JP5649870B2 - 移動式クレーン - Google Patents
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Description
これらのうち大部分は、走行車体に旋回台を搭載し、その旋回台上にブームを起伏自在に取付けブームの旋回と起伏を可能とした構造であるが、旋回台を用いず、ブームを起伏自在に取付けた構造のものも含まれる。
ブームは多段式であり、油圧シリンダで自動伸縮させるものの外に、油圧シリンダを内蔵せずブームの継ぎ足しで長さを可変とするものも含まれる。さらに、ブームの先端に継ぎ足し専用のジブを装着してブーム長さを更に延長するものも含まれる。
このようなクレーンの高揚程化は、建築やその他の産業分野でクレーンの利用可能性を高めるものである。
しかるに、移動式クレーンにおけるブームの多段化と、その結果として得られる伸縮長さの長大化は、ブームの構造的強度の面からの限界が顕在化するに至っている。
しかるに、ブームを倒伏すると、ブームを下向きに曲げようとする縦曲げモーメントが大きくなって、ブームが下向きに撓みやすくなる。
一方、ブームを起立させると、ブームにそれ自体を圧縮する力が大きくなって、これに風や偏荷重等の外力が作用すると、ブームを横に曲げようとする横曲げモーメントが大きくなり、横たわみが発生しやすくなる。
特許文献1の従来技術は、ジブ(ブームともいうが技術的意味は同じである)の上面にガントリーを立設し、ジブ先端から吊下したフックと旋回台上のウインチとの間に掛け廻したロープを、ジブ先端からガントリー上端の滑車にも掛け廻している。このガントリーを介在させてジブ先端との間に張設したロープにより、ジブの縦曲げモーメントに対する抵抗を与え、ジブの縦たわみを抑制しようとするものである。
なお、ジブに対して横方向の安定性を得られるとの記述もあり、ジブの横安定性という課題も示されている。
すなわち、特許文献3の従来技術は、図9に示すように、ジブ101の上面に張線支持具102,102´を配置している。張線支持具102,102´は横方向に傾斜したり(角度α)、前後方向にも傾斜し(角度β)、かつ傾斜角α、βは調節可能となっている。この各張線支持具102,102´を介して、ロープ106,107と106´,107´がジブ101の自由端と基部との間に連結されている。このロープ106,107と106´,107´が、ジブ101の側面変形を抑制している。
通常は、ブームを起伏動作させるため、ブームの下面に起伏シリンダのピストンロッドが軸支されるが、特許文献3の技術で、張線支持具のブームに対する取付位置が、ブームを起伏させる起伏シリンダの作用点から離れているときは、吊上げ作業時にブームに対して無用な応力が生じ、ブーム強度に悪影響を及ぼす。
このように、特許文献3の従来技術では、ブームに複雑な応力が作用してブームの吊上能力を低下させる。
このような場合も、張線支持具102,102´を介して伝えられる負荷は、起伏シリンダ110に伝えられる前にジブ101に作用するので、ジブ101に無用な応力が作用することは上述した場合と同じである。それゆえ、ブームの吊上能力を低下させることは、程度の差はあっても変ることはない。
第2発明の移動式クレーンは、第1発明において、前記連結ピンが、前記主ブームの上面に設置されていることを特徴とする。
第3発明の移動式クレーンは、第1発明において、前記連結ピンが、前記主ブームの下面に設置されていることを特徴とする。
第4発明の移動式クレーンは、走行車体と、該走行車体に起伏自在に取付けた伸縮ブームを備え該伸縮ブームが、基端側の主ブームと、該主ブームから先端に伸びた位置に配置される副ブームからなり、前記主ブームに起伏動作用の起伏シリンダが取付けられている移動式クレーンであって、緊張マストと、該緊張マストを介して前記伸縮ブームの先端部との間に張設された緊張ロープと、該緊張マストを介して前記主ブームの基端部との間に張設された控えロープとを備えており、前記緊張マストは、前記主ブームの長手方向に対して左斜めに延びる左マストと、前記主ブームの長手方向に対して右斜め延びる右マストからなり、前記緊張ロープは、前記左マストを介して張設された左ロープと、前記右マストを介して張設された右ロープとからなり、前記左マストおよび前記右マストが、いずれもその基部を、前記起伏シリンダを前記主ブームに取付ける取付部材を介して取付けられており、前記取付部材が、前記起伏シリンダと前記主ブームに取付けた連結ピンとの間を連結する連結ブラケットと、該連結ブラケットに取付けられた枢支ピンであって、該枢支ピンが、前記主ブームの側面に位置しており、該枢支ピンを介して、前記左マストおよび前記右マストの基部が枢支されていることを特徴とする。
第2発明では連結ピンが主ブームの上面にあり、第3発明では連結ピンが主ブームの下面にあるが、いずれの発明でも吊荷中にブームに作用する負荷は連結ピンを介して直接的に起伏シリンダに伝えられ、主ブームには伝えられない。このため、主ブームに無用な応力を発生させないので、ブームの吊上げ能力が向上する。
第4発明によれば、吊荷中にブームに作用する負荷は、枢支ピンと連結ブラケットを介して起伏シリンダに伝えられ、主ブームには伝えられない。このため、主ブームに無用な応力を発生させないので、ブームの吊上げ能力が向上する。
以下では、本発明をトラッククレーンに適用した実施形態の移動式クレーンGを説明する。
まず、トラッククレーンとしての移動式クレーンGの基本的構造を、図1に基づき説明する。1は公知の走行車体であり、この走行車体1には走行のための原動機や運転室、車輪の外、クレーン作業中の安定を確保するアウトリガ2が設けられている。走行車体1の上面には旋回台3が搭載され、油圧モータ等により水平面内で360°旋回できるようになっている。なお、旋回台3上にはカウンタウエイト4の外、図示しないクレーン運転室や、ウインチその他の設備が設けられている。
このウインチによるフックの上げ下げと、伸縮ブーム5の起伏、旋回、そして伸縮を組合せることにより、立体空間内での荷揚げと荷降ろしが可能となっている。
図1および図2に示すように、符号10は緊張マストであり、主ブーム5Aの上面に設置されている。
この緊張マスト10は左右一対の左マスト10Lと右マスト10Rから構成されている。左右のマスト10L,10Rはいずれも主ブーム5Aの上面で横方向に傾斜自在に適宜のヒンジを介して取付けられ、後述する傾斜シリンダで、傾斜動作をするようになっている。この緊張マスト10は後述する緊張ロープ20を、伸縮ブーム5の横たわみと縦たわみを抑止するように張設するための設備である。
一方、伸縮ブーム5の先端部、たとえば副ブーム5Dの先端部かブームヘッド5E(以下、ブーム先端部という)には係止フック15が設けられている。
なお、左マスト10Lを介して張設したロープを左ロープ20Lといい、右マスト10Rを介して張設したロープを右ロープ20Rという。
この控えロープ19は、緊張マスト20がブームの前方側へ倒れたり、曲げられたりしないように後方に張力をかけるための手段であるが、同様の機能を発揮できるなら、ロープ以外の手段を任意に採用してよい。
なお、ロープの係止フック15,16,18はロープを連結することができればよく、とくに構造的な制約は存しない。
まず、連結ピン30が主ブーム5Aの上面に、ブラケット31を介して固定されている。そして、起伏シリンダ7は2本が主ブーム5Aを挟むように設けられており、各起伏シリンダ7のピストンロッド7rは前記連結ピン30に、軸受32を介して取付けられている。このような取付構造によって、起伏シリンダ7のピストンロッド7rが伸長・収縮すると、主ブーム5Aが、ひいては伸縮ブーム5全体が起伏動作する。
この継手35は、連結ピン30に固定されたブラケット36と、このブラケット36と左右のマスト10L,10Rの基部を通して互いに連結するピン37とから構成されている。この継手35により、左右のマスト10L,10Rは主ブーム5Aの横方向に傾斜自在となっている。
すなわち、各マスト10L,10Rは主ブーム5Aの上面に対し垂直な上方に近づくように起立した位置と主ブーム5Aの側方で水平に近づくよう倒伏した位置との間で姿勢変更できるようになっている。
この場合、起伏角調整シリンダは油圧シリンダで構成し、各左右マスト10L,10Rと主ブーム5Aとの間に取付ければよい。
図示のごとく、緊張マスト10を起立させているとき、緊張ロープ20と伸縮ブーム5との交差角を大きいほど、緊張ロープ20に作用する張力のうち、伸縮ブーム5の先端を吊り上げる分力が大きくなるので、伸縮ブーム5の縦たわみ(下向きの曲げ)に対する抵抗力が大きくなる。
また、左右のマスト10L,10Rを横に傾斜させたときは、傾斜角を大きくするほど、左・右ロープ20L,20Rに作用する張力のうち、伸縮ブーム5の先端の横たわみに抵抗する分力が大きくなるので、伸縮ブーム5の横たわみ(左右いずれか側方への曲げ)に対する抵抗力が大きくなる。
上記の移動式クレーンGにおいて、吊荷作業をするときは、ブーム先端部に作用する負荷が、緊張ロープ20によって緊張マスト10に伝えられ、緊張マスト10の左右マスト10L,10Rを介して下向きの負荷Fが発生する。そして、この下向きの負荷Fは直接、連結ピン30を介して起伏シリンダ7に伝えられ、旋回台3に逃がされる。したがって、主ブーム5Aに力は作用しない。このため、主ブーム5Aには、緊張マストによる複雑な応力は発生せず、たとえば従来技術で生じていたような湾曲歪s(図10参照)は発生しない。よって、伸縮ブーム5に縦たわみδが発生するとしても、その起点は連結ピン30位置となり、そこから前方にのみ縦たわみが生ずることとなる。このため、ブーム先端の縦たわみ量δは少なくなるので、クレーンの吊上げ能力が向上する。
また、主ブーム5Aに無用な応力を発生させないので、ブームの吊上能力も向上する。
さらに、ロープの係止フック18と連結ピン30をロープやガイドロッド等の緊張手段で連結したときは、伸縮ブーム5に作用する軸方向の力を除去できるため、伸縮ブーム5に作用する無用な応力を完全に除去できる。
第2実施形態の移動式クレーンHを図6に基づき説明する。
この実施形態は、連結ピン30を主ブーム5Aの下面に取付けたものである。その余の構成は、第1実施形態と実質同一であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
第3実施形態の移動式クレーンIを図7に基づき説明する。
この実施形態は、特許請求の範囲にいう取付部材として、連結ブラケット41と枢支ピン42を用いている。すなわち、連結ピン30を主ブーム5Aの上面に取付けており、この連結ピン30と2本の起伏シリンダ7のピストンロッド7rとは左右の連結ブラケット41を介して連結している。各連結ブラケット41の側面からは横方向にそれぞれ1本の枢支ピン42が突出しており、この枢支ピン42の取付位置は、主ブーム5Aの側面における上下方向の略中間位である。
そして、2本の枢支ピン42に第1実施形態と同様の継手35により各マスト10L,10Rの基部が取付けられている。
その余の構成は第1実施形態と実質同一であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
つぎに、本発明の他の実施形態を説明する。
本発明において、左右のマスト10L,10Rの傾斜角調整機構は任意の手段を採用しうる。
第1実施形態では図3に示すように、2本の傾斜角調整シリンダ38を用いたが、この代りに図8に示すように1本の傾斜角調整シリンダ38を用いてもよい。この傾斜角調整機構では、傾斜角調整シリンダ38を主ブーム5Aの上面に立てて取付け、そのピストンロッドの先端には2本のリンク44を連結し、各リンク44の他端を左右のマスト10L,10Rにそれぞれ連結している。
傾斜角調整シリンダ38を伸長すれば、左右のマスト10L,10Rを立て、収縮すれば横に倒すことができる。
なお、これら以外にも、左右のマスト10L,10Rを開閉することができれば、どのような機構を用いてもよい。
この場合でも、係止フック15は伸縮ブーム5の先端部、すなわち副ブーム5Dの先端部やブームヘッド5Eに取付けられる。
なお、継ぎ足し専用のジブにも、油圧シリンダを用いた伸縮式のものや、ラチス式ジブを連結して長さを可変とするものが含まれる。
また、伸縮ブーム5自体も、油圧シリンダを用いた自動伸縮式の外、ラチス構造のブームを多段に連結する非自動伸縮式のものであってもよい。特許請求の範囲にいう「主ブームから先端に延びた位置に配置される副ブーム」の意味は、自動伸縮式の外、非自動で連結されるものも含む意味である。
要するに、伸縮・起伏するクレーンブームであれば、本発明の各実施形態に係る緊張マスト10や緊張ロープ20を任意に適用して、その吊上げ能力を向上させることができる。
また、装輪式とは異なる型式のクローラ式走行車体を用いたクレーンは、クローラクレーンと云われるが、このクローラクレーンの伸縮ブームにも、本発明の緊張マスト10や緊張ロープ20を適用することができる。
5 伸縮ブーム
5A 主ブーム
10 緊張マスト
20 緊張ロープ
30 連結ピン
35 継手
38 傾斜角調整シリンダ
41 連結ブラケット
42 枢支ピン
Claims (4)
- 走行車体と、
該走行車体に起伏自在に取付けた伸縮ブームを備え、
該伸縮ブームが、基端側の主ブームと、該主ブームから先端に伸びた位置に配置される副ブームからなり、前記主ブームに起伏動作用の起伏シリンダが取付けられている移動式クレーンであって、
緊張マストと、該緊張マストを介して前記伸縮ブームの先端部との間に張設された緊張ロープと、該緊張マストを介して前記主ブームの基端部との間に張設された控えロープとを備えており、
前記緊張マストは、前記主ブームの長手方向に対して左斜めに延びる左マストと、前記主ブームの長手方向に対して右斜め延びる右マストからなり、
前記緊張ロープは、前記左マストを介して張設された左ロープと、前記右マストを介して張設された右ロープとからなり、
前記左マストおよび前記右マストの基部が、前記主ブームを前記起伏シリンダを介して起伏動作させる連結ピンに対し回動自在に取付けられている
ことを特徴とする移動式クレーン。 - 前記連結ピンが、前記主ブームの上面に設置されている
ことを特徴とする請求項1記載の移動式クレーン。 - 前記連結ピンが、前記主ブームの下面に設置されている
ことを特徴とする請求項1記載の移動式クレーン。 - 走行車体と、
該走行車体に起伏自在に取付けた伸縮ブームを備え、
該伸縮ブームが、基端側の主ブームと、該主ブームから先端に伸びた位置に配置される副ブームからなり、前記主ブームに起伏動作用の起伏シリンダが取付けられている移動式クレーンであって、
緊張マストと、該緊張マストを介して前記伸縮ブームの先端部との間に張設された緊張ロープと、該緊張マストを介して前記主ブームの基端部との間に張設された控えロープとを備えており、
前記緊張マストは、前記主ブームの長手方向に対して左斜めに延びる左マストと、前記主ブームの長手方向に対して右斜め延びる右マストからなり、
前記緊張ロープは、前記左マストを介して張設された左ロープと、前記右マストを介して張設された右ロープとからなり、
前記左マストおよび前記右マストが、いずれもその基部を、前記起伏シリンダを前記主ブームに取付ける取付部材を介して取付けられており、
前記取付部材が、前記起伏シリンダと前記主ブームに取付けた連結ピンとの間を連結する連結ブラケットと、
該連結ブラケットに取付けられた枢支ピンであって、
該枢支ピンが、前記主ブームの側面に位置しており、該枢支ピンを介して、前記左マストおよび前記右マストの基部が枢支されている
ことを特徴とする移動式クレーン。
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