JP3281869B2

JP3281869B2 - クレーン用免震装置

Info

Publication number: JP3281869B2
Application number: JP37158398A
Authority: JP
Inventors: 欣昭大久保; 博池田; 秀秋原田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2002-05-13
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: JP2000143153A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大型クレーンの地
震による脱輪等を防止するクレーン用免震装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】免震装置を設けたクレーンとして、特公
昭６３−３５６号「天井走行式クレーン」が知られてい
る。この「天井走行式クレーン」は、図１３および図１
４に示すように、幅の狭いガーダー状のクレーン本体15
0の両側サドル151の水平軸152上に、レール157上を走行
する２個の走行車輪153を備えたトラック154を１台ずつ
スライド可能に設け、サドル151の内面とトラック154と
の対向面間に、水平軸152と平行方向の圧縮ばね155とダ
ンパー156とからなる振動減衰機構を設けて構成されて
いる。

【０００３】ガーダー状のクレーン本体150を持つこの
形式のクレーンでは、地震が発生した場合、クレーン本
体150には、主として走行方向と直角方向の加振力のみ
が危険な外力として作用し、この方向の加振力を、圧縮
ばね155とダンパー156の作用で減衰し、車輪の損傷や脱
輪事故を防止するようにしている。

【０００４】一方、図１１および図１２に示すように、
地上に設けられる大型のコンテナークレーンやアンロー
ダ等では、一般にクレーン本体１が門形に構成されてい
る。なお図１１および図１２では、コンテナークレーン
の概略構成を示している。そして、この門形クレーン本
体１には四隅部に走行装置２が設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような門形クレー
ン本体を有する走行式クレーンでは、地震時の振動によ
り、走行方向と直角をなす横方向の加振力Ｒと共に、横
方向の転倒モーメント荷重Ｍ、走行方向から左右へのね
じれ荷重Ｓ（旋回荷重）および衝撃的なアクシャル荷重
Ａが加わるようになる。また、大型の門形クレーン本体
を有する場合には、天井走行クレーンに比べて重心位置
の高さが非常に高く固有周期が長くなるため、地震振動
による門形クレーン本体の横方向への変位量も大きくな
る。このため、門形クレーン本体に、図１４の従来形式
の振動減衰機構を用いても、横方向の加振力Ｒの減衰に
必要なストローク量が得られず、また、転倒モーメント
荷重Ｍ、ねじれ荷重Ｓに対する減衰作用も得られない問
題がある。本発明は、上述した点に鑑み、門形クレーン
本体を有する走行式クレーンにも有効な、クレーン用免
震装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明のクレーン用免震装置は、クレーン本体と同
クレーン本体をレールに沿い走行させるべく複数の車輪
を備えた走行装置との間に設けられるクレーン用免震装
置であって、上記クレーン本体の下面と上記走行装置の
中央部との間に装着された積層ゴムと、同積層ゴムの前
後の対称位置で上記クレーン本体の下面と上記走行装置
の上面との間に装着された曲げモーメント荷重を支持し
ながら横方向へ摺動する横方向スライド機構とが装備さ
れたことを特徴としている。

【０００７】上述の本発明のクレーン用免震装置では、
地震によってクレーン本体に横方向の加振力が負荷され
たとき、同クレーン本体は上記横方向スライド機構によ
り曲げモーメント荷重を支持しながら横方向へ摺動する
ようになり、このときクレーン本体とその走行装置との
相互間のスライド力は上記積層ゴムの撓み変形で吸収さ
れ、同積層ゴムの復元力により上記走行装置に対する上
記クレーン本体の通常位置への復帰が自動的に行なわれ
るようになる。

【０００８】そして、本発明のクレーン用免震装置は、
さらに、上記のクレーン本体と走行装置との間に、横方
向のスライド量を抑制するダンパーが装備されたことを
特徴としており、このようなダンパーによる横方向のス
ライド量の抑制作用に伴い、地震振動時のクレーン本体
の横方向の動きが適切に抑制されるようになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の参考例
について説明すると、図１は門形クレーンのクレーン本
体の四隅部にそれぞれ設けられた走行装置の１つとクレ
ーン本体との間に本参考例としてのクレーン用免震装置
が装備された状態を示す側面図であり、図２は図１のII
−II矢視図、図３は図１のIII−III矢視図、図４は図３
のIV−IV矢視断面図、図５は図１のＶ−Ｖ矢視拡大図、
図６は図５のVI−VI矢視図である。

【００１０】本参考例の免震装置をそなえたクレーン
も、図１７および図１８に示すような門形クレーンとし
て構成されており、門形のクレーン本体１と、その四隅
部の走行装置２との間に、図１に示すごとく免震装置10
が設けられている。

【００１１】すなわち、走行装置２は、図１に示すよう
に、レール３上を走行する各２個の車輪５を備えた４組
のトラック４と、隣接する２組のトラック４，４を軸７
で連結した２組の下部イコライザービーム６と、２組の
下部イコライザービーム６を軸９で連結した上部イコラ
イザービーム８とをそなえて構成されており、上部イコ
ライザービーム８とクレーン本体１との間に本参考例と
しての免震装置10が装着されている。

【００１２】なお、図１において、Ｃ１は上部イコライ
ザービーム８の中心線を示し、Ｃ２は中心線Ｃ１から一
定距離だけクレーン本体１の中心側へ偏った免震装置10
の上部イコライザービーム８側への取付位置を示してい
る。

【００１３】門形クレーンの走行装置２には、上記と異
なった車輪数で、色々な組合せの形式があり、また、車
輪２個付きのトラック４をクレーン本体１の各隅に１組
ずつ設ける場合もある。後に示す本発明の実施形態で
は、これらの各形式の走行装置２に対して、走行装置２
の最上位のイコライザービームまたはトラックと、クレ
ーン本体１側のサドル11との間を接続するように免震装
置10が装備されている。

【００１４】免震装置10は、図１〜４に示すように、走
行装置２の上部イコライザービーム８上に鉛直中心線Ｃ
２を中心として水平に取り付けられた下部リング31と、
同下部リング31にアクシャル荷重用およびモーメント荷
重用の各ベアリング33, 34ならびにラジアル荷重用ベア
リング35を介して同心的に相対回転可能に係合した上部
リング32とからなる旋回ベアリング環12をそなえてい
る。

【００１５】そして、旋回ベアリング環12の上部リング
32上の偏心位置で中心線Ｃ１に沿うように設けられた鉛
直軸支持用旋回軸受13に、図５，６に示すごとく、クレ
ーン荷重支持用ブロック18の下部鉛直軸17が支承されて
おり、同ブロック18は水平横軸16により、クレーン本体
１に取り付けられたサドル11に旋回可能に枢支されてい
る。このようにして、走行装置２は、図１に示すごと
く、クレーン本体１に水平横軸16を介して枢支されてい
る。

【００１６】また、免震装置10は、旋回ベアリング環12
の直径方向に沿い中心線Ｃ２と交叉する方向の水平横軸
14を、上部リング32上のブラケット15を介して支持し、
同水平横軸14により支持された水平レバー19を有してい
る。そして、水平レバー19の先端部を旋回ベアリング環
12の鉛直中心線Ｃ２を中心として上部リング32と共に旋
回させるように同水平レバー19の先端部を支持しながら
同水平レバー19の中立位置（クレーン走行方向に沿う位
置）への自動復元を行なう水平レバー旋回復元機構20
が、図１〜３に示すように設けられている。

【００１７】すなわち、水平レバー19の先端部に、同水
平レバーの旋回中心線Ｃ２を中心とする旋回方向に沿っ
て自由回転しうるローラ（車輪の場合を含む）24が設け
られるとともに、同ローラ24を案内するように走行装置
２の上部イコライザービーム８上にガイドレール25が設
けられており、同ガイドレール25は中立位置としてのレ
ール中間部に向かい下り傾斜（図２参照）に設けられて
いる。

【００１８】また、旋回ベアリング環12の上部リング32
とイコライザービーム８との間に、補助の駆動式（また
は非駆動式）の油圧ダンパー21が設けられるとともに、
同油圧ダンパー21のための駆動ユニット21ａが設けられ
ている。

【００１９】さらに、旋回ベアリング環12の上部リング
32において、水平レバー19と反対の側に制動板22が設け
られるとともに、同制動板22に着脱可能のブレーキ23が
設けられ、このようにして水平レバー19の旋回移動を制
動するブレーキ手段が構成されている。

【００２０】なお、旋回軸受13は、旋回ベアリング環12
と同様な小型の旋回ベアリング環で置換え、この旋回ベ
アリング環で荷重支持ブロック18の縦軸部17を支持する
ように構成することもできる。

【００２１】また、水平レバー旋回復元機構20は、ロー
ラ24とガイドレール25との組合わせ構造に代えて、一般
に建造物の地震振動を軽減するために使用されている図
７で示すような振動減衰用の積層ゴム26を水平レバー19
の下面とイコライザービーム８の上面との間に設ける構
成を採用することができる。さらに、積層ゴム26に代え
てコイルばねを用いることができるほか、他の任意の構
成の復元手段を用いてもよい。

【００２２】なお、積層ゴム26の代わりにコイルばねを
用いる場合は、水平レバー19の先端部を走行装置２の上
面すなわちイコライザービーム８の上面に沿って同レバ
ー19を案内するように、同レバー19の下面とイコライザ
ービーム８の上面との間に減摩案内部材としてのローラ
またはすべり支承部材が併用される。

【００２３】上述した免震装置10は、クレーンの運転中
は、制動板22をブレーキ23でロックした状態に保持し、
クレーン運転休止時にブレーキ23を解放して免震装置10
を作動可能な状態に維持できる。なお、クレーンの運転
中でも、図示しない振動検出センサーからの地震検出信
号に基づき、ブレーキ23による制動板22のロックを解除
できるようにしておくことが望ましい。

【００２４】門形クレーン本体１の荷重は、門形クレー
ン本体１の四隅の各サドル11から荷重伝達ブロック18，
旋回軸受13，旋回ベアリング環12を経てイコライザービ
ーム８を含む走行装置２に伝達される。

【００２５】クレーンの運転中に、地震振動によって門
形クレーン本体１に作用するアクシャル荷重Ａ、転倒モ
ーメント荷重Ｍ、Ｍ′およびラジアル荷重Ｒの各加振力
も各走行装置２上の旋回ベアリング環12および旋回軸受
13で吸収されることになる。

【００２６】このとき、レール３と直角なラジアル方向
に加わる加振力Ｒは、各走行装置２の旋回ベアリング環
12から偏心した旋回軸受13を水平レバー19と共に旋回ベ
アリング環12の中心を中心として回動させるように作用
し、この回動力が水平レバー19と走行装置２との間に設
けられた水平レバー旋回復元機構20で抑制されることで
緩衝されるようになる。

【００２７】水平レバー旋回復元機構20が、図１〜図３
で示す水平レバー19の先端部に設けたローラ24と、走行
装置２上で中間部へ向かい下り傾斜するガイドレール25
とで構成されているので、水平レバー19の旋回時にロー
ラ24がガイドレール25面を上り傾斜方向に移動すること
で移動力が抑制され、クレーンの重力により自動的にガ
イドレール25の中間位置に復帰移動する。

【００２８】また、水平レバー旋回復元機構20が、図７
で示す積層ゴム26で構成された場合は、積層ゴム26自体
のばね要素と、摩擦減衰要素と、粘性減衰要素とで、水
平レバー19の移動力が抑制されたのち、回動量ゼロ位置
へ自動復元される。また、積層ゴム26に代えて、コイル
ばねを用いた場合は、コイルばね自体のばね要素で水平
レバー19の移動力が抑制されたのち、回動量ゼロ位置へ
自動復元される。

【００２９】また、地震による衝撃的な水平レバー19の
回動は、補助の油圧ダンパー21によっても抑制すること
ができ、駆動型の油圧ダンパー21を使用することで、地
震振動に対しアクティブな制振を行なうことが可能にな
る。さらに、水平レバー19の旋回移動を制限するブレー
キ手段22, 23が設けられることにより、地震に対する制
振作用が一層的確に行なわれる。

【００３０】上述した作用が、門形クレーン本体の四隅
の各走行装置２の部分で、それぞれ独立して生じること
で、門形クレーンに作用する地震力を各走行装置２で安
全に吸収できるようになる。

【００３１】また、この構成によって、大きい門形クレ
ーン本体１の大きい水平旋回ねじれを安全に吸収できる
免震機構をコンパクトな機構で提供することができる。
さらに、免震装置10が、走行装置２とサドル11との間に
独立した機構で構成されるため点検・調整・補修が容易
に行なえるようになる。

【００３２】次に本発明の実施形態としてのクレーン用
免震装置について説明すると、図８はその側面図、図９
は図８のIX−IX矢視図である。

【００３３】この実施形態では、前述の参考例と同様の
門形のクレーン本体１と走行装置２とをそなえた走行式
門形クレーンにおいて、クレーン本体１と走行装置２と
の間に介装される免震装置10が、次のように構成されて
いる。

【００３４】すなわち、クレーン本体１の下面と走行装
置２のイコライザービーム８の中央部との間に積層ゴム
36が装着されるとともに、同積層ゴム36の前後の対称位
置で、クレーン本体１の下面とイコライザービーム８の
上面との間に横方向スライド機構37が装着されており、
クレーン本体１側スライド部とイコライザービーム８と
の間には振動減衰用の油圧ダンパー38が設けられてい
る。

【００３５】そして、積層ゴム36としては、地震振動時
にクレーン本体１と走行装置２との間に発生する横方向
変位に対応できるように、必要な高さおよび径の積層ゴ
ムが用いられる。

【００３６】また、横方向のスライド機構37は、イコラ
イザービーム８上に固定配置したＴ形断面の軌条39と、
同軌条39の両側に沿ってクレーン本体１から延びる一対
のサドル40に装着されてＴ形軌条39の上下面に接触回動
する上下各４個のローラ41とで構成され、油圧ダンパー
（加振器）38はサドル40とイコライザービーム８との間
に横方向に設けられている。そして、油圧ダンパー38の
駆動ユニット38ａが設けられている。

【００３７】上述の実施形態では、地震によってクレー
ンに横方向の加振力Ｒが加わったとき、クレーン本体１
は、一対の横方向スライド機構37で曲げモーメント荷重
Ｍを吸収されながら横方向へスライドする。

【００３８】このとき、相互のスライド力は、積層ゴム
36の撓み変形で吸収され、ついで積層ゴム36の復元力に
より、クレーン本体１と走行装置２とがスライドゼロ位
置へ自動的に復元する。また、このとき、油圧ダンパー
38が並行して相互のスライド力を減衰させるように働
く。その他の作用効果は参考例と同様である。

【００３９】次に、前述の参考例および実施形態のクレ
ーン用免震装置に設けられる制御系について説明する
と、図１０に示すように、参考例および実施形態におけ
る走行装置２側およびまたはクレーン本体１側に装着さ
れた相互の振動検出センサー42と、振動検出センサー42
の検出値に応じて、油圧ダンパー21の駆動ユニット21ａ
（図１）または油圧ダンパー38の駆動ユニット38ａ（図
８），ローラまたは車輪24の駆動ユニットを制御する振
動制御部43とが装備されるようになっている。

【００４０】前述の参考例および実施形態の各免震装置
において、走行装置２とクレーン本体１の相互の地震振
動による振動を振動検出センサー42により検出して振動
制御部43に取込み、振動制御部43により速度変位を抑制
するように駆動ユニット21ａ，38ａを制御することで、
地震による門形クレーンの横方向振動をアクティブに減
衰し、脱輪等を防止することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のクレーン
用免震装置によれば次のような効果が得られる。 (1) クレーン本体の下面と走行装置の中央部との間に
装着された積層ゴムと、同積層ゴムの前後の対称位置で
クレーン本体の下面と上記走行装置の上面との間に装着
された横方向スライド機構とが設けられると、地震によ
ってクレーン本体に横方向の加振力が負荷されたとき、
同クレーン本体は上記横方向スライド機構により曲げモ
ーメント荷重を支持しながら横方向へ摺動するようにな
り、このときクレーン本体とその走行装置との相互間の
スライド力は上記積層ゴムの撓み変形で吸収され、つい
で同積層ゴムの復元力により上記走行装置に対する上記
クレーン本体の通常位置への復帰が自動的に行なわれる
ようになる。（請求項１） (2) 上記のクレーン本体と走行装置との間に、横方向
のスライド量を抑制するオイルダンパーが装備されてい
ると、地震発生時に、同オイルダンパーによる横方向ス
ライド量の抑制作用に伴いクレーン本体の横方向の動き
が適切に抑制されるようになる。（請求項２）

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参考例としてのクレーン用免震装置
の側面図である。

【図２】図１のII−II矢視図である。

【図３】図１のIII−III矢視図である。

【図４】図３のIV−IV矢視拡大断面図である

【図５】図１のＶ−Ｖ矢視拡大図である。

【図６】図５のVI−VI矢視図である。

【図７】図１の装置の要部における変形例を示す説明
図である。

【図８】本発明の実施形態としてのクレーン用免震装
置を示す側面図である。

【図９】図８のIX−IX矢視図である。

【図１０】図１および図８の各クレーン用免震装置に
設けられる制御系のブロック図である。

【図１１】走行式門形クレーンの正面図である。

【図１２】図１１の走行式門形クレーンの側面図であ
る。

【図１３】従来の天井走行式クレーンの側面図であ
る。

【図１４】図１３のクレーンの要部を拡大して示す正
面図である。

【符号の説明】

１クレーン本体２走行装置３走行レール４トラック５車輪６下部イコライザービーム７軸８上部イコライザービーム９軸 10 免震装置 11 サドル 12 旋回ベアリング環 13 旋回軸受 14 水平軸 15 ブラケット 16 水平軸部 17 下部鉛直軸 18 クレーン荷重支持ブロック 19 水平レバー 20 水平レバー旋回復元機構 21 補助の油圧ダンパー 21ａ油圧ダンパー21の駆動ユニット 22 制動板 23 ブレーキ 24 ローラまたは車輪 25 ガイドレール 26 積層ゴム 31 内側下部リング 32 外側上部リング 33 アクシャル荷重用ベアリング 34 モーメント荷重用ベアリング 35 ラジアル荷重用ベアリング 36 積層ゴム 37 横方向スライド機構 38 油圧ダンパー（加振器） 38ａダンパー駆動ユニット 39 Ｔ型軌条 40 サドル 41 ローラ 42 振動検出センサー 43 振動制御部Ａアクシャル荷重Ｒ直角方向ラジアル荷重Ｍモーメント荷重Ｓ旋回ねじり荷重Ｌ走行装置スパン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭53−140756（ＪＰ，Ａ) 特開平10−8765（ＪＰ，Ａ) 特開平６−8823（ＪＰ，Ａ) 特開平６−200657（ＪＰ，Ａ) 特公昭63−356（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭60−30638（ＪＰ，Ｂ１) 荷役機械設備の耐震対策の検討調査報告書，日本，社団法人港湾荷役機械化協会，ｐ．27−43 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66C 9/10 B66C 15/00 B66C 19/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】クレーン本体と同クレーン本体をレールに
沿い走行させるべく複数の車輪を備えた走行装置との間
に設けられるクレーン用免震装置であって、上記クレー
ン本体の下面と上記走行装置の中央部との間に装着され
た積層ゴムと、同積層ゴムの前後の対称位置で上記クレ
ーン本体の下面と上記走行装置の上面との間に装着され
た曲げモーメント荷重を支持しながら横方向へ摺動する
横方向スライド機構とが装備されたことを特徴とする、
クレーン用免震装置。
【請求項２】上記のクレーン本体と走行装置との間に、
横方向のスライド量を抑制するダンパーが装備されたこ
とを特徴とする、請求項１に記載のクレーン用免震装
置。