JP2011136797A - カウンタウエイトの懸垂装置および移動式クレーン - Google Patents

Abstract

【課題】作業効率を向上できるカウンタウエイトの懸垂装置および移動式クレーンを提供する。
【解決手段】懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのボトム側の基端部分を左右で離間してそれぞれ支持するとともに、シリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの先端部分同士を下部連結部材１３０によって連結するように構成した。そして、ボトム側油室１１１ａ，１１１ｂ同士、およびロッド側油室１１２ａ，１１２ｂ同士が連通するように油路を接続した。これにより、外部ウエイト１７の重心位置が左右方向にずれていても、外部ウエイト１７を吊り上げたときに、外部ウエイト１７が左右方向に大きく傾くことがなくなる。したがって、外部ウエイト１７の重心位置が左右方向にずれていてもウエイト部材１７ａを積み直す必要がないので、作業効率が向上する。
【選択図】図３

Description

本発明は、カウンタウエイトの懸垂装置およびカウンタウエイトの懸垂装置を備える移動式クレーンに関する。

上部旋回体の後端から所定の距離だけ離れた位置でカウンタウエイトを吊り下げることによって吊荷とのバランスをとるようにしたクレーンがある。このクレーンでは、複数のウエイトを搭載した搭載台が無負荷時には接地し、荷を吊ると複数のウエイトが搭載台ごと吊り上げられて、バランスをとるようにしている（特許文献１参照）。

特開２００８−２９７１１２号公報

しかし、上述した特許文献に記載のクレーンでは、ウエイトを搭載台に載置する位置がずれているとカウンタウエイト全体としての重心の位置がずれてしまうため、荷を吊る際に搭載台が傾いてしまう恐れがある。そのため、重心位置が左右にずれていた場合には、重心位置を修正するために各ウエイトを積み直す作業が必要となるため、非効率であった。

（１） 請求項１の発明によるカウンタウエイトの懸垂装置は、リヤマストの先端で左右方向に離間して設けられた第１および第２の垂下点にそれぞれ垂下される、カウンタウエイトを懸垂する一対の懸垂シリンダと、一対の懸垂シリンダのシリンダロッド先端同士を連結する連結部材と、カウンタウエイトを吊り上げるための部材であって、当該部材をカウンタウエイトに接続するためにカウンタウエイト上で左右方向に離間して設けられたカウンタウエイトの第１および第２の連結点と、一対の懸垂シリンダのシリンダロッド先端のそれぞれとを連結する吊り上げ部材と、一対の懸垂シリンダのロッド室同士を連通する第１の連通回路と、一対の懸垂シリンダのボトム室同士を連通する第２の連通回路とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載のカウンタウエイトの懸垂装置において、連結部材の長さは、第１および第２の垂下点と、第１および第２の連結点とをそれぞれ結ぶ直線の外側に連結部材の両端が配設されるように定められていることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項２に記載のカウンタウエイトの懸垂装置において、一対の懸垂シリンダのボトム側の基端同士を連結する、連結部材よりも短い上部連結部材をさらに備えることを特徴とする。
（４） 請求項４の発明による移動式クレーンは、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカウンタウエイトの懸垂装置と、下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に設けられる上部旋回体と、上部旋回体に取り付けられるリヤマストと、カウンタウエイトの上下方向への移動を許容し、上部旋回体に対する左右方向への移動を規制する連結ビームとを備えることを特徴とする。
（５） 請求項５の発明は、請求項４に記載の移動式クレーンにおいて、上部旋回体に取り付けられるブームと、ブームの先端とリヤマストとを接続する支持ペンダントロープとをさらに備えることを特徴とする。

本発明によれば、作業効率を向上できる。

本発明によるカウンタウエイトの懸垂装置および移動式クレーンの一実施の形態である移動式クレーンの側面図である。 外部ウエイト１７を示す図である。 リヤマスト１５の上端近傍を後方から見た図である。 懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂを駆動する油圧回路の概略を示す図である。 懸垂装置１００の動作を説明する図である。 懸垂装置１００の動作を説明する図である。

図１〜６を参照して、本発明によるカウンタウエイトの懸垂装置および移動式クレーンの一実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態の移動式クレーンの側面図である。この移動式のクレーン１は、下部走行体（走行体）１１と、走行体１１上に旋回可能に搭載される上部旋回体（旋回体）１３と、旋回体１３の先端部に回動可能に軸支されたブーム１４およびリヤマスト１５と、旋回体１３の後端部に取り付けられたカウンタウエイト１６とを有する。また、クレーン１は、カウンタウエイト１６とは別に、旋回体１３の後端から所定の距離だけ離れた位置で、後方に傾斜したリヤマスト１５の上端から吊られるカウンタウエイト（外部ウエイト）１７を備えている。以下の説明では、説明の便宜上、旋回体１３を後方から前方に向かって見たときの右側を「右側」とし、左側を「左側」として説明する。

図２（ａ）〜（ｃ）は外部ウエイト１７を示す図であり、図２（ａ）は上面図であり、図２（ｂ）は背面図であり、図２（ｃ）は右側側面図である。なお、図２（ａ），（ｂ）では次に述べるウエイト部材１７ａを２点鎖線で記載し、図２（ｃ）ではウエイト部材１７ａの記載を省略している。外部ウエイト１７は、複数のウエイト部材１７ａと、このウエイト部材１７ａを積載（搭載）するための梯子形状の搭載台（トレー）１７ｂとを有する。外部ウエイト１７では、トレー１７ｂに積載されるウエイト部材１７ａの個数を変更することで重量の調節が可能であり、クレーン１で吊り上げる荷の重量に応じた個数のウエイト部材１７ａがトレー１７ｂ上に積み上げられる。トレー１７ｂには、後述する懸垂装置１００で吊り上げるための右側連結点１７ｃと左側連結点１７ｄとが設けられている。

右側連結点１７ｃおよび左側連結点１７ｄは、トレー１７ｂの上面で左右方向に離間して設けられている。右側連結点１７ｃおよび左側連結点１７ｄは、それぞれ前後方向に２箇所ずつ設けられている。２つの右側連結点１７ｃには、それぞれ吊り上げ用のロッド１７ｅ，１７ｆの一端（下端）が接続されている。吊り上げ用のロッド１７ｅ，１７ｆの他端（上端）同士は連結されており、この他端は、後述するペンダントロープ２５の下端に接続されている。左側連結点１７ｄについても同様である。また、右側の吊り上げ用のロッド１７ｅ，１７ｆの他端と、左側の吊り上げ用のロッド１７ｅ，１７ｆの他端とは、ロッド１７ｇによって離間距離が一定に保った状態で連結されている。なお、外部ウエイト１７は、左右で対称となるように構成されている。

旋回体１３には、連結ビーム１８が取り付けられている（図１）。連結ビーム１８は、外部ウエイト１７が上下方向に移動することを許容するが、旋回体１３に対する外部ウエイト１７の左右方向への移動を禁止する。

ブーム１４の先端にはフック２１が吊り下げられ、フックロープが不図示のウインチユニットへ巻装されている。また、ブーム１４の先端後部にはブームペンダントロープ２２の一端が繋着されており、該ブームペンダントロープ２２の他端がブーム起伏ロープ２３に接続されている。ブーム起伏ロープ２３はウインチユニットへ巻装されている。２４は、リヤマスト１５の支持ロープである。

リヤマスト１５の上端近傍には、外部ウエイト１７を懸垂するための懸垂装置１００が取り付けられている。図３は、リヤマスト１５の上端近傍を後方から見た図であり、次に述べる懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂが縮退した状態を示している。懸垂装置１００は、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂと、上部連結部材１２０と、下部連結部材１３０と、吊り下げ部材１４０ａ，１４０ｂとを備えている。

懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂは、カウンタウエイトを吊り上げるための部材である吊り上げ部材（ペンダントロープ）２５を介して外部ウエイト１７を吊り上げるための油圧シリンダであり、吊り下げ部材１４０ａ，１４０ｂを介してリヤマスト１５の上端近傍からボトム側が上に、ロッド側が下になるように吊り下げられている。説明の便宜上、クレーン１の右側に設けられた懸垂シリンダに符号１１０ａを付し、クレーン１の左側に設けられた懸垂シリンダに符号１１０ｂを付す。

吊り下げ部材１４０ａ，１４０ｂは、上述したように、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂをリヤマスト１５の上端近傍から吊り下げるための部材であり、吊り下げ部材１４０ａには懸垂シリンダ１１０ａが、吊り下げ部材１４０ｂには懸垂シリンダ１１０ｂがそれぞれ取り付けられている。吊り下げ部材１４０ａ，１４０ｂの上部は、リヤマスト１５の上端近傍で、前後方向に揺動可能に軸支されている。吊り下げ部材１４０ａ，１４０ｂの下部は、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのボトム側の基端部分を軸支して、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂを左右方向に揺動可能に支持している。

懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのボトム側の基端部分同士は、上部連結部材１２０によって連結されている。懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのボトム側の基端部分同士は、その離間距離が上部連結部材１２０によって規定される。懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの先端部分同士は、下部連結部材１３０によって連結されている。懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの先端部分同士は、その離間距離が下部連結部材１３０によって規定される。

上部連結部材１２０の長さは、リヤマスト１５の左右方向の幅と同等とされている。下部連結部材１３０の長さは、外部ウエイト１７の右側連結点１７ｃと左側連結点１７ｄとの離間距離と同等とされており、上部連結部材１２０の長さよりも長い。また、上部連結部材１２０、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂおよび下部連結部材１３０によって、４リンクのリンク機構が形成されている。このリンク機構は、クレーン１の後方から見たときに、上下左右方向に延在する平面内で移動可能となるように構成されている。なお、左右の懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの伸長長さが略等しいときには、このリンク機構は、クレーン１の後方から見たときに台形形状を呈する。

懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの先端部分には、それぞれペンダントロープ２５の上端が接続されている。ペンダントロープ２５の下端は、上述したように、吊り上げ用のロッド１７ｅ，１７ｆの他端に接続されている。

図４は、懸垂装置１００の一対の懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂを駆動する油圧回路の概略を示す図である。油圧ポンプ２０１から供給される圧油は、切替弁２０２を介して、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのボトム側油室１１１ａ，１１１ｂおよびロッド側油室１１２ａ，１１２ｂへそれぞれ供給される。懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂは、ボトム側油室１１１ａ，１１１ｂ同士が第１の連通回路２０３で、ロッド側油室１１２ａ，１１２ｂ同士が第２の連通回路２０４で連通するようにそれぞれ接続されている。これにより、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂは、ボトム側油室１１１ａ，１１１ｂ同士、およびロッド側油室１１２ａ，１１２ｂ同士が同じ圧力になるように構成されている。このようにすることで、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂ間で負荷のアンバランスが生じることを防止して、懸垂装置１００やリヤマスト１５に左右で不均一となるような力が掛かることを抑制している。

このように構成されるクレーン１では、荷を吊る前に、懸垂装置１００の懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂを適宜伸長／縮退させる。このとき、クレーン１の吊荷がないときにはペンダントロープ２５が弛緩して外部ウエイト１７が接地するように、カウンタウエイト１６だけではバランスをとりきれないほどの重量がある荷を吊ったときにはペンダントロープ２５が緊張して外部ウエイト１７を吊り上げるように、ペンダントロープ２５の張り具合を調整する。このようにペンダントロープ２５の張り具合を調整しておくことで、カウンタウエイト１６だけではバランスをとりきれないほどの重量がある荷を吊ったときには、ブーム１４およびリヤマスト１５が撓んだり、クレーン１全体が前傾したりすることで外部ウエイト１７が地上から浮き上がるが、このとき、外部ウエイト１７によってクレーン１に後方へ回転するモーメントが与えられるので、クレーン１の前方への転倒が防止される。

また、旋回体１３を旋回させる際には、外部ウエイト１７を地上から浮かせる必要がある。そのため、外部ウエイト１７が接地している場合には、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂを縮退させて外部ウエイト１７を吊り上げる必要がある。しかし、外部ウエイト１７の重心が右側連結点１７ｃと左側連結点１７ｄとの中心から左右方向にずれていると、外部ウエイト１７を吊り上げる際に、右側連結点１７ｃおよび左側連結点１７ｄに掛かる荷重が左右で異なり、外部ウエイト１７を左右方向に傾かせることとなる。

たとえば、外部ウエイト１７の重心が右側連結点１７ｃと左側連結点１７ｄとの中心から左側にずれていると、外部ウエイト１７を吊り上げたときに、外部ウエイト１７の左側が右側よりも下がるように力が作用する。逆に、外部ウエイト１７の重心が右側連結点１７ｃと左側連結点１７ｄとの中心から右側にずれていると、外部ウエイト１７を吊り上げたときに、外部ウエイト１７の右側が左側よりも下がるように力が作用する。そのため、従来のクレーンでは、外部ウエイト１７の重心位置が左右方向にずれている場合、重心位置が左右方向の中心にくるようにウエイト部材１７ａを積み直す必要があった。このようなウエイト部材１７ａの積み直し作業は、クレーン作業を中断して行うため、作業効率を低下させてしまうこととなる。

これに対して、本実施の形態の懸垂装置１００では、外部ウエイト１７の重心が右側連結点１７ｃと左側連結点１７ｄとの中心から左右にずれていても、外部ウエイト１７を吊り上げたときに、外部ウエイト１７が左右方向に大きく傾くことがない。以下、詳述する。

たとえば、図５に示すように、外部ウエイト１７の重心が右側連結点１７ｃと左側連結点１７ｄとの中心から左側に△ｘだけずれているときに、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂを縮退させて、接地している外部ウエイト１７を吊り上げる場合について説明する。不図示の操作スイッチの操作によって、切替弁２０２が切り換えられて、ロッド側油室１１２ａ，１１２ｂへ圧油が供給されると、シリンダロッド１１３ａ，１１３ｂが縮退する。シリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの縮退が進行してペンダントロープ２５が緊張すると、ペンダントロープ２５からの反力によってロッド側油室１１２ａ，１１２ｂの圧力が上昇する。

さらに圧油が供給されると、上述したようにロッド側油室１１２ａ，１１２ｂ同士が第２の連通回路２０４で連通するように接続されているので、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのうち、負荷が小さい方の懸垂シリンダ、すなわち、重心がずれた方とは反対側の右側の懸垂シリンダ１１０ａのシリンダロッド１１３ａが優先的に縮退する。このとき、ペンダントロープ２５によって下方に引かれているため、シリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの先端の高さ位置に差が出にくく、下部連結部材１３０が左側に移動することによって、左右のシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの長さの差を吸収する。

上述したように、連結ビーム１８によって外部ウエイト１７の左右方向への移動が規制されているため、下部連結部材１３０が左側に移動して、外部ウエイト１７を僅かに左斜め上から引き上げようとしても、外部ウエイト１７は左側へは移動しない。そのため、下部連結部材１３０が左側にある程度移動すると、下部連結部材１３０には、ペンダントロープ２５からの反力によって右側へ戻そうとする力が働く。これにより下部連結部材１３０の左側への移動が停止する。

また、下部連結部材１３０を右側に戻そうとする力は、負荷が小さい方の懸垂シリンダ１１０ａに対してはシリンダロッド１１３ａを伸長させようとする力として働き、負荷が大きい方の懸垂シリンダ１１０ｂに対してはシリンダロッド１１３ｂを縮退させようとする力として働く。そのため、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂの負荷が略等しくなり、ロッド側油室１１２ａ，１１２ｂが略等しくなるので、左右のシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂが略同様に縮退するようになる。これにより、図６に示すように、外部ウエイト１７は、左側が下がるような傾きが進行することなく、上昇することとなる。

なお、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂを縮退させず、カウンタウエイト１６だけではバランスをとりきれないほどの重量がある荷を吊って、外部ウエイト１７が地上から浮き上がる場合も同様である。

本実施の形態のクレーン１では、次の作用効果を奏する。
（１） 懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのボトム側の基端部分を左右で離間してそれぞれ支持するとともに、シリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの先端部分同士を下部連結部材１３０によって連結するように構成した。そして、ボトム側油室１１１ａ，１１１ｂ同士が第１の連通回路２０３で、ロッド側油室１１２ａ，１１２ｂ同士が第２の連通回路２０４で連通するようにそれぞれ接続した。これにより、外部ウエイト１７の重心位置が左右方向にずれていても、外部ウエイト１７を吊り上げたときに、外部ウエイト１７が左右方向に大きく傾くことがなくなる。したがって、外部ウエイト１７の重心位置が左右方向にずれていてもウエイト部材１７ａを積み直す必要がないので、クレーン作業の作業効率が向上する。

（２） 下部連結部材１３０の長さを、上部連結部材１２０の長さよりも長くなるように構成した。これにより、外部ウエイト１７の重心位置のずれに起因して、左右の懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの長さがある程度不均一となっても、それ以上、シリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの長さが不均一となることを防止するので、外部ウエイト１７の傾きを抑制できる。

（３） 懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのボトム側の基端部分同士を上部連結部材１２０によって連結し、シリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの先端部分同士を下部連結部材１３０によって連結してリンク機構を構成した。これにより、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂの上下で、左右方向の離間距離を規定できるとともに、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂにはラジアル方向の力が掛からないので、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂの寿命を短くすることがない。

−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、上部連結部材１２０の長さがリヤマスト１５の左右方向の幅と同等とされ、下部連結部材１３０の長さが外部ウエイト１７の右側連結点１７ｃと左側連結点１７ｄとの離間距離と同等とされているが、本発明はこれに限定されない。外部ウエイト１７の吊り上げに際して下部連結部材１３０が左右方向に移動したとしても、少なくとも、次に述べる第１直線および第２直線で挟まれる空間よりも外側にシリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの先端部分が位置するように下部連結部材１３０の長さが規定されていればよい。ここで、第１直線とは、懸垂シリンダ１１０ａのボトム側の基端部分と右側連結点１７ｃに接続されている吊り上げ用のロッド１７ｅ，１７ｆの他端同士を連結している部分とを結ぶ直線を指す。また、第２直線は、懸垂シリンダ１１０ｂのボトム側の基端部分と左側連結点１７ｄに接続されている吊り上げ用のロッド１７ｅ，１７ｆの他端同士を連結している部分とを結ぶ直線を指す。

（２） 上述の説明では、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのボトム側の基端部分が上方に、シリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの先端部分が下方に位置するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、懸垂シリンダ１１０ａ，１１０ｂのボトム側の基端部分が下方に、シリンダロッド１１３ａ，１１３ｂの先端部分が上方に位置するように構成してもよい。

（３） 上述の説明では、移動式のクレーン１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、移動式ではないクレーンにも適用できる。
（４） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、リヤマストの先端で左右方向に離間して設けられた第１および第２の垂下点にそれぞれ垂下される、カウンタウエイトを懸垂する一対の懸垂シリンダと、一対の懸垂シリンダのシリンダロッド先端同士を連結する連結部材と、カウンタウエイトを吊り上げるための部材であって、当該部材をカウンタウエイトに接続するためにカウンタウエイト上で左右方向に離間して設けられたカウンタウエイトの第１および第２の連結点と、一対の懸垂シリンダのシリンダロッド先端のそれぞれとを連結する吊り上げ部材と、一対の懸垂シリンダのロッド室同士を連通する第１の連通回路と、一対の懸垂シリンダのボトム室同士を連通する第２の連通回路とを備えることを特徴とする各種構造のカウンタウエイトの懸垂装置、および、この懸垂装置を備える各種構造の移動式クレーンを含むものである。

１ クレーン １３ 上部旋回体（旋回体）
１４ ブーム １５ リヤマスト
１７ カウンタウエイト（外部ウエイト） １８ 連結ビーム
２５ 吊り上げ部材（ペンダントロープ） １００ 懸垂装置
１１０ａ，１１０ｂ 懸垂シリンダ １２０ 上部連結部材
１３０ 下部連結部材

Claims (5)

1. リヤマストの先端で左右方向に離間して設けられた第１および第２の垂下点にそれぞれ垂下される、カウンタウエイトを懸垂する一対の懸垂シリンダと、
   前記一対の懸垂シリンダのシリンダロッド先端同士を連結する連結部材と、
   カウンタウエイトを吊り上げるための部材であって、当該部材をカウンタウエイトに接続するためにカウンタウエイト上で左右方向に離間して設けられたカウンタウエイトの第１および第２の連結点と、前記一対の懸垂シリンダのシリンダロッド先端のそれぞれとを連結する吊り上げ部材と、
   前記一対の懸垂シリンダのロッド室同士を連通する第１の連通回路と、
   前記一対の懸垂シリンダのボトム室同士を連通する第２の連通回路とを備えることを特徴とするカウンタウエイトの懸垂装置。
2. 請求項１に記載のカウンタウエイトの懸垂装置において、
   前記連結部材の長さは、前記第１および第２の垂下点と、前記第１および第２の連結点とをそれぞれ結ぶ直線の外側に前記連結部材の両端が配設されるように定められていることを特徴とするカウンタウエイトの懸垂装置。
3. 請求項２に記載のカウンタウエイトの懸垂装置において、
   前記一対の懸垂シリンダのボトム側の基端同士を連結する、前記連結部材よりも短い上部連結部材をさらに備えることを特徴とするカウンタウエイトの懸垂装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のカウンタウエイトの懸垂装置と、
   下部走行体と、
   前記下部走行体上に旋回可能に設けられる上部旋回体と、
   前記上部旋回体に取り付けられるリヤマストと、
   前記カウンタウエイトの上下方向への移動を許容し、前記上部旋回体に対する左右方向への移動を規制する連結ビームとを備えることを特徴とする移動式クレーン。
5. 請求項４に記載の移動式クレーンにおいて、
   前記上部旋回体に取り付けられるブームと、
   前記ブームの先端と前記リヤマストとを接続する支持ペンダントロープとをさらに備えることを特徴とする移動式クレーン。
   

Images