JP5687517B2 - 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、と記載されている。

特開平７−２４８９号公報

旋回式ジブクレーンでは、ジブの先端に数100トンの重量物を吊り下げ、その状態で旋回フレームをベースフレーム上で旋回させて、吊荷を移動させ、また、ジブを起伏させて吊荷を昇降させるが、こうした動作をするときの反力は結局はベースフレームで受け止める。また、クレーン作業は屋外で行われるので日常的なレベルの横風はもちろん、台風に近いような強風を受けることがある。さらに、台風時には作業中止とするとしても、高さが数１０ｍもあるジブに台風が吹き付けると、その横方向外力は非常に大きなものとなる。

しかるに上記従来技術では、ベースフレームの強度や設置位置精度を高く確保する手段は示されておらず、また、暴風等の外力が作用したときの対処も示されていない。
このため、従来技術では強大な外力によるベースフレームの変形や損傷を防ぐことは不充分であった。

本発明は上記事情に鑑み、ベースフレームの強度と精度が高く、暴風等の外力によっても変形が生じない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、稼働支持体上に旋回フレームを稼働自在に搭載し、該旋回フレーム上にクレーン構成部材を取付けたジブクレーンであって、前記稼働支持体は環状のベースフレームを備えており、該ベースフレームの中心位置には中心筒が配置されており、該中心筒と前記ベースフレームとの間は放射状に配置した複数本のスポークで連結されており、前記中心筒の上端と前記ベースフレームの上端との間に強度部材としての水平スポークが連結され、前記中心筒の下端と前記ベースフレームの上端との間に強度部材としての斜めスポークが連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、稼働支持体上に旋回フレームを稼働自在に搭載し、該旋回フレーム上にクレーン構成部材を取付けたジブクレーンであって、前記稼働支持体は環状のベースフレームを備えており、該ベースフレームの中心位置には中心筒が配置されており、該中心筒と前記ベースフレームとの間は放射状に配置した複数本のスポークで連結されており、前記中心筒の下端と前記ベースフレームの下端との間に強度部材としての水平スポークが連結され、前記中心筒の上端と前記ベースフレームの上端との間に強度部材としての斜めスポークが連結されていることを特徴とする。
第３発明のジブクレーンは、第１または第２発明において、前記中心筒と前記ベースフレームに位置決め用スポークが連結さ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）複数本のスポークによりベースフレームの法線方向の連結強度と取付位置精度が確保される。また、暴風等の外力が加わっても、中央筒を介してスポークによって、ベースフレームの対向側に伝えられ、応力がバランスするので、ベースフレームの変形や損傷が生じない。
ｂ）暴風等によるクレーンへの水平外力は中心筒から上端間を結ぶ水平スポークを介してベースフレームへ伝達されるが、斜めスポークに発生する内部応力によってバランスされるので、ベースフレームに変形や損傷が生じない。
第２発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）複数本のスポークによりベースフレームの法線方向の連結強度と取付位置精度が確保される。また、暴風等の外力が加わっても、中央筒を介してスポークによって、ベースフレームの対向側に伝えられ、応力がバランスするので、ベースフレームの変形や損傷が生じない。
ｂ）暴風等によるクレーンへの水平外力は中心筒から下端間を結ぶ水平スポークを介してベースフレームへ伝達されるが、斜めスポークに発生する内部応力によってバランスされるので、ベースフレームに変形や損傷が生じない。
第３発明によれば、位置決めスポークによって中心筒とベースフレーム間の間隔が一定に保持されるので、中心筒とベースフレーム間の相互位置を正確に保持して、ジブクレーンを設置することができる。

本発明の第１実施形態に係るジブクレーンにおける稼働支持体の構造説明図である。 図１の稼働支持体における外力バランスの説明図である。 （Ａ）は第１実施形態に係る稼働支持体の説明図、（Ｂ）は第２実施形態に係る稼働支持体の説明図である。 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。

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４および図５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６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。
中心筒４０とベースフレーム１２との間はスポーク５１，５２，５３で連結されている。この構造は本発明の特徴部分であるので、詳細は後述する。

図７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６参照）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８および図９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８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補強リブ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。
補強リブ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９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、側面視で台形の補強リブ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。
補強リブ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。
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６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。

（第１実施形態）
つぎに、本実施形態のベースフレーム１２と中心筒４０との連結構造の詳細を説明する。
既述したように、中心筒４０とベースフレーム１２との間は、３本のスポーク５１，５２，５３で連結されている。図１に示すように、５１は上スポークで、中心筒４０の上端部の取付ブラケット42pと上分割ブロック２１の上端部の取付ブラケット24pとの間で連結されている。
５３は下スポークで、中心筒４０の下端部の取付ブラケット43pと下分割ブロック３１の下端部の取付ブラケット32pとの間で連結されている。
５２は斜めスポークで、上スポーク５１の外端側の取付ブラケット51pと下スポーク５３の内端側の取付ブラケット53pとの間に連結されており、間接的に中心筒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。
なお、各スポーク５１，５２，５３の両端部の連結は、いずれもピン連結である。

上記スポーク５１，５２，５３の上下分割ブロック２１，３１に対する連結は、円周方向において３０°間隔でなされている。上下分割ブロック２１，３１は円周方向６０°の長さを有しているので、各分割ブロックに対して、上下スポーク５１，３１とも２本づつ連結されることになる。
なお、上下分割ブロック２１，３１は複数個が環状に隣接して連結されるので、隣接する上下各分割ブロックの２枚の上側取付ブラケット24ｐ同士を合わせて１本の上スポーク５１の端部にピン連結され、同様に２枚の下側取付ブラケット32p同士を合わせて、１本の下スポーク５３の端部にピン連結されている。
そして、各上下分割ブロック２１，３１の円周方向中間部に、中間部で連結するための上下スポーク５１，５３が適宜の取付ブラケットとピンを介して連結されている。

つぎに、上記連結構造の利点を図１に基づき説明する。
上記の３本のスポークのうち、上スポークと斜めスポーク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バランス材であり、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位置決め材である。
上記構造により、定常状態においては、複数本のスポーク５１，５２，５３によりベースフレーム１２の法線方向の連結強度と取付け精度が確保される。
そして、図２に示すように、暴風等の外力Ｆが加わった異常状態においては、中央筒４０を介して上スポーク５１によって、ベースフレーム１２の対向側に外力が伝えられるが、このとき斜めスポーク５２に反力が生じて、外力がバランスする。このため、ベースフレーム１２に過大な外力が作用しないので、ベースフレーム１２の変形や損傷が生じない。よって、ジブクレーンの荷役作業が安定して行える。

（第２実施形態）
つぎに、第２実施形態を図３に基づき説明する。
図３の（Ａ）は第１実施形態を比較のために示しており、下スポーク５３が位置決め材（点線図示）となっている。
これに対し、第２実施形態は同図（Ｂ）に示すように、上スポーク５１が位置決め材（点線図示）となっており、斜めスポーク５２と下スポーク５３がバランス材（実線図示）となっている。また、斜めスポーク５２は、上スポーク５１の内側の取付ブラケットと下スポーク５３の外側ブラケットとの間に連結されている。

本実施形態においても、暴風等の外力が加わった異常状態においては、中央筒４０を介して下スポーク５３によって、ベースフレーム１２の対向側に外力伝えられるが、このとき斜めスポーク５２に反力が生じて、外力がバランスする。このため、ベースフレーム１２に過大な外力が作用しないので、ベースフレーム１２の変形や損傷が生じない。よって、ジブクレーンの荷役作業が安定して行える。

（他の実施形態）
上記に第１、第２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。
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。
この場合、上下分割ブロック２１，３１の設置数に応じて、連結用のスポーク５１，５２，５３の取付け数を増減すればよい。
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。
また、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。

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 (3)

1. 稼働支持体上に旋回フレームを稼働自在に搭載し、該旋回フレーム上にクレーン構成部材を取付けたジブクレーンであって、
   前記稼働支持体は環状のベースフレームを備えており、該ベースフレームの中心位置には中心筒が配置されており、
   該中心筒と前記ベースフレームとの間は放射状に配置した複数本のスポークで連結されており、
   前記中心筒の上端と前記ベースフレームの上端との間に強度部材としての水平スポークが連結され、
   前記中心筒の下端と前記ベースフレームの上端との間に強度部材としての斜めスポークが連結されている
   ことを特徴とするジブクレーン。
2. 稼働支持体上に旋回フレームを稼働自在に搭載し、該旋回フレーム上にクレーン構成部材を取付けたジブクレーンであって、
   前記稼働支持体は環状のベースフレームを備えており、該ベースフレームの中心位置には中心筒が配置されており、
   該中心筒と前記ベースフレームとの間は放射状に配置した複数本のスポークで連結されており、
   前記中心筒の下端と前記ベースフレームの下端との間に強度部材としての水平スポークが連結され、
   前記中心筒の上端と前記ベースフレームの上端との間に強度部材としての斜めスポークが連結されている
   ことを特徴とするジブクレーン。
3. 前記中心筒と前記ベースフレームに位置決め用スポークが連結されている
   ことを特徴とする請求項１または２記載のジブクレーン。