(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
図面を参照して、本発明に係るクレーンについて説明する。なお、説明の便宜上、各図に記載したように、クレーンの前後左右および上下方向を規定する。
図1は、タワークレーンの外観を示す側面模式図である。タワークレーン(以下、クレーン100と記す)は、走行体101と、走行体101上に旋回可能に搭載される旋回体102と、旋回体102のフレームに起伏可能に取り付けられたタワーブーム(以下、ブーム103と記す)と、ブーム103の先端部に起伏可能に取り付けられたタワージブ(以下、ジブ104と記す)とを有する。
【0011】
ジブ104の先端部にはジブ吊り用のフック(以下、ジブフック105と記す)が吊り下げられ、ブーム103の先端部にはブーム吊り用のフック(以下、ブームフック106)が吊り下げられている。
【0012】
旋回体102にはフロントウインチ110と、リアウインチ111と、ブーム起伏ウインチ112とが搭載されている。フロントウインチ110にはフロント用ワイヤロープ(以下、フロントロープ110aと記す)が巻回され、フロントロープ110aはブーム103の頂部を経由してブームフック106に接続されている。フロントウインチ110の駆動によりフロントロープ110aが巻き取りまたは繰り出され、ブームフック106が昇降する。
【0013】
リアウインチ111にはリア用ワイヤロープ(以下、リアロープ111aと記す)が巻回され、リアロープ111aはブーム103の頂部およびジブ104の先端部を経由してジブフック105に接続されている。リアウインチ111の駆動によりリアロープ111aが巻き取りまたは繰り出され、ジブフック105が昇降する。
【0014】
旋回体102の前部には回動可能にマスト107が軸支され、マスト107の先端部とブーム103の頂部とはペンダントロープ115で接続されている。ブーム起伏ウインチ112には起伏用ワイヤロープ(以下、ブーム起伏ロープ112aと記す)が巻回されている。ブーム起伏ロープ112aは、ブーム起伏ウインチ112の後方に設けたシーブ121とマスト107の先端部に設けたシーブ122との間に複数回掛け回されている。ブーム起伏ウインチ112の駆動によりブーム起伏ロープ112aが巻き取りまたは繰り出されてマスト107が回動し、ペンダントロープ115を介してブーム103が起伏する。
【0015】
ブーム103の背面側にはジブ起伏ウインチ113が設けられ、ジブ起伏ウインチ113にはジブ起伏ロープ113aが巻回されている。ブーム103の先端には、フロントポスト108とリアポスト109とが回動可能に取り付けられている。フロントポスト108は、ジブ104とリアポスト109との間に配置され、ジブ104の先端部にペンダントロープ116を介して連結されている。
【0016】
フロントポスト108の先端部にはシーブ123が設けられ、リアポスト109の先端部にはシーブ124が設けられている。フロントポスト108のシーブ123とリアポスト109のシーブ124との間には、ジブ起伏用のジブ起伏ロープ113aが複数回掛け回されている。ジブ起伏ウインチ113の駆動によりジブ起伏ロープ113aが巻き取りまたは繰り出されると、リアポスト109に対してフロントポスト108が回動し、ペンダントロープ116を介してジブ104が起伏する。
【0017】
リアポスト109の先端部とブーム103の基端部近傍のブラケット139とは、分割自在なリアポスト支持ペンダント140によって連結されている。リアポスト支持ペンダント140は、ポスト側ペンダント部材141と、ブーム側ペンダント部材142とに分割可能とされている。
【0018】
ポスト側ペンダント部材141は、一端がリアポスト109の先端部のピン109bに回動可能に取り付けられている。ポスト側ペンダント部材141(
図2参照)の他端には、ブーム側ペンダント部材142の一端が取り付けられている。ブーム側ペンダント部材142の他端は、ブーム103の基端部近傍のブラケット139に回動可能に取り付けられている。
【0019】
なお、リアポスト支持ペンダント140は、複数の棒状のペンダント部材(バーペンダント)やワイヤロープからなるペンダント部材(ペンダントロープ)などの構成部材が連結されてなる。本実施の形態では、ポスト側ペンダント部材141は棒状のバーペンダントであり、ポスト側ペンダント部材141と連結されるブーム側ペンダント部材142の構成部材が棒状のバーペンダントとされている。
【0020】
ところで、クレーン100は、通常、ブーム103やジブ104等を分解した状態でトレーラによって作業現場に個別に搬送され、作業現場において組み立てられる。組立作業時、作業者は、ブーム103を地面に対してほぼ水平となるように延ばした状態で、ブーム103の先端側にフロントポスト108およびリアポスト109を取り付ける。
【0021】
ジブ104、フロントポスト108およびリアポスト109をブーム103に取り付けた後、作業者は、リアポスト109に接続されたポスト側ペンダント部材141と、ブーム103に接続されたブーム側ペンダント部材142とを接続する。その後、作業者は、補助クレーン等を用いてジブ104をブームに取り付ける。
【0022】
以下、ポスト側ペンダント部材141とブーム側ペンダント部材142とを取り付けるために用いられるポスト駆動装置150の構成を詳しく説明する。ポスト駆動装置150は、ブーム103の先端部に設けられている。
【0023】
図2は、ブーム103の先端部を示す図である。なお、
図2〜
図14で示す側面模式図において、説明の便宜上、各構成部材の外形を実線で模式的に表している。
図2に示すように、ブーム103には、ブーム103の先端部を構成するブームヘッド131が設けられている。
図2では、ブーム103の腹面が地面に対向するように倒伏され、ブーム103が前後方向に延在するように略水平に配置された状態を示している。
【0024】
図2に示すように、ブームヘッド131の頂部には、所定長さを有する左右一対のポスト固定部材132が、フロントポスト108の基端部からリアポスト109の基端部に亘って設けられている。左右一対のポスト固定部材132は、長手方向中央部において、2本の支持パイプ166,167により連結されている。
【0025】
フロントポスト108は、左右方向で対向しつつ長手方向に延びる一対の支柱181と、左右一対の支柱181間を連結する連結部材(不図示)とを備えている。支柱181は、左右方向に延びるピン108aにより回動可能にポスト固定部材132の一端部(
図2に示すポスト固定部材132の下端部)に軸支されている。
【0026】
リアポスト109は、左右方向で対向しつつ長手方向に延びる一対の支柱191と、左右一対の支柱191間を連結する連結部材192とを備えている。支柱191は、左右方向に延びるピン109aにより回動可能にポスト固定部材132の他端部(
図2に示すポスト固定部材132の上端部)に軸支されている。
【0027】
図2に示すように、リアポスト109とブームヘッド131との間には、リアポスト109を回動駆動するポスト駆動装置150が設けられている。ポスト駆動装置150は、第1リンク151および第2リンク152を有するリンク機構155と、リンク機構155を駆動する油圧シリンダ153とを備える。
【0028】
左右一対のポスト固定部材132間に架け渡される支持パイプ166,167には、略三角形状の取付板165が設けられている。支持パイプ166および支持パイプ167は、それぞれ略三角形状の取付板165の基端側(ポスト固定部材132に対する取付け側)における2つの頂点それぞれの近傍に挿通されている。
【0029】
ブームヘッド131における取付板165の突出側(先端側)の頂点の近傍には、左右方向に延びるピン161によって、第1リンク151の基端部が回動可能に取り付けられている。この第1リンク151の回動支点となるピン161は、フロントポスト108とリアポスト109との間に配置されている。第1リンク151は、左右一対の長尺状の縦板151aが一枚の長尺状の横板151bで結合された構造である。
【0030】
図2に示すリアポスト109の基端側の上面には、取付ブラケット168が突設されている。リアポスト109における左右一対の取付ブラケット168には、左右方向に延びるピン162が架け渡され、このピン162によって、第2リンク152の基端部が回動可能に取り付けられている。第2リンク152は、左右一対の長尺状の縦板152aが一枚の長尺状の横板152bで結合された構造である。
【0031】
リアポスト109の取付ブラケット168から先端側に所定距離離れた位置には、シリンダ支持ブラケット169が上方に向けて突設されている。油圧シリンダ153は、シリンダチューブ(以下、チューブ153tと記す)と、チューブ153tに対して伸縮するロッド153rとを有する。
【0032】
油圧シリンダ153は、ボトム側の油室(以下、ボトム室と記す)と、ロッド側の油室(以下、ロッド室と記す)とを備えている。油圧シリンダ153は、ボトム室に作動油が供給されると伸長し、ロッド室に作動油が供給されると収縮する構成である。
【0033】
油圧シリンダ153の一端部であるチューブ153tの端部は、左右方向に延びるピン163によって、リアポスト109のシリンダ支持ブラケット169に回動可能に取り付けられている。油圧シリンダ153の他端部であるロッド153rの先端部(ロッドヘッド)、第1リンク151の先端部、および第2リンク152の先端部は、左右方向に延びる連結軸160によって連結されている。つまり、油圧シリンダ153、第1リンク151および第2リンク152は、それぞれ連結軸160を回転中心として相対的に回動可能に連結されている。
【0034】
第1リンク151および第2リンク152によって構成されるリンク機構155は、油圧シリンダ153の伸縮動作により、第1リンク151で規制される回動半径をもって作動する。リアポスト109は、リンク機構155の作動により、ピン109a周りに回動駆動する。
【0035】
図3は、ポスト駆動装置150によって回動するリアポスト109の回動範囲を示す模式図である。リンク機構155は、ブーム103を水平に倒伏させた状態において、
図3において実線で示すように、リアポスト109をフロントポスト108側に倒伏させた位置(PL)と、
図3において二点鎖線で示すように、リアポスト109をブーム103側に倒伏させた位置(BL)とを含む範囲で、リアポスト109を回動させる構成とされている。リアポスト109を倒伏させた位置(PL)とは、鉛直方向(V)よりもフロントポスト108側にリアポスト109を傾けた位置であり、リアポスト109を倒伏させた位置(BL)とは、鉛直方向(V)よりもブーム103側にリアポスト109を傾けた位置である。
【0036】
シーブ123とシーブ124との間でジブ起伏ロープ113aの掛け回し作業を行う際、リアポスト109のシーブ124とフロントポスト108のシーブ123とをできるだけ接近させるとともにリアポスト109のシーブ124を地面に近づけることが作業性の観点から好ましい。このため、リアポスト109の回動範囲Sのフロントポスト側限界位置(PL)は、リアポスト109がブーム103に平行に配置される位置、すなわち水平方向(H)よりもフロントポスト108側に10度程度傾いた位置に設定されている。リアポスト109は、ブーム103を水平に倒伏させた状態で油圧シリンダ153を最も収縮させたとき、フロントポスト側限界位置(PL)に位置する。
【0037】
リアポスト109の回動範囲Sのブーム側限界位置(BL)は、ブーム103に取り付けられたブーム側ペンダント部材142の一端と、リアポスト109の先端部に取り付けられたポスト側ペンダント部材141の他端とを取り付け可能な位置まで、リアポスト109がブーム側に倒伏するように設定されている。リアポスト109は、ブーム103を水平に倒伏させた状態で油圧シリンダ153を最も伸長させたとき、ブーム側限界位置(BL)に位置する。
【0038】
本実施の形態では、リアポスト109の回動範囲Sのブーム側限界位置(BL)は、リアポスト109がブーム103に直交して配置される位置、すなわち鉛直方向(V)よりもブーム103側に45度程度傾いた位置に設定されている。
【0039】
このように、リアポスト109は、ブーム103を水平に倒伏させた状態において、ポスト駆動装置150により、鉛直方向(V)を跨ぐように回動される。
【0040】
本実施の形態では、少なくとも水平方向に延在する位置(H)と鉛直方向に延在する(V)とを含むように、回動範囲Sを145度程度に設定している。これにより、シーブ123とシーブ124との間でジブ起伏ロープ113aを掛け回す作業を行い得る位置と、ブーム側ペンダント部材142とポスト側ペンダント部材141との取付け作業を行い得る位置の間で、リアポスト109を回動させることができる。
【0041】
以下、クレーン100の組立作業のうち、ブーム103にフロントポスト108およびリアポスト109を取り付ける作業、ならびに、ポスト側ペンダント部材141とブーム側ペンダント部材142とを取り付ける作業について説明する。なお、ブーム側ペンダント部材142は、
図3に示すように、ブーム103上に載置され、ポスト側ペンダント部材141との接続端部142aが、リアポスト109側に配置されている。
【0042】
図4はブーム103にフロントポスト108を取り付ける作業を説明する図である。
図4(a)に示すように、作業者は、ブーム起伏用の操作レバーを操作することにより、ブーム起伏ウインチ112を駆動させて、ブーム103が水平となるようにブーム103を倒伏させておく。
【0043】
図4(b)に示すように、作業者は、補助クレーンを使用して、フロントポスト108を吊り上げ、フロントポスト108の基端部をブームヘッド131に取り付ける。その後、作業者は、補助クレーンを使用して、リアポスト109を吊り上げる。図示するように、補助クレーンのフックFに吊り下げられたロープRは、リアポスト109の両端部に取り付けられている。なお、油圧シリンダ153は予め最縮長となるまで収縮されている。また、ポスト側ペンダント部材141は、予め一端がリアポスト109の先端部にピン109bにより回動可能に取り付けられ(
図3参照)、一端を回動支点として回動することがないように、他端が固定装置(不図示)によりリアポスト109に固定されている。
【0044】
図5はブーム103にリアポスト109を取り付ける作業を説明する図である。作業者は、補助クレーンを使用して、リアポスト109を吊り上げた後、
図5(a)に示すように、リアポスト109の基端部をブームヘッド131のポスト固定部材132(
図2参照)に取り付ける。その後、作業者は、
図5(b)に示すように、リアポスト109がポスト駆動装置150によって支持される角度にリアポスト109の取付角度を設定する。
【0045】
図6はフロントポスト108のシーブ123とリアポスト109のシーブ124にジブ起伏ロープ113aを掛け回す作業を説明する図である。
図6(a)に示すように、作業者は、リアポスト109の取付角度を設定した後、補助クレーンのフックFに吊り下げられているロープRを取り外す。このとき、フロントポスト108のシーブ123とリアポスト109のシーブ124との距離や、シーブ124と地面との距離が
図5(a)の状態(リアポスト109が水平に配置された状態)のときよりも短くなっている。
【0046】
図6(b)に示すように、作業者は、リービングウインチ等(不図示)を使用して、ジブ起伏ウインチ113からジブ起伏ロープ113aを引き出す。作業者は、ジブ起伏ウインチ113から引き出されたジブ起伏ロープ113aをブームヘッド131に設けられたガイドシーブ133やリアポスト109に設けられたガイドシーブ134を介してシーブ124に導く。その後、作業者は、ジブ起伏ロープ113aをシーブ124とシーブ123との間で複数回掛け回し、ジブ起伏ロープ113aの端部をリアポスト109あるいはフロントポスト108の所定の位置に固定する。
【0047】
図7〜
図12は、ポスト駆動装置150によりリアポスト109が回動駆動される様子を説明する図である。油圧シリンダ153を駆動させることに先立って、油圧シリンダ153と油圧源(不図示)とを接続する。油圧シリンダ153と油圧源(不図示)との間には油圧源から吐出される作動油の流れを切り替える切替弁ユニット(不図示)が設けられている。作業者は、切替弁ユニット(不図示)を操作することで、油圧源から吐出される作動油を油圧シリンダ153のロッド室およびボトム室のいずれかに供給することができる。
【0048】
図7に示す最縮長状態の油圧シリンダ153のボトム室に油圧源(不図示)より作動油を供給し、ロッド室から作動油を排出させ、タンク(不図示)に導く。油圧シリンダ153のボトム室に作動油が供給されると、連結軸160を介して第1リンク151および第2リンク152のそれぞれにシリンダ推力が作用するとともに、ピン163を介してリアポスト109にシリンダ推力が作用する。
【0049】
第1リンク151に作用するシリンダ推力F1は、第1リンク151の回転中心であるピン161に向かう力F11と、第1リンク151を回転させようとする力F12に分解される。なお、第1リンク151に力F12が作用しても第1リンク151の回動は、第2リンク152によって規制される。
【0050】
第2リンク152に作用するシリンダ推力F2は、第2リンク152の回転中心であるピン162に向かう力F21と、第2リンク152を回転させようとする力F22に分解される。なお、第2リンク152に力F22が作用しても第2リンク152の回動は、第1リンク151によって規制される。
【0051】
第2リンク152の回転中心に向かう力F21は、ピン162に作用する。ピン162に作用する力F21は、ピン109aを回転中心としてリアポスト109を回転させるように作用する回転力F211と、回転力F211に直交する力F212とに分解される。
【0052】
ピン163を介してリアポスト109に作用するシリンダ推力F3は、ピン109aを回転中心としてリアポスト109を回転させるように作用する回転力F31と、回転力F31に直交する力F32とに分解される。
【0053】
したがって、油圧シリンダ153のボトム室に作動油が供給されると、油圧シリンダ153の推力によって発生する回転力F31および回転力F211がリアポスト109に作用し、リアポスト109がピン109aを回転中心として、
図7において反時計方向に回転する。すなわち、
図7に示す姿勢から、
図8に示す姿勢、
図9に示す姿勢、
図10に示す姿勢、
図11に示す姿勢、および
図12に示す姿勢の順に、リアポスト109の姿勢が移行し、リアポスト109が起立する。
図12は、リアポスト109が鉛直方向に延びるように起立した状態を示している。
【0054】
図13は、ポスト側ペンダント部材141とブーム側ペンダント部材142とを取り付ける作業を説明する図である。
図12に示す状態から、油圧シリンダ153のボトム室に作動油が供給されると、リアポスト109がブーム103側に倒伏し(傾き)、
図13(a)に示す姿勢に移行する。
【0055】
作業者は、ポスト側ペンダント部材141の下端部の固定を解除し、ピン109bを回転中心としてポスト側ペンダント部材141を揺動させ、ポスト側ペンダント部材141の接続端部141aを、連結金具143を介して、ブーム側ペンダント部材142の接続端部142aに接続する。
【0056】
連結金具143は、両端に貫通孔が設けられた連結部材である。
図12の拡大模式図に示されるように、連結金具143は、予め、一の貫通孔および接続端部141aの貫通孔にピンが挿着されることで、ポスト側ペンダント部材141に回動可能に取り付けられている。
【0057】
図13に示すように、作業者は、連結金具143の他の貫通孔および接続端部142aの貫通孔にピンを挿着して、ブーム側ペンダント部材142を連結金具143に回動可能に連結する。これにより、ポスト側ペンダント部材141とブーム側ペンダント部材142とが連結される。
【0058】
図14は、ポスト側ペンダント部材141とブーム側ペンダント部材142とを張る作業(緊張させる作業)を説明する図である。作業者は、油圧源(不図示)から吐出される作動油が油圧シリンダ153のロッド室に供給されるように、切替弁ユニットを操作する。作業者は、油圧シリンダ153のロッド室に作動油を供給して、油圧シリンダ153を収縮させる。これにより、ブーム103側に倒伏されていたリアポスト109が起立し、
図14に示すように、ポスト側ペンダント部材141およびブーム側ペンダント部材142が張られた状態となる。その後、作業者は、ジブ104をブーム103に取り付ける作業に進む。
【0059】
上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)ブーム103を水平に倒伏させた状態において、リアポスト109をフロントポスト108側に倒伏させた位置(PL)とブーム103側に倒伏させた位置(BL)とを含む範囲で、リアポスト109を回動させるリンク機構155を有するポスト駆動装置150を設けた。これにより、補助クレーンを用いることなく、水平状態に倒伏されたブーム103に取り付けられたリアポスト109を起立させ、ブーム103側に倒伏させることができる。これにより、水平状態に倒伏されたブーム103に取り付けられ、フロントポスト108側に倒伏されたリアポスト109を、補助クレーンを用いることなく起立させ、ブーム103側に倒伏させることができる。その結果、クレーンの組立分解作業性の向上を図ることができる。
【0060】
(2)リアポスト109がブーム103に平行に配置される位置(H)と、リアポスト109がブーム103に直交して配置される位置(V)とを含む範囲で回動するように、ポスト駆動装置150が設けられている。平行に配置される位置(H)よりもフロントポスト108側にリアポスト109を倒伏させることができるので、シーブ123とシーブ124との間におけるジブ起伏ロープ113aの掛け回し作業性の向上を図ることができる。
【0061】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
(変形例1)
上述した実施の形態では、油圧シリンダ153のロッドヘッドにおいて、連結軸160を中心に回動可能に第1リンク151および第2リンク152が接続されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。油圧シリンダ153のチューブ153tの端部において、連結軸160を中心に回動可能に第1リンク151および第2リンク152を接続し、油圧シリンダ153のロッドヘッドをリアポスト109に接続してもよい。
【0062】
(変形例2)
上述した実施の形態では、フロントポスト108がブームヘッド131に回動可能に取り付けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ジブ104の基部に元付けするようにしてもよい。
【0063】
(変形例3)
上述した実施の形態では、ポスト駆動装置150の駆動源として油圧シリンダ153を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、電動モータと送りねじ機構とを用いた直動型の伸縮アクチュエータを採用してもよい。
【0064】
(変形例4)
ポスト側ペンダント部材141およびブーム側ペンダント部材142は、棒状のバーペンダントとする場合に限定されることなく、ワイヤロープで構成してもよい。
【0065】
(変形例5)
上述した実施の形態では、走行体101を備えた移動式のクレーン100について説明したが本発明はこれに限定されない。固定式のクレーンにも適用することができる。
【0066】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。