JP3940706B2

JP3940706B2 - 中折れ式橋形クレーン

Info

Publication number: JP3940706B2
Application number: JP2003176324A
Authority: JP
Inventors: 正富芝本
Original assignee: JFE Mechanical Co Ltd
Current assignee: JFE Denki Corp
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: JP2005008385A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は中折れ式橋形クレーンに関するものであり、ガーダの先端部に連結されたブームが、倒伏位置と起立位置とに亘って上下回動自在に基端部を連結した第１ブーム部分とその先端部に相対的に上下回動自在に基端部を連結した第２ブーム部分とからなる中折れ式橋形クレーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の中折れ式橋形クレーンとしては、図８に示す如く、ガーダ１０９の先端部１０９ａに倒伏位置（同図（Ａ）位置）と起立位置（同図（Ｂ）位置）とに亘って上下回動自在に基端部１１１ｂを連結１１３した第１ブーム部分１１１と該第１ブーム部分１１１の先端部１１１ａに相対的に上下回動自在に基端部１１２ｂを連結１１４した第２ブーム部分１１２とからなるブーム１０３を具備しており、第１ブーム部分１１１の先端部１１１ａに設けた第１シーブ１２１と第２ブーム部分１１２の基端部１１２ｂに設けた第２シーブ１２２とに掛け回された第１ロープ部分１２５ａ及び第２シーブ１２２とガーダ１０９上に立設した支柱体１１０の上端部に設けた第３シーブ１２３とに掛け回された第２ロープ部分１２５ｂを有する一定長の水平保持ロープ１２５により、第１ブーム部分１１１を倒伏位置及び起立位置に位置させたときにおいて、第２ブーム部分１１２を水平状態に保持させるように構成されたもの（以下「従来クレーン」という）が知られている（例えば、特公昭４４−２２２６８号公報参照）。
【０００３】
ところで、近時、コンテナ船の大型化等に伴い空港近辺に設置される中折れ式橋形クレーンも大型化傾向が著しく、ガーダ１０９及びブーム１０３の長さ，高さが従前に比して極めて大きくなっている。一方、第１ブーム部分１１１を起立位置に位置させたときにおける第２ブーム部分１１２の高さは、航空法等の規制により一定の制限（以下「ブーム上限高さ」という）があり、一定以上に高くすることができない（航空法ではこの制限を航空障害物制限表面という）。このため、第２ブーム部分１１２の高さ（ブーム上限高さ）を決定する第１ブーム部分１１１の長さは、ガーダ１０９の高さが高くなっていることとも相俟って、大きく制限されることになり、その結果、クレーンの大型化に伴い、必然的に、第２ブーム部分１１２が長尺化し、その重量が増大する傾向にある。その結果、重量が増大した第２ブーム部分１１２を水平保持するための水平保持ロープ１２５に作用するロープ張力も必然的に増大することになる。
【０００４】
而して、従来クレーンにあっては、図８（Ａ）に示す如く、第１ブーム部分１１１の起立動作開始時において、第２ブーム部分１１２の上昇が、第１ブーム部分１１１に対しては第１ロープ部分１２５ａの張力ｐにより又ガーダ側（支柱体１１０）に対しては第２ロープ部分１２５ｂの張力ｑにより行なわれることになる。ここで、第２ブーム部分１１２の重量つまり重心に作用する荷重をｗとし、回動支点１１４から張力ｐ，ｑ及び荷重ｗの作用線までの垂直距離つまりモーメントの腕をｈ１，ｈ２，ｈ３として、第２ブーム部分１１２の回動支点１１４（両ブーム部分１１１，１１２の連結点）回りにおけるモーメントの釣り合いを考えると、ｐ，ｑ，ｗ間にはｐ・ｈ_１＋ｑ・ｈ_２＝ｗ・ｈ_３の関係がある。そして、各ロープ部分１２５ａ，１２５ｂにおけるロープ掛け数をｎ_１，ｎ_２とすると、各ロープ部分１２５ａ，１２５ｂの張力ｔは同一であり、ｐ＝ｎ１・ｔ，ｑ＝ｎ２・ｔであるから、第２ブーム部分１１２を動作させるために必要な水平保持ロープ１２５の張力ｔはｔ＝ｗ・ｈ_３／（ｎ_１・ｈ_１＋ｎ_２・ｈ_２）となる。
【０００５】
したがって、ロープ張力ｔを小さくしておくためには、張力ｐ，ｑに対するモーメントの腕（以下「張力モーメントの腕」という）ｈ_１，ｈ_２が大きくなるようにすればよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来クレーンにおいては、図８（Ａ）に示す如く、第１及び第２シーブ１２１，１２２が各ブーム部分１１１，１１２の端部１１１ａ，１１２ｂに設けられていて、第２ブーム部分１１２の回動支点１１４に近接する位置に位置しているため、張力モーメントの腕ｈ_１，ｈ_２が小さく、ロープ張力ｔが第２ブーム部分１１２の長尺化，重量化に伴い頗る大きくなり、近時のクレーン大型化傾向に対処し難い。なお、ロープ掛け数ｎ_１，ｎ_２を増加することによってもロープ張力ｔを小さくできるが、ロープ掛け数ｎ_１，ｎ_２を必要以上に増加させると、シーブの必要数も増え、その取付場所の制限等もあり、また、水平保持ロープ１２５の屈曲数が多くなると、このロープ系のシーブ効率（シーブを駆動する効率）も悪くなり、ブーム起立のためにより大きな動力を必要とすること、また、ロープの屈曲数の増加に伴い、ロープの寿命強度も低下するので、ロープ強度を大きく設定しておく必要があるなど、ロープ張力ｔを小さくするための対策としては適当でない。水平保持ロープ１２５の屈曲数が多くなり、ロープ強度を大きく設定しておく必要があるため、ロープ張力ｔを小さくするための対策としては適当でない。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、従来クレーンに比してロープ張力を可及的に小さくすることができ、近時のクレーン大型化傾向に良好に対処することができる中折れ式橋形クレーンを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、架台に固定されたガーダと、ガーダの先端部に倒伏位置と起立位置とに亘って上下回動自在に基端部を連結した第１ブーム部分とその先端部に相対的に上下回動自在に中間部を連結した第２ブーム部分とからなるブームと、ガーダの先端部に設けた第 2 シーブと、第２シーブの上方位に配して第２ブーム部分の基端部に設けた第 1 シーブと、ガーダ上の架台部分である支柱体に設けた第３シーブと、第１ブーム部分に設けた第４シーブと、第１シーブと第２シーブとに掛け回された第１ロープ部分、第２シーブと第３シーブとに掛け回された第２ロープ部分及び第３シーブと第４シーブとに掛け回された第３ロープ部分からなる一定長の水平保持ロープと、を具備して、第１ブーム部分を少なくとも倒伏位置及び起立位置に位置させたときにおいて第２ブーム部分が水平保持ロープにより水平に保持されるように構成されており、第２ブーム部分の基端側部分であって当該第２ブーム部分における第１ブーム部分との連結点より基端側の部分を、第１ブーム部分と略同一長を有し且つ第１ブーム部分を倒伏位置に位置させたときにおいて第１ブーム部分に形成した上面開口状の凹部に没入するバランスウエイトに構成することにより、第１ブーム部分の起立動作開始時における水平保持ロープの張力を低減させるように構成したことを特徴とする中折れ式橋形クレーンを提案する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図７に基づいて具体的に説明する。
【００１０】
この実施の形態における中折れ式橋形クレーン１は、図１に示す如く、クレーン本体２とブーム３と起伏装置４と水平保持装置５と荷役装置６とを具備する。なお、以下の説明においては、便宜上、前後とは図１〜図５における左右を意味するものとする。
【００１１】
クレーン本体２は、図１に示す如く、岸壁７上に左右方向に走行自在に設置された架台８と、架台８の上端部に水平に支持されて前後方向に延びるガーダ９と、架台８の上端部に立設されてガーダ９の上方位へと延びる支柱体１０とを具備する。
【００１２】
ブーム３は、図１に示す如く、第１ブーム部分１１と第２ブーム部分１２とからなり、ガーダ９から海上へと張り出している。なお、ブーム３を構成する各ブーム部分１１，１２及びガーダ９は、周知のように、鉄骨構造をなす主構成部材とその上面に設けられた手摺り等の付属構成部材とからなるが、当該図面においては、便宜上、主構成部材のみを示し、付属構成部材については省略してある。以下の説明において、特に明示しない限り、ブーム３、各ブーム部分１１，１２及びガーダ９は主構成部材のみを意味するものとする。
【００１３】
第１ブーム部分１１は、図２に示す如く、その基端部たる後端部１１ｂをガーダ９の先端部たる前端部９ａに上下回動自在つまり起伏自在に連結１３してあって、後述する起伏装置４により、ガーダ９に連なる水平な倒伏位置（図１実線位置，図２実線位置，図３位置）とガーダ９の上方へと起立する起立位置（図１鎖線位置，図２鎖線位置，図４位置）とに亘って起伏操作されるようになっている。また、第２ブーム部分１２は、図２に示す如く、その中間部１２ａ（基端部たる後端部１２ｂから所定長さＬだけ先端部（前端部）方向に偏倚した部分）を第１ブーム部分１１の先端部たる前端部１１ａに相対的に上下回動自在につまり屈曲自在に連結１４してあって、後述する水平保持装置５により、第１ブーム部分１１を倒伏位置及び起立位置の何れに位置させたときにおいても水平状態に保持されるようになっている。なお、第１ブーム部分１１の長さは、ガーダ９の高さ及び前記ブーム上限高さに応じて設定されている。
【００１４】
第２ブーム部分１２の基端側部分（後端側部分）であって第１ブーム部分１１との連結点１４より基端側の部分は、図２に示す如く、第１ブーム部分１１と略同一長Ｌを有し且つ第１ブーム部分１１を倒伏位置に位置させたときにおいて第１ブーム部分１１内に没入するバランスウエイト１２Ａに構成されている。
【００１５】
また、第１ブーム部分１１には、図２、図６及び図７に示す如く、その起伏動作に伴ってバランスウエイト１２Ａを干渉することなく出没させうる上面開口状の凹部１１ｃが形成されている。
【００１６】
ところで、バランスウエイト１２Ａはブーム１１，１２の連結点１４より後方に突出するものであるから、第１ブーム部分１１の起伏動作時、特に第１ブーム部分１１を倒伏位置に位置させたときにおいて、第１ブーム部分１１に干渉する虞れがあるが、このような干渉は、第１ブーム部分１１にその起伏動作に伴ってバランスウエイト１２Ａが出没する凹部を設けておくことによって回避することができる。そこで、図２、図６及び図７に示す如く、鉄骨構造物である第１ブーム部分１１に強度を勘案して上面開口状の凹部１１ｃを設け、この凹部１１ｃに第１ブーム部分１１を倒伏位置に位置させたときにおいてバランスウエイト１２Ａを没入させるように工夫することによって、上記した問題を解決している。すなわち、バランスウエイト１２Ａは、第１ブーム部分１１の起伏動作に伴って、当該ブーム１１に設けられた上面開口状の凹部１１ｃに出没するような形状として、第１ブーム部分１１との干渉を回避するように工夫されている。バランスウエイト１２Ａは、後述するバランス効果を発揮できるに十分な重量のものとされており、かかる重量を確保するために可及的に長尺なものとされている。すなわち、バランスウエイト１２Ａの長さＬは、これが凹部１１ｃに出没可能な範囲で最長となるように、第１ブーム部分１１と略同一長に設定されている。
【００１７】
起伏装置４は、図２に示す如く、第１ブーム部分１１の先端部又はその近傍部位に設けた起伏シーブ１５と、支柱体１０の上端部に設けた案内シーブ１６と、支柱体１０の後方に配してガーダ９上に設けた巻取りドラム１７（図１参照）と、両シーブ１５，１６間から巻取りドラム１７に至る起伏ロープ１８と、第１ブーム部分１１及び第２ブーム部分１２と支柱体１０の上端部との間に張設したテンションバー１９，２０（図１参照）とを具備して、起伏ロープ１８を巻取りドラム１７により巻取り操作して両シーブ１５，１６の間隔を伸縮変化させることにより、第１ブーム部分１１を上記した倒伏位置と起立位置とに亘って起伏動作させるようになっている。また、各テンションバー１９，２０は屈曲自在な複数の関節部（図示せず）を有するもので、第１ブーム部分１１を倒伏位置に位置させたときにおいて、各ブーム１１，１２を水平状態に支持すべく伸長し、第１ブーム部分１１を起立位置へと回動させることによって、当該関節部により折り畳まれるようになっている。なお、起伏ロープ１８の一端部は巻取りドラム１７に固定されるが、その他端部は巻取りドラム１７並びに第１ブーム１１及びクレーン本体２の何れかに固定される。この他端部の固定個所はシーブ１５，１６間のロープ掛け形態及び各シーブ数に応じて適宜に設定される。
【００１８】
水平保持装置５は、図２に示す如く、第２ブーム部分１２に設けた第１シーブ２１と、ガーダ９に設けた第２シーブ２２と、ガーダ９上の架台部分つまり支柱体１０の上端側部分に設けた第３シーブ２３と、第１ブーム部分１１に設けた第４シーブ２４と、これらのシーブ２１，２２，２３，２４に掛け回された一連且つ一定長の水平保持ロープ２５とを具備するものである。水平保持ロープ２５は、図２〜図５に示す如く、第１及び第２シーブ２１，２２間に掛け回された第１ロープ部分２５ａと第２及び第３シーブ２２，２３間に掛け回された第２ロープ部分２５ｂと第３及び第４シーブ２３，２４間に掛け回された第３ロープ部分２５ｃとからなり、第１ブ−ム部分１１の起伏動作に伴って、第１ブーム部分１１の起立位置方向（又は倒伏位置方向）への回動変位に伴って第１ロープ部分２５ａのロープ伸長量（又は縮小量）と第３ロープ部分２５ｃのロープ縮小量（又は伸長量）とが一致するように回行動作して、第１ブーム部分１１が少なくとも倒伏位置及び起立位置に位置されたときにおいて第２ブーム部分１２が第１及び第３ロープ部分２５ａ，２５ｃの張力Ｐ，Ｑ（図３参照）により水平状態に保持する。各シーブ２１，２２，２３の相互位置及びこれらの間のロープ掛け形態は、少なくとも上記条件を満足すると共に第１ブ−ム部分１１が起立位置と倒伏位置との中間位置（例えば図５に示す位置）に位置されるときにおいても第２ブ−ム部分１２が水平状態又はこれに近い状態に保持されるように、設定される。この例では、第１シーブ２１と第２シーブ２２とは、前後方向に近接するように配置されると共に、第１シーブ２１が第２シーブ２２の上方に位置するように配置されている。すなわち、図２に示す如く、第２シーブ２２はガーダ９の先端部９ａに設けられており、第１シーブ２１は、第２シーブ２２の上方位に配して、第２ブーム部分１２の基端部つまりバランスウエイト１２Ａの基端部１２ｂに設けられている。なお、第１シーブ２１は、前述した付属構成部材も含む第２ブーム部分全体の上面（バランスウエイト１２Ａの上面）から上方に突出しないように配置されている。また、第３シーブ２３は、案内シーブ１６より下方近傍位において、支柱体１０に設けられている。また、第４シーブ２４は、第１ブーム部分１１の先端部１１ａ又はその近傍部位に設けられており、この例では、起伏シーブ１５と回転軸線が一致するように配置されている。なお、水平保持ロープ２５の各端部は、各シーブ２１，２２，２３，２４が設けられている部材（各ブーム部分１１，１２、ガーダ９及びクレーン本体２）の何れかに固定されるが、その固定個所はシーブ２１，２２，２３，２４間のロープ掛け形態及び各シーブ数に応じて適宜に設定される。但し、各ロ−プ部分２５ａ，２５ｂ，２５ｃにおけるロープ掛け数は、冒頭で述べた如く、必要以上に多くならないように配慮しておくことが望ましい。
【００１９】
荷役装置６は、図１に示す如く、第１ブーム部分１１を倒伏位置に位置させたときにおいてブーム３及びガーダ９に形成される一連の水平レール（図示せず）上を所定の海上荷役位置（図１実線位置）と陸上荷役位置（同図鎖線位置）とに亘って走行するトロリ２６と、トロリ２６にワイヤロープ２７を介して昇降可能に懸吊された吊具２８とを具備して、第１ブーム部分１１を倒伏位置に位置させた状態で、トロリ２６の走行と吊具２８の昇降とを行なうことにより、コンテナ船２９上と陸上との間でコンテナ３０の移送を行なうようになっている。なお、トロリ２６は、第１ブーム部分１１の起伏動作時には、ブーム３側に位置されることはなく、ガーダ９側に位置されるものである。
【００２０】
以上のように構成された中折れ式橋形クレーン１にあっては、第２ブーム部分１２における第１ブ−ム部分１１との連結点１４より基端側の部分をバランスウエイト１２Ａとなしていることから、第１ブーム部分１１の起立動作開始時における水平保持ロープ２５の張力（ロープ張力）を従来クレーンに比して大幅に低減させることができる。
【００２１】
すなわち、第１ブーム部分１１の起立動作開始時においては、図３に示す如く、従来クレーンにおけると同様に、第２ブーム部分１２が、第１ブーム部分１１に対しては第１ロープ部分２５ａの張力Ｐにより又ガーダ９側（支柱体１０）に対しては第３ロープ部分２５ｃの張力Ｑにより連結点１４を中心に第２ブーム部分１２の先端側が回転し持ち上げられることになる。したがって、バランスウエイト１２Ａを除く第２ブーム部分１２の重量つまり第２ブーム部分１２における回動支点（両ブーム部分１１，１２の連結点）１４より先端側（前端側）の部分の重量であって当該部分の重心に作用する荷重をＷ_１とし、バランスウエイト１２Ａの重量つまりその重心に作用する荷重をＷ_２とし、回動支点１４から張力Ｐ，Ｑ及び荷重Ｗ_１，Ｗ_２の作用線までの垂直距離つまりモーメントの腕を夫々Ｈ_１，Ｈ_２，Ｈ_３，Ｈ_４として、第２ブーム部分１１２の回動支点１４回りにおけるモーメントの釣り合いを考えると、Ｐ，Ｑ，Ｗ_１，Ｗ_２間には、Ｐ・Ｈ_１＋Ｑ・Ｈ_２＋Ｗ_２・Ｈ_４＝Ｗ_１・Ｈ_３の関係がある。そして、各ロープ部分２５ａ，２５ｃにおけるロープ掛け数をＮ_１，Ｎ_２とすると、各ロープ部分２５ａ，２５ｂの張力Ｔは同一であり、Ｐ＝Ｎ_１・Ｔ，Ｑ＝Ｎ_２・Ｔであるから、第２ブーム部分１２を上昇動作させるために必要な水平保持ロープ２５の張力（ロープ張力）ＴはＴ＝（Ｗ_１・Ｈ_３−Ｗ_２・Ｈ_４）／（Ｎ_１・Ｈ_１＋Ｎ_２・Ｈ_２）となる。したがって、ロープ張力Ｔは、バランスウエイト１２Ａを有しない場合に比して低減されることになり、従来クレーンと同一条件（Ｗ_１＝ｗ，Ｈ_３＝ｈ_３，Ｎ_１＝ｎ_１，Ｎ_２＝ｎ_２）下においては、当然に、従来クレーンにおけるロープ張力ｔに比して大幅に低減されることになる。その結果、第２ブーム部分１２が長尺化，重量化されたときにも、水平保持ロープ２５を必要以上に大きな径のものとする等の不都合を生じず、中折れ式クレーン１の大型化に良好に対処することができる。
【００２２】
また、ロープ張力Ｔは、第１及び第２シーブ２１，２２の位置関係を上記した如く設定しておくことにより、更に低減されることになる。すなわち、第１シーブ２１を、ガーダ９の先端部９ａに配置された第２シーブ２２の上方位に配して、バランスウエイト１２Ａの基端部１２ｂに設置しておくと、バランスウエイト１２Ａが第１ブ−ム部分１１と略同一長Ｌであるから、第１シーブ２１が前後方向において第２シーブ２２に近接することになる。したがって、第１ブ−ム部分１１の起立動作開始状態においては、図３に示す如く、Ｐの作用線が鉛直線に近づくことになり、そのモーメントの腕Ｈ_１が大きくなる。その結果、ロープ張力Ｔが更に低減されることになる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の中折れ式橋形クレーンは、第２ブーム部分をバランスウエイトを有する形状とする簡単な工夫を施すことによって、水平保持ロープに必要な張力（ロープ張力）を大幅に低減させ得るものであり、第２ブーム部分が長尺化するクレーンの大型化に充分に対処することができるものであり、その実用的価値極めて大なるものである。さらに、バランスウエイトを第１シーブ部分と略同一長としておくことにより、当該第１シーブと第２シーブとの配置関係を当該ロープ張力を低減しうるように設定することが可能となり、当該ロープ張力の更なる低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る中折れ式橋形クレーンの一例を示す側面図である。
【図２】第１ブ−ム部分の倒伏状態を示す図１の要部拡大図である。
【図３】第１ブ−ム部分の起立動作開始時における張力と荷重との関係を示す図２相当の作用説明図である。
【図４】第１ブ−ム部分が起立位置に位置された状態を示す図３対応の側面図である。
【図５】第１ブ−ム部分が中間位置に位置された状態の一例を示す図３対応の側面図である。
【図６】当該クレーンの要部の平面図である。
【図７】図６のVII− VII線に沿う縦断正面図である。
【図８】従来クレーンを示す要部の側面図である。
【符号の説明】
１…コンテナクレーン（中折れ式橋形クレーン）、２…クレーン本体、３…ブーム、８…架台、９…ガーダ、９ａ…ガーダの先端部、１０…支柱体（ガーダ上の架台部分）、１１…第１ブーム部分、１１ａ…第１ブーム部分の先端部、１１ｂ…第１ブーム部分の基端部、１１ｃ…凹部、１２…第２ブーム部分、１２Ａ…バランスウエイト（第２ブーム部分の基端側部分）、１２ａ…第２ブ−ム部分の中間部、１２ｂ…第２ブ−ム部分ないしバランスウエイトの基端部、１５…起伏シーブ、１６…案内シーブ、１８…起伏ロープ、２１…第１シーブ、２２…第２シーブ、２３…第３シーブ、２４…第４シーブ、２５…水平保持ロープ、２５ａ…第１ロープ部分、２５ｂ…第２ロープ部分、２５ｃ…第３ロープ部分。

Claims

架台に固定されたガーダと、ガーダの先端部に倒伏位置と起立位置とに亘って上下回動自在に基端部を連結した第１ブーム部分とその先端部に相対的に上下回動自在に中間部を連結した第２ブーム部分とからなるブームと、ガーダの先端部に設けた第 2 シーブと、第２シーブの上方位に配して第２ブーム部分の基端部に設けた第 1 シーブと、ガーダ上の架台部分である支柱体に設けた第３シーブと、第１ブーム部分に設けた第４シーブと、第１シーブと第２シーブとに掛け回された第１ロープ部分、第２シーブと第３シーブとに掛け回された第２ロープ部分及び第３シーブと第４シーブとに掛け回された第３ロープ部分からなる一定長の水平保持ロープと、を具備して、第１ブーム部分を少なくとも倒伏位置及び起立位置に位置させたときにおいて第２ブーム部分が水平保持ロープにより水平に保持されるように構成されており、
第２ブーム部分の基端側部分であって当該第２ブーム部分における第１ブーム部分との連結点より基端側の部分を、第１ブーム部分と略同一長を有し且つ第１ブーム部分を倒伏位置に位置させたときにおいて第１ブーム部分に形成した上面開口状の凹部に没入するバランスウエイトに構成することにより、第１ブーム部分の起立動作開始時における水平保持ロープの張力を低減させるように構成したことを特徴とする中折れ式橋形クレーン。