JPH01231799A - クレーンの安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クレーンのワイヤーに定格以上の荷重が作用
した場合、その影響がクレーンブーム等に及ばないよう
にしたクレーンの安全装置に関する。

〔従来の技術〕

クレーンにおいては、−Ｃに危険を回避するため、定格
荷重より重い運搬物を吊り上げることはないが、他の装
置との関係で特殊な用い方がされていると、場合によっ
てはその装置によりワイヤーが引張られ、クレーンブー
ム等に定格以上の荷重が作用することもある。このよう
な特殊な用い方がされている例として、例えば、地下鉄
道や地下道のトンネル構築あるいは橋梁の基礎構築に用
いられるニューマティソクケーソン工法がある。

この工法においては、土砂を詰めたアースバケ。

トの搬出や資材の搬入にクローラクレーン、タワークレ
ーン、スケータ−といったクレーンが用いられているが
アースバケットや資材の搬出入においては、ケーソン躯
体の底部に設けた作業室が圧気されているため、一般に
エアロツクを介して行なうようにしている。このエアロ
ツクは、上下に下開きの扉を設け、閘門の原理により上
下の扉を片方ずつ開け、作業室の空気を下げることなく
アースパケットや資材の搬出入を可能としたものである
。

したがって、アースパケットや資材の搬出入においては
作業室内の空気が一度に漏れることはないが、刃口の余
掘りゃ支持地盤の強度低下により、ケーソン躯体が急激
に沈下することがあると、エアロツク内に運び込まれた
アースパケットや資材が上扉に押え込まれ、続いてクレ
ーンのワイヤーが引張られることがある。このまま放置
しておくと、クレーンブーム等に定格以上の荷重が作用
し、危険でもあるため、通常クレーン運転者がウィンチ
のクラッチを切り、クレーンのワイヤーを緩めて対処し
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記したケーソン躯体の急激沈下に対しては、クレーン
にこれと云った安全装置がなく、クレーン運転者の技術
と判断に任せられているが、その判断が遅れると、倒壊
等の重大事故につながることもある。

そこで、本発明の目的は、クレーンのワイヤーに定格以
上の荷重が作用したとき、クレーン運転者の判断をまつ
ことなく、事前に定格以下の荷重とするクレーンの安全
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、クレーンの巻き上
げワイヤー近傍にシリンダを固定し、そのシリンダのピ
ストンロッド先端に滑車を介してワイヤーを引掛け、一
方シリンダのワイヤー引き側ボートに圧力源を接続する
とともにその圧力源とポートとの間にチエ７り弁を順方
向にとって配し、そのチェック弁の下流側にワイヤー引
き側シリンダの内圧が所定圧力以上に達したとき、ワイ
ヤー引き側シリンダ内の圧力媒体をドレンさせるドレン
装置を配したことを特徴とする。

〔作　用〕

ワイヤーに作用する荷重は、通常運搬物の荷重であるが
、この荷重は、チェック弁の作用により滑車及びピスト
ンロッドを介してワイヤー引き側シリンダの内圧を高め
る。更に何等かの原因で外力が加わり、この荷重が定格
荷重を大きく超えるようになると、ワイヤー引き側シリ
ンダの内圧が所定圧に達し、これが引き金となってドレ
ン装置によりワイヤー引き側シリンダの圧力媒体がドレ
ンされる。ドレン前シリンダ内に引き込まれていたピス
トンロッドあるいは、最大ストロークまで引き出されて
いたピストンロッドは、ワイヤーの張力に服し、前者に
おいては、シリンダより引き出され、後者においてはシ
リンダ内に引き込まれることになるため、滑車に巻き掛
けられたワイヤーが緩む。この緩みによりワイヤーに作
用する荷重が定格以下となり、クレーン運転者がウィン
チのクラッチを切るまでもなくクレーンの安全性が確保
される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して実施例を説明する。

実施例は、第２図に示すニューマチイックケーソン工法
で用いられるクレーンに取り付け、その安全性を確保し
た例であるが、その必要性を理解してもらうため、まず
最初にニューマチイックケーソン工法の概要を述べる。

この工法は、地下に橋梁の基礎や地下鉄道、地下道のト
ンネル等を構築する基礎工の１つで、施工においては、
第２図に示すケーソン躯体１を用い、その底部に圧縮空
気を送って地下水圧とのバランスをとりながら、地上と
ほぼ同じ条件で掘削を行なうことが１つの利点とされて
いる。したがって、ケーソン躯体１の内部には、圧縮空
気が逃げないように、作業員が中に入って歩ける程度の
位置に躯体１を水平に二分する天井スラブｌａが構築さ
れている。この天井スラブ１ａと刃口１ｂとにより囲ま
れた底の開いた空間２は作業室として用いられるもので
あるが、掘削作業中は、地下水圧と同圧にするため、地
上に設置された図示しないコンプレッサーより圧縮空気
が送り込まれる。

一方、密閉されたままの作業室２では、掘削した土砂の
運び出し、資材の搬入あるいは作業員の交替といった作
業室と地上との出入りが行えない。

したがって、この工法を施工するにあたっては、天井ス
ラブｌａの上面に作業室２内に通ずるシャフト３が立設
され、その頂部に作業室２と地上との出入りを気密化で
行なうエア゛−ロソク４が取り付けられる。シャフト３
は、エアーロック４を地上部よりも高い安全位置に置く
ために設けられた耐圧性のある細長い円筒状の通路で、
掘削中エアーロック４がケーソン躯体１とともに沈下し
、その位置が地上部より低くなることがあれば、折り合
いをみて常時継ぎ足される。エアーロック４は、この工
法で最も重要な設備の１つで、第３図に詳細を示すよう
に、シャフト３より一回り大きい耐圧性の筒４ａとその
上下に取り付けられた下開きの扉４ｂ、４ｃとから成っ
ている。扉４ｂ、４ｃは一度に開けられることがなく、
閘門の原理により開閉され、作業室２内の圧縮空気を遮
断しながら、地上と作業室２との出入りが図られる。す
なわち、下扉４ｃは上扉４ｂを閉じ、エアーロック４内
に圧縮空気を送って作業室２の圧力と同しになったとこ
ろで開けられ、一方上扉４ｂは、下扉４ｃを閉じ、エア
ーロック４内の空気を抜き、外気圧と同じになったとこ
ろで開けられる。これらの操作は、扉４．ｂ、４ｃのレ
バーがエアーロック４外に配されているため、エアーロ
ック４の踊場に配置されたロックチングーにより行なわ
れる。しかし、頂部にあると、エアーロック４から発生
する排気音がかなりうるさく、都市部のケーソン工事に
おいては、騒音問題を引き起こすことがある。

Ｒ近では、この問題を解決するため、エアーロックをあ
えて地下に置くこともある。このような取付力がなされ
たときは、エアーロックの上にシャフトが立設されるこ
とになるが、エアーロック自体の機能は、シャフトの頂
部に設置されたエアーロックと変わるところはない。

作業室底部の掘削作業は、作業室２に入室した作業員が
人力もしくは電動ショベル又は電動ハ。

クホーショベルを用いて行なうが、通常作業室２の中央
より刃口１ｂに向けて段堀し、掘削した土砂をシャフト
孔下に置いたアースバケット５に集めるようにしている
。このアースパケット５が満杯になると、地上に設置し
たクレーン６、例えばタワークレーンにより吊り上げ、
排土するが、その手順として空のアースバケット５との
交換方式が採用されている。すなわち、空のアースバケ
ット５をクレーン６により吊り下げ、−旦上扉４ｂの開
いたエアーロック４内に入れ、クレーン６のワイヤー６
ａを上扉４ｂに設けたワイヤーボ・７クスに入れながら
、上扉４ｂを閉じ、次いでエアーロック４内に圧縮空気
を送り、作業室内圧力となったところで、下８４Ｃを開
け、シャフト３内を通してアースバケット５を作業室２
内に吊り下げ、満杯になったアースパケ・ノド５に付は
替えた後、逆のコースをたどって吊り上げ、アースパケ
ット５内の土砂をクレーン６の近くに配置した残土ホッ
パー７に移し替えるようにしている。この排土は、ケー
ソン躯体の大きさにもよるが、５〜７分のサイクルで行
なわれている。

一方、段掘りがある程度進むと、刃口１ｂ下の地盤支持
力が弱まり、ケーソン躯体１の自重又は上室に注水した
荷重水により、ケーソン躯体ｌが徐々に沈下する。しか
し、刃口１ｂ下の余掘りが行なわれたり、軟弱地盤に達
したときは、刃口１ｂが先行してケーソン躯体Ｉが急激
に沈下することもある。この急激沈下が、排土中、特に
アースバケット５がエアーロック４内に運び込まれてい
る最中に起ると、アースバケット５が上７ｇ４ｂに押し
下げられ、このアースバケット５を吊っているクレーン
６のワイヤー６ａがエアーロック４により強く引張られ
る。この引張荷重は、ケーソン躯体Ｉの自重ないし荷重
水を加えた大きさ程度でもあり、クレーン６の定格荷重
よりもはるかに大きいから、そのまま放置しておくと、
クレーンブーム６ｂの倒壊等重大な事故につながること
もある。

従来においては、クレーン６にこの種の事故を未然に防
ぐ安全装置といったものがなく、クレーン運転者がウィ
ンチ６ｃのクラッチを切り難を免れていたが、判断が遅
れると、上記した重大事故につながるおそれもある。本
発明は、このような場合に備えて、安全装置１０をクレ
ーン６の近くにワイヤー６３と一定の関係をもたせて配
置し、事故を未然に防ぐようにしたもので、その詳細な
構成は第１図に示されている。

以下、本発明に係る安全装置１０について説明すると、
この安全装置１０は、油圧シリンダ１１を用いてクレー
ンブーム６ｂに沿って配されているワイヤー６ａを急激
沈下量に見合ったストローク分だけ引張り、ワイヤー６
ａの張力荷重が定格荷重以上に達したとき、制御装置に
より油圧シリンダ１１の圧油をドレンさせ、ワイヤー６
ａを緩めるようにしたものである。まず、この装置１０
の取付位置を示すと、油圧シリンダ１１は、第２図に示
すように、クレーン６の支柱６ｄに沿って配され、ヘッ
ド側を下にして支柱６ｄに固定されている。ピストンロ
フトＩＬａの先端には、一定距離ワイヤー６ａを引く滑
車１２が取り付けられている。一方、支柱６ｄ側には、
上向きに取られたピストンロッドｌｌａの位置を有効に
生かすため、ピストンロッドｌｌａの最大ストローク位
置よりも高い位置にワイヤー６ａを巻き掛ける補助滑車
１３が取り付けられている。そして、ウィンチ６Ｃより
引き出されたワイヤー６３は、−旦高位置の補助滑車１
３に巻き掛けられた後、低位置のピストンロンド側滑車
１２を経由してクレーンブーム６ｂの巻上げシープ６ｅ
に巻き掛けられている。

ピストンロッドｌｌａの最大ストロークＳは、この場合
、ケーソン躯体１の急激沈下量に合わせてとる必要があ
るが、ピストンロッドｌｌａが最大ストローク分伸びる
と、アースパケット５を吊るしているワイヤー６３先端
が２８だけ伸びるので、過去のケーソン工事で起きた最
大急激沈下量を基準にしてその沈下量の２以上にとられ
ている。

具体的には、１ｍ以上あれば十分である。

そして、シリンダ１１には、補助滑車１３と巻上げシー
ブ６ｅに巻き掛けられたワイヤー６ａを最大ストローク
分引き戻すため、圧力源が接続される。実施例では油圧
シリンダが用いられているため、オイルタンク１４より
ストレーナ１５を介して油圧ポンプ１６がシリンダ１１
のピストンロッド側ポート１１ｂに接続されている。こ
の油圧ポンプ１６の吐出圧力は、ピストンｌｌｃに作用
する圧力Ｐ１によって定められる。仮りにピストン６Ｃ
の有効面積をＡ、定格荷重をＷとすると、通常の使用状
態で最大２Ｗ／Ａの圧力Ｐ、が発生するから、ポンプ圧
力Ｐ０は、少なくとも２Ｗ／Ａ以上に設定される。また
、ライン圧力をＰＩ＝２Ｗ／Ａに保つため、油圧ポンプ
１６の下流側にリリーフバルブ１７が設定される。

一方、アースバケット５を吊り下げたワイヤー６ａが急
激沈下するエアーロック４の上扉４ｂにより引張られる
と、ピストンロッドｌｌａがシリンダ１１内より引き出
され、シリンダ内圧がＰ。

よりも高くなる。本発明は、このＰ、よりも高い圧力Ｐ
２を検知してシリンダ内の圧油をドレンさせ、ピストン
ロンド側滑車１２に巻き掛けられたワイヤー６ａを緩め
るようにしたもので、図にも示すように、リリーフパル
プ１７の下流側にチェック弁１８が順方向に配され、そ
の下流側にシリンダ内の圧油をドレンさせるドレン装置
１９が配される。チェック弁１８は、シリンダ内圧がＰ
、よりも高くなったとき、その圧力を保持するために設
けたものである。ドレン装置１９は、シリンダ内圧が仮
りにＰ、よりも高いＰｇに達したとき、シリンダ１１内
の圧油をドレンさせるため、チェック弁１８の下流に配
された圧力スイッチ２０とピストンロッド側ポートＩｌ
ｂに接続された電磁チェックバルブ２１とにより構成さ
れている。電磁チェックバルブ２１の二次側は、シリン
ダ１１のヘッド側ポートｌｉｄを経由し、オイルタンク
１４に接続されている。仮りに電磁チェックバルブ２１
が圧力スイッチ２０のＯＮ信号により開にされると、ピ
ストンロッド側の圧油がヘッド側に回り込み、背圧とし
て作用するため、ピストンロッドｌｌａの動きがケーソ
ン躯体１の沈下速度に合わせてスムーズに行なわれる。

また、圧力スイッチ２０と電磁チェックバルブ２１との
間には自己保持型のリレー回路を組み込むようにしても
よい。このリレー回路の存在により、圧力スイッチ２０
がその後ＯＦＦにされても電磁チェックバルブ２１がＯ
Ｎを続けるため、追従性が良好になる。

この油圧回路には、前述した圧力スイッチ２０の下流側
に更に別の圧力スイッチ２２が配されているが、この圧
力スイッチ２２は、油圧ポンプ１６の負荷を軽減させる
ためのものである。この圧力スイッチ２２においては作
動圧がＰ、に設定されており、油圧ポンプ１６から、圧
油がシリンダ１１内に供給され、ライン圧がＰ＋　に達
すると、油圧ポンプ側のリリーフバルブ１７を強制的に
開にする。また、この圧力スイッチ２２が作動すると、
チェック弁１８以下に圧油が供給されないことになるが
、油圧回路には、多少のリークに備えて、アキュムレー
タ２３が配されている。

一般にチェック弁１８前後の圧力差が小さいと、圧油が
逆流する（川向があるが、上述した圧力スイッチ２２が
作用すると、油圧ポンプ側の圧力がほぼ零に近くなるた
め、逆流を防ぐ効果もある。

ところで、安全装置１０を取り付けると、クレーン運転
者の判断をまつことなく、クレーン６の安全性が確保さ
れることになるが、エアーロック４以外で誤動作すると
却って危険でもある。実施例にはこのような場合に備え
て、エアーロック４の上ｉ４ｂに電源自動開閉装置、例
えばマイクロスイッチ２４を取り付け、上扉が閉じたと
きのみ、ドレン装置１９が作動するようにされている。

また、この種のケーソン工事においては、停電時におい
てもクレーン６を作動させるのが一般的でもあるから、
停電時に備えて、本装置１ｏにもバッテリ切換装置を取
り付けておくことが望しい。このバッテリ切換装置は、
ドレン装置１９の電源にリレー回路を組み込むことによ
り簡単に構成することができる。なお、ピストンロンド
側ボート１１ｂと電磁チェックバルブ２１との間に配さ
れたリリーフバルブ２５は電磁チェックバルブ２１の動
作によりライン圧がＰ１以下に下がらないようにしたも
のである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、クレーン運転者
の判断をまつことなく、クレーンの安全性を確保するこ
とができる。また、クレーンの管理が容易ともなるため
、クレーンによる運搬、例えばニューマチイックケーソ
ン工事においては、ずり出し作業の自動化を進めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すもので、第２図に示す
クレーンに取り付けた安全装置の油圧回路図、第２図は
本発明で実施されたニューマティソクケーソン工事の概
要図、第３図はニューマチイックケーソン躯体に取り付
けられるエアーロックの縦断面図である。 １・・・ケーソン躯体、４・・・エアーロック、４ｂ・
・・上扉、５・・・アースバケット、６・・・クレーン
、６ａ・・・ワイヤー、６ｂ・・・クレーンブーム、６
Ｃ・・・ウィンチ、６ｄ・・・支柱、１０・・・安全装
置、１１・・・油圧シリンダ、ｌｌａ・・・ピストンロ
ンド、ｌｌｂ・・・ピストンロンド側ポート、１２・・
・滑車、１３・・・補助滑車、１６・・・油圧ポンプ、
１７・・・リリーフバルブ、１８・・・チェック弁、１
９・・・ドレン装置、２０・・・圧力スイッチ、２１・
・・電磁チェックバルブ、２２・・・圧力スイッチ、２
３・・・アキュムレータ、２４・・・電源自動開閉装置
。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）クレーンの巻き上げワイヤー近傍にシリンダを固
   定し、そのシリンダのピストンロッド先端に滑車を介し
   てワイヤーを引掛け、一方シリンダのワイヤー引き側ポ
   ートに圧力源を接続するとともにその圧力源とポートと
   の間にチェック弁を順方向にとって配し、そのチェック
   弁の下流側にワイヤー引き側シリンダの内圧が所定圧力
   以上に達したとき、引き側シリンダ内の圧力媒体をドレ
   ンさせるドレン装置を配したことを特徴とするクレーン
   の安全装置。