JP6295999B2 - ブーム先端構造 - Google Patents

Description

本発明は、ブームの先端部に配置されたシーブから吊り具が吊り下げられる作業機械のブーム先端構造に関する。

例えば、特許文献１には、ブームの先端部に配置されたシーブに吊りワイヤが掛けられ、この吊りワイヤに地中掘削機（吊り具）が吊り下げられたクレーンが開示されている。このクレーンにおいては、ブームの左右両側に一対のリールが配置されており、一方のリールには地中掘削機に油圧を供給する油圧ホースが掛けられ、他方のリールには掘削された土砂を排出する排泥ホースが掛けられている。これらの油圧ホースおよび排泥ホースは、それぞれリールを経由して地中掘削機に接続されており、地中掘削機の昇降動作に追従できるようになっている。

特開平８−８６１８３号公報

しかしながら、特許文献１のクレーンでは、クレーンの運転室と地中掘削機との間にホースが位置する配置構成となっているため、運転室にいる作業者の視界がホースによって遮られるおそれがあった。また、地中掘削機が揺れたり回転したりすると、リールがブームに接触して損傷したり、リールに掛けられているホースがリールの縁に擦れて損傷するおそれがあった。

そこで、本発明は、運転室からの視界性を向上させるとともに、リールやリールに掛けられるホース等の損傷を抑えることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ブームの先端部に配置されたシーブから吊り具が吊り下げられる作業機械のブーム先端構造であって、前記シーブよりも先端側に突出するように前記ブームの先端部に取り付けられるブラケットと、前記ブラケットによって支持されるリールと、を備え、前記リールは鉛直軸周りに回転自在であることを特徴とする。

本発明においては、リールを支持するブラケットがシーブよりも先端側に突出しているため、リールに掛けられるホース等を、運転室とシーブから吊り下げられている吊り具との間に位置させないようにできる。さらに、リールが鉛直軸周りに回転自在に構成されているので、吊り具が揺れたり回転したりするのに伴いホース等が揺れ動くと、リールがその動きに追従して回転することで、リールがブームに接触したり、ホース等がリールの縁に擦れたりすることを抑制できる。以上のように、本発明によれば、運転室からの視界性を向上させるとともに、リールやリールに掛けられるホース等の損傷を抑えることが可能となる。

本発明の実施形態にかかるクレーンの側面図である。 ブームの先端部を模式的に示す上面図である。 リールの正面図である。 ブームの先端部の姿勢変化を説明するための側面図である。 ブームの先端部の姿勢変化を説明するための側面図である。

以下、本発明にかかるブーム先端構造を備えたクレーンの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。以下に示す実施形態においては、本発明にかかるブーム先端構造を移動式クレーンに適用する場合について説明するが、本発明にかかるブーム先端構造を固定式クレーンに適用することも可能である。さらには、杭打機やコンテナクレーン等の作業機械に、本発明にかかるブーム先端構造を適用することも可能である。

図１は、本発明の実施形態にかかるクレーン１の側面図である。クレーン１は、本体１０と、本体１０に起伏可能に支持されたブーム２０とを備えており、本体１０からブーム２０の先端部へ複数のワイヤロープ（以下、単に「ロープ」と称する）Ｒ１〜Ｒ３が配索されたものである。本実施形態では、ロープＲ１〜Ｒ３に、クラウン３９、ハンマグラブ３８および主フック３７がそれぞれ吊り具として吊り下げられているが、ロープＲ１〜Ｒ３に吊り下げられる吊り具の種類は、作業内容に応じて適宜変更が可能である。

本体１０は、主に上部旋回体１１と下部走行体１２とからなる。上部旋回体１１の前部（図１において右側）には運転室１３が、後部（図１において左側）にはカウンタウェイト１４がそれぞれ設けられる。運転室１３の側方（図１において紙面奥側）には、ブーム２０の基端部が揺動可能に取り付けられる。下部走行体１２は、クローラで構成されており、クレーン１の移動を可能にしている。ただし、下部走行体１２をクローラとすることは必須ではなく、例えばホイール等を用いてもよい。

上部旋回体１１の運転室１３の後方には、３つのウィンチドラム１５〜１７（主ドラム１５、補ドラム１６、サードドラム１７）が配設されている。主ドラム１５には主ロープＲ１が、補ドラム１６には補ロープＲ２が、サードドラム１７にはサードロープＲ３が、それぞれ巻かれている。ウィンチドラム１５〜１７は、不図示のモータと減速機を介して連結されており、モータからの回転出力が減速されたうえでウィンチドラム１５〜１７に伝達される。

ブーム２０は、格子状構造を備えた下部ブーム２１と、下部ブーム２１の先端部に固定された上部ブーム２２と、上部ブーム２２の先端部に取り付けられた先端ブーム２３とを有して構成される。さらに、先端ブーム２３の先端部には、先端ブーム２３よりもさらに先端側に突出するブラケット４０が取り付けられている。後で詳細に説明するように、ブラケット４０の先端部には左右一対のリール４１、４２が吊り下げ支持されている。

図２は、ブーム２０の先端部を模式的に示す上面図である。なお、図２ではブラケット４０やリール４１、４２の図示は省略している。図２に示すように、上部ブーム２２は、左右方向に離間して設けられた一対のプレート部材２２ａ、２２ｂが、支持軸２５〜２７によって連結された構成となっている。同様に、先端ブーム２３は、左右方向に離間して設けられた一対のプレート部材２３ａ、２３ｂが、支持軸２７、２８によって連結された構成となっている。一対のプレート部材２３ａ、２３ｂは、左右方向において一対のプレート部材２２ａ、２２ｂの外側に配置されており、これらは共通の支持軸２７によって連結されている。

支持軸２５〜２８は、各シーブ３１〜３６を回転自在に支持する。支持軸２５には、軸方向にスライドしない（以下、このようなシーブを「固定式」と称する）アイドラシーブ３１が取り付けられる。支持軸２６には、軸方向にスライド可能な（以下、このようなシーブを「スライド式」と称する）アイドラシーブ３２、３３が取り付けられる。支持軸２７には、固定式のポイントシーブ３４が取り付けられる。支持軸２８には、固定式のポイントシーブ３５、３６が取り付けられる。

アイドラシーブ３１〜３３は、ロープＲ１〜Ｒ３をウィンチドラム１５〜１７からポイントシーブ３４〜３６まで配索するための経由ガイドとして機能する。また、本発明の「シーブ」に相当するポイントシーブ３４〜３６は、アイドラシーブ３１〜３３よりもさらに先端側に配置されており、主フック３７、ハンマグラブ３８およびクラウン３９をそれぞれ吊り下げる際の吊下起点として機能する。なお、アイドラシーブ３２、３３は、同形状、同寸法のシーブからなる。同様に、ポイントシーブ３５、３６は、同形状、同寸法のシーブからなる。

このように構成されたロープ配索機構にロープＲ１〜Ｒ３が配索される。具体的には、主ロープＲ１は、主ドラム１５からアイドラシーブ３３およびポイントシーブ３６を経由し、その先端部にクラウン３９が取り付けられる。補ロープＲ２は、補ドラム１６からアイドラシーブ３２およびポイントシーブ３５を経由し、その先端部にハンマグラブ３８が取り付けられる。サードロープＲ３は、サードドラム１７からアイドラシーブ３１およびポイントシーブ３４を経由し、その先端部に主フック３７が取り付けられる。

サードロープＲ３は、図１、２に示すように、アイドラシーブ３１とポイントシーブ３４の間で、主ロープＲ１と補ロープＲ２の間を通過するように、ロープ経路が規定されている。また、サードロープＲ３の先端は上部ブーム２２に設けられた不図示の固定部に固定されており、これによってＵ字状に垂れ下がったサードロープＲ３の先端部に、主フック３７の動滑車３７ａ（図１参照）が掛けられている。

スライド式のアイドラシーブ３２、３３のスライド範囲は、それぞれ図２の実線で示す位置と破線で示す位置との間とされており、それぞれのスライド範囲が互いに重複しないようになっている。具体的には、主ロープＲ１および補ロープＲ２のロープ経路を規定するウィンチドラム１５、１６やポイントシーブ３５、３６の位置や寸法を適宜調整することによって、アイドラシーブ３２、３３のスライド範囲を上述のようにしている。アイドラシーブ３２、３３をスライド式とすることで、これらに掛けられるロープＲ１、Ｒ２のフリートアングルを小さくすることができる。

主ポイントとなるポイントシーブ３４は、複数枚のシーブから構成されている。これは、ポイントシーブ３４に吊り下げられる主フック３７にサードロープＲ３を複数回巻き掛けて、重量の大きな主フック３７を吊り下げ可能とするためである。しかしながら、ポイントシーブ３４を複数枚のシーブで構成することは必須ではない。また、これに関連して、サードロープＲ３のロープ径は、主ロープＲ１および補ロープＲ２のロープ径よりも小さい。なお、主ロープＲ１と補ロープＲ２に関しては、これらに吊り下げられるクラウン３９およびハンマグラブ３８の昇降速度を同じとするため、ロープ径は同じにされている。

ここで、図１に戻って、ハンマグラブ３８の詳細について説明する。ハンマグラブ３８は、複数のシェル３８ａを有しており、シェル３８ａを開いた状態でハンマグラブ３８を落下させることで、地盤等の被掘削物を掘削する掘削装置である。そして、ハンマグラブ３８を持ち上げる際に、シェル３８ａが閉じられることで、ハンマグラブ３８で排土も行えるようになっている。閉じたシェル３８ａを再度開かせる装置として、リング形状のクラウン３９が設けられている。クラウン３９にハンマグラブ３８の上部を係合させると、シェル３８ａを開かせる機構が作動し、シェル３８ａを開状態とすることができる。

本実施形態のハンマグラブ３８は油圧式のものであり、油圧ポンプ５０から引き出された給油ホース５１がハンマグラブ３８に接続されている。また、図示は省略するが、ハンマグラブ３８には排油ホースも接続されており、排油ホースを介してハンマグラブ３８から作動油を排出できるようになっている。給油ホース５１および排油ホースは、ブーム２０の先端部に設けられたリール４１、４２にそれぞれ掛けられており、たるみを防止するために給油ポンプ５０側に一定の張力（ハンマグラブ３８に作用する重力よりも小さい力）で引っ張られている。

図３は、リール４１、４２の正面図である。リール４１、４２を吊り下げ支持するブラケット４０は、左右方向に離間して設けられた一対のプレート部材４０ａ、４０ｂを有する。ブラケット４０の先端部には、一対のプレート部材４０ａ、４０ｂを連結する支持軸４３が設けられており、支持軸４３の左右両端部に、リール４１、４２を吊り下げ支持するための左右一対の支持部材４４、４４が設けられている。この左右一対の支持部材４４、４４の間には、筒状のスペーサ４５が支持軸４３に外嵌されており、スペーサ４５によって支持部材４４、４４がプレート部材４０ａ、４０ｂのすぐ内側に位置決めされている。

支持部材４４は、リール４１（４２）を回転自在に支持するフレーム４６と連結される。詳細には、支持部材４４の下端部とフレーム４６の上端部とが、鉛直方向に沿った回転軸４７を介して連結されており、これによって、フレーム４６、ひいてはフレーム４６に支持されたリール４１（４２）が鉛直軸Ａ周りに回転自在となっている。このように、支持軸４３、支持部材４４、回転軸４７およびフレーム４６を介して、ブラケット４０に吊り下げ支持されるリール４１、４２は、クレーン１の正面（図１において右側）から見て、ブーム２０の中心軸Ｃに関して左右対称に配置されている。

ここで、本実施形態のクレーン１は、先端ブーム２３およびブラケット４０の取付姿勢を変化させることができるように構成されている。この点について、図４Ａ、Ｂを参照しつつ説明する。図４Ａ、Ｂは、ブーム２０の先端部の姿勢変化を説明するための側面図である。

先端ブーム２３の基端部は、上部ブーム２２の先端部に支持軸２７を介して連結されており、支持軸２７を中心に上部ブーム２２に対して揺動可能となっている。上部ブーム２２の先端部に不図示の係合孔が形成される一方、先端ブーム２３の基端部に複数の位置決め孔２３ｃ、２３ｄが形成されている（図４Ａにおいて、上記係合孔は位置決め孔２３ｃの紙面垂直方向奥側に形成されている）。そして、上部ブーム２２の係合孔に係合される不図示の位置決めピンを、先端ブーム２３の位置決め孔２３ｃ、２３ｄのいずれに係合させるかによって、上部ブーム２２に対する先端ブーム２３の取付姿勢を変更できるようになっている。

具体的には、位置決めピンを上部ブーム２２の係合孔および先端ブーム２３の位置決め孔２３ｃに挿通させた場合には、先端ブーム２３を上部ブーム２２に対して図４Ａに示す姿勢で固定することができる。一方、位置決めピンを外した状態で、先端ブーム２３を支持軸２７周りに上方に揺動させ、位置決めピンを上部ブーム２２の係合孔および先端ブーム２３の位置決め孔２３ｄに挿通させると、先端ブーム２３を上部ブーム２２に対して図４Ｂに示す姿勢で固定することができる。

ブラケット４０も、同様の構成となっている。すなわち、ブラケット４０の基端部は、先端ブーム２３の先端部に揺動軸４８を介して連結されており、揺動軸４８を中心に先端ブーム２３に対して揺動可能となっている。先端ブーム２３の先端部に不図示の係合孔が形成される一方、ブラケット４０の基端部に複数の位置決め孔４０ｃ、４０ｄが形成されている（図４Ａにおいて、上記係合孔は位置決め孔４０ｃの紙面垂直方向奥側に形成されている）。そして、先端ブーム２３の係合孔に係合される不図示の位置決めピンを、ブラケット４０の位置決め孔４０ｃ、４０ｄのいずれに係合させるかによって、先端ブーム２３に対するブラケット４０の取付姿勢を変更できるようになっている。

具体的には、位置決めピンを先端ブーム２３の係合孔およびブラケット４０の位置決め孔４０ｃに挿通させた場合には、ブラケット４０を先端ブーム２３に対して図４Ａに示す姿勢で固定することができる。一方、位置決めピンを外した状態で、ブラケット４０を揺動軸４８周りに下方に揺動させ、位置決めピンを先端ブーム２３の係合孔およびブラケット４０の位置決め孔４０ｄに挿通させると、ブラケット４０を先端ブーム２３に対して図４Ｂに示す姿勢で固定することができる。

（効果）
以上のように、本実施形態のクレーン１においては、リール４１、４２を支持するブラケット４０がポイントシーブ３５、３６よりも先端側に突出しているため、油圧ポンプ５０をハンマグラブ３８よりも前方１８０度の範囲に配置すれば、リール４１、４２に掛けられる給油ホース５１や排油ホースを、運転室１３とハンマグラブ３８との間に位置させないようにできる。さらに、リール４１、４２が鉛直軸Ａ周りに回転自在に構成されているので、ハンマグラブ３８が揺れたり回転したりするのに伴い給油ホース５１や排油ホースが揺れ動くと、リール４１、４２がその動きに追従して回転することで、リール４１、４２がブーム２０に接触したり、給油ホース５１や排油ホースがリール４１、４２の縁に擦れたりすることを抑制できる。以上のように、本実施形態によれば、運転室１３からの視界性を向上させるとともに、リール４１、４２やリール４１、４２に掛けられる給油ホース５１や排油ホースの損傷を抑えることが可能となる。

ところで、ブーム２０の先端部にブラケット４０やリール４１、４２等の新たな部材を設けると、ブーム２０の先端部の重量が大きくなり、クレーン１の安定性を低下させてしまうおそれがある。しかしながら、図１に示すような、ブーム２０の最大高さが比較的低い低空頭タイプのクレーン１であれば、もともと安定性に優れているため、本発明にかかるブーム先端構造を特に良好に適用することができる。

また、本実施形態では、クレーン１の正面から見て、左右方向に複数のリール４１、４２が設けられているため、ハンマグラブ３８等の吊り具に接続すべきホースやハーネス等が複数ある場合でも対応することができる。

また、本実施形態では、クレーン１の正面から見て、複数のリール４１、４２がブーム２０の中心軸Ｃに関して左右対称に配置されているので、重量が左右の一方に偏ることを抑えることができ、重量バランスを良好に維持することができる。

特に、本実施形態では、リール４１、４２が偶数個設けられており、クレーン１の正面から見て、リール４１、４２が、ポイントシーブ３５、３６（図２参照）よりも外側に配置されており、ポイントシーブ３５、３６と重複しないようになっている。このため、リール４１、４２が、ポイントシーブ３５、３６から吊り下げられる吊り具と干渉することを抑制することができ、好適である。

また、本実施形態では、ブラケット４０がブーム２０の先端部に揺動軸４８を介して揺動可能に取り付けられており、ブーム２０の先端部に対するブラケット４０の取付姿勢が変更可能となっている。このため、ブーム２０の起伏角度や先端ブーム２３の取付角度が変わった場合にも、ブラケット４０の取付姿勢を適宜調整することで、ポイントシーブ３５、３６とリール４１、４２との距離を一定に保つことができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記実施形態の要素を適宜組み合わせまたは種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、２つのリール４１、４２をブーム２０の中心軸Ｃに関して左右対称に配置するものとしたが、リールの数や配置は適宜変更が可能である。

また、上記実施形態では、先端ブーム２３やブラケット４０の取付姿勢を変更できるものとしたが、先端ブーム２３やブラケット４０の取付姿勢を変更できるように構成することは必須ではない。

また、上記実施形態では、先端ブーム２３やブラケット４０の取付姿勢を変更するための機構として、ピン部材と位置決め孔とを用いた係合機構を採用したが、例えばラチェット機構等の他の係合機構を採用することも可能である。また、先端ブーム２３やブラケット４０がとることのできる取付姿勢の数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。

また、上記実施形態では、リール４１、４２に給油ホース５１および排油ホースをそれぞれ掛けることとしたが、リール４１、４２にホース以外のものを掛けるようにしてもよい。例えば、ポイントシーブ３５、３６に電動式の吊り具を吊り下げる場合には、この吊り具に接続されるハーネス等をリール４１、４２に掛けるようにしてもよい。

また、上記実施形態のクレーン１は、３本のロープＲ１〜Ｒ３が配索されるものとしたが、ロープの数は２本でも４本以上でも構わない。

１ クレーン（作業機械）
２０ ブーム
３４〜３６ ポイントシーブ（シーブ）
３７ 主フック（吊り具）
３８ ハンマグラブ（吊り具）
３９ クラウン（吊り具）
４０ ブラケット
４１、４２ リール
４８ 揺動軸
Ａ 鉛直軸
Ｃ ブームの中心軸

Claims (5)

1. ブームの先端部に配置されたシーブから吊り具が吊り下げられる作業機械のブーム先端構造であって、
   前記シーブよりも先端側に突出するように前記ブームの先端部に取り付けられるブラケットと、
   水平方向に延びる回転軸を有し、前記ブラケットによって支持されるリールと、
   を備え、
   前記リールは鉛直軸周りに回転自在であることを特徴とするブーム先端構造。
2. ブームの先端部に配置されたシーブから吊り具が吊り下げられる作業機械のブーム先端構造であって、
   前記シーブよりも先端側に突出するように前記ブームの先端部に取り付けられるブラケットと、
   前記ブラケットによって吊り下げ支持されるリールと、
   を備え、
   前記リールは鉛直軸周りに回転自在であることを特徴とするブーム先端構造。
3. 前記作業機械の正面から見て、前記リールは左右方向に複数設けられている請求項１又は２に記載のブーム先端構造。
4. 前記作業機械の正面から見て、前記複数のリールは前記ブームの中心軸に関して左右対称に配置されている請求項３に記載のブーム先端構造。
5. 前記ブラケットは前記ブームの先端部に揺動軸を介して揺動可能に取り付けられており、前記ブームの先端部に対する前記ブラケットの取付姿勢が変更可能である請求項１ないし４のいずれか１項に記載のブーム先端構造。

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