JP6913546B2 - バラスト装置およびクレーン上部旋回体 - Google Patents

Description

本発明は、クレーン、特に移動式クレーン用のバラスト装置であって、該クレーンに実装可能なバラストフレームと、上記バラストフレームに蝶着されるとともに該バラストフレームに対して可動の、１または複数のバラスト板を支持する少なくとも１つのベース板と、を備えるバラスト装置に関する。

クレーン、特に移動式クレーンは、ある荷重モーメントに対して十分なカウンタバランスを必要とする。移動式クレーンの場合、カウンタバランスは、バラスト装置によってクレーン上部旋回体、特に旋回台に実装される。このバラスト装置は、さらに、適切な接続箇所を介して旋回台から吊り下げられるバラストフレームを含む。バラスト板は、バラストフレームに固定される１または複数のベース板の上に積層される。

カウンタバランスが大きくなるほど、許容荷重が大きくなる。さらなる影響因子となるのは、バラストと支持する荷重やブームシステムとの間隔である。つまり、バラストとブームシステムとの間隔が大きくなるにつれ、有効カウンタモーメントも大きくなる。

上部旋回体の旋回半径は、構造体の外縁によって決まるが、上記理由からバラスト装置の構成部によって旋回半径が決定されることが多い。したがって、実際には、バラスト半径についても言及される。上記のようにバラスト重心がシフトすることにより、カウンタバランスの作用が最適化される一方、バラスト半径が大きくなるというデメリットがある。小さく狭い建設現場において、上部旋回体の旋回範囲は干渉縁部によって限定されてしまうことがあるが、バラスト半径が大きくなるほどその可能性が高くなる。これまでの解決策としては、たとえば、ブームシステムに対する重心の間隔を大きくするために、バラスト支持部を直線状にシフトさせていた。しかし、このことにより、後端半径やバラスト半径も同様に拡大してしまう。旋回または回動可能なバラスト支持部もまた公知である。しかし、これまでの公知の解決策では、常に旋回半径が極端に大きくなってしまっていた。したがって、バラスト半径を著しく拡大させることなく、バラストの重心シフトを行うことが望ましい。

そこで、本発明は、上記問題を克服できる新規のバラスト装置を提供することを目的とする。

上記課題は、請求項１に記載の特徴を有するバラスト装置により解決される。従属項の主題として、本発明のさらなる好適な構成が挙げられる。

ベース板がフレームに回動可能に蝶着される一般のバラスト装置に鑑み、本発明においては、ベース板を、少なくとも２つの垂直な回動軸を中心として、バラストフレームに対して回動可能に該バラストフレームに実装する構成を提案する。この新規の回動運動学的特性により、許容荷重を増加しつつも、その際にバラスト半径があまり大きくならないようにバラストの重心をシフトできる。少なくとも２倍の回動が可能となるようにベース板をバラストフレームに配置することにより、ベース板は、バラストフレームに対してまず垂直軸を中心として回動でき、同時に該回動運動から独立した、自らの軸を中心とした、回転運動も行うことができる。これにより、１または複数のベース板は、好適には、その配向により生じる回転半径が拡大するように、フレームにおける左右方向位置から後方に回動し、さらにそれに応じて回転する。

本発明の好適な構成によれば、たとえば、少なくとも１つのレバーを用いて、ベース板をバラストフレームに蝶着できる。このとき、このレバーは、好ましくは、一方でバラストフレームに回動可能に、他端では、ベース板に回動可能に蝶着されてもよい。これにより、ベース板は、一方では、バラストフレームに対してレバーとともに回動し、他方では、レバーに対して、垂直な回動軸を中心として回転する。

同様に、上記ベース板は、少なくとも１つのさらなるレバーによって前記バラストフレームに接続されてもよい。このレバーも、好ましくは、バラストパレットに回動可能に、他方でベース板に回動可能に接続されてもよい。少なくとも１つのさらなるレバーは、ベース板において行われる回動運動および回転運動のガイド手段としての役割を果たす。

少なくとも２つのレバーにおける蝶着箇所は、バラストパレットにおよび／またはベース板において互いにずれて配置されている。たとえば、両レバーは、互いにずれてバラストフレームに蝶着されてもよく、特に、蝶着箇所における上部旋回体中心軸との距離が互いに異なるように蝶着されてもよい。また、同様に、レバーは互いにずれてベース板に蝶着されてもよい。たとえば、ベース板の長さ方向に互いにずれて、理想的には、第１のバーが、走行方向から見てベース板前方の領域に蝶着される一方、第２のレバーは、ベース板後方の領域にずれて蝶着される。

この回動運動学的特性またはレバー運動学的特性によって、特に好ましくは、ベース板は、走行方向から見て、旋回台に対して左右方向に隣接した位置から旋回台後方の位置へ回動可能であってもよく、ベース板の長手方向軸は、その間、好ましくは、車両中心軸に平行な位置から、車両中心軸に略直交する位置に移動する。たとえば、ベース板の長手方向軸は、それぞれ、バラストフレームの縁部／側部の位置において、コンパクトに設けられる。第１のレバーの回動運動は、好適には、約８０°〜１３０°、好ましくは、９０°〜１２０°の角度範囲内、理想的には、約１１０°で行われる。

上記ベース板および／または、上記ベース板に支持されるバラスト板は、上記バラストフレームと対向する側に１または複数の切欠部を有してもよい。この切欠部によって、レバー運動学的特性に対し、回動運動および回転運動を行うのに必要な空きスペースが与えられる。これによっても、ベース板とバラストフレームとの間隔をさらに短くできる。

ベース板の調節動作は、たとえば、１または複数の調整駆動部によって行われてもよい。リニアアクチュエータ、特に、間接的または直接的に少なくとも１つのレバーをシフトさせ、これにより回動運動および回転運動を引き起こす油圧式シリンダが特に好適である。

本発明の特別な実施形態においては、好ましくはバラストフレームの対向する両側において、該バラストフレームに蝶着された、少なくとも２つの回動可能なベース板を備えるバラスト装置を示す。理想的には、これら少なくとも２つの回動可能なベース板は、それぞれ別々の調整駆動部、好適には、別々のリニアアクチュエータ、特に油圧式シリンダによって動作可能である。特に好ましくは、上記両調整駆動部は、共通の連結板を介して上記バラストフレームに実装される。これにより、調節動作中に発生した力が、共通の連結板を介して、バラストフレームに導入される。それに応じて調整駆動部を配向する場合、つまり、特に調整駆動部の線状動作が対向して行われる場合、この導入された力は相殺できる。さらに、調整駆動部は、好ましくは、同時に動作可能である。

本発明におけるバラスト装置の他に、本発明はまた、少なくとも該バラスト装置を備えたクレーン、特に移動式クレーンを含む。既に述べた効果および特徴は、限定されることなく本発明における移動式クレーンにも適用できる。

以下に、本発明のさらなる効果や特徴を図面に示される実施例を用いて詳しく説明する。
図１は、旋回台に実装された本発明におけるバラスト装置を示す平面斜視図である。 図２は、本発明におけるバラスト装置の詳細斜視図である。 図３は、図１における実装バラスト装置が基本位置にあるときの平面図である。 図４は、図３のバラスト装置において重心がシフトする様子を示す図である。 図５は、バラスト装置において重心がシフトする様子を示す模式図である。 図６は、基本位置における図５の模式図である。

図１は、バラストフレーム２０を介して旋回台４０に実装される、本発明におけるバラスト装置１０を示す平面斜視図である。バラストフレーム２０自体に２つのベース板３０、３０´が回動可能に固定され、これらは、それぞれ２つの互いに隣り合うバラスト板積層体３１、３２を支持する役割を果たす。

図２にバラストフレーム２０ならびに安定化されていないベース板３０、３０´を備える、旋回台４０から取り外されたバラスト装置１０を示す。バラストフレーム２０は、調整ウェンチ２４とともに共通の搬送ユニットを構成してもよい。上部および下部接続点２５、２５´は、バラストフレームを移動式クレーンの旋回台４０にボルト留めする役割を果たす。

ベース板３０、３０´は、曲げ耐性を有するフレームとして構成される。それらは、それぞれたとえば、支持部３５によって、間隔を置いて互いに固定される合同の天板３３および底板３４で構成される。その間に位置する空隙には、自由に定義できる充填材が導入されてもよく、これにより、まだ設計の段階からバラストフレーム２０およびベース板３０、３０´で構成されるユニット全体の自重を可変に設定でき、そのため搬送や作動に対して最適化できる。

本発明によると、両ベース板３０は、鏡面対称であるレバー機構を介してバラストフレーム２０に回動可能に蝶着される。各ベース板３０、３０´は、前方レバー２２ならびに後方レバー２３を介して、垂直な回動軸を中心として回動可能に、バラストフレームに接続される。バラストフレーム２０に対するベース板の回動運動は、第１レバー２２をバラストフレーム２０に回動可能に接続する、垂直な回動軸Ａを介して行われる。ベース板３０の旋回運動は、第１のレバー２２を垂直な旋回軸Ｂを中心として旋回可能なように、ベース板３０に実装することにより行われる。同様に、これに応じて、軸Ｃを中心としてバラストフレームに対して回動可能であるとともに、軸Ｄを中心としてベース板３０に対して捻転可能な第２レバー２３も実装される。

レバー運動学的特性を利用することで、内蔵機構によってのみ、つまり、所定のレバー比および各蝶着箇所に基づいてバラストを正確に配向・配置できる。これにより、バラストの調整には、配置するためのルールやコストのかかる制御が不要となり、単にこれに対応したレバー運動学的特性を有効にするアクチュエータが必要となる。

バラストやベース板３０、３０´の位置は、適切なセンサによって検知され、たとえば、クレーンの荷重モーメント制限部またはクレーン制御部に通知される。

この特殊な運動学的特性は、特に、移動式クレーンの後端半径を著しく拡大せずに、バラストの重心シフトを行えるようにバラスト半径を効率良く調整することを目的とする。特に、バラスト半径の重心半径との比率は、最適化する必要がある。

まず、レバー運動学的特性の原理を図３〜６を参照して改めて説明する。各ベース板３０、３０´は、２つのレバー２２、２３を介してバラストフレーム２０に接続される。このとき、バラストフレーム２０にもベース板３０、３０´にも、垂直軸Ａ、Ｂを中心として回動可能に接続される前方レバー２２が用いられる。また、バラストフレーム２０にもベース板３０、３０´にも同様に回動可能に接続される後方レバー２３が設けられる。

図３に、両ベース板３０、３０´がバラストフレームに対して左右方向に隣接している、バラスト装置１０の基本位置を示す。図４および図５などに概して示すように、重心をシフトさせるために、両ベース板３０、３０´を旋回台４０の後方へ向けて後方に回動させる。さらに、前方レバー２２は、約１１０°の角度α外側に回動する。それに伴うベース板３０、３０´の強制移動により、ベース板３０、３０´が旋回台４０後方の位置へシフトする。バラスト全体の重心をできるだけずらしながらも、ベース板３０、３０´をできるだけコンパクトに旋回台４０後方に配置するために、この回動運動において、ベース板３０、３０´を、バラストフレーム２０に対して回動させるだけでなく、同時にさまざまなレバー長さやさまざまな蝶着箇所を用いてその軸を中心として旋回させる。

図３に、支持されるバラスト板の重心Ｓによって形成される重心半径Ｓ１を示す。さらに、図３の基本位置においてベース板３０、３０´の両外側の頂点３４、３４´によって形成される旋回半径Ｒ１を示す。

ここで、本発明における中心思想は、バラスト半径Ｒをできるだけ変えずに重心半径Ｓを拡大することである。さらに、旋回の中心を示すバラスト（図３）をできるだけ後方にシフトしなければならない。図４、５に、重心半径Ｓ２が拡大したバラスト装置１０の位置を示す。総じて、両レバー２２、２３の運動学的特性が、初めに旋回台に平行であったバラスト板３０、３０´の後方かつ外側への動きに作用することが分かる。ここで、新規の比較的拡大しないバラスト半径Ｒ２は、バラストの頂点３３、３３´およびベース板３０、３０´によって規定される。しかし、重心半径Ｓ２は著しく拡大する。たとえば、図示の実施例では、バラスト半径は約１．１ｍずれており、重心は合計１．９ｍずれている。これにより、両半径がどのような好適な比率で変化するかが明らかである。これによる決定的な効果として、旋回半径の拡大は、バラスト重量の重心に対する半径の拡大とは直線的な関係にはならない。

ベース板３０、３０´は、それぞれ両ベース板３０、３０´の前方ハンドル２２を制御する油圧シリンダ４１によって駆動される。この第１のレバー２２の所定の動きによって、ベース板３０、３０´が第２のレバー２３に導かれ、必然的に所定の構造を有するレールに沿うこととなる。両シリンダユニット４１の共通の連結板によって、調整力の大部分が中和される。というのも、この力は両ベース板３０、３０´の作動時に対向して作用するからである。

バラストフレーム２０の着脱は、２つのバラストシリンダ５０を備える最近の先行技術だけでなく、互いに連結された３つのシリンダ５０、５１の組み合わせによっても行われる。さらに、バラスト装置１０が実装、搬送されるある種の中立位置が存在する。この中立位置は、特に好ましい全体の重心位置によって特徴付けられる。

また、バラスト装置１０は、ここに示された両ベース板の位置において動作可能なだけでなく、同様に、１または複数の中間位置においてもクレーン動作が可能である。

この実施形態においては、２つのバラスト積層体を含むバラスト用のベース板が示されているが、１層のバラスト板を保持するベース板によっても同一のシステムを実現できる。

Claims (11)

1. 移動式クレーン用バラスト装置であって、
   該移動式クレーン、特に該移動式クレーンの上部構造、特に該移動式クレーンの旋回台に実装可能なバラストフレームと、
   前記バラストフレームに蝶着されるとともに該バラストフレームに対して可動の、１または複数のバラスト板を支持する少なくとも１つのベース板と、
   を備え、
   前記移動式クレーンは前記旋回台を備え、前記少なくとも１つのベース板は、少なくとも２つの垂直な回動軸を中心として、バラストフレームに対して回動可能であり、前記旋回台に対して左右方向に隣接した基本位置から、前記旋回台後方の位置へ回動可能であることを特徴とするバラスト装置。
2. 請求項１に記載のバラスト装置において、
   前記ベース板は、少なくとも１つのレバーによって前記バラストフレームに蝶着され、前記レバーは、好ましくは、一方で回動可能に前記バラストフレームに、他方で回動可能に前記ベース板に蝶着されることを特徴とするバラスト装置。
3. 請求項２に記載のバラスト装置において、
   前記ベース板は、少なくとも１つのさらなるレバーによって前記バラストフレームに接続され、
   このレバーは、好ましくは回動可能にバラストフレームおよび／または、前記ベース板に蝶着され、
   前記さらなるレバーは、ベース板の長さ方向から見て、第１の前記レバーよりも車両後端側において前記ベース板に蝶着されることを特徴とするバラスト装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のバラスト装置において、
   前記ベース板の長手方向軸は、前記旋回台に隣接した前記基本位置において、旋回台／バラストフレームの長手方向軸または車両方向に略または完全に平行に位置することを特徴とするバラスト装置。
5. 請求項２または３に記載のバラスト装置において、
   前記レバーにおけるバラストフレームへの蝶着箇所は、前記旋回台／バラストフレームの中心軸から左右方向外側にずれていることを特徴とするバラスト装置。
6. 請求項２、３および５のいずれか１つに記載のバラスト装置において、
   前記ベース板および／または、前記ベース板に支持されるバラスト板は、その前記基本位置において前記バラストフレームと対向する側に１または複数の切欠部を有し、前記バラストフレームやレバー運動学的特性に対し、回動運動に必要な空きスペースを提供することを特徴とするバラスト装置。
7. 請求項２、３、５および６のいずれか１つに記載のバラスト装置において、
   前記レバーを作動させる少なくとも１つの調整駆動部、特に油圧式シリンダが設けられることを特徴とするバラスト装置。
8. 請求項７に記載のバラスト装置において、
   該装置は、別々の調整駆動部によって可動な２つの回動可能なベース板を備え、
   前記別々の調整駆動部は、共通の連結板を介して前記バラストフレームに実装され、
   前記別々の調整駆動部の各々から前記連結板に作用する力の少なくとも一部は、対向して作用することを特徴とするバラスト装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載のバラスト装置において、
   １または複数のセンサが、前記１または複数のベース板の前記バラストフレームに対する位置を検知するために設けられることを特徴とするバラスト装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載のバラスト装置において、
    少なくとも１つのベース板は、充填材が少なくとも部分的に充填される空隙を有し、
    この充填材は、好ましくは少なくとも１つのベース板から除去できることを特徴とするバラスト装置。
11. 少なくとも請求項１から１０のいずれか１つに記載のバラスト装置を備える移動式クレーン。

Images