JP4290171B2 - 荷吊りロープを自己放出する自動フック - Google Patents
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船舶からトラックへの大型、重量荷物の移送では、複数の荷懸垂手段やフックが装備されたクレーンが用いられ、被移送物のサイズ、重量に応じ適切個数の懸垂手段を連動させた移送作業が行なわれる。
しかし、被移送物が大型でしかも、荷下ろし場所がトラック荷台など、荷役作業者の活動領域が狭く限定される環境では、安全面の問題が少なからず存在した。
また、荷吊作業場所と、荷降ろし作業場所の複数箇所に荷役資格を有する専門の荷役作業者を配置する必要があるなど、荷役コスト面での問題もあった。
この様な状況から、荷下ろし作業に於ける荷役作業を省くため、荷の接地動作に伴うフック自身の反転動作等で懸垂するロープをフックより自己放出する自動フックの発明提案がなされている(特許術文献1,2,3)。この内、本発明に最も近い特許文献1では、荷の接地動作により湾曲潤杆4が斜孔2に沿って下げられ、掛止杆の湾曲部7’が横軸8より外れ、スプリング9に引かれて該杆の左端が下がり、反作用で右端7”は上がり、掛鉤体の突起5”より外れる。このとき、重錘6の作用で重錘体の左端が下がり、反動で右端湾曲部5’が上がり、引掛けられていたローブaが自己放出される方法が提案されている。
また、特許文献2,3は、ロープ外れ防止機能は備えているが、ロープ掛部が回転機構を構成するため機構が複雑で堅牢性に欠け重量物の懸垂には適さない。
本発明はロープ掛け部が堅牢で、接地時側方に倒れることなく安定して接地し、ロープの自己放出動作が単純かつ容易で、必要に応じロープ外れ防止手段を装着可能な自動フックの提供を行う。
フック重心はフック鉤部を下方に位置させた状態で少なくとも前記第2の孔中心より上方に位置する。また、前記鉤部を下方に位置させた状態で鉤部に於いて荷吊りロープを介して荷を懸垂する。荷降ろし位置まで移送後懸垂状態から荷降ろしする時、懸垂された荷の先端部がまず接地し、次いで鉤部が接地すると、前記水平軸は前記長孔内を下方にスライドする。荷重の開放されたフックは重心が前記水平軸より上方にあるため、前記水平軸を中心に反転し、同時に前記荷吊りロープを前記鉤部より自己放出する。
なお、円柱側面を平面とする前記水平軸の断面形状は平面が1つの場合D形状となるが、平面が2以上の場合はD形状以外の形状となる。
また、荷降ろし作業では鉤部が接地した時、フック鉤部にかかる荷重量は開放され、同時に水平軸が長孔内を下方にスライドすることで、水平軸は回転が規制される孔径小の第1の孔中心から、回転自在な孔径大の第2の孔中心まで移動する。
この間、フックはフック重心が水平軸より上方に位置することに起因した水平軸回りの回転モーメントを生じて反転し、ロープがフックより放出されるので、荷役作業者が通常に実施するロープ外し作業が不要となり、作業コストの低減が図れる。
また作業者なしで荷降ろし作業が実施できるため、狭い荷降ろし場所への荷降し作業も可能となり、更には、ロープ外しに人手が不要なことから危険場所での荷役作業を不要とし、荷役作業全体の安全が確保される。
水平軸は回転を規制する孔径小の第1の孔中心から、回転自在な孔径大の第2の孔中心まで移動するとき、この屈曲部を通過するが、屈曲部の孔径は長孔中で最大であるので、フック重心が屈曲部より上方に位置する場合、フックの反転はこの部位に於いて最も実施容易に実行され得る。従って、通常水平軸が屈曲部に達した時点でフックの反転が開始される。一方、フックが前記荷吊りロープを自己放出する場合、フックの運動姿勢は必ずしも定型的に定まらない場合があり、複雑な運動を伴って最終的にロープが自己放出される。この複雑な姿勢、複雑な運動の実行過程で水平軸が容易に第1の孔中心に復帰してしまうとロープの自己放出は困難に陥る。しかし、本発明では屈曲部の孔径を他の部位より大きくし、且つ長孔形状を略への字形状に屈曲させた効果との複合作用で、水平軸の第1の孔中心への復帰を阻止し、フックの荷吊りロープの自己放出の確実化を図っている。
荷役作業が正常である場合、フックへのロープ掛けやロープの自己放出に伴うフックの反転は常に一定方向に定まって実施される。他方向反転規制部位はこの一定方向と逆行する向きへのフック反転を物理的に阻止する機能を有し、フックにロープを掛け終わるまでの間に誤ってフックを逆方向に反転させる、或いは逆方向に反転したフックを元に復帰させるなどの無駄作業を皆無とすることができ、円滑で効率的な作業を保証する。
これにより、前記他方向反転規制部位の質量は、フックの反転動作を一層容易に実行させる効果を生ぜしめるよう前記フック重心位置を変移させる。即ち、反転規制部位の質量はフック全体の質量に対しフック重心を上方に移動させるに十分な質量効果を付与するので、フックの回転中心となる水平軸に対する回転モーメントは十分大きく設定され、反転動作の一層の確実化、安定化が図れる。
これにより、荷降ろし作業で鉤部が接地し、同時に水平軸がフック長孔内を下方にスライドするとき、前記平面部位も接地し、フックの側方に接地面積を拡大する効果を奏し、フックの側方への転倒を防止し、水平軸を安定して孔径小の第1の孔中心から、回転自在な孔径大の第2の孔中心まで移動させることが出来る。
これにより、荷降ろし作業で鉤部が接地するとき略二等辺三角形をなすよう配置され3箇所の突起がまず接地するため、平面で接地する場合より更に確実で安定した接地が図られ、フックの側方への転倒を防止し、水平軸が安定して孔径小の第1の孔中心から、回転自在な孔径大の第2の孔中心まで移動できる。
レバーと、レバー支持部材と、支持ピンと、第1のねじりコイルバネと、第2のねじりコイルバネで構成されるレバーモジュールが少なくとも前記フックの一方の側面に更に付加される。レバーモジュールは、荷吊りロープを前記鉤部に挿入時、荷吊りロープ懸垂時、及び荷吊りロープ接地時、下記(イ)〜(ニ)の動作を行い、荷吊ロープがフック鉤部より脱落するのを規制する効果を有するので、荷役作業中フックに懸垂された荷のロープが少なくとも懸垂中にフックからはずれることはなく、荷役作業の安全が確保される。
これにより、レバーはレバー支持部材に対し相対的に回転自在で、フックへのロープ挿入時、レバーはレバー支持部材に対し第1のねじりコイルバネの付勢方向と逆方向に回動させられても、第1のねじりコイルバネの復元力で再度前記レバー支持部材の一方の側面に復帰して当接する。
これにより、レバー支持部はフックに対し回動自在で、水平軸に当接してフックに対する回転位置が決まる。従って、水平軸の位置が変移すると、これに当接するレバー支持部も連動して回動変移し、さらに(イ)に述べたレバー支持部材に当接するレバーもこれと一体になって回動変移する。
これにより、フック勾部へのロープ挿入作業は容易に達成されるが、一旦挿入されたロープはレバーに阻止され勾部からロープの抜けることはない。
また、水平軸が第1の孔中心から下方に移動した時点で、フックは水平軸を中心に反転し、開口されたフック鉤部のロープ挿入口より吊りロープを自己放出する。
これにより、自動フックは荷懸垂時においては、荷を懸垂するロープのフック鉤部からはずれるのをレバーで確実に阻止し、荷降ろし時はこれとは反対に荷底面とフック鉤部が接地後レバーによるロープ挿入口の開口と、フックの反転によるロープの自己放出を確実に実施する。
まず、本発明の基本に係る第1の実施例について、図1、2を用い説明する。図1は第1の実施例による自動フックの正面図と側面図であり、図2は荷吊作業時の自動フックへのロープ装着から、荷降し時のロープの自己放出までの一連の動作過程の説明図である。
自動フックは図1に示すように、フックモジュール5と、吊ワイヤモジュール8から構成される。フックモジュール5はフック10、フック吊部材25からなり、更にフック10には鉤部6、逆反転防止部材9、平面部位20、略への字形状の長孔11、ロープ挿入部7などが設けられる。また、吊ワイヤモジュール8はフック吊部材25、取っ手21、丸棒の一方の端面が平面に切削されたDカット水平軸17の各部位から構成され、水平軸17はフック10の長孔11に緩挿される。一方吊ワイヤモジュール8はシャックル18、シャックルピン19、ワイヤ26、ワイヤ結束部材27から成り、シャックル18は取っ手21の孔に挿入されフックモジュール5を回動自在に支持する。ワイヤ26の一端は輪を形成してワイヤ結束部材27にて結束され、形成された輪でシャックルピン19を懸垂する。ワイヤの他端部は図示しないクレーンやホイストに支持される。
第3の孔中心P3に於ける孔径D3は第2の孔中心P2に於ける孔径D2より更に大きく設定される。従って水平軸17は第3の孔中心P3に於いても回動自在であるが、更に第3の孔中心P3は水平軸が第1の孔中心P1に容易に復帰するのを阻止する効果も合わせ有する。
なお、長孔11のP1,P2,P3の孔中心を連ねて形成される、への字の内角θの適正値は、フックサイズ、重量、重心位置等フック全体を考慮して経験的に決定される設計的事項である。また、フック10は周知の材料、周知の加工法で容易に製作可能であり、長孔11も周知の加工法で容易に形成できる。Wは重心を表し、鉤部が下方にある時、第3の孔中心P3の上方に位置する。
図Aはフック10にロープ掛けする前の状態であり、フックは重心Wを下方にして安定状態を保持している。
図Bは作業者がフックを反時計回りに回動させ、フック長孔11の第1の孔中心P1に水平軸17を勘合させた状態である。水平軸のD形状断面の平面部がフック長孔11の平面に当接し、回転は規制されロープ掛けを容易とする状態に保持される。
図Cはフック鉤部にロープが挿入され荷吊が完了した状況を示す。ロープ挿入に関し、平面部位20は鉤部を避けた部位に設けられるので、ロープ挿入作業に支障を来すことはない。ロープ挿入後吊ワイヤモジュール8のワイヤがクレーンに引き上げられ、荷は懸垂状態で降載場であるトラック荷台まで移送される。
また、逆反転防止部材9はフック接地の瞬間、フックが水平軸17に対し反時計回り方向に反転するのを規制し、安定したフックの時計回り方向への反転を誘導すると同時に、一定体積を付与させることで、フック全体の重心Wを図1に於いて、上方位置に位置せしめるに十分な質量効果を発揮する。
図Fはワイヤ26が上昇を開始した直後の状態で、水平軸17はフック長孔11内を孔内面にガイドされ第3の孔中心P3から第2の孔中心P2に向かい上昇する。この間にロープはフック鉤部から完全に外部に放出される。また、ワイヤ26が更に上昇を続けることでフック姿勢は図1の状態に復帰する。
なお図Eから図Fへの移行過程で、水平軸17が第3の孔中心P3から第2の孔中心P2まで首尾よく移行できれば何ら問題はないが、への字形状の内角θや、第3の孔径D3の設定値が適切性を欠く場合、水平軸17が第2の孔中心P2と反対側に位置する第1の孔中心P1にガイドされることがある確率で発生する。しかしこの内角θと、孔径D3の設定値が適正であればこのような誤動作の発生はほぼ完全に回避できる。なおこれら内角θと孔径D3の具体的数値は、フック形状、大きさ、重量、用途などを考慮し経験的に最適値が決定される。
図3の第2の実施例は、図1のフックモジュール5にレバーモジュール2を付加させた構成を成すが説明を簡略化するため逆反転防止部材9と平面部位20を除く構成としたが、これら逆反転防止部材9と平面部位20を付与させることに何ら問題はない。また、以下の説明に於いて、図1と同一部位、同一機能については説明を省略する。
第2の実施例の特長はレバーモジュール2にあり、その全体構成を図4に示す。レバーモジュール2はレバー支持部材12、レバー13、第1ねじりコイルバネ15、第2ねじりコイルバネ14、支持ピン16の5つの部品から構成される。この内、レバー支持部材12、レバー13、第1ねじりコイルバネ15、第2ねじりコイルバネ14は支持ピン16により一体に束ねられフック10に回動自在に固定される。この時の一体化の構成について以下に述べる。
図Aはフック10にロープ掛けする前の状態であり、フックは重心Wを下方にして安定状態を保持している。この時レバーモジュールのレバー支持部材12は水平軸17とは離隔しており、レバー13もフック鉤部6のロープ挿入部7を開放している。
図Bは作業者がフックを反時計方向に回転させ、フック長孔11の第1の孔中心P1に水平軸17を勘合させた状態である。水平軸のD形状断面の平面部がフック長孔11の平面に当接し、回転は規制されロープ掛けを容易とする状態に保持される。また、レバー支持部材12が水平軸17に当接し、レバー13もフック鉤部6のロープ挿入部7を閉鎖する。
図Cはフック鉤部へのロープ挿入時の状況を示す。ロープ挿入により、レバー13は第1ねじりコイルバネ15の付勢に抗して時計回りに回動させられる。
図Eはレバー13がロープ挿入口を閉鎖する位置まで復元した状態を示す。その後、吊ワイヤモジュール8のワイヤがクレーンに引き上げられ、荷は懸垂状態で降載場であるトラック荷台まで移送される。
図Fでは、クレーンに懸垂された荷底面がトラック荷台に接地し、フックに負荷されていた荷重量が一揆に開放され、緊張状態にあった荷吊りロープが弛緩し、更なるクレーンワイヤの降下によりフック先端が接地する。これにより、フック長孔11に緩挿された水平軸17はフック長孔11内を孔内面にガイドされ第1の孔中心P1から第2の孔中心P2に向い安定した降下を開始する。この水平軸17の運動に連動し水平軸17に当接するレバー支持部材12が水平軸17に当接しながら反時計方向に回動し、レバー13もレバー支持部材12と一体に反時計方向に回動し、フックへのロープ挿入口が開放される。
図Gはフックの接地により、フック長孔11に緩挿された水平軸17の第2の孔中心P2に向う降下が更に進行し、孔中心P3に到達した状態を示す。この間水平軸17は孔中心P3に到達した時点で回動自在となり反転を開始しロープを自己放出する。
図Hはロープ放出後、フック懸垂ワイヤ26が上昇した状態を示し、フック姿勢は図Aの初期状態に復帰する。
図3は図1には存在しない鉤部6の端面の1つの円錐突起29(第1の突起)と、平面部位20の両端部の各1つの円錐突起28(第2の突起),28(第3の突起)の都合3つの突起が設けられる。この3つの突起は突起29を頂点として2等辺3角形を形成するよう配置され、且つ突起29が図8に示すように重心Wの重力方向を示す重心線30がフック鉤部端面と交わる交点Pに対し、突起28,28と同一側となる位置に配置される。突起高さはフックの使用状況により最適化され、突起先端部は図8では説明上鋭利な先端形状としているが、安全性を考慮して適宜面取り等により丸められてよい。また、球形状、円柱形状など円錐形状以外の形状であってもよい。突起28,28、29の耐荷重強度は、突起先端部に付加される荷重が高々フックモジュール5の重量に吊ワイヤモジュール8の重量を加えたものであり、これに耐える強度を有すれば十分である。従って、慣用される鋳造、焼結、溶接、機械加工、鍛造の何れであっても製作可能である。また、金属以外のネオプレンゴムなど慣用されるゴム弾性体で形成することも可能であり、ゴム弾性体はフック接地時衝撃を緩和する効果を生む。
なお、図8の第3の実施例に第2の実施例に述べたレバーモジュール2を付加させることには何ら問題はない。
これまで述べた3つの実施例は何れも重心Wが第3の孔中心P3より上部に位置している。第4の実施例ではフック重心Wは第3の孔中心P3より下部で、第2の孔中心P2の上部に位置する。第4の実施例のフック動作を図9を用い説明する。
図Aはフックがワイヤ26に懸垂された状態である。フックの重心Wは第3の孔中心P3より下に位置するためフックは図Aの姿勢に制定され、フック長孔11の第1の孔中心P1に水平軸17が勘合し、水平軸のD形状断面の平面部もフック長孔11の平面に当接し、回転が規制されロープ掛けを容易とする状態に維持される。
図Bはフック鉤部にロープが挿入され荷吊の完了した状況を示す。ロープ挿入後吊ワイヤモジュール8のワイヤがクレーンに引き上げられ、荷は懸垂状態でトラック荷台まで移送される。
図Dはロープ放出後のフック姿勢である。フックは反転したままの状態が維持され、図Aの初期状態に復帰させるには、作業者によるフックの回動が必要となる。
以上第4の実施例は基本的には、第1の実施例と同じであるが、フック重心Wが第3の孔中心P3より下方にあるので、初期状態への復帰作業を第1の実施例より容易にさせる効果を奏する。
図1,図3、図4に示す水平軸17は、何れも一方の面が平面に切削されたD断面形状の軸であるが、水平軸は図10に示す円柱の両側が平面に切削されたものであってもよい。
この両面切削による水平軸33によれば、フック長孔の第1の孔中心に於ける平面部との当接が水平軸の両面で実施され、当接はより確実となり回動規制も更に確実になる。
5 フックモジュール
6 鉤部
8 吊ワイヤモジュール
9 逆反転防止部材
10 フック
11 長孔
12 レバー支持部材
13 レバー
14 第2ねじりコイルバネ
15 第1ねじりコイルバネ
16 支持ピン
17 水平軸
20 接地平面
28 突起
29 突起
Claims (7)
- 円柱側面の少なくとも1つの面が平面とされる断面形状D形の水平軸を有する吊金具の前記水平軸に緩挿、懸垂される略四辺形のフックであって、
一方の短辺側に鉤部を有し、
他方の短辺側に位置する第1の孔中心に於いて、前記水平軸が前記水平軸のD形状断面の平面部に当接し回転が規制されて緩挿され、略中央部に位置する第2の孔中心に於いて前記水平軸が回転自在に緩挿され、これら第1、第2の孔中心を緩挿部の両端として前記水平軸がスライド自在に緩挿する略への字形状の長孔とを有し、
前記鉤部が下方に位置するとき、フック重心は少なくとも前記第2の孔中心より上方に位置し、
前記鉤部を下方として鉤部に於いて荷吊りロープを介して荷を懸垂し、
懸垂された荷の底面部の接地に続く前記鉤部の接地によりにより、前記水平軸が前記長孔内を下方にスライドし、フックが前記水平軸を中心に反転することで、前記荷吊りロープを前記鉤部より自己放出することを特徴とする自動フック。 - 請求項1に記載の自動フックの略への字形状長孔の屈曲部に於いて孔径が、長孔の他の部位に於ける孔径より大きいことを特長とする自動フック。
- 請求項1及び請求項2の何れかに記載のフックであって、フックの反転を一方向にのみ可能とし、他方向への反転を規制する他方向反転規制部位が更に設けられたことを特長とする自動フック。
- 請求項3に記載の前記他方向反転規制部位が、前記略四辺形フックの長辺方向に第1の孔中心の位置する側で、且つ、短辺方向に前記鉤部開口部の位置する側の隅部に設けられることを特長とした自動フック。
- 請求項1、2及び3の何れかに記載の自動フックであって、前記略四辺形のフックの前記鉤部が位置する短辺側端面がフック板厚を中心として、前記短辺側端面と同一平面を形成して左右対称形状をなすように延在する平面部位が追加して設けられることを特長とした自動フック。
- 請求項5に記載の前記平面部位を有する自動フックであって、前記鉤部が位置する短辺側端面中心部に設けられた第1の突起と、前記平面部位の左右端部に設けられた第2,第3の突起とで形成される3角形が、第1の突起を頂点として略二等辺三角形をなすよう配置されてなることを特長とした自動フック。
- 請求項1及び請求項5の何れかに記載のフックであって、レバーと、レバー支持部材と、支持ピンと、第1のねじりコイルバネと、第2のねじりコイルバネから構成され、荷吊りロープの前記鉤部への挿入時、荷吊りロープ懸垂時、及び荷吊りロープ接地時に於いて、本項下記(イ)〜(ニ)の動作を行う荷吊ロープ脱落規制機能を有するレバーモジュールが少なくとも前記フックの一方の側面に更に付加されたことを特徴とする自動フック。
(イ)レバーモジュールがレバーと、レバー支持部材と、支持ピンと、第1のねじりコイルバネで構成され、前記支持ピンが前記レバーと、前記レバー支持部材と、前記第1のねじりコイルバネを貫通して束ねてフックに固定し、前記レバーが前記レバー支持部材に対し回転自在で、且つ前記第1のねじりコイルバネに付勢されて前記レバー支持部材の一方の側面に当接する。
(ロ)前記支持ピンが、更に第2のねじりコイルバネを貫通してフックに固定し、前記フックの鉤部が下方に位置し前記水平軸が第1の孔中心にあるとき、前記第2のねじりコイルバネにより前記レバー支持部材が、前記水平軸に当接するよう付勢される。
(ハ)フック鉤部に前記荷吊りロープが挿入されるとき、前記レバーは前記支持ピンを中心に前記第1のねじりコイルバネの付勢に抗して回転、退避させられ、前記鉤部への前記荷吊りロープ挿入後は、前記レバーは前記第1のねじりコイルバネの復元力で前記レバー支持部材の前記一方の側面に復帰、当接して前記鉤部のロープ挿入口を閉鎖し、前記荷吊りロープのフック勾部からの脱落を規制する。
(ニ)前記鉤部を下方として鉤部に於いて荷吊りロープを介して荷を懸垂し、懸垂された荷の底面の接地により、前記水平軸が前記長孔内を下方にスライドし、連動して前記レバー支持部材が第2のねじりコイルバネの復元力で前記水平軸に当節しながら前記支持ピンを中心に回動し、前記鉤部のロープ挿入口を開放し、同時にフックが前記水平軸を中心に反転して荷吊りロープを前記鉤部より自己放出する。
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