテナＣの重心Ｇの位置にかかわらずコンテナＣの荷重は下方シーブＳ２の一点のみを介してロープＲに伝達される。傾斜部分Ｒａ、Ｒｂに発生する張力が常にほぼ等しい状態となるので、長手方向ｙに沿った分力Ｆａ、Ｆｂも常にほぼ等しい状態となる。コンテナＣが、長手方向ｙにおいていずれか一方に偏る力を受け難い状態となる。そのため重心Ｇの偏りにともないコ
ンテナＣが長手方向ｙに移動する不具合を回避するには有利である。

長手方向ｙと平行となるクレーン１の走行方向において、コンテナＣは接地しているときと吊り上げられたときとで相対位置がほとんど変化しない。コンテナＣを吊り上げた際にコンテナＣが移動して、隣接するコンテナ等に接触する不具合を回避するには有利である。

重心Ｇの位置にかかわらずコンテナＣは長手方向ｙに移動し難いので、スプレッダ６に把持されるコンテナＣは常にトロリ５の真下の所定の位置に存在することになる。クレーン１を自動化して自動で荷役させる場合には、コンテナＣの位置が正確に決まるので極めて有利である。吊り下げているコンテナＣが長手方向ｙに移動してしまい、予定している場所よりもずれた位置にコンテナＣが載置される不具合を回避できる。自動運転で荷役を行うクレーン１であっても、複数のコンテナＣを精度良く積み上げて載置することが可能となる。

一対の上方シーブＳ１と下方シーブＳ２とに略Ｖ字型に掛け回されるロープＲが、ひと繋がりであることは必須要件ではない。図４に例示するように二本のロープＲがそれぞれ掛け回される構成であっても略Ｖ字型にロープＲが掛け回される構成であれば前述の効果を得ることができる。

図４の実施形態では、長手方向ｙにおいてスプレッダ６の略中央部分に二つの下方シーブＳ２が設置されている。この二つの下方シーブＳ２は短手方向ｘに位置をずらして配置してもよく、長手方向ｙに位置をずらして配置してもよい。いずれの下方シーブＳ２も長手方向ｙにおいてスプレッダ６の略中央部に配置されていればよい。

図４の左方の上方シーブＳ１から延びる一方のロープＲは、一方の下方シーブＳ２に掛け回される。説明のためこのロープＲを破線で示している。図４の右方の上方シーブＳ１から延びる他方のロープＲは、他方の下方シーブＳ２に掛け回される。いずれのロープＲもそれぞれ傾斜部分Ｒａ、Ｒｂを備えている。傾斜部分Ｒａ、Ｒｂはそれぞれ掛け回されている下方シーブＳ２から下向きの力を受けて張力を発生させる。二つの下方シーブＳ２が近接配置されているので、傾斜部分Ｒａ、Ｒｂに発生する張力はほぼ等しくなる。長手方向ｙに沿った分力Ｆａ、Ｆｂもほぼ等しい状態となる。長手方向ｙにおいてスプレッダ６が移動することを抑制するには有利である。

なお図４の実施形態において例えば左方の上方シーブＳ１は軸方向が短手方向ｘとなる状態で配置されていて、右方の上方シーブＳ１は軸方向が長手方向ｙから上下方向ｚに傾いた状態で配置されている。シーブＳを配置する際のシーブＳの軸方向は上記に限定されない。シーブＳを配置する際には、ロープＲの延びる方向などに応じてシーブＳの軸方向を適宜決定することができる。

図５に例示するようにスプレッダ６の重量の一部を支持するカウンタウェイト８をクレーン１が備える構成にすることができる。この実施形態では門型のクレーン１の一方の脚部３にカウンタウェイト８が設置されている。図５では説明のためクレーン１の水平梁２および脚部３を破線で示している。またトロリ５を省略している。

図５および図６に例示するようにこの実施形態ではロープＲ１が、カウンタウェイト８に設置されるシーブＳから脚部３に設置されるシーブＳに掛け回される。このロープＲ１は水平梁２に沿って短手方向ｘに張設されて、トロリ５の一方の上方シーブＳ１から長手方向ｙにおけるスプレッダ６の略中央部に設置される下方シーブＳ２を経由して他方の上方シーブＳ１に掛け回される。このときロープＲ１はスプレッダ６の長手方向ｙに沿って
略Ｖ字型に掛け回されている。図６では説明のため水平梁２、脚部３およびトロリ５を省略している。

ロープＲ１は、トロリ５の他方の上方シーブＳ１から脚部３に設置されるシーブＳとカウンタウェイト８に設置されるシーブＳとを経由して他方の脚部３に設置されるシーブＳに掛け回される。このロープＲ１は、他方の脚部３に設置されるシーブＳからトロリ５の一方の上方シーブＳ１とスプレッダ６の下方シーブＳ２とを経由して他方の上方シーブＳ１に掛け回される。このときロープＲ１はスプレッダ６の長手方向ｙに沿って略Ｖ字型に掛け回されている。つまりスプレッダ６の一対の長辺にはそれぞれ略Ｖ字型にロープＲ１が掛け回される状態となる。

図５に例示するようにドラム７をクレーン１の脚部３に設置する構成にすることができる。この実施形態ではカウンタウェイト８が設置される脚部３とは異なる側の脚部３にドラム７が設置されている。比較的重量の大きなドラム７をクレーン１の比較的低い位置に設置できるので、クレーン１の重心が低くなりクレーン１の安定性を向上することができる。クレーン１の安定性が向上するので、脚部３や水平梁２の強度を下げて軽量化することができる。

ドラム７を脚部３に設置する構成は本発明の必須要件ではない。図１に例示する実施形態と同様に、図５に例示する実施形態においてトロリ５の上にドラム７を設置する構成にしてもよい。

ドラム７から繰り出されるロープＲ２は、カウンタウェイト８に掛け回されるロープＲ１とは別のロープＲで構成することができる。以下、カウンタウェイト８に掛け回されるロープを第一ロープＲ１、ドラム７から繰り出されるロープを第二ロープＲ２ということがある。

それぞれ独立する第一ロープＲ１と第二ロープＲ２とを採用する構成は本発明の必須要件ではない。第一ロープＲ１と第二ロープＲ２とをひと繋がりの一本のロープＲで構成してもよい。

図７に例示するようにドラム７から繰り出される第二ロープＲ２は、スプレッダ６の短手方向ｘに沿って略Ｖ字型に掛け回される。つまり長手方向ｙに加えて短手方向ｘに沿って掛け回されるロープＲも略Ｖ字型に形成されている。スプレッダ６が短手方向ｘに移動することを抑制するには有利である。

この実施形態では短手方向ｘに沿って略Ｖ字型に掛け回されるロープＲは、図４に例示する実施形態と同様に二本のロープＲで略Ｖ字型が構成されている。図７に例示する実施形態では、トロリ５に設置される第二上方シーブＳ３が長手方向ｙを軸方向とする状態で配置されている。つまり図７に例示する実施形態におけるシーブＳの軸方向は、図４に例示する実施形態のシーブＳの軸方向とは異なる。

具体的には破線で示している一方の第二ロープＲ２は、ドラム７から繰り出されて脚部３に設置されるシーブＳを経由して水平梁２に沿って短手方向ｘに張設される。この第二ロープＲ２は、短手方向ｘにおいてトロリ５の略中央部に設置される第二上方シーブＳ３から短手方向ｘにおけるスプレッダ６の略中央部に設置される第二下方シーブＳ４とトロリ５の他の第二上方シーブＳ３を経由して水平梁２に沿って張設される。このとき第二ロープＲ２は略Ｖ字型の一部を形成する。第二ロープＲ２は、その後カウンタウェイト８が配置される側の脚部３に設置されるシーブＳを経由して、スプレッダ６の他方の短辺において略Ｖ字型の一部を形成してドラム７に至る。

同様に実線で示している他方の第二ロープＲ２が、ドラム７から繰り出されてスプレッダ６の短手方向ｘに沿って略Ｖ字型の一部を形成して、カウンタウェイト８が配置される側の脚部３のシーブＳに掛け回される。その後この第二ロープＲ２はスプレッダ６の他方の短辺において略Ｖ字型の一部を形成して、ドラム７に至る。

スプレッダ６の短手方向ｘにおいて略Ｖ字型に掛け回される第二ロープＲ２は、図２に例示する実施形態と同様の構成としてもよい。第二ロープＲ２が、スプレッダ６の短手方向ｘに沿って略Ｖ字型に掛け回される構成は本発明の必須要件ではない。

カウンタウェイト８が配置される側の脚部３のシーブＳの近傍に、小旋回用装置９を設置することが望ましい。この小旋回用装置９は、一対のシーブＳの間に配置されている。小旋回用装置９の作動により一対のシーブＳの相対位置を短手方向ｘに変位させることができる。小旋回用装置９のこの動作により上下方向ｚを中心軸としてスプレッダ６を傾けることが可能となる。

図５に例示するクレーン１は、ドラム７で第二ロープＲ２を巻取りまたは繰り出すことでスプレッダ６を上下に移動させることができる。スプレッダ６でコンテナＣを吊り上げる際には、ドラム７で第二ロープＲ２を巻き取る。このときスプレッダ６およびコンテナＣの重量の一部がカウンタウェイト８により相殺される。ドラム７で第二ロープＲ２を巻き取る際に必要となるエネルギを抑制できるので、クレーン１の消費エネルギを抑制するには有利である。またドラム７のモータの容量を小さくできるのでクレーン１の製造コストを抑制するには有利である。

第一ロープＲ１が、スプレッダ６の長手方向ｙに沿って略Ｖ字型に掛け回されているので、コンテナＣの重心Ｇが長手方向ｙに偏っている場合であっても、コンテナＣが地面から離れた際にコンテナＣが長手方向ｙに移動する不具合を回避できる。

また第二ロープＲ２が、スプレッダ６の短手方向ｘに沿って略Ｖ字型に掛け回されているので、コンテナＣの重心Ｇが短手方向ｘに偏っている場合であっても、コンテナＣが短手方向ｘに移動する不具合を回避できる。

つまり図５に例示する実施形態のクレーン１は、コンテナＣの重心Ｇの位置がいずれの位置にあるかにかかわらず、コンテナＣの位置を安定させることができる。スプレッダ６で吊り上げられているコンテナＣの位置がトロリ５のほぼ真下で安定するので、クレーン１の自動運転の際の精度を向上するには有利である。

第一ロープＲ１にはカウンタウェイト８の重さを超える張力は発生しないため、第一ロープＲ１の劣化を抑制するには有利である。第二ロープＲ２には荷役作業の際にコンテナＣの重さに比例した張力が繰り返し発生するので、第一ロープＲ１に比べると劣化しやすい状態となる。

クレーン１のロープＲがそれぞれ独立する第一ロープＲ１と第二ロープＲ２とで構成されている。そのためクレーン１のロープＲを交換する際に、比較的劣化のしやすい第二ロープＲ２のみを交換することが可能となる。クレーン１のロープＲの全体を交換するよりも、第二ロープＲ２のみを交換する方が交換作業は容易となる。

クレーン１がカウンタウェイト８を備えない構成にしてもよい。この場合はドラム７から繰り出されるロープＲがスプレッダ６の短手方向ｘに加えて長手方向ｙにも掛け回される。

１ クレーン
２ 水平梁
３ 脚部
４ 走行装置
５ トロリ
６ スプレッダ
７ ドラム
８ カウンタウェイト
９ 小旋回用装置
ｘ 短手方向
ｙ 長手方向
ｚ 上下方向
Ｒ ロープ
Ｒ１ 第一ロープ
Ｒ２ 第二ロープ
Ｒａ 傾斜部分
Ｒｂ 傾斜部分
Ｃ コンテナ
Ｇ 重心
Ｓ シーブ
Ｓ１ 上方シーブ
Ｓ２ 下方シーブ
Ｓ３ 第二上方シーブ
Ｓ４ 第二下方シーブ
Ｆａ、Ｆｂ 分力

Claims (4)

1. 平面視で一対の長辺と一対の短辺とを有する略長方形に形成されていて複数のシーブを設置されるスプレッダと、このスプレッダの上方に配置されて複数のシーブを設置されるトロリと、前記スプレッダに設置される前記シーブと前記トロリに設置される前記シーブとに掛け回されて前記トロリから前記スプレッダを懸吊するロープと、ドラムとを備えるクレーンにおいて、
   前記長辺の延長方向である長手方向に沿って間隔を開ける状態で前記トロリに設置される一対の上方シーブと、前記スプレッダの前記長手方向の略中央部に設置される下方シーブと、前記短辺の延長方向である短手方向における前記スプレッダの略中央部に設置される第二下方シーブと、前記スプレッダの重量の少なくとも一部を支持するカウンタウェイトとを備えていて、
   前記ロープとして、前記下方シーブから一方の前記上方シーブに延びる傾斜部分と、前記下方シーブから他方の前記上方シーブに延びる傾斜部分とを備えていて、前記下方シーブを下端として一対の前記上方シーブを上端とする略Ｖ字型に掛け回されるとともに、前記カウンタウェイトに設置されるシーブに掛け回される構成を有する第一ロープと、この第一ロープとは別のロープであり前記ドラムから繰り出されて前記第二下方シーブに掛け回される構成を有する第二ロープと、を備えることを特徴とするクレーン。
2. 前記第一ロープが、一方の前記上方シーブから前記下方シーブを経由して他方の前記上方シーブに掛け回される請求項１に記載のクレーン。
3. 前記短手方向に沿って間隔を開ける状態で前記トロリに設置される一対の第二上方シーブを備えていて、
   前記第二ロープが、前記第二下方シーブから一方の前記第二上方シーブに延びる傾斜部分と、前記第二下方シーブから他方の前記第二上方シーブに延びる傾斜部分とを備えていて、前記第二下方シーブを下端として一対の前記第二上方シーブを上端とする略Ｖ字型に前記第二ロープが掛け回される構成を備える請求項１または２に記載のクレーン。
4. 前記トロリが横行する水平梁とこの水平梁の両端からそれぞれ下方に向かって延設される一対の脚部とを備える門型クレーンで構成されていて、
   前記ドラムが一方の前記脚部に設置されて、前記カウンタウェイトが他方の前記脚部に設置される請求項１～３のいずれかに記載のクレーン。

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