JP2008110877A - 可変位置カウンタウエイトを装備している自走式リフトクレーン - Google Patents

Abstract

【課題】クレーンに掛かる吊り荷の平衡を保つために異なる位置に動かすことのできるカウンタウエイトを有する自走式リフトクレーンを提供する。
【解決手段】可動地面係合部材１４，１６を有する車体１２と、地面係合部材１４，１６に対して旋回できるように車体１２に回転可能に接続されている旋回体２０と、旋回体２０の前側部分に枢動可能に取り付けられているブーム２２と、マスト２８と、マスト２８と旋回体２０の後側の部分の間に接続されている背面連結部材３０と、可動式のカウンタウエイトユニット３４と、油圧シリンダ３８と、第１端部が旋回体に、第２端部が油圧シリンダに枢動可能に接続されているアーム４０と、を有している。アーム４０と油圧シリンダ３８は、旋回体２０とカウンタウエイトユニット３４の間に接続されており、油圧シリンダ３８を伸縮させると、旋回体２０に対するカウンタウエイトユニット３４の位置が変化するようになっている。
【選択図】図１

Description

本出願は、２００６年１０月２７日出願の米国特許仮出願第６０／８６３，２６５号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）に基づく恩典を請求し、同出願を参考文献としてここに援用する。

本出願は、リフトクレーンに、特に、クレーンに掛かる吊り荷の平衡を保つために異なる位置に動かすことのできるカウンタウエイトを有している自走式リフトクレーンに関する。

リフトクレーンは、クレーンが吊り荷を持ち上げる際にクレーンの平衡を保つためのカウンタウエイトを通常備えている。クレーン後方のカウンタウエイトが非常に大きいため、吊り荷を吊り上げていない時に後向きに転倒するのを防止するためのカウンタウエイトを車体に装備することもある。その上、自走式リフトクレーンのリフト容量を更に強化するために、カウンタウエイトトレーラのような予備のカウンタウエイト用付属装置が、クレーンに追加されることもある。吊り荷は、クレーンの旋回中心に対して頻繁に内外に動かされ、従って、引き上げ、移動、及び設置作業中に種々のモーメントが発生するため、予備のカウンタウエイト用付属装置も含め、カウンタウエイトをクレーンの旋回中心に対して前後に動かせれば好都合である。この様にすれば、カウンタウエイトを決まった距離に保たなければならない場合に必要となる量より少ない量のカウンタウエイトを使用できるようになる。

クレーンは自走式である必要があるため、全ての他のカウンタウエイト用付属装置も移動できる必要がある。しかしながらフックに吊り荷が掛かっていないときは、それらの予備のカウンタウエイトは、通常メインクレーンから切り離して地上に置かれ、そうしなければ、クレーンを後ろ方に転倒させるモーメントが発生することになる。従って、フックに吊り荷が掛かっていない状態でクレーンを移動させる必要がある場合は、予備のカウンタウエイト用付属装置も地上を移動できなければならない。つまり、予備のカウンタウエイトユニットの旋回又は移動のために、地面は、整備して障害物のない状態にする必要があり、そしてしばしば坑木を所定の位置に設置しなければならない。

前述の代表的な実例は、Ｓｕｐｅｒｌｉｆｔ付属装置付きＴｅｒｅｘ Ｄｅｍａｇ ＣＣ８８００クレーンである。このクレーンは、１００メートルトンの車体カウンタウエイト、２８０メートルトンのクレーンカウンタウエイト、及び６４０メートルトンの予備のカウンタウエイト用付属装置、つまり合計で１０２０メートルトンのカウンタウエイトを含んでいる。予備のカウンタウエイトは、伸縮部材によって内外に動かせる。このクレーンは、２３,５００メートルトンメートルの最大定格負荷モーメントを有している。この様に、最大定格負荷モーメント対カウンタウエイトの合計重量の比率は２３．０４しかない。

これら全てのカウンタウエイトによって重い吊り荷を持ち上げることができるようになるが、クレーンを新しい仕事の現場に移動するために撤去する時には必ずカウンタウエイトも運搬しなければならない。米国の高速道路規制では、３００メートルトンのカウンタウエイトを運搬するには１５台のトラックが必要である。このため、自走式リフトクレーンには、同じ大きさの吊り荷をより少量のクレーンカウンタウエイトを使って吊り上げることができるようにする更なる改善が必要とされている。
米国仮特許出願第６０／８６３，２６５号

軽減された総カウンタウエイト重量を用いているが、クレーンは自走式で、更に重い総カウンタウエイト重量を使用することで、当該クレーンに匹敵する吊り荷を吊り上げることができる自走式リフトクレーンとその操作方法が発明された。第１の態様では、本発明は、可動地面係合部材を有する車体と、地面係合部材に対し旋回可能となるように車体に回転可能に接続されている旋回体と、旋回体の前側部分に枢動可能に取り付けられているブームと、第１端部が旋回体に取り付けられているマストと、マストと旋回体の後側部分との間に接続されている背面連結部材と、可動式のカウンタウエイトユニットと、少なくとも１つの油圧シリンダと、第１端部が旋回体に、第２端部が油圧シリンダに枢動可能に接続されている少なくとも１つのアームと、を備えている自走式リフトクレーンである。アームと油圧シリンダは、旋回体とカウンタウエイトユニットの間に接続され、油圧シリンダを伸縮させると旋回体に対するカウンタウエイトユニットの位置が変わるようになっている。

第２の態様では、本発明は、可動地面係合部材を有する車体と、地面係合部材に対し旋回可能となるように車体に回転可能に接続されている旋回体と、旋回体の前側部分に枢動可能に取り付けられているブームと、第１端部が、旋回体の旋回面に対して固定した角度で旋回体に取り付けられているマストと、マストの第２端部に接続されている引張部材から吊り下げられている可動式のカウンタウエイトユニットと、カウンタウエイトユニットがマストの最上部より前側の位置に動かされてそこに保持され、そしてマストの最上部より後側の位置に動かされてそこに保持されるように、旋回体とカウンタウエイトユニットの間に接続されているカウンタウエイト移動構造と、を備えている自走式リフトクレーンである。

本発明の第３の態様は、可動地面係合部材を有する車体と、地面係合部材に対し旋回可能となるように、旋回軸を中心に車体に回転可能に接続されている旋回体と、旋回体の前側部分に枢動可能に取り付けられているブームと、第１端部が旋回体に取り付けられているマストと、可動式のカウンタウエイトユニットと、カウンタウエイトユニットが前側の位置と後側の位置の両方に動かされてそこに保持されるように、旋回体とカウンタウエイトユニットの間に接続されているカウンタウエイト移動構造と、を備えており、クレーンは少なくとも総量２５０メートルトンのカウンタウエイトと少なくとも６２５０メートルトンメートルの最大定格負荷モーメントを有しており、クレーンの全てのカウンタウエイトの総重量に対する最大定格負荷モーメントは、少なくとも２５である、自走式リフトクレーンである。

本発明の第４の態様は、自走式リフトクレーンの操作方法である。リフトクレーンは、可動地面係合部材を有する車体と、地面係合部材に対し旋回可能となるように、車体に回転可能に接続されている旋回体と、旋回体の前側部分に枢動可能に取り付けられており、そこからホイストラインが伸長しているブームと、第１端部が旋回体に取り付けられているマストと、可動式のカウンタウエイトユニットと、を備えている。本方法は、フックに吊り荷が掛けられていない時は、カウンタウエイトをマストの最上部の真下の地点より前方に配置する段階と、ホイストラインが吊り荷を支持している時は、カウンタウエイトをマストの最上部より後方の位置に配置する段階とを備えており、可動式のカウンタウエイトは、クレーンの引き上げ、移動、及び設置作業中には車体の地面係合部材によって間接的に支持される以外は、地面で支持されることはない。

第５の態様では、本発明は、自走式リフトクレーンの操作方法である。リフトクレーンは、可動地面係合部材を有する車体と、地面係合部材に対し旋回可能となるように、車体に回転可能に接続されている旋回体と、旋回体の前側部分に枢動可能に取り付けられており、そこからホイストラインが伸長しているブームと、第１端部が旋回体に取り付けられているマストと、少なくとも１つの油圧シリンダと、可動式のカウンタウエイトユニットと、を備えている。本方法は、吊り荷が掛かった状態で引き上げ、移動、及び設置作業を行う段階を備えており、その際、吊り荷の平衡を保つために、可動式のカウンタウエイトは、引き上げ、移動、及び設置作業中に油圧シリンダを伸縮させることによって旋回体の前側の部分に向けて、及びそこから離れる方向に動かされるが、カウンタウエイトは、車体の地面係合部材によって間接的に支持される以外に地面で支持されることはない。

本発明のリフトクレーンの或る実施形態では、単一の大きなカウンタウエイトがかなり前方に配置されていて、フックに吊り荷が掛かっていない時には殆ど後向きのモーメントを生じないようになっている。その結果、車体には予備のカウンタウエイトを取り付ける必要がなくなっている。この大きなカウンタウエイトは、かなり後方に配置することもできるので、重い吊り荷と平衡を保つこともできる。この様に、７００メートルトンのカウンタウエイトを、クレーンの唯一のカウンタウエイトとして使用することができ、それでも、このクレーンは、１０２０メートルトンのカウンタウエイトを備えたＴｅｒｅｘ Ｄｅｍａｇ ＣＣ８８００ Ｓｕｐｅｒｌｉｆｔと同等の吊り荷を吊り上げることができる。本発明の好適な実施形態の別の利点は、クレーンが吊り荷を設置する時に、カウンタウエイトを地面に置く必要がないことである。トレーラを必要とする予備のカウンタウエイトユニット、及びそのようなトレーラ用の用地を準備しなければならないことによる制約がない。

本発明の上記及びその他の利点、並びに本発明自身は、添付図面を参考にすることでより容易に理解頂けるであろう。

本発明について、これより以下に説明する。以下の文章では、本発明の異なる態様をより詳細に定義する。ここに定義する各態様は、そうではないと明確に示されていない限り、どの様な他の態様とでも組み合わせることができる。具体的には、望ましい又は好都合であると示されている全ての特徴は、望ましい又は好都合であると示されている他のどの様な特徴とでも組み合わせることができる。

明細書及び特許請求の範囲において使用される幾つかの用語は、以下定義する意味を有している。

旋回体の前側部分は、吊り荷を吊り上げた時に旋回体の旋回軸と吊り荷の位置の間にある旋回体の部分と定義される。旋回体の後側部分は、旋回軸に関し、旋回体の前側部分と反対側にある全てのものを含んでいる。旋回体の他の部分又はマストの様なそこに接続されている物に言及する用語「前側」及び「後側」（又は「後方」の様なその派生語）は、地面係合部材に対する旋回体の実際の位置に関わらず同じ関係で使用される。

カウンタウエイトユニットの位置は、全てのカウンタウエイト要素と、カウンタウエイトを取り付けるか又は連動して動く保持台とを組み合わせた重心として定義される。常に同時に動くように一体に繋がれているクレーン上の全てのカウンタウエイトは、重心を定めるため単一のカウンタウエイトとして扱われる。

マストの最上部は、マストに支持されている全ての線又は引張部材が吊り下げられているマスト上の最後部として定義される。マストに線又は引張部材が支持されていない場合、マストの最上部は、背面連結部材が取り付けられている位置である。

可動地面係合部材は、タイヤ又はクローラの様に、クレーンが地面上方を移動する間に地面と係合した状態に留まる様に設計されている部材と定義されるが、地面に対して静止している、又はリングクレーンにおけるリング（環）のように、動いている時に地面との接触から持ち上げられるように設計されている地面係合部材を含んでいない。

クレーンを操作する際に用いる用語「動く」は、地面に対するクレーンの動きを含んでいる。これは、クレーンが地面係合部材上で地面上方を或る距離だけ縦走する移動動作、旋回体が地面に対して旋回する旋回動作、又は移動と旋回の組合せ動作、の何れでもよい。

本発明の６つの実施形態が、添付図面に示されている。図１から図５に示す第１の実施形態では、自走式リフトクレーン１０は、車体１２として示されてもいる下方構造物と、クローラ１４と１６の形態をした可動地面係合部材とを有している。（当然２つの前クローラ１４と２つの後クローラ１６が存在し、図１の側面図ではそれらの各々１つのみを示している。他方のクローラの組は、図４の上面図に表されている。）（図４と図５は、明瞭にするために簡略化されており、ブーム、マスト、及び背面連結部材は図示していない。）クレーン１０では、地面係合部材は、各側に１つのクローラがある１組だけのクローラでもよい。無論、図示したもの以外に追加のクローラ、又はタイヤの様な他の地面係合部材を使用してもよい。

旋回体２０は、車体１２に旋回可能に接続されており、旋回体は地面係合部材に対して旋回可能である。旋回体は、旋回リングで車体１２に取り付けられ、旋回体２０が、地面係合部材１４、１６に対して軸を中心に旋回できるようになっている。旋回体は、旋回体の前側部分に枢動可能に取り付けられているブーム２２と、第１端部が旋回体に取り付けられているマスト２８と、マストと旋回体の後側部分との間に接続されている背面連結部材３０と、支持部材３３上にカウンタウエイト３４を有している可動式のカウンタウエイトユニットと、を支持している。カウンタウエイトは、図５に示すように、支持部材３３上に個々のカウンタウエイトが多層に積み重なった状態になっている。

マスト２８の最上部とブーム２２の間にあるブームホイスト綱具装置ブームホイスト綱具装置２５は、カウンタウエイトがクレーンによって持ち上げられる吊り荷の平衡を保つのに使用できるように、ブーム角度を制御するのに用いられ、吊り荷を運搬する。ホイストライン２４は、ブーム２２から伸長し、フック２６を支持している。旋回体２０は、運転室、ブームホイスト綱具装置２５及びホイストライン２４用の引上げドラムの様な、自走式リフトクレーンに普通に見られる他の要素も含んでいる。必要に応じて、ブーム２２は、メインブームの最上部に枢動可能に取り付けられているラフィングジブ、又は他のブーム構成要素を備えている。背面連結部材３０は、マスト２８の最上部に隣接して接続されている。背面連結部材３０は、図１に示すように圧縮吊り荷と引張吊り荷の両方を支えるように設計されている格子部材を備えている。クレーン１０では、引上げ、移動、設置作業の様なクレーンの操作中、マストは旋回体に対して固定した角度で保持される。

カウンタウエイトユニットは、旋回体２０に対して可動である。マストの最上部に隣接して接続されている引張部材３２は、吊り下げモードにおいてカウンタウエイトユニットを支持している。カウンタウエイト移動構造は、旋回体とカウンタウエイトユニットの間に接続され、カウンタウエイトユニットが、マスト最上部より前側の第１位置まで動かされ、そこに保持され、そしてマストの最上部より後側の第２位置まで動かされ、そこに保持されるようになっている。少なくとも１つの油圧シリンダ３８と、第１端部が旋回体に、第２端部が油圧シリンダに枢動可能に接続されている少なくとも１つのアームとが、カウンタウエイトの位置を変更するためにクレーン１０のカウンタウエイト移動構造に使用されている。アームと油圧シリンダ３８は、旋回体とカウンタウエイトユニットの間に接続されており、油圧シリンダを伸縮させると、旋回体に対してカウンタウエイトユニットの位置が変わるようになっている。

クレーン１０では、前記少なくとも１つのアームは、望ましいことに枢動フレーム４０とリアアーム３６を有している（クローラ同様に、リアアーム３６は、実際は左及び右部材の両方を有しており（図４及び図５）、その一方のみが図１で示されており、油圧シリンダは、協働する２つのシリンダを有している。しかしながら、以下の説明では、簡略化のため１つのシリンダ３８と１つのアーム３６についてのみ言及する）。枢動フレーム４０は、旋回体２０と油圧シリンダ３８の間に接続され、リアアーム３６は、枢動フレーム４０とカウンタウエイトユニットの間に接続されている。トラニオン３７は、リアアーム３６と枢動フレーム４０の接続に用いられている。油圧シリンダ３８は、支持フレーム４２で旋回体２０に枢動可能に接続されており、この支持フレームは、シリンダ３８、枢動フレーム４０、及びリアアーム３６の幾何学的配置が、全動作範囲に亘ってカウンタウエイトを動かすことが出来るように、油圧シリンダ３８を或る地点まで持ち上げている。この様に、シリンダ３８が伸縮すると、リアアーム３６がカウンタウエイトユニットを移動させるようになっている。

図１は、最前方位置に在るカウンタウエイトユニットを示しているが、図２は、油圧シリンダが部分的に伸張してカウンタウエイトユニットを中間地点に移動させている、第１吊り荷２９がフック２６から吊り下げられている時の様な状態を示している。図３と図４は、シリンダ３８が最も伸張してカウンタウエイトユニットを最も後方位置に移動させている、大きな吊り荷３１がフックから吊り下げられているか、又はブームが前方に枢動し、吊り荷を旋回体から遠くに伸ばしている時の様な状態を示している。この様に、クレーン１０を操作する方法では、ホイストラインに吊り荷が掛かっていない時、カウンタウエイトはマストの最上部の真下の地点より前側に位置しており、ホイストラインが吊り荷を支持している時、カウンタウエイトはマストの最上部より後側に位置している（ホイストラインに「吊り荷が掛かっていない」という語句は、何ら荷物を持ち上げていないという通常の意味で用いている。勿論、フック及びフック関連部品はかなりの重量を有し、ホイストラインに吊り荷が掛かっていない時も、ホイストラインに張力を加えている）。

先に述べたように、本発明の好適な実施形態では、可動式のカウンタウエイトは、クレーンの操作中に地面に支持されることは無い。クレーンは、吊り荷を引上げ、移動、及び設置することができ、その際、可動式のカウンタウエイトは、吊り荷の平衡を保つためにクレーン操作中は油圧シリンダの伸縮によって、旋回体の前方部分に向けて及びそこから離れる方向に動かされるが、カウンタウエイトは、車体の地面係合部材によって間接的に支持される以外に、地面に支持されることは無い。また、単一の可動式のカウンタウエイトユニットが、クレーン上の唯一の有効なカウンタウエイトである。車体は別の有効なカウンタウエイトを何ら装備していない。カウンタウエイトユニットをクレーンの旋回中心線に極めて近い位置に動かすことができるという事実は、カウンタウエイトは、この構造では大きな後方向の転倒モーメントを生じないことを意味しており、仮に転倒モーメントが生じる場合、車体は付加的なカウンタウエイトを装備する必要が生じることになる（「別の有効なカウンタウエイトを何ら装備していない」という語句は、クレーンが後方に転倒するのを防ぐためにかなりの量のカウンタウエイトを備えるように具体的に設計されている車体を有する従来型のクレーンと差別化されることを意味している）。

図６は、本発明の第２の実施形態であるクレーン１１０を示している。クレーン１０と同様に、クレーン１１０は、車体１１２、クローラ１１４及び１１６、旋回体１２０、ブーム１２２、ブームホイスト綱具装置１２５、吊り荷ホイストライン１２４、フック１２６、マスト１２８、背面連結部材１３０、引張部材１３２、及びカウンタウエイトユニット１３４を有している。クレーン１１０とクレーン１０の主な相違点は、カウンタウエイトユニットを動かすために使用されるシリンダとアームの構造である。クレーン１１０では、２つの油圧シリンダ１３６と１３８が存在する。シリンダ３８と同様に、シリンダ１３８は、旋回体１２０に枢動可能に接続されている。またアーム１４０は、一方の端部が旋回体に、他方の端部がシリンダ１３８に枢動可能に接続されている。しかしながらこの実施形態では、第２の油圧シリンダ１３６は、クレーン１０におけるリアアーム３６の様に、アームとカウンタウエイトユニットの間に接続されている。カウンタウエイトユニットは、両方の油圧シリンダが縮められた時の最前方位置と、後方シリンダ１３６が伸張された場合の中間位置、及び両方のシリンダが一杯に伸張された場合の（破線で示された）最後方位置との間で動かすことが出来る。

図７は、第３の実施形態であるクレーン２１０を示している。クレーン１０及び１１０と同様に、クレーン２１０は、車体２１２、クローラ２１４、旋回体２２０、ブーム２２２、ブームホイスト綱具装置２２５、吊り荷ホイストライン２２４、フック２２６、マスト２２８、背面連結部材２３０、引張部材２３２、及びカウンタウエイトユニット２３４を有している。このクレーンとクレーン１０及び１１０との相違点は、旋回体上に直接支持されている第２のカウンタウエイトユニット２３７を有していることである。また、カウンタウエイトユニット２３４を動かすためのアームと油圧シリンダを有する代わりに、このクレーンは、１つの油圧シリンダ２３６のみを有している。更に、シリンダ２３６は、旋回体上に支持されている第２のカウンタウエイトに接続されているため、旋回体には間接的にしか接続されていない。この方式では、第２のカウンタウエイトユニット２３７が前後に動かされると、カウンタウエイトユニット２３４も動かされる。油圧シリンダ２３６は、破線で示すように、旋回体の旋回中心線から更に遠くへカウンタウエイト２３４を動かすため伸ばすことが出来る。

図８は、本発明の第４の実施形態であるクレーン３１０を示している。クレーン１０と同様に、クレーン３１０は、車体３１２、クローラ３１４、旋回体３２０、ブーム３２２、ブームホイスト綱具装置３２５、吊り荷ホイストライン３２４、フック３２６、マスト３２８、背面連結部材３３０、引張部材３３２、及びカウンタウエイトユニット３３４を有している。クレーン３１０とクレーン１０の主な相違点は、カウンタウエイトユニットを動かすのに油圧シリンダ３３６だけが使用され、枢動アームが採用されていないことである。シリンダ３８と同様に、にシリンダ３３６は、旋回体３２０に枢動可能に接続されている。しかしながら、この実施形態では、油圧シリンダ３３６は、この場合は間接的に引張部材３３２に接続されることによってカウンタウエイトユニットに接続されている。カウンタウエイトユニットは、油圧シリンダ３３６が一方の方向に一杯に伸ばされた時に（破線で表される）最前方位置まで動かされる。カウンタウエイトは、シリンダ３３６を縮めることで中間位置へ動かされる。カウンタウエイトは、シリンダ３３６が再び一杯に伸ばされると、最後方位置に動かされる。

図９は、本発明の第５の実施形態であるクレーン４１０を示している。クレーン１０と同様に、クレーン４１０は、車体４１２、クローラ４１４及び４１６、旋回体４２０、ブーム４２２、ブームホイスト綱具装置４２５、吊り荷ホイストライン４２４、フック４２６、マスト４２８、背面連結部材４３０、引張部材４３２、及びカウンタウエイトユニット４３４を有している。クレーン４１０とクレーン１０の主な相違点は、カウンタウエイトユニットを動かすために用いられるシリンダ及びアームの構造と、カウンタウエイトはシリンダを縮めることによって後方に動かされるという点である。クレーン４１０では、油圧シリンダ４３６は、旋回体に枢動可能に接続されているが、そこはアーム４３８が旋回体に接続されている地点より後方である。アーム４３８は、一方の端部が旋回体に、他方の端部がシリンダ４３６に枢動可能に接続されている。第２のアーム４４０は、クレーン１０におけるリアアーム３６の様に、アーム４３８とカウンタウエイトユニット４３４の間に接続されている。カウンタウエイトユニットは、油圧シリンダ４３６が一杯に伸ばされた時の最前方位置と、シリンダ４３６が一杯に縮められた時の（破線で示す）最後方位置の間を動かすことができる。

図１０から図１４は、本発明の第６の実施形態であるクレーン５１０を示している。クレーン１０と同様に、クレーン５１０は、車体５１２、クローラ５１４及び５１６、旋回体５２０、ブーム５２２、ブームホイスト綱具装置５２５、吊り荷ホイストライン５２４、フック５２６、マスト５２８、背面連結部材５３０、引張部材５３２、及びカウンタウエイトユニット５３４を有している。クレーン５１０とクレーン１０の主な相違点は、背面連結部材の構造と配置、及びアーム５３８の幾何学的形状である。アーム５３８は、アーム３８のように直線ではなく、枢動フレーム５４０に接続されている端部に曲線部５３９を有している。これによって、アーム５３８は、図４に示すように枢動フレーム４０の外側に接続するのではなく、枢動フレーム５４０の側部部材５４１と一直線に直接接続できるようになる。曲線部５３９は、カウンタウエイトが図１０に示す実線の位置にある時、アーム５３８が枢動フレームの側部部材５４１に干渉するのを防いでいる。

クレーン５１０では、旋回体は短くされ、そのため旋回体上の背面連結部材５３０の接続位置が、マストと背面連結部材の接続位置より前側にあり、従って背面連結部材は、旋回体の回転軸に対して或る角度を成している。この角度は、約１０°と約２０°の間にある。望ましい角度は約１６°である。また、背面連結部材５３０と引張部材５３２は、マスト５２８の最上部で接続されてはいないが、マストの上部付近で接続されている。

また、図１１を見ればよく分かるように、背面連結部材５３０は、間隔を空けて配置されている２つの脚部５４２及び５４４と、中央の直立部材５４６とで構成されているＡ型フレーム構造を有している（図１１では、アーム５３８、シリンダ５３６、及びカウンタウエイトユニット５３４は、明瞭にするために示されていない）。直立部材５４６の格子接続５５２は、図１２に示されている。脚部５４２と５４４の格子接続５５４は、図１３に示されている。図１４は、枢動フレーム５４０を構成するために使用されている格子接続５５６を示している。

脚部５４２と５４４は間隔を空けて配置されているので、カウンタウエイト５３４が外側に向かって旋回する時に、アーム５３８と枢動フレーム５４０は、背面連結部材５３０の脚部５４２と５４４の間に嵌まり込むことが出来る。クレーン１０では、枢動フレーム４０の一番上の格子部材が間隔を空けて十分低い位置に設けられているので、枢動フレーム４０が図３に示す位置に来たときでも、枢動フレームの端部は、枢動フレーム４０の格子構造が背面連結部材に接触すること無く、背面連結部材３０の旋回体２０との接続部に位置することができる。カウンタウエイトユニット５３４は、油圧シリンダ５３６が一杯に縮んだ時の最前方位置と、シリンダ５３６が一杯に伸びた時の（破線で示している）最後方位置の間を動かすことが出来る。Ａ型フレーム構造なので、背面連結部材は、枢動フレーム５４０とアーム５３８の動きと干渉すること無く、旋回の中心線に近付けて接続することができる。背面連結部材をこの近い位置で接続すると、旋回体をクレーン１０に比べ短くすることができる。

本発明の好適な実施形態では、カウンタウエイトユニットは、常にマストと位置決め構造によって支持されている。定格容量未満の吊り荷がフックに加えられる時に、カウンタウエイトを支持するため別の台車が必要になることはない。先行技術の自走式リフトクレーンで使用されているような自由懸垂カウンタウエイトの場合と比べると、カウンタウエイトユニットを地面に置く必要が無い。その結果、クレーン１０を操作するのに地面を整える必要性が大幅に削減される。これは、台車が常に設置され、かつ、フックに吊り荷があるか否かにかかわらず、台車が吊り上げ計画の一部でなければならないという、この分野における現在のシステムに勝る非常に大きな利点である。しばしば建設現場での障害物が、クレーンと台車の配置を困難にすることがある。台車を配置するために用いられる最近設計された伸縮システムは、サイズによる影響を軽減するために開発されてきたが、この方式でもなお台車を配備し、考慮せねばならない。台車システムを有する方式の重要な問題部分は、旋回動作中に回転経路を提供することである。台車が極めて長い半径（２０から３０メートル）で作動している場合、坑木マットが非常に大きな掃引面積に亘って必要になる。本発明の好適な実施形態における自己支持式カウンタウエイトでは、貨車と必要なマットは不要になる。

カウンタウエイト移動構造は、クレーンのサイズに応じて、一般に、カウンタウエイトを少なくとも１０メートル、望ましくは少なくとも２０メートルの距離に亘って動かすことができる。クレーン１０の実施形態では、油圧シリンダは、少なくとも５メートルのストロークを有しているのが望ましい。図示の幾何学的配置では、この結果、カウンタウエイトユニットの重心を、旋回体の旋回中心から２８メートル（９０フィート）の距離まで動かせることになる。一方で、シリンダ３８が一杯に縮んだ時、カウンタウエイトユニットの重心は旋回中心から７メートル（２３フィート）しか離れていない。この最前方位置は配置機構の幾何学的形状次第で、もっと短くすることもできる。カウンタウエイト移動構造は、カウンタウエイトを旋回軸から７メートル以内の位置に、そして旋回軸から少なくとも２８メートル離れた位置まで動かすことができるのが望ましい。クレーン４１０の実施形態では、カウンタウエイト移動構造は、ほんの５．６メートルのシリンダストロークで少なくとも２２メートルの距離に亘ってカウンタウエイトを動かすことができる。この構成では、カウンタウエイトは、旋回軸から約６メートル以内の位置に、そして旋回軸から少なくとも２８メートル離れた位置まで動かすことができる。図示される実施形態の様に、カウンタウエイトユニットがマストの最上部から吊り下げられている時、カウンタウエイト移動構造は、引張部材が、旋回軸に対して５°以上、望ましくは１０°以上、より望ましくは１３°以上の角度を成すように、マストの最上部より前側の位置にカウンタウエイトを動かして保持することができる。カウンタウエイトがマストの最上部より後方の位置にある時、引張部材は、旋回軸に対して少なくとも５°、望ましくは少なくとも１０°、より望ましくは１５°を越える角度を成している。

必要に応じて、シリンダ３８の伸張は、吊り上げられる吊り荷及びラフィング操作の平衡を保つために必要な位置へカウンタウエイトユニットを自動的に動かすため、コンピュータによって制御することもできる。その場合、ピンタイプのロードセルが、背面連結部材で吊り荷を検知して、カウンタウエイトを要求される水準の地点へ動かすために使用される。必要に応じて、カウンタウエイトユニットの位置は、シリンダ３８を一杯に伸縮させることによって可能になる領域内のあらゆる位置の間を無限に変えることが出来る。可変位置システムは、要求される吊り荷モーメントを自己補償する。即ち、一部のカウンタウエイトが装着された場合、カウンタウエイトは要求される吊り荷モーメントを相殺するため自動的に更に後方に配置されることになる。最後方位置に達した時にだけ、クレーンの容量は削減されることになる。

本発明の好適な方法では、全てのカウンタウエイトを最後方位置へ動かすと、カウンタウエイトのクレーンの吊り荷モーメントに対する寄与が最大になる。フックに吊り荷が掛けられていない時、カウンタウエイトは可能な限り前方に配置される。この前方配置によって、要求される後方への安定性を維持しながらカウンタウエイトを最大にすることができるようになる。好適な実施形態では、クレーンは、少なくとも２５０メートルトン、望ましくは少なくとも７００メートルトン、より望ましくは少なくとも９００メートルトンの合計量のカウンタウエイトと、少なくとも６，２５０メートルトンメートル（約６１．３ｋＮ・ｍ）、望ましくは少なくとも１７，５００メートルトンメートル（約１７２ｋＮ・ｍ）、より望ましくは２７，５００メートルトンメートル（約２７０ｋＮ・ｍ）の最大定格荷重モーメントと、を有しており、最大定格荷重モーメント対カウンタウエイト合計重量の比は、少なくとも２５、望ましくは少なくとも３０である。

先に述べたように、先行技術の設計は、一般に３つのカウンタウエイトアセンブリを有している。好適なクレーンの可変位置カウンタウエイトは、唯１つのアセンブリしか有していない。従来設計において１，０００メートルトンのカウンタウエイトが必要な場合、単一の可変位置カウンタウエイトを装備するクレーン１０は、同等の吊り荷モーメントを発生するために約７０％、即ち７００メートルトンのカウンタウエイトを必要とすることになる。位置決め機構のコストによって部分的に相殺されるものの、３０％のカウンタウエイトの削減は直接的にカウンタウエイトのコスト削減となる。先に述べたように、米国高速道路規制により、３００メートルトンのカウンタウエイトは運搬に１５台のトラックが必要となる。このため、カウンタウエイトの総量を削減すると、作業現場の間のクレーンの運搬に必要なトラックの数が削減される。位置決め機構は、旋回体の後方部分に一体化され、追加的な運搬トラックは必要ないと想定している。運搬重量を達成するために取り外さなければならない場合、１台のトラックが必要となるであろう。

カウンタウエイトが大幅に（上記の実施例では３００メートルトン）削減されるため、最大地面支承反力も同等量削減される。カウンタウエイトは、吊り荷を吊り上げるのに必要な分だけ後方に配置される。クレーンとカウンタウエイトは、可能な限り小型な状態を保ち、追加的荷重モーメントが必要な時だけ伸長される。更なる特徴は、中間位置での削減されたカウンタウエイトで作動させることの出来る性能である。フックに吊り荷が掛けられていない時、削減されたカウンタウエイトは後方安定性要件と平衡する。その場合、可変位置機能は使用しなくてもよく、クレーンは従来型のリフトクレーンとして作動する。このシステムは拡張可能である。非常に大きな容量のクレーンで見られた利点は、容量３００メートルトンのクレーン、及び２００メートルトンのように小さな容量のクレーンにおいても発揮されるであろう。

ここに説明した目下好適な実施形態に対する数々の変更及び修正は、当然のことながら、当業者には自明である。例えば、背面連結部材は、クレーンの吊り上げと運転が背面連結部材に圧縮力を発生させることが無い限り、引張吊り荷だけを支持するように設計されたストラップで構成することもできる。シリンダ、リアアーム、及び枢動フレームは、図面とは異なるように相互接続してもよいし、カウンタウエイトユニットの所望の動きを実現するために、旋回体とカウンタウエイトユニットの間に接続することもできる。また、クレーンの部品は、図示のように必ずしも直接的に接続される必要は無い。例えば引張部材は、背面連結部材がマストに接続されている箇所の付近で背面連結部材に接続することによってマストに接続してもよい。このような変更や修正は、本発明の精神及び領域から逸脱すること無く及び意図した利点を損なうことなく行うことができる。従って，その様な変更及び修正は、特許請求の範囲によって包括されるよう意図している。

カウンタウエイトがかなり前方位置にある状態の可変位置カウンタウエイトを装備している自走式リフトクレーンの第１の実施形態の側面図である。 カウンタウエイトが中間位置にある状態の図１の自走式リフトクレーンの側面図である。 カウンタウエイトが後方位置にある状態の図１の自走式リフトクレーンの側面図である。 カウンタウエイトが後方位置にある状態の図１のクレーンの部分上面図である。 図１のクレーンの部分後方立面図である。 二点鎖線で様々な位置にあるカウンタウエイトを示している、本発明の自走式リフトクレーンの第２の実施形態の側面図である。 二点鎖線で様々な位置にあるカウンタウエイトを示している、本発明の自走式リフトクレーンの第３の実施形態の側面図である。 二点鎖線で第２の位置にあるカウンタウエイトを示している、本発明の自走式リフトクレーンの第４の実施形態の側面図である。 二点鎖線で第２の位置にあるカウンタウエイトを示している、本発明の自走式リフトクレーンの第５の実施形態の側面図である。 二点鎖線で第２の位置にあるカウンタウエイトを示している、本発明の自走式リフトクレーンの第６の実施形態の側面図である。 図１０のクレーンの部分後方立面図である。 図１１の線１２−１２に沿う断面図である。 図１１の線１３−１３に沿う断面図である。 図１１の線１４−１４に沿う断面図である。

符号の説明

１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０ リフトクレーン
１２、１１２、２１２、３１２、４１２、５１２ 車体
１４、１６、１１４、１１６、２１４、３１４、４１４、４１６、５１４，５１６ クローラ
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０ 旋回体
２２、１２２、２２２、３２２、４２２、５２２ ブーム
２４、１２４、２２４、３２４、４２４、５２４ ホイストライン
２８、１２８、２２８、３２８、４２８、５２８ マスト
２９、３１ 吊り荷
３０、１３０、２３０、３３０、４３０、５３０ 背面連結部材
３２、１３２、２３２、３３２、４３２、５３２ 引張部材
３４、１３４、２３４、２３７、３３４、４３４、５３４ カウンタウエイト
３６ リアアーム
３８、１３６、１３８、２３６、３３６、４３６、５３６ 油圧シリンダ
４０、１４０ 枢動フレーム
４３８、４４０、５３８ アーム
５３９ 曲線部
５４０ 枢動フレーム
５４１ 側部部材
５４２、５４４脚部

Claims (30)

1. 自走式リフトクレーンの操作方法において、前記リフトクレーンは、可動地面係合部材を有する車体と、前記地面係合部材に対して旋回可能となるように前記車体に回転可能に接続されている旋回体と、前記旋回体の前側部分に枢動可能に取り付けられているブームであって、ホイストラインがそこから伸びているブームと、前記旋回体に第１端部が取り付けられているマストと、可動式のカウンタウエイトユニットと、を備えており、
   ａ）前記ホイストラインに吊り荷が掛かっていない時は前記マストの最上部の真下の地点より前側に前記カウンタウエイトを位置決めするステップと、
   ｂ）前記ホイストラインが吊り荷を支持している時は前記マストの最上部より後側に前記カウンタウエイトを位置決めするステップと、を有し、
   ｃ）前記可動式のカウンタウエイトは、クレーンの引上げ、移動、設置作業中は、前記車体の前記地面係合部材によって間接的に支持されている以外は、決して地面によって支持されないようにする、自走式リフトクレーンの操作方法。
2. 前記カウンタウエイトは、油圧シリンダを伸縮させることによって位置決めされる、請求項１に記載の方法。
3. 前記車体は、別個の有効なカウンタウエイトが設けられていない、請求項１に記載の方法。
4. 前記クレーンは、第１端部が前記旋回体に、そして第２端部が前記油圧シリンダに枢動可能に接続されている少なくとも１つのアームを更に備えており、前記シリンダは、前記シリンダが伸縮される時に前記アームを枢動させる、請求項２に記載の方法。
5. 前記クレーンは、前記旋回体と前記油圧シリンダの間に接続されている枢動フレームと、前記枢動フレームと前記カウンタウエイトユニットの間に接続されているリアアームと、を更に備えており、前記シリンダは、前記シリンダが伸縮される時に前記リアアームに前記カウンタウエイトユニットを移動させる、請求項２に記載の方法。
6. 自走式リフトクレーンの操作方法において、前記リフトクレーンは、可動地面係合部材を有する車体と、前記地面係合部材に対して旋回可能となるように前記車体に回転可能に接続されている旋回体と、前記旋回体の前側部分に枢動可能に取り付けられているブームであって、ホイストラインがそこから伸びている、ブームと、前記旋回体に第１端部が取り付けられているマストと、少なくとも１つの油圧シリンダと、可動式のカウンタウエイトユニットと、を備えており、
   ａ）吊り荷を吊り上げ、移動、設置する作業を実行するステップであって、前記可動式のカウンタウエイトは、前記吊り上げ、移動、設置作業中は前記吊り荷の平衡を保つために前記油圧シリンダを伸縮させることによって前記旋回体の前側の部分に向けたり、及びそこから離れる方向に動かされるが、前記カウンタウエイトは、前記車体の前記地面係合部材によって間接的に支持されている以外は、決して地面によって支持されることは無い、吊り荷を吊り上げ、移動、設置する作業を実行するステップを有する、自走式リフトクレーンの操作方法。
7. 前記クレーンは、第１端部が前記旋回体に枢動可能に接続されている少なくとも１つのアームを更に備えており、前記シリンダは、第１端部が前記旋回体に、そして第２端部が前記回転アームに接続されており、前記シリンダは、前記シリンダが伸縮される時にアームを枢動させる、請求項６に記載の方法。
8. 前記カウンタウエイトは、前記ホイストラインに吊り荷が掛かっていない時は前記マストの最上部の真下の地点より前側に位置決めされ、前記カウンタウエイトは、前記ホイストラインが吊り荷を支持している時は前記マストの最上部より後側に位置決めされる、請求項６に記載の方法。
9. 前記クレーンは、前記旋回体と前記油圧シリンダの間に接続されている枢動フレームと、前記枢動フレームと前記カウンタウエイトユニットの間に接続されているリアアームと、を更に備えており、前記シリンダは、前記シリンダが伸縮される時に前記リアアームに前記カウンタウエイトユニットを移動させる、請求項６に記載の方法。
10. 前記マストは吊り上げ、移動、及び設置作業中は前記旋回体に対して一定の角度に保持されている、請求項６に記載の方法。
11. 自走式リフトクレーンにおいて、
    ａ）可動地面係合部材を有している車体と、
    ｂ）前記車体に、前記地面係合部材に対して旋回できるように回転可能に接続されている旋回体と、
    ｃ）前記旋回体の前側部分に枢動可能に取り付けられているブームと、
    ｄ）第１端部が前記旋回体に取り付けられているマストと、
    ｅ）前記マストと前記旋回体の後側部分との間に接続されている背面連結部材と、
    ｆ）可動式のカウンタウエイトユニットと、
    ｇ）少なくとも１つの油圧シリンダと、
    ｈ）第１端部が前記旋回体に、第２端部が前記油圧シリンダに枢動可能に接続されている少なくとも１つのアームであって、前記アームと油圧シリンダは、前記旋回体と前記カウンタウエイトユニットの間に、前記油圧シリンダを伸縮させると前記旋回体に対する前記カウンタウエイトの位置が変わるように接続されている、少なくとも１つのアームと、を備えている自走式リフトクレーン。
12. 前記油圧シリンダは、前記旋回体に枢動可能に接続されている、請求項１１に記載の自走式リフトクレーン。
13. 前記少なくとも１つのアームは、枢動フレームと少なくとも１つのリアアームを備えており、前記枢動フレームは、前記旋回体と前記油圧シリンダの間に接続されており、前記リアアームは、前記枢動フレームと前記カウンタウエイトユニットの間に接続されている、請求項１２に記載の自走式リフトクレーン。
14. 前記少なくとも１つのアームと前記カウンタウエイトユニットの間に接続されている第２油圧シリンダを更に備えている、請求項１２に記載の自走式リフトクレーン。
15. 前記背面連結部材は前記マストの最上部付近に接続されている、請求項１１に記載の自走式リフトクレーン。
16. 前記背面連結部材は、その前記マストとの接続点より前側の地点で前記旋回体に接続されている、請求項１５に記載の自走式リフトクレーン。
17. 前記背面連結部材は、圧縮及び引張吊り荷を共に支えるように設計されている格子部材を備えている、請求項１１に記載の自走式リフトクレーン。
18. 前記背面連結部材は、引張吊り荷を支えるように設計されているストラップを備えている、請求項１１に記載の自走式リフトクレーン。
19. 前記カウンタウエイトユニットを支持している前記マストの最上部付近に接続されている引張部材を更に備えている、請求項１１に記載の自走式リフトクレーン。
20. 前記可動地面係合部材は、少なくとも２つのクローラを備えている、請求項１１に記載の自走式リフトクレーン。
21. 前記カウンタウエイトユニットは、２５０メートルトンを越える重量がある、請求項１１に記載の自走式リフトクレーン。
22. 自走式リフトクレーンにおいて、
    ａ）可動地面係合部材を有している車体と、
    ｂ）前記車体に、前記地面係合部材に対して旋回軸を中心に旋回できるように、回転可能に接続されている旋回体と、
    ｃ）前記旋回体の前側部分に枢動可能に取り付けられているブームと、
    ｄ）前記旋回体の回転面に対して或る一定の角度を成すように、第１端部が前記旋回体に取り付けられているマストと、
    ｅ）前記マストの第２端部付近に接続されている引張部材から吊り下げられている可動式のカウンタウエイトと、
    ｆ）前記カウンタウエイトユニットが、前記マストの最上部より前側にある第１位置まで動かされてそこに保持され、かつ、前記マストの最上部より後側にある第２位置まで動かされてそこに保持されるように、前記旋回体と前記カウンタウエイトユニットの間に接続されているカウンタウエイト移動構造と、を備えている自走式リフトクレーン。
23. 前記カウンタウエイト移動構造は、前記カウンタウエイトを少なくとも１０メートル以上動かすことができる、請求項２２に記載の自走式リフトクレーン。
24. 前記カウンタウエイト移動構造は、前記引張部材が前記旋回軸に対して５°以上の角度を成すように、前記マストの最上部より前側にある位置まで前記カウンタウエイトを動かして保持することができる、請求項２２に記載の自走式リフトクレーン。
25. 前記カウンタウエイト移動構造は、前記引張部材が前記旋回軸に対して５°以上の角度を成すように、前記マストの最上部より後側にある位置まで前記カウンタウエイトを動かして保持することができる、請求項２２に記載の自走式リフトクレーン。
26. 前記カウンタウエイト移動構造は、少なくとも１つの油圧シリンダと少なくとも１つの枢動アームを備えている、請求項２２に記載の自走式リフトクレーン。
27. 前記カウンタウエイト移動構造は、第１端部が前記旋回体に枢動可能に接続されている少なくとも１つの油圧シリンダと、前記旋回体と前記油圧シリンダの第２端部の間に接続されている枢動フレームと、前記枢動フレームと前記カウンタウエイトユニットの間に接続されている少なくとも１つのリアアームと、を備えている、請求項２２に記載の自走式リフトクレーン。
28. 前記少なくとも１つのリアアームは、曲り形状を有しているので、前記カウンタウエイトがかなり前側の位置にある時でも前記枢動フレームに干渉すること無く、前記枢動フレームの外側部材に一直線に接続することができる、請求項２７に記載の自走式リフトクレーン。
29. 自走式リフトクレーンにおいて、
    ａ）可動地面係合部材を有している車体と、
    ｂ）前記地面係合部材に対して旋回できるように、前記車体に旋回軸を中心として回転可能に接続されている旋回体と、
    ｃ）前記旋回体の前側部分に枢動可能に取り付けられているブームと、
    ｄ）第１端部が前記旋回体に取り付けられているマストと、
    ｅ）可動式のカウンタウエイトユニットと、
    ｆ）前記カウンタウエイトユニットが、前側の位置と後側の位置の両方に動かされてそこに保持されるように、前記旋回体と前記カウンタウエイトユニットの間に接続されているカウンタウエイト移動構造と、を備えており、
    ｇ）前記クレーンは、少なくとも総量２５０メートルトンのカウンタウエイトと、少なくとも６，２５０トンメートル（約６１．３ｋＮ・ｍ）の最大定格荷重モーメントと、を有しており、最大定格荷重モーメント対前記カウンタウエイトの総重量の比は少なくとも２５である、自走式リフトクレーン。
30. 前記最大定格荷重モーメント対前記カウンタウエイトの総重量の比は、少なくとも３０である、請求項２９に記載の自走式リフトクレーン。

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