JP2015063402A - クレーン用ロープガイド - Google Patents

Abstract

【課題】全高を低く抑えた摩擦式ロープ支持体を有するクレーン用のロープガイドを提案する。【解決手段】クレーン用のロープガイドに関し、特に入れ子式のクレーン用のロープガイドに関する。このガイドは、クレーンのブームに沿ったブームヘッドから延在する少なくとも一つのロープ６用ガイドエレメントを備える。このガイドは、ガイドエレメントの少なくとも一つが、ロープ６に面するそのロープ滑動面にありロープの延在方向に横向きに見たとき実質的に丸い凹形状を有するスペーサーを備えることを特徴とする。実施形態では、ロープをガイドし載置する一もしくは複数の溝を有するスペーサーを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、クレーン用のロープガイドに関し、特に入れ子式のクレーン用のロープガイドに関する。これは、例えばクレーンの巻上げロープのような、クレーンのブームに沿って延在するすべてのクレーンロープに使用してもよい。

一般的に言えば、クレーンのそのような巻上げロープは、ホイストからヘッドのリールまでクレーンブームの頂面を横切ってガイドされる。この点で、クレーンの頂面にロープがかするのを防止するために予防措置を取る必要があり、従来技術においてこの目的のためにガイドエレメントの異なる変量が使用されている。特に入れ子式ブームが荷重下で変形する場合、これらのガイドエレメントは、ブームの頂面と接触せずに自由にロープをガイドすることを可能にすることを支援する。

一つの既知の具体化の場合、ガイドエレメントは、巻上げロープが横切るロープローラーに装着されたボールベアリングを有する。従来技術から既知のそのような設計は図６に図示されており、図６は、不図示のホイストからブームヘッド２５のヘッドリール２４まで巻上げロープが通過可能である、縮められた入れ子式ブームの前部を示しており、その入れ子式部分は、それらの片持ち梁２０Ａから２０Ｄの頂部におけるロープローラー２３に装着されたボールベアリングを有する。参照符号２６によって示されたラインは、輸送の準備ができている駐車及び縮められた状態におけるブームの最高高さに相当する。また、ロープローラー及びそれらの固定手段の高さがこの最高高さを決定することは明らかである。したがって、ロープローラーの構造は余分な高さが必要であることを意味し、４メートルの高さ制限に拘束されるクレーンの場合ではブーム断面の最適化と矛盾する。さらに、ロープがローラーを横断するときのロープへの損傷をできるだけ低く維持するために、ローラーに関する最小径から離れないようにすることが必要である。したがって、４メートルの高さ制限に達する大きなクレーンの場合には、サイズとロープ損傷との間で妥協に苦しめられる。摩耗に関する理由のため、一方では局所押圧強さが他の材料（例えばプラスチック）に関して高すぎることから、他方では例えば２フック動作の場合では２つのロープが同時にローラーを通過することから、耐摩耗性材料から作製されたローラー（通常、鋼製ローラー）を使用する必要がある。それらの一つは、他方が動いている間、静止していてもよい。これは、ローラーを分けることによってさらに償うことができるだろうが、より複雑化した、また必要となるであろう追加の装着のため、全体の構成を非常により高価なものにしてしまうだろう。

別の選択肢は、大きな高さ要求による大型クレーンの場合では、スペーサーにおいてロープローラーを使用することである。

別の選択肢は、プラスチックブロックを使用することであろう。この場合、そのようなプラスチックブロックは、それぞれの端及び入れ子式部分毎に配置されるだろう。よってこれは、ロープがブームの弾性変形に一致することを可能にするだろう。これの不利な点は、強固な接続によって引き起こされる高い局所押圧強さ、及び高い摩耗度にある。

本発明の目的は、従来技術から既知の上述の問題の少なくとも一つを克服するクレーン用のロープガイドを提案することである。特に意図することは、スペーサー手段によってロープガイドを最適化することである。この目的は、請求項１に規定されるようなクレーン用のロープガイドに基づく発明によって達成される。従属クレームは、本発明の好ましい実施形態を規定する。

この発明によって提案されるようなクレーン用のロープガイド、特に入れ子式のクレーン用ロープガイドに基づいて、クレーンのブームあるいは入れ子式のブームに沿ってブームヘッドから延在するロープ用に少なくとも一つのガイドエレメントが設けられる。ガイドエレメントの少なくとも一つは、ロープに面するその表面において凹形状、実質的にロープ外形を補足する形状を有するスペーサーを備える。

言い換えると、本発明は、ロープ用の摩擦式支持（bearing）、及びロープが滑るあるいはスライドする表面を有し、ロープの外側形状に本質的に適した外形を有するスペーサーを提案する。原理的に、外形に正確に一致する必要は無いが、円状に適応することは、常に接触面あるいは滑動面を増し、したがってそこに発生する押圧強さを著しく減少するだろう。

この発明によって達成されたロープとその滑り面との間の減じられた押圧強さは、押圧強さにおいて８０％までの低減を可能にし、あるいは適切な形状を選択した場合にはさらに９０％の低減の達成を可能にする。これは多くの利点に帰着する。それらの内の一つは、ロープへの損傷を著しく減じることである。これは、ホイストにおける多層スプーリングの場合に発生するロープ損傷よりも著しく低い。したがって、ホイストにおけるロープ損傷は、この摩耗要因を処理する構造設計に関して重大な主要点のままであり、取り残されたものを信頼可能にするために対応する算定が必要である。ロープにおける軽減された荷重による他の利点は、ロープとスペーサーあるいはガイドエレメントとの両方における本質的により長い耐用年数であり、及び、最適化された表面構造により、十分に長い耐用年数が非常に少ない材料で達成可能であるという事実である。減摩エレメント、ガイドエレメント、あるいはスペーサーは、非常に簡便な構造に基づくので、事実上本質的にメンテナンスフリーであり、取り付けのための最小の高さだけが必要である。後者の利点は、ブームの最適化のための余地を提供し、次に極限荷重の最適化のための選択肢を提供する。

この発明の一つの実施形態に基づいて、スペーサの表面（ロープ滑り面）は、ロープ方向に少なくとも一つの溝を有する。上述した相補的な形態は、ロープの外側形状及び溝の内側形状をより大きくあるいはより小さくすることを意味し、つまり滑り面における大きな半径から比較的小さな半径まで、これらはロープ半径に大いに関係する、ことを意味する。この点で、最適化はそれぞれの状況に依存するであろう。また、様々な適切な適応物が可能である。ロープ方向に溝を組み込む実施形態は、この発明の目的のために、全てのスペーサーがその滑り面に凹形状を有する必要はないことを説明する。即ち、その代わりとして、ロープ方向を横断するその幅のある領域のみを横切るような態様で丸くしてもよく、あるいはまた、幾つかの他の適切な設計のものでもよい。述べたように、少なくとも一つの溝が設けられてもよい。

しかしながら、スペーサー表面に関する別の選択肢では、隣接して存在するロープ方向における幾つかの溝を有するように設計されている。例えば、２フック形態における動作のとき、２つの巻上げロープは個々に隣接して存在する溝にスペースを見つけることができることから、特別な利点がある。同様に、個々の巻上げロープは、ブームの荷重状況あるいは曲率に応じて、この実施形態による別の溝に位置してもよく、それによって、全ての状況において有効にガイドすることが保証される。

一つの選択肢は、溝間に、溝の方へ傾斜している側壁を有する隆起した突部を設けることであり、その結果、ガイドされたロープは、側壁から安定にされるであろう溝の一つへ常に滑り落ちる。突部が円形、あるいはその頂面が丸められた設計を選んだ場合、溝を「変更する」ときのロープにおける荷重あるいは摩耗は低減されあるいは排除されるだろう。

一つの実施形態によれば、スペーサーはロープ支持体を有し、このロープ支持体は、ロープが走る方向においてアーチ形状にて外側に上ぞりであり、換言すると、この方向に凸面形状を有する。このことは、押圧強さを増し及びより大きな摩耗に帰着するであろう、入れ子式ブームの明らかな変形の場合でさえ、ロープ支持体の先端あるいは後端を越えてロープは走る必要が無いことを保証する。

ロープ滑り面、あるいは換言するとスペーサーのロープ支持体は、コーティングが設けられてもよく、その硬度はロープの硬さよりも高い。別のあるいは追加の選択肢は、ロープ支持体、あるいはロープの硬さよりも高い硬度を有する材料で全体的に作製された全部が平坦なスペーサーに関するものである。両者の場合、コーティングあるいはロープ支持体の材料は、ロープ摩擦あるいはロープ材に対して摩耗に強い。当然に、この利点は、ロープ滑り面でのスペーサーにおける摩耗が低いという事実である。これは信頼できる動作と共にメンテナンスと交換との間の期間を長くすることに帰着する。

この発明の実施形態に関して使用されたコーティングあるいはロープ支持材の材料は、以下の材料の少なくとも一つから選択され、あるいは以下の材料の一つを組み込む：
− シートメタル、特に硬化されたシートメタル、
− 下記の特性を有するＳＳＡＢで作製されたＨａｒｄｏｘ（登録商標）Ｅｘｔｒｅｍｅ：
・厚さ：８〜１９ｍｍ、
・典型的な硬度ＨＲＣ：５７〜６３、
・化学成分：

− 下記を有する薄膜
・炭窒化チタン、
・アルミニウム窒化チタン、あるいは
・ＤＣＬ（ダイヤモンド状炭素＝ＰＡＣＶＤフィルム＝プラズマ支援ＣＶＤ（化学蒸着法）法のフィルム）、
− 酸化アルミニウム、
− 酸化ジルコニウム。

一つの実施形態によれば、スペーサーは、それらが移動可能あるいは固定されるようにブームに装着される。それらは、柔軟で及び／又は弾性的で及び／又はそれらの初期位置へ戻ることが可能であるように、ブームに装着されあるいは固定されてもよい。また、ブームにおけるスペーサーの装着あるいは固定は、入れ子式のブームの長手方向に関するスペーサーの角度が調節可能なようになされてもよい。別の選択肢は、機械的で強固な固定手段によってブームにスペーサーを装着あるいは固定し、及び固定手段とスペーサーとの間に挿入された弾性部材によって柔軟性を与えることである。あるいは、スペーサーの移動及び／又はその角度を調節する能力は、また、その材料の固有の弾性に基づいて達成されてもよい。さらに別の選択肢は、柔軟である、あるいは角度を調節するために移動可能である固定手段によって、特に関節式の固定手段あるいは継手を組み込んだ固定手段によって、ブームに装着あるいは固定されるスペーサーに関するものである。

置き換え可能なスペーサーを有するそれらの実施形態の全ては、スペーサーによってロープのガイドあるいはロープのふれがブームの異なる荷重に適することを可能にする。このことは、ブームの変形の異なる度合いを全体として償うことを可能する。即ち、ロープガイドは、ブームからの距離でそれらの変形に「一致する」ことができる。また組み立てもより簡単になる。

原理的に、この発明によって提案されたタイプのクレーン用のロープガイドを、単純な非入れ子式のブームを有するクレーンに取り付けることは可能である。この実例では、ロープがブーム表面からの距離での変形に一致可能なように、頂部でより中心の方でブーム上にガイドエレメントあるいはスペーサーを固定することが実際的な利点だろう。

しかしながら、幾つかの異なる変形例では、ブームは入れ子式ブームであり、ガイドエレメントあるいはスペーサーは、入れ子式部分の各々に、あるいは幾つかに、あるいは一つおきに（２つ毎に）、２つおきに（３つ毎に）、３つおきに（４つ毎に）、特にその前端に配置され、これにより、それぞれの適用に適するようにロープガイドが最適化されることを可能にする。当然に、どの実施形態が必要とされ、特定適用の要求に応じて、入れ子式ブームにおける全ての可能な規則的な距離及び不規則な距離でスペーサーが設けられてもよい。

移動式クレーンの前部の側面図であり、この移動式クレーンの入れ子式のブームは本発明によって提案されるようなロープガイドを装備する。 図１に示すブームの前３つの入れ子式部分を示す角度にて上方から見た図である。 本発明によって提案されるようなスペーサーの側面図である。 本発明によって提案され、ある角度から見たスペーサーのロープ支持体を示す。 溝を形成した表面形状を有するロープ支持体を示すより詳細な図である。 従来技術から既知のローラーロープガイドを有する入れ子式ブームの前部を示す。

本発明は、実施形態を参照して、添付の図面を用いてより詳細に以下に記述される。

図１は、駐車され引っ込められた入れ子式ブーム２を有する移動式クレーン１の前部を図示し、メインセクションＡ、並びに他の内部に一つを入れ子にした他のセクションＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇを備え、また、ブームヘッド５が最後の最も内側のセクションＧに配置されている。スペーサー３Ａから３Ｆは、それぞれのセクションＡからＦの頂面で、それぞれのセクションの前部に配置される。それらの特別な設計は、より詳細に以下に説明されるだろう。

この段落では、この発明の記述との関連で使用される概念及び定義の説明を行う。この発明は、そのガイドエレメント及びスペーサーの設計を適切な技術分野へ導入するためにクレーン用のロープガイドであるとして規定する。しかしながら、それらの特徴付けられた、創造的な特徴は、できるだけ広く、及び、この発明の主題をこの意味でそのようなものとして構成するかもしれないガイドエレメント及びスペーサーの設計を組み込むほぼ全ての実施形態において実施されてもよい。この開示において、「ガイドエレメント」は多くの場合において特に「スペーサー」を意味するように理解した方がよいが、しかしながら、ガイドエレメントはまた、原理的に、追加的な部品であること、あるいはスペーサーの機能に直接に影響を及ぼすものを有しない他の特徴あるいは特性を有することができてもよい。例えば、表現「ガイドエレメント」はまた、さらにスペーサー用のジブ固定手段を含んでもよい。したがって、「スペーサー」用の総称として「ガイドエレメント」を解釈してもよい。

図２は、一点鎖線によって示されるロープ６がスペーサー３Ｆ、３Ｅの表面を横切って滑りながら、入れ子式のブームの頂部に沿ってその外周側の一つにおいてヘッドリール４から下方へ繰り出し可能なように、入れ子式セクションＦ及びＥの頂面におけるまさに前部の片持ち梁領域において、スペーサー３Ｆ、３Ｅがそれぞれどのように装着されるかをより明確に図示している。ヘッドリール４によってロープガイドの仕事が引き受けられることから、最も内側で最も先のセクションＧは、もはやスペーサーを有しない。図２を見ると、これは図示されていないけれども、同じスペーサー３Ｆ、３Ｅを横切って他方のヘッドリールを横切る別のロープもガイドすることができ、このことは、後者を分けることあるいは複数パート設計を選択することを有さずに可能であることを想像することができる。

図１及び図２は、特に入れ子式のクレーンの場合において、片持ち梁領域の正面に装着されたスペーサーを図示するが、一般的に、セクションの前３分の一に、あるいは別の長手方向の位置への装着を選択することもまた可能である。

より詳細を提供するために、スペーサーの内の一つ３Ａが、ブームに横向きの側面図において図３に図示されている。この例では、メインセクションＡの片持ち梁領域においてそれが固定される方法、及びその詳細な設計が分かるかもしれない。

上方へ延在するベアリングプレート（支持板）１３がねじ固定１４によってセクションＡに装着される。このベアリングプレート１３の周りで両側に置かれるものは、エラストマー材の層１２であり、この層には、２つのウェブ（web）１１が外側からエラストマー層１２のまわりでしっかりと把持するように、２つのボトムウェブ１１を有するスペーサー３Ａが置かれる。頂部で２つのウェブ１１に隣接するものは、スペーサー３Ａのロープ支持体１０であり、ロープ６はその上に横たわり図示されている。

ウェブ１１とベアリングプレート１３との間に使用されるエラストマー材１２は、２つの小さな矢印によって示された方向にスペーサーが弾力的に動くことができ、よって、異なる荷重に起因する異なる変形にスペーサーが従うことを可能にするためにスペーサーの角度が調節可能であることを保証する。上で説明したように、この角度の可調整はまた、様々な他の手段によって、例えば関節式のベアリングによって、あるいはスペーサー自体の部品あるいはその固定エレメントの部品に固有の弾性に基づいて、達成することができる。

ロープ支持体の一つの特性は、図３及び図４において分かるかもしれない。即ち、その頂部が丸い形であり、ロープが延在する方向において僅かに凸形状である。角度の可調整と共に、この丸い形の形状は、ロープが滑るとき、ロープ支持体の端においてもっぱらある角度で直接にロープが走らず、それにより、高押圧強さを及び結果としてロープへの損傷を、最適に回避することをさらに確保する。

図３に図示したロープ支持体１０は、一体形球面滑り軸受ロッドエンド（an integral design）であるが、図４に図示する実施形態は、コーティング１５を設けたロープ支持体である。ロープ支持体１０それ自身（図３）又はコーティング１５のいずれかは、ロープの硬度よりも高い硬度を有する材料から作製され、また、この目的のために使用されてもよい上述した可能な材料及びコーティングが参照されてもよい。ホイストにおける多層のスプーリングの場合における、摩耗及び結果として生じるロープへの損傷に関する利点はまた、上にも述べられ、それらを参照してもよい。

ロープ滑り面の凹状の設計（ロープ方向を横断）は図５に示されているかもしれない。ここでは、幾つかの隣接して存在する、凹状で、丸形の凹部は、ロープが走る方向における溝１６に帰着する。これは突部１７と交互に存在する。突部１７の半径Ｒ１は、ロープが滑るときロープに横力が作用したならば、隣接して配置される溝１６へロープが素早く戻るよう、ロープが一時的にのみ突部１７に留まるように、選択される。ロープ６が溝１６を滑るときの応力が分布荷重に帰し、それによって押圧強さは、ロープが溝の無い真っ直ぐな表面を単に走っている状態における場合の１０％から２０％に低減されるように、溝間の距離Ｄ１と共に溝１６の半径Ｒ２は、ロープ６の直径Ｄ２に適合する。

角度の可調整の援助により、この状態は、異なった著しいブーム変形の場合においても維持される。ロープへの損傷は、多層スプーリングによって受ける損傷よりもかなり低く留まり、２つのフック動作が可能になり、設計高さの最適な使用が可能になり、より少ないメンテナンスで耐用年数を増加することができる。

Claims (17)

1. クレーン（１）のブームあるいは入れ子式ブーム（２）に沿ってブームヘッドから延在するロープ（６）用の少なくとも一つのガイドエレメントを備えた、クレーン用のロープガイド、特に入れ子式のクレーンロープガイドであって、
   少なくとも一つのガイドエレメントは、ロープに面する表面において、ロープの外形を実質的に補足する少なくともある部分において凹形状を有するスペーサー（３Ａ−３Ｆ）を備えたことを特徴とする、クレーン用ロープガイド。
2. スペーサーの表面は、ロープ方向に少なくとも一つの溝（１６）を有する、請求項１に記載のクレーン用ロープガイド。
3. スペーサの表面は、ロープ方向に幾つかの隣接して位置する溝（１６）を有する、請求項１又は２に記載のクレーン用ロープガイド。
4. 溝（１６）の方へ傾斜している側壁を有する隆起した突部（１７）が溝（１６）の間に配置される、請求項３に記載のクレーン用ロープガイド。
5. 突部（１７）は、丸い形である、あるいはその頂面が円形である、請求項４に記載のクレーン用ロープガイド。
6. スペーサー（３Ａ−３Ｆ）は、ロープが走る方向においてアーチ形状で外側へ上ぞりである、あるいは凸状であるロープ支持体（１０）を有する、請求項１から５のいずれか一つに記載のクレーン用ロープガイド。
7. スペーサー（３Ａ−３Ｆ）は、ロープ（６）の硬度よりも高い硬度を有するコーティング（１５）を設けたロープ支持体（１０）を有する、請求項１から６のいずれか一つに記載のクレーン用ロープガイド。
8. スペーサー（３Ａ−３Ｆ）は、ロープ（６）の硬度よりも高い硬度を有する材料から作製されたロープ支持体（１０）を有する、請求項１から７のいずれか一つに記載のクレーン用ロープガイド。
9. それぞれのロープ支持体材料のコーティングは、ロープ摩擦及びロープ材料に対する摩耗に耐える、請求項７又は８に記載のクレーン用ロープガイド。
10. それぞれのロープ支持体材料のコーティングは、以下の材料の少なくとも一つから作製され、あるいは以下の材料の少なくとも一つを組み込む、請求項７から９のいずれか一つに記載のクレーン用ロープガイド：
    − シートメタル、特に硬化されたシートメタル、
    − 下記の特性を有するＳＳＡＢで作製されたＨａｒｄｏｘ（登録商標）Ｅｘｔｒｅｍｅ：
    ・厚さ：８〜１９ｍｍ、
    ・典型的な硬度ＨＲＣ：５７〜６３、
    ・化学成分：
    

    

    − 下記を有する薄膜
    ・炭窒化チタン、
    ・アルミニウム窒化チタン、あるいは
    ・ＤＣＬ（ダイヤモンド状炭素＝ＰＡＣＶＤフィルム＝プラズマ支援ＣＶＤ（化学蒸着法）法のフィルム）、
    − 酸化アルミニウム、
    − 酸化ジルコニウム。
11. スペーサー（３Ａ−３Ｆ）は、置き換え可能なようにブーム（２）に装着あるいは固定される、請求項１から１０のいずれか一つに記載のクレーン用ロープガイド。
12. スペーサー（３Ａ−３Ｆ）は、柔軟で及び／又は弾性的で及び／又はそれらの初期位置へ戻ることが可能であるように、ブーム（２）に装着あるいは固定される、請求項１から１０のいずれか一つに記載のクレーン用ロープガイド。
13. ブーム（２）におけるスペーサー（３Ａ−３Ｆ）の装着あるいは固定は、入れ子式ブームの長手方向に関してスペーサー（３Ａ−３Ｆ）の角度を調節可能にする、請求項１から１２のいずれか一つに記載のクレーン用ロープガイド。
14. スペーサー（３Ａ−３Ｆ）は、間に挿入された弾性部材を有する機械的で強固な固定手段によってブームに装着あるいは固定される、請求項１から１３のいずれか一つに記載のクレーン用ロープガイド。
15. スペーサー（３Ａ−３Ｆ）は、機械的で強固な固定手段によってブームに装着あるいは固定され、それらの移動能力及び／又はそれらの角度の調節能力は、それらの材料の弾性によって与えられる、請求項１から１４のいずれか一つに記載のクレーン用ロープガイド。
16. スペーサー（３Ａ−３Ｆ）は、柔軟あるいは置き換え可能な角度調節可能固定手段によって、特に関節式の固定手段あるいは継手を組み込んだ固定手段によって、ブームに装着あるいは固定される、請求項１から１２のいずれか一つに記載のクレーン用ロープガイド。
17. ブームは入れ子式ブーム（２）であり、スペーサー（３Ａ−３Ｆ）は、入れ子式部分のそれぞれに、あるいは幾つかに、あるいは２つ毎に、３つ毎に、４つ毎に、特にそれらの前端に、配置される、請求項１から１６のいずれか一つに記載のクレーン用ロープガイド。

Images