JP2018140850A - 荷役機械、天井クレーン及びエレベータ - Google Patents

Abstract

【課題】電子ビーム加工機など加工機械の加工精度への影響を抑制することができる荷役機械を提供する。【解決手段】一実施形態の荷役機械１００は、工場内に設けられる荷役機械である。また、荷役機械１００は、工場内を一定方向に移動し、かつ、ガーダ１４０を備え、ガーダ１４０には電源と接続されるコイル１８０が巻かれている。【選択図】図２

Description

本発明は、荷役機械に関し、特に、工場などの建屋内で用いられる荷役機械に関する。

工場内には、その工場内で製造・加工が行われる部品以外に、当該部品の加工を行う電子ビーム加工機や、クレーン、エレベータといった荷役機械など、さまざまな設備が存在する。このような荷役機械には、例えば、特許文献１に記載のような天井クレーンなどがある。

特開２０１６−２１６１９９号公報

ところで、電子ビーム加工機などの精密加工を行う加工機械は、その周囲の磁場の影響を受けやすい。従って、電子ビーム加工機は、あらかじめ地磁気の影響を加味して調整され、工場内に設置される。しかし、電子ビーム加工機が設置されている工場の建屋内で荷役機械などが移動すると、これが電子ビーム加工機周辺の地磁気に変化をもたらす。この地磁気の変化によって、電子ビーム加工機が発するビームの軌道が曲げられ照射位置が変化し、その加工精度に影響が出る。例えば、電子ビーム加工機のビーム軌道長が１．５ｍの場合、ビーム照射位置が０．１〜１．０ｍｍ程度移動する場合がある。つまり、工場などの建屋内で用いられる荷役機械の移動が、電子ビーム加工機などの加工機械の加工精度に影響を与えるという問題があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、電子ビーム加工機などの加工機械の加工精度への影響を抑制することができる荷役機械を提供することを目的とする。

本発明に基づく荷役機械は、工場内に設けられる荷役機械であって、工場内を一定方向に移動し、かつ、磁性体から成る部分を備え、磁性体から成る部分には電源と接続されるコイルが巻かれていることを特徴とする。

本発明によれば、荷役機械の移動による電子ビーム加工機などの加工機械の加工精度への影響を抑制することができる。

実施の形態１に係る荷役機械を鉛直上側から見た平面図である。 実施の形態１に係る荷役機械を東から見た側面図である。 実施の形態１に係るガーダ及び横行レールの断面図である。 実施の形態１に係るガーダ及び横行レールの端部付近の平面図である。 実施の形態１に係るガーダ、横行レール及びコイルの平面図である。 比較例に係る荷役機械と地磁気による磁束を表した図である。 図６のＡ−Ａ断面における断面図である。 図６のＢ−Ｂ断面における断面図である。 実施の形態１に係る荷役機械と地磁気による磁束及びコイルにより発生する磁束を表した図である。 図９のＣ−Ｃ断面における断面図である。 図９のＤ−Ｄ断面における断面図である。 実施の形態１に係る磁場解析の結果を示すグラフである。 実施の形態２に係る荷役機械を鉛直上側から見た平面図である。 実施の形態２に係るガーダ及び横行レールの端部付近の斜視図である。 実施の形態２に係るガーダ及び横行レールの端部付近の平面図である。 実施の形態２に係るガーダ、横行レール及びコイルの平面図である。 実施の形態３に係る荷役機械を鉛直上側から見た平面図である。 実施の形態３に係る荷役機械をランウェイと直交する方向から見た側面図である。 実施の形態３に係るガーダ、横行レール、トロリー及びコイルの斜視図である。 比較例に係る荷役機械と地磁気による磁束を表した図である。 実施の形態３に係る荷役機械と地磁気による磁束を表した図である。 図２１のＥ−Ｅ断面における断面図である。 図２１のＦ−Ｆ断面における断面図である。 実施の形態３に係る磁場解析の結果を示すグラフである。 実施の形態３に係る磁場解析の結果を示すグラフである。 実施の形態４に係る荷役機械を鉛直上側から見た平面図である。 実施の形態４に係る荷役機械を東から見た側面図である。 実施の形態５に係る荷役機械の斜視図である。

本発明の各実施形態に係る荷役機械について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明において、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。荷役機械としては、天井クレーン及びエレベータなどが含まれる。また、各図において、南北方向をｘ軸、東西方向をｙ軸、鉛直方向をｚ軸で表し、ｘ軸方向の正方向側が北、ｘ軸方向の負方向側が南、ｙ軸方向の正方向側が西、ｙ軸方向の負方向側が東を示す。

実施の形態１．
本実施形態に係る荷役機械１００は、工場などの建屋内に設置されている、いわゆる天井クレーンである。また、荷役機械１００は、図１に示すように、荷を吊り上げるための巻上装置１１０、巻上装置１１０を横行させるためのトロリー１２０、トロリー１２０を支持しトロリー１２０が横行するための横行レール１３０を有するガーダ１４０、ガーダ１４０を支持するサドル１５０、サドル１５０が走行する走行レールを有するランウェイ１７０、及び巻上装置１１０、トロリー１２０、サドル１５０等を操作するためのコントローラを備える。なお、荷役機械１００が設置された建屋内には、電子ビーム加工機６００などが設置されている。従って、図２に示すように、荷役機械１００は、電子ビーム加工機６００の上方を移動する。

巻上装置１１０は、重量物を吊り上げるための装置である。具体的には、図２に示すように、巻上装置１１０は、これに取り付けられたワイヤーロープ１１２を巻上げ又は巻戻すことで、ワイヤーロープ１１２の下端に取り付けられたフック１１４、及びフック１１４に吊られた吊り荷を昇降させることができる。なお、巻上装置１１０は、トロリー１２０に取り付けられている。

トロリー１２０は、図示しない駆動装置、車輪等からなる横行装置を有し、横行装置を介してガーダ１４０に敷設された横行レール１３０（図１に示す）上を南北方向に横行する。これにより、荷役機械１００は吊り荷を移動させることができる。

ガーダ１４０は、鉄製の部材である。つまり、荷役機械１００では、ガーダ１４０全体が磁性体である。また、ガーダ１４０は、トロリー１２０を支持する。従って、ガーダ１４０には、その上面にトロリー１２０が走行するための横行レール１３０が設けられている。そして、ガーダ１４０は、略直方体状の形状を成し、その長手方向（南北方向）の全長は１８ｍである。なお、荷役機械１００は、二本のガーダ１４０を備える、いわゆるダブルガーダ式のクレーンであり、これら二本のガーダの両端がサドル１５０により支持されている。

サドル１５０は、ガーダ１４０を支持すると共に、下部に車輪を有する。これにより、サドル１５０はランウェイ１７０に敷設された走行レール上を東西方向に移動することができる。

ランウェイ１７０は、ガーダ１４０が一定方向、本実施形態では、東西方向に走行するための走行軌道である。上述の通り、ランウェイ１７０には、走行レールが敷設され、この上をガーダ１４０が動くことができる。また、ランウェイ１７０は、荷役機械１００が設置された建屋内の南北で対向する２つの壁面それぞれに設けられている。従って、ガーダ１４０は、北側の壁面から、これと対向する南側の壁面に向かって伸びている。なお、ランウェイ１７０は、地上から約５ｍ付近の高さに設けられている。

上記の荷役機械１００の構成は、従来から一般的に使用されている天井クレーンと大きく変わるところはない。ただし、本実施形態に係る荷役機械１００が有する２本のガーダ１４０それぞれには、コイル１８０が巻かれている。

コイル１８０は、Ｃｕ等からなる導線である。コイル１８０の中心軸は、ガーダ１４０の長手方向と平行である。つまり、本実施形態において、コイル１８０の中心軸は、一方のランウェイ１７０が設けられた北側の壁面から、他方のランウェイ１７０が設けられた南側の壁面に向かう方向である南北方向と平行である。また、コイル１８０のターン数は６０であり、図５に示すように、１０ターン毎に間隔ｄ１を空けてガーダ１４０に巻かれている。間隔ｄ１は、図３に示すガーダ１４０の断面における対角線Ｌ１の長さの５倍以下、特に、２から３倍程度が好ましい。以下で、コイル１８０についてさらに具体的に説明する。

コイル１８０は、図５に示すように引き出し部１８１〜１８７、巻回部１８８〜１９３に分けることができる。

引き出し部１８１は、図４及び図５に示すように、ガーダ１４０の上面に位置し、ガーダ１４０の北側に位置する一端から、ガーダ１４０の南側に向かってほぼ直線状に伸びている部分である。また、引き出し部１８１の北側に位置する一端は、ガーダ１４０の一端付近に設けられた端子２００と接続されている。そして、引き出し部１８１の南側に位置する他端は、巻回部１８８の北側に位置する一端と接続されている。なお、端子２００は、コイル１８０に電力を供給する電源のマイナス側の出力端子と電気的に接続されている。

巻回部１８８は、ガーダ１４０を周回している部分である。その周回数は１０ターンである。ここで、巻回部１８８がガーダ１４０を周回する際に横行レール１３０と交差する部分では、図３に示すように、巻回部１８８はガーダ１４０に設けられた孔Ｈを通過することで、レール１３０を避けている。また、上述のとおり、巻回部１８８の一端は、引き出し部１８１の他端と接続されている。さらに、巻回部１８８の南側に位置する他端は、引き出し部１８２の北側に位置する一端と接続されている。なお、巻回部１８８は、北側から見たときに、その一端から他端までを反時計回りに周回している。

引き出し部１８２は、図５に示すように、ガーダ１４０の上面に位置し、南北方向と平行にほぼ直線状に伸びている部分である。また、引き出し部１８２の一端は、上述のとおり、巻回部１８８の他端と接続されている。そして、引き出し部１８２の南側に位置する他端は、巻回部１８９の北側に位置する一端と接続されている。なお、引き出し部１８２の長さはｄ１である。

巻回部１８９は、ガーダ１４０を周回している部分である。その周回数は１０ターンである。ここで、巻回部１８９がガーダ１４０を周回する際に横行レール１３０と交差する部分では、巻回部１８８と同様に、巻回部１８９はガーダ１４０に設けられた孔を通過することで、レール１３０を避けている。また、上述のとおり、巻回部１８９の一端は、引き出し部１８２の他端と接続されている。さらに、巻回部１８９の南側に位置する他端は、引き出し部１８３の北側に位置する一端と接続されている。なお、巻回部１８９は、北側から見たときに、その一端から他端までを反時計回りに周回している。

引き出し部１８３は、ガーダ１４０の上面に位置し、南北方向と平行にほぼ直線状に伸びている部分である。また、引き出し部１８３の一端は、上述のとおり、巻回部１８９の他端と接続されている。そして、引き出し部１８３の南側に位置する他端は、巻回部１９０の北側に位置する一端と接続されている。なお、引き出し部１８３の長さはｄ１である。

巻回部１９０は、ガーダ１４０を周回している部分である。その周回数は１０ターンである。ここで、巻回部１９０がガーダ１４０を周回する際に横行レール１３０と交差する部分では、巻回部１８８と同様に、巻回部１９０はガーダ１４０に設けられた孔を通過することで、レール１３０を避けている。また、上述のとおり、巻回部１９０の一端は、引き出し部１８３の他端と接続されている。さらに、巻回部１９０の南側に位置する他端は、引き出し部１８４の北側に位置する一端と接続されている。なお、巻回部１９０は、北側から見たときに、その一端から他端までを反時計回りに周回している。

引き出し部１８４は、ガーダ１４０の上面に位置し、南北方向と平行にほぼ直線状に伸びている部分である。また、引き出し部１８４の一端は、上述のとおり、巻回部１９０の他端と接続されている。そして、引き出し部１８４の南側に位置する他端は、巻回部１９１の北側に位置する一端と接続されている。なお、引き出し部１８４の長さはｄ１である。

巻回部１９１は、ガーダ１４０を周回している部分である。その周回数は１０ターンである。ここで、巻回部１９１がガーダ１４０を周回する際に横行レール１３０と交差する部分では、巻回部１８８と同様に、巻回部１９１はガーダ１４０に設けられた孔を通過することで、レール１３０を避けている。また、上述のとおり、巻回部１９１の一端は、引き出し部１８４の他端と接続されている。さらに、巻回部１９１の南側に位置する他端は、引き出し部１８５の北側に位置する一端と接続されている。なお、巻回部１９１は、北側から見たときに、その一端から他端までを反時計回りに周回している。

引き出し部１８５は、ガーダ１４０の上面に位置し、南北方向と平行にほぼ直線状に伸びている部分である。また、引き出し部１８５の一端は、上述のとおり、巻回部１９１の他端と接続されている。そして、引き出し部１８５の南側に位置する他端は、巻回部１９２の北側に位置する一端と接続されている。なお、引き出し部１８５の長さはｄ１である。

巻回部１９２は、ガーダ１４０を周回している部分である。その周回数は１０ターンである。ここで、巻回部１９２がガーダ１４０を周回する際に横行レール１３０と交差する部分では、巻回部１８８と同様に、巻回部１９２はガーダ１４０の上面に設けられた孔を通過することで、レール１３０を避けている。また、上述のとおり、巻回部１９２の一端は、引き出し部１８５の他端と接続されている。さらに、巻回部１９２の南側に位置する他端は、引き出し部１８６の北側に位置する一端と接続されている。なお、巻回部１９２は、北側から見たときに、その一端から他端までを反時計回りに周回している。

引き出し部１８６は、ガーダ１４０の上面に位置し、南北方向と平行にほぼ直線状に伸びている部分である。また、引き出し部１８６の一端は、上述のとおり、巻回部１９２の他端と接続されている。そして、引き出し部１８６の南側に位置する他端は、巻回部１９３の北側に位置する一端と接続されている。なお、引き出し部１８６の長さはｄ１である。

巻回部１９３は、ガーダ１４０を周回している部分である。その周回数は１０ターンである。ここで、巻回部１９３がガーダ１４０を周回する際に横行レール１３０と交差する部分では、巻回部１８８と同様に、巻回部１９３はガーダ１４０に設けられた孔を通過することで、レール１３０を避けている。また、上述のとおり、巻回部１９３の一端は、引き出し部１８６の他端と接続されている。さらに、巻回部１９３の南側に位置する他端は、引き出し部１８７の一端と接続されている。なお、巻回部１９３は、北側から見たときに、その一端から他端までを反時計回りに周回している。

引き出し部１８７は、ガーダ１４０の上面に位置し、上方から見たときにＬ字を成す部分である。具体的には、引き出し部１８７は、巻回部１９３と接続されている点から東へ進行する。その後、北に向きを変えて、ガーダ１４０の一端まで向かう。そして、ガーダ１４０の一端で、ガーダ１４０の一端付近に設けられた端子２０２と接続されている。端子２０２は、コイル１８０に電力を供給する電源のプラス側の出力端子と電気的に接続されている。なお、図４に示すように、引き出し部１８７における北に向かう部分と、引き出し部１８１〜１８６との東西方向における間隔ｄ２は、１０ｃｍ以内、特に５ｃｍ程度が好ましい。このように間隔ｄ２を設定することで、浮遊インダクタンスを低減できるだけなく、余計な磁場の発生も抑制することができる。

以上のように構成された荷役機械１００では、コイル１８０に電流を流すことで、荷役機械１００の移動に伴う電子ビーム加工機などの加工機械の加工精度への影響を抑制することができる。これについて、比較例として、一般的な天井クレーンである荷役機械７００を用いて、以下で説明する。なお、荷役機械７００の構成は、ガーダ１４０にコイル１８０が巻かれていないこと以外は、荷役機械１００と同じである。また、図６から図１１において、地磁気による磁束を二点鎖線の矢印で示した。

一般的な天井クレーンである荷役機械７００は、その周囲の磁場に影響を与える。具体的には、荷役機械７００が空気よりも透磁率の高い鉄などの磁性体で構成されているため、図６から図８に示すように、地磁気による磁束Ｂ１が荷役機械７００の内部に流入する。そして、地磁気による磁束Ｂ１が荷役機械７００の内部に流入すると該磁束は大きく曲げられて、荷役機械７００の周囲における磁束密度は低下する。従って、図６に示すように、荷役機械７００のガーダが、例えば、東に向かって移動し、電子ビーム加工機の上部を通過すると、電子ビーム加工機６００の周囲の磁束密度が一旦低下し、再び回復する。つまり、電子ビーム加工機６００の周囲の磁場が変化する。結果として、電子ビーム加工機が発するビームの軌道が曲げられ照射位置が変化し、その加工精度に影響が出る。

一方、荷役機械１００では、端子２０２からコイル１８０を経由して端子２００に向かう電流Ｉ１（図５に示す）を流すことで、図９及び図１０に示すように、南方向を向く磁束Ｂ２を発生させることができる。この磁束Ｂ２の方向は、北へ向かう地磁気の方向と対向する。これにより、地磁気による磁束が荷役機械１００の内部に流入して大きく曲げられることを抑制できる。その結果、荷役機械１００周辺の磁場の変化が減少するため、荷役機械１００が電子ビーム加工機６００の上部を移動しても、電子ビーム加工機６００周辺の磁場の変化は、一般的な荷役機械７００の場合と比較して小さい。従って、荷役機械１００では、その移動に伴う電子ビーム加工機などの加工機械の加工精度への影響を抑制することができる。なお、コイル１８０により発生する磁束Ｂ２が、地磁気と完全に対向する必要はなく、南方向へ向かう成分を有していれば、上記の効果を得ることができる。

また、コイル１８０に流す電流Ｉ１を調整し、磁束Ｂ２の磁束密度を地磁気による磁束Ｂ１の磁束密度と釣り合うようにすることで、上記の効果をさらに向上させることができる。

本願発明者は、上記の効果を確認するために磁場解析によるシミュレーションを行った。シミュレーションは、上記実施例に係る荷役機械１００を用いて行われた。また、本シミュレーションにおいて、コイル１８０に流す電流Ｉ１は、７．５Ａの直流である。この７．５Ａという値は、地磁気の磁場強度水平成分の値である２４Ａ／ｍ（北緯３５°日本付近の場合）にガーダ１４０の全長である１８ｍを乗じて求めた起磁力の４３０ＡＴと、コイル１８０のターン数を考慮して決定した。

図１２が、磁場解析によるシミュレーションの結果である。図１２の縦軸が、電子ビーム加工機６００が有する電子銃の周囲における水平方向に平行な磁束密度Ｂｘを示し、横軸が電子ビーム加工機６００と荷役機械１００との東西方向における距離ｄ３を示している。荷役機械１００が西から東に進むに従って、図の横軸の値はマイナスからプラスになる。また、荷役機械１００が電子ビーム加工機６００の直上にあるときは、図１２における横軸の値は０である。また、図１２における実線がコイル１８０に７．５Ａの電流を流した場合を示し、破線が電流を流さない場合を示す。

図１２の破線からわかるように、コイル１８０に電流を流さない場合、荷役機械１００が電子ビーム加工機６００に近づくにつれて、磁束密度Ｂｘは徐々に減少する。そして、荷役機械１００が電子ビーム加工機６００の直上に来たときに、磁束密度Ｂｘは極小値になる。この値は、荷役機械が存在しないと仮定した場合の磁束密度Ｂｘと比較して２８％低い値である。

一方、図１２の実線からわかるように、コイル１８０に７．５Ａの電流を流した場合、荷役機械１００が電子ビーム加工機６００の近傍、距離ｄ３が約４ｍあたりから磁束密度Ｂｘは減少する。しかし、その減少量は極めて小さい。そして、荷役機械１００が電子ビーム加工機６００の直上に来たときの磁束密度Ｂｘの値は極小値となり、その値は、荷役機械が存在しないと仮定した場合の磁束密度Ｂｘと比較して１％だけ低い値である。以上より、荷役機械１００のコイル１８０に７．５Ａの電流を流したことで、荷役機械１００周辺の地磁気の変化を抑制できたことがわかる。なお、地磁気の変化量が１％以下であれば、電子ビーム加工機におけるビーム照射位置の移動量は、１０μｍ以下である。

ところで、上記のシミュレーションでは、ガーダ１４０や走行レール１６０の磁化を考慮していない。しかし、ガーダ１４０等が磁化した場合であっても、これに合わせて、コイル１８０に流す電流の大きさを決めれば、上記のような効果が得られる。例えば、ガーダ１４０が南から北に向かう方向に磁化されたとして、その起磁力を２０００ＡＴとする。このとき、地磁気による起磁力と併せて、約２５００ＡＴの起磁力に対応する電流をコイル１８０に流せばよい。このような条件で磁場解析によるシミュレーションを行った結果、地磁気の変化量を２％程度に抑えることができた。この変化量の場合、電子ビーム加工機におけるビーム照射位置の移動量は、２０μｍ以下である。

また、荷役機械１００では、コイル１８０が１０ターン毎に間隔ｄ１を空けて、つまり、巻回部１８８〜１９３それぞれが間隔を空けてガーダ１４０に巻かれている。このようにコイル１８０をガーダ１４０に巻くことで、コイル１８０をガーダ１４０全体に亘って巻くよりも、ガーダ１４０におけるコイル１８０を巻く範囲が狭められる。結果として、巻回作業や保守作業を簡略化できる。

さらに、荷役機械１００では、何らかの理由でガーダ１４０が磁化された場合であっても、ガーダ１４０に巻かれたコイル１８０に通電することで脱磁を行うことが可能である。この脱磁に際しては、コイル１８０に順方向の電流と逆方向の電流を、その電流値を徐々に小さくしながら繰り返し流す。このようにして、電流値を０に近づけていくことで、脱磁が行われる。なお、脱磁を行う際のコイル１８０に対する通電時間に特に制約はない。しかし、通電時間は０．１秒から５秒程度が好ましい。また、この脱磁は、５０Ｈｚや６０Ｈｚの交流電源を用いて、その電流を減衰させる方法で行ってもよい。

ところで、電子ビーム加工機等の周囲の磁場の影響を受ける加工機では、その周囲に磁場を遮蔽する磁気シールドを設けているものがある。例えば、電子ビーム加工機の周囲にパーマロイなどでできた鋼板を設置する場合などである。このような磁気シールドを設けた場合、加工される物を出し入れする際の遮蔽を考慮して、磁気シールドの構造が複雑になってしまう。その結果、清掃やメンテナンスに多くの時間を要する。また、地磁気のような弱い磁場を遮蔽するには、鋼板に肉厚のものが必要となるなど、遮蔽用の材料のコストや質量が嵩む。さらに、磁気シールド自体が磁化され、それが電子ビーム加工機の加工精度に影響を与えてしまう可能性もある。電子ビーム加工機等の工作機械の周囲に磁気シールドを設ける方法では、以上のような問題がある。しかし、荷役機械１００では、それらの問題は発生しない。

実施の形態２．
実施の形態２である荷役機械１０２と実施の形態１である荷役機械１００との主たる相違点は、図１３に示すように、コイル１８０の構成とガーダ１４０に対するコイル１８０の巻き方である。以下では、実施の形態２である荷役機械１０２のガーダ１４０に巻かれたコイルをコイル１８０ａとして、具体的に説明する。

コイル１８０ａは、引き出し部１８１ａ，１８２ａ，１８７ａ、巻回部１８８ａ，１８９ａに分けることができる。

引き出し部１８１ａは、図１４〜図１６に示すように、ガーダ１４０の上面に位置し、ガーダ１４０の北側に位置する一端から、ガーダ１４０の南側に向かってほぼ直線状に伸びている部分である。また、引き出し部１８１ａの北側に位置する一端は、ガーダ１４０の一端付近に設けられた端子２００と接続されている。そして、引き出し部１８１ａの南側に位置する他端は、巻回部１８８ａの北側に位置する一端と接続されている。なお、端子２００は、コイル１８０に電力を供給する電源のマイナス側の出力端子と電気的に接続されている。

巻回部１８８ａは、ガーダ１４０を周回している部分である。その周回数は３ターンである。ここで、巻回部１８８ａは、ガーダ１４０の上面、東側の側面、下面、西側の側面、上面の順で周回する。その後、横行レール１３０と交差する前に、ガーダ１４０の一端、つまり、北に向かって進行する。さらに、巻回部１８８ａは、横行レール１３０の北側の一端付近で、上部から見たときに、南を開口部とするコの字を描くように、南側に向かってＵターンする。このとき、該コの字の開口部に横行レール１３０の一端が収まる。また、巻回部１８８ａは、横行レール１３０が伸びる方向である南北方向において、横行レールの一端とガーダ１４０の縁の間を通過している。そして、図１５に示すように、巻回部１８８ａと引き出し部１８１ａの接続点Ｐ１近傍を南に向かって通過する。以上を巻回部１８８ａの１ターンとし、巻回部１８８ａは、上記と同様の巻回方法でガーダ１４０をさらに２ターン周回する。また、巻回部１８８ａの一端は、引き出し部１８１ａの他端と接続されている。さらに、巻回部１８８ａの南側に位置する他端は、引き出し部１８２ａの北側に位置する一端と接続されている。なお、巻回部１８８ａは、北側から見たときに、その一端から他端までを反時計回りに周回している。なお、図１６に示すように、巻回部１８８ａ（接続点Ｐ１）と横行レール１３０の一端との南北方向における距離ｄ４は、巻回部１８８ａと横行レール１３０の他端との南北方向における距離ｄ５よりも小さい。

引き出し部１８２ａは、ガーダ１４０の上面に位置し、南北方向と平行にほぼ直線状に伸びている部分である。また、引き出し部１８２ａの一端は、上述のとおり、巻回部１８８ａの他端と接続されている。そして、引き出し部１８２ａの南側に位置する他端は、巻回部１８９ａの北側に位置する一端と接続されている。

巻回部１８９ａは、ガーダ１４０を周回している部分である。その周回数は３ターンである。ここで、巻回部１８９ａは、ガーダ１４０の上面、東側の側面、下面、西側の側面、上面の順で周回する。その後、横行レール１３０と交差する前に、ガーダ１４０の他端、つまり、南に進行する。さらに、巻回部１８９ａは、横行レール１３０の南側の他端付近で、上部から見たときに、北を開口部とするコの字を描くように、北側に向かってＵターンする。このとき、該コの字の開口部に横行レール１３０の他端が収まる。また、巻回部１８９ａは、横行レール１３０が伸びる方向である南北方向において、横行レールの他端とガーダ１４０の縁の間を通過している。そして、巻回部１８９ａと引き出し部１８２ａの接続点近傍に達する。以上を巻回部１８９ａの１ターンとし、巻回部１８９ａは、上記と同様の巻回方法でさらにガーダ１４０をさらに２ターン周回する。また、巻回部１８９ａの一端は、上述のとおり、引き出し部１８２ａの他端と接続されている。さらに、巻回部１８９ａの南側に位置する他端は、引き出し部１８７ａの北側に位置する一端と接続されている。なお、巻回部１８９ａは、北側から見たときに、その一端から他端までを反時計回りに周回している。なお、巻回部１８９ａと横行レール１３０の他端との南北方向における距離は、巻回部１８９ａと横行レール１３０の一端との南北方向における距離よりも小さい。

引き出し部１８７ａは、ガーダ１４０の上面に位置し、上部から見たときにＬ字を成す部分である。具体的には、引き出し部１８７ａは、巻回部１８９ａと接続されている点から東へ進行する。その後、北に向きを変えて、ガーダ１４０の一端まで向かう。そして、ガーダ１４０の一端で、ガーダ１４０の一端付近に設けられた端子２０２と接続されている。端子２０２は、コイル１８０に電力を供給する電源のプラス側の出力端子と電気的に接続されている。

上記のようにガーダ１４０にコイル１８０ａが巻かれた荷役機械１０２では、コイル１８０ａが横行レール１３０を跨がないため、コイル１８０ａがトロリー１２０の横行を妨げない。

また、荷役機械１０２では、コイル１８０ａの巻回部１８８ａ，１８９ａが横行レール１３０の端部まで迂回してガーダ１４０を周回する。これにより、コイル１８０ａの巻回部１８８ａ，１８９ａが、横行レール１３０を東西方向に横切るための孔をガーダ１４０に設ける必要がなくなり、ガーダ１４０の構造を簡易にできる。

さらに、荷役機械１０２では、コイル１８０ａの巻回部１８８ａ，１８９ａが、横行レール１３０を東西方向に横切るための孔をガーダ１４０に設ける必要がないため、荷役機械１０２におけるコイル１８０ａは、ガーダの形状等を変更できない既設の荷役機械に応用することができる。

これに加え、荷役機械１０２では、巻回部１８８ａと横行レール１３０の一端との南北方向における距離ｄ４は、巻回部１８８ａと横行レール１３０の他端との南北方向における距離ｄ５よりも小さい。つまり、コイル１８０ａの巻回部１８８ａが横行レール１３０の端部まで迂回する際には、巻回部１８８ａは、巻回部１８８ａに対して近い方の横行レール１３０の端部付近を通過する。その結果、巻回部１８８ａが、巻回部１８８ａに対して横行レール１３０の遠い方の端部付近を通過する場合よりも、コイル１８０ａの全長を短くできる。これにより、コイル１８０ａでの電気抵抗や発熱等を抑制することができる。巻回部１８９ａについても同様である。荷役機械１０２における他の構成は、荷役機械１００と同様である。従って、コイルの構成及びガーダ１４０に対するコイルの巻き方に関する説明以外の説明は、荷役機械１００での説明のとおりである。

実施の形態３．
実施の形態３である荷役機械１０３と実施の形態１である荷役機械１００との主たる相違点は、ガーダ１４０の走行方向が北東と南西を結ぶ方向と平行な方向である点、及び、図１７から図１９に示すように、ガーダ１４０だけでなくランウェイ１７０にもコイルが巻かれている点である。以下では、実施の形態３である荷役機械１０３におけるコイルをコイル１８０ｂとして、具体的に説明する。

荷役機械１０３におけるランウェイ１７０は、荷役機械１００が設置された建屋内で対向する２つの壁面それぞれに設けられている。従って、ガーダ１４０は、建屋内の対向する一方の壁面から、他方の壁面に向かって伸びている。そして、ガーダ１４０は、北東と南西を結ぶ方向（以下で、ランウェイ方向Ｒと称す）と平行な方向に走行する。

コイル１８０ｂは、ランウェイ部１８１ｂ及びガーダ部１８８ｂに分けられる。

ランウェイ部１８１ｂは、さらに、巻回部２８１ｂ〜２８５ｂ及び引き出し部２８６ｂ〜２９１ｂに分けられる。

図１７及び図１８に示すように、巻回部２８１ｂ〜２８５ｂは、ランウェイ１７０を周回する部分であり、その中心軸の方向はランウェイ方向Ｒと略平行である。また、巻回部２８１ｂ〜２８５ｂは、間隔を空けて北東側から南西側に向かってこの順で配置され、かつ、直列に接続されている。さらに、巻回部２８１ｂ〜２８５ｂそれぞれがランウェイ１７０を周回する数、つまり、ターン数は１０である。従って、ランウェイ部１８１ｂの合計のターン数は５０ターンである。さらに、巻回部２８１ｂがランウェイ１７０を周回する際に走行レールと交差する部分では、巻回部２８１ｂ〜２８５ｂは、ランウェイ１７０に設けられた孔を通過することで、走行レールを避けている。

引き出し部２８６ｂ〜２９１ｂは、ランウェイ１７０の側面に位置し、ランウェイ１７０上をランウェイ方向と平行にほぼ直線状に伸びている部分である。引き出し部２８６ｂは、ランウェイ１７０の北東側の一端付近に設けられた図示しない電源端子と巻回部２８１ｂとを接続している。引き出し部２８７ｂは、巻回部２８１ｂと巻回部２８２ｂとを接続している。引き出し部２８８ｂは、巻回部２８２ｂと巻回部２８３ｂとを接続している。引き出し部２８９ｂは、巻回部２８３ｂと巻回部２８４ｂとを接続している。引き出し部２９０ｂは、巻回部２８４ｂと巻回部２８５ｂとを接続している。引き出し部２９１ｂは、巻回部２８５ｂとランウェイ１７０の南西側の他端付近に設けられた図示しない電源端子とを接続している。なお、ランウェイ部１８１ｂは、荷役機械１０３が備える２つのランウェイ１７０双方に設けられている。

ガーダ部１８８ｂは、コイル１８０ｂのうち、ガーダ１４０に設けられた部分であり、４つの巻回部３８１ｂ〜３８４ｂに分けることができる。

巻回部３８１ｂ〜３８４ｂは、図１７〜図１９に示すように、コイル１８０ｂにおけるガーダ１４０を周回する部分であり、その中心軸の方向はランウェイ方向Ｒと略平行である。ここで、荷役機械１０３におけるガーダ１４０の長手方向は、ランウェイ方向Ｒと直交する方向である。したがって、巻回部３８１ｂ〜３８４ｂの中心軸は、ガーダ１４０の長手方向と直交している。また、巻回部３８１ｂ〜３８４ｂは、間隔を空けて北東側から南西側に向かってこの順で配置され、かつ、直列に接続されている。そして、巻回部３８１ｂ，３８４ｂが、図示しない電源端子と接続されている。さらに、巻回部３８１ｂ〜３８４ｂそれぞれがガーダ１４０を周回する数、つまり、ターン数は１０である。従って、ガーダ部１８８ｂの合計のターン数は４０ターンである。なお、実施の形態３である荷役機械１０３は、実施の形態１である荷役機械１００と同様にダブルガーダ式のクレーンである。そして、巻回部３８１ｂ，３８２ｂは、荷役機械１０３が有する北東側のガーダに設けられ、巻回部３８３ｂ，３８４ｂは、荷役機械１０３が有する南西側のガーダに設けられている。また、巻回部３８２ｂ，３８３ｂは、ランウェイ方向Ｒにおいて、北東側のガーダに敷設された横行レール１３０と南西側のガーダに敷設された横行レール１３０とに挟まれた位置に設けられている。なお、各巻回部３８１ｂ〜３８４ｂは、図示しないリード線により直列に接続されている。

以上のように構成された荷役機械１０３では、コイル１８０ｂに電流を流すことで、荷役機械１０３の移動に伴う電子ビーム加工機などの加工機械の加工精度への影響を抑制することができる。具体的には、以下で説明する。なお、図２０では、地磁気による磁束のうちランウェイ方向Ｒと平行な成分を破線の矢印で、これと直交する方向の成分を二点鎖線の矢印で表した。また、図２１から図２３においては、地磁気による磁束のうちランウェイ方向Ｒと平行な成分のみを記載し、コイル１８０ｂに電流を流した場合の地磁気による磁束を二点鎖線の矢印で、電流を流さない場合の磁束を破線の矢印で表した。さらに、図２１から図２３において、見易さのために、引き出し部２８６ｂ〜２９１ｂの記載を省略した。

図２０に示される一般的な天井クレーンである荷役機械７００では、地磁気による磁束が荷役機械７００の内部に流入して大きく曲げられ、荷役機械７００の周囲における磁束密度は低下する。また、仮に、荷役機械１０３のコイル１０８ｂに電流を流さないと、図２１から図２３の破線の矢印に示すように、地磁気による磁束が荷役機械１０３の内部に流入して大きく曲げられ、荷役機械１０３の周囲における磁束密度は低下する。従って、荷役機械１０３が移動し、電子ビーム加工機６００の上部を通過すると、電子ビーム加工機６００の周囲の磁束密度が一旦低下し、再び回復する。つまり、電子ビーム加工機６００の周囲の磁場が変化する。結果として、電子ビーム加工機６００が発するビームの軌道が曲げられ照射位置が変化し、その加工精度に影響が出る。

しかし、実施の形態３に係る荷役機械１０３では、コイル１８０ｂに所定の電流を流すことで、地磁気と対向する磁束を発生させることができる。これにより、図２１から図２３の二点鎖線の矢印のように、地磁気による磁束が荷役機械１０３の内部に流入して大きく曲げられることを抑制できる。その結果、荷役機械１０３周辺の地磁気の変化が減少するため、荷役機械１０３が電子ビーム加工機６００の上部を移動しても、電子ビーム加工機６００周辺の磁場の変化は、上述の一般的な荷役機械７００の場合と比較して小さい。従って、荷役機械１０３では、その移動に伴う電子ビーム加工機などの加工機械の加工精度への影響を抑制することができる。

本願発明者は、上記の効果を確認するために磁場解析によるシミュレーションを行った。本シミュレーションは、上記実施例に係る荷役機械１０３を用いて行われた。また、本シミュレーションでは、実施の形態１に係る荷役機械１００のときと同様に、地磁気、ガーダ１４０の全長、及びコイル１８０ｂのターン数を考慮して、コイル１８０ｂに流す電流値を決定した。

図２４が、磁場解析によるシミュレーションの結果である。また、図２４の縦軸が、電子ビーム加工機６００が有する電子銃周辺におけるランウェイ方向に平行な磁束密度Ｂｘを示し、横軸が電子ビーム加工機６００と荷役機械１０３との距離ｄ６を示している。荷役機械１０３が南西から北東に進むに従って、図の横軸の値はマイナスからプラスになる。また、荷役機械１０３が電子ビーム加工機６００の直上にあるときは、図２４における横軸の値は０である。また、図２４の実線がコイル１８０ｂに電流を流した場合を示し、破線が電流を流さない場合を示す。

図２４の破線から、コイル１８０ｂに電流を流さない場合、荷役機械１０３が電子ビーム加工機６００に近づくにつれて、磁束密度Ｂｘは減少する。そして、荷役機械１０３が電子ビーム加工機６００の略直上に来たときに、磁束密度Ｂｘは極小値になる。

一方、図２４の実線から、コイル１８０ｂに電流を流した場合、荷役機械１０３が電子ビーム加工機６００に近づいても磁束密度Ｂｘの変化はほとんど見られない。以上より、荷役機械１０３のコイル１８０ｂに電流を流したことで、荷役機械１０３周辺の地磁気の変化を抑制できたことがわかる。

図２５にも、磁場解析によるシミュレーションの結果を示す。図２５に示す縦軸の磁束密度Ｂｙは、ランウェイ方向と直交する方向の磁束密度を示している。横軸は前述のとおり電子ビーム加工機６００と荷役機械１０３との距離ｄ６を示している。また、図２５の実線がコイル１８０ｂに電流を流した場合を示し、破線が電流を流さない場合を示す。

図２５においても、図２４と同様に、コイル１８０ｂに電流を流さない場合、荷役機械１０３が電子ビーム加工機６００に近づくにつれて、磁束密度Ｂｙは減少する。しかし、コイル１８０ｂに電流を流した場合、荷役機械１０３が電子ビーム加工機６００に近づいても磁束密度Ｂｙの変化はほとんど見られない。以上より、荷役機械１０３のコイル１８０ｂに電流を流したことで、荷役機械１０３周辺の地磁気の変化を抑制できたことが、図２５からもわかる。荷役機械１０３における他の構成は、荷役機械１００と同様である。従って、ガーダ１４０の走行方向がランウェイ方向Ｒである点、及びガーダ１４０だけでなくランウェイ１７０にもコイルが巻かれている点に関する説明以外の説明は、荷役機械１００での説明のとおりである。

実施の形態４．
実施の形態４である荷役機械１０４と実施の形態１である荷役機械１００との主たる相違点は、図２６及び図２７に示すように、ガーダ１４０だけでなくトロリー１２０にもコイルが巻かれている点である。具体的には、トロリー１２０が横行する方向をその中心軸の方向とするコイル１８０ｃが、トロリー１２０に巻かれている。

荷役機械１０４では、トロリー１２０にもコイル１８０ｃを巻回し、これに電流を流すことで、トロリー１２０周辺の地磁気の変化が減少する。このため、トロリー１２０が電子ビーム加工機の上部を移動しても、電子ビーム加工機周辺の磁場の変化は抑制される。従って、荷役機械１０４では、トロリー１２０の移動に伴う電子ビーム加工機などの加工機械の加工精度への影響を抑制することができる。なお、コイル１８０ｃにより発生する磁束が、地磁気と完全に対向する必要はなく、南方向へ向かう成分を有していれば、上記の効果を得ることができる。荷役機械１０４における他の構成は、荷役機械１００と同様である。従って、トロリー１２０にもコイルが巻かれている点に関する説明以外の説明は、荷役機械１００での説明のとおりである。

実施の形態５．
実施の形態５における荷役機械１０５は、図２８に示すように、ローピング方式のエレベータ装置である。

荷役機械１０５のかご６０１は、主ロープ６０２によって昇降路６０３に吊り下げられる箱状の部材であり、鉄などの磁性体で構成されている。つり合いおもり６０４も、主ロープ６０２によって昇降路６０３に吊り下げられる直方体状の部材であり、鉄などの磁性体で構成されている。主ロープ６０２の一端は、かご６０１に連結され、他端は、つり合いおもり６０４に連結される。また、かご６０１の側面には、かご６０１の昇降を案内する一対のかごガイドレール６１２が設置されている。さらに、つり合いおもり６０４の側面にも、つり合いおもり６０４の昇降を案内する一対のつり合いおもりガイドレール６１４が設置されている。

昇降路６０３の上方には、機械室が設けられている。そして、機械室には、巻き上げ機６０７が設けられている。主ロープ６０２は、巻き上げ機６０７が有する駆動綱車６０８に巻きかけられている。駆動綱車６０８が回転すると、主ロープ６０２は駆動綱車６０８の回転方向に応じた方向に移動する。これにより、かご６０１は、昇降路を上昇及び下降する。このとき、つり合いおもり６０４は、かご６０１が移動する方向とは逆の方向に昇降路６０３を上昇及び下降する。

そして、本実施例に係る荷役機械１０５では、かご６０１に、電源と接続されたコイル１８０ｄが巻かれている。このコイル１８０ｄの中心軸の方向は、南北方向と平行である。さらに、荷役機械１０５では、つり合いおもり６０４にも、電源と接続されたコイル１８０ｅが巻かれている。このコイル１８０ｅの中心軸の方向も、南北方向と平行である。

実施の形態５に係る荷役機械１０５では、コイル１８０ｄ，１８０ｅに電流を流すことで、地磁気の方向と対向する南方向を向く磁束を発生させることができる。これにより、地磁気による磁束が荷役機械１０５の内部に流入して大きく曲げられることを抑制できる。従って、荷役機械１０５周辺の地磁気の変化が減少する。その結果、荷役機械１０５が電子ビーム加工機の近くに設けられ、荷役機械１０５が移動した場合であっても、電子ビーム加工機周辺の磁場の変化は、地磁気による磁束が荷役機械１０５の内部に流入して大きく曲げられる場合と比較して小さい。従って、荷役機械１０５では、その移動に伴う電子ビーム加工機などの加工機械の加工精度への影響を抑制することができる。なお、コイル１８０ｄ，１８０ｅにより発生する磁束が、地磁気と完全に対向する必要はなく、南方向へ向かう成分を有していれば、上記の効果を得ることができる。

他の実施形態．
本発明に係る荷役機械は、上記実施の形態に限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。

例えば、本発明に係る荷役機械は、ダブルガーダ式のクレーンに限らず、シングルガーダ式のクレーンであってもよい。また、ガーダの全部が鉄等の磁性体で構成されている必要はなく、その一部が磁性体で構成されていてもよい。

さらに、ガーダ１４０を中心軸としてコイル１８０をらせん状に巻いてもよいし、実施の形態１におけるコイル１８０の巻回部の個数を４つにしてもよい。つまり、ガーダ１４０へのコイルの巻き方やターン数は任意である。これに加え、コイル１８０への電源の接続は、各巻回部を直列接続する場合に限らず、巻回部毎に電源を接続してもよい。そして、各巻回部の間に端子台等の中継箇所を設けてもよい。このようにすることで、コイル１８０を設置する作業が容易になる。

ところで、実施の形態１である荷役機械１００では、各巻回部の間隔ｄ１が一定の場合を示した。しかし、これらの間隔は一定である必要はなく、例えばガーダ１４０の長手方向（南北方向）において、ランウェイに最も近い２つの巻回部の間隔を、ガーダ１４０中心に最も近い巻回部の間隔よりも狭くしてもよい。これとは逆に、ガーダ１４０の長手方向（南北方向）において、ランウェイに最も近い２つの巻回部の間隔を、ガーダ１４０中心に最も近い巻回部の間隔よりも広くしてもよい。これは、ランウェイ１７０の近傍と、ガーダ１４０の中央付近とでは、磁場の状態が異なるため、これを加味するためである。このようにすることで、荷役機械へ地磁気による磁束が流入して大きく曲げられることをより効果的に抑制でき、荷役機械の移動に伴う電子ビーム加工機などの加工機械の加工精度への影響をさらに抑制することができる。

また、電子ビーム加工機等の加工機に影響を与える外部磁界として、地磁気に限らず、他の直流磁界、交流磁界であってもよい。なお、交流磁界の場合には、スイッチなどを用いて、コイル１８０に流す電流の方向を周期的に変えればよい。

１００，１０２〜１０４ 荷役機械（天井クレーン）、１０５ 荷役機械（エレベータ）、１２０ トロリー、１３０ 横行レール、１４０ ガーダ、１８０，１８０ｂ〜１８０ｅ コイル、１８８〜１９３，１８８ａ，１８９ａ，３８１ｂ〜３８４ｂ 巻回部、１８１〜１８７，１８１ａ，１８２ａ，１８７ａ 引き出し部、６０１ かご、６０４ つり合いおもり

Claims (10)

1. 工場内に設けられる荷役機械であって、
   前記工場内を一定方向に移動し、かつ、磁性体から成る部分を備え、
   前記磁性体から成る部分には電源と接続されるコイルが巻かれていること、
   を特徴とする荷役機械。
2. ガーダを備え、
   前記ガーダの磁性体から成る部分には、電源と接続されるコイルが巻かれていること、
   を特徴とする天井クレーン。
3. 前記コイルは、前記ガーダの磁性体から成る部分を周回する巻回部、及び前記巻回部の端部から前記巻回部の外部に向かって伸びる引き出し部を有すること、
   を特徴とする請求項２に記載の天井クレーン。
4. 前記コイルは、前記巻回部を複数有し、
   前記巻回部それぞれは、間隔を空けて設けられていること、
   を特徴とする請求項３に記載の天井クレーン。
5. 前記ガーダ上に敷設された横行レールを備え、
   前記巻回部の一部は、前記横行レールが伸びる方向において、前記横行レールの一端と前記一端に最も近い前記ガーダの縁との間を通過すること、
   を特徴とする請求項３又は請求項４に記載の天井クレーン。
6. 前記コイルの中心軸は、前記ガーダの長手方向と平行であることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の天井クレーン。
7. 前記コイルの中心軸は、前記ガーダの長手方向と直交する方向と平行であること、
   を特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の天井クレーン。
8. 前記ガーダ上を移動するトロリーを備え、
   前記トロリーには電源と接続されるコイルが巻かれていること、
   を特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の天井クレーン。
9. 工場内を移動するエレベータであって、
   かごを備え、
   前記かごの磁性体から成る部分である磁性体部には、電源と接続されるコイルが巻かれていること、
   を特徴とするエレベータ。
10. つり合いおもりを備え、
    前記つり合いおもりには、電源と接続されたコイルが巻かれていること、
    を特徴とする請求項９に記載のエレベータ。

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