JP3190971U - 走行クレーン - Google Patents

Abstract

【課題】滑り免震機能を好適に発揮することができ、かつ平常運転時における直進走行性を安定させることのできる走行クレーンを提供する。
【解決手段】フランジを備えない駆動輪とレール１２，１４との滑りにより免震作用を成す滑り免震機構を有するクレーンであって、進行方向と直交する方向にスラスト軸５６を備えると共にスラスト軸５６に対する摺動を可能とし、レール１２，１４を直進走行するためのフランジ５４ａを有するガイド車輪５４と、ガイド車輪５４を幅方向から支持しつつ、ガイド車輪５４と共にスラスト軸５６に対して摺動するホルダ５８と、ホルダ５８に連結され、スラスト軸５６の配設方向に沿った方向に配したロッド６６を有する減衰機構６０と、スラスト軸５６と減衰機構６０との双方を固定するハウジング７２と、を備えた走行ガイド手段を有することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本考案は、クレーンに係り、特にレール上を走行可能で、滑り免震機構を備えたクレーンに関する。

走行装置を備えるクレーンにおける滑り免震機構として、本願出願人は、特許文献１に開示しているような機構を提案している。特許文献１に開示している免震機構は、クレーンの走行装置を構成する車輪からフランジを廃すると共に、車輪の幅よりも広い摺動部材を備える構成としたものである。このような構成の免震機構によれば、地震が発生した場合には、クレーンがレール上を滑ることとなる。さらに、クレーンの滑り量が車輪の幅以上となった場合には、摺動部材がレール上を滑ることとなる。このため、脱輪によりクレーンが傾くといった事態も避けることができる。

実用新案登録第３１８６５１７号公報

特許文献１に開示している構造は、免震機構としては高い効果を発揮することができると考えられる。一方で、車輪のフランジが無い場合には、直進走行性に不安が生じる。

そこで本考案では、滑り免震機能を好適に発揮することができ、かつ平常運転時における直進走行性を安定させることのできる走行クレーンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための走行クレーンは、フランジを備えない駆動輪とレールとの滑りにより免震作用を成す滑り免震機構を有するクレーンであって、進行方向と直交する方向にスラスト軸を備えると共に前記スラスト軸に対する摺動を可能とし、前記レールを直進走行するためのフランジを有する車輪と、前記車輪を幅方向から支持しつつ、前記車輪と共に前記スラスト軸に対して摺動するホルダと、前記ホルダに連結され、前記スラスト軸の配設方向に沿った方向に配したロッドを有する減衰機構と、前記スラスト軸と前記減衰機構との双方を固定するハウジングと、を備えた走行ガイド手段を有することを特徴とする走行クレーン。

また、上記のような特徴を有する走行クレーンにおいて、前記減衰機構は、前記ホルダと連結されると共に油圧室を構成するシリンダと、前記シリンダから突出されたロッド、および前記ロッドに連結されて前記油圧室に配され、前記油圧室内の空間を分断するピストンと、前記ピストンにより分断された２つの油圧室を連通するオリフィスとを有し、前記オリフィスに、予め定めた圧力差によって破断するせん断膜を配置するものとすることができる。

このような特徴を有することにより、せん断膜によりオリフィスが閉塞されている状態では、ピストンが動かないため、フランジを備える車輪も、スラスト軸に対する摺動が規制されることとなり、平常運転時の直進安定性を確保することができる。一方、せん断膜が破断し、オリフィスが解放されると、前記車輪は、スラスト軸に沿って摺動することとなり、滑り免震の作用を妨げることが無い。

また、上記のような特徴を有する走行クレーンにおいて、前記減衰機構は、前記ホルダと連結されると共に油圧室を構成するシリンダと、前記シリンダから突出されたロッド、および前記ロッドに連結されて前記油圧室に配され、前記油圧室内の空間を分断するピストンと、前記ピストンにより分断された２つの油圧室を連通するオリフィスとを有し、前記オリフィスに、地震の発生を検知した信号に基づいて前記オリフィスを解放する開閉弁を配置するものとすることもできる。

このような特徴を有する場合であっても、開閉弁によりオリフィスが閉塞されている状態では、ピストンが動かないため、フランジを備える車輪も、スラスト軸に対する摺動が規制されることとなり、平常運転時の直進安定性を確保することができる。一方、開閉弁によりオリフィスが解放されると、前記車輪は、スラスト軸に沿って摺動することとなり、滑り免震の作用を妨げることが無い。

さらに、上記のような特徴を有する走行クレーンでは、前記減衰機構を構成する油圧室に、前記ピストンを所定の位置に移動させるための作動油を供給する作動油供給経路を接続するようにしても良い。

このような特徴を有する場合には、地震発生後に平常運転位置からずれた状態で停止した走行クレーンを平常運転位置まで移動させることが可能となる。

上記のような特徴を有する走行クレーンによれば、滑り免震機能を好適に発揮することができ、かつ平常運転時における直進走行性を安定させることができる。

実施形態に係る走行クレーンの全体構成を示す図である。 実施形態に係る走行クレーンにおける走行装置の構成を示す図である。 図２におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。 図２におけるＡ−Ａ断面を示す図である。 第１の実施形態に係る走行クレーンにおける減衰機構の変形例を示す図である。 第２の実施形態に係るコンテナクレーンの要部としての、減衰機構の構成例を示す図である。 セミアクティブ型の減衰機構を採用する場合の構成例を示す図である。 地震発生後に、走行装置が平常運転位置からずれて停止している状態を示す図である。 セミアクティブ型の減衰機構を稼働させることにより、走行装置を平常運転位置に戻した状態を示す図である。

以下、本考案の走行クレーンに係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、第１の実施形態に係る走行クレーンの全体構成の一例について、図１を参照して説明する。本実施形態に係るクレーンとしては、主に、港湾等において本船１００に対して荷役を行う際に使用されるコンテナクレーン（ガントリークレーン）１０である。

コンテナクレーン１０は、岸壁１０４に沿って配置された一対のレール１２，１４上を走行可能なクレーンであり、支持脚１６，１８とブーム２２、およびスプレッダ２８を主要部として構成されている。一対のレールは、海寄りに配置されたレール（以下、海側レール１２と称す）と、陸寄りに配置されたレール（以下、陸側レール１４と称す）を一定のレールスパンとなるように配置することで構成されている。

支持脚１６，１８は、海側レール１２上を移動する海側支持脚１６と、陸側レール１４上を移動する陸側支持脚１８との間の下半部に水平梁２０を設けた門型を成し、後述するブーム２２を支持する架台としての役割を担う。各支持脚（海側支持脚１６、陸側支持脚１８）の下端部には、レール上を転動する車輪３４，３６を有する海側走行装置３０、陸側走行装置３２が備えられている。なお、海側支持脚１６と陸側支持脚１８との間の上半部には、脚間斜材２４が設けられ、クレーンの剛性が高められている。また、海側支持脚１６の上端には、支持柱１６ａが延設されており、後述するブーム２２を支持可能な構成とされている。

ブーム２２は、支持脚（海側支持脚１６、陸側支持脚１８）の上端に配置された腕部材である。ブーム２２は、海側から陸側にかけて架け渡されており、海側支持脚１６よりも海側に張り出した部位上においてトロリ２６が横行可能な範囲をアウトリーチ２２ａ、陸側支持脚１８よりも陸側に張り出した部位上においてトロリ２６が横行可能な範囲をバックリーチ２２ｃ、海側支持脚１６と陸側支持脚１８との間に位置する部位上においてトロリ２６が横行可能な範囲をスパン２２ｂと称されている。

スプレッダ２８は、コンテナ１０２を吊り上げるための吊具であり、ブーム２２に沿って横行するトロリ２６に吊下されている。

このような基本構成を有するコンテナクレーン１０において、海側走行装置３０と陸側走行装置３２には、免震機構が備えられている。具体的には、図２に示すように、海側走行装置３０、陸側走行装置３２を構成するイコライザービーム５０に軸支され、車輪３４，３６を保持するボギー３８に、摺動部材４０を備える構成としている。

本実施形態に係る車輪３４，３６は、図２に示すように、レール１２，１４の延設方向に沿って、ボギー３８の前後端に一対設けられている。また、本実施形態に係る車輪３４，３６は、レール１２，１４の幅方向に挟み込むフランジを備えていない。このような構成とすることで、車輪３４，３６は、レール１２，１４の幅方向に対して自由に摺動することが可能となる。ここで、ボギー３８は、イコライザービーム５０に対して、進行方向に沿って一対軸支されており、少なくとも一方には、図示しない駆動手段が設けられており、車輪を転動させることが可能な構成とされている。

摺動部材４０は、本実施形態においては、図２に示すように、ボギー３８に保持された一対の車輪３４，３６の間に設けられている。摺動部材４０は、摺動部４２と、支持部４４とから成り、支持部４４は、ボギー３８の一部に固定される構成としている。摺動部４２は、図３に示すように（図３は、図２におけるＢ−Ｂ断面を示す）、レール１２，１４の幅方向に沿った方向の寸法Ｗ３が、車輪３４，３６の幅方向の寸法Ｗ２よりも大きくなるように構成されている。このような構成とすることにより、車輪３４，３６の滑り量が、車輪の幅寸法Ｗ２を超えた場合であっても、車輪３４，３６がレール１２，１４の支持面１４ａから脱落し、コンテナクレーン１０に傾きが生じるといった事態を回避することができる。

また、レール１２、１４の延設方向と交差する方向における摺動部４２の中心付近であって、車輪配置位置と重なる位置には、レール１２，１４の支持面と対向する位置に、凹部４２ａが設けられている。凹部４２ａは、その幅寸法であるＷ４が、レール１２，１４における支持面１２ａ，１４ａの幅寸法Ｗ１よりも大きく、車輪３４，３６の幅寸法Ｗ２よりも小さくなるように構成されること、すなわち、Ｗ１＜Ｗ４＜Ｗ２の関係を満たすように構成することが望ましい。

このような構成とすることにより、車輪３４，３６がレール１２，１４上を安定走行している場合には、摺動部４２は、その一部をレール１２，１４の支持面１２ａ，１４ａに接触させることが無い。また、車輪３４，３６に滑りが生じ、車輪３４，３６の走行面３４ａ，３６ａがレール１２，１４の支持面１２ａ，１４ａから脱落した場合であっても、車輪３４，３６がレール１２，１４の側面に落ち込むことが無い。よって、コンテナクレーン１０に傾きが生じる虞も無い。

また、実施形態に係る例では、イコライザービーム５０の一部であって、上述した一対のボギー３８の間に、走行ガイド手段５２が備えられている。走行ガイド手段５２は、ガイド車輪５４と、ホルダ５８、減衰機構６０、およびハウジング７２とを基本として構成されている。

ガイド車輪５４は、レール１２，１４の幅に対応した幅に設けられたフランジ５４ａを備えた車輪であり、フランジ５４ａをガイドとして、レール１２，１４上を直進走行可能な構成が採られている。ガイド車輪５４は、進行方向と直交する方向に配設されたスラスト軸５６に軸支されている。また、スラスト軸５６は、例えば摺動部材４０の幅と同等の長さを有し、ガイド車輪５４は、スラスト軸５６に対し、その長手方向への摺動を可能な状態で配置されている。

このような構成とすることにより、車輪３４，３６に滑りが生じた場合であっても、ガイド車輪５４は、レール１２，１４上からずれることは無いが、スラスト軸５６に対して、その長手方向に沿って滑りを生じさせることとなる。よって、摺動部材４０を介した滑り免震の効果を妨げる虞が無い。

ホルダ５８は、ガイド車輪５４を幅方向から支持しつつ、ガイド車輪５４と共にスラスト軸５６に対して摺動することを可能とするカバーである。図４に示す例では、ガイド車輪５４の両側面に配置されるサイドカバー５８ａと、一対のサイドカバー５８ａを連結するブリッジ部５８ｂとから構成されている。本実施形態においては、ホルダ５８のブリッジ部５８ｂに、詳細を後述する減衰機構６０を配置している。

減衰機構６０は、油圧室６２ａ，６２ｂを構成するシリンダ６２と、油圧室６２ａ，６２ｂ内に配置されるピストン６４、およびピストン６４と連結すると共にシリンダ６２から突出しているロッド６６を基本として構成されている。本実施形態に係る減衰機構６０は、シリンダ６２の長手方向両サイドからロッド６６を突出させている、いわゆる複動シリンダ型の減衰機構である。シリンダ６２内に配置され、内部空間を分断することで２つの油圧室６２ａ，６２ｂを構成するピストン６４には、２つの空間を連結するオリフィス６８が備えられている。油圧室６２ａ，６２ｂには、非圧縮性流体である作動油が充填されており、シリンダ６２内でピストン６４が移動する際には、オリフィス６８を介して、作動油が油圧室６２ａと油圧室６２ｂを行き来することとなる。そして、作動油がオリフィス６８を通過する際の抵抗が、減衰効果を生むこととなる。

このような構成とすることにより、減衰機構６０は、オリフィス６８の開口度合いにより、減衰特性が変化することとなる。実施形態に係る例では、予め実験等を行うことにより、地震エネルギーを吸収するのに好適なオリフィス６８の開口度を定めるようにすれば良い。このような構成とした減衰機構は、いわゆるパッシブ型のダンパを構成することとなる。

また、実施形態に係るピストン６４では、ピストン６４に設けられたオリフィス６８に、せん断膜７０を配置して、オリフィス６８を閉塞している。せん断膜７０は、ピストン６４によって分断された２つの油圧室６２ａ，６２ｂの圧力差が、予め定められた値以上となった場合に破断するように設計されている。

このような構成の減衰機構６０は、シリンダ６２の外周部が、ホルダ５８のブリッジ部５８ｂに固定されている。また、スラスト軸５６とロッド６６は共に、イコライザ―ビーム５０に固定された単一のハウジング７２に、その端部が固定されている。

このような構成とすることで、平常運転時は、ガイド車輪５４を所定位置、すなわち駆動輪（車輪３４，３６）の走行ライン上に固定しておくことができる。これにより、平常運転時における直進走の安定性を確保することができる。

一方、地震の発生により進行方向と交差する方向に揺れが生じた際には、滑りを生じさせようとする車輪３４，３６に反して、ガイド車輪５４は、フランジ５４ａがレール１２，１４に掛かることにより滑りを妨げようとする。このため、ガイド車輪５４と共にスラスト軸５６に対して摺動することとなるホルダ５８に連結されたシリンダ６２には、ガイド車輪５４に加えられる軸線方向への力が作用する。よって、シリンダ６２内においてピストン６４により隔てられた２つの油圧室６２ａ，６２ｂのいずれか一方の圧力が上昇し、いずれか他方の圧力が低下することとなる。

そして、２つの油圧室６２ａ，６２ｂの圧力差が所定の値以上となった場合には、ピストン６４のオリフィス６８を閉塞しているせん断膜７０が破断して、作動油がオリフィス６８を通過することが可能となる。これにより、ガイド車輪５４は、スラスト軸５６に対して摺動することが可能となり、滑り免震機構による効果を発揮させることが可能な状態となる。また、地震による振動エネルギーは、減衰機構６０により吸収されることとなり、制振特性を得ることができる。

このように、本実施形態に係るコンテナクレーン１０によれば、滑り免震機構の機能を妨げる事がなく、かつ平常運転時における直進走行の安定性を確保することが可能となる。さらに、減衰機構６０による振動エネルギーの吸収により、制振性の向上も図ることができる。

また、実施形態に係る減衰機構６０は、パッシブ型のダンパでありかつせん断膜７０の破断により機能する構成としている。このため、高度な電子制御を必要とせず、かつ確実に地震動に対応することが可能となる。

上記実施形態では、構成を簡単化するために、オリフィス６８はピストン６４に設ける旨記載した。しかしながら、図５に示すように、ピストン６４により分断されて構成される２つの油圧室６２ａ，６２ｂの端部を結ぶバイパス６２ｃを設け、このバイパス６２ｃをオリフィスとして、せん断膜７０を設けるようにしても良い。２つの油圧室６２ａ，６２ｃ内を作動油が行き来することが可能な構成であれば、その形態は問わないからである。

次に、本発明に係る走行クレーンに係る第２の実施形態について説明する。本実施形態に係るクレーンも、その殆どの構成は、上述した第１の実施形態に係るコンテナクレーン１０と同様である。よって、その全体構成は、図１を援用することとし、以下には、第１の実施形態に係るコンテナクレーン１０との相違点についての詳細を説明することとする。

相違点は、走行ガイド手段５２の構成にある。具体的には、第１の実施形態においては、ピストン６４により分断された２つの油圧室６２ａ，６２ｂを連通するオリフィス６８に対してせん断膜７０を配置し、連通路を閉塞していた。これに対し、本実施形態に係るコンテナクレーンでは、せん断膜７０の替わりに、開閉弁７０ａを配置している。

開閉弁７０ａは、例えば、地震検知手段７４等によって出力された地震検知信号を受信することにより作動し、弁を解放させる電磁弁であれば良い。このような構成であっても、平常運転時にはガイド車輪５４の位置が固定されて直進安定性が維持されることとなる。一方、地震発生時には、開閉弁７０ａの作動により、連通路が解放され、ガイド車輪５４がスラスト軸５６に対して摺動自在となり、滑り免震機構の効果を発揮させることとなる。

なお、このような構成とする場合、連通路は、バイパス６２ｃにより構成し、このバイパス６２ｃに開閉弁７０ａを設けるようにすると良い。ピストン６４にオリフィスを形成し、これに開閉弁を配置することは困難だからである。

上記実施形態では、減衰機構６０は、いずれもパッシブ型であるように記載した。しかしながら、減衰機構６０は、地震発生時以外に稼働するセミアクティブ型のダンパとしても良い。具体的には、図７に示すように、ピストン６４により隔てられた２つの油圧室６２ａ，６２ｂのそれぞれに対し、作動油を供給する経路（作動油供給経路７６）を接続する。なお、作動油供給経路７６の他端部には、作動油を供給するためのポンプ７８や、作動油を貯留するタンク８０等が備えられている。作動油供給経路７６には、複数の電磁切替弁８２が設けられており、切替信号出力手段８４からの信号を受けることにより、通過経路の切り替えが成される構成とされている。

このような構成を備えたコンテナクレーン１０では、例えば、地震発生後に図８に示すような状態でコンテナクレーン１０が停止した場合（図８では、イコライザービーム５０部分の拡大図のみを示している）、油圧室６２ａに作動油を供給することで、コンテナクレーン１０（イコライザービーム５０）を矢印Ａの方向へずらし、図９に示すように、平常位置へと戻すことができる。なお、油圧室６２ａまたは油圧室６２ｂに作動油を供給してコンテナクレーン１０を移動させる場合、地震発生時に破断したせん断膜７０を交換し、オリフィス６８を閉塞した後に行うようにする。

また、上記実施形態では、いずれも、一対のボギー３８の間に走行ガイド手段５２を配置する旨記載した。これは、既存のコンテナクレーン１０に対して後付けで、本発明に係る機能を付加する場合に好適な構成だからである。つまり、既存のコンテナクレーン１０における車輪をフランジの無い車輪３４，３６に交換し、走行ガイド手段５２を配置するという簡易な改造だけで、免震機能、および走行安定性を兼ね備えたコンテナクレーン１０を構成することができるのである。

しかしながら、本発明に係る走行クレーンを構成する場合には、走行ガイド手段５２の構成、および機能を駆動手段を持たない車輪に持たせるようにしても良い。すなわち、一対のボギー３８のうち、一方に駆動手段が備えられている場合、他方のボギー３８そのものに走行ガイド手段としての構成、機能を持たせるようにするのである。このような構成とした場合であっても、上記実施形態と同様な効果を奏することができる。

１０………コンテナクレーン、１２………海側レール（レール）、１２ａ………支持面、１４………陸側レール（レール）、１４ａ………支持面、１６………海側支持脚、１６ａ………支持柱、１８………陸側支持脚、２０………水平梁、２２………ブーム、２２ａ………アウトリーチ、２２ｂ………スパン、２２ｃ………バックリーチ、２４………脚間斜材、２６………トロリ、２８………スプレッダ、３０………海側走行装置、３２………陸側走行装置、３４………海側車輪（車輪）、３４ａ………走行車輪踏面、３６………陸側車輪（車輪）、３６ａ………走行車輪踏面、３８………ボギー、４０………摺動部材、４２………摺動部、４２ａ………凹部、４４………支持部、５０………イコライザービーム、５２………走行ガイド手段、５４………ガイド車輪、５４ａ………フランジ、５６………スラスト軸、５８………ホルダ、５８ａ………サイドカバー、５８ｂ………ブリッジ部、６０………減衰機構、６２………シリンダ、６２ａ，６２ｂ………油圧室、６２ｃ………バイパス、６４………ピストン、６６………ロッド、６８………オリフィス、７０………せん断膜、７０ａ………開閉弁、７２………ハウジング、７４………地震検知手段、７６………作動油供給経路、７８………ポンプ、８０………タンク、８２………電磁切替弁、８４………切替信号出力手段、１００………本船、１０２………コンテナ、１０４………岸壁。

Claims (4)

1. フランジを備えない駆動輪とレールとの滑りにより免震作用を成す滑り免震機構を有するクレーンであって、
   進行方向と直交する方向にスラスト軸を備えると共に前記スラスト軸に対する摺動を可能とし、前記レールを直進走行するためのフランジを有する車輪と、
   前記車輪を幅方向から支持しつつ、前記車輪と共に前記スラスト軸に対して摺動するホルダと、
   前記ホルダに連結され、前記スラスト軸の配設方向に沿った方向に配したロッドを有する減衰機構と、
   前記スラスト軸と前記減衰機構との双方を固定するハウジングと、を備えた走行ガイド手段を有することを特徴とする走行クレーン。
2. 前記減衰機構は、前記ホルダと連結されると共に油圧室を構成するシリンダと、前記シリンダから突出されたロッド、および前記ロッドに連結されて前記油圧室に配され、前記油圧室内の空間を分断するピストンと、前記ピストンにより分断された２つの油圧室を連通するオリフィスとを有し、
   前記オリフィスに、予め定めた圧力差によって破断するせん断膜を配置したことを特徴とする請求項１に記載の走行クレーン。
3. 前記減衰機構は、前記ホルダと連結されると共に油圧室を構成するシリンダと、前記シリンダから突出されたロッド、および前記ロッドに連結されて前記油圧室に配され、前記油圧室内の空間を分断するピストンと、前記ピストンにより分断された２つの油圧室を連通するオリフィスとを有し、
   前記オリフィスに、地震の発生を検知した信号に基づいて前記オリフィスを解放する開閉弁を配置したことを特徴とする請求項１に記載の走行クレーン。
4. 前記減衰機構を構成する油圧室に、前記ピストンを所定の位置に移動させるための作動油を供給する作動油供給経路を接続したことを特徴とする請求項２または３に記載の走行クレーン。