(57)【要約】【課題】従来提案されている免震構造よりも簡易かつ安価な構造とし、短い工期での改造が可能な走行クレーン用免震機構を提供する。【解決手段】一対のレール（海側レール１２、陸側レール１４）上に、その側面が対向するように配置された海側車輪３４と陸側車輪３６により、海側レール１２と陸側レール１４上を走行するコンテナクレーンの免震機構であって、海側車輪３４と陸側車輪３６における海側レール１２と陸側レール１４に転接する走行車輪踏面３４ａ，３６ａの幅Ｗ２を海側レール１２と陸側レール１４の支持面１２ａ，１４ａの幅Ｗ１よりも幅広とすると共に、海側車輪３４と陸側車輪３６それぞれの幅方向両端部にフランジ３４ｂ，３６ｂを設け、走行車輪踏面３４ａ，３６ａの幅を支持面１２ａ，１４ａの幅の２．５倍以上としたことを特徴とする。【選択図】図２
0003186516.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一対のレール上に、その側面が対向するように配置された車輪により、前記レール上を走行するクレーンの免震機構であって、
前記車輪における前記レールに転接する走行車輪踏面の幅を前記レールの支持面の幅よりも幅広とすると共に、
前記車輪の幅方向両端部にフランジを設け、
前記走行車輪踏面の幅を前記支持面の幅の２．５倍以上としたことを特徴とする走行クレーン用免震機構。
【請求項２】
前記フランジのうち、前記車輪それぞれの対向側側面に設けられたインナフランジが、前記レールに対するガイドとなるように、前記インナフランジを前記支持面の側方に近接して配置したことを特徴とする請求項１に記載の走行クレーン用免震機構。
【請求項３】
前記フランジのうち、前記車輪それぞれの対向側側面と反対側の側面に設けられたアウタフランジが、前記レールに対するガイドとなるように、前記アウタフランジを前記支持面の側方に近接して配置したことを特徴とする請求項１に記載の走行クレーン用免震機構。
【請求項４】
前記走行車輪踏面における前記支持面の側方に近接する側の前記フランジ寄り側と、他方の前記フランジ寄り側とにおいて、面粗さが異なることを特徴とする請求項２または３に記載のクレーン用免震機構。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、クレーンに係り、特にレール上を走行可能な構成を持つクレーンに好適な免震機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、巨大地震の発生が憂慮され、岸壁の耐震化が進められてきている。しかし、本船荷役を行うコンテナクレーンについては、最新式の免震装置付きのものを除くと、ほとんどの既設クレーンにおいて、耐震・免震化が進められていないのが実状である。
【０００３】
一方で、コンテナクレーンに関する免震対策については、種々提案されており、例えば特許文献１−５などを挙げることができる。
特許文献１に開示されている免震構造は、車輪を備えた走行装置と、この走行装置の上部にて架台となる脚部との間に、免震装置としての積層ゴムを備える構造が開示されている。
【０００４】
特許文献２、３に開示されている免震構造は、車輪を備えた走行装置の側方に補助脚を備えると共に、補助脚の下部に位置する岸壁上に摺動板を配置する構造が開示されている。このような構造によれば、地震発生時には、補助脚によりコンテナクレーン全体を支え、補助脚が摺動板上を滑ることとなり、地震によるエネルギーを吸収する。
【０００５】
特許文献４には、走行装置と脚部の間、および脚部とクレーン本体との間のそれぞれに、免震装置を備える構造が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献５には、支持脚の一方を揺動可能な構成とし、他方を剛体構造とすると共に、剛体構造とした脚部の先端側に、面震装置としての積層ゴムを配置する構造が開示されている。
【０００７】
しかし、これらの文献により開示、提案されている構成は、いずれも、既設のクレーンに搭載させるための改造を施すためには、長期の休止期間と、多大な改造費を要することとなり、これが耐震・免震化の促進を妨げる要因の１つとされている。
【０００８】
また、特許文献５に開示されているように、支持脚の一方（具体的には海側の支持脚）を揺動可能な構成とした免震構造を採用しているコンテナクレーンでは、コンテナクレーンが揺動した際に海側の支持脚に水平方向の力が作用することを抑制するための構造が、特許文献６に開示されている。特許文献６に開示されている構造は、走行装置の車輪に特徴がある。具体的には、コンテナクレーンにおいて、海側に位置する支持脚の走行装置の車輪は、フランジ部の無い構成とし、陸側に位置する支持脚の走行装置の車輪は、レールを挟み込むように、両側面にフランジを備える構成としている。
【０００９】
このような構成を有することによれば、コンテナクレーンが揺動した場合であっても、海側に配置された車輪は、レール上を水平方向に摺動することとなる。このため、支持脚自体に水平方向の過大な負荷が加わる虞が無く、海側支持脚が倒れ込むといった事態を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−２０６８３９号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０６８２９号公報
【特許文献３】特開２０１１−２３６０４０号公報
【特許文献４】特開２０１１−１４４０４４号公報
【特許文献５】特開２０００−０４４１６８号公報
【特許文献６】特開平１１−２１７１８７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１１】
このように、コンテナクレーンに対する免震構造は種々提案されているものの、期間や費用などの問題から、普及率の向上に繋がっていない。
【００１２】
そこで本考案では、上記問題を解決し、従来提案されている免震構造よりも簡易かつ安価な構造とし、短い工期での改造が可能で、効果的な免震作用を発揮可能な走行クレーン用免震機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための走行クレーン用免震機構は、一対のレール上に、その側面が対向するように配置された車輪により、前記レール上を走行するクレーンの免震機構であって、前記車輪における前記レールに転接する走行車輪踏面の幅を前記レールの支持面の幅よりも幅広とすると共に、前記車輪の幅方向両端部にフランジを設け、前記走行車輪踏面の幅を前記支持面の幅の２．５倍以上としたことを特徴とする。
【００１４】
また、上記のような特徴を有する走行クレーン用免震機構では、前記フランジのうち、前記車輪それぞれの対向側側面に設けられたインナフランジが、前記レールに対するガイドとなるように、前記インナフランジを前記支持面の側方に近接して配置することができる。
【００１５】
このような構成とすることにより、インナフランジがレールのガイドとなり、クレーンを移動させる際の直進安定性を確保することができる。
【００１６】
また、上記のような特徴を有する走行クレーン用免震機構では、前記フランジのうち、前記車輪それぞれの対向側側面と反対側の側面に設けられたアウタフランジが、前記レールに対するガイドとなるように、前記アウタフランジを前記支持面の側方に近接して配置することもできる。
【００１７】
このような構成とした場合にも、アウタフランジがレールのガイドとなり、クレーンを移動させる際の直進安定性を確保することができる。また、レールからクレーンへ作用する振動（水平方向の力）は、常にレールスパンから外側へ向かう力（アウタフランジに作用する力）となる。このため、クレーンの重心に対しては、クレーンを転倒させない向きに力が作用することとなる。
【００１８】
さらに、上記のような特徴を有する走行クレーン用免震機構では、前記走行車輪踏面における前記支持面の側方に近接する側の前記フランジ寄り側と、他方の前記フランジ寄り側とにおいて、面粗さが異なる構成とするようにしても良い。
【００１９】
このような構成とした場合、車輪に滑りが生じた場合に発生する摩擦エネルギーが増大する。よって、滑りによって消散されるエネルギー量が増加し、制震効果を高めることができる。
【考案の効果】
【００２０】
上記のような特徴を有する走行クレーン用免震機構によれば、従来提案されている免震構造よりも簡易かつ安価な構造とし、短い工期での改造が可能となる。また、効果的な免震作用を発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る走行クレーン用免震機構を採用するコンテナクレーンの全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る走行クレーン用免震機構の構成を説明するための図である。
【図３】第２の実施形態に係る走行クレーン用免震機構の構成を説明するための図である。
【図４】考案に係る走行クレーン用免震機構の応用形態を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
以下、本考案の走行クレーン用免震機構に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２３】
まず、本考案の走行クレーン用免震機構（以下、免震機構と称す）を適用するクレーンについて、図１を参照して説明する。本実施形態に係る免震機構を適用するクレーンとしては、主に、港湾等において本船５０に対して荷役を行う際に使用されるコンテナクレーン（ガントリークレーン）１０である。
【００２４】
コンテナクレーン１０は、岸壁５４に沿って配置された一対のレール１２，１４上を走行可能なクレーンであり、支持脚１６，１８とブーム２２、およびスプレッダ２８を主要部として構成されている。一対のレールは、海寄りに配置されたレール（以下、海側レール１２と称す）と、陸寄りに配置されたレール（以下、陸側レール１４と称す）を一定のレールスパンとなるように配置することで構成されている。
【００２５】
支持脚１６，１８は、海側レール１２上を移動する海側支持脚１６と、陸側レール１４上を移動する陸側支持脚１８との間の下半部に水平梁２０を設けた門型を成し、後述するブーム２２を支持する架台としての役割を担う。各支持脚（海側支持脚１６、陸側支持脚１８）の下端部には、レール上を転動する車輪３４，３６を有する海側走行装置３０、陸側走行装置３２が備えられている。なお、海側支持脚１６と陸側支持脚１８との間の上半部には、脚間斜材２４が設けられ、クレーンの剛性が高められている。また、海側支持脚１６の上端には、支持柱１６ａが延設されており、後述するブーム２２を支持可能な構成とされている。
【００２６】
ブーム２２は、支持脚（海側支持脚１６、陸側支持脚１８）の上端に配置された腕部材である。ブーム２２は、海側から陸側にかけて架け渡されており、海側支持脚１６よりも海側に張り出した部位上においてトロリ２６が横行可能な範囲をアウトリーチ２２ａ、陸側支持脚１８よりも陸側に張り出した部位上においてトロリ２６が横行可能な範囲をバックリーチ２２ｃ、海側支持脚１６と陸側支持脚１８との間に位置する部位上においてトロリ２６が横行可能な範囲をスパン２２ｂと称されている。
【００２７】
スプレッダ２８は、コンテナ５２を吊り上げるための吊具であり、ブーム２２に沿って横行するトロリ２６に吊下されている。
【００２８】
このような基本構成を有するコンテナクレーン１０において、本実施形態に係る免震機構は、海側走行装置３０、陸側走行装置３２における車輪３４，３６に適用される。図２に示すように、実施形態に係る免震機構を構成する車輪３４，３６は、レール（海側レール１２、陸側レール１４）の支持面１２ａ，１４ａ（車輪を支持する面）よりも幅広な走行車輪踏面３４ａ，３６ａを備えている。そして、走行車輪踏面３４ａ，３６ａの両端、すなわち車輪３４，３６の側面には、走行車輪踏面に比べて、車輪３４，３６の半径方向に突出しているフランジ３４ｂ，３６ｂが設けられている。レール（海側レール１２、陸側レール１４）の支持面１２ａ，１４ａと車輪３４，３６の走行車輪踏面３４ａ，３６ａについて具体的には、支持面１２ａ，１４ａの幅をＷ１とし、走行車輪踏面３４ａ，３６ａの幅をＷ２とした場合に、２．５×Ｗ１≦Ｗ２の関係、すなわちＷ２がＷ１の２．５倍以上となるように構成されている。Ｗ２がＷ１の２．５倍以上とすることで、耐震設計値として与えられている震度以上の揺れに対して、必要十分な免震効果を得ることができる。
【００２９】
このような構成とすることで、レール（海側レール１２、陸側レール１４）のスパン方向に揺れが生じた際、車輪３４，３６の走行車輪踏面３４ａ，３６ａが支持面１２ａ，１４ａ上を幅方向に滑ることとなる。このような作用により対地面に対してコンテナクレーン１０は、慣性の法則により、いわゆる縁切りされた状態となる。このため、コンテナクレーン１０の揺れ幅は、地面（レール）の揺れ幅に比べて小さなものとなる。
【００３０】
また、本実施形態に係るコンテナクレーン１０では、図２に示すように、海側レール１２上を走行する車輪（海側車輪３４）と、陸側レール１４上を走行する車輪（陸側車輪３６）の対向側面側のフランジ３４ｂ、およびフランジ３６ｂ（以下、インナフランジと称す）が、レール（海側レール１２、陸側レール１４）における支持面１２ａ，１４ａの側面に近接するように、海側車輪３４と陸側車輪３６との間のスパンＬ１を定めるようにしている。このような構成とすることで、インナフランジがレール（海側レール１２、陸側レール１４）の側面にガイドとして作用することとなる。よって、コンテナクレーン１０が走行する際の直進安定性を向上させることができる。
【００３１】
また、地震により地面が矢印Ａの方向に揺れた場合には、陸側車輪３６は、フランジ３６ｂ（インナフランジ）が陸側レール１４の側面に引っ掛かり、地震力の作用を受け、矢印Ａの方向へ移動する。一方、海側車輪３４は、地震により海側レール１２が海側へずれた際には、走行車輪踏面３４ａと支持面１２ａとの間に滑りが生じ、矢印Ａの方向への移動を殆ど生じさせることが無い。なお、地震による地面の揺れ方向が矢印Ｂの場合には、海側車輪３４のフランジ３４ｂ（インナフランジ）が、海側レール１２の側面に引掛り、矢印Ｂ方向に移動する。一方で、陸側車輪３６は、支持面１４ｂ上を滑り、免震効果を発揮する。
【００３２】
ここで、考案に係る免震機構による免震効果と制震効果について、コンテナクレーン１０が揺れている事を前提として、詳細に説明する。地震を受けてコンテナクレーン１０が揺れ出すと、揺れに伴う慣性力に対応して海側車輪３４及び陸側車輪３６にはレール（海側レール１２および陸側レール１４）から、新たに水平方向と垂直方向の力が加えられる。この時、水平方向の力は、静摩擦力の範囲においては、海側及び陸側とも慣性力の１／２を受けるクレーンを想定する。実施形態に係るコンテナクレーン１０のように、幅広車輪を採用している場合、水平方向の力が静摩擦力を超えた瞬間に車輪に滑りが生ずることとなる。例えば、コンテナクレーン１０の重心位置がレールスパンＬ０中央で地上高がレールスパンＬ０と同程度の高さとした場合には、次のように説明することができる。
【００３３】
コンテナクレーン１０は、地震により揺れ出し、例えば揺れが陸側に振れ切った状態で陸側車輪３６には最大垂直荷重ＰＭＡＸが、海側車輪３４には最小垂直荷重ＰＭＩＮが作用する。この時、各車輪に作用する摩擦力は静摩擦係数をｆｓ、コンテナクレーン１０の質量をＭ、コンテナクレーン１０における重心の加速度をαとすると、水平方向の力として、陸側車輪３６にはＰＭＡＸ・ｆｓが、海側車輪３４にはＰＭＩＮ・ｆｓがそれぞれ作用する。そして、慣性力Ｍαの１／２がＰＭＩＮ・ｆｓを超えた瞬間、海側車輪３４は陸側車輪３６に近接する方向へと滑り出す。滑りきったところで海側車輪３４は停止し、今度はコンテナクレーン１０が海側に振れ、陸側車輪３６に掛かる荷重と海側車輪３４に掛かる荷重が逆転する。このため、慣性力Ｍαの１／２がＰＭＩＮ・ｆｓを超えた瞬間、陸側車輪３６は海側車輪３４に近接する方向に滑り出す。但し、車輪３４，３６の滑りにより発生する摩擦エネルギーの消散が大きくコンテナクレーン１０の揺れが小さくなった場合、揺れが大きくなるまで車輪３４，３６は滑らず、慣性力Ｍαの１／２が静摩擦力ＰＭＡＸ・ｆｓを超えた瞬間、再び上述のように滑り出す。
【００３４】
このように、本実施形態に係る免震機構によれば、従来提案されている免震構造よりも簡易な構造で、効果的な面震特性を得ることができる。また、簡易な構造とすることにより、安価なものとすることができる。さらに、簡易な構造であることより、改造に係る工期を、従来に比べて短いものとすることができる。
次に、本考案の走行クレーン用免震機構に係る第２の実施形態について、図３を参照して説明する。
【００３５】
本実施形態に係る免震機構の基本的構成は、第１の実施形態に係る免震機構と殆ど同じである。よって、その構成を同一とする箇所には、図面に同一符号を付して、詳細な説明は省略することとする。
【００３６】
第１の実施形態に係る免震機構との相違点は、海側レール１２に配置される車輪（海側車輪３４）と陸側レール１４に配置される車輪（陸側車輪３６）とにおけるフランジ３４ｂ，３６ｂ（インナフランジ）間のスパンＬ１にある。すなわち、第１の実施形態に係る免震機構では、インナフランジ間の距離が最も遠くなるように各車輪を配置し、インナフランジがレールのガイドとなるような構成としている。これに対し、本実施形態に係る免震機構では、海側レール１２、陸側レール１４のそれぞれに配置される車輪３４，３６におけるインナフランジ間の距離（スパンＬ１）が最も近くなるような配置構成としている。
【００３７】
このような構成とした場合、海側レール１２を走行する海側車輪３４では海側、陸側レール１４を走行する陸側車輪３６では陸側にそれぞれ位置するフランジ３４ｂ（以下、アウタフランジと称す）が、走行時において、それぞれレールに対するガイドとなるように作用することとなる。これにより、第１の実施形態に係る免震機構と同様に、コンテナクレーン１０の走行時における直進安定性を確保することができる。
【００３８】
また、本実施形態の場合、地震により地面が矢印Ａの方向へ揺れると、海側車輪３４のフランジ３４ｂが海側レール１２の側面に引掛り、地面と共に移動する反面、陸側車輪３６の走行車輪踏面３６ａには滑りが生ずることとなる。一方、地面が矢印Ｂの方向へ揺れた場合には、陸側車輪３６のフランジ３６ｂが陸側レール１４の側面に引掛り、地面と共に移動し、海側車輪３４に滑りが生ずることとなる。よって、このような構成とした場合であっても、第１の実施形態に係る免震機構と同様に、地震発生時における免震効果を得ることができる。
【００３９】
次に、本考案に係る走行クレーン用免震機構に係る応用形態について、図４を参照して説明する。本形態に係る免震機構の基本的な構成は、上述した第１、第２の実施形態に係る免震機構と同様である。よって、その構成を同一とする箇所には、図面に第１の形態と同じ符号を付して、詳細な説明を省略することとする。
【００４０】
上記第１、第２の実施形態に係る免震機構ではいずれも、走行車輪踏面３４ａ，３６ａが支持面１２ａ，１４ａに対して滑りを生じさせることで、コンテナクレーン１０に伝達される揺れを低減させる事を主体としている。これに対し、本形態では、滑り発生時における摩擦エネルギーを増大させ、揺れに伴う振動エネルギーの一部を消散させることにより、制動効果、すなわち制震効果を高める構成としている。
【００４１】
すなわち、第１、第２の実施形態では、それぞれ、レール（海側レール１２、陸側レール１４）のガイドとなる側のフランジ３４ｂ１，３６ｂ１寄りの走行車輪踏面３４ａ１，３６ａ１が、支持面１２ａ，１４ａに対して常時接触することとなり、反対側のフランジ３４ｂ２，３６ｂ２寄りの走行車輪踏面３４ａ２に関しては、車輪の軸方向に滑りが生じた際に支持面１２ａ，１４ａに接触することとなるという構成が採られている。本形態では、図４に示すように、常時接触しない走行車輪踏面３４ａ２，３６ａ２の面粗さを、常時接触している走行車輪踏面３４ａ１，３６ａ１の面粗さよりも粗くし、滑り発生時の摩擦エネルギーを高めるようにしている。
【００４２】
走行車輪踏面３４ａ（３４ａ１，３４ａ２），３６ａ（３６ａ１，３６ａ２）の面粗さの変化による制動力は、フランジ３４ｂ１，３４ｂ２，３６ｂ１，３６ｂ２がレール１２，１４に接触する場合に比べて非常に小さい。よって、本形態に係る免震機構では、車輪３４，３６の軸方向に滑りを生じさせつつ、滑りに対して僅かなブレーキをかけるということとなり、制震性を向上させることができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、走行車輪踏面３４ａ１と走行車輪踏面３４ａ２、および走行車輪踏面３６ａと走行車輪踏面３６ａ１と走行車輪踏面３６ａ２における面粗さを変えるにあたり、支持面１２ａ，１４ａに常時接触していない走行車輪踏面３４ａ２，３６ａ２の粗さを、常時接触している走行車輪踏面３４ａ１，３６ａ１よりも高くする旨記載した。
【００４４】
しかしながら、本交換に係る免震機構では、次のような構成としても良い。すなわち、支持面１２ａ，１４ａと常時接触していない走行車輪踏面３４ａ２，３６ａ２の面粗さを、常時接触している走行車輪踏面３４ａ１，３６ａ１の面粗さよりも低くするのである。このような構成とした場合、走行車輪踏面３４ａ１，３６ａ１よりも、走行車輪踏面３４ａ２，３６ａ２の滑り易さが高くなることとなる。このため、支持面１２ａ，１４ａとの間の縁切りを良好に行うことができ、高い免震効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０………コンテナクレーン、１２………海側レール、１２ａ………支持面、１４………陸側レール、１４ａ………支持面、１６………海側支持脚、１６ａ………支持柱、１８………陸側支持脚、２０………水平梁、２２………ブーム、２２ａ………アウトリーチ、２２ｂ………スパン、２２ｃ………バックリーチ、２４………脚間斜材、２６………トロリ、２８………スプレッダ、３０………海側走行装置、３２………陸側走行装置、３４………海側車輪（車輪）、３４ａ………走行車輪踏面、３４ｂ………フランジ、３６………陸側車輪（車輪）、３６ａ………走行車輪踏面、３６ｂ………フランジ、５０………本船、５２………コンテナ、５４………岸壁。
【図１】
0003186516.tif 000003
【図２】
0003186516.tif 000004
【図３】
0003186516.tif 000005
【図４】
0003186516.tif 000006