JP2020132376A - クレーンの衝突緩和装置及びクレーン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クレーン装置において、地震発生時における衝撃の減衰と通常使用時における移動体の可動範囲の確保を両立させる。【解決手段】クレーンの衝突緩和装置は、吊り具を支持しながらレールに沿って走行する移動体、又はレールを走行する移動体の可動範囲の少なくとも一端側に位置して移動体との衝突を回避すべき回避対象物に設けられ、移動体が回避対象物よりレールの長手方向の手前側に位置する作動位置に達した場合に回避対象物に向かう移動体の移動速度を減衰させる緩衝器と、移動体又は回避対象物に設けられ、内部に粘性抵抗体を有し、作動位置よりレールの長手方向の手前側の位置において回避対象物に向かう移動体の移動速度の減衰を開始するダンパと、を備える。【選択図】 図１

Description

本開示は、クレーンの衝突緩和装置及びクレーン装置に関する。

天井クレーン、スタッカクレーン等のクレーン装置が普及している。これらのクレーン装置は、吊り具を支持しながらレールに沿って水平方向に走行する移動体を備える。

例えば、特許文献１には、クレーンレールに沿って走行するクレーンをダンパによって停止させる構成が開示されている。このダンパは、レールの終端位置に固定され、クレーンの衝突による衝撃を減衰させる。

実開平４−１１７８８９号公報

しかし、レールに沿って移動する移動体（例えば、ガーダ、トロリ、ホイスト、クレーン等）は、通常使用時の移動速度と地震発生時の移動速度とが異なる。地震発生時には、通常使用時に比べて、移動体の移動速度が大きくなる場合がある。

この点、特許文献１の構成において、ダンパが通常使用時の移動体の移動速度に基づいて設計されている場合、地震発生時の移動体の移動速度に対してダンパが十分に衝撃を減衰できない虞がある。

一方、ダンパが地震発生時の移動体の移動速度に基づいて設計されている場合、ダンパが大型となり、ダンパの設置によって移動体の可動範囲が減少してしまう。

このように、一つのダンパによって、地震発生時における衝撃の減衰と通常使用時における移動体の可動範囲の確保を両立させることは困難な場合がある。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、クレーン装置において、地震発生時における衝撃の減衰と通常使用時における移動体の可動範囲の確保を両立させることを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るクレーンの衝突緩和装置は、
吊り具を支持しながらレールに沿って走行する移動体、又は前記レールを走行する前記移動体の可動範囲の少なくとも一端側に位置して前記移動体との衝突を回避すべき回避対象物に設けられ、前記移動体が前記回避対象物より前記レールの長手方向の手前側に位置する作動位置に達した場合に前記回避対象物に向かう前記移動体の移動速度を減衰させる緩衝器と、
前記移動体又は前記回避対象物に設けられ、内部に粘性抵抗体を有し、前記作動位置より前記レールの前記長手方向の手前側の位置において前記回避対象物に向かう前記移動体の移動速度の減衰を開始するダンパと、
を備える。

上記（１）の構成によれば、内部に粘性抵抗体を有するダンパの抗力は、ストローク速度（すなわち移動体の移動速度）が大きいほど大きくなる。例えば、レイノルズ数が小さい場合には、ダンパの抗力は、そのストローク速度に比例する。レイノルズ数が大きい場合には、ダンパの抗力は、そのストローク速度の二乗に比例する。

そのため、移動体が通常使用時における移動速度（比較的低速）で移動する場合、ダンパの抗力が小さいため、緩衝器の作動位置まで移動体が移動可能となる。また、作動位置ではさらに緩衝器の抗力が加わるため、移動体を停止させることができる。すなわち、通常使用時では、ダンパの設置によって移動体の可動範囲が過度に減少することはなく、かつ緩衝器によって移動体を停止させることができる。

一方、移動体が地震発生時における移動速度（比較的高速）で移動する場合、ダンパは緩衝器の作動位置よりレールの長手方向の手前側において大きな抗力で移動体の移動速度を減衰させる。また、移動体が緩衝器の作動位置に達すると、さらに緩衝器の抗力が加わって移動体の移動速度を減衰させる。そのため、地震発生時においても移動体の衝撃を十分に減衰させることができる。

したがって、地震発生時における衝撃の減衰と通常使用時における移動体の可動範囲の確保を両立させることが可能となる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記緩衝器は、前記内部に前記粘性抵抗体を有する他の前記ダンパであり、前記ダンパと他の前記ダンパは、流体で満たされた２つの内部空間と、２つの前記内部空間を連通する少なくとも一つのオリフィスとを含み、前記オリフィスの開口面積と、前記流体の粘性と、前記流体の密度との少なくとも一つが互いに異なることによって互いに減衰定数が異なる。

ダンパの減衰定数は、オリフィスの開口面積と、流体の粘性と、流体の密度とによって変化する。そのため、上記（２）の構成によれば、オリフィスの開口面積と、流体の粘性と、流体の密度との少なくとも一つが互いに異なるようにダンパと他のダンパとを構成することにより、それらの減衰定数の差異を容易に設定することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記ダンパは、前記移動体に設けられ、前記移動体から前記レールの前記長手方向の両側に突き出すピストンロッドと、前記ピストンロッドが原点位置に向かうように前記ピストンロッドを前記レールの前記長手方向の両側に付勢する付勢部材と、を含む。

上記（３）の構成によれば、ダンパは、移動体からレールの長手方向の両側に突き出すピストンロッドにより、移動体のレールの長手方向の両側において衝撃を減衰させることができる。そのため、移動体の両側のそれぞれにダンパを設ける場合やレールの両方の終端位置のそれぞれにダンパを設ける場合に比べて、部品点数を少なくすることができる。また、付勢部材による付勢によってストロークが復元するため、衝突が繰り返し発生する場合においても衝撃を減衰させることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れか一つの構成において、前記移動体は、前記レールに沿って走行するための車輪と、前記車輪の上部に設けられるトロリと、を含み、前記ダンパは、前記移動体に対して前記車輪と同じ高さ位置に設けられる。

上記（４）の構成によれば、ダンパが移動体の車輪と同じ高さ位置に設けられるため、移動体の重心が低くなる。その結果、移動体の走行を安定化させることができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、前記ダンパは、前記移動体において、衝突時に前記回避対象物と接触して前記緩衝器とは接触しないように前記緩衝器より低い位置に設けられ、前記緩衝器は、前記回避対象物において、衝突時に前記トロリと接触する位置に設けられる。

上記（５）の構成によれば、ダンパと緩衝器が接触しないように構成されているため、それらの接触によって移動体の走行が不安定になるリスクを軽減できる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れか一つの構成において、前記移動体は、前記レールに沿って走行するための車輪と、前記車輪の下部に設けられるホイストと、を含み、前記ダンパは、前記移動体に対して前記車輪と同じ高さ位置に設けられる。

上記（６）の構成によれば、ダンパが移動体の車輪と同じ高さ位置に設けられるため、車輪の位置を支点とするモーメントが生じにくくなり、移動体の走行を安定化させることができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、前記ダンパは、前記移動体において、衝突時に前記回避対象物と接触して前記緩衝器とは接触しないように前記緩衝器より高い位置に設けられ、前記緩衝器は、前記回避対象物において、衝突時に前記ホイストと接触する位置に設けられる。

上記（７）の構成によれば、ダンパと緩衝器が接触しないように構成されているため、それらの接触によって移動体の走行が不安定になるリスクを軽減できる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れか一つの構成において、前記ダンパは、減衰定数を制御可能に構成されている。

上記（８）の構成によれば、状況に応じて減衰定数を変化させることが可能となる。例えば、緩衝を大きくしたい場合には、減衰定数を大きくすることができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、前記ダンパは、地震検知信号に基づいて、地震発生時に前記減衰定数を通常時よりも増大させる。

上記（９）の構成によれば、地震発生時には、通常時より大きな減衰定数で移動体の移動速度を減衰させることができる。また、通常時には、地震発生時より小さな減衰定数であるため、通常使用時における移動体の可動範囲を確保することができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れか一つの構成において、前記ダンパは、流体で満たされた２つの内部空間と、２つの前記内部空間を連通する少なくとも一つのオリフィスと、前記少なくとも一つのオリフィスのうち１以上のオリフィスの開口状態を変化させるように構成された開口制御機構とを含む。

上記（１０）の構成によれば、簡易な構成で減衰定数を容易に制御することが可能となる。

（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係るクレーンの衝突緩和装置は、
吊り具を支持しながらレールに沿って走行する移動体、又は前記レールを走行する前記移動体の可動範囲の少なくとも一端側に位置して前記移動体との衝突を回避すべき回避対象物に設けられ、前記回避対象物に向かう前記移動体の移動速度を減衰させるダンパを備え、
前記ダンパは、内部に粘性抵抗体を有し、地震検知信号に基づいて、地震発生時に減衰定数を通常時よりも増大させる。

上記（１１）の構成によれば、通常時には、ダンパは、小さな減衰定数で移動体に緩衝し、地震発生時には、大きな減衰定数で移動体に緩衝する。そのため、地震発生時においても移動体の衝撃を十分に減衰させることが可能となる。また、通常時には、ダンパは、小さな減衰定数となっているため、設置に伴う可動範囲の減少を抑えることができる。

（１２）本発明の少なくとも一実施形態に係るクレーン装置は、
レールと、
吊り具と、
前記吊り具を支持しながら前記レールに沿って走行する移動体と、
上記（１）乃至（１１）の何れか一つに記載のクレーンの衝突緩和装置と
を備える。

上記（１２）の構成によれば、上記（１）乃至（１１）の何れか一つに記載のクレーンの衝突緩和装置によって、地震発生時における移動体の衝撃の減衰と通常使用時における移動体の可動範囲の確保を両立させることが可能となる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、クレーン装置において、地震発生時における衝撃の減衰と通常使用時における移動体の可動範囲の確保を両立させることが可能となる。

本発明の一実施形態に係るクレーン装置の概略側面図である。 一実施形態に係るクレーン装置のダンパの構成を示す概略断面図である。 一実施形態に係るクレーン装置のダンパの構成を示す概略断面図である。 移動体が作動位置よりレールの長手方向の手前側に位置する状態を示す概略図である。 移動体が作動位置に達した状態を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係るクレーン装置の概略側面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るクレーン装置１００の概略側面図である。クレーン装置１００は、例えば、天井クレーンである。図１に示すように、クレーン装置１００は、水平方向に延びるレール１０と、物体を吊り上げるための吊り具２０と、吊り具２０を支持しながらレール１０に沿って走行する移動体３０と、移動体３０の衝突を緩和するためのクレーンの衝突緩和装置４０とを備える。

一実施形態では、移動体３０は、レール１０に沿って走行するための複数の車輪３と、複数の車輪３の上部に設けられるトロリ４と、を含む。移動体３０には前後左右のそれぞれに車輪３が設けられ、移動体３０は４つの車輪３を含んでいる。なお、移動体３０は一つ以上の車輪３を含んでいればよい。例えば、移動体３０には左右のそれぞれに車輪３が設けられ、移動体３０が２つの車輪を含んでいてもよい。

なお、図１に示すレール１０はガーダであり、移動体３０は吊り具２０を直接的に支持しながらガーダに沿って走行する物体である。しかし、移動体３０は、吊り具２０を間接的に支持しながら走行するガーダであってもよい。ガーダに沿って走行する物体は、例えば、トロリ４、後述するホイスト８等を備える物体である。レール１０は、ガーダではなく、ガーダが走行するためのレールであってもよい。

レール１０の終端位置には、それぞれフレーム１２が設けられる。クレーンの衝突緩和装置４０は、移動体３０が回避対象物に向かう場合にその移動速度を減衰させるための緩衝器４１及びダンパ４２を備える。本実施形態では、回避対象物がフレーム１２である。なお、回避対象物はフレーム１２に限られず、移動体３０との衝突を回避すべき物体であればよい。例えば、回避対象物は、クレーン装置１００が設置される建物の壁であってもよい。また、回避対象物は、レール１０の終端位置のそれぞれに位置する物体に限られず、レール１０を走行する移動体３０の可動範囲の少なくとも一端側に位置する物体であればよい。

緩衝器４１は、回避対象物すなわちフレーム１２に設けられる。本実施形態では、緩衝器４１は、ばね緩衝器、摩擦緩衝器、ゴム緩衝器、油圧緩衝器、空気緩衝器等のバッファである。なお、緩衝器４１は、内部に粘性抵抗体を有するダンパであってもよい。

緩衝器４１は、移動体３０が作動位置に達した場合にフレーム１２に向かう移動体３０の移動速度を減衰させる。なお、作動位置は、緩衝器４１が減衰を開始する位置である。緩衝器４１の作動位置は、回避対象物よりレール１０の長手方向の手前側に位置する。ここで、「レール１０の長手方向の手前側」とは、レール１０の長手方向に沿って走行する移動体３０からその走行先の方を見た場合における手前側を意味する。例えば、図１に示すように、移動体３０が矢印Ａ１の方向に移動している場合、「レール１０の長手方向の手前側」は、図中左側のフレーム１２と移動体３０との間において移動体３０により近い位置を意味する。

ダンパ４２は、移動体３０に設けられる。例えば、ダンパ４２は、移動体３０において車輪３と同じ高さ位置に設けられる。ダンパ４２は、内部に粘性抵抗体を有し、緩衝器４１の作動位置よりレール１０の長手方向の手前側の位置においてフレーム１２に向かう移動体３０の移動速度の減衰を開始する。

なお、クレーンの衝突緩和装置４０の構成は、上述した例に限られない。例えば、緩衝器４１は、回避対象物（例えばフレーム１２）ではなく移動体３０に設けられ、作動位置でその回避対象物に向かう移動体３０の移動速度の減衰を開始してもよい。また、ダンパ４２は、移動体３０ではなく回避対象物（例えばフレーム１２）に設けられ、緩衝器４１の作動位置よりレール１０の長手方向の手前側の位置においてその回避対象物に向かう移動体３０の移動速度の減衰を開始してもよい。

このように、クレーンの衝突緩和装置４０は、緩衝器４１が作動位置で作動し、かつダンパ４２がその作動位置より手前側で作動するように構成されていればよい。すなわち、ダンパ４２が緩衝器４１よりも先に作動すればよい。そのため、緩衝器４１とダンパ４２の位置関係は適宜変更可能である。

ダンパ４２は、移動体３０において、衝突時にフレーム１２と接触する位置に設けられる。緩衝器４１は、フレーム１２において、衝突時にトロリ４と接触する位置に設けられる。ダンパ４２は、衝突時に緩衝器４１とは接触しないように緩衝器４１より低い位置に設けられる。ダンパ４２のストローク長さは、緩衝器４１のストローク長さと部分的に重なるように構成される。

ここで、ダンパ４２の構成について詳細に説明する。図２は、一実施形態に係るクレーン装置１００のダンパ４２（４２ａ）の構成を示す概略断面図である。図２に示すように、ダンパ４２（４２ａ）は、ピストンロッド１と、ピストンロッド１が軸方向に移動可能に挿通されるシリンダチューブ２と、ピストンロッド１をレール１０の長手方向（すなわちピストンロッド１の軸方向）の両側から付勢する付勢部材５と、を含む。シリンダチューブ２の内部は、流体で満たされている。シリンダチューブ２は、移動体３０に固定される。

ピストンロッド１は、軸方向に垂直な方向に延在する２つの延在部１ａ、１ｂと、シリンダチューブ２内において軸方向に垂直な方向に延在する延在部１ｃと、を含む。延在部１ｃは、シリンダチューブ２の内部を２つに分け、シリンダチューブ２内には、流体で満たされた２つの内部空間が形成される。延在部１ｃは、２つの内部空間を連通する少なくとも一つのオリフィス６を含む。延在部１ｃは、オリフィス６以外の部分において、流体が移動しないように２つの内部空間を隔離するように構成される。

付勢部材５は、ダブルトーションばね、リターンスプリング等の弾性体である。例えば、図２に示すように、付勢部材５は、シリンダチューブ２の軸方向の両側のそれぞれに設けられるバネ５ａ、５ｂから構成される。バネ５ａは、シリンダチューブ２の軸方向の一方の端面とピストンロッド１の延在部１ａとの間に設けられ、バネ５ｂは、シリンダチューブ２の軸方向の他方の端面とピストンロッド１の延在部１ｂとの間に設けられる。

バネ５ａ、５ｂは、ピストンロッド１の延在部１ｃが原点位置に向かうように付勢する。原点位置とは、軸方向において付勢部材５による付勢力が平衡する位置であり、ダンパ４２（４２ａ）の軸方向の両側のストロークが復元した状態の位置である。例えば、バネ５ａはシリンダチューブ２と延在部１ａとを引き離す方向に付勢し、バネ５ｂはシリンダチューブ２と延在部１ｂとを引き離す方向に付勢するように構成される。なお、バネ５ａがシリンダチューブ２と延在部１ａとを引き合わせる方向に付勢し、バネ５ｂがシリンダチューブ２と延在部１ｂとを引き合わせる方向に付勢するように構成されてもよい。

ダンパ４２（４２ａ）は、ピストンロッド１の軸方向がレール１０の長手方向に平行となるように移動体３０に設けられる。また、ピストンロッド１は、図１に示すように、移動体３０からレール１０の長手方向の両側（手前側及び奥側）に突き出すように構成される。

ダンパ４２は、減衰定数を制御可能に構成されていてもよい。ダンパ４２は可変オリフィスを備える構成であってもよい。以下、その一例を説明する。図３は、一実施形態に係るクレーン装置１００のダンパ４２（４２ｂ）の構成を示す概略断面図である。

図３に示すように、ダンパ４２（４２ｂ）は、シリンダチューブ２内における２つの内部空間を連通する少なくとも一つのオリフィス６と、少なくとも一つのオリフィス６のうち１以上のオリフィス６の開口状態を変化させるように構成された開口制御機構７とを含む。開口制御機構７は、オリフィス６の開口を開閉する開閉弁であってもよいし、オリフィス６の開口面積を増減させる流量制御弁であってもよい。

ダンパ４２（４２ｂ）の開口制御機構７は、地震検知信号に基づいて、地震発生時に減衰定数を通常時よりも増大させる。地震検知信号は、地震の発生を示す検知信号である。例えば、ダンパ４２（４２ｂ）は、移動体３０の外部に設けられた地震計５０から有線通信又は無線通信によって地震検知信号を受信するように構成される。なお、ダンパ４２（４２ｂ）は、移動体３０に設けられた加速度計が所定値以上の加速度を検知した場合にその検知信号を地震検知信号として取得してもよい。

図４は、移動体３０が作動位置よりレールの長手方向の手前側に位置する状態を示す概略図である。図４では、図１に比べて、移動体３０が矢印Ａ１の方向（すなわち図において左側のフレーム１２に向かう方向）に移動している。

図４に示す移動体３０の位置では、ダンパ４２のピストンロッド１がフレーム１２に当接している。なお、移動体３０は、作動位置まで達していないため、緩衝器４１に接触していない。そのため、この状態では、ダンパ４２のみが作動する。

図５は、移動体３０が作動位置に達した状態を示す概略図である。図５では、図４に比べて、さらに移動体３０が矢印Ａ１の方向に移動している。

作動位置では、緩衝器４１が移動体３０のトロリ４に当接している。そのため、この状態では、緩衝器４１が作動する。なお、この作動位置においても、ダンパ４２のピストンロッド１は、フレーム１２に当接している。すなわち、ダンパ４２は、ピストンロッド１がフレーム１２に当接する位置から作動状態を継続している。

以上説明したように、一実施形態に係るクレーンの衝突緩和装置４０は、図１に示すように、レール１０を走行する移動体３０の可動範囲の少なくとも一端側に位置して移動体３０との衝突を回避すべき回避対象物（フレーム１２）に設けられ、移動体３０が回避対象物よりレール１０の長手方向の手前側に位置する作動位置に達した場合に回避対象物に向かう移動体３０の移動速度を減衰させる緩衝器４１を備える。また、クレーンの衝突緩和装置４０は、移動体３０に設けられ、内部に粘性抵抗体を有し、緩衝器４１の作動位置よりレール１０の長手方向の手前側の位置において回避対象物に向かう移動体３０の移動速度の減衰を開始するダンパ４２を備える。なお、緩衝器４１が移動体３０に設けられ、ダンパ４２が回避対象物に設けられてもよい。

かかる構成によれば、内部に粘性抵抗体を有するダンパ４２の抗力は、ストローク速度（すなわち移動体３０の移動速度）が大きいほど大きくなる。例えばレイノルズ数が小さい場合には、ダンパ４２の抗力は、そのストローク速度に比例する。レイノルズ数が大きい場合には、ダンパ４２の抗力は、そのストローク速度の二乗に比例する。

そのため、移動体３０が通常使用時における移動速度（比較的低速）で移動する場合、ダンパ４２の抗力が小さいため、緩衝器４１の作動位置まで移動体３０が移動可能となる。また、作動位置ではさらに緩衝器４１の抗力が加わるため、移動体３０を停止させることができる。すなわち、通常使用時では、ダンパ４２の設置によって移動体３０の可動範囲が過度に減少することはなく、かつ緩衝器４１によって移動体３０を停止させることができる。

一方、移動体３０が地震発生時における移動速度（比較的高速）で移動する場合、ダンパ４２は緩衝器４１の作動位置よりレールの長手方向の手前側の位置において大きな抗力でその移動速度を減衰させる。また、移動体３０が緩衝器４１の作動位置に達すると、さらに緩衝器４１の抗力が加わって移動体３０の移動速度を減衰させる。そのため、地震発生時においても移動体３０の衝撃を十分に減衰させることができる。

したがって、地震発生時における衝撃の減衰と通常使用時における移動体３０の可動範囲の確保を両立させることが可能となる。

幾つかの実施形態では、クレーンの衝突緩和装置４０は、３つ以上の緩衝器（緩衝器４１又はダンパ４２を含む）を備え、それぞれが異なる位置で作動するように構成されてもよい。この場合、設計自由度が上がり、通常動作をより妨げないように構成することが可能となる。

幾つかの実施形態では、緩衝器４１は、内部に粘性抵抗体を有する他のダンパであり、ダンパ４２と緩衝器４１である他のダンパは、流体で満たされた２つの内部空間と、２つの内部空間を連通する少なくとも一つのオリフィス６とを含み、オリフィス６の開口面積と、流体の粘性と、流体の密度との少なくとも一つが互いに異なることによって互いに減衰定数が異なっていてもよい。

例えば、内部に粘性抵抗体を有するダンパ（上記の例ではダンパ４２、緩衝器４１）の抗力Ｄは、レイノルズ数が大きい場合にはＤ＝ρＶ^２ＳＣ／２の関係式から定まる。ここで、ρは流体の密度、Ｖは物体と流体の相対速度、Ｓは物体の投影面積、Ｃは抗力係数である。抗力係数Ｃは、流体の粘性によって変化する。相対速度Ｖは、ダンパのストローク速度（すなわち移動体３０の移動速度）に相当する。投影面積Ｓは、オリフィス６の開口面積に相当する。そのため、オリフィス６の開口面積と、流体の粘性と、流体の密度とによって、ダンパの抗力Ｄが変化し、減衰定数が変化する。

なお、レイノルズ数が小さい場合には、ダンパの抗力Ｄは、上記の相対速度Ｖの二乗に比例する関係式ではなく、相対速度Ｖに比例する関係式から定まる。この場合においても、ダンパの抗力Ｄは、レイノルズ数が大きい場合と同様に、流体の密度ρ、投影面積Ｓ、及び流体の粘性によって変化する。

そのため、上記構成によれば、オリフィス６の開口面積と、流体の粘性と、流体の密度との少なくとも一つが互いに異なるようにダンパ４２と緩衝器４１である他のダンパとを構成することにより、それらの減衰定数の差異を容易に設定することができる。

幾つかの実施形態では、図２及び図３に示すように、ダンパ４２は、移動体３０に設けられ、移動体３０からレール１０の長手方向の両側に突き出すピストンロッド１と、ピストンロッド１が原点位置に向かうようにピストンロッド１をレール１０の長手方向の両側に付勢する付勢部材５と、を含む。

かかる構成によれば、ダンパ４２は、移動体３０からレール１０の長手方向の両側に突き出すピストンロッド１により、移動体３０のレール１０の長手方向の両側において衝撃を減衰させることができる。そのため、移動体３０の両側のそれぞれにダンパ４２を設ける場合やレール１０の両方の終端位置のそれぞれにダンパ４２を設ける場合に比べて、部品点数を少なくすることができる。また、付勢部材５の付勢によってダンパ４２のストロークが復元するため、衝突が繰り返し発生する場合においても衝撃を減衰させることができる。

幾つかの実施形態では、図１に示すように、移動体３０は、レール１０に沿って走行するための車輪３と、車輪３の上部に設けられるトロリ４と、を含み、ダンパ４２は、移動体３０に対して車輪３と同じ高さ位置に設けられる。

かかる構成によれば、ダンパ４２が移動体３０の車輪３と同じ高さ位置に設けられるため、移動体３０の重心が低くなる。その結果、移動体の走行を安定化させることができる。例えば、移動体３０が横転したり、脱線したり、脱落したりする可能性が低下する。

幾つかの実施形態では、図１、図４及び図５に示すように、ダンパ４２は、移動体３０において、衝突時に回避対象物（例えばフレーム１２）と接触して緩衝器４１とは接触しないように緩衝器４１より低い位置に設けられ、緩衝器４１は、回避対象物において、衝突時にトロリ４と接触する位置に設けられる。

かかる構成によれば、ダンパ４２と緩衝器４１が接触しないように構成されているため、それらの接触によって移動体３０の走行が不安定になるリスクを軽減できる。

幾つかの実施形態では、図３に示すように、ダンパ４２は、減衰定数を制御可能に構成されている。かかる構成によれば、状況に応じてダンパ４２の減衰定数を変化させることが可能となる。例えば、緩衝を大きくしたい場合には、減衰定数を大きくすることができる。

幾つかの実施形態では、図３に示すように、ダンパ４２は、地震検知信号に基づいて、地震発生時に減衰定数を通常時よりも増大させる。かかる構成によれば、地震発生時には、通常時より大きな減衰定数で移動体３０の移動速度を減衰させることができる。また、通常時には、地震発生時より小さな減衰定数であるため、通常使用時における移動体３０の可動範囲を確保することができる。

幾つかの実施形態では、図３に示すように、ダンパ４２は、流体で満たされた２つの内部空間と、２つの内部空間を連通する少なくとも一つのオリフィス６と、少なくとも一つのオリフィス６のうち１以上のオリフィスの開口状態を変化させるように構成された開口制御機構７とを含む。かかる構成によれば、簡易な構成で減衰定数を容易に制御することが可能となる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

例えば、クレーン装置１００は、図１に示す構成に限られない。図６は、本発明の一実施形態に係るクレーン装置１００の概略側面図である。

幾つかの実施形態では、図６に示すように、移動体３０は、レール１０に沿って走行するための車輪３と、車輪３の下部に設けられるホイスト８と、を含み、ダンパ４２は、移動体３０に対して車輪３と同じ高さ位置に設けられていてもよい。

かかる構成によれば、ダンパ４２が移動体３０の車輪３と同じ高さ位置に設けられるため、車輪３の位置を支点とするモーメントが生じにくくなり、移動体３０の走行を安定化させることができる。例えば、移動体３０が脱線したり脱落したりする可能性が低下する。

また、幾つかの実施形態では、図６に示すように、ダンパ４２は、移動体３０において、衝突時に回避対象物（例えばフレーム１２）と接触して緩衝器４１とは接触しないように緩衝器４１より高い位置に設けられ、緩衝器４１は、回避対象物に対して、衝突時にホイスト８と接触する位置に設けられる。

かかる構成によれば、ダンパ４２と緩衝器４１が接触しないように構成されているため、それらの接触によって移動体３０の走行が不安定になるリスクを軽減できる。

クレーンの衝突緩和装置４０は、例えば、図３に示すダンパ４２（４２ｂ）のみを備え、緩衝器４１を備えない構成であってもよい。すなわち、一実施形態に係るクレーンの衝突緩和装置４０は、吊り具２０を支持しながらレール１０に沿って走行する移動体３０、又はレール１０を走行する移動体３０の可動範囲の少なくとも一端側に位置して移動体３０との衝突を回避すべき回避対象物（例えばフレーム１２）に設けられ、回避対象物に向かう移動体３０の移動速度を減衰させるダンパ４２（４２ｂ）を備える。クレーンの衝突緩和装置４０のダンパ４２（４２ｂ）は、内部に粘性抵抗体を有し、地震検知信号に基づいて、地震発生時に減衰定数を通常時よりも増大させる。

かかる構成によれば、通常時には、ダンパ４２（４２ｂ）は、小さな減衰定数で移動体３０に緩衝し、地震発生時には、大きな減衰定数で移動体３０に緩衝する。そのため、地震発生時においても移動体３０の衝撃を十分に減衰させることが可能となる。また、通常時には、ダンパ４２（４２ｂ）は、小さな減衰定数となっているため、設置に伴う可動範囲の減少を抑えることができる。

１ ピストンロッド
１ａ，１ｂ，１ｃ 延在部
２ シリンダチューブ
３ 車輪
４ トロリ
５ 付勢部材
６ オリフィス
７ 開口制御機構
８ ホイスト
１０ レール
１２ フレーム
２０ 吊り具
３０ 移動体
４０ 衝突緩和装置
４１ 緩衝器
４２ ダンパ
５０ 地震計
１００ クレーン装置

Claims (12)

1. 吊り具を支持しながらレールに沿って走行する移動体、又は前記レールを走行する前記移動体の可動範囲の少なくとも一端側に位置して前記移動体との衝突を回避すべき回避対象物に設けられ、前記移動体が前記回避対象物より前記レールの長手方向の手前側に位置する作動位置に達した場合に前記回避対象物に向かう前記移動体の移動速度を減衰させる緩衝器と、
   前記移動体又は前記回避対象物に設けられ、内部に粘性抵抗体を有し、前記作動位置より前記レールの前記長手方向の手前側の位置において前記回避対象物に向かう前記移動体の移動速度の減衰を開始するダンパと、
   を備えるクレーンの衝突緩和装置。
2. 前記緩衝器は、前記内部に前記粘性抵抗体を有する他の前記ダンパであり、
   前記ダンパと他の前記ダンパは、流体で満たされた２つの内部空間と、２つの前記内部空間を連通する少なくとも一つのオリフィスとを含み、前記オリフィスの開口面積と、前記流体の粘性と、前記流体の密度との少なくとも一つが互いに異なることによって互いに減衰定数が異なる
   請求項１に記載のクレーンの衝突緩和装置。
3. 前記ダンパは、
   前記移動体に設けられ、
   前記移動体から前記レールの前記長手方向の両側に突き出すピストンロッドと、
   前記ピストンロッドが原点位置に向かうように前記ピストンロッドを前記レールの前記長手方向の両側に付勢する付勢部材と、
   を含む請求項１又は２に記載のクレーンの衝突緩和装置。
4. 前記移動体は、
   前記レールに沿って走行するための車輪と、
   前記車輪の上部に設けられるトロリと、
   を含み、
   前記ダンパは、前記移動体に対して前記車輪と同じ高さ位置に設けられる
   請求項１乃至３の何れか一項に記載のクレーンの衝突緩和装置。
5. 前記ダンパは、前記移動体において、衝突時に前記回避対象物と接触して前記緩衝器とは接触しないように前記緩衝器より低い位置に設けられ、
   前記緩衝器は、前記回避対象物において、衝突時に前記トロリと接触する位置に設けられる
   請求項４に記載のクレーンの衝突緩和装置。
6. 前記移動体は、
   前記レールに沿って走行するための車輪と、
   前記車輪の下部に設けられるホイストと、
   を含み、
   前記ダンパは、前記移動体に対して前記車輪と同じ高さ位置に設けられる
   請求項１乃至３の何れか一項に記載のクレーンの衝突緩和装置。
7. 前記ダンパは、前記移動体において、衝突時に前記回避対象物と接触して前記緩衝器とは接触しないように前記緩衝器より高い位置に設けられ、
   前記緩衝器は、前記回避対象物において、衝突時に前記ホイストと接触する位置に設けられる
   請求項６に記載のクレーンの衝突緩和装置。
8. 前記ダンパは、減衰定数を制御可能に構成されている
   請求項１乃至７の何れか一項に記載のクレーンの衝突緩和装置。
9. 前記ダンパは、地震検知信号に基づいて、地震発生時に前記減衰定数を通常時よりも増大させる
   請求項８に記載のクレーンの衝突緩和装置。
10. 前記ダンパは、流体で満たされた２つの内部空間と、２つの前記内部空間を連通する少なくとも一つのオリフィスと、前記少なくとも一つのオリフィスのうち１以上のオリフィスの開口状態を変化させるように構成された開口制御機構と、を含む
    請求項１乃至９の何れか一項に記載のクレーンの衝突緩和装置。
11. 吊り具を支持しながらレールに沿って走行する移動体、又は前記レールを走行する前記移動体の可動範囲の少なくとも一端側に位置して前記移動体との衝突を回避すべき回避対象物に設けられ、前記回避対象物に向かう前記移動体の移動速度を減衰させるダンパを備え、
    前記ダンパは、内部に粘性抵抗体を有し、地震検知信号に基づいて、地震発生時に減衰定数を通常時よりも増大させる
    クレーンの衝突緩和装置。
12. レールと、
    吊り具と、
    前記吊り具を支持しながら前記レールに沿って走行する移動体と、
    請求項１乃至１１の何れか一項に記載のクレーンの衝突緩和装置と、
    を備えるクレーン装置。

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