JP5007066B2

JP5007066B2 - クレーン

Info

Publication number: JP5007066B2
Application number: JP2006117575A
Authority: JP
Inventors: 克幸佐藤; 弘一斑目
Original assignee: Hitachi Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2026-04-21
Also published as: JP2007290789A

Description

本発明は、ライブマスト等のマスト部材を有するクレーンに関する。

ブームの後方にてメインフレームに俯仰動可能に軸支されたライブマストを有するクレーンが知られている。ライブマストには起伏ロープが支持され、起伏ロープの巻き取りまたは繰り出しによりライブマストがクレーン前後方向に回動し、これに伴いブームが起伏する。ライブマストは輸送時には水平状態に格納され、作業時には作業姿勢に立ち上げられる。そのため、従来は、メインフレーム中央部において、ライブマストとメインフレームとの間に油圧シリンダを設け、ライブマストの下面を油圧シリンダの先端部で押し上げて、ライブマストを起立させるようにしていた（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−３２７３８９号公報

しかしながら、ライブマストとメインフレームとの間に油圧シリンダを配置する場合、メインフレーム上のウインチドラムの位置を後方にずらさなければならず、ウインチドラムを最適位置に配置することが困難である。

本発明によるクレーンは、メインフレームに設けられたマスト支持部にクレーン前後方向に回動可能に軸支され、ブーム起伏用ロープを支持すると共に、このブーム起伏用ロープの巻き取りまたは繰り出しによりブームとともに回動するマスト部材と、メインフレームの底部に立設されたシリンダ支持部と、マスト部材のクレーン幅方向中心部よりも外側において、マスト支持部よりも下方かつメインフレームの底部よりも高い位置でシリンダ支持部に基端部が軸支され、クレーン前後方向に揺動可能な油圧シリンダと、油圧シリンダをマスト部材の回動動作に追動して揺動させるリンク部材と、油圧シリンダの推力をマスト部材の下面に伝達し、マスト部材を略水平の輸送姿勢から作業姿勢へと押し上げる押し上げ機構とを備え、油圧シリンダの基端部がシリンダ支持部に軸支された位置は、マスト部材がマスト支持部に軸支された位置よりもクレーン後方に位置することを特徴とする。
リンク部材の一端部をシリンダ支持部の上方に設けられたリンク支持部にクレーン前後方向に揺動可能に軸支するとともに、他端部を油圧シリンダの先端部に回動可能に連結し、押し上げ機構をこのリンク部材により構成し、油圧シリンダの推力をリンク部材を介してマスト部材の下面に伝達することもできる。
リンク部材を、左右一対の主板と、この主板の間に設けられ、略ボックス状の閉空間を形成する補強板とにより構成することもできる。
マスト部材の回動軸を第１の回動軸、リンク部材の回動軸を第２の回動軸、シリンダ部材の回動軸を第３の回動軸、油圧シリンダとリンク部材との連結部の回動軸を第４の回動軸とするとき、第２の回動軸を、第１の回動軸と同軸上に設け、第３の回動軸を、第１の回動軸よりもクレーン後方に設け、第４の回動軸を、油圧シリンダの最大縮退時には第３の回動軸よりもクレーン後方に、油圧シリンダの最大伸長時には第１の回動軸の略真上に位置するように設け、さらに油圧シリンダの最大縮退時における第３の回動軸と第４の回動軸とを結ぶ線の鉛直線に対するなす角が、油圧シリンダの最大伸長時における第３の回動軸と第４の回動軸とを結ぶ線の鉛直線に対するなす角よりも大きくなるように、第３の回動軸を第１の回動軸の鉛直下方近傍に設けることもできる。
また、本発明によるクレーンは、メインフレームに設けられたマスト支持部にクレーン前後方向に回動可能に軸支され、ブーム起伏用ロープを支持すると共に、このブーム起伏用ロープの巻き取りまたは繰り出しによりブームとともに回動するマスト部材と、マスト部材のクレーン幅方向中心部よりも外側かつマスト支持部よりも下方に設けられたシリンダ支持部に、クレーン前後方向に揺動可能に軸支される油圧シリンダと、油圧シリンダをマスト部材の回動動作に追動して揺動させるリンク部材と、油圧シリンダの推力をマスト部材の下面に伝達し、マスト部材を略水平の輸送姿勢から作業姿勢へと押し上げる押し上げ機構とを備え、メインフレームは、底板と、この底板上に立設される左右一対の縦板とを有し、シリンダ支持部は、縦板の外側における底板と縦板の交差部付近に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、マスト部材のクレーン幅方向中心部よりも外側かつ下方に設けたシリンダ支持部に、クレーン前後方向に回動可能に油圧シリンダを支持してマスト部材を押し上げるようにしたので、従来に比べてクレーン前方側となる最適位置にウインチドラムを配置することができる。

以下、図１〜図６を参照して本発明によるクレーンの実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係るクレーンの外観側面図である。下部走行体１の上方には上部旋回体２が旋回可能に搭載されている。上部旋回体２の前部には前後方向に回動可能にブーム３が軸支され、ブーム３の後方には旋回体２の上方を通って前後方向に回動可能にライブマスト４が軸支されている。旋回体２は、メインフレーム２００（図２）の前端部に支持された運転室５と、メインフレーム２００の後端部に支持されたカウンタウエイト６と、メインフレーム２００に搭載されたフロントドラム７、リヤドラム８、起伏ドラム９とを有する。

ブーム３の先端部からはワイヤロープ１０を介してフック１１が吊り下げられている。ワイヤロープ１０はドラム（例えばフロントドラム７）の駆動により巻き取りまたは繰り出され、これによりフック１１が昇降する。ブーム３の先端部とライブマスト４の先端部とはペンダントロープ１２で接続されている。ライブマスト４の先端部とメインフレーム２００の後端部にはそれぞれシーブ１３，１４（図２）が設けられ、各シーブ１３，１４間に起伏ロープ１５が掛け回されている。起伏ロープ１５は起伏ドラム９の駆動により巻き取りまたは繰り出され、これによりライブマスト４が回動し、ペンダントロープ１２を介してブーム３が起伏する。

図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれクレーンの作業姿勢および輸送姿勢を示す要部側面図である。なお、図では主にメインフレーム２００に対するライブマスト４の姿勢変化を示している。

メインフレーム２００の前端部にはブラケット２０１が設けられ、ブラケット２０１の直後方には上方に向けてブラケット２０２が突設されている。ブラケット２０２にはピンＰ１を介してライブマスト４が回動可能に軸支され、ブラケット２０１にはブーム３が回動可能に軸支される。メインフレーム２００のブラケット２０２の後方にはドラム７〜９が搭載され、最後部のドラム９の後方には上方に向けてストッパ２０３が突設されている。ライブマスト４の回動軸（ピンＰ１）およびストッパ２０３の上端面はそれぞれドラム７〜９の上端面よりも上方に位置し、ライブマスト４は輸送姿勢においてドラム７〜９よりも上方でストッパ２０３により支持されている。

メインフレーム２００のブラケット２０２の下方にはシリンダ支持部２０４が設けられている。シリンダ支持部２０４には油圧シリンダ２０が揺動自在に支持され、油圧シリンダ２０の先端部にはリンク３０が連結されている。油圧シリンダ２０の推力はリンク３０を介してライブマスト４に作用する。ライブマスト４は、輸送時には後方に倒され、略水平状態となるが、作業時には油圧シリンダ２０の推力により起立する。

図３（ａ）は、ライブマスト４の支持部の構成を示す図２（ｂ）の要部拡大図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ−ｂ線断面図であり、図４はメインフレーム２００を斜め前方から見た要部斜視図である。なお、ライブマスト４の支持部は中心線ＣＬ１に対して左右対称に構成され、図３（ｂ）では左右一方（右側）の図示を省略している。図３，４は油圧シリンダ２０を最大に縮退した状態を示している。

図４に示すようにメインフレーム２００は、底板２１０と、底板上に立設された左右一対の縦板２１１と、各縦板２１１の上面に接合された上板２１２と、左右の縦板２１１の間に直交して設けられた中間板２１３とを有する。左右のブラケット２０２は左右の上板２１２の上面にそれぞれ設けられ、各ブラケット２０２の後方にはドラム７〜９を支持するためのブラケット２１２ａが設けられている。

図３（ｂ）に示すようにライブマスト４は、略Ｌ字状に折り曲げられた一対の板４ａと４ｂとを接合してなり、全体が略角型のパイプ形状をなしている。このライブマスト４は中心線ＣＬ１に対して左右対称に設けられ、図示しない部位で一体に接合されている。ライブマスト４は左右の縦板２１１の鉛直上方にそれぞれ配置され、ライブマスト４の中心線ＣＬ２と縦板２１１の中心線ＣＬ３とはほぼ一致している。

シリンダ支持部２０４は、ブラケット２０２の下方かつ縦板２１１の左右外側であって、縦板２１１と底板２１０の交差部に設けられている。シリンダ支持部２０４には、ピンＰ２を介して左右一対の油圧シリンダ２０の基端部がそれぞれ揺動可能に軸支されている。油圧シリンダ２０の先端部にはピンＰ３を介してリンク３０の一端部が回動可能に連結され、リンク３０の他端部はピンＰ１を介してブラケット２０２に揺動可能に支持されている。これにより油圧シリンダ２０の伸縮動作がリンク３０により規制され、油圧シリンダ２０の伸長に伴いリンク３０はピンＰ１を支点に図３（ａ）の矢印Ａ方向に回動し、油圧シリンダ２０はピンＰ２を支点に矢印Ｂ方向に回動する。

リンク３０の構造を説明する。図５（ａ）〜（ｃ）はリンク３０の構成を示す三面図（正面図、側面図、平面図）である。リンク３０は左右一対の主板３１と、この一対の主板３１の間に接合された補強板３２とを有する。図５（ｃ）に示すように、左右の主板３１の内側にはブラケット２０２およびライブマスト４が挿入され、主板３１の外側に油圧シリンダ２０が配置される。

補強板３２は、主板３１の一端部に接合された略円筒状のパイプ部３３と、一端がパイプ部３３に接合された平板部３４と、一端がパイプ部３３に接合され、他端が略直角に折り曲げられて平板部３４に接合された折り板部３５とを有する。これら補強板３２と主板３１とにより略ボックス状の閉空間が形成され、リンク３０の曲げ剛性が高められている。

主板３１の他端部にはピンＰ１挿入用の孔３１ａが開口され、孔３１ａの周囲は補強板３１ｂにより補強されている。パイプ部３３の周面には平坦部３３ａが設けられ、平坦部３３ａにはパイプ部３３を貫通して孔３３ｂが開口されている。図３（ｂ）に示すように平坦部３３の孔３３ｂにはピンＰ３の抜け止め用ピンＰ４が挿入される。なお、油圧シリンダ２０の伸長によりリンク３の平坦部３３ａがライブマスト４の下面に当接するが、その際、ライブマスト４の板４ｂとピンＰ４とが干渉しないように孔３３ｂの位置が決定されている。

次に、本実施の形態の主要な動作を説明する。輸送姿勢においては、図６の実線に示すように油圧シリンダ２０を最大に縮退させる。この状態では、油圧シリンダ２０はピンＰ２を支点に後方に傾斜しており、シリンダ先端部のピンＰ３はピンＰ２よりも後方に位置する。このときライブマスト４は略水平状態に倒回し、ライブマスト４の先端側の下面がストッパ２０３（図１）に当接して支持される。

輸送姿勢においてはライブマスト４の基端側の下面とリンク部材３３の平坦部３３ａとの間に隙間が設けられている。油圧シリンダ２０の伸長動作を開始すると、その伸長に伴いピンＰ１を支点にリンク３０が回動し、油圧シリンダ２０の側方、すなわち縦板２１１の上方にて、リンク先端の平坦部３３ａがライブマスト４の下面に当接（面接触）する。さらに油圧シリンダ２０を伸長すると、油圧シリンダ２０の推力はリンク３０を介してライブマスト４の下面に作用し、ライブマスト４はピンＰ１を支点にして前方に回動する。

この場合、ライブマスト４に作用する押し上げ力は、ライブマスト４が水平状態のときに最も大きく、ライブマスト４の回動に伴い小さくなる。本実施の形態では、ライブマスト４が水平状態のときにリンク先端部がライブマスト４に面接触するため、ライブマスト４に作用する集中荷重を低減することができる。なお、油圧シリンダ２０の駆動時には、同時に起伏ドラム９を駆動し、起伏ロープ１５を緩める。

油圧シリンダ２０は、少なくともライブマスト４が９０°を越えて回動するまで、すなわちライブマスト４が前方に傾斜するまで伸長させる。図６の点線は油圧シリンダ２０を最大伸長させた状態を示しており、この状態では、油圧シリンダ２０はピンＰ２を支点に前方に傾斜し、油圧シリンダ２０の先端部のピンＰ３はピンＰ１のほぼ真上に位置する。油圧シリンダ２０の最大伸長後は、起伏ロープ１５を緩めることによりライブマスト４の自重によってライブマスト４を前方に回動することができる。

油圧シリンダ２０の最大伸長時にシリンダ２０を前方に傾斜させるために、ピンＰ２はピンＰ１の下方かつ後方に設けられる。この際、ドラム７〜９をより前方に配置するためにはシリンダ支持部１４をできるだけ前方に設けた方がよい。この点を考慮して本実施の形態では、油圧シリンダ２０の最大縮退時および最大伸長時においてピンＰ２とピンＰ３とを結ぶ油圧シリンダ２０の軸線ＣＬ４，ＣＬ５の鉛直線に対するなす角をそれぞれθ１，θ２とするとき、θ１＞θ２となるようにＰ２の位置を設定している。この場合、油圧シリンダ２０の最大伸長時に軸線ＣＬ５はピンＰ１の後方にある。このため、油圧シリンダ２０を縮退したときは、常にリンク３０が後方に回動し、油圧シリンダ２０がθ２を越えて前方に回動することはない。

以上の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）油圧シリンダ２０を縦板２１１の側方に設け、油圧シリンダ２０の推力をリンク３０を介してライブマスト４に作用させるようにしたので、ライブマスト４とメインフレーム２００の間、つまりライブマスト４の下方に油圧シリンダ２０を設ける必要がなく、ドラム７〜９の配置の自由度が高まる。その結果、フロントドラム７をより前方に配置することができ、起伏ロープ１５を緩めてブーム３を倒回する際に、必要以上にワイヤロープ１０が張ってブーム３の倒回動作を妨げることを防ぐことができる。また、繰り出されるロープの自重等がブーム３を後傾させるように働くこと（いわゆるブームのあおり）を抑えることができる。
（２）上板２１２で油圧シリンダ２０を支持する必要がないため、メインフレーム２００の十分な高さを保つことができ、断面二次モーメントが大きくなってメインフレーム２００の十分な強度を得ることができる。

（３）油圧シリンダ２０の推力をリンク３０を介してライブマスト４に作用させるので、油圧シリンダ２０の動きを規制する部材の他に、推力伝達部材を設ける必要がなく、構成を簡素化できる。
（４）リンク３０を構成する左右一対の主板３１の間に補強板３２を設け、略ボックス状の閉空間を形成するようにしたので、リンク３０の剛性が高まり、油圧シリンダ２０の上方への推力を、その左右内側のライブマスト４に対し、中心線ＣＬ２に対する偏芯荷重として平行に作用させることができ、ライブマスト４に十分な押し上げ力を付与することができる。

（５）油圧シリンダ２０の最大縮退時における軸線ＣＬ４の鉛直線に対するなす角θ１を、最大伸長時における軸線ＣＬ５の鉛直線に対するなす角θ２よりも大きくし、油圧シリンダ２０の回動軸（ピンＰ２）をライブマスト４の回動軸（ピンＰ１）の鉛直方向下方かつ直後方に設けるようにしたので、フロントドラム７をより前方の最適位置に配置することができる。
（６）シリンダ支持部２０４をメインフレーム２００の縦板２１１と底板２１０の交差部に設けたので、シリンダ支持部２０４の強度を高めることができる。また、油圧シリンダ２０を底板２１０の側端面の内側に収めることができ、メインフレーム２００が幅方向に大型化することを抑制できる。

なお、上記実施の形態では、メインフレーム２００の縦板２１１の外側であって縦板２１１と底板２１０の交差部にシリンダ支持部２０４を設けたが、ライブマスト４の幅方向中心部（中心線ＣＬ２）よりも幅方向外側かつマスト支持部であるブラケット２０２の下方であれば、上述した以外にシリンダ支持部を設けてもよい。リンク３０を介してライブマスト４を押し上げるようにしたが、リンク３０を、油圧シリンダ２０をライブマスト４の回動動作に追従して揺動させるリンク部材としてのみ機能させるようにしてもよい。この場合、リンク３０の他に、油圧シリンダ２０の推力をライブマスト４の下面に伝達する押し上げ機構を設ければよく、押し上げ機構はいかなるものでもよい。

ライブマスト４とリンクを同一のピンＰ１により支持し、両者の回動軸（第１の回動軸と第２の回動軸）を同軸上としたが、同軸上でなくてもよい。ピンＰ３（第４の回動軸）を油圧シリンダ２０の最大縮退時にピンＰ２（第３の回動軸）の後方に、最大伸長時にピンＰ１（第１の回動軸）のほぼ真上に位置させるとともに、最大縮退時における軸線ＣＬ４の鉛直線に対するなす角θ１が、最大伸長時における軸線ＣＬ５の鉛直線に対するなす角θ２よりも大きくなるようにしたが、ピンＰ１〜Ｐ３の配置はこれに限らない。

以上では、マスト部材としてライブマストを有するクレーンに適用したが、他のマスト部材（例えばＡフレーム等）を有するクレーンにも同様に適用することができる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のクレーンに限定されない。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

本発明の実施の形態に係るクレーンの外観側面図。（ａ）は作業姿勢を示す図であり、（ｂ）は輸送姿勢を示す図。（ａ）は図２（ｂ）の要部拡大図、（ｂ）は図３（ａ）のｂ−ｂ線断面図。メインフレームを斜め前方から見た要部斜視図。図３，４のリンクの構成を示す三面図。油圧シリンダの揺動動作を示す図。

符号の説明

４ライブマスト
２０油圧シリンダ
３０リンク
３１主板
３２補強板
２００メインフレーム
２０２ブラケット
２０４シリンダ支持部
２１０底板
２１１縦板
Ｐ１〜Ｐ３ピン

Claims

メインフレームに設けられたマスト支持部にクレーン前後方向に回動可能に軸支され、ブーム起伏用ロープを支持すると共に、このブーム起伏用ロープの巻き取りまたは繰り出しによりブームとともに回動するマスト部材と、
前記メインフレームの底部に立設されたシリンダ支持部と、
前記マスト部材のクレーン幅方向中心部よりも外側において、前記マスト支持部よりも下方かつ前記メインフレームの底部よりも高い位置で前記シリンダ支持部に基端部が軸支され、クレーン前後方向に揺動可能な油圧シリンダと、
前記油圧シリンダを前記マスト部材の回動動作に追動して揺動させるリンク部材と、
前記油圧シリンダの推力を前記マスト部材の下面に伝達し、前記マスト部材を略水平の輸送姿勢から作業姿勢へと押し上げる押し上げ機構とを備え、
前記油圧シリンダの基端部が前記シリンダ支持部に軸支された位置は、前記マスト部材が前記マスト支持部に軸支された位置よりもクレーン後方に位置することを特徴とするクレーン。
請求項１に記載のクレーンにおいて、
前記リンク部材は、一端部が前記シリンダ支持部の上方に設けられたリンク支持部にクレーン前後方向に揺動可能に軸支されるとともに、他端部が前記油圧シリンダの先端部に回動可能に連結され、
前記押し上げ機構は、このリンク部材により構成され、前記油圧シリンダの推力をリンク部材を介して前記マスト部材の下面に伝達することを特徴とするクレーン。
請求項２に記載のクレーンにおいて、
前記リンク部材は、左右一対の主板と、この主板の間に設けられ、略ボックス状の閉空間を形成する補強板とを有することを特徴とするクレーン。
請求項２または３に記載のクレーンにおいて、
前記マスト部材の回動軸を第１の回動軸、前記リンク部材の回動軸を第２の回動軸、前記シリンダ部材の回動軸を第３の回動軸、前記油圧シリンダと前記リンク部材との連結部の回動軸を第４の回動軸とするとき、
前記第２の回動軸は、第１の回動軸と同軸上に設けられ、
前記第３の回動軸は、第１の回動軸よりもクレーン後方に設けられ、
前記第４の回動軸は、前記油圧シリンダの最大縮退時には前記第３の回動軸よりもクレーン後方に、前記油圧シリンダの最大伸長時には前記第１の回動軸の略真上に位置するように設けられ、
さらに前記油圧シリンダの最大縮退時における前記第３の回動軸と前記第４の回動軸とを結ぶ線の鉛直線に対するなす角が、前記油圧シリンダの最大伸長時における前記第３の回動軸と前記第４の回動軸とを結ぶ線の鉛直線に対するなす角よりも大きくなるように、前記第３の回動軸が第１の回動軸の鉛直下方近傍に設けられることを特徴とするクレーン。
メインフレームに設けられたマスト支持部にクレーン前後方向に回動可能に軸支され、ブーム起伏用ロープを支持すると共に、このブーム起伏用ロープの巻き取りまたは繰り出しによりブームとともに回動するマスト部材と、
前記マスト部材のクレーン幅方向中心部よりも外側かつ前記マスト支持部よりも下方に設けられたシリンダ支持部に、クレーン前後方向に揺動可能に軸支される油圧シリンダと、
前記油圧シリンダを前記マスト部材の回動動作に追動して揺動させるリンク部材と、
前記油圧シリンダの推力を前記マスト部材の下面に伝達し、前記マスト部材を略水平の輸送姿勢から作業姿勢へと押し上げる押し上げ機構とを備え、
前記メインフレームは、底板と、この底板上に立設される左右一対の縦板とを有し、前記シリンダ支持部は、前記縦板の外側における前記底板と前記縦板の交差部付近に設けられることを特徴とするクレーン。