JP5473539B2

JP5473539B2 - フック装置

Info

Publication number: JP5473539B2
Application number: JP2009251164A
Authority: JP
Inventors: 文弘細江; 盛光荒手
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: JP2011093690A

Description

この発明は、フック装置に関し、さらに詳しくは、ストッパ機構の開閉状態を簡易な構成にて切り替え得るフック装置に関する。

一般に、原子力施設や再処理施設では、セル内における吊荷の揚重作業がクレーンを用いた遠隔操作により行われる。ここで、クレーンのフックには、吊荷の落下を防止するためにストッパが設置される場合がある。このストッパは、吊荷の揚重作業時にて開閉操作される。従来は、セル内の壁面にロボットアームが設置され、クレーンのフックが壁面に寄せられて、ロボットアームによりストッパの開閉操作が行われていた。

なお、ストッパを開閉操作できる従来のフックとして、特許文献１に記載される技術が知られている。

特開平１０−１８２０６０号公報

この発明は、ストッパ機構の開閉状態を簡易な構成にて切り替え得るフック装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかるフック装置は、フックを開閉するストッパ機構を備えたフック装置であって、前記ストッパ機構が、前記フックに配置されてフック部を開閉するストッパと、前記フックに配置されて前記ストッパに付勢すると共に前記ストッパに対して進退変位することにより前記ストッパを開閉動作させるロッドと、偏芯構造を有すると共に前記ロッドに付勢しつつ前記フックに対して相対変位することにより前記ロッドを進退変位させる偏芯カムと、前記偏芯カム側に一体形成された第一クラッチ部と、前記フック側に一体形成された第二クラッチ部とから成るクラッチ機構を備え、且つ、前記クラッチ機構が前記第一クラッチ部と前記第二クラッチ部とを係合させることにより前記偏芯カムと前記フック側にある前記ロッドとの相対変位を規制すると共に、前記クラッチ機構が、前記フックへの荷重の負荷により前記第一クラッチ部と前記第二クラッチ部とを係合させることを特徴とする。

このフック装置では、偏芯カムがフックに対して相対変位すると、この偏芯カムがフック側にあるロッドを進退変位させる。すると、このロッドがストッパを開閉動作させて、フックのフック部が開閉する。これにより、ストッパ機構の開閉状態を簡易な構成にて切り替え得る利点がある。
また、このフック装置は、第一クラッチ部と第二クラッチ部とが係合して偏芯カムとロッドとの相対変位が規制されると、ストッパ機構が開放状態あるいは閉止状態にてロックされる。これにより、簡易な構成にて、ストッパ機構の開閉状態をロックできる利点がある。
このフック装置では、前記クラッチ機構が前記フックへの荷重の負荷により前記第一クラッチ部と前記第二クラッチ部とを係合させるので、フックへの荷重の負荷時にて、ストッパ機構の開閉状態をロックできる点で好ましい。

また、この発明にかかるフック装置は、遠隔操作により前記偏芯カムを駆動して前記偏芯カムを前記フックに対して相対変位させる遠隔操作手段を備える。

このフック装置は、作業員の手作業によることなく、遠隔操作によりストッパ機構を開閉できる利点がある。

この発明にかかるフック装置では、偏芯カムがフックに対して相対変位すると、この偏芯カムがフック側にあるロッドを進退変位させる。すると、このロッドがストッパを開閉動作させて、フックのフック部が開閉する。これにより、ストッパ機構の開閉状態を簡易な構成にて切り替え得る利点がある。

図１は、この発明の実施の形態にかかるフック装置を示す断面図である。図２は、図１に記載したフック装置の作用を示す説明図である。図３は、図１に記載したフック装置の作用を示す説明図である。図４は、図１に記載したフック装置の作用を示す説明図である。図５は、図１に記載したフック装置の作用を示す説明図である。図６は、図１に記載したフック装置の作用を示す説明図である。図７は、吊荷の搬送工程を示す説明図である。図８は、吊荷の搬送工程を示す説明図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

［フック装置］
図１は、この発明の実施の形態にかかるフック装置を示す断面図である。同図は、フック装置１がクレーン遠隔駆動吊具１０の吊具駆動軸１１に連結されて天井から吊り下げられた状態を示している。なお、この実施の形態では、フック装置１がクレーン遠隔駆動吊具１０に取り付けられた状態を基準として、天井側を「上」と呼び、床面側を「下」と呼ぶ。

このフック装置１は、例えば、原子力施設や再処理施設に設置されたクラブトロリ式天井クレーン遠隔駆動吊具１０に適用される（図１参照）。フック装置１は、駆動軸用ソケット２と、フックガイド３と、フック４と、ストッパ機構５と、クラッチ機構６とを備える。

駆動軸用ソケット２は、ステンレススチール等鋼材の略円筒部材から成り、フック装置１のケーシング（外筒）を構成する。この駆動軸用ソケット２は、その上端部（天井側端部）にてクレーン遠隔駆動吊具１０の吊具駆動軸１１に嵌め合わされて連結される。これにより、フック装置１がクレーン遠隔駆動吊具１０に取り付けられる。また、駆動軸用ソケット２は、クレーン遠隔駆動吊具１０内に配置されたモータ（図示省略）により駆動された吊具駆動軸１１にて軸周りに回転変位できる。なお、モータは、遠方の操作室から遠隔操作により駆動される。

フックガイド３は、フック４の軸方向変位をガイドする部材である。このフックガイド３は、ステンレススチール製の略円筒部材から成る。このフックガイド３は、その上端部を駆動軸用ソケット２の下端部に嵌め込んで駆動軸用ソケット２にボルト結合される。これにより、駆動軸用ソケット２が軸周りに回転すると、駆動軸用ソケット２とフックガイド３とが一体となって回転する。

フック４は、吊荷を係留するための部材である。このフック４は、ステンレススチール等の鋼材製であり、フック部４１と中軸部４２とが一体成形されて構成される。フック部４１は、吊荷を係留する部分であり、略Ｌ字形状の鈎部を先端部に有する。中軸部４２は、略円柱形状を有し、その下端部にてフック部４１の後端部に一体化される。このフック４は、フック部４１の先端部がフックガイド３の下方に突出すると共に中軸部４２がフックガイド３内に位置するように、フックガイド３に挿入されて配置される。このフック４は、中軸部４２にてフックガイド３によりガイドされて、軸方向（上下方向）にスライド変位できる。また、フック４は、フックガイド３内にて軸周りに回転できる。

ストッパ機構５は、フック４の鈎部（フック部４１）を開閉する機構である。このストッパ機構５は、ストッパ５１と、ロッド５２と、偏芯カム５３とから構成される。ストッパ５１は、爪状の外れ止め金具であり、ピンおよびコイルバネを介してフック４のフック部４１に取り付けられる。このストッパ５１は、ピンを支点として揺動変位することにより、フック部４１を開閉する。また、ストッパ５１は、初期状態にてフック部４１を閉じた位置（閉止状態）にあるように、コイルバネから付勢力を付与される。ロッド５２は、金属製のボールプランジャである。このロッド５２は、フック４（フック部４１〜中軸部４２）の径方向に開けられた貫通孔に進退可能に挿入され、一方の端部をストッパ５１に付勢させつつ、他方の端部を偏芯カム５３に付勢させて配置される。偏芯カム５３は、内径を回転軸に対して偏芯させて成る環状部材であり、偏芯構造を有する。この偏芯カム５３は、フックガイド３の下端部に一体形成される。また、偏芯カム５３は、フック部４１に挿入されたロッド５２を囲んで配置される。このとき、ロッド５２の他方の端部（ストッパ５１に対して逆側の端部）が偏芯カム５３の内周面に対して径方向から付勢する。このストッパ機構５では、フックガイド３と共に偏芯カム５３が回転すると、偏芯カム５３とロッド５２との係合位置が変化して、ロッド５２が軸方向に前進あるいは後退する。そして、かかるロッド５２の進退変位によりストッパ５１が駆動されて、フック部４１の開閉状態が切り替えられる。

クラッチ機構６は、フックガイド３とフック４とを係合あるいは分離する機構であり、フックガイド３側にある偏芯カム５３とフック４側にあるロッド５２との相対変位を規制する。このクラッチ機構６は、第一クラッチ部６１および第二クラッチ部６２と、ベアリング６３と、コイルバネ６４とから構成される。第一クラッチ部６１は、フックガイド３側に配置されるクラッチ部であり、フックガイド３の上端部に一体形成される。第二クラッチ部６２は、フック４に配置されるクラッチ部であり、中軸部４２の上端部にボルト結合された部材に対して形成される。これらの第一クラッチ部６１および第二クラッチ部６２は、その係合によりフックガイド３とフック４とを連結して相対回転を規制する。ベアリング６３は、クラッチ部６１、６２の分離状態にて、フック４とフックガイド３との相対回転を許容しつつフック４の軸方向上方への変位を規制する部材である。このベアリング６３は、フックガイド３の軸方向中腹の内周面に嵌め込まれて設置される。コイルバネ６４は、フック４に対してクラッチ部６１、６２を開放させる方向に弾性力を付与する部材である。このコイルバネ６４は、フック４の中軸部４２の外周に取り付けられ、第二クラッチ部６２とベアリング６３との間に弾性圧縮状態で挟み込まれて配置される。このクラッチ機構６は、クラッチ部６１、６２の分離状態にてフック４とフックガイド３との相対回転を許容し、クラッチ部６１、６２の係合状態にてフック４とフックガイド３とを連結してこれらの相対回転を規制する。

なお、この実施の形態では、フック４の中軸部４２の外周に、ベアリング６３に係合する係合部４３が形成されている。また、この係合部４３がベアリング６３の下方に位置するように、フック４がフックガイド３に挿入されている。そして、この係合部４３とベアリング６３とが係合することにより、フック４の上方へのスライド位置が規制されている。また、フックガイド３の内周面であってベアリング６３よりも下方（フックガイド３の下端部側）には、この係合部４３に接触するブッシュ６５が形成されている。

また、フックガイド３の内周面の下端部に、組立時にてフック４をフックガイド３内に挿入した状態で保持するための環状の保持部３１が形成されている。

［ストッパ機構およびクラッチ機構の基本的動作］
図２〜図６は、図１に記載したフック装置１の作用を示す説明図である。これらの図において、図２および図３では、ストッパ機構５が閉止状態にあり、クラッチ機構６が分離状態にある。また、図４および図５では、ストッパ機構５が開放状態にあり、クラッチ機構６が分離状態にある。また、図６では、ストッパ機構５が閉止状態にあり、クラッチ機構６が係合状態にある。以下、これらの図を用いて、ストッパ機構５およびクラッチ機構６の基本的動作について説明する。

ストッパ機構５では、その閉止状態にて、ストッパ５１がそのコイルバネにより押し上げられてフック部４１を閉止している（図２および図６参照）。このとき、偏芯カム５３がその大きな内径の位置をロッド５２に当接させており、ロッド５２がストッパ５１から後退した位置にある（図３参照）。

次に、この閉止状態から、偏芯カム５３が１８０［度］回転すると、その小さな内径の位置がロッド５２の位置に来てロッド５２をストッパ５１側に押し込む（図４および図５参照）。すると、ロッド５２が前進してストッパ５１を押し下げ、ストッパ５１がフック部４１を開放する。これにより、ストッパ機構５が開放状態となる。

次に、この開放状態から、さらに偏芯カム５３が１８０［度］回転すると、その大きな内径の位置がロッド５２の位置に来る（図２、図３および図６参照）。すると、ロッド５２がストッパ５１に押し戻されて、ストッパ５１がフック部４１を閉止する。これにより、ストッパ機構５が閉止状態に戻る。

なお、ストッパ機構５の開閉操作は、遠隔操作により行われる（遠隔操作手段）。具体的には、クラッチ機構６が分離状態にあるときに、遠方の操作室からクレーン遠隔駆動吊具１０内のモータ（図示省略）が駆動されることにより吊具駆動軸１１が駆動される。すると、駆動軸用ソケット２が回転して、この駆動軸用ソケット２と共にフックガイド３および偏芯カム５３が一体となって回転する。このとき、クラッチ機構６（クラッチ部６１、６２）が分離状態にあるので、偏芯カム５３がフック４に対して相対回転できる。すると、この偏芯カム５３の回転により、ロッド５２が駆動されて、ストッパ５１が開閉動作する。

クラッチ機構６では、吊荷の荷重がないときに、クラッチ部６１、６２が分離状態にある（図２および図４参照）。具体的には、第二クラッチ部６２がコイルバネ６４に押し上げられて、第一クラッチ部６１と第二クラッチ部６２とが分離している。この分離状態では、第二クラッチ部６２とフック４とが一体化されているので、フック４がコイルバネ６４のみによって上方に支持されている。そして、このコイルバネ６４がベアリング６３に支持され、また、フック４の係合部４３がベアリング６３に下方から当接している。したがって、フック４とフックガイド３とは、ベアリング６３を介して相対回転できる。このため、フックガイド３（偏芯カム５３）が駆動軸用ソケット２と共に回転すると、フック４が自身の慣性力で停止することにより、フックガイド３とフック４とが相対回転する。これにより、ストッパ機構５の開閉操作が可能となっている。

次に、フック４に吊荷の荷重がかかると、コイルバネ６４が圧縮されて、クラッチ部６１、６２が係合状態となる（図６参照）。すると、フック４とフックガイド３（偏芯カム５３）とが連結されて相対回転できなくなり、ストッパ機構５が開放状態あるいは閉止状態のいずれかの状態のままロック（保持）される。例えば、フック装置１がフック４に吊荷を吊り下げて搬送しているときは、ストッパ機構５が閉止状態のままロックされて、吊荷の落下が防止される。なお、コイルバネ６４の弾性係数は、吊荷の荷重があるときにクラッチ部６１、６２が係合状態となるように、適宜設定される。

［吊荷の搬送工程］
図７および図８は、吊荷の搬送工程を示す説明図である。これらの図において、図７は、吊荷の吊上げ工程を示しており、図８は、吊荷の吊降ろし工程を示している。以下、フック装置１を用いた吊荷の搬送工程について説明する。

まず、初期状態では、ストッパ機構５のストッパ５１が閉止状態にあり、また、クラッチ機構６のクラッチ部６１、６２が分離状態にある（図７（ａ）、図２および図３参照）。フック装置１は、この初期状態にて所定の待機位置から吊荷Ｗの位置まで移動する。なお、フック装置１の移動は、クレーン及びクレーン遠隔駆動吊具１０により行われる。

次に、吊荷Ｗの吊上げ時には、駆動軸用ソケット２が１８０［度］回転してストッパ機構５のストッパ５１を開放状態とする（図７（ｂ）、図４および図５参照）。そして、フック装置１が吊荷Ｗの位置まで下降した後に、フック装置１がフック４に吊荷Ｗを掛けた後に、再び駆動軸用ソケット２が１８０［度］回転してストッパ機構５のストッパ５１を閉止状態とする（図７（ｃ）、図２および図３参照）。これにより、フック４からの吊荷Ｗの落下が防止される。

次に、フック装置１が上昇して吊荷Ｗを吊り上げると、吊荷Ｗの荷重によりクラッチ機構６が駆動されて、そのクラッチ部６１、６２が係合状態となる（図７（ｄ）および図６参照）。すると、フック４とフックガイド３（偏芯カム５３）とが連結されて相対回転できなくなり、ストッパ機構５が閉止状態のままロックされる。フック装置１は、この状態にて吊荷Ｗの吊り降ろし位置まで移動する。

次に、吊荷Ｗの吊り降ろし時には、フック装置１が下降して吊荷Ｗを床面に降ろす（図８（ｅ）参照）。すると、吊荷Ｗの荷重がなくなるので、クラッチ機構６のクラッチ部６１、６２が分離状態となる（図２参照）。その後に、駆動軸用ソケット２が１８０［度］回転してストッパ機構５を駆動し、ストッパ機構５がストッパ５１を開放状態とする（図８（ｅ）および図４および図５参照）。そして、フック４から吊荷Ｗを取り外す（図８（ｆ）参照）。

次に、フック装置１が上昇して所定の待機位置に戻る（図８（ｇ）参照）。そして、再び駆動軸用ソケット２が１８０［度］回転してストッパ機構５を駆動し、ストッパ機構５がストッパ５１を閉止状態とする（図８（ｇ）、図２および図３参照）。

［効果］
以上説明したように、このフック装置１は、フック４を開閉するストッパ機構５を備える（図１参照）。そして、このストッパ機構５が、フック４に配置されてフック部４１を開閉するストッパ５１と、フック４に配置されてストッパ５１に付勢すると共にストッパ５１に対して進退変位することによりストッパ５１を開閉動作させるロッド５２と、偏芯構造を有すると共にロッド５２に付勢しつつフック４に対して相対変位することによりロッド５２を進退変位させる偏芯カム５３とを備える。かかる構成では、偏芯カム５３がフック４に対して相対変位すると、この偏芯カム５３がフック４側にあるロッド５２を進退変位させる（図２〜図５参照）。すると、このロッド５２がストッパ５１を開閉動作させて、フック４のフック部４１が開閉する。これにより、ストッパ機構５の開閉状態を簡易な構成にて切り替え得る利点がある。

また、このフック装置１は、遠隔操作により偏芯カム５３を駆動して偏芯カム５３をフック４に対して相対変位させる遠隔操作手段を備える（図１参照）。これにより、作業員の手作業によることなく、遠隔操作によりストッパ機構を開閉できる利点がある。

例えば、この実施の形態では、遠方の操作室からクレーン遠隔駆動吊具１０内のモータ（図示省略）により吊具駆動軸１１が駆動されと、駆動軸用ソケット２が回転して、この駆動軸用ソケット２と共にフックガイド３および偏芯カム５３が一体となって回転する。これにより、偏芯カム５３がフック４に対して相対回転し、ロッド５２が駆動されてストッパ５１が開閉動作する。このように、遠隔操作手段が構成されている。

また、このフック装置１は、偏芯カム５３側に一体形成された第一クラッチ部６１と、フック４側に一体形成された第二クラッチ部６２とから成るクラッチ機構６を備える（図１参照）。そして、このクラッチ機構６が、第一クラッチ部６１と第二クラッチ部６２とを係合させて、偏芯カム５３とフック４側にあるロッド５２との相対変位を規制する（図５参照）。かかる構成では、第一クラッチ部６１と第二クラッチ部６２とが係合して偏芯カム５３とロッド５２との相対変位が規制されると、ストッパ機構５が開放状態でロックされ、あるいはコイルバネの付勢力による閉止状態の保持がなされる。これにより、簡易な構成にて、ストッパ機構５の開閉状態を保持できる利点がある。

また、このフック装置１では、クラッチ機構６がフック４への荷重の負荷により第一クラッチ部６１と第二クラッチ部６２とを係合させる点が好ましい（図５参照）。かかる構成では、フック４への荷重の負荷時にて、ストッパ機構５の開閉状態を保持できる。

以上のように、この発明にかかるフック装置は、ストッパ機構の開閉状態を簡易な構成にて切り替え得る点で有用である。

１フック装置
２駆動軸用ソケット
３フックガイド
３１保持部
４フック
４１フック部
４２中軸部
４３係合部
５ストッパ機構
５１ストッパ
５２ロッド
５３偏芯カム
６クラッチ機構
６１第一クラッチ部
６２第二クラッチ部
６３ベアリング
６４コイルバネ
６５ブッシュ
１０クレーン遠隔駆動吊具
１１吊具駆動軸

Claims

フックを開閉するストッパ機構を備えたフック装置であって、
前記ストッパ機構が、前記フックに配置されてフック部を開閉するストッパと、
前記フックに配置されて前記ストッパに付勢すると共に前記ストッパに対して進退変位することにより前記ストッパを開閉動作させるロッドと、
偏芯構造を有すると共に前記ロッドに付勢しつつ前記フックに対して相対変位することにより前記ロッドを進退変位させる偏芯カムと、
前記偏芯カム側に一体形成された第一クラッチ部と、前記フック側に一体形成された第二クラッチ部とから成るクラッチ機構を備え、且つ、
前記クラッチ機構が前記第一クラッチ部と前記第二クラッチ部とを係合させることにより前記偏芯カムと前記フック側にある前記ロッドとの相対変位を規制すると共に、
前記クラッチ機構が、前記フックへの荷重の負荷により前記第一クラッチ部と前記第二クラッチ部とを係合させることを特徴とするフック装置。
遠隔操作により前記偏芯カムを駆動して前記偏芯カムを前記フックに対して相対変位させる遠隔操作手段を備える請求項１に記載のフック装置。