JP2017165290A

JP2017165290A - ブレーキ装置およびブレーキ装置の調整方法

Info

Publication number: JP2017165290A
Application number: JP2016053010A
Authority: JP
Inventors: 堀江　雅人; Masahito Horie; 雅人堀江; 龍馬乾; Ryuma Inui
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2036-03-16
Also published as: JP6525911B2

Abstract

【課題】ブレーキ力を増大しつつ、ブレーキ力の調整を容易に行なうことができるブレーキ装置およびブレーキ装置の調整方法を提供する。
【解決手段】上下方向ｚに伸縮する伸縮機構４を走行体３の下方に設置して、伸縮機構４からレール２に向かって押圧部５を突設して、押圧部５とレール２との間にブレーキシュー６を配置して、ブレーキシュー６の上面に窪み部１５を形成して、この窪み部１５のレール長手方向ｙ両側に第一水平部１６を形成するとともに窪み部１５の底面に第二水平部１７を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、レール上を走行する岸壁クレーンや列車等の走行体のブレーキ装置およびブレーキ装置の調整方法に関し、詳しくはブレーキ力を増大しつつ、ブレーキ力の調整を容易に行なうことができるブレーキ装置およびブレーキ装置の調整方法に関するものである。

レール上を走行するクレーンのブレーキ装置が種々提案されている（例えば特許文献１、２参照）。特許文献１に記載のブレーキ装置は、ブレーキ解除時には皿バネを油圧シリンダで圧縮し、ブレーキ作動時には油圧シリンダを解放して皿バネの復元力によりこの皿バネの下端に設置されたブレーキシューをレール上面に押し付けて、クレーンを停止させる。

特許文献１に記載のブレーキ装置は、ブレーキ力を増大させるためには皿バネと油圧シリンダの両方を大型化しなければならず、ブレーキ装置の製造コストが大幅に増加してしまう。またクレーンの走行および停止の度に皿バネは圧縮伸長を繰り返すので、劣化が進みやすく割れてしまう可能性もあった。皿バネが割れるとブレーキ装置のブレーキ力は著しく低下してしまう。

特許文献２に記載のブレーキ装置は、２つのブレーキシューでレールの側面を挟み込み、カムを回転させることによりブレーキシューをレールに押し付ける力を増加させて、クレーンを停止させる。特許文献２に記載のブレーキ装置は、ブレーキ力を増加させるためにはモータを大型化して出力を上げなければならないので、ブレーキ装置の製造コストが大幅に増加してしまう。またモータを大型化したとしても、ブレーキシューでレールを挟み込む力には限界があり、ブレーキ装置の製造コストの増加の割に得られるブレーキ力が小さい。

特開２０１０−２４７９４４号公報特開平０６−７２６９０号公報

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的はブレーキ力を増大しつつ、ブレーキ力の調整を容易に行なうことができるブレーキ装置およびブレーキ装置の調整方法を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明のブレーキ装置は、レールの上を走行する走行体のブレーキ装置において、前記走行体の下方に配置され上下方向に伸縮する伸縮機構と、この伸縮機構から前記レールに向かって突設される押圧部と、この押圧部と前記レールとの間に配置され昇降機構により懸吊されるブレーキシューとを備えていて、前記ブレーキシューが、上面に形成される窪み部と、この窪み部のレール長手方向の両側に形成される第一水平部と、前記窪み部の底面に形成される第二水平部とを有し、待機時には前記押圧部の下端が前記第二水平部に接触する位置である待機位置に前記ブレーキシューが配置され、作動時には前記待機位置にある前記ブレーキシューを昇降機構の作動により下方移動さ
せて前記ブレーキシューの下面と前記レールの上面が接触する状態として、前記走行体が前記レールに沿って移動した際に前記伸縮機構の収縮にともない前記押圧部が前記窪み部の表面に当接して前記第一水平部まで移動可能に構成されることを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明のブレーキ装置の調整方法は、レールの上を走行する走行体のブレーキ装置の調整方法において、上下方向に伸縮する伸縮機構を前記走行体の下方に設置して、前記伸縮機構から前記レールに向かって押圧部を突設して、前記押圧部と前記レールとの間にブレーキシューを配置して、前記ブレーキシューの上面に窪み部を形成して、この窪み部のレール長手方向の両側に第一水平部を形成するとともに前記窪み部の底面に第二水平部を形成して、上下方向における前記第一水平部と前記第二水平部との高さの差と、前記押圧部の下端が前記第二水平部に接触する位置である待機位置に配置される前記ブレーキシューの下面と前記レールの上面との高さの差との少なくとも一方を調整することにより、前記伸縮機構のストローク量の最大値を調整することを特徴とする。

本発明のブレーキ装置によれば押圧部がブレーキシューに形成される窪み部および第一水平部に沿って移動することにより、ブレーキシューを押圧する力を徐々に増加させその後一定に維持することができる。この窪み部を設けることにより、走行体の自重を利用してブレーキシューを押圧できるのでブレーキ装置のブレーキ力を増大させることができる。この水平部を設けることにより、押圧部がブレーキシューを押圧する力の上限値を定めることができるので、押圧部やブレーキシューなどのブレーキ装置を構成する部材を必要以上に高い強度で設計する必要がない。そのためブレーキ装置のブレーキ力を著しく向上させながら、オーバースペックになることを回避できる。

押圧部が第一水平部に移動することにより、ブレーキシューを一定の力でレールに押し付けることができるので、このブレーキ装置は安定したブレーキ力を得ることができる。

また第一水平部と第二水平部との高さの差と待機時のブレーキシューの下面とレールの上面との高さの差から伸縮機構のストローク量の最大値を一義的に決定することができる。伸縮機構のストローク量の最大値に応じてブレーキシューがレールに押し付けられる垂直荷重の最大値が決まるので、ブレーキ装置のブレーキ力の調整を容易に行なうには有利である。ブレーキ装置の品質を安定させるには有利である。

伸縮機構は待機時に自然長となる状態に設定することができる。ブレーキ装置の待機時に伸縮機構、押圧部およびブレーキシューに応力がほとんど発生しないため、これらの部材の疲労や劣化を抑制するには有利である。

伸縮機構が、走行体から下方に向かってに延在する支持部材と、走行体から下方に向かってに延在して支持部材とレール長手方向に並べて配置されるバネ部材とを備えていて、押圧部が、レール長手方向を直角に横断する横行方向を軸方向とするピンにより、支持部材の下端とバネ部材の下端とにそれぞれ軸支される構成にすることができる。

ブレーキシューに乗り上げた押圧部を介して伸縮機構に伝達される垂直荷重の一部を支持部材で支持することができる。そのためバネ部材に作用する垂直荷重を抑制することができる。バネ部材が故障したり劣化したりすることを回避するには有利である。

押圧部が、支持部材の下端とバネ部材の下端とに支持される保持具と、この保持具に保持され横行方向を回転軸方向とするローラとを備える構成にすることができる。ブレーキシューの上面に沿って押圧部をレール長手方向にスムーズに移動させるには有利である。

バネ部材がレール長手方向に沿って傾斜した状態で配置される構成にすることができる。ブレーキ装置の高さ方向の大きさを抑制するとともに、バネ部材のストローク量を確保することができる。ブレーキ装置の小型化には有利である。

本発明のブレーキ装置の調整方法によれば、伸縮機構のストローク量の最大値を一義的に決定することができるので、ブレーキ装置のブレーキ力を精度よくかつ簡単に調整するには有利である。

ブレーキ装置と走行体との間に高さ調整機構を配置して、この高さ調整機構によりブレーキ装置の上下方向における設置位置を調整して、待機位置に配置されるブレーキシューの下面とレールの上面との高さの差を調整することができる。

本発明の待機時のブレーキ装置を正面視で例示する説明図である。図１のブレーキ装置をＡ−Ａ断面で例示する説明図である。図１のブレーキ装置のブレーキシューを例示する説明図である。図１のブレーキ装置をＢ−Ｂ断面で例示する説明図である。作動時のブレーキ装置を例示する説明図である。押圧部が窪み部と接触した状態を例示する説明図である。押圧部が第一水平部と接触した状態を例示する説明図である。ブレーキシューがストッパと接触した状態を例示する説明図である。逸走距離とブレーキ力の関係を例示するグラフである。ブレーキ装置の変形例を例示する説明図である。図１０のブレーキ装置をＣ−Ｃ断面で例示する説明図である。ブレーキシューの変形例を例示する説明図である。図１２のブレーキシューにおける逸走距離とブレーキ力の関係を例示するグラフである。ストッパの変形例を例示する説明図である。ブレーキ装置にガイド部を設置した実施形態を例示する説明図である。ガイド部の変形例を例示する説明図である。

以下、本発明のブレーキ装置およびブレーキ装置の調整方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。尚、図中では走行体の走行方向（レール長手方向）を矢印ｙ、この走行方向ｙを直角に横断する横行方向を矢印ｘ、上下方向を矢印ｚで示している。

図１および図２に例示するように本発明のブレーキ装置１は、例えば岸壁クレーンや列車等のレール２の上を走行する走行体３の下面に固定される伸縮機構４と、この伸縮機構４の下端からレール２に向かって突設される押圧部５と、この押圧部５とレール２との間に配置されるブレーキシュー６と、このブレーキシュー６を上げ下げする昇降機構７とを備えている。

伸縮機構４は、この実施形態では走行体３から下方に延設される支持部材８と、この支持部材８から走行方向ｙに沿って間隔を開けて配置され走行体３から下方に延設されるバネ部材９とを備えている。支持部材８はその延設方向が上下方向ｚと平行となる状態に配置されている。バネ部材９はその延設方向が上下方向ｚと平行となる状態から走行方向ｙに沿って傾斜した状態で配置されている。バネ部材９は上端が支持部材８に接近する方向に傾斜している。つまり支持部材８の上端とバネ部材９の上端との走行方向ｙにおける間隔が、支持部材８の下端とバネ部材９の下端との走行方向ｙにおける間の間隔よりも接近
する状態にバネ部材９は傾斜している。

バネ部材９は複数枚重ねあわせた皿バネで構成されていて、その軸方向に伸縮可能である。バネ部材９の構成はこれに限らず、コイルバネや油圧シリンダや油圧シリンダとコイルバネを組み合わせた機構などその軸方向に伸縮する構成を有していればよい。

押圧部５は、この実施形態では支持部材８の下端とバネ部材９の下端とに支持される保持具１０と、保持具１０に設置されるローラ１１とを備えている。保持具１０は略直方体形状であり、走行方向ｙの両端部が横行方向ｘを軸方向とするピン１２、１３により支持部材８の下端とバネ部材９の下端とにそれぞれ連結されている。ローラ１１は、横行方向ｘを軸方向とする回転軸１４により保持具１０に支持されていて、この回転軸１４を中心に回転可能な状態に構成されている。なお図１および図２では説明のためローラ１１の一部を破線で示している。

ブレーキシュー６は、押圧部５とレール２との間に配置されていて、昇降機構７により走行体３の側から懸吊されている。図３に例示するようにブレーキシュー６は、上面に凹型に形成される窪み部１５と、窪み部１５の走行方向ｙの両側にそれぞれ形成される第一水平部１６とを有している。窪み部１５の走行方向ｙにおける中心部分であって最も低くなる底面には第二水平部１７が形成されている。

二つの第一水平部１６と第二水平部１７とは、互いに平行となる水平平面で形成されている。第一水平部１６と第二水平部１７とは、ブレーキシュー６の下面に平行である。二つの第一水平部１６は、第二水平部１７よりも上方であり、互いに同じ高さに位置している。第一水平部１６と第二水平部１７との間は、平面状の傾斜面１５ａで連結されている。

ブレーキ装置１が設置される走行体３が例えば岸壁クレーンで構成される場合は、このブレーキシュー６の走行方向ｙの長さは例えば３００〜１０００ｍｍ程度とすることができる。またブレーキシュー６の横行方向ｘの長さはレール２の幅よりも長くまたは同程度とすることができ、具体的には１５０〜３５０ｍｍ程度とすることができる。

図１に例示するように昇降機構７は、押圧部５の横行方向ｘの両側となる位置にそれぞれ配置されている。図４に例示するように昇降機構７は、ブレーキシュー６の横行方向ｘに対向する側面に一端を連結される紐状物１８と、走行体３に設置されてこの紐状物１８を巻き上げたり巻き下げたりする巻上部１９と、紐状物１８を両側から挟み込んで案内する案内部２０とを有している。

紐状物１８は例えばチェーンで構成されている。紐状物１８はチェーンに限らず、例えばワイヤやロープなど、ブレーキシュー６を懸吊できる強度を有するとともに巻上部１９により巻き上げられる構成であればよい。図１に例示する実施形態では紐状物１８の一端は、横行方向ｘに延在する延長部材１８ａを介して間接的にブレーキシュー６に連結されている。ブレーキシュー６に連結される紐状物１８の一端は、直接的にブレーキシュー６の側面に連結されてもよい。

巻上部１９は、駆動モータに連結されるドラムで構成することができる。駆動モータの動力によりドラムを回転させることで、チェーンを巻き取ったり繰り出したりすることができる。

案内部２０は、一対のガイドシーブで構成することができる。ガイドシーブは、横行方向ｘを軸方向とするピンと、このピンにより回転可能な状態で支持されるシーブで構成さ
れている。案内部２０は、走行体３の側に固定されていて、ブレーキシュー６よりも上方となる位置に配置されている。一対のガイドシーブは走行方向ｙの両側から紐状物１８を挟み込み、この紐状物１８を案内する構成を有している。案内部２０はこの構成に限らず、紐状物１８を走行方向ｙにおいて所定の位置に拘束するとともに、所定の方向に案内する構成を有していればよく、例えば上下方向ｚに伸びる貫通孔を形成されていてこの貫通孔に紐状物１８を貫通させる筒状体などで構成してもよい。

昇降機構７は、ブレーキシュー６の上面と接触して、ブレーキシュー６の姿勢を維持する当接部材２１を有している。当接部材２１は、ブレーキシュー６の走行方向ｙの両側となるそれぞれの第一水平部１６と接触する位置に配置されていて、互いに同じ高さとなる下面を有している。紐状物１８により上方に引き上げられたブレーキシュー６は、それぞれの第一水平部１６が当接部材２１の下面と面接触するので、ブレーキシュー６の姿勢が水平状態となる。

ブレーキシュー６の走行方向ｙの両外側にはそれぞれストッパ２２が配置されている。このストッパ２２は走行体３の側に固定されていて、走行方向ｙにおいてブレーキシュー６を予め定められた範囲内に拘束する構成を備えている。

次にブレーキ装置１の動作について説明する。岸壁クレーン等の走行体３がレール２に沿って走行する際には、ブレーキ装置１を待機状態とする。図２に例示するようにブレーキ装置１の待機時には、ブレーキシュー６の第二水平部１７が押圧部５を構成するローラ１１に接触する待機位置に配置されている。ブレーキシュー６は昇降機構７により懸吊され、ブレーキシュー６の下面がレール２の上面と接触しない待機位置に保持された状態となる。

このとき伸縮機構４は自然長であることが望ましい。即ちバネ部材９が自然長であり、弾性エネルギを蓄積していない状態とすることが望ましい。この場合ブレーキシュー６とローラ１１とは接触しているが、この二つの部材の間に上下方向ｚの応力がほとんど発生しない状態となる。伸縮機構４および押圧部５に不要な応力が発生しないので、疲労等による劣化を抑制するには有利である。またメンテナンスのためにブレーキ装置１を分解する際に、収縮していたバネ部材９が急に伸びてブレーキシュー６を下方に押し出したりすることがないので、メンテナンス作業時の安全性を向上するには有利である。

岸壁クレーン等の走行体３が所定の位置への移動を完了して荷役作業等を行なう際には、ブレーキ装置１を作動状態とする。図５に例示するようにブレーキ装置１の作動時には、昇降機構７による懸吊を解除することによりブレーキシュー６を下方に落下させる。具体的には巻上部１９により紐状物１８を繰り出す。昇降機構７の作動により、ブレーキシュー６の下面とレール２の上面とが接触する作動位置にブレーキシュー６が移動する。このとき紐状物１８が十分に弛むまで巻上部１９から繰り出すことが望ましい。なお図５〜図８では説明のため伸縮機構４および押圧部５と、昇降機構７とを同一の図面中に示している。

伸縮機構４が待機時に自然長であった場合は、ブレーキシュー６を落下させてレール２の上に載置させても押圧部５の位置は変化しない。そのため押圧部５のローラ１１とブレーキシュー６の第二水平部１７との間にはブレーキシュー６の落下した距離と同じ長さの隙間が生じる。

このときブレーキシュー６の上面と押圧部５を構成するローラ１１の周面は未接触の状態であり、伸縮機構４を圧縮する力は生じないので、ブレーキシュー６にも上下方向ｚの
応力等は発生しない。即ち、ブレーキシュー６に垂直荷重Ｆ_ｎは生じていないので、図９に例示するようにブレーキ装置１のブレーキ力はゼロとなる。

ブレーキ装置１の作動時であって、岸壁クレーン等の走行体３が風や振動等によって所定の位置から移動してしまう逸走が発生した場合、図６に例示するようにレール２に載置されているブレーキシュー６はその場にとどまり、走行体３の側に固定されている押圧部５が走行方向ｙに移動する。

走行体３が逸走する際に紐状物１８に張力が発生してブレーキシュー６が走行方向ｙに移動することを防止するために、巻上部１９から紐状物１８を予め長めに繰り出して弛ませておくか、または走行体３の移動に応じて巻上部１９から紐状物１８を適宜繰り出す構成にする。例えば巻上部１９を構成するドラムをほとんど抵抗なく回転できるフリー状態として、紐状物１８に発生する張力に応じて紐状物１８が自動的に繰り出される構成にしてもよい。

走行体３の逸走時には、走行体３の移動にともない走行方向ｙに移動したローラ１１が、窪み部１５の傾斜面１５ａに接触する。その後、ローラ１１は回転しながら窪み部１５に沿って上方に移動していく。つまりローラ１１は走行体３の移動距離に応じて走行方向ｙに移動するとともに、窪み部１５の上面に沿って上方に押し上げられていく。

このとき伸縮機構４はローラ１１が押し上げられる高さに応じて収縮していく。支持部材８は長さが変化しない柱状物など構成されていて、バネ部材９は軸方向に伸縮可能に構成されている。そのため押圧部５の保持具１０は支持部材８の下端に連結されているピン１２を中心に傾動する。この保持具１０の傾動によりローラ１１は上下方向ｚに移動する。皿バネ等で構成されるバネ部材９は、ローラ１１が押し上げられる高さに応じて収縮していく。

バネ部材９の復元力に応じてローラ１１がブレーキシュー６を下方に押すので、ローラ１１とブレーキシュー６とレール２とに発生する垂直荷重Ｆ_ｎが増加していく。この垂直荷重Ｆ_ｎの増加にともないローラ１１の周面とブレーキシュー６の上面との間に発生する摩擦力と、ブレーキシュー６の下面とレール２の上面との間に発生する摩擦力とが増加していく。

ブレーキシュー６に生じる垂直荷重Ｆ_ｎの増加にともないブレーキシュー６の下面とレール２の上面との間に発生する摩擦力が増加するので、ブレーキシュー６はレール２に対する相対位置を維持し易くなる。即ち、押圧部５により走行方向ｙの力に押されてもブレーキシュー６はレール２の上を移動せずにその場に留まろうとする。

このブレーキシュー６に対して走行体３の側に設置される押圧部５は走行方向ｙに移動しようとするので、押圧部５が窪み部１５の傾斜面１５ａを上方に移動する際にローラ１１の周面と窪み部１５との間に発生する摩擦力がブレーキ力として走行体３に働く。

このとき、ローラ１１の周面とブレーキシュー６との間の摩擦係数μ_Ａが、ブレーキシュー６とレール２との間の摩擦係数μ_Ｂよりも小さくなるようにそれぞれの部材は設計されている。押圧部５がローラ１５を備える構成とすることで、押圧部５とブレーキシュー６との間の摩擦係数μ_Ａを摩擦係数μ_Ｂよりも容易に小さくすることができる。

ローラ１１、ブレーキシュー６およびレール２には、上下方向ｚに同じ大きさの垂直荷重Ｆ_ｎが発生する。そのため走行体３の逸走に対してブレーキ装置１が発生させるブレーキ力の大きさは、ローラ１１の周面とブレーキシュー６との間の摩擦力の大きさに依存し
、この摩擦力はブレーキシュー６等に発生する上下方向ｚの垂直荷重Ｆ_ｎと摩擦係数μ_Ａの積で表される。

図９に例示されるように、押圧部５が窪み部１５の傾斜面１５ａと接触している場合は走行体３の逸走距離に応じてブレーキ力が増加していく。走行体３の逸走する力がこのブレーキ力を上回る場合は、ローラ１１はさらに窪み部１５の傾斜面１５ａを上方に移動していき、図７に例示するようにやがて第一水平部１６に到達する。ローラ１１が第一水平部１６に到達すると、伸縮機構４のバネ部材９をさらに収縮させることがなくなるのでブレーキシュー６に発生する上下方向ｚの垂直荷重Ｆ_ｎは一定となる。ブレーキ装置１のブレーキ力は、この一定の値となる垂直荷重Ｆ_ｎと摩擦係数μ_Ａの積算により求められるので、図９に例示するようにこのブレーキ力は一定の値Ｆ_Ａとなる。

図８に例示するようにこのブレーキ力Ｆ_Ａよりも走行体３の逸走する力の方が大きい場合は、走行体３の逸走が止まらずブレーキシュー６がストッパ２２に接触する。ストッパ２２に接触したブレーキシュー６は、ストッパ２２により走行方向ｙに押されて、ストッパ２２と接触した状態を維持したまま走行体３とともに走行方向ｙに移動する。

このとき昇降機構７は、ブレーキシュー６が押圧部５に対して走行方向ｙに相対的に移動してストッパ２２に接触することを阻害しない構成としている。昇降機構７は、ブレーキ装置１の作動時にブレーキシュー６がストッパ２２に接触する位置まで移動できる程度の長さの紐状物１８を巻上部１９から繰り出すことができる。また昇降機構７は、ブレーキシュー６を待機位置に移動させたときに、ブレーキシュー６の下面がレール２に接触しない程度の高さまで紐状物１８を巻上部１９により巻上げることができる。

昇降機構７の構成はこの構成に限らず、ブレーキシュー６を待機位置と作動位置との間で移動させ、走行体３の逸走時にはブレーキシュー６をストッパ２２に接触する位置まで移動させることができる構成を備えていればよい。昇降機構７は、例えば上下方向ｚに伸縮する油圧シリンダ等のシリンダ機構と、このシリンダ機構の下端に設置されていて走行方向ｙに沿って傾動可能に構成されるスイングアームとで構成することができる。このときブレーキシュー６はこのスイングアームの下端に設置される。

ブレーキシュー６とストッパ２２とが接触すると、ブレーキシュー６は走行体３の逸走方向に走行体３とともに一体的に移動する状態となる。即ち見かけ上ブレーキシュー６は走行体３の側に固定された状態となる。そのため図９に例示するようにブレーキシュー６がストッパ２２に接触している場合にブレーキ装置１のブレーキ力は、ブレーキシュー６の下面とレール２の上面の間の摩擦係数μ_Ｂと上下方向ｚの垂直荷重Ｆ_ｎとの積算により求められるので、ブレーキ力は一定値のＦ_Ｂとなる。

ブレーキ装置１のブレーキ力は、ローラ１１の周面とブレーキシュー６の上面との間の摩擦係数μ_Ａまたはブレーキシュー６の下面とレール２の上面との間の摩擦係数μ_Ｂと、ブレーキシュー６等に生じる垂直荷重Ｆ_ｎとの積算で求めることができる。つまりこのブレーキ装置１のブレーキ力は、走行体３の重量を利用して垂直荷重Ｆ_ｎを容易に増加させることができるので、ブレーキ力を著しく増大させることができる。

ブレーキシュー６の上面に第一水平部１６および第二水平部１７を設ける構成により、垂直荷重Ｆ_ｎの上限値を予め定めるとともに容易に調整することができる。図４に例示するように上下方向ｚにおける伸縮機構４のストローク量の最大値は、第一水平部１６と第二水平部１７との高さの差ｈ１から、待機位置にあるブレーキシュー６の下面とレール２の上面との高さの差ｈ２、即ちブレーキ装置１の作動時におけるブレーキシュー６の落下距離を引いた長さｈ１−ｈ２となる。本明細書においてストローク量とは、上下方向ｚに
おける伸縮機構４の伸縮長さを表す。

例えば第一水平部１６と第二水平部１７との高さの差ｈ１を１６ｍｍとして、ブレーキシュー６の下面とレール２の上面との高さの差ｈ２を１０ｍｍとすると、伸縮機構４の上下方向ｚにおけるストローク量の最大値は６ｍｍとなる。つまりブレーキシュー６に第一水平部１６と第二水平部１７とを設けるとともに、押圧部５のローラ１１と第二水平部１７とが接触する位置をブレーキシュー６の待機位置とすることにより、伸縮機構４のストローク量の最大値を一義的に決定することができる。

これにより窪み部１５の傾斜面１５ａの角度などに関わらずブレーキ装置１のブレーキ力を決定することができる。つまりブレーキシュー６の窪み部１５を加工する際に、走行方向ｙにおける第一水平部１６や第二水平部１７の長さにばらつきが生じたり、第一水平部１６から第二水平部１７に至る傾斜面１５ａの角度にばらつきが生じたり、この傾斜面１５ａが曲面で構成されたとしても、第一水平部１６と第二水平部１７との高さの差ｈ１を精度よく設定すればブレーキ装置１のブレーキ力を所定の大きさにすることができる。ブレーキシュー６の品質管理を精度よく行うには有利である。

またブレーキシュー６の下面とレール２の上面との高さの差ｈ２は、昇降機構７により調整することができる。昇降機構７の紐状物１８の繰り出し長さを長くするとともに、当接部材２１の位置を低くすれば、高さの差ｈ２を小さくすることができる。つまり当接部材２１の設置位置と紐状物１８の長さにより、ブレーキシュー６の待機位置を調整することができる。

これにともない押圧部５のローラ１１を、待機位置にあるブレーキシュー６の第二水平部１７に接触する位置まで低くする。具体的には走行体３と伸縮機構４の間にスペーサ等の高さ調整機構を配置して、伸縮機構４の設置位置を低くする。

高さ調整機構は、ブレーキ装置１と走行体２との間に設置してもよい。つまり高さ調整機構により伸縮機構４および昇降機構７の設置位置が同時に調整できる状態としてもよい。この構成によればブレーキ装置１の全体を上下方向ｚに移動させることができるので、前述のように昇降機構７によるブレーキシュー６の高さの調整と伸縮機構４の高さの調整とを個別に行う必要がなくなる。ブレーキ装置１のブレーキ力をさらに簡単に調整することができる。

高さの差ｈ２が小さくなるので、伸縮機構４のストローク量の最大値ｈ１−ｈ２が大きくなり、ブレーキ装置１のブレーキ力が増大する。他方で当接部材２１の位置を高くして高さの差ｈ２が大きくなるように調整すれば、ブレーキ装置１のブレーキ力が減少する。

またブレーキシュー６の第一水平部１６と第二水平部１７との高さの差ｈ１を調整することでも、ブレーキ装置１のブレーキ力を調整することができる。ブレーキ装置１のブレーキ力を調整し易くなるので、ブレーキ装置１の品質管理が行ない易くなる。

ブレーキシュー６の交換や高さ調整機構による調整により、ブレーキ装置１が走行体３に設置された後であっても、ブレーキ装置１のブレーキ力を調整することができる。ブレーキ装置１の品質管理を行なうには有利である。

伸縮機構４をその長さが固定された支柱部材８と伸縮可能なバネ部材９で構成することにより、伸縮機構４に発生する垂直荷重Ｆ_ｎの一部が支柱部材８により支持される。バネ部材９に発生する応力を抑制することができるので、バネ部材９の大型化を抑制するとともに、故障や損傷等の発生を抑制するには有利である。

またバネ部材９を上下方向ｚに平行な状態から走行方向ｙに傾けた状態で配置する構成により、バネ部材９のストローク量を大きく確保することができる。ブレーキ装置１のブレーキ力を走行体３の逸走時に滑らかに上昇させ易くなるので、衝撃によりブレーキ装置１が故障する不具合を回避するには有利である。

ブレーキシュー６に第一水平部１６を設ける構成により、ローラ１１が第一水平部１６に乗り上げた状態であれば、振動等によりローラ１１が走行方向ｙに往復動したとしても、ブレーキ装置１のブレーキ力を一定に維持することができる。ブレーキ装置１が安定したブレーキ力を得るには有利である。

ストッパ２２を設置する構成により、走行体３の逸走する力がブレーキ力Ｆ_Ａを上回り走行体３の逸走を停止できない場合に、ローラ１１がブレーキシュー６の上面を移動してその端部を超えてしまいブレーキ力が失われることを回避できる。

ブレーキシュー６がストッパ２２に当接して走行体３とともに移動する際には、押圧部５とブレーキシュー６の間に生じるブレーキ力Ｆ_Ａよりも大きいブレーキ力Ｆ_Ｂが得られる。そのためストッパ２２を設置する場合は、このブレーキ力Ｆ_Ｂの大きさに応じてブレーキ装置１を構成する部材の強度等を適切な範囲内で決定することができるので、これらの部材がオーバースペックになることを回避できる。

ここでローラ１１とブレーキシュー６との間で生じるブレーキ力Ｆ_Ａとブレーキシュー６とレール２との間で生じるブレーキ力Ｆ_Ｂの最大値は、垂直荷重Ｆｎの値が同一となるので、それぞれの摩擦係数μ_Ａおよびμ_Ｂの値に依存する。

ストッパ２２は本発明の必須要件ではない。例えば逸走時に必要とされるブレーキ力の最大値がそれほど大きくないなどの場合は、ブレーキ装置１にストッパ２２を設置しない構成にすることができる。

ブレーキ装置１の作動時であっても走行体３が逸走しない場合は、ブレーキシュー６等に垂直荷重Ｆ_ｎが生じない。即ち伸縮機構４、押圧部５およびブレーキシュー６には走行体３が逸走したときのみ応力が発生するので、これらの部材の劣化を抑制するには有利となる。ブレーキ装置１を構成する他の部材も同様に、走行体３の逸走時にのみ応力が発生するのでこれらの部材の劣化を抑制するには有利となる。

ブレーキ装置１を復旧する際には、走行体３を逸走方向とは逆方向に走行させることにより、ローラ１１を窪み部１５の第二水平部１７の上方に向かって移動させる。これにともない伸縮機構４が伸長してブレーキシュー６の上下方向ｚに発生していた垂直荷重Ｆ_ｎが開放されてブレーキが解除される。

その後、昇降機構７の巻上部１９により紐状物１８を巻上げると、ブレーキシュー６が待機位置に向かって上昇するとともに走行方向ｙに移動する。紐状物１８は案内部２０により案内されるので、ブレーキシュー６がブレーキ装置１のいずれの方向にあったとしても、ブレーキシュー６を待機位置に移動させることができる。つまり案内部２０を設置することにより、押圧部５のローラ１１とブレーキシュー６の第二水平部１７とが接触する待機位置にブレーキシュー６を移動させ易くなる。

ブレーキシュー６の上面の第一水平部１６が、当接部材２１の下面と接触した時点で巻上部１９による紐状物１８の巻上げを停止する。当接部材２１の下面に接触した状態のブレーキシュー６は水平な状態に姿勢が制御されるので、ブレーキシュー６の下面がレール
２の上面と平行な状態となる。待機状態のブレーキシュー６が傾いてレール２と接触する事故を回避するには有利である。

ブレーキシュー６が待機位置に移動した時点で、ブレーキ装置１の復旧作業を完了する。ブレーキ装置１の復旧作業が完了した後は、走行体３は任意の方向に走行することができる。

このブレーキ装置１を復旧する際に走行体３の逸走の有無やその方向を検知するために、押圧部５に対するブレーキシュー６の位置を検出する位置センサを設置する構成にすることもできる。この位置センサは例えば走行体３の下面または押圧部５に設置され対向面となるレール２に沿って複数のレーザ光を照射して距離を測定するレーザスキャナ等で構成することができる。このレーザスキャナで得られる複数の距離の値からレール２上でブレーキシュー６が載置されている位置を特定することができる。これによりブレーキを解除する際に走行体３走行させることが必要か否か、必要な場合には走行体３を走行させる方向を知ることができるので、スムーズにブレーキを解除する作業を行うことができる。

伸縮機構４の構成は前述の実施形態に限定されない。押圧部５を上下方向に移動させることができ、かつ垂直荷重Ｆ_ｎを支持できる構成であればよい。また押圧部５の構成は前述の実施形態に限定されない。ブレーキ装置１の作動時にブレーキシュー６の窪み部１５に当接して第一水平部１６まで移動できる構成であればよい。さらに昇降機構７は前述の実施形態に限定されない。ブレーキシュー６を待機位置と作動位置とに移動させることができる構成であればよい。

図１０および図１１に例示するように伸縮機構４のバネ部材９を上下方向ｚに平行な状態に配置する構成にしてもよい。支持部材８とバネ部材９とは上下方向ｚに平行となる状態にそれぞれ配置されている。

また押圧部５が、伸縮機構４の下方に固定される傾動板２３と、この傾動板２３の下面から下方に向かって突設される接触板２４とを備える構成にすることができる。この接触板２４は、下端を曲面に加工される板状部材で構成されている。この接触板２４とブレーキシュー６の上面との間の摩擦係数μ_Ａが、ブレーキシュー６の下面とレール２の上面との間の摩擦係数μ_Ｂよりも小さくなるように、接触板２４の下端部およびブレーキシュー６の上下面は加工されている。

例えば接触板２４の下端部やブレーキシュー６の上面にフッ素樹脂やナイロン樹脂を配置して摩擦係数μ_Ａを低減させる構成にすることができる。またブレーキ装置１を作動させた際に、接触板２４の下端部からブレーキシュー６の上面に向けて潤滑油等を供給する構成にすることもできる。ブレーキシュー６の下面の表面を粗くする加工を行うことで、レール２の上面との間の摩擦係数μ_Ｂを増加させる構成にすることもできる。

昇降機構７の巻上部１９は、一端を起伏可能な状態で走行体３に設置されていて、他端に紐状体１８を連結されたアーム部材で構成されている。このアーム部材の他端を上方に向けて起立させるとブレーキシュー６は上方に引き上げられ、下方に向けて倒伏させるとブレーキシュー６は下方に降ろされる。

ブレーキ装置１と走行体３との間に高さ調整機構２５を配置してもよい。この高さ調整機構２５は、上下方向ｚに移動する構成を備えていて、上下方向ｚにおけるブレーキ装置１の設置位置を調整することができる。つまり伸縮機構４および昇降機構７の位置を上下方向ｚに移動させることができる。

高さ調整機構２５は、上下方向ｚにおいて固定された長さを有するスペーサで構成してもよい。走行体３にブレーキ装置１を設置する際に、このスペーサの上下方向ｚの長さを調整することによりブレーキ装置１のブレーキ力を調整することができる。

このスペーサは、例えば上下方向に積層される複数の板状物で構成してもよい。この構成によれば、走行体３にブレーキ装置１を設置した後であっても、この板状物の枚数を増減させることでブレーキ装置１のブレーキ力を調整することができる。図１０および図１１には、高さ調整機構２５が複数の板状のスペーサで構成される状態を示している。

ブレーキシュー６は、第一水平部１６の上面であってブレーキシュー６の走行方向ｙの両端部に突設されるストッパ２２を備えている。このストッパ２２は走行方向ｙと直交する壁状部材で構成されている。また図２に例示されている実施形態と比べて、窪み部１５の傾斜面１５ａの傾きを大きくして、走行方向ｙにおける第一水平部１６の長さを長く形成している。

ブレーキ装置１の作動時に走行体３が逸走すると、接触板２４はブレーキシュー６の上面の窪み部１５に沿って上昇しながら水平方向に移動し、第一水平部１６まで移動した後に、ストッパ２２に接触する。図１０では説明のためストッパ２２に接触した状態の接触板２４を破線で示している。接触板２４がストッパ２２に接触した後であって、走行体３がさらに同一方向に逸走する場合は、ブレーキシュー６は接触板２４に押されて走行体３と一体で移動する。

ブレーキシュー６の側にストッパ２２を設置する構成により、ブレーキ装置１の構成をシンプルにすることができ、部品点数を削減するには有利となる。また窪み部１５の傾斜面１５ａの傾きを大きくすることにより、走行体３が逸走した際にこの逸走距離に対して接触板２４が上昇する割合が高くなるので、ブレーキ力を速やかに増加させて走行体３の逸走を止めるには有利となる。

ストッパ２２を設置されるブレーキシュー６は、図２に例示する実施形態においても採用することができる。この場合は、走行体３の側に設置されているストッパ２２は不要となる。またストッパ２２は、図１０に例示するようにブレーキシュー６の第一水平部１６に対して垂直となる状態で設置されているが、本発明はこの構成に限定されない。ストッパ２２は、押圧部５（ローラ１１または接触板２４）の水平方向の移動を阻止できる構成を有していればよい。例えばストッパ２２を窪み部１５の傾斜面１５ａよりも急な傾きを有する状態でブレーキシュー６の上面に設置し、ストッパ２２の上にローラ１１等が乗り上げられない構成にすることもできる。

図１２に例示するように窪み部１５の傾斜面１５ａを曲面で構成することもできる。この構成によれば図１３に例示するように走行体３に作用するブレーキ力を緩やかに増加させることができる。即ちブレーキ力が急激に増大して、走行体３に急ブレーキによる衝撃が発生することを抑制できる。そのため例えば走行体３がある程度の距離を逸走することを許容でき、ブレーキ作動時に走行体３に衝撃が生じることが望ましくない場合には有利である。

図１２に例示するように窪み部１５の最も低くなる最下点である第二水平部１７は、走行方向ｙにおけるブレーキシュー６の中心からずれた位置にすることもできる。この構成によれば、走行体３の逸走方向によりブレーキ力の増加の仕方が異なるブレーキ装置１を提供することができる。

窪み部１５を曲面など複雑な形状に形成する場合であっても、第一水平部１６と第二水
平部１７の高さの差ｈ１を精度よく決定することができるので、ブレーキ装置１のブレーキ力の最大値を一義的に決定することができる。ブレーキ装置１の製造時にそれぞれのブレーキ装置１のブレーキ力の最大値がばらつくことを抑制するには有利である。

ストッパ２２はブレーキシュー６から上方に向かって突設される構成に限らない。ブレーキシュー６に突設され接触板２４と当接可能な当接面を有していればよい。例えば図１４に例示するように、ブレーキシュー６の横行方向ｘの両側にそれぞれストッパ２２を突設し、接触板２４の横行方向ｘの両側から下方に向かって延設されこのストッパ２２に当接可能な当接部材２４ａを接触板２４に設置する構成にすることもできる。

この構成によれば接触板２４が水平方向に移動してブレーキシュー６の端部近傍に達したとき、当接部材２４ａがストッパ２２に当接するので、接触板２４がブレーキシュー６の端部を超えてブレーキ装置１のブレーキ力が失われてしまう事態を回避できる。またブレーキシュー６の横行方向ｘの両側に配置される当接部材２４ａは、ブレーキ装置１の作動時にレール２の上に載置されるブレーキシュー６が横行方向ｘに移動することを防止し、レール２の上の適切な位置にブレーキシュー６を拘束することができるので、安定したブレーキ力を得るには有利である。

押圧部５が図２等に例示するようにローラ１１等で構成される場合は、ローラ１１の保持具１０にその横行方向ｘの両側から下方に向かって延設される当接部材２４ａを設置する構成にすることもできる。またストッパ２２はブレーキシュー６の側に設置される構成に限らず、図２等に例示されるように走行体３の側からレール２に向かって突設される一対のストッパ２２等で構成することもできる。

図１５に例示するように、ブレーキシュー６がレール２の横行方向ｘに移動することを防止するガイド部２６を設置する構成にすることもできる。このガイド部２６は、保持具１０の横行方向ｘの両側に配置され下方に向かってに延在する一対の支柱２７と、この支柱２７の下端にそれぞれ設置され走行方向ｙに平行となるブレーキシュー６の両側面に対向配置されるガイド板２８とを備えている。このガイド板２８はブレーキシュー６との間に隙間を開けた状態で配置されている。即ちブレーキシュー６は一対のガイド板２８の間に配置される状態となる。ガイド部２６を構成する支柱２７は、その上端を走行体３に固定される構成にすることもできる。

ブレーキシュー６とガイド板２８とが常時接触することにより互いが摩耗することを抑制するために、横行方向ｘにおけるこの一対のガイド板２８の間の距離は、横行方向ｘにおけるブレーキシュー６の長さよりも若干長く設定することが望ましい。

このガイド部２６の設置により、ブレーキ装置１の作動時にレール２の上に載置されたブレーキシュー６が横行方向ｘに移動することを防止し、レール２の上の適切な位置にブレーキシュー６を拘束することにより安定したブレーキ力を得ることができる。

例えばブレーキ装置１を岸壁クレーンに設置する場合は、岸壁クレーンが横行方向ｘに振動して、これにより押圧部５が横行方向ｘに移動することがある。このとき押圧部５に押されてブレーキシュー６が横行方向ｘに移動して元の位置に戻らない可能性がある。ブレーキシュー６が押圧部５により横行方向ｘに押されてレール２から落下したり、レール２に対する横行方向ｘの位置がずれてレール２との接触面積が著しく減少する場合には、適切なブレーキ力が得られなくなる。

振動等により走行体３が横行方向ｘに移動してしまうような場合に、ガイド板２８がレール２に接触して破損することを防止するために、ガイド板２８はその下端部がレール２
の上面よりも高い位置となる状態で支柱２７に設置されることが望ましい。

図１５に例示する実施形態では、伸縮機構４が二つのバネ部材９で構成され、支柱部材８を備えていない。伸縮機構４は押圧部５を上下方向に移動させる構成を有するとともに、伸縮機構４の上下方向ｚに発生する垂直荷重Ｆ_ｎを支持できる構成であればよい。そのため例えば伸縮機構４を一つのバネ部材９で構成してもよい。

ガイド部２６の構成は上記に限定されず、ブレーキ装置１の作動時にレール２の上に載置されるブレーキシュー６が横行方向ｘに移動することを抑制する構成であればよい。例えば図１６に例示するように、ローラ１１をツバ付きのローラ１１で構成し、このツバ２９をガイド部２６として利用することもできる。

このツバ２９は、ローラ１１の周面から外周方向に突設する環状の部材で形成され、ローラ１１の横行方向ｘの両端に配置されている。この一対のツバ２９の間の距離は、ブレーキシュー６の横行方向ｘの長さよりも長く形成されている。ブレーキシュー６は、この一対のツバ２９の間に配置され、横行方向ｘの移動を拘束される。

１ブレーキ装置
２レール
３走行体
４伸縮機構
５押圧部
６ブレーキシュー
７昇降機構
８支持部材
９バネ部材
１０保持具
１１ローラ
１２ピン
１３ピン
１４回転軸
１５窪み部
１５ａ傾斜面
１６第一水平部
１７第二水平部
１８紐状物
１８ａ延長部材
１９巻上部
２０案内部
２１当接部材
２２ストッパ
２３傾動板
２４接触板
２４ａ当接部材
２５高さ調整機構
２６ガイド部
２７支柱
２８ガイド板
２９ツバ

Claims

レールの上を走行する走行体のブレーキ装置において、
前記走行体の下方に配置され上下方向に伸縮する伸縮機構と、この伸縮機構から前記レールに向かって突設される押圧部と、この押圧部と前記レールとの間に配置され昇降機構により懸吊されるブレーキシューとを備えていて、
前記ブレーキシューが、上面に形成される窪み部と、この窪み部のレール長手方向の両側に形成される第一水平部と、前記窪み部の底面に形成される第二水平部とを有し、
待機時には前記押圧部の下端が前記第二水平部に接触する位置である待機位置に前記ブレーキシューが配置され、
作動時には前記待機位置にある前記ブレーキシューを昇降機構の作動により下方移動させて前記ブレーキシューの下面と前記レールの上面が接触する状態として、
前記走行体が前記レールに沿って移動した際に前記伸縮機構の収縮にともない前記押圧部が前記窪み部の表面に当接して前記第一水平部まで移動可能に構成されることを特徴とするブレーキ装置。
前記伸縮機構が前記待機時に自然長である請求項１に記載のブレーキ装置。
前記伸縮機構が、前記走行体から下方に向かってに延在する支持部材と、前記走行体から下方に向かってに延在して前記支持部材と前記レール長手方向に並べて配置されるバネ部材とを備えていて、
前記押圧部が、前記レール長手方向を直角に横断する横行方向を軸方向とするピンにより、前記支持部材の下端と前記バネ部材の下端とにそれぞれ軸支される請求項１または２に記載のブレーキ装置。
前記押圧部が、前記支持部材の下端と前記バネ部材の下端とに支持される保持具と、この保持具に保持され前記横行方向を回転軸方向とするローラとを備える請求項３に記載のブレーキ装置。
前記バネ部材が前記レール長手方向に沿って傾斜した状態で配置される請求項３または４に記載のブレーキ装置。
レールの上を走行する走行体のブレーキ装置の調整方法において、
上下方向に伸縮する伸縮機構を前記走行体の下方に設置して、前記伸縮機構から前記レールに向かって押圧部を突設して、前記押圧部と前記レールとの間にブレーキシューを配置して、
前記ブレーキシューの上面に窪み部を形成して、この窪み部のレール長手方向の両側に第一水平部を形成するとともに前記窪み部の底面に第二水平部を形成して、
上下方向における前記第一水平部と前記第二水平部との高さの差と、前記押圧部の下端が前記第二水平部に接触する位置である待機位置に配置される前記ブレーキシューの下面と前記レールの上面との高さの差との少なくとも一方を調整することにより、前記伸縮機構のストローク量の最大値を調整することを特徴とするブレーキ装置の調整方法。
前記ブレーキ装置と前記走行体との間に高さ調整機構を配置して、この高さ調整機構により前記ブレーキ装置の上下方向における設置位置を調整して、前記待機位置に配置される前記ブレーキシューの下面と前記レールの上面との高さの差を調整する請求項６に記載のブレーキ装置の調整方法。