JP5470782B2 - クレーン - Google Patents

Description

本発明は、大型のクローラクレーンなどのクレーンに関し、特に、上部旋回体のベースを構成する旋回フレームの構造に係わる。

一般に、クローラクレーンなどのクレーンにおいては、例えば特許文献１に開示されているように、下部走行体上に上部旋回体が旋回ベアリングを介在して旋回中心軸回りに旋回可能に搭載されている。上部旋回体は、左右の側板を有する旋回フレームと、この旋回フレームの両側にそれぞれ取り付けられた左右のデッキフレームとでベースが構成され、このベース上にブーム及び複数のウインチを含む吊り上げ設備を始め、エンジンなどからなるパワーユニット、キャブ、油圧機器などの各種設備が搭載されている。この場合、旋回フレーム及び左右のデッキフレームは、通常、旋回フレームの中心線を挟んで左右対称に設けられており、また、各種設備は、上部旋回体の重心が旋回フレームの中心線上に略一致するように左右の重量バランスを考慮して、搭載位置が決定されている。尚、上部旋回体の旋回中心軸は、上部旋回体の重心と略一致するように設定されている。
特開２００５−３１４１０６号公報

ところで、近年、大型のクレーンをトレーラで搬送するときの法規制との関係でクレーンの車幅、特に上部旋回体の車幅を可及的に縮小することが要請されている。この要請に答えるために、上部旋回体の左右のデッキフレームのうち、一方のデッキフレームの横幅を、他方のデッキフレームのそれよりも大きく設定し、この一方のデッキフレーム上に、占有幅の大きいキャブとパワーユニットとを前後に配置することが考えられる。

しかし、この場合、上部旋回体の重心及び旋回中心軸が旋回フレームの中心線上からキャブ側の側板寄りに位置することになり、このキャブ側の側板に対し、大きな荷重が作用する。この荷重に対処するために、旋回フレームの左右対称性を維持しつつその全体の剛性を高めると旋回フレームの重量が大きくなるとともに、コストが高くつくという欠点がある。

本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、上部旋回体の車幅を小さくするために一方のデッキフレーム上に占有幅の大きいキャブとパワーユニットとを前後に配置し、それに伴い上部旋回体の重心ないし旋回中心軸が旋回フレームの中心線上からキャブ側の側板寄りに位置する場合、旋回フレームの剛性を適切に設定することにより、旋回フレームの重量増加及びコストアップを抑制しつつ、旋回フレームの変形などを防止し、上部旋回体の車幅を実施上有効に縮小し得るクレーンを提供せんとするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、クレーンとして、下部走行体上に上部旋回体が旋回ベアリングを介在して旋回中心軸回りに旋回可能に搭載され、この上部旋回体は、全長に亘って互いに所定距離を隔てて平行に前後方向に延びる左右の側板を有する旋回フレームと、この旋回フレームの両側にそれぞれボルト止めにより取り付けられた左右のデッキフレームとでベースが構成されてなることを前提とする。そして、上記左右のデッキフレームのうち、一方のデッキフレームの横幅を、他方のデッキフレームのそれよりも大きく設定し、この一方のデッキフレーム上にキャブとパワーユニットとを前後に配置し、上記旋回中心軸を、平面的に見て旋回フレームの中心線上からキャブ側の側板寄りに設定し、上記旋回フレームにおいて、その中心線を挟んでキャブ側の剛性（詳しくは曲げ剛性）を反キャブ側のそれよりも大きくする構成にする。

この構成では、左右のデッキフレームのうち、一方のデッキフレームの横幅が他方のデッキフレームのそれよりも大きく設定され、この一方のデッキフレーム上に占有幅の大きいキャブとパワーユニットとが前後に配置されているため、左右のデッキフレームにキャブとパワーユニットとを別々に配置する場合に比べて上部旋回体の車幅を縮小することができる。しかも、旋回フレームの剛性は、従来の如く中心線を挟んで左右対称なものではなく、比較的大きな曲げモーメント荷重などの荷重が作用するキャブ側の剛性が大きく、比較的小さな荷重が作用する反キャブ側の剛性が小さく設定されているため、旋回フレームの剛性をキャブ側及び反キャブ側の両方を共に大きく設定した場合に比べて旋回フレームの重量増加及びコストアップを抑制しながら、旋回フレームの変形などを実施上有効に防止できることになる。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のクレーンにおいて、上記旋回フレームの好ましい形態を提供するものである。すなわち、旋回フレームは、左右の側板の外に、両側板の下端同士を連結する底板と、この底板の上方に所定距離離れて底板と対向しかつ底板及び両側板と共に矩形状の閉断面を構成する水平板とを有しており、上記左右のデッキフレームは、それぞれこの旋回フレームの対応する側板の閉断面を構成する部位に取り付けられている構成にする。この構成では、旋回フレームが左右の側板と底板と水平板とによって閉断面を構成し、この旋回フレームの各側板の閉断面を構成する部位にデッキフレームが取り付けられているため、デッキフレームの取付強度を高めることができる。

請求項３〜６に係る発明は、いずれも請求項２記載のクレーンを対象とし、上記旋回フレームにおいて、その中心線を挟んでキャブ側の剛性を反キャブ側のそれよりも大きく設ける場合の具体的な形態を提供するものである。

すなわち、請求項３に係る発明は、上記旋回フレームの閉断面内のキャブ側の側板に近い部位に、閉断面を仕切って２重の閉断面を構成する垂直板を設ける構成にする。この構成では、キャブ側のデッキフレームの取付箇所である旋回フレームの側板の剛性が２重の閉断面構造によって高められているため、従来必要とされた補強リブ及びダブリングプレートを必要とすることなく、デッキフレームの取付を行うことができる。

請求項４に係る発明は、上記旋回フレームの左右の側板のうち、キャブ側の側板の厚みを、反キャブ側の側板の厚みよりも大きく設定する構成にする。この構成でも、請求項３に係る発明の場合と同じく、キャブ側のデッキフレームの取付箇所である旋回フレームの側板の剛性が側板の厚肉化によって高められているため、従来必要とされた補強リブ及びダブリングプレートを必要とすることなく、デッキフレームの取付を行うことができる。

請求項５に係る発明は、上記旋回フレームの底板を、中心線付近で互いに接合されるキャブ側の底板と反キャブ側の底板とによって構成し、キャブ側の底板の厚みを、反キャブ側の底板の厚みよりも大きく設定する構成にする。この構成では、キャブ側の底板の厚みが比較的大きく設定されて剛性が高くなっているため、旋回フレームのキャブ側の側板にデッキフレームを取り付ける場合底板側に近い位置にボルト止めなどの取付箇所を設ける必要はなく、その分取付箇所が少なくなり、取付作業が簡易なものになる。

請求項６に係る発明は、上記旋回フレームの左右の側板のうち、キャブ側の側板の高さを、反キャブ側の側板の高さよりも大きく設定する構成にする。この構成では、キャブ側の側板の高さが大きく設定されているため、この側板にパワーユニットを覆うカバーの内側部分の下端を支持させる場合カバーの内側部分をその分小さくすることができる。

以上のように、本発明のクレーンによれば、左右のデッキフレームのうち、一方のデッキフレームの横幅が他方のデッキフレームのそれよりも大きく設定され、この一方のデッキフレーム上に占有幅の大きいキャブとパワーユニットとが前後に配置されているため、上部旋回体の車幅を可及的に縮小することができ、搬送時の車幅規制に適合することができる。しかも、旋回フレームの剛性は、作用する荷重の大きさに応じてキャブ側が反キャブ側よりも大きく設定されているため、旋回フレームの剛性をキャブ側及び反キャブ側の両方を共に大きく設定した場合に比べて旋回フレームの重量増加及びコストアップを抑制しながら、旋回フレームの変形などを効果的に防止することができ、実施化を図る上で有効なものである。

特に、請求項２に係る発明では、旋回フレームが左右の側板と底板と水平板とによって閉断面を構成し、この旋回フレームの各側板の閉断面を構成する部位にデッキフレームが取り付けられているため、デッキフレームの取付強度を高めることができるという効果をも奏する。

請求項３又は４に係る発明では、キャブ側のデッキフレームの取付箇所である旋回フレームの側板の剛性が高められているため、従来必要とされた補強リブ及びダブリングプレートを必要とすることなく、デッキフレームの取付を行うことができ、取付作業の簡易化を図ることができるという効果を併有する。

請求項５に係る発明では、旋回フレームのキャブ側の底板の厚みが比較的大きく設定されて剛性が高くなっているため、旋回フレームのキャブ側の側板にデッキフレームを取り付ける場合底板側に近い位置に取付箇所を設ける必要はなく、その分取付箇所を少なくして取付作業の簡易化を図ることができるという効果を併有する。

さらに、請求項６に係る発明では、旋回フレームのキャブ側の側板の高さが大きく設定されているため、この側板にパワーユニットを覆うカバーの内側部分の下端を支持させる場合カバーの内側部分をその分小さくすることができ、軽量化やコストダウン化などに寄与することができるという効果を併有する。

以下、本発明を実施するための最良の形態である実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は本発明の一実施形態に係るクローラクレーンＡを示す。このクローラクレーンＡは、クローラ１により走行する下部走行体２と、この下部走行体２上に旋回ベアリング３を介在して旋回中心軸Ｐ回りに旋回可能に搭載された上部旋回体４とを備えている。

上記上部旋回体４は、図３ないし図７に詳示するように、左右の側板６Ｌ，６Ｒを有する旋回フレーム７と、この旋回フレーム７の両側（詳しくは各側板６Ｌ，６Ｒの外側）にそれぞれ取り付けられた左右のデッキフレーム８Ｌ，８Ｒとでベースが構成されており、旋回フレーム７の各側板６Ｌ，６Ｒには各々前端部に第１取付部９ａが、中間部に第２取付部９ｂが、後端部に第３取付部９ｃがそれぞれ設けられている。この旋回フレーム７の各側板６Ｌ，６Ｒの第１取付部９ａにはブーム１０の基端が起伏可能に取り付けられているとともに、旋回フレーム７の各側板６Ｌ，６Ｒの後端部（詳しくは第３取付部９ｃよりも後側の部位）にはカウンタウエイト１１が支持されている。また、旋回フレーム７の各側板６Ｌ，６Ｒの前後方向中間部には、前側より順に主巻ウインチ１２、補巻ウインチ１３及びブーム起伏ウインチ（図示せず）がそれぞれ左右の側板６Ｌ，６Ｒ間に跨る横置き状態で一列に配置されているとともに、ブーム１０をガイライン１４及び起伏ロープ１５を介して支持するガントリ１６が取り付けられている。主巻ウインチ１２及び補巻ウインチ１３は、それぞれブーム１０の先端から吊り下げた主フック２１及び補フック２２を巻上ロープ２３，２４を介して巻き上げ又は巻き下げするものである。

上記ガントリ１６は、各々一端が旋回フレーム７の側板６Ｌ，６Ｒの第２取付部９ｂに連結された左右のコンプレッションメンバ２５Ｌ，２５Ｒと、この両コンプレッションメンバ２５Ｌ，２５Ｒの後方で各々一端が旋回フレーム７の側板６Ｌ，６Ｒの第３取付部９ｃに連結されかつ他端が上記各コンプレッションメンバ２５Ｌ，２５Ｒの他端に連結された左右のテンションメンバ２６Ｌ，２６Ｒとからなる。このガントリ１６の頂部であるコンプレッションメンバ２５Ｌ，２５Ｒとテンションメンバ２６Ｌ，２６Ｒとの連結部には下部スプレッダ２７及びガントリシーブ２８が設けられている。そして、下部スプレッダ２７と、ガイライン１４の一端に設けた上部スプレッダ２９との間に巻き掛けた起伏ロープ１５の一端は、ガントリシーブ２８を通して、上記ブーム起伏ウインチに巻き付けられ、このウインチによる起伏ロープ１５の巻き取り又は繰り出しによりブーム１０が起伏するようになっている。

そして、図６及び図７から分かるように、上記上部旋回体４の左右のデッキフレーム８Ｌ，８Ｒのうち、右側のデッキフレーム８Ｒの横幅は、左側のデッキフレーム８Ｌのそれよりも大きく設定され、この右側のデッキフレーム８Ｒ上には前側にキャブ３１が配置されているとともに、後側に図示していないが、エンジンや油圧ポンプなどからなるパワーユニット及びその付属機器（ラジエータや作動油タンクなど）が配置されており、このパワーユニットなどは、右カバー３２により覆われている。一方、左側のデッキフレーム８Ｌ上には、図示していないが、燃料タンク、バルブユニット及びバッテリなどの機器が搭載されており、これらの機器は、いずれも左カバー３３により覆われている。ここで、上部旋回体４の旋回中心軸Ｐは、図２に示すように、平面的に見て旋回フレーム７の中心線ＣＬ上からキャブ側つまり右側の側板６Ｒ寄りに設定されている。

また、上記旋回フレーム７は、上述した左右の側板６Ｌ，６Ｒの外に、図３ないし図７に示すように、この両側板６Ｌ，６Ｒの下端同士を連結する底板４１と、この底板４１の上方に所定距離離れて底板４１と対向しかつ底板４１及び両側板６Ｌ，６Ｒと共に横長矩形状の閉断面を構成する水平板４２とを有している。この旋回フレーム７の閉断面内のキャブ側である右側の側板６Ｒに近い部位には閉断面を仕切って２重の閉断面を構成する垂直板４３が設けられており、これにより、旋回フレーム７は、その中心線ＣＬを挟んで右側の断面係数ひいては曲げ剛性が左側のそれよりも大きく設けられている。

上記左右のデッキフレーム８Ｌ，８Ｒは、それぞれ旋回フレーム７の対応する側板６Ｌ，６Ｒの閉断面を構成する部位に取り付けられている。このデッキフレーム８Ｌ，８Ｒの取付に当たり、旋回フレーム７の左側の側板６Ｌには内側に複数、図５では６つの補強リブ４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆがそれぞれ側板６Ｌに直交した状態でかつ前後方向に互いに所定の間隔を隔てて設けられているとともに、外側に複数、図５では５つのダブリングプレート４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ，４５ｅがそれぞれ側板６Ｌに重ね合わせた状態でかつ前後方向に互いに所定の間隔を隔てて設けられ、この各ダブリングプレート４５ａ〜４５ｅに左側のデッキフレーム８Ｌがボルト４６止めにより取り付けられている。一方、旋回フレーム７の右側の側板６Ｒに対しては、キャブ３１に対応する部位（つまり前部側）を除き、右側のデッキフレーム８Ｒが直接ボルト４７止めにより取り付けられている。キャブ３１に対応する部位では、旋回フレーム７の右側の側板６Ｒと右側のデッキフレーム８Ｒとの間に比較的大きな隙間があることから、この隙間に複数、図３及び図４では３つの連結部材４８ａ，４８ｂ，４８ｃが前後方向に互いに所定の間隔を隔てて配置され、この連結部材４８ａ〜４８ｃを介在して右側のデッキフレーム８Ｒがボルト４９止めにより取り付けられている。

従って、上記実施形態においては、上部旋回体４の左右のデッキフレーム８Ｌ，８Ｒのうち、右側のデッキフレーム８Ｒの横幅が左側のデッキフレーム８Ｌのそれよりも大きく設定され、この右側のデッキフレーム８Ｒ上に占有幅の大きいキャブ３１とパワーユニットとが前後に配置されているため、従来の如く左右のデッキフレーム８Ｌ，８Ｒにキャブ３１とパワーユニットとを別々に配置する場合に比べて上部旋回体４の車幅を縮小することができ、搬送時の車幅規制に適合することができる。

また、このような配置レイアウトの場合、上部旋回体４の重心及び旋回中心軸Ｐが旋回フレーム７の中心線ＣＬ上からキャブ側である右側の側板６Ｒ寄りに位置することになり、この右側の側板６Ｒに対し、大きな曲げモーメント荷重などの荷重が作用するが、上部旋回体４の旋回フレーム７の剛性は、従来の如く中心線ＣＬを挟んで左右対称なものではなく、作用する荷重の大きさに応じて、右側の側板６Ｒ側の剛性が左側の側板６Ｌ側のそれよりも大きく設けられているため、旋回フレーム７の曲げ変形などを防止することができる。しかも、旋回フレーム７の剛性を左右対称のまま全体的に大きく設定した場合に比べて旋回フレーム７の重量増加及びコストアップを抑制することができるので、実施化を有効に図ることができる。

特に、本実施形態の場合、旋回フレーム７は左右の側板６Ｌ，６Ｒと底板４１と水平板４２とによって閉断面を構成し、この旋回フレーム７の各側板６Ｌ，６Ｒの閉断面を構成する部位に左右のデッキフレーム８Ｌ，８Ｒがそれぞれ取り付けられているため、デッキフレーム８Ｌ，８Ｒの取付強度を高めることができる。また、右側のデッキフレーム８Ｒの取付箇所である旋回フレーム７の右側側板６Ｒの剛性は、上記閉断面を仕切る垂直板４３による２重の閉断面構造によって高められているため、左側のデッキフレーム８Ｌの場合に必要とされた補強リブ４４ａ〜４４ｆ及びダブリングプレート４５ａ〜４５ｅを必要とすることなく、右側のデッキフレーム８Ｒの取付を行うことができ、取付作業の簡易化を図ることができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態を包含するものである。例えば上記実施形態では、旋回フレーム７の中心線ＣＬを挟んでキャブ側である右側の断面係数ひいては曲げ剛性を反キャブ側である左側のそれよりも大きく設定するために、旋回フレーム７の側板６Ｌ，６Ｒと底板４１と水平板４２とによって構成された閉断面を仕切る垂直板４３による２重の閉断面構造を採用したが、本発明は、これに限らず、例えば図８ないし図１０にそれぞれ示す変形例としての形態を採用することができる。

すなわち、図８に示す第１の変形例の場合、旋回フレーム７の左右の側板６Ｌ，６Ｒのうち、右側の側板６Ｒの厚みは、左側の側板６Ｌの厚みよりも大きく設定されている。この場合にも、上記実施形態の場合と同じく、上部旋回体４の車幅を可及的に縮小するに当たり、旋回フレーム７の重量増加及びコストアップを抑制しながら、旋回フレーム７の曲げ変形などを防止できるという主たる効果を発揮するだけでなく、右側のデッキフレーム８Ｒの取付箇所である旋回フレーム７の右側側板６Ｒの剛性が側板６Ｒの厚肉化によって高められているため、左側のデッキフレーム８Ｌの場合に必要とされた補強リブ４４ａ〜４４ｆ及びダブリングプレート４５ａ〜４５ｅを必要とすることなく、右側のデッキフレーム８Ｒの取付を行うことができ、取付作業の簡易化を図ることができるという付加的効果をも発揮するものである。

図９に示す第２の変形例の場合、旋回フレーム７の底板４１は、旋回フレーム７の中心線ＣＬ付近で互いに接合されるキャブ側である右側の底板４１Ｒと反キャブ側である左側の側板４１Ｌとからなり、右側の底板４１Ｒの厚みは、左側の底板４１Ｌの厚みよりも大きく設定されている。この場合には、上記第１の変形例の場合に述べた主たる効果を発揮するだけでなく、旋回フレーム７の右側の底板４１Ｒの厚みが比較的大きく設定されて剛性が高くなっているため、旋回フレーム７の右側の側板６Ｒにデッキフレーム８Ｒを取り付ける場合底板４１側に近い位置に取付箇所（ボルト４７止め）を設ける必要はなく、その分取付箇所を少なくして取付作業の簡易化を図ることができるという付加的効果をも発揮するものである。

図１０に示す第３の変形例の場合、旋回フレーム７の左右の側板６Ｌ，６Ｒのうち、右側の側板６Ｒの高さは、左側の側板６Ｌの高さよりも大きく設定されている。この場合には、上記第１の変形例の場合に述べた主たる効果を発揮するだけでなく、旋回フレーム７の右側の側板６Ｒの高さが大きく設定されているため、左右の側板６Ｌ，６Ｒにそれぞれ左カバー３３及び右カバー３２の内側部分の下端を支持させる場合右カバー３２の内側部分を、左カバー３３のそれよりも小さくすることができ、軽量化やコストダウン化などに寄与することができるという付加的効果をも発揮するものである。

また、上記実施形態及び各変形例では、旋回フレーム７の中心線ＣＬを挟むキャブ側の剛性を反キャブ側のそれよりも大きく設定するに当たり、いずれも断面係数をキャブ側と反キャブ側とで変えるようにしたが、本発明は、場合によっては、縦弾性係数が異なる２種類の鋼材を使い分けたり、この２種類の鋼材の使い分けと断面係数を変えることを組み合わせたりしてもよいのは勿論である。

さらに、上記実施形態では、旋回フレーム７が左右の側板６Ｌ，６Ｒと底板４１と水平板４２とで閉断面を構成してなる場合について述べたが、本発明は、この場合に限らず、旋回フレーム７が左右の側板６Ｌ，６Ｒとこの両側板６Ｌ，６Ｒ同士を連結する連結部材とからなる場合などにも同様に適用することができるのは言うまでもない。

本発明の実施形態に係るクローラクレーンの側面図である。 上記クローラクレーンの上部旋回体付近の平面図である。 旋回フレームの平面図である。 同右側面図である。 同左側面図である。 図３のＸ−Ｘ線における断面図である。 図３のＹ−Ｙ線における断面図である。 第１の変形例を示す図７相当図である。 第２の変形例を示す図７相当図である。 第３の変形例を示す図７相当図である。

符号の説明

Ａ クローラクレーン
Ｐ 旋回中心軸
ＣＬ 旋回フレームの中心線
２ 下部走行体
３ 旋回ベアリング
４ 上部旋回体
６Ｌ，６Ｒ 側板
７ 旋回フレーム
８Ｌ，８Ｒ デッキフレーム
３１ キャブ
４１ 底板
４１Ｌ 左側（反キャブ側）の底板
４１Ｒ 右側（キャブ側）の底板
４２ 水平板
４３ 垂直板

Claims (6)

1. 下部走行体上に上部旋回体が旋回ベアリングを介在して旋回中心軸回りに旋回可能に搭載され、この上部旋回体は、全長に亘って互いに所定距離を隔てて平行に前後方向に延びる左右の側板を有する旋回フレームと、この旋回フレームの両側にそれぞれボルト止めにより取り付けられた左右のデッキフレームとでベースが構成されてなるクレーンにおいて、
   上記左右のデッキフレームのうち、一方のデッキフレームの横幅は、他方のデッキフレームのそれよりも大きく設定され、この一方のデッキフレーム上にはキャブとパワーユニットとが前後に配置されており、上記旋回中心軸は、平面的に見て旋回フレームの中心線上からキャブ側の側板寄りに設定されており、上記旋回フレームは、その中心線を挟んでキャブ側の剛性が反キャブ側のそれよりも大きく設けられていることを特徴とするクレーン。
2. 上記旋回フレームは、左右の側板の外に、両側板の下端同士を連結する底板と、この底板の上方に所定距離離れて底板と対向しかつ底板及び両側板と共に矩形状の閉断面を構成する水平板とを有しており、上記左右のデッキフレームは、それぞれこの旋回フレームの対応する側板の閉断面を構成する部位に取り付けられている請求項１記載のクレーン。
3. 上記旋回フレームの閉断面内のキャブ側の側板に近い部位には閉断面を仕切って２重の閉断面を構成する垂直板が設けられている請求項２記載のクレーン。
4. 上記旋回フレームの左右の側板のうち、キャブ側の側板の厚みは、反キャブ側の側板の厚みよりも大きく設定されている請求項２記載のクレーン。
5. 上記旋回フレームの底板は、中心線付近で互いに接合されるキャブ側の底板と反キャブ側の底板とからなり、キャブ側の底板の厚みは、反キャブ側の底板の厚みよりも大きく設定されている請求項２記載のクレーン。
6. 上記旋回フレームの左右の側板のうち、キャブ側の側板の高さは、反キャブ側の側板の高さよりも大きく設定されている請求項２記載のクレーン。