JP5622599B2 - クレーン用給電ケーブルリール装置およびこれを備えたクレーン - Google Patents

Description

本発明は、例えば、箱型形状のコンテナが多数設置される港湾のコンテナヤードにてコンテナを搬送するクレーンに設けられて好適なクレーン用給電ケーブルリール装置およびこれを備えたクレーンに関するものである。

港湾等のコンテナヤードでは、船舶へ積み込む前のコンテナや、船舶から積み下ろされたコンテナが多数設置されている。これらコンテナは、上方へ複数積み上げられた段積みコンテナとされ、各段積みコンテナが所定配列に従ってレーンごとに並べられている。各レーンには、レーンを跨ぐように、特許文献１に示されたようなＲＴＧ（Rubber Tired Gantry crane）等の自走式の門型クレーンが配置されている。この門型クレーンによって、レーン内を走行するトレーラやＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）とのコンテナの受け渡しが行われ、また、レーン内のコンテナの設置等が行われる。

このようなＲＴＧ等のクレーンは、従来、クレーンに搭載されたエンジン発電機にて発電し、クレーンの走行モータや荷役モータに電力を供給している。また、近年の環境負荷低減の要請から、エンジン発電機に加えてバッテリを搭載したハイブリッド電源方式が実用化されつつある。さらに環境負荷の低減を進める方式として、エンジン発電機を廃し、地上に設けた給電源から給電ケーブルおよびケーブルリールを介してクレーンに電力を供給するケーブルリール式地上給電方式がある。

特開２００７−１４５４４４号公報

図７には、ケーブルリール式地上給電方式のＲＴＧとされたクレーン１００が示されている。同図に示されているように、クレーン１００には、給電ボックス１０１から給電ケーブル１０３及びケーブルリール１０５を介して電力が供給されるようになっている。
しかし、給電ボックス１０１は地上に固定的に設置されているものであるため、クレーン１００に設備されるケーブルリール１０５の位置に対応する位置に給電ボックス１０１が設備される必要がある。この場合、クレーン１００の横行方向Ｙに隣り合うレーンで稼働する別のクレーン１００に給電する給電ボックス１０１は、この両方のクレーン１００に対して供用する事ができず、各々専用の給電ボックス１０１の配置が必要となり、コストの増大を招くことになるため好ましくない。

また、給電ボックス１０１から供給される電力の電圧はＡＣ６６００Ｖ級といった高電圧とされている。これは、クレーン１００の最大負荷を考慮すると３５０ｋＷ程度の電力が必要とされるからである。したがって、給電ケーブル１０３の径も高電圧仕様のため太くなり、これに伴い、ケーブルリール１０５の直径も大きくなり大型化してしまう。
このため、走行方向Ｘ（図７参照）に張り出して設置する場合、装置重量を保持するための大掛かりな鉄骨構造が必要となり、かつケーブルリール１０５の走行方向Ｘへの張り出し量が大きくなるため、レーン端へ寄りきれない量が大きくなるために、コンテナ蔵置の面積効率を低下させてしまう問題が発生する。そのため、図７に示すように、走行方向Ｘに直行する横行方向Ｙの外側に張り出すようにケーブルリール１０５を設置せざるを得ない。また、コンテナ蔵置の面積効率の観点から、クレーン１００の横行方向Ｙ側方で稼働する別のクレーン１００との離合間隔も可及的に狭く設定されている中で、横行方向Ｙの外側に張り出すようにケーブルリール１０５を設置せざるを得ない状況は、ケーブルリール給電式による電動化の実用化を阻害する大きな要因となっている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、給電源（給電ボックス）の設置位置に関わらずクレーンに給電することができるクレーン用給電ケーブルリール装置およびこれを備えたクレーンを提供することを目的とする。
また、本発明は、走行方向に隣り合うクレーンの間隔が比較的狭いコンテナヤードであっても、ケーブルリール給電式の電動化を可能とするために、ケーブルリールを走行方向に張り出して設置することができるクレーンを提供する。

上記課題を解決するために、本発明のクレーン用給電ケーブルリール装置およびこれを備えたクレーンは以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるクレーン用給電ケーブルリール装置は、地上側の給電源から導かれる給電ケーブルが巻回されるケーブルリールと、該ケーブルリールに巻回された給電ケーブルからの電力をクレーン側に供給する際に用いるコネクタと、前記ケーブルリール及び前記コネクタが搭載され、クレーンに対して着脱可能とされた接続部とを備えていることを特徴とする。

地上側の給電源から導かれる給電ケーブルが巻回されるケーブルリールと、給電ケーブルからの電力をクレーン側に供給する際に用いるコネクタとを備えたクレーン用給電ケーブルリール装置を、これらを搭載した接続部によって、クレーンに対して着脱可能とすることとした。これにより、地上側の給電源の位置が、クレーンに取り付けられた給電ケーブルリール装置から見て遠い位置とされている場合であっても、給電ケーブルリール装置を取り外して給電源に近い所望の位置に移設することができるので、給電源の位置に関わらずクレーンに電力を供給することができる。

さらに、本発明のクレーン用給電ケーブルリール装置では、前記接続部には、クレーンの脚部から外方に張り出した突出部が挿入可能とされた接続用開口が形成されていることを特徴とする。

クレーンの脚部から張り出した突出部を、接続部に設けた接続用開口に挿入することによってクレーン用給電ケーブルリール装置を固定することができるので、クレーン用給電ケーブルリール装置をクレーンに対して簡便に移設することができる。

さらに、本発明のクレーン用給電ケーブルリール装置では、前記接続部には、フォークリフトの爪が挿入可能とされたフォークリフト用挿入穴が形成され、前記接続部は、前記フォークリフト用挿入穴から挿入されたフォークリフトの爪によって退避し、フォークリフトの爪が退出した際に進出してクレーンの前記突出部に係合するロック機構を備えていることを特徴とする。

接続部にフォークリフト用挿入穴を形成することによって、接続部にフォークリフトの爪を差し込んでクレーン用給電ケーブルリール装置を搬送することができるようにした。そして、フォークリフトの爪の挿入及び退出に応じて退避及び進出するロック機構によって接続部をクレーンの突出部に対して固定および解除するロック機構を設けることとした。これにより、フォークリフトによってクレーン用給電ケーブルリール装置をクレーンに取り付けたり取り外したりする一連の作業の中で同時にクレーン用給電ケーブルリール装置を固定および解除することができるので、作業性が向上する。

また、本発明のクレーンは、上記のいずれかに記載されたクレーン用給電ケーブルリール装置を備えていることを特徴とする。

クレーンに対して給電ケーブルリール装置が着脱可能とされているので、地上側の給電源の位置に関わらずクレーンに電力を供給することができる。

さらに、本発明のクレーンは、前記給電ケーブルを介して供給される電力を貯蔵する電力貯蔵装置と、当該クレーンにて消費する電力の変動に応じて前記電力貯蔵装置の充放電を制御する充放電制御装置を備える事で、前記給電ケーブルからの給電電力のピークカットを図り、例えばＡＣ６００Ｖ以下の低圧電力が前記給電ケーブルを介して供給される事を可能とし、前記給電ケーブルの径を低減し、ケーブルリールを小型化する事で、前記ケーブルリールは、前記クレーンの走行方向に張り出すように設けられていることを特徴とする。

クレーンにて消費する電力に応じて電力貯蔵装置の充放電を制御する充放電装置を備えることにより、給電ケーブルから供給される電力を例えばＡＣ６００Ｖ以下とした低電圧に抑えることができる。これにより、給電ケーブルとして、従来のようにＡＣ６６００Ｖ級といった高電圧仕様の比較的太い給電ケーブルを用いる必要が無くなり、ケーブルリールの径を小さくして小型化することができる。したがって、走行方向に隣り合うクレーンの間隔が狭いコンテナヤードであっても、クレーンの走行方向に張り出すようにケーブルリールを設けることができ、従来のように横行方向（走行方向に直交する方向）外側にケーブルリールを張り出す必要がなくなる。

本発明によれば、クレーン用給電ケーブルリール装置をクレーンに対して着脱可能としたので、地上側の給電源の設置位置に関わらずクレーンに給電することができる。
また、充放電装置によって給電ケーブルを低電圧仕様とし、ケーブルリールを小型化したので、走行方向に隣り合うクレーンの間隔が比較的狭いコンテナヤードであっても、ケーブルリールを走行方向に張り出して設置することができる。

本発明の一実施形態にかかるクレーンを示した斜視図である。 本発明の一実施形態にかかるケーブルリール装置を示した正面図である。 図２のケーブルリール装置の側面図である。 図２のケーブルリール装置のスリップリング装置周りの詳細を示した斜視図である。 図２のケーブルリール装置の係合片がフォークリフトの爪によって退避してロック解除となった状態を示した側面図である。 クレーンに対してケーブルリール装置を設置する工程を示す側面図であり、（ａ）は設置前の状態、（ｂ）は設置後の状態を示す。 ケーブルリール式地上給電方式のＲＴＧを示した斜視図である。

以下に、本発明にかかる一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、本実施形態にかかるクレーン１が示されている。同図には、横行方向Ｙに隣り合う２つのレーンにそれぞれ設置された２台のクレーン１Ｆ，１Ｒが示されている。クレーン１は、地上に設置された給電ボックス３１から供給された電力によって動作する地上給電方式の電動クレーンとされており、エンジン発電機を備えていない。また、クレーン１は、本実施形態にかかるクレーン用給電ケーブルリール装置（以下、単に「ケーブルリール装置」という。）２を備えている。

クレーン１は、いわゆるＲＴＧ（Rubber Tired Gantry crane）とされ、複数のゴムタイヤ３によって自走する門型のクレーンとされている。クレーン１は、複数のコンテナ（図示せず）が上方に段積みされた段積みコンテナが所定配列をもって設置されたレーンＲを跨ぐように配置され、レーンＲの長手方向（走行方向Ｘ）に走行する。

クレーン１は、各脚部１１に４つの走行装置５を備えており、各走行装置５に４つのゴムタイヤ３が設けられている。走行装置５は、走行制御装置７によって、その駆動が制御されるようになっている。走行装置５には、オートステアセンサ６が設けられている。このオートステアセンサ６は、レーンＲの長手方向に敷設された磁気ガイドライン１５からの磁気を検出するようになっており、これにより、クレーン１を走行方向Ｘに自動で直進運転できるようになっている。

左右方向である走行方向Ｘに隣り合う走行装置５は、下梁９によって連結されており、この下梁９上に走行制御装置７が設置されている。ここで、左右とはクレーンの走行方向を意味し、前後とはトロリ２０の移動方向（横行方向Ｙ）を意味する。これは、トロリ２０に設置された運転室２２内のオペレータの姿勢を基準として定められたものである。

下梁９の中央には、下方に向けた状態のベイセンサ８が設けられている。このベイセンサ８は、設置されたコンテナの左右方向の単位であるベイ毎に敷設された磁石１６からの磁気を検出するようになっており、これにより、クレーン１を目標のベイに停止させることができる。
下梁９の両端には、上方に立設する柱１０がそれぞれ設けられている。各柱１０の上端は、もう一方の下梁９から立設された柱１０の上端とガーダ１２によって連結されている。

ガーダ１２は左右方向に２本並列に設けられており、これらガーダ１２上をトロリ２０が前後方向（横行方向Ｙ）に移動する。トロリ２０には運転室２２が設けられており、この運転室２２内にオペレータが待機し、クレーン１の操作を行う。

トロリ２０からはスプレッダ（吊具）２４が吊り下げられており、このスプレッダ２４によってコンテナが把持された状態で吊り下げられるようになっている。具体的には、スプレッダ２４の四隅に、先端に拡大頭部を有するツイストロックピン（図示せず）が下方に突出した状態で設けられており、各ツイストロックピンの拡大頭部がコンテナの上面四隅に設けられた穴に挿入された状態で回転させられることによって係合するようになっている。このようにスプレッダ２４によって吊り下げられることにより、コンテナはトロリ２０の移動に応じて各位置に移動させられる。

クレーン１は、図示しないバッテリ（電力貯蔵装置）及び充放電装置を備えている。バッテリは、地上に固定設置された給電ボックス３１から給電ケーブル３３及びケーブルリール３５を介して供給された電力を貯蔵する。給電ボックス３１からは、例えばＡＣ４６０Ｖといった低電圧の電力が供給されるようになっている。充放電装置は、バッテリの充放電を制御することによって、クレーン１の消費電力の変動に対応し、給電電力を平準化して低く抑えることができるようになっている。

給電ケーブル３３は、ＡＣ４６０Ｖといった低電圧仕様とされているので、従来のＡＣ６６００Ｖ級の高電圧仕様の給電ケーブルに比べて小径とされている。これに伴い、ケーブルリール３５は、従来のケーブルリールに比べて小型化されている。このように小型化されたケーブルリール３５は、クレーン１の走行方向Ｘ側に張り出すように設置されている。

ケーブルリール３５を備えたケーブルリール装置２は、クレーン１に対して着脱可能とされている。また、図１に示されているように、１つのクレーン１に対して複数設けることもできる。そして、給電ボックス３１の位置に応じて、ケーブルリール装置２の位置が変更できるようになっている。

図１に示された例では、前側のクレーン１Ｆでは、後方の左右の脚部１１に１つずつケーブルリール装置２が設けられており、後側のクレーン１Ｒでは、左方の前後の脚部１１に１つずつケーブルリール装置２が設けられている。後側のクレーン１Ｒでは、前側の左方に給電ボックス３１が位置しているので、この給電ボックス３１に近い位置すなわち前側左方の脚部１１にケーブルリール装置２が移設されている。例えば、前側のクレーン１Ｆのように後側右方の脚部１１にケーブルリール装置２が設置されていた場合には、矢印Ａに示すように、ケーブルリール装置２を後側右方から前側左方へとケーブルリール装置２を移設する。
なお、クレーン１の柱１０の下方の脚部１１には、ケーブルリール装置２を固定するための突出梁（突出部）１３が水平方向に張り出して設けられている。突出梁１３を用いたケーブルリール装置２の固定方法については後述する。

図２及び図３には、ケーブルリール装置２が示されている。
ケーブルリール装置２は、給電ケーブル３３を巻回するケーブルリール３５と、ケーブルリール３５の回転中心を支持する回転軸体３７と、回転軸体３７を回転駆動する電動モータ３９と、給電ケーブル３３から供給された電力をクレーン１側に供給するためのコネクタ４１とを備えている。

電動モータ３９は、減速機４３を介して回転軸体３７を駆動するようになっている。電動モータ３９は、給電ケーブル３３を繰り出すときは給電ケーブル３３が弛まないように所定の張力が給電ケーブル３３にかかるように動作し、給電ケーブル３３を巻き取るときはケーブルリール３５を巻取方向に所定のトルクで回転駆動させる。

給電ケーブル３３から供給された電力は、スリップリング装置４５を介してコネクタ４１へと供給されるようになっている。スリップリング装置４５は、図４に示すように、給電ケーブル３３から３相に分岐されたそれぞれの配線に対してスリップリング４５ａが設けられており、これらスリップリング４５ａと対応した各ブラシ４５ｂを介してコネクタ４１へと３相電力が導かれるようになっている。コネクタ４１は、クレーン側の図示しないコネクタと接続される。

ケーブルリール３５の下方には、地上から導かれる給電ケーブル３３をガイドするケーブルガイド４７が設けられている。

上述したケーブルリール３５、電動モータ３９、スリップリング装置４５、コネクタ４１等は、下方に位置する接続用架台（接続部）５１に搭載されている。接続用架台５１は、四隅に設けられて立設された脚部５３と、脚部５３に対して水平に固定された下方台板５５及び上方台板５７とを備えている。上方台板５７上には、減速機４３及びスリップリング装置４５が固定設置されている。

上方台板５７と下方台板５５との間には、開口５９が形成されている。この開口５９は、クレーン１に対してケーブルリール装置２を固定するための接続用開口とされている。具体的には、図３に示されているように、クレーン１の柱１０の下方の脚部１１から走行方向Ｘの外方に張り出した突出梁１３が、開口５９に対して挿入可能となっている。

下方台板５５には、突出梁１３に対してケーブルリール装置２を固定するためのロック機構が設けられている。このロック機構は、複数の係合片６１を備えており、常態において上方へと進出するようにバネ等の付勢部材によって付勢されている。図３には、係合片６１が上方に進出して突出梁１３の下面に形成された係合溝に係合されたロック状態が示されている。
下方台板５５の側面には、図２に示されているように、フォークリフトの爪が挿入可能とされたフォークリフト用挿入穴６３が形成されている。このフォークリフト用挿入穴６３からフォークリフトの爪６５が挿入されると、図５に示されているように、係合片６１はフォークリフトの爪６５に当接した状態で下方へと退避してロック解除状態となるようになっている。

図６には、クレーン１に対するケーブルリール装置２の固定方法が示されている。ケーブルリール装置２は、フォークリフトによって搬送可能とされており、図６（ａ）に示されているように、フォークリフトの爪６５を下方台板５５のフォークリフト用挿入穴６３（図２参照）から挿入することによってケーブルリール装置２を持ち上げる。このとき、係合片６１はフォークリフトの爪６５によって下方へと退避されており、ロック状態が解除されている。そして、フォークリフトをクレーン１側へと接近させて、突出梁１３をケーブルリール装置２の開口５９内に挿入する。その後、図６（ｂ）に示すように、フォークリフトをクレーン１から遠ざかるように退避させて爪６５をフォークリフト用挿入穴６３から抜く。爪６５が退避すると、係合片６１は付勢力によって上方へと進出して突出梁１３に対して係合させられ、ロック状態となる。

以上の通り、本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
地上側の給電ボックス３１から導かれる給電ケーブル３３が巻回されるケーブルリール３５と、給電ケーブル３３からの電力をクレーン１側に供給する際に用いるコネクタ４１とを備えたクレーン用給電ケーブルリール装置２を、これらを搭載した接続用架台５１によって、クレーン１に対して着脱可能とすることとした。これにより、地上側の給電ボックス３１の位置が、クレーン１に取り付けられた給電ケーブルリール装置２から見て遠い位置とされている場合であっても、給電ケーブルリール装置２を取り外して給電ボックス３１に近い所望の位置に移設することができるので、給電ボックス３１の位置に関わらずクレーンに電力を供給することができる。
クレーン１の脚部１１から張り出した突出梁１３を、開口５９に挿入することによってケーブルリール装置２を固定することができるので、クレーン１に対して簡便に移設することができる。
接続用架台５１の下方台板５５にフォークリフト用挿入穴６３を形成することによって、フォークリフト用挿入穴６３にフォークリフトの爪６５を差し込んでケーブルリール装置２を搬送することができるようにした。そして、フォークリフトの爪６５の挿入及び退出に応じて退避及び進出する係合片６１によってクレーン１の突出梁１３に対して固定および解除するロック機構を設けることとした。これにより、フォークリフトによってケーブルリール装置２をクレーン１に取り付けたり取り外したりする一連の作業の中で同時にケーブルリール装置２を固定および解除することができるので、作業性が向上する。

また、クレーン１にて消費する電力を平準化するようにバッテリの充放電を制御する充放電装置を備えることにより、給電ケーブル３３から供給される電力をＡＣ４６０Ｖとして、クレーン１にて消費する電力を抑えるようにした。これにより、給電ケーブル３３として、従来のようにＡＣ６６００Ｖ級といった高電圧仕様の比較的太い給電ケーブルを用いる必要が無くなり、ケーブルリール３５の径を小さくして小型化することができる。したがって、横行方向に隣り合うクレーン１Ｆ，１Ｒ（図１参照）の間隔が狭いコンテナヤードであっても、クレーン１の走行方向Ｘに張り出すようにケーブルリール３５を設けることができ、従来のように横行方向Ｙの外側にケーブルリールを張り出す必要がなくなる。

１ クレーン
２ ケーブルリール装置（クレーン用給電ケーブルリール装置）
１３ 突出梁（突出部）
３１ 給電ボックス（給電源）
３３ 給電ケーブル
３５ ケーブルリール
４１ コネクタ
５９ 開口（接続用開口）
６１ 係合片（ロック機構）
６３ フォークリフト用挿入穴

Claims (5)

1. 地上側の給電源から導かれる給電ケーブルが巻回されるケーブルリールと、
   該ケーブルリールに巻回された給電ケーブルからの電力をクレーン側に供給する際に用いるコネクタと、
   前記ケーブルリール及び前記コネクタが搭載され、クレーンに対して着脱可能とされた接続部と、
   を備え、
   前記接続部には、クレーンの脚部から外方に張り出した突出部が挿入可能とされた接続用開口が形成されていることを特徴とするクレーン用給電ケーブルリール装置。
2. 前記接続部には、フォークリフトの爪が挿入可能とされたフォークリフト用挿入穴が形成され、
   前記接続部は、前記フォークリフト用挿入穴から挿入されたフォークリフトの爪によって退避し、フォークリフトの爪が退出した際に進出してクレーンの前記突出部に係合するロック機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載のクレーン用給電ケーブルリール装置。
3. 請求項１又は２に記載されたクレーン用給電ケーブルリール装置を備えていることを特徴とするクレーン。
4. ＡＣ６００Ｖ以下の低圧電力が前記給電ケーブルを介して供給されて電力を貯蔵する電力貯蔵装置と、
   当該クレーンにて消費する電力の変動に応じて前記電力貯蔵装置の充放電を制御する充放電制御装置と、
   を備え、
   前記ケーブルリールは、前記クレーンの走行方向に張り出すように設けられていることを特徴とする請求項３に記載のクレーン。
5. 地上側の給電源から導かれる給電ケーブルが巻回されるケーブルリールと、
   該ケーブルリールに巻回された給電ケーブルからの電力をクレーン側に供給する際に用いるコネクタと、
   前記ケーブルリール及び前記コネクタが搭載され、クレーンに対して着脱可能とされた接続部と、
   を備えているクレーン用給電ケーブルリール装置を備えているクレーンにおいて、
   ＡＣ６００Ｖ以下の低圧電力が前記給電ケーブルを介して供給されて電力を貯蔵する電力貯蔵装置と、
   当該クレーンにて消費する電力の変動に応じて前記電力貯蔵装置の充放電を制御する充放電制御装置と、
   を備え、
   前記ケーブルリールは、前記クレーンの走行方向に張り出すように設けられていることを特徴とするクレーン。

Images