JP5606952B2 - ジブクレーン - Google Patents

Description

本発明は、ジブクレーンに関する。さらに詳しくは、地上に設置して旋回したり走行したりしながらジブを起伏させ、かつウインチで重量物を吊上げて荷役するジブクレーンに関する。
ジブクレーンのうち旋回式のものは、原子炉や港湾設備等の大型構造物の組立てに利用されるが、荷役対象物が数百トンから約千トンに達する超重量物であることもあり、クレーン自体が相当の重量をもつ大型構造物である。
したがって、そのままで設置現場に搬送することはできないので、設置現場に分解した状態で搬送してきて組立て、使用に供し、工事の終了と共に分解して撤去される。

上記のような大型ジブクレーンの従来例として、特許文献１がある。この従来例は、円形レールを敷設した円形のベースフレームを備え、ベースフレームの旋回軸に旋回フレームを軸支し、旋回フレームにジブや起伏用、荷役用のウインチを設けて、各部材を小部品に分解可能に構成している。このため、分解して設置場所に搬入して組立て、ベースフレームを載置して各部材を組付けることができる、と記載されている。

特開平７−２４８９号公報

上記従来技術では、旋回フレームは単体の部材として開示されている。このように一体構造を採用したのは、相当な重量物であるカウンタウエイトや起伏用ウインチ、主巻きおよび補巻き用の荷役用ウインチ、さらにジブを枢支し、ワイヤロープを掛け廻す構造体等を構築するのに小さなスペースでは困難であることと、これに加えて数百トンレベルの大きな力が複雑な方向に作用することを考えると一体構造でなければ強度維持に不利と考えたものであろう。
しかしながら、ジブクレーンの全体を分解したとしても、旋回フレームが大型のままであると、設置現場への搬入や撤去が依然として困難であるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑み、設置現場への搬入や撤去が容易であり、使用のための組立ても容易なジブクレーンを提供することを目的とする。

第１発明のジブクレーンは、稼働支持体上に旋回フレームを稼働自在に搭載し、該旋回フレーム上にクレーン構成部材を取付けたジブレクーンであって、前記旋回フレームが、中央フレームとその両側に連結される第１フレームおよび第２フレームとからなり、前記第１フレームと前記第２フレームは前記中央フレームに対してピン連結機構とステー支持機構とで連結されており、前記ステー支持機構は、前記第１フレームの外端部下面と前記中央フレームの第１フレーム側下部との間に連結され、かつ第１フレームから中央フレームに向って下傾しているステーと、前記第２フレームの外端部下面と前記中央フレームの第２フレーム側下部との間に連結され、かつ第２フレームから中央フレームに向って下傾しているステーとを具備することを特徴とする。
第２発明のジブクレーンは、第１発明において、前記ピン連結機構は、前記第１フレームおよび前記第２フレームの垂直面内での回動を許容し、水平面内での回動を不能に拘束するピンを具備し、かつ着脱自在であることを特徴とする。
第３発明のジブクレーンは、第１または第２発明において、前記第１フレームは、互いに連結分離可能な左フレームと右フレームとからなり、前記第２フレームも、互いに連結分離可能な左フレームと右フレームとからなることを特徴とする。
第４発明のジブクレーンは、第１、第２または第３発明において、前記稼働支持体が、中心筒とそのまわりに配置された環状のベースフレームを備えており、前記中央フレームは、前記中心筒まわりに旋回自在に保持され、前記第１フレームおよび前記第２フレームは、前記ベースフレーム上を移動する走行部を、その下面に備えていることを特徴とする。
第５発明のジブクレーンは、第４発明において、前記第１フレームには、クレーンジブが設置され、前記第２フレームには、カウンタウエイトが設置されていることを特徴とする。

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）旋回フレームが中央フレームと第１フレームと第２フレームとの複数のパーツに分離できるので、設置現場への搬入や撤去が容易であり、かつ使用のための組立ても各パーツが軽量なので容易に行える。
ｂ）ステー支持機構は第１、第２フレームの垂直面内での揺動を不能に拘束するのでクレーン作業時の負荷が働いていても、旋回フレームが垂直面内で曲がりが生じず、クレーン負荷に充分耐えて安全なクレーン作業を可能にする。
ｃ）第１フレームと第２フレームとに作用するクレーン部と吊荷からなる負荷重量は、走行部とステー支持機構とで分担して支えられるが、ステー支持機構のステーは中央フレームに向って下傾しているのでステー支持機構に加わる負荷重量は圧縮荷重として作用する。このため、ステーには主として耐座屈強度を付与すれば良いので軽量でシンプルな構成にできる。また、旋回フレームの下面の走行部をベースフレームから離間しないように保持できるので、旋回動作の円滑性が保たれる。
第２発明によれば、ピン連結機構が着脱自在であるので、分解組立てが容易であり、ピン連結機構は第１、第２フレームの水平面内での回動を不能に拘束しているので、旋回フレームの旋回時に連結部で曲がりが生じない。
第３発明によれば、第１フレームと第２フレームも左右のフレームに分割でき、搬送がより容易に行える。
第４発明によれば、第１フレームと第２フレームとにかかる荷重は走行部を介してベースフレームに直接作用させることができるので、クレーンと吊荷との重量の大部分を第１フレームと第２フレームとにかかるようにしておけば、荷重の大部分をベースフレームで支持して、他の部位に不要な荷重をかけないようにできる。また、第１フレームと第２フレームとは走行部を有しているので、旋回動作も円滑に行える。
第５発明によれば、吊荷重量が作用するクレーンジブを第１フレームにのせて、その重量をベースフレームに垂直荷重として伝えるようにしているので、重量が重くても支持しやすい。また、クレーン部のうち重量の重いカウンタウエイトを第２フレームにのせて、その重量をベースフレームに垂直荷重として伝えるようにしているので、重量が重くても支持しやすい。そして、クレーン部および吊荷からなる総重量を２分して第１フレームと第２フレームに分担させているので、安定性が良くなり転倒しにくく、クレーン能力が向上する。

本発明の第１実施形態に係るジブクレーンにおける旋回フレームの側面図である。 図１に示す旋回フレームの平面図である。 本発明の第２実施形態に係るジブクレーンにおける旋回フレームの平面図である。 本発明に係るジブクレーンの斜視図である。 図１のジブクレーンの分解斜視図である。 ベースフレームの斜視図である。 旋回フレームとベースフレームを示す側面図である。 ベースフレームの上分割ブロックの説明図である。 ベースフレームの下分割ブロックの説明図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（基本構造）
図４および図５に基づき、本発明に係るジブクレーンＡの基本構造を説明する。
ジブクレーンＡは、上部構造物であるクレーン部１とそれを支え地面に設置するための下部構造物である稼働支持体１０とからなる。

クレーン部１は、旋回フレーム２の上面に、つぎのようなクレーン構成部材を取付けて構成されている。
３はジブで、その基部がピンで旋回フレーム２に枢支され、起伏自在となっている。４は補助ジブで、ジブ３の先端に取付けられている。５はガイドマストで、その上端部にはガイドシーブが取付けられている。６は起伏用ウインチで、このウインチから繰り出されたワイヤロープ（起伏ロープ）を繰り出し巻き戻しすることで、ジブ３を起伏させることができる。

７は主巻きウインチで、このウインチから繰り出されたワイヤロープ（主巻きロープ）を繰り出し巻き戻しすることで、ジブ３の先端から吊り降ろした主フック７ｆを上げ下げすることができる。
８は補巻きウインチで、このウインチから繰り出されたワイヤロープ（補巻きロープ）を繰り出し巻き戻しすることで、ジブ３の先端から吊り降ろした補フック８ｆを上げ下げすることができる。
９はジブ３と吊荷からなる転倒モーメントをバランスさせるために設置したカウンタウエイトである。

つぎに、図６に基づき稼働支持体１０を説明する。稼働支持体１０は、旋回レール１１とこれを取付けたベースフレーム１２とからなり、ベースフレーム１２は、上フレーム２０と下フレーム３０とからなる。
旋回レール１１は環状のレールであって、その上面を旋回フレーム２の走行車輪が走行する。

ベースフレーム１２の上フレーム２０は円周方向に６分割された分割構造であり、６個の上分割ブロック２１を互いに連結して環状に構成されている。また、下フレーム３０も、円周方向に６分割された分割構造であり、６個の下分割ブロック３１を互いに連結して環状に構成されている。
ベースフレーム１２の中心には、中心筒４０が配置され、この中心筒４０の上端には、中心軸４１が立設され、中心軸４１には球面軸受４２が嵌められている。

５１，５２，５３はスポークであり、中心筒４０とベースフレーム１２との間に連結されている。
５１は上スポークで、中心筒４０の上端部と上分割ブロック２１の上端部との間で連結されている。５２は斜めスポークで、中心筒４０の下端部と上分割ブロック２１の上端部との間で連結されている。５３は下スポークで、中心筒４０の下端部と下分割ブロック３１の下端部との間で連結されている。

上記の３本のスポークのうち、上スポークと斜めスポーク５２は、横方向の外力がクレーン部に働いたとき、中心筒４０とベースフレーム１２間で外力に対抗してバランスさせるために設けられており、下スポーク５３は中心筒４０とベースフレーム１２との間の位置関係を保つために設けられている。

図７は、ベースフレーム１２上に旋回フレーム２を載せた状態を示している。
旋回フレーム２は、中央フレーム２Ａと第１フレーム２Ｂと第２フレーム２Ｃの３分割構造のフレームで構成されている。なお、各フレーム２Ａ，２Ｂ，２Ｃとそれらの連結構造は後で詳述する。
中央フレーム２Ａの中心部には、嵌合凹部が構成されており、前記中心軸４１の球面軸受４２に外挿されている。この構造により、旋回フレーム２の中心がベースフレーム１２の中心と一致した位置に保持され、かつベースフレーム１２の中心と旋回フレーム２の中心が一致した状態で、旋回フレーム２が旋回動作するようになっている。

旋回フレーム２の一部である第１フレーム２Ｂと第２フレーム２Ｃの下面には走行部６０が設けられている。走行部６０は、フレーム６１とフレーム６１に軸着された車輪６２からなる。車輪６２は、駆動輪のほか従動輪を含んでいる。車輪６２は、ベースフレーム１２の上面に設置されているレール１１上（図６参照）を転動する。この車輪６２の転動で、旋回フレーム２はベースフレーム１２上で旋回し、クレーンでの荷役作業に必要な旋回動作が行われる。

図８および図９に基づき、ベースフレーム１２の構造を説明する。
図８は上フレーム２０を構成する上分割ブロック２１を示している。
上分割ブロック２１は、側面視で略四角形のリブ２２を円周方向に多数枚並べて、底板２５と側板２６，２７と天板２８を接合して箱状に構成したものである。
リブ２２は主リブ２３と補リブ２４とからなる。主リブ２３は、側リブ23a,23bで基本形状が二等辺三角形となるように形成されている。このため、垂直に作用した荷重を２枚の側リブ23a,23bに分散して下方に伝えることができる。また、中央部分は肉抜きされているので軽量である。

主リブ２３の図中左側（すなわち、ベースフレーム１２の内側となる部分）には、補リブ２４が取付けられている。補リブ２４は垂直リブ24aと水平リブ24bからなるＬ字形であり、主リブ２３の側リブ23aと合わさって、直角三角形を形成している。この補リブ２４の中央部分も肉抜きされている。
主リブ２３の頂面、つまり天板２８に沿う位置には、旋回レール１１が固定されている。
なお、旋回レール１１はベースフレーム１２と同様に６分割された分割レールを環状に連結したものである。

補リブ２４の内側上端部には、取付ブラケット24pが形成され、上スポーク５１を結合するためのピン孔が形成されている。底板２５の下面には位置決めピン２９が突設されている。なお、後述する下分割ブロック３１の位置決めピン３９が嵌る位置決め孔も形成されている。

図９は下フレーム３０を構成する下分割ブロック３１を示している。
下分割ブロック３１は、側面視で台形のリブ３２を円周方向に多数並べて、底板３５と側板３６（図８参照）および側板３７と天板３８を接合して箱状に構成したものである。
リブ３２は、左右両側の二等辺三角形の側リブ32a,33bと、それを上下でつなぐ上辺32c、下片32dからなる。なお、中央部分は肉抜きされ、軽量化されている。

また、天板３８には、位置決めピン３９が突設されている。なお、上分割ブロック２１の位置決めピン２９が嵌る位置決め孔も形成されている。
内側の側リブ32aの内側下端部には取付ブラケット32pが形成され、下スポーク５３を結合するためのピン孔が形成されている。

上分割ブロック２１は下分割ブロック３１の上面に載せて組み付けられる。このとき上分割ブロック２１の位置決めピン２９は下分割ブロック３１の位置決め孔に嵌り、下分割ブロック３１の位置決めピン３９は上分割ブロック２１の位置決め孔に嵌り、互いに決った位置に嵌め合わされる。
そして、上分割ブロック２１の底板２５と下分割ブロック３１の天板３８とは、ボルト・ナット等で強固に結合される。

また、周方向に隣接する複数個の上分割ブロック２１同士は、適宜の連結金具とボルト・ナット等を用いて互いに結合される。複数個の下分割ブロック３１も同様の締結手段で互いに結合される。さらに、分割レールも同様に適宜の締結手段で互いに結合され、ベースフレーム１２が環状構造に拘束される。

図６に示すように、本実施形態の上下ブロック２１，３１はいずれも円周方向の角度が６０°のブロックである。
そして、上ブロック２１の両端部21eは、下ブロック３１の中央に位置し、かつ下ブロック３１の両端部31eは上ブロック２１の中央に位置するように取付けられている。

（第１実施形態）
図１および図２に基づき、第１実施形態に係る旋回フレーム２の構造を詳述する。
旋回フレーム２は既述のごとく、中央フレーム２Ａと第１フレーム２Ｂと第２フレーム２Ｃに分離された構造となっている。
そして、各２Ａ，２Ｂ，２Ｃには、つぎのクレーン構成部材が搭載されている。
中央フレーム２Ａには、主巻きウインチ７が２台と補巻きウインチ８が１台と呼込みウインチ８ｅが搭載されている。
第１フレーム２Ｂのフレーム外端部上面には支持ブラケット７１が左右両側（図３では上下両側）に設置されていて、この支持ブラケット７１に、ジブ３の根本がピンで枢支され、またガイドマスト５の一方の根本もピンで枢支されている。

第２フレーム２Ｃのフレーム外端部上面には、支持ブラケット７２が左右両側（図３では上下両側）に設置されていて、この支持ブラケットに、ガイドマスト５の他方の根本がピンで枢支されている。
また、第２フレーム２Ｃの最外端部上面には保持ブラケット７３が設置されており、複数枚のウエイトを積み重ねたカウンタウエイト９が保持されている。

上記の構成であると、ジブ３と吊荷の重量が第１フレーム２Ｂの外端部に作用し、カウンタウエイト９の重量が第２フレーム２Ｃの外端部に作用するので、旋回フレーム２の両端部に最も重い負荷が作用する構成となっている。

各フレーム２Ａ，２Ｂ，２Ｃの連結構造は、つぎのように構成されている。
中央フレーム２Ａの上端部と第１フレーム２Ｂの内側上端部との間、および中央フレーム２Ａの上端部と第２フレーム２Ｃの内側上端部との間は、いずれもピン連結機構７５で互いに連結されている。
このピン連結機構７５は中央フレーム２Ａ側のブラケット７６と第１・第２フレーム２Ｂ・２Ｃ側のブラケット７７を嵌合させ、水平方向にピン７８を差し込んで連結したものである。

上記のピン連結機構７５は、第１フレーム２Ｂと第２フレーム２Ｃを中央フレーム２Ａに対し垂直面内での回動を許容するが、水平面内での回動を不能に拘束することができる。したがって、旋回フレーム２の旋回動作時に連結部でくの字状に折れ曲がることはない。そして、ピン７８は公知の方法で抜き差しできるので、着脱自在であり、旋回フレーム２を３個のフレーム２Ａ，２Ｂ，２Ｃに分解し、組立てることが容易に行える。

第１フレーム２Ｂの外端部下面と中央フレーム２Ａの第１フレーム２Ｂ側下部との間、そして第２フレーム２Ｃの外端部下面と中央フレーム２Ａの第２フレーム２Ｃ側下部との間は、いずれもステー連結機構８１で互いに連結されている。
このステー連結機構８１は、ステー８２の両端をピン連結で第１、第２フレーム２Ｂ，２Ｃの下面と中央フレーム２Ａの下部に結合したものであり、ステー８２は、第１、第２フレーム２Ｂ，２Ｃの外端部下面から中央フレーム２Ａに向けて下傾するように取付けられている。なお、このステー８２は第１、第２フレーム２Ｂ，２Ｃの下面において２本が幅方向に平行になるように配置されている。なお、この本数は２本に限らず、３本以上であってもよい。
また、ステー８２の両端はピン連結しているので、ピン８３を挿脱することにより着脱は容易である。

上記のステー８２は、第１、第２フレーム２Ｂ，２Ｃの外端部に受けたクレーン部１の自重や吊荷の重量からなる総負荷が作用するが、この力は圧縮力として作用するので主として耐座屈強度を付与しておけばよいので、軽量でシンプルな構造、たとえばパイプなどで構成できる。

本実施形態のジブクレーンＡでは、クレーン部１の自重と吊荷を含めた総負荷は、第１第２フレーム２Ｂ，２Ｃの両端部に働くが、その荷重の大部分は走行部６０で受けるが、一部はステー８２でも支持することになる。このとき、ステー８２は圧縮力に耐えながら走行部６０がベースフレーム１０の定位置に保持されるように作用するので、走行部６０による旋回動作の円滑性が保たれる。

以上のような構成により、本実施形態では、旋回フレーム２が中央フレーム２Ａと第１フレーム２Ｂと第２フレーム２Ｃに分離できるので、設置現場への搬入や撤去が容易であり、かつ使用のための組立ても容易に行える。

（第２実施形態）
図３に基づき、第２実施形態に係る旋回フレーム２の構造を詳述する。
第２実施形態の旋回フレーム２は、第１フレーム２Ｂと第２フレーム２Ｃを更に２分割できるようにしたものである。
第１フレーム２Ｂは、左フレーム2Baと右フレーム2Bbからなり、第２フレーム２Ｃは、左フレーム2Caと右フレーム2Cbからなる。左右フレームの連結は公知のピン連結機構などを用い連結分離可能にできればよく、とくに制限されない。

また、左、右フレーム2Ba、2Bbと左、右フレーム2Ca、2Cbは、それぞれ、２以上のピン連結機構７５によって、中央フレーム２Ａに連結される。更に、各左、右フレーム2Ba、2Bb、2Ca、2Cbとも少なくとも２本のステー連結機構８１で中央フレーム２Ａに連結される。
上記以外の構成は、第１実施形態と実質同一でよい。
本実施形態によれば、旋回フレーム２を５個のパーツに分離できるので、搬送がより容易となる。

（他の実施形態）
上記に第１、第２実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
第１、第２フレーム２Ｂ，２Ｃは、単体（第１実施形態）および２分割タイプ（第２実施形態）以外に、３分割以上に分離できるものであってもよい。
上分割ブロック２１の端部21eは、下分割ブロック３１の中央ではなく、ある程度中央よりも下分割ブロック３１の端部31e寄りに位置してもよい。
また、上分割ブロック２１および下分割ブロック３１は６分割構造に限らず、６分割よりも少ない３分割や４分割でもよく、６分割よりも多い７分割から１０分割にしてもよい。
さらに、分割するとき等角度に分割するほか不等角に分割してもよい。
さらに、ベースフレーム１２は、上フレーム２０と下フレーム３０との２段構造に限らず、３段以上の積層構造としてもよい。

１ クレーン部
２ 旋回フレーム
１２ ベースフレーム
２１ 上分割ブロック
３１ 下分割ブロック
２Ａ 中央フレーム
２Ｂ 第１フレーム
２Ｃ 第２フレーム
５１ 上スポーク
５２ 斜めスポーク
５３ 下スポーク

Claims (5)

1. 稼働支持体上に旋回フレームを稼働自在に搭載し、該旋回フレーム上にクレーン構成部材を取付けたジブレクーンであって、
   前記旋回フレームが、中央フレームとその両側に連結される第１フレームおよび第２フレームとからなり、
   前記第１フレームと前記第２フレームは前記中央フレームに対してピン連結機構とステー支持機構とで連結されており、
   前記ステー支持機構は、前記第１フレームの外端部下面と前記中央フレームの第１フレーム側下部との間に連結され、かつ第１フレームから中央フレームに向って下傾しているステーと、
   前記第２フレームの外端部下面と前記中央フレームの第２フレーム側下部との間に連結され、かつ第２フレームから中央フレームに向って下傾しているステーとを具備する
   ことを特徴とするジブクレーン。
2. 前記ピン連結機構は、前記第１フレームおよび前記第２フレームの垂直面内での回動を許容し、水平面内での回動を不能に拘束するピンを具備し、かつ着脱自在である
   ことを特徴とする請求項１記載のジブクレーン。
3. 前記第１フレームは、互いに連結分離可能な左フレームと右フレームとからなり、
   前記第２フレームも、互いに連結分離可能な左フレームと右フレームとからなる
   ことを特徴とする請求項１または２記載のジブクレーン。
4. 前記稼働支持体が、中心筒とそのまわりに配置された環状のベースフレームを備えており、
   前記中央フレームは、前記中心筒まわりに旋回自在に保持され、
   前記第１フレームおよび前記第２フレームは、前記ベースフレーム上を移動する走行部を、その下面に備えている
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載のジブクレーン。
5. 前記第１フレームには、クレーンジブが設置され、
   前記第２フレームには、カウンタウエイトが設置されている
   ことを特徴とする請求項４記載のジブクレーン。