JP5918335B1

JP5918335B1 - レールクランプ装置

Info

Publication number: JP5918335B1
Application number: JP2014221356A
Authority: JP
Inventors: 和則柴原; 昌樹森田
Original assignee: 三陽工業株式会社
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2034-10-30
Also published as: JP2016088638A

Abstract

【課題】移動構造物の逸走力を、レールを圧接する力に変換して、大きな保持力を得るレールクランプ装置を提供する。【解決手段】レールＲ上を走行する走行台車３に、走行前後方向に開閉する一対の揺動アーム１１，１１を枢結し、揺動アーム１１，１１をコイルばね８によって閉方向に弾発付勢すると共に各揺動アーム１１の下端部１１ｂにレールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂに圧接自在な左右一対のくさび型ブレーキシュー７，７を保持させ、コイルばね８の弾発付勢力によって、くさび型ブレーキシュー７，７がレールＲと走行台車３の隙間に差込まれて予備クランプ状態となり、さらに、走行台車３が逸走しようとした際、逸走方向前方側のくさび型ブレーキシュー７，７がレールＲと走行台車３の隙間にくさび状に深く差込まれ、逸走防止用本格クランプ状態に切換わり、レールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂに圧接する力が増大するように構成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、レールクランプ装置に関する。

従来、レール上を走行する荷役機械等の移動構造物に取付け、コイルばねの弾発付勢力によってレールを把持するレールクランプ装置があった（特許文献１参照）。

特許第５１７１９２８号公報

しかし、特許文献１記載のレールクランプ装置は、コイルばねの弾発付勢力によりクランプレバーの下端部に取付けたブレーキシューをレールの頭部側面に押し付ける（圧接する）構造であった為、移動構造物の逸走力に耐える保持力を得るためには、非常に大きな弾発付勢力を必要とし、コイルばねが大型化してコストが増大していた。また、レールの頭部の幅が基準値より狭くなっている箇所をクランプする場合、コイルばねのたわみ量が小さくなるため保持力が低下するという欠点があった。また、クランプ開放時に、レールとブレーキシューの間隔を十分に大きくとることができないので、レールに曲がりや局部的な膨れがあった場合、走行中にレールとブレーキシューが接触する虞れがあった。

そこで、本発明は、移動構造物の逸走力を、レールを圧接する力に変換して、大きな保持力を得るレールクランプ装置を提供することを目的とする。

本発明に係るレールクランプ装置は、レール上を走行する走行台車に、走行前後方向に開閉する一対の揺動アームを枢結し、該揺動アームをコイルばねによって閉方向に弾発付勢すると共に各該揺動アームの下端部に上記レールの頭部側面に圧接自在な左右一対のくさび型ブレーキシューを保持させ、上記コイルばねの弾発付勢力によって、上記くさび型ブレーキシューが上記レールと上記走行台車の隙間に差込まれて予備クランプ状態となり、さらに、上記走行台車が逸走しようとした際、逸走方向前方側の上記くさび型ブレーキシューが上記レールと上記走行台車の上記隙間にくさび状に深く差込まれ、逸走防止用本格クランプ状態に切換わり、上記レールの頭部側面に圧接する力が増大するように構成されたものである。

また、上記くさび型ブレーキシューは、弾発部材により相互に離間する方向に弾発付勢されているものである。
また、上記コイルばねは、上記弾発付勢力に抗して上記揺動アームを開作動するための油圧シリンダの内部に収納されているものである。
また、上記走行台車は、上記くさび型ブレーキシューの外側面に当接して転動するガイドローラを有しているものである。
また、上記揺動アームには、上記走行台車のストッパーに当接可能な当り部材が設けられ、上記本格クランプ状態に於て、上記油圧シリンダを作動させることで、逸走方向後方側の一方のアームが先に揺動し、一方の該アームの上記当り部材が上記ストッパーに当接して上記揺動が規制されて、逸走方向前方側の他方のアームの揺動に上記油圧シリンダの動力が利用され、上記隙間にくさび状に深く差込まれた上記くさび型ブレーキシューを引き抜くように構成されたものである。

本発明のレールクランプ装置によれば、走行台車が逸走しようとすると、くさび型ブレーキシューがレールを圧接する力が増大し、大きな保持力を得ることができる。コイルばねの弾発付勢力は、予備クランプ状態のための小さな力で十分である。このように、コイルばねの弾発付勢力は、小さくて済むので、コイルばねを小型化でき、コイルばねの収容ケースや弾発付勢力の伝達部材を小型化し、軽量化を図ることが可能となり、コストを低く抑えることができる。レールの頭部の幅が基準値より狭くなっている箇所をクランプする場合でも、くさび型ブレーキシューの差込みが深くなるだけで、保持力が低下しない為、確実に逸走を防止できる。レールに曲がりや局部的な膨れがあった場合でも、走行中にレールとブレーキシューが接触することなく、スムーズに走行できる。

本発明のレールクランプ装置を斜め上から見た斜視図である。本発明のレールクランプ装置を斜め下から見た斜視図である。本発明のレールクランプ装置のブラケットを取り除いて示した斜視図である。本発明のレールクランプ装置を示した平面図である。本発明のレールクランプ装置を示した一部断面側面図である。予備クランプ状態を示す簡略断面側面図である。予備クランプ状態を示す簡略断面正面図である。本格クランプ状態を示す簡略断面平面図である。クランプ開放状態を示す簡略断面側面図である。クランプ開放状態を示す簡略断面平面図である。

以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
本発明のレールクランプ装置は、レールに沿って移動する荷役機械などの移動構造物が停止中に強い外力や強風等を受けて逸走（走行方向に移動すること）するのを防止するための逸走防止装置である。荷役機械は、例えば、港湾で使用されコンテナの荷積み及び荷下ろしを行うためのコンテナクレーンである。また、他の移動構造物としては、レールに沿って移動するドーム式開閉屋根がある。コンテナクレーンや開閉屋根等の大型の移動構造物にレールクランプ装置を連結し、レールクランプ装置によってレールを把持（クランプ）することで停止時の逸走を防止し、クランプを開放することでレールに沿って移動可能に構成されている。
図１と図２に示すように、本発明のレールクランプ装置は、移動構造物（図示省略）に取り付けられるブラケット２と、ブラケット２の内側に収容される内部ユニット１と、を備えている。

ブラケット２は、平面視（図４参照）で矩形状に形成され、移動構造物が逸走しようとした際に内部ユニット１（走行台車３）に当たって逸走力を伝達する当接片部２０，２０，２０，２０が内側に突出状に形成されている。ブラケット２は、上下が開放され、後述する走行台車３を遊嵌状に包囲し、内部ユニット１の下側部分を取り囲んで内側に収容するように形成されている。ブラケット２と内部ユニット１は連結固定されておらず、内部ユニット１（走行台車３）は、ブラケット２内で小寸法だけ移動可能である。移動構造物がレールに沿って移動する際には、当接片部２０を介して動きが伝達され、ブラケット２が内部ユニット１を引き動かす（又は押し動かす）。

図２〜図５に示すように、内部ユニット１は、レールＲの頭部上面Ｒａを転動する走行ローラ５，５を有する走行台車３と、走行台車３に枢結された前後一対の揺動アーム１１，１１と、揺動アーム１１，１１の間に配設され走行台車３に揺動自在に枢着された油圧シリンダ４と、油圧シリンダ４に内蔵されロッド１４を引き込む方向に常時弾発付勢する圧縮状コイルばね８と、を有している。
各揺動アーム１１の下端部１１ｂには、左右方向の連結杆１７，１７が固着され、この連結杆１７，１７によってレールＲを挟んで接近離間自在に保持される取付部材６，６を備える。この取付部材６，６に、レールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂに圧接自在な左右一対のくさび型ブレーキシュー７，７が取着されている。くさび型ブレーキシュー７，７は、外側に傾斜面２１，２１を有し、先端に向けて次第に肉厚が減少するように形成されている。また、くさび型ブレーキシュー７，７は、内側に、レールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂに圧接して摩擦力により走行台車３を制動する摩擦面２２，２２を有している。摩擦面２２，２２には、摩擦係数を向上させるための上下方向の凹溝が複数本形成され、又は、凹凸が形成されている。くさび型ブレーキシュー７，７は、取付部材６，６に挿通されたボルトによって取着（固着）されており、摩耗したり破損した際には容易に交換できる。くさび型ブレーキシュー７，７が取着された取付部材６，６間には、連結杆１７，１７に巻設される弾発部材１２，１２が配設されており、取付部材６，６は弾発部材１２，１２により相互に離間する方向に弾発付勢されている。

揺動アーム１１は、左右一対の平板状部材１８，１８を有し、この平板状部材１８，１８が、走行台車３の前端部・後端部を挟むように互いに平行状に配設され、支点ピン２３によって一体に連結固定されている。即ち、前後一対の揺動アーム１１，１１は、支点ピン２３，２３を中心軸として走行台車３の走行前後方向に開閉（揺動）自在である。なお、支点ピン２３，２３は、揺動アーム１１，１１の上下方向中間位置に配設され、図９に於て、支点ピン２３から揺動アーム１１の上端部１１ａまでの長さ寸法Ｌａと、支点ピン２３から揺動アーム１１の下端部１１ｂまでの長さ寸法Ｌｂとの関係が、Ｌａ＜Ｌｂとなるよう設定されている。揺動アーム１１，１１の上端部１１ａ，１１ａは、リンク部材１９，１９を介して油圧シリンダ４のロッド１４に連結されており、コイルばね８のスプリング力（弾発付勢力）によって揺動アーム１１，１１は閉方向に揺動するように弾発付勢されている。
油圧シリンダ４は、図外の油圧供給装置から作動流体の供給を受けて、コイルばね８のスプリング力（弾発付勢力）に抗して揺動アーム１１，１１を開作動する（開方向に揺動させる）よう構成されている。なお、油圧シリンダ４を作動させない時は、コイルばね８によって揺動アーム１１，１１は閉方向に常時弾発付勢されている。
なお、本発明に於て、「開方向」とは、揺動アーム１１，１１の下端部１１ｂ，１１ｂが相互に離間する方向とし、「閉方向」とは、揺動アーム１１，１１の下端部１１ｂ，１１ｂが相互に接近する方向とする。

走行台車３は、レールＲの両側に隙間を空けて垂れ下がる鉛直状当接壁部９，９を有している。即ち、走行台車３の当接壁部９，９とレールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂとの間には、所定幅寸法の隙間が形成され、この隙間の幅寸法は、くさび型ブレーキシュー７，７の先端側最小幅寸法より大きく、かつ、基端側最大幅寸法よりも小さくなるように設定されている。コイルばね８のスプリング力によって揺動アーム１１，１１を閉方向に揺動させることで、くさび型ブレーキシュー７，７がレールＲと当接壁部９，９の隙間に差込まれ、外側の傾斜面２１，２１を当接壁部９，９に当接させつつくさび型ブレーキシュー７，７相互の間隔を縮小（相互に接近）して、内側の摩擦面２２，２２をレールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂに当接する。走行台車３は、くさび型ブレーキシュー７，７が差込まれる際、外側の傾斜面２１，２１に当接して転動するガイドローラ１３，１３を、当接壁部９，９の内側に有している。なお、くさび型ブレーキシュー７，７の傾斜面２１，２１、及び、ガイドローラ１３，１３の表面には、摩擦係数を低く抑え、かつ、表面の硬度を向上させるための表面処理が施されている。この構成により、逸走力を圧接力に変換する効率が一層良くなる。また、走行台車３は、レールＲの頭部上面Ｒａを転動する左右鍔付きの走行ローラ５，５を有するので、レールＲが弯曲していても、走行台車３がレールＲに追従して走行し、ブラケット２内を左右方向、及び、上下方向に移動可能である。

また、揺動アーム１１，１１には、上下方向中間位置に当り部材１５，１５が設けられ、走行台車３には、揺動アーム１１，１１がある一定量だけ開方向に揺動した際、当り部材１５，１５に当接して揺動を規制するストッパー１６，１６が突設されている。

上述した本発明のレールクランプ装置の使用方法（作用）について説明する。
図６と図７に示すように、コイルばね８の弾発付勢力によって、油圧シリンダ４のロッド１４が引き込まれ、揺動アーム１１，１１が閉方向に揺動する。揺動アーム１１，１１の閉方向への揺動に伴って、くさび型ブレーキシュー７，７が、レールＲと走行台車３の（当接壁部９，９の）隙間に差込まれる。くさび型ブレーキシュー７，７は、外側の傾斜面２１，２１が当接壁部９，９（ガイドローラ１３，１３）に押されて、相互に接近し、レールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂを小さな圧接力Ｆ_０，Ｆ_０をもって軽く把持し、予備クランプ状態となる。

次に、図８に示すように、（移動構造物に連結された）ブラケット２に逸走力が働くと、ブラケット２の当接片部２０，２０から走行台車３に逸走力が伝達される。走行台車３が（ブラケット２に押されて）逸走しようとした際、逸走方向前方側のくさび型ブレーキシュー７，７が、レールＲと当接壁部９，９との隙間にくさび状に深く差込まれる。つまり、走行台車３に走行前後方向の逸走力が加わった時に、逸走力によってくさび型ブレーキシュー７，７に大きな力がかかるようにし、くさび型ブレーキシュー７，７をレールＲに強く圧接させて（食い込ませて）、逸走防止用本格クランプ状態に切換える。本格クランプ状態では、当接壁部９，９のガイドローラ１３，１３にくさび型ブレーキシュー７，７が強く押され、ブレーキシュー７，７のくさび作用によって、レールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂを大きな圧接力Ｆ_１，Ｆ_１をもって強く締付ける。本格クランプ状態下で、走行台車３に加わる逸走力が大きくなれば、これに比例して圧接力Ｆ_１，Ｆ_１の大きさも増大する。

なお、予備クランプ状態から本格クランプ状態に切換わる際、油圧シリンダ４が鉛直状状態（図６参照）から逸走方向前方側へ僅かに傾いて、リンク部材１９が揺動アーム１１の上端部１１ａを押し、下端部１１ｂのくさび型ブレーキシュー７，７がレールＲと当接壁部９，９との隙間に深く差込まれる。言い換えると、逸走力により走行台車３は逸走方向前方側へ僅かに移動するが、油圧シリンダ４が走行台車３に揺動可能に枢着されている為、くさび型ブレーキシュー７，７がレールＲ長手方向（逸走前後方向）に移動せずにその場に停まり、ブレーキシュー７，７のくさび作用を増大させることが可能な構成となっている。

次に、図９と図１０に示すように、油圧シリンダ４に油圧を供給して作動させ、コイルばね８のスプリング力（弾発付勢力）に抗して揺動アーム１１，１１を開方向に揺動させる。揺動アーム１１，１１を開方向に揺動させることで、くさび型ブレーキシュー７，７がレールＲと当接壁部９，９との隙間から引き抜かれる。走行台車３とくさび型ブレーキシュー７，７の当接部位が、ガイドローラ１３，１３との転がりで摩擦がほとんど無いので、小さい力でくさび型ブレーキシュー７，７が引き抜ける。

なお、本格クランプ状態に於て、逸走方向前方側のくさび型ブレーキシュー７，７がレールＲと当接壁部９，９との隙間に深く差込まれている為、前方側のくさび型ブレーキシュー７，７の引抜きには強い力が必要となる。この為、油圧シリンダ４を作動させると、逸走方向後方側のくさび型ブレーキシュー７，７が先に抜け、（後方側の）一方のアーム１１だけが先に揺動するが、このアーム１１が一定量揺動したところで、当り部材１５が、走行台車３のストッパー１６に当接して（図示省略）、後方側のアーム１１の揺動が規制されて、後方側のアーム１１は、それ以上は動かなくなる。一方のアーム１１が係止されたことで、油圧シリンダ４の動力が、逸走方向前方側の他方のアーム１１の揺動にのみ利用されるようになり、隙間に深く差込まれたくさび型ブレーキシュー７，７を引き抜くことが可能となる。

図１０に示すように、くさび型ブレーキシュー７，７は、弾発部材１２，１２により相互に離間する方向に弾発付勢されている為、レールＲと当接壁部９，９との隙間から引き抜かれた際には、レールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂから離間して、十分なクリアランス（間隙）Ｃを自動的に確保できる。
また、図９に於て、揺動アーム１１の上端部１１ａから支点ピン２３までの長さ寸法Ｌａと、揺動アーム１１の下端部１１ｂから支点ピン２３までの長さ寸法Ｌｂの関係が、Ｌａ＜Ｌｂとなっている為、揺動アーム１１の下端部１１ｂの開閉方向へのストロークを大きくとることができる。つまり、レールＲの頭部の幅が基準値より狭くなっている箇所をクランプする場合でも、くさび型ブレーキシュー７，７を深く差込んで、レールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂに圧接することができる。また、クランプを開放する時に、くさび型ブレーキシュー７，７のクリアランス（間隙）Ｃを十分に広く確保できる。具体的には、クランプ開放時に於て、レールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂとくさび型ブレーキシュー７，７のクリアランスＣの幅が２０ｍｍに設定され、従来のレールクランプ装置（上述の特許文献１参照）のクリアランスが片側５ｍｍであったのと比較すると、くさび型ブレーキシュー７，７のクリアランスＣに余裕があるのは明らかである。従って、レールＲに曲がりや局部的な膨れがあった場合でも、走行中にレールＲとくさび型ブレーキシュー７，７が接触する確率は低いと言える。

なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、ガイドローラ１３，１３は省略しても良く、レールＲと当接壁部９，９との隙間にくさび型ブレーキシュー７，７を差込む際、走行台車３の当接壁部９，９内面にくさび型ブレーキシュー７，７を摺接させても良い。

以上のように、本発明に係るレールクランプ装置は、レールＲ上を走行する走行台車３に、走行前後方向に開閉する一対の揺動アーム１１，１１を枢結し、揺動アーム１１，１１をコイルばね８によって閉方向に弾発付勢すると共に各揺動アーム１１の下端部１１ｂにレールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂに圧接自在な左右一対のくさび型ブレーキシュー７，７を保持させ、コイルばね８の弾発付勢力によって、くさび型ブレーキシュー７，７がレールＲと走行台車３の隙間に差込まれて予備クランプ状態となり、さらに、走行台車３が逸走しようとした際、逸走方向前方側のくさび型ブレーキシュー７，７がレールＲと走行台車３の隙間にくさび状に深く差込まれ、逸走防止用本格クランプ状態に切換わり、レールＲの頭部側面Ｒｂ，Ｒｂに圧接する力が増大するように構成されたので、走行台車３が逸走しようとすると、くさび型ブレーキシュー７，７がレールＲを圧接する力が増大し、大きな保持力を得ることができる。コイルばね８の弾発付勢力は小さくて済み、コイルばね８を小型化でき、コストを低く抑えることができる。レールＲの頭部の幅が基準値より狭くなっている箇所をクランプする場合でも、くさび型ブレーキシュー７，７の差込みが深くなるだけで、保持力が低下しない為、確実に逸走を防止できる。レールＲに曲がりや局部的な膨れがあった場合でも、走行中にレールＲとくさび型ブレーキシュー７，７が接触することなく、スムーズに走行できる。

また、くさび型ブレーキシュー７，７は、弾発部材１２により相互に離間する方向に弾発付勢されているので、クランプ開放時にレールＲとくさび型ブレーキシュー７，７のクリアランスＣ（間隔）を十分大きく確保できる。

また、コイルばね８は、弾発付勢力に抗して揺動アーム１１，１１を開作動するための油圧シリンダ４の内部に収納されているので、全高が抑えられ、装置全体をコンパクト化できる。

また、走行台車３は、くさび型ブレーキシュー７，７の外側面（傾斜面２１，２１）に当接して転動するガイドローラ１３，１３を有しているので、逸走力を保持力に効率良く変換できる。くさび型ブレーキシュー７，７の傾斜面２１，２１とガイドローラ１３，１３に、表面処理を行えば、一層変換効率を向上できる。

また、揺動アーム１１，１１には、走行台車３のストッパー１６，１６に当接可能な当り部材１５，１５が設けられ、本格クランプ状態に於て、油圧シリンダ４を作動させることで、逸走方向後方側の一方のアーム１１が先に揺動し、一方のアーム１１の当り部材１５がストッパー１６に当接して揺動が規制されて、逸走方向前方側の他方のアーム１１の揺動に油圧シリンダ４の動力が利用され、隙間にくさび状に深く差込まれたくさび型ブレーキシュー７，７を引き抜くように構成されたので、深く差込まれた逸走方向前方側のくさび型ブレーキシュー７，７の引抜きには強い力が必要となるが、油圧シリンダ４の動力を逸走方向前方側のアーム１１の揺動に使用できるため、深く差込まれたくさび型ブレーキシュー７，７を引抜くことができ、確実にクランプを開放できる。

３走行台車
４油圧シリンダ
７くさび型ブレーキシュー
８コイルばね
１１揺動アーム
１１ｂ下端部
１２弾発部材
１３ガイドローラ
１５当り部材
１６ストッパー
Ｒレール
Ｒｂ頭部側面

Claims

レール（Ｒ）上を走行する走行台車（３）に、走行前後方向に開閉する一対の揺動アーム（１１）（１１）を枢結し、該揺動アーム（１１）（１１）をコイルばね（８）によって閉方向に弾発付勢すると共に各該揺動アーム（１１）の下端部（１１ｂ）に上記レール（Ｒ）の頭部側面（Ｒｂ）（Ｒｂ）に圧接自在な左右一対のくさび型ブレーキシュー（７）（７）を保持させ、
上記コイルばね（８）の弾発付勢力によって、上記くさび型ブレーキシュー（７）（７）が上記レール（Ｒ）と上記走行台車（３）の隙間に差込まれて予備クランプ状態となり、さらに、上記走行台車（３）が逸走しようとした際、逸走方向前方側の上記くさび型ブレーキシュー（７）（７）が上記レール（Ｒ）と上記走行台車（３）の上記隙間にくさび状に深く差込まれ、逸走防止用本格クランプ状態に切換わり、上記レール（Ｒ）の頭部側面（Ｒｂ）（Ｒｂ）に圧接する力が増大するように構成されたことを特徴とするレールクランプ装置。
上記くさび型ブレーキシュー（７）（７）は、弾発部材（１２）により相互に離間する方向に弾発付勢されている請求項１記載のレールクランプ装置。
上記コイルばね（８）は、上記弾発付勢力に抗して上記揺動アーム（１１）（１１）を開作動するための油圧シリンダ（４）の内部に収納されている請求項１又は２記載のレールクランプ装置。
上記走行台車（３）は、上記くさび型ブレーキシュー（７）（７）の外側面に当接して転動するガイドローラ（１３）（１３）を有している請求項１，２又は３記載のレールクランプ装置。
上記揺動アーム（１１）（１１）には、上記走行台車（３）のストッパー（１６）（１６）に当接可能な当り部材（１５）（１５）が設けられ、
上記本格クランプ状態に於て、上記油圧シリンダ（４）を作動させることで、逸走方向後方側の一方のアーム（１１）が先に揺動し、一方の該アーム（１１）の上記当り部材（１５）が上記ストッパー（１６）に当接して上記揺動が規制されて、逸走方向前方側の他方のアーム（１１）の揺動に上記油圧シリンダ（４）の動力が利用され、上記隙間にくさび状に深く差込まれた上記くさび型ブレーキシュー（７）（７）を引き抜くように構成された請求項３記載のレールクランプ装置。