JP5603264B2 - ジブクレーン - Google Patents

Description

本発明は、ジブクレーンに関する。さらに詳しくは、地上に設置して旋回したり走行したりしながらジブを起伏させ、かつウインチで重量物を吊上げて荷役するジブクレーンに関する。
ジブクレーンのうち旋回式のものは、原子炉や港湾設備等の大型構造物の組立てに利用されるが、荷役対象物が数百トンから約千トンに達する超重量物であることもあり、クレーン自体が相当の重量をもつ大型構造物である。
したがって、そのままで設置現場に搬送することはできないので、設置現場に分解した状態で搬送してきて組立て、使用に供し、工事の終了と共に分解して撤去される。

上記のような大型ジブクレーンの従来例として、特許文献１がある。この従来例は、円形レールを敷設した円形のベースフレームを備え、ベースフレームの旋回軸に旋回フレームを軸支し、旋回フレームにジブや起伏用、荷役用のウインチを設けて、各部材を小部品に分解可能に構成している。このため、分解して設置場所に搬入して組立て、ベースフレームを載置して各部材を組付けることができる。

特開平７−２４８９号公報

ところで、特許文献１ではベースフレームも分解可能であることは記述されているが、その構造について特に言及がないので、一般的な構造のものと理解するしかない。
そこで、従来に一般的であったベースフレーム110を図９の模式図で示す。ベースフレーム110は環状であり、その中心には中心筒101がおかれ、中心筒101とベースフレーム110とは、スポーク121,122,123で結合されている。ベースフレーム110は、断面形状が三角形か台形の構造物で、補強リブ等が任意に形成されていても、基本構造としては一体物である。

クレーン作業中のクレーン部の重量や吊上物の重量は、外力Ｆ１として、ベースフレーム110の上端に垂直荷重として作用するが、この外力Ｆ１はベースフレーム110における三角形のフレーム形状に沿って分力Ｆ２，Ｆ２に二分され、載置面に伝えられる。したがって、載置面への力の伝達は、理論上ベースフレーム110の底辺の両端部で５０％づつ負担することになる。

このことは、載置面Ｇに対し、分散荷重を広い面積に伝えるというよりも局所荷重を限られた部位に伝えることを意味するので、載置面の補強工事を施さない限り載置面の破損や陥没等の不具合が生じかねない。
また、クレーン部より伝えられる荷重が、風や荷振等の外力で偏荷重として作用すると、ベースフレームから載置面へ偏った荷重のまま伝えるので、ベースフレームの一部に負荷が作用してベースフレームを変形させたり、それに起因して、クレーン動作の安定性が損なわれ、クレーンの稼働に種々の制約が生じるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑み、ベースフレームに変形が生じず、載置面に安定して設置した状態で使用できるジブクレーンを提供することを目的とする。

第１発明のジブクレーンは、ベースフレームにクレーン部を稼働自在に搭載したジブクレーンであって、前記ベースフレームは、環状の上フレームと環状の下フレームとからなり、前記上フレームは、その断面形状が２枚の側リブ部を有する三角形であり、前記下フレームは、その断面形状が台形であり、その両端部にそれぞれ三角形の側リブを有しており、前記上フレームが前記下フレームの上に重ねられた状態で締結手段で互いに締結されていることを特徴とする。
第２発明のジブクレーンは、第１発明において、前記上フレームは、円周方向に分割された複数個の上分割ブロックからなり、前記下フレームは、円周方向に分割された複数個の下分割ブロックからなり、前記上分割ブロックの底板と前記下分割ブロックの天板には、互いの積み重ね位置を規制する位置決め部が設けられていることを特徴とする。

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）上フレームと下フレームが別部材であることから、クレーン部からの荷重がまず上フレームに伝達されるが、この荷重は上フレームのみにおいて縦横に働く力のバランスがとられる。したがって、上フレームから下フレームには垂直な方向の荷重のみが伝えられるので、下フレームでは、底部の全受圧面積から均等に分散させた荷重を地盤上に伝えることができる。このように、クレーン部からの荷重が下フレームにおいて均等に分散されるので、地面の変形やベースフレームの変形が生じない。
ｂ）上フレームの頂点に作用した負荷は三角形の二辺の側リブで二分されて下フレームの左右の上端部に伝えられる。そして、下フレームの２ヵ所の上端に作用した負荷は、それぞれ三角形の側リブにより更に二分されて載置面に伝達されるので、結局荷重は理論上４等分されて載置面に伝えられる。このため、クレーン部の重量や吊荷重量が均等に分散されて載置面に伝えられるので、ベースフレームの変形や載置面の変形が生じにくい。
第２発明によれば、上分割ブロックを下分割ブロックに載せたとき、位置決め部が互いの積み重ね位置を拘束するので、上クレームと下クレームの積み重ね位置が不動に規制され、上クレームと下クレームが分割ブロックから構成されているとしても、組立てが容易かつ短時間で行え、組立後の位置決め精度も高く維持できる。

本発明の一実施形態に係るジブクレーンにおけるベースフレームの断面図である。 本発明に係るベースフレームにおける荷重分散の仕方を示す模式図である。 本発明に係るジブクレーンの斜視図である。 図１のジブクレーンの分解斜視図である。 ベースフレームの斜視図である。 旋回フレームとベースフレームを示す側面図である。 ベースフレームの上分割ブロックの説明図である。 ベースフレームの下分割ブロックの説明図である。 （Ａ）は従来技術のベースフレームの概略図であり、（Ｂ）は荷重分散の仕方を示す模式図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（基本構造）
図３および図４に基づき、本発明に係るジブクレーンＡの基本構造を説明する。
ジブクレーンＡは、上部構造物であるクレーン部１とそれを支え地面に設置するための下部構造物である稼働支持体１０とからなる。

クレーン部１は、旋回フレーム２の上面に、つぎのようなクレーン構成部材を取付けて構成されている。
３はジブで、その基部がピンで旋回フレーム２に枢支され、起伏自在となっている。４は補助ジブで、ジブ３の先端に取付けられている。５はガイドマストで、その上端部にはガイドシーブが取付けられている。６は起伏用ウインチで、このウインチから繰り出されたワイヤロープ（起伏ロープ）を繰り出し巻き戻しすることで、ジブ３を起伏させることができる。

７は主巻きウインチで、このウインチから繰り出されたワイヤロープ（主巻きロープ）を繰り出し巻き戻しすることで、ジブ３の先端から吊り降ろした主フック７ｆを上げ下げすることができる。
８は補巻きウインチで、このウインチから繰り出されたワイヤロープ（補巻きロープ）を繰り出し巻き戻しすることで、ジブ３の先端から吊り降ろした補フック８ｆを上げ下げすることができる。
９はジブ３と吊荷からなる転倒モーメントをバランスさせるために設置したカウンタウエイトである。

つぎに、図５に基づき稼働支持体１０を説明する。稼働支持体１０は、旋回レール１１とこれを取付けたベースフレーム１２とからなり、ベースフレーム１２は、上フレーム２０と下フレーム３０とからなる。
旋回レール１１は環状のレールであって、その上面を旋回フレーム２の走行車輪が走行する。

ベースフレーム１２の上フレーム２０は円周方向に６分割された分割構造であり、６個の上分割ブロック２１を互いに連結して環状に構成されている。また、下フレーム３０も、円周方向に６分割された分割構造であり、６個の下分割ブロック３１を互いに連結して環状に構成されている。
ベースフレーム１２の中心には、中心筒４０が配置され、この中心筒４０の上端には、中心軸４１が立設され、中心軸４１には球面軸受４２が嵌められている。

５１，５２，５３はスポークであり、中心筒４０とベースフレーム１２との間に連結されている。
５１は上スポークで、中心筒４０の上端部と上分割ブロック２１の上端部との間で連結されている。５２は斜めスポークで、中心筒４０の下端部と上分割ブロック２１の上端部との間で連結されている。５３は下スポークで、中心筒４０の下端部と下分割ブロック３１の下端部との間で連結されている。

上記の３本のスポークのうち、上スポーク５１と斜めスポーク５２は、横方向の外力がクレーン部に働いたとき、中心筒４０とベースフレーム１２間で外力に対抗してバランスさせるために設けられており、下スポーク５３は中心筒４０とベースフレーム１２との間の位置関係を保つために設けられている。

図６は、ベースフレーム１２上に旋回フレーム２を載せた状態を示している。
旋回フレーム２は、中央フレーム２Ａと第１フレーム２Ｂと第２フレーム２Ｃの３分割構造のフレームで構成されている。なお、各フレーム２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、互いに連結ピンと連結ステーを介して結合分離が可能となっている。
中央フレーム２Ａの中心部には、嵌合凹部が構成されており、前記中心軸４１の球面軸受４２に外挿されている。この構造により、旋回フレーム２の中心がベースフレーム１２の中心と一致した位置に保持され、かつベースフレーム１２の中心と旋回フレーム２の中心が一致した状態で、旋回フレーム２が旋回動作するようになっている。

旋回フレーム２の一部である第１フレーム２Ｂと第２フレーム２Ｃの下面には走行部６０が設けられている。走行部６０は、フレーム６１とフレーム６１に軸着された車輪６２からなる。車輪６２は、駆動輪のほか従動輪を含んでいる。車輪６２は、ベースフレーム１２の上面に設置されているレール１１上（図５参照）を転動する。この車輪６２の転動で、旋回フレーム２はベースフレーム１２上で旋回し、クレーンでの荷役作業に必要な旋回動作が行われる。

図７および図８に基づき、ベースフレーム１２の構造を更に詳細に説明する。
図７は上フレーム２０を構成する上分割ブロック２１を示している。
上分割ブロック２１は、側面視で略四角形のリブ２２を円周方向に多数枚並べて、底板２５と側板２６，２７と天板２８を接合して箱状に構成したものである。
リブ２２は主リブ２３と補リブ２４とからなる。主リブ２３は、側リブ23a,23bで基本形状が二等辺三角形となるように形成されている。このため、垂直に作用した荷重を２枚の側リブ23a,23bに分散して下方に伝えることができる。また、中央部分は肉抜きされているので軽量である。

主リブ２３の図中左側（すなわち、ベースフレーム１２の内側となる部分）には、補リブ２４が取付けられている。補リブ２４は垂直リブ24aと水平リブ24bからなるＬ字形であり、主リブ２３の側リブ23aと合わさって、直角三角形を形成している。この補リブ２４の中央部分も肉抜きされている。
主リブ２３の頂面、つまり天板２８に沿う位置には、旋回レール１１が固定されている。
なお、旋回レール１１はベースフレーム１２と同様に６分割された分割レールを環状に連結したものである。

補リブ２４の内側上端部には、取付ブラケット24pが形成され、上スポーク５１を結合するためのピン孔が形成されている。底板２５の下面には位置決めピン２９が突設されている。なお、後述する下分割ブロック３１の位置決めピン３９が嵌る位置決め孔も形成されている。

図８は下フレーム３０を構成する下分割ブロック３１を示している。
下分割ブロック３１は、側面視で台形のリブ３２を円周方向に多数並べて、底板３５と側板３６（図８参照）および側板３７と天板３８を接合して箱状に構成したものである。
リブ３２は、左右両側の二等辺三角形の側リブ32a,33bと、それを上下でつなぐ上辺32c、下片32dからなる。なお、中央部分は肉抜きされ、軽量化されている。

また、天板３８には、位置決めピン３９が突設されている。なお、上分割ブロック２１の位置決めピン２９が嵌る位置決め孔も形成されている。
内側の側リブ32aの内側下端部には取付ブラケット32pが形成され、下スポーク５３を結合するためのピン孔が形成されている。

上分割ブロック２１は下分割ブロック３１の上面に載せて組み付けられる。このとき上分割ブロック２１の位置決めピン２９は下分割ブロック３１の位置決め孔に嵌り、下分割ブロック３１の位置決めピン３９は上分割ブロック２１の位置決め孔に嵌り、互いに決った位置に嵌め合わされる。なお、これらの位置決めピンと位置決め孔は、特許請求の範囲にいう位置決め部を構成している。
そして、上分割ブロック２１の底板２５と下分割ブロック３１の天板３８とは、ボルト・ナット等で強固に結合される。

また、周方向に隣接する複数個の上分割ブロック２１同士は、適宜の連結金具とボルト・ナット等を用いて互いに結合される。複数個の下分割ブロック３１も同様の締結手段で互いに結合される。さらに、分割レールも同様に適宜の締結手段で互いに結合され、ベースフレーム１２が環状構造に拘束される。

図５に示すように、本実施形態の上下ブロック２１，３１はいずれも円周方向の角度が６０°のブロックである。
そして、上ブロック２１の両端部21eは、下ブロック３１の中央に位置し、かつ下ブロック３１の両端部31eは上ブロック２１の中央に位置するように取付けられている。

つぎに、本発明の特徴部分を図１および図２に基づき説明する。
まず、図２の模式図に示すように、上分割ブロック２１（上フレーム２０）と下分割ブロック（下フレーム２０）は力学的には縁が切れた状態と理解してよい。
これは、上フレーム２０と下フレーム３０が別部材であることによる。このように、上下分割ブロック２１，３１が別部材であると、クレーン部１からの荷重がまず上分割ブロック２１に伝達されるが、この荷重は上分割ブロック２１内において縦横に働く力ｆ２のバランスがとられる。したがって、上分割ブロック２１から下分割ブロック３１には垂直な方向の荷重ｆ３のみが伝えられる。そして、下分割ブロック３１では、さらに力を２ヵ所の三角フレーム部に二分した力ｆ４を伝えることになる。したがって、理論上２ヵ所の側リブに生ずる４ヵ所の力の作用点に２５％づつの分散荷重が伝えられることになる。

図１に示す上下分割ブロック２１，３１の実際構造の断面図に基づき、さらに詳細に説明する。
上分割ブロック２１の頂点（レール１１）に作用したクレーン部の重量や吊荷荷重からなる全荷重Ｆ１は、上分割ブロック２１の二辺の側リブ23a,23bに分散されて、二分された力ｆ２として伝えられる。そして、この力ｆ２は底辺23cで互いにバランスするので、上分割ブロック２１から下分割ブロック３１へは垂直荷重ｆ３のみが伝えられることになる。
そして、垂直荷重ｆ３は、下分割ブロック３１において、力を直接載置面Ｇに伝えることのできる両端部の側リブ32a,32bに伝えられる。
この２ヵ所の側リブ32a,32bは、それぞれが三角形の２辺を有しているので、その２辺を通って力ｆ４が下向きに伝えられる。
このように、全荷重Ｆ１は、均等に分散されて載置面Ｇに伝えられることになるので、載置面Ｇでは均等な反力が生じる。このため、ベースフレーム１２の変形や載置面Ｇの変形が生じにくい。

（他の実施形態）
上記に一実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
図７および図８に示すように、上分割ブロック２１の主リブ２３と下分割ブロック３１のリブ３２は、板材で構成されているが、これに適宜の形状の補強リブを取付けて強度を増すことは任意である。
とくに力の作用線に沿った補強リブを取付けると、荷重に対して変形しにくくなるので好ましい。
また、図７および図８に示す位置決め部は、ピンと孔で構成したが、ピンの代りに棒材（角棒など）を底板と天板に取付け、底板側の棒材と天板側の棒材が互いに入れ合わされて位置決めするものであってもよい。

さらに、以下のような実施形態も可能である。
上分割ブロック２１の端部21eは、下分割ブロック３１の中央ではなく、ある程度中央よりも下分割ブロック３１の端部31e寄りに位置してもよい。
また、上分割ブロック２１および下分割ブロック３１は６分割構造に限らず、６分割よりも少ない３分割や４分割でもよく、６分割よりも多い７分割から１０分割にしてもよい。
さらに、分割するとき等角度に分割するほか不等角に分割してもよい。
さらに、ベースフレーム１２は、上フレーム２０と下フレーム３０との２段構造に限らず、３段以上の積層構造としてもよい。
また、本発明はベースフレーム１２およびレール１１は円形に限らず、直線状のベースフレーム１２およびレール１１の上を走行するジブクレーンに適用してもよい。

１ クレーン部
２ 旋回フレーム
１２ ベースフレーム
２１ 上分割ブロック
３１ 下分割ブロック
２Ａ 中央フレーム
２Ｂ 第１フレーム
２Ｃ 第２フレーム
５１ 上スポーク
５２ 斜めスポーク
５３ 下スポーク

Claims (2)

1. ベースフレームにクレーン部を稼働自在に搭載したジブクレーンであって、
   前記ベースフレームは、環状の上フレームと環状の下フレームとからなり、
   前記上フレームは、その断面形状が２枚の側リブ部を有する三角形であり、
   前記下フレームは、その断面形状が台形であり、その両端部にそれぞれ三角形の側リブを有しており、
   前記上フレームが前記下フレームの上に重ねられた状態で締結手段で互いに締結されている
   ことを特徴とするジブクレーン。
2. 前記上フレームは、円周方向に分割された複数個の上分割ブロックからなり、
   前記下フレームは、円周方向に分割された複数個の下分割ブロックからなり、
   前記上分割ブロックの底板と前記下分割ブロックの天板には、互いの積み重ね位置を規制する位置決め部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載のジブクレーン。