以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1〜図7を参照して、本発明の一実施形態によるクレーンの構成について説明する。
本実施形態によるクレーンは、いわゆるクローラクレーンであり、図1に示すように、クローラ式の下部走行体2と、その下部走行体2上に旋回可能となるように搭載された上部旋回体4とを備える。
上部旋回体4は、図1に示すように、旋回体本体6と、運転室7と、ブーム8と、起伏機構10と、支持装置12と、指令装置13(図7参照)と、張力検出部14(図7参照)と、表示装置15(図7参照)とを備える。
旋回体本体6は、下部走行体2上に旋回可能となるように搭載されている。
運転室7は、その内部でオペレータがクレーンに各種動作を実行させるための操作を行うものであり、旋回体本体6に設けられている。
ブーム8は、起伏可能となるように旋回体本体6の前部に取り付けられている。具体的には、ブーム8は、旋回体本体6の前部に取り付けられる基端部を有し、その基端部を支点として起伏するようになっている。ブーム8の先端部からは、フック装置16が吊り下げられ、そのフック装置16によって吊荷が吊られるようになっている。
起伏機構10は、ブーム8を起伏動作させるための機構であり、後述の支持ロープ18を後方へ引っ張ることによりブーム8を起立させる一方、支持ロープ18を前方へ送り出すことによりブーム8を倒伏させるように構成されている。具体的に、起伏機構10は、支持ロープ18と、ガイロープ20と、上部スプレッダ22と、下部スプレッダ24と、起伏ロープ26と、起伏ウインチ28とを備える。
支持ロープ18は、組立状態にあるクレーンにおいてブーム8の先端近傍から後方へ延びており、その一端がブーム8の先端近傍に接続され、その他端が支持装置12の後述するマスト32の上端部(先端部)に接続されている。すなわち、支持ロープ18は、ブーム8の先端近傍の部分と後述するマスト32の上端部とを繋ぐものである。この支持ロープ18は、本発明による「ロープ」の一例である。
ガイロープ20は、その一端が支持装置12の後述するマスト32の上端部に接続され、その他端が上部スプレッダ22に接続されている。
下部スプレッダ24は、旋回体本体6の後部に設置されており、回転可能なシーブ24aを備えている。また、上部スプレッダ22は、回転可能なシーブ22aを備えており、そのシーブ22aと下部スプレッダ24のシーブ24aとに起伏ロープ26が掛けまわされた状態で旋回体本体6の上方に配置されている。上部スプレッダ22は、下部スプレッダ24との間に間隔をあけて配置されている。
起伏ウインチ28は、旋回体本体6に設置されており、起伏ロープ26の巻き取り及び巻き出しを行うものである。この起伏ウインチ28から引き出された起伏ロープ26が前記のように下部スプレッダ24のシーブ24aと上部スプレッダ22のシーブ22aとに掛けまわされている。起伏ウインチ28は、起伏ロープ26を巻き取ることにより、上部スプレッダ22を下部スプレッダ24側へ引き寄せるとともにガイロープ20を介して後述のマスト32の先端部を後方へ引っ張り、それにより支持ロープ18を介してブーム8の先端近傍を後方へ引っ張ってブーム8を起立させる。また、起伏ウインチ28は、起伏ロープ26を巻き出すことにより、上部スプレッダ22が下部スプレッダ24から離れる方向へ変位するのを許容し、ブーム8の先端部を支持ロープ18、後述のマスト32、ガイロープ20、上部スプレッダ22及び起伏ロープ26を介して後方から支持しつつそのブーム8が自重により前方へ倒伏するのを許容する。
支持装置12は、旋回体本体6に設けられており、ブーム8を起伏機構10の支持ロープ18を介して後方から支持するものである。この支持装置12は、マスト32と、伸縮装置34(図4〜図6参照)とを備える。
マスト32は、本発明の「支持部材」の一例であり、ブーム8の後方において起伏可能(回動可能)となるように旋回体本体6に設けられている。具体的には、マスト32は、旋回体本体6のうちブーム8の基端部の取付箇所の後方に位置する箇所に取り付けられた基端部を有し、その基端部を支点として起伏可能(回動可能)となっている。また、マスト32は、クレーンが組立状態にあるときに起伏機構10の支持ロープ18を介してブーム8の先端近傍と繋がる上端部(先端部)を有する。マスト32は、その上端部の高さ位置が変化するように伸縮可能に構成されている。マスト32は、起伏機構10の支持ロープ18を介してブーム8を後方から支持する。
マスト32は、基本マスト36と、2段マスト38と、3段マスト40と、4段マスト42とを有する。
基本マスト36は、伸長状態にあるマスト32の最も基端側に位置する部分であり、旋回体本体6に取り付けられるマスト32の基端部を有する部分である。基本マスト36は、筒状に形成されている。
2段マスト38は、基本マスト36から先端側へ進出した位置と基本マスト36内へ退避した位置との間で基本マスト36の軸方向に移動可能となるように基本マスト36に挿入されている。2段マスト38は、筒状に形成されている。
3段マスト40は、2段マスト38から先端側へ進出した位置と2段マスト38内へ退避した位置との間で2段マスト38の軸方向に移動可能となるように2段マスト38に挿入されている。3段マスト40は、筒状に形成されている。
4段マスト42は、3段マスト40から先端側へ進出した位置と3段マスト40内へ退避した位置との間で3段マスト40の軸方向に移動可能となるように3段マスト40に挿入されている。
2段マスト38、3段マスト40及び4段マスト42が図1、図3及び図6に示すようにそれぞれ進出位置へ移動することによってマスト32が伸長する一方、それらのマスト38,40,42が図2及び図4に示すようにそれぞれ退避位置へ移動することによってマスト32が収縮するようになっている。
伸縮装置34(図4〜図6参照)は、マスト32を伸縮させる装置であり、指令装置13(図7参照)からの指令に応じてマスト32を伸縮させる動作を行う。伸縮装置34は、2段マストシリンダ44と、3段マストシリンダ46と、4段マスト進退装置48と、作動油供給装置50(図7参照)とを有する。
2段マストシリンダ44は、2段マスト38を基本マスト36に対して軸方向に進退移動させる油圧シリンダである。2段マストシリンダ44は、基本マスト36及び2段マスト38の内部にそれらのマスト36,38の軸方向に沿って延びるように設けられている。2段マストシリンダ44は、シリンダ部52と、ロッド部53と、ピストン部54とを有する。ピストン部54は、シリンダ部52内にそのシリンダ部52の軸方向に移動可能に収容されており、ロッド部53は、ピストン部54からシリンダ部52の軸方向に延びてそのシリンダ部52の一端から突出している。ロッド部53は、シリンダ部52内でのピストン部54の移動に伴ってシリンダ部52に対して進退移動するようになっている。シリンダ部52は、2段マスト38に固定され、ロッド部53は、基本マスト36に固定されている。
シリンダ部52のうち2段マスト38の先端側の端部近傍には、伸長側ポート52aが設けられ、シリンダ部52のうち反対側の端部近傍には、収縮側ポート52bが設けられている。伸長側ポート52aを通じてシリンダ部52内に作動油が供給されることにより、ピストン部54が2段マスト38の基端側へ移動するとともにロッド部53がシリンダ部52から進出して2段マストシリンダ44が伸長し、それによって2段マストシリンダ44は2段マスト38を基本マスト36から進出させる。一方、収縮側ポート52bを通じてシリンダ部52内に作動油が供給されることにより、ピストン部54が2段マスト38の先端側へ移動するとともにロッド部53がシリンダ部52内に退避して2段マストシリンダ44が収縮し、それによって2段マストシリンダ44は2段マスト38を基本マスト36内へ退避させる。
3段マストシリンダ46は、3段マスト40を2段マスト38に対して軸方向に進退移動させる油圧シリンダである。3段マストシリンダ46は、2段マスト38及び3段マスト40の内部にそれらのマスト38,40の軸方向に沿って延びるように設けられている。3段マストシリンダ46は、シリンダ部56と、ロッド部57と、ピストン部58とを有する。シリンダ部56は、3段マスト40に固定され、ロッド部57は、2段マスト38に固定されている。3段マストシリンダ46におけるシリンダ部56、ロッド部57及びピストン部58の構成は、2段マストシリンダ44内におけるシリンダ部52、ロッド部53及びピストン部54の構成と同様である。
シリンダ部56のうち3段マスト40の先端側の端部近傍には、伸長側ポート56aが設けられ、シリンダ部56のうち反対側の端部近傍には、収縮側ポート56bが設けられている。伸長側ポート56aを通じてシリンダ部56内に作動油が供給されることにより、ピストン部58が3段マスト40の基端側へ移動するとともにロッド部57がシリンダ部56から進出して3段マストシリンダ46が伸長し、それによって3段マストシリンダ46は3段マスト40を2段マスト38から進出させる。一方、収縮側ポート56bを通じてシリンダ部56内に作動油が供給されることにより、ピストン部58が3段マスト40の先端側へ移動するとともにロッド部57がシリンダ部56内に退避して3段マストシリンダ46が収縮し、それによって3段マストシリンダ46は3段マスト40を2段マスト38内へ退避させる。
4段マスト進退装置48は、2段マスト38に対する3段マスト40の進退移動に応じて4段マスト42を3段マスト40に対して軸方向に進退移動させる装置である。4段マスト進退装置48は、伸長用シーブ60と、伸長用ロープ62と、収縮用シーブ64と、収縮用ロープ66とを有する。
伸長用シーブ60は、3段マスト40の先端部に固定された回転軸68によって軸支されている。伸長用ロープ62は、その一端が2段マスト38の先端部に固定されているとともに、その中間部が伸長用シーブ60に掛けられて折り返され、その他端が4段マスト42の基端部に設けられた固定部70に固定されている。収縮用シーブ64は、3段マスト40の基端部に固定された回転軸71によって軸支されている。収縮用ロープ66は、その一端が2段マスト38の先端部に固定されているとともに、その中間部が収縮用シーブ64に掛けられて折り返され、その他端が前記固定部70に固定されている。
4段マスト42が3段マスト40内に退避し且つ3段マスト40が2段マスト38内に退避した状態(図5参照)から3段マストシリンダ46が3段マスト40を2段マスト38から進出させると、それに応じて、伸長用ロープ62のうち2段マスト38の先端に固定された一端から伸長用シーブ60までの部分が長くなるようにその伸長用ロープ62の他端から伸長用シーブ60までの部分が一端側へ引っ張られる。これに伴って、伸長用ロープ62の他端が固定された固定部70が伸長用シーブ60側へ引き寄せられ、その結果、4段マスト42が3段マスト40内から先端側へ進出するようになっている。
一方、4段マスト42が3段マスト40から進出し且つ3段マスト40が2段マスト38から進出した状態(図6参照)から3段マストシリンダ46が3段マスト40を2段マスト38内へ退避させると、それに応じて、収縮用ロープ66のうち2段マスト38の先端に固定された一端から収縮用シーブ64までの部分が長くなるようにその収縮用ロープ66の他端から収縮用シーブ64までの部分が一端側へ引っ張られる。これにより、収縮用ロープ66の他端が固定された固定部70が収縮用シーブ64側へ引き寄せられ、それに伴って4段マスト42が3段マスト40内へ退避するようになっている。4段マスト進退装置48は、以上のように4段マスト42を3段マスト40に対して軸方向に進退移動させるように構成されている。
作動油供給装置50(図7参照)は、各マストシリンダ44,46を伸縮させるためにそれらのマストシリンダ44,46へ作動油を供給する装置である。作動油供給装置50は、各マストシリンダ44,46の伸長側ポート52a,56a及び収縮側ポート52b,56bとそれぞれ配管を介して接続されている。作動油供給装置50は、指令装置13の後述のコントローラ74からの指令に応じて、各マストシリンダ44,46の伸長側ポート52a,56aへ作動油を供給する状態と、各マストシリンダ44,46の収縮側ポート52b,56bへ作動油を供給する状態と、各伸長側ポート52a,56a及び各収縮側ポート52b,56bへの作動油の供給を遮断する状態とに切り換わるように構成されている。
指令装置13は、伸縮装置34にマスト32の伸縮を指示する指令を出力し、また、起伏ウインチ28に起伏ロープ26の巻取り/巻出しの動作を指示する指令を出力するものであり、運転室7(図1参照)内に設けられている。この指令装置13は、図7に示すように、伸縮操作装置72と、起伏操作装置73と、コントローラ74とを有する。
伸縮操作装置72は、伸縮装置34によるマスト32の伸縮のための操作に用いられるものであり、オペレータによって操作される伸縮操作レバー72aを備える。伸縮操作レバー72aは、中立位置に対して一方側である伸長側とその反対側である収縮側とに操作可能となっている。伸縮操作装置72は、伸縮操作レバー72aの操作状態についての情報、具体的には伸縮操作レバー72aが中立位置、伸長側又は収縮側のいずれの位置にあるか、また、伸縮操作レバー72aの中立位置から伸長側又は収縮側への操作量等の情報をコントローラ74へ出力するように構成されている。
起伏操作装置73は、起伏機構10によるブーム8の起伏のための操作、具体的には起伏ウインチ28による起伏ロープ26の巻取り/巻出しの操作に用いられるものであり、オペレータによって操作される起伏操作レバー73aを備える。起伏操作レバー73aは、中立位置に対して一方側である起立側とその反対側である倒伏側とに操作可能となっている。起伏操作装置73は、起伏操作レバー73aの操作状態についての情報、具体的には起伏操作レバー73aが中立位置、起立側又は倒伏側のいずれの位置にあるか、また、起伏操作レバー73aの中立位置からの起立側又は倒伏側への操作量等の情報をコントローラ74へ出力するように構成されている。
コントローラ74は、伸縮操作装置72から伸縮操作レバー72aの操作状態についての情報が入力されたことに応じて伸縮装置34にマスト32を伸長、収縮又は伸縮停止させる動作を指示する指令を出力する。具体的には、コントローラ74は、伸縮操作装置72から伸縮操作レバー72aが中立位置にあることを示す情報が入力されている場合には、伸縮装置34の作動油供給装置50へ各マストシリンダ44,46の伸長側ポート52a,56a及び収縮側ポート52b,56bへの作動油の供給を遮断することを指示する指令を出力する。また、コントローラ74は、伸縮操作装置72から伸縮操作レバー72aが伸長側へ操作されたことを示す情報とその伸長側への操作量の情報が入力されている場合には、伸縮装置34の作動油供給装置50へ各マストシリンダ44,46の伸長側ポート52a,56aに伸縮操作レバー72aの伸長側への操作量に応じた量の作動油を供給することを指示する指令を出力する。また、コントローラ74は、伸縮操作装置72から伸縮操作レバー72aが収縮側へ操作されたことを示す情報とその収縮側への操作量の情報が入力されている場合には、伸縮装置34の作動油供給装置50へ各マストシリンダ44,46の収縮側ポート52b,56bに伸縮操作レバー72aの収縮側への操作量に応じた量の作動油を供給することを指示する指令を出力する。
また、コントローラ74は、起伏操作装置73から起伏操作レバー73aの操作状態についての情報が入力されたことに応じて起伏ウインチ28にブーム8を起立、倒伏又は停止させる動作、すなわち起伏ロープ26の巻取動作、巻出動作又は作動停止を指示する指令を出力する。具体的に、コントローラ74は、起伏操作装置73から起伏操作レバー73aが中立位置にあることを示す情報が入力されている場合には、起伏ウインチ28を作動停止させる。また、コントローラ74は、起伏操作装置73から起伏操作レバー73aが起立側へ操作されたことを示す情報が入力された場合には、起伏ウインチ28に起伏ロープ26の巻取動作を行わせ、起伏操作装置73から起伏操作レバー73aが倒伏側へ操作されたことを示す情報が入力された場合には、起伏ウインチ28に起伏ロープ26の巻出動作を行わせる。
張力検出部14は、起伏ロープ26の張力を検出するものであり、例えば下部スプレッダ24に設けられている。張力検出部14は、検出した起伏ロープ26の張力のデータをコントローラ74へ送信する。
表示装置15は、クレーンの各種動作に関する情報等を画面表示するものであり、運転室7内に設けられている。表示装置15は、コントローラ74からの指令により張力検出部14が検出した起伏ロープ26の張力の値を表示する。
次に、本実施形態のクレーンの上部旋回体4の組立時及び分解時の作業について説明する。
まず、組立時には、旋回体本体6にブーム8及び支持装置12を取り付ける(取付工程)。この際、ブーム8を倒伏させた状態でそのブーム8の基端部を旋回体本体6の前部に取り付ける。また、マスト32を収縮させた状態、すなわち2段マスト38を基本マスト36内に退避させ、3段マスト40を2段マスト38内に退避させ、且つ、4段マスト42を3段マスト40内に退避させた状態で、支持装置12のマスト32の基端部(基本マスト36の基端部)を旋回体本体6に取り付ける。
次に、図2に示すように、倒伏状態のブーム8の先端近傍に支持ロープ18の一端を接続するとともに収縮状態のマスト32の先端部(4段マスト42の先端部)に支持ロープ18の他端を接続して、倒伏状態のブーム8の先端近傍と収縮状態のマスト32の先端部とを支持ロープ18で繋ぐ(連結工程)。
また、ガイロープ20の一端を収縮状態のマスト32の先端部に接続するとともに、そのガイロープ20の他端を上部スプレッダ22に接続し、起伏ウインチ28から引き出した起伏ロープ26を下部スプレッダ24のシーブ24aと上部スプレッダ22のシーブ22aとに掛けまわす。
そして、図2の状態からマスト32を伸長させてマスト32の上端部の高さ位置を上昇させ、図3に示す状態にする(伸長工程)。この際、以下の手順でマスト32を伸長させる。
オペレータが運転室7内で伸縮操作レバー72aを中立位置から伸長側へ操作する。この操作に応じて、コントローラ74は、作動油供給装置50へ伸縮操作レバー72aの伸長側への操作量に応じた油量で2段マストシリンダ44の伸長側ポート52aに作動油を供給することを指示する指令を出力し、作動油供給装置50は、その指令に応じて2段マストシリンダ44の伸長側ポート52aへ作動油を供給する。これにより、2段マストシリンダ44が伸長し、2段マスト38を基本マスト36から進出させる。
コントローラ74は、図5に示すように2段マストシリンダ44が最大に伸長した状態、すなわち2段マスト38が基本マスト36から進出しきった状態になると、続いて作動油供給装置50へ3段マストシリンダ46の伸長側ポート56aに作動油を供給することを指示する指令を出力し、作動油供給装置50は、その指令に応じて3段マストシリンダ46の伸長側ポート56aへ作動油を供給する。これにより、3段マストシリンダ46が伸長し、3段マスト40を2段マスト38から進出させる。そして、3段マスト40の進出に応じて、4段マスト進退装置48が4段マスト42を3段マスト40から進出させる。このようにして、マスト32が伸長し、図3に示す状態となる。
ただし、本実施形態では、オペレータが伸縮操作レバー72aを伸長側へ段階的に操作し、起伏ロープ26に掛かる張力が上限値を超えないように上記のマスト32の伸長を段階的に実施する。
具体的には、オペレータは、張力検出部14により検出されて表示装置15に表示された起伏ロープ26の張力の値を見て、その張力の値が所定の上限値に達するまで伸縮操作レバー72aを伸長側へ操作する。オペレータは、起伏ロープ26の張力の値が上限値に達したときには伸縮操作レバー72aを中立位置へ戻す。これにより、マスト32の伸長が停止される。その後、オペレータは、起伏操作レバー73aを倒伏側へ操作して、起伏ウインチ28に起伏ロープ26を巻き出させる。これにより、起伏ロープ26に掛かる張力が低下し、オペレータは、表示装置15に表示される張力の値が所定の下限値に達したところで起伏操作レバー73aを中立位置へ戻して起伏ウインチ28による起伏ロープ26の巻出動作を停止させる。その後、オペレータは、再び、伸縮操作レバー72aを伸長側へ操作してマスト32の伸長を再開する。以上の操作を繰り返すことにより、マスト32を最大長さまで伸長させる。
マスト32を伸長させた後、オペレータは、起伏操作レバー73aを起立側へ操作して、起伏ウインチ28に起伏ロープ26を巻き取らせる。これにより、上部スプレッダ22が下部スプレッダ24側に引き寄せられるとともにガイロープ20を介してマスト32の先端部が後方へ引っ張られ、それによってマスト32が基端部を支点として後方へ回動するとともに支持ロープ18を介してブーム8の先端近傍を後方斜め上へ引き上げる。その結果、図1に示すようにブーム8が引き起こされる(起立工程)。以上のようにして、クレーンの組立が行われる。
次に、クレーンの上部旋回体4の分解時には、基本的には上記組立時と逆の手順で作業を行う。
具体的に、クレーンが図1の状態から、オペレータが起伏操作レバー73aを倒伏側へ操作することにより起伏ウインチ28に起伏ロープ26を巻き出させ、図3に示すようにブーム8を倒伏させる。
その後、マスト32を収縮させてマスト32の上端部の高さ位置を低下させ、図2に示す状態にする。この際、以下の手順でマスト32を収縮させる。
オペレータが運転室7内で伸縮操作レバー72aを中立位置から収縮側へ操作する。この操作に応じて、コントローラ74は、作動油供給装置50へ伸縮操作レバー72aの収縮側への操作量に応じた油量で3段マストシリンダ46の収縮側ポート52bに作動油を供給することを指示する指令を出力し、作動油供給装置50は、その指令に応じて3段マストシリンダ46の収縮側ポート56bへ作動油を供給する。これにより、3段マストシリンダ46が収縮し、3段マスト40を2段マスト38内へ退避させる。そして、この3段マスト40の退避に応じて、4段マスト進退装置48が4段マスト42を3段マスト40内へ退避させる。
コントローラ74は、3段マストシリンダ46が収縮しきった状態(図5参照)、すなわち3段マスト40が2段マスト38内に退避しきるとともに4段マスト42が3段マスト40内に退避しきった状態になると、続いて作動油供給装置50へ2段マストシリンダ44の収縮側ポート52bに作動油を供給することを指示する指令を出力し、作動油供給装置50は、その指令に応じて2段マストシリンダ44の収縮側ポート52bへ作動油を供給する。これにより、2段マストシリンダ44が収縮し、2段マスト38を基本マスト36内へ退避させる。このようにして、マスト32が収縮し、図2に示す状態となる。
ただし、このマスト32の収縮時も上記伸長時と同様、オペレータが伸縮操作レバー72aを収縮側へ段階的に操作し、起伏機構10によって与えられる支持ロープ18を介したブーム8の後方からの支持力が消失しないように上記のマスト32の収縮を段階的に実施する。
具体的に、オペレータは、張力検出部14により検出されて表示装置15に表示された起伏ロープ26の張力の値を見て、その張力の値が所定の下限値に達するまで伸縮操作レバー72aを収縮側へ操作する。オペレータは、起伏ロープ26の張力の値が下限値に達したときには伸縮操作レバー72aを中立位置へ戻す。これにより、マスト32の収縮が停止される。その後、オペレータは、起伏操作レバー73aを起立側へ操作して、起伏ウインチ28に起伏ロープ26を巻き取らせる。これにより、起伏ロープ26に掛かる張力が増加し、オペレータは、表示装置15に表示される張力の値が所定の上限値に達したところで起伏操作レバー73aを中立位置へ戻して起伏ウインチ28による起伏ロープ26の巻取動作を停止させる。その後、オペレータは、再び、伸縮操作レバー72aを収縮側へ操作してマスト32の収縮を再開する。以上の操作を繰り返すことにより、マスト32を最小長さまで収縮させる。
マスト32を収縮させた後、支持ロープ18をマスト32とブーム8から取り外し、ガイロープ20をマスト32から取り外す。その後、ブーム8とマスト32を旋回体本体6から取り外す。以上のようにして、クレーンの分解が行われる。
本実施形態では、マスト32が支持ロープ18を介してブーム8と繋がる上端部を有していてその上端部の高さ位置に変化するように伸縮可能に構成されているとともに、伸縮装置34が指令装置13のコントローラ74から出力された指令に応じてマスト32を伸縮させる動作を行うため、クレーンの分解時にはマスト32を収縮させてコンパクト化できるとともに、オペレータは伸縮操作レバー72aを収縮側へ操作してコントローラ74にマスト32の収縮のための指令を伸縮装置34の作動油供給装置50へ出力させるだけでマスト32の収縮作業を実施できる。このため、クレーンの分解時の作業を簡略化することができる。
また、本実施形態では、クレーンの組立時には、収縮したマスト32の上端部と倒伏状態のブーム8の先端近傍とを支持ロープ18で連結することができるため、マスト32の上端部とブーム8の先端近傍との間の距離を縮めた状態で支持ロープ18によりそのマスト32の上端部とブーム8の先端近傍とを連結することができる。このため、この連結作業にかかる労力を削減してクレーンの組立時の作業を簡略化することができる。
また、本実施形態では、クレーンの組立時に収縮状態のマスト32の上端部と倒伏状態のブーム8の先端近傍とを支持ロープ18を介して連結した後、伸縮装置34によりマスト32を伸長させ、支持ロープ18とブーム8の軸心との間の角度を大きくすることができる。その結果、倒伏状態のブーム8を引き起こすときに、支持ロープ18に掛かる負荷(張力)及びその支持ロープ18からブーム8に掛かる軸方向の負荷を低減することができる。
具体的には、ブーム8の軸方向の長さをLとし、ブーム8の重量をMとし、ブーム8の重心がブーム8の軸方向の中央位置にあるとすると、ブーム8の重量Mによるブームフット(ブーム8の基端部)回りのモーメントは、L・M/2で表される。また、支持ロープ18の張力をTとし、支持ロープ18とブーム8の軸心との間の角度をθとすると、支持ロープ18からブーム8に加えられるそのブーム8を引き上げる力、すなわちブーム8を起立させる力は、支持ロープ18の張力の鉛直方向成分であり、T・sinθで表される。倒伏状態のブーム8が起立する時には、ブーム8を起立させる力がブーム8の重量Mによるブームフット回りのモーメントよりも大きいため、次式(1)が成り立つ。
この式(1)より、ブーム8を起立させるときの支持ロープ18の張力Tの条件は、次式(2)を満たすこととなる。
また、支持ロープ18の張力Tのうちブーム8の軸方向成分Pは、T・cosθとなる。
ここで、図8に示す比較例のようにマスト132の長さが固定である場合の支持ロープ18とブーム8の軸心との間の角度をθ1とし、図9に示す本実施形態のようにマスト32が伸縮可能に構成されていて、そのマスト32を比較例のマスト132と同じ起伏角度に配置するとともに比較例のマスト132よりも大きな長さまで伸長させた場合の支持ロープ18とブーム8の軸心との間の角度をθ2とすると、θ1とθ2との関係は、0<θ1<θ2<0.5πとなる。この場合、次式(3)の関係が成り立つ。
ここで、図8の比較例における支持ロープ18の張力をT1とし、図9の本実施形態における支持ロープ18の張力をT2とすると、上記式(3)の関係から次式(4)の関係が成り立つ。
ここで、図8の比較例において倒伏状態のブーム8を引き起こすときの支持ロープ18の張力をT1とし、図9の本実施形態において倒伏状態のブーム8を引き起こすときの支持ロープ18の張力をT2とすると、上記式(2)及び上記式(4)の関係から、図9の本実施形態において倒伏状態のブーム8を引き起こすときの支持ロープ18の張力T2は、図8の比較例において倒伏状態のブーム8を引き起こすときの支持ロープ18の張力T1よりも低減する(T1>T2になる)ことが判る。
また、図8の比較例において支持ロープ18の張力T1のうちのブーム8の軸方向成分をP1とし、図9の本実施形態における支持ロープ18の張力T2のうちのブーム8の軸方向成分P2とする。ここで、cosθ1>cosθ2の関係が成り立つから、次式(5)の関係が成り立つ。
従って、図9の本実施形態における支持ロープ18の張力T2のブーム8の軸方向成分P2は、図8の比較例における支持ロープ18の張力T1のブーム8の軸方向成分P1よりも低減することが判る。すなわち、本実施形態では、ブーム8の軸方向に掛かる負荷が低減することが判る。
また、本実施形態では、オペレータが伸縮操作レバー72aを伸長側へ操作してコントローラ74にマスト32の伸長のための指令を伸縮装置34の作動油供給装置50へ出力させるだけでマスト32の伸長作業を実施できるから、クレーンの組立時の作業を簡略化することができる。
また、本実施形態では、ブーム8が起立した状態でのクレーン作業時においても、マスト32が伸長した状態で支持ロープ18とブーム8の軸心との間の角度を大きくすることができるため、支持ロープ18に掛かる負荷及びその支持ロープ18からブーム8に掛かる軸方向の負荷を低減することができる。
また、本実施形態では、指令装置13が運転室7内に設けられているため、オペレータが運転室7内から指令装置13により伸縮装置34にマスト32を伸縮させる動作を指令できる。このため、オペレータが、例えばクレーンの組立時にマスト32を伸長させた後、倒伏状態のブーム8を引き起こす一連の操作を運転室7内で行うことができ、クレーンの操作の利便性を向上できる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含む。
例えば、本発明は、上述したタイプ以外の様々なタイプのクレーンに適用可能である。具体的には、ホイール式の下部走行体を備えるホイールクレーンや、クレーン本体が特定の設置場所に固定的に設置されるタワークレーン等にも、本発明の伸縮式の支持装置を適用可能である。
また、図10に示すように、ブーム8の先端部に起伏可能なジブ82が接続されるとともに、そのジブ82の基端部にフロントストラット83が接続され、ブーム8の先端部にリアストラット84が接続されていて、そのフロントストラット83とリアストラット84との間の角度を変化させることによりブーム8に対してジブ82を起伏させるラッフィングクレーンの支持装置12や、図11に示すように、ブーム8の先端部にジブ82がブーム8に対する角度が固定された状態で接続された固定ジブタイプのクレーンの支持装置12にも、本発明の伸縮式の支持装置の構成を適用可能である。
また、図12に示すように、ブーム8の先端部にジブ82が接続されているとともに、そのジブ82の基端部にフロントストラット83及びリアストラット84が接続されているが、フロントストラット83とリアストラット84との間の角度が固定であり、それら両ストラット83,84と一体的にジブ82がブーム8に対して起伏するタワータイプのクレーンの支持装置12にも、本発明の伸縮式の支持装置の構成を適用可能である。
また、図13に示すように、ブーム8の先端に延長ブーム86が連結されたロングブームタイプのクレーンであって、延長ブーム86の先端部を支持ロープ18aで支持装置12のマスト32の先端部に繋ぐとともにブーム8の先端部を別の支持ロープ18bで支持装置12のマストの先端部に繋いで、それらの延長ブーム86の先端部とブーム8の先端部とを別々の支持ロープ18a,18bで支持するクレーンの支持装置12にも、本発明の伸縮式の支持装置の構成を適用可能である。
また、同様にロングブームタイプで図14に示すように途中で分岐した支持ロープ18cによって延長ブーム86の先端部とブーム8の先端部とを支持するクレーンの支持装置12にも、本発明の伸縮式の支持装置の構成を適用可能である。
また、図15及び図16に示す変形例のようにマスト32の先端部に上部スプレッダに替わるシーブ87が設けられていてもよい。具体的に、この変形例では、支持装置12は、旋回体本体6の幅方向に並設された伸縮式の2本のマスト32とその2本のマスト32の先端部同士を連結する連結部材88とを有する支持部材89と、各マスト32に個別に設けられた図略の伸縮装置とを備える。伸縮装置としては、例えば上記実施形態で示した伸縮装置34と同様のものが用いられる。両マスト32の先端部の連結部材88には、シーブ87が回転可能となるように設けられており、旋回体本体6には、上記実施形態の下部スプレッダ24と同様にシーブ24aが設けられている。そして、連結部材88に設けられた上側のシーブ87と旋回体本体6に設けられた下側のシーブ24aとに、起伏ウインチ28から引き出された起伏ロープ26が複数回掛けまわされている。そして、支持部材89の上端部の連結部材88とブーム8の先端近傍とが支持ロープ18によって連結されている。
この変形例では、起伏ウインチ28が起伏ロープ26を巻き取ることにより上側のシーブ87とともに支持部材89の上端部が下側のシーブ24a側へ引き寄せられて支持部材89が後方へ回動し、それによって支持ロープ18を介してブーム8を起立させるようになっている。また、この変形例では、支持部材89の各マスト32に設けられた図略の各伸縮装置のマストシリンダに等しい量の作動油が供給され、それによって各マスト32のマストシリンダが同期して伸縮動作し、その結果、2本のマスト32が同期して伸縮するようになっている。
また、図17及び図18に示す変形例のように、支持装置12の支持部材90は、上端部の高さ位置が変化するように上下に伸縮するガントリ91であってもよい。
具体的には、この変形例によるクレーンでは、マストが設けられておらず、ブーム8の先端近傍とガントリ91の上端部とが起伏機構10のガイロープ20、上部スプレッダ22、下部スプレッダ24及び起伏ロープ26を介して繋がっている。ガントリ91は、上部旋回体4の側方から見て三角形状をなすガントリ本体92と、そのガントリ本体92の下側において旋回体本体6に設けられ、ガントリ本体92を下から支持する複数の伸縮可能なマスト32とを備えている。各マスト32は、上下方向に延びるように旋回体本体6上に立設されており、上下方向に伸縮可能となっている。各マスト32には、個別に図略の伸縮装置が設けられている。この伸縮装置としては、例えば上記実施形態で示した伸縮装置34と同様のものが用いられる。各マスト32に設けられた図略の伸縮装置のマストシリンダには、等しい量の作動油が供給され、それによって各マスト32のマストシリンダが同期して伸縮動作し、その結果、全マスト32が同期して伸縮するようになっている。この全マスト32の伸縮によって、ガントリ91は、図17に示すように上端部の高さ位置が上昇した伸長状態と、図18に示すように上端部の高さ位置が低下した収縮状態とを取り得るようになっている。
この変形例では、クレーンの組立時には、ガントリ91の全マスト32のマストシリンダを収縮させてガントリ91の上端部の高さ位置を低下させてから、倒伏状態のブーム8の先端近傍とガントリ91の上端部とを起伏機構10により連結し、その後、全マスト32のマストシリンダを伸長させてガントリ91の上端部の高さ位置を上昇させた後、起伏機構10によりブーム8を引き起こす。
また、図19及び図20に示す変形例のように、支持装置12の支持部材95は、共に伸縮可能なフロントメンバ96及びリアメンバ97を有するガントリ98であってもよい。
具体的に、この変形例では、フロントメンバ96及びリアメンバ97が上記マスト32と同様に軸方向に伸縮可能に構成されているとともに、フロントメンバ96の先端部(上端部)とリアメンバ97の先端部(上端部)とが互いに結合されており、それら両メンバ96,97の互いに結合された先端部によってガントリ98の上端部が形成されている。ガントリ98の上端部は、上記図17及び図18に示した変形例と同様、起伏機構10のガイロープ20、上部スプレッダ22、下部スプレッダ24及び起伏ロープ26を介してブーム8の先端近傍と繋がっている。フロントメンバ96とリアメンバ97には、個別に図略の伸縮装置が設けられている。この伸縮装置としては、例えば上記実施形態で示した伸縮装置34と同様のものが用いられる。各メンバ96,97に設けられた図略の伸縮装置の油圧シリンダには、等しい量の作動油が供給され、それによって各メンバ96,97の油圧シリンダが同期して伸縮動作し、その結果、フロントメンバ96とリアメンバ97が同期して伸縮するようになっている。この両メンバ96,97の同期した伸縮によって、ガントリ98は、図19に示すように上端部の高さ位置が上昇した伸長状態と、図20に示すように上端部の高さ位置が低下した収縮状態とを取り得るようになっている。
この変形例においても、クレーンの組立時には、ガントリ98の両メンバ96,97を収縮させてガントリ98の上端部の高さ位置を低下させてから、倒伏状態のブーム8の先端近傍とガントリ98の上端部とを起伏機構10により連結し、その後、両メンバ96,97を伸長させてガントリ98の上端部の高さ位置を上昇させた後、起伏機構10によりブーム8を引き起こす。
また、支持部材を伸縮させる伸縮装置は、上述したような油圧シリンダを用いたものに限定されない。例えば、伸縮装置は、電動のアクチュエータにより支持部材を伸縮させるものであってもよい。