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【発明の名称】 天井クレーン
【発明者】 【氏名】宮地 啓介

【要約】 【課題】天井レールが傾斜域を有していても、簡単な構成で天井レール上の走行体の安定した走行を保証し、しかも、その設置を容易することができる天井クレーンを提供する。

【構成】天井クレーンは、傾斜域を有する天井レール2と、天井レール2上を走行する走行体の一部を構成する走行キャリッジ14a、bと、天井レール2における傾斜域の下面に設けられたラックレール10と、走行キャリッジの駆動車輪44とピニオン68との間を接続する動力伝達経路に介挿されたクラッチユニット60とを備え、クラッチユニット60はワンウェイクラッチ70を内蔵する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
天井に沿って延びる天井レールであって、その長手方向に離間し且つ上下方向のレベル位置が互い異なる水平域を有し、これら水平域が傾斜域を介して接続された天井レールと、
前記天井レール上に配置された走行輪を有し、この走行輪に回転力が供給されたとき、前記天井レールに沿って走行する走行体と、
前記走行体に設けられ、吊具を昇降させる巻上装置と、
前記天井レールに設けられ、前記天井レールの長手方向に前記傾斜域の全長に亘って延びるラックレールと、
前記走行体に設けられ、前記走行体が前記傾斜域に進入したとき、前記ラックレールと噛合可能なピニオンと、
前記ピニオンと前記走行輪との間を接続し、前記走行輪の回転力を前記ピニオンに向けて伝達し、前記ピニオンが前記ラックレールと噛み合いながら前記走行体の走行方向に移動する順方向に、前記ピニオンを回転させる動力伝達経路と、
前記動力伝達経路に介挿され、前記ピニオンの逆回転を許容する一方向クラッチと
を具備したことを特徴とする天井クレーン。
【請求項2】
前記ピニオンの順方向は、前記走行体が前記天井クレーンの前記傾斜域を登る方向に走行する際の回転方向に一致し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】
前記一方向クラッチは、前記走行輪に供給される回転力の方向に応じて前記ピニオンの順方向を切り換えるスプラグ型クラッチであ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】
前記ラックレールは、前記傾斜域の両端から前記水平域に亘って延びる延長部を有し、この延長部における歯列のピッチラインは前記天井レールとの間の距離を前記傾斜域から徐々に減少させるべく傾斜していることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の天井クレーン。
【請求項5】
前記巻上装置は、前記走行体に揺動可能に吊持されていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の天井クレーン。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、吊荷作業に使用される天井クレーンに係わり、特に、地下空間の天井に適用される天井クレーンに関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、天井クレーンは天井の近傍に敷設された一対の天井レールと、これら天井レールを横断する方向に延び、天井レールに沿って走行可能な走行体としてのガーダと、このガーダに設けられ、ガーダの長手方向に沿って走行可能な走行体とからなり、この走行体に吊具を有する巻上装置が備えられている(特許文献1、図1)。
上述の天井クレーンはガーダが天井レールに沿って走行し、且つ、走行体がガーダに沿って走行することで、天井レール間の全域にて吊荷作業を行うことができる。
【特許文献1】特開2004-83183号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
通常、天井クレーンの天井レールが敷設される構造物はその天井が水平であるため、天井レールもまた天井と平行な水平面内を延びているが、天井クレーンの設置が要求されるロケーションの中は、その天井の一部が上下に傾斜したスロープとなっているものがある。具体的には、天井にスロープを有するロケーションとして、複数の地下区域がトンネルにより互いに連通した地下空間が考えられ、地下区域の個々の天井部分にレベル差が存在する場合、地下空間の天井はトンネルの部位にて、上下に傾斜したスロープとなる。それ故、上述した地下空間に天井クレーンを設置する場合、天井レールはトンネル内の領域にて上下に傾斜することになる。
【0004】
上述した傾斜域を有する天井レールであっても、ガーダを安定して走行させるには、天井レールにラックレールを取り付ける一方、走行体側にラックレールに噛合するピニオンを設け、このピニオンを走行体の車輪と連動して回転させることが考えられ、これらラックレールとピニオンとの噛み合いは天井レールの傾斜域での滑りを防止する。
しかしながら、上述したラックレールとピニオンの噛み合い方式を採用する場合、各地下区域での天井部分が水平であるにも拘わらず、ラックレールは天井レールの全域に亘って設けらなければならず、上述した地下空間への天井クレーンの設置に多大な手間が掛かるばかりでなり、天井クレーンのコストを大幅に上昇させる。
【0005】
このような不具合を解消するため、天井レールの傾斜域のみにラックレールを取り付けることも考えられるが、この場合、天井レールの水平域から傾斜域にピニオンが進行するとき、ラックレールの始端にてラックレールとピニオンとの間に噛み合い不良が発生し易く、ガーダの安定した走行が保証されなくなる。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、天井レールの一部に傾斜域を有していても、ガーダに相当する走行体の安定した走行を簡単な構成で実現可能な天井クレーンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的を達成するため、本発明の天井クレーンは、天井に沿って延びる天井レールであって、その長手方向に離間し且つ上下方向のレベル位置が互い異なる水平域を有し、これら水平域が傾斜域を介して接続された天井レールと、この天井レール上に配置された走行輪を有し、この走行輪に回転力が供給されたとき、天井レールに沿って走行する走行体と、この走行体に設けられ、吊具を昇降させる巻上装置と、天井レールに設けられ、天井レールの長手方向に傾斜域の全長に亘って延びるラックレールと、走行体に設けられ、走行体が前記傾斜域に進入したとき、ラックレールと噛合可能なピニオンと、このピニオンと走行輪との間を接続し、走行輪の回転力をピニオンに向けて伝達し、このピニオンがラックレールと噛み合いながら走行体の走行方向に移動する順方向に、ピニオンを回転させる動力伝達経路と、この動力伝達経路に介挿され、前記ピニオンの逆回転を許容する一方向クラッチとを備える(請求項1)。
【0007】
請求項1の天井クレーンによれば、天井レール上を走行体が走行する際、走行体が天井レールの傾斜域に進入し、走行体のピニオンが天井レールのラックレールに最初に噛み合う際、これらピニオン及びラックレールの歯同士が互いに衝突すれば、一方向クラッチはピニオンの逆回転を許容する。このような逆転は、ピニオンにおける歯列の回転位相をラックレールの歯列に対して整合させ、ピニオン及びラックレールの良好な噛み合いを確立する。この後、ピニオンは一方向クラッチを介して、その順方向に回転力を受け、ラックレールと噛み合いながら走行体の走行方向に移動する。
【0008】
具体的には、ピニオンの順方向は、走行体が天井クレーンの傾斜域を登る方向に走行する際の回転方向に一致している(請求項2)。この場合、走行体が天井クレーンの傾斜域を降る方向に走行する際、走行体のピニオンには回転力が伝達されない。
好ましくは、一方向クラッチは、走行輪に供給される回転力の方向に応じてピニオンの順方向を切り換えるスプラグ型クラッチであるのが好ましい(請求項3)。このような一方向クラッチであれば、天井クレーンの傾斜域を走行体が往動又は復動の何れの方向に走行するとしても、ピニオンは走行体の回転方向と同一の方向に回転する。
【0009】
一方、ラックレールは、傾斜域の両端から水平域に亘って延びる延長部を有し、この延長部での歯列のピッチラインは天井レールとの間の距離を傾斜域から徐々に減少させるべく傾斜しているのが望ましい(請求項4)。この場合、走行体のピニオンがラックレールの延長部にて最初に噛み合う際、この噛み合い時の衝撃が緩和される。
更に、巻上装置は走行体に揺動可能に吊持され(請求項5)、走行体が天井レールの傾斜域を通過する際にも、巻上装置は鉛直姿勢を保持する。
【発明の効果】
【0010】
請求項1〜3の天井クレーンは、天井レールの傾斜域にラックレールを設けるだけで済むことから、その構成が簡単になるとともに設置に手間が掛からず、コストもまた大きく低下させることができる。また、走行体の走行輪とピニオンとを繋ぐ動力伝達経路中の一方向クラッチはピニオンの逆転を許容するから、走行体が天井レールの傾斜域に進入する際、走行体のピニオンはラックレールに円滑に噛み合うことができ、走行体の安定した走行が保証される。
【0011】
請求項4の天井クレーンは走行体のピニオンとラックレールとが最初に噛み合う際の衝撃が緩和されるので、耐久性に優れたものとなり、請求項5の天井クレーンは走行体が天井レールの傾斜域を通過する際にも、安定した吊荷の移送を保証する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
図1を参照すると、例えば地下空間の天井Aに設置される天井クレーンが概略的に示されており、天井Aはその一部に上下に傾斜したスロープBを有する。天井クレーンは一対の天井レール2を備え、これら天井レール2は天井Aに沿って延びている。従って、天井レール2図1でみて左右に離間し且つ互いに高さレベルが異なる天井Aの水平部に沿って延びる水平域2aと、これら水平域2aを互いに接続する傾斜域2bとを有し、多数のレール取付具4を介して天井Aに取り付けられている。これらレール取付具4は天井レール2の長手方向に所望の間隔を存して配置されている。なお、図1中、参照符号αは水平面に対する傾斜域2bの傾斜角を示す。
【0013】
図2に示されるように一対の天井レール2はI形綱からなり、所定の間隔を存して互いに平行に延びている。各天井レール2の下側フランジ6はその左右の上面がレール面8として形成され、そして、その傾斜域2bにあっては、下側フランジ6の下面にラックレール10が取り付けられている。このラックレール10は傾斜域2bの長手方向にその全長に亘って延び、下向きの歯列を有する。更に詳しくは、図3に示されるようにラックレール10は傾斜域2bの両端から天井レール2の対応する水平域2aに沿って延びる延長部10aをそれぞれ有する。なお、図3はラックレール10の片側、即ち、下側の延長部10aのみを示す。
【0014】
一対の天井レール2には走行体12が設けられており、この走行体12は天井レール2に沿って往復走行可能である。走行体12の詳細は図4及び図5に示されており、これら図4及び図5を参照しながら、走行体12について以下に説明する。
走行体12は左右の走行キャリッジ14a,14bを備え、これら走行キャリッジ14は対応する側の天井レール2にそれぞれ配置され、そのレール面8上に走行輪を介して載置されている。
【0015】
更に、左右の走行キャリッジ14a,14bはその下部にガーダ16を支持しており、このガーダ16は天井レール2の下側を一対の天井レール2間に亘って延び、走行キャリッジ14a,14bを互いに連結されている。ガーダ16は天井レール2と同様にI形綱からなり、その下側フランジの上面がレール面18として形成されている。
ガーダ16にはそのレール面18上を走行体20が往復動可能となっており、この走行体20はその下側に巻上装置22を支持しており、この巻上装置22はフック等の吊具24を有する。なお、図1に示されているように走行体12からは操作コントローラ26が吊り下げられており、この操作コントローラ26は走行体12及び走行体20の走行や、巻上装置22の作動を制御するために使用される。
【0016】
走行キャリッジ14へのガーダ16の取り付けに関して詳述すれば、図5に示されるように、ガーダ16は各走行キャリッジ14に対し、一対の取付ブラケット28をそれぞれ備えており、これら取付ブラケット28はガーダ16の長手方向に互いに離間し、ガーダ16の上側フランジから上方に向けて突出している。取付ブラケット28は枢支ピン30を介して走行キャリッジ14のフレーム32の中央に支持されており、枢支ピン30はガーダ16と平行に延びる同一線上に配置されている。従って、ガーダ16は前述した巻上装置22とともに、枢支ピン30を中心して天井レール2の長手方向に揺動自在である。
【0017】
走行キャリッジ14a,14bは同様な構造を有するので、以下には一方の走行キャリッジ14について説明する。
走行キャリッジ14のフレーム32は天井レール2に沿って延びる箱形形状をなし、天井レール2の両側に配置された左右の側壁部材34と、これら側壁部材34をその両端間にてそれぞれ連結する連結部材36からなる。これら連結部材36は天井レール2の下方に潜り込むようなU字形状をなす。
【0018】
図5中、参照符号38はガイドローラをそれぞれ示し、これらガイドローラ38は天井レール2の下側フランジ6と同一の高さレベルに配置され、下側フランジ6の対応する側の側縁に転接可能となっている。なお、ガイドローラ38は走行キャリッジ14b側のみに示されている。また、図5中、参照符号40は走行キャリッジ14の連結部材36に取り付けられたゴムバッファをそれぞれ示す。
【0019】
そして、図5でみて走行キャリッジ14の右端部及び左端部には天井レール2を挟み、走行輪として従動車輪42及び駆動車輪44が一対ずつ配置されている。これら従動及び駆動車輪42,44は対応する側の側壁部材34に回転自在に支持され、天井レール2における下側フランジ6のレール面8上にそれぞれ載った状態にある。
更に、走行キャリッジ14に電動モータ46が備えられており、この電動モータ46は正逆回転可能であるとともにブレーキ(図示しない)を内蔵する。電動モータ46は一方の駆動車輪44の近傍にて、内側の側壁部材34に取り付けられており、その出力軸は走行キャリッジ14内に突出し、この出力軸と一対の駆動車輪44とは動力伝達経路を介して接続されている。
【0020】
より詳しくは、動力伝達経路は、電動モータ46の出力軸に取り付けられた駆動ギヤ48を有する一方、各駆動車輪44に同軸にして取り付けられた車輪ギヤ50を有する。駆動ギヤ48は前記一方の駆動車輪44が有する車輪ギヤ50に噛合され、この車輪ギヤ50が他方の駆動車輪44の車輪ギヤ50に動力伝達経路の下流部位を介して接続されている。
【0021】
図6に示されるように動力伝達経路の下流部位は、各側壁部材34の下面にそれぞれ取り付けられた支持ブロック52を有し、これら支持ブロック52は軸受54を介してクラッチ軸56の両端を支持する。クラッチ軸56は天井レール2の下方を水平に延び、その両端部に中継ギヤ58がそれぞれ取り付けられている。これら中継ギヤ58は対応する側の車輪ギヤ50の直下に配置され、その車輪ギヤ50と噛み合った状態にある。
【0022】
電動モータ46の回転力が前述した動力伝達経路を介して一対の駆動車輪44に伝達されたとき、これら駆動車輪44は電動モータ46の回転方向に従って一方向に回転し、これにより、走行キャリッジ14、即ち、走行体12の全体が天井レール2に沿って走行する。
更に、動力伝達経路はクラッチ軸56にクラッチユニット60を備えている。
【0023】
このクラッチユニット60はクラッチ軸56に連結された内輪62と、この内輪62を囲む外輪64とを有し、この外輪64は内輪62に一対の軸受66を介して回転自在に支持されている。外輪66にはその端面にピニオン68が同軸的に取り付けられており、このピニオン68は外輪66と一体に回転可能である。ピニオン68は天井レール2の下方にて前述したラックレール10と対応する位置に位置付けられ、走行体12が天井レール2の傾斜域2bに進入しようとする際、ラックレール10と噛み合うことができる。
【0024】
クラッチユニット60は、内輪62と外輪64との間にスプラグ型のワンウェイクラッチ70を内蔵しており、このワンウェイクラッチ70はクラッチ軸56の回転方向に応じたクラッチ機能を発揮する。即ち、ワンウェイクラッチ70はクラッチ軸56が何れの方向に回転されても、内輪62及び外輪64を互いに一体的に係合させ、クラッチ軸56の回転をピニオン68に伝達する。この場合、ピニオン68は駆動車輪44と連動して回転し、その回転方向がピニオン68の順方向となる。
【0025】
しかしながら、ピニオン68の回転中、ピニオン68に過大な負荷が加わると、ワンウェイクラッチ70はピニオン68の逆転、つまり、外輪64に対する内輪62の空転を許容する。
更に、図7を参照すれば、前述したラックレール10の延長部10aが拡大して示されており、この延長部10aでの歯列のピッチライン(ギヤのピッチ円に相当)は天井レール2の下面に向けて上方に傾斜している。従って、延長部10aでの歯列の歯先と天井レール2の下面との間の距離は延長部10aの先端に向けて徐々に減少している。
【0026】
上述した天井クレーンによれば、天井レール2に沿って走行する走行体12が天井レール2の傾斜域2bに進入する際、ラックレール10の歯列に対して、前述したピニオン68における歯列の回転位相が整合されていない場合、ピニオン68の歯はラックレール10の歯に衝突するが、このとき、前述したクラッチユニット60のワンウェイクラッチ70はピニオン68の逆転を許容することから、ピニオン68及びラックレール10は円滑に噛み合い、この後、走行体12の走行に伴い、ピニオン68はラックレール10に噛み合いながらラックレール10に沿って移動する。それ故、走行体12が天井レール2の傾斜域2bを通過中にあるとき、ラックレール10に対するピニオン68の噛み合いは駆動車輪44の滑りを防止し、走行体12の安定した走行が保証される。
【0027】
また、ラックレール10はその両端に前述の延長部10aをそれぞれ有するので、ピニオン68はラックレール10に対し、その延長部10aにて噛み合い始めることになるが、延長部10aでの歯列のピッチラインは前述したように傾斜していることから、延長部10aの歯とピニオン68の歯との衝突は緩和され、ピニオン68はラックレール10に円滑にして進入でき、ラックレール10及びピニオン68の摩耗は大きく低減される。この結果、天井クレーン自体の耐久性をも向上する。
【0028】
更に、ラックレール10は天井レール2の全域ではなく、その前後を含む傾斜域2bのみに設けられるだけであるから、天井クレーンの設置が容易になるばかりでなく、そのコストもまた安価になる。
本発明は上述の一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、クラッチユニット60のワンウェイクラッチ70はスプラグ型に限らず、ローラ型のものであってもよい。
【0029】
また、天井レール2の傾斜域2bの傾斜が僅かである場合には、回転入力の方向に応じてクラッチ機能を発揮するワンウェイクラッチ70に代え、通常のワンウェイクラッチを使用することも可能である。この場合、ワンウェイクラッチは、走行体12が天井レール2の傾斜域2bを登る方向に走行する際、ピニオン68に対し、その順方向に回転力を伝達し、逆に、走行体12が傾斜域2bを降る際、ピニオン68への回転力の伝達を遮断する。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】天井クレーンを示した概略図である。
【図2】図1の天井レールを示した横断面図である。
【図3】図1中のIII部を拡大して示す図である。
【図4】図1の天井クレーンの走行体を示す概略正面図である。
【図5】図1の走行体の平面図である。
【図6】図5中、VI-VI線に沿う断面図である。
【図7】図3中、VII部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【0031】
2 天井レール
2a 水平域
2b 傾斜域
12 走行体
14a,14b 走行キャリッジ
16 ガーダ
20 走行体
22 巻上装置
24 吊具
10 ラックレール
44 駆動車輪(走行輪)
46 電動モータ
48 駆動ギヤ(動力伝達経路)
50 車輪ギヤ(動力伝達経路)
56 クラッチ軸(動力伝達経路)
58 中継ギヤ(動力伝達経路)
60 クラッチユニット
68 ピニオン
70 ワンウェイクラッチ(一方向クラッチ)
A 天井
【出願人】 【識別番号】000198363
【氏名又は名称】石川島運搬機械株式会社
【出願日】 平成18年7月28日(2006.7.28)
【代理人】 【識別番号】100090022
【弁理士】
【氏名又は名称】長門 侃二


【公開番号】 特開2008−30895(P2008−30895A)
【公開日】 平成20年2月14日(2008.2.14)
【出願番号】 特願2006−206132(P2006−206132)