JP2006096506A5 - - Google Patents

Description

クレーン

本発明は小型のクレーン、とくに小型ショベルのベースマシンにクレーン用のブームとブーム起伏シリンダとウィンチを搭載してクレーン転換されるものに好適なクレーンに関するものである。

小型ショベルをクレーン転換して構成される従来のクローラクレーンを図７に示す。

同図において、１はクローラ式の下部走行体で、この下部走行体１上に上部旋回体２が縦軸Ｘまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に箱型伸縮式の起伏自在なブーム３が設けられるとともに、このブーム３を起伏させるブーム起伏シリンダ４がブーム３と上部旋回体２との間に取付けられる。

上部旋回体２は、アッパーフレーム５上の左右片側に運転席(図示しない)、反対側に機械室６が設けられるとともに、この運転席と機械室６で挟まれた車幅方向中間の空間に取付フレーム７が設けられて構成される。

ブーム３は、その基端部(ブームフット)が、起伏中心となるブームフットピン８によって取付フレーム７に取付けられ、このブーム３と取付フレーム７との間にブーム起伏シリンダ４が取付けられる。

また、吊り設備として、上部旋回体２にウィンチ(ウィンチドラムとこれを回転駆動する油圧モータ及び減速機等から構成される)９が設けられるとともに、ブーム３の先端にブームポイントシーブ１０,１１が設けられている。

ウィンチ９から引き出された巻上ロープ１２は、ブーム基端部に設けられたガイドシーブ１３を介してブーム先端側に導かれ、ブームポイントシーブ１０,１１と吊りフック１４のシーブ(フックシーブ)１５との間に掛け回された後、その端末がブーム先端に止め付けられる。

これにより、吊りフック１４がブーム先端に昇降自在に吊持され、ウィンチ９によって上げ下げされる。

図７中、１６は運転席を上方から覆うキャノピである。

従来、このようなショベル／クレーン兼用機及びクレーン専用機において、ウィンチ９は、一般的には上部旋回体２の後端部に取付けられている。

この場合、図示のようにブーム基端部の下方で旋回体後端部に取付けられることもあれば(特許文献１参照)、ブーム基端部の側方で旋回体後端部に取付けられる例(特許文献２)もある。

また、上部旋回体２でなく、ブーム３の基端側の下面にウィンチ９を設置する技術(特許文献３)も公知である。
特開２０００−２８９９８４号公報 特開２００４−５９１８３号公報 特開平１１−７９６６５号公報

上部旋回体２には、前記のように片側に運転席、反対側に機械室６が設けられているため、旋回体後端部にウィンチ９を設置する特許文献１,２の公知技術によると、ウィンチ位置が運転席及び機械室６よりも上方の高い位置となる。そして、ブーム３は、通常、ウィンチ９よりも上方に配置されるため、ブーム３の地上高さが高くなる。

このため、機械重心が上がって吊り安定性が悪くなるだけでなく、高さ制限のある場所での作業時に、キャノピ１６を外してもなおブーム３が障害となって進入できない等の問題が生じていた。

この点の対策(ブーム位置を下げる策)として、
(ｉ) ウィンチ９の上下方向の設置空間を小さくすること、
(ｉｉ) ウィンチ９をブームフットよりも後方にずらせて配置すること
が考えられる。

しかし、(ｉ)の策では、ウィンチ９のモータや減速機等の駆動部との干渉を避けるために旋回体側の機器レイアウトや形状の変更が必要となり、コスト高となる。

(ｉｉ)の策では、ウィンチ９が上部旋回体２の後方にはみ出すため、上部旋回体２の旋回半径が大きくなり、とくに後方小旋回型のショベルをクレーンに転用する場合に、後方小旋回型本来の利点(狭所作業性が良い)を生かせない。

ここで、「後方小旋回型」とは、少なくとも旋回体後端が車幅内で旋回するものをいい、最大起立状態のブーム３を含めた上部構造体全体が車幅内で旋回し得る所謂「超小旋回型」、それに旋回体の後端以外の部分が車幅外に突出するものも、この後方小旋回型に含まれる。

一方、ウィンチ９をブーム下面に設置する公知技術によると、ウィンチ９によってブーム位置が高くなるという基本的な問題は解消できない上に、ウィンチ９によってブーム起伏シリンダ４のレイアウトに制約を受ける等の弊害が生じる。

なお、上記各公知技術においても、上部旋回体２を大幅に改造すればウィンチ９及びブーム３の位置を下げることができるが、とくに小型クレーンの場合に、他の機器のレイアウトに無理が生じる。また、ショベル／クレーン兼用機では改造によってクレーン専用機になってしまい、兼用機のメリットが失われてしまう。

そこで本発明は、上部旋回体の改造や機器レイアウトの変更を要せず、また後方小旋回型の場合はその利点を損なうことなくブーム位置を下げることができるクレーンを提供するものである。

請求項１の発明は、下部走行体上に上部旋回体が、少なくとも旋回体後端が車幅内で旋回する状態で縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体に起伏自在なブームとウィンチとが設けられるとともに、上部旋回体とブームとの間に上記ブームを起伏させるブーム起伏シリンダが取付けられ、上記ウィンチから引き出された巻上ロープによって吊りフックが上記ブームの先端に昇降自在に吊持されるクレーンにおいて、次の構成を備えたものである。

(Ａ) 上部旋回体の車幅方向の中間部における運転席と機械室とに挟まれた空間に、取付フレームを旋回体前端部から後端部までに亘って設けること。

(Ｂ) この取付フレームの後端部にブームフットを取付けるとともに、ブーム下方においてブームと取付フレームとの間にブーム起伏シリンダを取付け、かつ、上記ウィンチを、上部旋回体の前端部におけるブーム起伏シリンダよりも下方の位置で取付フレームに取付けること。

(Ｃ) ウィンチから後方斜め上向きに引き出された巻上ロープを前向きに反転させてブーム下面沿いにブームポイントシーブに向かわせるロープガイド手段を具備すること。

(Ｄ) 上記ロープガイド手段のうち、ウィンチから後方斜め上向きに引き出された巻上ロープを前向きに反転させるガイド部材を上記取付フレームに取付けること。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、ガイド部材を、ウィンチからの巻上ロープの繰り出し点の移動に応じて車幅方向にスライドし得る状態で設けたものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、ウィンチを上部旋回体から前方に突出する状態で設けたものである。

本発明によると、少なくとも旋回体後端が車幅内で旋回する後方小旋回型のクレーンにおいて、上部旋回体の前端部におけるブーム起伏シリンダよりも下方、つまり旋回体の前端下部にウィンチを配置したから、ブームの高さ位置がウィンチによって制限されない。このため、ブーム位置を下げる(地上高さを低くする)ことができる。

しかも、ブームを下げるための旋回体の改造や機器レイアウトの変更も不要であるため、ショベル／クレーンの兼用機のメリットを生かすことができるし、起伏シリンダのレイアウトに制約を受けることもない。

また、ウィンチが前方には突出するが、後端旋回半径は増加しないため、後方小旋回型クレーン本来の利点を生かすことができる。

さらに、ウィンチをブームと起伏シリンダに挟まれた狭い空間に設置する場合と比べて、ウィンチ周辺が広く開放されるため、ウィンチの取付け、メンテナンスがやり易くなる。

また、ショベルとクレーンでベースマシンを共用する兼用機において、ショベルのブーム及びブーム起伏シリンダを取付けるための空間を利用して取付フレームを設け、これにクレーン用のブーム及びブーム起伏シリンダ、ウィンチ、ガイド部材というクレーン部品一式を取付けるため、ショベルからクレーン、またはその逆への転換が容易となるとともに、兼用機として構成を簡略化し、コストを安くすることができる。

なかでも、取付フレームにウィンチをも取付けることで、専用のウィンチ取付部が不要となることで構造をさらに簡素化し、ウィンチの取付け、取外しも容易となる。

一方、巻上ロープを一旦後方に迂回させた後、ブーム沿いにブーム先端に向けてガイドするため、同ロープをガイド無しでウィンチから直接ブームポイントシーブに通す場合のように、ロープが吊り作業の邪魔になったり他の物と干渉したりするおそれがない。また、巻上ロープの張力によってブームに大きな剪断荷重が作用するおそれもない。

この場合、請求項２の発明によると、ガイド部材を、ウィンチからの巻上ロープの繰り出し点の移動に応じて車幅方向にスライドし得る状態で設けたから、ウィンチとガイド部材との間で巻上ロープのフリートアングルを小さくし、ロープ寿命を延ばすことができる。逆にいうと、フリートアングルを気にする必要がないため、ウィンチとガイド部材の位置関係を広い自由度で選択することができる。

請求項３の発明によると、ウィンチを旋回体前方に突出して設けるため、上部構造体全体が車幅内で旋回する超旋回型のメリットは失われるが、後端が車幅外に出ないという後方小旋回型の基本的なメリットはなお生かすことができる。また、ウィンチを旋回体前方に突出して設けるため、ウィンチを旋回体前方に突出させないための旋回体の改造やレイアウトの変更を要しない。

本発明の実施形態を図１〜図６によって説明する。

この実施形態では、小型ショベルを小型のクローラクレーン、またはその逆に転換可能な兼用機であって、かつ、後方小旋回型のものを適用対象として例示している。

図において、１１はクローラ式の下部走行体、１２はこの下部走行体１１上に縦軸Ｘまわりに旋回自在に搭載された上部旋回体、１３はこの上部旋回体１２に起伏自在に設けられた箱型伸縮式のブーム、１４はこのブーム１３を起伏させるブーム起伏シリンダである。

上部旋回体１２はアッパーフレーム１５を備え、このアッパーフレーム１５上の左右片側に運転席１６(図３参照)、反対側に機械室１７がそれぞれ設けられている。

この運転席１６と機械室１７とに挟まれた車幅方向中間部には、ショベル転換時にブーム及びブーム起伏シリンダが取付けられる空間が形成され、この空間に取付フレーム１８が設けられている。

この取付フレーム１８は、図５,６にも示すように前後方向に長い左右一対の板材１８ａ,１８ａ(符号は図６のみに示す)を平行に組み合わせて構成され、アッパーフレーム１５上の上記空間に、旋回体前端から後端までに亘って後上がりの傾斜姿勢で取付けられている。

なお、取付フレーム１８には、前端部に前側取付部１８ｂ、中間部に後側取付部１８ｃ(図４,６のみに符号を付している)がそれぞれ設けられ、クレーン転換時に前側取付部１８ｂが、アッパーフレーム１５のショベル用ブーム起伏シリンダの取付部、後側取付部１８ｃがショベル用ブームのブームフット取付部(いずれも図示しない)にそれぞれ着脱可能に取付けられる。

ブーム１３は、その基端部(ブームフット)が、起伏中心となるブームフットピン１９によって取付フレーム１８に取付けられ、このブーム１３と取付フレーム１８との間にブーム起伏シリンダ１４が取付けられる。

また、取付フレーム１８には、前端部(上部旋回体１２の前端下部で、ブーム起伏シリンダ１４の下方)にウィンチ２０が取付けられるとともに、中間部(ウィンチ２０の後斜め上方)に、ロープガイド手段を構成するガイド部材としてのガイドシーブ２１が取付けられている。

ウィンチ２０は、ウィンチドラム２０ａとこれを回転駆動する油圧モータや減速機等の駆動部２０ｂとから成り、ウィンチドラム２０ａがブーム直下方に位置し(図２,３,５参照)、かつ、ほぼウィンチ全体が上部旋回体１２の前端から前方に突出する状態で取付フレーム１８に取付けられている。

一方、ガイドシーブ２１は、ウィンチ２０(ウィンチドラム２０ａ)におけるロープ繰り出し点の移動に応じて自動的に車幅方向(図５中の矢印方向)にスライドし得るようにシーブ軸２２に軸方向移動自在に取付けられている。

また、他のガイド部材として、ブーム１３の基端側と中間部(基本ブームの先端側)の下面にそれぞれガイドローラ２３,２４が設けられている。

この両ガイドローラ２３,２４は、それぞれガイドシーブ２１と同様に車幅方向にスライド自在に取付けてもよいし、スライド不能に取付けてもよい。また、一方をスライド自在、他方をスライド不能に取付けてもよい。

巻上ロープ２５は、図１,４に示すようにウィンチ２０から後方斜め上向きに引き出され、ガイドシーブ２１で前向きに反転した後、ガイドローラ２３,２４によりブーム下面沿いにブーム先端側に導かれる。そして、ブームポイントシーブ２６と吊りフック２７のシーブ(フックシーブ)２８とに掛け回され、その端末がブーム先端に止め付けられる。

これにより、吊りフック２７がブーム先端に昇降自在に吊持され、ウィンチ２０によって上げ下げされる。

図１〜図３中、２９は運転席を上方から覆うキャノピである。

このクレーンにおいては、上記のように上部旋回体１２の前端部においてブーム起伏シリンダ１４よりも下方、つまり旋回体１２の前端下部という、ブーム１３に対して下方に大きく離間した位置にウィンチ２０を設けたから、図７に示すように旋回体後端部のブーム付近にウィンチ９を配置した従来のクレーンと異なり、ブーム１３の高さ位置がウィンチ２０によって制限されることがない。

すなわち、ブーム１３を、ウィンチ２０とは無関係に、可能な限り低位置に配置し、ブーム１３の地上高さを低くすることが可能となる。

しかも、ウィンチ２０を取付フレーム１８の前端部に取付けるだけであるため、ブーム１３を下げるための上部旋回体１２の大幅な改造や機器レイアウトの変更も不要となる。このため、ベースマシンが共通ですむというショベル／クレーン兼用機のメリットを生かすことができるし、ブーム起伏シリンダ１４のレイアウトに制約を受けることもない。

また、ウィンチ２０が旋回体前方には突出するが、上部旋回体１２の後端旋回半径は増加しないため、この実施形態で挙げた後方小旋回型のクレーン本来の利点(狭所作業性が良い)を生かすことができる。

また、ウィンチ２０を旋回体前方に突出して設けることで、ウィンチ２０が旋回体前方に突出しないように無理して上部旋回体１２を改造したり機器レイアウトを変更したりする場合よりも、兼用機としてコストが安くてすむ。

さらに、ウィンチ２０をブーム１３と起伏シリンダ１４に挟まれた狭い空間に設置する場合と比べて、ウィンチ周辺が広く開放されるため、ウィンチ２０の取付けが容易となるとともに、メンテナンスがやり易くなる。

また、取付フレーム１８にブーム１３、ブーム起伏シリンダ１４、ウィンチ２０、ガイドシーブ２１といったクレーン部品一式を取付けるため、ショベルからクレーン、またはその逆への転換時に、ベースマシンの改造もレイアウトの変更も不要となる。このため、兼用機として構成を簡略化し、コストを安くすることができる。

一方、巻上ロープ２５を後方に引き出してガイドシーブ２１で前向きに反転させ、ブーム沿いにブーム先端に向けてガイドする構成であるため、同ロープ２５をガイド無しでウィンチ２０から直接ブームポイントシーブ２６に通す場合のように、巻上ロープ２５が吊り作業の邪魔になったり他の物と干渉したりするおそれがない。また、巻上ロープの張力によってブームに大きな剪断荷重が作用するおそれもない。

この場合、ガイドシーブ２１を、ウィンチ２０からの巻上ロープ２５の繰り出し点の移動に応じて車幅方向にスライドし得る状態で設けたから、ウィンチ２０とガイドシーブ２１との間で巻上ロープ２５のフリートアングルを小さくし、ロープ寿命を延ばすことができる。逆にいうと、フリートアングルを気にする必要がないため、ウィンチ２０とガイドシーブ２１の位置関係を広い自由度で選択することができる。

なお、ガイドローラ２３,２４の一方または双方をもスライド自在に取付ければ上記効果をさらに高めることができる。

他の実施形態
(１) 上記実施形態ではウィンチ２０を旋回体前方に突出する状態で設けたが、ウィンチ２０を小型化できる場合等には旋回体前方に突出しない状態で設けてもよい。

(２) 本発明は、上記実施形態で上げた小型かつ後方小旋回型のショベル／クレーン兼用機に好適であるが、中、大型機、及びクレーン専用機にも適用することができる。

本発明の実施形態にかかるクレーンの側面図である。 同平面図である。 同正面図である。 図１の一部を拡大した図である。 図２の一部を拡大した図である。 取付フレームの斜視図である。 従来のクレーンの側面図である。

符号の説明

１１ 下部走行体
１２ 上部旋回体
１３ ブーム
１４ ブーム起伏シリンダ
１６ 運転席
１７ 機械室
１８ 取付フレーム
１９ ブームフットピン
２０ ウィンチ
２１ ガイドシーブ
２３,２４ ガイドローラ
２５ 巻上ロープ
２６ ブームポイントシーブ
２７ 吊りフック
２８ フックシーブ

Claims (3)

1. 下部走行体上に上部旋回体が、少なくとも旋回体後端が車幅内で旋回する状態で縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体に起伏自在なブームとウィンチとが設けられるとともに、上部旋回体とブームとの間に上記ブームを起伏させるブーム起伏シリンダが取付けられ、上記ウィンチから引き出された巻上ロープによって吊りフックが上記ブームの先端に昇降自在に吊持されるクレーンにおいて、次の構成を備えたことを特徴とするクレーン。
   (Ａ) 上部旋回体の車幅方向の中間部における運転席と機械室とに挟まれた空間に、取付フレームを旋回体前端部から後端部までに亘って設けること。
   (Ｂ) この取付フレームの後端部にブームフットを取付けるとともに、ブーム下方においてブームと取付フレームとの間にブーム起伏シリンダを取付け、かつ、上記ウィンチを、上部旋回体の前端部におけるブーム起伏シリンダよりも下方の位置で取付フレームに取付けること。
   (Ｃ) ウィンチから後方斜め上向きに引き出された巻上ロープを前向きに反転させてブーム下面沿いにブームポイントシーブに向かわせるロープガイド手段を具備すること。
   (Ｄ) 上記ロープガイド手段のうち、ウィンチから後方斜め上向きに引き出された巻上ロープを前向きに反転させるガイド部材を上記取付フレームに取付けること。
2. 請求項１記載のクレーンにおいて、ガイド部材を、ウィンチからの巻上ロープの繰り出し点の移動に応じて車幅方向にスライドし得る状態で設けたことを特徴とするクレーン。
3. 請求項１または２記載のクレーンにおいて、ウィンチを上部旋回体から前方に突出する状態で設けたことを特徴とするクレーン。