クレーンの免震・制振複合装置
【課題】大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、大地震発生時にクレーンに作用する大きな外力を効率良く低減し得るクレーンの免震・制振複合装置を提供する。
【解決手段】コンテナクレーン３の支持脚部としての脚部５に、免震用水平方向変位吸収装置１７を設けると共に、コンテナクレーン３の上部に、制振用マスダンパー装置３０を設ける。
【解決手段】コンテナクレーン３の支持脚部としての脚部５に、免震用水平方向変位吸収装置１７を設けると共に、コンテナクレーン３の上部に、制振用マスダンパー装置３０を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行レール上を走行可能なコンテナクレーンや走行式ジブクレーン、或いはビル等の構築物にマストが立設されるクライミングクレーンやタワークレーン等のクレーンの免震・制振複合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２３は一般的なコンテナクレーンの一例を示す概略図であって、図中、１は岸壁２に繋留されたコンテナ船であり、該コンテナ船１と岸壁２との間でコンテナクレーン３により吊荷としてのコンテナ４が荷役されるようになっている。
【０００３】
図示するコンテナクレーン３においては、岸壁２に敷設された走行レール１４上を転動する車輪１５によって走行可能な脚部５の上方に、陸側に位置するガーダ６ａと、海側に張り出すブーム６ｂとが設けられ、該ガーダ６ａとブーム６ｂに沿ってトロリー７が、機械室１１内の横行ドラム１３によるロープ牽引方式により横行可能に設置されている。
【０００４】
前記トロリー７には、コンテナ４を把持するための吊具としてのスプレッダ８がヘッドブロック９を介して巻上ロープ１０により懸吊されており、該巻上ロープ１０を機械室１１内の巻上ドラム１２により巻き上げたり巻き下げたりすることで前記スプレッダ８が昇降されるようになっている。
【０００５】
そして、例えば、コンテナクレーン３を用いてコンテナ船１上からコンテナ４を荷揚げする場合には、コンテナ船１上に横行させたトロリー７からスプレッダ８を吊り降ろしてコンテナ４を把持せしめ、次いで、スプレッダ８を巻き上げてトロリー７を岸壁２上の吊り降ろし位置まで横行させ、その後、スプレッダ８を巻き下げてコンテナ４を岸壁２上の所定位置に吊り降ろすという一連の操作が行われることになる。
【０００６】
一方、図２４はビル等の構築物を建設する際に用いられる従来のクライミングクレーンの一例を示す概略図であって、クライミングクレーン５０は、上方へマストブロック５１ａを順次継ぎ足し可能なマスト５１の頂部に、昇降ユニット５２を介して旋回体５３を旋回自在に配置し、該旋回体５３上にジブ５４を起伏自在に取り付け、前記旋回体５３に、後方へ延びるカウンタフレーム５５を一体に設け、該カウンタフレーム５５上に、吊荷用フック５６を吊り下げるワイヤロープ５７を巻上げ下げするための巻上装置５８と、ジブ５４の起伏用のワイヤロープ５９を巻上げ下げするための起伏装置６０とを設置してなる構成を有している。
【０００７】
ところで、近年、日本各地において大きな地震が発生しており、なかでも、平成７年１月に発生した兵庫県南部地震の際には、工場や港湾施設において、クレーンの大きな被害が発生しており、又、近未来において、東海地震や関東地震の発生が心配されていることから、クレーンの耐震性を向上することが研究され、さまざまな制振構造や免震構造が開発されている。
【０００８】
尚、最近のクライミングクレーンやタワークレーンにおいては、マストの基端部をバネ要素（積層ゴム等）で支持すると共に、全体の安定度を確保するために（前記バネ要素としての積層ゴム等に引張力を与えないようにするために）、非常に重いバラストを多く搭載することにより、免震を行うようにしたものがある。
【０００９】
又、クレーンの制振構造の一例を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】特許第３５６５２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図２３に示されるようなコンテナクレーン３や走行式ジブクレーン等のように背が高く且つ重心の高いクレーンの場合には、大きな地震が起こると、特に、クレーンの走行方向と直角な横行方向において、クレーンの脚部５が四股を踏むように左右交互に浮き上がる、いわゆるロッキング現象が発生し、浮き上がった側の脚部５が着地する際、元の位置に戻らずに少し内側にずれ、その結果、車輪１５が走行レール１４から離脱し、大掛かりな復旧作業が必要となることがあった。又、大地震発生時には、岸壁２におけるケーソン（図示せず）の移動に伴う走行レール１４のスパンの広がりによる強制変位が発生し、クレーンの脚部５の股裂きを伴う脱輪や脚部５の座屈等が発生する虞もあった。
【００１１】
一方、特許文献１に開示されているようなクレーンの制振構造は、地震が発生してクレーン自体がある程度揺れてから初めて効果が現れるものであり、長周期の地震の対応には優れているものの、大地震発生初期の対応が難しいという欠点を有していた。
【００１２】
又、積層ゴム等を用いた免震構造の場合、大地震発生初期の対応には優れているものの、相対変位でおよそ５００［ｍｍ］程度しか動かすことができず、コンテナクレーン３等に単に適用した場合、ロッキング現象の対応に無理があって、重心の移動量に限界があり、必ずしも充分であるとは言えなかった。
【００１３】
更に又、今後の港湾法その他の法改正に伴い、大地震への対応はますます厳しくなっていくことは確実であり、コンテナクレーン３や走行式ジブクレーンのみならず、クライミングクレーン５０やタワークレーンにおいても、大地震発生時にクレーンに作用する大きな外力を低減することは急務となっている。
【００１４】
本発明は、斯かる実情に鑑み、大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、大地震発生時にクレーンに作用する大きな外力を効率良く低減し得るクレーンの免震・制振複合装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、クレーンの支持脚部に、免震用水平方向変位吸収装置を設けると共に、クレーンの上部に、制振用マスダンパー装置を設けたことを特徴とするクレーンの免震・制振複合装置にかかるものである。
【００１６】
前記クレーンの免震・制振複合装置においては、前記クレーンの支持脚部を、少なくとも片側二本ずつのレールとした走行レール上に走行車輪ユニットを介して走行可能となるよう立設し、片側のレール上に配置された走行車輪ユニットだけでも自立可能とすると共に、該走行車輪ユニットと前記支持脚部との連結部に水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承を介装することにより、前記免震用水平方向変位吸収装置を構成することができる。
【００１７】
この場合、前記クレーンの前後方向へ作用する水平力が設定値を超えた際に、該クレーンの機械室をその前後方向へ移動可能となるよう配設することにより、前記制振用マスダンパー装置を構成することができる。
【００１８】
又、前記クレーンの免震・制振複合装置においては、前記クレーンの支持脚部としてのマストの下端部に一体化されたマスト支持部材を、基礎となる固定設置部材に対し、マストの周方向に等間隔となる少なくとも三箇所以上の位置で且つマストの軸心からその半径方向へ等間隔となる位置において前記固定設置部材或いは前記マスト支持部材のいずれか一方を上下から挟み込むように配設される水平方向変位吸収手段を介して支持せしめ、前記マストに作用する荷重並びに転倒モーメントを前記水平方向変位吸収手段の圧縮で受けるよう構成し、前記上下に配設される水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する上下いずれか一方の側の水平方向変位吸収手段を転がり支承又は滑り支承とし、該一方の側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する上下いずれか他方の側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承とすることにより、前記免震用水平方向変位吸収装置を構成することができる。
【００１９】
この場合、前記クレーンの上部に設置されるカウンタフレーム下面に、該クレーンの前後方向へ揺動自在なスイング機構を配設し、該スイング機構に制振用ウエイトを設けることにより、前記制振用マスダンパー装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のクレーンの免震・制振複合装置によれば、大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、大地震発生時にクレーンに作用する大きな外力を効率良く低減し得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２２】
図１〜図５は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図２３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図２３に示す従来のコンテナクレーン３と同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図５に示す如く、コンテナクレーン３の支持脚部としての脚部５に、免震用水平方向変位吸収装置１７を設けると共に、コンテナクレーン３の上部に、制振用マスダンパー装置３０を設けた点にある。
【００２３】
本図示例の場合、前記コンテナクレーン３の走行レール１４を少なくとも片側二本ずつのレールとし、該各レール上に走行車輪ユニット１６を介して脚部５を立設し、片側のレール上に配置された走行車輪ユニット１６だけでも自立可能とすると共に、走行車輪ユニット１６と脚部５との連結部に免震用水平方向変位吸収装置１７を介装するようにしてある。
【００２４】
前記走行車輪ユニット１６は、脚部５を構成する四本の脚柱１８の下端にそれぞれ、中ロッカービーム１９を連結し、該中ロッカービーム１９の走行レール１４長手方向両端部にそれぞれ、走行レール１４上方に配設される小ロッカービーム２０を枢着し、該小ロッカービーム２０にそれぞれ、前記走行レール１４上を走行可能な二個ずつの走行車輪２１を配設してなる構成を有している。尚、前記走行車輪ユニット１６には、走行車輪２１を回転駆動するためのモータ等の駆動装置２２を装備してある。
【００２５】
又、前記免震用水平方向変位吸収装置１７は、水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承２７によって構成してある。前記積層ゴム支承２７は、多数のゴム板と鋼板とを交互に積層した積層ゴム本体２７ａを、上フランジ２７ｂと下フランジ２７ｃとで挟持してなる構成を有しており、走行車輪ユニット１６の中ロッカービーム１９の上面に凹設した円形の凹溝２４内に、前記積層ゴム支承２７の下フランジ２７ｃを固定すると共に、脚柱１８下端に連結された脚座部材２６の底面に、前記積層ゴム支承２７の上フランジ２７ｂを固定するようにしてある。
【００２６】
一方、前記制振用マスダンパー装置３０は、機械室１１自体を制振用のマスとして利用するものであって、図４に示す如く、機械室１１の下部に、ガーダ６ａ上に敷設されたガイドレール３１上を転動自在なガイド車輪３２を設け、機械室１１の一端をガーダ６ａに固定された支持部材３３に緩衝ブロック３５を介して接合し、機械室１１の他端をガーダ６ａに固定された支持部材３４に緩衝ブロック３５を介して接合してなる構成を有している。
【００２７】
又、前記緩衝ブロック３５は、図５に示す如く、所要間隔をあけて対向配置される端板３６間に、バネ３７及びダンパ３８を並列に掛け渡すよう配置すると共に、連結部材３９を掛け渡すように設けて、該連結部材３９と端板３６とを、地震による水平力が設定値（例えば、０．２Ｇ）を超え且つガーダ６ａの長手方向へ作用した場合に破断する破断ピン４０を介してつないでなる構成を有しており、前記端板３６の一方を前記機械室１１側に固着し、前記端板３６の他方を前記支持部材３３，３４側に固着するようにしてある。
【００２８】
次に、上記図１〜図５に示す例の作用を説明する。
【００２９】
図１〜図５に示す例の如く構成すると、大地震が起こったとしても、その発生初期段階には、前記走行車輪ユニット１６の中ロッカービーム１９の凹溝２４と、脚座部材２６との間に介装された免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承２７によって、地震の揺れが効率良く吸収される。
【００３０】
そして、地震が発生してコンテナクレーン３自体がある程度揺れ始めた次の段階において、地震による水平力が設定値（例えば、０．２Ｇ）以下のときは、破断ピン４０は破断せず、制振用マスダンパー装置３０としての機械室１１はガーダ６ａと一体となって振動するが、コンテナクレーン３は構造上、この水平力に耐えられるようになっているので特に問題はない。更に揺れが強まり地震による水平力が設定値（例えば、０．２Ｇ）を超え且つガーダ６ａの長手方向へ作用した場合、前記破断ピン４０が破断し連結部材３９が外れ、端板３６間のバネ３７とダンパ３８が動作するようになる。このとき、機械室１１はガーダ６ａ側からの拘束力がなくなり殆ど移動しなくなるが、ガーダ６ａは地震による水平力により水平方向へ激しく揺れる。これをガーダ６ａ側から見れば、機械室１１はガイド車輪３２を介してガイドレール３１上をバネ３７とダンパ３８の許容範囲内で相対的にガーダ６ａの揺れと反対方向に動き、バネ３７とダンパ３８はこの相対運動を吸収するように働くので、コンテナクレーン３の振動が吸収されて減衰される。
【００３１】
しかも、本図示例の場合、少なくとも片側二本ずつの走行レール１４上に走行車輪ユニット１６を介して脚部５が立設され、片側のレール上に配置された走行車輪ユニット１６だけでも自立可能となっていることから、コンテナクレーン３の安定性が高まっている。
【００３２】
この結果、大地震発生初期の対応が前記免震用水平方向変位吸収装置１７によって可能となると共に、長周期の地震の対応が前記制振用マスダンパー装置３０によってなされるため、いかなる地震が発生しても、コンテナクレーン３の走行方向と直角な横行方向において、コンテナクレーン３の脚部５が四股を踏むように左右交互に浮き上がる、いわゆるロッキング現象が発生しにくくなり、走行車輪ユニット１６の走行車輪２１が走行レール１４から離脱することが回避される一方、大地震発生時に、岸壁２におけるケーソン（図示せず）の移動に伴う走行レール１４のスパンの広がりによる強制変位が発生したとしても、コンテナクレーン３の脚部５の股裂きを伴う脱輪や脚部５の座屈等が発生する心配もなくなる。
【００３３】
こうして、簡単な構造で、大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、コンテナクレーン３の安定性を高めつつ大地震発生時に該コンテナクレーン３に作用する大きな外力を効率良く低減し得、ロッキング現象の発生に伴う脱輪、並びに走行レール１４のスパンの広がりによる脚部５の股裂きを伴う脱輪や脚部５の座屈等を防止し得る。
【００３４】
図６〜図１６は本発明を実施する形態の第二例であって、図中、図２４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図２４に示す従来のクライミングクレーン５０と同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図６〜図１６に示す如く、クライミングクレーン５０の支持脚部としてのマスト５１の基端に、免震用水平方向変位吸収装置１７を設けると共に、クライミングクレーン５０の上部に、制振用マスダンパー装置３０を設けた点にある。
【００３５】
本図示例の場合、図７〜図１０に示す如く、マスト５１下端部からその半径方向へ放射状に張り出す四個のベースブロック６１を、マスト５１の下端部に一体化されるマスト支持部材とし、
該マスト支持部材としての各ベースブロック６１の下方位置に固定設置される基礎フレーム６２と、前記各ベースブロック６１が挿入配置されるよう前記基礎フレーム６２上に門形に立設される門形フレーム６３とを、基礎となる固定設置部材とし、
該固定設置部材としての基礎フレーム６２と門形フレーム６３とに対しマスト支持部材としてのベースブロック６１を、マスト５１の軸心Ｏ（図８参照）からその半径方向へ等間隔となる位置において前記ベースブロック６１を上下から挟み込むように配設される水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承６４と転がり支承６５又は滑り支承６６とを介して支持せしめ、
前記マスト５１に作用する荷重並びに転倒モーメントを前記水平方向変位吸収手段の圧縮で受けるよう構成し、
前記上下に配設される水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する下側の水平方向変位吸収手段を転がり支承６５又は滑り支承６６とし、該下側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する上側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承６４とし、これにより、前記免震用水平方向変位吸収装置１７を構成してある。
【００３６】
因みに、図９に示す如く、クライミングクレーン５０の自重をＷ、転倒モーメントをＭ、支承間スパンをＬとすると、前記ベースブロック６１の下側に配設される転がり支承６５又は滑り支承６６に作用する圧縮力Ｐ１は、
Ｐ１＝Ｗ／４＋Ｍ／Ｌ
となり、前記ベースブロック６１の上側に配設される積層ゴム支承６４に作用する圧縮力Ｐ２は、
Ｐ２＝−Ｗ／４＋Ｍ／Ｌ
となり、
Ｐ１＞Ｐ２
となる。
【００３７】
前記免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承６４は、図９に示す如く、多数のゴム板と鋼板とを交互に積層した積層ゴム本体６４ａを、上フランジ６４ｂと下フランジ６４ｃとで挟持してなる構成を有しており、前記マスト支持部材としてのベースブロック６１の上面に、前記積層ゴム支承６４の下フランジ６４ｃを固定すると共に、前記固定設置部材としての門形フレーム６３の内部上面に、前記積層ゴム支承６４の上フランジ６４ｂを固定するようにしてある。
【００３８】
前記免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５は、図１１に示す如く、下フランジプレート６７表面に下ガイドレール６８を取り付け、該下ガイドレール６８に対し、リニアボールベアリングを介して下ガイドブロック６９をスライド自在に嵌装すると共に、上フランジプレート７０表面に、前記下ガイドレール６８と直交する方向へ延びる上ガイドレール７１を取り付け、該上ガイドレール７１に対し、リニアボールベアリングを介して上ガイドブロック７２をスライド自在に嵌装し、前記下ガイドブロック６９と上ガイドブロック７２の背面同士を、ゴムシム等の緩衝材７３を介して一体に固着してなる構成を有しており、前記下フランジプレート６７を前記固定設置部材としての基礎フレーム６２上面に固定すると共に、前記上フランジプレート７０を前記マスト支持部材としてのベースブロック６１下面に固定するようにしてある。
【００３９】
又、前記免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての滑り支承６６は、図１２に示す如く、鋼板からなる下フランジプレート７４の表面に、樹脂コーティング層７５が形成されたステンレス板７６を一体化して支持材７７を形成すると共に、鋼板からなる上フランジプレート７８の表面に、フッ素樹脂層７９が形成された鋼板８０を天然ゴムシート等の振動吸収材８１を介して一体化することにより滑り材８２を形成し、前記支持材７７上に滑り材８２を、前記樹脂コーティング層７５とフッ素樹脂層７９とが当接するよう載置してなる構成を有しており、前記下フランジプレート７４を前記固定設置部材としての基礎フレーム６２上面に取り付けると共に、前記上フランジプレート７８を前記マスト支持部材としてのベースブロック６１下面に取り付けるようにしてある。
【００４０】
尚、前記門形フレーム６３はそれぞれ、図７に示す如く、基礎フレーム６２上にピン８３によって取り付けてあり、互いに隣接する門形フレーム６３間はそれぞれ、連結アーム８４によって連結してある。
【００４１】
一方、前記制振用マスダンパー装置３０は、図１３〜図１６に示す如く、前記クライミングクレーン５０のカウンタフレーム５５下面に、該クライミングクレーン５０の前後方向へ揺動自在なスイング機構８５を配設し、該スイング機構８５に制振用ウエイト８６を設け、更に、前記スイング機構８５をクライミングクレーン５０の前後方向へ強制駆動可能な制振駆動装置８７を設けてなる構成を有している。
【００４２】
前記スイング機構８５は、前記クライミングクレーン５０のカウンタフレーム５５下面に、クライミングクレーン５０の前後方向（図１３の左右方向）へ水平に延びる一対の支持部材８８，８８を、クライミングクレーン５０の幅方向（図１３の図面に対して直交する方向）へ所要間隔をあけて配置し、前記各支持部材８８，８８の上面側に、クライミングクレーン５０の幅方向へ延びる一対の軸８９ａ，８９ｂをクライミングクレーン５０の前後方向へ所要間隔をあけて軸受９０により回転自在に支持せしめ、該各軸８９ａ，８９ｂの長手方向の両端部付近に、夫々上下方向に延びる揺動アーム９１ａ，９１ｂ及び９１ｃ，９１ｄの上端を軸８９ａ，８９ｂと一体に回転し得るように固着し、前記各揺動アーム９１ａ，９１ｂ及び９１ｃ，９１ｄの下端部に、中央部に開口部９２（図１５参照）が穿設された揺動フレーム９３をピン９４を介して水平に吊り下げ支持し、更に、前記一方の揺動アーム９１ａ，９１ｂと他方の揺動アーム９１ｃ，９１ｄとの間に伸縮自在なダンパ９５，９５を掛け渡すように配設してなる構成を有しており、前記揺動フレーム９３上に前記制振用ウエイト８６を搭載してある。
【００４３】
前記制振駆動装置８７は、前記支持部材８８，８８の下面から支柱９６を垂下させ、該支柱９６の下端部に、前記揺動フレーム９３と所要間隔をあけて略水平に配設される固定フレーム９７を取り付け、該固定フレーム９７の幅方向（図１３の図面に対して直交する方向）の略中央部に、断面コの字形状で且つクライミングクレーン５０の前後方向へ延びる一対のガイドフレーム９８を、断面コの字形状の開放端が互いに対向するよう配設すると共に、該各ガイドフレーム９８の一端部を固定フレーム９７に設けられたブラケット９９にピン１００を介して揺動自在に枢支せしめ、前記対向配置されるガイドフレーム９８の内側に、所要長さを有するラック１０１を、その歯面が下向きとなるよう摺動自在に嵌入し、該ラック１０１の反歯面側の略中央部に係合片１０２を上方へ向けて突設し、該係合片１０２を前記揺動フレーム９３に穿設された開口部９２に挿通し、該開口部９２の縁部における揺動フレーム９３上面に、前記係合片１０２の側面が上下方向へ摺動自在に当接する受部材１０３を設け、前記固定フレーム９７上に、サーボモータ１０４によりカップリング１０５及び減速機１０６を介して回転駆動される駆動軸１０７を前記ラック１０１と直交する方向へ延びるよう軸受１０８を介して回転自在に配置し、該駆動軸１０７に嵌着されたピニオン１０９を前記ラック１０１に噛合させてなる構成を有している。尚、前記制振駆動装置８７は、クライミングクレーン５０の振動の加速度、揺動フレーム９３の変位並びに速度を検出器（図示せず）によって検出し、該検出器の出力信号に基づいて所定の演算処理を行い、その演算結果に基づいて制御装置（図示せず）から前記サーボモータ１０４に対して駆動指令を与え、ピニオン１０９を回転駆動させることによって、前記制振用ウエイト８６が搭載された揺動フレーム９３をクライミングクレーン５０の振動方向と反対方向へ揺動させるようにしてあるが、停電時等においては、前記サーボモータ１０４をフリーとすることにより、前記揺動フレーム９３を振り子のように自然に振らせて受動式の制振効果が得られるようにしてある。
【００４４】
次に、上記図６〜図１６に示す例の作用を説明する。
【００４５】
図６〜図１６に示す例の如く構成すると、クライミングクレーン５０のマスト５１に対し単なる鉛直下方への荷重が作用している状態では、免震用水平方向変位吸収装置１７におけるマスト支持部材としての各ベースブロック６１の下側に配設された四個の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６が圧縮され、これにより、前記鉛直下方への荷重が支持される。
【００４６】
一方、大地震の発生初期段階において、クライミングクレーン５０のマスト５１が水平方向へ横変位した場合には、該マスト５１の転倒側のベースブロック６１の下側に配設された前記転がり支承６５又は滑り支承６６が圧縮されると共に、前記マスト５１の反転倒側のベースブロック６１の上側に配設された免震用水平方向変位吸収装置１７における水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承６４が圧縮され、これにより、水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６と積層ゴム支承６４とに引張力を全く作用させずに、地震の揺れを効率良く吸収することが可能となる。
【００４７】
尚、前記免震用水平方向変位吸収装置１７における水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６や積層ゴム支承６４は引張力を支持することはできないが、本図示例の如き構造を採用することにより、どのような方向へ荷重や転倒モーメントが作用したとしても、その力を常に転がり支承６５又は滑り支承６６や積層ゴム支承６４の圧縮によって受けることが可能となっている。
【００４８】
しかも、前記水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する下側の水平方向変位吸収手段を転がり支承６５又は滑り支承６６とし、該下側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する上側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承６４としたことにより、全体の高さが高くなりすぎず、装置の大型化が避けられる。
【００４９】
そして、地震が発生してクライミングクレーン５０自体がある程度揺れ始めた次の段階においては、制振用マスダンパー装置３０の検出器（図示せず）によってクライミングクレーン５０の振動の加速度、揺動フレーム９３の変位、揺動フレーム９３の速度が検出され、該検出器の出力信号に基づいて制御装置（図示せず）により所定の演算処理が行われ、その演算結果に基づいてサーボモータ１０４に対して駆動指令が与えられ、ピニオン１０９を回転駆動させることによって、前記制振用ウエイト８６が搭載された揺動フレーム９３がクライミングクレーン５０の振動方向と反対方向へ揺動し、前記水平力によるクライミングクレーン５０の振動エネルギーが揺動フレーム９３を連結するダンパ９５の伸縮動作で吸収されてクライミングクレーン５０の制振が行われる。
【００５０】
尚、前記ダンパ９５の両端部の揺動アーム９１ａ，９１ｂ及び９１ｃ，９１ｄに対する取付位置を変えてダンパ９５の傾斜角度を変更し、該ダンパ９５の伸縮量を変更することにより、揺動フレーム９３の揺動の固有周期を調整し、制振用マスダンパー装置３０の固有振動数を確実にクライミングクレーン５０の固有振動数と一致するように調整することができる。又、停電時等においては、前記サーボモータ１０４をフリーとすることにより、前記揺動フレーム９３を振り子のように自然に振らせて受動式の制振効果を得ることも可能となっている。
【００５１】
この結果、大地震発生初期の対応が前記免震用水平方向変位吸収装置１７によって可能となると共に、長周期の地震の対応が前記制振用マスダンパー装置３０によってなされるため、いかなる地震が発生しても、クライミングクレーン５０の倒壊等が発生する心配がなくなる。
【００５２】
こうして、簡単な構造で且つバラスト等を一切搭載せずに、大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、クライミングクレーン５０の安定性を高めつつ大地震発生時に該クライミングクレーン５０に作用する大きな外力を効率良く低減し得、クライミングクレーン５０の倒壊等を防止し得、更に全体の高さ寸法を抑えてコンパクト化を図り得る。
【００５３】
図１７〜図２０は本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置１７の変形例であって、図中、図７〜図１０と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、
固定設置される固定設置部材としての架台梁１１０に、該架台梁１１０を上下から挟み込むように配設される複数組（図の例では四組で合計八個）の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６と積層ゴム支承６４とを介して、マスト支持部材としてのベースフレーム１１１を支持せしめ、
該ベースフレーム１１１上にマスト５１を、該マスト５１の軸心Ｏと、前記各組の転がり支承６５又は滑り支承６６及び積層ゴム支承６４の配設位置との間隔が等しくなるよう立設し、
前記マスト５１に作用する荷重並びに転倒モーメントを前記水平方向変位吸収手段の圧縮で受けるよう構成し、
前記上下に配設される水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する上側の水平方向変位吸収手段を転がり支承６５又は滑り支承６６とし、該上側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する下側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承６４としたものである。
【００５４】
図１７〜図２０に示す例の場合、図１９に示す如く、クライミングクレーン５０の自重をＷ、転倒モーメントをＭ、支承間スパンをＬとすると、前記架台梁１１０の上側に配設される転がり支承６５又は滑り支承６６に作用する圧縮力Ｐ１は、
Ｐ１＝Ｗ／４＋Ｍ／Ｌ
となり、前記架台梁１１０の下側に配設される積層ゴム支承６４に作用する圧縮力Ｐ２は、
Ｐ２＝−Ｗ／４＋Ｍ／Ｌ
となり、
Ｐ１＞Ｐ２
となる。
【００５５】
図１７〜図２０に示す例の場合、前記固定設置部材としての架台梁１１０は、十字状に組んだ梁によって構成し、基礎フレーム６２上に固定設置するようにしてある。
【００５６】
前記マスト支持部材としてのベースフレーム１１１は、前記マスト５１を支持する円筒状の本体部１１１ａと、該本体部１１１ａの外周面からその円周方向へ９０°ずつ位相を変えて放射状に張り出す四個の中空のアームブロック部１１１ｂとを備え、該ベースフレーム１１１の内部を前記架台梁１１０が貫通して、その先端部が各アームブロック部１１１ｂの開口端から突出するようにしてある。
【００５７】
前記免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承６４は、図１９に示す如く、前記固定設置部材としての架台梁１１０の下面に、上フランジ６４ｂを固定すると共に、前記マスト支持部材としてのベースフレーム１１１のアームブロック部１１１ｂの内部下面に、下フランジ６４ｃを固定するようにしてある。
【００５８】
前記免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５は、図１１に示す前述と同様の構成を有しており、前記下フランジプレート６７を前記固定設置部材としての架台梁１１０上面に固定すると共に、前記上フランジプレート７０を前記マスト支持部材としてのベースフレーム１１１のアームブロック部１１１ｂの内部上面に固定するようにしてある。
【００５９】
又、前記免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての滑り支承６６は、図１２に示す前述と同様の構成を有しており、前記下フランジプレート７４を前記固定設置部材としての架台梁１１０上面に取り付けると共に、前記上フランジプレート７８を前記マスト支持部材としてのベースフレーム１１１のアームブロック部１１１ｂの内部上面に取り付けるようにしてある。
【００６０】
上記図１７〜図２０に示す例の如く構成すると、クライミングクレーン５０のマスト５１に対し単なる鉛直下方への荷重が作用している状態では、固定設置部材としての架台梁１１０の上側に配設された四個の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６が圧縮され、これにより、前記鉛直下方への荷重が支持される。
【００６１】
一方、大地震の発生初期段階において、マスト支持部材としてのベースフレーム１１１上に立設されたクライミングクレーン５０のマスト５１が水平方向へ横変位した場合には、該マスト５１の転倒側の架台梁１１０の上側に配設された転がり支承６５又は滑り支承６６が圧縮されると共に、前記マスト５１の反転倒側の架台梁１１０の下側に配設された積層ゴム支承６４が圧縮され、これにより、水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６と積層ゴム支承６４とに引張力を全く作用させずに、地震の揺れを効率良く吸収することが可能となる。
【００６２】
尚、前記水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６や積層ゴム支承６４は引張力を支持することはできないが、図１７〜図２０に示す例の如き構造を採用することにより、どのような方向へ荷重や転倒モーメントが作用したとしても、その力を常に転がり支承６５又は滑り支承６６や積層ゴム支承６４の圧縮によって受けることが可能となっている。
【００６３】
しかも、前記水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する上側の水平方向変位吸収手段を転がり支承６５又は滑り支承６６とし、該上側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する下側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承６４としたことにより、全体の高さが高くなりすぎず、装置の大型化が避けられる。
【００６４】
そして、地震が発生してクライミングクレーン５０自体がある程度揺れ始めた次の段階においては、図１３〜図１６に示す制振用マスダンパー装置３０の前述と同様の作動により、クライミングクレーン５０の制振が行われる。
【００６５】
この結果、大地震発生初期の対応が前記免震用水平方向変位吸収装置１７（図１７〜図２０参照）によって可能となると共に、長周期の地震の対応が前記制振用マスダンパー装置３０（図１３〜図１６参照）によってなされるため、いかなる地震が発生しても、クライミングクレーン５０の倒壊等が発生する心配がなくなる。
【００６６】
こうして、図１７〜図２０に示す免震用水平方向変位吸収装置１７を用いた例の場合も、図７〜図１０に示す免震用水平方向変位吸収装置１７を用い且つ図１３〜図１６に示す制振用マスダンパー装置３０を用いた例の場合と同様、簡単な構造で且つバラスト等を一切搭載せずに、大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、クライミングクレーン５０の安定性を高めつつ大地震発生時に該クライミングクレーン５０に作用する大きな外力を効率良く低減し得、クライミングクレーン５０の倒壊等を防止し得、更に全体の高さ寸法を抑えてコンパクト化を図り得る。
【００６７】
図２１及び図２２は本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置１７の他の変形例であって、図中、図１７〜図２０と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１７〜図２０に示すものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図２１及び図２２に示す如く、
二本の梁を水平方向へ所要間隔をあけて平行に配置することにより、固定設置部材としての架台梁１１０を構成する一方、
マスト支持部材としてのベースフレーム１１１を中空の箱状体とし、前記平行配置される二本の梁からなる架台梁１１０が前記ベースフレーム１１１の内部を貫通し、その各梁の両端部が前記ベースフレーム１１１の両側面から突出して基礎フレーム６２上に固定配置されるようにし、
前記架台梁１１０に、該架台梁１１０を上下から挟み込むように配設される複数組（図の例では四組で合計八個）の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６と積層ゴム支承６４とを介して、マスト支持部材としてのベースフレーム１１１を支持せしめ、
該ベースフレーム１１１上にマスト５１を、該マスト５１の軸心Ｏと、前記各組の転がり支承６５又は滑り支承６６及び積層ゴム支承６４の配設位置との間隔が等しくなるよう立設し、
前記マスト５１に作用する荷重並びに転倒モーメントを前記水平方向変位吸収手段の圧縮で受けるよう構成し、
前記上下に配設される水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する上側の水平方向変位吸収手段を転がり支承６５又は滑り支承６６とし、該上側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する下側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承６４とした点にある。
【００６８】
図２１及び図２２に示す例においても、クライミングクレーン５０のマスト５１に対し単なる鉛直下方への荷重が作用している状態では、固定設置部材としての架台梁１１０の上側に配設された四個の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６が圧縮され、これにより、前記鉛直下方への荷重が支持される。
【００６９】
一方、大地震の発生初期段階において、マスト支持部材としてのベースフレーム１１１上に立設されたクライミングクレーン５０のマスト５１が水平方向へ横変位した場合には、該マスト５１の転倒側の架台梁１１０の上側に配設された転がり支承６５又は滑り支承６６が圧縮されると共に、前記マスト５１の反転倒側の架台梁１１０の下側に配設された積層ゴム支承６４が圧縮され、これにより、水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６と積層ゴム支承６４とに引張力を全く作用させずに、地震の揺れを効率良く吸収することが可能となる。
【００７０】
尚、前記水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６や積層ゴム支承６４は引張力を支持することはできないが、図２１及び図２２に示す例の如き構造を採用することにより、どのような方向へ荷重や転倒モーメントが作用したとしても、その力を常に転がり支承６５又は滑り支承６６や積層ゴム支承６４の圧縮によって受けることが可能となっている。
【００７１】
しかも、前記水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する上側の水平方向変位吸収手段を転がり支承６５又は滑り支承６６とし、該上側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する下側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承６４としたことにより、全体の高さが高くなりすぎず、装置の大型化が避けられる。
【００７２】
そして、地震が発生してクライミングクレーン５０自体がある程度揺れ始めた次の段階においては、図１３〜図１６に示す制振用マスダンパー装置３０の前述と同様の作動により、クライミングクレーン５０の制振が行われる。
【００７３】
この結果、大地震発生初期の対応が前記免震用水平方向変位吸収装置１７（図２１及び図２２参照）によって可能となると共に、長周期の地震の対応が前記制振用マスダンパー装置３０（図１３〜図１６参照）によってなされるため、いかなる地震が発生しても、クライミングクレーン５０の倒壊等が発生する心配がなくなる。
【００７４】
こうして、図２１及び図２２に示す免震用水平方向変位吸収装置１７を用いた例の場合も、図７〜図１０に示す免震用水平方向変位吸収装置１７を用い且つ図１３〜図１６に示す制振用マスダンパー装置３０を用いた例、或いは図１７〜図２０に示す免震用水平方向変位吸収装置１７を用い且つ図１３〜図１６に示す制振用マスダンパー装置３０を用いた例の場合と同様、簡単な構造で且つバラスト等を一切搭載せずに、大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、クライミングクレーン５０の安定性を高めつつ大地震発生時に該クライミングクレーン５０に作用する大きな外力を効率良く低減し得、クライミングクレーン５０の倒壊等を防止し得、更に全体の高さ寸法を抑えてコンパクト化を図り得る。
【００７５】
尚、本発明のクレーンの免震・制振複合装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、図１３〜図１６に示す制振用マスダンパー装置３０を図１に示すコンテナクレーン３に適用しても良いこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明を実施する形態の第一例を示す全体概要斜視図である。
【図２】本発明を実施する形態の第一例における免震用水平方向変位吸収装置を示す要部拡大平面図であって、図１のＩＩ部相当図である。
【図３】本発明を実施する形態の第一例における免震用水平方向変位吸収装置を示す要部拡大側面図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視相当図である。
【図４】本発明を実施する形態の第一例における制振用マスダンパー装置としての機械室の支持構造を示す側面図である。
【図５】本発明を実施する形態の第一例における制振用マスダンパー装置としての機械室を支持する緩衝ブロックを示す拡大図である。
【図６】本発明を実施する形態の第二例を示す全体概要構成図である。
【図７】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置を示す斜視図である。
【図８】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置を示す平面図である。
【図９】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置を示す側断面図であって、図８のＩＸ−ＩＸ断面相当図である。
【図１０】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置を示す側面図であって、図８のＸ−Ｘ矢視相当図である。
【図１１】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の水平方向変位吸収手段としての転がり支承を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１１（ａ）のｂ−ｂ矢視相当図、（ｃ）は図１１（ａ）のｃ−ｃ矢視相当図である。
【図１２】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の水平方向変位吸収手段としての滑り支承を示す側面図である。
【図１３】本発明を実施する形態の第二例における制振用マスダンパー装置を示す側面図である。
【図１４】本発明を実施する形態の第二例における制振用マスダンパー装置を示す正面図であって、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ矢視相当図である。
【図１５】本発明を実施する形態の第二例における制振用マスダンパー装置を示す平面図であって、図１３のＸＶ−ＸＶ矢視相当図である。
【図１６】本発明を実施する形態の第二例における制振用マスダンパー装置を示す平面図であって、図１３のＸＶＩ−ＸＶＩ矢視相当図である。
【図１７】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の変形例を示す斜視図である。
【図１８】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の変形例を示す平面図である。
【図１９】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の変形例を示す側断面図であって、図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ断面相当図である。
【図２０】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の変形例を示す側面図であって、図１８のＸＸ−ＸＸ矢視相当図である。
【図２１】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の他の変形例を示す平面図である。
【図２２】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の他の変形例を示す側面図であって、図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ矢視相当図である。
【図２３】従来における一般的なコンテナクレーンの一例を示す全体概要構成図である。
【図２４】従来における一般的なクライミングクレーンの一例を示す全体概要構成図である。
【符号の説明】
【００７７】
３ コンテナクレーン（クレーン）
５ 脚部（支持脚部）
６ａ ガーダ
６ｂ ブーム
１１ 機械室
１４ 走行レール
１６ 走行車輪ユニット
１７ 免震用水平方向変位吸収装置
２１ 走行車輪
２７ 積層ゴム支承（水平方向変位吸収手段）
２７ａ 積層ゴム本体
２７ｂ 上フランジ
２７ｃ 下フランジ
３０ 制振用マスダンパー装置
３１ ガイドレール
３２ ガイド車輪
３３ 支持部材
３４ 支持部材
３５ 緩衝ブロック
３６ 端板
３７ バネ
３８ ダンパ
３９ 連結部材
４０ 破断ピン
５０ クライミングクレーン（クレーン）
５１ マスト（支持脚部）
５３ 旋回体
５４ ジブ
５５ カウンタフレーム
６１ ベースブロック（マスト支持部材）
６２ 基礎フレーム（固定設置部材）
６３ 門形フレーム（固定設置部材）
６４ 積層ゴム支承（水平方向変位吸収手段）
６４ａ 積層ゴム本体
６４ｂ 上フランジ
６４ｃ 下フランジ
６５ 転がり支承（水平方向変位吸収手段）
６６ 滑り支承（水平方向変位吸収手段）
８５ スイング機構
８６ 制振用ウエイト
８７ 制振駆動装置
８８ 支持部材
９１ａ 揺動アーム
９１ｂ 揺動アーム
９１ｃ 揺動アーム
９１ｄ 揺動アーム
９３ 揺動フレーム
９５ ダンパ
９６ 支柱
１０１ ラック
１０４ サーボモータ
１０９ ピニオン
１１０ 架台梁（固定設置部材）
１１１ ベースフレーム（マスト支持部材）
１１１ａ 本体部
１１１ｂ アームブロック部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行レール上を走行可能なコンテナクレーンや走行式ジブクレーン、或いはビル等の構築物にマストが立設されるクライミングクレーンやタワークレーン等のクレーンの免震・制振複合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２３は一般的なコンテナクレーンの一例を示す概略図であって、図中、１は岸壁２に繋留されたコンテナ船であり、該コンテナ船１と岸壁２との間でコンテナクレーン３により吊荷としてのコンテナ４が荷役されるようになっている。
【０００３】
図示するコンテナクレーン３においては、岸壁２に敷設された走行レール１４上を転動する車輪１５によって走行可能な脚部５の上方に、陸側に位置するガーダ６ａと、海側に張り出すブーム６ｂとが設けられ、該ガーダ６ａとブーム６ｂに沿ってトロリー７が、機械室１１内の横行ドラム１３によるロープ牽引方式により横行可能に設置されている。
【０００４】
前記トロリー７には、コンテナ４を把持するための吊具としてのスプレッダ８がヘッドブロック９を介して巻上ロープ１０により懸吊されており、該巻上ロープ１０を機械室１１内の巻上ドラム１２により巻き上げたり巻き下げたりすることで前記スプレッダ８が昇降されるようになっている。
【０００５】
そして、例えば、コンテナクレーン３を用いてコンテナ船１上からコンテナ４を荷揚げする場合には、コンテナ船１上に横行させたトロリー７からスプレッダ８を吊り降ろしてコンテナ４を把持せしめ、次いで、スプレッダ８を巻き上げてトロリー７を岸壁２上の吊り降ろし位置まで横行させ、その後、スプレッダ８を巻き下げてコンテナ４を岸壁２上の所定位置に吊り降ろすという一連の操作が行われることになる。
【０００６】
一方、図２４はビル等の構築物を建設する際に用いられる従来のクライミングクレーンの一例を示す概略図であって、クライミングクレーン５０は、上方へマストブロック５１ａを順次継ぎ足し可能なマスト５１の頂部に、昇降ユニット５２を介して旋回体５３を旋回自在に配置し、該旋回体５３上にジブ５４を起伏自在に取り付け、前記旋回体５３に、後方へ延びるカウンタフレーム５５を一体に設け、該カウンタフレーム５５上に、吊荷用フック５６を吊り下げるワイヤロープ５７を巻上げ下げするための巻上装置５８と、ジブ５４の起伏用のワイヤロープ５９を巻上げ下げするための起伏装置６０とを設置してなる構成を有している。
【０００７】
ところで、近年、日本各地において大きな地震が発生しており、なかでも、平成７年１月に発生した兵庫県南部地震の際には、工場や港湾施設において、クレーンの大きな被害が発生しており、又、近未来において、東海地震や関東地震の発生が心配されていることから、クレーンの耐震性を向上することが研究され、さまざまな制振構造や免震構造が開発されている。
【０００８】
尚、最近のクライミングクレーンやタワークレーンにおいては、マストの基端部をバネ要素（積層ゴム等）で支持すると共に、全体の安定度を確保するために（前記バネ要素としての積層ゴム等に引張力を与えないようにするために）、非常に重いバラストを多く搭載することにより、免震を行うようにしたものがある。
【０００９】
又、クレーンの制振構造の一例を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】特許第３５６５２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図２３に示されるようなコンテナクレーン３や走行式ジブクレーン等のように背が高く且つ重心の高いクレーンの場合には、大きな地震が起こると、特に、クレーンの走行方向と直角な横行方向において、クレーンの脚部５が四股を踏むように左右交互に浮き上がる、いわゆるロッキング現象が発生し、浮き上がった側の脚部５が着地する際、元の位置に戻らずに少し内側にずれ、その結果、車輪１５が走行レール１４から離脱し、大掛かりな復旧作業が必要となることがあった。又、大地震発生時には、岸壁２におけるケーソン（図示せず）の移動に伴う走行レール１４のスパンの広がりによる強制変位が発生し、クレーンの脚部５の股裂きを伴う脱輪や脚部５の座屈等が発生する虞もあった。
【００１１】
一方、特許文献１に開示されているようなクレーンの制振構造は、地震が発生してクレーン自体がある程度揺れてから初めて効果が現れるものであり、長周期の地震の対応には優れているものの、大地震発生初期の対応が難しいという欠点を有していた。
【００１２】
又、積層ゴム等を用いた免震構造の場合、大地震発生初期の対応には優れているものの、相対変位でおよそ５００［ｍｍ］程度しか動かすことができず、コンテナクレーン３等に単に適用した場合、ロッキング現象の対応に無理があって、重心の移動量に限界があり、必ずしも充分であるとは言えなかった。
【００１３】
更に又、今後の港湾法その他の法改正に伴い、大地震への対応はますます厳しくなっていくことは確実であり、コンテナクレーン３や走行式ジブクレーンのみならず、クライミングクレーン５０やタワークレーンにおいても、大地震発生時にクレーンに作用する大きな外力を低減することは急務となっている。
【００１４】
本発明は、斯かる実情に鑑み、大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、大地震発生時にクレーンに作用する大きな外力を効率良く低減し得るクレーンの免震・制振複合装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、クレーンの支持脚部に、免震用水平方向変位吸収装置を設けると共に、クレーンの上部に、制振用マスダンパー装置を設けたことを特徴とするクレーンの免震・制振複合装置にかかるものである。
【００１６】
前記クレーンの免震・制振複合装置においては、前記クレーンの支持脚部を、少なくとも片側二本ずつのレールとした走行レール上に走行車輪ユニットを介して走行可能となるよう立設し、片側のレール上に配置された走行車輪ユニットだけでも自立可能とすると共に、該走行車輪ユニットと前記支持脚部との連結部に水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承を介装することにより、前記免震用水平方向変位吸収装置を構成することができる。
【００１７】
この場合、前記クレーンの前後方向へ作用する水平力が設定値を超えた際に、該クレーンの機械室をその前後方向へ移動可能となるよう配設することにより、前記制振用マスダンパー装置を構成することができる。
【００１８】
又、前記クレーンの免震・制振複合装置においては、前記クレーンの支持脚部としてのマストの下端部に一体化されたマスト支持部材を、基礎となる固定設置部材に対し、マストの周方向に等間隔となる少なくとも三箇所以上の位置で且つマストの軸心からその半径方向へ等間隔となる位置において前記固定設置部材或いは前記マスト支持部材のいずれか一方を上下から挟み込むように配設される水平方向変位吸収手段を介して支持せしめ、前記マストに作用する荷重並びに転倒モーメントを前記水平方向変位吸収手段の圧縮で受けるよう構成し、前記上下に配設される水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する上下いずれか一方の側の水平方向変位吸収手段を転がり支承又は滑り支承とし、該一方の側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する上下いずれか他方の側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承とすることにより、前記免震用水平方向変位吸収装置を構成することができる。
【００１９】
この場合、前記クレーンの上部に設置されるカウンタフレーム下面に、該クレーンの前後方向へ揺動自在なスイング機構を配設し、該スイング機構に制振用ウエイトを設けることにより、前記制振用マスダンパー装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のクレーンの免震・制振複合装置によれば、大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、大地震発生時にクレーンに作用する大きな外力を効率良く低減し得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２２】
図１〜図５は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図２３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図２３に示す従来のコンテナクレーン３と同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図５に示す如く、コンテナクレーン３の支持脚部としての脚部５に、免震用水平方向変位吸収装置１７を設けると共に、コンテナクレーン３の上部に、制振用マスダンパー装置３０を設けた点にある。
【００２３】
本図示例の場合、前記コンテナクレーン３の走行レール１４を少なくとも片側二本ずつのレールとし、該各レール上に走行車輪ユニット１６を介して脚部５を立設し、片側のレール上に配置された走行車輪ユニット１６だけでも自立可能とすると共に、走行車輪ユニット１６と脚部５との連結部に免震用水平方向変位吸収装置１７を介装するようにしてある。
【００２４】
前記走行車輪ユニット１６は、脚部５を構成する四本の脚柱１８の下端にそれぞれ、中ロッカービーム１９を連結し、該中ロッカービーム１９の走行レール１４長手方向両端部にそれぞれ、走行レール１４上方に配設される小ロッカービーム２０を枢着し、該小ロッカービーム２０にそれぞれ、前記走行レール１４上を走行可能な二個ずつの走行車輪２１を配設してなる構成を有している。尚、前記走行車輪ユニット１６には、走行車輪２１を回転駆動するためのモータ等の駆動装置２２を装備してある。
【００２５】
又、前記免震用水平方向変位吸収装置１７は、水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承２７によって構成してある。前記積層ゴム支承２７は、多数のゴム板と鋼板とを交互に積層した積層ゴム本体２７ａを、上フランジ２７ｂと下フランジ２７ｃとで挟持してなる構成を有しており、走行車輪ユニット１６の中ロッカービーム１９の上面に凹設した円形の凹溝２４内に、前記積層ゴム支承２７の下フランジ２７ｃを固定すると共に、脚柱１８下端に連結された脚座部材２６の底面に、前記積層ゴム支承２７の上フランジ２７ｂを固定するようにしてある。
【００２６】
一方、前記制振用マスダンパー装置３０は、機械室１１自体を制振用のマスとして利用するものであって、図４に示す如く、機械室１１の下部に、ガーダ６ａ上に敷設されたガイドレール３１上を転動自在なガイド車輪３２を設け、機械室１１の一端をガーダ６ａに固定された支持部材３３に緩衝ブロック３５を介して接合し、機械室１１の他端をガーダ６ａに固定された支持部材３４に緩衝ブロック３５を介して接合してなる構成を有している。
【００２７】
又、前記緩衝ブロック３５は、図５に示す如く、所要間隔をあけて対向配置される端板３６間に、バネ３７及びダンパ３８を並列に掛け渡すよう配置すると共に、連結部材３９を掛け渡すように設けて、該連結部材３９と端板３６とを、地震による水平力が設定値（例えば、０．２Ｇ）を超え且つガーダ６ａの長手方向へ作用した場合に破断する破断ピン４０を介してつないでなる構成を有しており、前記端板３６の一方を前記機械室１１側に固着し、前記端板３６の他方を前記支持部材３３，３４側に固着するようにしてある。
【００２８】
次に、上記図１〜図５に示す例の作用を説明する。
【００２９】
図１〜図５に示す例の如く構成すると、大地震が起こったとしても、その発生初期段階には、前記走行車輪ユニット１６の中ロッカービーム１９の凹溝２４と、脚座部材２６との間に介装された免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承２７によって、地震の揺れが効率良く吸収される。
【００３０】
そして、地震が発生してコンテナクレーン３自体がある程度揺れ始めた次の段階において、地震による水平力が設定値（例えば、０．２Ｇ）以下のときは、破断ピン４０は破断せず、制振用マスダンパー装置３０としての機械室１１はガーダ６ａと一体となって振動するが、コンテナクレーン３は構造上、この水平力に耐えられるようになっているので特に問題はない。更に揺れが強まり地震による水平力が設定値（例えば、０．２Ｇ）を超え且つガーダ６ａの長手方向へ作用した場合、前記破断ピン４０が破断し連結部材３９が外れ、端板３６間のバネ３７とダンパ３８が動作するようになる。このとき、機械室１１はガーダ６ａ側からの拘束力がなくなり殆ど移動しなくなるが、ガーダ６ａは地震による水平力により水平方向へ激しく揺れる。これをガーダ６ａ側から見れば、機械室１１はガイド車輪３２を介してガイドレール３１上をバネ３７とダンパ３８の許容範囲内で相対的にガーダ６ａの揺れと反対方向に動き、バネ３７とダンパ３８はこの相対運動を吸収するように働くので、コンテナクレーン３の振動が吸収されて減衰される。
【００３１】
しかも、本図示例の場合、少なくとも片側二本ずつの走行レール１４上に走行車輪ユニット１６を介して脚部５が立設され、片側のレール上に配置された走行車輪ユニット１６だけでも自立可能となっていることから、コンテナクレーン３の安定性が高まっている。
【００３２】
この結果、大地震発生初期の対応が前記免震用水平方向変位吸収装置１７によって可能となると共に、長周期の地震の対応が前記制振用マスダンパー装置３０によってなされるため、いかなる地震が発生しても、コンテナクレーン３の走行方向と直角な横行方向において、コンテナクレーン３の脚部５が四股を踏むように左右交互に浮き上がる、いわゆるロッキング現象が発生しにくくなり、走行車輪ユニット１６の走行車輪２１が走行レール１４から離脱することが回避される一方、大地震発生時に、岸壁２におけるケーソン（図示せず）の移動に伴う走行レール１４のスパンの広がりによる強制変位が発生したとしても、コンテナクレーン３の脚部５の股裂きを伴う脱輪や脚部５の座屈等が発生する心配もなくなる。
【００３３】
こうして、簡単な構造で、大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、コンテナクレーン３の安定性を高めつつ大地震発生時に該コンテナクレーン３に作用する大きな外力を効率良く低減し得、ロッキング現象の発生に伴う脱輪、並びに走行レール１４のスパンの広がりによる脚部５の股裂きを伴う脱輪や脚部５の座屈等を防止し得る。
【００３４】
図６〜図１６は本発明を実施する形態の第二例であって、図中、図２４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図２４に示す従来のクライミングクレーン５０と同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図６〜図１６に示す如く、クライミングクレーン５０の支持脚部としてのマスト５１の基端に、免震用水平方向変位吸収装置１７を設けると共に、クライミングクレーン５０の上部に、制振用マスダンパー装置３０を設けた点にある。
【００３５】
本図示例の場合、図７〜図１０に示す如く、マスト５１下端部からその半径方向へ放射状に張り出す四個のベースブロック６１を、マスト５１の下端部に一体化されるマスト支持部材とし、
該マスト支持部材としての各ベースブロック６１の下方位置に固定設置される基礎フレーム６２と、前記各ベースブロック６１が挿入配置されるよう前記基礎フレーム６２上に門形に立設される門形フレーム６３とを、基礎となる固定設置部材とし、
該固定設置部材としての基礎フレーム６２と門形フレーム６３とに対しマスト支持部材としてのベースブロック６１を、マスト５１の軸心Ｏ（図８参照）からその半径方向へ等間隔となる位置において前記ベースブロック６１を上下から挟み込むように配設される水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承６４と転がり支承６５又は滑り支承６６とを介して支持せしめ、
前記マスト５１に作用する荷重並びに転倒モーメントを前記水平方向変位吸収手段の圧縮で受けるよう構成し、
前記上下に配設される水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する下側の水平方向変位吸収手段を転がり支承６５又は滑り支承６６とし、該下側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する上側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承６４とし、これにより、前記免震用水平方向変位吸収装置１７を構成してある。
【００３６】
因みに、図９に示す如く、クライミングクレーン５０の自重をＷ、転倒モーメントをＭ、支承間スパンをＬとすると、前記ベースブロック６１の下側に配設される転がり支承６５又は滑り支承６６に作用する圧縮力Ｐ１は、
Ｐ１＝Ｗ／４＋Ｍ／Ｌ
となり、前記ベースブロック６１の上側に配設される積層ゴム支承６４に作用する圧縮力Ｐ２は、
Ｐ２＝−Ｗ／４＋Ｍ／Ｌ
となり、
Ｐ１＞Ｐ２
となる。
【００３７】
前記免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承６４は、図９に示す如く、多数のゴム板と鋼板とを交互に積層した積層ゴム本体６４ａを、上フランジ６４ｂと下フランジ６４ｃとで挟持してなる構成を有しており、前記マスト支持部材としてのベースブロック６１の上面に、前記積層ゴム支承６４の下フランジ６４ｃを固定すると共に、前記固定設置部材としての門形フレーム６３の内部上面に、前記積層ゴム支承６４の上フランジ６４ｂを固定するようにしてある。
【００３８】
前記免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５は、図１１に示す如く、下フランジプレート６７表面に下ガイドレール６８を取り付け、該下ガイドレール６８に対し、リニアボールベアリングを介して下ガイドブロック６９をスライド自在に嵌装すると共に、上フランジプレート７０表面に、前記下ガイドレール６８と直交する方向へ延びる上ガイドレール７１を取り付け、該上ガイドレール７１に対し、リニアボールベアリングを介して上ガイドブロック７２をスライド自在に嵌装し、前記下ガイドブロック６９と上ガイドブロック７２の背面同士を、ゴムシム等の緩衝材７３を介して一体に固着してなる構成を有しており、前記下フランジプレート６７を前記固定設置部材としての基礎フレーム６２上面に固定すると共に、前記上フランジプレート７０を前記マスト支持部材としてのベースブロック６１下面に固定するようにしてある。
【００３９】
又、前記免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての滑り支承６６は、図１２に示す如く、鋼板からなる下フランジプレート７４の表面に、樹脂コーティング層７５が形成されたステンレス板７６を一体化して支持材７７を形成すると共に、鋼板からなる上フランジプレート７８の表面に、フッ素樹脂層７９が形成された鋼板８０を天然ゴムシート等の振動吸収材８１を介して一体化することにより滑り材８２を形成し、前記支持材７７上に滑り材８２を、前記樹脂コーティング層７５とフッ素樹脂層７９とが当接するよう載置してなる構成を有しており、前記下フランジプレート７４を前記固定設置部材としての基礎フレーム６２上面に取り付けると共に、前記上フランジプレート７８を前記マスト支持部材としてのベースブロック６１下面に取り付けるようにしてある。
【００４０】
尚、前記門形フレーム６３はそれぞれ、図７に示す如く、基礎フレーム６２上にピン８３によって取り付けてあり、互いに隣接する門形フレーム６３間はそれぞれ、連結アーム８４によって連結してある。
【００４１】
一方、前記制振用マスダンパー装置３０は、図１３〜図１６に示す如く、前記クライミングクレーン５０のカウンタフレーム５５下面に、該クライミングクレーン５０の前後方向へ揺動自在なスイング機構８５を配設し、該スイング機構８５に制振用ウエイト８６を設け、更に、前記スイング機構８５をクライミングクレーン５０の前後方向へ強制駆動可能な制振駆動装置８７を設けてなる構成を有している。
【００４２】
前記スイング機構８５は、前記クライミングクレーン５０のカウンタフレーム５５下面に、クライミングクレーン５０の前後方向（図１３の左右方向）へ水平に延びる一対の支持部材８８，８８を、クライミングクレーン５０の幅方向（図１３の図面に対して直交する方向）へ所要間隔をあけて配置し、前記各支持部材８８，８８の上面側に、クライミングクレーン５０の幅方向へ延びる一対の軸８９ａ，８９ｂをクライミングクレーン５０の前後方向へ所要間隔をあけて軸受９０により回転自在に支持せしめ、該各軸８９ａ，８９ｂの長手方向の両端部付近に、夫々上下方向に延びる揺動アーム９１ａ，９１ｂ及び９１ｃ，９１ｄの上端を軸８９ａ，８９ｂと一体に回転し得るように固着し、前記各揺動アーム９１ａ，９１ｂ及び９１ｃ，９１ｄの下端部に、中央部に開口部９２（図１５参照）が穿設された揺動フレーム９３をピン９４を介して水平に吊り下げ支持し、更に、前記一方の揺動アーム９１ａ，９１ｂと他方の揺動アーム９１ｃ，９１ｄとの間に伸縮自在なダンパ９５，９５を掛け渡すように配設してなる構成を有しており、前記揺動フレーム９３上に前記制振用ウエイト８６を搭載してある。
【００４３】
前記制振駆動装置８７は、前記支持部材８８，８８の下面から支柱９６を垂下させ、該支柱９６の下端部に、前記揺動フレーム９３と所要間隔をあけて略水平に配設される固定フレーム９７を取り付け、該固定フレーム９７の幅方向（図１３の図面に対して直交する方向）の略中央部に、断面コの字形状で且つクライミングクレーン５０の前後方向へ延びる一対のガイドフレーム９８を、断面コの字形状の開放端が互いに対向するよう配設すると共に、該各ガイドフレーム９８の一端部を固定フレーム９７に設けられたブラケット９９にピン１００を介して揺動自在に枢支せしめ、前記対向配置されるガイドフレーム９８の内側に、所要長さを有するラック１０１を、その歯面が下向きとなるよう摺動自在に嵌入し、該ラック１０１の反歯面側の略中央部に係合片１０２を上方へ向けて突設し、該係合片１０２を前記揺動フレーム９３に穿設された開口部９２に挿通し、該開口部９２の縁部における揺動フレーム９３上面に、前記係合片１０２の側面が上下方向へ摺動自在に当接する受部材１０３を設け、前記固定フレーム９７上に、サーボモータ１０４によりカップリング１０５及び減速機１０６を介して回転駆動される駆動軸１０７を前記ラック１０１と直交する方向へ延びるよう軸受１０８を介して回転自在に配置し、該駆動軸１０７に嵌着されたピニオン１０９を前記ラック１０１に噛合させてなる構成を有している。尚、前記制振駆動装置８７は、クライミングクレーン５０の振動の加速度、揺動フレーム９３の変位並びに速度を検出器（図示せず）によって検出し、該検出器の出力信号に基づいて所定の演算処理を行い、その演算結果に基づいて制御装置（図示せず）から前記サーボモータ１０４に対して駆動指令を与え、ピニオン１０９を回転駆動させることによって、前記制振用ウエイト８６が搭載された揺動フレーム９３をクライミングクレーン５０の振動方向と反対方向へ揺動させるようにしてあるが、停電時等においては、前記サーボモータ１０４をフリーとすることにより、前記揺動フレーム９３を振り子のように自然に振らせて受動式の制振効果が得られるようにしてある。
【００４４】
次に、上記図６〜図１６に示す例の作用を説明する。
【００４５】
図６〜図１６に示す例の如く構成すると、クライミングクレーン５０のマスト５１に対し単なる鉛直下方への荷重が作用している状態では、免震用水平方向変位吸収装置１７におけるマスト支持部材としての各ベースブロック６１の下側に配設された四個の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６が圧縮され、これにより、前記鉛直下方への荷重が支持される。
【００４６】
一方、大地震の発生初期段階において、クライミングクレーン５０のマスト５１が水平方向へ横変位した場合には、該マスト５１の転倒側のベースブロック６１の下側に配設された前記転がり支承６５又は滑り支承６６が圧縮されると共に、前記マスト５１の反転倒側のベースブロック６１の上側に配設された免震用水平方向変位吸収装置１７における水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承６４が圧縮され、これにより、水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６と積層ゴム支承６４とに引張力を全く作用させずに、地震の揺れを効率良く吸収することが可能となる。
【００４７】
尚、前記免震用水平方向変位吸収装置１７における水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６や積層ゴム支承６４は引張力を支持することはできないが、本図示例の如き構造を採用することにより、どのような方向へ荷重や転倒モーメントが作用したとしても、その力を常に転がり支承６５又は滑り支承６６や積層ゴム支承６４の圧縮によって受けることが可能となっている。
【００４８】
しかも、前記水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する下側の水平方向変位吸収手段を転がり支承６５又は滑り支承６６とし、該下側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する上側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承６４としたことにより、全体の高さが高くなりすぎず、装置の大型化が避けられる。
【００４９】
そして、地震が発生してクライミングクレーン５０自体がある程度揺れ始めた次の段階においては、制振用マスダンパー装置３０の検出器（図示せず）によってクライミングクレーン５０の振動の加速度、揺動フレーム９３の変位、揺動フレーム９３の速度が検出され、該検出器の出力信号に基づいて制御装置（図示せず）により所定の演算処理が行われ、その演算結果に基づいてサーボモータ１０４に対して駆動指令が与えられ、ピニオン１０９を回転駆動させることによって、前記制振用ウエイト８６が搭載された揺動フレーム９３がクライミングクレーン５０の振動方向と反対方向へ揺動し、前記水平力によるクライミングクレーン５０の振動エネルギーが揺動フレーム９３を連結するダンパ９５の伸縮動作で吸収されてクライミングクレーン５０の制振が行われる。
【００５０】
尚、前記ダンパ９５の両端部の揺動アーム９１ａ，９１ｂ及び９１ｃ，９１ｄに対する取付位置を変えてダンパ９５の傾斜角度を変更し、該ダンパ９５の伸縮量を変更することにより、揺動フレーム９３の揺動の固有周期を調整し、制振用マスダンパー装置３０の固有振動数を確実にクライミングクレーン５０の固有振動数と一致するように調整することができる。又、停電時等においては、前記サーボモータ１０４をフリーとすることにより、前記揺動フレーム９３を振り子のように自然に振らせて受動式の制振効果を得ることも可能となっている。
【００５１】
この結果、大地震発生初期の対応が前記免震用水平方向変位吸収装置１７によって可能となると共に、長周期の地震の対応が前記制振用マスダンパー装置３０によってなされるため、いかなる地震が発生しても、クライミングクレーン５０の倒壊等が発生する心配がなくなる。
【００５２】
こうして、簡単な構造で且つバラスト等を一切搭載せずに、大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、クライミングクレーン５０の安定性を高めつつ大地震発生時に該クライミングクレーン５０に作用する大きな外力を効率良く低減し得、クライミングクレーン５０の倒壊等を防止し得、更に全体の高さ寸法を抑えてコンパクト化を図り得る。
【００５３】
図１７〜図２０は本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置１７の変形例であって、図中、図７〜図１０と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、
固定設置される固定設置部材としての架台梁１１０に、該架台梁１１０を上下から挟み込むように配設される複数組（図の例では四組で合計八個）の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６と積層ゴム支承６４とを介して、マスト支持部材としてのベースフレーム１１１を支持せしめ、
該ベースフレーム１１１上にマスト５１を、該マスト５１の軸心Ｏと、前記各組の転がり支承６５又は滑り支承６６及び積層ゴム支承６４の配設位置との間隔が等しくなるよう立設し、
前記マスト５１に作用する荷重並びに転倒モーメントを前記水平方向変位吸収手段の圧縮で受けるよう構成し、
前記上下に配設される水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する上側の水平方向変位吸収手段を転がり支承６５又は滑り支承６６とし、該上側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する下側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承６４としたものである。
【００５４】
図１７〜図２０に示す例の場合、図１９に示す如く、クライミングクレーン５０の自重をＷ、転倒モーメントをＭ、支承間スパンをＬとすると、前記架台梁１１０の上側に配設される転がり支承６５又は滑り支承６６に作用する圧縮力Ｐ１は、
Ｐ１＝Ｗ／４＋Ｍ／Ｌ
となり、前記架台梁１１０の下側に配設される積層ゴム支承６４に作用する圧縮力Ｐ２は、
Ｐ２＝−Ｗ／４＋Ｍ／Ｌ
となり、
Ｐ１＞Ｐ２
となる。
【００５５】
図１７〜図２０に示す例の場合、前記固定設置部材としての架台梁１１０は、十字状に組んだ梁によって構成し、基礎フレーム６２上に固定設置するようにしてある。
【００５６】
前記マスト支持部材としてのベースフレーム１１１は、前記マスト５１を支持する円筒状の本体部１１１ａと、該本体部１１１ａの外周面からその円周方向へ９０°ずつ位相を変えて放射状に張り出す四個の中空のアームブロック部１１１ｂとを備え、該ベースフレーム１１１の内部を前記架台梁１１０が貫通して、その先端部が各アームブロック部１１１ｂの開口端から突出するようにしてある。
【００５７】
前記免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承６４は、図１９に示す如く、前記固定設置部材としての架台梁１１０の下面に、上フランジ６４ｂを固定すると共に、前記マスト支持部材としてのベースフレーム１１１のアームブロック部１１１ｂの内部下面に、下フランジ６４ｃを固定するようにしてある。
【００５８】
前記免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５は、図１１に示す前述と同様の構成を有しており、前記下フランジプレート６７を前記固定設置部材としての架台梁１１０上面に固定すると共に、前記上フランジプレート７０を前記マスト支持部材としてのベースフレーム１１１のアームブロック部１１１ｂの内部上面に固定するようにしてある。
【００５９】
又、前記免震用水平方向変位吸収装置１７の水平方向変位吸収手段としての滑り支承６６は、図１２に示す前述と同様の構成を有しており、前記下フランジプレート７４を前記固定設置部材としての架台梁１１０上面に取り付けると共に、前記上フランジプレート７８を前記マスト支持部材としてのベースフレーム１１１のアームブロック部１１１ｂの内部上面に取り付けるようにしてある。
【００６０】
上記図１７〜図２０に示す例の如く構成すると、クライミングクレーン５０のマスト５１に対し単なる鉛直下方への荷重が作用している状態では、固定設置部材としての架台梁１１０の上側に配設された四個の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６が圧縮され、これにより、前記鉛直下方への荷重が支持される。
【００６１】
一方、大地震の発生初期段階において、マスト支持部材としてのベースフレーム１１１上に立設されたクライミングクレーン５０のマスト５１が水平方向へ横変位した場合には、該マスト５１の転倒側の架台梁１１０の上側に配設された転がり支承６５又は滑り支承６６が圧縮されると共に、前記マスト５１の反転倒側の架台梁１１０の下側に配設された積層ゴム支承６４が圧縮され、これにより、水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６と積層ゴム支承６４とに引張力を全く作用させずに、地震の揺れを効率良く吸収することが可能となる。
【００６２】
尚、前記水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６や積層ゴム支承６４は引張力を支持することはできないが、図１７〜図２０に示す例の如き構造を採用することにより、どのような方向へ荷重や転倒モーメントが作用したとしても、その力を常に転がり支承６５又は滑り支承６６や積層ゴム支承６４の圧縮によって受けることが可能となっている。
【００６３】
しかも、前記水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する上側の水平方向変位吸収手段を転がり支承６５又は滑り支承６６とし、該上側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する下側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承６４としたことにより、全体の高さが高くなりすぎず、装置の大型化が避けられる。
【００６４】
そして、地震が発生してクライミングクレーン５０自体がある程度揺れ始めた次の段階においては、図１３〜図１６に示す制振用マスダンパー装置３０の前述と同様の作動により、クライミングクレーン５０の制振が行われる。
【００６５】
この結果、大地震発生初期の対応が前記免震用水平方向変位吸収装置１７（図１７〜図２０参照）によって可能となると共に、長周期の地震の対応が前記制振用マスダンパー装置３０（図１３〜図１６参照）によってなされるため、いかなる地震が発生しても、クライミングクレーン５０の倒壊等が発生する心配がなくなる。
【００６６】
こうして、図１７〜図２０に示す免震用水平方向変位吸収装置１７を用いた例の場合も、図７〜図１０に示す免震用水平方向変位吸収装置１７を用い且つ図１３〜図１６に示す制振用マスダンパー装置３０を用いた例の場合と同様、簡単な構造で且つバラスト等を一切搭載せずに、大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、クライミングクレーン５０の安定性を高めつつ大地震発生時に該クライミングクレーン５０に作用する大きな外力を効率良く低減し得、クライミングクレーン５０の倒壊等を防止し得、更に全体の高さ寸法を抑えてコンパクト化を図り得る。
【００６７】
図２１及び図２２は本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置１７の他の変形例であって、図中、図１７〜図２０と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１７〜図２０に示すものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図２１及び図２２に示す如く、
二本の梁を水平方向へ所要間隔をあけて平行に配置することにより、固定設置部材としての架台梁１１０を構成する一方、
マスト支持部材としてのベースフレーム１１１を中空の箱状体とし、前記平行配置される二本の梁からなる架台梁１１０が前記ベースフレーム１１１の内部を貫通し、その各梁の両端部が前記ベースフレーム１１１の両側面から突出して基礎フレーム６２上に固定配置されるようにし、
前記架台梁１１０に、該架台梁１１０を上下から挟み込むように配設される複数組（図の例では四組で合計八個）の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６と積層ゴム支承６４とを介して、マスト支持部材としてのベースフレーム１１１を支持せしめ、
該ベースフレーム１１１上にマスト５１を、該マスト５１の軸心Ｏと、前記各組の転がり支承６５又は滑り支承６６及び積層ゴム支承６４の配設位置との間隔が等しくなるよう立設し、
前記マスト５１に作用する荷重並びに転倒モーメントを前記水平方向変位吸収手段の圧縮で受けるよう構成し、
前記上下に配設される水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する上側の水平方向変位吸収手段を転がり支承６５又は滑り支承６６とし、該上側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する下側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承６４とした点にある。
【００６８】
図２１及び図２２に示す例においても、クライミングクレーン５０のマスト５１に対し単なる鉛直下方への荷重が作用している状態では、固定設置部材としての架台梁１１０の上側に配設された四個の水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６が圧縮され、これにより、前記鉛直下方への荷重が支持される。
【００６９】
一方、大地震の発生初期段階において、マスト支持部材としてのベースフレーム１１１上に立設されたクライミングクレーン５０のマスト５１が水平方向へ横変位した場合には、該マスト５１の転倒側の架台梁１１０の上側に配設された転がり支承６５又は滑り支承６６が圧縮されると共に、前記マスト５１の反転倒側の架台梁１１０の下側に配設された積層ゴム支承６４が圧縮され、これにより、水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６と積層ゴム支承６４とに引張力を全く作用させずに、地震の揺れを効率良く吸収することが可能となる。
【００７０】
尚、前記水平方向変位吸収手段としての転がり支承６５又は滑り支承６６や積層ゴム支承６４は引張力を支持することはできないが、図２１及び図２２に示す例の如き構造を採用することにより、どのような方向へ荷重や転倒モーメントが作用したとしても、その力を常に転がり支承６５又は滑り支承６６や積層ゴム支承６４の圧縮によって受けることが可能となっている。
【００７１】
しかも、前記水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する上側の水平方向変位吸収手段を転がり支承６５又は滑り支承６６とし、該上側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する下側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承６４としたことにより、全体の高さが高くなりすぎず、装置の大型化が避けられる。
【００７２】
そして、地震が発生してクライミングクレーン５０自体がある程度揺れ始めた次の段階においては、図１３〜図１６に示す制振用マスダンパー装置３０の前述と同様の作動により、クライミングクレーン５０の制振が行われる。
【００７３】
この結果、大地震発生初期の対応が前記免震用水平方向変位吸収装置１７（図２１及び図２２参照）によって可能となると共に、長周期の地震の対応が前記制振用マスダンパー装置３０（図１３〜図１６参照）によってなされるため、いかなる地震が発生しても、クライミングクレーン５０の倒壊等が発生する心配がなくなる。
【００７４】
こうして、図２１及び図２２に示す免震用水平方向変位吸収装置１７を用いた例の場合も、図７〜図１０に示す免震用水平方向変位吸収装置１７を用い且つ図１３〜図１６に示す制振用マスダンパー装置３０を用いた例、或いは図１７〜図２０に示す免震用水平方向変位吸収装置１７を用い且つ図１３〜図１６に示す制振用マスダンパー装置３０を用いた例の場合と同様、簡単な構造で且つバラスト等を一切搭載せずに、大地震発生初期の対応に優れ且つ長周期の地震の対応にも優れ、クライミングクレーン５０の安定性を高めつつ大地震発生時に該クライミングクレーン５０に作用する大きな外力を効率良く低減し得、クライミングクレーン５０の倒壊等を防止し得、更に全体の高さ寸法を抑えてコンパクト化を図り得る。
【００７５】
尚、本発明のクレーンの免震・制振複合装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、図１３〜図１６に示す制振用マスダンパー装置３０を図１に示すコンテナクレーン３に適用しても良いこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明を実施する形態の第一例を示す全体概要斜視図である。
【図２】本発明を実施する形態の第一例における免震用水平方向変位吸収装置を示す要部拡大平面図であって、図１のＩＩ部相当図である。
【図３】本発明を実施する形態の第一例における免震用水平方向変位吸収装置を示す要部拡大側面図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視相当図である。
【図４】本発明を実施する形態の第一例における制振用マスダンパー装置としての機械室の支持構造を示す側面図である。
【図５】本発明を実施する形態の第一例における制振用マスダンパー装置としての機械室を支持する緩衝ブロックを示す拡大図である。
【図６】本発明を実施する形態の第二例を示す全体概要構成図である。
【図７】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置を示す斜視図である。
【図８】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置を示す平面図である。
【図９】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置を示す側断面図であって、図８のＩＸ−ＩＸ断面相当図である。
【図１０】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置を示す側面図であって、図８のＸ−Ｘ矢視相当図である。
【図１１】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の水平方向変位吸収手段としての転がり支承を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１１（ａ）のｂ−ｂ矢視相当図、（ｃ）は図１１（ａ）のｃ−ｃ矢視相当図である。
【図１２】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の水平方向変位吸収手段としての滑り支承を示す側面図である。
【図１３】本発明を実施する形態の第二例における制振用マスダンパー装置を示す側面図である。
【図１４】本発明を実施する形態の第二例における制振用マスダンパー装置を示す正面図であって、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ矢視相当図である。
【図１５】本発明を実施する形態の第二例における制振用マスダンパー装置を示す平面図であって、図１３のＸＶ−ＸＶ矢視相当図である。
【図１６】本発明を実施する形態の第二例における制振用マスダンパー装置を示す平面図であって、図１３のＸＶＩ−ＸＶＩ矢視相当図である。
【図１７】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の変形例を示す斜視図である。
【図１８】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の変形例を示す平面図である。
【図１９】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の変形例を示す側断面図であって、図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ断面相当図である。
【図２０】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の変形例を示す側面図であって、図１８のＸＸ−ＸＸ矢視相当図である。
【図２１】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の他の変形例を示す平面図である。
【図２２】本発明を実施する形態の第二例における免震用水平方向変位吸収装置の他の変形例を示す側面図であって、図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ矢視相当図である。
【図２３】従来における一般的なコンテナクレーンの一例を示す全体概要構成図である。
【図２４】従来における一般的なクライミングクレーンの一例を示す全体概要構成図である。
【符号の説明】
【００７７】
３ コンテナクレーン（クレーン）
５ 脚部（支持脚部）
６ａ ガーダ
６ｂ ブーム
１１ 機械室
１４ 走行レール
１６ 走行車輪ユニット
１７ 免震用水平方向変位吸収装置
２１ 走行車輪
２７ 積層ゴム支承（水平方向変位吸収手段）
２７ａ 積層ゴム本体
２７ｂ 上フランジ
２７ｃ 下フランジ
３０ 制振用マスダンパー装置
３１ ガイドレール
３２ ガイド車輪
３３ 支持部材
３４ 支持部材
３５ 緩衝ブロック
３６ 端板
３７ バネ
３８ ダンパ
３９ 連結部材
４０ 破断ピン
５０ クライミングクレーン（クレーン）
５１ マスト（支持脚部）
５３ 旋回体
５４ ジブ
５５ カウンタフレーム
６１ ベースブロック（マスト支持部材）
６２ 基礎フレーム（固定設置部材）
６３ 門形フレーム（固定設置部材）
６４ 積層ゴム支承（水平方向変位吸収手段）
６４ａ 積層ゴム本体
６４ｂ 上フランジ
６４ｃ 下フランジ
６５ 転がり支承（水平方向変位吸収手段）
６６ 滑り支承（水平方向変位吸収手段）
８５ スイング機構
８６ 制振用ウエイト
８７ 制振駆動装置
８８ 支持部材
９１ａ 揺動アーム
９１ｂ 揺動アーム
９１ｃ 揺動アーム
９１ｄ 揺動アーム
９３ 揺動フレーム
９５ ダンパ
９６ 支柱
１０１ ラック
１０４ サーボモータ
１０９ ピニオン
１１０ 架台梁（固定設置部材）
１１１ ベースフレーム（マスト支持部材）
１１１ａ 本体部
１１１ｂ アームブロック部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンの支持脚部に、免震用水平方向変位吸収装置を設けると共に、クレーンの上部に、制振用マスダンパー装置を設けたことを特徴とするクレーンの免震・制振複合装置。
【請求項２】
前記クレーンの支持脚部を、少なくとも片側二本ずつのレールとした走行レール上に走行車輪ユニットを介して走行可能となるよう立設し、片側のレール上に配置された走行車輪ユニットだけでも自立可能とすると共に、該走行車輪ユニットと前記支持脚部との連結部に水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承を介装することにより、前記免震用水平方向変位吸収装置を構成した請求項１記載のクレーンの免震・制振複合装置。
【請求項３】
前記クレーンの前後方向へ作用する水平力が設定値を超えた際に、該クレーンの機械室をその前後方向へ移動可能となるよう配設することにより、前記制振用マスダンパー装置を構成した請求項２記載のクレーンの免震・制振複合装置。
【請求項４】
前記クレーンの支持脚部としてのマストの下端部に一体化されたマスト支持部材を、基礎となる固定設置部材に対し、マストの周方向に等間隔となる少なくとも三箇所以上の位置で且つマストの軸心からその半径方向へ等間隔となる位置において前記固定設置部材或いは前記マスト支持部材のいずれか一方を上下から挟み込むように配設される水平方向変位吸収手段を介して支持せしめ、前記マストに作用する荷重並びに転倒モーメントを前記水平方向変位吸収手段の圧縮で受けるよう構成し、前記上下に配設される水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する上下いずれか一方の側の水平方向変位吸収手段を転がり支承又は滑り支承とし、該一方の側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する上下いずれか他方の側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承とすることにより、前記免震用水平方向変位吸収装置を構成した請求項１記載のクレーンの免震・制振複合装置。
【請求項５】
前記クレーンの上部に設置されるカウンタフレーム下面に、該クレーンの前後方向へ揺動自在なスイング機構を配設し、該スイング機構に制振用ウエイトを設けることにより、前記制振用マスダンパー装置を構成した請求項４記載のクレーンの免震・制振複合装置。
【請求項１】
クレーンの支持脚部に、免震用水平方向変位吸収装置を設けると共に、クレーンの上部に、制振用マスダンパー装置を設けたことを特徴とするクレーンの免震・制振複合装置。
【請求項２】
前記クレーンの支持脚部を、少なくとも片側二本ずつのレールとした走行レール上に走行車輪ユニットを介して走行可能となるよう立設し、片側のレール上に配置された走行車輪ユニットだけでも自立可能とすると共に、該走行車輪ユニットと前記支持脚部との連結部に水平方向変位吸収手段としての積層ゴム支承を介装することにより、前記免震用水平方向変位吸収装置を構成した請求項１記載のクレーンの免震・制振複合装置。
【請求項３】
前記クレーンの前後方向へ作用する水平力が設定値を超えた際に、該クレーンの機械室をその前後方向へ移動可能となるよう配設することにより、前記制振用マスダンパー装置を構成した請求項２記載のクレーンの免震・制振複合装置。
【請求項４】
前記クレーンの支持脚部としてのマストの下端部に一体化されたマスト支持部材を、基礎となる固定設置部材に対し、マストの周方向に等間隔となる少なくとも三箇所以上の位置で且つマストの軸心からその半径方向へ等間隔となる位置において前記固定設置部材或いは前記マスト支持部材のいずれか一方を上下から挟み込むように配設される水平方向変位吸収手段を介して支持せしめ、前記マストに作用する荷重並びに転倒モーメントを前記水平方向変位吸収手段の圧縮で受けるよう構成し、前記上下に配設される水平方向変位吸収手段のうち、より大きな圧縮力が作用する上下いずれか一方の側の水平方向変位吸収手段を転がり支承又は滑り支承とし、該一方の側の水平方向変位吸収手段より小さな圧縮力が作用する上下いずれか他方の側の水平方向変位吸収手段を積層ゴム支承とすることにより、前記免震用水平方向変位吸収装置を構成した請求項１記載のクレーンの免震・制振複合装置。
【請求項５】
前記クレーンの上部に設置されるカウンタフレーム下面に、該クレーンの前後方向へ揺動自在なスイング機構を配設し、該スイング機構に制振用ウエイトを設けることにより、前記制振用マスダンパー装置を構成した請求項４記載のクレーンの免震・制振複合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−２４２０６２（Ｐ２００９−２４２０６２Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９１０４６（Ｐ２００８−９１０４６）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００１９８３６３）石川島運搬機械株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００１９８３６３）石川島運搬機械株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
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