(57)【要約】【課題】小さな労力で格納作業や接続作業を行える。【解決手段】タンカーとタンクの間に、インボードアーム５とアウトボードアームを垂直方向に旋回可能に接続した流体荷役装置を設ける。インボードアーム５を旋回させてアウトボードアームとの交差角を変化させる円板２４及びチェーン２５、スプロケット２２、減速機２７、噛み合いクラッチ２８、管体３８、軸部３５、フレキシブルシャフト２９を介して操作ハンドルを設ける。操作ハンドルを回転させると、フレキシブルシャフト２９が自転してインボードアームが減速して旋回する。操作レバーを引くとケーブル４４を介してアーム４１が揺動して管体３８及び爪ハーフを他方の爪ハーフに対して噛み合いと離間を切り換え操作して、旋回力の伝達と遮断を切り換える。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一流体貯蔵部と第二流体貯蔵部との間に流体を流通させるためのインボードアームとアウトボードアームがそれぞれ垂直方向と水平方向の少なくとも一方に旋回可能に接続されていて、前記インボードアームとアウトボードアームは互いの交差角を変化させて押し広げと折り畳み操作を行えるようにした流体荷役装置において、
前記インボードアームに連結されていてインボードアームを旋回させる作動機構と、該作動機構を介してインボードアームを旋回させる操作部材と、前記作動機構に設けられている旋回の減速機構とを備えたことを特徴とする流体荷役装置。
【請求項２】
前記作動機構はインボードアームを旋回させる回転部材を備えており、該回転部材は複数の部品に分割されていて当該各部品を接合することによってインボードアームに固着するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の流体荷役装置。
【請求項３】
前記作動機構には、操作部材から伝達される旋回力を遮断可能なクラッチが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の流体荷役装置。
【請求項４】
前記クラッチは、第二操作部材によって連結と遮断を切り替えできるクラッチ機構を備えていることを特徴とする請求項３に記載の流体荷役装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化天然ガスや石油等の各種流体を、タンクや貯蔵庫等の一方の流体貯蔵部とタンカーやタンクローリ等の他方の流体貯蔵部との間で移し替えたり移送したりするための流体荷役装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば石油や液化天然ガス等を積載したタンカー等を桟橋に接岸させた状態で、陸上に固定、設置されたタンクやタンクローリー等に積み下ろす際、インボードアームとアウトボードアームを備えた流体荷役装置の両端を両設備に接続して石油等をタンカー等からタンク等に移し替えていた。
一般に流体荷役装置は、港の桟橋やタンカーなどに設置されており、不使用時にはインボードアームをアウトボードアームと共に折り曲げて略垂直方向に重ねて起立状態で格納している。使用時にはインボードアームを略垂直方向から旋回させて水平方向に延ばすことでカウンタウエイトバランス機構によってバランスをとりながらアウターボードアームをインボードアームとの交差角が大きくなるように水平方向に延ばして他方の流体貯蔵部に接続することになる（特許文献１参照）。
このような流体荷役装置は、不使用時の格納操作及び使用時の接続操作に際して、パイプの口径が数インチから１０インチ程度の小型の装置であれば手動によってインボードアームとアウトボードアームの折り畳みによる格納と開き作動による接続操作を行い、１２インチから１５インチ以上の大口径の大型の装置であると油圧駆動機構を採用して格納と接続の切り換え操作を自動的に行っていた。
しかしながら、油圧駆動方式は高コストになるために、パイプ口径が１２インチ程度の流体荷役装置でもコストを抑えるために手動によって不使用時の格納操作と使用時の接続操作を行うことがあった。
ところで、手動でこのような操作を行う場合、通常、インボードアーム及びアウトボードアームにロープを掛けて人力でアームを旋回させて、折り畳み格納作動や開き接続作動を行っていた。
【特許文献１】特開平８−４０５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、パイプの口径が大きいとインボードアームとアウトボードアームとを相互に旋回可能に接続するスイベルジョイントに装着した液密用のパッキンで発生する摩擦力が大きくなり、しかもインボードアームやアウトボードアームの重量も増大することに加えて、旋回時にバランスをとるカウンタウエイトバランス機構等のウエイトの慣性も大きくなるため、大きな労力が必要であるという欠点があった。    
本発明は、このような実情に鑑みて、大きな労力を必要とすることなく格納作業や接続作業を行えるようにした流体荷役装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による流体荷役装置は、第一流体貯蔵部と第二流体貯蔵部との間に流体を流通させるためのインボードアームとアウトボードアームがそれぞれ垂直方向と水平方向の少なくとも一方に旋回可能に接続されていて、インボードアームとアウトボードアームは互いの交差角を変化させて押し広げと折り畳み操作を行えるようにした流体荷役装置において、インボードアームに連結されていてインボードアームを旋回させる作動機構と、該作動機構を介してインボードアームを旋回させる操作部材と、作動機構に設けられている旋回の減速機構とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、操作部材を操作すると作動機構を介して減速機構で旋回速度を低減しつつインボードアームに伝達して旋回させ、アームを折り重ねて格納したり接続のため広げたりすることができる。しかも、その際、操作部材の操作によって旋回力をインボードアームに伝達する過程で、減速機構で旋回速度を低減することで小さな力によってインボードアームを旋回できる。この場合、第一流体貯蔵部と第二流体貯蔵部を接続して、各種の流体を双方向の一方に選択的に流通させる。
【０００５】
また、作動機構はインボードアームを旋回させる回転部材を備え、該回転部材は複数の部品に分割されており、当該各部品を接合することによってインボードアームに固着できるようにしてもよい。
複数部品に分割された回転部材をインボードアームに後付けで組み立てて外周面に固着することで、既設の流体荷役装置にも本発明の操作機構を設置できる。なお、回転部材としてギヤ部材や分割されたプーリにワイヤロープを巻回した機構等、各種の構成を採用できる。
【０００６】
また、作動機構には、操作部材から伝達される旋回力を遮断可能なクラッチが設けられていることが好ましい。
第一流体貯蔵部と第二流体貯蔵部の少なくとも一方が海上のタンカー等である場合、船体の重量の変化や潮位、波浪等によって船体が上下動や揺動するために、接続したアウトボードアームからインボードアームを介して作動機構や操作部材に逆方向の旋回力が伝達されるが、格納作業や接続作業が終了した際にクラッチを離して旋回力の伝達を遮断しておけば船体の上下動や揺動による操作部材への伝達を遮断できる。
また、クラッチは、第二操作部材によって連結と遮断を切り替えできるクラッチ機構を備えていてもよく、第二操作部材の操作によって作動機構におけるクラッチの遮断と連結を簡単に切り替えられる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による流体荷役装置は、小さい労力で格納や接続等の切り換え操作を容易に行えることができる。しかも油圧駆動機構と比較して構造が簡単で部品点数が少ないために故障が少なく低コストで実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態による流体荷役装置を図１乃至図８により説明する。図１は流体荷役装置の要部構成図、図２と図３は流体荷役装置の作動機構部分の正面図と側面図、図４は作動機構中の減速機構の一部を示す正面図、図５は図４の部分拡大図、図６は減速機構とクラッチ機構を示す側面図、図７は図６の要部拡大図、図８は操作部材の拡大図である。
図１は本発明の実施の形態による流体荷役装置１を示すものである。例えば桟橋に係留されていて液化天然ガスなどの流体を貯蔵するタンカー等（第一流体貯蔵部）から陸地の地下タンク等（第二流体貯蔵部）に流体を積み下ろすためにタンカーとタンクに流体荷役装置１のパイプの両端を接続して、タンカーから流体を送り出すことになる。この流体荷役装置１は、図示しない地下タンク等と配管を介してインナーライザー３が立設して固定されている。インナーライザー３の他端はスイベルジョイント４を介してインボードアーム５に接続され、インボードアーム５はスイベルジョイント４によって例えば垂直旋回及び水平旋回可能とされている。
インボードアーム５の他端はスイベルジョイント６を介してアウトボードアーム７に接続され、アウトボードアーム７はスイベルジョイント６に対して例えば垂直旋回可能とされている。アウトボードアーム７の他端にはスイベルジョイント８を介してタンカーへの接続口９が設けられている。この接続口９はスイベルジョイント８によって例えば垂直旋回及び水平旋回可能とされている。
【０００９】
そしてインナーライザー３の外周側には荷役装置全体を支えるためのアウターライザー１１が設けられている。また、インボードアーム５にはインボードブーム１２が連結され、アウトボードアーム７にはアウトボードブーム１３が連結されている。インボードブーム１２はスイベルジョイント４を支点として垂直旋回及び水平旋回可能に連結されており、その一端（下端）はインボードアーム５よりも外側（下側）に延びていて先端に下部円板１４が支承されている。下部円板１４にはカウンタウエイト１５が固定されている。
インポートブーム１２の他端（上端）はアウトボードブーム１３の一端（上端）と共にスイベルジョイント６に接続されている。アウトボードブーム１３の他端（下端）はサポートポイントとしてアウトボードアーム７に連結されている。そして、スイベルジョイント６には上部円板１６が支承されていて、下部円板１４との間にワイヤ１７が巻回されている。
【００１０】
インボードアーム５をスイベルジョイント４回りに垂直旋回して回動させ、インボードアーム５を水平方向に向けて傾斜させ（図１でＡ方向旋回）、アウトボードアーム７を先方に延ばす（同Ａ方向）と、接続口９をタンカーに接続可能に延ばす使用状態になる。また、インボードアーム５を略垂直方向に起立させ（Ｂ方向）、アウトボードアーム７を垂直方向に折り畳む(Ｂ方向)と、交差角αが小さくなって非使用時の格納状態になる。
【００１１】
図２乃至図５において、アウターライザー１１とインボードアーム５との連結部２０には、スイベルジョイント４と一体に水平旋回可能な基板２１が設けられ、基板２１上には外径が小径Ｄ１に形成されたスプロケット２２がスタンド２３に回転可能に設けられている。インボードアーム５のスイベルジョイント４に近接する位置にはその外周を囲って略リング形状の円板２４が固着されている。図５に示すように円板２４の外周面には全周に亘ってチェーン２５がねじ２６で固着されており、このチェーン２５にスプロケット２２が噛合している。チェーン２５を固着した円板２４の外径はＤ１より大きいＤ２に設定されている。そのため、スプロケット２２が回転すると減速してチェーン２５及び円板２４と一体にインボードアーム５がスイベルジョイント４回りに垂直旋回することになり、逆にインボードアーム５が垂直旋回するとスプロケット２２を連動して回転させる。
ここで図４に示すように、円板２４はリング状の一体形状でもよいが、直径で二分割された半円ピース片２４ａ、２４ａで形成されていてもよく、この半円ピース片２４ａ、２４ａをインボードアーム５の外周面に挟んで固着することで構成されていることが好ましい。円板２４をこのように形成することで、既設の流体荷役装置にも本発明の操作機構を追加して装着できる。
【００１２】
また図６及び図７に示すように、スプロケット２２は減速機２７及び噛み合いクラッチ２８に順次連結され、更に噛み合いクラッチ２８から管体３８、軸部３５を介して連結するフレキシブルシャフト２９がアウターライザー１１に沿って下方に延びて、アウターライザー１１の下部に位置する操作部３０に設けたギヤボックス３２に連結されている(図２、３参照)。図８に示すギヤボックス３２は図示しないギヤ機構を介して操作ハンドル３３（操作部材）に接続されている。
そのため、操作ハンドル３３を回転すると、ギヤボックス３２を介してフレキシブルシャフト２９を可逆回転（自転）させ、このシャフト２９の回転は軸部３５、管体３８、噛み合いクラッチ２８、減速機２７等を介してスプロケット２２を回転させる。また逆にインボードアーム５が回転すると操作ハンドル３３が回転することになる。
【００１３】
次にクラッチ機構について図６及び図７に沿って説明する。
図において、噛み合いクラッチ２８は減速機２７側（従動側）に設けた略リング板状の爪ハーフ２８ａと操作ハンドル３３側に設けた略リング板状の爪ハーフ２８ｂとが離間可能に噛み合って回転力を伝達している。そして一対の爪ハーフ２８ａ、２８ｂを貫通する軸部３５の一端にはフレキシブルシャフト２９が連結されている。図７（ａ）、（ｂ）で、この軸部３５は中間部が滑り軸受け３６に嵌挿されて回転可能に保持されており、滑り軸受け３６の先端側（右側）には軸部３５の外表面に滑りキー３７が埋め込まれている。そして軸部３５の外周面には断面視略鼓型の管体３８が嵌挿され、その内面の溝でキー３７を嵌合するため、管体３８はキー３７にガイドされて軸部３５の長手方向に往復摺動可能とされ且つ一体回転する。この管体３８の先端には爪ハーフ２８ｂが固着されている。そして管体３８の外周面には全周に亘って凹溝３８ａが形成され、凹溝３８ａにはピン３９が嵌合されている。
そして、ピン３９を連結したアーム４１が軸部３５に交差して延びており、アーム４１の一端に設けた支軸４２を中心にＣ-Ｄ間を揺動可能とされている。そのため、図７でアーム４１が左側位置Ｃに傾斜したときは管体３８及び爪ハーフ２８ｂを爪ハーフ２８ａから離間させ、右側位置Ｄに傾斜したときには管体３８及び爪ハーフ２８ｂを爪ハーフ２８ａに噛み合わせて、フレキシブルシャフト２９の回転力を減速機２７を介してスプロケット２２に伝達する。また、アーム４１はスプリング４６によって爪ハーフ２８ｂを他の爪ハーフ２８ａに噛み合う方向に付勢している。
【００１４】
アーム４１の他端側は作動棹４３に支持されており、この作動棹４３はプッシュプルケーブル４４に連結されている。このケーブル４４は図８に示すようにアウターライザー１１に沿って操作部３０に固定された係脱部４５ａを貫通して操作レバー４５に連結されている。そして、操作レバー４５を引っ張ると係脱部４５ａによって任意の位置でケーブル４４を停止させて、ケーブル４４を介してアーム４１をスプリング４６の付勢力に抗して滑り軸受け３６側位置Ｃに傾斜させて噛み合いクラッチ２８を外し、もう1度操作レバー４５を引っ張るとケーブル４４は係脱部４５ａでの係止を解除されてスプリング４６の付勢力でアーム４１を位置Ｄに回動させて噛み合いクラッチ２８を噛み合わせる。
【００１５】
本実施の形態による流体荷役装置１は上述した構成を備えており、次に作用を説明する。
まず、流体荷役装置１についてインボードアーム５とアウトボードアーム７を垂直方向に折り畳んだ格納状態から水平方向に広げて、桟橋に停泊したタンカー等の流体貯蔵部を陸上のタンク等の流体貯蔵部に接続する。そのために、格納状態で噛み合いクラッチ２８が噛み合った状態から操作ハンドル３３を回転させるとギヤボックス３２を介してフレキシブルシャフト２９が自転する。これによって滑り軸受け３６で保持された軸部３５が回転し、キー３７を介して管体３８及び爪ハーフ２８ｂが回転する。すると、爪ハーフ２８ｂと噛み合う爪ハーフ２８ａも一体回転するため、減速機２７、スプロケット２２も回転させられ、チェーン２５及び円板２４を介してインボードアーム５がスイベルジョイント４回りに垂直旋回する。
さらにアウトボードアーム７をインボードアーム５との交差角αを広げるようにスイベルジョイント６回りに垂直旋回させると、前方に接続口９が延びる。
【００１６】
そして、流体荷役装置１の接続口９をタンカー内の流体貯蔵部に接続して、流体貯蔵部内の液化天然ガスや石油等の流体をポンプで汲み出し、アウトボードアーム７及びインボードアーム５を介してインナーライザー３から例えば下タンク内に積み下ろす。
ここで、タンカー内の液化天然ガス等の流体を積み下ろすと、徐々にタンカーの重量が軽減してタンカーが浮き上がる。また、港内の潮位の変化や波浪等によってもタンカーが上下動する。一方、流体荷役装置１は陸上で固定されているために、タンカーが上下動するとアウトボードアーム７がスイベルジョイント６回りに揺動して垂直旋回し、同時にインボードアーム５も揺動して垂直旋回する。インボードアーム５の揺動は円板２４を介してスプロケット２２に伝達され、さらにフレキシブルシャフト２９を介して操作ハンドル３３が勝手に回転するという不具合が発生する。
【００１７】
このような不具合を避けるために、流体荷役装置１を格納状態から接続状態に広げて接続口９をタンカー内の流体貯蔵部に接続した後、操作レバー４５を引っ張る。すると、ケーブル４４及び作動棹４３を介してアーム４１が支軸４２を支点として滑り軸受け３６側位置Ｃに回動するためピン３９で管体３８が滑り軸受け３６側に押されて爪ハーフ２８ｂが爪ハーフ２８ａから離間する。この状態でタンカー内の流体をポンプで汲み出し、積み下ろし作業を行なう。このようにすれば、タンカー内の貯蔵流体の減少、潮位の変化や波等によってタンカーが上下動したり、揺動したとしても、アウトボードアーム７から流体荷役装置１に伝達される揺動による回転力は、噛み合いクラッチ２８によって遮断され、操作ハンドル３３の不用意な回転を生じない。
そして流体の積み下ろし終了後に、操作レバー４５を引いてケーブル４４の係止を解除し、スプリング４６の付勢力でアーム４１を減速機２７側の位置Ｄに回動させるとピン３９に押されて管体３８がキー３７に沿って軸部３５上を前進して爪ハーフ２８ｂを固定状態の爪ハーフ２８ａに噛み合わせることになる。この状態で操作ハンドル３３を回転させるとフレキシブルシャフト４４が自転し、軸部３５、管体３８かみ合いクラッチ２８、減速機２７、スプロケット２２、チェーン２５付き円板２４が連動してインボードアーム５を垂直旋回させアウトボードアーム７も交差角αを小さくするように垂直旋回して折り畳まれ、格納状態になる。
【００１８】
上述のように本実施の形態による流体荷役装置１によれば、操作ハンドル３３を回転操作することによってインボードアーム５の操作を行なうことができ、その際、旋回力は減速機２７とスプロケット２２と円板２４からなる減速機構を介してインボードアーム５に伝達されるために小さな力で作業を行なえる。しかも、流体荷役装置１の接続後においては、操作レバー４５によって噛み合いクラッチ２８の噛み合いを遮断した状態で流体の積み下ろし作業を行なえるから、タンカーの上下動や揺動があっても操作ハンドル３３が不用意に動くことを防止できる。
【００１９】
なお、 上述の実施の形態では、流体荷役装置１を陸上に設置したが、タンカーに設置しても同様の作用を発揮できる。またタンカー等の船舶からタンク等の陸上の流体貯蔵部への流体積み下ろし作業について説明したが、逆に陸上の流体貯蔵部からタンカー等の船舶への流体積み込み作業や、船舶から船舶への流体移送作業等にも本発明を用いることができる。
また、タンカー等の揺動等による操作ハンドル３２の回転作動を許容するのであれば、噛み合いクラッチ２８等を含む操作レバー４５による噛み合いクラッチ切り替え機構は必ずしも設けなくてもよい。軸部３５、管体３８、噛み合いクラッチ２８、減速機２７、スプロケット２２、チェーン２５及び円板２４等は作動機構を構成し、減速機２７、スプロケット２２、チェーン２５及び円板２４等は減速機構を構成する。ケーブル４４、作動棹４３、アーム４１、ピン３９、管体３８等はクラッチ機構を構する。
なお、既設の流体荷役装置１に本発明の操作機構を採用できる。この場合、円板２４を分割部品としてインボードアーム５に装着すると共に、作動機構、減速機構、クラッチ機構をそれぞれ外付けすればよい。
また、分割された円板２４とチェーン２５はギヤ部材を構成し、ギヤ部材はインボードアーム５を旋回させる回転部材を構成するが、回転部材としてはギヤ部材に限らず、分割されたプーリやワイヤロープからなる機構等、適宜のものを採用できる。ワイヤロープを採用した場合にはスプロケットに代えてプーリを用いて回転を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態による流体荷役装置の要部構成図である。
【図２】図１に示す流体荷役装置の作動機構の正面図である。
【図３】図１に示す流体荷役装置の作動機構の側面図である。
【図４】作動機構中の減速機構の一部を示す正面図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】クラッチ機構の要部側面図である。
【図７】（ａ）は図６の要部拡大図、（ｂ）は図（ａ）中のＥ−Ｅ線断面図である。
【図８】減速機構とクラッチ機構の操作部を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  流体荷役装置
５  インボードアーム
７  アウトボードアーム
２２  スプロケット
２４  円板（ギヤ部材：回転部材）
２５  チェーン（ギヤ部材：回転部材）
２７  減速機
２８  噛み合いクラッチ（クラッチ）
２８ａ、２８ｂ  爪ハーフ（クラッチ）
２９  フレキシブルシャフト
３３  操作ハンドル(操作部材)
４１  アーム
４４  ケーブル
４５  操作レバー(第二操作部材)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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