JP7495369B2 - 岸壁クレーンおよびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、免震装置を備える岸壁クレーンおよびその制御方法に関するものであり、詳しくは岸壁クレーンの近傍で荷役作業を行うシャシ等の安全性を向上できる岸壁クレーンおよびその制御方法に関するものである。

免震装置を備える岸壁クレーンが種々提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、四つの走行装置と脚構造体との間に免震装置がそれぞれ設置された岸壁クレーンの構成が開示されている。

大規模地震に対応するためには免震装置を大型化する必要があった。しかし免震装置を大型化すると、地震発生時に水平方向に振動する岸壁クレーンの振幅が大きくなる。そのため岸壁クレーンの近傍で荷役作業を行っているシャシ（車両）や作業者等に、振動する脚や免震装置等が衝突する危険性があった。さらに、振動する脚等が、岸壁に接岸している船舶に衝突する危険性があった。

日本国特開２０１１－１４４０４４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、その目的は岸壁クレーンの近傍で荷役作業を行うシャシ等の安全性を向上できる岸壁クレーンおよびその制御方法を提供することである。

上記の目的を達成するための岸壁クレーンは、一対の海側脚と一対の陸側脚とを有するとともに前記海側脚と前記陸側脚とを連結する水平部材を有する脚構造体と、この脚構造体の下端に設置される走行装置と、免震装置とを備える岸壁クレーンにおいて、前記水平部材が延設方向に沿って形成される海側部分と陸側部分とを有していて、前記海側部分と前記陸側部分との間に配置される構成を前記免震装置が有していて、前記免震装置に連結される前記海側部分の端部と、前記免震装置に連結される前記陸側部分の端部とを相対的に少なくとも上下方向に移動可能な状態で、前記海側部分および前記陸側部分に連結される構成を前記免震装置が有していて、前記免震装置が、前記水平部材の延設方向から上下方向に所定の角度傾いた斜め方向に伸縮する伸縮シリンダで構成されることを特徴とする。

上記の目的を達成するための岸壁クレーンの制御方法は、一対の海側脚と一対の陸側脚とを有するとともに前記海側脚と前記陸側脚とを連結する水平部材を有する脚構造体と、この脚構造体の下端に設置される走行装置と、免震装置とを備える岸壁クレーンの制御方法において、前記水平部材が延設方向に沿って形成される海側部分と陸側部分とを有していて、前記海側部分と前記陸側部分との間に前記免震装置が予め設置されていて、前記免震装置が、前記水平部材の延設方向から上下方向に所定の角度傾いた斜め方向に伸縮する伸縮シリンダで構成されていて、地震が発生した際に前記海側部分と前記陸側部分の相対位置を前記免震装置の作動により変化させることで前記岸壁クレーンの振動を抑制する構成を有していて、前記免震装置の作動により、前記免震装置に連結される前記海側部分の端部と、前記免震装置に連結される前記陸側部分の端部とを相対的に少なくとも上下方向に移動可能な状態とすることを特徴とする。

本発明によれば、水平部材の海側部分と陸側部分との相対位置を免震装置により変化させることで、脚構造体の振動を抑制できる。岸壁クレーンの振幅を抑制できるので、シャシ等の安全性を向上するには有利である。

岸壁クレーンの概略を例示する説明図である。 図１の岸壁クレーンをＡＡ矢視で例示する説明図である。 図１の免震装置の近傍を拡大して例示する説明図である。 図１の岸壁クレーンが海側に振動している状態を例示する説明図である。 図１の岸壁クレーンが陸側に振動している状態を例示する説明図である。 走行装置に設置される免震装置を大型化した岸壁クレーンの安全領域を例示する説明図である。 図３の免震装置の変形例を例示する説明図である。 図３の免震装置の変形例を例示する説明図である。 図３の免震装置の変形例を例示する説明図である。

以下、岸壁クレーンおよびその制御方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。図中では岸壁クレーンの走行方向を矢印ｙ、この走行方向を直角に横断する横行方向を矢印ｘ、上下方向を矢印ｚで示している。横行方向ｘは海陸方向ということもある。

図１に例示するように岸壁クレーン１は、脚構造体２と、この脚構造体２の下端に設置される複数の走行装置３と、免震装置４とを備えている。岸壁クレーン１は、コンテナを荷役するコンテナクレーンや鉱石などのバラ荷を荷役するアンローダで構成される。

脚構造体２は、横行方向ｘ（海陸方向）において海側に配置される海側脚５ａと陸側に配置される陸側脚５ｂと、横行方向ｘに延設されていて海側脚５ａおよび陸側脚５ｂ（以下、総称して脚５ということがある）を連結する水平部材６とを有している。

水平部材６は延設方向である横行方向ｘに沿って形成される海側部分６ａと陸側部分６ｂとを有している。海側部分６ａと陸側部分６ｂとは、水平部材６を二つに分割して構成されている。この海側部分６ａと陸側部分６ｂとの間に免震装置４が設置されている。水平部材６の上方には海側脚５ａと陸側脚５ｂとを連結する斜材７が設置されている。

脚構造体２の上端近傍には、横行方向ｘに延設されるガーダ８が配置されていて、このガーダ８の海側端部から海側に向かってブーム９が延設されている。ガーダ８およびブーム９は脚構造体２により支持されている。

図２に例示するように陸側脚５ｂは走行方向ｙに間隔をあけて並べて配置される一対の部材で構成されている。同様に一対の海側脚５ａ、一対の水平部材６および一対の斜材７が、走行方向ｙに間隔をあけて並べて配置される状態で脚構造体２が構成されている。一対の水平部材６にはそれぞれ免震装置４が設置されている。

走行装置３は四本の脚５の下方となる位置にそれぞれ配置されている。この実施形態では四つの走行装置３が脚構造体２の下端に設置されている。走行装置３はそれぞれ鉄製の車輪を有している。走行装置３は、海陸方向を直角に横断する走行方向ｙに敷設されるレール１０に沿って岸壁クレーン１を走行させる。横行方向ｘに間隔をあける状態で一対のレール１０は敷設される。

図３に例示するように免震装置４は例えば積層ゴムで構成される。積層ゴムで構成される免震装置４は上下方向ｚに沿って変形可能に構成される。図３上方は変形していない初期状態の免震装置４を示していて、図３下方は上下方向ｚに沿って変形している状態の免震装置４を示している。図３では説明のため陸側部分６ｂに対する海側部分６ａの移動方向を矢印で示している。

免震装置４の構成は積層ゴムに限定されない。海側部分６ａと陸側部分６ｂとの間に設置されて、変形や変位により振動を吸収する構成を免震装置４は有していればよい。例えば横行方向ｘや走行方向ｙに沿って変形または変位したり、走行方向ｙまたは上下方向ｚを中心軸とする回転方向に変形または変位する構成を有していてもよい。

海側部分６ａと陸側部分６ｂとの相対位置を固定する固定状態と、海側部分６ａと陸側部分６ｂとの相対位置の固定を解除する固定解除状態とを切替可能に構成される固定機構１１を岸壁クレーン１が備えていてもよい。

図３に例示する実施形態では、免震装置４に設置されていて免震装置４の変形を阻止するせん断ピン等が固定機構１１として機能する。固定機構１１の構成は上記に限らない。例えば海側部分６ａと陸側部分６ｂとを直接的に連結する構造物等で固定機構１１が構成されてもよい。

地震が発生した際には岸壁クレーン１の振動により固定機構１１を構成するせん断ピンが切断される。せん断ピンの切断により固定機構１１が固定状態から固定解除状態に受動的に切り替わる。

図３下方に例示するように水平部材６に伝達される振動により免震装置４が上下方向ｚに変形する。これにともない免震装置４に連結される海側部分６ａの端部と、免震装置４に連結される陸側部分６ｂの端部とが相対的に上下方向ｚに移動する。

固定機構１１は必須要件ではなく、岸壁クレーン１が固定機構１１を備えない構成としてもよい。この場合は地震が発生していない通常時であっても、水平部材６に伝達される振動に応じて免震装置４は上下方向ｚに変形可能な状態となる。

図１に例示するように脚構造体２と走行装置３との間には第二免震装置１２が設置されている。第二免震装置１２は例えば横行方向ｘに沿って変形可能な積層ゴムで構成される。脚構造体２と走行装置３との相対位置を固定する固定状態と、この固定を解除する固定解除状態とを切替可能に構成される第二固定機構１３を岸壁クレーン１は備えている。第二固定機構１３は、例えば第二免震装置１２の変形を阻止するせん断ピンで構成される。

第二免震装置１２の構成は積層ゴムに限定されない。横行方向ｘにスライド可能に構成されるスライダーと、このスライダーに復元力を発生させる伸縮シリンダとの組み合わせで第二免震装置１２が構成されてもよい。また上下方向ｚに伸縮する伸縮シリンダや、走行方向ｙを中心軸として傾動する傾動機構で第二免震装置１２が構成されてもよい。前述のように第二免震装置１２は従来の免震装置の構成を採用できる。

第二免震装置１２と水平部材６に設置される免震装置４とは同一構造の免震装置で構成されてもよい。第二免震装置１２は必須要件でなく、岸壁クレーン１が第二免震装置１２を備えない構成としてもよい。

図４および図５に例示するように地震が発生した際には、固定機構１１および第二固定機構１３が固定状態から固定解除状態に切り替わり、免震装置４および第二免震装置１２が作動可能な状態となる。図４および図５では説明のため、地震が発生する前の静止状態の岸壁クレーン１の位置を破線で示している。図４では岸壁クレーン１のブーム９等が岸壁１４に対して海側（図４右方側）に変位している状態を示していて、図５ではブーム９等が岸壁１４に対して陸側（図５左方側）に変位している状態を示している。

ガーダ８およびブーム９の横行方向ｘの振動は脚構造体２に伝達されて、脚構造体２の下方に配置される第二免震装置１２により吸収される。水平部材６を構成する海側部分６ａと陸側部分６ｂとは免震装置４の作動により異なる方向に移動できる。脚構造体２をたわませる振動が免震装置４により吸収されて、脚構造体２の振動が抑制される。これにより第二免震装置１２の横行方向ｘにおける振幅が抑制される。

水平部材６が海側部分６ａと陸側部分６ｂとに分割されて免震装置４で連結されることで、脚構造体２が変形しやすくなる。海側脚５ａと陸側脚５ｂとの水平方向の距離を変化可能な状態とすることで、脚構造体２の全体の振動を抑制できる。岸壁クレーン１の振幅を抑制するには有利である。

また海側脚５ａに対する陸側脚５ｂの上下方向ｚの移動を免震装置４により吸収できる。そのため海側の走行装置３と陸側の走行装置３とが交互に浮き上がろうとするロッキング振動を抑制するには有利である。

地震が収まった後に岸壁クレーン１の復旧作業が行われる。復旧作業では、まず免震装置４および第二免震装置１２の変形や変位を初期位置に戻す。固定機構１１や第二固定機構１３を岸壁クレーン１が備えている場合は、せん断ピンの交換等により固定機構１１等を固定状態に切り替える。以上により岸壁クレーン１の復旧作業が完了する。

水平部材６が海側部分６ａと陸側部分６ｂとに分割されて、その間に免震装置４が設置される構成により、岸壁クレーン１の振幅を抑制できる。そのため第二免震装置１２が横行方向ｘに大きく変位することがなくなる。海側脚５ａおよび陸側脚５ｂの下端近傍の安全領域Ｓの範囲を広げることができる。図４および図５では説明のため安全領域Ｓの内側となる範囲に斜線を付している。

安全領域Ｓとは、地震発生時に横行方向ｘに振幅する脚構造体２や第二免震装置１２などと衝突する可能性のない領域をいう。安全領域Ｓは、コンテナを運搬するシャシ１５やシャシ１５の周囲で荷役作業を行う作業者等の安全を確保できる領域ともいえる。安全領域Ｓの内側にいるシャシ１５等は、振動する岸壁クレーン１と衝突しない状態となる。

図４および図５に例示するようにシャシ１５は安全領域Ｓの内側で荷役作業を行うことになる。海側脚５ａの下端近傍で荷役作業等を行っているシャシ１５や作業者等に、海側脚５ａや第二免震装置１２が衝突する不具合を回避するには有利である。岸壁１４に係留されているコンテナ船１６や、このコンテナ船１６を岸壁１４に係留するための係留ロープに、海側脚５ａが衝突する不具合を回避するには有利である。つまり安全領域Ｓの範囲が拡大されることで、コンテナ船１６や係留ロープ等も安全領域Ｓの内側に含まれる状態とすることができる。

例えば陸側脚５ｂの下端近傍にベルトコンベアなどの搬送装置が配置されていて、この搬送装置の近傍で作業者等による作業が行われるアンローダ等で岸壁クレーン１が構成される場合がある。陸側脚５ｂの下端近傍の安全領域Ｓの範囲を拡大することで、搬送装置や作業者等の安全性を向上できる。

図６に例示するように大規模地震に第二免震装置１２のみで対応させようとすると、第二免震装置１２を大型化させる必要がある。第二免震装置１２は大型化に伴い横行方向ｘの振幅が大きくなる。そのため安全領域Ｓの範囲が図４および図５の実施例と比べると小さくなってしまう。シャシ１５やコンテナ船１６等の一部が安全領域Ｓの外側となる可能性がある。海側脚５ａや海側に配置される第二免震装置１２がシャシ１５やコンテナ船１６に衝突する不具合が発生する。また陸側脚５ｂや陸側に配置される第二免震装置１２が、陸側脚５ｂの下端近傍に配置される搬送装置等に衝突する不具合が発生する。これに対して図４および図５に例示する実施形態では安全領域Ｓの範囲を拡大できるので、シャシ１５等の安全性を向上するには有利である。

固定機構１１および第二固定機構１３の切り替えが異なるタイミングで行われる構成としてもよい。例えば固定機構１１を構成するせん断ピンの方が、第二固定機構１３を構成するせん断ピンよりも直径の太いものとして切断されにくい状態とする。小規模地震に対しては第二固定機構１３のみ固定解除状態として固定機構１１の固定状態を維持する構成にできる。免震装置４を作動させずに第二免震装置１２のみ作動させて、免震効果を得ることができる。復旧作業の際に第二免震装置１２の復旧のみを行えばよいため、復旧作業を短時間で完了することができる。

大規模地震に対しては第二固定機構１３に加えて固定機構１１を固定解除状態とする構成にできる。第二免震装置１２および免震装置４を作動させて免震効果を向上しつつ、シャシ１５等の安全を確保するには有利である。このとき第二固定機構１３が固定解除状態となった後に、固定機構１１が固定解除状態となる構成にしてもよい。

第二固定機構１３よりも先に固定機構１１が固定解除状態に切り替えられる構成にしてもよい。また免震装置４が固定機構１１を有さず、常時作動可能な状態としてもよい。免震装置４のみで振動を吸収して、第二免震装置１２が作動しない状態にできる。第二免震装置１２が第二固定機構１３により固定状態となっているので、走行装置３の周辺の安全領域Ｓを更に拡大させることができる。

固定機構１１が固定解除状態となった後に、第二固定機構１３が固定解除状態となる構成にしてもよい。免震装置４により地震の初期振動を吸収している間にシャシ１５等を脚５の下端近傍から退避させて、その後第二免震装置１２を作動させる構成にしてもよい。

図７に例示するように免震装置４は、横行方向ｘに伸縮する伸縮シリンダで構成されてもよい。この免震装置４は横行方向ｘに沿って変形可能に構成される。海側部分６ａと陸側部分６ｂとは相対的に横行方向ｘに移動可能な状態となる。図７では説明のため陸側部分６ｂに対する海側部分６ａの移動方向を矢印で示している。

伸縮シリンダは例えば油圧シリンダや空気圧シリンダや電動アクチュエータで構成される。油圧シリンダ等は油圧等の制御により、伸縮せずに海側部分６ａと陸側部分６ｂとの相対位置を固定する固定状態と、この固定を解除する固定解除状態とを切り替えることができる。つまり油圧等の制御により固定状態と固定解除状態とを能動的に切り替える構成を固定機構１１が有することになる。図７上方は固定状態の免震装置４を、図７下方は固定解除状態であり横行方向ｘに沿って変形している免震装置４を例示している。

図８に例示するように免震装置４は、横行方向ｘから上下方向ｚに所定の角度傾いた斜め方向に伸縮する伸縮シリンダで構成されてもよい。海側部分６ａと陸側部分６ｂとは相対的に横行方向ｘおよび上下方向ｚに移動可能な状態となる。図８では説明のため陸側部分６ｂに対する海側部分６ａの移動方向を矢印で示している。図８上方は固定状態の免震装置４を、図８下方は固定解除状態であり斜め方向に沿って変形している免震装置４を例示している。

免震装置４は走行方向ｙに変形可能または変位可能に構成されていてもよい。

図９に例示するように免震装置４は、走行方向ｙを中心軸とする回転軸で構成されてもよい。この免震装置４は走行方向ｙを中心軸とする回転方向に変位可能に構成される。海側部分６ａと陸側部分６ｂとは相対的に走行方向ｙを中心軸とする回転方向に移動可能な状態となる。図９では説明のため陸側部分６ｂに対する海側部分６ａの移動方向を矢印で示している。図９上方は固定状態の免震装置４を、図９下方は固定解除状態であり走行方向ｙを中心軸として回転方向に変位している免震装置４を例示している。

免震装置４を構成する回転軸は、例えば海側部分６ａの回転に対して減衰力および復元力を付加する構成を有していることが望ましい。

この実施形態では固定機構１１により海側部分６ａと陸側部分６ｂとが直接的に連結されている。固定機構１１は例えば金属製の構造物で構成することができる。地震の振動により固定機構１１は破壊されることで固定状態から固定解除状態に受動的に切り替えられる。能動的に構造物による固定を解除する構成を固定機構１１が有していてもよい。

上記のとおり免震装置４は、海側部分６ａと陸側部分６ｂとが相対的に位置を変化させることができる構成を有していればよい。免震装置４の変形方向または変位方向は、横行方向ｘまたは走行方向ｙまたは上下方向ｚのいずれでもよく、またこれらの組み合わせにより規定される方向であってもよく、これらの方向を中心とする回転方向であてもよい。

１ 岸壁クレーン
２ 脚構造体
３ 走行装置
４ 免震装置
５ 脚
５ａ 海側脚
５ｂ 陸側脚
６ 水平部材
６ａ 海側部分
６ｂ 陸側部分
７ 斜材
８ ガーダ
９ ブーム
１０ レール
１１ 固定機構
１２ 第二免震装置
１３ 第二固定機構
１４ 岸壁
１５ シャシ
１６ コンテナ船
ｘ 横行方向
ｙ 走行方向
ｚ 上下方向
Ｓ 安全領域

Claims (7)

1. 一対の海側脚と一対の陸側脚とを有するとともに前記海側脚と前記陸側脚とを連結する水平部材を有する脚構造体と、この脚構造体の下端に設置される走行装置と、免震装置とを備える岸壁クレーンにおいて、
   前記水平部材が延設方向に沿って形成される海側部分と陸側部分とを有していて、前記海側部分と前記陸側部分との間に配置される構成を前記免震装置が有していて、
   前記免震装置に連結される前記海側部分の端部と、前記免震装置に連結される前記陸側部分の端部とを相対的に少なくとも上下方向に移動可能な状態で、前記海側部分および前記陸側部分に連結される構成を前記免震装置が有していて、
   前記免震装置が、前記水平部材の延設方向から上下方向に所定の角度傾いた斜め方向に伸縮する伸縮シリンダで構成されることを特徴とする岸壁クレーン。
2. 一対の海側脚と一対の陸側脚とを有するとともに前記海側脚と前記陸側脚とを連結する水平部材を有する脚構造体と、この脚構造体の下端に設置される走行装置と、免震装置とを備える岸壁クレーンにおいて、
   前記水平部材が延設方向に沿って形成される海側部分と陸側部分とを有していて、前記海側部分と前記陸側部分との間に配置される構成を前記免震装置が有していて、
   前記免震装置に連結される前記海側部分の端部と、前記免震装置に連結される前記陸側部分の端部とを相対的に少なくとも上下方向に移動可能な状態で、前記海側部分および前記陸側部分に連結される構成を前記免震装置が有していて、
   前記免震装置が、前記水平部材を直角に横断する走行方向を中心軸とする回転軸で構成されることを特徴とする岸壁クレーン。
3. 前記脚構造体と前記走行装置との間に設置される第二免震装置と、前記脚構造体と前記走行装置との相対位置を固定する固定状態と固定を解除する固定解除状態とを切替可能に構成される第二固定機構とを備える請求項１または２に記載の岸壁クレーン。
4. 一対の海側脚と一対の陸側脚とを有するとともに前記海側脚と前記陸側脚とを連結する水平部材を有する脚構造体と、この脚構造体の下端に設置される走行装置と、免震装置とを備える岸壁クレーンの制御方法において、
   前記水平部材が延設方向に沿って形成される海側部分と陸側部分とを有していて、前記海側部分と前記陸側部分との間に前記免震装置が予め設置されていて、
   前記免震装置が、前記水平部材の延設方向から上下方向に所定の角度傾いた斜め方向に伸縮する伸縮シリンダで構成されていて、
   地震が発生した際に前記海側部分と前記陸側部分の相対位置を前記免震装置の作動により変化させることで前記岸壁クレーンの振動を抑制する構成を有していて、
   前記免震装置の作動により、前記免震装置に連結される前記海側部分の端部と、前記免震装置に連結される前記陸側部分の端部とを相対的に少なくとも上下方向に移動可能な状態とすることを特徴とする岸壁クレーンの制御方法。
5. 一対の海側脚と一対の陸側脚とを有するとともに前記海側脚と前記陸側脚とを連結する水平部材を有する脚構造体と、この脚構造体の下端に設置される走行装置と、免震装置とを備える岸壁クレーンの制御方法において、
   前記水平部材が延設方向に沿って形成される海側部分と陸側部分とを有していて、前記海側部分と前記陸側部分との間に前記免震装置が予め設置されていて、
   前記免震装置が、前記水平部材を直角に横断する走行方向を中心軸とする回転軸で構成されていて、
   地震が発生した際に前記海側部分と前記陸側部分の相対位置を前記免震装置の作動により変化させることで前記岸壁クレーンの振動を抑制する構成を有していて、
   前記免震装置の作動により、前記免震装置に連結される前記海側部分の端部と、前記免震装置に連結される前記陸側部分の端部とを相対的に少なくとも上下方向に移動可能な状態とすることを特徴とする岸壁クレーンの制御方法。
6. 前記脚構造体と前記走行装置との間に設置される第二免震装置と、前記脚構造体と前記走行装置との相対位置を固定する固定状態と固定を解除する固定解除状態とを切替可能に構成される第二固定機構とが予め設置されている請求項４または５に記載の岸壁クレーンの制御方法。
7. 一対の海側脚と一対の陸側脚とを有するとともに前記海側脚と前記陸側脚とを連結する水平部材を有する脚構造体と、この脚構造体の下端に設置される走行装置と、免震装置とを備える岸壁クレーンの制御方法において、
   前記水平部材が延設方向に沿って形成される海側部分と陸側部分とを有していて、前記海側部分と前記陸側部分との間に前記免震装置が予め設置されていて、
   地震が発生した際に前記海側部分と前記陸側部分の相対位置を前記免震装置の作動により変化させることで前記岸壁クレーンの振動を抑制する構成を有していて、
   前記水平部材または前記免震装置に固定機構が予め設置されていて、
   前記固定機構により、前記海側部分と前記陸側部分との相対位置を固定する固定状態と、前記海側部分と前記陸側部分との相対位置の固定を解除する固定解除状態とが切り替えられる構成を有していて、
   前記脚構造体と前記走行装置との間に設置される第二免震装置と、前記脚構造体と前記走行装置との相対位置を固定する固定状態と固定を解除する固定解除状態とを切替可能に構成される第二固定機構とが予め設置されていて、
   前記固定機構と前記第二固定機構とが、異なるタイミングで固定状態と固定解除状態とを切り替えることを特徴とする岸壁クレーンの制御方法。

Images