(57)【要約】【課題】油による海洋汚染を無くすことができ、直流電流を交流電流に変換するためのインバータを不要にして、部品点数を低減でき、機構を簡素化し、製造及び組付作業を容易に行い、設備コストを低減することができ、さらに船舶の緊急時に蓄電力により旋回台を作動させることができる船舶用クレーン装置を提供する。【解決手段】クレーン据付台１１に対し取付リング１２を連結し、該取付リング１２に環状ラック１３をボルト１４によって連結する。環状ラック１３に対しベアリング１６を介して旋回リング１５を旋回可能に装着し、該旋回リング１５に旋回台１７をボルト１８によって連結する。旋回台１７に対し、ハウジング２１を連結し、該ハウジング２１の上部に直流電動モータ２３を装着する。直流電動モータ２３の回転軸２５に歯車減速機構２６及び出力軸２７を介してピニオン２８を連結し、該ピニオン２８を環状ラック１３の歯部１３ａに噛み合わせる。【選択図】図２
2010006591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーン据付台に対し旋回支持機構を介して水平方向に旋回する旋回台を装着し、該旋回台にクレーンブームを装着し、該クレーンブームに対し救命設備あるいは荷物の昇降用の電動ウインチを装着し、前記旋回台に対し該旋回台を旋回する電動旋回機構を設け、該電動旋回機構の動力源として直流電動モータを用いるとともに、蓄電池から前記直流電動モータに直流電流を供給するように構成したことを特徴とする船舶用クレーン装置。
【請求項２】
請求項１において、前記旋回台には該旋回台を手動操作により旋回するための手動旋回機構が設けられ、該手動旋回機構の手動操作が開始される前に、前記直流電動モータのブレーキ機構の制動状態を解除し、手動旋回機構の手動操作が終了した後に、ブレーキ機構を制動状態に切り換えるためのブレーキ制御手段が設けられていることを特徴とする船舶用クレーン装置。      
【請求項３】
請求項１又は２において、前記旋回支持機構は、クレーン据付台の上面に固定され、外周面に複数の歯を備えた円環状のラックと、該ラックの内周面に対しベアリングを介して旋回可能に支持され、かつ前記旋回台を支持する円環状の旋回リングとにより構成されており、前記電動旋回機構は、前記旋回台に支持されたハウジングと、該ハウジングの上部に装着された直流電動モータと、前記ハウジングの内部に設けられた減速機構と、該減速機構の出力軸に連結され、かつ前記ラックの歯に噛み合わされたピニオンとにより構成されていることを特徴とする船舶用クレーン装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、前記旋回台には、交流発電機に接続される充電器が設けられ、該充電器には交流電流を直流電流に変換する機能が備えられ、該充電器には直流電力を蓄電する蓄電池が接続されていることを特徴とする船舶用クレーン装置。
【請求項５】
請求項４において、前記蓄電池と充電器には、蓄電池の蓄電量を測定するセンサからの測定値が設定値よりも低下した場合に充電器を作動させるための充電制御装置が設けられていることを特徴とする船舶用クレーン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶用クレーン装置に係り、詳しくは救命艇等の船舶用救命設備を進水させたり、荷物を昇降させたりするための電動ウインチを備えたクレーンブームの旋回機構の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶用クレーン装置においては、クレーン据付台に対し旋回支持機構を介して垂直軸線の周りで水平方向に旋回する旋回台が装着され、該旋回台にクレーンブームが装着されている。該クレーンブームには例えば救命艇を昇降させるための電動ウインチが装着され、前記旋回台に対し該旋回台を旋回する油圧モータを用いた旋回機構が設けられている。
【０００３】
ところが、上記従来の船舶用クレーン装置においては、旋回台を旋回させるための旋回機構の動力源として、油圧モータが用いられていたので、次のような問題があった。即ち、前記油圧モータに圧油を供給するための油圧回路が別途必要となり、部品点数が増加して、製造及び組付作業が面倒で、設備コストを低減することができないという問題があった。又、従来のクレーン装置においては、例えば油圧回路のメンテナンス時において、油圧回路から油が漏洩すると、海洋が汚染される虞れがあるという問題もあった。さらに、従来の油圧式のクレーン装置は、装置が単独で保有する動力源に余裕がないため、使用方法の制限があったり、救命設備を海上へ降下する際にリトライする余裕がない。
【０００４】
上記従来の船舶用クレーン装置の問題点を解消するため、交流電流により駆動される交流電動モータを用いたクレーンブームの電動旋回機構を備えた船舶用クレーン装置も提案されている。前記電動旋回機構は、充電器により蓄電池に充電された直流電圧をインバータにより交流電流に変換した後、交流電動モータに供給し、該モータによりクレーンブームを旋回するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記従来の船舶用クレーン装置の交流電動モータを用いた電動旋回機構においては、油の漏洩による海洋汚染を回避することができるというメリットはあるが、蓄電池に充電された直流電流を交流電流に変換するためのインバータ（電力変換装置）が必要になって、設備コストを低減することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、油による海洋汚染を無くすことができるとともに、直流電流を交流電流に変換するためのインバータを不要にして、部品点数を低減でき、機構を簡素化し、製造及び組付作業を容易に行い、設備コストを低減することができ、さらに船舶の海難事故等の緊急時に蓄電力により旋回台及びクレーンブームを作動させることができる船舶用クレーン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、クレーン据付台に対し旋回支持機構を介して水平方向に旋回する旋回台を装着し、該旋回台にクレーンブームを装着し、該クレーンブームに対し救命設備あるいは荷物の昇降用の電動ウインチを装着し、前記旋回台に対し該旋回台を旋回する電動旋回機構を設け、該電動旋回機構の動力源として直流電動モータを用いるとともに、蓄電池から前記直流電動モータに直流電流を供給するように構成したことを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記旋回台には該旋回台を手動操作により旋回するための手動旋回機構が設けられ、該手動旋回機構の手動操作が開始される前に、前記直流電動モータのブレーキ機構の制動状態を解除し、手動旋回機構の手動操作が終了した後に、ブレーキ機構を制動状態に切り換えるためのブレーキ制御手段が設けられていることを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記旋回支持機構は、クレーン据付台の上面に固定され、外周面に複数の歯を備えた円環状のラックと、該ラックの内周面に対しベアリングを介して旋回可能に支持され、かつ前記旋回台を支持する円環状の旋回リングとにより構成されており、前記電動旋回機構は、前記旋回台に支持されたハウジングと、該ハウジングの上部に装着された直流電動モータと、前記ハウジングの内部に設けられた減速機構と、該減速機構の出力軸に連結され、かつ前記ラックの歯に噛み合わされたピニオンとにより構成されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記旋回台には、交流発電機に接続される充電器が設けられ、該充電器には交流電流を直流電流に変換する機能が備えられ、該充電器には直流電力を蓄電する蓄電池が接続されていることを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記蓄電池と充電器には、蓄電池の蓄電量を測定するセンサからの測定値が設定値よりも低下した場合に充電器を作動させるための充電制御装置が設けられていることを要旨とする。
（作用）
本発明は、蓄電池に充電された電力を直流電流として直流電動モータに供給して、クレーンブームを旋回するようにしたので、直流電流を交流電流に変換するためのインバータが不要となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の船舶用クレーン装置によれば、油による海洋汚染を無くすことができるとともに、直流電流を交流電流に変換するためのインバータを不要にして、部品点数を低減でき、機構を簡素化し、製造及び組付作業を容易に行い、設備コストを低減することができ、さらに船舶の海難事故等の緊急時に蓄電力により旋回台及びクレーンブームを作動させることができる。このため、船体の動力源が停止状態であっても、救命艇等の救命設備を海上に進水させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した船舶用クレーン装置の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１に示すように船舶のフロアーＦに据え付けられる円筒状のクレーン据付台１１の上端部には、円環状をなす取付リング１２が図２に示すように溶接によって連結され、該取付リング１２の上面には同じく円環状をなす環状ラック１３がボルト１４によって締め付け固定されている。前記環状ラック１３の外周面には複数の歯部１３ａが形成され、環状ラック１３の内周面には円環状の係合溝１３ｂが形成されている。前記環状ラック１３の内側には円環状をなす旋回リング１５が装着され、該旋回リング１５の外周面に形成された円環状をなす係合溝１５ａと前記係合溝１３ｂとに係合されたボールベアリング１６によって、前記旋回リング１５がクレーン据付台１１の中心（垂直）軸線を中心に水平方向へ旋回可能に支持されている。前記旋回リング１５の上面には、円盤状をなす旋回台１７がボルト１８によって該旋回リング１５に締め付け固定されている。前記旋回台１７の上面にはクレーンブーム１９が溶接により連結されている。
【００１４】
前記旋回台１７の外周縁には、図２に示すように支持板２０が溶接により水平に連結され、該支持板２０の上面には、ハウジング２１がボルト２２によって取り付けられている。該ハウジング２１の上端開口部には、直流電動モータ２３が下向きにボルト２４によって連結されている。前記ハウジング２１の内部には、前記直流電動モータ２３の回転軸２５を入力軸とする歯車減速機構２６（一つの歯車のみ図示）が収容され、該歯車減速機構２６の出力軸２７には、前記環状ラック１３の歯部１３ａに噛み合わされたピニオン２８が嵌合固定されている。この実施形態では、前記ハウジング２１、直流電動モータ２３、回転軸２５、歯車減速機構２６、出力軸２７、ピニオン２８等によって電動旋回機構３０が構成されている。
【００１５】
従って、前記直流電動モータ２３の回転軸２５が回転されると、前記歯車減速機構２６及び出力軸２７を介してピニオン２８が回転されながら前記環状ラック１３の外周部の歯部１３ａに沿って公転され、前記旋回台１７及びクレーンブーム１９が電動旋回機構３０とともに、水平方向に旋回される。
【００１６】
図１に示すように、前記クレーンブーム１９は、前記旋回台１７の上面に垂直に連結された垂直部１９Ａと、該垂直部１９Ａの上端部に傾斜状態で一体に連結された傾斜部１９Ｂとにより構成されている。前記垂直部１９Ａの側面には、ハウジング３１が取り付けられ、該ハウジング３１には支持軸３２が回転可能に支持され、該支持軸３２にはリール３３が嵌合固定されている。前記ハウジング３１の側面には、交流電動モータ３４が取り付けられ、該電動モータ３４の回転軸３５と、前記支持軸３２との間には、歯車３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄよりなる減速歯車機構が介在されている。前記傾斜部１９Ｂの先端部には滑車３７が装着され、前記リール３３に巻回されたワイヤー３８が前記滑車３７に巻回されている。前記ワイヤー３８の先端には例えば、救命艇等の救命設備あるいは荷物を係止するフック３９が掛止されている。そして、前記電動モータ３４が作動されて、支持軸３２が正逆回転されると、前記リール３３が正逆回転され、ワイヤー３８が巻き上げられたり、巻き戻されたりするようになっている。この実施形態では、前記ハウジング３１、支持軸３２、リール３３、電動モータ３４、回転軸３５、歯車３６Ａ〜３６Ｄ、滑車３７及びワイヤー３８等により救命艇等の救命設備あるいは荷物を昇降する電動ウインチ４０が構成されている。
【００１７】
図１に示すように、前記旋回台１７の上面には、前記クレーンブーム１９を手動操作により旋回するための手動旋回機構４１が装着されている。この手動旋回機構４１は、前記旋回台１７の上面に固定されたハウジング４２と、該ハウジング４２に上下方向に貫通支持された回転軸４３と、該回転軸４３の上端部に嵌合固定されたウォームホイール４４と、下端部に嵌合固定され、かつ前記環状ラック１３の歯部１３ａに噛み合わされたピニオン４５とを備えている。又、手動旋回機構４１は、前記ハウジング４２に水平方向に回転可能に支持された回転軸４６と、該回転軸４６に嵌合固定され、かつ前記ウォームホイール４４に噛み合わされたウォーム４７と、前記回転軸４６の外端部に連結された角柱状の操作軸４８とを備えている。そして、前記操作軸４８に手動操作用の工具（角穴付きレンチ）を嵌合して、操作軸４８、回転軸４６及びウォーム４７を回転させると、ウォームホイール４４、回転軸４３及びピニオン４５が回転されて、旋回台１７がクレーンブーム１９とともに旋回される。
【００１８】
次に、図４に基づいて、クレーン装置の各種の動作を制御する制御システムについて説明する。
前記旋回台１７の上面には充電器５１が装着され、該充電器５１は交流発電機５２に接続されている。前記充電器５１には蓄電池５３が接続されている。前記充電器５１及び蓄電池５３には、コンピュータを備えた充電制御装置５４が接続されている。この充電制御装置５４は前記蓄電池５３の蓄電量を測定するセンサ（図示略）からの測定値が設定値よりも低下した場合に、前記充電器５１に動作信号を出力して、該充電器５１を作動させるようになっている。前記蓄電池５３には、スイッチ回路５５を介して前記直流電動モータ２３が接続されている。前記直流電動モータ２３及びスイッチ回路５５には、コンピュータを備えた制御コントローラ５６が接続されている。
【００１９】
前記手動旋回機構４１には前記操作軸４８に工具が装着されたときオンされるとともに、工具が取り外すされたとき、オフされる検出スイッチ５８がリード線５７によって前記制御コントローラ５６に接続されている。前記制御コントローラ５６には、手動旋回判別回路５９が設けられ、該手動旋回判別回路５９から前記直流電動モータ２３の電磁式のブレーキ機構２９に制動解除信号又は制動信号を出力するようになっている。この実施形態では、前記制御コントローラ５６、リード線５７、検出スイッチ５８及び手動旋回判別回路５９等により前記ブレーキ機構２９を制御するブレーキ制御手段が構成されている。
【００２０】
図３に示すように、前記クレーンブーム１９の垂直部１９Ａの側面には、前記制御コントローラ５６等を収容するとともに、クレーン装置の各種の動作を指示するための操作ボックス６０が装着されている。又、前記旋回台１７の上面には、図１に示すように前記蓄電池５３を収容するためのケース６１が装着されている。
【００２１】
次に、前記のように構成された船舶用クレーン装置の動作について説明する。
図１において、前記制御コントローラ５６から前記直流電動モータ２３に起動信号が出力されると、ブレーキ機構２９が解除されるとともに、直流電動モータ２３が回転され、その回転軸２５が回転されて、歯車減速機構２６を介して出力軸２７及びピニオン２８が回転され、ピニオン２８が環状ラック１３の歯部１３ａに沿って、自転しながら公転され、旋回台１７及びクレーンブーム１９が電動旋回機構３０とともに水平方向に旋回される。予め設定された旋回角度まで、クレーンブーム１９が旋回されると、制御コントローラ５６からのモータ停止信号によって、前記直流電動モータ２３が停止され、旋回台１７及びクレーンブーム１９の旋回が停止されるとともに、制御コントローラ５６からの制動信号によってブレーキ機構２９が作動されて、直流電動モータ２３の回転軸２５が所定位置にロックされ、クレーンブーム１９が所定位置に停止される。
【００２２】
この状態で、船体側に設けられた図示しない交流発電機により交流電流が前記電動ウインチ４０の電動モータ３４に供給されて、リール３３が回転され、該リール３３からワイヤー３８が巻き戻されて、フック３９に掛止されていた救命艇が海上に進水される。なお、船体側の交流発電機が故障して停電状態の場合には、前記電動モータ３４に備えられたブレーキ機構を作動させながら、救命艇の自重を利用して、リール３３からワイヤー３８が所定の速度で巻き戻され、救命艇の海上への進水が行われる。
【００２３】
一方、前記直流電動モータ２３によるクレーンブーム１９の旋回動作が何らかの要因によって不能になった場合には、前記手動旋回機構４１の操作軸４８に工具を装着すると、図４に示す手動旋回機構４１の検出スイッチ５８がオンされてリード線５７を通して制御コントローラ５６に検出信号が出力され、制御コントローラ５６から直流電動モータ２３のブレーキ機構２９に制動解除信号が出力されて、ブレーキ機構２９の制動状態が解除される。この状態で、工具によって回転軸４６が回動されると、旋回台１７及びクレーンブーム１９が旋回される。旋回台１７及びクレーンブーム１９が所定角度旋回されたとき、前記回転軸４６の手動による回動を停止し、操作軸４８から工具が取り外されると、手動旋回機構４１の検出スイッチ５８がオフされて、リード線５７を介して制御コントローラ５６に回転終了信号が出力され、制御コントローラ５６から直流電動モータ２３のブレーキ機構２９に制動信号が出力されてブレーキ機構２９が制動状態に切り換えられ、クレーンブーム１９が所定の旋回位置に保持される。
【００２４】
上記実施形態の船舶用クレーン装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、前記電動旋回機構３０の動力源として、直流電動モータ２３を用いたので、交流電動モータを用いる場合と比較して、電流を直流電流から交流電流に変換するための電力変換装置を設ける必要がなく、部品点数を低減し、機構の簡素化を図ることができるとともに、製造及び組付作業を容易に行い、設備コストの低減を図ることができる。又、部品点数が低減され、機構の簡素化が図られることによって、緊急時の故障率を低下させ、クレーン装置の動作の信頼性を向上することができる。さらに、直流電動モータ２３を用いているため、油圧モータを用いる場合と比較して、油の漏洩による海洋汚染を未然に防止することができる。
【００２５】
（２）上記実施形態では、交流発電機５２に接続される充電器５１に蓄電池５３を接続し、該蓄電池５３から直流電動モータ２３に直流電流を供給可能に構成したので、何らかの要因によって発電機５２が停止され、給電不能となった状態においても、蓄電池５３の電力により前記直流電動モータ２３を作動させて、前記クレーンブーム１９を旋回することができる。特に、海難事故等によってクレーン装置により救命ボート等の救命設備が船舶から海洋に降下される場合には、船体に備えられた電源が使用不能になっている場合があるので、この電源を使用せず、クレーン装置が単独で保有する蓄電力で旋回台１７及びクレーンブーム１９を作動しなくてはいけない。本実施形態のクレーン装置は、この要求に対処することができる。
【００２６】
（３）上記実施形態では、手動旋回機構４１の操作軸４８が回転されると、前記直流電動モータ２３のブレーキ機構２９の制動状態が解除されて、ピニオン４５が自転しながら公転され、旋回台１７及びクレーンブーム１９を旋回することができる。
【００２７】
（４）上記実施形態では、蓄電池５３を設けたので、クレーン装置が単独で蓄える電力に十分な余裕を持たせることができ、クレーン装置による救命設備を海上へ降下する際にトラブルが発生してもリトライすることができる。
【００２８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・充電用の電源として船体側に設けた前記交流発電機５２に代えて、クレーン装置に組み込んだエンジン発電機あるいは太陽電池パネル等の他の電源を用いてもよい。
【００２９】
・図示しないが、前記直流電動モータ２３に設けたブレーキ機構２９を省略し、前記ハウジング２１又は取付リング１２と、旋回リング１５又は旋回台１７との間に電動ブレーキを設けるようにしてもよい。
【００３０】
・歯車減速機構２６に代えて、他の減速機構を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の船舶用クレーン装置を具体化した１実施形態を示す側面図。
【図２】旋回支持機構及び電動旋回機構の拡大断面図。
【図３】船舶用クレーン装置の平面図。
【図４】船舶用クレーン装置の動作を制御するための制御システムのブロック回路図。
【符号の説明】
【００３２】
１１…クレーン据付台、１５…旋回リング、１７…旋回台、１９…クレーンブーム、２１，３１，４２…ハウジング、２３…直流電動モータ、２７…出力軸、２８，４５…ピニオン、２９…ブレーキ機構、３０…電動旋回機構、４０…電動ウインチ、４１…手動旋回機構、５１…充電器、５２…交流発電機、５３…蓄電池、５４…充電制御装置。
【図１】
2010006591.tif 000003
【図２】
2010006591.tif 000004
【図３】
2010006591.tif 000005
【図４】
2010006591.tif 000006