JP7158999B2

JP7158999B2 - 荷役装置

Info

Publication number: JP7158999B2
Application number: JP2018199616A
Authority: JP
Inventors: 孝啓岩長
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Material Handling Systems Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Material Handling Systems Co Ltd
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2022-10-24
Anticipated expiration: 2038-10-24
Also published as: JP2020066500A

Description

本発明は、軌道レール上を走行可能な荷役装置に関する。

軌道レール上を走行可能な大型のクレーンやアンローダ等の荷役装置は、ガーダの一端部と他端部とが、下端部に車輪を有する支持脚で支持されている。そして、一方の支持脚は、ガーダに対して揺動が生じないように固定的に組み付けられた剛脚を構成し、他方の支持脚は、ガーダに対して揺動可能に連結された揺脚を構成している。
これにより、二つの支持脚の車輪の間隔と軌道レールのレール同士の間隔とに誤差が生じた場合でも、揺脚の揺動によってこれを吸収可能としていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１－２１７１８７号公報

上記従来の荷役装置は、地震等の発生によりガーダに振動が加わると、支持脚の一方に脱輪が生じるおそれがあった。

本発明は、地震等の振動に際して脱輪を抑制することを目的とする。

本発明に係る荷役装置は、
ガーダと、
前記ガーダを支える剛脚と、
前記ガーダを支える揺脚と、
を備え、
前記剛脚と前記揺脚は、いずれも、レールを走行する車輪を下端部に備え、
前記揺脚は、前記ガーダに対して前記レールを走行する方向に沿った軸回りに揺動可能に連結されると共に、前記揺脚の上端部が前記ガーダから離隔する方向に移動可能に連結され、
前記揺脚と前記ガーダとは、前記揺脚の揺動軸と、前記揺脚と前記ガーダのいずれか一方に形成された長穴とによって連結され、
前記長穴は、前記揺動軸に沿った方向から見て、前記剛脚の接地点を中心として前記揺動軸を通過する円弧に沿った形状又は当該円弧の前記揺動軸の位置における接線方向に沿った形状である構成とした。

本発明によれば、地震等の振動発生時に脱輪の発生を抑制するという効果がある。

本発明の実施形態である荷役装置としてのアンローダの正面図である。アンローダの走行フレームの正面図である。図２のＴ１部分の拡大図である。走行フレームの斜視図である。走行フレームが振動発生時にガーダが浮き上がった状態を示す説明図である。図５のＴ２部分の拡大図である。転倒防止ステーに替えてシリンダを有する走行フレームの正面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態である荷役装置としてのアンローダ１０の正面図、図２はアンローダの走行フレームの正面図、図３は図２のＴ１部分の拡大図、図４は走行フレームの斜視図、図５は走行フレームが振動発生時にガーダが浮き上がった状態を示す説明図、図６は図５のＴ２部分の拡大図である。

図示のアンローダ１０は、いわゆるバケットエレベータ式の船舶用連続アンローダを例示している。このアンローダ１０は、岸壁に接岸された船舶の船倉から、石炭やコークス、鉱石等のバラ荷を連続的に陸揚げするのに適した装置である。

アンローダ１０は、岸壁１０１等の補強整備された地上の水平面に平行に敷設された２本のレールＲ上を移動可能な走行フレーム２０と、船舶の船倉等に上方から挿入してバラ荷を回収するバケットエレベータ４０と、先端部でバケットエレベータ４０を支持するブーム１１と、ブーム１１を旋回させる旋回フレーム１２とを備えている。

［バケットエレベータ］
バケットエレベータ４０は、鉛直方向に延伸する筒状のエレベータ本体４１と、当該エレベータ本体４１の下端部に設けられた側面掘削方式の掻き取り部４２と、当該エレベータ本体４１の上端部近傍に設けられ、バラ荷をブーム１１側に搬送する回転フィーダ４３と、エレベータ本体４１内を周回して掻き取り部４２から回転フィーダ４３にバラ荷を運ぶチェーンバケット４４とを備えている。

チェーンバケット４４は、一対の無端環状のローラチェーンによって両持ち支持された複数のバケットを備えている。
そして、チェーンバケット４４は、エレベータ本体４１の上端部に設けられた駆動ローラ４１１と掻き取り部４２において二つ並んで設けられた従動ローラ４２１，４２２との間をエレベータ本体４１の内部を通過して周回するように配置されている。

掻き取り部４２の二つの従動ローラ４２１，４２２は、エレベータ本体４１の下端部において、水平に並んで配設されている。前述したチェーンバケット４４は、これら二つの従動ローラ４２１，４２２の下側を通過する際に、各バケットがバラ荷を掻き取って内部に取り込み、当該バラ荷を上方に向かって運搬する。

回転フィーダ４３は、エレベータ本体４１の上端部で折り返して搬送されるチェーンバケット４４の周囲を取り囲む受け皿となる構造を備えている。そして、回転フィーダ４３は、エレベータ本体４１の上端部における折り返しによって反転することで、チェーンバケット４４の各バケットが排出するバラ荷を回収することができる。
回転フィーダ４３は、ブーム１１の内部に設けられたブームコンベア１１１に連通しており、回収したバラ荷をブームコンベア１１１に排出する。

［ブーム］
ブーム１１は、旋回フレーム１２から水平に延出され、シリンダ１１２により起伏回動動作が付与される。
ブーム１１の内部には、バケットエレベータ４０からバラ荷を搬送するコンベア１１１がブーム１１のほぼ全長に渡って設けられている。
ブーム１１には、バケットエレベータ４０の逆側にバランシングレバー１４を介してカウンタウエイト１３が連結されており、バケットエレベータ４０とカウンタウエイト１３とにより、走行フレーム２０におけるブーム１１の長手方向両側の重量バランスの偏りが抑制されている。

また、ブーム１１は先端部において、当該ブーム１１の長手方向に直交する水平方向に沿った軸回りにバケットエレベータ４０を回動可能に支持している。そして、ブーム１１の起伏回動時に、バケットエレベータ４０の姿勢を矯正する平行リンク１１３がブーム１１に併設されており、ブーム１１の角度に拘わらず、バケットエレベータ４０が常に鉛直上下方向に平行な状態が維持される。

［旋回フレーム］
旋回フレーム１２は、走行フレーム２０に鉛直上下方向の軸回りに回動可能に支持されている。これにより、ブーム１１全体を回動させて、バケットエレベータ４０を移動させることができる。
旋回フレーム１２はブーム１１内のコンベア１１１が搬送するバラ荷が投入されるホッパ１２１がその中央部に設けられている。ホッパ１２１は、旋回フレーム１２の下に位置する走行フレーム２０を貫通して設けられており、走行フレーム２０の下方に設けられた搬出コンベア１２２によりバラ荷を機外に搬出することができるようになっている。

［走行フレーム］
図２～図４に示すように、走行フレーム２０は、水平方向に延在するガーダ２１と、ガーダ２１の一端部を下から支える剛脚２２と、ガーダ２１の他端部を下から支える揺脚２３とを備えている。

ガーダ２１は、レールＲの長手方向に直交する水平方向に長い断面矩形の柱状体である。その上部には、旋回フレーム１２を搭載するための円筒部２１１が設けられている。
なお、以下の説明では、レールＲの長手方向を「左右方向」、レールＲの長手方向に直交する水平方向を「前後方向」とする。

剛脚２２は、例えば、下端部の幅が広い台形トラス構造の支持脚であり、当該下端部の左右にはレールＲ上を走行可能な車輪２５が設けられている（図４では図示略）。
なお、本明細書における「剛脚」とは、ガーダ２１に対して位置及び向きが変化しないように一定の剛性をもって連結された支持脚をいう。
この剛脚２２の場合は、その上端部において、ガーダ２１に対して連結ピン２２１によりピン結合されているが、その下腕部が、いわゆる筋違構造の連結材２２２によりガーダ２１に連結されており、これにより、剛脚２２はガーダ２１に対して一定の向きに固定されている。なお、剛脚２２又は後述する揺脚２３は、トラス構造に限られない、例えば、箱状であってもよい。

揺脚２３は、剛脚２２と同様に、下端部の幅が広い台形トラス構造の支持脚であり、当該下端部の左右にはレールＲ上を走行可能な車輪２６が設けられている（図４では図示略）。
なお、本明細書における「揺脚」とは、ガーダ２１に対して揺動が許容された状態で連結された支持脚をいう。

そして、揺脚２３は、ガーダ２１に対して左右方向に沿った軸回りに揺動可能に連結されている。具体的には、図２及び図３に示すように、揺脚２３の上端部において、ガーダ２１に対して揺動軸としての連結ピン２３１によりピン結合されている。連結ピン２３１は、ガーダ２１により、左右方向に平行な方向で支持されており、揺脚２３は、連結ピン２３１を中心として前後方向に揺動可能となっている。図２及び図３において、符号２１２は、ガーダ２１の下部に設けられた連結ピン２３１を支持する支持部である。

揺脚２３の上端部には、連結ピン２３１を通す長穴２３２が形成されている。
揺脚２３は、この長穴２３２により、揺脚２３の上端部がガーダ２１から離隔する方向に移動可能に連結されている。
より具体的には、この長穴２３２は、左右方向から見て、剛脚２２の車輪２５の接地点を中心として、ガーダ２１が水平な状態における連結ピン２３１の中心位置を通過する円弧Ｃに沿った形状に形成されている。なお、円弧状とする替わりに、円弧Ｃにおける前記連結ピン２３１の中心位置の接線Ｌ１に平行な直線状としても良い。また、長穴２３２は、左右方向から見て、鉛直軸からガーダ２１に向けて傾斜した方向に延在してもよい。
ガーダ２１の自重を受けて、連結ピン２３１は長穴２３２の下端部に当接した状態となる。長穴２３２は、連結ピン２３１が長穴２３２の下端部に位置している状態で、ガーダ２１が水平になるようにその配置が設定されている。

揺脚２３の長穴２３２に連結ピン２３１を通してガーダ２１に連結した場合、ガーダ２１に対して揺脚２３が連結ピン２３１を中心として揺動可能になるが、揺動可能な角度範囲が無制限になると、ガーダ２１が揺脚２３側に倒れるおそれが生じる。
このため、ガーダ２１と揺脚２３の間を転倒防止ステー２７で連結し、揺脚２３の揺動可能な角度範囲を規制してもよい。なお、図４では、転倒防止ステー２７の図示を省略している。
具体的には、転倒防止ステー２７の一端部は、当該一端部に形成された長穴２７１を介して、ガーダ２１の下部における揺脚２３よりも内側（剛脚２２側）となる位置に設けられた左右方向に沿った連結軸２７２に連結されている。なお、転倒防止ステー２７を揺脚２３よりも外側に配置してもよい。
また、転倒防止ステー２７の他端部は、揺脚２３の上端部より幾分下側に対して左右方向に沿った軸回りに回動可能に連結されている。

そして、この転倒防止ステー２７は、その長手方向が、ガーダ２１が水平な状態において前述した円弧Ｃにおける当該連結ピン２３１の中心位置の接線Ｌ１に平行になるように配置されている。
また、転倒防止ステー２７の一端部に形成された長穴２７１は、転倒防止ステー２７の長手方向に平行に形成されている。
また、転倒防止ステー２７は、揺脚２３の揺動可能な角度範囲を規制しつつも、当該揺脚２３が前後のいずれにもある程度の揺動を可能とするために、ガーダ２１が水平且つ揺脚２３が鉛直上下方向に起立した状態において、連結軸２７２が転倒防止ステー２７の長穴２７１の両端部のいずれに対しても離れた状態となるように設定されている。より詳細には、連結軸２７２に対して長穴２７１の上端部側の隙間の方が下端部側の隙間よりも大きくなることが望ましい（理由は後述する）。

［アンローダの動作］
上記構成からなるアンローダ１０は、バラ荷の陸揚げ作業の際には、バケットエレベータ４０の掻き取り部４２を船舶の船倉等に上方から挿入した状態で駆動ローラ４１１を駆動させる。これにより、チェーンバケット４４が搬送され、二つの従動ローラ４２１，４２２の下側を通過する際に、各バケットがバラ荷の掻き取りを行う。
そして、チェーンバケット４４の各々のバケットは、回転フィーダ４３までバラ荷を運搬し、回転フィーダ４３からブームコンベア１１１を通じて、バラ荷が旋回フレーム１２のホッパ１２１に投入される。
ホッパ１２１内のバラ荷は、下方に設けられた搬出コンベア１２２に移動し、機外に搬出される。

ここで、地震等の発生により、アンローダ１０に前後方向の大きな振動が加えられた場合の走行フレームの動作について図５及び図６に基づいて説明する。
外部の振動により、走行フレーム２０では、ガーダ２１と剛脚２２とが一体的に揺動する。具体的には、ガーダ２１は、剛脚２２の車輪２５のレールＲに対する接地点を中心に、揺動が発生し、ガーダ２１の揺脚２３側の端部に浮き上がりが発生する。これにより、ガーダ２１の揺脚２３側の端部において、連結ピン２３１は、前述した円弧Ｃに沿って上昇移動する。
一方、揺脚２３側の長穴２３２は、円弧Ｃに沿った形状又はその接線Ｌ１方向に沿った形状であるため、図５及び図６に示すように、連結ピン２３１が長穴２３２に沿って移動を行い、揺脚２３自体には、ガーダ２１から浮き上がり動作が伝わらず、揺脚２３の上下方向の浮き上がりが低減抑制される。
従って、ガーダ２１が振動により揺動しても、揺脚２３の上下の浮き上がりが抑えられ、車輪２６がレールＲから脱輪することを効果的に抑制することができる。

また、このとき、転倒防止ステー２７では、ガーダ２１の浮き上がりに対して、連結軸２７２が長穴２７１内を移動するので、転倒防止ステー２７の揺動も抑えられ、転倒防止ステー２７が揺脚２３の上下方向の揺動抑制の効果を妨げないようになっている。
また、前述したように、転倒防止ステー２７では、長穴２７１内で連結軸２７２が、長穴２７１の上端部側との隙間を下端部側との隙間より大きくしているので、上記ガーダ２１の揺動による浮き上がりの際に、連結軸２７２の移動代を十分に確保することができ、揺脚２３の上下又は左右の揺動抑制の効果をより厳格に妨げないようになっている。

［発明の実施形態の技術的効果］
上述したように、アンローダ１０の走行フレーム２０において、揺脚２３は、ガーダ２１に対して、揺脚２３の上端部がガーダ２１から離隔する方向に移動可能に連結されている。
これにより、地震等の発生時にガーダ２１が剛脚２２の車輪２５のレールＲに対する接地点で揺動して浮き上がりを生じた場合に、揺脚２３は車輪２６がレールＲから離隔することが抑制され、脱輪の発生を効果的に低減することが可能となる。
特に、揺脚２３に長穴２３２を形成して、連結ピン２３１を介してガーダ２１と連結することにより、簡易な構造で脱輪を抑制することが可能となり、コスト増加を抑えた地震対策を施すことが可能となる。
さらに、長穴２３２を、連結ピン２３１に沿った方向から見て、剛脚２２の接地点を中心として連結ピン２３１を通過する円弧Ｃに沿った形状又は当該円弧Ｃの連結ピン２３１の位置における接線Ｌ１の方向に沿った形状とした場合には、ガーダ２１の浮き上がりによって伝わる揺脚２３の上下方向の揺動をさらに低減することができ、揺脚２３の車輪２６の脱輪をより効果的に抑制することが可能となる。

また、走行フレーム２０は、地震等の振動の際に、ガーダ２１が剛脚２２の車輪２５のレールＲに対する接地点を中心に左右方向に沿った軸回りの揺動を許容する構造のため、振動のエネルギーをガーダ２１の上記揺動によって吸収し、振動抑制効果を得ることが可能となる。

また、ガーダ２１に対する揺脚２３の揺動範囲を制限する転倒防止ステー２７は、ガーダ２１に対して、揺脚２３のガーダ２１に対する長穴２３２に沿った移動を許容する構造として、ガーダ２１側の連結軸２７２に対して長穴２７１を介して連結されている。
これにより、揺脚２３の長穴２３２内を連結ピン２３１が移動する際に、転倒防止ステー２７による干渉が抑えられ、揺脚２３の車輪２６の脱輪の発生を効果的に抑制することが可能となる。

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られず、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、走行フレーム２０は、ガーダ２１の揺動による浮き上がりを許容する構造となっているが、当該浮き上がりの発生後、重力によって下降すると、ガーダ２１と揺脚２３の上端部との間で衝突を生じるおそれがある。従って、この衝突時の衝撃を緩和するために、図４に示すように、ガーダ２１と揺脚２３の間には、ゴム板等の弾性材やダンパー等の緩衝材２８を介挿する構造としてもよい。

また、ガーダ２１と揺脚２３との間に転倒防止ステー２７を設けているが、揺脚２３の転倒防止の手段としては、転倒防止ステー２７に限定されない。
例えば、図７に示すように、転倒防止ステー２７と同じ配置で、伸縮式のシリンダ２７Ａを設けてもよい。この場合、シリンダ２７Ａの一端部をガーダ２１に対して左右方向に沿った軸回りに回動可能に連結し、他端部を揺脚２３に対して左右方向に沿った軸回りに回動可能に連結する。
このシリンダ２７Ａは、伸縮範囲が規制されており、これによって揺脚２３の揺動角度範囲を規制することが出来る。また、地震等の振動時のガーダ２１の浮き上がりの際には、シリンダ２７Ａは伸長して、揺脚２３の長穴２３２内の連結ピン２３１の移動動作に干渉せず、揺脚２３の車輪２６の脱輪を抑制することができる。
なお、シリンダ２７Ａは、揺脚２３の揺動角度範囲を規制することが出来ればよいので、伸縮の際に抵抗を生じるダンパー構造である必要はないが、ダンパー構造を有するシリンダを使用しても良い。

また、揺脚２３は、上端部に長穴２３２を形成し、連結ピン２３１に対して揺動可能に連結されているが、揺脚２３ではなく、ガーダ２１側に長穴を形成しても良い。
その場合、連結ピン２３１と揺脚２３は位置の移動が生じないように連結され、ガーダ２１に設けられた長穴に連結ピン２３１を挿入して、ガーダ２１と揺脚２３の連結を行う。このとき、ガーダ２１に形成される長穴は、前述した円弧Ｃ又は接線Ｌ１に沿った形状とすることが望ましい。この構造の場合も、ガーダ２１の浮き上がりの際に、揺脚２３の車輪２６の脱輪を効果的に抑制することが可能である。

また、転倒防止ステー２７は、ガーダ２１との連結端部に長穴２７１が形成されているが、これに替えて、揺脚２３との連結端部に転倒防止ステー２７に沿った長穴を形成し、揺脚２３に設けられた連結軸に連結する構造としても良い。

また、円弧Ｃの中心は、必ずしも剛脚２２の車輪２５の接地点である必要はない。例えば、剛脚２２の途中に、回転ピンなどによる中折れ構造を配置してもよい。その場合、長穴は、左右方向から見て、中折れ構造を中心として揺動軸を通過する円弧に沿った形状又は当該円弧の揺動軸の位置における接戦方向に沿った形状としてもよい。

上記実施形態では、荷役装置としてアンローダを例示したが、ガーダと剛脚と揺脚とレールを走行する車輪とを有する構成であれば、他の荷役装置、例えば、クレーン装置に本発明を適用しても良い。

１０アンローダ（荷役装置）
１１ブーム
１２旋回フレーム
２０走行フレーム
２１ガーダ
２２剛脚
２３揺脚
２５，２６車輪
２７転倒防止ステー
２７Ａシリンダ
２８緩衝材
４０バケットエレベータ
２３１連結ピン（揺動軸）
２３２長穴
２７１長穴
２７２連結軸
Ｃ円弧
Ｌ１接線
Ｒレール

Claims

ガーダと、
前記ガーダを支える剛脚と、
前記ガーダを支える揺脚と、
を備え、
前記剛脚と前記揺脚は、いずれも、レールを走行する車輪を下端部に備え、
前記揺脚は、前記ガーダに対して前記レールを走行する方向に沿った軸回りに揺動可能に連結されると共に、前記揺脚の上端部が前記ガーダから離隔する方向に移動可能に連結され、
前記揺脚と前記ガーダとは、前記揺脚の揺動軸と、前記揺脚と前記ガーダのいずれか一方に形成された長穴とによって連結され、
前記長穴は、前記揺動軸に沿った方向から見て、前記剛脚の接地点を中心として前記揺動軸を通過する円弧に沿った形状又は当該円弧の前記揺動軸の位置における接線方向に沿った形状である荷役装置。
前記揺脚と前記ガーダとを、前記ガーダに対する前記揺脚の揺動範囲を制限する転倒防止ステーで連結し、
当該転倒防止ステーは、前記揺脚又は前記ガーダに対して、前記揺脚の前記ガーダから離隔する方向の移動を許容する構造で連結されている請求項１に記載の荷役装置。
前記揺脚と前記ガーダとを、前記ガーダに対する前記揺脚の揺動範囲を制限するシリンダで連結した請求項１又は請求項２に記載の荷役装置。
前記揺脚と前記ガーダとの間に緩衝材を設けた請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の荷役装置。