天井クレーン及び天井クレーンの改修方法
【課題】天井面とのクリアランスに制限を受けることなく、地震発生時にクレーン本体に作用する荷重を低減する免震手段が組み込まれた天井クレーンを提供する。
【解決手段】本発明に係る天井クレーン１０は、建屋Ｂ内の天井面Ｔの下方に配されたクレーン本体１１と、クレーン本体１１を支持し、レールＲ上を走行可能な走行部１２と、レールＲの延設方向と直交する横方向への相対移動を可能に走行部１２とクレーン本体１１とを連結するスライド機構１３と、走行部１２とクレーン本体１１との相対移動を拘束するとともに、地震時には許容するトリガ機構１４と、クレーン本体１１に、横方向に対向する建屋Ｂ内の第二垂直壁面Ｖ２との間に取り付けられ、コイルスプリング１９及びオイルダンパ２０を有する復元・減衰機構１５と、レールＲの延設方向で第二垂直壁面Ｖ２を転動可能な転動部２２と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る天井クレーン１０は、建屋Ｂ内の天井面Ｔの下方に配されたクレーン本体１１と、クレーン本体１１を支持し、レールＲ上を走行可能な走行部１２と、レールＲの延設方向と直交する横方向への相対移動を可能に走行部１２とクレーン本体１１とを連結するスライド機構１３と、走行部１２とクレーン本体１１との相対移動を拘束するとともに、地震時には許容するトリガ機構１４と、クレーン本体１１に、横方向に対向する建屋Ｂ内の第二垂直壁面Ｖ２との間に取り付けられ、コイルスプリング１９及びオイルダンパ２０を有する復元・減衰機構１５と、レールＲの延設方向で第二垂直壁面Ｖ２を転動可能な転動部２２と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建屋内の天井付近に設置される天井クレーン及び天井クレーンの改修方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
重量物の吊り上げに使用されるクレーンとしては、港湾の岸壁に設置されて船舶へのコンテナの積み降ろしを行うコンテナクレーンや、コンテナの集積場所であるコンテナヤードに設置されて走行レーンを走行しながらコンテナの積み降ろしを行うＲＴＧ（ラバータイヤードガントリークレーン）や、工場等の建屋内の天井付近に設置されて各種資材の運搬を行う天井クレーン等が存在する。
【０００３】
このようなクレーンには、大地震の発生時にも倒壊や破壊等することなく耐え得る構造が必要とされる。そして、このような構造を実現する手段の一つとして、免震装置の採用がある。すなわち、クレーン本体とそれを走行可能に支持する走行装置との間に免震装置を組み込み、大地震時にクレーン本体に作用する荷重をこの免震装置で低減するクレーンが従来提唱されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、クレーンに採用する免震装置とは、走行装置に対してクレーン本体を水平方向へスライド可能とする水平スライド機構、スライドしたクレーン本体に復元力を付与する復元力機構、及びクレーン本体の振動を減衰させる減衰機構とを有するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４２０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のクレーンでは、クレーン本体と走行装置との間に上記のような免震装置を組み込むためのスペースを確保する必要がある。従って、免震装置を組み込んだクレーンは、免震装置のないものと比較すると、クレーン全体の高さが免震装置の高さ分だけ高くなる。しかし、特に天井クレーンは、建屋内に設置されるため天井面とのクリアランスに制限がある。従って、天井クレーンについては、クレーン本体と走行装置との間に免震装置を組み込むことは難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、天井面とのクリアランスに制限を受けることなく、地震発生時にクレーン本体に作用する荷重を低減することが可能な天井クレーン及び天井クレーンの改修方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係る天井クレーンは、建屋内の天井下方に配されたクレーン本体と、前記クレーン本体を支持し、建屋に取り付けられたレール上を走行可能な走行部と、前記走行部と前記クレーン本体との間に設けられ、前記レールの延設方向と直交する横方向への相対移動を可能に前記走行部と前記クレーン本体とを連結するスライド機構と、前記スライド機構による前記走行部と前記クレーン本体との相対移動を拘束するとともに、地震時には許容するトリガ機構と、前記クレーン本体に、横方向に対向する建屋内の壁面との間で取り付けられ、横方向に復元力を作用する弾性要素及び横方向に減衰力を作用する減衰要素を有する復元・減衰機構と、前記復元・減衰機構と前記壁面との間に設けられ、前記レールの延設方向で壁面を転動可能な転動部と、を備えることを特徴とする天井クレーン。
【０００８】
このような構成によれば、天井クレーンの荷役時及び走行時には、走行部とクレーン本体との相対移動がトリガ機構によって拘束されているため、クレーン本体は走行部と共にレール上を走行する。また、クレーン本体の走行に伴って、復元・減衰機構と壁面との間に設けられた転動部が、レールの延設方向で壁面を転動する。従って、復元・減衰機構と壁面とが直接接触する場合と比較すると、両者の間に作用する摩擦力が低減されるため、天井クレーンの走行が復元・減衰機構によって妨げられることがない。
【０００９】
一方、地震発生時には、走行部とクレーン本体との相対移動がトリガ機構によって許容されるため、クレーン本体は走行部に対して横方向への相対移動を開始する。そうすると、転動部と壁面との接触により、復元・減衰機構が直ちに機能してクレーン本体の振動が減衰される。これにより、クレーン本体に倒壊や破損が生じるのを未然に防止することができる。
【００１０】
また、復元・減衰機構がクレーン本体に対して建屋内の壁面との間で取り付けられるため、復元・減衰機構の組み込みによってもクレーン本体の最上部の高さ位置は変化しない。
【００１１】
また、本発明に係る天井クレーンは、前記転動部が、前記壁面に押圧されていることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、走行時に生じる走行部の横方向へのブレやレールのうねり等の影響を受けることなく、常に転動部が壁面に接触した状態で保持される。これにより、クレーン本体と走行部との相対移動の開始に伴い、復元・減衰機構を直ちに機能させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る天井クレーンは、前記復元・減衰機構が、前記クレーン本体の下面に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、天井クレーン全体としての高さに影響を与えることなく、復元・減衰機構を組み込むことができる。また、既存の天井クレーンに対して復元・減衰機構を後付けで組み込む改修作業を行う場合に、クレーン本体と走行部との間に復元・減衰機構を組み込む場合のようにクレーン本体を天井に向けてジャッキアップ等する必要がないため、簡略な作業での組み込みが可能である。また、クレーン本体のジャッキアップ等に時間を要さず、復元・減衰機構を天井クレーンに対して短時間で組み込むことができる。
【００１５】
また、本発明に係る天井クレーンは、前記復元・減衰機構が、前記クレーン本体の側面に取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、天井クレーン全体としての高さに影響を与えることなく、復元・減衰機構を組み込むことができる。また、既存の天井クレーンに対して復元・減衰機構を後付けで組み込む改修作業を行う場合に、クレーン本体と走行部との間に復元・減衰機構を組み込む場合のようにクレーン本体を天井に向けてジャッキアップ等する必要がないため、簡略な作業での組み込みが可能である。また、クレーン本体のジャッキアップ等に時間を要さず、復元・減衰機構を天井クレーンに対して短時間で組み込むことができる。
【００１７】
また、本発明に係る天井クレーンは、前記スライド機構は、前記クレーン本体と前記走行部との間に介在された低摩擦滑り材であることを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、低摩擦滑り材の存在によってクレーン本体と走行部との間に作用する摩擦力が低減するので、クレーン本体と走行部とをスライドさせることで容易に相対移動させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る天井クレーンは、前記トリガ機構が、履歴減衰により前記走行部と前記クレーン本体との相対移動を減衰させる履歴型ダンパであることを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、復元・減衰機構の減衰作用に加えて、トリガ機構の履歴減衰を利用することにより、クレーン本体の振動を一層効率良く減衰させることができる。
【００２１】
また、本発明に係る天井クレーンは、前記建屋内の壁面における前記転動部に対向する位置に、前記壁面を補強する補強部材が設けられたことを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、地震発生時にクレーン本体と走行部とが横方向へ相対移動しても、建屋の壁面が補強パネルによって補強されているため、クレーン本体から転動部を介して作用する荷重によって建屋が損傷するのを防止することができる。
【００２３】
尚、補強パネルは、本実施形態のように板状の部材に限定されず、任意の形状に設計変更が可能である。しかし、本実施形態のように補強パネル及び補強パネルをそれぞれ板状の部材とすれば、材料としての高い強度によって耐荷重性を持つことに加えて、押圧板及び押圧板からそれぞれ受ける荷重をその面内で分散させることができるので、建屋の損傷をより確実に防止することができるという利点がある。
【００２４】
また、本発明に係る天井クレーンの改修方法は、建屋内の天井下方に配されたクレーン本体と、前記クレーン本体を支持し、建屋に取り付けられたレール上を走行可能な走行部と、を有する天井クレーンの改修方法であって、前記走行部と前記クレーン本体との間に、前記レールの延設方向と直交する横方向への相対移動を可能に前記走行部と前記クレーン本体とを連結するスライド機構を設置する工程と、前記スライド機構による前記走行部と前記クレーン本体との相対移動を拘束するとともに、地震時には許容するトリガ機構を設置する工程と、前記クレーン本体に、横方向に対向する建屋内の壁面との間で、横方向に復元力を作用する弾性要素及び横方向に減衰力を作用する減衰要素を有する復元・減衰機構と、前記復元・減衰機構と前記壁面との間に、前記レールの延設方向で壁面を転動可能な転動部と、を設置する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
このような方法によれば、横方向に対向する建屋内の壁面との間で、クレーン本体に復元・減衰機構を設置するので、復元・減衰機構の存在が天井クレーン全体としての高さに影響を与えない。従って、天井とのクリアランスに制限がある状態で設置された天井クレーンに対しても、復元・減衰機構を容易に組み込むことができる。また、走行部とクレーン本体との間に復元・減衰機構を組み込む場合と比較すると、長時間に亘ってクレーン本体を走行部からジャッキアップする必要がないため、改修作業の簡略化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る天井クレーン及び天井クレーンの改修方法によれば、天井面とのクリアランスに制限を受けることなく、地震発生時にクレーン本体に作用する荷重を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る天井クレーンの全体構成を示す概略正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図であって、荷役時等の状態を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図であって、地震発生時の状態を示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る天井クレーンの作用効果を示すグラフである。
【図５】本発明の第二実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図であって、荷役時等の状態を示す図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図であって、地震発生時の状態を示す図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図であって、荷役時等の状態を示す図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図であって、地震発生時の状態を示す図である。
【図９】本発明の第四実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図である。
【図１０】本発明の第五実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［第一実施形態］
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の第一実施形態に係る天井クレーンの構成について説明する。図１は、第一実施形態に係る天井クレーン１０の全体構成を示す概略正面図である。また、図２及び図３は、第一実施形態に係る天井クレーン１０の長手方向一端部を拡大した図であって、図２は荷役時及び走行時（以下、「荷役時等」と略す）の状態を、図３は地震発生時の状態をそれぞれ示している。
【００２９】
天井クレーン１０は、図１に示すように、建屋Ｂ内の天井の付近に水平方向に延びるクレーン本体１１と、このクレーン本体１１の長手方向両端部にそれぞれ設けられた一対の走行部１２と、同じくクレーン本体１１の長手方向両端部にそれぞれ設けられた一対の免震手段２３とを備えている。
【００３０】
建屋Ｂは、図１に示すように、天井面Ｔと、天井面Ｔの両端部から鉛直下方に延びて向かい合う一対の第一垂直壁面Ｖ１と、これら第一垂直壁面Ｖ１の下端から水平方向建屋Ｂ内側にそれぞれ延びる左右一対の水平壁面Ｌと、これら水平壁面Ｌの内側端部から鉛直下方に延びて向かい合う一対の第二垂直壁面Ｖ２とを有している。これにより、建屋Ｂ内の上方の空間には、天井面Ｔと第一垂直壁面Ｖ１と水平壁面Ｌとに囲まれてクレーン設置空間ＫＳが形成されている。また、一対の水平壁面Ｌのそれぞれには、第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２に平行に、図１の紙面に直交する方向へ延びるようにして、レールＲが敷設されている。
【００３１】
（クレーン本体）
クレーン本体１１は、クレーンガーダや桁と呼ばれて不図示のトロリ等を支持する構造体である。このクレーン本体１１は、図１に示すように、一定の桁高さに形成された桁本体１１１と、この桁本体１１１の両端部から側方へそれぞれ張り出した一対の張り出し部１１２と、を有している。そして、桁本体１１１の両端部では、張り出し部１１２に向かって桁高さが徐々に低くなることにより、クレーン本体１１の下面１１Ａが傾斜して形成されている。このように構成されるクレーン本体１１は、建屋Ｂの天井面Ｔから若干のクリアランスＣ１を介した下方位置であってクレーン設置空間ＫＳの内部に、水平方向に延びるように配置されている。
【００３２】
（走行部）
走行部１２は、クレーン本体１１を走行可能に支持する役割を果たすものである。この走行部１２は、図２に示すように、車輪１２１と、この車輪１２１を回転可能に軸支する支持部材１２２と、を有している。そして、車輪１２１の軸方向両端部には、大径の脱落防止片１２３がそれぞれ設けられ、車輪１２１の外周側に張り出している。
【００３３】
このように構成される走行部１２は、図２に示すように、その支持部材１２２が、クレーン本体１１の長手方向端部に形成された張り出し部１１２の下面に、前記スライド機構１３を介して取り付けられている。そして、クレーン本体１１と一体化された走行部１２は、その車輪１２１が、建屋Ｂの水平壁面Ｌに敷設されたレールＲの上に配置される。これにより走行部１２は、車輪１２１の回転に伴って、レールＲの延設方向すなわち図２において紙面に直交する方向へ走行可能となっている。また、レールＲを挟んで左右両側に脱落防止片１２３がそれぞれ位置することにより、車輪１２１がレールＲの上から脱落することが防止されている。
【００３４】
尚、走行部１２は本実施形態の車輪１２１に限られず、クレーン本体１１を走行可能に支持するものであれば足り、例えば無限軌道や、レールＲと摺動するスライダー等であってもよい。
【００３５】
（免震手段）
免震手段２３は、地震発生時にクレーン本体１１への振動の作用を低減する役割を果たすものである。この免震手段２３は、図１に示すように、走行部１２それぞれとクレーン本体１１との間に介在された一対のスライド機構１３と、走行部１２それぞれとクレーン本体１１との間に設けられた一対のトリガ機構１４と、クレーン本体１１において両端部にそれぞれ設けられた一対の復元・減衰機構１５と、復元・減衰機構１５それぞれと建屋Ｂとの間に設けられた一対の転動部２２とを備えている。
【００３６】
（スライド機構）
スライド機構１３は、走行部１２とクレーン本体１１とをスライド可能に連結する役割を果たすものである。このスライド機構１３は、いわゆる低摩擦滑り材からなる平板状の部材であって、図２に示すように、走行部１２を構成する支持部材１２２の上面に固定されている。そして、このスライド機構１３の上にクレーン本体１１の下面１１Ａにおける長手方向端部が載置されることにより、スライド機構１３に沿ったクレーン本体１１のスライド移動が許容されている。なお、クレーン本体１１に対してスライド機構１３がより円滑に摺動するために、クレーン本体１１の下面１１Ａにおけるスライド機構１３に当接する箇所には、ステンレス鋼などの平板を固定することが望ましい。更に、不図示のガイドレール等に案内されることにより、クレーン本体１１には、レールＲの延設方向と略直交する横方向への移動のみが許容されている。
【００３７】
尚、低摩擦滑り材としては、例えば大同メタル工業株式会社製のデバメタル（商品名）を用いることができる。またスライド機構１３は、走行部１２とクレーン本体１１との間のスライドを円滑に行い得るものであればよく、本実施形態のように低摩擦滑り材に代えて転がり要素等であってもよい。また、本実施形態では、走行部１２の支持部材１２２の上面にスライド機構１３を固定したが、これに代えてクレーン本体１１の下面１１Ａにスライド機構１３を固定してもよい。更に、スライド機構１３は、互いに摺動する一対の低摩擦滑り材のうち一方を走行部１２の支持部材１２２の上面に固定し、他方をクレーン本体１１の下面１１Ａに固定することで構成してもよい。
【００３８】
（トリガ機構）
トリガ機構１４は、走行部１２とクレーン本体１１との相対移動を拘束または許容する役割を果たすものである。このトリガ機構１４は、図２に示すように、金属等からなる棒状の部材であって、その一端部がクレーン本体１１の側面１１Ｂに対して固定金具１６を用いて固定されているとともに、その他端部が支持部材１２２に対して固定金具１７を用いて固定されている。これにより、トリガ機構１４は、走行部１２とクレーン本体１１との相対移動を拘束している。そして、このトリガ機構１４は、天井クレーン１０の荷役時等に横方向へ作用する荷重によっては破断しないが、地震発生時に横方向へ作用する過大な荷重によっては破断する程度の強度を有している。そして、破断することにより、トリガ機構１４は、走行部１２とクレーン本体１１との相対移動を許容する。
【００３９】
尚、本実施形態では、地震発生時に作用する荷重によって金属棒を破断させる、いわゆるパッシブ型のトリガ機構１４を用いたが、これに代えて、電気制御を行って地震の振動を感知することで水平変位を許容する、いわゆるアクティブ型のトリガ機構１４を用いてもよい。
【００４０】
（復元・減衰機構）
復元・減衰機構１５は、クレーン本体１１に発生した振動を減衰させる役割を果たすものである。この復元・減衰機構１５は、図２に示すように、クレーン本体１１の下面１１Ａに取り付けられたブラケット部１８と、このブラケット部１８に一端部がそれぞれ取り付けられたコイルスプリング１９（弾性要素）及びオイルダンパ２０（減衰要素）と、コイルスプリング１９及びオイルダンパ２０の他端部がそれぞれ取り付けられた押圧板２１と、を有している。
【００４１】
ブラケット部１８は、第二垂直壁面Ｖ２から受ける反力によらず復元・減衰機構１５をクレーン本体１１に対して確実に固定する役割を果たすものである。このブラケット部１８は、図２に示すように、クレーン本体１１の下面１１Ａに固定された第一固定板１８１及び第二固定板１８２と、第二固定板１８２から下方へ垂下する一対の垂下板１８３と、垂下板１８３それぞれの下端を互いに接続する接続板１８４と、この接続板１８４から更に下方へ垂下する取付板１８５と、これら各板の接続を構造的に補強する補強板１８６とを有している。
【００４２】
ここで、図２に示すように、第一固定板１８１は、下面１１Ａであって桁本体１１１における水平な部分に固定されている。また、第二固定板１８２は、下面１１Ａであって桁本体１１１における傾斜した部分に固定されている。また、取付板１８５には、コイルスプリング１９及びオイルダンパ２０がそれぞれ取り付けられている。
【００４３】
オイルダンパ２０は、図２に示すように、シリンダケーシング２０１と、このシリンダケーシング２０１の内部に出没可能に設けられたピストンロッド２０２と、を有している。そして、シリンダケーシング２０１は、ブラケット部１８の取付板１８５に固定されている。また、ピストンロッド２０２は、基端が押圧板２１に固定されている。
【００４４】
（転動部）
転動部２２は、復元・減衰機構１５と第二垂直壁面Ｖ２との接触を確保しながら、両者の間に作用する摩擦力を低減する役割を果たすものである。この転動部２２は、断面略円形状を有する一対のローラであって、図２に示すように、復元・減衰機構１５を構成する押圧板２１により、鉛直軸回りに回転可能な状態でそれぞれ支持されている。
【００４５】
（作用効果）
次に、本発明の第一実施形態に係る天井クレーン１０の作用効果について説明する。まず、天井クレーン１０の荷役時等には、図２に示すように、復元・減衰機構１５を構成するコイルスプリング１９は、取付板１８５と押圧板２１との間で圧縮された状態となっている。これにより、押圧板２１に支持された一対の転動部２２は、コイルスプリング１９から付勢力を受けることにより、第二垂直壁面Ｖ２に押圧された状態となっている。そして、これら一対の転動部２２は、走行部１２のレールＲに沿った走行に伴って、レールＲの延在方向に向かって第二垂直壁面Ｖ２を転動する。この時、転動部２２と第二垂直壁面Ｖ２との間に作用する摩擦力は非常に小さいため、転動部２２の第二垂直壁面Ｖ２への接触が天井クレーン１０の走行の妨げになることはない。
【００４６】
また、天井クレーン１０の荷役時等には、コイルスプリング１９の付勢力が、ブラケット部１８及びクレーン本体１１を介してトリガ機構１４に作用する。更に、トリガ機構１４には、走行時における走行部１２の横方向へのブレ等によっても、横方向への荷重が作用する。しかし、前述のようにトリガ機構１４は荷役時等に作用する荷重に耐え得るだけの十分な強度を有しているため、トリガ機構１４が破断することはない。従って、図２に示すように、クレーン本体１１と走行部１２との相対移動は、トリガ機構１４によって拘束された状態となっている。これにより、クレーン本体１１と走行部１２との横方向への相対移動は発生しない。
【００４７】
一方、地震発生時にトリガ機構１４に対して横方向への過大な荷重が作用すると、図３に示すように、固定金具１６と固定金具１７の間の位置でトリガ機構１４が破断する。そうすると、トリガ機構１４による拘束が解かれ、クレーン本体１１と走行部１２との相対移動が許容された状態となる。ここで、前述のように走行部１２は、車輪１２１が有する一対の脱落防止片１２３によって横方向への移動が規制されている。従って、図３に矢印で示すように、クレーン本体１１が横方向へ移動し、例えば図３ではクレーン本体１１が第二垂直壁面Ｖ２に近付く方向へ移動する。
【００４８】
クレーン本体１１が第一垂直壁面Ｖ１に近付くと、図３に示すように、クレーン本体１１に取り付けられた復元・減衰機構１５も第二垂直壁面Ｖ２に接近することにより、復元・減衰機構１５を構成するコイルスプリング１９が図２に示す荷役時等より更に圧縮された状態となる。これにより、一対の転動部２２は、荷役時等より更に強い付勢力をコイルスプリング１９から受けることにより、第二垂直壁面Ｖ２に強く押圧される。これにより、コイルスプリング１９からクレーン本体１１に対して横方向への復元力が作用し、復元力を受けたクレーン本体１１は第二垂直壁面Ｖ２から遠ざかる方向へ移動する。その後、コイルスプリング１９が伸張すると、コイルスプリング１９から引っ張り力を受けたクレーン本体１１が第二垂直壁面Ｖ２に近付く方向へ移動する。このようにして、クレーン本体１１が横方向へ振動し、その間にオイルダンパ２０によってクレーン本体１１に減衰力が作用する。これにより、地震によって作用した荷重を低減することが可能となっている。
【００４９】
また、地震発生時には天井クレーン１０に走行方向への過大な荷重が作用する場合もある。しかし、前述のようにスライド機構１３はクレーン本体１１に対して横方向への移動のみを許容し、走行方向への移動は許容していない。従ってこの場合、トリガ機構１４は破断せず、クレーン本体１１と走行部１２とが一体としてレールＲに対して走行方向へ滑ることにより、地震によって作用した荷重を逃がすことが可能となっている。
【００５０】
このように、第一実施形態に係る天井クレーン１０によれば、地震発生時に作用する荷重を低減させる復元・減衰機構１５が、クレーン本体１１と建屋Ｂの第二垂直壁面Ｖ２との間に設けられる。従って、復元・減衰機構１５がクレーン本体１１と走行部１２との間に組み込まれる場合と比較すると、天井クレーン１０全体としての高さを低く抑えることができる。これにより、建屋Ｂの天井面ＴとのクリアランスＣ１に制約を受けることなく、天井クレーン１０に対して復元・減衰機構１５を組み込み、スライド機構１３とで免震手段２３として免震効果を発揮させることができる。
【００５１】
また、第一実施形態に係る天井クレーン１０では、転動部２２が第二垂直壁面Ｖ２に常時押圧された状態になっている。従って、地震発生時にトリガ機構１４が破断してクレーン本体１１と走行部１２との相対移動が始まると、それと同時に第二垂直壁面Ｖ２から反力を受ける復元・減衰機構１５が直ちに機能し始める。
【００５２】
ここで、図４は、第一実施形態に係る天井クレーン１０の作用効果を示すグラフであって、横軸は走行部１２対するクレーン本体１１の変位を、縦軸は復元・減衰機構１５が第二垂直壁面Ｖ２から受ける反力をそれぞれ意味している。尚、図４における実線は、第一実施形態の天井クレーン１０についての変位と反力の関係を意味し、図４における破線は、転動部２２を設けずに第二垂直壁面Ｖ２から若干のクリアランスを空けて押圧板２１を設けた場合における変位と反力の関係を意味している。
【００５３】
この図４に破線で示すように、押圧板２１と第二垂直壁面Ｖ２との間にクリアランスがある場合、クレーン本体１１がこのクリアランスと等しい距離だけ変位する点Ａに達するまでは、押圧板２１は第二垂直壁面Ｖ２から離間しているため、第二垂直壁面Ｖ２から押圧板２１に対して反力は作用しない。そして、点Ａにおいて押圧板２１と第二垂直壁面Ｖ２とが接触した後は、クレーン本体１１の変位が増加するに伴って、押圧板２１が受ける反力が大きくなる。これは、コイルスプリング１９の圧縮量が大きくなって付勢力が増大すると、その反力も増大するためである。
【００５４】
一方、図４に実線で示すように、押圧板２１が第二垂直壁面Ｖ２に常時押圧されている場合、クレーン本体１１が変位し始めると同時に、押圧板２１が第二垂直壁面Ｖ２から受ける反力もこれに伴って大きくなる。以上より、第一実施形態に係る天井クレーン１０によれば、地震発生時にクレーン本体１１に同じ大きさの変位が生じても、図４の破線の場合と比較して押圧板２１が第二垂直壁面Ｖ２からより大きな反力を受けてこれを低減するので、応答低減効果に優れるという利点がある。
【００５５】
（既存の天井クレーンの改修手順）
尚、本実施形態に係る天井クレーン１０は、新規に製作することはもちろん、建屋Ｂの内部に設置された既存の天井クレーン（不図示）に復元・減衰機構１５を取り付ける改修作業を行うことによっても製作することが可能である。既存の天井クレーンを改修する場合、作業者は、まず図２に示す走行部１２とクレーン本体１１との間に、両者を相対移動可能に連結するスライド機構１３を設置する。ここで、相対移動とは、レールＲの延設方向と直交する横方向への移動を意味している。
【００５６】
次に作業者は、クレーン本体１１と走行部１２とに跨がるようにしてトリガ機構１４を設置する。より詳細には、作業者は、固定金具１６を用いてトリガ機構１４の一端部をクレーン本体１１の側面１１Ｂに固定するとともに、固定金具１７を用いてトリガ機構１４の他端部を走行部１２の支持部材１２２に固定する。
【００５７】
次に作業者は、クレーン本体１１に復元・減衰機構１５を取り付ける。より詳細には、作業者は、まず一対の転動部２２を復元・減衰機構１５にそれぞれ取り付ける。そして作業者は、この転動部２２を一体化した復元・減衰機構１５を、クレーン本体１１に取り付ける。より詳細には、作業者は、一対の転動部２２が第二垂直壁面Ｖ２にそれぞれ押圧されるようにして復元・減衰機構１５を配置する。そして、復元・減衰機構１５のブラケット部１８において第一固定板１８１をクレーン本体１１の桁本体１１１の下面１１Ａであって水平な部分に、第二固定板１８２を桁本体１１１の下面１１Ａであって傾斜した部分にそれぞれ固定する。以上により、既存の天井クレーンの改修作業が完了する。
【００５８】
このような既存の天井クレーンの改修方法によれば、クレーン本体１１の下面１１Ａに第一垂直壁面Ｖ１と対向するようにして復元・減衰機構１５を設置するので、復元・減衰機構１５の存在が天井クレーン１０全体としての高さに影響を与えない。従って、天井面ＴとのクリアランスＣ１に制限がある状態で設置された天井クレーン１０に対しても、復元・減衰機構１５を容易に組み込むことができる。また、走行部１２とクレーン本体１１との間に復元・減衰機構１５を組み込む場合と比較すると、長時間に亘ってクレーン本体１１を走行部１２からジャッキアップする必要がないため、改修作業の簡略化を図ることができる。
【００５９】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る天井クレーンの構成について説明する。図５及び図６は、第二実施形態に係る天井クレーン３０の長手方向一端部を拡大した図であって、図５は荷役時等の状態を、図６は地震発生時の状態をそれぞれ示している。
【００６０】
第二実施形態の天井クレーン３０は、図２に示す第一実施形態の天井クレーン１０と比較すると、クレーン本体１１の側面１１Ｂに復元・減衰機構３１及び転動部３３がそれぞれ取り付けられる点で、クレーン本体１１の下面１１Ａに復元・減衰機構１５が取り付けられる第一実施形態とは異なっている。尚、それ以外の構成及び作用効果は第一実施形態と同じであるため、図５及び図６では図２及び図３と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００６１】
第二実施形態の復元・減衰機構３１は、図５に示すように、コイルスプリング１９と、オイルダンパ２０と、押圧板２１とを有する点で第一実施形態の復元・減衰機構１５と共通している。しかし、コイルスプリング１９及びオイルダンパ２０が取り付けられたブラケット部３２が、取付固定板３２１のみで構成される点で、第一実施形態とは異なっている。復元・減衰機構３１のそれ以外の構成は、第一実施形態の復元・減衰機構１５と同じである。
【００６２】
このように構成される復元・減衰機構３１は、図５に示すように、その取付固定板３２１が、クレーン本体１１の長手方向端部に形成された張り出し部１１２の側面１１Ｂに固定されている。そして、外力が作用しない状態では、復元・減衰機構３１に取り付けられた一対の転動部３３は、コイルスプリング１９の付勢力を受けることにより、建屋Ｂの第二垂直壁面Ｖ２にそれぞれ押圧されている。
【００６３】
このように構成される第二実施形態の天井クレーン３０によれば、第一実施形態の天井クレーン１０と同様に、荷役時等には、第二垂直壁面Ｖ２に押圧された一対の転動部３３が、レールＲの延在方向に向かって第二垂直壁面Ｖ２を転動する。従って、転動部３３の第二垂直壁面Ｖ２への接触が、天井クレーン３０の走行の妨げになることはない。また、第一実施形態の天井クレーン１０と同様に、荷役時等にトリガ機構１４が破断することはなく、従ってクレーン本体１１と走行部１２との相対移動は、トリガ機構１４に拘束された状態となっている。
【００６４】
一方、地震発生時にトリガ機構１４に対して横方向への過大な荷重が作用すると、図６に示すようにトリガ機構１４が破断する。そうすると、図６に矢印で示すように、クレーン本体１１が横方向へ移動し、コイルスプリング１９が図５に示す荷役時等より更に圧縮された状態となる。その後、第一実施形態と同様に、クレーン本体１１が横方向へ振動し、その間にオイルダンパ２０によってクレーン本体１１の振動が徐々に減衰される。
【００６５】
更に、第二実施形態の天井クレーン３０によれば、復元・減衰機構３１のブラケット部３２が取付固定板３２１だけで構成されるので、第一実施形態の天井クレーン１０と比較すると、復元・減衰機構３１の構成を簡略化することができるという利点がある。
【００６６】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る天井クレーンの構成について説明する。図７及び図８は、第三実施形態に係る天井クレーン４０の長手方向一端部を拡大した図であって、図７は荷役時等の状態を、図８は地震発生時の状態をそれぞれ示している。
【００６７】
第三実施形態の天井クレーン４０は、第一実施形態の天井クレーン１０と比較すると、復元・減衰機構１５がクレーン本体１１の下面１１Ａに、復元・減衰機構３１が側面１１Ｂにそれぞれ取り付けられている。すなわち、クレーン本体１１の下面１１Ａには第一実施形態と同じ構成の復元・減衰機構１５及び転動部２２がそれぞれ取り付けられ、クレーン本体１１の側面１１Ｂには第二実施形態と同じ構成の復元・減衰機構３１及び転動部３３がそれぞれ取り付けられている。尚、それ以外の構成は第一実施形態と同じであるため、図７及び図８では図２及び図３と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００６８】
このように構成される第三実施形態の天井クレーン４０によれば、第一実施形態の天井クレーン１０と同様に、荷役時等には、図７に示すようにトリガ機構１４は破断せず、クレーン本体１１と走行部１２との横方向への相対移動は発生しない。また、荷役時等には、第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２に押圧された一対の転動部２２及び一対の転動部３３が、レールＲの延在方向に向かって第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２をそれぞれ転動する。従って、転動部２２及び転動部３３の第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２への接触が、天井クレーン４０の走行の妨げになることはない。
【００６９】
一方、地震発生時にトリガ機構１４に対して横方向への過大な荷重が作用すると、図８に示すようにトリガ機構１４が破断する。そうすると、図８に矢印で示すように、クレーン本体１１が横方向へ移動し、復元・減衰機構１５のコイルスプリング１９及び復元・減衰機構３１のコイルスプリング１９が、図７に示す荷役時等より更に圧縮された状態となる。その後、第一実施形態と同様に、クレーン本体１１が横方向へ振動し、その間に復元・減衰機構１５のオイルダンパ２０及び復元・減衰機構３１のオイルダンパ２０によって、クレーン本体１１の振動が徐々に減衰される。
【００７０】
更に、第三実施形態の天井クレーン４０によれば、復元・減衰機構１５がクレーン本体１１の下面１１Ａに設けられるとともに、復元・減衰機構３１がクレーン本体１１の側面１１Ｂに設けられる。従って、地震発生時に天井クレーン４０に作用する荷重が、転動部２２と転動部３３の二箇所において建屋Ｂの第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２にそれぞれ伝達される。これにより、建屋Ｂに対して局所的に過大な荷重が作用して建屋Ｂが損傷することを未然に防止することができる。
【００７１】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態に係る天井クレーンの構成について説明する。図９は、第四実施形態に係る天井クレーン５０の長手方向一端部を拡大した図である。
【００７２】
第四実施形態の天井クレーン５０は、図５に示す第二実施形態の天井クレーン３０と比較すると、トリガ機構５１の構成だけが異なっている。それ以外の構成及び作用効果については第二実施形態と同じであるため、図９では図５と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００７３】
第四実施形態のトリガ機構５１は、金属等からなる棒状の部材である点で第二実施形態のトリガ機構１４と同じであるが、いわゆる履歴型ダンパである点で第二実施形態のトリガ機構１４とは異なっている。この履歴型ダンパとは、鋼材等の塑性変形による履歴減衰により地震エネルギーを吸収及び消散するダンパを意味し、本実施形態ではこの履歴型ダンパとして鋼棒ダンパを用いている。ここで、鋼棒ダンパを組成する材料としては、例えばＳＳ４００やＳＣＭ４４０などを用いることができる。尚、履歴型ダンパとしては、本実施形態の鋼棒ダンパに代えて、地震エネルギーを摩擦力により吸収する、いわゆる摩擦ダンパを用いてもよい。
【００７４】
このようなトリガ機構５１によれば、図に詳細は示さないが、天井クレーン５０の荷役時等には、トリガ機構５１に横方向への荷重が作用しても、トリガ機構５１は破断しない。従って、クレーン本体１１と走行部１２との横方向への相対移動は発生しない。
【００７５】
一方、地震発生時にトリガ機構５１に対して横方向への過大な荷重が作用すると、トリガ機構５１が曲げ降伏またはせん断降伏に達し、その後はトリガ機構５１が塑性変形する。特に、トリガ機構５１の塑性変形量が破断に至らない程度で大きくなった場合、図９（ａ）に示すように、復元・減衰機構３１のコイルスプリング１９が、荷役時等より更に圧縮された状態となる。これにより、トリガ機構５１の履歴作用によるエネルギー吸収に加えて、復元・減衰機構３１の作用によって、図９（ｂ）に示すようにクレーン本体１１の振動が減衰される。
【００７６】
そして、クレーン本体１１の振動が減衰されることによって、トリガ機構５１の塑性変形量が小さくなると、図９（ｃ）に示すように、復元・減衰機構３１のコイルスプリング１９は、荷役時等と同程度の圧縮状態に戻る。そして、その後はトリガ機構５１の履歴作用によるエネルギー吸収のみによって、クレーン本体１１の振動が減衰される。
【００７７】
このように、第四実施形態の天井クレーン５０によれば、復元・減衰機構３１の減衰作用に加えて、トリガ機構５１の履歴作用を利用することにより、クレーン本体１１の振動を一層効率良く減衰させることができるという利点がある。
【００７８】
尚、本実施形態では、図５に示す第二実施形態の天井クレーン３０においてトリガ機構１４を履歴型ダンパとしたが、これと同様に、図２に示す第一実施形態の天井クレーン１０や、図７に示す第三実施形態の天井クレーン４０においてトリガ機構１４を履歴型ダンパとすることも可能である。
【００７９】
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態に係る天井クレーンの構成について説明する。図１０は、第五実施形態に係る天井クレーン６０の長手方向一端部を拡大した図である。
【００８０】
第五実施形態の天井クレーン６０は、図７に示す第三実施形態の天井クレーン４０と比較すると、建屋Ｂの第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２に補強パネル６１（補強部材）がそれぞれ貼り付けられている点で異なっている。それ以外の構成及び作用効果については第三実施形態と同じであるため、図１０では図７と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００８１】
補強パネル６１は、第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２より高い強度を有する材料から形成され、例えば金属板等を用いることができる。この補強パネル６１は、図１０に示すように、第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２の表面であって、転動部２２及び転動部３３に対向する位置にそれぞれ貼り付けられている。
【００８２】
このような構成によれば、天井クレーン６０の荷役時等には、コイルスプリング１９から付勢力を受けた転動部２２及び転動部３３が、補強パネル６１に対してそれぞれ押圧されている。そして、走行部１２のレールＲに沿った走行に伴って、転動部２２及び転動部３３は、高い強度を有する補強パネル６１に対してそれぞれ摺動する。これにより、転動部２２及び転動部３３との摺動によって建屋Ｂの第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２が摩耗することを、未然に防止することができる。
【００８３】
また、地震発生時にクレーン本体１１に対して過大な荷重が作用すると、図に詳細は示さないがトリガ機構１４が破断する。そして、クレーン本体１１と走行部１２とが横方向への相対移動を開始すると、クレーン本体１１に作用した過大な荷重は、転動部２２及び転動部３３から補強パネル６１に対してそれぞれ作用する。これにより、転動部２２及び転動部３３との接触によって建屋Ｂの第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２が損傷することを、未然に防止することができる。
【００８４】
尚、補強パネル６１は、本実施形態のように板状の部材に限定されず、任意の形状に設計変更が可能である。しかし、本実施形態のように補強パネル６１を板状の部材とすれば、材料としての高い強度によって耐荷重性を持つことに加えて、押圧板２１から受ける荷重をその面内で分散させることができるので、建屋Ｂの損傷をより確実に防止することができるという利点がある。
【００８５】
尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１０ 天井クレーン
１１ クレーン本体
１１１ 桁本体
１１２ 張り出し部
１１Ａ 下面
１１Ｂ 側面
１２ 走行部
１２１ 車輪
１２２ 支持部材
１２３ 脱落防止片
１３ スライド機構
１４ トリガ機構
１５ 復元・減衰機構
１６ 固定金具
１７ 固定金具
１８ ブラケット部
１８１ 第一固定板
１８２ 第二固定板
１８３ 垂下板
１８４ 接続板
１８５ 取付板
１８６ 補強板
１９ コイルスプリング
２０ オイルダンパ
２０１ シリンダケーシング
２０２ ピストンロッド
２１ 押圧板
２２ 転動部
２３ 免震手段
３０ 天井クレーン
３１ 復元・減衰機構
３２ ブラケット部
３３ 転動部
３２１ 取付固定板
４０ 天井クレーン
５０ 天井クレーン
５１ トリガ機構
６０ 天井クレーン
６１ 補強パネル
Ｃ１ クリアランス
Ｂ 建屋
ＫＳ クレーン設置空間
Ｌ 水平壁面
Ｒ レール
Ｔ 天井面
Ｖ１ 第一垂直壁面
Ｖ２ 第二垂直壁面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建屋内の天井付近に設置される天井クレーン及び天井クレーンの改修方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
重量物の吊り上げに使用されるクレーンとしては、港湾の岸壁に設置されて船舶へのコンテナの積み降ろしを行うコンテナクレーンや、コンテナの集積場所であるコンテナヤードに設置されて走行レーンを走行しながらコンテナの積み降ろしを行うＲＴＧ（ラバータイヤードガントリークレーン）や、工場等の建屋内の天井付近に設置されて各種資材の運搬を行う天井クレーン等が存在する。
【０００３】
このようなクレーンには、大地震の発生時にも倒壊や破壊等することなく耐え得る構造が必要とされる。そして、このような構造を実現する手段の一つとして、免震装置の採用がある。すなわち、クレーン本体とそれを走行可能に支持する走行装置との間に免震装置を組み込み、大地震時にクレーン本体に作用する荷重をこの免震装置で低減するクレーンが従来提唱されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、クレーンに採用する免震装置とは、走行装置に対してクレーン本体を水平方向へスライド可能とする水平スライド機構、スライドしたクレーン本体に復元力を付与する復元力機構、及びクレーン本体の振動を減衰させる減衰機構とを有するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４２０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のクレーンでは、クレーン本体と走行装置との間に上記のような免震装置を組み込むためのスペースを確保する必要がある。従って、免震装置を組み込んだクレーンは、免震装置のないものと比較すると、クレーン全体の高さが免震装置の高さ分だけ高くなる。しかし、特に天井クレーンは、建屋内に設置されるため天井面とのクリアランスに制限がある。従って、天井クレーンについては、クレーン本体と走行装置との間に免震装置を組み込むことは難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、天井面とのクリアランスに制限を受けることなく、地震発生時にクレーン本体に作用する荷重を低減することが可能な天井クレーン及び天井クレーンの改修方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係る天井クレーンは、建屋内の天井下方に配されたクレーン本体と、前記クレーン本体を支持し、建屋に取り付けられたレール上を走行可能な走行部と、前記走行部と前記クレーン本体との間に設けられ、前記レールの延設方向と直交する横方向への相対移動を可能に前記走行部と前記クレーン本体とを連結するスライド機構と、前記スライド機構による前記走行部と前記クレーン本体との相対移動を拘束するとともに、地震時には許容するトリガ機構と、前記クレーン本体に、横方向に対向する建屋内の壁面との間で取り付けられ、横方向に復元力を作用する弾性要素及び横方向に減衰力を作用する減衰要素を有する復元・減衰機構と、前記復元・減衰機構と前記壁面との間に設けられ、前記レールの延設方向で壁面を転動可能な転動部と、を備えることを特徴とする天井クレーン。
【０００８】
このような構成によれば、天井クレーンの荷役時及び走行時には、走行部とクレーン本体との相対移動がトリガ機構によって拘束されているため、クレーン本体は走行部と共にレール上を走行する。また、クレーン本体の走行に伴って、復元・減衰機構と壁面との間に設けられた転動部が、レールの延設方向で壁面を転動する。従って、復元・減衰機構と壁面とが直接接触する場合と比較すると、両者の間に作用する摩擦力が低減されるため、天井クレーンの走行が復元・減衰機構によって妨げられることがない。
【０００９】
一方、地震発生時には、走行部とクレーン本体との相対移動がトリガ機構によって許容されるため、クレーン本体は走行部に対して横方向への相対移動を開始する。そうすると、転動部と壁面との接触により、復元・減衰機構が直ちに機能してクレーン本体の振動が減衰される。これにより、クレーン本体に倒壊や破損が生じるのを未然に防止することができる。
【００１０】
また、復元・減衰機構がクレーン本体に対して建屋内の壁面との間で取り付けられるため、復元・減衰機構の組み込みによってもクレーン本体の最上部の高さ位置は変化しない。
【００１１】
また、本発明に係る天井クレーンは、前記転動部が、前記壁面に押圧されていることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、走行時に生じる走行部の横方向へのブレやレールのうねり等の影響を受けることなく、常に転動部が壁面に接触した状態で保持される。これにより、クレーン本体と走行部との相対移動の開始に伴い、復元・減衰機構を直ちに機能させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る天井クレーンは、前記復元・減衰機構が、前記クレーン本体の下面に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、天井クレーン全体としての高さに影響を与えることなく、復元・減衰機構を組み込むことができる。また、既存の天井クレーンに対して復元・減衰機構を後付けで組み込む改修作業を行う場合に、クレーン本体と走行部との間に復元・減衰機構を組み込む場合のようにクレーン本体を天井に向けてジャッキアップ等する必要がないため、簡略な作業での組み込みが可能である。また、クレーン本体のジャッキアップ等に時間を要さず、復元・減衰機構を天井クレーンに対して短時間で組み込むことができる。
【００１５】
また、本発明に係る天井クレーンは、前記復元・減衰機構が、前記クレーン本体の側面に取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、天井クレーン全体としての高さに影響を与えることなく、復元・減衰機構を組み込むことができる。また、既存の天井クレーンに対して復元・減衰機構を後付けで組み込む改修作業を行う場合に、クレーン本体と走行部との間に復元・減衰機構を組み込む場合のようにクレーン本体を天井に向けてジャッキアップ等する必要がないため、簡略な作業での組み込みが可能である。また、クレーン本体のジャッキアップ等に時間を要さず、復元・減衰機構を天井クレーンに対して短時間で組み込むことができる。
【００１７】
また、本発明に係る天井クレーンは、前記スライド機構は、前記クレーン本体と前記走行部との間に介在された低摩擦滑り材であることを特徴とする。
【００１８】
このような構成によれば、低摩擦滑り材の存在によってクレーン本体と走行部との間に作用する摩擦力が低減するので、クレーン本体と走行部とをスライドさせることで容易に相対移動させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る天井クレーンは、前記トリガ機構が、履歴減衰により前記走行部と前記クレーン本体との相対移動を減衰させる履歴型ダンパであることを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、復元・減衰機構の減衰作用に加えて、トリガ機構の履歴減衰を利用することにより、クレーン本体の振動を一層効率良く減衰させることができる。
【００２１】
また、本発明に係る天井クレーンは、前記建屋内の壁面における前記転動部に対向する位置に、前記壁面を補強する補強部材が設けられたことを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、地震発生時にクレーン本体と走行部とが横方向へ相対移動しても、建屋の壁面が補強パネルによって補強されているため、クレーン本体から転動部を介して作用する荷重によって建屋が損傷するのを防止することができる。
【００２３】
尚、補強パネルは、本実施形態のように板状の部材に限定されず、任意の形状に設計変更が可能である。しかし、本実施形態のように補強パネル及び補強パネルをそれぞれ板状の部材とすれば、材料としての高い強度によって耐荷重性を持つことに加えて、押圧板及び押圧板からそれぞれ受ける荷重をその面内で分散させることができるので、建屋の損傷をより確実に防止することができるという利点がある。
【００２４】
また、本発明に係る天井クレーンの改修方法は、建屋内の天井下方に配されたクレーン本体と、前記クレーン本体を支持し、建屋に取り付けられたレール上を走行可能な走行部と、を有する天井クレーンの改修方法であって、前記走行部と前記クレーン本体との間に、前記レールの延設方向と直交する横方向への相対移動を可能に前記走行部と前記クレーン本体とを連結するスライド機構を設置する工程と、前記スライド機構による前記走行部と前記クレーン本体との相対移動を拘束するとともに、地震時には許容するトリガ機構を設置する工程と、前記クレーン本体に、横方向に対向する建屋内の壁面との間で、横方向に復元力を作用する弾性要素及び横方向に減衰力を作用する減衰要素を有する復元・減衰機構と、前記復元・減衰機構と前記壁面との間に、前記レールの延設方向で壁面を転動可能な転動部と、を設置する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
このような方法によれば、横方向に対向する建屋内の壁面との間で、クレーン本体に復元・減衰機構を設置するので、復元・減衰機構の存在が天井クレーン全体としての高さに影響を与えない。従って、天井とのクリアランスに制限がある状態で設置された天井クレーンに対しても、復元・減衰機構を容易に組み込むことができる。また、走行部とクレーン本体との間に復元・減衰機構を組み込む場合と比較すると、長時間に亘ってクレーン本体を走行部からジャッキアップする必要がないため、改修作業の簡略化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る天井クレーン及び天井クレーンの改修方法によれば、天井面とのクリアランスに制限を受けることなく、地震発生時にクレーン本体に作用する荷重を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る天井クレーンの全体構成を示す概略正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図であって、荷役時等の状態を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図であって、地震発生時の状態を示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る天井クレーンの作用効果を示すグラフである。
【図５】本発明の第二実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図であって、荷役時等の状態を示す図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図であって、地震発生時の状態を示す図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図であって、荷役時等の状態を示す図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図であって、地震発生時の状態を示す図である。
【図９】本発明の第四実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図である。
【図１０】本発明の第五実施形態に係る天井クレーンの長手方向一端部を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［第一実施形態］
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の第一実施形態に係る天井クレーンの構成について説明する。図１は、第一実施形態に係る天井クレーン１０の全体構成を示す概略正面図である。また、図２及び図３は、第一実施形態に係る天井クレーン１０の長手方向一端部を拡大した図であって、図２は荷役時及び走行時（以下、「荷役時等」と略す）の状態を、図３は地震発生時の状態をそれぞれ示している。
【００２９】
天井クレーン１０は、図１に示すように、建屋Ｂ内の天井の付近に水平方向に延びるクレーン本体１１と、このクレーン本体１１の長手方向両端部にそれぞれ設けられた一対の走行部１２と、同じくクレーン本体１１の長手方向両端部にそれぞれ設けられた一対の免震手段２３とを備えている。
【００３０】
建屋Ｂは、図１に示すように、天井面Ｔと、天井面Ｔの両端部から鉛直下方に延びて向かい合う一対の第一垂直壁面Ｖ１と、これら第一垂直壁面Ｖ１の下端から水平方向建屋Ｂ内側にそれぞれ延びる左右一対の水平壁面Ｌと、これら水平壁面Ｌの内側端部から鉛直下方に延びて向かい合う一対の第二垂直壁面Ｖ２とを有している。これにより、建屋Ｂ内の上方の空間には、天井面Ｔと第一垂直壁面Ｖ１と水平壁面Ｌとに囲まれてクレーン設置空間ＫＳが形成されている。また、一対の水平壁面Ｌのそれぞれには、第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２に平行に、図１の紙面に直交する方向へ延びるようにして、レールＲが敷設されている。
【００３１】
（クレーン本体）
クレーン本体１１は、クレーンガーダや桁と呼ばれて不図示のトロリ等を支持する構造体である。このクレーン本体１１は、図１に示すように、一定の桁高さに形成された桁本体１１１と、この桁本体１１１の両端部から側方へそれぞれ張り出した一対の張り出し部１１２と、を有している。そして、桁本体１１１の両端部では、張り出し部１１２に向かって桁高さが徐々に低くなることにより、クレーン本体１１の下面１１Ａが傾斜して形成されている。このように構成されるクレーン本体１１は、建屋Ｂの天井面Ｔから若干のクリアランスＣ１を介した下方位置であってクレーン設置空間ＫＳの内部に、水平方向に延びるように配置されている。
【００３２】
（走行部）
走行部１２は、クレーン本体１１を走行可能に支持する役割を果たすものである。この走行部１２は、図２に示すように、車輪１２１と、この車輪１２１を回転可能に軸支する支持部材１２２と、を有している。そして、車輪１２１の軸方向両端部には、大径の脱落防止片１２３がそれぞれ設けられ、車輪１２１の外周側に張り出している。
【００３３】
このように構成される走行部１２は、図２に示すように、その支持部材１２２が、クレーン本体１１の長手方向端部に形成された張り出し部１１２の下面に、前記スライド機構１３を介して取り付けられている。そして、クレーン本体１１と一体化された走行部１２は、その車輪１２１が、建屋Ｂの水平壁面Ｌに敷設されたレールＲの上に配置される。これにより走行部１２は、車輪１２１の回転に伴って、レールＲの延設方向すなわち図２において紙面に直交する方向へ走行可能となっている。また、レールＲを挟んで左右両側に脱落防止片１２３がそれぞれ位置することにより、車輪１２１がレールＲの上から脱落することが防止されている。
【００３４】
尚、走行部１２は本実施形態の車輪１２１に限られず、クレーン本体１１を走行可能に支持するものであれば足り、例えば無限軌道や、レールＲと摺動するスライダー等であってもよい。
【００３５】
（免震手段）
免震手段２３は、地震発生時にクレーン本体１１への振動の作用を低減する役割を果たすものである。この免震手段２３は、図１に示すように、走行部１２それぞれとクレーン本体１１との間に介在された一対のスライド機構１３と、走行部１２それぞれとクレーン本体１１との間に設けられた一対のトリガ機構１４と、クレーン本体１１において両端部にそれぞれ設けられた一対の復元・減衰機構１５と、復元・減衰機構１５それぞれと建屋Ｂとの間に設けられた一対の転動部２２とを備えている。
【００３６】
（スライド機構）
スライド機構１３は、走行部１２とクレーン本体１１とをスライド可能に連結する役割を果たすものである。このスライド機構１３は、いわゆる低摩擦滑り材からなる平板状の部材であって、図２に示すように、走行部１２を構成する支持部材１２２の上面に固定されている。そして、このスライド機構１３の上にクレーン本体１１の下面１１Ａにおける長手方向端部が載置されることにより、スライド機構１３に沿ったクレーン本体１１のスライド移動が許容されている。なお、クレーン本体１１に対してスライド機構１３がより円滑に摺動するために、クレーン本体１１の下面１１Ａにおけるスライド機構１３に当接する箇所には、ステンレス鋼などの平板を固定することが望ましい。更に、不図示のガイドレール等に案内されることにより、クレーン本体１１には、レールＲの延設方向と略直交する横方向への移動のみが許容されている。
【００３７】
尚、低摩擦滑り材としては、例えば大同メタル工業株式会社製のデバメタル（商品名）を用いることができる。またスライド機構１３は、走行部１２とクレーン本体１１との間のスライドを円滑に行い得るものであればよく、本実施形態のように低摩擦滑り材に代えて転がり要素等であってもよい。また、本実施形態では、走行部１２の支持部材１２２の上面にスライド機構１３を固定したが、これに代えてクレーン本体１１の下面１１Ａにスライド機構１３を固定してもよい。更に、スライド機構１３は、互いに摺動する一対の低摩擦滑り材のうち一方を走行部１２の支持部材１２２の上面に固定し、他方をクレーン本体１１の下面１１Ａに固定することで構成してもよい。
【００３８】
（トリガ機構）
トリガ機構１４は、走行部１２とクレーン本体１１との相対移動を拘束または許容する役割を果たすものである。このトリガ機構１４は、図２に示すように、金属等からなる棒状の部材であって、その一端部がクレーン本体１１の側面１１Ｂに対して固定金具１６を用いて固定されているとともに、その他端部が支持部材１２２に対して固定金具１７を用いて固定されている。これにより、トリガ機構１４は、走行部１２とクレーン本体１１との相対移動を拘束している。そして、このトリガ機構１４は、天井クレーン１０の荷役時等に横方向へ作用する荷重によっては破断しないが、地震発生時に横方向へ作用する過大な荷重によっては破断する程度の強度を有している。そして、破断することにより、トリガ機構１４は、走行部１２とクレーン本体１１との相対移動を許容する。
【００３９】
尚、本実施形態では、地震発生時に作用する荷重によって金属棒を破断させる、いわゆるパッシブ型のトリガ機構１４を用いたが、これに代えて、電気制御を行って地震の振動を感知することで水平変位を許容する、いわゆるアクティブ型のトリガ機構１４を用いてもよい。
【００４０】
（復元・減衰機構）
復元・減衰機構１５は、クレーン本体１１に発生した振動を減衰させる役割を果たすものである。この復元・減衰機構１５は、図２に示すように、クレーン本体１１の下面１１Ａに取り付けられたブラケット部１８と、このブラケット部１８に一端部がそれぞれ取り付けられたコイルスプリング１９（弾性要素）及びオイルダンパ２０（減衰要素）と、コイルスプリング１９及びオイルダンパ２０の他端部がそれぞれ取り付けられた押圧板２１と、を有している。
【００４１】
ブラケット部１８は、第二垂直壁面Ｖ２から受ける反力によらず復元・減衰機構１５をクレーン本体１１に対して確実に固定する役割を果たすものである。このブラケット部１８は、図２に示すように、クレーン本体１１の下面１１Ａに固定された第一固定板１８１及び第二固定板１８２と、第二固定板１８２から下方へ垂下する一対の垂下板１８３と、垂下板１８３それぞれの下端を互いに接続する接続板１８４と、この接続板１８４から更に下方へ垂下する取付板１８５と、これら各板の接続を構造的に補強する補強板１８６とを有している。
【００４２】
ここで、図２に示すように、第一固定板１８１は、下面１１Ａであって桁本体１１１における水平な部分に固定されている。また、第二固定板１８２は、下面１１Ａであって桁本体１１１における傾斜した部分に固定されている。また、取付板１８５には、コイルスプリング１９及びオイルダンパ２０がそれぞれ取り付けられている。
【００４３】
オイルダンパ２０は、図２に示すように、シリンダケーシング２０１と、このシリンダケーシング２０１の内部に出没可能に設けられたピストンロッド２０２と、を有している。そして、シリンダケーシング２０１は、ブラケット部１８の取付板１８５に固定されている。また、ピストンロッド２０２は、基端が押圧板２１に固定されている。
【００４４】
（転動部）
転動部２２は、復元・減衰機構１５と第二垂直壁面Ｖ２との接触を確保しながら、両者の間に作用する摩擦力を低減する役割を果たすものである。この転動部２２は、断面略円形状を有する一対のローラであって、図２に示すように、復元・減衰機構１５を構成する押圧板２１により、鉛直軸回りに回転可能な状態でそれぞれ支持されている。
【００４５】
（作用効果）
次に、本発明の第一実施形態に係る天井クレーン１０の作用効果について説明する。まず、天井クレーン１０の荷役時等には、図２に示すように、復元・減衰機構１５を構成するコイルスプリング１９は、取付板１８５と押圧板２１との間で圧縮された状態となっている。これにより、押圧板２１に支持された一対の転動部２２は、コイルスプリング１９から付勢力を受けることにより、第二垂直壁面Ｖ２に押圧された状態となっている。そして、これら一対の転動部２２は、走行部１２のレールＲに沿った走行に伴って、レールＲの延在方向に向かって第二垂直壁面Ｖ２を転動する。この時、転動部２２と第二垂直壁面Ｖ２との間に作用する摩擦力は非常に小さいため、転動部２２の第二垂直壁面Ｖ２への接触が天井クレーン１０の走行の妨げになることはない。
【００４６】
また、天井クレーン１０の荷役時等には、コイルスプリング１９の付勢力が、ブラケット部１８及びクレーン本体１１を介してトリガ機構１４に作用する。更に、トリガ機構１４には、走行時における走行部１２の横方向へのブレ等によっても、横方向への荷重が作用する。しかし、前述のようにトリガ機構１４は荷役時等に作用する荷重に耐え得るだけの十分な強度を有しているため、トリガ機構１４が破断することはない。従って、図２に示すように、クレーン本体１１と走行部１２との相対移動は、トリガ機構１４によって拘束された状態となっている。これにより、クレーン本体１１と走行部１２との横方向への相対移動は発生しない。
【００４７】
一方、地震発生時にトリガ機構１４に対して横方向への過大な荷重が作用すると、図３に示すように、固定金具１６と固定金具１７の間の位置でトリガ機構１４が破断する。そうすると、トリガ機構１４による拘束が解かれ、クレーン本体１１と走行部１２との相対移動が許容された状態となる。ここで、前述のように走行部１２は、車輪１２１が有する一対の脱落防止片１２３によって横方向への移動が規制されている。従って、図３に矢印で示すように、クレーン本体１１が横方向へ移動し、例えば図３ではクレーン本体１１が第二垂直壁面Ｖ２に近付く方向へ移動する。
【００４８】
クレーン本体１１が第一垂直壁面Ｖ１に近付くと、図３に示すように、クレーン本体１１に取り付けられた復元・減衰機構１５も第二垂直壁面Ｖ２に接近することにより、復元・減衰機構１５を構成するコイルスプリング１９が図２に示す荷役時等より更に圧縮された状態となる。これにより、一対の転動部２２は、荷役時等より更に強い付勢力をコイルスプリング１９から受けることにより、第二垂直壁面Ｖ２に強く押圧される。これにより、コイルスプリング１９からクレーン本体１１に対して横方向への復元力が作用し、復元力を受けたクレーン本体１１は第二垂直壁面Ｖ２から遠ざかる方向へ移動する。その後、コイルスプリング１９が伸張すると、コイルスプリング１９から引っ張り力を受けたクレーン本体１１が第二垂直壁面Ｖ２に近付く方向へ移動する。このようにして、クレーン本体１１が横方向へ振動し、その間にオイルダンパ２０によってクレーン本体１１に減衰力が作用する。これにより、地震によって作用した荷重を低減することが可能となっている。
【００４９】
また、地震発生時には天井クレーン１０に走行方向への過大な荷重が作用する場合もある。しかし、前述のようにスライド機構１３はクレーン本体１１に対して横方向への移動のみを許容し、走行方向への移動は許容していない。従ってこの場合、トリガ機構１４は破断せず、クレーン本体１１と走行部１２とが一体としてレールＲに対して走行方向へ滑ることにより、地震によって作用した荷重を逃がすことが可能となっている。
【００５０】
このように、第一実施形態に係る天井クレーン１０によれば、地震発生時に作用する荷重を低減させる復元・減衰機構１５が、クレーン本体１１と建屋Ｂの第二垂直壁面Ｖ２との間に設けられる。従って、復元・減衰機構１５がクレーン本体１１と走行部１２との間に組み込まれる場合と比較すると、天井クレーン１０全体としての高さを低く抑えることができる。これにより、建屋Ｂの天井面ＴとのクリアランスＣ１に制約を受けることなく、天井クレーン１０に対して復元・減衰機構１５を組み込み、スライド機構１３とで免震手段２３として免震効果を発揮させることができる。
【００５１】
また、第一実施形態に係る天井クレーン１０では、転動部２２が第二垂直壁面Ｖ２に常時押圧された状態になっている。従って、地震発生時にトリガ機構１４が破断してクレーン本体１１と走行部１２との相対移動が始まると、それと同時に第二垂直壁面Ｖ２から反力を受ける復元・減衰機構１５が直ちに機能し始める。
【００５２】
ここで、図４は、第一実施形態に係る天井クレーン１０の作用効果を示すグラフであって、横軸は走行部１２対するクレーン本体１１の変位を、縦軸は復元・減衰機構１５が第二垂直壁面Ｖ２から受ける反力をそれぞれ意味している。尚、図４における実線は、第一実施形態の天井クレーン１０についての変位と反力の関係を意味し、図４における破線は、転動部２２を設けずに第二垂直壁面Ｖ２から若干のクリアランスを空けて押圧板２１を設けた場合における変位と反力の関係を意味している。
【００５３】
この図４に破線で示すように、押圧板２１と第二垂直壁面Ｖ２との間にクリアランスがある場合、クレーン本体１１がこのクリアランスと等しい距離だけ変位する点Ａに達するまでは、押圧板２１は第二垂直壁面Ｖ２から離間しているため、第二垂直壁面Ｖ２から押圧板２１に対して反力は作用しない。そして、点Ａにおいて押圧板２１と第二垂直壁面Ｖ２とが接触した後は、クレーン本体１１の変位が増加するに伴って、押圧板２１が受ける反力が大きくなる。これは、コイルスプリング１９の圧縮量が大きくなって付勢力が増大すると、その反力も増大するためである。
【００５４】
一方、図４に実線で示すように、押圧板２１が第二垂直壁面Ｖ２に常時押圧されている場合、クレーン本体１１が変位し始めると同時に、押圧板２１が第二垂直壁面Ｖ２から受ける反力もこれに伴って大きくなる。以上より、第一実施形態に係る天井クレーン１０によれば、地震発生時にクレーン本体１１に同じ大きさの変位が生じても、図４の破線の場合と比較して押圧板２１が第二垂直壁面Ｖ２からより大きな反力を受けてこれを低減するので、応答低減効果に優れるという利点がある。
【００５５】
（既存の天井クレーンの改修手順）
尚、本実施形態に係る天井クレーン１０は、新規に製作することはもちろん、建屋Ｂの内部に設置された既存の天井クレーン（不図示）に復元・減衰機構１５を取り付ける改修作業を行うことによっても製作することが可能である。既存の天井クレーンを改修する場合、作業者は、まず図２に示す走行部１２とクレーン本体１１との間に、両者を相対移動可能に連結するスライド機構１３を設置する。ここで、相対移動とは、レールＲの延設方向と直交する横方向への移動を意味している。
【００５６】
次に作業者は、クレーン本体１１と走行部１２とに跨がるようにしてトリガ機構１４を設置する。より詳細には、作業者は、固定金具１６を用いてトリガ機構１４の一端部をクレーン本体１１の側面１１Ｂに固定するとともに、固定金具１７を用いてトリガ機構１４の他端部を走行部１２の支持部材１２２に固定する。
【００５７】
次に作業者は、クレーン本体１１に復元・減衰機構１５を取り付ける。より詳細には、作業者は、まず一対の転動部２２を復元・減衰機構１５にそれぞれ取り付ける。そして作業者は、この転動部２２を一体化した復元・減衰機構１５を、クレーン本体１１に取り付ける。より詳細には、作業者は、一対の転動部２２が第二垂直壁面Ｖ２にそれぞれ押圧されるようにして復元・減衰機構１５を配置する。そして、復元・減衰機構１５のブラケット部１８において第一固定板１８１をクレーン本体１１の桁本体１１１の下面１１Ａであって水平な部分に、第二固定板１８２を桁本体１１１の下面１１Ａであって傾斜した部分にそれぞれ固定する。以上により、既存の天井クレーンの改修作業が完了する。
【００５８】
このような既存の天井クレーンの改修方法によれば、クレーン本体１１の下面１１Ａに第一垂直壁面Ｖ１と対向するようにして復元・減衰機構１５を設置するので、復元・減衰機構１５の存在が天井クレーン１０全体としての高さに影響を与えない。従って、天井面ＴとのクリアランスＣ１に制限がある状態で設置された天井クレーン１０に対しても、復元・減衰機構１５を容易に組み込むことができる。また、走行部１２とクレーン本体１１との間に復元・減衰機構１５を組み込む場合と比較すると、長時間に亘ってクレーン本体１１を走行部１２からジャッキアップする必要がないため、改修作業の簡略化を図ることができる。
【００５９】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る天井クレーンの構成について説明する。図５及び図６は、第二実施形態に係る天井クレーン３０の長手方向一端部を拡大した図であって、図５は荷役時等の状態を、図６は地震発生時の状態をそれぞれ示している。
【００６０】
第二実施形態の天井クレーン３０は、図２に示す第一実施形態の天井クレーン１０と比較すると、クレーン本体１１の側面１１Ｂに復元・減衰機構３１及び転動部３３がそれぞれ取り付けられる点で、クレーン本体１１の下面１１Ａに復元・減衰機構１５が取り付けられる第一実施形態とは異なっている。尚、それ以外の構成及び作用効果は第一実施形態と同じであるため、図５及び図６では図２及び図３と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００６１】
第二実施形態の復元・減衰機構３１は、図５に示すように、コイルスプリング１９と、オイルダンパ２０と、押圧板２１とを有する点で第一実施形態の復元・減衰機構１５と共通している。しかし、コイルスプリング１９及びオイルダンパ２０が取り付けられたブラケット部３２が、取付固定板３２１のみで構成される点で、第一実施形態とは異なっている。復元・減衰機構３１のそれ以外の構成は、第一実施形態の復元・減衰機構１５と同じである。
【００６２】
このように構成される復元・減衰機構３１は、図５に示すように、その取付固定板３２１が、クレーン本体１１の長手方向端部に形成された張り出し部１１２の側面１１Ｂに固定されている。そして、外力が作用しない状態では、復元・減衰機構３１に取り付けられた一対の転動部３３は、コイルスプリング１９の付勢力を受けることにより、建屋Ｂの第二垂直壁面Ｖ２にそれぞれ押圧されている。
【００６３】
このように構成される第二実施形態の天井クレーン３０によれば、第一実施形態の天井クレーン１０と同様に、荷役時等には、第二垂直壁面Ｖ２に押圧された一対の転動部３３が、レールＲの延在方向に向かって第二垂直壁面Ｖ２を転動する。従って、転動部３３の第二垂直壁面Ｖ２への接触が、天井クレーン３０の走行の妨げになることはない。また、第一実施形態の天井クレーン１０と同様に、荷役時等にトリガ機構１４が破断することはなく、従ってクレーン本体１１と走行部１２との相対移動は、トリガ機構１４に拘束された状態となっている。
【００６４】
一方、地震発生時にトリガ機構１４に対して横方向への過大な荷重が作用すると、図６に示すようにトリガ機構１４が破断する。そうすると、図６に矢印で示すように、クレーン本体１１が横方向へ移動し、コイルスプリング１９が図５に示す荷役時等より更に圧縮された状態となる。その後、第一実施形態と同様に、クレーン本体１１が横方向へ振動し、その間にオイルダンパ２０によってクレーン本体１１の振動が徐々に減衰される。
【００６５】
更に、第二実施形態の天井クレーン３０によれば、復元・減衰機構３１のブラケット部３２が取付固定板３２１だけで構成されるので、第一実施形態の天井クレーン１０と比較すると、復元・減衰機構３１の構成を簡略化することができるという利点がある。
【００６６】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る天井クレーンの構成について説明する。図７及び図８は、第三実施形態に係る天井クレーン４０の長手方向一端部を拡大した図であって、図７は荷役時等の状態を、図８は地震発生時の状態をそれぞれ示している。
【００６７】
第三実施形態の天井クレーン４０は、第一実施形態の天井クレーン１０と比較すると、復元・減衰機構１５がクレーン本体１１の下面１１Ａに、復元・減衰機構３１が側面１１Ｂにそれぞれ取り付けられている。すなわち、クレーン本体１１の下面１１Ａには第一実施形態と同じ構成の復元・減衰機構１５及び転動部２２がそれぞれ取り付けられ、クレーン本体１１の側面１１Ｂには第二実施形態と同じ構成の復元・減衰機構３１及び転動部３３がそれぞれ取り付けられている。尚、それ以外の構成は第一実施形態と同じであるため、図７及び図８では図２及び図３と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００６８】
このように構成される第三実施形態の天井クレーン４０によれば、第一実施形態の天井クレーン１０と同様に、荷役時等には、図７に示すようにトリガ機構１４は破断せず、クレーン本体１１と走行部１２との横方向への相対移動は発生しない。また、荷役時等には、第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２に押圧された一対の転動部２２及び一対の転動部３３が、レールＲの延在方向に向かって第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２をそれぞれ転動する。従って、転動部２２及び転動部３３の第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２への接触が、天井クレーン４０の走行の妨げになることはない。
【００６９】
一方、地震発生時にトリガ機構１４に対して横方向への過大な荷重が作用すると、図８に示すようにトリガ機構１４が破断する。そうすると、図８に矢印で示すように、クレーン本体１１が横方向へ移動し、復元・減衰機構１５のコイルスプリング１９及び復元・減衰機構３１のコイルスプリング１９が、図７に示す荷役時等より更に圧縮された状態となる。その後、第一実施形態と同様に、クレーン本体１１が横方向へ振動し、その間に復元・減衰機構１５のオイルダンパ２０及び復元・減衰機構３１のオイルダンパ２０によって、クレーン本体１１の振動が徐々に減衰される。
【００７０】
更に、第三実施形態の天井クレーン４０によれば、復元・減衰機構１５がクレーン本体１１の下面１１Ａに設けられるとともに、復元・減衰機構３１がクレーン本体１１の側面１１Ｂに設けられる。従って、地震発生時に天井クレーン４０に作用する荷重が、転動部２２と転動部３３の二箇所において建屋Ｂの第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２にそれぞれ伝達される。これにより、建屋Ｂに対して局所的に過大な荷重が作用して建屋Ｂが損傷することを未然に防止することができる。
【００７１】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態に係る天井クレーンの構成について説明する。図９は、第四実施形態に係る天井クレーン５０の長手方向一端部を拡大した図である。
【００７２】
第四実施形態の天井クレーン５０は、図５に示す第二実施形態の天井クレーン３０と比較すると、トリガ機構５１の構成だけが異なっている。それ以外の構成及び作用効果については第二実施形態と同じであるため、図９では図５と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００７３】
第四実施形態のトリガ機構５１は、金属等からなる棒状の部材である点で第二実施形態のトリガ機構１４と同じであるが、いわゆる履歴型ダンパである点で第二実施形態のトリガ機構１４とは異なっている。この履歴型ダンパとは、鋼材等の塑性変形による履歴減衰により地震エネルギーを吸収及び消散するダンパを意味し、本実施形態ではこの履歴型ダンパとして鋼棒ダンパを用いている。ここで、鋼棒ダンパを組成する材料としては、例えばＳＳ４００やＳＣＭ４４０などを用いることができる。尚、履歴型ダンパとしては、本実施形態の鋼棒ダンパに代えて、地震エネルギーを摩擦力により吸収する、いわゆる摩擦ダンパを用いてもよい。
【００７４】
このようなトリガ機構５１によれば、図に詳細は示さないが、天井クレーン５０の荷役時等には、トリガ機構５１に横方向への荷重が作用しても、トリガ機構５１は破断しない。従って、クレーン本体１１と走行部１２との横方向への相対移動は発生しない。
【００７５】
一方、地震発生時にトリガ機構５１に対して横方向への過大な荷重が作用すると、トリガ機構５１が曲げ降伏またはせん断降伏に達し、その後はトリガ機構５１が塑性変形する。特に、トリガ機構５１の塑性変形量が破断に至らない程度で大きくなった場合、図９（ａ）に示すように、復元・減衰機構３１のコイルスプリング１９が、荷役時等より更に圧縮された状態となる。これにより、トリガ機構５１の履歴作用によるエネルギー吸収に加えて、復元・減衰機構３１の作用によって、図９（ｂ）に示すようにクレーン本体１１の振動が減衰される。
【００７６】
そして、クレーン本体１１の振動が減衰されることによって、トリガ機構５１の塑性変形量が小さくなると、図９（ｃ）に示すように、復元・減衰機構３１のコイルスプリング１９は、荷役時等と同程度の圧縮状態に戻る。そして、その後はトリガ機構５１の履歴作用によるエネルギー吸収のみによって、クレーン本体１１の振動が減衰される。
【００７７】
このように、第四実施形態の天井クレーン５０によれば、復元・減衰機構３１の減衰作用に加えて、トリガ機構５１の履歴作用を利用することにより、クレーン本体１１の振動を一層効率良く減衰させることができるという利点がある。
【００７８】
尚、本実施形態では、図５に示す第二実施形態の天井クレーン３０においてトリガ機構１４を履歴型ダンパとしたが、これと同様に、図２に示す第一実施形態の天井クレーン１０や、図７に示す第三実施形態の天井クレーン４０においてトリガ機構１４を履歴型ダンパとすることも可能である。
【００７９】
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態に係る天井クレーンの構成について説明する。図１０は、第五実施形態に係る天井クレーン６０の長手方向一端部を拡大した図である。
【００８０】
第五実施形態の天井クレーン６０は、図７に示す第三実施形態の天井クレーン４０と比較すると、建屋Ｂの第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２に補強パネル６１（補強部材）がそれぞれ貼り付けられている点で異なっている。それ以外の構成及び作用効果については第三実施形態と同じであるため、図１０では図７と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００８１】
補強パネル６１は、第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２より高い強度を有する材料から形成され、例えば金属板等を用いることができる。この補強パネル６１は、図１０に示すように、第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２の表面であって、転動部２２及び転動部３３に対向する位置にそれぞれ貼り付けられている。
【００８２】
このような構成によれば、天井クレーン６０の荷役時等には、コイルスプリング１９から付勢力を受けた転動部２２及び転動部３３が、補強パネル６１に対してそれぞれ押圧されている。そして、走行部１２のレールＲに沿った走行に伴って、転動部２２及び転動部３３は、高い強度を有する補強パネル６１に対してそれぞれ摺動する。これにより、転動部２２及び転動部３３との摺動によって建屋Ｂの第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２が摩耗することを、未然に防止することができる。
【００８３】
また、地震発生時にクレーン本体１１に対して過大な荷重が作用すると、図に詳細は示さないがトリガ機構１４が破断する。そして、クレーン本体１１と走行部１２とが横方向への相対移動を開始すると、クレーン本体１１に作用した過大な荷重は、転動部２２及び転動部３３から補強パネル６１に対してそれぞれ作用する。これにより、転動部２２及び転動部３３との接触によって建屋Ｂの第一垂直壁面Ｖ１及び第二垂直壁面Ｖ２が損傷することを、未然に防止することができる。
【００８４】
尚、補強パネル６１は、本実施形態のように板状の部材に限定されず、任意の形状に設計変更が可能である。しかし、本実施形態のように補強パネル６１を板状の部材とすれば、材料としての高い強度によって耐荷重性を持つことに加えて、押圧板２１から受ける荷重をその面内で分散させることができるので、建屋Ｂの損傷をより確実に防止することができるという利点がある。
【００８５】
尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１０ 天井クレーン
１１ クレーン本体
１１１ 桁本体
１１２ 張り出し部
１１Ａ 下面
１１Ｂ 側面
１２ 走行部
１２１ 車輪
１２２ 支持部材
１２３ 脱落防止片
１３ スライド機構
１４ トリガ機構
１５ 復元・減衰機構
１６ 固定金具
１７ 固定金具
１８ ブラケット部
１８１ 第一固定板
１８２ 第二固定板
１８３ 垂下板
１８４ 接続板
１８５ 取付板
１８６ 補強板
１９ コイルスプリング
２０ オイルダンパ
２０１ シリンダケーシング
２０２ ピストンロッド
２１ 押圧板
２２ 転動部
２３ 免震手段
３０ 天井クレーン
３１ 復元・減衰機構
３２ ブラケット部
３３ 転動部
３２１ 取付固定板
４０ 天井クレーン
５０ 天井クレーン
５１ トリガ機構
６０ 天井クレーン
６１ 補強パネル
Ｃ１ クリアランス
Ｂ 建屋
ＫＳ クレーン設置空間
Ｌ 水平壁面
Ｒ レール
Ｔ 天井面
Ｖ１ 第一垂直壁面
Ｖ２ 第二垂直壁面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋内の天井下方に配されたクレーン本体と、
前記クレーン本体を支持し、建屋に取り付けられたレール上を走行可能な走行部と、
前記走行部と前記クレーン本体との間に設けられ、前記レールの延設方向と直交する横方向への相対移動を可能に前記走行部と前記クレーン本体とを連結するスライド機構と、
前記スライド機構による前記走行部と前記クレーン本体との相対移動を拘束するとともに、地震時には許容するトリガ機構と、
前記クレーン本体に、横方向に対向する建屋内の壁面との間で取り付けられ、横方向に復元力を作用する弾性要素及び横方向に減衰力を作用する減衰要素を有する復元・減衰機構と、
前記復元・減衰機構と前記壁面との間に設けられ、前記レールの延設方向で壁面を転動可能な転動部と、
を備えることを特徴とする天井クレーン。
【請求項２】
前記転動部が、前記壁面に押圧されていることを特徴とする請求項１に記載の天井クレーン。
【請求項３】
前記復元・減衰機構が、前記クレーン本体の下面に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の天井クレーン。
【請求項４】
前記復元・減衰機構が、前記クレーン本体の側面に取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の天井クレーン。
【請求項５】
前記スライド機構は、前記クレーン本体と前記走行部との間に介在された低摩擦滑り材であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の天井クレーン。
【請求項６】
前記トリガ機構が、履歴減衰により前記走行部と前記クレーン本体との相対移動を減衰させる履歴型ダンパであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の天井クレーン。
【請求項７】
前記建屋内の壁面における前記転動部に対向する位置に、前記壁面を補強する補強部材が設けられたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の天井クレーン。
【請求項８】
建屋内の天井下方に配されたクレーン本体と、前記クレーン本体を支持し、建屋に取り付けられたレール上を走行可能な走行部と、を有する天井クレーンの改修方法であって、
前記走行部と前記クレーン本体との間に、前記レールの延設方向と直交する横方向への相対移動を可能に前記走行部と前記クレーン本体とを連結するスライド機構を設置する工程と、
前記スライド機構による前記走行部と前記クレーン本体との相対移動を拘束するとともに、地震時には許容するトリガ機構を設置する工程と、
前記クレーン本体に、横方向に対向する建屋内の壁面との間で、横方向に復元力を作用する弾性要素及び横方向に減衰力を作用する減衰要素を有する復元・減衰機構と、前記復元・減衰機構と前記壁面との間に、前記レールの延設方向で壁面を転動可能な転動部と、を設置する工程と、
を含むことを特徴とする天井クレーンの改修方法。
【請求項１】
建屋内の天井下方に配されたクレーン本体と、
前記クレーン本体を支持し、建屋に取り付けられたレール上を走行可能な走行部と、
前記走行部と前記クレーン本体との間に設けられ、前記レールの延設方向と直交する横方向への相対移動を可能に前記走行部と前記クレーン本体とを連結するスライド機構と、
前記スライド機構による前記走行部と前記クレーン本体との相対移動を拘束するとともに、地震時には許容するトリガ機構と、
前記クレーン本体に、横方向に対向する建屋内の壁面との間で取り付けられ、横方向に復元力を作用する弾性要素及び横方向に減衰力を作用する減衰要素を有する復元・減衰機構と、
前記復元・減衰機構と前記壁面との間に設けられ、前記レールの延設方向で壁面を転動可能な転動部と、
を備えることを特徴とする天井クレーン。
【請求項２】
前記転動部が、前記壁面に押圧されていることを特徴とする請求項１に記載の天井クレーン。
【請求項３】
前記復元・減衰機構が、前記クレーン本体の下面に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の天井クレーン。
【請求項４】
前記復元・減衰機構が、前記クレーン本体の側面に取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の天井クレーン。
【請求項５】
前記スライド機構は、前記クレーン本体と前記走行部との間に介在された低摩擦滑り材であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の天井クレーン。
【請求項６】
前記トリガ機構が、履歴減衰により前記走行部と前記クレーン本体との相対移動を減衰させる履歴型ダンパであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の天井クレーン。
【請求項７】
前記建屋内の壁面における前記転動部に対向する位置に、前記壁面を補強する補強部材が設けられたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の天井クレーン。
【請求項８】
建屋内の天井下方に配されたクレーン本体と、前記クレーン本体を支持し、建屋に取り付けられたレール上を走行可能な走行部と、を有する天井クレーンの改修方法であって、
前記走行部と前記クレーン本体との間に、前記レールの延設方向と直交する横方向への相対移動を可能に前記走行部と前記クレーン本体とを連結するスライド機構を設置する工程と、
前記スライド機構による前記走行部と前記クレーン本体との相対移動を拘束するとともに、地震時には許容するトリガ機構を設置する工程と、
前記クレーン本体に、横方向に対向する建屋内の壁面との間で、横方向に復元力を作用する弾性要素及び横方向に減衰力を作用する減衰要素を有する復元・減衰機構と、前記復元・減衰機構と前記壁面との間に、前記レールの延設方向で壁面を転動可能な転動部と、を設置する工程と、
を含むことを特徴とする天井クレーンの改修方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９１５５２（Ｐ２０１３−９１５５２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４９６１（Ｐ２０１１−２３４９６１）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（３１２００５９５７）三菱重工マシナリーテクノロジー株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（３１２００５９５７）三菱重工マシナリーテクノロジー株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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