JP5606794B2

JP5606794B2 - クレーンステー用摩擦ダンパー

Info

Publication number: JP5606794B2
Application number: JP2010121162A
Authority: JP
Inventors: 登五十畑; 学内木
Original assignee: 株式会社巴技研
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2030-05-27
Also published as: JP2011246236A

Description

本発明は、タワークレーンによって建設される建築物と前記タワークレーンとの間に介設されるステーに装備されるクレーンステー用摩擦ダンパーに関する。

高層ビル等の建築物を建築する場合には、建築物と同様に、徐々に上方へ伸びていくタワークレーンが、建築される建築物の側に組み上げられていき、該タワークレーンによって建築物の対応階の建築作業がなされる。このような建築物に添設されて使用されるタワークレーンが地震や風等の影響を受けて破壊されることが抑制されるように、建築物との間に介設されるクレーンステーにダンパーを装備したものが提案されている（例えば下記特許文献１、２参照）。

特開２００１−１９９６８０号公報（公報要約書参照）特開２００６−０１６１０１号公報（公報要約書参照）

前記特許文献１に開示された第１従来例としてのタワークレーンのマスト水平支持装置を図７を用いて説明すると、該第１従来例のタワークレーンのマスト水平支持装置１０７は、タワークレーンのマスト１０４に設けた取付金具１１５と、建築中のビル１０１の柱１０９に設けた取付金具１１７とを接続するタワークレーンのマスト水平支持装置１０７において、マスト１０４の取付金具１１５に取り付けられるステー１１０と、柱１０９の取付金具１１７に取り付けられるステー１１３と、両ステー１１０、１１３の間に介装した制震装置１１１とから構成されている。制震装置１１１としては公知のオイルダンパー等が使用される。

前記特許文献２に開示された第２従来例としての水平控え装置を図８を用いて説明すると、該第２従来例の水平控え装置２０１は次のように構成される。建物２１０と建物２１０の建設に用いられるタワークレーン２２０のポスト２２２との間に取り付けられ、タワークレーン２２０を水平方向に支持するように配置された略正方形状のフレーム２４０と、該フレーム２４０の４つの隅部の外側と建物２１０とを長短４つのステー材２６０にて接続し、フレーム２４０の４つの隅部の内側とタワークレーン２２０の周りのポスト取付部材２３０の４つの隅部とを接続する４つの摩擦ダンパー２５０とから構成される。摩擦ダンパー２５０の摺動方向とフレーム２４０の一辺とのなす角度θは略４５°とされている。

このように構成された従来例にあって、前記図７の第１従来例のものでは、中震以上の地震や強風時にもオイルダンパー等から構成される制震装置１１１の存在によって、それらの揺れが吸収され、マスト水平支持装置およびタワークレーンが破壊することがなく、安全である。また前記図８の第２従来例のものでは、ポスト取付部材２３０の４つの隅部とフレーム２４０との間を接続する４つのオイルダンパーあるいは摩擦ダンパ−２５０とから構成されているので、フレーム２４０の水平面内においてダンパー２５０をＸ軸およびＹ軸を対称軸として略対称に配置でき、外力の入力方向がどの方向であっても充分な制震機能を発揮できることとなった。

しかしながら、これら従来の装置にあって、ステーあるいはフレーム内に介設されるダンパーとしてオイルダンパーあるいは摩擦ダンパーが採用されているが、オイルダンパーの場合は、構造が複雑でオイル等を封入して精度を要して高価になりがちであり、また、摩擦ダンパーの場合は、それ自体では制震時の摩擦移動はあるものの、初期値であるステーの長さ調整が不可能であるため、前記第１従来例のもののように制震装置１１１に同軸上にステー長さ調整装置１１２を付設する必要があり、部品数が増加して高価になりがちであった。

そこで本発明では、前記従来のクレーンステー用ダンパーの課題を解決して、初期値であるステー長さの調整が可能で、摩擦のみによる簡素な構造のダンパーにても、安全に制震作用が行え、低廉なクレーンステー用摩擦ダンパーを提供することを目的とする。

このため本発明は、タワークレーンによって建設される建築物と前記タワークレーンとの間に介設されるステーに装備されるクレーンステー用摩擦ダンパーにおいて、前記クレーンステー用摩擦ダンパーを、所定の摩擦力が得られる摩擦材を介して互いに摺動する内筒および外筒から構成するとともに、前記外筒の回転により内筒および外筒内に螺合された螺子部材間の間隔が調整されるターンバックル機能を有せしめたことを特徴とする。また本発明は、前記内外筒のうち、摩擦材が圧入される一方の筒と摩擦材との間の摩擦面を脱脂するとともに、前記摩擦材と他方の筒との間の摩擦面に油脂塗布したことを特徴とする。また本発明は、前記内筒の移動範囲における外筒の両端部外周に径大部を形成したことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。

本発明によれば、タワークレーンによって建設される建築物と前記タワークレーンとの間に介設されるステーに装備されるクレーンステー用摩擦ダンパーにおいて、前記クレーンステー用摩擦ダンパーを、所定の摩擦力が得られる摩擦材を介して互いに摺動する内筒および外筒から構成するとともに、前記外筒の回転により内筒および外筒内に螺合された螺子部材間の間隔が調整されるターンバックル機能を有せしめたことにより、所定の摩擦力より小さな回転力で外筒を回転させることで、摩擦ダンパー自体にターンバックル機能を持たせることが可能となり、少ない部品で摩擦ダンパーとターンバックル機能とを兼用させて低廉なクレーンステー用摩擦ダンパーが得られる。

また、前記内外筒のうち、摩擦材が圧入される一方の筒と摩擦材との間の摩擦面を脱脂するとともに、前記摩擦材と他方の筒との間の摩擦面に油脂塗布した場合は、摩擦材が圧入される一方の筒と摩擦材との間の摩擦面の摩擦係数を摩擦材と他方の筒との間の摩擦面の摩擦係数よりかなり大きくできるので、その結果、摩擦材の圧入筒への圧入荷重が小さくてもよく、ブッシュ抜止め等が不要になり、部品点数の削減が可能となる。また、前記内筒の移動範囲における外筒の両端部外周に径大部を形成した場合は、摩擦材を圧入装着した内筒の移動により、外筒の両端部外周が押し広げられて摩擦荷重が低下することが有効に防止され、摩擦ダンパーとしての性能低下を防止できる。

本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーの第１比較例を示す要部断面および平面図である。本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーの第１および第２比較例の設置例正面図である。本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーの第１実施例を示す要部断面およびその側面図である。同、第１実施例の設置例正面図である。本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーの各実施例（図示は第１実施例）の設置例の平断面図である。本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーの第２実施例を示す要部断面およびその変形例断面図である。第１従来例のタワークレーンのマスト水平支持装置の平断面図である。第２従来例の水平控え装置の平断面図である。

以下、本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーを実施するための好適な形態を図面に基づいて説明する。本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーは、図１に示すように、タワークレーンによって建設される建築物と前記タワークレーンとの間に介設されるステーに装備されるクレーンステー用摩擦ダンパーにおいて、前記クレーンステー用摩擦ダンパー１を、所定の摩擦力が得られる摩擦材５を介して互いに摺動する内筒３および外筒２から構成するとともに、前記外筒２の回転により内筒３および外筒２内に螺合された螺子部材１３、１１間の間隔が調整されるターンバックル機能を有せしめたことを特徴とする。

比較例１

図１は本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーの第１比較例を示す要部断面および平面図である。図２（Ａ）はそのステー９への装着設置例を示す。図１（Ａ）は本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーの基本型とも言うべきもので、摩擦ダンパー１は、外筒部２Ａと該外筒部２Ａの建築物側の端部に径方向に延設される外筒フランジ２Ｂとから構成される外筒２と、その内周に内筒部３Ａが嵌合されて建築物側の端部に径方向に延設される内筒フランジ３Ｂを有する内筒３とから構成される。内筒部３Ａの外周には摩擦材となる圧入ブッシュ５が圧入されて、外筒部２Ａの内周面との間に所定の摩擦力が得られるようにされる。内筒部３Ａのステー９側（タワークレーン側）端部にはブッシュ抜止め１７が螺合されてロック係止される。外筒フランジ２Ｂの内周面にはＯリング１８やシリコンスポンジが配設されて、塵埃の侵入が防止される。

また、前記内筒３と摩擦材５との間の摩擦面を脱脂するとともに、前記摩擦材５と外筒２との間の摩擦面にグリース等の油脂塗布を施すことによって、例えば、内筒３と摩擦材５との間の摩擦面の摩擦係数μを約２０％、摩擦材５と外筒２との間の摩擦面の摩擦係数μを約５％と約１／４にすることができ、摩擦材５の内筒３への圧入荷重が小さくてよいので、その場合はブッシュ抜止め１７が不要になる。なお、摩擦材５を管状の銅系合金で構成した場合、板厚誤差は少ないが（例えば、１５０ｍｍφ５ｔで±０．１３ｍｍ）、外径は±１．５％（±２．２５ｍｍ）と大きく修正する必要がある。誤差は主として管状部材が楕円を呈するために生ずるので、摩擦材５の平均径を計測して精度良く機械加工された内筒３に摩擦材５を圧入することで摩擦材５が真円にされるので、摩擦材５を格別の修正を要することなくそのまま使用できる。なお図示はしないが、摩擦材５である圧入ブッシュを、外筒２の内周面に圧入することもできる。その場合は、外筒２と摩擦材５との間の摩擦面を脱脂するとともに、摩擦材５と内筒３との間の摩擦面にグリース等の油脂塗布を施せばよい。外筒２の内周面に圧入する摩擦材５は、板体を筒状に曲げ加工して圧入可能な諸元寸法としつつ軸方向に１つあるいは２つのスリットを設けた分割型としてもよい。

外筒２における外筒部２Ａのステー９側端部にはステー取付部を構成するロッドベース４が挿入螺合され、外筒部２Ａの外周から螺合係止されたロックビス等により固定される。該ロッドベース４には、図示省略のタワークレーン（図５の２３参照）側に連結されるステー９の取付フランジ部等がステー取付ボルト７等により接続される。前記外筒２における外筒フランジ２Ｂと内筒３における内筒フランジ３Ｂとの間に、例えば円周上に４本の抜止めボルト６が挿入される。

抜止めボルト６における両端部のナット部間の範囲内で摩擦材５を介した外筒２と内筒３との間の摩擦移動すなわち摩擦ダンパーとして機能する移動が可能である。したがって、抜止めボルト６と外筒フランジ２Ｂとの間は遊嵌形態とされる。前記内筒３の内筒フランジ３Ｂの建築物側には一対の建築物取付ブラケット３Ｃが溶接等により固定される。一対の建築物取付ブラケット３Ｃの間の間隙に建築物２６（図２参照）の足場等における適宜の板材を挟持させて取付ピン８等により固定する。取付ピン８の建築物取付ブラケット３Ｃへの軸支はブッシュを介し、Ｃ形止め輪等により抜け止めされる。

このように構成された基本型としての摩擦ダンパー１は、建築物２６とタワークレーン２３（図５）側に連結されたステー９との間に介設されて装備される。その際に、前記摩擦材５による外筒２と内筒３との間の所定の摩擦力よりも大きな軸方向（ステー９の長さ方向）の力を加えることにより、外筒２と内筒３との間の間隔を調整して、タワークレーン２３と建築物２６との間の寸法誤差に適合する適切な初期長さに調整される。摩擦ダンパー１の調整設置後には、地震や強風等に起因した振動により、建築物２６とタワークレーン２３との間に相対変位が生じた場合には、外筒２と内筒３との間の摩擦材５により効果的に減衰されて、タワークレーン２３側および建築物２６側に破壊等が生じることが防止される。そして、過大な振動が生じた場合でも、抜止めボルト６の存在によって外筒２からの内筒３の脱落が有効に防止されるので、安全に制震作用が行える。

比較例２

図２（Ｂ）は本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーの第２比較例の設置例正面図である。本比較例では、前記比較例１の基本型としての摩擦ダンパー１に加えて、該摩擦ダンパー１と同軸上にターンバックル１０を隣接して配設したことを特徴とする。このように構成したことによって、本比較例では、基本型としての摩擦ダンパー１自体が前述したように、初期値としての長さが調整可能な上に、さらにステー９との間にターンバックル１０を配設したので、さらにタワークレーン２３側と建築物２６側との間の大きな設置誤差にまで対応が可能となり、その実用性が格段に向上することになる。

図３は本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーの第１実施例を示す要部断面およびその側面図である。図４は該第１実施例の設置例正面図である。本実施例のものは、摩擦ダンパー１を、所定の摩擦力が得られる圧入ブッシュ等の摩擦材５を介して互いに摺動する内筒３および外筒２から構成するとともに、前記外筒２の回転により内筒３および外筒２内に螺合された螺子部材間の間隔が調整されるターンバックル機能を有せしめて構成したものである。詳述すると、ストレート状の外筒２の内周には外周面に圧入ブッシュ等からなる摩擦材５が圧入された内筒３が摩擦嵌合される。圧入ブッシュ５は内筒３のステー９側端部に螺合・ロック係止されたブッシュ抜止め１７により抜け止めされる。

前記内筒３の建築物２６側には、同軸上に第２内筒部１２が溶接等により接続される。第２内筒部１２の内筒３との接続部には径大部を構成する抜止めフランジ１２Ａが形成され、該フランジ１２Ａが外筒２の建築物２６側の端部にビス止めされた内筒抜止め１９によって抜け止めされる。該第２内筒部１２の内周には右螺子螺合する右螺子部１３が軸方向に調整可能に配置される。一方、前記外筒２のステー９側の端部にはロッドベース４が挿入螺合されて適宜のロックビス等により外筒２に固定される。ロッドベース４は外筒２と一体成形されてもよいが、製作の簡便化のために別体に構成されて螺合固定されるものである。該ロッドベース４の内周には左螺子部１１が左螺子螺合されて軸方向に調整可能に配置される。

前記右螺子部１３の建築物２６側には補強リブ１５Ａを設けた建築物取付部１５が溶接等により固定され、左螺子部１１のステー９側には、図３（Ｂ）に示したような補強リブ１４Ａを設けたステー取付部１４が形成される。該ステー取付部１４には適宜の方式にてワークレーン２３に接続されたステー９の端部フランジが接続され、前記建築物取付部１５には図４に示されるような建築物取付ブラケット２０により建築物に接続される。そして、前記外筒２の外周部（図示の例ではロッドベース４の外周部）には例えば４本のハンドル１６が径方向に植設される。

図３および図４に示すように、前記ハンドル１６を以って外筒２を回転させることで、摩擦材５により所定の大きな摩擦力が維持された内筒３および第２内筒部１２とロッドベース４も共に回転する。これによって、第２内筒部１２に右螺子螺合された右螺子部１３とロッドベース４に左螺子螺合された左螺子部１１とが進退してそれらの間の間隔が調整される。つまりターンバックル機能が発揮される。このように内筒２と外筒３との間に介設された摩擦材５の所定の高い摩擦力の存在によって、比較的小さな回転力により内筒２と外筒３とが一体回転してターンバックル機能を奏させるとともに、地震や強風等に起因する所定値を超える振動に対しては、大きな摩擦力により摩擦ダンパーとして制震作用を効果的に行うことができる。かくして、少ない部品で摩擦ダンパーとターンバックル機能とを兼用させて低廉なクレーンステー用摩擦ダンパーが得られる。

図５は本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーの各実施例（図示は第１実施例）の設置例の平断面図である。タワークレーン２３によって建設される建築物２６と前記タワークレーン２３との間に介設されるステー９・・にクレーンステー用摩擦ダンパー１が装備される。タワークレーン２３を構成する塔状体であるマスト２４の適宜高さ位置の周囲に設置されたステーフレーム２５の適宜部位と、建築物２６側の足場等の適宜板状体の適宜部位との間にステー９・・が介設されて渡設される。ステー９における建築物２６への取付部近傍に摩擦ダンパー１が介設されて装備される。図示の例は図３の実施例１の摩擦ダンパー１が介設された例であるが、図２における比較例１および比較例２（ターンバックルが併用された例）の摩擦ダンパー１が介設されるものは図示しての説明を省略する。

図６は本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーの第２実施例を示す要部断面およびその変形例断面図である。図６（Ａ）（および図３（Ａ）のターンバックル機能付きの実施例のものあるいは図１（Ａ）の比較例のものも同様）に示すように、摩擦材５による外筒２と内筒３との間の所定の摩擦力よりも大きな軸方向の力を加えて、外筒２と内筒３との間の間隔を調整して適切な初期長さを調整する場合、あるいは、地震や強風等に起因した振動により、建築物２６とタワークレーン２３との間に相対変位が生じた場合には、外筒２と内筒３との間の摩擦材５により効果的に減衰されつつ、摩擦材５を圧入装着した内筒３が外筒２内を移動することになる。その際、摩擦材５は外筒２を僅かながらも押し広げ（前記段落００１６の諸元において約０．５ｍｍ程度）てしまう。内筒３の移動範囲における外筒２の両端部では容易に押し広げられて、摩擦荷重が低下することになる。本実施例では、前記内筒３の移動範囲における外筒２の両端部外周に径大部２Ｃを形成して、摩擦材５の移動により、外筒２の両端部外周が押し広げられて摩擦荷重が低下することを有効に防止するものである。

図６（Ｂ）は、内筒３の移動範囲における外筒２の両端部外周の径大部２Ｃとして、比較的軸方向に長く、厚みの小さい筒状の部材を溶接等により固定装着したものである。これにより、比較的厚みの小さい筒状の部材にても軸方向に長い区間において、外筒２の両端部外周が押し広げられるのが抑制される。図６（Ｃ）は、内筒３の移動範囲における外筒２の両端部外周の径大部２Ｃとして、比較的軸方向に短く、厚みの大きな筒状の部材を両端部より僅かに内側にて溶接等により固定装着したものである。これにより、比較的厚みの大きな筒状の部材にて高い耐力により外筒２の両端部外周が押し広げられるのが抑制されるので、結果的に軸方向に長い区間において、外筒２の両端部外周が押し広げられるのが抑制される。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、タワークレーンの形状、形式（タワークレーンの組上げ方式等）、建築物の種類およびその足場等によるステー等との接続形態、クレーンステー用摩擦ダンパーにおける摩擦材の形状（圧入ブッシュ形状の他、筒部材全てを摩擦材とすることもできる）、材質（銅系合金等）およびその設置部位（実施例では内筒外周側に設置されたが外筒内周側に設置することもできる）、規制機構の形状（比較例１および比較例２のように、内筒と外筒に形成されたフランジ間に貫通配置された抜止めボルトによるものの他、実施例１のような第２内筒部の抜止めフランジと外筒端部にビス止めされた内筒抜止めとの抜止め構造を比較例１および比較例２に適用することもできる）、形式、摩擦ダンパーと同軸上に付設して配設されるターンバックルの形状、形式、クレーンステー用摩擦ダンパーにターンバックル機能を有せしめるための形状（実施例の、外筒に対するロッドベースの別体の螺合形態あるいはロッドベースの外筒に対する一体成形形態、内筒の第２内筒部との別形態、一体形態、左右の螺子部の形状等）、形式、タワークレーンと建築物との間のステーの接続形態およびそれらステーの配置形態、ステーにおける摩擦ダンパーの介設部位（建築物寄りからタワークレーンまでの適宜の部位が可能）等については適宜選定できる。また、実施例に記載の諸元はあらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。

本発明のクレーンステー用摩擦ダンパーは、タワークレーンによって建設される建築物と前記タワークレーンとの間に介設されるステーに装備されるが、タワークレーンが建築物の外側近傍に設置される場合の他、タワークレーンが建築物の内側に設置される場合にも適用できる。

１摩擦ダンパー
２外筒
２Ａ外筒部
２Ｂ外筒フランジ
３内筒
３Ａ内筒部
３Ｂ内筒フランジ
３Ｃ建築物取付ブラケット
４ロッドベース
５摩擦材（圧入ブッシュ等）
６規制機構（抜止めボルト等）
７ステー取付ボルト
８取付ピン
９ステー
１７ブッシュ抜止め
１８Ｏリング

Claims

タワークレーンによって建設される建築物と前記タワークレーンとの間に介設されるステーに装備されるクレーンステー用摩擦ダンパーにおいて、前記クレーンステー用摩擦ダンパーを、所定の摩擦力が得られる摩擦材を介して互いに摺動する内筒および外筒から構成するとともに、前記外筒の回転により内筒および外筒内に螺合された螺子部材間の間隔が調整されるターンバックル機能を有せしめたことを特徴とするクレーンステー用摩擦ダンパー。
前記内外筒のうち、摩擦材が圧入される一方の筒と摩擦材との間の摩擦面を脱脂するとともに、前記摩擦材と他方の筒との間の摩擦面に油脂塗布したことを特徴とする請求項１に記載のクレーンステー用摩擦ダンパー。
前記内筒の移動範囲における外筒の両端部外周に径大部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のクレーンステー用摩擦ダンパー。