(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記支持リンクの起立状態では、前記第2起倒用シリンダを作動する作動流体の圧力は、通常作動時の圧力と比較して低く設定されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の船上クレーン装置。
前記フレームは、前記第1起倒用シリンダ及び前記第2起倒用シリンダが最収縮状態に設定されることによって、略水平に保持される下部格納姿勢をとることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の船上クレーン装置。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、図面を参照して、本発明の実施形態に係る船上クレーン装置100について説明する。
【0011】
船上クレーン装置100は、海洋調査船、海洋観測船、海洋研究船等の船舶1の船尾に設置され、船舶1のデッキ2に載置された各種機器5(搬送物)を海に投入したり、海に投入した機器5を引き揚げデッキ2に戻したりするものである。
【0012】
図1〜4を参照して、船上クレーン装置100について説明する。
【0013】
船上クレーン装置100は、船舶1のデッキ2上に配置される架台3に回動自在に支持される門型のフレーム10と、フレーム10を起倒する駆動機構30と、機器5を吊り下げ可能であり、フレーム10に脱着可能に接続されるアタッチメント50と、を備える。
【0014】
図1に示すように、フレーム10は、一端側が架台3に軸10aを中心に回動自在に支持される一対の脚部11,12と、一対の脚部11,12を連結する連結部13と、を有する。なお、
図2,8,及び9では連結部13の図示を省略している。
【0015】
駆動機構30は、一対の脚部11,12のそれぞれに設けられる。一対の脚部11,12にそれぞれ設けられる駆動機構30は同一の構成であるため、以下では、脚部11に設けられる駆動機構30について説明する。
図2に示すように、駆動機構30は、脚部11に回動自在に連結されたメインリンク31と、架台3とメインリンク31との間に回動自在に連結されフレーム10を傾倒する第1起倒用シリンダ32と、メインリンク31と脚部11との間に回動自在に連結されフレーム10を傾倒する第2起倒用シリンダ33と、を備える。
【0016】
メインリンク31は、略L字型の部材であり、一端側が脚部11に軸31aを中心に回動自在に連結される。
【0017】
第1起倒用シリンダ32は、シリンダチューブに対する作動油の給排によって伸縮作動するものであり、一端側が架台3に軸32aを中心に回動自在に連結され、他端側がメインリンク31の他端側に軸32bを中心に回動自在に連結される。
【0018】
第2起倒用シリンダ33は、シリンダチューブに対する作動油の給排によって伸縮作動するものであり、一端側がメインリンク31の他端側に軸33aを中心に回動自在に連結され、他端側が脚部11の先端側に軸33bを中心に回動自在に連結される。
【0019】
図3及び4に示すように、アタッチメント50は、機器5を吊り下げ可能なビーム51と、ビーム51の両端に設けられたアダプタ52と、を備える。ビーム51は、アダプタ52を介してフレーム10に接続される。機器5は、ドッキングヘッド53を介してビーム51に吊り下げられる。
【0020】
ドッキングヘッド53は、ヒンジ54を介してビーム51に揺動自在に連結される。ドッキングヘッド53の揺動方向は、
図3及び4において紙面垂直方向である。機器5は、フレーム10によって搬送される際には、ドッキングヘッド53の下部に設けられたラッチ55を介してドッキングヘッド53に連結され、海に投入される際には、ドッキングヘッド53から切り離されてドッキングヘッド53に設けられたシーブ56を介して繰り出されるロープに吊り下げられる。ドッキングヘッド53には、振れを防止するための一対の油圧シリンダ57が設けられる。
【0021】
図2,5,及び6を参照して、駆動機構30の駆動によるフレーム10の回動動作について説明する。なお、
図5及び6では、アタッチメント50及びドッキングヘッド53の図示を省略している。
【0022】
船上クレーン装置100を使用しないときには、
図2に示すように、第1起倒用シリンダ32と第2起倒用シリンダ33は双方とも最収縮状態に設定され、フレーム10はデッキ2に近い位置に格納された下部格納姿勢となる。下部格納姿勢では、メインリンク31、第1起倒用シリンダ32、及び第2起倒用シリンダ33はデッキ2と略平行となり、フレーム10は略水平に保持される。下部格納姿勢では、第1起倒用シリンダ32と第2起倒用シリンダ33は双方とも最収縮状態であって、それぞれのピストンロッドがストロークエンドに達しているため、フレーム10は安定して格納される。
【0023】
船上クレーン装置100を使用して機器5を搬送する際には、まず、
図5に示すように第1起倒用シリンダ32を駆動する。第1起倒用シリンダ32が伸長作動するのに伴って、フレーム10は下部格納姿勢から起立する。第1起倒用シリンダ32が最伸長状態となると、フレーム10は略90度回動した状態となる(
図5に示す状態)。第1起倒用シリンダ32が最伸長状態となった後、第2起倒用シリンダ33を駆動する。第2起倒用シリンダ33が伸長作動するのに伴って、フレーム10は海側へと振り出される。第2起倒用シリンダ33が最伸長状態となると、フレーム10は最大振出状態となり、略145度回動した状態となる(
図6に示す状態)。このように、メインリンク31、第1起倒用シリンダ32、及び第2起倒用シリンダ33を用いることによって、フレーム10をデッキ2と略平行な下部格納姿勢から略145度まで回動させることが可能となる。
【0024】
ここで、フレーム10がデッキ2上に格納された下部格納姿勢の状態(
図2に示す状態)では、デッキ2上の作業スペースが狭くなってしまう。また、デッキ2上に多くの機器や機材が置かれている場合には、フレーム10を最大振出位置から下部格納姿勢に戻すことができない。この対策として、フレーム10はデッキ2上に格納されない
図7に示す上部格納姿勢を有する。
【0025】
以下では、主に
図7を参照して、上部格納姿勢について説明する。
【0026】
船上クレーン装置100は、フレーム10の上部格納姿勢を保持するための機構として、メインリンク31に回動自在に連結され起立状態でフレーム10を支持する支持リンク40と、メインリンク31に取り付けられ支持リンク40を起倒する支持用アクチュエータとしての支持用シリンダ41と、を備える。
【0027】
支持リンク40の基端部には、メインリンク31を挿通する軸42aを中心に回転自在な回転板42が設けられる。回転板42の外周面には、径方向に突出する突出部42bが形成される。
【0028】
支持用シリンダ41は、シリンダチューブに対する作動油の給排によって伸縮作動するものであり、一端側がブラケット43を介してメインリンク31に軸41aを中心に回動自在に連結され、他端側が回転板42の突出部42bに軸41bを中心に回動自在に連結される。
【0029】
支持リンク40は、支持用シリンダ41の伸縮作動に伴う回転板42の回転によって、軸42aを中心に回動する。支持リンク40の自由端側である先端部には、突起部40aが形成される。フレーム10の脚部10には、支持リンク40が起立した状態で、支持リンク40の突起部40aが係合可能な凹部45aを有する係合受部45が設けられる。なお、脚部12に設けられる駆動機構30にも、同様に支持リンク40及び支持用シリンダ41が設けられる。
【0030】
フレーム10が上部格納姿勢をとる場合の船上クレーン装置100の動作について説明する。
【0031】
フレーム10が上部格納姿勢以外の場合には、
図2,5,及び6に示すように、支持用シリンダ41は最伸長状態に設定され、支持リンク40はメインリンク31に沿った状態で保持される。このように、支持リンク40は、未使用の場合にはメインリンク31に沿った状態で保持されるため、フレーム10が通常の回動動作を行う場合にフレーム10に干渉するようなことはない。
【0032】
フレーム10が上部格納姿勢をとる場合には、第1起倒用シリンダ32を最収縮状態に設定すると共に、第2起倒用シリンダ33を伸長状態に設定する。この際、フレーム10は、次に支持リンク40が起立される際に支持リンク40の先端側がフレーム10に干渉しない程度まで、第2起倒用シリンダ33によって起立される。
【0033】
次に、支持用シリンダ41を収縮作動させることによって、支持リンク40を軸42aを中心に回動させて起立させる。支持用シリンダ41が最収縮状態となると、支持リンク40は最大起立状態となり、メインリンク31から略45度回動した状態となる(
図7に示す状態)。
【0034】
この状態から第2起倒用シリンダ33を収縮作動させてフレーム10をゆっくりと倒し、係合受部45の凹部45aに支持リンク40の突起部40aを係合させる(
図7に示す状態)。これにより、フレーム10は上部格納姿勢となる。このように、第1起倒用シリンダ32が最収縮状態かつ第2起倒用シリンダ33が伸長状態において、支持リンク40が起立してフレーム10を支持することによって、フレーム10は上部格納姿勢をとる。
【0035】
ここで、仮に、支持リンク40を用いず、メインリンク31、第1起倒用シリンダ32、及び第2起倒用シリンダ33にてフレーム10が上部格納姿勢をとった場合には、第1起倒用シリンダ32は最収縮状態であり、ピストンロッドがストロークエンドに達しているため、それ以上収縮することはない。一方、第2起倒用シリンダ33は伸長状態であるため、上部格納姿勢を長時間保持した場合には、第2起倒用シリンダ33の圧力室から作動油がリークして、フレーム10が徐々に下降してしまうおそれがある。しかし、本実施形態では、支持リンク40によってフレーム10が支持されるため、フレーム10が徐々に下降するおそれはなく、フレーム10は安定してデッキ2の上方に格納される。
【0036】
係合受部45の凹部45aに支持リンク40の突起部40aを係合させてフレーム10を上部格納姿勢とする際に、第2起倒用シリンダ33の収縮作動の推力が大きい場合には、支持リンク40を通じて支持用シリンダ41に大きな荷重が作用し、支持用シリンダ41が破損するおそれがある。このような事態を避けるため、支持リンク40が起立した状態では、第2起倒用シリンダ33を作動する作動油の圧力は、通常作動時の圧力よりも低く設定される。このように、支持リンク40の起立状態ではインターロック機能が作用する。
【0037】
次に、
図1〜4及び8を参照して、フレーム10へアタッチメント50を接続するための接続機構について説明する。
【0038】
フレーム10は、脚部11,12における互いに対向する内面11a,12aに突出して設けられアタッチメント50を支持するための円柱状の支持ピン60を備える。一対の脚部11,12のそれぞれに設けられる支持ピン60は、互いに対向して設けられる。
【0039】
図2に示すように、アタッチメント50のアダプタ52は、支持ピン60が相対回転可能に挿入される開口部70を備える。開口部70は、支持ピン60を内部へ導くための入口部70aと、支持ピン60の外周面が摺接する円弧部70bと、を有する。
【0040】
図1,2,及び4に示すように、アタッチメント50は、フレーム10に接続される前は、支持台80を介してデッキ2に配置される。具体的には、ドッキングヘッド53が連結されたビーム51が支持台80上に載置されることによって、アタッチメント50はデッキ2に配置される。アタッチメント50は、
図1に示すように、一対の脚部11,12の間に、かつビーム51がフレーム10の連結部13と平行になるように配置される。なお、この状態では、機器5はまだドッキングヘッド53に連結されない。
【0041】
支持台80を介してアタッチメント50をデッキ2に配置するのは、ドッキングヘッド53の底部にはラッチ55が設けられているため、ドッキングヘッド53を直接デッキ2に配置することができないためである。したがって、ドッキングヘッド53が直接デッキ2に配置することが可能な構造であれば、支持台80は不要となる。
【0042】
アタッチメント50が支持台80を介してデッキ2に配置された状態では、
図2に示すように、開口部70は入口部70aがデッキ2に向かって開口し、かつフレーム10の回動による支持ピン60の軌道上に位置する。この状態で、フレーム10が略水平に保持された下部格納姿勢から回動する過程で、支持ピン60がアダプタ52の開口部70に挿入されることによって、アタッチメント50はフレーム10に掬い上げられて接続される。このように、フレーム10を回動させるだけでアタッチメント50をフレーム10に接続することができる。
図8(A)は、支持ピン60が開口部70に挿入されてアタッチメント50がフレーム10に掬い上げられる直前の状態を示し、
図8(B)及び
図3は、アタッチメント50がフレーム10に掬い上げられた後の状態を示す。
【0043】
開口部70の入口部70aは、支持ピン60を内部へ導き易くするためにテーパ状に形成される。開口部70の円弧部70bは、支持ピン60の外周面が滑らかに摺接するように、支持ピン60の外径よりも大きい内径を有する。
【0044】
アタッチメント50がフレーム10に掬い上げられた後は、アダプタ52の開口部70に対して相対回転可能に挿入された支持ピン60にてアタッチメント50及びドッキングヘッド53の自重が支持される。そのため、
図8(A)及び(B)からわかるように、フレーム10の回動の過程で、支持ピン60は開口部70内を相対回転するため、アダプタ52の姿勢は変化しない。
【0045】
船上クレーン装置100は、フレーム10にアタッチメント50が接続された後に、フレーム10にアタッチメント50を固定するためのロック装置81を備える。以下では、
図1,2及び8を参照して、ロック装置81を用いたロック機構について説明する。
【0046】
ロック装置81は、脚部11,12に設けられフレーム10にアダプタ52を固定するためのロックピン82と、ロックピン82を前進させるためのロックピン駆動装置としての油圧シリンダ83と、を備える。
【0047】
油圧シリンダ83は、脚部11,12の上面に配置され、シリンダチューブに対する作動油の給排によって伸縮作動する。ロックピン82は、油圧シリンダ83のピストンロッド先端に連結され、油圧シリンダ83の伸縮作動に伴って前進又は後退する。油圧シリンダ83は、デッキ2上に配置される操作盤を操作することによって作動する。油圧シリンダ83は、通常状態では収縮状態であり、フレーム10にアダプタ52を固定する際には、操作盤の操作によって伸長作動してロックピン82を前進させる。
【0048】
フレーム10は、脚部11,12の内面11a,12aに設けられフレーム10に対するアダプタ52の相対回転を規制するストッパ61を備える。
【0049】
アダプタ52は、アダプタ52の外周面から突出して形成されフレーム10が回動する過程でストッパ61が当接する爪片71と、ストッパ61が爪片71に当接した状態で、ロックピン82に対峙するロックピン穴72と、を備える。
【0050】
図8を参照して、フレーム10にアタッチメント50を固定する方法について説明する。
図8(A)及び(B)に示すように、フレーム10の回動の過程で、ストッパ61が爪片71に当接しない間は、アダプタ52の姿勢は変化しない。
図8(B)に示す状態からフレーム10が回動すると、フレーム10のストッパ61がアダプタ52の爪片71に当接し、フレーム10に対するアダプタ52の相対回転がストッパ61によって規制される。ストッパ61が爪片71に当接した状態では、ロックピン82とロックピン穴72とが対峙する。
【0051】
ストッパ61が爪片71に当接した後、爪片71がストッパ61に押圧されてアダプタ52の姿勢が変化するまでフレーム10を回動させる(
図8(C)に示す状態)。この状態では、アダプタ52は、ドッキングヘッド53の自重によって支持ピン60を中心に時計方向に回転しようとする力が働くため、爪片71がストッパ61に押し付けられ、フレーム10に対するアダプタ52の相対位置が確実に固定される。したがって、ドッキングヘッド53が風等によって揺動したとしても、フレーム10に対するアダプタ52の相対位置が変化することがない。
【0052】
このように、フレーム10に対するアダプタ52の相対位置が確実に固定された状態で、油圧シリンダ83を作動させる。これにより、ロックピン82が前進してロックピン穴72に挿入され、フレーム10にアダプタ52が固定される。ロックピン82を介してフレーム10にアダプタ52が固定された後は、フレーム10とアダプタ52は一体となって回動する。このようにして、フレーム10にアタッチメント50が固定される。
【0053】
フレーム10とアタッチメント50が固定された後は、
図9(A)に示す位置までフレーム10を戻し、その位置でシーブ56を介して機器5を吊り上げ、ドッキングヘッド53に機器5を連結する。そして、
図9(B)に示すように、最大振出位置までフレーム10を回動させ、機器5をドッキングヘッドから切り離して海中へ投入する。なお、機器5の吊り上げや海中への投入は、デッキ2に配置されたウインチを用いて行われる。
【0054】
フレーム10に設けられたストッパ61は、フレーム10が回動してアタッチメント50を掬い上げる際に、アダプタ52を案内するガイドの機構も有する。また、
図1〜3に示すように、フレーム10の脚部11,12の内面11a,12aには、支持ピン60を中心としてストッパ61とは反対側にガイド62が設けられる。
【0055】
ストッパ61とガイド62は、フレーム10が回動してアタッチメント50を掬い上げる際に、
図8(A)に示すように、アダプタ52を互いの間へと案内する。したがって、フレーム10が回動してアタッチメント50を掬い上げる際に、支持ピン60とアダプタ52の開口部70との位置がずれている場合であっても、支持ピン60はスムーズに開口部70へと挿入される。このように、ストッパ61とガイド62は、支持ピン60と開口部70を位置決めする機能を有する。
【0056】
また、ドッキングヘッド53が直接デッキ2に配置することが可能な構造であれば、支持台80は不要となる。その場合には、ドッキングヘッド53のヒンジ54によって、ビーム51とアダプタ52がドッキングヘッド53に対して傾いてしまい、開口部70の入口部70aがデッキ2に向かって開口しなくなる。このような場合でも、フレーム10が回動してアタッチメント50を掬い上げる際には、アダプタ52はストッパ61とガイド62の間に案内されて強制的に起こされるため、支持ピン60はスムーズに開口部70へと挿入されることになる。
【0057】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【0058】
船上クレーン装置100は、第1起倒用シリンダ32が最収縮状態かつ第2起倒用シリンダ33が伸長状態において起立してフレーム10を支持する支持リンク40を備えるため、フレーム10をデッキ2上方に安定して格納することができる。また、船上クレーン装置100は、フレーム10が上部格納姿勢をとる場合には、架台3以外にデッキ2を占有するものがない。よって、デッキを有効活用することができる。
【0059】
フレーム10が下部格納姿勢から回動する過程で、アタッチメント50はフレーム10に掬い上げられて接続されるため、フレーム10を回動させるだけでアタッチメント50をフレーム10に接続することできる。したがって、アタッチメント50及び機器5をフレーム10に接続する際に、高所作業が発生しないため、作業性及び安全性が改善される。
【0060】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【0061】
(1)例えば、上記実施形態では、フレーム10を回動させてアタッチメント50を掬い上げた後に、アタッチメント50に連結されたドッキングヘッド53に機器5を連結すると説明した。これに代わり、フレーム10にてアタッチメント50を掬い上げる前に、予めドッキングヘッド53に機器5を連結するようにしてもよい。
【0062】
(2)上記実施形態では、機器5はドッキングヘッド53を介してビーム51に吊り下げられる場合について説明した。これに代わり、ビーム51にシーブを吊り下げ、シーブを介して機器5を吊り下げるようにしてもよい。
【0063】
(3)上記実施形態では、フレーム10は一対の脚部11,12と連結部13とを有する門型フレームである場合について説明した。しかし、フレーム10の形状は限定されるものではなく、1本のアームのみからなるフレームであってもよい。その場合には、フレーム10に機器5を直接吊り下げるようにしてもよい。
【0064】
(4)上記実施形態では、支持用シリンダ41にて支持リンク40を起倒する場合について説明した。しかし、支持用シリンダ41以外のアクチュエータ、例えば、電動モータにて支持リンク40を起倒するようにしてもよい。