JP6925854B2 - ジブおよびクレーン - Google Patents

Description

本発明は、ラティス構造のジブおよび該ジブを備えたクレーンに関する。

クレーン２００に備えられる従来のラティス構造のジブ２０（以下、「従来のジブ２０」と略記する）は、図４に示すように、基ジブ１、複数の中間ジブ２およびトップジブ４のそれぞれが継ぎ合わさって構成されている。

また、トップジブ４の先端に起伏ペンダントワイヤ１０２の一端が取付けられるとともに、第１中継シーブ１０７に起伏ペンダントワイヤ１０２の他端が固定されている。さらに、起伏ワイヤ１０３が、第１中継シーブ１０７および中継フレーム１０８の上端に取付けられた第２中継シーブ１０９を介して起伏ウインチ１０４で巻き取られる。この起伏ワイヤ１０３の巻き取りによって従来のジブ２０が起伏する。クレーン２００の作業半径が長くなる場合においては、中間ジブ２の個数を増やして従来のジブ２０の全長を長くする。

しかしながら、従来のジブの全長を長くした場合、長くした分だけ座屈長さも長くなり、細長比、座屈係数が大きくなることから自重によって撓む部分が増えてしまう。この現象を回避するための方策としてジブの構成部材を大きく・太くして強度を増すことが考えられるところ、該構成部材を大きく・太くするとその分重量も重くなり、結果、ジブが自重によって大きく撓んでしまう。

本発明は、以上の各問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、クレーンの作業半径の長短に拘らず、ジブの軽量化および撓み抑制を図ることにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るジブは、クレーンに設けられたラティス構造のジブであって、前記ジブの本体部に相当する複数の中間ジブと、前記ジブの先端部に相当するトップジブと、前記中間ジブと前記トップジブとの間に配置される中間ペンダントジブと、を備えており、前記中間ペンダントジブには、前記ジブを支持するための起伏ペンダントワイヤが取付けられる取付部が設けられていることを特徴としている。

上記構成によれば、起伏ペンダントワイヤを、中間ジブとトップジブとの間に配置される中間ペンダントジブの取付部に取付けることができる。したがって、起伏ペンダントワイヤを中間ペンダントジブの取付部に取付けた場合、ジブにおける中間ペンダントジブよりも先端側の部分はいわゆる片持ち梁の状態となり、ジブの先端に掛かる荷重によって上記先端側の部分に曲げモーメントが加わる。この曲げモーメントによって、上記先端側の部分の撓み（自重に基づく）が打ち消される。それゆえ、例えば、クレーンの作業半径が長い故にジブの全長が長くなっても、起伏ペンダントワイヤをトップジブの取付部に取付けた場合と比較して、ジブにおいて撓みが生じる部分（自重に基づく）を少なくすることができる。

また、起伏ペンダントワイヤを中間ペンダントジブの取付部に取付けた場合、トップジブの取付部に取付けた場合と比較して、起伏ペンダントワイヤの支持によって座屈が生じ得るジブの部分が少なくなる。したがって、座屈長さが短くなり、細長比および座屈係数が小さくなることから、座屈に対する強度を出すためにジブの構成部材を大きく・太くする必要がなくなり、中間ジブ・トップジブの軽量化を図ることができる。それゆえ、例えばクレーンの作業半径が長い場合でも、軽量化が実現された本発明の一態様に係るジブを用いて作業を安全に行うことができる。

一方、クレーンの作業半径が短い場合には、起伏ペンダントワイヤをトップジブの取付部に取付けることによって曲げモーメントによる上記先端側の部分の変形を回避しつつ、軽量化が実現された本発明の一態様に係るジブを用いて作業を安全に行うことができる。以上により、本発明の一態様に係るジブによれば、クレーンの作業半径の長短に拘らず、該ジブの軽量化および撓み抑制を図ることができる。

また、本発明の一態様に係るジブは、前記中間ペンダントジブは、前記複数の中間ジブのうちで最も前記ジブの先端側に配置される中間ジブと、前記トップジブとの間に配置されていても良い。上記構成によれば、起伏ペンダントワイヤを中間ペンダントジブの取付部に取付けた場合、ジブの先端に掛かる荷重によって曲げモーメントが加わる部分が略トップジブのみとなり、該曲げモーメントの大きさが小さくなる。それゆえ、上記曲げモーメントによるジブの変形を抑制しつつ、クレーンの作業半径の長短に拘らず、ジブの軽量化および撓み抑制を図ることができる。

また、本発明の一態様に係るジブは、前記取付部は、前記ジブが水平になった状態において、前記ジブの中心軸よりも鉛直下側の位置に配置されていても良い。中間ペンダントジブの取付部が、ジブが水平になった状態においてジブの中心軸と同じ位置、あるいは該中心軸よりも鉛直上側の位置に配置されている場合、上記取付部に取付けられた起伏ペンダントワイヤの支持力によって自重に基づくジブの撓みが助長される。

その点、上記構成によれば、中間ペンダントジブの取付部に取付けられた起伏ペンダントワイヤの支持力は、ジブが鉛直上側に凸となって撓むように該ジブに作用する。それゆえ、自重に基づくジブの撓みが上記支持力によって打ち消されることから、の撓みが助長される。クレーンの作業半径の長短に拘らずジブの軽量化を図りつつ、該ジブのさらなる撓み抑制を図ることができる。

また、本発明の一態様に係るクレーンは、上記ジブを備えていることが好ましい。上記構成によれば、作業半径の長短に拘らず、ジブの軽量化および撓み抑制が図られたクレーンを実現することができる。

本発明の一態様によれば、クレーンの作業半径の長短に拘らず、ジブの軽量化および撓み抑制を図ることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るクレーンおよびジブの構造の概略を示す側面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る中間ペンダントジブの構造の概略を示す平面図である。（ｂ）は、中間ペンダントジブの第１取付部、トップジブの第２取付部および起伏ペンダントワイヤの先端部の構造の概略を示す側面図である。 上記ジブの能力線図である。 従来のジブの構造を示す概略図である。

本発明の一実施形態について、図１〜図４に基づいて説明すれば、次の通りである。以下、説明の便宜上、ある項目にて説明した構成と同一の機能を有する構成については、他の項目においても同一の符号を付記し、その説明を省略する場合がある。

〔クレーンおよびジブの構造〕
図１は、本発明の一実施形態に係るクレーン１００およびジブ１０の構造を示す概略図である。図２の（ａ）は、本発明の一実施形態に係る中間ペンダントジブ３の構造の概略を示す平面図である。図２の（ｂ）は、中間ペンダントジブ３の第１取付部３ａ、トップジブ４の第２取付部４ａおよび起伏ペンダントワイヤ１０２の先端部１０２ａの構造を示す概略図である。

（クレーンの構造）
図１に示すように、クレーン１００は、ジブ１０、旋回フレーム１０１、起伏ペンダントワイヤ１０２、起伏ワイヤ１０３、起伏ウインチ１０４、巻上ワイヤ１０５、巻上ウインチ１０６、第１中継シーブ１０７、中継フレーム１０８、第２中継シーブ１０９、先端シーブ１１０およびフック部位１１１を備えている。

ジブ１０は、旋回フレーム１０１に起伏可能に設けられたクレーン１００の腕であり、ラティス構造となっている。旋回フレーム１０１は、クレーン１００に旋回可能に設けられている。旋回フレーム１０１の上面には、起伏ワイヤ１０３の巻き取りおよび巻き出しを行う起伏ウインチ１０４、巻上ワイヤ１０５の巻き取りおよび巻き出しを行う巻上ウインチ１０６、および中継フレーム１０８が設置されている。中継フレーム１０８の上端には、起伏ワイヤ１０３を中継する第２中継シーブ１０９、および巻上ワイヤ１０５を中継する２つの第２中継シーブ１０９が設けられている。

また、ジブ１０におけるトップジブ４の先端に起伏ペンダントワイヤ１０２の一端が取付けられるとともに、第１中継シーブ１０７に起伏ペンダントワイヤ１０２の他端が固定されている。また、起伏ワイヤ１０３が、第１中継シーブ１０７および第２中継シーブ１０９を介して起伏ウインチ１０４で巻き取られる。起伏ペンダントワイヤ１０２は、ジブ１０を支持するためのワイヤである。起伏ワイヤ１０３は、ジブ１０を支持し、かつ起伏させるためのワイヤである。

さらに、トップジブ４の先端には、巻上ワイヤ１０５を中継する先端シーブ１１０が２つ設けられている。具体的には、図２の（ａ）に示すように、トップジブ４の先端の両側壁を円筒形状の第２軸４ｂが貫通しており、上記両側壁の間の空間に露出している第２軸４ｂの部位に、２つの先端シーブ１１０が設けられている。また、図１に示すように、旋回フレーム１０１の上面に一端が固定された巻上ワイヤ１０５は、第２中継シーブ１０９の一方および先端シーブ１１０の一方を介して、フック部位１１１に設けられた一対のフック部位シーブ（不図示）に掛けられる。

フック部位１１１は、図１および図２の（ａ）に示すように、フック部位本体１１１ａと、該フック部位本体１１１ａの下方に配置された、荷を吊るすためのフック１１１ｂと、フック部位本体１１１ａの内部の空間に配置された一対のフック部位シーブとで構成されている。フック部位１１１は、巻上ワイヤ１０５によって一対のフック部位シーブを介して吊り下げられている。一対のフック部位シーブに掛けられた巻上ワイヤ１０５は、先端シーブ１１０の他方および第２中継シーブ１０９の他方を介して、巻上ウインチ１０６で巻き取られる。

（ジブの構造）
図１に示すように、ジブ１０は、基ジブ１、複数の中間ジブ２、中間ペンダントジブ３およびトップジブ４を備えている。具体的には、ジブ１０は、基ジブ１、複数の中間ジブ２、中間ペンダントジブ３およびトップジブ４のそれぞれが継ぎ合わさって構成されており、これら４種類の部材に分解することが可能となっている。また、基ジブ１、複数の中間ジブ２、中間ペンダントジブ３およびトップジブ４の成形材料としては、例えば高硬度鋼を例示することができる。

基ジブ１は、ジブ１０の根元に相当する側の端部が、旋回フレーム１０１に起伏可能に取付けられている。中間ジブ２は、クレーン１００の作業半径に応じて基ジブ１と中間ペンダントジブ３との間、あるいは基ジブ１とトップジブ４との間に配置される部材であり、ジブ１０の本体部に相当する。中間ジブ２は、最多で５つ継ぎ合わせることができる。中間ペンダントジブ３は、複数の中間ジブ２のうちで最もジブ１０の先端側に配置される中間ジブ２と、トップジブ４との間に配置される部材であり、クレーン１００の作業半径が長い場合に用いられる。トップジブ４は、ジブ１０の先端部に相当する部材である。

作業をする際には、クレーン１００の作業半径の長短に応じて継ぎ合わせる中間ジブ２の個数を増減し、作業半径に適合したジブ１０の全長となるように調整する。また、クレーン１００の作業半径が短い場合は中間ペンダントジブ３を用いず、基ジブ１、複数の中間ジブ２およびトップジブ４でジブ１０を構成する。

なお、本実施形態では、中間ジブ２の個数が全部で５つになっているものの、この個数はあくまで一例であり、クレーン１００の最大作業半径に応じて適宜増減してもよい。また、中間ペンダントジブ３は必ずしも、複数の中間ジブ２のうちで最もジブ１０の先端側に配置される中間ジブ２と、トップジブ４との間に配置される必要はない。中間ペンダントジブ３とトップジブ４との間に中間ジブ２が配置されていてもよい。

クレーン１００の作業半径が長い場合、図２の（ａ）に示すように、起伏ペンダントワイヤ１０２の先端部１０２ａを、中間ペンダントジブ３に設けられた第１取付部３ａ（取付部）に取付ける。第１取付部３ａは、中間ペンダントジブ３に対して起伏ペンダントワイヤ１０２を取付けるための部材であり、中間ペンダントジブ３の両側壁から外部に向けて突出している第１軸３ｂの部位のそれぞれに設けられている。第１軸３ｂは円筒形状であり、中間ペンダントジブ３の両側壁を貫通している。

具体的には、第１取付部３ａは、図２の（ｂ）に示すように、円板形状の連結部位３ａ−１と板形状の取付部位３ａ−２とで構成されている。図２の（ａ）に示すように、連結部位３ａ−１には上記第１軸３ｂの部位が貫通しており、該連結部位３ａ−１と上記第１軸３ｂの部位とが連結している。取付部位３ａ−２は、図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、連結部位３ａ−１における中間ジブ４側を向く面から突出しており、取付部位３ａ−２の長手方向は第１軸３ｂの中心軸（不図示）の延伸方向と略一致する。また、取付部位３ａ−２には、ボルト（不図示）を挿入できる程度の貫通孔が形成されている。

図２の（ｂ）に示すように、起伏ペンダントワイヤ１０２の先端部１０２ａは側面視でＵ字形状であり、第１取付部３ａの取付部位３ａ−２を挟み込むことができるようになっている。また、先端部１０２ａの２つの壁には、取付部位３ａ−２に形成された貫通孔の径と略同一の径の貫通孔がそれぞれ形成されている。この２つの貫通孔の中心軸は共通している。

起伏ペンダントワイヤ１０２を第１取付部３ａに取付ける際には、取付部位３ａ−２の貫通孔の中心軸と先端部１０２ａの貫通孔の中心軸とが一致するように、取付部位３ａ−２を先端部１０２ａによって挟み込む。そして、これらの貫通孔にボルトを貫通させてナット（不図示）で締め付けることで、図２の（ａ）に示すように先端部１０２ａが取付部位３ａ−２に対して固定される。

一方、クレーン１００の作業半径が短い場合、起伏ペンダントワイヤ１０２をトップジブ４に設けられた図２の（ａ）に示す第２取付部４ａに取付ける。第２取付部４ａは、トップジブ４に対して起伏ペンダントワイヤ１０２を取付けるための部材であり、トップジブ４の両側壁から外部に向けて突出している第２軸４ｂの部位のそれぞれに設けられている。

第２取付部４ａは、図２の（ｂ）に示すように第１取付部３ａと同一の形状・大きさとなっており、円板形状の連結部位４ａ−１と板形状の取付部位４ａ−２とで構成されている。起伏ペンダントワイヤ１０２の第２取付部４ａへの取付方法についても、上述の第１取付部３ａへの取付方法と同様である。なお、クレーン１００の作業半径が短い場合、図２の（ａ）に示すジブ１０は、中間ペンダントジブ３が存在しない、すなわち最もジブ１０の先端側に配置された中間ジブ４とトップジブ４とが直接継ぎ合わさった構成となる（不図示）。

ここで、ジブ１０は、図１に示すように、ジブ１０の重心軸Ｇが該ジブ１０の中心軸Ｔよりも鉛直下側に配置されるような構造となっており、第１取付部３ａは、中間ペンダントジブ３において側面視で重心軸Ｇ上に配置されている。同様に、第２取付部４ａは、トップジブ４において側面視で重心軸Ｇ上に配置されている。

具体的には、第１軸３ｂの中心軸（不図示）および第２軸４ｂの中心軸（不図示）のそれぞれが重心軸Ｇと交差しており、第１取付部３ａの連結部位３ａ−１の中心軸（不図示）と第１軸３ｂの中心軸とが一致するように、連結部位３ａ−１が第１軸３ｂに連結している。同様に、第２取付部４ａの連結部位４ａ−１の中心軸（不図示）と第２軸４ｂの中心軸とが一致するように、連結部位４ａ−１が第２軸４ｂに連結している。

上述のような第１・第２取付部３ａ・４ａの配置とすることにより、起伏ペンダントワイヤ１０２を第１・第２取付部３ａ・４ａのいずれに取付けても（クレーン１００の作業半径が長い場合でも短い場合でも）、自重に基づくジブ１０の撓みが抑制される。すなわち、起伏ペンダントワイヤ１０２を第１・第２取付部３ａ・４ａのいずれに取付けても、起伏ペンダントワイヤ１０２の支持力が、ジブ１０の根元から同ワイヤ１０２の取付箇所までのジブ１０の部位が鉛直上側に凸となって撓むように作用する。

なお、上述の第１・第２取付部３ａ・４ａの配置は必須ではない。ただし、自重によるジブ１０の撓み抑制の観点からは、少なくとも第１取付部３ａについては、ジブ１０が水平になった状態において該ジブ１０の中心軸Ｔよりも鉛直下側の位置に配置されていることが好ましい。

また、本実施形態では、第１取付部３ａと第２取付部４ａとが同一の形状・大きさとなっているがあくまで一例であり、両取付部の形状・大きさがそれぞれ異なっていてもよい。ただし、クレーン１００は、その作業半径に応じて起伏ペンダントワイヤ１０２の先端部１０２ａの取付箇所を異ならせる構造になっていることから、取付部位３ａ−２の形状・大きさおよび取付部位４ａ−２の形状・大きさについては、少なくとも略一致していることが好ましい。

さらに、本実施形態では、取付部位３ａ−２・４ａ−２ともに板形状となっているがこれもあくまで一例であり、起伏ペンダントワイヤ１０２の先端部１０２ａの形状・大きさ等に適合するように、適宜別の形状を採用してもよい。

〔ジブの能力〕
図３は、ジブ１０の能力線図である。ジブ１０の全長を長くする必要がある場合に、上述のように中間ペンダントジブ３をジブ１０に組み込んで起伏ペンダントワイヤ１０２を第１取付部３ａに取付けることにより、従来のジブ２０と比較して、ジブ１０の最大全長をより長くすることができる。すなわち、クレーン１００が、より長い作業半径に対応可能となる。

つまり、従来のジブ２０であれば、起伏ペンダントワイヤ１０２を常にトップジブ４の第２取付部４ａに取付けることから、従来のジブ２０の略全長が座屈長さとなる。したがって、作業半径が長くなれば長くなるほど細長比・座屈係数も大きくなり、従来のジブ２０全体が自重によって大きく撓んでしまう。それゆえ、従来のジブ２０においては、最大全長４５ｍが限界であった。

その点、ジブ１０は、クレーン１００の作業半径が長くなったら起伏ペンダントワイヤ１０２を中間ペンダントジブ３の第１取付部３ａに取付けることから、ジブ１０の座屈長さが該ジブ１０の全長よりも短くなる。それゆえ、クレーン１００の作業半径が長くなっても細長比・座屈係数を一定程度の数値に抑えることができ、自重に基づくジブ１０の撓みを抑制することができる。具体的には、従来のジブ２０と比較して細長比を１５％から２０％、座屈係数を４０％程度小さくすることができる。

ここで、トップジブ４はいわゆる片持ち梁の状態になり、フック部位１１１に吊るされた荷の重量に基づく曲げモーメントが作用する。しかしながら、図３に示すように、ジブ１０が持ち上げ可能な荷の重量は、ジブ１０の全長が長くなれば長くなるほど軽くなることから（例えば、ジブ１０の最大全長５５ｍで荷の定格荷重２ｔ）、強度をさほど考慮することなくトップジブ４で曲げモーメントに耐えることができる。これらの効果が得られることにより、ジブ１０においては、図３に示すように、クレーン１００の作業半径（ジブ１０の最大全長）を５５ｍまで伸ばすことが可能となった。

一方、ジブ１０の全長が短くてもよい場合には、中間ペンダントジブ３を用いずに起伏ペンダントワイヤ１０２をトップジブ４の第２取付部４ａに取付けることにより、強度をさほど考慮することなく、ジブ１０によって比較的重い重量の荷を持ち上げることができる。

つまり、ジブ１０の全長が短いことから起伏ペンダントワイヤ１０２を第２取付部４ａに取付けても座屈長さが短く、細長比・座屈係数を小さく抑えることができる。したがって、自重に基づくジブ１０の撓みが抑制される。また、トップジブ４がいわゆる片持ち梁の状態にはならず、該トップジブ４に曲げモーメントも作用しない。これらの効果が得られることにより、ジブ１０においては、図３に示すように、中間ペンダントジブ３を用いない場合のクレーン１００の最大作業半径（ジブ１０の全長）３３ｍであっても６．８ｔまでの重量の荷を持ち上げることができる。

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

２ 中間ジブ
３ 中間ペンダントジブ
３ａ 第１取付部（取付部）
４ トップジブ
１０ ジブ
１００ クレーン
１０２ 起伏ペンダントワイヤ
Ｔ 中心軸

Claims (4)

1. クレーンに設けられたラティス構造のジブであって、
   前記ジブの本体部に相当する複数の中間ジブと、
   前記ジブの先端部に相当するトップジブと、
   前記中間ジブと前記トップジブとの間に配置される中間ペンダントジブと、を備えており、
   前記中間ペンダントジブには、前記ジブを支持するための起伏ペンダントワイヤが取付けられる取付部が設けられており、
   前記取付部は、前記中間ペンダントジブの両側壁よりも外側に配置されており、
   前記起伏ペンダントワイヤは、先端部が前記取付部を挟み込むことが可能な形状になっているとともに、当該先端部にボルトを挿入可能な第１の貫通孔が形成されており、
   前記取付部には、前記ボルトを挿入可能な第２の貫通孔が形成されており、
   前記取付部が前記先端部に挟み込まれた状態において、前記第１の貫通孔の中心軸と前記第２の貫通孔の中心軸とが一致することを特徴とするジブ。
2. 前記中間ペンダントジブは、前記複数の中間ジブのうちで最も前記ジブの先端側に配置される中間ジブと、前記トップジブとの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のジブ。
3. クレーンに設けられたラティス構造のジブであって、
   前記ジブの本体部に相当する複数の中間ジブと、
   前記ジブの先端部に相当するトップジブと、
   前記中間ジブと前記トップジブとの間に配置される中間ペンダントジブと、を備えており、
   前記中間ペンダントジブには、前記ジブを支持するための起伏ペンダントワイヤが取付けられる取付部が設けられており、
   前記取付部は、前記ジブが水平になった状態において、前記ジブの中心軸よりも鉛直下側の位置に配置されていることを特徴とするジブ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のジブを備えていることを特徴とするクレーン。

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