(57)【要約】      （修正有）【課題】コンテナクレーンにおいて、風による脚の浮き上がりを防止する、安定度を向上したコンテナクレーンを提供し、さらに、安定度や剛性を維持しながら軽量化を実現したコンテナクレーンを提供する。【解決手段】海上用輸送コンテナを荷役するコンテナクレーンにおいて、前記コンテナクレーンを構成するフレームの長手方向に沿って少なくとも一部の海側面１２Ａと陸側面１２Ｂ、もしくはブームの下面に、板状の補強部材２を設置し、前記補強部材２を、前記海側面１２Ａ及び前記陸側面１２Ｂの設置面にそれぞれ少なくとも２枚ずつ立てて設置する。【選択図】図１
2012201434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海上用輸送コンテナを荷役するコンテナクレーンにおいて、前記コンテナクレーンを構成するフレームの長手方向に沿って少なくとも一部の海側面と陸側面、もしくはブームの下面に、板状の補強部材を設置し、
前記補強部材を、前記海側面及び前記陸側面の設置面にそれぞれ少なくとも２枚ずつ立てて設置したことを特徴とするコンテナクレーン。
【請求項２】
前記補強部材を、前記コンテナクレーンの海側脚、２本の前記海側脚を連結している水平な梁状部材であるシルビーム及びタイビーム、マストを構成するフレーム、もしくは前記ブームの前記設置面の長手方向に沿って少なくとも１か所に設置したことを特徴とする請求項１に記載のコンテナクレーン。
【請求項３】
前記補強部材を設置した前記フレームもしくは前記ブームの断面において、前記補強部材の高さが設置面の幅の８〜２５％であり、かつ、前記補強部材を前記設置面の両端部から内側に、前記設置面の幅の５〜２５％の位置に設置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンテナクレーン。
【請求項４】
前記補強部材を設置した前記フレームもしくは前記ブームの断面において、前記補強部材の頂部と前記設置面の端部を結んだ直線と、前記設置面のなす角が４５〜７０°であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のコンテナクレーン。
【請求項５】
前記フレームの内部に設置していた座屈防止部材を、前記フレームの前記海側面及び前記陸側面の前記設置面、もしくは前記ブームの前記設置面に少なくとも２枚ずつ立てて設置し、前記補強部材としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のコンテナクレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、港湾や内陸地のコンテナターミナルなどで、コンテナの荷役に使用されるクレーン等、特にコンテナクレーンの安定度を向上させるための構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
港湾や内陸地等のコンテナターミナルでは、コンテナクレーンや橋形クレーンによって、船舶及びトレーラ間のコンテナの荷役を行っている。図７にコンテナクレーン１Ｘの概要を示しており、海側脚３、陸側脚４、マスト５、ブーム８及びガーダ９等を有しているコンテナクレーン１Ｘを、岸壁１０に設置している様子を示している。
【０００３】
コンテナクレーン１Ｘは、海側から吹く風Ｗにより、海側脚３の走行輪１１が浮いてしまい、脱輪等の事故を起こす場合がある。この事故を防止するために従来は、コンテナクレーン１Ｘにカウンターウエイトを搭載して、海側脚３の輪重を増加して、安定度を向上していた。ここで、輪重とは、例えば海側脚３に設置された走行輪１１にかかる荷重のことを指している。
【０００４】
また、コンテナクレーン１Ｘの設置可能な奥行き（スパンＬ）が長い岸壁１０では、コンテナクレーン１Ｘを海側脚３と陸側脚４の間隔が広いものに交換して、コンテナクレーン１Ｘの風Ｗに対する安定度を向上させることもできる。
【０００５】
しかし、スパンＬの短い岸壁１０や、基礎の強度が低いため輪重を増加できない岸壁１０も存在し、前述の方法では、風Ｗに対するコンテナクレーン１Ｘの安定度を向上させることができない場合があった。この場合は、岸壁１０を作りかえる等、莫大なコストがかかる対策を取るしか方法がなかった。この問題に対して、ガーダ上に２つのトロリと受け台を有したコンテナクレーンの軽量化の方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。このコンテナクレーンの軽量化に伴い、輪重を増加することなく、従来のカウンターウエイトを搭載して、コンテナクレーン１Ｘの安定度向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２１１７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、受け台をもともと有さない通常のコンテナクレーンにおいては、コンテナクレーン自体の重量を軽量化することができず、コンテナクレーン１Ｘの安定度を向上させることはできない。
【０００８】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、コンテナクレーンにおいて、風による脚の浮き上がりを防止する、安定度を向上したコンテナクレーンを提供することである。さらに、安定度や剛性を維持しながら、余分なカウンターウエイトを搭載することなく軽量化を実現したコンテナクレーンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明に係るコンテナクレーンは、海上用輸送コンテナを荷役するコンテナクレーンにおいて、前記コンテナクレーンを構成するフレームの長手方向に沿って少なくとも一部の海側面と陸側面、もしくはブームの下面に、板状の補強部材
を設置し、前記補強部材を、前記海側面、前記陸側面及びブームの下面の設置面にそれぞれ少なくとも２枚ずつ立てて設置したことを特徴とする。
【００１０】
上記のコンテナクレーンにおいて、前記補強部材を、前記コンテナクレーンの海側脚、２本の前記海側脚を連結している水平な梁状部材であるシルビーム及びタイビーム、マストを構成するフレーム、もしくは前記ブームの前記設置面の長手方向に沿って少なくとも１か所に設置したことを特徴とする。
【００１１】
上記のコンテナクレーンにおいて、前記補強部材を設置した前記フレームもしくは前記ブームの断面において、前記補強部材の高さが設置面の幅の８〜２５％であり、かつ、前記補強部材を前記設置面の両端部から内側に、前記設置面の幅の５〜２５％の位置に設置したことを特徴とする。
【００１２】
上記のコンテナクレーンにおいて、前記補強部材を設置した前記フレームもしくは前記ブームの断面において、前記補強部材の頂部と前記設置面の頂部を結んだ直線と、前記設置面のなす角が４５〜７０°であることを特徴とする。
【００１３】
上記のコンテナクレーンにおいて、前記フレームの内部に設置していた座屈防止部材を、前記フレームの前記海側面及び前記陸側面の前記設置面、もしくは前記ブームの前記設置面に少なくとも２枚ずつ立てて設置し、前記補強部材としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
補強部材を設置する構成により、海側から吹く風の抵抗を低減し、クレーンの安定度向上を実現すると同時にフレームを補強することができる。そのため、例えば、従来と同等の安定性と剛性を有するコンテナクレーンであれば、重量を低減した軽量コンテナクレーンとして提供することが可能となる。
【００１５】
また、フレームの断面において、補強部材の高さが、設置面の幅の８〜２５％であり、かつ、補強部材を、設置面の両端部から内側に、設置面の幅の５〜２５％の位置に設置した構成により、フレームの断面形状が、矩形の四隅の角を切欠いたような十字型となり、海側面又は陸側面にあたる風のはく離するポイントが矩形の角部の１箇所で固定だったものから２箇所になり、はく離流れが相互に干渉し、後流の流れの曲率が小さくなり、後流域の負圧が弱く、かつ負圧領域も小さくなることから、フレームにおける風の抵抗を低減することができる。
【００１６】
同様に、補強部材の頂部と設置面の頂部を結んだ直線と、設置面のなす角を４５〜７０°とする構成により、フレームにおける風の抵抗を低減することができる。
【００１７】
また、従来、フレームの内部に設置されていた板状の座屈防止部材を取り除き、この板状の座屈防止部材を、フレームの海側面及び陸側面の設置面に２枚ずつ立てて設置して、補強部材とした構成により、従来のクレーンから重量を増加せず、かつ剛性を低下せずに、フレームにおける風の抵抗を低減し、クレーンの安定度向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る実施の形態のコンテナクレーンのフレーム断面を示した図である。
【図２】本発明に係る実施の形態のコンテナクレーンを示した図である。
【図３】コンテナクレーンの模型の平面を示した図である。
【図４】コンテナクレーンの模型の側面を示した図である。
【図５】風洞実験の結果を示したグラフである。
【図６】本発明に係る異なる実施の形態のコンテナクレーンのフレーム断面を示した図である。
【図７】従来のコンテナクレーンの側面を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施の形態のコンテナクレーンについて、図面を参照しながら説明する。図１に、フレーム１６の断面を示しており、フレーム１６の断面は側面１５、海側設置面１２Ａ及び陸側設置面１２Ｂからなる設置面１２で構成する矩形であり、それぞれの設置面１２にそれぞれ２枚の補強部材２を設置している。また、設置面１２の幅をＨ、補強部材２の高さをｘ、側面１５頂部から補強部材２までの設置距離をｙ、側面１５の幅をＢとし、補強部材２の頂部と側面１５の頂部を結んだ直線と、設置面１２のなす角をθとして示しており、海から吹く風をＷで示している。
【００２０】
なお、フレーム１６は筒状であり、例えば設置面１２及び側面１５の幅Ｈ、Ｂはクレーンの規模及び脚、シルビーム、マスト等の構成部材により異なるが、９００〜１６００ｍｍであり、補強部材２は板状で、高さｘは１００〜４００ｍｍであり、幅は６〜４０ｍｍである。また、角度θは４５〜７０°となるように補強部材２を設置するとよい。ここで、補強部材２は、設置面１２に対してほぼ垂直（９０°）に設置することが望ましいが、若干のずれ（８０°〜１００°）を許容することはできる。
【００２１】
次に、フレーム１６に補強部材２を設置する手順を説明する。まず、クレーン１において、補強部材２を設置するフレーム１６を決定する。フレーム１６の設置面１２の幅Ｈの長さを測定し、この幅Ｈから補強部材２の高さｘを決定する。高さｘは、幅Ｈの８〜２５％とする。この幅Ｈは、コンテナクレーン１の強度（規模や定格荷重）や岸壁１０で発生する風の強さを勘案して設計することができる。具体的には、例えば風Ｗに対しては幅Ｈの１５〜２５％程度とすることが望ましく、補強としては、部材の重量増加を考慮して８〜１５％程度とすることが望ましい。次に、高さｘから補強部材２の設置距離ｙを決定する。設置距離ｙは角度θが４５〜７０°となるように決定し、海からの風Ｗに対する安定性を重視するならばθを６０°程度とすることが望ましい。
【００２２】
つまり、風の抵抗を考えると角度θは４５〜７０°の範囲であることが望ましく、フレーム１６の補強を考慮すると、高さｘにもよるが一般的には、この角度θは小さい方が望ましい。以上より、風の抵抗を低減し、かつ、フレーム１６の補強の効果を考慮して、最適な角度θを算出することができる。
【００２３】
図２に、コンテナクレーン１を海側から見た正面図を示しており、海側脚３、タイビーム６及びシルビーム７に補強部材２を設置した様子を示している。加えてマスト５及び頂部タイビーム１８にも補強部材２を設置してもよく、これらの補強部材２の設置箇所は、コンテナクレーン１の強度や、岸壁１０で発生する風の状況から適宜決定することができる。なお、コンテナクレーン２の模型を作成し、風洞実験を行なったところ、補強部材２を設置しない場合に比べ抗力を低減できることを確認した。
【００２４】
以下に、上記の風洞実験の詳細を説明する。図３にコンテナクレーン２の模型の平面図を示しており、図４に側面図を示しており、この模型に方向を変えながら風Ｗによる荷重を負荷し、コンテナクレーン２に係る走行方向Ｓの抗力及び横行方向Ｔの抗力を測定した。なお、図４に示すように、ブーム８はアップの状態で実験を行った。
【００２５】
図５に風洞実験の結果を示しており、縦軸に抗力（％）、横軸に風の方向（角度）を示している。ここで、抗力は、実験において観測した最大値を１００％として、無次元化している。また、破線は従来のコンテナクレーン１Ｘ、実線は補強部材２を設置したコンテ
ナクレーン１の模型の実験データを示しており、Ｓは走行方向の抗力、Ｔは横行方向の抗力を示している。なお、コンテナクレーン１の模型は、海側脚３、陸側脚４、マスト５、タイビーム６、及び頂部タイビーム１８の設置面１２Ａ、１２Ｂに補強部材２を設置し、さらにブーム８の下面に補強部材２を設置したものを使用した。
【００２６】
図５のグラフは、風Ｗの方向（角度）と実機に換算した抗力の関係を示している。例えば、風Ｗの方向がクレーン１に対して斜めに吹く場合、即ち、風Ｗの方向が３０°の場合の抗力は、補強部材なしが１００％、補強部材ありが９４．６％となった。また、風の方向が海側からの場合（０°）は、補強部材なしが９２．６％、補強部材ありが７９．７％となった。つまり、補強部材２を設置した本発明のコンテナクレーン１は、従来の補強部材２を設置していないクレーンと比べて、抵抗が小さく、風Ｗの抵抗を受けにくいため、風による脚の浮き上がりを抑制することができる。特に、風Ｗが海側から吹く場合（例えばー５０°から５０°の範囲）の横行方向Ｔへかかる力を抑制することができる。
【００２７】
ここで、ブーム８の下面に設置する補強部材２は、特に、ブームアップした状態で効果を発揮する。つまり、コンテナクレーン１は、コンテナ船等が出入りする際に、船舶の船橋とブーム８との接触を避けるため、ブーム８を上方に跳ね上げるように構成されている。このコンテナクレーン１が荷役を行わないときには、ブーム８は跳ね上げた状態となっており、この際に、ブーム８の下面に設置した補強部材２が風Ｗの抵抗を低減する効果を発揮する。なお、ブーム８の上面にも補強部材２を設置した方が、風Ｗの抵抗を低減する効果は高いが、ブーム８の上面は、作業員が移動する歩廊となるため、補強部材２を設置しなくてもよい。
【００２８】
また、海陸側の設置面１２のみならず、側面１５に補強部材２を設置して、横方向の風の抵抗を低減することもできる。しかし、海側脚３と海側脚３（及び陸側脚４と陸側脚４）の間隔は、コンテナを通過させる必要があるため、２０ｍ程度あり、また、走行輪１１が複数並ぶため、安定性は比較的高く、この安定性が問題となることは少ない。そのため、側面１５への補強部材２の設置は効果が少ない。
【００２９】
さらに、海風Ｗが卓越するような地域のコンテナクレーン１を考慮した場合、側面１５に補強部材２を設置すると、かえって海風Ｗに対するフレーム１６の受風面積が増加してしまう。そのため、風Ｗの抵抗を低減するという観点からは設置面１２に補強部材２を設置することが望ましい。
【００３０】
また、地形的な要因などから明らかに走行レールに平行な風が卓越する場合、側面１５に補強部材２を設置するとよいが、例えば図１に示すように、もともと座屈防止部材１７を側面１５内側に１つずつしか設置していない場合は、コンテナクレーン１の重量増加を招いてしまう。つまり、座屈防止部材１７を、側面１５外側に移動して設置しても、１つしかないため、新たに部材を追加する必要がある。
【００３１】
図６に、本発明に係る異なる実施の形態のコンテナクレーン１における、フレーム１６の断面を示している。このフレーム１６は、補強部材２に薄板１９を設置し、内部に形成した空間に電線２１用のダクト２０を通している。補強部材の頂部と側面１５の頂部の位置関係が、本発明の作用効果をもたらしているので、薄板１９を設置することができる。この構成により、補強部材２と薄板１９で形成した空間内は、塗装の必要が無くなるため、クレーンの塗り替えコストを抑えることができる。
【００３２】
ここで、本発明は、コンテナクレーン、岸壁クレーン、橋形クレーン、門型クレーンの他に、製鉄所等の製品出荷用クレーンやアンローダ等にも適応することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１     コンテナクレーン
２     補強部材
３     海側脚
４     陸側脚
５     マスト
６     タイビーム
７     シルビーム
８     ブーム
１２   設置面
１２Ａ 海側設置面
１２Ｂ 陸側設置面
１５   側面
１６   フレーム
１７   座屈防止部材
Ｈ     幅（設置面）
Ｂ     幅（側面）
ｘ     高さ（補強部材）
ｙ     設置距離
θ     角度
【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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