KR101088237B1

KR101088237B1 - 건설용 크레인 신축 붐의 신축 기구

Info

Publication number: KR101088237B1
Application number: KR1020110040909A
Authority: KR
Inventors: 요이치 미나미; 아츠시 가와모토; 준지 오노
Original assignee: 미쯔이 죠센 가부시키가이샤
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2011-11-30
Also published as: JP4684355B2; JP2010195594A; CN102234075B; CN102234075A; KR20110121585A

Abstract

고층화된 지주나 타워 등의 탑형상 구조물의 건설에 이용하는 크레인을 필요한 높이까지 상승시키는 신축 붐의 신축 기구를 제공하는 것으로서, 차례대로 포개어놓은 상자식으로 조합된 붐(11∼17)의 내측에 주실린더(18)를 수용시키고, 그 작동에 의해 왕복 운동하는 피스톤 로드(19)를, 하방을 지향시켜 설치한다. 피스톤 로드(19)의 선단부에 정육각형의 로드 블록(19a)을 설치하고, 3개의 측면에 로드 연결 핀(20)을 배치한다. 주실린더(18)의 헤드부에 정육각형의 헤드 블록(30)을 설치하고, 3개의 측면에 헤드 연결 핀(33)을 배치한다. 로드 연결 핀(20)과 헤드 연결 핀(33)을 중첩하는 위치에 배치하고, 이들과 걸림 이탈하는 연결 구멍(21a)을 공통으로 하여 붐(11∼17)의 하단부에 설치한다. 헤드 블록(30)의 다른 3개의 측면에 대향하는 위치에 붐 고정용 핀(27)과 이것이 끼워지고 빠지는 연계 구멍(28)으로 이루어지는 고정 수단을 구비시킨다.

Description

건설용 크레인 신축 붐의 신축 기구{EXPANSION AND CONTRACTION IMPLEMENT OF TELESCOPIC BOOM OF CRANE FOR CONSTRUCTION}

본 발명은, 지상에 건설되는 지주나 타워, 모뉴먼트 등과 같이 상공의 고위치까지 구축하는 탑형상 구조물을 건설할 때에 이용되는 건설용 크레인의 신축 붐을, 탑형상 구조물의 정상부까지 승강시키기 위한 신축 붐의 신축 기구에 관한 것이다.

지상에 건설되는 탑형상 구조물로서, 각종 타워나 모뉴먼트, 굴뚝 등, 다양한 것이 있고, 그 하나로서 풍력 발전용 풍차의 지주인 풍차용 타워가 있다. 타워의 정상부에는, 수평축으로 지지된 복수매의 프로펠러 날개(블레이드)를 구비하고, 이 풍차의 회전에 의해 발전하는 발전기, 풍차의 지향 방향을 바람이 불어 오는 쪽에 맞추는 회전 기구 등의 중량물로 이루어지는 나셀이 설치되어 있다. 또한, 안정되게 발전 효율을 높이기 위해서는, 어느 정도 강한 바람을 받는 것이 필요해지고, 매우 높은 위치에 정상부를 위치시키는 것이 바람직하다. 즉, 풍차 타워에서는, 매우 높은 위치까지 정상부를 신장시켜, 정상부에 중량물을 지지할 필요가 있다. 이러한 종류의 탑형상 구조물을 건설하기 위해서는, 일반적으로, 대형 크롤러 크레인이나 모바일 크레인(티레인 크레인) 등이 사용된다.

그런데, 풍력 발전용의 풍차에서는 발전 효율을 높이기 위해서, 전술한 것처럼, 풍차 타워의 정상부를 매우 높은 위치까지 신장시키는 것이 요구되고 있고, 예를 들면 100m를 초과하는 높이로 나셀이나 블레이드, 허브 등의 풍차 본체를 설치하는 것이 요구되고 있다. 또한, 높이가 높아지면 발전 능력 등이 커져, 발전용 기재가 대형화하여 풍차 본체의 중량이 5Ot 이상이나 된다. 100m급의 풍차를 건설하는 경우에는, 현존의 모바일 크레인에서는 하물 적재 중량이 50t 이상이 되면 80m정도까지밖에 하물 적재가 곤란해져, 대형 크롤러 크레인이 이용된다.

그러나, 대형 크롤러 크레인에서는 탑형상 구조물의 설치 장소까지의 반입로를 확보하는 것이 곤란하다. 특히, 발전용 풍차의 경우에는, 해안이나 산간부에 설치되는 경우가 많고, 특히 산간부에 설치되는 풍차의 경우, 반입로의 확보가 불가능하다. 이 때문에, 대차를 분해하여 설치 장소까지 수송할 필요가 있다. 또한, 대형 크롤러 크레인에서는, 래티스 붐(lattice boom)을 신장시키는 구조이며, 이 래티스 붐이나 커터필러(등록상표 제 244746호)도 해체한 상태로 설치 장소까지 수송하고, 설치 장소에서 대차와 래티스 붐, 카운터 웨이트 등을 조립할 필요가 있다. 또한, 발전용 풍차를 설치하는 스페이스로는, 풍차 타워를 지지하는 기초 부분을 배치할 수 있는 크기이면 충분한데, 래티스 붐을 조립하는 경우에는, 이를 지상에서 신장시킨 상태로 하여 대차에 부착할 필요가 있으므로, 래티스 붐의 조립·해체를 위한 스페이스가 발전용 풍차의 설치 스페이스에 비해 훨씬 넓어져 버린다. 또한, 발전용 풍차를 설치하는 경우에는, 복수기(基)를 병설하는 것이 일반적이고, 대형 크롤러 크레인에 의한 경우에는, 1기의 건설이 완료하고, 다음에 인접하는 발전용 풍차를 건설하는 경우에도, 래티스 붐을 해체하고, 대차를 이동시킨 후에 다시 래티스 붐을 부착하지 않으면 안되어, 작업이 번잡하고, 래티스 붐의 조립·해체때문에 공사 기간을 연장해 버리게 된다.

최근에는, 고층의 발전용 풍차의 건설용으로서, 다양한 크레인이 개발되고 있다. 예를 들면, 대형 아우트 리거를 설치하는 구조로서 대차의 폭을 작게 함으로써 반입로를 확보할 수 있도록 한 크레인이 있는데, 대차와 래티스 붐, 카운터 웨이트 등의 조립·해체는 필요하여, 작업의 번잡성은 개선되지 않는다.

이들 크레인을, 신축하는 붐의 최상단에 탑재되도록 한 것이 있고, 이 붐을 신축시키는 기구 구조로서, 특허 문헌 1∼3에 개시된 것이 있다.

또한, 본건 출원인은, 신축 붐을, 건설하는 탑형상 구조물의 건설된 부분에 지지시키도록 한 탑형상 구조물의 건설 방법 및 건설용 크레인을 제안했다(특허 문헌 4). 이 특허 문헌 4에서 본 건 출원인이 제안한 건설용 크레인은, 레그부재 즉 신축 붐을 신장시킬 때마다 건설하는 탑형상 구조물에 지지시키도록 한 것이다.

한편, 선행 기술 문헌에는, 다중관에 의해 구성된 신축 붐을 신축시키는 주실린더가 가지는 피스톤 로드의 선단을, 외측에 배치한 래티스 붐에 연계시키고, 상기 피스톤 로드의 왕복 운동에 의해 주실린더를 상승시켜, 이 주실린더에 연계시킨 붐을 상승시키는 것을 순차적으로 반복하여, 내측의 붐으로부터 신장시키도록 한 신축 기구가 개시되어 있다.

이 동작을, 붐을 모식화하여 예시하는 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 차례대로 포개어 놓은 상자식으로 된 7단의 붐을 구비하고 있고, 외측의 것은 베이스 붐(1)이 되고, 순서대로 내측을 향하여 제2단 붐(2), 제3단 붐(3), 제4단 붐(4), 제5단 붐(5), 제6단 붐(6), 제7단 붐(7)으로 되어 있다. 제7단 붐(7)의 내측에는 주실린더(8)가, 상기 주실린더(8)의 작동에 의해 왕복 운동하는 피스톤 로드(8a)가 하방을 지향시켜 배치되어 있다. 이 피스톤 로드(8a)의 하단부는 베이스 붐(1)에 회전 가능하게 연계되어 있고, 주실린더(8)의 하단부는, 각각의 붐의 하단부를 걸림 이탈 가능하게 되어 있다.

도 9(a)는 신축 붐이 최단 상태까지 수축한 경우를 나타내고 있고, 이 상태에서 주실린더(8)의 하단부를 제7단 붐(7)의 하단부에 걸어맞춘다. 그리고, 주실린더(8)를 작동시켜 주실린더(8)를 전진시키면, 상기 주실린더(8)가 신장하고, 주실린더(8)에 걸어맞춰진 제7단 붐(7)이, 동 도면(b)에 나타내는 바와같이, 제6단 붐(6)의 상단부까지 상승하게 된다. 이 상태에서, 제7단 붐(7)의 하단부와 제6단 붐(6)의 상단부를 고정 수단(9)에 의해 고정하면, 제7단 붐(7)은 제6단 붐(6)에 대해서 신장된 상태로 유지된다. 이어서, 주실린더(8)와 제7단 붐(7)의 걸어맞춤을 해제한 후, 동 도면(c)에 나타내는 바와같이, 주실린더(8)를 작동시켜 피스톤 로드(8a)를 후퇴시킨다. 이에 따라, 주실린더(8)가 하강하기 때문에, 상기 주실린더(8)의 하단부와 제6단 붐(6)의 하단부를 걸어맞춘다. 이 상태에서, 주실린더(8)를 작동시켜 피스톤 로드(8a)를 전진시키면, 제6단 붐이 제5단 붐(5)의 상단부까지 상승하여, 동 도면(d)에 나타내는 상태로 된다. 그리고, 제6단 붐(6)의 하단부를 제5단 붐(5)의 상단부에, 고정 수단(9)에 의해 고정하면, 제6단 붐(6)이 제5단 붐(5)에 대해서 신장된 상태로 유지된다. 이 동작을 각 붐에 대해서 순차적으로 행함으로써, 붐이 신장되게 된다.

상술한 붐의 신축 기구에서는, 주실린더(8)는, 그 피스톤 로드(8a)의 선단부가 베이스 붐(1)에 연계되어 있으므로, 항상 베이스 붐(1)에 구속되어 있다. 즉, 주실린더(8)는, 항상 신축 붐의 하부에 존재하는 상태에 있고, 내측의 붐으로부터 상승하게 된다.

이와 같이 내측의 붐으로부터 신장시키는 기구인 경우에는, 선단에 위치하고 있는 붐은, 최상부까지 신장한 상태가 되지 않으면 탑형상 구조물에 지지시킬 수 없다. 이 때문에, 내측의 붐은 항상 최상부에 있고, 지지되지 않은 상태로 있다. 또한, 이 내측의 붐에는 지브 크레인이 탑재되어 있기 때문에, 큰 하중이 가해진 상태로 되어 있다. 이 때문에, 내측의 붐을 장척으로 할 수 없어, 높은 곳까지 신장시키는 경우에는 붐의 단수가 많아지고, 또한 내측의 붐을 강고하게 할 필요가 있으므로, 신축 붐도 강고한 구조로 될 우려가 있다.

한편, 특허 문헌 5에는 가장 외측에 위치하고 있는 붐을 잔류시키고, 그 이외의 붐을 신장시키는 것을 반복하여 붐을 신장시키도록 한 붐 신축 기구가 개시되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본국 특허공개 평 11－278793호 특허 문헌 2 : 일본국 특허공개 평 11－71096호 특허 문헌 3 : 일본국 특허공개 평 7－267584호 특허 문헌 4 : 일본국 특원 평 2007－289188호 특허 문헌 5 : 일본국 특허공개 평 11－301976호

그런데, 붐을 신장시키면서, 건설하는 탑형상 구조물의 이미 건설된 부분에 붐을 지지시키는 경우에는, 지지된 부분이 탑형상 구조물에 대해서 이동해서는 문제가 되므로, 붐이 신장된 상태를 안정되게 유지하는 것이 필요하다. 특히, 높은 위치까지 신장시키는 풍차 타워를 건설하는 경우에는, 강한 바람을 받는 장소에서의 작업이 되고, 또한 붐에 작용하는 힘의 방향이 일정하지도 않다. 이 때문에, 붐끼리의 고정 상태를 확실하게 하여, 안정되게 이미 건설된 부분에 지지시키는 것이 요구된다.

여기서, 본 발명은, 신장된 상태의 붐끼리를 견뢰(堅牢)한 상태에서 안정되게 고정할 수 있도록 한 건설용 크레인의 신축 붐의 신축 기구를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명에 관련된 건설용 크레인의 신축 붐의 신축 기구는, 복수로 분할된 지주 부재를 건설용 크레인으로 매달면서 쌓아올려 건설되는 지주부가, 그 정상부를 상공의 높은 위치까지 신장시킨 탑형상 구조물의 상기 건설용 크레인 신축 붐의 신축 기구에 있어서, 신축 붐의 각각의 붐의 하단부에 걸림 이탈하는 3개의 로드 연결 핀을 원주 상에 등간격의 위치에 구비하고, 상기 로드 연결 핀의 각각과 붐의 걸림 이탈 동작을 행하는 핀 구동 실린더를 구비한 로드 블록이 선단부에 고정된 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드를 왕복 이동시킴과 더불어, 각각의 붐의 하단부에 걸림 이탈하는 3개의 헤드 연결 핀을 원주 상의 등간격의 위치에 구비하고, 상기 헤드 연결 핀의 각각과 붐의 걸림 이탈 동작을 행하는 핀 구동 실린더를 구비한 헤드 블록이 실린더 헤드부에 설치된 주실린더와, 인접하는 붐 중, 외측의 붐의 상단부와 상기 외측의 붐의 가장 가까운 내측의 붐의 하단부를 고정하는 걸림 이탈 가능한 고정 수단을 구비하고, 상기 로드 연결 핀과 상기 헤드 연결 핀을 중첩하는 위치에 배치하고, 이들 로드 연결 핀과 헤드 연결 핀의 각각과 걸림 이탈하는 붐의 하단부에 설치한 걸어맞춤부를 이들 로드 연결 핀과 헤드 연결 핀에 공통으로 하고, 상기 고정 수단을 상기 로드 연결 핀과 상기 헤드 연결 핀의 사이의 위치에서, 원주 상의 등간격 위치의 3개소에 배치하고, 상기 피스톤 로드의 선단을 하방을 지향시켜, 신축 붐의 내측에 상기 주실린더를 수용시키고, 상기 피스톤 로드의 로드 연결 핀을 외측의 붐에 연계시키고, 상기 주실린더의 헤드 연결 핀을 상기 외측의 붐의 가장 가까운 내측의 붐에 연계시키고, 주실린더를 작동시킴에 의한 피스톤 로드의 전진에 의해 상기 외측의 붐에 대해서 상기 가장 가까운 내측의 붐을 신장시키고, 피스톤 로드의 후퇴에 의해, 외측의 붐에 대해서 가장 가까운 내측의 붐을 수축시키는 것을 특징으로 하고 있다.

신축 붐을 구성하는 각각의 붐을, 외측의 붐으로부터 순서대로 제1단 붐, 제2단 붐, ……, 제N단 붐으로 한다. 또한, 제1단 붐은, 소위 베이스 붐이 된다. 이 제1단 붐의 하단부에 상기 로드 연결 핀을 걸어맞추고, 제2단 붐의 하단부에 상기 헤드 연결 핀을 걸어맞추어, 상기 주실린더를 작동시키면, 피스톤 로드가 상기 주실린더에 대해서 전진한다. 이 때, 피스톤 로드의 상기 로드 블록이 로드 연결 핀을 통하여, 고정된 상태에 있는 제1단 붐과 걸어맞춰지므로, 주실린더가 피스톤 로드에 대해서 이동하게 된다. 이 때문에, 상기 주실린더의 상기 헤드 블록과 헤드 연결 핀을 통하여 걸어맞춰지는 제2단 붐이 제1단 붐에 대해서 이동하여 신장하게 된다. 제2단 붐이 제1단 붐에 대해서 신장된 상태에서, 상기 고정 수단에 의해 제1단 붐의 상단부와 제2단 붐의 하단부를 고정한다. 이에 따라, 제2단 붐이 고정된 상태로 된다.

상기 고정된 제2단 붐의 하단부에 로드 연결 핀을 걸어맞추고, 제3단 붐의 하단부에 헤드 연결 핀을 걸어맞춰 주실린더를 작동시키면, 제3단 붐이 고정되어 있는 제2단 붐에 대해서 이동하여 신장하게 된다. 이 조작을 순수 반복함으로써 신축 붐이 신장된다.

신장된 상태에 있는 신축 붐을 수축시키는 경우에는, 내측에 있는 붐을 그 가장 가까운 외측에 있는 붐에 대해서 수축시키는 것을 반복하여 행한다.

또한, 청구항 2의 발명에 관련된 건설용 크레인의 신축 붐의 신축 기구는, 상기 주실린더의 작동 유압에, 신축 붐의 선단에 탑재되는 지브 크레인의 작동 유압을 이용하는 것을 특징으로 하고 있다.

주실린더를 동작시키는 동작원으로서 유압을 이용하는 경우에는, 이 유압에 지브 크레인을 작동시키기 위한 유압을 이용하는 것이다. 이 신축 구조에 의해 신축 붐을 신축시키는 주실린더는, 신축 붐의 내측의 붐과 함께 이동한다. 즉, 신축 붐이 신장할 때에는 상기 주실린더가 상승하게 된다. 상기 지브 크레인은 신축 붐의 선단부에 탑재되어 있으므로, 주실린더는 항상 지브 크레인의 근방에 위치하게 되어, 주실린더를 작동시키는 유압을 용이하게 확보할 수 있다.

본 발명에 관련된 건설용 크레인의 신축 붐의 신축 기구에 의하면, 3개의 로드 연결 핀과 3개의 헤드 연결 핀에 의해, 피스톤 로드와 주실린더의 각각을 붐에 걸어맞추므로, 안정된 상태로 지지시킬 수 있다. 이 때문에, 어느 방향으로부터의 힘이 가해져도, 건설 중에 있는 탑형상 구조물 등에 안정되게 지지시킬 수 있다.

또한, 신장시킨 붐끼리의 고정도 3개소에서 행하게 되는, 붐끼리를 안정된 상태에서 신장시킨 상태로 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관련된 신축 기구를 나타내는 도면으로, 신축 붐의 붐의 접속부 근방을 수평면으로 절단한 단면도이며, 피스톤 로드의 선단부가 병기되어 있다.
도 2는 본 발명에 관련된 신축 기구를 나타내는 도면으로, 신축 붐의 붐의 접속부 근방을 연직면에서 절단한 단면도이며, 피스톤 로드의 선단부가 병기되어 있다.
도 3은 본 발명에 관련된 신축 기구를 나타내는 도면으로, 신축 붐의 붐의 접속부 근방을 수평면에서 절단한 단면도이며, 실린더의 하단부가 병기되어 있다.
도 4는 본 발명에 관련된 신축 기구를 나타내는 도면으로, 신축 붐의 붐의 접속부 근방을 연직면에서 절단한 단면도이며, 실린더의 하단부가 병기되어 있다.
도 5는 본 발명에 관련된 방법에 의해 신축 붐을 신장시키는 순서를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명에 관련된 신축 방법의 순서를 설명하는 플로우도이다.
도 7은 본 발명에 관련된 구조를 구비한 신축 붐에 의해 탑형상 구조물을 건설하는 경우의 일양태를 설명하는 도면이다
도 8은 본 발명에 관련된 신축 구조를 구비한 신축 붐을 차량에 탑재한 경우의 일양태를 나타내는 도면이다.
도 9는 신축 붐의 종래 방법에 의해 신장시키는 순서를 설명하는 도면으로, 도 5에 상당하는 것이다.

이하, 도시한 바람직한 실시 형태에 의거하여, 본 발명에 관련된 건설용 크레인 신축 붐의 신축 기구를 구체적으로 설명한다.

신축 붐(10)은, 도 5에 나타내는 바와같이 복수개의 붐이 차례대로 포개어놓은 상자식으로 조합된 구조로 되어 있고, 외측의 붐으로부터 순서대로 제1단 붐(11), 제2단 붐(12), …·, 제7단 붐(17)의 7단 붐에 의해 구성되어 있는 구조가 예시되어 있다. 또한, 가장 외측에 배치된 제1단 붐(11)은 소위 베이스 붐으로 한다. 가장 내측에 배치된 제7단 붐(17)에는 피스톤을 왕복 운동시키는 주실린더(18)가 수용되어 있고, 그 피스톤 로드(19)의 선단이, 하방을 지향시킨 상태로서 배치되어 있다.

피스톤 로드(19)의 선단부는 상기 각각의 붐(11∼17)의 하단부와 걸림 이탈 가능하게 되어 있고, 주실린더(18)의 하단부, 이른바 실린더 헤드부가 붐(11∼17)의 하단부와 걸림 이탈 가능하게 되어 있다.

도 1 및 도 2는 피스톤 로드(19)의 하단부와 붐(11∼17)의 걸림 이탈 관계를 나타내는 개략도이고, 예를 들면, 도 1 및 도 2에서는, 제1단 붐(11)의 상단부와 제2단 붐(12)의 하단부를 나타내고 있다. 피스톤 로드(19)의 하단부에는 거의 평면 형상이 정육각형으로 형성된 로드 블록(19a)이 고정되어 있고, 이 로드 블록(19a)의 중심부에 피스톤 로드(19)가 고정되어 있다. 이 로드 블록(19a)의 등간격의 위치에 있는 3개의 측면에는, 로드 연결 핀(20)이 제 1 핀 구동 실린더(20a)에 의해 진퇴 가능하게 설치되어 있다. 또한, 붐(11∼17)의 각각의 하단부에는 걸어맞춤부를 구성하는 연결 블록(21)이 설치되어 있고, 상기 로드 연결핀(20)을 수용하는 걸어맞춤부가 되는 연결공(21a)이 형성되어 있다. 또한, 이 연결 블록(21)이 설치되어 있는 위치에는, 각각의 붐(11∼17)의 벽면의 내외에 더블링(22)이 부착되어 있다. 즉, 상기 제 1 핀 구동 실린더(20a)의 작동에 의해 로드 연결 핀(20)이 전진한 경우에 제 1 핀 구동 실린더(20a)로부터 돌출하여 이 연결공(21a)에 삽입되고, 붐(11∼17)과 피스톤 로드(19)가 연계된 상태로 된다.

또한, 상기 로드 연결 핀(20)이 배치되지 않은 측면에 대향한 각각의 붐(11∼17)에는, 통형상의 핀 가이드(26)가 붐(11∼17)의 내측을 지향시켜 돌출되어 있고, 이 핀 가이드(26) 내를 고정 수단으로서의 붐 고정용 핀(27)이 붐(11∼17)의 직경 방향으로 슬라이드 가능하게 되어 있다. 이들 핀 가이드(26)는, 상기 연결 블록(21)의 사이의 위치에 배치되게 되고, 연결 브래킷(21)과 핀 가이드(26)는 원주상을 등간격으로 번갈아 배치되어 있다. 이 핀 가이드(26)의 벽부에는 스토퍼 핀(26a)이, 핀 가이드(26)의 내벽면에 대해서 출몰가능하게 설치되어 있고, 상기 붐 고정용 핀(27)에는 이 스토퍼 핀(26a)이 삽입되는 스토퍼 구멍(27a, 27b)이 적절한 간격으로 형성되어 있다. 외측에 위치하고 있는 스토퍼 구멍(27a)은 해제 위치에 있고, 내측의 스토퍼 구멍(27b)은 걸어맞춤 위치에 있다. 또한, 핀 가이드(26)를 향한 붐(11∼17)의 상단부의 벽부와 더블링(22)에는, 상기 붐 고정용 핀(27)을 삽입할 수 있는 연계 구멍(28)(도 3 도시)이 형성되어 있다. 즉, 붐 고정용 핀(27)이 전진하여 이 연계 구멍(28)에 걸어맞춰진 상태에서는, 걸어맞춤 위치의 스토퍼 구멍(27b)에 스토퍼 핀(26a)이 걸어맞춰지고, 붐 고정용 핀(27)이 연계 구멍(28)으로부터 이탈된 상태에서는, 해제 위치에 있는 스토퍼 구멍(27a)에 스토퍼 핀(26a)이 걸어맞춰지도록 되어 있다. 또한, 스토퍼 핀(26a)은, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 진퇴하도록 되어 있다.

도 3 및 도 4는 실린더 헤드와 붐(11∼17)의 하단부의 걸림 이탈 관계를 나타내는 개략도이고, 예를 들면, 도 3 및 도 4에서는, 제2단 붐(12)과 제3단 붐(13)이 나타나 있다. 상기 붐 고정용 핀(27)의 내측 단부에는, 조작 노브(29)가 로드(29a)를 통하여 설치되어 있다. 한편, 상기 실린더 헤드에는 상기 로드 블록(19a)과 합치하는 측면을 가지는 정육각형의 부분을 구비한 헤드 블록(30)이 설치되어 있고, 이 헤드 블록(30)의 측면이며, 상기 로드 연결 핀(20)이 배치된 측면과 동일할 방향의 면에는, 로드 연결 핀(20)과 마찬가지로 헤드 연결 핀(33)과 제 2 핀 구동 실린더(33a)가 설치되어 있다. 그리고, 이 헤드 연결 핀(33)을, 상기 연결 블록(21a)의 연결 구멍(21a)에 끼우고 빼고 한다.

헤드 블록(30)의 상기 붐 고정용 핀(27)에 대향한 측면에는, 이 붐 고정용 핀(27)을 핀 가이드(26)에 대해서 슬라이드시키기 위한 구동용 포크(31)가 배치되어 있다. 이 구동용 포크(31)는, 상기 조작 노브(29)와 걸림 이탈되도록, 단면 대략 コ자형의 선단부가 내측을 지향하여 절곡된 형상으로 형성되어 있고, 주실린더(18)가 축방향으로 이동함으로써, 이 コ자형의 내측에 조작 노브(29)를, 상기 축과 평행한 방향으로부터 수용할 수 있도록 되어 있다. 이 구동용 포크(31)는, 헤드 블록(30)에 설치된 포크 구동 실린더(32)에 의해 진퇴하도록 되어 있다. 또한, 이들 포크 구동 실린더(32)나 상기 제 1 핀 구동 실린더(20a) 등을 작동시키는 유압은, 상기 로드 블록(19a)이나 헤드 블록(30) 등의 적절한 위치에 삽입시킨 유압 배관(35)을 통하여 행하도록 한다.

이상에 의해 구성한 본 발명에 관련된 건설용 크레인 신축 붐의 신축 기구의 작용을, 도 5의 모식도와 도 6의 플로우도를 참조하면서 설명한다.

수축된 상태에 있는 신축 붐(10)을 신장시키는 경우, 상기 주실린더(18) 등을 작동시키기 위한 유압 장치를 기동한다(단계 601). 제1단 붐(11)의 하단부와 피스톤 로드(19)의 상기 로드 블록(19a)을 연결시킨다(단계 602). 이 경우에는, 상기 로드 연결 핀(20)을 제 1 핀 구동 실린더(20a)로부터 돌출시켜 연결 블록(21)의 연결 구멍(21a)에 삽입시킴으로써 행해진다. 이 피스톤 로드(19)와 제1단 붐(11)의 연결이 완료되었는지 여부를 단계 603에서 로드 연결 핀(20)의 연결 구멍(21a)으로의 삽입이 완료되었는지 여부로 판단하고, 이 조작의 완료에 대기한다.

다음에, 주실린더(18)의 헤드 블록(30)을 제2단 붐(12)의 하단부에 연결시킨다(단계 604). 즉, 상기 헤드 블록(30)의 헤드 연결 핀(33)을 제 1 핀 구동 실린더(20a)로부터 돌출시켜 연결 블록(21)의 연결 구멍(21a)에 삽입시킨다. 이 헤드 블록(30)과 제2단 붐(12)의 연결 상태를 헤드 연결 핀(33)의 연결 구멍(21a)으로의 삽입이 완료되었는지 여부로 판단하고, 이 조작의 완료에 대기한다(단계 605). 이러한 조작이 완료하면, 주실린더(18)의 피스톤 로드(19)는 제1단 붐(11)에, 헤드 블록(30)은 제2단 붐(12)에 각각 연계된 상태로 된다. 또한, 도 5에 있어서, 이 연결 상태에 있는 위치를 이중동그라미로 표시하고 있다.

단계 605에서 헤드 연결 핀(33)의 연결 구멍(21a)으로의 삽입이 확인되면, 상기 주실린더(18)를 작동시키고(단계 606), 피스톤 로드(19)를 돌출시키도록 전진시킨다. 이 경우, 제1단 붐(11)은 이른바 베이스 붐이며, 고정되어 있기 때문에, 피스톤 로드(19)의 전진에 의해 주실린더(18)가 상승하게 된다. 이 때문에, 주실린더(18)의 헤드 블록(30)에 연계되어 있는 제2단 붐(12)이 제1단 붐(11)에 대해서 상승하여 신장하게 된다. 이 제2단 붐(12)의 하단부가 제1단 붐(11)의 상단부까지 상승하고, 이들 제1단 붐(11)과 제2단 붐(12)이 연결 가능한 상태인지 여부가 판단된다(단계 607). 이는, 상기 핀 가이드(26) 내를 슬라이드하는 붐 고정용 핀(27)의 슬라이드역과 상기 연계 구멍(28)이 합치하는 상태로 되었는지 여부로 판단한다. 연결 가능한 상태로 되었다면(단계 607/YES), 붐 고정용 핀(27)을 슬라이드시켜 연계 구멍(28)에 삽입한다(단계 608). 즉, 주실린더(18)의 상승에 의한 헤드 블록(30)의 상승에 의해, 상기 구동용 포크(31)가 붐 고정용 핀(27)의 상기 조작 노브(29)에 걸어맞춰진 상태로 되고, 이 상태에서 상기 해제 위치의 스토퍼 구멍(27a)에 삽입되어 있는 상기 스토퍼 핀(26a)을 후퇴시켜 이들 걸어맞춤을 해제한다. 이어서, 상기 포크 구동 실린더(32)를 작동시키고, 붐 고정용 핀(27)을 전진시켜 연계 구멍(28)에 삽입시킨다. 또한, 이 상태에서 상기 걸어맞춤 위치의 스토퍼 구멍(27b)이 스토퍼 핀(26a)을 향하는 위치에 위치하므로, 상기 스토퍼 핀(26a)을 전진시켜 스토퍼 구멍(27b)에 삽입한다. 이에 따라, 붐 고정용 핀(27)이 제2단 붐(12)의 하단부에 배치되어 있는 핀 가이드(26)와 제1단 붐(11)의 연계 구멍(28)에 삽입된 상태로 되어, 이들 제1단 붐(11)과 제2단 붐(12)이 고정되고, 제2단 붐(12)이 제1단 붐(11)에 대해서 신장된 위치에 유지되게 된다. 이 상태를, 도 5(b)에 나타내고 있다. 이 제1단 붐(11)과 제2단 붐(12)이 고정된 상태를 붐 고정용 핀(27)이 연계 구멍(28)에 삽입되었는지 여부로 판단하고, 확실히 삽입되는 상태로 대기한다(단계 609).

제1단 붐(11)과 제2단 붐(12)으로 고정되었다면(단계 609/YES), 지금까지 제2단 붐(12)의 하단부에 연계시키고 있던 헤드 블록(30)을 제2단 붐(12)으로부터 이탈 가능한 상태로 한다(단계 610). 즉, 상기 헤드 블록(30)의 헤드 연결 핀(33)을 연결 블록(21)으로부터 빼내 헤드 블록(30)을 해방한다. 이 헤드 연결 핀(33)이 빠졌는지 여부가 판단되고(단계 611), 헤드 블록(30)과 제2단 붐(12)의 연계의 해제로 대기한다(단계 611).

헤드 블록(30)과 제2단 붐(12)의 걸어맞춤이 해제되었다면, 주실린더(18)를 작동시켜 피스톤 로드(19)를 전진시킨다(단계 612). 피스톤 로드(19)의 로드 블록(19a)은 제1단 붐(11)과 연계된 상태에 있으므로, 주실린더(18)가 상승하게 된다. 이 주실린더(18)의 상승에 의해 헤드 블록(30)의 헤드 연결 핀(33)이 제3단 붐(13)의 연결 블록(21)에 대향한 상태에 있는지 여부가 판단되고(단계 613), 즉 제3단 붐(13)과 헤드 블록(30)이 연결 위치에 있는지 여부가 판단된다.

제3단 붐(13)과 헤드 블록(30)이 연결 가능하다고 판단되면(단계 613/YES), 상기 헤드 연결 핀(33)을 전진시켜, 상기 연결 블록(21)에 삽입시킨다(단계 614). 이 상태를, 도 5(c)에 나타내고 있다. 이 피스톤 로드 연결 핀(20)이 연결 블록(21)에 삽입된 것을 확인하고(단계 615), 제1단 붐(11)과 피스톤 로드(19)의 연계 상태를 해제한다(단계 606). 즉, 로드 연결 핀(20)을 제1단 붐(11)의 연결 구멍(21a)으로부터 빼내 피스톤 로드(19)를 해방한다. 이 로드 연결 핀(20)이 빠진 것을 확인하고(단계 617), 주실린더(18)를 작동시켜 피스톤 로드(19)를 후퇴시킨다(단계 618). 이 후퇴에 의해, 로드 블록(19a)의 로드 연결 핀(20)이 제2단 붐(12)의 연결 구멍(21a)을 향한 상태로 되는지 여부, 즉, 제2단 붐(12)에 피스톤 로드(19)를 연계시킬 수 있는지 여부를 판단한다(단계 619).

로드 블록(19a)의 로드 연결 핀(20)이 제2단 붐의 연결 구멍(21a)을 향한 상태로 되면(단계 619/YES), 로드 연결 핀(20)을 전진시켜 연결 구멍(21a)에 삽입하고(단계 620), 상기 로드 연결 핀(20)의 삽입을 확인한다(단계 621). 이 상태를, 도 5(d)에 나타내고 있다. 즉, 제2단 붐(12)을 제1단 붐(11)에 대해서 신장 조작이 완료하고, 다음의 제3단 붐(13)을 신장시키는 조작을 행할 수 있는 상태로 된다(단계 622). 그리고, 주실린더(18)를 작동시켜 피스톤 로드(19)를 전진시키면, 도 5(e)에 나타내는 바와같이, 제3단 붐(13)이 제2단 붐(12)에 대해서 신장하게 된다.

이상의 단계 602로부터 단계 622의 조작을 반복함으로써, 신축 붐(10)을, 그 외측에 있는 제2단 붐(12)으로부터 제7단 붐(17)까지 순차적으로 신장시킬 수 있게 된다(단계 623). 이 때, 도 5에 나타내는 바와같이, 주실린더(18)는 붐(12∼17)의 신장 동작에 따라, 서서히 상승하게 된다.

또한, 신축 붐(10)을 수축시키는 경우에는, 전술한 순서와 반대의 순서를 행함으로써 가능해진다.

그리고, 이 신축 붐(10)을, 도 7에 나타내는 바와같이, 차량(35)에 적재함으로써, 탑형상 구조물의 건설 현장까지 용이하게 반입할 수 있다.

또한, 도 8에는, 풍력 발전을 위해서 꼭대기부에 나셀(36)이 설치되는 탑형상 구조물로서의 풍차 타워(37)를 건설하는 경우를 나타내고 있다. 이 신축 붐(10)의 선단부는 지브 크레인(38)이 탑재된다. 풍차 타워(37)는 하부로부터 지주 부재(37a)를 서서히 쌓아올려 건설되므로, 이 쌓아올려진 지주 부재(37a)의 높이에 맞추어 신축 붐(10)을 신장시킨다. 신장된 붐은, 쌓아올려진 지주 부재(37a)와 연계 부재(39)를 통하여 연계된다. 이 때, 전술한 것처럼, 신축 붐(10)은 외측에 배치되어 있는 붐으로부터 순차적으로 신장되므로, 신축 붐(10)의 상단부 근방에서 연계 부재(39)를 통하여 연계시킬 수 있다. 이 때문에, 신축 붐(10)의 안정성을 확보하여, 지브 크레인(38)에 의한 작업성이 향상된다.

본 발명에 관련된 건설용 크레인 신축 붐의 신축 기구에 의하면, 신축 붐을 탑형상 구조물에 연계시킴으로써 안정되게 지지되고, 또한, 풍압 등에 의해 신축 붐에 어느 방향으로부터 힘이 가해진 경우라도 안정된 상태를 유지할 수 있으므로, 풍차 타워와 같이, 정상부가 높은 위치로 되는 구조물의 건설에 이용하는 것이 유효하다.

10 : 신축 붐 11 : 제 1단 붐
12 : 제2단 붐 13 : 제3단 붐
14 : 제4단 붐 15 : 제5단 붐
16 : 제6단 붐 17 : 제7단 붐
18 : 주실린더 19 : 피스톤 로드
19a : 로드 블록 20 : 로드 연결 핀
20a : 제 1 핀 구동 실린더 21 : 연결 블록
21a : 연결 구멍(걸어맞춤부) 22 : 더블링
26 : 핀 가이드 26a : 스토퍼 핀
27 : 붐 고정용 핀(고정 수단) 27a : 스토퍼 구멍(해제 위치)
27b : 스토퍼 구멍(걸어맞춤 위치) 28 : 연계 구멍
29 : 조작 노브 30 : 헤드 블록
31 : 구동용 포크 32 : 포크 구동 실린더
33 : 헤드 연결 핀 35 : 차량
36 : 나셀 37 : 풍차 타워(탑형상 구조물)
37a : 지주 부재 38 : 지브 크레인
39 : 연계 부재

Claims

복수로 분할된 지주 부재를 건설용 크레인으로 매달면서 쌓아올려 건설되는 지주부가, 그 정상부를 상공의 높은 위치까지 신장시킨 탑형상 구조물의 상기 건설용 크레인 신축 붐의 신축 기구에 있어서,
신축 붐의 각각의 붐의 하단부에 걸림 이탈하는 3개의 로드 연결 핀을 원주 상에 등간격의 위치에 구비하고, 상기 로드 연결 핀의 각각과 붐의 걸림 이탈 동작을 행하는 제 1 핀 구동 실린더를 구비한 로드 블록이 선단부에 고정된 피스톤 로드와,
상기 피스톤 로드를 왕복 이동시킴과 더불어, 각각의 붐의 하단부에 걸림 이탈하는 3개의 헤드 연결 핀을 원주 상의 등간격의 위치에 구비하고, 상기 헤드 연결 핀의 각각과 붐의 걸림 이탈 동작을 행하는 제 2 핀 구동 실린더를 구비한 헤드 블록이 실린더 헤드부에 설치된 주실린더와,
인접하는 붐 중, 외측의 붐의 상단부와 그 외측의 붐의 가장 가까운 내측의 붐의 하단부를 고정하는 걸림 이탈 가능한 고정 수단을 구비하고,
상기 로드 연결 핀과 상기 헤드 연결 핀을 중첩하는 위치에 배치하고, 이들 로드 연결 핀과 헤드 연결 핀의 각각과 걸림 이탈하는 붐의 하단부에 설치한 걸어맞춤부를 이들 로드 연결 핀과 헤드 연결 핀에 공통으로 하고,
상기 고정 수단을 상기 로드 연결 핀과 상기 헤드 연결 핀의 사이의 위치에서, 원주 상의 등간격 위치의 3개소에 배치하고,
상기 피스톤 로드의 선단을 하방을 지향시켜, 신축 붐의 내측에 상기 주실린더를 수용시키고,
상기 피스톤 로드의 로드 연결 핀을 외측의 붐에 연계시키고, 상기 주실린더의 헤드 연결 핀을 상기 외측의 붐의 가장 가까운 내측의 붐에 연계시키고,
주실린더를 작동시킴에 의한 피스톤 로드의 전진에 의해 상기 외측의 붐에 대해서 상기 가장 가까운 내측의 붐을 신장시키고,
피스톤 로드의 후퇴에 의해, 외측의 붐에 대해서 가장 가까운 내측의 붐을 수축시키는 것을 특징으로 하는 건설용 크레인 신축 붐의 신축 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 주실린더의 작동 유압에, 신축 붐의 선단에 탑재되는 지브 크레인의 작동 유압을 이용하는 것을 특징으로 하는 건설용 크레인 신축 붐의 신축 기구.