JP2019517972A - ロープホイストの巻き上げ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】巻き上げロープとロープドラムのロープ溝との間のフリート角により巻き上げロープ及びロープドラムのロープ溝を傷めることを抑制し、ロープの耐用年数を向上させると共に、ロープドラムをコンパクトにしてコストを抑えることを目的としている。【解決手段】本発明は、ロープホイストの巻き上げ装置であって、巻き上げロープ（２）と、巻き上げロープ（２）のための一つのロープ溝（１ａ）を備えたロープドラム（１）と、巻き上げロープ（２）のためのローププーリ装置（４）を備えた、荷を吊り上げるための巻き上げ部材（３）と、を有し、巻き上げロープ（２）は、ロープドラム（１）から、少なくとも巻き上げ部材（３）のローププーリ装置（４）を介して、ロープホイストの固定取付点（Ｘ）へ経路付けられ、ロープドラム（１）の第１端部がロープドラム（１）の第２端部より高くなるようにロープドラム（１）が水平面に対して傾斜され、巻き上げロープ（２）が巻き上げ部材（３）の上方位置で第１端部に向かって巻き取られて、巻き上げロープ（２）が巻き上げ部材（３）の下方位置で第２端部に向かって巻き戻される、ロープホイストの巻き上げ装置に関する。【選択図】図２

Description

本発明は、巻き上げロープと、巻き上げロープのための一つのロープ溝を備えたロープドラムと、巻き上げロープのためのローププーリ装置を備えた、荷を吊り上げるための巻き上げ部材と、を有し、巻き上げロープは、ロープドラムから、少なくとも巻き上げ部材のローププーリ装置を介して、ロープホイストの固定取付点へ経路付けられる、ロープホイストの巻き上げ装置に関する。

典型的には、そのようなロープホイストの巻き上げ装置は、例えば、水平の主支持装置に沿って移動するように配置されているブリッジクレーンのトロリにおいて見出すことができる。このような装置の設計基準は、とりわけＦＥＭ規格（Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ Ｅｕｒｏｐｅｅｎｎｅ ｄｅ ｌａ Ｍａｎｕｔｅｎｔｉｏｎ、１．００１、小冊子４）に記載されている。

そのような装置において、巻き上げロープがロープドラムから離れるよう経路付けられ、巻き上げ部材が下方に移動するのと同時に、ロープドラムからの巻き上げロープのリリースポイントが巻き上げ部材の垂直軸から外方へ移動する時にロープドラムが「空にされる」ように、ロープドラム上のロープ溝と巻き上げロープの出て行く方向との間に角度が作られる。角度は巻き上げ部材が上方位置にある状況で小さくなる（約０度）ように選択される。巻き上げ部材が下げられるとき、ロープ比とドラムの直径に応じて、ロープ溝のピッチも考慮され角度が増加する。巻き上げロープとロープドラムのロープ溝との間の上記角度（フリート角としても知られている）が大きくなり過ぎると、巻き上げロープ及びロープドラムのロープ溝を傷めるので有害である。この理由ため、規格は、この角度を、撚り合わせない巻き上げロープに対して２．５度未満に、撚り合わせる巻き上げロープに対して４度未満に制限している。より小さな角度であっても、この角度が影響しない状況と比較すると、巻き上げロープの耐用年数に悪影響を及ぼす。

実際には、フリート角度の影響を制限するために、選択されたロープ比を考慮し、（当然にロープ溝の増加に影響する）ロープドラムの直径を十分に大きくしなければならない。ロープドラムの直径は、ロープホイストのギアで２次モーメントに直接影響し、そのため、実質的なコスト要因である。

４度以下のフリート角度を要求する撚り合わせる巻き上げロープを使用するとき、上記規格のガイダンスは、最小限のクラスＭ４のロープドラム及び巻き上げロープの直径に対する以下のＤ／ｄ比率の選択を許容する（Ｍ４：１×４ローピングでは１６以上、１×６ローピングでは２０以上、１×８ローピングでは３０以上）。２．５度以下のフリート角度を要求する撚り合わせない巻き上げロープを使用する場合、ロープドラム及び巻き上げロープに対する選択された直径比Ｄ／ｄは、１×４ローピングでは１８以上、１×６ローピングでは３２以上である。

ＥＮ規格ＥＮ１３００１−２−２では、フリート角度の有害な効果は、０．５度以上で始まり、かくして、その効果は、実際に、１の値から減少し始める係数によって観察される。

上記説明された課題のため、撚り合わせない巻き上げロープでのフリート角度は０〜２．５度に制限され、撚り合わせる巻き上げロープでのフリート角度は０〜４度に制限されて、ロープドラムの長さ（ロープドラム直径及び長さの適切な選択）、並びに単一の巻き上げロープの幾つかの上下のピッチがある巻き上げ装置（４以上、即ち１×４以上）におけるロープドラムの直径と巻き上げロープの直径との間の比率が実質的に制限される。

本発明の目的は、ロープドラム及びそれから出る巻き上げロープに関連する上記に説明した課題を解決することである。その目的は、本発明によって成し遂げられる、本発明は、ロープドラムの第１の端部がロープドラムの他の端部より高くなるようにロープドラムが水平面に対して傾斜され、巻き上げロープが巻き上げ部材の上方位置で第１端部に向かって巻き取られて、巻き上げロープが巻き上げ部材の下方位置で第２端部に向かって巻き戻されることを特徴としている。

換言すれば、当該のドラムが非常に短くない限り、同時に、巻き上げ部材の垂直線により近いロープドラムの端部は、垂直線からさらに遠い端部より概して高くなる。

傾斜の大きさは、巻き上げ幾何学に影響する全ての要因に依存するが、ロープ比及びロープドラムの直径がそれに最も大きな影響がある。有益な傾斜角度は、例えば、１〜４度がよい。各実施形態において、有益な傾斜角度は、巻き上げ部材の最も低い位置における最大限界値である。これはロープ角度の変化を完全又はほぼ完全に補償する。

典型的に、巻き上げロープは、ロープドラムから、巻き上げ部材のローププーリ装置及び少なくとも一つのより高い位置（トロリのフレームなど）に配置された滑車を介して、（トロリ上の）固定取付点（Ｘ）へ経路付けられている。

先行技術では、ロープドラムの水平な位置を自明の事実であるとみなしており、本発明の記載された方法でその位置を変えるアイデアは、重要な設計基準の一つとして以前に採用されていなかった。

本発明による解決策は、ロープドラムのフィート角度を、悪影響がないレベル（０度に近い又は０度）まで減少することができるので、幾つかの実質的な利益を達成する。巻き上げロープの耐用年数は増加される。ロープドラムのロープ溝は摩耗しない。ロープがロープ溝の縁部に当たるときの巻き上げロープの捩れは排除され、この理由のため巻き上げロープが損傷されるリスクを取り除く。巻き上げロープの選択（捩り／非捩り）のために利用可能なより多くのオプションがあり、より安価な巻き上げロープを使用することができる。更に、巻き上げロープ及びロープドラムの耐用年数が短くなることなしで、巻き上げロープにより多くの上下のピッチも作ることができる。ロープドラムの直径を選択することはより容易になる。ロープドラム及び巻き上げロープの直径の間のＤ／ｄ比を減少することができ、即ち、より小さいロープドラムの直径が選択される；更に、二次モーメントが小さいのでより小さい巻き上げギアを選択することができる。これらの全てはコスト水準を減少させる効果を有する。ロープ比は、同一ロープドラム直径で増加させることができ、それは次に巻き上げペイロード（ｐａｙｌｏａｄ）も増加させ、巻き上げロープの直径をそのまま維持することもできる。連続的な製造の場合に、同一構成要素から利用可能な組み合わせ数が増加して、それは次に費用効率を高める。

巻き上げロープは自然に正しく経路付けられるので、巻き上げロープをロープドラムに導く比較的複雑で高価なロープガイドは場合によっては要求されない。

次に、添付の図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。

ロープドラムが水平に配置されている巻き上げ装置である。 本発明によるロープドラムが傾斜している、図１による巻き上げ装置である。 本発明によるフリート角への傾斜の効果を示す。 本発明による４つの巻き上げロープを用いた巻き上げローピングの異なる実施態様を順に示す。 本発明による４つの巻き上げロープを用いた巻き上げローピングの異なる実施態様を順に示す。 本発明による４つの巻き上げロープを用いた巻き上げローピングの異なる実施態様を順に示す。 本発明による４つの巻き上げロープを用いた巻き上げローピングの異なる実施態様を順に示す。

図１を参照すると、巻き上げロープ２のためのロープドラム１と、荷（図示せず）を吊り上げるための巻き上げ部材３とを含むロープホイスト（例えば、図示されていないブリッジクレーントロリ）の巻き上げ装置が示されている。巻き上げ部材３は、巻き上げロープ２のためのプーリ装置４を備えている。それに対応して、フレームなどのロープホイストの固定部の高い部分は、巻き上げロープ２のための滑車５を備えている。巻き上げロープ２は、ロープドラム１上のロープ溝１ａから、巻き上げ部材３のためのローププーリ装置４と滑車５を介して、ロープホイストの固定取付点Ｘへ経路付けられる。これは、単一の巻き上げロープ２を使用して、上下方向に４つのピッチを含む図による４ロープ又は１×４巻き上げロープ装置を形成している。巻き上げ部材３が下降すると、巻き上げ部材３は距離Ｓ／ｉだけ横方向に移動する。ロープドラム１は、水平位置にある。ロープドラム１上の巻き上げロープ２は、一つのレイヤー（ｌａｙｅｒ）にある。

図１は、以下の記号を図示している：
Ｓ＝巻き上げ部材３が図の頂部に示された位置から同図の底部に示された位置へ移動された時のロープドラム１上の巻き上げロープ２の水平移動
Ｓ₀＝巻き上げ部材３が頂部位置にある時の巻き上げロープ２の水平位置の測定寸法
ｅ＝巻き上げ高さ
ｅ₀＝巻き上げ部材３が頂部位置にある時の巻き上げ部材３の垂直位置の測定寸法
ｉ＝ロープ比
ｐ＝ロープ溝１ａのピッチ
Ｄ＝ロープ溝１ａの（有効）直径
ｄ＝巻き上げロープ２の直径
π＝定数
δ=フリート角度（巻き上げロープ２とロープ溝１ａとの間の可変角度）
β=垂直面Ｖ１及びＶ２に対する巻き上げロープ２の角度
Ｖ₁及びＶ₂＝垂直面
α=ロープ溝１ａのピッチに対応する角度

この場合、
Ｓ＝（ｅ^*ｉ^*ｐ）／（π^*Ｄ）
ｔａｎβ＝（Ｓ+Ｓ₀−Ｓ／ｉ）／（ｅ+ｅ₀）
ｔａｎα＝ｐ／π^*Ｄ
δ＝β−α

更に、マーキング（ｍａｒｋｉｎｇ）１×４をロープ比ｉ及びローピングに関して使用できる；これは、上下方向の４ピッチが単一の巻き上げロープ２を用いて作り出されていることを意味している。この場合、ロープ比ｉは４である。

次いで、巻き上げロープ２が単一のレイヤーにロープドラム上へ巻き取られて、ロープドラム１が、ロープドラム１の第１端部がロープドラム１の他の端部より高くなるように図２及び本発明による水平面に対して傾斜し、巻き上げロープ２が巻き上げ部材３の上方位置で第１端部に向かって巻き取られて、巻き上げロープ２が巻き上げ部材３の下方位置で第２端部に向かって巻き戻されるとき（この例では、巻き上げ部材３の垂直軸に近い方のロープドラム１の端部が、この垂直軸から更に遠い方の端部より高くなっている）、減少したフリート角度δを次式から計算することができる。

δ＝β−α−φ
φ＝ロープドラムの規定の傾斜角度

フリート角度に関する傾斜の利点は、フリート角度δを巻き上げ高さｅの関数として表している図３から特に明白である。上の方の曲線は、傾斜していないロープドラム１でのフリート角度δの典型的な変化を表しているが、一方、下の方の曲線は、傾斜したロープドラム１を表している。フリート角度δの減少における傾斜したロープドラム１の利点は、比較的低い巻き上げ高さで既に明らかである。図３は、横軸と明らかに異なるグラフとして下の方の曲線を表している。実際には、傾斜による利点が非常に高いので下の方の曲線は横軸に非常に近くなるが、ここでは読み易さを改善するために明確に分けられている。

図４は、傾斜した巻き上げドラム１を含む本発明による巻き上げ装置を示している；これは巻き上げ部材３のローププーリ装置４及び滑車５が垂直軸を中心に９０度回転される点で図２の巻き上げ装置と異なっている。

図５は、傾斜した巻き上げドラム１を含む本発明による巻き上げ装置を表している；これは、ローププーリ装置４の他方側の引き上げロープ２がロープドラム１（ロープドラム１の上側）へ経路付けられている点で図２の巻き上げ装置と異なっている。更に、巻き上げロープ２の取付点Ｘが滑車５の他方側にある。

図６は、傾斜した巻き上げドラム１を含む本発明による巻き上げ装置を示している；これは、ローププーリ装置４が垂直軸を中心に９０度回転される点で図２の巻き上げ装置と異なっている。更に、巻き上げロープ２は、ロープドラム１の上端の側方にあるローププーリからロープドラム１上へ案内され、巻き上げロープ２のための取付点Ｘは、滑車５の他方側にある。

図７は、傾斜した巻き上げドラム１を含む本発明による巻き上げ装置を示している；これは、ローププーリ装置４が垂直軸を中心に９０度回転される点で図２の巻き上げ装置と異なっている。

図４から図７は、本発明によるロープドラム１の傾斜が、異なって配置された滑車及びローププーリ装置に使用されてもよいことを説明している。更に、本発明は、ここに表された４本のロープに限定されない；ロープの本数は巻き上げ高さと荷の大きさにより上下させてもよい。

ロープドラム１の傾斜は、ロープドラム１の支持体又はベアリングハウジング（図示せず）での少なくとも一つのライザー（図示せず）によって実現されて、それは、相互に異なる高さでロープドラム１の端部を取り付ける可能性を提供する。これにより、ロープドラム１の両端で同様のベアリングを利用できる。一般的な意味でのライザーとは、高さ位置を調整できる装置をいう。そのため、水平構造の下面は、ベアリングハウジング（又は支持体）の少なくともの一つと水平構造との間で下方に「隆起」されてもよい。別の例として、側方の取付ドラム機構を用いた傾斜は、取付点上で異なる高さ又は端片にあけられた螺子穴を用いて、又は同様の固定手段によって実施されてもよい。同一高さで開けられた楕円形状の穴も目的に適している。

好都合には、ロープドラム１の傾斜角度は各巻き上げ装置内で固定されているが、異なる巻き上げ装置又は巻き上げ装置のシリーズの間で変更してもよい。

取り付けが頂部に作られている時、より長いサスペンション部が、より低く垂れ下がるドラム機構の端部に使用されてもよい。この部分は、調製可能でもよい。トロリ又は端部のサスペンション部の取付点は、トロリ又は端部におけるサスペンション部の取付点は、端部の間で異なる高さ測定寸法を含むか、又は異なる高さに調整されなければならない。

本発明は、設計の基本的な出発点を変えることを目的としている；以前には、巻き上げ装置のタイプの選択は、本発明の背景技術で説明したように、制限された操作ウィンドウを規定する幾つかの多かれ少なかれ関連した構造的なパラメータを伴っていた。特定方向にウィンドウを拡大することは、特定のパラメータのため一つの巻き上げ装置のタイプのみが利用可能であるという結果を容易に生じる。本発明は、一つの制限パラメータの影響を完全に排除して、各巻き上げ装置のタイプに対してより大きな操作ウィンドウを作り出すことを目的としている。付随して、連続的な製造では、各巻き上げ装置のタイプに対してさらに広い特性を提供しながら、異なる部品及びフレームサイズの数を減らすことができる。例えば、１×８及び１×１０のローピングを用いた巻き上げ装置の製造は、これにより制限されてきたが、本発明によって可能にされる。

図は、偶数のロープを用いた巻き上げ装置を表している。奇数のロープ（例えば、３、５、７又は９の上下ピッチ）も可能であり、その場合、巻き上げロープ２の取付点は、巻き上げ部材３に適合されている。これは、図に別途表れていない。

したがって、本発明の上記説明は、本発明の基本概念を説明することだけを意図している。かくして、当業者は、添付の特許請求の範囲内でその細部を変えることができる。

Claims (8)

1. ロープホイストの巻き上げ装置であって、
   巻き上げロープ（２）と、
   前記巻き上げロープ（２）のための一つのロープ溝（１ａ）を備えたロープドラム（１）と、
   前記巻き上げロープ（２）のためのローププーリ装置（４）を備えた、荷を吊り上げるための巻き上げ部材（３）と、を有し、
   前記巻き上げロープ（２）は、前記ロープドラム（１）から、少なくとも前記巻き上げ部材（３）の前記ローププーリ装置（４）を介して、ロープホイストの固定取付点（Ｘ）へ経路付けられ、
   前記ロープドラム（１）の第１端部が前記ロープドラム（１）の第２端部より高くなるように前記ロープドラム（１）が水平面に対して傾斜され、前記巻き上げロープ（２）が前記巻き上げ部材（３）の上方位置で前記第１端部に向かって巻き取られて、前記巻き上げロープ（２）が前記巻き上げ部材（３）の下方位置で前記第２端部に向かって巻き戻されることを特徴とする、ロープホイストの巻き上げ装置。
2. 前記傾斜の角度（φ）は、略１〜４度である、請求項１に記載の装置。
3. 前記傾斜の大きさは、前記ロープドラム（１）の長さに依存している、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記巻き上げロープ（２）は、前記ロープドラム（１）から、前記巻き上げ部材（３）のローププーリ装置（４）と少なくとも一つの上方滑車（５）を介して、固定取付点（Ｘ）に案内されている、請求項１〜３の何れか一項に記載の装置。
5. 前記巻き上げロープ（２）は、１×ローピング（ｒｏｐｉｎｇ）を含み、この場合において前記巻き上げロープ（２）がｎの上下ピッチを有し、ｎは２，３，４，５，６，７，８，９又は１０に等しい、請求項１〜４の何れか一項に記載の装置。
6. ローピングの数が奇数（ｎ＝３，５，７又は９）であるとき、前記巻き上げロープ（２）の取付点が巻き上げ部材（３）に適合される、請求項５に記載の装置。
7. 前記ロープドラム（１）の傾斜は、前記ロープドラム（１）の支持体又はベアリングハウジングで少なくとも一つのライザーによって実現されている、請求項１〜６の何れか一項に記載の装置。
8. 前記巻き上げロープ（２）は、前記ロープドラム（１）上で一つのレイヤー（ｌａｙｅｒ）にある、請求項１〜７の何れか一項に記載の装置。

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