JP5341812B2 - Seismic isolation crane - Google Patents
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Description
本発明は、免震装置を有したクレーンに関するものである。特に、免震装置を有したコンテナクレーン、橋形岸壁クレーン、橋形アンローダ、門型レールマウントクレーンに関するものである。 The present invention relates to a crane having a seismic isolation device. In particular, the present invention relates to a container crane having a seismic isolation device, a bridge quay crane, a bridge unloader, and a portal rail mount crane.
港湾や内陸地等のコンテナターミナルでは、岸壁クレーン、門型クレーン、コンテナトレーラによって、船舶及びトレーラ間のコンテナの荷役を行っている。このコンテナターミナルにおける地震対策として、クレーンの走行装置と脚構造物の間に免震装置を設置した免震クレーンが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、この免震装置において、地震動の発生方向が如何なる方向であっても、振動を吸収できる免震クレーンが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Container terminals such as harbors and inland areas handle containers between ships and trailers by quay cranes, portal cranes, and container trailers. As an earthquake countermeasure in this container terminal, a seismic isolation crane has been proposed in which a seismic isolation device is installed between the crane traveling device and the leg structure (for example, see Patent Document 1). In addition, in this seismic isolation device, a seismic isolation crane has been proposed that can absorb vibrations regardless of the direction in which earthquake motion occurs (see, for example, Patent Document 2).
図6に、特許文献2に記載の従来の免震クレーン(岸壁クレーン)1Xの概略を示す。この免震クレーン1Xは、走行装置3Xと脚構造物2の間に免震装置4Xを配置している。この免震装置4Xは、横行方向(x軸方向)にスライドできるx軸スライド体と、走行方向(y軸方向)にスライドできるy軸スライド体を組み合わせて構成している。また、免震装置4Xは、脚構造物2とx軸スライド体の間、及び走行装置3Xとy軸スライド体の間にそれぞれ油圧シリンダを組み込んでいる。なお、岸壁クレーン1Xは、岸壁(地表面6)に敷設した金属製のレール上を、走行装置3Xの有する金属製の車輪が転動して走行するように構成している。また、z軸は鉛直方向を示している。
In FIG. 6, the outline of the conventional seismic isolation crane (quayside crane) 1X of
次に、この免震クレーン1Xの動作に関して説明する。この免震クレーン1Xは、コンテナの荷役等を行う通常時には、油圧シリンダをロックし、それぞれのスライド体の動きを固定し、免震装置4Xを固定するように制御している。地震発生時には、この油圧シリンダを開放して、スライド体が移動可能となり、免震装置4Xが作動するように制御する。
Next, the operation of the
上記の構成により、免震装置4Xは横行方向x及び走行方向yに同時にスライドすることができる。つまり、クレーンは、360度のどの方向にもスライドすることができる。この構成により、クレーン1Xは、地震動を効果的に吸収することができる。
With the above configuration, the
しかしながら、特許文献2に記載の免震クレーン1Xは、以下のような問題を有している。第1に、免震装置4Xによる免震効果が、地震動の方向によって異なるという問題を有している。この問題について、図7を参照して説明する。図7に示す様に、免震装置4Xが、横行方向x及び走行方向yにスライドして振動を吸収する。同時に、車輪7がレール8上を転動及び摺動して、走行方向yの振動を吸収する。そのため、走行方向yの免震効果が、免震装置4X、及び車輪7とレール8間の滑り効果の和(y1+y2)となる。以上より、クレーン1Xの免震効果が、水平面内の360度の方向において均一とならないため、免震効率が悪化する。また、クレーン及び免震装置の設計において、解析等の計算が複雑となる。なお、クレーンの免震特性が横行方向xと走行方向yで異なると、地震の揺れ方向により免震効果に差が生じ、免震効果が高い揺れ方向と低い揺れ方向を生じることとなる。
However, the
第2に、地震発生時、車輪7の転動及び摺動によるクレーン1Xの移動距離を、予め予測することは困難である。このため、隣り合う2基のクレーンが隣接して作業を行っている場合、前記車輪7の転動及び摺動による移動を原因として、2基のクレーンが衝突する
危険性があった。
Second, it is difficult to predict in advance the distance traveled by the
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、横行方向x及び走行方向y、更には横行方向と走行方向を合成した斜め方向に、均一な免震特性を有する免震装置を備えたクレーンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to provide an isolation having uniform seismic isolation characteristics in the transverse direction x and the traveling direction y, and further in the oblique direction obtained by combining the transverse direction and the traveling direction. An object is to provide a crane equipped with a seismic device.
上記の目的を達成するための本発明に係るクレーンは、脚構造物と走行装置を有するクレーンにおいて、前記クレーンが、前記脚構造物に吊り下げた免震装置と、前記免震装置の下面に設置した接地部材と、前記脚構造物と前記走行装置を着脱する連結分離機構を有しており、地震発生時に、前記連結分離機構が前記脚構造物と前記走行装置を分離し、且つ前記接地部材が地表面に着床して前記脚構造物を支持するように構成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a crane according to the present invention is a crane having a leg structure and a traveling device, wherein the crane is suspended from the leg structure, and a lower surface of the seismic isolation device. An installed grounding member, and a connecting / separating mechanism for attaching and detaching the leg structure and the traveling device; the segregating mechanism separates the leg structure and the traveling device when an earthquake occurs; and The member is configured to land on the ground surface and support the leg structure.
この構成により、横行方向x及び走行方向y、更には横行方向と走行方向を合成した斜め方向に、均一な免震特性を有する免震装置を備えたクレーンを提供することができる。つまり、脚構造物は、水平面内の360度のいずれの方向から入ってくる地震波に対しても均一な免震効果を得ることができる。そのため、高効率な免震効果を得ることができる。 With this configuration, it is possible to provide a crane including a seismic isolation device having uniform seismic isolation characteristics in the transverse direction x and the traveling direction y, and further in an oblique direction obtained by combining the transverse direction and the traveling direction. In other words, the leg structure can obtain a uniform seismic isolation effect with respect to seismic waves entering from any direction of 360 degrees in the horizontal plane. Therefore, a highly efficient seismic isolation effect can be obtained.
また、地震発生時に走行装置と脚構造物を完全に分離するため、免震装置は走行装置の影響を受けずに、十分な免震効果を発揮することができる。更に、免震装置に設置した接地部材が地表面に着床すると、脚構造物と走行装置が分離するため、免震装置を確実に作動することができる。つまり、安定的な免震効果を得ることができる。 Further, since the traveling device and the leg structure are completely separated when an earthquake occurs, the seismic isolation device can exhibit a sufficient seismic isolation effect without being affected by the traveling device. Furthermore, when the grounding member installed in the seismic isolation device is landed on the ground surface, the leg structure and the traveling device are separated, so that the seismic isolation device can be operated reliably. That is, a stable seismic isolation effect can be obtained.
上記のクレーンにおいて、前記免震装置が、前記接地部材上に設置し且つ第1の軸方向を長手方向とする第1リニアガイドと、前記第1リニアガイド上を摺動可能に構成したリニアブロックと、前記リニアブロック上を前記第1の軸方向と直交する第2の軸方向に摺動可能に構成した第2リニアガイドと、前記第1リニアガイドと前記第2リニアガイドの相対移動を減衰する減衰機構を有していることを特徴とする。 In the above crane, the seismic isolation device includes a first linear guide installed on the grounding member and having a first axial direction as a longitudinal direction, and a linear block configured to be slidable on the first linear guide. And a second linear guide configured to be slidable on the linear block in a second axial direction orthogonal to the first axial direction, and to attenuate relative movement of the first linear guide and the second linear guide. It has the damping mechanism which does.
この構成により、脚構造物は、地表面に対して、第1リニアガイドに沿った方向(第1の軸方向)及び第2リニアガイドに沿った方向(第2の軸方向)に移動自在となる。また、減衰機構により、クレーンの振動を減衰することができる。なお、減衰機構に復元力を持たす構成により、クレーンは地震発生前の位置に戻ろうとする復元力を受けるため、地震後のクレーン復旧作業を迅速に行うことができる。 With this configuration, the leg structure is movable in the direction along the first linear guide (first axial direction) and the direction along the second linear guide (second axial direction) with respect to the ground surface. Become. Further, the vibration of the crane can be damped by the damping mechanism. In addition, since a crane receives the restoring force which tries to return to the position before an earthquake occurrence by the structure which has a restoring force in a damping mechanism, the crane restoration operation | work after an earthquake can be performed rapidly.
上記のクレーンにおいて、前記連結分離機構が、前記脚構造物に設置した第1係合部と、前記走行装置に設置した第2係合部を有しており、前記脚構造物と前記第1係合部の間及び前記走行装置と前記第2係合部の間の少なくとも一方に油圧ジャッキを設置し、地震発生時に、前記油圧ジャッキを鉛直方向に収縮して、前記脚構造物と前記走行装置を分離し、前記接地部材が前記地表面に着床して前記脚構造物を支持するように構成したことを特徴とする。 In the crane described above, the connection / separation mechanism includes a first engagement part installed in the leg structure and a second engagement part installed in the traveling device, and the leg structure and the first A hydraulic jack is installed between the engaging portions and at least one of the traveling device and the second engaging portion, and when the earthquake occurs, the hydraulic jack is contracted in the vertical direction so that the leg structure and the traveling The apparatus is separated, and the grounding member is configured to land on the ground surface and support the leg structure.
この構成により、油圧ジャッキの圧力開放をトリガーとして、免震装置を作動することができる。つまり、油圧ジャッキの制御により免震装置を作動することができるため、免震装置の作動を安定的且つ迅速に実現することができる。 With this configuration, the seismic isolation device can be operated with the pressure release of the hydraulic jack as a trigger. That is, since the seismic isolation device can be operated by controlling the hydraulic jack, the operation of the seismic isolation device can be realized stably and quickly.
本発明に係るクレーンによれば、横行方向x及び走行方向y、更には横行方向と走行方向を合成した斜め方向に、均一な免震特性を有する免震装置を備えたクレーンを提供することができる。 According to the crane according to the present invention, it is possible to provide a crane including a seismic isolation device having uniform seismic isolation characteristics in the transverse direction x and the traveling direction y, and further in an oblique direction obtained by combining the transverse direction and the traveling direction. it can.
以下、本発明に係る実施の形態のクレーンについて、図面を参照しながら説明する。図1に、クレーン1の概略を示す。このクレーン1は、脚構造物2と走行装置3を有している。また、クレーン1は、脚構造物2に吊り下げた免震装置4と、免震装置4の下面に設置した接地部材19と、脚構造物2と走行装置3を着脱する連結分離機構5を有している。
Hereinafter, a crane according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of the crane 1. The crane 1 has a
また、免震装置4は、接地部材19上にx軸方向を長手方向とする第1リニアガイド20と、第1リニアガイド20上を摺動可能に構成したリニアブロック23と、リニアブロック23上をy軸方向に摺動可能に設置した第2リニアガイド21と、接地部材19上に設置した積層ゴム等のアイソレータ22を有している。更に、第2リニアガイド21は、構造部材24を介して脚構造物2に固定している。
The
ここで、アイソレータ22は、地面の振動と脚構造物2の振動を分離する機能を有している必要があり、脚構造物2に対して復元力(脚構造物2を平面内における地震発生前の位置に戻す力)を与える機能を有していても良い。積層ゴムの他に、油圧シリンダを利用したバネダンパー機構で構成することもできる。このアイソレータ22の変形量すなわち免震ストロークは、予め想定されている地震動によりクレーンの挙動を解析した上で決定する。このため、隣接するクレーンが免震ストローク内に入っていなければ、地震発生時に隣接し合うクレーン同士が衝突することを回避できる。
Here, the
また、連結分離機構5は、脚構造物2に第1油圧ジャッキ12を介して設置した第1係合部10と、走行装置3に第2油圧ジャッキ13を介して設置した第2係合部11を有している。つまり、走行装置3は、油圧ジャッキ12、13により、脚構造物2を支持している状態であり、油圧ジャッキ12、13には、脚構造物2の重量が常時作用している状態となる。
The connection / separation mechanism 5 includes a
なお、6は地表面、7はクレーン1の車輪7を示しており、yは走行方向、zは鉛直方向を示している。また、免震装置4は、例えば、クレーン1におけるそれぞれの走行装置3に対応するように設置してもよく、また、クレーンの種類やサイズ、想定されている地
震の大きさにより、設置する個数を任意に決定してもよい。
6 indicates the ground surface, 7 indicates the
次に、クレーン1の動作に関して説明する。図1に、クレーン1がコンテナの荷役等を行う通常時の様子を示し、図2に、地震発生時の様子を示す。地震発生をクレーン1に設置したセンサ等で検知した場合、第1及び第2油圧ジャッキ12、13の油圧を開放する。この油圧開放により、油圧ジャッキ12、13は鉛直方向に収縮する。この油圧ジャッキ12、13の収縮に伴い、油圧ジャッキ12、13で支持していた脚構造物2は降下する。
Next, the operation of the crane 1 will be described. FIG. 1 shows a normal state in which the crane 1 handles containers, etc., and FIG. 2 shows a state when an earthquake occurs. When the occurrence of an earthquake is detected by a sensor or the like installed on the crane 1, the hydraulic pressures of the first and second
この脚構造物2の降下に伴い、接地部材19が地表面6に着床する。つまり、脚構造物2は、走行装置3で支持された状態から、接地部材19及び免震装置4により支持される状態に変化する。つまり、脚構造物2は、高層ビル等の建造物の底面に免震装置を設置した免震構造と同等の免震構造をとることとなる。
As the
この接地部材19の着床により、免震装置4が作動するようになる。免震装置4は、水平面内の360度のあらゆる方向の振動を吸収する。なお、接地部材19は、着床前は地表面6との隙間が20〜50mm程度となるように構成することが望ましい。これは、着床時の衝撃を抑えるためである。
The
また、地震後は、油圧ジャッキ12、13に圧力を付加する復旧制御を行う。この制御により、油圧ジャッキ12、13は伸張し、第1係合部10及び第2係合部11が係合する。更に、油圧ジャッキ12、13に圧力を付加し、脚構造物2を持上げて、クレーン1の復旧作業を完了する。
In addition, after the earthquake, recovery control for applying pressure to the
上記の構成により、以下の作用効果を得ることができる。第1に、クレーン1は、横行方向x及び走行方向y、更には横行方向xと走行方向yを合成した斜め方向の地震動に対して、均一な免震特性を得ることができる。これは、連結分離機構5により、脚構造物2と走行装置を完全に分離し、脚構造物2が車輪7の転動及び摺動の影響を受けないためである。
With the above configuration, the following operational effects can be obtained. First, the crane 1 can obtain uniform seismic isolation characteristics against the seismic motion in an oblique direction obtained by combining the traversing direction x and the traveling direction y, and further, the traversing direction x and the traveling direction y. This is because the
第2に、地震動によるクレーン1の振動は、免震装置4のみの免震特性により制御することができる。そのため、免震装置4の設計により、クレーン1の振動する範囲を容易に推定することができる。これにより、隣接するクレーンとの距離から免震装置4の移動範囲(振動する範囲)を精密に決定することができる。そのため、免震装置4の移動範囲を、±1000〜2000mm程度まで拡大することも可能となる。なお、従来の免震装置は、±300mm程度の移動範囲を有していた。
Secondly, the vibration of the crane 1 due to seismic motion can be controlled by the seismic isolation characteristics of the
図3に、連結分離機構5の1例の概略を示す。連結分離機構5は、脚構造物2に第1油圧ジャッキ12を介して設置した第1係合部10を有している。また、走行装置3に第2油圧ジャッキ13を介して設置した第2係合部11を有している。ここで、地表面6と接地部材19の隙間を20〜50mm程度とした場合、油圧ジャッキ12、13のストロークは、それぞれ20〜50mm程度とすることが望ましい。これは、脚構造物2と走行装置3の完全な分離独立を実現するためである。なお、第1係合部10及び第2係合部11は、係合面にテーパー加工を施し、互いを導き連結しやすいように構成してもよい。
FIG. 3 shows an outline of an example of the connection / separation mechanism 5. The connection / separation mechanism 5 has a
図4に、免震装置4及び接地部材19の1例を示す。また、図5に免震装置4が変形した際の様子を示す。この免震装置4は、接地部材19上にx軸方向を長手方向とする第1リニアガイド20と、第1リニアガイド20上を摺動可能に構成したリニアブロック23と、リニアブロック23上をy軸方向に摺動可能に設置した第2リニアガイド21と、接地部材19上に設置した積層ゴム等のアイソレータ22を有している。更に、第2リニア
ガイド21は、構造部材24を介して脚構造物2に固定している。
FIG. 4 shows an example of the
次に、免震装置4の動作に関して説明する。この免震装置4は、例えば、横行方向xの地震動を受けた場合は、第1リニアガイド20に沿って、リニアブロック23が横行方向xに移動する。また、走行方向yの地震動を受けた場合は、第2リニアガイド21が、リニアブロック23上を走行方向yに移動する。なお、図5に示す免震装置4は、地表面6に着床した接地部材19に対して、脚構造物2が図5の左奥に移動した場合を示している。
Next, the operation of the
上記の構成により以下のような作用効果を得ることができる。第1に、リニアブロック23のx軸方向への摺動と、第2リニアガイド21のy軸方向への摺動が、互いに独立して摺動するように構成しているため、あらゆる方向の地震動に対して、均一な免震効果を得ることができる。
With the above configuration, the following operational effects can be obtained. First, since the slide in the x-axis direction of the
第2に、免震装置4を2つのリニアガイド20、21の組み合わせで構成したため、脚構造物2の移動範囲を拡大することができる。つまり、脚構造物2は、第1リニアガイド20及び第2リニアガイド21の長さの範囲内において、x軸方向及びy軸方向に自由に移動することができる。例えば、リニアガイド20、21の長さを2000mm程度とすると、この免震装置4は、±1000mm程度の振動に対応することができる。
2ndly, since the
以上より、横行方向x及び走行方向y、更には横行方向と走行方向を合成した斜め方向に、均一な免震特性を有する免震装置を備えたクレーンを提供することが可能となる。なお、本発明は、コンテナクレーン、橋形岸壁クレーン、橋形アンローダ、門型レールマウントクレーンと多岐にわたるクレーンに適用することが可能である。 As described above, it is possible to provide a crane including a seismic isolation device having uniform seismic isolation characteristics in the transverse direction x and the traveling direction y, and further in an oblique direction obtained by combining the transverse direction and the traveling direction. The present invention can be applied to a wide variety of cranes such as container cranes, bridge-type quay cranes, bridge-type unloaders, and portal rail-mount cranes.
更に、タイヤ式門型クレーン等、走行装置にゴムタイヤ等を有しているクレーンは、このゴムタイヤの変形の影響を受けずに、免震することができる。 Further, a crane having a rubber tire or the like in a traveling device, such as a tire type portal crane, can be isolated without being affected by the deformation of the rubber tire.
1 クレーン
2 脚構造物
3 走行装置
4 免震装置
5 連結分離装置
6 地表面
10 第1係合部
11 第2係合部
12 第1油圧ジャッキ
13 第2油圧ジャッキ
19 接地部材
20 第1リニアガイド
21 第2リニアガイド
22 アイソレータ(積層ゴム)
23 リニアブロック
24 構造部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
23
Claims (3)
前記クレーンが、前記脚構造物に吊り下げた免震装置と、前記免震装置の下面に設置した接地部材と、前記脚構造物と前記走行装置を着脱する連結分離機構を有しており、
地震発生時に、前記連結分離機構が前記脚構造物と前記走行装置を分離し、且つ前記接地部材が地表面に着床して前記脚構造物を支持するように構成したことを特徴とするクレーン。 In a crane having a leg structure and a traveling device,
The crane has a seismic isolation device suspended from the leg structure, a grounding member installed on a lower surface of the seismic isolation device, and a connection / separation mechanism for attaching and detaching the leg structure and the traveling device;
A crane configured such that, when an earthquake occurs, the connection / separation mechanism separates the leg structure and the traveling device, and the grounding member is landed on the ground surface to support the leg structure. .
地震発生時に、前記油圧ジャッキを鉛直方向に収縮して、前記脚構造物と前記走行装置を分離し、前記接地部材が前記地表面に着床して前記脚構造物を支持するように構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のクレーン。 The connection / separation mechanism has a first engagement portion installed in the leg structure and a second engagement portion installed in the traveling device, and is between the leg structure and the first engagement portion. And installing a hydraulic jack on at least one of the travel device and the second engagement portion,
When the earthquake occurs, the hydraulic jack is contracted vertically to separate the leg structure and the traveling device, and the grounding member is configured to land on the ground surface to support the leg structure. The crane according to claim 1 or 2, wherein
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