(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンと、このクレーンの作動に用いるワイヤを繰出しおよび巻取りするウインチドラムとを備え、前記クレーンで吊った吊荷を下方移動させる際にはブレーキを解除することにより前記ウインチドラムを駆動させずに回転させて前記ワイヤを繰出し、前記吊荷を上方移動させる際には前記ウインチドラムを回転駆動させて前記ワイヤを巻取るクレーン装置において、前記ウインチドラムの回転により回転駆動される発電機と、この発電機とウインチドラムとの間に介設されるワンウエイクラッチと、前記発電機により発電された電力を制御する制御部と、この電力を蓄電するバッテリーとを有し、前記ウインチドラムがワイヤを繰出すことにより回転する場合のみ、前記ワンウエイクラッチによりウインチドラムの回転が前記発電機に伝わって前記発電機が回転駆動される構成にしたことを特徴とするクレーン装置。
【請求項２】
船に搭載される請求項１に記載のクレーン装置。
【請求項３】
前記ウインチドラムが複数設けられている請求項１または２に記載のクレーン装置。
【請求項４】
前記ワイヤの最大繰出し長さが５０ｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載のクレーン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーン装置に関し、さらに詳しくは、クレーン装置の作動により生じるエネルギーを有効に利用できるクレーン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
作業船に搭載されるクレーン装置には、ウインチドラムが付設されている（例えば、特許文献１参照）。ウインチドラムは、クレーンの作動に用いるワイヤの繰出しおよび巻取りを行なう。例えば、ワイヤの繰出しおよび巻取りによって、クレーンの吊荷の上下移動が行なわれる。
【０００３】
ところで、クレーンはワイヤに取付けたクレーンフック、各種アタッチメント、吊荷などの自重を利用して自由落下や下方移動させることがあるが、この場合には、繰出されるワイヤによってウインチドラムが回転する。即ち、ウインチドラムが重力の作用によって回転するので、この回転を利用して発電機を回転させれば発電することができる。しかしながら、現状では、機械式ウインチドラムのこのような回転を何ら利用していない。作業船に搭載されるクレーン装置に限らず、陸上に設置されるクレーン装置においても、機械式ウインチドラムのこのような回転は利用されていないので、この回転を利用できれば省エネルギーに寄与することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１２２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、クレーン装置の作動により生じるエネルギーを有効に利用できる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】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明のクレーン装置は、クレーンと、このクレーンの作動に用いるワイヤを繰出しおよび巻取りするウインチドラムとを備え、前記クレーンで吊った吊荷を下方移動させる際にはブレーキを解除することにより前記ウインチドラムを駆動させずに回転させて前記ワイヤを繰出し、前記吊荷を上方移動させる際には前記ウインチドラムを回転駆動させて前記ワイヤを巻取るクレーン装置において、前記ウインチドラムの回転により回転駆動される発電機と、この発電機とウインチドラムとの間に介設されるワンウエイクラッチと、前記発電機により発電された電力を制御する制御部と、この電力を蓄電するバッテリーとを有し、前記ウインチドラムがワイヤを繰出すことにより回転する場合のみ、前記ワンウエイクラッチによりウインチドラムの回転が前記発電機に伝わって前記発電機が回転駆動される構成にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、クレーンの作動に用いるワイヤを繰出しおよび巻取りするウインチドラムの回転により回転駆動される発電機と、この発電機とウインチドラムとの間に介設されるワンウエイクラッチと、前記発電機により発電された電力を制御する制御部と、この電力を蓄電するバッテリーとを有し、前記ウインチドラムがワイヤを繰出すことにより回転する場合のみ、前記ワンウエイクラッチによりウインチドラムの回転が前記発電機に伝わり回転駆動される構成にしたので、ワイヤが重力の作用によって繰出される際に生じるエネルギーを利用して、発電機を用いて発電することができる。発電した電力は、制御部およびバッテリーを用いて、電気機器の作動に利用することができる。
【０００８】
一方、ウインチドラムが回転してワイヤを巻き取る場合には、ウインチドラムの回転は発電機に伝わらない。それ故、発電機を設けていながらも、ワイヤを巻取るためにウインチドラムを回転駆動させる際に、余分な負荷が生じることがないので、エネルギーの無駄な消費を防止できる。
【０００９】
さらに、ワンウエイクラッチを用いているので、ウインチドラムの回転を発電機に伝える際に、ウインチドラムがワイヤの繰出しにより回転しているのか、ワイヤの巻取りにより回転しているのかを判断する特別な装備が不要になるため、装置を簡素にするには有利になる。
【００１０】
このクレーン装置は、例えば、船に搭載される。一般的に、船に搭載されるクレーン装置は、陸上に設置されるクレーン装置よりもワイヤの繰出し量および巻取り量が長くなるので、より多量の電力を得ることが可能になる。
【００１１】
前記ウインチドラムが複数設けられている仕様にすることもできる。この仕様によれば、一段と安定して電力を得易くなる。
【００１２】
前記ワイヤの最大繰出し長さが５０ｍ以上である仕様にすることもできる。この仕様によれば、一段と多量の電力を得易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のクレーン装置の全体概要を例示する説明図である。
【図２】ワンウエイクラッチを例示する説明である。
【図３】吊荷を下方移動させている本発明のクレーン装置を側面視で例示する説明図である。
【図４】吊荷を上方移動させている本発明のクレーン装置を側面視で例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のクレーン装置を実施形態に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜図４に例示する本発明のクレーン装置１は、船１５に搭載されていて、クレーン２と、クレーン２の作動に用いるワイヤ４ａ、４ｂ、４ｃをそれぞれ繰出しおよび巻取りする機械式のウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃとを備えている。さらに、ウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃの回転により回転駆動される発電機１２と、発電機１２とウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃとの間の伝動系統に介設されるワンウエイクラッチ１１と、発電機１２により発電された電力を制御する制御部１３と、この電力を蓄電するバッテリー１４とを有している。発電機１２に接続された制御部１３には電気機器１６が接続されている。
【００１６】
さらに機械式のウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃとは別に、油圧式のウインチドラム３ｄが設けられている。このウインチドラム３ｄは、クレーン２の起伏移動に用いるワイヤ４ｄを繰出しおよび巻取りする。尚、図１では、油圧式のウインチドラム３ｄを省略して図示してない。
【００１７】
クレーン装置１の構造を詳述すると、ウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃを回転駆動するエンジン６の出力軸６ａがトルクコンバータ７を介して駆動軸８に連結されている。駆動軸８に取付けられたプーリ８ａにはワンウエイクラッチ１１が設けられている。このプーリ８ａと発電機１２のプーリ１２ａとは、伝動ベルト等の伝動部材を介して接続されている。また、駆動軸８は減速機９を介して各ウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃに連結された伝動部１０に接続されている。
【００１８】
エンジン６の出力軸６ａの回転（駆動力）は、トルクコンバータ７により、所望の回転数および回転方向となって駆動軸８に出力されて、減速機９および伝動部１０を通じてそれぞれのウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃに伝わって、これらウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃを回転駆動させる。それぞれのウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃはクラッチ操作により独立して回転駆動されるようになっている。
【００１９】
１つのウインチドラム３ａはクレーン作業時に主巻きであり、ワイヤ４ａを繰出すことにより、例えば、クレーン２で吊った吊荷５を下方移動させ、ワイヤ４ａを巻き取ることにより吊荷５を上方移動させる。或いは、ワイヤ４ａを繰出すことにより、クレーン２で吊ったバケットなどのアタッチメントを下方移動させ、ワイヤ４ａを巻き取ることによりアタッチメントを上方移動させる。
【００２０】
別の１つのウインチドラム３ｂはクレーン作業時に副巻きであり、軽量物の吊上げ吊下げや補助作業等に使用される。このウインチドラム３ｂはワイヤ４ｂを繰出すことにより、例えば、軽量の吊荷５を下方移動させ、ワイヤ４ｂを巻き取ることにより軽量の吊荷５を上方移動させる。さらに別の１つのウインチドラム３ｃは雑巻きであり、ワイヤ４ｃの繰出しおよび巻取りによってクレーン作業時の補助作業に使用される。
【００２１】
図２に例示するようにワンウエイクラッチ１１は、プーリ８ａに対して回転可能に取付けられた歯車１１ａと、歯車１１ａの歯部に係脱可能に可動する歯止め１１ｂとを有している。駆動軸８が一方向（図２では右回転方向）に回転駆動されると、歯止め１１ｂは一端部の支軸を中心にして上下移動して歯部の外周面を円滑に移動する。これにより、駆動軸８とともに歯車１１ａのみが回転してプーリ８ａは回転しない。駆動軸８が他方向（図２では左回転方向）に回転駆動されると、歯止め１１ｂは歯部に係止される。これにより、駆動軸８とともに歯車１１ａおよびプーリ８ａが回転する。即ち、ワンウエイクラッチ１１は、駆動軸８が一方向に回転する場合は駆動軸８の回転（駆動力）をプーリ８ａに伝達せず、駆動軸８が他方向に回転する場合だけ、駆動軸８の回転（駆動力）をプーリ８ａに伝達する。
【００２２】
このワンウエイクラッチ１１の特性を利用して、本発明では、ウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃがそれぞれのワイヤ４ａ、４ｂ、４ｃを繰出すことにより回転する場合のみ、ワンウエイクラッチ１１によってウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃの回転が発電機１２に伝わり回転駆動される構成になっている。
【００２３】
このクレーン装置１の動作を以下に説明する。
【００２４】
図３に例示するように主巻きを用いて吊荷５を下方移動させる場合、ブレーキを解除してウインチドラム３ａを回転させてワイヤ４ａを繰出す。この時のウインチドラム３ａの回転は、クレーンフックや吊荷５の自重によって生じるものであり、エンジン６の駆動力を使用していない。このウインチドラム３ａの回転は、伝動部１０および減速機９を通じて駆動軸８に伝達される。この際、駆動軸８は図２に例示した方向とは反対方向に回転する。そのため、駆動軸８とともに歯車１１ａおよびプーリ８ａが回転する。これにより、ウインチドラム３ａの回転が、プーリ８ａ、１２ａ間の伝動部材を介して発電機１２に伝わって発電機１２を回転駆動させる。
【００２５】
発電機１２が回転駆動されることにより発電された電力は、制御部１３を通じてバッテリー１４に蓄電され、必要に応じて電気機器１６の電力として使用される。或いは、発電された電力は、バッテリー１４に蓄電されずに、そのまま制御部１３を通じて電気機器１６に供給されて使用される。
【００２６】
副巻きを用いて軽量の吊荷５を下方移動させる場合は、ブレーキを解除してクラッチを接続してウインチドラム３ｂを回転させてワイヤ４ｂを繰出す。この時のウインチドラム３ｂの回転は、クレーンフックや吊荷５の自重によって生じるものであり、エンジン６の駆動力を使用していない。
【００２７】
このウインチドラム３ｂの回転は、伝動部１０および減速機９を通じて駆動軸８に伝達される。そして、上述した主巻きの場合と同様に、駆動軸８とともに歯車１１ａおよびプーリ８ａが回転して発電機１２を回転駆動させる。
【００２８】
雑巻きを用いてクレーン作業をする場合も、主巻きおよび副巻きの場合と同様に、ブレーキを解除してクラッチを接続してウインチドラム３ｃを回転させてワイヤ４ｃを繰出す時に、駆動軸８とともに歯車１１ａおよびプーリ８ａが回転して発電機１２を回転駆動させる。
【００２９】
図４に例示するように主巻きを用いて吊荷５を上方移動させる際には、ウインチドラム３ａを回転駆動してワイヤ４ａを巻き取る。この時のウインチドラム３ａの回転は、エンジン６の駆動力によるものである。即ち、エンジン６の駆動力は、出力軸６ａからトルクコンバータ７を経て、駆動軸８、減速機９および伝動部１０を通じてウインチドラム３ａに伝わり、ウインチドラム３ａを回転駆動させる。
【００３０】
この際、駆動軸８は図２に例示した方向に回転する。そのため、駆動軸８とともに歯車１１ａのみが回転してプーリ８ａは回転しない。それ故、ウインチドラム３ａの回転が発電機１２に伝わらず、発電機１２を回転駆動させることはない。換言すると、エンジン６の駆動力が発電機１２を回転駆動するために使用されない。それ故、発電機１２を設けていながらも、ワイヤ４ａを巻取るためにウインチドラム３ａを回転駆動させる際に、余分な負荷が生じることがないので、エネルギーの無駄な消費を防止できる。
【００３１】
副巻きや雑巻きを用いる場合も同様に、ウインチドラム３ｂ、３ｃを回転駆動してワイヤ４ｂ、４ｃを巻き取る際には、エンジン６の駆動力を用いるが、ウインチドラム３ｂ、３ｃの回転が発電機１２に伝わらず、発電機１２を回転駆動させることはない。
【００３２】
上記のとおり本発明では、ワイヤ４ａ、４ｂ、４ｃが重力の作用によって繰出される際に生じるエネルギーを利用して、発電機１２を用いて発電する。発電された電力は、制御部１３およびバッテリー１４を用いて、電気機器１６の作動に使用されるので、クレーン装置１の作動により生じるエネルギーを有効活用できる。
【００３３】
また、ワンウエイクラッチ１１は、プーリ８ａに取付けているだけで、ウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃがワイヤ４ａ、４ｂ、４ｃを繰出すことにより回転する場合のみ、ウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃの回転を発電機１２に伝える。そのため、ウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃがワイヤ４ａ、４ｂ、４ｃの繰出しにより回転しているのか、ワイヤ４ａ、４ｂ、４ｃの巻取りにより回転しているのかを判断する特別な装備が不要になるので、クレーン装置１を簡素にするには有利になる。
【００３４】
本発明のクレーン装置１は、船１５に搭載されるだけでなく、陸上に設置される場合もある。この実施形態のように船１５に搭載されるクレーン装置１は一般に、陸上に設置されるクレーン装置１よりもワイヤ４ａ、４ｂ、４ｃの繰出し量および巻取り量が長くなるので、より多量の電力を発電するには有利になる。例えば、機械式のウインチを備えたグラブ式浚渫船や全旋回式杭打ち船などに本発明のクレーン装置１を搭載することができる。
【００３５】
ウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃの数は任意であるが、複数設けることにより発電機１２を回転駆動する頻度が多くなるので、一段と安定して電力を得易くなる。複数のウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃを設けた場合は、すべてのワイヤ４ａ、４ｂ、４ｃの繰出しの際のウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃの回転を発電に利用することもできるが、すべてのウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃのうち、特定の少なくとも１つを発電の利用対象にすることもできる。
【００３６】
ワイヤ４ａ、４ｂ、４ｃの繰出し長さが大きい程、発電機１２を回転駆動する時間（回転数）が増大するので、一段と多量の電力を得易くなる。したがって、例えば、少なくとも１つのウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃのワイヤ４ａ、４ｂ、４ｃの最大繰出し長さが５０ｍ以上であることが好ましい。すべてのウインチドラム３ａ、３ｂ、３ｃのうち、少なくともワイヤの最大繰出し長さが最も長い１つ（主巻きとなるウインチドラム３ａ）を発電の利用対象にすることが望ましい。
【００３７】
電気機器１６の種類は特に限定されるものではないが、例えば、保安灯、各種照明、パーソナルコンピュータ等を例示できる。
【符号の説明】
【００３８】
１  クレーン装置
２  クレーン
３ａ、３ｂ、３ｃ  ウインチドラム
４ａ、４ｂ、４ｃ  ワイヤ
５  吊荷
６  エンジン
６ａ  出力軸
７  トルクコンバータ
８  駆動軸
８ａ  プーリ
９  減速機
１０  伝動部
１１  ワンウエイクラッチ
１１ａ  歯車
１１ｂ  歯止め
１２  発電機
１２ａ  プーリ
１３  制御部
１４  バッテリー
１５  船
１６  電気機器
【図１】
0005837403.tif 000002
【図２】
0005837403.tif 000003
【図３】
0005837403.tif 000004
【図４】
0005837403.tif 000005