JP4050740B2 - 揚重機械の逸走防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として勾配のある場所に設置されて荷役作業が行われる走行装置を備えた揚重機械が、不測の事態で逸走するのを防止できる機能を備えた揚重機械の逸走防止装置に関するものである。

例えば地中に大型導水管やガス管，電力線ケーブルなどを敷設するのに、最近では共同溝として大口径の坑道（トンネル）を掘削して、このトンネル内にそれぞれを敷設するような方式が採用されつつある。このようなトンネル内において機材を揚重するのに、例えば橋形クレーンが設置されて、外部から搬入される機材などの受入れ作業に用いられている。

一方、地中に構築されるトンネルでは、常に水平状態で構築されることがなく、勾配が付されている場合が多い。そのために所要の範囲で移動して揚重作業を行うような仮設機械では、その走行路も必然的に勾配が付された状態で設置されることになる。したがって、橋形クレーンのように軌道上を走行移動できる揚重機械では走行駆動装置を備え、荷の揚降時には停止状態を維持できるように駆動部に制動機構が設けられている。また、地上部での揚重作業においても、その作業現場の地形などから、勾配のある地面に沿って軌道を設置して、この軌道に沿ってクレーンを移動させるというような設置条件が要求される場合がある。

ところで、制動する手段としては、車輪に制動力を付加する方式が主に採用されているが、非常時に軌道に対して直接制動力を加える方式として特許文献１に記載のものが知られている。この技術は鋼索鉄道（ケーブルカー）の制動装置としてワイヤロープで牽引される車輛に対するそのワイヤロープが切断したとき、あるいはワイヤロープに急激な弛みが発生した場合など、非常時において直接レールの頭部側面にブレーキシューを両側から押し当てて挟みつけるようにする制動装置に関するものである。

特開２００２−１０４１８６号公報

前記傾斜路盤に設置される軌道上を移動させて使用する橋形クレーンなどの揚重機械では走行停止時における制動機能を必要とするが、その制動機能だけで停止して作業を行わせる、あるいは留置くだけでは、不測の事態で逸走した場合停止させることができず危険である。さりとて、クレーンに軌道を挟み付けるなどして固定する固定装置を設けて、その固定装置で固定して走行を停止させると、その場でクレーンの逸走を予防できるが、作業中に移動の都度固定装置を使用することは移動を伴う作業である場合、その作業能率を阻害することになり好ましくない。

一方、特許文献１によって開示されているような制動装置は、前記傾斜路盤に設置される軌道上を移動させて使用する橋形クレーンなど、緩傾斜軌道上に設置して使用される揚重機械にそのまま採用するには、構造上複雑であって不適当である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、不測の事態で制動機能が働かずクレーンが傾斜に沿って逸走する事態となっても、速やかにその走行を停止させて危険を防止できる構成とされた揚重機械の逸走防止装置を提供することを目的とするものである。

このような目的を達成するために、本発明による揚重機械の逸走防止装置は、
緩傾斜角度で設置される軌道上を移動できる走行ベースを備えた揚重機械において、
前記走行ベースには、駆動車輪ロック状態での走行速度を検知することにより当該揚重機械の異常走行状態を検出する異常走行検出手段と、軌道走行面に直接当接して制動する制動シューと、その制動シューを待機状態に維持する制動シュー保持手段と、この制動シュー保持手段を制御する制御手段が設けられ、
前記制動シュー保持手段は、前記走行ベースに付設されるブラケットに取り付けられ軌道走行面にその制動面が対向配置される制動シューの基板背後に取付く支持棒を待機状態に保持する保持部材と、この保持部材に係合される係止部材と、この係止部材を操作するアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータに前記異常走行検出手段からの異常走行状態検出信号が与えられると、前記係止部材と前記保持部材との係合を解除することにより、前記支持棒の係止保持を開放して前記制動シューを軌道走行面に当接するように構成されている
ことを特徴とするものである。

本発明によれば、走行ベースに異常走行検出手段を備えて、停止状態であるにもかかわらず走行ベースが走り出したことを検知すると、制動シュー保持手段にその制動シューの保持を解除する指令を与えるようにして、速やかに待機状態にある制動シューを軌道走行面に当接させることにより、直ちに制動して走行ベースの逸走を防止することができる。したがって、正常状態での走行車輪の制動機能が不能になっても、逸走を自動的に検出して制動シューを作動させることになって安全確保を図ることができる。

また、本発明による構成を採用すれば、橋形クレーンのように特定範囲でクレーン本体を移動させて揚重作業を行う装置や天井クレーンのサドルに組込むことにより、不測の事態で軌道上を逸走することになっても、速やかにその走行を停止させ、事故発生を未然に防止することができる。しかも、その構成が簡単であって、軌道側に特別な機構を付加することもなく、設備コストを高めることもなく経済的であるという利点を有する。

次に、本発明による揚重機械の逸走防止装置を橋形クレーンに適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には本発明による逸走防止装置を備えた橋形クレーンの一実施形態を表わす正面図が示されている。図２には図１の右側面図が、図３には走行ベース部を示す一部切欠き正面図が、図４には制動シュー保持手段の一実施形態を表わす概要図が、図５には走行駆動部を表す図が、それぞれ示されている。

この実施形態の橋形クレーン１は、緩傾斜面を有する路盤上に所要の軌間で敷設される走行レール２，２に沿って移動可能に設置されている。クレーン本体３は、左右の走行レール２，２上に配される走行ベース４，４と、その走行ベース４，４上にそれぞれ立設される一対の支持脚フレーム５，５と、この左右支持脚フレーム５，５頂部間に架設される走行ガーダ６およびその走行ガーダ６上に支持されて横行自在なホイスト７とで構成されている。

前記走行ベース４，４は、所要長さのビーム１０，１０を二本平行に配されて所定のホイルベースで長手両端部に走行車輪１１，１１（本発明の駆動車輪に対応する）が設けられ、その走行車輪１１，１１によって敷設されている走行レール２に案内される構成である。そして、前後両端部の内側側面にはそれぞれ走行用駆動装置１３がブラケット１４により支持配設され、歯車伝導機構１５により前記走行車輪１１を各々駆動するようにされている。また前後両端にはバッファ１６，１６が取付けられており、中間外側部の適所には固定手段１７が付設されている。なお、前記走行用駆動装置１３としては、例えば電動機直結型のウオーム減速機１３ａを使用し、このウオーム減速機１３ａの出力軸１３ｂ上に付設の出力歯車１５ａから走行車輪の車軸１１ａ上に固着の歯車１５ｂに動力が伝達されるように構成される。このような駆動構成にすると、駆動が停止したならばウオーム減速機１３ａにおいて走行車輪１１側からの逆回転が自動的にロックされて、停止時の走行が生じない状態とされる。

前記支持脚フレーム５，５は、所定の吊り込み高さが確保できる高さ寸法で前記走行ベース４，４上に、それぞれ二本の角形中空部材にてなる支持脚５ａ，５ａを、上端部が相互に寄り合うようにして立設され、中間部で複数のステー５ｂ，５ｂによって連結補強されている。そして、走行ガーダ６は、二本の桁材が所定の間隔で平行に両端内側で繋ぎ部材によって連結されて構成され、前記左右の支持脚フレーム５，５の頂端に取着支持されて架設されている。さらに、この走行ガーダ６の両桁材の上面には所要の軌間で横行用レール８，８が設けられている。この走行ガーダ６上には、横行用レール８，８上を走行自在にホイスト７が搭載されている。また、一方の前記支持脚フレーム５から走行ガーダ６の一方の側面部に沿って点検用の作業足場９と昇降タラップ９ａ，９ｂが取付けられている。図中符号１８は電源ケーブルリール、１９は制御盤、８ａは横行部のストッパである。

前記両走行ベース４，４には、その中間部において逸走防止装置２０が付設されている。この逸走防止装置２０は、異常走行検出手段２１と、前記走行レール２，２（軌道）の走行面に当接して制動する制動シュー２５と、正常時にはその制動シュー２５を待機状態に保持する制動シュー保持手段３０および異常事態において前記制動シュー保持手段３０を開放作動させて制動シュー２５を走行レール２の走行面に当接制動させる制御手段とで構成されている。

前記異常走行検出手段２１としては、走行ベース４の適所に上下摺動可能なスライド取付座を備えたブラケット２２に、上下移動調整機構２２ａを介して速度検出ホイール２３とこの速度検出ホイール２３からの回転を受けて回転するロータリエンコーダ（図示せず）とからなる速度検出ユニットが設けられている。

また、前記制動シュー２５は、所要制動面積を有する縦長の基板２５ａとその基板表面に制動材にてなる制動板２５ｂを貼着されてなり、基板２５ａの背面には、走行ベース４上面に所要の間隔で制動付勢ロッド２６，２６と、その制動付勢ロッド２６，２６間に配置されて支持ロッド２７がそれぞれ制動面に直交する向きで起立固定されている。なお、前記制動付勢ロッド２６には圧縮バネ２８が被嵌され、常態でその圧縮バネ２８，２８に蓄勢力が付されるように、制動シュー２５の制動面が走行面から適宜寸法離れるように持上げられている。

前記制動シュー保持手段３０は、前記支持ロッド２７（本発明の支持棒に対応する）に付設のロックピン２９を凹所３２にて受止めて保持する保持部材３１と、この保持部材３１に設けられる係止部３２'に契合して係止する係止爪３３ａ付きの梃子リンク３３（本発明における係止部材に対応する）と、この梃子リンク３３を操作するパワーシリンダ３４（本発明におけるアクチュエータに対応する）とで構成されている。前記保持部材３１は、周面に回転中心から放射状に凹所３２と係止部３２'が形成されており、走行ベース４の上面に立設された一対のブラケット３６に水平支持される支持軸３５上で回転可能に設けられている。また、前記梃子リンク３３は、前記ブラケット３６に中間部を軸で枢支され、上端に前記保持部材３１の係止部３２'と係合する係止爪３３ａが設けられ、下端部でパワーシリンダ３４のロッド３４ａ先端付設のヨークとピン連結されている。前記パワーシリンダ３４は、トラニオンマウントもしくはクレビスマウントのものが好ましい。

前記制動シュー保持手段３０と前記異常走行検出手段２１とは、図６に示される逸走防止フローチャートによって示されるように制御される制御手段（走行ベース４上に載置されている制御盤１９内に設けられている）によって電気的に関連されている。つまり、異常走行検出手段２１におけるロータリエンコーダは常時走行中の速度検知信号を発信する状態にあるが、正常時にはその検知信号回路が遮断されており、クレーンが停止状態において前記異常走行検出手段２１と制動シュー保持手段３０のパワーシリンダ３４とが接続されて作動可能な状態にされている。

制御手段による逸走防止装置の制御は、次の制御フローに従って行われる。なお、符号Ｓはステップを示している。
Ｓ１〜Ｓ３：クレーンを移動させるために走行用駆動装置１３の電動機を起動させる（Ｓ１）。すると、電動機直結型のウオーム減速機１３ａが作動して走行車輪１１が回転し、走行ベース４，４がレールに沿って走行されクレーン本体が移動する（Ｓ２）。走行ベース４，４には走行時走行レール２に接して回転する速度検出ホイール２３からの回転を受けて回転速度を検知するロータリエンコーダが走行を検知する（Ｓ３）。

Ｓ４：制御部では前記ロータリエンコーダによる信号を受けて、正常運転であるか否かを判断し、正常運転であると判断するとステップＳ５に移行し、正常運転でないと判断されるとステップＳ６に移行する。

Ｓ５：ステップＳ４において、正常運転であると判断されると、制御部において予め設定されている制御手順によって、ロータリエンコーダの発信する走行速度信号をオフにし、ステップＳ３に戻る。一方、正常運転ではないと判断されると、次のステップＳ６に移行する。

Ｓ６：ステップＳ４において正常運転ではないと判断されると、走行用の電動機が駆動中か停止しているかを判断する。駆動中であればステップＳ５に戻り、停止していると判断されると、次のステップＳ７に移行する。

Ｓ７〜Ｓ９：ステップＳ６において走行用の電動機が停止していると判断されると、ロータリエンコーダによる速度検出信号が制動操作回路側に接続される（Ｓ７）。このロータリエンコーダによる速度検出信号でパワーシリンダ３４が起動される（Ｓ８）。すると、パワーシリンダ３４のロッド３４ａが伸長されて連結される梃子リンク３３が枢支ピンを支点にして回動され、梃子リンク３３先端部の係止爪３３ａが保持部材３１の係止部３２'との係合を解かれると、支持ロッド２７に付設のロックピン２９と保持部材３１の凹所３２との係合が圧縮バネ２８の復元力で、その保持部材３１が自動的に回動されて除かれ、制動シュー２５のロックが解除される（Ｓ９）。

Ｓ１０〜Ｓ１３：制動シュー２５はロックを解除されると、その制動シュー２５の背面にてそれまで蓄勢されていた圧縮バネ２８，２８の蓄勢力で、急速に制動シュー２５を押し下げて、走行レール２の走行面に制動面が押し付けられて制動される（Ｓ１０，Ｓ１２）。これと同時にクレーンの電源がオフされる（Ｓ１１）。その結果、走行ベース４（クレーン本体１）の逸走が阻止されることになる（Ｓ１３）。

本実施形態によれば、制動シュー２５による制動作用によってクレーン本体が逸走するのを防止されるので、クレーン本体が傾斜路盤に設置された場合であっても、支障を来すことはない。

なお、制動によって走行レール２に当接した制動シュー２５を正常位置に復元させるには、例えば、保持部材３１を支持する軸３５の一端にレバーが取付けられるようにして、復元時にのみレバーを軸端に装着して手動により逆回転させ、また、パワーシリンダ３４を逆作動させて梃子リンク３３を復帰させて係止爪３３ａが保持部材３１の係止部３２'に係合するようにしておけば、保持部材３１を逆転させることにより、その凹所３２に係合しているロックピン２９が保持部材３１の逆転に応じて持上げられるので、支持ロッド２７によって制動シュー２５が圧縮バネ２８，２８のバネ力に抗して待機位置まで引き上げられる。すると、保持部材３１の係止部３２'に梃子リンク３３付設の係止爪３３ａが係合して支持ロッド２７を固定保持し、正常状態に復元することができる。

以上は橋形クレーンにおける走行ベースの逸走防止について記載したが、本発明の趣旨に則すれば、同様の構成で天井クレーンにおけるサドルにそのまま採用することが可能である。こうすれば、天井クレーンにおいても前記実施形態のものと同様に逸走するのを防止することができる。

また、前記実施形態においては、逸走防止手段におけるロック解除のアクチュエータとしてパワーシリンダを使用した場合について記載しているが、これに変えて電磁ソレノイドを用いるようにすることも可能である。

本発明による逸走防止装置を備えた橋形クレーンの一実施形態を表わす正面図 図１の右側面図 走行ベース部を示す一部切欠き正面図 制動シュー保持手段の一実施形態を表わす概要図 走行駆動部を表す図 逸走防止の制御フローチャート

符号の説明

１ 橋形クレーン
２ 走行レール
３ クレーン本体
４ 走行ベース
１０ ビーム
１１ 走行車輪
１３ 走行用駆動装置
２０ 逸走防止装置
２１ 異常走行検出手段
２３ 速度検出ホイール
２５ 制動シュー
２６ 制動付勢ロッド
２７ 支持ロッド（支持棒）
２８ 圧縮バネ
２９ ロックピン
３０ 制動シュー保持手段
３１ 保持部材
３３ 係止爪付き梃子リンク（係止部材）
３４ パワーシリンダ（アクチュエータ）

Claims (1)

1. 緩傾斜角度で設置される軌道上を移動できる走行ベースを備えた揚重機械において、
   前記走行ベースには、駆動車輪ロック状態での走行速度を検知することにより当該揚重機械の異常走行状態を検出する異常走行検出手段と、軌道走行面に直接当接して制動する制動シューと、その制動シューを待機状態に維持する制動シュー保持手段と、この制動シュー保持手段を制御する制御手段が設けられ、
   前記制動シュー保持手段は、前記走行ベースに付設されるブラケットに取り付けられ軌道走行面にその制動面が対向配置される制動シューの基板背後に取付く支持棒を待機状態に保持する保持部材と、この保持部材に係合される係止部材と、この係止部材を操作するアクチュエータとを備え、
   前記アクチュエータに前記異常走行検出手段からの異常走行状態検出信号が与えられると、前記係止部材と前記保持部材との係合を解除することにより、前記支持棒の係止保持を開放して前記制動シューを軌道走行面に当接するように構成されている
   ことを特徴とする揚重機械の逸走防止装置。

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