JP6226819B2 - 移動式クレーンの上部本体 - Google Patents

Description

本発明は、移動式クレーンの上部本体に関する。

特許文献１には、従来の移動式クレーンが記載されている。同文献の要約には次の記載がある。「下部走行体上に上部旋回体が旋回ベアリングを介在して旋回中心軸回りに旋回可能に搭載され、この上部旋回体は、左右の側板（６Ｌ，６Ｒ）を有する旋回フレーム（７）と、・・・」。なお、特許文献１に記載の符号に括弧を付した。

特開２００８−１１０８３３号公報

従来の移動式クレーンでは、ベアリングボルトの軸力（ベアリングボルト軸力）が局所的に大きくなる。この問題の詳細は次の通りである。図１７に、従来の移動式クレーン６０１の上部本体６３０などに作用する力の流れを模式的に示す。移動式クレーン６０１の作業時や組立時には、吊荷Ｌによる吊荷重ｆ１およびブーム６２１の自重ｆ２は、旋回フレーム６４０の前側Ｘ１部分に圧縮力ｆ３を作用させ、起伏ロープ６２４に張力ｆ５を発生させる。張力ｆ５は、旋回フレーム６４０の後側Ｘ２端部（下部スプレッダ６２５）に、上側Ｚ１向き（鉛直上向き）かつ前側Ｘ１向きの力ｆ６を作用させる。その結果、旋回ベアリング６０５の前側Ｘ１部分に圧縮荷重ｆ２１が作用し、旋回ベアリング６０５の後側Ｘ２部分に引張荷重ｆ２２が作用する。この引張荷重ｆ２２は、図１８に示すベアリングボルト６０６に受け持たれる。なお、図１８では、複数のベアリングボルト６０６の一部にのみ符号を付した。ベアリングボルト６０６は、図１７に示す旋回ベアリング６０５とベアリング座面６５０とを締結するボルトである。図１８に示すように、上下方向Ｚから見たとき、旋回フレーム６４０の側板６４２とベアリング座面６５０とが交差する位置を側板交差位置６４２ａとする。図１９に、ベアリングボルト６０６の軸力（ベアリングボルト軸力）と角度θとの関係を示す。同図に示すように、ベアリングボルト軸力は、側板交差位置６４２ａ（図１８参照）およびその周辺（図１９に示す例ではθ≒±４５°）で局所的に大きい。この例のように、従来の移動式クレーンでは、上下方向から見たときに旋回フレームの側板とベアリング座面とが交差する位置およびその周辺で、ベアリングボルト軸力が局所的に大きくなる。

ベアリングボルトの軸力はベアリングボルトの強度に影響し、ベアリングボルトの強度により移動式クレーンの吊能力および強度が決定される（律則される）場合がある。この場合、ベアリングボルトの強度による、移動式クレーンの吊能力および強度への影響を無くすまたは抑制するためには、ベアリングボルトの軸力の最大値を低減させる必要がある。

一般的に、ベアリング座面の板厚を厚くすることで、ベアリング座面の剛性が高まり、ベアリング座面の荷重分布が分散し（局在化が抑制され）、ベアリングボルトの軸力の最大値が低減する。しかし、ベアリング座面の板厚を厚くすれば、移動式クレーンの重量が増加する問題が生じる。

そこで本発明は、ベアリング座面の板厚を厚くする必要なく、ベアリングボルト軸力の最大値を低減させることができる、移動式クレーンの上部本体を提供することを目的とする。

本発明の移動式クレーンの上部本体は、旋回ベアリングを介して下部走行体に取り付けられる。前記上部本体は、旋回フレームと、前記旋回ベアリングの上面および前記旋回フレームに固定されるベアリング座面と、前記旋回フレームの側板と前記ベアリング座面とを連結する補強構造部材と、を備える。前記補強構造部材には、前記補強構造部材の前記ベアリング座面への固定位置である第１固定位置と、前記補強構造部材の前記側板への固定位置である第２固定位置と、がある。前記第１固定位置は、前記旋回ベアリングの旋回中心よりも後側、かつ、前記側板よりも機械幅方向内側の位置である。前記第２固定位置は、前記第１固定位置よりも後側かつ上側の位置である。

上記構成により、ベアリング座面の板厚を厚くする必要なく、ベアリングボルト軸力の最大値を低減させることができる。

移動式クレーン１を機械幅方向Ｙから見た模式図である。 図１に示す上部本体３０を上側Ｚ１から見た模式図である。 図１に示す上部本体３０を機械幅方向Ｙから見た模式図である。 図１に示す箱状部材６０などを示す斜視図である。 図３に示す側板４２に作用する力を示す図である。 図３に示す補強構造部材７０などを示す図である。 図２に示す角度θとベアリングボルト軸力との関係を示すグラフである。 第２実施形態の図２相当図である。 第２実施形態の図３相当図である。 第３実施形態の図２相当図である。 第３実施形態の図３相当図である。 第４実施形態の図２相当図である。 第４実施形態の図３相当図である。 図１２および図１３に示すＦ１３矢視断面の模式図である。 第５実施形態の図２相当図である。 第６実施形態の図３相当図である。 従来の移動式クレーン６０１を機械幅方向Ｙから見た模式図である。 図１７に示す従来の上部本体６３０を上側Ｚ１から見た模式図である。 図１８に示す角度θとベアリングボルト軸力との関係を示すグラフである。 比較例２の上部本体７３０の斜視図である。 図２０に示す上部本体７３０を上側Ｚ１から見た模式図である。

（第１実施形態）
図１〜図７を参照して、図１に示す第１実施形態の移動式クレーン１の上部本体３０について説明する。

移動式クレーン１は、ブーム２１（後述）により吊荷Ｌを吊り上げる作業などを行う機械である。移動式クレーン１は、下部走行体３と、旋回ベアリング５と、上部旋回体１０と、を備える。下部走行体３は、移動式クレーン１を走行させる部分である。下部走行体３は、例えばクローラ式であり、ホイール式でもよい。上下方向（鉛直方向）を上下方向Ｚとする。上側を上側Ｚ１とし、下側を下側Ｚ２とする。

旋回ベアリング５は、下部走行体３に対して上部旋回体１０を旋回自在に支持する。旋回ベアリング５は、下部走行体３と上部旋回体１０（後述する上部本体３０）との間に配置される。旋回ベアリング５は、円環状である。旋回ベアリング５の径方向（後述するベアリング座面５０の径方向）を「ベアリング径方向」とする。旋回ベアリング５の周方向（後述するベアリング座面５０の周方向）を「ベアリング周方向」とする。図３に示すように、旋回ベアリング５は、インナーレース５ｉ（内輪）と、アウターレース５ｏ（外輪）と、を備える。インナーレース５ｉは、下部走行体３の上部（上側Ｚ１部分）に固定される。アウターレース５ｏは、インナーレース５ｉのベアリング径方向外側に配置される。アウターレース５ｏは、ベアリングボルト６によりベアリング座面５０（後述）に締結される（固定される）。アウターレース５ｏは、インナーレース５ｉに対して回転自在である。インナーレース５ｉに対するアウターレース５ｏの回転の中心軸（図１に示す下部走行体３に対する上部旋回体１０の旋回の中心軸）を、旋回中心５ｃとする。

ベアリングボルト６は、図３に示すように、アウターレース５ｏとベアリング座面５０（後述）とを締結する部材である。ベアリングボルト６の軸方向は、上下方向Ｚである。ベアリングボルト６は、アウターレース５ｏの下側Ｚ２からアウターレース５ｏに通され、ベアリング座面５０に締結される。なお、ベアリングボルト６は、ベアリング座面５０の上側Ｚ１からベアリング座面５０に通され、アウターレース５ｏに締結されてもよい（図示なし）。図２に示すように、ベアリングボルト６は、ベアリング周方向に並ぶように複数（多数）設けられる。図２では、複数のベアリングボルト６のうち、一部のベアリングボルト６にのみ符号を付した（他の図についても同様）。

上部旋回体１０は、図１に示すように、下部走行体３の上側Ｚ１に配置（搭載）され、下部走行体３に対して旋回可能である。上部旋回体１０は、起伏部材２０と、上部本体３０と、を備える。

ここで、上部旋回体１０に関する方向（上部本体３０に関する方向）を次のように定義する。上部本体３０の前後方向（長手方向）を、機械前後方向Ｘとする。機械前後方向Ｘにおいて、下部スプレッダ２５（後述）からブーム２１（後述）の基端部に向かう側を、前側Ｘ１とする。機械前後方向Ｘにおいて、前側Ｘ１とは逆側を、後側Ｘ２とする。図２に示すように、機械前後方向Ｘに延びる直線であって、旋回中心５ｃ（後述）を通る直線を、直線Ｘｓとする。機械前後方向Ｘに直交する方向、かつ水平方向を、機械幅方向Ｙとする。機械幅方向Ｙには、幅方向内側Ｙ１（機械幅方向内側）と、幅方向外側Ｙ２（機械幅方向外側）と、がある。幅方向内側Ｙ１は、機械幅方向Ｙにおいて、直線Ｘｓに近づく側である。幅方向外側Ｙ２は、機械幅方向Ｙにおいて、直線Ｘｓから遠ざかる側である。機械幅方向Ｙに延びる直線であって、旋回中心５ｃを通る直線を、直線Ｙｓとする。上側Ｚ１から下側Ｚ２を見たとき、旋回中心５ｃから後側Ｘ２に延びる半直線に対する角度を角度θとする。

起伏部材２０は、図１に示すように、ブーム２１、および、ブーム２１を起伏させるための部材により構成される。起伏部材２０は、上部本体３０に取り付けられる。起伏部材２０は、ブーム２１と、ガイライン２２と、マスト２３と、起伏ロープ２４と、下部スプレッダ２５と、を備える。ブーム２１は、吊上げロープを介して吊荷Ｌを吊り上げる。ブーム２１の基端部（ブームフット）は、上部本体３０の前側Ｘ１端部に取り付けられる。ガイライン２２は、ブーム２１とマスト２３とにつながれる。マスト２３は、ブーム２１の後側Ｘ２に配置され、ガイライン２２を介してブーム２１を起伏させる。起伏ロープ２４は、マスト２３の先端部（図示しない上部スプレッダ）と、下部スプレッダ２５と、に掛け回される。起伏ロープ２４がウインチ（図示なし）により巻込みおよび巻出しされることで、マスト２３が起伏する結果、ブーム２１が起伏する。下部スプレッダ２５は、上部本体３０の後側Ｘ２端部の上面（上側Ｚ１の面）に配置される。

上部本体３０（上部本体構造）は、旋回ベアリング５を介して下部走行体３に取り付けられる。図３に示すように、上部本体３０の前側Ｘ１部分（機械前後方向Ｘにおける中央よりも前側Ｘ１部分）には、ベアリング座面５０（後述）を介して、旋回ベアリング５（アウターレース５ｏ）が固定される。図２および図３に示すように、上部本体３０は、旋回フレーム４０と、ベアリング座面５０と、箱状部材６０と、補強構造部材７０と、を備える。

旋回フレーム４０（アッパーフレーム）は、起伏部材２０（図１参照）などが取り付けられる構造物である。図３に示すように、旋回フレーム４０は、底部４１と、側板４２と、を備える。底部４１は、旋回フレーム４０の下側Ｚ２部分である。底部４１は、例えば板状（底板、機体底板）である。板状である底部４１は、上下方向Ｚ（略上下方向Ｚを含む）に直交する板である。底部４１は、孔や棒状部材などを備えてもよい（図示なし）。図２に示すように、側板４２（機体側板）は、旋回フレーム４０の幅方向外側Ｙ２部分（両外側部分、左右）の板である。側板４２は、底部４１の幅方向外側Ｙ２端部から上側Ｚ１に延びる。側板４２は、機械幅方向Ｙ（略機械幅方向Ｙを含む）に直交する板である。

ベアリング座面５０は、図３に示すように、旋回ベアリング５に取り付けられる。ベアリング座面５０は、ベアリングボルト６による締結（上記）により、アウターレース５ｏの上面（上側Ｚ１の面）に固定される。ベアリング座面５０は、旋回フレーム４０に固定される。ベアリング座面５０の上面は、底部４１に接合（溶接などにより直接固定）される。図２および図３に示すように、ベアリング座面５０の上面は、箱状部材６０を介して、側板４２に固定される。ベアリング座面５０の上面は、例えば箱状部材６０を介さずに側板４２に固定されてもよく（直接接合されてもよく）、また例えば底部４１を介して側板４２に固定されてもよい。ベアリング座面５０は、円環状（リング形状）である。ベアリング座面５０は、上下方向Ｚに直交する板状である（厚さ方向が上下方向Ｚの板状である）。図２に示すように、上下方向Ｚから見たとき、旋回中心５ｃよりも後側Ｘ２（直線Ｙｓよりも後側Ｘ２）のベアリング座面５０と、側板４２と、が交差する位置を側板交差位置４２ａとする。

箱状部材６０は、側板４２からベアリング座面５０に伝わる力の経路（荷重伝達経路）を分散させる。箱状部材６０は、図２および図３に示すように、側板４２とベアリング座面５０との間に配置される。箱状部材６０は、箱状（中空）の構造物である。図４に示すように、箱状部材６０は、側板４２（図４において想像線（二点鎖線）で示す）の下側Ｚ２、かつ、ベアリング座面５０の上側Ｚ１に配置される。箱状部材６０は、側板４２に接合される。箱状部材６０は、ベアリング座面５０に接合される。図２に示すように、箱状部材６０は、少なくとも側板交差位置４２ａおよびその近傍に配置される。箱状部材６０は、ベアリング座面５０の上面（上側Ｚ１の面）を覆う。箱状部材６０は、側板４２よりも幅方向内側Ｙ１の位置から、側板４２よりも幅方向外側Ｙ２の位置（例えばベアリング座面５０の幅方向外側Ｙ２の端部の位置）にわたって配置される。上下方向Ｚから見たとき、箱状部材６０は、中心角が９０°未満の円弧と、この円弧の両端をつなぐ弦と、で囲まれた形状（半円よりも小さい略半円状）を有する。なお、図２では、線が重なることを避けるために、上記円弧の部分と、ベアリング座面５０の外周とをずらして記載したが、このずれはなくてもよい（あってもよい）（図２以外の図についても同様）。図４に示すように、箱状部材６０は、箱状部材底板６１と、箱状部材縦板６３と、箱状部材上板６５と、を備える。

箱状部材底板６１は、箱状部材６０の下側Ｚ２部分を構成する板である。箱状部材底板６１は、ベアリング座面５０の上面に接合される。箱状部材縦板６３は、箱状部材６０の側面を構成する板である。箱状部材縦板６３は、水平方向に直交する。箱状部材縦板６３は、箱状部材底板６１から上側Ｚ１に延びる。箱状部材縦板６３の一部は、ベアリング座面５０の上側Ｚ１（真上）に配置される。図２に示すように、上下方向Ｚから見たとき、箱状部材縦板６３の一部は、ベアリング座面５０と交差する。上下方向Ｚから見たとき、旋回中心５ｃよりも後側Ｘ２のベアリング座面５０と、箱状部材縦板６３と、が交差する位置を、縦板交差位置６３ａとする。図４に示すように、箱状部材上板６５は、箱状部材６０の上側Ｚ１部分を構成する板である。箱状部材上板６５は、箱状部材縦板６３の上側Ｚ１端部に接合される。なお、箱状部材６０は設けられなくてもよい。

補強構造部材７０は、図２および図３に示すように、旋回フレーム４０の側板４２と、ベアリング座面５０と、を連結する。補強構造部材７０は、側板４２から、側板４２よりも幅方向内側Ｙ１のベアリング座面５０に力を伝える。補強構造部材７０は、板状（板材）である。補強構造部材７０は、箱状や棒状などでもよい（後述）。以下では補強構造部材７０が板状の場合について説明する。図３に示すように、補強構造部材７０は、三角形状（板の厚さ方向から見て三角形状）である。補強構造部材７０は、直角三角形状である。この直角三角形は、底辺（水平方向に延びる辺）と、上下方向Ｚに延びる辺と、がなす角が直角である。補強構造部材７０は、略三角形状でもよく、例えば三角形の一部を切り欠いた形状などでもよい（後述する第５実施形態（図１６）参照）。図６に示すように、補強構造部材７０には、第１固定位置７１と、第２固定位置７２と、第３固定位置７３と、第４固定位置７４と、がある。補強構造部材７０は、傾斜部７７と、底部連結部７９と、を備える。

第１固定位置７１は、補強構造部材７０の（傾斜部７７の）ベアリング座面５０への固定位置である。第１固定位置７１では、補強構造部材７０は、例えばベアリング座面５０に直接接合される。第１固定位置７１では、補強構造部材７０は、例えば底部４１を介してベアリング座面５０に固定されてもよく、また例えば部材を介してベアリング座面５０に固定されてもよい（後述する第５実施形態（図１６）参照）。図２に示すように、第１固定位置７１は、旋回中心５ｃよりも後側Ｘ２（直線Ｙｓよりも後側Ｘ２）の位置である。第１固定位置７１は、例えばベアリング座面５０の後側Ｘ２の端部の近傍の位置である。第１固定位置７１は、側板４２よりも幅方向内側Ｙ１の位置である。

第２固定位置７２は、補強構造部材７０の（傾斜部７７の）側板４２への固定位置である。図６に示すように、第２固定位置７２は、補強構造部材７０の側板４２への固定位置のうち、上側Ｚ１端部（およびその近傍）である。第２固定位置７２では、補強構造部材７０は、例えば側板４２に直接接合され、また例えば図示しない部材を介して側板４２に固定されてもよい（後述する第４固定位置７４についても同様）。第２固定位置７２は、第１固定位置７１よりも後側Ｘ２の位置である。第２固定位置７２は、第１固定位置７１よりも上側Ｚ１（ベアリング座面５０よりも上側Ｚ１）の位置である。第２固定位置７２は、後述するせん断圧縮力ｆ３１（図５参照）を支えやすいような位置であることが好ましい。具体的には、第２固定位置７２は、上側Ｚ１であるほど（側板４２の上側Ｚ１端部に近いほど）好ましい。さらに詳しくは、側板４２の下側Ｚ２端部から第２固定位置７２の上側Ｚ１端部までの高さ（上下方向Ｚの距離）を、高さｈ７２としたとき、高さｈ７２が大きいほど好ましい。第２固定位置７２の高さｈ７２は、側板４２の高さ（上下方向Ｚの幅）の例えば５０％以上であり、例えば６０％以上であり、例えば７０％以上であり、例えば８０％以上であり、例えば９０％以上であり、例えば１００％でもよい。第２固定位置７２の高さｈ７２が、側板４２の高さの８０％以上である場合、「第２固定位置７２は、側板４２の上側Ｚ１端部である」とする。

第３固定位置７３は、補強構造部材７０の（底部連結部７９の）底部４１への固定位置である。第３固定位置７３では、補強構造部材７０は、例えば底部４１に直接接合され、また例えば図示しない部材を介して底部４１に固定されてもよい。第３固定位置７３は、第１固定位置７１よりも後側Ｘ２の位置である。第３固定位置７３は、第１固定位置７１と第２固定位置７２とをつなぐ直線の（傾斜部７７の）下側Ｚ２（真下）の位置である。

第４固定位置７４は、補強構造部材７０の（底部連結部７９の）側板４２への固定位置である。第４固定位置７４は、第２固定位置７２よりも下側Ｚ２の位置である。

傾斜部７７は、第１固定位置７１と第２固定位置７２とを結ぶ直線に沿うように配置される。補強構造部材７０が直角三角形状の場合、傾斜部７７は、直角三角形の斜辺の部分（およびその近傍）に配置される。傾斜部７７は、補強構造部材７０の上側Ｚ１の境界である（傾斜部７７よりも上側Ｚ１には、補強構造部材７０がない）。ここで、補強構造部材７０が、旋回フレーム４０（図３参照）の上側Ｚ１部分（例えば上板）に接合されるとする（この場合、補強構造部材７０は例えば四角形状である）。この場合、補強構造部材７０が、旋回フレーム４０の上側Ｚ１部分と底部４１とで圧縮されることにより、補強構造部材７０が座屈するおそれがある。しかし、補強構造部材７０が、旋回フレーム４０の上側Ｚ１部分（上板）に接合されない場合（例えば傾斜部７７よりも上側Ｚ１に補強構造部材７０がない場合）、上記の座屈が生じない。

この傾斜部７７は、図２に示すように、上下方向Ｚから見たとき、機械幅方向Ｙに対して傾斜する（機械前後方向Ｘに対して傾斜する）。ここで、上下方向Ｚから見たとき、第２固定位置７２と旋回中心５ｃとをつなぐ線分と、傾斜部７７と、がなす角度を角度αとする。角度αは、後述するせん断圧縮力ｆ３１（図５参照）を支えやすい角度であることが好ましい。具体的には、角度αは小さいほど好ましい。角度αは、例えば３０°以下であり、例えば２０°以下であり、例えば１０°以下であり、例えば０°でもよい。角度αが２０°以下である場合、「上下方向Ｚから見たとき、傾斜部７７は、旋回中心５ｃを向くように延びる」とする。

この傾斜部７７は、図３に示すように、機械幅方向Ｙから見たとき、水平方向に対して傾斜する（機械前後方向Ｘに対して傾斜する、上下方向Ｚに対して傾斜する）。機械幅方向Ｙから見たとき、傾斜部７７の水平方向に対する傾きは、例えば２０°以上であり、例えば３０°以上であり、例えば４０°以上であり、例えば４５°以上である。機械幅方向Ｙから見たとき、傾斜部７７の水平方向に対する傾きは、例えば８０°以下であり、例えば７０°以下であり、例えば６０°以下であり、例えば５０°以下であり、例えば４５°以下である。ここで、機械幅方向Ｙから見たとき、旋回フレーム４０の下側Ｚ２端部における旋回中心５ｃと第２固定位置７２とをつなぐ線分と、傾斜部７７と、がなす角度を角度βとする。角度βは、後述するせん断圧縮力ｆ３１（図５参照）を支えやすい角度であることが好ましい。具体的には、角度βは、小さいほど好ましい。角度βは、例えば３０°以下であり、例えば２０°以下であり、例えば１０°以下であり、例えば０°でもよい。角度βが２０°以下である場合、「機械幅方向Ｙから見たとき、傾斜部７７は、旋回中心５ｃを向くように延びる」とする。

底部連結部７９は、図６に示すように、旋回フレーム４０の底部４１と、傾斜部７７と、を連結する部分である。底部連結部７９は、第３固定位置７３と傾斜部７７とを連結する部分である。底部連結部７９は、傾斜部７７の下側Ｚ２（真下）に配置される。

（移動式クレーン１に生じる力）
図１に示すように、移動式クレーン１の作業時や組立時には、移動式クレーン１に次のように力が生じる。吊荷Ｌによる吊荷重ｆ１やブーム２１の自重ｆ２は、旋回フレーム４０の前側Ｘ１部分（ブーム２１の取付位置）に、圧縮力ｆ３を作用させる。また、吊荷重ｆ１や自重ｆ２は、ブーム２１からガイライン２２を介して起伏ロープ２４に伝わり、起伏ロープ２４に張力ｆ５を発生させる。張力ｆ５は、旋回フレーム４０の後側Ｘ２部分（下部スプレッダ２５）に、上側Ｚ１向きかつ前側Ｘ１向きの力ｆ６を作用させる。力ｆ６は、旋回フレーム４０の後側Ｘ２部分（旋回中心５ｃよりも後側Ｘ２部分）に、曲げ荷重ｆ１１および圧縮荷重ｆ１２を作用させる。なお、ガイライン２２の張力、起伏ロープ２４の張力ｆ５、およびマスト２３の自重は、旋回フレーム４０の前側Ｘ１部分（マスト２３の取付位置）に、圧縮力ｆ７を作用させる。

（ベアリング座面５０などに生じる力）
ベアリング座面５０などには、次のように力が生じる。
［ベアリング座面５０の前側Ｘ１部分に生じる力］旋回フレーム４０の前側Ｘ１部分に生じる圧縮力ｆ３および圧縮力ｆ７は、旋回中心５ｃよりも前側Ｘ１の旋回ベアリング５に、圧縮荷重ｆ２１（下側Ｚ２向きの力）を作用させる。この圧縮荷重ｆ２１は、ベアリング座面５０により受け持たれる（ベアリング座面５０が旋回ベアリング５を下側Ｚ２向きに押す）。なお、旋回ベアリング５の中立軸の位置（圧縮荷重ｆ２１も引張荷重ｆ２２もかからない位置）は、作業の状況（吊荷Ｌの質量、ブーム２１の起伏角度など）によって多少変動する。しかし、機械幅方向Ｙから見たとき、旋回ベアリング５の中立軸の位置と、旋回中心５ｃの位置と、はほぼ一致する。
［ベアリング座面５０の後側Ｘ２部分などに生じる力］旋回フレーム４０の後側Ｘ２部分に生じる曲げ荷重ｆ１１は、旋回中心５ｃよりも後側Ｘ２部分の旋回ベアリング５に、引張荷重ｆ２２（上側Ｚ１向きの力）を作用させる。この引張荷重ｆ２２は、ベアリングボルト６（図３参照）により受け持たれる。さらに詳しくは、ベアリング座面５０と旋回ベアリング５とが上下方向Ｚに互いに離れようとする力を、ベアリングボルト６（図３参照）が受ける。その結果、ベアリングボルト６に軸力が発生する。

（補強構造部材７０などに生じる力）
図６に示す圧縮荷重ｆ４１は、次のように生じる。図５に示すように、旋回フレーム４０（側板４２）には、圧縮荷重ｆ１２が生じる。その結果、側板４２は、せん断変形しようとする（図５に示すように、長方形からひし形に変形しようとする）。その結果、圧縮荷重ｆ１２は、側板４２に、せん断圧縮力ｆ３１を作用させる。ここで、図６に示すように、側板４２には補強構造部材７０が固定される。よって、せん断圧縮力ｆ３１（図５参照）を生じさせる力の一部は、側板４２から補強構造部材７０に伝わる。その結果、せん断圧縮力ｆ３１は、補強構造部材７０の傾斜部７７に支えられる。その結果、補強構造部材７０の傾斜部７７には、圧縮荷重ｆ４１が発生する。

図６に示す引張荷重ｆ４２は、次のように生じる。上記のように、図１に示すように、旋回フレーム４０（側板４２）には、曲げ荷重ｆ１１が生じる。ここで、側板４２には、補強構造部材７０が固定される。そのため、曲げ荷重ｆ１１の一部は、側板４２から補強構造部材７０を介して、底部４１およびベアリング座面５０に伝わる。その結果、図６に示す補強構造部材７０の下側Ｚ２端部は、底部４１およびベアリング座面５０を上側Ｚ１に引っ張る。その結果、底部４１およびベアリング座面５０に、引張荷重ｆ４２が生じる。引張荷重ｆ４２は、補強構造部材７０の下側Ｚ２端部が接する位置（底部４１上およびベアリング座面５０上の位置）において、前側Ｘ１から後側Ｘ２になるにしたがって大きくなる。

（ベアリングボルトの軸力分布）
図７に示すように、比較例１（図１８参照）、比較例２（図２０および図２１参照）、および本実施形態（図２参照）それぞれについて、ベアリングボルト６（ベアリングボルト６０６）の軸力（ベアリングボルト軸力）と角度θとの関係を調べた。図１８に示すように、比較例１の上部本体６３０は、箱状部材６０（図２参照）を備えず、かつ、補強構造部材７０（図２参照）を備えない。図２０および図２１に示すように、比較例２の上部本体７３０は、箱状部材７６０を備えるが、補強構造部材７０（図２参照）を備えない。なお、図２０および図２１において、比較例２の構成要素のうち比較例１との共通点には、比較例１と同一の符号を付した。

比較結果を図７に示す。
［比較例１］図７のＦ７−１部分に示すように、比較例１のベアリング軸力は、側板交差位置６４２ａ（図１８参照）（図２に示す本実施形態の側板交差位置４２ａと同じ位置）で最大となった。図７のＦ７−３部分に示すように、側板交差位置６４２ａ（図１８参照）よりも幅方向内側Ｙ１部分のベアリング軸力は、側板交差位置６４２ａのベアリング軸力よりも小さくなった。

［比較例２］図７のＦ７−２部分に示すように、比較例２のベアリングボルト軸力は、縦板交差位置７６３ａ（図２１参照）（図２に示す縦板交差位置６３ａと同じ位置）で最大となった。図７のＦ７−３部分に示すように、縦板交差位置７６３ａ（図２１参照）よりも幅方向内側Ｙ１部分のベアリングボルト軸力は、縦板交差位置６６３ａのベアリング軸力よりも小さくなった。

［本実施形態］図７に示すように、上部本体３０（図２参照）のベアリング軸力は、縦板交差位置６３ａ（θ≒±４５°）で局所的に大きくなった。しかし、上部本体３０のベアリング軸力の最大値は、比較例１および比較例２それぞれのベアリング軸力の最大値よりも小さくなった。なお、上部本体３０（図２参照）のベアリング軸力は、第１固定位置７１（図２参照、図７に示す例ではθ≒±２０°）で局所的に大きくなった。しかし、第１固定位置７１（図２参照、θ≒±２０°）でのベアリング軸力のピーク値は、縦板交差位置６３ａ（θ≒±４５°）でのベアリング軸力のピーク値よりも小さい。

（効果１）
図１に示す移動式クレーン１の上部本体３０による効果を説明する。上部本体３０は、旋回ベアリング５を介して下部走行体３に取り付けられる。上部本体３０は、旋回フレーム４０と、ベアリング座面５０と、補強構造部材７０と、を備える。ベアリング座面５０は、旋回ベアリング５の上面（上側Ｚ１の面）および旋回フレーム４０に固定される。図２および図３に示すように、補強構造部材７０は、旋回フレーム４０の側板４２とベアリング座面５０とを連結する。図６に示すように、補強構造部材７０には、第１固定位置７１と、第２固定位置７２と、がある。
［構成１−１］第１固定位置７１は、補強構造部材７０のベアリング座面５０への固定位置である。
［構成１−２］第２固定位置７２は、補強構造部材７０の側板４２への固定位置である。
［構成１−３］図２に示すように、第１固定位置７１は、旋回ベアリング５の旋回中心５ｃよりも後側Ｘ２の位置である。
［構成１−４］第１固定位置７１は、側板４２よりも幅方向内側Ｙ１の位置である。
［構成１−５］図３に示すように、第２固定位置７２は、第１固定位置７１よりも後側Ｘ２かつ上側Ｚ１の位置である。

上部本体３０は、上記［構成１−１］、［構成１−２］、および［構成１−４］を備える。よって、図２に示す側板４２から、側板４２よりも幅方向内側Ｙ１の（言わば側板４２から遠い位置の）ベアリング座面５０に、力が伝わる。よって、側板４２からベアリング座面５０に伝わる力の一部が、第１固定位置７１周辺のベアリングボルト６により受け持たれる。よって、側板交差位置４２ａおよびその近傍のベアリングボルト６が受け持つ荷重を低減させることができる。よって、ベアリング座面５０の板厚を厚くする必要なく、ベアリングボルト６の軸力の最大値を低減できる（図７参照）。移動式クレーン１（図１参照）の吊能力や強度が、ベアリングボルト６の軸力によって決まる（律則される）場合は、ベアリングボルト６の軸力の最大値を低減させることで、ベアリングボルト６の強度による移動式クレーン１の吊能力や強度への影響を無くすまたは抑制することができる。

上部本体３０は、上記［構成１−１］、［構成１−４］、および［構成１−５］を備える。よって、図２および図３に示すように、第１固定位置７１と第２固定位置７２とをつなぐ線分（具体的には傾斜部７７が配置される部分）は、機械前後方向Ｘに対して傾斜し、かつ、機械幅方向Ｙに対して傾斜する。よって、第１固定位置７１と第２固定位置７２とをつなぐ線分（傾斜部７７）が、機械前後方向Ｘまたは機械幅方向Ｙと平行である場合に比べ、第２固定位置７２（側板４２）から第１固定位置７１（ベアリング座面５０）に確実に力が伝わる。その結果、ベアリングボルト６の軸力の最大値を確実に低減できる。

（効果２）
［構成２］図２に示すように、補強構造部材７０は、第１固定位置７１と第２固定位置７２とを結ぶ直線に沿うように配置される傾斜部７７を備える。上下方向Ｚから見たとき、傾斜部７７は、旋回中心５ｃを向くように延びる（具体的には角度αは２０°以下である）。

上記［構成２］により、側板４２（第２固定位置７２）から、傾斜部７７を介して、側板４２よりも機械幅方向Ｙ内側のベアリング座面５０（第１固定位置７１）に、確実に力が伝わる。その結果、ベアリングボルト６の軸力の最大値をより確実に低減できる。

（効果３）
［構成３］図３に示すように、補強構造部材７０は、第１固定位置７１と第２固定位置７２とを結ぶ直線に沿うように配置される傾斜部７７を備える。機械幅方向Ｙから見たとき、傾斜部７７の水平方向に対する傾きは、２０°以上８０°以下である。

上記［構成３］により、側板４２（第２固定位置７２）から、傾斜部７７を介して、第２固定位置７２よりも下側Ｚ２のベアリング座面５０（第１固定位置７１）に、確実に力が伝わる。その結果、ベアリングボルト６の軸力の最大値をより確実に低減できる。

（効果４）
［構成４］第２固定位置７２は、側板４２の上側Ｚ１端部の位置である（具体的には、図６に示すように、底部４１から第２固定位置７２の上側Ｚ１端部までの高さｈ７２は、側板４２の高さの８０％以上である）。

上記［構成４］により、図３に示す側板４２の上側Ｚ１端部から、補強構造部材７０を介して、ベアリング座面５０（第１固定位置７１）に、力が伝わる。よって、側板４２（第２固定位置７２）から第１固定位置７１に、より確実に力が伝わる（側板４２の上側Ｚ１端部よりも下側Ｚ２の位置のみから、第１固定位置７１に力が伝わる場合と比べた場合）。その結果、ベアリングボルト６の軸力の最大値をより確実に低減できる。

（効果５）
［構成５］補強構造部材７０は、補強構造部材７０の旋回フレーム４０の底部４１への固定位置である第３固定位置７３を備える。

（効果５−１）上記［構成５］により、側板４２（第１固定位置７１）から、補強構造部材７０を介して、ベアリング座面５０（第２固定位置７２）だけでなく、底部４１（第３固定位置７３）にも力が伝わる。よって、側板４２からベアリング座面５０に伝わる力が低減する。その結果、ベアリングボルト６の軸力の最大値をより低減させることができる。
（効果５−２）上記［構成５］では、補強構造部材７０は、側板４２と底部４１とを連結する。よって、旋回フレーム４０のねじり変形に対する剛性（ねじり剛性）を向上させることができる。具体的には例えば、旋回フレーム４０の断面（機械幅方向Ｙや機械前後方向Ｘから見た断面）が長方形であるので、旋回フレーム４０がねじり荷重（機械幅方向Ｙや機械前後方向Ｘを軸線とするねじり荷重）を受けると、旋回フレーム４０の断面がひし形に変形する。しかし、上記［構成５］により、この旋回フレーム４０の断面がひし形に変形することが抑制される。なお、旋回フレーム４０の断面は長方形でなくてもよい。

（第２実施形態）
図８〜図９を参照して、第２実施形態の上部本体２３０について、第１実施形態との相違点を説明する。第１実施形態では補強構造部材７０（図３参照）は三角形状の板状であったが、図８および図９に示す第２実施形態の補強構造部材２７０は棒状である。なお、上部本体２３０のうち、第１実施形態との共通点については、第１実施形態と同一の符号を付し、説明を省略した（共通点の説明を省略する点については他の実施形態についても同様）。

補強構造部材２７０は、第１固定位置７１と第２固定位置７２とを結ぶ直線に沿う棒状である。補強構造部材２７０は、傾斜部７７を構成する。補強構造部材２７０は、第１実施形態の底部連結部７９（図３参照）を備えない。補強構造部材２７０は、例えば中空の棒状（パイプ状）であり、中実の棒状でもよい。補強構造部材２７０の長手方向から見た断面形状は、例えば円形であり、例えば多角形（三角形、四角形など）などでもよい。

（第３実施形態）
図１０〜図１１を参照して、第３実施形態の上部本体３３０について、第１実施形態との相違点を説明する。第１実施形態では補強構造部材７０（図３参照）は三角形状の板状であった。図１０および図１１に示す第３実施形態の補強構造部材３７０は、箱状部３７７を備える。

箱状部３７７は、中空部分を有する。箱状部３７７は、例えば略三角柱形状の箱状である。箱状部３７７の形状は、例えば、第１実施形態の板状の補強構造部材７０（図３参照）を厚さ方向に厚くするとともに、内部を中空にしたような形状である。例えば、補強構造部材３７０の全体は、箱状部３７７である。補強構造部材３７０の一部が、箱状部３７７でもよい。箱状部３７７の内部に、構造物が設けられてもよい（例えば後述する第４実施形態参照）。なお、第２実施形態の補強構造部材２７０（図８参照）が中空の場合、この中空の補強構造部材２７０は、箱状部３７７に含まれる。

（効果６）
図１０および図１１に示す第３実施形態の上部本体３３０による効果は次の通りである。
［構成６］補強構造部材３７０は、中空部分を有する箱状部３７７を備える。

上記［構成６］により、補強構造部材３７０が箱状部３７７を備えない場合（板状などの場合）に比べ、補強構造部材３７０の強度を向上させることができる。また、箱状部３７７は中空なので、補強構造部材３７０を軽量にできる。

（第４実施形態）
図１２〜図１４を参照して、第４実施形態の上部本体４３０について、第３実施形態との相違点を説明する。図１２および図１３に示すように、第４実施形態の補強構造部材４７０は、第３実施形態の補強構造部材３７０（図１１参照）の箱状部３７７の内部に、ハニカム部４７８を付加したものである。

ハニカム部４７８は、図１３に示すように、第１固定位置７１から第２固定位置７２にわたって（連続して）設けられる。ハニカム部４７８は、傾斜部７７の全体にわたって設けられる。ハニカム部４７８は、第４固定位置７４から第３固定位置７３にわたって設けられる。ハニカム部４７８は、底部連結部７９の全体にわたって設けられる。ハニカム部４７８は、第１固定位置７１と第２固定位置７２とを結ぶ方向から見たときに、図１４に示すように、複数の中空の多角形断面を有する。この多角形断面を構成する多角形は、例えば六角形であり、三角形や四角形など（図示なし）でもよい。なお、図１２および図１３に示すハニカム部４７８内の破線の方向は、ハニカム部４７８の軸線方向（多角形断面が連続する方向）を示す。

（効果７）
第４実施形態の上部本体４３０による効果は次の通りである。
［構成７−１］補強構造部材４７０は、第１固定位置７１から第２固定位置７２にわたって設けられるハニカム部４７８を備える。
［構成７−２］ハニカム部４７８は、第１固定位置７１と第２固定位置７２とを結ぶ方向から見たときに、図１４に示すように複数の中空の多角形断面を有する。

上記［構成７−１］により、第１固定位置７１での補強構造部材４７０とベアリング座面５０との固定部分の面積が、第１固定位置７１に配置されるハニカム部４７８の分、増える。その結果、第１固定位置７１およびその周辺でのベアリング座面５０の応力が分散される。よって、第１固定位置７１およびその周辺でのベアリングボルト６の軸力を分散させることができる。
上記［構成７−２］により、第１固定位置７１と第２固定位置７２とを結ぶ方向の力に対する、補強構造部材４７０の強度を向上させることができる。

（他の効果）
［構成７−３］ハニカム部４７８は、第３固定位置７３に設けられる。
上記［構成７−３］により、ハニカム部４７８の分、第３固定位置７３での補強構造部材４７０と底部４１との固定部分の面積が増える。よって、側板４２（第２固定位置７２や第４固定位置７４）から、底部４１（第３固定位置７３）に力がより伝わりやすい。その結果、側板４２からベアリング座面５０に伝わる力が減る。その結果、ベアリングボルト６の軸力をより低減させることができる。

（第５実施形態）
図１５〜図１６を参照して、第５実施形態の上部本体５３０について、第１実施形態との相違点を説明する。第１実施形態の箱状部材６０（図３参照）は、第１固定位置７１には設けられなかった。しかし、第５実施形態の箱状部材５８０は、第１固定位置７１に配置される。また、第１実施形態の補強構造部材７０（図３参照）に対し、第５実施形態の補強構造部材５７０の構成は異なる。

補強構造部材５７０は、箱状部材５８０を介して、ベアリング座面５０に固定される。補強構造部材５７０の第１固定位置７１は、箱状部材５８０を介したベアリング座面５０への固定位置である。図１６に示すように、補強構造部材５７０の第１固定位置７１は、箱状部材５８０の上面（上側Ｚ１の面）である。第１固定位置７１は、底部４１よりも（第３固定位置７３よりも）上側Ｚ１に配置される。補強構造部材５７０の下側Ｚ２端部は、底部４１に対する箱状部材５８０の段差（上下方向Ｚの段差）に沿うように形成される。例えば、補強構造部材５７０は、板状の三角形状の１つの角の周辺を切り欠いた形状を有する。

箱状部材５８０は、図１５に示すように、上下方向Ｚから見て円環状である。箱状部材５８０は、ベアリング座面５０に沿うように配置される。なお、図１５では、線が重なることを避けるために、箱状部材５８０の外周および内周と、ベアリング座面５０の外周および内周と、をずらして記載したが、このずれはなくてもよい（あってもよい）。箱状部材５８０は、ベアリング座面５０の上側Ｚ１に配置される。第１実施形態の箱状部材６０（図３参照）は、ベアリング座面５０の後側Ｘ２端部や、ベアリング座面５０の前側Ｘ１端部に配置されなかった。一方、第５実施形態の箱状部材５８０は、ベアリング座面５０の後側Ｘ２端部、および、ベアリング座面５０の前側Ｘ１端部に配置される。

（変形例）
上記の各実施形態は様々に変形できる。例えば、各実施形態の構成要素の一部どうしを組み合わせてもよい。具体的には例えば、図３に示す第１実施形態の三角形状の板状の補強構造部材７０を備える上部本体３０に、さらに、図９に示す第２実施形態の棒状の補強構造部材２７０を付加してもよい。また例えば、図１６に示す補強構造部材５７０を、図１１に示す第３実施形態の補強構造部材３７０のように箱状にしてもよい。

１ 移動式クレーン
３ 下部走行体
５ 旋回ベアリング
５ｃ 旋回中心
３０、２３０、３３０、４３０、５３０ 上部本体
４０ 旋回フレーム
４２ 側板
５０ ベアリング座面
７０、２７０、３７０、４７０、５７０ 補強構造部材
７１ 第１固定位置
７２ 第２固定位置
７３ 第３固定位置
７７ 傾斜部
３７７ 箱状部
４７８ ハニカム部
Ｘ 機械前後方向
Ｘ１ 前側
Ｘ２ 後側
Ｙ 機械幅方向

Claims (7)

1. 旋回ベアリングを介して下部走行体に取り付けられる、移動式クレーンの上部本体であって、
   旋回フレームと、
   前記旋回ベアリングの上面および前記旋回フレームに固定されるベアリング座面と、
   前記旋回フレームの側板と前記ベアリング座面とを連結する補強構造部材と、
   を備え、
   前記補強構造部材には、
   前記補強構造部材の前記ベアリング座面への固定位置である第１固定位置と、
   前記補強構造部材の前記側板への固定位置である第２固定位置と、
   があり、
   前記第１固定位置は、前記旋回ベアリングの旋回中心よりも後側、かつ、前記側板よりも機械幅方向内側の位置であり、
   前記第２固定位置は、前記第１固定位置よりも後側かつ上側の位置である、
   移動式クレーンの上部本体。
2. 請求項１に記載の移動式クレーンの上部本体であって、
   前記補強構造部材は、前記第１固定位置と前記第２固定位置とを結ぶ直線に沿うように配置される傾斜部を備え、
   上下方向から見たとき、前記傾斜部は、前記旋回中心を向くように延びる、
   移動式クレーンの上部本体。
3. 請求項１または２に記載の移動式クレーンの上部本体であって、
   前記補強構造部材は、前記第１固定位置と前記第２固定位置とを結ぶ直線に沿うように配置される傾斜部を備え、
   機械幅方向から見たとき、前記傾斜部の水平方向に対する傾きは、２０°以上８０°以下である、
   移動式クレーンの上部本体。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動式クレーンの上部本体であって、
   前記第２固定位置は、前記側板の上側端部の位置である、
   移動式クレーンの上部本体。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の移動式クレーンの上部本体であって、
   前記補強構造部材は、前記補強構造部材の前記旋回フレームの底部への固定位置である第３固定位置を備える、
   移動式クレーンの上部本体。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の移動式クレーンの上部本体であって、
   前記補強構造部材は、中空部分を有する箱状部を備える、
   移動式クレーンの上部本体。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の移動式クレーンの上部本体であって、
   前記補強構造部材は、前記第１固定位置から前記第２固定位置にわたって設けられるハニカム部を備え、
   前記ハニカム部は、前記第１固定位置と前記第２固定位置とを結ぶ方向から見たときに複数の中空の多角形断面を有する、
   移動式クレーンの上部本体。

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