JP2016037342A - クレーン - Google Patents

Abstract

【課題】ブームの軸方向の荷重の増加を抑えながら、ブームの横たわみを抑制すること、および、ブームの吊り能力の低下を防止することができるようにする。【解決手段】上部旋回体３を構成する旋回フレーム６と、旋回フレーム６に起伏可能に取り付けられたブーム４と、ブーム４のブームフット部４ａに取り付けられ、旋回フレーム６の横方向に対して平行に延びる緊張マスト１２と、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に張った状態で設けられた緊張ロープ１３と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、起伏可能なブームで吊荷を吊り上げる作業を行うクレーンに関する。

クレーンは、起伏可能なブームで吊荷を吊り上げる作業を行う。この時に、風力や旋回慣性力等により、ブームには軸方向とは別に横荷重が作用する。この横荷重によって、ブームに横たわみが発生する。

そこで、特許文献１〜３には、伸縮ブームの長手方向に対して交差する方向に延びる緊張マストと伸縮ブームの先端部との間に緊張ロープを張設した移動式クレーンが開示されている。緊張ロープの張力によって、ブームの横たわみが抑制される。

特開２０１２−５１６９２号公報 特開２０１２−５１７１４号公報 特開２０１２−５６７５０号公報

しかしながら、特許文献１〜３においては、緊張ロープの張力によって発生した荷重が、ブームの横たわみを抑制するのみならず、ブームの軸方向の荷重を増加させる。その結果、ブームの応力が増加する。また、緊張ロープと伸縮ブームとの間の角度が小さいので、緊張ロープに作用する張力のうち、ブームの横たわみを抑制するように働く力が、ブームの軸方向に働く力よりも小さい。そのため、ブームの軸方向に働く力の増加に比べてブームの横たわみを抑制する効果が小さい。

クレーンを上方から見た模式図である図１４を用いて具体的に説明する。クレーンの本体５１には、ブーム５２が起伏可能に取り付けられ、ブーム５２の長手方向に対して直交する方向に延びる緊張マスト５３とブーム５２の先端部との間には、緊張ロープ５４が張設されている。緊張ロープ５４とブーム５２との間の角度をθ１とすると、緊張ロープ５４に作用する張力Ｔのうち、Ｔｓｉｎθ１が、ブーム５２の軸方向に直交する方向に作用してブーム５２の横たわみを抑制する荷重となり、Ｔｃｏｓθ１がブームの軸方向の荷重となる。しかし、角度θ１が小さい場合には、Ｔｓｉｎθ１が小さく、Ｔｃｏｓθ１が大きいことがわかる。よって、ブーム５２の軸方向に働く力の増加に比べてブーム５２の横たわみを抑制する効果が小さいことがわかる。

さらに、特許文献１〜３では、ブームの先端に緊張ロープを接続するための部材が必要となるので、ブーム先端の重量が増加し、ブームの吊り能力が低下する要因となっている。

本発明の目的は、ブームの軸方向の荷重の増加を抑えながら、ブームの横たわみを抑制すること、および、ブームの吊り能力の低下を防止することが可能なクレーンを提供することである。

本発明のクレーンは、本体と、前記本体に起伏可能に取り付けられたブームと、前記ブームの基端部または前記本体に取り付けられ、前記本体の横方向に対して平行または斜めに延びる緊張マストと、前記緊張マストの先端部と前記ブームの中間部との間に張った状態で設けられた緊張ロープと、を有することを特徴とする。

本発明によると、緊張マストの先端部とブームの中間部との間に緊張ロープを張った状態で設ける。これにより、緊張マストの先端部とブームの先端部との間に緊張ロープを張った場合に比べて、緊張ロープとブームとの角度が大きくなる。そのため、緊張マストの先端部とブームの先端部との間に緊張ロープを張った場合と、緊張マストの先端部とブームの中間部との間に緊張ロープを張った場合とで、緊張ロープの張力が同じであると仮定すると、緊張ロープとブームとの角度が大きい後者の方が、緊張ロープの張力に対して横たわみを抑制するように働く力であるｓｉｎθ成分が大きくなる。よって、緊張ロープとブームとの角度を大きくすることで、ブームの横たわみをより小さな張力で抑制することができる。その結果、緊張ロープの耐力に裕度が発生するので、より大きな横たわみを抑制する荷重を緊張ロープに付与することが可能となる。

また、緊張マストの先端部とブームの先端部との間に緊張ロープを張った場合と、緊張マストの先端部とブームの中間部との間に緊張ロープを張った場合とで、緊張ロープの張力が同じであると仮定すると、緊張ロープとブームとの角度が大きい後者の方が、緊張ロープの張力に対してブーム軸方向に働く力であるｃｏｓθ成分が小さくなる。よって、緊張ロープとブームとの角度を大きくすることで、ブームの軸方向の荷重の増加を抑制することができるので、ブームの応力増加を抑えることができる。

また、前者は、ブーム軸方向に働く力がブームの全長にわたって作用する。これに対して、後者は、ブーム軸方向に働く力がブームにおける緊張ロープの接続部からブームの基端部までの部分に作用する。よって、緊張マストの先端部とブームの中間部との間に緊張ロープを張ることで、ブームにおいて、ブーム軸方向の荷重が増加する部分を少なくすることができる。これにより、ブームの応力増加を抑えることができるので、ブームへの負荷を軽減することができる。特に、ブーム軸方向の力が増加し、ブームの設計許容力を超えてしまった場合には、ブームを厚肉化するなどしてブームの強度を向上させる必要があるが、ブームにおける緊張ロープの接続部からブームの基端部までの部分において強度を向上させればよい。そのため、ブームの重量増加に与える影響が少ない。

また、前者は、緊張マストの先端部とブームの先端部との間に緊張ロープを張ることで、ブームの先端部に緊張ロープを接続するための部材を設ける必要がある。そのため、ブームの先端の重量が増加することによりブーム先端のモーメントが増加し、ブームの吊り能力が低下する。これに対して、後者は、緊張マストの先端部とブームの中間部との間に緊張ロープを張るために、ブームの中間部に緊張ロープを接続するための部材を設ける。即ち、ブームの先端に緊張ロープを接続するための部材を設けなくて済む。そのため、ブームの先端の重量が増加することによるモーメントの増加が抑制される。これにより、前者に比べてブームの吊り能力の低下を抑制することができる。

よって、ブームの軸方向の荷重の増加を抑えながら、ブームの横たわみを抑制することができるとともに、ブームの吊り能力の低下を防止することができる。

第１実施形態におけるクレーンの斜視図である。 第１実施形態におけるクレーンを上方から見た模式図である。 従来例におけるクレーンを上方から見た模式図である。 第１実施形態におけるクレーンを上方から見た別の模式図である。 第２実施形態におけるクレーンを上方から見た模式図である。 第３実施形態におけるクレーンを上方から見た模式図である。 第４実施形態におけるクレーンを上方から見た模式図である。 第５実施形態におけるクレーンを上方から見た模式図である。 第６実施形態におけるクレーンを上方から見た模式図である。 第７実施形態におけるクレーンを上方から見た模式図である。 第８実施形態におけるクレーンを上方から見た模式図である。 第９実施形態におけるクレーンを上方から見た模式図である。 第１０実施形態におけるクレーンを上方から見た模式図である。 クレーンを上方から見た模式図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

［第１実施形態］
（クレーンの構成）
本発明の第１実施形態による作業機械は、クレーン１である。クレーン１は、斜視図である図１に示すように、後述するブーム４（アタッチメント）により、吊荷３１を吊り上げる作業（荷役作業）等を行う。クレーン１は、移動式クレーンであり、クローラクレーンであり、例えばラチスブームクローラクレーンである。なお、クレーン１は、固定式クレーンであってもよい。以下、紙面手前側を前側、紙面奥側を後側とする。

クレーン１は、下部走行体２と、上部旋回体（本体）３と、ブーム４と、を備える。下部走行体２は、左右のクローラ５により走行可能である。上部旋回体３は、下部走行体２の上部に旋回ベアリング（図示せず）を介して旋回可能に設けられている。

ブーム４は、ラチス構造であり、吊荷３１の吊り上げ等を行うための起伏部材である。ブーム４は、上部旋回体３の前端部において、上部旋回体３を構成する旋回フレーム６に起伏可能に取り付けられている。旋回フレーム６は、旋回ベアリングにより旋回可能に支持されている。

ブーム４の先端部には、シーブ７が取り付けられている。シーブ７には、上部旋回体３に設けられた巻上ウインチ（図示せず）で巻上げ及び巻下げされるロープ８がかけられている。このロープ８が巻上げ及び巻下げされることで、吊荷３１が上げ下げされる。

上部旋回体３には、マスト９が設けられている。マスト９は、ブーム４の後側に設けられている。マスト９の先端部と、ブーム４の先端部４ｃとは、ガイライン１０を介して連結されている。また、マスト９の先端部（図示しない上部スプレッダ）と、上部旋回体３の後部に設けられた下部スプレッダ（図示せず）とは、ブーム起伏ロープ１１を介して連結されている。上部旋回体３に設けられた起伏ウインチ（図示せず）で、ブーム起伏ロープ１１を巻込み及び巻出しすることで、マスト９が起伏する結果、ブーム４が起伏する。

なお、上部旋回体３には、図示しないカウンタウエイトやキャブ（運転室）が設けられている。カウンタウエイトは、吊荷３１とバランスをとるためのおもりであり、上部旋回体３の後端部に設けられている。キャブは、旋回フレーム６の左右に設けられた左フレームおよび右フレーム（図示せず）のうち、例えば、右フレーム上に設けられている。

また、クレーン１は、緊張マスト１２を有している。緊張マスト１２は、ブーム４が旋回フレーム６に取り付けられている端部（基端部）であるブームフット部４ａに取り付けられている。緊張マスト１２は、旋回フレーム６の横方向に対して平行に延びている。横方向とは、クレーン１の前後方向と直交する水平方向を指す。なお、緊張マスト１２は、旋回フレーム６におけるブームフット部４ａの近傍に取り付けられていてもよい。また、緊張マスト１２は、旋回フレーム６の横方向に対して斜めに延びていてもよい。斜めに延びる方向は、横方向に対して上下左右のいずれに傾斜していてもよい。

また、クレーン１は、緊張ロープ１３を有している。緊張ロープ１３は、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に張った状態で設けられている。ブーム４の中間部４ｂは、ブームフット部４ａとブーム４の先端部４ｃとの間に位置している。

クレーンを上方から見た模式図である図２に示すように、緊張マスト１２は、ブーム４の左右にそれぞれ設けられている。よって、緊張ロープ１３は、ブーム４の左右にそれぞれ張った状態で設けられている。

ここで、ブーム４は、下部ブーム４ｄと、複数の中間ブーム４ｅと、上部ブーム４ｆとが連結されて構成されている。下部ブーム４ｄ、複数の中間ブーム４ｅ、および、上部ブーム４ｆにそれぞれ設けられているコネクタにピンが挿入されることで、下部ブーム４ｄと中間ブーム４ｅ、中間ブーム４ｅ同士、および、中間ブーム４ｅと上部ブーム４ｆとがそれぞれ連結される。ブーム４の中間部４ｂは、下部ブーム４ｄと中間ブーム４ｅとの接続箇所から、中間ブーム４ｅと上部ブーム４ｆとの接続箇所までの間の任意の位置である。

また、下部ブーム４ｄ、中間ブーム４ｅ、および、上部ブーム４ｆは、それぞれ長方体の各辺をなす複数のメインパイプと、メインパイプ同士を連結するラチスパイプとで構成されている。よって、下部ブーム４ｄ、中間ブーム４ｅ、および、上部ブーム４ｆは、ブーム４の軸方向の両端部の強度が強く、軸方向の中間部の強度が弱い。そこで、下部ブーム４ｄ、中間ブーム４ｅ、および、上部ブーム４ｆが座屈しないように、緊張ロープ１３は、下部ブーム４ｄ、中間ブーム４ｅ、および、上部ブーム４ｆのいずれかの軸方向の端部に接続されている。

ここで、ブーム４はその自重で下方向にたわむ。これにより、強度が必要となるブーム４の下部の重量が大きくなるため、ブーム４単体の重心位置は軸方向の中心よりもブームフット部４ａ側に位置する。そこで、ブーム４単体の重心位置、または、重心位置よりもブームフット部４ａ側の位置に、緊張ロープ１３を接続することが好ましい。緊張ロープ１３を接続する位置がブームフット部４ａに近いほど、緊張ロープ１３を接続するための部材によるモーメントの増加が少なくなるので、ブーム４の吊り能力の低下を抑制することができる。ただし、緊張ロープ１３を接続する位置がブームフット部４ａに近いほど、接続位置からブーム４の先端側において横たわみが発生しやすくなるので、横たわみを抑制する効果と、ブーム４の吊り能力低下への影響とはトレードオフの関係となる。そこで、設計思想に基づき接続位置を設定する必要がある。なお、ブーム４の重心位置は、作業半径や吊荷３１の重さによりブーム４の構成がその都度変更されるため、ブーム４の構成ごとに変化する。

（従来例との対比）
次に、本実施形態のクレーン１と、特許文献１〜３に開示された従来例におけるクレーン４１とを対比しながら説明する。従来例におけるクレーン４１を上方から見た図である図３に示すように、ブーム４４で吊荷を吊り上げる作業を行っている時に、風力や旋回慣性力等により、ブーム４４には軸方向とは別に横荷重Ｐが作用する。この横荷重Ｐによって、ブーム４４に横たわみが発生する。そこで、従来例では、緊張マスト４２をブームフット部４４ａの位置に設け、緊張ロープ４３を、緊張マスト４２の先端部とブーム４４の先端部４４ｃとの間に張った状態で設けている。ここで、ブーム４４の長さをＬ、緊張マスト４２の長さをｌ、緊張ロープ４３の張力をＴ１、ブーム４４の先端部４４ｃにかかる横荷重をＰ、ブーム４４と緊張ロープ４３との間の角度をθ１とする。緊張ロープ４３の張力Ｔ１に対してＴ１ｓｉｎθ１がブーム４４の横たわみを抑制する荷重になり、Ｔ１ｃｏｓθ１がブーム４４の軸方向に働く力となる。

一方、本実施形態においては、クレーン１を上方から見た図である図４に示すように、緊張マスト１２をブームフット部４ａの位置に設け、緊張ロープ１３を、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に張った状態で設けている。ここで、ブーム４の長さをＬ、緊張マスト１２の長さをｌ、ブーム４における緊張ロープ１３の接続部からブームフット部４ａまでの距離をｘ、緊張ロープ１３の張力をＴ２、ブーム４の先端部４ｃにかかる横荷重をＰ、ブーム４と緊張ロープ１３との間の角度をθ２とする。緊張ロープ１３の張力Ｔ２に対してＴ２ｓｉｎθ２がブーム４の横たわみを抑制する荷重になり、Ｔ２ｃｏｓθ２がブーム４の軸方向に働く力となる。

本実施形態においては、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に緊張ロープ１３を張った状態で設けることで、従来例（図３参照）に比べて、緊張ロープ１３とブーム４との角度が大きくなる。即ち、θ２はθ１よりも大きい。

ここで、緊張マスト４２の先端部とブーム４４の先端部４４ｃとの間に緊張ロープ４３を張った場合（図３参照）と、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に緊張ロープ１３を張った場合（図４参照）とで、緊張ロープの張力が同じであると仮定する。すると、緊張ロープ１３とブーム４との角度が大きい本実施形態の方が、緊張ロープの張力に対して横たわみを抑制する荷重であるｓｉｎθ成分が大きくなる。即ち、ｓｉｎθ２は、ｓｉｎθ１よりも大きい。

よって、緊張ロープ１３とブーム４との角度を大きくすることで、ブーム４の横たわみをより小さな張力で抑制することができる。その結果、緊張ロープ１３の耐力に裕度が発生するので、より大きな横たわみを抑制する荷重を緊張ロープ１３に付与することが可能となる。

また、従来例と本実施形態とで緊張ロープの張力が同じであると仮定すると、緊張ロープ１３とブーム４との角度が大きい本実施形態の方が、緊張ロープの張力に対してブーム軸方向に働く力であるｃｏｓθ成分が小さくなる。即ち、ｃｏｓθ２は、ｃｏｓθ１よりも小さい。

よって、緊張ロープ１３とブーム４との角度を大きくすることで、ブーム４の軸方向の荷重の増加を抑制することができるので、ブーム４の応力増加を抑えることができる。

また、図３に示す従来例では、ブーム４４の軸方向に働く力がブーム４４の全長Ｌにわたって作用する。これに対して、図４に示す本実施形態では、ブーム４の軸方向に働く力がブーム４における緊張ロープ１３の接続部からブーム４のブームフット部４ａまでの部分（距離ｘの部分）に作用する。よって、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に緊張ロープ１３を張ることで、ブーム４において、ブーム４の軸方向の荷重が増加する部分を少なくすることができる。これにより、ブーム４の応力増加を抑えることができるので、ブーム４への負荷を軽減することができる。

特に、ブーム４の軸方向の力が増加し、ブーム４の設計許容力を超えてしまった場合には、ブーム４を厚肉化するなどしてブーム４の強度を向上させる必要がある。しかし、本実施形態では、ブーム４における緊張ロープ１３の接続部からブーム４のブームフット部４ａまでの部分（距離ｘの部分）において強度を向上させればよい。そのため、ブーム４の重量増加に与える影響が少ない。

また、図３に示す従来例では、緊張マスト４２の先端部とブーム４４の先端部４４ｃとの間に緊張ロープ４３を張ることで、ブーム４４の先端部４４ｃに緊張ロープ４３を接続するための部材を設ける必要がある。そのため、ブーム４４の先端の重量が増加することによりブーム４４の先端のモーメントが増加し、ブーム４４の吊り能力が低下する。これに対して、図４に示す本実施形態では、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に緊張ロープ１３を張るために、ブーム４の中間部４ｂに緊張ロープ１３を接続するための部材を設ける。即ち、ブーム４の先端部４ｃに緊張ロープ１３を接続するための部材を設けなくて済む。そのため、ブーム４の先端の重量が増加することによるモーメントの増加が抑制される。これにより、従来例に比べてブーム４の吊り能力の低下を抑制することができる。

よって、本実施形態のクレーン１は、ブーム４の軸方向の荷重の増加を抑えながら、ブーム４の横たわみを抑制することができるとともに、ブーム４の吊り能力の低下を防止することができる。

なお、図４に示す本実施形態のように、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に緊張ロープ１３を張った場合であっても、緊張ロープ１３の張力に対してブーム４の軸方向に働く力であるｃｏｓθ成分が作用する。そのため、緊張ロープ１３を張らない場合と比べると、ブーム４の軸方向に働く力は増加する。これを補うために、ブーム４を厚肉化するなどしてブーム４の強度を向上させると、ブーム４の重量が増加する。

また、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に緊張ロープ１３を張った場合、ブーム４における緊張ロープ１３の接続部からブーム４のブームフット部４ａまでの部分（距離ｘの部分）において横たわみが抑制されるが、ブーム４における緊張ロープ１３の接続部からブーム４の先端部４ｃまでの部分において横たわみが生じる。

そして、ブーム４における緊張ロープ１３の接続部が先端部４ｃ寄りであるほど、横たわみを抑制する効果は大きくなるが、ブーム４の軸方向に働く力が増加する。これを補うためにブーム４を厚肉化するなどすると、ブーム４の重量が増加する。逆に、ブーム４における緊張ロープ１３の接続部がブームフット部４ａ寄りであるほど、ブーム４の軸方向に働く力は小さくなるので、ブーム４の重量の増加を抑えられるが、横たわみを抑制する効果は小さくなる。

このように、横たわみ低減効果と、ブーム４の重量増加とは、トレードオフの関係にある。ここで、上述したように、ブーム４単体の重心位置またはその近傍を緊張ロープ１３で引っ張るのが好ましい。そこで、この関係を考慮して、ブーム４単体の重心位置を中心として、ブーム４への緊張ロープ１３の接続位置の先端部４ｃ側の限界位置（上限）、および、ブームフット部４ａ側の限界位置（下限）をそれぞれ設定する。

また、横たわみに対する剛性を向上させる方法として、ブームフット部４ａの幅を広げることが考えられる。しかし、この場合、旋回フレーム６の幅も広くする必要がある。ところが、クレーン１においては運搬における車幅に制限があるため、旋回フレーム６の幅に限界がある。一方、本実施形態では、緊張ロープ１３により横たわみを抑制しているので、ブームフット部４ａの幅を制限内に収めることができる。

（作用・効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るクレーン１によると、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に緊張ロープ１３を張った状態で設ける。これにより、緊張マスト１２の先端部とブーム４の先端部４ｃとの間に緊張ロープ１３を張った場合に比べて、緊張ロープ１３とブーム４との角度が大きくなる。そのため、緊張マスト１２の先端部とブーム４の先端部４ｃとの間に緊張ロープ１３を張った場合と、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に緊張ロープ１３を張った場合とで、緊張ロープ１３の張力が同じであると仮定すると、緊張ロープ１３とブーム４との角度が大きい後者の方が、緊張ロープ１３の張力に対して横たわみを抑制するように働く力であるｓｉｎθ成分が大きくなる。よって、緊張ロープ１３とブーム４との角度を大きくすることで、ブーム４の横たわみをより小さな張力で抑制することができる。その結果、緊張ロープ１３の耐力に裕度が発生するので、より大きな横たわみを抑制する荷重を緊張ロープ１３に付与することが可能となる。

また、緊張マスト１２の先端部とブーム４の先端部４ｃとの間に緊張ロープ１３を張った場合と、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に緊張ロープ１３を張った場合とで、緊張ロープ１３の張力が同じであると仮定すると、緊張ロープ１３とブーム４との角度が大きい後者の方が、緊張ロープ１３の張力に対してブーム４の軸方向に働く力であるｃｏｓθ成分が小さくなる。よって、緊張ロープ１３とブーム４との角度を大きくすることで、ブーム４の軸方向の荷重の増加を抑制することができるので、ブーム４の応力増加を抑えることができる。

また、前者は、ブーム４の軸方向に働く力がブーム４の全長にわたって作用する。これに対して、後者は、ブーム４の軸方向に働く力がブーム４における緊張ロープ１３の接続部からブーム４のブームフット部４ａまでの部分に作用する。よって、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に緊張ロープ１３を張ることで、ブーム４において、ブーム４の軸方向の荷重が増加する部分を少なくすることができる。これにより、ブーム４の応力増加を抑えることができるので、ブーム４への負荷を軽減することができる。特に、ブーム４の軸方向の力が増加し、ブーム４の設計許容力を超えてしまった場合には、ブーム４を厚肉化するなどしてブーム４の強度を向上させる必要があるが、ブーム４における緊張ロープ１３の接続部からブーム４のブームフット部４ａまでの部分において強度を向上させればよい。そのため、ブーム４の重量増加に与える影響が少ない。

また、前者は、緊張マスト１２の先端部とブーム４の先端部４ｃとの間に緊張ロープ１３を張ることで、ブーム４の先端部４ｃに緊張ロープ１３を接続するための部材を設ける必要がある。そのため、ブーム４の先端の重量が増加することによりブーム４の先端のモーメントが増加し、ブーム４の吊り能力が低下する。これに対して、後者は、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂとの間に緊張ロープ１３を張るために、ブーム４の中間部４ｂに緊張ロープ１３を接続するための部材を設ける。即ち、ブーム４の先端に緊張ロープ１３を接続するための部材を設けなくて済む。そのため、ブーム４の先端の重量が増加することによるモーメントの増加が抑制される。これにより、前者に比べてブーム４の吊り能力の低下を抑制することができる。

よって、ブーム４の軸方向の荷重の増加を抑えながら、ブーム４の横たわみを抑制することができるとともに、ブーム４の吊り能力の低下を防止することができる。

［第２実施形態］
（クレーンの構成）
次に、本発明の第２実施形態に係るクレーン２０１について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態のクレーン２０１が第１実施形態のクレーン１と異なる点は、クレーン２０１を上方から見た模式図である図５に示すように、緊張ロープ１３が、ブーム４の中間部４ｂにおける複数の位置と緊張マスト１２の先端部との間にそれぞれ張った状態で設けられている点である。本実施形態においては、緊張ロープ１３が、ブーム４の左右に２本ずつ設けられているが、本数はこれに限定されない。

複数の緊張ロープ１３は、それぞれが横たわみを抑制する。よって、各緊張ロープ１３の張力が小さくても、より大きな横たわみを抑制することが可能となる。

なお、本実施形態において、複数の緊張ロープ１３は、いずれも中間ブーム４ｅの軸方向の端部に接続されているが、下部ブーム４ｄにおける中間ブーム４ｅ側の端部や、上部ブーム４ｆにおける中間ブーム４ｅ側の端部に接続されていてもよい。

（作用・効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るクレーン２０１によると、緊張ロープ１３を、緊張マスト１２の先端部とブーム４の中間部４ｂにおける複数の位置との間にそれぞれ張った状態で設ける。複数の緊張ロープ１３の各々で、ブーム４の横たわみを抑制することで、複数の緊張ロープ１３の各々の張力を小さくすることができる。これにより、緊張ロープ１３の耐力に裕度が発生するので、より大きな横たわみを抑制する荷重を緊張ロープ１３に付与することが可能となる。

［第３実施形態］
（クレーンの構成）
次に、本発明の第３実施形態に係るクレーン３０１について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態のクレーン３０１が第１実施形態のクレーン１と異なる点は、クレーン３０１を上方から見た模式図である図６に示すように、緊張マスト２２が、その軸方向に伸縮可能である点である。

また、クレーン３０１は、緊張ロープ１３の張力を測定する張力測定装置１４と、緊張マスト２２を伸縮させるアクチュエータ１５と、張力測定装置１４の測定結果に基づいて、アクチュエータ１５の駆動を制御する制御装置１６と、を有している。

張力測定装置１４は、緊張マスト２２の先端部に取り付けられており、緊張ロープ１３は張力測定装置１４を介して緊張マスト２２の先端部に接続されている。本実施形態において、張力測定装置１４は、３点ロール法により張力を測定するものであるが、ロープを加振する振動法により張力を測定するものであってもよい。

アクチュエータ１５は、緊張マスト２２に内蔵されている。アクチュエータ１５は、例えば油圧式の伸縮シリンダであるが、これに限定されない。

制御装置１６は、横荷重Ｐ（図４参照）の大きさに応じて、アクチュエータ１５を駆動させて、緊張マスト２２を伸長させることで、ブーム４の横たわみを抑制するように働く力が所定の大きさになるように、緊張ロープ１３の張力を調整する。具体的には、横荷重Ｐが大きくなった場合には、緊張マスト２２を伸長させることで、緊張ロープ１３の張力を大きくする。また、左右の緊張ロープ１３のどちらかがブーム４の横たわみを助長させている場合には、横たわみを助長させている緊張ロープ１３の張力がなくなるか小さくなるように緊張マスト２２を収縮させる。即ち、緊張マスト２２を収縮させることで、緊張ロープ１３の張力を小さくし、さらに緊張マスト２２を収縮させることで、緊張ロープ１３をたるませて張力がなくなるようにする。また、左右の緊張ロープ１３の張力の差からブーム４にそりが生じている場合には、張力が大きい方の緊張マスト２２を収縮させるなどして、ブームが反らないようにする。

（作用・効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るクレーン３０１によると、緊張マスト２２を、その軸方向に伸長させることで、緊張ロープ１３に張力を与えることができる。これにより、ブーム４の横たわみを抑制するように働く力をブーム４に好適に作用させることができる。

また、緊張ロープ１３の張力を測定した結果に基づいて、アクチュエータ１５を駆動させる。これにより、ブーム４の横たわみを抑制するように働く力がブーム４に好適に作用するように、緊張ロープ１３に張力を与えることができる。また、緊張ロープ１３がブーム４の横たわみを助長させている場合には、緊張ロープ１３の張力をなくすか小さくするように緊張マスト２２を収縮させることで、横たわみ抑制効果を向上させることができる。

［第４実施形態］
（クレーンの構成）
次に、本発明の第４実施形態に係るクレーン４０１について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態のクレーン４０１が第１実施形態のクレーン１と異なる点は、クレーン４０１を上方から見た模式図である図７に示すように、緊張マスト１２の先端部に、緊張ロープ１３を繰り出し及び巻き取り可能なウインチ１７を有している点である。

また、クレーン４０１は、緊張ロープ１３の張力を測定する張力測定装置１４と、ウインチ１７を回転駆動するモータ１８と、張力測定装置１４の測定結果に基づいて、モータ１８の回転を制御するモータ制御装置１９と、を有している。張力測定装置１４は、第３実施形態のものと同様である。モータ１８は、ウインチ１７に内蔵されている。

モータ制御装置１９は、横荷重Ｐ（図４参照）の大きさに応じて、モータ１８を回転駆動させて、ウインチ１７で緊張ロープ１３を巻き取りすることで、ブーム４の横たわみを抑制するように働く力が所定の大きさになるように、緊張ロープ１３の張力を調整する。具体的には、横荷重Ｐが大きくなった場合には、緊張ロープ１３を巻き取ることで、緊張ロープ１３の張力を大きくする。また、左右の緊張ロープ１３のどちらかがブーム４の横たわみを助長させている場合には、横たわみを助長させている方の緊張ロープ１３の張力がなくなるか小さくなるように緊張ロープ１３を繰り出す。即ち、緊張ロープ１３を繰り出すことで、緊張ロープ１３の張力を小さくし、さらに緊張ロープ１３を繰り出すことで、緊張ロープ１３をたるませて張力がなくなるようにする。また、左右の緊張ロープ１３の張力の差からブーム４にそりが生じている場合には、張力が大きい方の緊張ロープ１３を繰り出すなどして、ブームが反らないようにする。

（作用・効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るクレーン４０１によると、ウインチ１７で緊張ロープ１３を巻き取りすることで、緊張ロープ１３に張力を与えることができる。これにより、ブーム４の横たわみを抑制するように働く力をブーム４に好適に作用させることができる。

また、緊張ロープ１３の張力を測定した結果に基づいて、ウインチ１７を回転駆動させる。これにより、ブーム４の横たわみを抑制するように働く力がブーム４に好適に作用するように、緊張ロープ１３に張力を与えることができる。また、緊張ロープ１３がブーム４の横たわみを助長させている場合には、緊張ロープ１３の張力をなくすか小さくするように緊張ロープ１３を繰り出すことで、横たわみ抑制効果を向上させることができる。

［第５実施形態］
（クレーンの構成）
次に、本発明の第５実施形態に係るクレーン５０１について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態のクレーン５０１が第１実施形態のクレーン１と異なる点は、クレーン５０１を上方から見た模式図である図８に示すように、緊張マスト１２の先端部と旋回フレーム６との間に張った状態で設けられたロープ２０をさらに有している点である。

ロープ２０は、旋回フレーム６における緊張マスト１２を挟んでブーム４とは反対側の箇所と、緊張マスト１２の先端部との間に張った状態で設けられている。ここで、緊張マスト１２は緊張ロープ１３に引っ張られてブーム４の方に反る傾向にある。そこで、ロープ２０に付与した張力で緊張マスト１２の先端部をブーム４とは反対側に引っ張ることで、緊張マスト１２の反りが抑制される。これにより、緊張ロープ１３の張力が好適にブーム４に作用する。

なお、ロープ２０を繰り出し及び巻き取り可能なウインチを旋回フレーム６に設けて、緊張ロープ１３の張力に応じてロープ２０を繰り出しまたは巻き取りするようにしてもよい。

（作用・効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るクレーン５０１によると、旋回フレーム６における緊張マスト１２を挟んでブーム４とは反対側の箇所と、緊張マスト１２の先端部との間に、ロープ２０を張った状態で設ける。緊張ロープ１３の張力でブーム４側にしなる緊張マスト１２を、ロープ２０でブーム４とは反対側に引っ張ることで、緊張ロープ１３の張力を維持することができる。これにより、ブーム４の横たわみを抑制するように働く力をブーム４に好適に作用させることができる。

［第６実施形態］
（クレーンの構成）
次に、本発明の第６実施形態に係るクレーン６０１について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態のクレーン６０１が第１実施形態のクレーン１と異なる点は、クレーン６０１を上方から見た模式図である図９に示すように、ブーム２４が、その軸方向に伸縮可能である点である。即ち、このブーム２４は伸縮ブームである。その他の点は第１実施形態と同様である。

ブーム２４は、下部ブーム２４ｄと、複数の中間ブーム２４ｅと、上部ブーム２４ｆとで構成されている。本実施形態において、ブーム２４の中間部２４ｂは、下部ブーム２４ｄの中間ブーム２４ｅ側の端部から、最も先端部２４ｃ側の中間ブーム２４ｅの上部ブーム２４ｆ側の端部までの間の任意の位置である。図９においては、最も先端部２４ｃ側の中間ブーム２４ｅの上部ブーム２４ｆ側の端部に、緊張ロープ１３が接続されている。

ブーム２４を伸長させると、緊張ロープ１３の張力が大きくなる。逆に、ブーム２４を収縮させると、緊張ロープ１３の張力が小さくなり、さらには緊張ロープ１３がたるんだ状態となる。ブーム２４は、吊り上げ作業の内容に応じて伸縮されるが、ブーム２４の長さに応じて緊張ロープ１３の長さを調節することで、横たわみを抑制するために必要な張力を好適に付与することができる。

（作用・効果）
以上に述べたように、本実施形態に係るクレーン６０１によると、ブーム２４をその軸方向に伸縮させた場合であっても、適正な張力を緊張ロープ１３に付与することで、ブーム２４の横たわみを好適に抑制することができる。

［第７実施形態］
（クレーンの構成）
次に、本発明の第７実施形態に係るクレーン７０１について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態のクレーン７０１が第６実施形態のクレーン６０１と異なる点は、クレーン７０１を上方から見た模式図である図１０に示すように、緊張ロープ１３が、ブーム２４の中間部２４ｂにおける複数の位置と、緊張マスト１２の先端部との間にそれぞれ張った状態で設けられている点である。即ち、本実施形態は、第２実施形態のブーム４が、伸縮ブームであるブーム２４に代わったものである。よって、本実施形態は、第６実施形態および第２実施形態と同様の効果を奏する。

なお、図１０においては、最も先端部２４ｃ側の中間ブーム２４ｅの上部ブーム２４ｆ側の端部と、下部ブーム２４ｄの中間ブーム２４ｅ側の端部とに、緊張ロープ１３がそれぞれ接続されているが、緊張ロープ１３が接続される位置はこれに限定されない。

［第８実施形態］
（クレーンの構成）
次に、本発明の第８実施形態に係るクレーン８０１について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態のクレーン８０１が第６実施形態のクレーン６０１と異なる点は、クレーン８０１を上方から見た模式図である図１１に示すように、緊張マスト２２が、その軸方向に伸縮可能である点である。また、クレーン８０１は、緊張ロープ１３の張力を測定する張力測定装置１４と、緊張マスト２２を伸縮させるアクチュエータ１５と、張力測定装置１４の測定結果に基づいて、アクチュエータ１５の駆動を制御する制御装置１６と、を有している。即ち、本実施形態は、第３実施形態のブーム４が、伸縮ブームであるブーム２４に代わったものである。よって、本実施形態は、第６実施形態および第３実施形態と同様の効果を奏する。

［第９実施形態］
（クレーンの構成）
次に、本発明の第９実施形態に係るクレーン９０１について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態のクレーン９０１が第６実施形態のクレーン６０１と異なる点は、クレーン９０１を上方から見た模式図である図１２に示すように、緊張マスト１２の先端部に、緊張ロープ１３を繰り出し及び巻き取り可能なウインチ１７を有している点である。また、クレーン９０１は、緊張ロープ１３の張力を測定する張力測定装置１４と、ウインチ１７を回転駆動するモータ１８と、張力測定装置１４の測定結果に基づいて、モータ１８の回転を制御するモータ制御装置１９と、を有している。即ち、本実施形態は、第４実施形態のブーム４が、伸縮ブームであるブーム２４に代わったものである。よって、本実施形態は、第６実施形態および第４実施形態と同様の効果を奏する。

［第１０実施形態］
（クレーンの構成）
次に、本発明の第１０実施形態に係るクレーン１００１について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態のクレーン１００１が第６実施形態のクレーン６０１と異なる点は、クレーン１００１を上方から見た模式図である図１３に示すように、緊張マスト１２の先端部と旋回フレーム６との間に張った状態で設けられたロープ２０をさらに有している点である。即ち、本実施形態は、第５実施形態のブーム４が、伸縮ブームであるブーム２４に代わったものである。よって、本実施形態は、第６実施形態および第５実施形態と同様の効果を奏する。

（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

例えば、第３〜５実施形態および第８〜１０実施形態において、緊張ロープ１３が、ブーム４，２４の中間部４ｂ，２４ｂにおける複数の位置と、緊張マスト１２，２２の先端部との間にそれぞれ張った状態で設けられていてもよい。即ち、緊張ロープ１３が複数設けられていてもよい。

また、第２，４，５実施形態および第７，９，１０実施形態において、緊張マストがその軸方向に伸縮可能な緊張マスト２２であってもよい。この場合、緊張ロープ１３の張力を測定する張力測定装置１４と、緊張マスト２２を伸縮させるアクチュエータ１５と、張力測定装置１４の測定結果に基づいて、アクチュエータ１５の駆動を制御する制御装置１６と、を有していてよい。

また、第２，３，５実施形態および第７，８，１０実施形態において、緊張マスト１２の先端部に、緊張ロープ１３を繰り出し及び巻き取り可能なウインチ１７を有していてもよい。この場合、緊張ロープ１３の張力を測定する張力測定装置１４と、ウインチ１７を回転駆動するモータ１８と、張力測定装置１４の測定結果に基づいて、モータ１８の回転を制御するモータ制御装置１９と、を有していてよい。

１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１ クレーン
２ 下部走行体
３ 上部旋回体（本体）
４ ブーム
４ａ ブームフット部
４ｂ 中間部
４ｃ 先端部
５ クローラ
６ 旋回フレーム
７ シーブ
８ ロープ
９ マスト
１０ ガイライン
１１ ブーム起伏ロープ
１２ 緊張マスト
１３ 緊張ロープ
１４ 張力測定装置
１５ アクチュエータ
１６ 制御装置
１７ ウインチ
１８ モータ
１９ モータ制御装置
２０ ロープ
２２ 緊張マスト
２４ ブーム
２４ａ ブームフット部
２４ｂ 中間部
２４ｃ 先端部
３１ 吊荷
４１ クレーン
４２ 緊張マスト
４３ 緊張ロープ
４４ ブーム
４４ａ ブームフット部
５１ 本体
５２ ブーム
５３ 緊張マスト
５４ 緊張ロープ

Claims (8)

1. 本体と、
   前記本体に起伏可能に取り付けられたブームと、
   前記ブームの基端部または前記本体に取り付けられ、前記本体の横方向に対して平行または斜めに延びる緊張マストと、
   前記緊張マストの先端部と前記ブームの中間部との間に張った状態で設けられた緊張ロープと、
   を有することを特徴とするクレーン。
2. 前記緊張ロープが、前記ブームの中間部における複数の位置と前記緊張マストの先端部との間にそれぞれ張った状態で設けられていることを特徴とする請求項１に記載のクレーン。
3. 前記緊張マストが、その軸方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のクレーン。
4. 前記緊張ロープの張力を測定する張力測定装置と、
   前記緊張マストを伸縮させるアクチュエータと、
   前記張力測定装置の測定結果に基づいて、前記アクチュエータの駆動を制御する制御装置と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載のクレーン。
5. 前記緊張ロープを繰り出し及び巻き取り可能なウインチをさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のクレーン。
6. 前記緊張ロープの張力を測定する張力測定装置と、
   前記ウインチを回転駆動するモータと、
   前記張力測定装置の測定結果に基づいて、前記モータの回転を制御するモータ制御装置と、
   を有することを特徴とする請求項５に記載のクレーン。
7. 前記本体における前記緊張マストを挟んで前記ブームとは反対側の箇所と、前記緊張マストの先端部との間に張った状態で設けられたロープをさらに有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のクレーン。
8. 前記ブームが、その軸方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のクレーン。

Images