JP6429638B2 - クライミングクレーンのマスト - Google Patents

Description

本発明は、クライミングクレーンのマストに関する。

従来より、クライミングクレーンのマストは、例えば、特許文献１に示されるように、形鋼材料を柱、梁、斜材等に使用し、互いに溶接してトラス構造としたものが多く使用されている。一方で、特許文献２に示すように、丸パイプを用いたマストも使用されている。

いずれのマストにおいても、クライミングクレーンの吊り荷及び自重によるモーメント、圧縮引張加重、クライミング、フロアクライミング等に耐える構造とする必要がある。

意匠登録第１４５９７０８号公報 特開２００９−２４９１５３号公報

しかしながら、特許文献１のようなトラス構造では、強度を高めるために、鋼材にアングルが使用され、これらのアングルが集まる箇所にはリブや補強材などがあり、その部分に水が溜まってしまうという問題がある。リブや補強材の周りは荷重が最も伝わる部分であり、水抜き孔などを設けると弱くなることから、水抜き構造とすることができない。特にマストを横置き保管している間に水が溜まり、塗装などが剥げている場合は錆びの影響もある。また、溶接を多く用いて製造されるので、溶接時間が多くかかる上に溶接後のスパッタ、ひずみ取り等の後処理の作業時間も多くかかる。また、形鋼が複雑に交差しているので、腐食を防止するための塗装を全体に万遍なく施すのが難しいという問題がある。

また、特許文献２のような、丸パイプを用いた構造では、運搬時に転がらないように固定するのが面倒である上に、オペレータや作業員が行き来するスペースを十分に確保しようとすると、強度上必要となるよりも外径を大きくする必要があるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構造が簡単で製造及び運搬が容易なものとすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、人が通過可能な複数の開口部を有する断面矩形の筒状体で構成した。

具体的には、第１の発明では、上下に積み上げられたマストの頂部にクレーン本体が設置されるクライミングクレーンのマストを前提とし、
上記マストは、断面矩形の筒状体で構成され、板状の各側壁に人が通過可能な複数の開口部が上下に並んで形成されている。

上記の構成によると、断面矩形の筒状体という簡単な形状であるので、溶接箇所がトラス構造に比べて激減し、それに伴う後処理も激減する。また、従来構造に比べて鋼材と鋼材の集まる箇所がなくなって塗装がしやすくなり、水も溜まりにくくなる。さらに、人が通過可能な複数の開口部を有し、クライミングクレーンの設置作業時等に開口部内を作業員が容易に行き来できるので、極めて作業がしやすい上に、断面矩形であるので、内部スペースが十分にあり、梯子等を設けやすい。また、開口部により、内部が明るくなるので、上り下りや内部での作業がしやすい。さらに、丸パイプのように地面等に載置したときに転がらないので、丸パイプに比べて運搬時の取り扱いが極めて容易である。

第２の発明では、第１の発明において、
上記各側壁に形成された上下に隣接する上記複数の開口部のピッチは、該側壁の幅とほぼ等しい又はそれよりも大きい構成とする。

上記の構成によると、複数の開口部のピッチが該側壁の幅とほぼ等しい場合には、開口部間の側壁部分を等間隔で配置でき、マストに加わった力を上下に伝えやすい。また、軽量化とのバランス等を図りながらピッチをそれよりも大きくすることで、マストの剛性を高めることができる。

ここで、開口部のピッチが側壁の幅とほぼ等しい場合は、クレーン本体の吊り上げ能力、マスト自重、クライミング昇降シリンダのピッチ長上限、マスト長さ等の制約条件において、最適な開口部のピッチである。

一方、開口部のピッチが側壁の幅よりも大きい場合は、上記制約条件が緩和されたときのピッチであり、開口部間の板部分を大きく取ることにより、側壁へのマスト長さ当りの応力集中箇所が少なくなる。この場合、応力集中箇所が側壁の幅とほぼ等しい場合よりも少なくなることで、マストのたわみを減少させることができる。また、クレーン本体のクライミング１回当りの上昇量を大きくできるので、クライミング回数が少なくなり、クライミング時間を短くでき、クライミング作業を簡素化できる。さらに、マストも長くなり、クレーンを少ないマスト本数で構成できる。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記筒状体は、角パイプで構成され、該角パイプの各側壁に上記複数の開口部が開口されて形成される構成とする。

上記の構成によると、マストは、角パイプの側壁に複数の開口部を開口したものがベースとなるので、構造が極めて単純になると共に、角パイプなので、入手性がよい。

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、
上記複数の開口部のうち、上記クレーン本体をマストに沿って上昇させるときにクライミング用ピンが挿入されるものは、下端が平坦となっている。

上記の構成によると、クレーン本体がマストに沿って上昇していくときにクライミング用ピンの支持が確実に行われる。

第５の発明では、第１から第４のいずれか１つの発明において、
上記複数の開口部のうち、フロアクライミングにおいて上記クライミングクレーンの昇降装置に吊り上げられるときにクライミング用ピンが差し込まれるものは、上端が平坦となっている。

上記の構成によると、フロアクライミングの作業時に昇降装置がマストを確実に上昇させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、断面矩形の筒状体で構成されたマストの板状の各側壁に人が通過可能な複数の開口部を上下に並んで形成したことにより、クライミングクレーンのマストを構造が簡単で製造及び運搬が容易なものとすることができる。

クライミングクレーンのマストの一例を示し、（ａ）が側面図で、（ｂ）が正面図である。 本発明の実施形態に係るマストを備えたクライミングクレーンの全体を示す正面図である。 図５（ａ）のIII−III線方向の矢視図である。 図５（ｂ）のIV−IV線方向の断面図である。 他のマストを示す図１相当図である。 開口部のピッチと力との関係を示す概要図であり、（ａ）が本実施形態の場合であり、（ｂ）が本実施形態の変形例の場合である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図２は本発明の実施形態に係るクライミングクレーン１０を示し、このクライミングクレーン１０は、ベースフレーム３の上に底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂが上下に積み上げられたマストアッセンブリ１を有し、その頂部にクレーン本体４が設置されている。図１では、マストアッセンブリ１は、底部マスト２ａと中間マスト２ｂのみで構成しているが、中間マスト２ｂは、作業に合わせて順次継ぎ足される。クライミングクレーン１０は、フロアクライミングとマストクライミングとを行えるようになっている。クレーン本体４は、マストアッセンブリ１の頂部に設けた旋回ベアリング（図示せず）に回転自在に支持される旋回体４ａと、この旋回体４ａに起伏可能に支持されるジブ４ｂと、旋回体４ａに固定された巻上ウインチ４ｃと、この巻上ウインチ４ｃに巻き上げられる巻上ロープ４ｄと、この巻上ロープ４ｄの先端に取り付けられるフック４ｅとを備えている。

図１に示すように、本実施形態では、マストアッセンブリ１を構成する底部マスト２ａは、断面矩形の筒状体、すなわち大型角パイプを元に製造されている。角パイプは、例えば、８５０ｍｍ×８５０ｍｍの構造用鋼管よりなるが、その製法、サイズ、肉厚等は特に限定されない。角パイプの断面形状は、通常正方形であるが、長方形であってもよい。

そして、角パイプを構成する板状の各側壁２０には、人が通過可能な複数の開口部３０が上下に並んで形成されている。開口部３０の形状は、角パイプの一辺のサイズが８５０ｍｍのときには、６００ｍｍ程度となっており、そのピッチＰも一辺のサイズにほぼ等しい長さとなっている。開口部３０の形状は、楕円形、長円形、円形、菱形等特に限定されないが、菱形等の多角形よりも、楕円、円形等の方が応力集中が発生しにくい。開口部３０の大きさは、例えば、図１に示す、ベースフレーム３に接続される底部マスト２ａでは、幅３２０ｍｍであり、図５に示す、中間マスト２ｂでは、幅４６０ｍｍとなっている。

ベースフレーム３の真上の下端開口部３１は、作業員が出入りするために一回り大きくなっている。例えば、高さ７４０ｍｍで幅４５０ｍｍとし、その強度確保のために補強板３２が溶接されている。補強板３２は、この下端開口部３１の外周全体に溶接するのではなく、左右に間隔を空けて溶接することで、必要な強度を確保しながら、応力集中をできるだけ避けるようにしている。それ以外の底部マスト２ａの開口部３０は、強度確保のために小さくなっており、人が通過しにくくなっているが、作業をする上では問題の無い大きさとなっている。一方、負荷の小さめの中間マスト２ｂでは、開口部３０を大きくすることで、強度を確保しながら、軽量化や作業員の出入りのしやすさを実現している。開口部３０は、例えばプラズマ切断により形成される。底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂの表面には、メッキ、塗装などの防錆処理が施されている。防錆処理は、再利用の際など頻繁に行われる。

このように、底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂは、角パイプの側壁２０に複数の開口部３０を開口したものがベースとなるので、構造が極めて単純になると共に、角パイプであれば入手性がよい点で有利である。

図１（ａ）及び図５（ａ）に示すように、昇降装置５のクライミング用ピン（図示せず）が挿通されて支持される開口部３０の下端及び上端は、平坦となった平坦部３０ａが形成されている。これにより、クライミング用ピンの支持が確実に行われ、応力集中も発生しにくくなっている。なお、底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂの切欠２２の上方には、フロアクライミングの際にマストを引っ張り上げるのに使用されるフロアクライミング用貫通孔３３が設けられている。このフロアクライミング用貫通孔３３も、下端だけでなく、上端も平坦となっており、フロアクライミング時の荷重に耐えられるようになっている。クライミング用ピンを挿通するためだけであれば、このような小さな貫通孔でよいが、各開口部３０は、それよりも格段に大きくなっている。

図３にも示すように、上下端部の四角に貫通孔が形成された接続用プレート２１が溶接されている。接続用プレート２１は、例えば３つの貫通孔２１ａが形成されており、この貫通孔２１ａに例えばボルトを挿通して締結することで、ベースフレーム３や他の底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂに接続可能となっている。接続用プレート２１は、リブ２１ｂによって側壁２０に溶接されて上下方向の荷重に対しても補強されている。このように、溶接箇所を最小限としながら、上下端部で他の底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂ等との接続が可能となる。開口部３０が多数設けられているので、ボルトの接続作業もしやすい。

底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂの各側壁２０の上下端部中央には、切欠２２が形成され、その周りに例えば補強用のリブ２２ａが設けられている。上側の切欠２２の下辺にクライミング用ピンを支持すると共に、クレーン本体４がクレーン作業をするときには、この切欠２２に固定されるようになっている。

そして、図４に示すように、底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂの四隅のうち１つの隅と向かい合うようにクレーン本体４のオペレータ、作業員等が昇降可能な梯子２３が内部に取り付けられている。１つの隅と向かい合うように梯子２３を配置することで、丸パイプの内部に梯子２３を設ける場合に比べてオペレータ、作業員の行き来するスペースを確保しやすい。

また、図４に示すように、底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂの上下中間には、折畳み式の足場２４が設けられている。足場２４は、梯子２３を避けるように四隅のうちの３つの隅に設けられた固定部２４ａと、中央に設けた蓋部２４ｂと、この蓋部２４ｂを固定部２４ａに開閉自在に支持するヒンジ部２４ｃとを備えている。作業時には、蓋部２４ｂを閉じ、それ以外には、蓋部２４ｂが開かれて梯子２３を用いてオペレータや作業員が行き来できるようになっている。なお、固定部２４ａには、組付時の位置合わせのしやすさなどから、面取り２４ｄが形成されている。

マストクライミングでは、まず、クレーン本体４が中間マスト２ｂを吊り込み、既存のマストアッセンブリ１の頂部に連結する。

その後、昇降装置５の下部昇降のクライミングピンを開口部３０に差し込み、上部昇降のクライミングピンを開口部３０から引き出し、下部昇降でクレーン本体４の自重を受け持つ。開口部３０の下端は、平坦となった平坦部３０ａが形成されているので、クライミング用ピンの支持が確実に行われ、応力集中も発生しにくい。

次いで、昇降シリンダを延ばしてピッチＰだけクレーン本体４を中間マスト２ｂに沿って上昇させる。

次いで、上部昇降のクライミングピンを開口部３０に差し込み、下部昇降のクライミングピンを開口部３０から引き出す。このとき、上部昇降のみでクレーン本体４の自重を受け持つ。

次いで、昇降シリンダを縮める。この動作を繰り返して、中間マスト２ｂを継ぎ足しながら、作業が行われる。クレーン本体が昇降装置５によって中間マスト２ｂを昇るようになっている。

一方、フロアクライミングでは、ベースフレーム３が例えば図示しない伸縮架台等によって構成される。

まず、クレーン本体４を建築物のフロアに設けたベル受け梁に固定し、ベル受け梁でクレーン本体４の自重を受ける。

次いで、昇降装置５により、マストアッセンブリ１をベースフレーム３ごと次の据付位置まで引き上げる。このとき、クライミングピンを開口部３０又はフロアクライミング用貫通孔３３に差し込んでマストアッセンブリ１の自重を受ける。このとき、開口部３０及びフロアクライミング用貫通孔３３には、平坦部が形成されているので、マストアッセンブリ１の自重が確実に支持される。

次いで、ベースフレーム３を再びフロアに固定して荷重を受ける。

次いで、クレーン本体４が昇降装置５によってマストアッセンブリ１に沿って上昇する。

以上説明したように、底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂは、断面矩形の筒状体という簡単な形状であるので、溶接箇所がトラス構造に比べて激減し、それに伴う後処理も激減する。また、従来構造に比べて鋼材と鋼材の集まる箇所がなくなって塗装、メッキ等が施しやすくなり、水も溜まりにくくなる。

さらに、人が通過可能な複数の開口部３０を有するので、クライミングクレーン１０の設置作業時等に開口部３０内を作業員が容易に行き来できる。このため、極めて作業がしやすい上に断面矩形であるので、内部スペースが十分にあり、梯子２３等を設けやすい。

また、開口部３０により、内部が明るくなるので、上り下りや内部での作業がしやすい上に、開口部３０をできるだけ大きくし、かつ多数設けることで、底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂの全体の重さを軽くすることができる。

さらに、角パイプであれば丸パイプのように地面等に載置したときに転がらないので、丸パイプに比べて運搬時の取り扱いが極めて容易である。

また、開口部３０のピッチＰを側壁２０の幅とほぼ等しくすることにより、開口部３０間の側壁２０部分を等間隔で配置でき、底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂに加わった力が、例えば４５°の角度で上下に伝えやすく、応力集中が発生しにくい。

したがって、本実施形態に係るマストアッセンブリ１によると、断面矩形の筒状体で構成された底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂの板状の各側壁２０に人が通過可能な複数の開口部３０を上下に並んで形成したことにより、底部マスト２ａ及び中間マスト２ｂを構造が簡単で製造及び運搬が容易なものとすることができる。

−実施形態の変形例−
図６（ｂ）は本発明の実施形態の変形例を示し、開口部３０のピッチＰ’が異なる点で上記実施形態と異なる。なお、本変形例では、図１〜図５と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

この図６（ｂ）に示すように、開口部３０のピッチＰ’を側壁２０’の幅よりも大きくした場合の効果を上記実施形態における力を示す図６（ａ）と比較して説明する。

すなわち、図６（ａ）の場合は、クレーン本体４の吊り上げ能力、マストアッセンブリ１の自重、クライミング昇降シリンダのピッチ長上限、マストアセンブリ１の長さ等の制約条件において、最適な開口部３０のピッチＰとなっている。この場合、開口部３０間の側壁２０により、引張力、圧縮力、剪断力が伝達される。引張力及び圧縮力の中立軸は存在するが、この中立軸においても剪断力については発生する。

一方、開口部のピッチが側壁の幅よりも大きい場合は、上記制約条件が緩和されたときのピッチＰ’であり、開口部３０間の側壁２０’の部分を大きく取ることにより、剪断力をより大きな面積で受けることができ、側壁２０’にかかる剪断力が分散され、マスト長さ当りの応力集中箇所が少なくなる。この場合、応力集中箇所が側壁の幅とほぼ等しい場合よりも少なくなることで、マストのたわみを減少させることができる。また、ピッチＰ’を大きくすることで、クレーン本体４のクライミング１回当りの上昇量を大きくできるので、クライミング回数が少なくなり、クライミング時間を短くでき、クライミング作業を簡素化できる。さらに、中間マスト２ｂ’も長くなり、クレーン本体４をより少ない中間マスト２ｂ’の本数で構成できるというメリットがある。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

上記実施形態では、開口部３０のピッチＰを側壁２０の幅とほぼ等しくしたが、ピッチＰをそれよりも大きくしてもよい。そのときのピッチＰは、昇降装置５の昇降ピッチに合わせて設定してもよい。

１ マストアッセンブリ
２ａ 底部マスト
２ｂ，２ｂ’ 中間マスト
３ ベースフレーム
４ クレーン本体
４ａ 旋回体
４ｂ ジブ
４ｃ 巻上ウインチ
４ｄ 巻上ロープ
４ｅ フック
５ 昇降装置
１０ クライミングクレーン
２０，２０’ 側壁
２１ 接続用プレート
２１ａ 貫通孔
２１ｂ リブ
２２ 切欠
２２ａ リブ
２３ 梯子
２４ 足場
２４ａ 固定部
２４ｂ 蓋部
２４ｃ ヒンジ部
２４ｄ 面取り
３０ 開口部
３０ａ 平坦部
３１ 下端開口部
３２ 補強板
３３ フロアクライミング用貫通孔
Ｐ，Ｐ’ 開口部のピッチ

Claims (5)

1. 上下に積み上げられたマストの頂部にクレーン本体が設置されるクライミングクレーンのマストにおいて、
   断面矩形の筒状体で構成され、板状の各側壁に人が通過可能な複数の開口部が上下に並んで形成されている
   ことを特徴とするクライミングクレーンのマスト。
2. 請求項１に記載のクライミングクレーンのマストにおいて、
   上記各側壁に形成された上下に隣接する上記複数の開口部のピッチは、該側壁の幅とほぼ等しい又はそれよりも大きい
   ことを特徴とするクライミングクレーンのマスト。
3. 請求項１又は２に記載のクライミングクレーンのマストにおいて、
   上記筒状体は、角パイプで構成され、該角パイプの各側壁に上記複数の開口部が開口されて形成される
   ことを特徴とするクライミングクレーンのマスト。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のクライミングクレーンのマストにおいて、
   上記複数の開口部のうち、上記クレーン本体をマストに沿って上昇させるときにクライミング用ピンが挿入されるものは、下端が平坦となっている
   ことを特徴とするクライミングクレーンのマスト。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のクライミングクレーンのマストにおいて、
   上記複数の開口部のうち、フロアクライミングにおいて上記クライミングクレーンの昇降装置に吊り上げられるときにクライミング用ピンが差し込まれるものは、上端が平坦となっている
   ことを特徴とするクライミングクレーンのマスト。

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