JP2000318976A - 船上門型クレーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 船上クレーンにおいて重量物の荷役中に船体
の傾きをできるだけ抑制したものを提供する。 【解決手段】 船体の両方の舷側に設けたレール上を走
行する門型クレーンにおいて、舷側から突き出した部分
を有するガーダーとこれを横行するトロリーとを設け、
前記トロリーには巻き上げロープを介して荷物吊り具を
結合するとともに、前記ガーダー上または船体の両方の
舷側間を移動することによりトロリーから吊った荷物の
荷重による船体の傾きを修正するカウンターウェイトを
設け、前記カウンターウェイトは水タンクによって構成
されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパレット、コンテナ
などに収容された荷物の荷役を行なうのに特に適した船
上門型クレーンに関するものであって、特に重量物積載
時に傾斜角が大きくなる小型船舶に適するものである。

【０００２】

【従来の技術】荷役のためのクレーンは港湾に設備され
たものを使用することが多いが、船体に設備されたもの
を使用すると岸壁の場所の制約を受けることなく荷役が
可能となり便利である。特に一定の形状のパレット、コ
ンテナなどを取り扱う船においては、専用の機能を有す
るクレーンを設ければよいので荷役作業の能率からも好
ましい。ところでパレット、コンテナなどの荷物は単位
重量が大きくなるので、船体に設けたクレーンを使用し
た場合、荷役時の船体の傾きが問題になる。外国航路の
大型船ではさして問題でなくても国内運送用の比較的小
型の船舶では影響が大きい。たとえば鋼板コイルは１個
でも２０トンに及ぶものもあるが、これを複数個パレッ
トに乗せて船に積込み、国内の工場間で運搬することが
行なわれている。このような場合、もともと重量物であ
るものを複数個まとめて吊り上げることになり、船体の
傾斜のため船上クレーンの使用は困難となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題から、船上クレーンにおいて重量物の荷役中に船体
の傾きをできるだけ抑制したものを提供することを課題
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、船体の両方の舷側に設けたレール上
を走行する門型クレーンにおいて、舷側から突き出した
部分を有するガーダーとこれを横行するトロリーとを設
け、前記トロリーには巻き上げロープを介して荷物吊り
具を結合するとともに、前記ガーダー上を前記トロリー
と干渉することなく横行することによりトロリーから吊
った荷物の荷重による船体の傾きを修正するカウンター
ウェイトを設け、前記カウンターウェイトは水タンクに
よって構成されていることを特徴とする船上門型クレー
ンである。

【０００５】また、船体の両方の舷側に設けたレール上
を走行する門型クレーンにおいて、舷側から突き出した
部分を有するガーダーとこれを横行するトロリーとを設
け、前記トロリーには巻き上げロープを介して荷物吊り
具を結合するとともに、船体の両方の舷側間に設けたレ
ール上を横行することによりトロリーから吊った荷物の
荷重による船体の傾きを修正するカウンターウェイトを
設け、前記カウンターウェイトは水タンクによって構成
されたことを特徴とする船上門型クレーンである。

【０００６】またさらに、船体の両方の舷側に設けたレ
ール上を走行する門型クレーンにおいて、舷側から突き
出した部分を有するガーダーとこれを横行するトロリー
とを設け、前記トロリーには巻き上げロープを介して荷
物吊り具を結合するとともに、船体の中心線上に設けた
回転軸から延びたアームの先に取り付けられて両方の舷
側間を移動することによりトロリーから吊った荷物の荷
重による船体の傾きを修正するカウンターウェイトを設
け、前記カウンターウェイトは水タンクによって構成さ
れたことを特徴とする船上門型クレーンである。

【０００７】また上記各船上門型クレーンにおいて、ガ
ーダーの両方の舷側から突き出した部分は、折り曲げ可
能になっていること、前記トロリーと荷物吊り具との間
に、垂直軸の周りに回転して荷物の方向を変える旋回装
置を設けたことも特徴とする。

【０００８】また上記それぞれの船上門型クレーンにお
いて、トロリーの横行およびカウンターウェイトの移動
のための駆動装置にそれぞれ位置信号発信器を結合し、
これらの信号により船体の中心線位置からのトロリーお
よびカウンターウェイトの距離をそれぞれ求めるととも
に、吊り荷の重量を計測してトロリーの荷重を求め、前
記船体の中心線位置からのトロリーの位置と前記トロリ
ーの荷重との積によりトロリーによるモーメントを算出
し、前記トロリーによるモーメントを予め知られたカウ
ンターウェイト重量により割った値と前記船体の中心線
位置からのカウンターウェイトの距離と差を最小にする
ようにカウンターウェイト位置を制御することを特徴と
する船上門型クレーンの制御方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の船上門型クレーン
の例を示す正面図、図２は図１の船上門型クレーンの平
面図である。船上クレーンには種々の形式があるが、重
量物を取り扱うこと、吊り上げた荷物の方向が一定にで
きることなどから本発明においては門型クレーンを採用
する。この門型クレーンは船体の両方の舷側に設けたレ
ール８の上を走行するようになっており、両側の脚部２
を結んでガーダー３が設けられている。このガーダーに
は図示しないレールが設けられてトロリー４が横行する
ようになっており、このトロリーには巻き上げロープ５
を介してスプレッダーやフックなどの荷物吊り具６が結
合されている。これらによって、門型クレーン本体（ガ
ントリー）の走行、トロリーの走行、巻き上げロープの
操作によりパレットなどの荷物１を岸壁９と船倉１０と
の間で積降ろしできる。

【００１０】上記のガーダーは、荷物を岸壁から吊り上
げたり岸壁に吊り降ろすため脚部の間隔より長くして船
体より突き出している必要がある。しかしながら舷側よ
り突き出したガーダーは航海中の船の安定性を損なうお
それがあるので、両方の舷側から突き出した部分は航海
中は垂直方向に折り曲げ可能になっていることが好まし
い。たとえばヒンジ１１を介してガーダーの突き出し部
分、すなわちカンチレバー７を回転可能に結合し、ガー
ダー本体部分と連続した状態の水平方向から下方に垂直
近くまで曲げられるようにすればよい。この場合荷役時
には前記トロリー４がガーダー本体部分とカンチレバー
７の部分とを連続して横行できるようにレールが連続す
るようにする。このカンチレバーの曲げ動作はこの例で
はワイヤロープ１２により上方から行なうようになって
いるが、油圧シリンダーやリンク機構を設けて下側から
クレーンの脚部２により支持する方法も採用できる。ま
た上記ワイヤロープによる支持と油圧シリンダなどによ
る支持と併用することもできる。なおガーダーやカンチ
レバーの水平方向の幅が狭い場合には、上記のようなカ
ンチレバーを下部に向けて回転する方法の他に、垂直な
回転軸により結合して水平方向に回転させることもでき
る。

【００１１】このようにして船上門型クレーンにより岸
壁と船の間で荷物の積降ろしができるが、本発明におい
てはさらにトロリー４から吊った荷物の荷重による船体
の傾きを修正するカウンターウェイト１３を設ける。カ
ウンターウェイトは前記カンチレバー７を含むガーダー
３上を横行するように設けられ、荷物１を吊って移動す
るトロリー４と船の中心線を挟んで逆方向に移動し、船
体の傾きを修正する。カウンターウェイト１３はガーダ
ー上を移動するさいトロリー４と干渉することなく、ど
ちら側の舷側方向へも移動できる必要がある。したがっ
てガーダー上においてトロリーのレールを下側、カウン
ターウェイトのレールを上側に設けて、図１に示したよ
うに上下で交差して横行できるようにすればよい。また
ガーダーの幅寸法が大きい場合には、船の前後方向に平
行してガーダー上にトロリーとカウンターウェイトのレ
ールを設けることもできる。カウンターウェイトの重量
は吊り荷、荷物吊り具、トロリーや後に述べる旋回装置
などの合計重量（以下、トロリーの荷重と称する）に見
合うのが好ましいが、これより少なくても船体の傾斜を
減少させる効果は充分あり、目的を達することができ
る。

【００１２】またカウンターウェイトは前記のような門
型クレーンのガーダー上を横行するものでなく、船体の
両舷側間、たとえば甲板位置において船の幅方向に設け
たレール上を横行するものであってもよい。図３はこの
ようなカウンターウェイト２１を設置した例を示す正面
図であって、船首や船尾に近い船倉の無い部分に設け
る。この場合ガーダー３上に設けるものに比べてクレー
ン自体にかかる荷重がカウンターウェイトの分だけ少な
くなる利点がある。他方、場合によっては荷物の積み降
ろしの邪魔になったり積み荷のスペースが少なくなると
いう問題はある。

【００１３】またカウンターウェイトの他の例として、
船体の中心線上に設けた回転軸から延びたアームの先に
取り付けられて両方の舷側間を移動するものであっても
よい。図４はこのようなカウンターウェイト２２を示す
平面図であって、船体は船尾に近い部分のみを示してい
る。図４において２３は回転軸、２４はアームであっ
て、回転軸の周りに１８０度の範囲で回転することによ
りカウンターウェイト２２は両方の舷側の間を移動でき
る。

【００１４】さらに本発明においては前記カウンターウ
ェイトは水タンクによって構成されていることを特徴と
する。カウンターウェイトの重量がそのままであると航
海中は無駄な荷重となるばかりでなく、特に門型クレー
ンのガーダー上を横行するカウンターウェイトの場合は
船の重心を高くしてローリングに対する安定性を悪化さ
せる。これに対しカウンターウェイトを水タンクによっ
て構成して荷役の時にのみこれに水を入れ、航海の時は
排水して空にすれば上記のような問題を回避できる。水
タンクには淡水に限らず必要な防蝕対策を講じることに
よって海水も使用できる。

【００１５】前記したようにカウンターウェイトは荷物
１を吊って移動するトロリー４と船の中心線を挟んで逆
方向に移動し、平衡をとるようにして船体の傾きを修正
する。このさいのカウンターウェイトの移動の制御方法
は本発明において特に限定するものではないが、図５の
ブロックダイヤグラムによって以下に説明するような方
法によれば、吊り下げた荷物の重量と位置に応じてカウ
ンターウェイトの位置を調整できて好ましい。

【００１６】すなわち、まずトロリーの横行位置とカウ
ンターウェイトの移動位置を把握する必要があるが、こ
のためトロリーおよびカウンターウェイトの移動のため
の駆動装置にそれぞれ位置信号発信器を結合する。図５
においてトロリー横行位置計測３１とカウンターウェイ
ト位置計測３６で示したものがこれらの位置信号発信器
に該当する。トロリーやカウンターウェイトのレール上
の走行は車輪を駆動したり、別途ラックレールを設けて
これにピニオンを噛み合わて回転することにより行なわ
れるが、たとえばモーターからの動力伝達機構に含まれ
る歯車の歯の部分に近接スイッチを対向させて回転に伴
ってパルス信号が発生するようにすればよい。これとモ
ーターの回転方向の信号とを組合せて車輪などが正転・
逆転を繰り返したときパルス積算値の加算・減算を繰り
返し、走行位置を把握することができる。特にたとえば
船体の中心線位置にリミットスイッチを設けてここを通
過したとき信号が出るようにしておけば、リミットスイ
ッチが信号を発生してからのパルス積算値によってその
ときの船体中心線からの距離が求められる。

【００１７】また上記のトロリーなどの位置計測方法に
おいて、歯車に近接スイッチを設ける方法に代えて駆動
装置のいずれかの回転軸にロータリーエンコーダーを結
合してもよい。ロータリーエンコーダーは回転位置を番
地の数値として出力するから、車輪などが正転・逆転を
繰り返したとき数値の加算・減算が繰り返されて走行位
置を把握することができる。すなわちこの場合にはモー
タの回転方向の信号を使用する必要が無い。

【００１８】またカウンターウェイトとして図４に示し
たような回転軸から延びたアームの先に取り付けられて
両方の舷側間を移動するものを使用する場合も前記のカ
ウンターウェイトの位置計測方法と同様の方法で回転軸
の回転位置を検出すればよい。ただしカウンターウェイ
トの船体中心線からの距離は、中心線位置からの回転角
度のサインに比例した値になるのでそのような演算をす
る必要がある。

【００１９】一方、吊り荷の重量を計測してあらかじめ
判っているトロリー本体の自重と併せてトロリーの荷重
を求める必要がある。図５においてトロリー荷重計測３
２で示したのがこれに該当し、たとえばトロリーと荷物
吊り具の間の荷物の荷重が掛かる部材にロードセルを取
り付け、吊り荷の重量を測定する。ロードセルにより測
定されないトロリーの自重などはあらかじめ判っている
ので、吊り荷の重量と合わせてトロリーの荷重を求め
る。

【００２０】次に前記の船体の中心線位置からのトロリ
ーの位置とトロリーの荷重との積を乗算回路３３に入力
しトロリーによるモーメントを算出する。一方このモー
メントの値とカウンターウェイト重量３４とを割算回路
３５に入力し、カウンターウェイトがあるべき位置を求
める。これと先に求めたカウンターウェイトの船体中心
線からの距離とを差動増幅器３７に入力し、これからカ
ウンターウェイト移動指令を出力する。これによってカ
ウンターウェイト位置はトロリーのモーメントによる船
体の傾きを最小にするように常に制御されることにな
る。なお図５において破線３８は回路自体の構成ではな
く機械的なフィードバックを示している。また図５にお
いてカウンターウェイト重量３４は既知のものとして記
載しているが、先に述べた吊り荷の重量を計測する方法
と同様に計測によって求めてもよい。また図５はアナロ
グ演算回路による構成を示しているがディジタル演算装
置による制御でも良いことは当然である。

【００２１】また本発明の船上門型クレーンにおいて
は、トロリー４と荷物吊り具６との間に荷物の方向を垂
直軸の周りに回転する旋回装置を設けることが好まし
い。すなわち本発明の船上門型クレーンを設置した船舶
は先に述べたように主にパレット、コンテナなどを積み
荷の対象としてしている。これら積み荷は一般に水平投
影面において一辺が長い長方形をしており、本発明が対
象としている比較的小型の船舶においてはバランスの点
から船の幅方向が長辺になるように積載される。したが
って荷物の向きを変えずに積降ろしをしようとすると、
岸壁における荷物の向きは短辺方向を船の前後方法にし
なければならない。この場合、長辺方向が船の前後方法
の場合に比べてガーダーの突出し長さを長くしないと荷
物を吊ることができず、荷役時に船体の傾斜がますます
大きくなることになる。この問題の対策として荷物を吊
った状態で垂直軸の周りに回転できるようにして、岸壁
における荷物の向きを長辺方向が船の前後方法になるよ
うにすればよい。この場合回転角度は少なくとも９０度
あればよい。

【００２２】図１に示した船上門型クレーンはこのよう
な旋回装置を設けた例を示している。すなわち垂直軸の
周りに回転する旋回コラム１５がトロリー４から垂下し
ており、これの先に旋回テーブル１４が結合されてい
る。この旋回コラム１５はトロリーに搭載された図示し
ない回転機構により旋回できる。旋回テーブル１４の上
にはワイヤロープの巻き上げ装置１６が設けられ、これ
から垂下したワイヤロープ５の先にスプレッダーやフッ
クなどの荷物吊り具６が結合されている。旋回装置は図
１に示したものに限らず各種の機構のものが使用可能で
ある。

【００２３】

【発明の効果】本発明の船上門型クレーンによればクレ
ーンで吊った積み荷の移動に応じてカウンターウェイト
を移動させるようにしたので、パレットやコンテナのよ
うな重量がある荷物の荷役時においても船体の傾斜を少
なくできる。またカウンターウェイトは水タンクによっ
て構成されているので、荷役時以外は空にすることによ
りカウンターウェイトによる無駄な荷重を回避し、また
門型クレーンのガーダー上を横行するカウンターウェイ
トにおいては船の重心が高くなってローリングに対する
安定性が悪化するのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の船上門型クレーンの例を示す正面図

【図２】図１の船上門型クレーンの平面図

【図３】本発明の船上門型クレーンの他の例を示す正面
図

【図４】本発明の船上門型クレーンの他の例を示す平面
図

【図５】カウンターウェイト位置の制御方法を説明する
ブロックダイヤグラム

【符号の説明】

１ 荷物 ２ 脚部 ３ ガーダー ４ トロリー ５ 巻き上げロープ ６ 荷物吊り具 ７ カンチレバー ８ レール ９ 岸壁 １０ 船倉 １１ ヒンジ １２ ワイヤロープ １３ カウンターウェイト １４ 旋回テーブル １５ 旋回コラム １６ 巻き上げ装置 ２１、２２ カウンターウェイト ２３ 回転軸 ２４ アーム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船体の両方の舷側に設けたレール上を走
   行する門型クレーンにおいて、舷側から突き出した部分
   を有するガーダーとこれを横行するトロリーとを設け、
   前記トロリーには巻き上げロープを介して荷物吊り具を
   結合するとともに、前記ガーダー上を前記トロリーと干
   渉することなく横行することによりトロリーから吊った
   荷物の荷重による船体の傾きを修正するカウンターウェ
   イトを設け、前記カウンターウェイトは水タンクによっ
   て構成されていることを特徴とする船上門型クレーン。
2. 【請求項２】 船体の両方の舷側に設けたレール上を走
   行する門型クレーンにおいて、舷側から突き出した部分
   を有するガーダーとこれを横行するトロリーとを設け、
   前記トロリーには巻き上げロープを介して荷物吊り具を
   結合するとともに、船体の両方の舷側間に設けたレール
   上を横行することによりトロリーから吊った荷物の荷重
   による船体の傾きを修正するカウンターウェイトを設
   け、前記カウンターウェイトは水タンクによって構成さ
   れたことを特徴とする船上門型クレーン。
3. 【請求項３】 船体の両方の舷側に設けたレール上を走
   行する門型クレーンにおいて、舷側から突き出した部分
   を有するガーダーとこれを横行するトロリーとを設け、
   前記トロリーには巻き上げロープを介して荷物吊り具を
   結合するとともに、船体の中心線上に設けた回転軸から
   延びたアームの先に取り付けられて両方の舷側間を移動
   することによりトロリーから吊った荷物の荷重による船
   体の傾きを修正するカウンターウェイトを設け、前記カ
   ウンターウェイトは水タンクによって構成されたことを
   特徴とする船上門型クレーン。
4. 【請求項４】 ガーダーの両方の舷側から突き出した部
   分は、折り曲げ可能になっていることを特徴とする請求
   項１ないし３のいずれかに記載の船上門型クレーン。
5. 【請求項５】 トロリーと荷物吊り具との間に、垂直軸
   の周りに回転して荷物の方向を変える旋回装置を設けた
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
   船上門型クレーン。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の船
   上門型クレーンにおいて、トロリーの横行およびカウン
   ターウェイトの移動のための駆動装置にそれぞれ位置信
   号発信器を結合し、これらの信号により船体の中心線位
   置からのトロリーおよびカウンターウェイトの距離をそ
   れぞれ求めるとともに、吊り荷の重量を計測してトロリ
   ーの荷重を求め、前記船体の中心線位置からのトロリー
   の位置と前記トロリーの荷重との積によりトロリーによ
   るモーメントを算出し、前記トロリーによるモーメント
   を予め知られたカウンターウェイト重量により割った値
   と前記船体の中心線位置からのカウンターウェイトの距
   離と差を最小にするようにカウンターウェイト位置を制
   御することを特徴とする船上門型クレーンの制御方法。