JP2006062792A - 橋型クレーンのサドル走行速度の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 橋型クレーンのレールとして直線区間のものに曲線区間のものが組み合わされている場合に、橋型クレーンの左右両側のサドルを走行速度を制御して橋型クレーンを円滑に走行させる。
【解決手段】 レール上を走行するボギー式車輪を下部に備え且つ所定間隔を隔てて配置された２個のサドルと、ボギー式車輪を各サドル毎に独立して駆動する駆動部と、サドル間を連結する直線状の梁を含むフレーム部材と、梁に沿って移動自在に掛け渡されたホイストと、からなる橋型クレーンのサドル走行速度の制御方法であって、レールの直線区間の走行時は、両サドルの走行速度を同一とし、レールの曲線区間の走行時は、曲線内周側サドルの走行速度を低くし、曲線外側サドルの走行速度を高くして、前記直線状の梁がレールの法線方向となるように、前記駆動部の制御を行うことを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、レール上を走行する車輪を具備したサドルを左右両側に設け、これらの２つのサドル間を直線状の梁を含むフレームにて連結し、直線状の梁にはホイストを移動自在に支持して成る門型ないし橋型クレーンの走行速度の制御方法、特に、レールに直線区間だけでなく曲線区間もある場合における、サドル走行速度を制御する方法に関する。

従来、移動式の橋型クレーンは、レール上を走行する車輪を下部に備え且つ所定間隔を隔てて配置された２個のサドルと、前記車輪を駆動する駆動部と、前記サドル間を連結する直線状の梁を含むフレームと、該梁に沿って移動自在に掛け渡されたホイストとを具備する。そして、ホイストにより荷を吊り下げ、クレーン自体がレール上を移動して所望の位置にて荷を下ろす。

このような移動する橋型クレーンのレールは従来直線状のものが限られていた。

しかしながら、例えば、シールド工事の発進立坑周辺に橋型クレーンを設置する等の場合、工事用敷地内における立坑と資材置場の位置関係によっては、レールを直線区間のものと曲線区間のものを適宜組み合わせる必要性が生ずる。

レールを曲線とした場合、橋型クレーンの移動方向に対してサドル下部の車輪は前後２ケ所あるので、車輪をサドルに対して固定式とすると、車輪とレールとの間で傾きをもってしまい、実質上走行が困難となってしまう。この問題を解消するために、車輪をいわゆるボギー式とすればよい。搬送台車において、車輪をボギー式としたものは、特許文献１に開示されている。

しかし、車輪をボギー式とした場合においても、レールの直線区間では、両側のサドルの移動距離は同一であるので、両側の駆動モータによる走行速度を同一としておけばよいが、レールの曲線区間においては、外周側と内周側とではサドルの移動距離が異なるので、両側の駆動モータによる走行速度を同一としておくと、次第に車輪とレールがせり合って走行が困難となってしまう、という問題点がある。

特開２０００−１４２３８６号公報

そこで、本発明の課題は、橋型クレーンのレールとして直線区間のものに曲線区間のものが組み合わされている場合に、橋型クレーンの左右両側のサドルを走行速度を制御して橋型クレーンを円滑に走行させることである。

上記の課題を達成するために、本発明によれば、レール上を走行するボギー式車輪を下部に備え且つ所定間隔を隔てて配置された２個のサドルと、前記ボギー式車輪を各サドル毎に独立して駆動する駆動部と、前記サドル間を連結する直線状の梁と、該梁に沿って移動自在に掛け渡されたホイストとを具備する橋型クレーンのサドル走行速度の制御方法であって、レールの直線区間の走行時は、両サドルの走行速度を同一とし、レールの曲線区間の走行時は、曲線内周側サドルの走行速度を低くし、曲線外側サドルの走行速度を高くして、前記直線状の梁がレールの法線方向となるように、前記駆動部の制御を行うことを特徴とする橋型クレーンのサドル走行速度の制御方法が提供される。

このように本発明では、橋型クレーンがレールの曲線区間を走行する際は、直線状の梁がレールの法線方向となるように左右の車輪の回転速度を制御するので、車輪とレールがせって走行が困難となることはなく、橋型クレーンはレールの曲線区間を走行する際にも円滑に走行することができる。

この場合において、曲線外周側サドルの走行速度と曲線内周側サドルの走行速度との比が、曲線外周側レールの曲率半径と曲線内周側レールの曲率半径との比と一致するように制御することを特徴とする。

このように、外周側と内周側のサドル走行速度の比を、外周側及び内周側レールの曲率半径との比と一致させることで、橋型クレーンがレールの曲線区間を走行する際は、結果的に、直線状の梁がレールの法線方向となるように制御され、橋型クレーンが曲線区間を走行中に円滑にレール上を走行することができる。

前記梁下部の任意の点と曲線外周側レールの距離をＬとし、直線区間でのサドルの走行速度をＶｓ、外周側レールの曲率半径をＸ、内周側レールの曲率半径をＹとしたとき、
曲線外周側サドルの走行速度（Ｖｘ）が（Ｘ／（Ｘ−Ｌ））・Ｖｓとなり、曲線内周側サドルの走行速度（Ｖｙ）が（Ｙ／（Ｘ−Ｌ））・Ｖｓとなるように制御することを特徴とする。これにより、梁下部の任意の点におけるクレーン走行速度は、直線部分においても曲線部分においても同一の速度となる。クレーンがレールの直線区間から曲線区間への移行、逆にレールの曲線区間から直線区間への移行が円滑に遂行されるようになる。

また、この場合において、前記梁下部の任意の点はホイストの位置としたことを特徴とする。これにより、クレーンの可動時において、直線部分においても曲線部分においてもホイストの移動速度は同一となる。また、クレーンがレールの直線区間から曲線区間への移行、逆にレールの曲線区間から直線区間への移行した場合においても、ホイストの移動が等速で円滑に遂行されるようになる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明を適用することのできる橋型クレーンの正面図、図２は側面図である。

橋型クレーン１０は、所定間隔を隔てて配置された２個のサドル１２、１２と、これらの２つのサドル１２、１２の間を連結・固定する横枠１３、１３及び直線状の梁１４を含む門型ないし橋型のフレーム部材と、梁１４に支持されたホイスト１６とを具備する。直線状の梁１４は一方の横枠１３から外側へも延びており、１対のレール１８、１８の外側の個所にまでホイスト１６が移動出来て荷の積み下ろしが出来るようになっている。

左右の各サドル１２の下部には、前後方向２個所の位置に、レール１８、１８上を走行するボギー式車輪組立体２０、２０を有し、その上部は、側面から見ると概ね逆Ｖ字の形状の骨格の横枠１３に固定されている。

左右の横枠１３、１３上部どうしの間は、水平方向に直線状に延びた梁１４によって固定・連結され、またこのフレーム構造体は斜め方向の梁等で補強され、堅固な構造となっている。なお、図２の側面図で見た場合に、サドル１２の下部の前後２個所の位置に設けられたボギー式車輪２０、２０は、後述のように、各２個の車輪から成るが、それらの２つの中心位置（図３、４に示す垂直軸２５の位置）と梁１４との位置関係は、２等辺３角形の関係となっている。即ち、梁１４の投影点サドル１２上の投影点は、２組のボギー式車輪２０、２０の中心点となっている。

横枠１３、１３及び梁１４によって囲まれた空間部は、トラック等の運搬車、鉄道等の貨車が移動できるスペースとなっていて、この橋型クレーン１０がレール１８、１８に沿って移動することにより、またホイスト１６が梁１４に沿って水平方向に移動したり、或いは垂直方向に上下移動することにより、運搬車や貨車からの資材をホイスト１６により吊り上げて所定の部位に搬送し、また逆に、所定の部位からホイスト１６により吊り上げた資材を運搬車や貨車に積み込む等の作業が行なわれる。

なお、レール１８、１８に沿った橋型クレーン１０の移動、ホイスト１６の梁１４に沿った水平方向の移動或いは垂直方向の移動等は、遠隔操作により制御される。

図３及び図４はボギー式車輪組立体２０の平面図及び側面図である。また、図５は図４の矢印Ａの図、図６は図４のＢ−Ｂ断面図である。

ボギー式車輪組立体２０は、レールの延びる方向に関し左右対称に配置された１対のコ字形フレーム２１、２１間に前後２つの車輪２２、２２が回転可能に支持されている。１対のフレーム２１、２１は、横方向に配置された２組の同様の断面形状をした１対のコ字形フレーム２３、２３に固定・連結されている。そして、フレーム自体は、スラストベアリング２４によりサドル１２に対し垂直軸２５に関して回転可能に支持されており、ボギー式車輪組立体を構成している。なお、前後２つの車輪２２、２２は垂直軸２５に関して等距離の位置に平行に配置されている。

２つの車輪のうちの一方の車輪２２は、チェーン２６を介して駆動モータ２７に連結されており、回転駆動される。他方の車輪２２は駆動モータ等に連結されておらず、自由に回転するようになっている。

サドル１２下部の前後に設けられている２組のボギー式車輪組立体２０、２０は、両者とも垂直軸２５に関して回転可能に支持されているが、一方のボギー式車輪組立体２０についてのみ、駆動モータ２７により回転駆動され、他方のボギー式車輪２０については、前後の両車輪２２、２２ともに駆動モータ２７に連結されておらず、自由回転するようにフレーム２１、２１に支持されている。

本発明においては、橋型クレーンの左右１対のサドル１２、１２のそれぞれに設けられたボギー式車輪組立体２０、２０は両サドル１２、１２に関して対称的に配置されているが、それぞれに設けられた駆動モータ２７、２７は、後述のように左右のサドル１２、１２に関して互いに独立して回転制御される。

図７は本発明に係る橋型クレーン１０がレール１８、１８上を走行する状態を示す平面図、図８はレールの直線走行部分Ｓ及び曲線走行部分Ｒにおける橋型クレーン１０の走行速度の制御方法を示す概略平面図である。

図７において、例えば、所定の工事用敷地Ｃにおいて、資材置場Ｄ、土砂プラントＦ、発進立坑Ｅが図示のように平面的に配置されているとする。この場合、例えば、資材置場Ｄと発進立坑Ｅとの間で橋型クレーン１０により資材の運搬を行うには、橋型クレーン１０の移動についてレール１８、１８の直線区間のみで対応することができないので、レールを直線区間Ｓと曲線区間Ｒが組み合わされたものとする。

本発明の橋型クレーン１０は、前述のように、サドル１２下部の車輪組立体２０をボギー式としているので、直線区間Ｓと曲線区間Ｒが組み合わされたレール上を走行することが可能となる。

このようにサドル１２下部の車輪組立体２０をボギー式とすると共に、両側サドル１２の駆動モータ２７、２７の回転数をそれぞれ単独でインバーター制御して走行速度を変化させる。

レール１８、１８の直線区間Ｓでは、両側のサドル１２、１２の走行速度を同一として橋型クレーン１０の梁１４とレール１８、１８とが互いに垂直となるように制御し、曲線区間Ｒではレール内周側１８ａのサドル１２の走行速度をレール外周側１８ｂのサドル１２の走行速度よりも小さくして橋型クレーン１０の梁１４が曲線レール１８ａ、１８ｂの法線方向となるように制御する。

曲線区間Ｒにおいては、両側のサドル１２、１２の走行速度を以下のように設定する。

曲線区間Ｒでの外周側サドルの走行速度： Ｖｘ
曲線区間Ｒでの内周側サドルの走行速度： Ｖｙ
外周側レール１８ｂの曲率半径： Ｘ
内周側レール１８ａの曲率半径： Ｙ
として
Ｖｘ／Ｖｙ＝Ｘ／Ｙ
となるように制御する。これにより、橋型クレーン１０の梁１４がレールの内周側１８ａに対しても外周側１８ｂに対しても法線方向となる。

直線区間Ｓと曲線区間Ｒの変化点にリミットスイッチＬＳを設置しておき、このリミットスイッチのオン・オフに基づいてサドルの走行速度を直線区間のモードから曲線区間のモードへ、また逆向きのモードへの切替えを行う。なお、リミットスイッチＬＳの位置としては、動作のタイムラグを補正する意味から、橋型クレーン１０がレールの直線区間Ｓから曲線区間Ｒへ移行する変化する場合はその移行点の直前の位置を設定し、逆に曲線区間Ｒから直線区間Ｓへ移行する場合は、その移行点の直後の位置に設定するのが望ましい。

橋型クレーン１０では資材をホイスト１６で吊り上げた状態で移動することが多く、その資材の搬送を円滑に行うには、曲線区間１２のホイスト１６の移動速度を直線区間Ｓでの移動速度と同一とすることが望ましい。しかし、曲線区間Ｒではサドル外周側と内周側とでは、移動速度が異なり、外周側ほど移動速度を大きくするように制御する。そこで、資材をホイスト１６で吊り上げた状態で移動する位置において、直線区間Ｓ及び曲線区間Ｒの移動速度が同一となるように両側のサドルの移動速度を設定するのが、望ましい。

直線区間Ｓ及び曲線区間Ｒにおける移動速度が同一となる位置は、通常資材をホイスト１６にて吊り上げた状態で移動することが多い梁１４下部の任意の個所に合せて固定位置としてもよいし、ホイストの位置を検出してそれに合わせた位置に制御するようにしてもよい。

例えば、曲線区間Ｒにおける両側のサドル１２、１２の走行速度Ｖｘ、Ｖｙを以下のように設定する。

直線区間Ｓでのサドルの走行速度： Ｖｓ
直線区間Ｓと曲線区間Ｒとで速度が同一となる位置と外周側レール１８ｂとの距離： Ｌ
として、
Ｖｘ＝（Ｘ／（Ｘ−Ｌ））・Ｖｓ
Ｖｙ＝（Ｙ／（Ｘ−Ｌ））・Ｖｓ
のように制御する。

この場合において、速度が一定となる直線状の梁１４下部の任意の位置を固定位置とした場合は、Ｌを定数とすれば良いが、ホイスト１６の位置に設定する場合は、ホイスト１６の位置を検知するセンサー（図示せず）を別に設け、検知した距離Ｌを変数として左右のサドル１２、１２の走行速度を上式のように制御すればよい。

以上のように本発明の実施形態によれば、橋型クレーン１０のレール１８、１８として直線区間Ｓと曲線区間Ｒが組み合わされている場合においても、橋型クレーン１０を円滑に走行させることができる。

また、資材をホイスト１６により吊り下げた状態で移動する場合に、その資材の搬送速度を直線区間と曲線区間とで同一とすることが出来るので、搬送を円滑に行うことができる。

以上添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。

以上説明したように、本発明によれば、橋型クレーンのレールが直線区間と曲線区間とが組み合わされている場合に、橋型クレーン全体を円滑に走行させることができる。

また、ホイストに資材を吊り下げた状態で移動する場合に、その資材の搬送速度を直線区間と曲線区間とで同一とすることができるので、資材等の搬送を円滑に行うことができる。

本発明を適用することのできる橋型クレーンの正面図である。 本発明を適用可能な橋型クレーンの側面図である。 ボギー式車輪２０の平面図である。 ボギー式車輪２０の側面図である。 図４の矢印Ａの図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 橋型クレーンがレール上を走行する状態を示す平面図である。 橋型クレーンの走行速度の制御方法を示す概略平面図である。

符号の説明

１０ 橋型クレーン
１２ サドル
１３ 横枠
１４ 梁
１６ ホイスト
１８（１８ａ、１８ｂ） レール
２０ ボギー式車輪組立体
２１ 長手方向フレーム
２２ 車輪
２３ 横方向フレーム
２４ スラストベアリング
２５ 回転軸
２６ チェーン
２７ 駆動モータ
Ｓ レールの直線区間
Ｒ レールの曲線区間

Claims (4)

1. レール上を走行するボギー式車輪を下部に備え且つ所定間隔を隔てて配置された２個のサドルと、前記ボギー式車輪を各サドル毎に独立して駆動する駆動部と、前記サドル間を連結する直線状の梁を含むフレーム部材と、該梁に沿って移動自在に掛け渡されたホイストと、からなる橋型クレーンのサドル走行速度の制御方法であって、レールの直線区間の走行時は、両サドルの走行速度を同一とし、レールの曲線区間の走行時は、曲線内周側サドルの走行速度を低くし、曲線外側サドルの走行速度を高くして、前記直線状の梁がレールの法線方向となるように、前記駆動部の制御を行うことを特徴とする橋型クレーンのサドル走行速度の制御方法。
2. 曲線外周側サドルの走行速度と曲線内周側サドルの走行速度との比が、曲線外周側レールの曲率半径と曲線内周側レールの曲率半径との比と一致するように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の橋型クレーンのサドル走行速度の制御方法。
3. 前記梁下部の任意の点と曲線外周側レールとの距離をＬとし、直線区間でのサドルの走行速度をＶｓ、外周側レールの曲率半径をＸ、内周側レールの曲率半径をＹとしたとき、
   曲線外周側サドルの走行速度（Ｖｘ）が（Ｘ／（Ｘ−Ｌ））・Ｖｓとなり、曲線内周側サドルの走行速度（Ｖｙ）が（Ｙ／（Ｘ−Ｌ））・Ｖｓとなるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の橋型クレーンのサドル走行速度の制御方法。
4. 前記梁下部の任意の点を前記ホイストの位置としたことを特徴とする請求項３に記載の橋型クレーンのサドル走行速度の制御方法。

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