JP2016141569A - 自動玉外し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動玉外し装置に旋回の機能を付加すると共に、旋回時において給電ケーブルに応力が作用せず、またコンパクトでかつ適切な旋回速度が得られる旋回機構を備えた自動玉外し装置を提供する。【解決手段】本発明に係る自動玉外し装置１は、クレーンフックに取り付けられるシャックル５と、シャックル５の下部に固定された固定ブロック７と、固定ブロック７に回転自在に取り付けられた旋回軸９と、旋回軸９に固定された自動玉外し機構１１と、旋回軸９に固定された旋回用ギアドモータ１３と、旋回用ギアドモータ１３の回転力を固定ブロック７に伝達する伝達機構１５とを有し、旋回用ギアドモータ１３を駆動することで、駆動力が伝達機構１５を介して固定ブロック７に伝達されて旋回軸９と共に旋回軸９に固定された自動玉外し機構１１及び旋回用ギアドモータ１３が旋回することを特徴とするものである。【選択図】 図４

Description

本発明は、クレーン等のフックに取り付けられて、玉掛けされた吊り荷の策材（ワイヤーロープ等）の玉外しを自動的に行う自動玉外し装置に関する。

クレーンフックに取り付けられて吊り荷の策材の玉外しを自動的に行う装置として、例えば特許文献１に開示された「自動脱索機構付きフック構造体」がある。
この「自動脱索機構付きフック構造体」に関し、特許文献１には、「フック構造体２は、垂下部材４の一端に設けられ、吊り荷の索材を掛止させると共に、掛止させた吊り荷の索材を外すための開口部６ｐを有するフック６と、荷役運搬に際し、掛止させた吊り荷の索材がフック６の開口部６ｐから脱落するのを防止する脱落防止機構８と、脱索作業に際し、掛止させた吊り荷の索材をフック６の開口部６ｐから自動的に脱索させる自動脱索機構１０と、脱落防止機構８及び自動脱索機構１０を相互に連動させる連動機構１２と、垂下部材４の他端に設けられ、当該フック構造体２の全体を吊り下げられた状態に支持するためのシャックル１４とを具備している。」（特許文献１の段落［０００５］参照）と説明されている。

特開２０１３−１２９４６３号公報

特許文献１では、フック構造体２が垂下部材４の一端（下端）に設けられ、垂下部材の他端（上端）にはクレーンフックが掛けられるシャックル１４が設けられる構造であり、フック構造体２は旋回機能を有していない。

旋回機能を付加する場合、例えば垂下部材４に対してフック構造体２を回転可能に取り付け、垂下部材４側に旋回駆動用のモータを設けることが考えられる。
しかしながら、フック構造体２にも玉外し機構を駆動するためのモータが設けられていることから、垂下部材４側にモータを設けた場合、旋回用のモータが固定側に設けられ、玉外し機構の駆動用のモータが旋回する側のフック構造体２に設けられることになり、給電ケーブルの取り回しが煩雑になり、またバッテリ等の電源からの給電ケーブルが固定側と旋回側に跨り、旋回する度に給電ケーブルに応力が作用し故障の原因ともなる。

また、自動玉外し装置を旋回させる機構として、コンパクトでかつ適切な旋回速度に設定しやすい機構が望まれるところ、かかる機構についての開発が望まれている。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、自動玉外し装置に旋回の機能を付加すると共に、旋回時において給電ケーブルに応力が作用せず、またコンパクトでかつ適切な旋回速度が得られる旋回機構を備えた自動玉外し装置を提供することを目的としている。

（１）本発明に係る自動玉外し装置は、クレーンフックに取り付けられるシャックルと、該シャックルの下部に固定された固定ブロックと、該固定ブロックに回転自在に取り付けられた旋回軸と、該旋回軸に固定された自動玉外し機構と、前記旋回軸に固定された旋回用ギアドモータと、該旋回用ギアドモータの回転力を前記固定ブロックに伝達する伝達機構とを有し、前記旋回用ギアドモータを駆動することで、駆動力が前記伝達機構を介して前記固定ブロックに伝達されて前記旋回軸と共に該旋回軸に前記固定された自動玉外し機構及び旋回用ギアドモータが旋回することを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記伝達機構は、前記固定ブロックに設けられた大スプロケットと、前記旋回用ギアドモータの旋回軸に設けられ、前記スプロケットよりも歯数の少ない小スプロケットと、該小スプロケットと前記大スプロケットに巻き回されたチェーンによって構成されていることを特徴とするものである。

本発明の自動玉外し装置においては、レーンのフックに取り付けられるシャックルと、該シャックルの下部に固定された固定ブロックと、該固定ブロックに回転自在に取り付けられた旋回軸と、該旋回軸に固定された自動玉外し機構と、前記旋回軸に固定された旋回用ギアドモータと、該旋回用ギアドモータの回転力を前記固定ブロックに伝達する伝達機構とを有し、前記旋回用ギアドモータを駆動することで、駆動力が前記伝達機構を介して前記固定ブロックに伝達されて前記旋回軸と共に該旋回軸に前記固定された自動玉外し機構及び旋回用ギアドモータが旋回するため、自動玉外し装置に旋回の機能を付加すると共に、旋回時において給電ケーブルに応力が作用せず、またコンパクトでかつ適切な旋回速度が得られる。

本発明の一実施の形態に係る自動玉外し装置の外観を示す斜視図である。 図１に示した自動玉外し装置を下方から見上げた状態の斜視図である。 図１に示した自動玉外し装置のケーシング等を取り外した状態の斜視図である。 図３に示した自動玉外し装置の一部の部品を除いた状態を示した斜視図である。 図４を別の方向から見た状態を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る自動玉外し装置の動作を説明する説明図である（その１） 本発明の一実施の形態に係る自動玉外し装置の動作を説明する説明図である（その２）

本発明の一実施の形態に係る自動玉外し装置１は、図１、図２に示すように、その下部以外はケーシング３によって覆われているが、以下の説明は主としてケーシング３を外した状態に基づいて行う。
本実施の形態の自動玉外し装置１は、図３〜図５に示すように、図示しないクレーンフックに取り付けられるシャックル５と、シャックル５の下部に固定された固定ブロック７と、固定ブロック７に回転自在に取り付けられた旋回軸９と、旋回軸９に固定された自動玉外し機構１１と、旋回軸９に固定された旋回用ギアドモータ１３と、旋回用ギアドモータ１３の回転力を固定ブロック７に伝達する伝達機構１５とを有している。
以下、各構成を詳細に説明する。

＜シャックル＞
シャックル５は、クレーンフックに取り付けられるものであり、上部が円弧状で下部が二股に分かれた形状をしており、二股の部位がボルトによって固定ブロック７に固定されている。なお、円弧状の部位に前記クレーンフックが挿入され、前記クレーンフックに取り付けられる。

＜固定ブロック＞
固定ブロック７は、シャックル５が取り付けられる逆Ｕ字状の逆Ｕ字部１７と、逆Ｕ字部１７の下方に設けられて旋回軸９を回転自在に支持する旋回軸支持部１９と、旋回軸支持部１９の下方に設けられて外周部に第１チェーン２１が巻き回される第１スプロケット２３（本発明の大スプロケットに相当する）とを有し、これら逆Ｕ字部１７と旋回軸支持部１９と第１スプロケット２３が一体になっている。
旋回軸支持部１９には、図４に示すように、ベアリング２５が設けられており、旋回軸９はこのベアリング２５を介して回転自在に旋回軸支持部１９に取り付けられている。

＜旋回軸＞
旋回軸９は、固定ブロック７を上下に貫くように取り付けられ、その下端部は固定ブロック７の下方に延出している。旋回軸９の下方に延出した部位に自動玉外し機構１１及び旋回用ギアドモータ１３が取り付けられている。

＜自動玉外し機構＞
自動玉外し機構１１は、旋回軸９に固定された板状の矩形ブロック体からなる本体部２７と、本体部２７の下部の片方の角部に揺動可能に取り付けられたフック２９と、フック２９の開口を閉鎖するように設けられ、ワイヤ等の脱落を防止する脱落防止機構３０と、本体部２７の下部に揺動可能に設けられてフック２９に掛けられたワイヤを外すための玉外し機構３１と、脱落防止機構３０及び玉外し機構３１を駆動するための駆動機構３３とを備えている。

《本体部》
本体部２７は板状の矩形ブロック体によって形成されており、旋回軸９に固定されている。

《フック》
フック２９は、本体部２７の下部の片方の角部に揺動可能に取り付けられている。

《玉外し機構》
玉外し機構３１は、本体部２７の上部両面に設けられた一対の第１歯車３５と、本体部２７の下部に設けられ、本体部２７を貫通して水平方向に延びる第１支持軸３７と、第１支持軸３７に本体部２７を挟んで揺動可能に取り付けられた玉外しアーム３９と、下端側が玉外しアーム３９の上端部に取り付けられ、上端側が第１歯車３５に取り付けられてクランク機構を構成する第１クランク軸４１とを備えている。
玉外しアーム３９は、上端側が第１支持軸３７に揺動可能に取り付けられた一対の側板３９ａと、側板３９ａの下端部を連結するように設けられ玉掛けされたワイヤに係止した該ワイヤをフック２９から押し出す押し出棒３９ｂと、側片の下部に内側に張出すように設けられた張出し片３９ｃとを有している。

玉外し機構３１は、後述する駆動機構３３によって第１歯車３５が回転することで、第１クランク軸４１が上下動し、第１クランク軸４１に連結された玉外しアーム３９が揺動し、押し出棒３９ｂ及び又は張出し片３９ｃがフック２９に玉掛けされたワイヤを押し出す。

《脱落防止機構》
脱落防止機構３０は、本体部２７の上部両面であって第１歯車３５に隣接するように設けられた一対の第２歯車４３と、本体部２７の下部に設けられ、本体部２７を貫通して水平方向に延びる第２支持軸４５と、第２支持軸４５に本体部２７を挟んで回転可能に取り付けられたアーム４７と、アーム４７の先端に揺動可能に取り付けられ、フック２９の開口に配置可能なコ字状の脱落防止金具４９と、下端側がアーム４７の一端部に取り付けられ、上端側が第２歯車４３に取り付けられてクランク機構を構成する第２クランク軸５１とを備えている。
アーム４７の先端には脱落防止金具４９の一方向の回動を規制する規制片４７ａが設けられており、これによって脱落防止金具４９は外方向への回動が規制されている。

脱落防止機構３０は、後述する駆動機構３３によって第２歯車４３が回転することで、第２クランク軸５１が上下動し、第２クランク軸５１に連結されたアーム４７が回動し、脱落防止金具４９がフック２９を閉鎖状態にする位置とフック２９を開放状態にする位置を移動する。

《駆動機構》
駆動機構３３は、駆動用ギアドモータ５３と、駆動用ギアドモータ５３の回転軸に取り付けられた第２スプロケット５５と、第２スプロケット５５、第１歯車３５及び第２歯車４３に掛け回された一対の第２チェーン５７と、第２チェーン５７の一対の弛み防止歯車５９によって構成されている。
駆動用ギアドモータ５３を駆動すると、第１歯車３５及び第２歯車４３が回転し、上述したように玉外しアーム３９と脱落防止金具４９が連動して揺動する。

＜旋回用ギアドモータ＞
旋回用ギアドモータ１３は、本体部２７に固定されたモータ用台６１に回転軸を上方に向けて固定されている。旋回用ギアドモータ１３の旋回軸９には第１チェーン２１が巻き回される第３スプロケット６３（本発明の小スプロケットに相当する）が設けられている。
なお、モータ用台６１は本体部２７に固定されているが、本体部２７が旋回軸９に取り付けられているため、モータ用台６１は本体部２７を介して旋回軸９に固定されていると言える。本発明において、旋回用ギアドモータ１３が旋回軸９に固定されているとは、旋回用ギアドモータ１３が直接旋回軸９に取り付けられるのみならず、別の部材を介して取り付けられる場合を含む。

＜伝達機構＞
伝達機構１５は、旋回用ギアドモータ１３の回転力を固定ブロック７の第１スプロケット２３に伝達する機構であり、本実施の形態では、旋回用ギアドモータ１３の旋回軸９に取り付けられた第３スプロケット６３と、固定ブロック７の第１スプロケット２３と、これら第１スプロケット２３と第３スプロケット６３に巻き回された第１チェーン２１によって構成されている。
なお、旋回用ギアドモータ１３の回転数、第１スプロケット２３及び第３スプロケット６３の歯数を調整することで、旋回速度を例えば0.4rpm〜0.8rpmの範囲で調整できるようにするのが好ましい。

上記のように構成された本実施の形態の動作を、図６、図７に基づいて旋回動作と玉外し動作に分けて以下説明する。

＜旋回動作＞
旋回用ギアドモータ１３を駆動すると、第１チェーン２１を介して回転力が固定ブロック７の第１スプロケット２３に伝達される。固定ブロック７はクレーンフックに対して相対移動しない固定であり、他方、旋回用ギアドモータ１３は固定ブロック７に対して回転可能な旋回軸９に取り付けられているので、旋回用ギアドモータ１３が駆動すると旋回用ギアドモータ１３の回転力が固定ブロック７に伝達され、この回転力によって旋回軸９が回転し、旋回軸９が回転することで旋回用ギアドモータ１３は第１スプロケット２３の周りを公転する。
旋回軸９が回転するので、旋回軸９に取り付けられている本体部２７が旋回軸９の周りを旋回し、本体部２７に取り付けられている玉外し機構３１も同様に旋回する。

これによって、フック２９に吊り荷を吊り下げた状態での旋回が可能になる。このとき、旋回用ギアドモータ１３と駆動用ギアドモータ５３が両方とも旋回軸９に取り付けられているので、旋回したときにも旋回用ギアドモータ１３と駆動用ギアドモータ５３の相対位置は変わらない。旋回用ギアドモータ１３及び駆動用ギアドモータ５３には図示しないバッテリから給電されるが、この給電ケーブルに旋回中に旋回に起因する応力が作用することがない。よって、給電ケーブルに応力が作用することに起因する故障を防止できる。

また、本実施の形態では、旋回機構を旋回用ギアドモータ１３のモータ軸に取り付けたスプロケットが自転すると共に固定ブロック７のスプロケットの周りを公転する遊星機構として構成したので、旋回速度と旋回角度の微妙な調整が可能になると共に旋回の加減速がスムーズになるという効果もある。
例えば、吊り荷として、パイプのような長尺のものをその中央で縛って吊り上げ、荷台に積むために９０°向きを変えるように旋回させるような場合、旋回速度が速いと慣性力によって回転角度調整が難しく荷台の位置に位置決めしにくくなるが、このような場合にも本願の遊星機構を採用することで旋回速度と角度調整が容易になるため、迅速かつ的確な位置決めができる。

＜玉外し動作＞
駆動用ギアドモータ５３を回転させると、回転力が一対の第１歯車３５、及び一対の第２歯車４３に伝達される。第１歯車３５が回転すると第１クランク軸４１を通じて玉外しアーム３９が図７に示す矢印のように揺動する。同時に、第２クランク軸５１を通じて脱落防止金具４９が揺動する。玉外しアーム３９が矢印Ａの方向に移動したときには、脱落防止金具４９が矢印ａの方向に移動する。
このように、玉外しの際には、脱落防止金具４９がフック２９の開口を離れ、同時に玉外しアーム３９がフック２９側に移動して、フック２９に玉掛けされているワイヤを押し出す。ワイヤを押し出した後は、玉外しアーム３９が矢印Ｂの方向に移動すると共に脱落防止金具４９が矢印ｂの方向に移動する。

以上のように、本実施の形態によれば、旋回機構を構成する旋回用ギアドモータ１３を玉外し機構３１と同じ旋回軸９に取り付けると共に旋回機構を遊星機構によって構成したので、玉外し機構３１の駆動用ギアドモータ５３と旋回用ギアドモータ１３への給電ケーブルに不要な応力が作用しないと共に旋回の角度及び旋回速度の微妙な調整が可能となる。

１ 自動玉外し装置
３ ケーシング
５ シャックル
７ 固定ブロック
９ 旋回軸
１１ 自動玉外し機構
１３ 旋回用ギアドモータ
１５ 伝達機構
１７ 逆Ｕ字部
１９ 旋回軸支持部
２１ 第１チェーン
２３ 第１スプロケット
２５ ベアリング
２７ 本体部
２９ フック
３０ 脱落防止機構
３１ 玉外し機構
３３ 駆動機構
３５ 第１歯車
３７ 第１支持軸
３９ 玉外しアーム
３９ａ 側板
３９ｂ 押し出棒
３９ｃ 張出し片
４１ 第１クランク軸
４３ 第２歯車
４５ 第２支持軸
４７ アーム
４７ａ 規制片
４９ 脱落防止金具
５１ 第２クランク軸
５３ 駆動用ギアドモータ
５５ 第２スプロケット
５７ 第２チェーン
５９ 弛み防止歯車
６１ モータ用台
６３ 第３スプロケット

Claims (2)

1. クレーンフックに取り付けられるシャックルと、該シャックルの下部に固定された固定ブロックと、該固定ブロックに回転自在に取り付けられた旋回軸と、該旋回軸に固定された自動玉外し機構と、前記旋回軸に固定された旋回用ギアドモータと、該旋回用ギアドモータの回転力を前記固定ブロックに伝達する伝達機構とを有し、前記旋回用ギアドモータを駆動することで、駆動力が前記伝達機構を介して前記固定ブロックに伝達されて前記旋回軸と共に該旋回軸に前記固定された自動玉外し機構及び旋回用ギアドモータが旋回することを特徴とする自動玉外し装置。
2. 前記伝達機構は、前記固定ブロックに設けられた大スプロケットと、前記旋回用ギアドモータの回転軸に設けられ、前記スプロケットよりも歯数の少ない小スプロケットと、該小スプロケットと前記大スプロケットに巻き回されたチェーンによって構成されていることを特徴とする請求項１記載の自動玉外し装置。

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