JP2007119180A - 旋回式クレーン - Google Patents

Abstract

【課題】大型クレーンにおける旋回輪の剛性不足を解消する。
【解決手段】走行体１と、走行体１の上方に円環状の旋回輪２を介して旋回可能に支持されるメインフレーム３１と、メインフレーム３１の一端部に起伏可能に支持された作業用フロント４と、メインフレーム３１の他端部に搭載されたカウンタウエイト５とを備え、作業用フロント４の先端部を経由したウインチロープ７ａを介して作業を行う旋回式クレーンにおいて、旋回輪２はメインフレーム３１の幅よりも大径であり、このメインフレーム３１の幅方向外側に、旋回輪２の剛性を高めるための補強部材２４を設ける。
【選択図】図７

Description

本発明は、走行体に対して旋回可能な旋回フレームを有する旋回式クレーンに関する。

走行体の上方に旋回輪を介して旋回フレームを旋回可能に支持する旋回式クレーンにおいて、とくに大型機では旋回フレームを、中央のメインフレームの左右にベッドフレームを取り付けた構成とし、メインフレームの前部に作業用フロントを取り付け、後部にカウンタウエイトを取り付けるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−１４３１５５号公報

ところで、この種の大型クレーンは、ウインチロープを介して旋回輪に作用する荷重が大きくなり、旋回輪が大型化するが、メインフレームの幅寸法は輸送制限等の関係でそれほど大きくできない。そのため、大型機では旋回輪がメインフレームの幅方向外側にはみ出ることがあり、その場合には旋回輪の一部（前後端部）のみで吊り荷重を受けることになるため、旋回輪が大きく変形し、耐久性が悪化する。

本発明は、走行体と、走行体の上方に円環状の旋回輪を介して旋回可能に支持されるメインフレームと、メインフレームの一端部に起伏可能に支持された作業用フロントと、メインフレームの他端部に搭載されたカウンタウエイトとを備え、作業用フロントの先端部を経由したウインチロープを介して作業を行う旋回式クレーンに適用され、旋回輪がメインフレームの幅よりも大径であり、このメインフレームの幅方向外側に、旋回輪の剛性を高めるための補強部材を設けることを特徴とする。
メインフレームの幅方向外側に位置する旋回輪が、幅方向へ変形することを抑制するように補強部材を設けることが好ましい。
メインフレームの幅方向外側に位置する旋回輪の上面を覆うように補強部材を略半円状の補強板とすることもできる。
旋回輪のアウターレースの上面に、メインフレームおよび補強板を取り付けることもできる。

本発明によれば、メインフレームの幅よりも大径の旋回輪を用いる場合、メインフレームの幅方向外側に旋回輪の剛性を高めるための補強部材を設けるようにしたので、作業時の旋回輪の変形量が小さくなって、旋回輪の耐久性を向上することができる。

以下、図１〜図７を参照して本発明による旋回式クレーンの実施の形態について説明する。
図１は、本発明が適用される旋回式クレーンの側面図であり、とくに大型のクローラクレーンを示している。下部走行体１の上方には旋回輪２を介して旋回可能に旋回フレーム３が支持されている。図２（ａ）は旋回フレーム３の平面図であり、図２（ｂ）は側面図（図２（ａ）の矢視b図）である。図２に示すように、旋回フレーム３はメインフレーム３１と一対のベッドフレーム３２とで構成される。メインフレーム３１の横幅は輸送制限内に抑えられ、作業現場において、メインフレーム３１の左右外側面にそれぞれボルトを介してベッドフレーム３２が取り付けられる。メインフレーム３１の前後端部にはそれぞれブラケット３１ａ，３１ｂが設けられている。

図１に示すように、ブラケット３１ａには起伏可能にブーム４が支持され、ブラケット３１ｂにはカウンタウエイト５が搭載され、ブーム４とカウンタウエイト５の間に巻上ドラム７と起伏ドラム８が搭載されている。巻上ドラム７には巻上ロープ７ａが巻回され、起伏ドラム８には起伏ロープ８ａが巻回されている。巻上ロープ７ａは、ブーム４の先端に設けられたシーブを経由してフック９に接続され、巻上ドラム７の駆動により巻上ロープ７ａが巻き取りまたは繰り出され、フック９が昇降する。起伏ロープ８ａは、一端がブーム先端部に連結されたペンダントロープ１０の他端にブライドルを介して接続され、起伏ドラム８の駆動により起伏ロープ８ａが巻き取りまたは繰り出され、ブーム４が起伏する。なお、右側のベッドフレーム３２の前部には運転室６が搭載されている。ベッドフレーム３２には制御弁ユニットやオイルタンク等の油圧機器も搭載される。

図３は、下部走行体１の一部とメインフレーム３１を示す斜視図である。下部走行体１は、略Ｈ字形状のトラックフレーム１１と、トラックフレーム１１の左右両端部に取り付けられた一対のサイドフレーム１２とを有し、サイドフレーム１２の周囲に図１に示すように履帯が巻回される。トラックフレーム１１の中央部にはリング状の旋回輪２が設けられ、旋回輪２の底面はトラックフレーム１１に固定されている。旋回輪２の上面にはメインフレーム３１が前後方向に架設されて支持されている。

このようなクレーンにより荷役作業あるいは掘削作業を行うと、メインフレーム３１の前側には吊り荷の負荷に応じた下向きの荷重が作用し、これに対抗してメインフレーム３１の後側にはカウンタウエイト５の自重等による下向きの荷重が作用する。すなわちクレーンのメインフレーム３１には、油圧ショベルと異なり主に前後方向の鉛直面内で荷重が作用し、左右方向の横力はそれほど大きくない。このメインフレーム３１に作用した荷重は、旋回輪２を介してトラックフレーム１１に伝達される。

このとき、例えば中型のクレーンであれば、メインフレーム３１にそれほど大きな荷重が作用しないため、旋回輪２を大型化する必要がない。そのため、図４（ａ）に示すようにメインフレーム３１の横幅寸法Ｗａと旋回輪２の径Ｄａは同程度であり、メインフレーム３１に作用する荷重を旋回輪２のほぼ全面で支持することができ、旋回輪２の変形を抑えることができる。

一方、吊上能力が大きい大型機の場合、メインフレーム３１に大荷重が作用するため、旋回輪２の剛性を高める必要があり、図４（ｂ）に示すように旋回輪２の径Ｄｂが大きくなる。このときメインフレーム３１の横幅寸法Ｗｂは輸送幅により制限されるため、それほど大きくできない。そのため、旋回輪２の径Ｄとフレーム３１の横幅寸歩Ｗとの差（Ｄ−Ｗ）は、中型機よりも大型機の方が大きくなる（Ｄａ−Ｗａ＜Ｄｂ−Ｗｂ）。すなわち、旋回輪２のフレーム３１からのはみ出し量は、大型機の方が中型機よりも多い。

したがって、大型機では、メインフレーム３１に作用する荷重は、図４（ｂ）に斜線で示す旋回輪２の幅方向中央部（前後端部）のみで支持されることとなり、この斜線部において単位面積当たりに作用する荷重が増加する。また、旋回輪２を支点にしてメインフレーム３１には下方への曲げ荷重が作用するため、メインフレーム３１の上側は前後方向に引っ張られ、下側（旋回輪２側）は圧縮される。その結果、図５に点線で示すように、旋回輪２の上面の前後端部は外側に変形し、上面の左右端部は内側に変形する。このように旋回輪２が変形すると、旋回輪２のボールとレース面の当たりが強くなり、旋回輪２の耐久性が悪化する。そこで、本実施の形態では、以下のようにして旋回輪２の上面部の剛性を高め、耐久性を向上させる。

図６は図３のVI-VI線断面図であり、図７は図３の平面図である。なお、図７ではトラックフレーム１１の図示を省略している。図６に示すように、旋回輪２０は、略リング状のインナーレース２１とアウターレース２２の間にボール２３を介装してなり、インナーレース２１に対してアウターレース２２が相対回転可能である。インナーレース２１の底面は、トラックフレーム１１の上面に図示しないボルトにより全周にわたって固定されている。インナーレース２１の内周面にはギヤ２１ａが設けられ、このギヤ２１ａにメインフレーム３１から支持された旋回モータ（不図示）の出力軸（ピニオン）が噛合し、旋回モータの駆動により旋回フレーム３が旋回する。

図７に示すように、アウターレース２２の上面にはメインフレーム３１が搭載され、メインフレーム３１はアウターレース２２の前後端部に図示しないボルトを介して固定されている。メインフレーム３１の左右側方には、旋回輪２の内側を塞ぐように略半円状の一対の補強板２４が設けられ、補強板２４はボルト２５によりアウターレース２２の上面に締結されている。これにより旋回輪２の上面部の剛性が高められる。補強板２４はアウターレース上面部の左右方向（図示矢印方向）への変形を防ぐのに十分な厚さを有している。

本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）メインフレーム３１の幅方向外側のアウターレース２２の上面に、補強板２４を取り付けるようにしたので、旋回輪２の上面部の剛性が高まる。その結果、図５に点線で示したような旋回輪２の変形が抑えられ、旋回輪２の寿命低下を防ぐことができる。
（２）アウターレース２２の上面に補強板２４を取り付けるので、アウターレース２２とインナーレース２１の隙間が補強板２４により覆われ、この隙間への異物の侵入を防ぐことができる。
（３）補強板２４を略半円状に形成し、アウターレース２２の上面を面で補強するので、十分な強度が得られる。
（４）補強板２４をボルト２５によりアウターレース２２に締結するので、現場での補強板２４の取付作業が容易である。また、アウターレース２２の上面を塞ぐようにメインフレーム３１の底板を半円状に形成する必要がないので、コストを抑えることができ、輸送重量も軽減できる。

なお、上記実施の形態では、アウターレース２２の上面に補強板２４をボルト２５で取り付けるようにしたが、溶接等により補強板２４を固設してもよい。補強板２４を略半円状に形成したが、補強板２４の形状はこれに限らない。例えば長板形状として、旋回輪２の左右方向への変形を抑えるようにしてもよい。また、補強板２４をアウターレース上面のみに固定するのではなく、一部をメインフレーム３１に固定してもよい。例えば補強板２４の一端をＬ字状に折り曲げ、メインフレーム３１の外側面にボルトで固定してもよい。

インナーレース２１の底面をトラックフレーム１１に固定し、アウターレース２２の上面にメインフレーム３１を固定するようにしたが、これとは逆にアウターレース２２の底面をトラックフレーム１１に固定し、インナーレース２１の上面にメインフレーム３１を固定してもよい。この場合、インナーレース２１の上面に補強板を取り付ければよい。上記実施の形態では、旋回輪２の剛性を高めるための補強部材として補強板２４を用いたが、補強部材は板状でなくてもよい。

上記実施の形態は、クローラクレーンに適用したが、起伏可能な作業用フロントを有する他の旋回式クレーン（例えばタワークレーン）にも同様に適用できる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の作業車両の旋回式クレーンに限定されない。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

本発明が適用されるクローラクレーンの側面図。 （ａ）は図１の旋回フレームの平面図、（ｂ）は側面図。 図１の要部構成を示す斜視図。 大型クレーンの問題点を説明する図。 旋回輪の変形状態を示す斜視図。 図３のVI-VI線断面図。 図３の平面図。

符号の説明

１ 下部走行体
２ 旋回輪
２２ アウターレース
２４ 補強板
３ 旋回フレーム
３１ メインフレーム
４ ブーム
５ カウンタウエイト

Claims (4)

1. 走行体と、
   前記走行体の上方に円環状の旋回輪を介して旋回可能に支持されるメインフレームと、
   前記メインフレームの一端部に起伏可能に支持された作業用フロントと、
   前記メインフレームの他端部に搭載されたカウンタウエイトとを備え、前記作業用フロントの先端部を経由したウインチロープを介して作業を行う旋回式クレーンにおいて、
   前記旋回輪は前記メインフレームの幅よりも大径であり、このメインフレームの幅方向外側に、前記旋回輪の剛性を高めるための補強部材を設けることを特徴とする旋回式クレーン。
2. 請求項１に記載の旋回式クレーンにおいて、
   前記補強部材は、前記メインフレームの幅方向外側に位置する旋回輪が、幅方向へ変形することを抑制するように設けられることを特徴とする旋回式クレーン。
3. 請求項２に記載の旋回式クレーンにおいて、
   前記補強部材は、前記メインフレームの幅方向外側に位置する旋回輪の上面を覆うように設けられる略半円状の補強板であることを特徴とする旋回式クレーン。
4. 請求項３に記載の旋回式クレーンにおいて、
   前記旋回輪のアウターレースの上面に、前記メインフレームおよび前記補強板が取り付けられることを特徴とする旋回式クレーン。

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