JP4759120B2

JP4759120B2 - ジブクレーン

Info

Publication number: JP4759120B2
Application number: JP2000241341A
Authority: JP
Inventors: 勲宮澤
Original assignee: IHI Transport Machinery Co Ltd
Current assignee: IHI Transport Machinery Co Ltd
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2020-08-09
Also published as: JP2002053290A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジブクレーンに関し、特に吊荷を吊上げる地切り時や吊荷の設置時に、吊荷が移動しないようにしたジブクレーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５はジブクレーンの一例を示す側面図であり、１は走行式や定置式（図示の場合は走行式）の支持架台、２は支持架台１の上部に旋回台３を介して旋回自在に載置された旋回フレームであり、上記支持架台１と旋回フレーム２とによりクレーン本体４が構成されている。
【０００３】
クレーン本体４における旋回フレーム２の前部には、ジブ５が支持ピン６を中心に起伏自在に取付けられている。また、旋回フレーム２上に設置した起伏ウインチ７により巻取り繰出しされる起伏ロープ８は、旋回フレーム２上のＡフレーム９の頂部のシーブ１０ａ、ジブ５先端のシーブ１０ｂ、及び再びシーブ１０ａを介して旋回フレーム２に固定されており、起伏ウインチ７によって起伏ロープ８を巻取り繰出しすることにより、ジブ５を起伏できるようにしている。
【０００４】
また、旋回フレーム２上に設置した巻上ウインチ１１により巻取り繰出しされる吊上ロープ１２は、Ａフレーム９の頂部のシーブ１３に掛けられ、更に該シーブ１３とジブ５の頂部のシーブ１４（吊点）との間、及び該シーブ１４とフックブロック１５のシーブ１６との間に掛け回し、吊上ロープ１２の終端は、起伏ウインチ７に連動する図示しない引込みドラムに、巻取り方向が逆になるように巻付けている。巻上ウインチ１１を駆動すると、フックブロック１５に吊下げた吊荷１７の吊上げ吊下げが行えるようになっている。
【０００５】
また、前記起伏ウインチ７により起伏ロープ８を巻取ってジブ５が起立する時には引込みドラムにより吊上ロープ１２を繰出し、ジブ５が起立状態から水平に近い状態に寝る時には引込みドラムにより吊上ロープ１２を巻取ることにより、吊荷１７の高さを変えないで水平引込みが行えるようにしている。また、このとき、吊点１４とフックブロック１５のシーブ１６との間に吊上ロープ１２を懸け回す回数に対して、吊点１４とＡフレーム９上端のシーブ１３との間に懸け回す回数を例えば２倍とすることにより、吊上ロープ１２による負荷がジブ５の起伏の抵抗にならないようにして、ジブ５の起伏を容易にし、吊荷１７の水平引き込みがスムーズに行えるようにしている。
【０００６】
図５は、ジブクレーンのジブ５が最も起立した状態を示しており、この状態のときには最大荷重（或いは定格荷重）の吊荷１７を吊上げることができる。図５の状態からジブ５が水平に近い状態に寝てくると、モーメント荷重の増加の関係から、吊上げることができる吊荷１７の大きさは減少する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のジブクレーンは、一般に次のような問題を有していた。図５の実線は、吊荷１７を吊っていないときのジブクレーンの状態を示しており、この状態から最大過重の吊荷１７を吊上げると、クレーン本体４及びジブ５が仮想線で示すように前傾する方向に撓むようになる。このために、ジブ５先端の吊点１４が前方移動距離＋Ｘだけ前方へ移動するようになり、よって吊荷１７の吊位置が予想される位置から前方移動距離＋Ｘだけ移動することになる。上記クレーン本体４及びジブ５の撓みは、ジブ５を起立状態にして最大荷重の吊荷１７を吊上げた時が最も大きく、ジブ５の角度が水平に近付いた場合には、吊上げることができる吊荷１７の荷重が小さくなること、及びジブ５の水平面よりの起伏角θの関係からジブ５の先端の前方移動距離＋Ｘは減少する。
【０００８】
図５のジブクレーンにおいて、フックブロック１５を吊荷１７の重心位置に合わせて、地上に設置した最大荷重の吊荷１７を吊上げる地切り時には、前記したようにクレーン本体４が仮想線の状態に前傾し、吊荷１７が前方移動距離＋Ｘだけ前方に振り出されることになり、このために吊上げた吊荷１７が前後に振れるという問題が生じる。
【０００９】
また、図５のジブクレーンによって仮想線のように最大荷重の吊荷１７を吊上げた状態から、所定位置に据付けるために吊荷１７を所定の位置に合わせて吊下げると、吊荷１７が設置位置に接した瞬間に吊荷１７の荷重が軽減されることにより、前傾していたクレーン本体４が実線で示すように起き上がることになり、このために吊荷１７が前方移動距離＋Ｘの分だけ後方に引きずり込まれるようになる。
【００１０】
このように、吊荷１７の地切り時及び吊荷１７の設置時に吊荷１７が移動するために、吊荷１７が近傍の構造物等に衝突するといった問題を生じる可能性がある。また、鋼製ブロック等の吊荷１７を吊上げて移動し、溶接対象物に位置決めして設置するような場合にも、鋼製ブロックが溶接対象物に設置される瞬間に移動してしまうために、正確な位置決めが難しく、位置決め作業に長時間を要するといった問題を有していた。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、吊荷を吊上げる地切り時や吊荷の設置時に、吊荷が移動することがないようにしたジブクレーンを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、クレーン本体にジブが支持ピンにより起伏自在に取付られ、ジブの先端に掛けられた吊上ロープにより吊荷の吊上げ吊下げを行うようにしているジブクレーンであって、前記ジブが長手方向中間部に取付けた起伏ロープにより起伏可能に支持されており、且つトラス構造を有しているジブが、吊点と支持ピンとを結ぶ荷重作用線に対して上側に張出した上弦材と、下側に張出した下弦材とを有し、最大荷重の吊上げ時にジブ先端から荷重作用線に沿う荷重がＰ、起伏ロープの取付点におけるジブの上下幅がＨ、起伏ロープの取付点における荷重作用線に対する上弦材の張出偏心長さがＥｕ、荷重作用線に対する下弦材の張出偏心長さがＥｌ、上弦材の断面積がＡｕ、下弦材の断面積がＡｌであるとき、
【数１】
Ｐ｛（Ｅｌ／（Ｈ・Ａｕ）｝＞Ｐ｛Ｅｕ／（Ｈ・Ａｌ）｝
を満足するように、上弦材の張出偏心長さＥｕと下弦材の張出偏心長さＥｌに応じて上弦材の断面積Ａｕと下弦材の断面積Ａｌを決定し、最大荷重の吊上げ時にジブの上部がクレーン本体側に反るようにしたことを特徴とするジブクレーン、に係るものである。
【００１３】
上記手段において、最大荷重の吊上げ時にクレーン本体が前傾することによりジブ先端が水平方向前方へ移動する前方移動距離と、最大荷重の吊上げ時にジブがクレーン本体側へ反ることによりジブ先端が水平方向後方へ移動する後方移動距離とが略同一になるようにすることが好ましい。
【００１４】
また、最大荷重の吊り上げ時にジブの荷重作用線に対して略直角になるようにジブに対して起伏ロープを取付けることが好ましい。
【００１５】
上記本発明によれば、以下のように作用する。
【００１６】
最大荷重の吊上げ時に、クレーン本体が前傾することによるジブ先端の前方移動距離と、ジブが反るように変形することによるジブ先端の後方移動距離とが相殺されることにより、ジブクレーンにより吊荷を吊上げる地切り時や、吊荷の設置等を行う際に、吊荷が不意に動くという問題を防止することができる。
【００１７】
従って、吊荷を正確な位置に位置決めする作業が容易となり、よって鋼製ブロックの位置決め、溶接等の作業性を大幅に向上させることができる。また、吊荷の地切り時や設置時等に吊荷が不意に動くことを防止できるので、作業の安全性も向上できる。
【００１８】
また、ジブに対する起伏ロープの取付点を、最大荷重の吊上げ時に荷重作用線に対して略直角になる位置とすることにより、起伏ロープによる引き込み荷重が、ジブが反ることによる変形に影響を与えるという問題を防止でき、よってジブの変形を確実に行わせることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係るジブクレーンの一例を示したものであり、図１中図５と同一のものについては同一の符号を付して説明を省略し、本発明の特徴部分についてのみ詳細に説明する。
【００２０】
図１の旋回フレーム２の前部には、図２、図３に示すような構成を有するジブ１８が、支持ピン６より起伏自在に取付けられており、起伏ウインチ７から繰り出されて旋回フレーム２上のＡフレーム９の上端のシーブ２２に掛けられた起伏ロープ８が、ジブ１８の長手方向中間部に設けたシーブ２４（取付点）に掛けられており、起伏ウインチ７の作動によりジブ１８の起伏が行われるようになっている。
【００２１】
ジブ１８は、図２〜図４に示すように、上弦材２０と下弦材２１とを有するトラス構造を備えている。上弦材２０は、ジブ１８先端の吊点１４と支持ピン６とを結ぶ荷重作用線１９に対して、起伏ロープ８の取付点２４が最も大きくなるように上側に大きな偏心長さで張出した細い一本のパイプからなっており、また、下弦材２１は、荷重作用線１９に対して、起伏ロープ８の取付点２４が最も大きくなるように下側に小さな偏心長さで張出した太い二本のパイプからなっている。
【００２２】
また、巻上ウインチ１１から巻き出された吊上ロープ１２は、Ａフレーム９上端のシーブ１３を経てジブ１８先端のシーブ１４（吊点）に掛けられてフックブロック１５により吊荷１７を吊上げ吊下げるようにしている。このとき、吊荷１７によりジブ１８先端に作用する荷重は、上弦材２０と下弦材２１とに分担されてあたかも荷重作用線１９を通って支持ピン６に作用するようになる。このように、ジブ１８への荷重はほぼ荷重作用線１９に沿って作用することになるため、ジブ１８先端の吊点１４は、吊上ロープ１２によって拘束されることがなく、従って、起伏ロープ８はジブ１８の自重のみを支持しており、起伏ロープ８の巻取り繰り出しによりジブ１８を容易に起伏させることができる。
【００２３】
前記起伏ロープ８のジブ１８に対する取付点２４は、図４に示すように、ジブ１８が最も起立した最大荷重の吊上げ時における引込方向が、前記荷重作用線１９に対して略直角の方向となる位置としている。
【００２４】
上記において、図４に示すように、最大荷重の吊荷１７によってジブ１８の荷重作用線１９にかかる荷重をＰ、起伏ロープ８の取付点２４におけるジブ１８の上下の幅をＨ、起伏ロープ８の取付点２４における荷重作用線１９に対する上弦材２０の張出偏心長さをＥｕ、同じく荷重作用線１９に対する下弦材２１の張出偏心長さをＥｌ、一本からなる上弦材２０の断面積をＡｕ、二本からなる下弦材２１の断面積の合計をＡｌとすると、上弦材２０の応力σｕは、σｕ＝Ｐ｛（Ｅｌ／（Ｈ・Ａｕ）｝であり、下弦材２１の応力σｌは、σｌ＝Ｐ｛Ｅｕ／（Ｈ・Ａｌ）｝である。
【００２５】
上記において、σｕ＝σｌであれば、ジブ１８はほぼ図４中実線で示す状態を保持する。
【００２６】
一方、σｕ＞σｌになるように、即ち、
【数３】
Ｐ｛（Ｅｌ／（Ｈ・Ａｕ）｝＞Ｐ｛Ｅｕ／（Ｈ・Ａｌ）｝・・・（１）
を満足するように、上弦材２０の張出偏心長さＥｕと下弦材２１の張出偏心長さＥｌに応じて、上弦材２０の断面積Ａｕと下弦材２１の断面積Ａｌを決定する。
【００２７】
即ち、図２、図３に示すように、上弦材２０の張出偏心長さＥｕを大きく、下弦材２１の張出偏心長さＥｌを小さくして偏心長さの比を大きくした場合には、上弦材２０の断面積Ａｕを小さくし、下弦材２１の断面積Ａｌを大きく設定する。また、上弦材２０の張出偏心長さＥｕを、下弦材２１の張出偏心長さＥｌに近付けて同程度の偏心長さとした場合には、下弦材２１の断面積Ａｌに対して上弦材２０の断面積Ａｕが小さくなるように設定する。
【００２８】
上記したように、上弦材２０の張出偏心長さＥｕと下弦材２１の張出偏心長さＥｌに応じて、上弦材２０の断面積Ａｕと下弦材２１の断面積Ａｌを設定することにより、式（１）が満足されるようにすると、最大荷重の吊上げ時に、ジブ１８は、起伏ロープ８の取付点２４を中心に、その上部が図４中破線で示すように、クレーン本体４側に反るように変形する。これにより、ジブ１８先端の吊点１４は、水平方向後方へ向かって後方移動距離−Ｘだけ移動することになる。
【００２９】
さらに、このとき、ジブ１８に対する起伏ロープ８の取付点２４が、図４に示すように、ジブ１８が起立した最大荷重の吊上げ時に荷重作用線１９に対して略直角となるようにして、起伏ロープ８による引込み荷重がジブ１８の変形に影響を与えないようにしている。
【００３０】
以下に、上記形態の作用を説明する。
【００３１】
例えば最大荷重２００トン（定格荷重であってもよい）の吊荷１７を吊上げる図５に示したクレーンにおいて、この吊荷１７を吊上げた時に、クレーン本体４が前傾すること及びジブ５が変形することによって、ジブ５先端が水平方向前方へ移動する前方移動距離＋Ｘを予め求めておく。
【００３２】
一方、図１に示した例えば最大荷重２００トンのクレーンにおいて、最大荷重の吊荷１７を吊上げ時に、ジブ１８の上部がクレーン本体４側へ反るように、式（１）
【数４】
Ｐ｛（Ｅｌ／（Ｈ・Ａｕ）｝＞Ｐ｛Ｅｕ／（Ｈ・Ａｌ）｝・・・（１）
の上弦材２０の張出偏心長さＥｕと下弦材２１の張出偏心長さＥｌ、及び上弦材２０の断面積Ａｕと下弦材２１の断面積Ａｌを設定する。
【００３３】
このとき、式（１）中の張出偏心長さＥｌの値を大きくするか張出偏心長さＥｕの値を小さくする、または、断面積Ａｕの値を小さくするか断面積Ａｌを大きくする、或いはこれらを同時に行うことにより、式（１）の左辺の応力σｕが右辺の応力σｌより大きくなるようにする。これによって、最大荷重の吊荷１７を吊上げたときに、ジブ１８は必ずクレーン本体４側に向かって反るように変形されることになり、ジブ１８の変形を一方向に方向付けすることができる。
【００３４】
そして、最大荷重の吊荷１７の吊上げによってクレーン本体４が前傾することによりジブ１８先端が水平方向前方へ移動する前方移動距離＋Ｘと、ジブ１８がクレーン本体４側へ反るように変形してジブ１８先端が水平方向後方へ移動する後方移動距離−Ｘの大きさの絶対値が略同一になるようにする。これにより、ジブ１８先端の移動はキャンセルされて、移動距離は最小となる。
【００３５】
上記したように、最大荷重の吊荷１７を吊上げた際における前方移動距離＋Ｘと後方移動距離−Ｘとが相殺されるようにしているので、最大荷重に近い種々の荷重の吊荷１７を吊上げる際にも、ジブ１８先端が移動するのを最小限に抑えることができる。
【００３６】
従って、ジブクレーンにより吊荷１７を吊上げる際の地切り時や吊荷１７を所定位置に設置する際に、吊荷１７が不意に移動することを確実に防止することができる。
【００３７】
またこのとき、ジブ１８に対する起伏ロープ８の取付点２４を、図４に示すようにジブ１８が起立した最大荷重の吊上げ時に荷重作用線１９に対して略直角となる位置としているので、起伏ロープ８による引き込み荷重が、ジブ１８が反る変形に影響を与えることを防止でき、よってジブ１８の変形を確実に行わせることができる。
【００３８】
本発明の図１のジブクレーンの作用を確認するために、実機データに基づいてジブクレーンの変形のシュミレーションを実施し、その結果を図５に示した従来のジブクレーンの場合と比較した。
【００３９】
図１に示した本発明のジブクレーンは、ジブ旋回半径（旋回台３中心からジブ先端の吊点までの距離）が２７．５ｍ、吊荷の最大荷重Ｐが２００トンであり、上弦材２０の断面積Ａｕがパイプ外径４０６．６ｍｍ×厚み７．９ｍｍ＝５０００ｍｍ²、下弦材２１の断面積Ａｌがパイプ外径８１２．８ｍｍ×厚み１２ｍｍ×２本＝３０４１６ｍｍ²、上弦材２０の張出偏心長さＥｕが４３００ｍｍ、下弦材２１の張出偏心長さＥｌが１２００ｍｍである。
【００４０】
一方、図５に示した従来のジブクレーンは、ジブ旋回半径が２７．５ｍ、吊荷の最大荷重が２００トンである。
【００４１】
上記本発明のジブクレーンと、従来のジブクレーンにおいて、夫々２００トンの吊荷を吊り上げたときのジブ先端の移動量を求めた。その結果を、表１に示した。表１中、プラス（＋）はクレーン前方への移動を表し、マイナス（−）はクレーン後方への移動を表す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
表１における本発明のジブクレーンでは、クレーン本体が前傾することによる吊点の前方への移動量が、ジブが後方へ反る変形によって相殺され、よって全移動量は僅か３５ｍｍとなる。これに対し、従来のジブクレーンにおける吊点の全移動量は３９２ｍｍであり、両者を比較すると３５／３９２≒０．０８９となり、本発明のジブクレーンによれば、従来のジブクレーンに対して、吊荷の移動量を約１１．２分の１の非常に小さな移動量に減少させることができた。
【００４４】
上記したように、最大荷重の吊上げ時に、クレーン本体４が前傾することによるジブ１８先端の前方移動距離＋Ｘと、ジブ１８が反るように変形することによるジブ１８先端の後方移動距離−Ｘとが相殺されるようにしたことにより、ジブクレーンにより吊荷１７を吊上げる地切り時や、吊荷１７の設置等を行う際に、吊荷１７が不意に大きく動くという問題を確実に防止することができた。
【００４５】
従って、吊荷１７を正確な位置に位置決めする作業が容易となり、よって鋼製ブロックの位置決め、溶接等の作業性を大幅に向上させることができる。また、吊荷１７の地切り時や設置時等に吊荷１７が不意に動くことが防止されるので、作業の安全性も向上できるようになる。
【００４６】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、ジブクレーンの構成、ジブの形状、寸法等は図示例にのみ限定されることなく種々変更し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、最大荷重の吊上げ時に、クレーン本体が前傾することによるジブ先端の前方移動距離と、ジブが反るように変形することによるジブ先端の後方移動距離とが相殺されるようにしたことにより、ジブクレーンにより吊荷を吊上げる地切り時や、吊荷の設置等を行う際に、吊荷が不意に動くという問題を防止できる効果がある。
【００４８】
従って、吊荷を正確な位置に位置決めする作業が容易となり、よって鋼製ブロックの位置決め、溶接等の作業性を大幅に向上させることができる効果がある。また、吊荷の地切り時や設置時等に吊荷が不意に動くことを防止できるので、作業の安全性も向上できる効果がある。
【００４９】
また、ジブに対する起伏ロープの取付点が、ジブの最大荷重の吊上げ時に荷重作用線に対して略直角となるようにしたことにより、起伏ロープによる引き込み荷重が、ジブが反ることによる変形に影響を与えるという問題を防止して、ジブの変形を確実に行わせることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のジブクレーンの形態の一例を示す側面図である。
【図２】図１に示したジブの側面図である。
【図３】図２のジブの平面図である。
【図４】本発明におけるジブの作用を説明するための線図である。
【図５】従来のジブクレーンの一例を示す側面図である。
【符号の説明】
４クレーン本体
６支持ピン
８起伏ロープ
１２吊上ロープ
１４シーブ（吊点）
１７吊荷
１８ジブ
１９荷重作用線
２０上弦材
２１下弦材
２４シーブ（取付点）
＋Ｘ前方移動距離
−Ｘ後方移動距離
Ａｌ断面積
Ａｕ断面積
Ｅｌ張出偏心長さ
Ｅｕ張出偏心長さ
Ｈ上下幅
Ｐ荷重

Claims

クレーン本体にジブが支持ピンにより起伏自在に取付られ、ジブの先端に掛けられた吊上ロープにより吊荷の吊上げ吊下げを行うようにしているジブクレーンであって、前記ジブが長手方向中間部に取付けた起伏ロープにより起伏可能に支持されており、且つトラス構造を有しているジブが、吊点と支持ピンとを結ぶ荷重作用線に対して上側に張出した上弦材と、下側に張出した下弦材とを有し、最大荷重の吊上げ時にジブ先端から荷重作用線に沿う荷重がＰ、起伏ロープの取付点におけるジブの上下幅がＨ、起伏ロープの取付点における荷重作用線に対する上弦材の張出偏心長さがＥｕ、荷重作用線に対する下弦材の張出偏心長さがＥｌ、上弦材の断面積がＡｕ、下弦材の断面積がＡｌであるとき、
【数１】
Ｐ｛（Ｅｌ／（Ｈ・Ａｕ）｝＞Ｐ｛Ｅｕ／（Ｈ・Ａｌ）｝
を満足するように、上弦材の張出偏心長さＥｕと下弦材の張出偏心長さＥｌに応じて上弦材の断面積Ａｕと下弦材の断面積Ａｌを決定し、最大荷重の吊上げ時にジブの上部がクレーン本体側に反るようにしたことを特徴とするジブクレーン。
最大荷重の吊上げ時にクレーン本体が前傾することによりジブ先端が水平方向前方へ移動する前方移動距離と、最大荷重の吊上げ時にジブがクレーン本体側へ反ることによりジブ先端が水平方向後方へ移動する後方移動距離とが略同一になるようにしたことを特徴とする請求項１記載のジブクレーン。
最大荷重の吊り上げ時にジブの荷重作用線に対して略直角になるようにジブに対して起伏ロープを取付けたことを特徴とする請求項１又は２記載のジブクレーン。