JP3952800B2

JP3952800B2 - ドック用作業ユニット

Info

Publication number: JP3952800B2
Application number: JP2002042734A
Authority: JP
Inventors: 義孝海老沢; 正晴財間; 尋樹安藤; 茂好川口
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: JP2003237682A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、造船所等のドックにおいて船舶の建造や修理の際に用いられる作業ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
造船所のドック内において、大型船の製造や修復などの作業を行う場合、予め船舶外壁の周囲に作業台を設置しておくことが便利である。作業者が円滑に作業に従事するためには、作業の進展の度合いに応じて作業位置を変化できるものが好ましく、そのために移動可能な構造の作業台を用いている。従来では、ブーム式高所作業車や、足場の電動チェーンブロック等を設置するなどの設備により、船舶の製造や修理を行っている。
【０００３】
ブーム式高所作業車は、ドック内において船舶外壁の長手方向に設けたガイドレール上に、起伏および旋回可能なブームを搭載した走行車両を設置する構成である。このブームの先端に作業者が搭乗する作業台を設け、ブームの起伏および旋回や、ガイドレール上の位置を操作することによって、作業台がドック内を移動できる構造である。
【０００４】
また、高所作業の足がかりとして、ドック内の船舶外壁周りに足場を設ける方法もある。これは、船舶外壁の周囲に単管で基礎となる骨組みを設け、これに木板を組み合わせて足場とし、そこに重量物のハンドリング可能な電動チェーンブロックを設置して、製造や修理などの作業を行うものである。例えば、単管足場は十字やＴ字あるいはＬ字のコネクタを介して一定長の単管を連結した方形の組合わせからなる単管枠組みを建屋面に沿って構築する。そして、この単管枠組みの水平配置された平行な一対の単管部分に足場板をフック掛けすることで掛け渡し、これを連続して配置することで足場を確保する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ブーム式高所作業車は、ブームの起伏あるいは旋回、伸縮等の動作を組み合わせることによって、船舶外壁に対する上下方向あるいは長手方向の移動を行っている。従って、作業台の垂直位置のみを変化させたい場合にも、起伏や旋回などの円弧運動を組み合わせなければ移動することが不可能であり、その操作は非常に厄介である。特に、足下の渠底に障害物が存在し、ガイドレール上の水平移動を妨げられている場合に水平移動や垂直移動をしようとすると、旋回と上下動作とを組み合わせた操作を行わなければならなす、ブームが起伏あるいは旋回する時の円弧軌跡を計算して操作する必要があることから、作業台の移動動作は複雑となり技術を要する。また、作業対象である船舶の側面が３次元曲面であるために、船舶外壁の塗装などの作業をする際に、常に船舶外壁と一定の間隔を保持しつつ移動することが困難であり、作業台が船舶外壁に接触して船舶外壁を破損するおそれがある。
【０００６】
また、船舶外壁周りの作業に足場を用いる場合には、足場の組立作業に多くの労力と時間がかかる。特に、作業床となる足場板は重量があり、設置に係る作業は重労働である。また、作業対象である船舶は、甲板から船底に向かって幅が狭く傾斜して、いわゆる逆三角の構造になっている。そのため、足場上に電動チェーンブロック等を設置した場合、その吊り代が短くなり広範囲の移動には不適当である。船舶外壁の塗装に関する作業では、一般に１ヵ所に止まって作業するよりも、船舶外壁に沿って移動しながら行う線移動作業が多い。しかし、船舶外壁に沿った横移動のための足場を組むとなると、船舶外壁周囲に足場を張り巡らせる必要が生じ、ドック内において積荷を運載する走行車両などの障害となる。そして、足場を用いての作業頻度が少ないことからも、常置することが難しい。従って、船舶外壁の周囲に足場を巡らせることは、作業工数も多く掛かり非常に困難であるとともに、その他の作業の障害となる可能性がある。
【０００７】
本発明は上記問題に着目し、船舶の長手方向、上下方向、横手方向に簡易な操作によって移動可能であり、また船舶に対して一定距離を保持しつつ移動可能なドック用作業ユニットを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明に係るドック用作業ユニットは、造船所のドックに収容された船舶の長手方向に沿ってドック側壁に敷設されたガイドレールと、このガイドレールに案内されて移動できるタワー型支柱と、当該タワー型支柱に沿って昇降可能であり先端に作業者が作業するための作業台を設けた作業ステージ部を有してなり、かつ前記作業ステージ部にドック側壁から船舶側壁に向けて横手方向に伸縮する２組の側方伸縮機構を設け、当該２組の側方伸縮機構の先端に取り付けた前記作業台が当該２組の側方伸縮機構の伸縮量を相違させることによって水平方向に旋回し、前記作業台には船舶外壁との距離を検出する位置検出手段が船舶外壁の長手方向に沿って２箇所に設けられ、当該２箇所の位置検出手段の検出結果に基づいて、前記作業台の位置及び水平旋回角度が制御可能とされたことを特徴としている。
【０００９】
前記タワー型支柱は下端に補助輪を備え、当該タワー型支柱がガイドレールに案内されて移動する際に、前記補助輪がドック側壁に当接して従動するようにされたことが好ましい。
【００１０】
前記作業ステージ部は、前記側方伸縮機構の伸縮距離を異ならせたユニットとして予め複数準備し、船舶の大きさに応じて最適なる伸縮距離を有する作業ステージ部を選択し交換可能とすることが好ましい。
【００１１】
【作用】
本発明に係る作業ユニットは、３次元のそれぞれの方向に対する移動を行うことのできるものである。作業ステージ部を搭載した作業ユニットは、船舶外壁の長手方向に沿ってドック壁に設けられたガイドレール上を移動しつつ上下方向に昇降可能であり、かつ走行方向および上下方向に対して直角な方向、すなわち船舶外壁に向かって横手方向に伸縮可能となっている。これらの動作は、船舶の長手方向、上下方向、横手方向の３方向にそれぞれ独立した動きが可能であり、また複数方向の移動動作を組み合わせて行うことも可能である。従って、たとえば作業ステージ部を横方向や斜め方向に移動させる際に、位置制御に関する操作を簡易に行うことができる。
【００１２】
また、作業ステージ部の作業台に位置検出手段を設けたことにより、船舶である船舶外壁との位置関係を制御することができる。従って、常に船舶外壁と一定の距離を保持しつつ作業を行うことが可能である。この時、作業台を水平方向旋回できる構成としていることから、３次元的に湾曲した船舶外壁の側壁に対して、作業ステージ部が常に平行になるように位置づけることができる。これは、特に塗装など均等に材料を塗布するような場合に、作業ステージ部と船舶外壁との距離を一定に設定することにより、円滑に作業をなしえる。さらに、伸縮距離の異なった作業ステージ部を複数用意しておき、船舶外壁の大きさに応じて作業ステージ部の交換をすることにより、船舶が替わるごとに作業ユニットを設置し直す手間を省き、種々の船舶に対応することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る作業ユニットの具体的実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る作業ユニット全体の側面図である。
【００１４】
造船所のドック内において、船舶外壁の壁面に塗装や塗装剥離などの作業を行う際に、船舶外壁の周囲に足場となる作業ユニット２０を用意する。
作業ユニット２０は、図１に示すように、ドック内のドック壁１０に敷設されたガイドレール１２に沿って移動する移動手段２２を設けた枠組みされた箱形のタワー型支柱３０と、このタワー型支柱３０に沿って上下に昇降可能に形成された作業ステージ部４０とから構成されている。作業ユニットの船舶外壁の長手方向に対する移動は、ドック壁１０にガイドレール１２を設けてこのガイドレール１２上に作業ユニット２０を移動させることで行う。本実施形態ではガイドレール１２をＨ型鋼とし、船舶外壁の長手方向に平行なドック壁１０に水平に張り出した梁１４を設け、この上にドック壁１０に沿ってガイドレール１２を設置する。ガイドレール１２を敷設する梁１４の設置場所を、渠底でなくドック壁１０にすることにより、渠底に障害物がある場合に作業ユニット２０の移動に支障を来すことなく、また渠底を走行する運搬車両などの通行の妨害となる可能性を排除できる。
【００１５】
このようなガイドレール１２上に、移動手段２２を設けたタワー型支柱３０を設置して、これに作業ユニット２０を取り付ける。しかし、ガイドレール１２と係合する移動手段２２の一点のみでタワー型支柱３０を支えると、上下方向のバランスが崩れやすく転倒を招くおそれがあることから、タワー型支柱３０の下方に補助輪２４を設置して上下方向の均衡を取っている。補助輪２４は、ドック壁１０とタワー型支柱３０との距離が一定となるように張り出し２６を設け、先端部に車輪を取り付けて、タワー型支柱３０がガイドレール１２に沿って移動した場合に従属運動する。
【００１６】
移動手段２２には、ガイドレール１２と係合して移動する車輪が取り付けられる。車輪は、ガイドレール１２を跨ぐように車輪で両側から挟み込み、減速機を介して電動機から動力を得ている。また、走行手段には停止用のブレーキが装着されている。なお、移動手段２２は電動機を設けた自走式に限らず、ワイヤで牽引するなどの手動式のものとすることも可能である。
【００１７】
タワー型支柱３０には、図２に示すように、作業ステージ部４０と、これを昇降させるための昇降手段３２が設けられる。作業ステージ部４０は後述する側方伸縮機構４２を有しており、この側方伸縮機構４２の根本部分であるスライドステージ４４が、タワー型支柱３０に沿って垂直に移動するようにタワー型支柱３０に取り付けられている。前記スライドステージ４４は、長方形の箱形で内部が中空に形成される。この長手方の一端をコの字形に切除し、タワー型支柱３０を抱え込むように取り付ける。この時、タワー型支柱３０とスライドステージ４４との間の摩擦を防ぐため、スライドステージ４４はタワー型支柱３０との接触面に自由回転の可能な車輪４６を設けている。
【００１８】
スライドステージ４４の昇降は、タワー型支柱３０の上端に設置された巻揚げ機４８によって行われる。この巻揚げ機４８に水平に設けられた円筒状の巻胴にワイヤを巻き付け、このワイヤの一端にスライドステージ４４を懸吊し、電動機で巻胴を回転させてワイヤの巻掛け、あるいは巻き戻しを行う。これによって、作業ステージ部４０の昇降をなす。本実施形態では、このような巻揚げ機を作業者の安全確保のために２箇所に設置し、作業ステージ部４０を昇降させる。なお、昇降手段３２は、強度が保証され安全性を有するものであれば、チェーンを用いたものや油圧式などを使用してもよい。
【００１９】
上記構成からスライドステージ４４は、タワー型支柱３０のガイドレール１２上の走行とタワー型支柱３０に対するスライドステージ自身の昇降移動とにより、船舶外壁に対する長手方向および上下方向に移動する。作業ステージ部４０には、タワー型支柱３０から船舶外壁へ向かう方向に伸縮する機構が装着されて、その先端部に作業台５０が設けられ、前記作業台５０を船舶外壁の横手方向に対して自由に伸縮できる構造とする。
【００２０】
図２に、本実施形態に係る側方伸縮機構４２を短縮させた場合の説明図を示す。同図（１）は平面図、（２）は側面図である。また、図３に側方伸縮機構４２を伸展させた場合の説明図を示す。（１）は平面図、（２）は側面図である。
側方伸縮機構４２は、テレスコピック機構を用いて構成している。すなわち、大きなものから順次に嵌入された複数のステージ５２が、一定方向（この場合は船舶外壁に向かう方向）に抜き差しできるように構成される。また、作業ステージ部４０が最も短縮している状態の時に、前記テレスコピック機構が最小範囲に収納できるようにする。たとえば、ステージ５２をそれぞれ大きさの異なる中空の箱形に複数形成しておく。これらのステージ５２は相似形に形成しておき、サイズの大きなステージ５２に小さなステージ５２が内挿される構成とし、最終的にはタワー型支柱３０に取り付けたスライドステージ４４の内部にすべて収納されるものとする。本実施形態では、サイズの異なった３個のステージ５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄを使用し、前記スライドステージ４４にステージ５２Ｂが内挿され、ステージ５２Ｂよりも小さく形成したステージ５２Ｃが前記ステージ５２Ｂに内挿されるといったように順次ステージ５２を内挿し、スライドステージ４４を含めて４段階の構成とする。
【００２１】
また、最小のステージ５２Ｄには作業台５０が連結されている。作業台５０は、矩形状の作業床を有し、断面がコの字型の２段構造に形成する。これの下段部分をステージ５２Ｄに内挿してアームなどの連結治具にて連結する。上段部分の作業床には、上に手摺を設けた構成とし、作業者の転落を防止している。また作業台５０の前面（船舶外壁の近傍側）には操作盤５４が設置されており、作業者は作業台５０の長手・左右・上下の位置制御の操作を操作盤５４にて行う。
【００２２】
前記ステージ５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄの内部は中空となっており、２段テレスコシリンダ５６が内挿されている。２段テレスコシリンダ５６は、ロッド５８Ａとロッド５８Ａに嵌入されたロッド５８Ｂとの２段ロッド５８が内挿され、図示しない油圧ユニットに接続されて油圧の制御によりロッド５８の伸縮範囲を調整している。このような２段テレスコシリンダ５６を２組用いて、それぞれのシリンダ６０の端部をタワー型支柱３０に設置したスライドステージ４４にピン結合し、ロッド５８Ｂの先端部を前記作業台５０にピン結合する。
【００２３】
２段テレスコシリンダ５６を用いた側方伸縮機構４２の動作は次の通りである。ステージ５２を伸展する場合には、２段テレスコシリンダ５６のロッド５８Ａ、５８Ｂを伸展させることにより、スライドステージ４４の内部に収納されているステージ５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄが順次に押し出される。すなわち、油圧ユニットよりオイルが圧送されるとロッド５８Ａが伸展し、ロッド５８Ａの伸展した範囲だけステージ５２Ｂ、５２Ｃがステージ５２Ａより伸展する。さらにオイルの圧送を継続することで引き続きロッド５８Ｂが伸展し、ロッド５８Ｂが伸びきったところでステージ５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄが最大限に伸展して、作業台５０を船舶外壁に近づける。
【００２４】
また、ステージ５２を収納して作業台５０を船舶外壁より遠ざからせる場合には、上記と反対の動作を行えばよい。すなわち、油圧を制御して２段テレスコシリンダ５６のロッド５８Ａ、５８Ｂを短縮すると、これに伴ってステージ５２が収納される。
【００２５】
また、本実施形態では、油圧ユニットによって２段テレスコシリンダ５６のそれぞれの伸縮量を相違させることにより、作業台５０を伸縮方向に対して水平方向に旋回可能な構造を設けている。すなわち、図４（１）に示すように、２段テレスコシリンダ５６の変位量が同量の場合には、作業台５０はステージ５２の伸展方向に対して正面を向いているが、たとえば同図（２）に示すように、２段テレスコシリンダ５６の伸縮量を違えて右側のシリンダをより長く伸展させた場合に、作業台５０は左側に旋回することになる。この時、作業台５０とステージ５２Ｄとを連結するアームを同時に回転させることによってステージ５２Ｄが連動して旋回することを防いでいる。
【００２６】
また、船舶外壁と作業台５０との距離を検出する手段として、位置センサ６２Ｌ、６２Ｒを作業台５０の先端部左右の両端２箇所に設けている。これらの位置センサ６２による検出結果は、図示しない制御装置に送られて作業台５０上の操作盤５４に表示される。従って、船舶外壁と作業台５０との距離が２箇所で検出され、作業台５０の船舶外壁に対する距離Ｌを明確に視認することができる。このため、船舶外壁に対して作業台５０が角度を持っていた場合に、各種作業に障害が生じないように、作業台５０と船舶外壁との平行度を常に確認することができる。
【００２７】
船舶外壁の側壁は、湾曲した３次元曲面を有している。作業台５０の伸縮方向に対して船舶外壁の壁面が角度を持っている場合がある。この時、位置センサ６２Ｌでの検出結果がＬ₁、センサ６２Ｒでの選出結果がＬ₂であったとすると、Ｌ₁とＬ₂との差異だけ、作業台５０は船舶外壁に対して傾いていることになる。そこで、操作盤５４にて側方伸縮機構４２の油圧ユニットを作動させ、テレスコシリンダ５６Ｌを伸展させるか、またはテレスコシリンダ５６Ｒを短縮させるかの操作を行うことで、作業台５０を船舶外壁と平行に配置することが容易に行える。また、これらの位置センサ６２Ｌ、６２Ｒと側方伸縮機構４２の油圧ユニットとを制御装置で管理し、船舶外壁と常に一定の距離を保持させつつ、作業台５０を船舶外壁の長手方向や上下方向に移動させることも可能である。
【００２８】
さらに、作業台５０が船舶外壁との距離を詰めすぎた場合に緊急停止する機構を設置すれば、船舶外壁に接触して破損させる可能性を排除することができる。なお、前述した作業ステージ部４０は、ステージ５２と２段テレスコシリンダ５６との伸縮距離を変えたものを予め複数形成しておき、アタッチメント方式でこれを交換することにより、その伸縮範囲を変えることが可能となる。これは、船舶外壁の大きさによって側方伸縮機構４２の最大伸縮距離が異なることを考慮し、ひとつの作業ユニット２０で種々の船舶外壁に対応できるように意図したものである。作業ステージ部４０の交換作業は、作業ステージ部４０をタワー型支柱３０に取り付けていることから、これを取り外して異なった伸縮距離を持つ作業ステージ部４０Ｂと入れ替える作業を容易に行うことができる。従って、作業ユニット２０全体を交換したり、足場などを増設したりという困難な作業を省くことができ、船舶外壁あるいは作業に適した伸縮距離を有する作業ステージ部４０を選択し、簡易に交換することが可能となる。
【００２９】
以下に、上記構成を用いた作業ユニット２０の作用を説明する。まず、作業ユニット２０は、ドック壁１０に沿って設けられたガイドレール１２上を移動する。このガイドレール１２は、船舶外壁の長手方向に沿って設置されているため、作業者は船舶外壁の前後方向に移動できるものである。また、これと同時に、作業ユニット２０に設けられた昇降手段３２により、船舶外壁の上下方向に対しても自由に移動することができる。この時、船舶外壁の横手方向に関しては、タワー型支柱３０に沿って昇降する作業ステージ部４０が伸縮することで遠近の操作を行うことができる。このとき、２箇所に設けられた２段テレスコシリンダ５６の伸縮量をそれぞれ変えることで、作業台５０を旋回させることが可能である。
【００３０】
また、これらの操作は操作盤５４にて行われ、長手方向、上下方向、伸縮方向のそれぞれの移動は、同時に操作することも可能である。すなわち、斜め上に作業台５０を移動させたい場合には、長手方向ならびに上下方向に作業台５０を動かし、またこの時同時に位置センサ６２Ｌ、６２Ｒで船舶外壁に対する距離を保持するように設定すれば、３次元曲面を有した船舶外壁の側壁に対して作業台５０を平行に保ちながら移動させることができる。
【００３１】
そのため、作業者は作業台５０の移動に際して、複雑な操作を行わず移動したい方向に操作するだけで簡易に移動を行える。また、船舶外壁の横手方向に側方伸縮機構４２を設けただけでなく、船舶外壁との位置を検出する位置センサ６２を設置したことにより、船舶外壁と一定距離を保持しながら行う作業に、非常に有効な構成である。
【００３３】
【発明の効果】
上記構成より本発明に係る作業ユニットは、船舶に対して長手方向、上下方向、横手方向の３方向に移動可能な構造である。そのため、移動動作に複雑な動作がないことから、作業ユニットの移動に際して簡易に操作することができる。また、長手方向に移動する手段をドック壁１０に設けるため、渠底での作業において、作業ユニットが邪魔となって作業を妨害するおそれがない。
【００３４】
作業ユニットの先端部に設けられた作業台は、横手方向に対して旋回可能な構成であり、そのため船舶の作業面が３次元曲面を有している場合などに有効であり、作業台は船舶と常に平行な位置を保持しつつ移動することが可能である。さらに、作業台の先端に位置検出手段を設けたことにより、船舶と作業台との距離を管理することが可能であるため、スムーズな作業が行える。
【００３５】
さらに、作業ユニットに用いられる作業ステージ部は、予め伸縮距離の異なるユニットを複数設けておくことにより、作業ステージ部を交換するだけでその伸縮距離を変更することが可能である。このため、船舶の大きさに最適なユニットを選択し交換することができ、船舶ごとに作業ユニットを全交換する必要が無く、作業ユニット設置の工程を大きく省略できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る作業ユニット全体の側面図である。
【図２】本実施形態に係る側方伸縮機構を短縮させた場合の説明図であり、（１）は平面図、（２）は側面図である。
【図３】本実施形態に係る側方伸縮機構を伸展させた場合の説明図であり、（１）は平面図、（２）は側面図である。
【図４】本実施形態に係る作業台の旋回の説明図であり、（１）は通常状態の説明図、（２）は旋回状態の説明図である。
【符号の説明】
１０………ドック壁、１２………ガイドレール、１４………梁、２０………作業ユニット、２２………移動手段、２４………補助輪、２６………張り出し、３０………タワー型支柱、３２………昇降手段、４０………作業ステージ部、４２………側方伸縮機構、４４………スライドステージ、４６………車輪、４８………巻揚げ機、５０………作業台、５０………ステージ、５４………操作盤、５６………２段テレスコシリンダ、５８………ロッド、６０………シリンダ、６２………位置センサ。

Claims

造船所のドックに収容された船舶の長手方向に沿ってドック側壁に敷設されたガイドレールと、
このガイドレールに案内されて移動できるタワー型支柱と、
当該タワー型支柱に沿って昇降可能であり先端に作業者が作業するための作業台を設けた作業ステージ部を有してなり、
かつ前記作業ステージ部にドック側壁から船舶側壁に向けて横手方向に伸縮する２組の側方伸縮機構を設け、当該２組の側方伸縮機構の先端に取り付けた前記作業台が当該２組の側方伸縮機構の伸縮量を相違させることによって水平方向に旋回し、
前記作業台には船舶外壁との距離を検出する位置検出手段が船舶外壁の長手方向に沿って２箇所に設けられ、当該２箇所の位置検出手段の検出結果に基づいて、前記作業台の位置及び水平旋回角度が制御可能とされたことを特徴とするドック用作業ユニット。
前記タワー型支柱は下端に補助輪を備え、当該タワー型支柱がガイドレールに案内されて移動する際に、前記補助輪がドック側壁に当接して従動するようにされたことを特徴とする請求項１に記載のドック用作業ユニット。