JP6825782B2

JP6825782B2 - ブレーキ装置

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Publication number: JP6825782B2
Application number: JP2017150839A
Authority: JP
Inventors: 小笠原　正信; 正信小笠原; 俊太郎井石
Original assignee: Mitsui E&S Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsui E&S Machinery Co Ltd
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2021-02-03
Anticipated expiration: 2037-08-03
Also published as: JP2019026460A

Description

本発明は、レールの上を走行する岸壁クレーンや列車等の走行体の逸走を防止するためのブレーキ装置に関し、詳しくはブレーキ力を向上しつつ安定してブレーキ力を発揮できるブレーキ装置に関するものである。

岸壁クレーンの逸走を防止するためのブレーキ装置が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載のブレーキ装置は、一対の爪部を組み合わせて構成されるクランプ機構でレールの頭部の側面を挟み込む構成を有していた。このブレーキ装置は、上下方向に延設される一対の爪部と、この爪部に沿って上下方向に移動可能に構成される支持ブロックとを備えていた。支持ブロックを上下方向に移動させることにより、爪部の下端を開閉する構成を有していた。

クランプ機構でレールを挟み込む力は、支持ブロックを下方に押し下げる力に比例していた。支持ブロックを下方に押し下げるための油圧シリンダ等の大型化には限界があり、ブレーキ力を向上することは困難であった。

レールは摩耗や変形等により上下方向にたわむことがあった。爪部の下端とレールとの高さがずれてクランプ機構でレールを掴めず、ブレーキ力を得られない不具合があった。

特開２０１３−８２５３４号公報

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的はブレーキ力を向上しつつ安定してブレーキ力を発揮できるブレーキ装置を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明のブレーキ装置は、レールの上を走行する走行体に固定される本体と、この本体の中に配置されていて前記レールの長手方向を直角に横断する幅方向に沿って開閉して前記レールの頭部の側面を両側から把持可能に構成されるクランプ機構と、このクランプ機構を前記本体に連結する連結機構とを備えるブレーキ装置において、前記クランプ機構の上部と前記連結機構との間に配置されていて前記長手方向に沿って傾動可能な状態に前記クランプ機構を支持する連結部と、前記クランプ機構の下部に下方に凸となる状態で形成されていて前記クランプ機構が前記レールを把持するときに前記レールの上面と接触する載置面と、前記クランプ機構と前記本体との間に配置されるクサビ機構とを備えていて、前記本体に対して前記クランプ機構が前記長手方向に傾動したときに前記クランプ機構に閉方向の締付力を発生させる構成を前記クサビ機構が有していることを特徴とする。

本発明のブレーキ装置によれば連結部と載置面とを備える構成によりクランプ機構はレールの長手方向に傾動することができる。これにともないクサビ機構が設置されている位置における本体に対するクランプ機構の移動距離を増加させて、クサビ機構による締付力を大きくすることができる。ブレーキ装置のブレーキ力を向上するには有利である。

レールが上下方向にたわんでいる場合であっても、クランプ機構の載置面をレールの上面に接触させることで爪部の下端とレールの頭部との高さを合わせることができる。そのためクランプ機構がレールの頭部の側面を掴めない不具合の発生を回避できる。ブレーキ装置に安定したブレーキ力を発揮させるには有利である。

本発明のブレーキ装置を斜視で例示する説明図である。図１のブレーキ装置の正面を断面で例示する説明図である。図２のブレーキ装置をＡ−Ａ断面で例示する説明図である。図３の一対の爪部を斜視で例示する説明図である。図４の一対の爪部の変形例を例示する説明図である。図３のブレーキ装置をＢ−Ｂ断面で例示する説明図である。図６のクサビ機構の変形例を例示する説明図である。ブレーキ装置の準備状態を例示する説明図である。図８のブレーキ装置をＣ−Ｃ断面で例示する説明図である。ブレーキ装置の作動状態を例示する説明図である。ブレーキ装置の別の実施形態を例示する説明図である。図１１の伸縮シリンダの長さとブレーキ装置の状態との関係を例示するグラフである。ブレーキ装置の別の実施形態を例示する説明図である。図１３の締付ボルトの長さとブレーキ装置の状態との関係を例示するグラフである。

以下、本発明のブレーキ装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。なお図中ではレールの長手方向を矢印ｙ、レールの長手方向ｙを直角に横断する幅方向を矢印ｘ、上下方向を矢印ｚで示している。

図１に例示するように本発明のブレーキ装置１は、例えば岸壁クレーンや列車などレール２の上を走行する走行体３に連結されている。ブレーキ装置１は、レール２の上方となる位置に配置されている。この実施形態ではブレーキ装置１の側方が、例えば岸壁クレーンの走行装置などの走行体３の側面にフランジを介して複数のボルトで連結されている。ブレーキ装置１はレール２の上方となる位置に設置されていればよく、例えば走行体３の下方に十分な空間が確保できる場合は走行体３とレール２との間となる位置にブレーキ装置１を設置する構成にしてもよい。

図２および図３に例示するようにブレーキ装置１は、走行体３に固定されて内部に空洞を有する箱型の本体４と、本体４の内部に配置されてレール２を把持可能に構成されるクランプ機構５と、このクランプ機構５を本体４に連結する連結機構６と、本体４とクランプ機構５との間に配置されるクサビ機構７とを備えている。

本体４は、例えば略直方体形状の箱型に形成されていて内部の空洞にクランプ機構５や連結機構６等が配置されている。本体４は走行体３に固定されていて、走行体３とともにレール２の長手方向ｙに沿って移動する。本体４の形状は上記に限定されず、クランプ機構５や連結機構６等を内包できる形状であれば任意に選択することができる。

図３に例示するようにこの実施形態の本体４は、レール２の幅方向ｘに沿って対向配置される一対の側壁部４ａを有している。この側壁部４ａの下方となる位置には、幅方向ｘを軸方向とする締付ボルト８が一対の側壁部４ａを貫通する状態で配置されている。この
締付ボルト８は一対の側壁部４ａの間隔が幅方向ｘに広がることを防止するために、一対の側壁部４ａが互いに接近する方向に軸力を発生させている。図２では説明のため締付ボルト８を破線で示している。

クランプ機構５は、幅方向ｘに沿って下端部を開閉させてレール２の頭部の側面を幅方向ｘの両側側方から把持する構成を有している。本明細書においてレール２の頭部とは、レール２の上面の近傍の部分をいう。レール２の頭部は走行体３の車輪の踏面や車輪に形成されているフランジ等と接触する。

図３に例示するようにこの実施形態ではクランプ機構５は、幅方向ｘに沿って並べて配置される一対の爪部９と、一対の爪部９の上端部の間に連結される一対のアーム１０と、一対の爪部９の上端部より下方となる位置で一対の爪部９の間に配置される支点部１１とを備えている。支点部１１は一対の爪部９の開閉の支点となる。

一対のアーム１０の開き角度θの増減に応じて、一対の爪部９は支点部１１を中心に傾動する構成を有している。一対のアーム１０の開き角度θが増加すると、爪部９の下端部が互いに接近する閉方向に移動してレール２を幅方向ｘの両側から挟み込む。一対のアーム１０の開き角度θが減少すると、爪部９の下端部が互いに離間する開方向に移動してレール２の把持状態を解除する。図３に例示する一対のアーム１０の開き角度θは例えば１２０度となる。

図５に例示するように爪部９は下部に配置され下方に凸となる載置面９ａを有している。この実施形態では載置面９ａは、長手方向ｙの中央に形成される頂部とその両側に配置され上方に向かって傾斜する曲面とを有している。載置面９ａは下方に凸となる曲面で構成されていて、レール２の上面と接触可能に構成されている。つまり載置面９ａは下向きの面であり、レール２の上面と対向する。図２では説明のため載置面９ａを破線で示している。

載置面９ａの形状は上記に限定されず、長手方向ｙにおいて中央よりも両端側の方が高い位置であり下方に凸となる面であればよい。図５に例示するように載置面９ａは、例えば長手方向ｙの中央に形成される水平部とその両側に配置され上方に向かって傾斜する傾斜部とを有していてもよい。また載置面９ａは両端側に向かって段階的に高い位置となる階段状の面で構成されてもよい。

爪部９の下端部であってレール２の頭部の側面と接触する面には、レール２に対する摩擦抵抗を高めるためのブレーキシュー１２を配置してもよい。つまりブレーキシュー１２はレール２の頭部の幅方向ｘの両側に位置する側面と対向する。

クランプ機構５の構成はアーム１０や支点部１１を有する構成に限定されない。レール２の頭部の側面を幅方向ｘの両側から把持する爪部９と、この爪部９の下部に形成される載置面９ａとを備えていれば他の形状であってもよい。例えば幅方向ｘに延設されていてその端部に一方の爪部９を固定される水平部材と、この水平部材に設置されてこの延設方向に移動可能に構成される他方の爪部９とでクランプ機構５を構成してもよい。この場合、他方の爪部９を幅方向ｘに移動させることによりレール２の頭部を幅方向ｘの両側から挟み込むことができる。

図２に例示するように連結機構６は、本体４の内部に配置されて本体４とクランプ機構５とを連結する構成を有している。この実施形態では連結機構６は、上下方向ｚに延設されていて下端が連結部１３を介してクランプ機構５の上部に連結されるロッド部１４と、長手方向ｙに沿って延設される傾動バー１５と、上端を傾動バー１５に連結されて上下方
向ｚに伸縮可能に構成される伸縮シリンダ１６と、この伸縮シリンダ１６の伸縮を制御する油圧機器１７とを備えている。

傾動バー１５の一端は、傾動バー１５が長手方向ｙに沿って傾動可能となる状態で本体４に軸支されている。傾動バー１５の他端は伸縮シリンダ１６の上端に連結されている。傾動バー１５の一端と他端との間となる途中部分にはロッド部１４の上端が連結されている。そのため伸縮シリンダ１６が伸縮にともない傾動バー１５の他端が上下に移動すると、ロッド部１４に連結されるクランプ機構５が上下に移動する。つまりこの実施形態の連結機構６は、本体４からクランプ機構５を懸吊する構成を有している。

傾動バー１５にカウンターウェイト１８を設置してもよい。カウンターウェイト１８を設置する構成により、緊急時にクランプ機構５を速やかにレール２の上まで降下させることができる。

連結部１３は、クランプ機構５が少なくとも長手方向ｙに沿って傾動することを許容する構成を有している。つまり幅方向ｘを中心軸とするクランプ機構５の回転を連結部１３は許容する。連結部１３は例えば球面軸受で構成することができる。連結部１３を球面軸受で構成することにより、クランプ機構５が長手方向ｙに沿って傾動することに加えて、幅方向ｘに沿って傾動することも許容できる。そのためレール２が幅方向ｘに曲がっている場合であってもクランプ機構５が幅方向ｘに沿って傾いてレール２を把持することができる。連結部１３はユニバーサルジョイントで構成してもよい。

連結機構６の構成は上記に限定されない。クランプ機構５の長手方向ｙに沿う傾動を許容しつつ、本体４から支持できる構成であればよい。例えばロッド部１４の上端と傾動バー１５との間に連結部１３を配置する構成にしてもよい。この場合、クランプ機構５とともにロッド部１４が長手方向ｙに沿って傾動可能な状態となる。また例えば本体４から上下方向ｚに延設される伸縮シリンダで連結機構６を構成して、この伸縮シリンダの下端に連結部１３を介してクランプ機構５を連結する構成でもよい。

図６に例示するようにクサビ機構７は、本体４の側壁部４ａの内側と一対の爪部９の幅方向ｘにおける外側の側面との間に配置されている。この実施形態ではクサビ機構７は、レール２の幅方向ｘの両側にそれぞれ配置されていて、クサビ機構７はそれぞれ本体４に設置される受け部１９とクランプ機構５に設置される接触部２０とを備えている。

受け部１９は、長手方向ｙの中央から長手方向ｙの一方側に向かって徐々にクランプ機構５に接近する第一傾斜面１９ａと、長手方向ｙの中央から他方側に向かって徐々にクランプ機構５に接近する第二傾斜面１９ｂとを有している。受け部１９は長手方向ｙと幅方向ｘとで形成される平面において凹型に形成される。

接触部２０は、長手方向ｙの中央から長手方向ｙの一方側に向かって徐々に本体４の側壁部４ａから離間する第三傾斜面２０ａと、長手方向ｙの中央から他方側に向かって徐々に本体４の側壁部４ａから離間する第四傾斜面２０ｂとを有している。接触部２０は長手方向ｙと幅方向ｘとで形成される平面において凸型に形成される。接触部２０の第三傾斜面２０ａおよび第四傾斜面２０ｂは、受け部１９のそれぞれ対応する第一傾斜面１９ａおよび第二傾斜面１９ｂと同じ角度の傾斜に形成されることが望ましい。

本体４の受け部１９に対してクランプ機構５の接触部２０が長手方向ｙに相対的に移動すると、受け部１９の第一傾斜面１９ａまたは第二傾斜面１９ｂが接触部２０の第三傾斜面２０ａまたは第四傾斜面２０ｂにより幅方向ｘに押される。クサビ機構７により、クランプ機構５の一対の爪部９には互いに接近する閉方向の締付力が発生する。

クランプ機構５の傾動にともないクサビ機構７は、一対の爪部９の閉方向に締付力を発生させる。本体４の一対の側壁部４ａには、幅方向ｘにおいて一対の側壁部４ａの間隔を広げる方向に締付力の反力が発生する。この反力は、締付ボルト８に発生する軸力により支持される。

図２および図３に例示するように接触部２０は、上下方向ｚにおいてクランプ機構５の支点部１１よりも下方に設置されている。そのためクサビ機構７により発生する締付力は、クランプ機構５がレール２の頭部の側面を把持する力を強化する方向に働く。

クサビ機構７の構成は上記に限定されない。本体４に対してクランプ機構５が長手方向ｙに移動したときに、クランプ機構５に閉方向の締付力を発生させる構成を有していればよい。例えば受け部１９を凸型に形成して、接触部２０を凹型に形成してもよい。

上記の実施形態では受け部１９および接触部２０がそれぞれ二つずつ傾斜面を有しているが、それぞれ一つの傾斜面を有する構成にしてもよい。図７に例示するように受け部１９が第一傾斜面１９ａと水平部を有していて、接触部２０が第三傾斜面２０ａを有する構成にしてもよい。

つまり受け部１９は長手方向ｙにおいて一方側から他方側に向かってクランプ機構５に接近する第一傾斜面１９ａを有している。接触部２０は長手方向ｙにおいて他方側から一方側に向かって本体４の側壁部４ａに接近する第三傾斜面２０ａを有している。

この実施形態では本体４に対してクランプ機構５が長手方向ｙに相対移動すると、幅方向ｘにおいて一方の爪部９はクサビ機構７により他方の爪部９に接近する方向の締付力を受ける。他方の爪部９はその位置を維持するので、一対の爪部９は互いに接近する方向の締付力を受けて、レール２を強固に把持する。図７は説明のため移動する爪部９のもとの位置を破線で示している。

レール２の幅方向ｘの両側にそれぞれ配置されるクサビ機構７は、傾斜面の向きが逆方向になっている。そのため本体４に対してクランプ機構５が移動する方向に応じて、締付力を受ける爪部９とその位置を維持する爪部９とが入れ替わる。

クサビ機構７の構成は上記に限らず、受け部１９または接触部２０のいずれか一方のみが傾斜面を有さない構成としてもよい。この場合、受け部１９または接触部２０の傾斜面を有さない一方が、他方の傾斜面と接触しつつ長手方向ｙに移動することにより爪部９に締付力を発生させる。

台風の接近など走行体３の逸走を防止すべき状況のときに、ブレーキ装置１の作動準備を行う。まず油圧機器１７を作動させて伸縮シリンダ１６を収縮させる。図８および図９に例示するように伸縮シリンダ１６の収縮にともない傾動バー１５が傾動してロッド部１４が下方に押し込まれる。

クランプ機構５が降下して爪部９の載置面９ａがレール２の上面に接触する。さらにロッド部１４が下方に押し込まれると、図９に例示するように一対のアーム１０が回動して略水平となる。このとき一対のアーム１０の開き角度θは例えば１８０度となる。

アーム１０の傾動にともない一対の爪部９が支点部１１を中心に傾動する。一対の爪部９は、下端部を閉じてレール２の頭部の側面を幅方向ｘの両側から把持する状態となる。クランプ機構５がその下端部に設置されるブレーキシュー１２を有している場合には、ブ
レーキシュー１２がレール２の頭部の側面と接触する。このときの一対のアーム１０の位置を把持位置という。

クランプ機構５は載置面９ａを有しているので、載置面９ａがレール２の上面に接触した後に一対の爪部９の下端部が閉じる。そのため例えばレール２が上下方向ｚにたわんでいる場合であっても、一対の爪部９の下端部でレール２の頭部を確実に把持することができる。爪部９の下端部の位置とレール２の頭部の側面の位置とが上下方向ｚにおいて自動的に位置合わせされる構成であるため、爪部９がレール２を掴み損ねることがない。ブレーキ装置１のブレーキ力を安定して得るには有利である。

図９に例示する状態に対して図３に例示するように開き角度θが例えば１２０度であり爪部９がレール２を把持していないときの一対のアーム１０の位置を解除位置という。連結機構６により、この解除位置と解除位置よりも開き角度θが大きくなる把持位置とに回動する構成を一対のアーム１０は有している。

図９に例示するようにクランプ機構５がレール２を把持している状態を、以下ブレーキ装置１の準備状態Ｐ１という。これに対して図３に例示するようにクランプ機構５がレール２を把持していない状態を、以下ブレーキ装置１の解除状態Ｐ０という。

図３に例示する実施形態では解除状態Ｐ０のときは、クランプ機構５がレール２の上方に離間した位置であり、載置面９ａがレール２の上面と接触していない。ブレーキ装置１が準備状態Ｐ１となるときに、クランプ機構５が降下して載置面９ａがレール２の上面とはじめて接触する構成をこの実施形態は有している。

本発明は上記の構成に限定されず解除状態Ｐ０のときに載置面９ａがレール２の上面と接触している状態としてもよい。つまり載置面９ａが常にレール２の上面と接触する構成としてもよい。このときクランプ機構５はレール２を把持していない。この場合、連結機構６はクランプ機構５を上下移動させる機能を有する必要はなく、少なくともクランプ機構５の開閉を制御できる機能を有していればよい。

ブレーキ装置１が準備状態Ｐ１のときに走行体３が逸走すると、走行体３に固定されているブレーキ装置１の本体４がレール２の長手方向ｙに沿って移動する。準備状態Ｐ１のときクランプ機構５は下端部でレール２を把持しているので、走行体３が逸走すると図１０に例示するようにクランプ機構５はこの下端部を中心に長手方向ｙに沿って傾く。このときのブレーキ装置１の状態を作動状態Ｐ２という。図１０では説明のため準備状態Ｐ１のクランプ機構５を破線で示している。また作動状態Ｐ２のクランプ機構５の載置面９ａを破線で示している。

載置面９ａは長手方向ｙの中央の例えば頂部よりもその両側の例えば傾斜する曲面の方が上方に位置するため、クランプ機構５が下端部を中心に傾くことを載置面９ａは妨げない。載置面９ａは図５に例示するように平面の組み合わせで構成されている場合よりも、図４に例示するように滑らかな曲面で構成されている場合の方が、クランプ機構５が傾く際にレール２の上面により追従しやすくなる。クランプ機構５の傾動を確実に行わせるには図４に例示する曲面で載置面９ａを構成する方が有利である。また幅方向ｘを中心軸として回転可能に構成される連結部１３により、クランプ機構５の上端は連結機構６に連結されている。そのためクランプ機構５は連結機構６に対して長手方向ｙに沿って傾動することができる。本発明のブレーキ装置１は、クランプ機構５の下部に形成される載置面９ａとクランプ機構５の上端に配置される連結部１３により、クランプ機構５を長手方向ｙに沿って傾動させることを可能としている。

クランプ機構５はこの傾動により本体４に対して長手方向ｙに相対的に移動することができる。クサビ機構７を構成する受け部１９と接触部２０も長手方向ｙに相対的に移動する。この受け部１９に対する接触部２０の移動距離に応じて、クランプ機構５の下端部を互いに接近させる方向である閉方向の締付力をクサビ機構７が発生させる。

クサビ機構７の締付力の反力として本体４の側壁部４ａを幅方向ｘに広げようとする力が発生する。この反力は締付ボルト８により支持される。

走行体３が逸走しようとする力がクサビ機構７によりクランプ機構５の締付力に変換されるので、ブレーキ装置１のブレーキ力を向上するには有利である。

載置面９ａが下方に凸となる形状を有さず例えば水平な平面で構成されている場合は、長手方向ｙの両側端部がレール２の上面と接触してしまい長手方向ｙに沿ったクランプ機構５の傾動を妨げてしまう。クランプ機構５が傾動しない状態では、本体４に対するクランプ機構５の相対移動がほとんど発生しない。この場合、クサビ機構７による締付力をほとんど得ることができない。

また連結部１３が長手方向ｙに沿うクランプ機構５の傾動を許容しない場合は、走行体３の逸走にともない本体４がレール２の長手方向ｙに移動すると、この本体４とともにクランプ機構５も長手方向ｙに移動するおそれがある。この場合、本体４とクランプ機構５との間に相対移動が発生しないため、クサビ機構７による締付力を得ることができない。

クランプ機構５が本体４に対して相対的に傾動しながら長手方向ｙに移動するので、クサビ機構７における受け部１９と接触部２０との相対移動の距離を大きくするには有利である。爪部９に設置される接触部２０は爪部９がレール２を把持する下端部を中心とする円弧上を移動する。そのためクランプ機構５が長手方向ｙにのみ移動する場合よりも、クサビ機構７における受け部１９と接触部２０との相対移動の距離を増加させることができる。

クサビ機構７における相対移動の距離が増加するので、クサビ機構７によりクランプ機構５を閉方向に押し込む距離が大きくなる。そのためレール２の頭部が幅方向ｘに摩耗して細くなっている場合であっても、クサビ機構７がクランプ機構５の爪部９を閉方向に十分に押し込むことができるので、ブレーキ装置１は安定してブレーキ力を得ることができる。

またクサビ機構７が爪部９を閉方向に十分に押し込むことができるので、クサビ機構７の受け部１９および接触部２０の各傾斜面の傾きを小さくしてもブレーキ装置１はブレーキ力を得ることができる。クサビ機構７の傾斜面の傾きが小さい方が、締付力を得るための相対移動の距離は必要となるが得られる締付力が増大する。ブレーキ装置１のブレーキ力を向上するには有利である。

走行体３が逸走しない限りクサビ機構７による締付力が発生しない。走行体３が逸走しないとき、クランプ機構５はレール２を締め付けることなく把持しているに過ぎないため、爪部９の下端部およびブレーキシュー１２やレール２に過大な応力が発生することがない。爪部９およびブレーキシュー１２やレール２の疲労や損傷等の発生が抑制されるため、走行体３に逸走が発生してブレーキ力を発生させるべきときに、本発明のブレーキ装置１は安定してブレーキ力を発生させることができる。

岸壁クレーン等の走行体３は、突風等により逸走するとともにレール２から浮き上がる上向きの力を受けることがある。本発明のブレーキ装置１は、レール２の頭部の側面を幅
方向ｘの両側からクランプ機構５で挟む構成であるため、上向きの力に対しても抵抗力を発揮することができる。走行体３の浮き上がりを抑制することができるので、ブレーキ装置１の安定したブレーキ力を得るには有利である。

台風等が通過した後はブレーキ装置１の復旧作業を行う。ブレーキ装置１の伸縮シリンダ１６を伸長させて、ロッド部１４を上方に引き上げる。ロッド部１４の上昇にともない一対のアーム１０が把持位置から解除位置に移動するとともに、クランプ機構５がレール２を把持していた下端部を開きながら上方に移動する。このときクランプ機構５は連結機構６のロッド部１４により懸吊される状態となるため、長手方向ｙに沿った傾きは自重により解消される。

逸走方向と逆方向に走行体３を走行させてクサビ機構７により締付力を減少させた後に、伸縮シリンダ１６を伸長させてもよい。クサビ機構７の締付力を解放した後の方が、クランプ機構５を開きながら上方に移動させやすくなる。

図１１に例示するように連結機構６が、伸縮シリンダ１６に設置されてこの伸縮シリンダ１６の長さを検出する検出センサ２１と、この検出センサ２１に接続されて検出センサ２１からの入力に応じて外部に出力する判定部２２とを備える構成にすることができる。

検出センサ２１は、例えばヴィーデマン効果による磁歪現象を応用した磁歪式変位センサや、絶対位置を検出するアブソリュート式変位センサで構成することができる。検出センサ２１は、例えば伸縮シリンダ１６のケーシングに対するピストンの下端の位置を検出したり、伸縮シリンダ１６の伸縮方向における全長を検出する機能を有していれば上記に限定されない。

判定部２２は、検出センサ２１と有線または無線の信号線で接続されていて、検出センサ２１からの入力に応じて演算結果を外部に出力する構成を有している。図１１では説明のため信号線を一点鎖線で示している。例えば走行体３が岸壁クレーンの場合は、岸壁クレーンの運転室のモニタや、岸壁クレーンが配置されるコンテナターミナルの管理画面に判定部２２からの出力が表示される構成にすることができる。

ブレーキ装置１が解除状態Ｐ０のときに伸縮シリンダ１６が伸長してクランプ機構５は上方に持ち上げられた状態となる。そのため図１２に例示するように解除状態Ｐ０のときに伸縮シリンダ１６の長さＬｘが最も長くなりＬｘ＝Ｌ０となる。

ブレーキ装置１を準備状態Ｐ１とするときには、伸縮シリンダ１６が収縮してその長さがＬｘ＝Ｌ１となる。このときクランプ機構５の載置面９ａがレール２の上面に接触して、一対のアーム１０が把持位置となり、クランプ機構５がレール２を把持している状態となる。このときクランプ機構５はレール２を締め付けることなく把持しているに過ぎないので、クランプ機構５およびレール２に過大な応力は発生していない。

走行体３が逸走するとクランプ機構５が長手方向ｙに沿って傾いてクサビ機構７による締付力が発生する作動状態Ｐ２となる。クランプ機構５が傾くと図１１に例示するように上下方向ｚにおけるクランプ機構５の見かけ上の長さが短くなり、これにともない傾動バー１５が下方に移動する。伸縮シリンダ１６が更に収縮してその長さがＬｘ＜Ｌ１となる。

図１２に例示するように伸縮シリンダ１６の長さＬｘが準備状態Ｐ１のときの長さＬ１よりも小さくなったとき、ブレーキ装置１が作動状態Ｐ２でありブレーキ力を発生させている状態であることがわかる。クランプ機構５の傾きが大きくなるほどクサビ機構７によ
る締付力が増大していき、ブレーキ力が走行体３の逸走する力を上回ったときに走行体３は完全に停止する。これにともない伸縮シリンダ１６の収縮が止まる。

判定部２２は例えば伸縮シリンダ１６の長さＬｘを外部に出力する構成にすることができる。この構成によればブレーキ装置１が解除状態Ｐ０、準備状態Ｐ１、作動状態Ｐ２のいずれの状態であるかを外部から確認することができる。ブレーキ装置１が作動すべきときに作動しているか否かを外部から確認できるので、安定してブレーキ装置１のブレーキ力を発生させるには有利である。

例えばレール２の上に石などの異物があり、クランプ機構５の載置面９ａがレール２の上面と接触していない場合、準備状態Ｐ１となるべき状況にもかかわらず伸縮シリンダ１６の長さＬｘがＬ１まで小さくならない。このときクランプ機構５はレール２を把持できてない状態であり、ブレーキ装置１は走行体３の逸走を防止できない。走行体３の運転手等は、判定部２２を介して外部に出力される情報からブレーキ装置１が準備状態Ｐ１となっていないことを知ることができる。そのため走行体３を走行させて異物のない位置で再度ブレーキ装置１を解除状態Ｐ０から準備状態Ｐ１とする操作を行うことができる。安定してブレーキ装置１のブレーキ力を発生させるには有利である。

例えば走行体３の逸走が発生したときに伸縮シリンダ１６の長さＬｘがＬ１よりも小さくならない場合、クランプ機構５が傾動していない状態であることがわかる。ブレーキシュー１２やレール２の摩耗が所定量を超えていて、クランプ機構５の爪部９がレール２を掴めていない状態である可能性がある。ブレーキシュー１２やレール２の交換等の対応が可能となる。また連結部１３の固着等によりクランプ機構５が傾動できていない可能性がある。連結部１３への注油や交換等の対応が可能となる。

例えば伸縮シリンダ１６の長さＬｘがＬ１よりも小さくなっているにもかかわらず、走行体３の逸走が止まらない場合、クサビ機構７による締付力が得られていない可能性がある。クサビ機構７を構成する受け部１９や接触部２０の交換等の対応が可能となる。またクサビ機構７の締付力の反力を本体４が支持できていない可能性がある。本体４の側壁部４ａ等の点検や交換等の対応が可能となる。締付ボルト８の緩みの確認等の対応が可能となる。

判定部２２から出力される情報を外部の記憶装置等に記憶しておけば、岸壁クレーン等の走行体３が逸走する事態が発生した後に、その原因を究明するとともに逸走を防止するために対処が可能となる。安定してブレーキ装置１のブレーキ力を得るには有利である。

伸縮シリンダ１６の長さＬｘが準備状態Ｐ１より小さくなったときのみブレーキ装置１は作動状態Ｐ２である旨を外部に出力する構成を、判定部２２が有していてもよい。この場合には磁歪式変位センサやアブソリュート式変位センサの他に、例えば伸縮シリンダ１６の長さＬｘがＬ１よりも小さくなったときにオンとなる近接センサで検出センサ２１を構成してもよい。

またクランプ機構５の傾きを直接測定する傾斜センサ等で検出センサ２１を構成して、この検出センサ２１からの入力に基づき判定部２２がブレーキ装置１の状態を外部に出力する構成にしてもよい。ブレーキ装置１が解除状態Ｐ０または準備状態Ｐ１のときはクランプ機構５の傾きが検出されず、作動状態Ｐ２のときにクランプ機構５の傾きが検出されるため、ブレーキ装置１の状態を外部から知ることができる。

ブレーキ装置１が解除状態Ｐ０から準備状態Ｐ１となる回数を積算して、この回数が例えば三十回などの所定回数を超えたときに点検を行う構成にしてもよい。判定部２２が上
記回数を数えて外部に出力する構成にすることができる。判定部２２が上記回数を逐次外部に出力する構成にしてもよく、所定の回数を超えたときにその旨を外部に出力する構成にしてもよい。

例えば岸壁クレーン等の走行体３の運転室において、点検が必要である旨のランプの点灯や上記回数の表示を行う構成にすることができる。コンテナターミナルを管理するコンピュータ等が上記回数を積算して必要に応じて画面等に情報を表示する構成にしてもよい。このときコンピュータ等は判定部２２からの出力により上記回数を把握することができる。

ブレーキシュー１２はレール２との接触および離間を繰り返すことで、その表面が摩耗することがある。点検等により過度な摩耗がある場合にブレーキシュー１２等の交換を行うことができるので、安定してブレーキ装置１のブレーキ力を得やすくなる。

ブレーキ装置１が作動状態Ｐ２となる回数を積算して、この回数が例えば三回などの所定回数を超えたときに点検を行う構成にしてもよい。作動状態Ｐ２となる回数は、準備状態Ｐ１となる回数と同様に判定部２２を利用して積算され、画面等に表示される構成にすることができる。

作動状態Ｐ２のときにブレーキ装置１には大きな力が発生するので、この回数に応じて点検を行いブレーキシュー１２の状態の確認や締付ボルト８の増し締め等を行う。この点検の際に必要に応じてブレーキシュー１２やクサビ機構７を交換してもよい。安定してブレーキ装置１のブレーキ力を得るには有利である。

作動状態Ｐ２とならない限りブレーキ装置１に大きな力が発生することはほとんどないので、作動状態Ｐ２の回数にのみ基づいて点検や各部品の交換作業等を行う構成にしてもよい。またブレーキ装置１が準備状態Ｐ１となる回数と作動状態Ｐ２となる回数の両方をそれぞれ積算する構成にしてもよい。準備状態Ｐ１となる回数が所定回数を超えたときこれに対応する所定の点検作業等を行い、作動状態Ｐ２となる回数が所定回数を超えたときこれに対応する所定の点検作業等を行う構成にすることができる。またそれぞれが所定回数を超えていない場合であっても、準備状態Ｐ１となる回数と作動状態Ｐ２となる回数とを合算した値が所定の値を超えたとき、所定の点検作業等を行う構成にしてもよい。

図１３に例示するように本体４に設置されていて幅方向ｘにおける締付ボルト８の軸力を推定する第二検出センサ２３と、この第二検出センサ２３に接続されていて第二検出センサ２３からの入力に応じて外部に出力する第二判定部２４とをブレーキ装置１が備える構成にすることができる。

第二検出センサ２３は、例えば幅方向ｘにおける締付ボルト８の両端の近傍にそれぞれ配置されて、締付ボルト８の端部に向かってレーザ光を照射する一対のレーザセンサで構成することができる。締付ボルト８の軸力が増大すると締付ボルト８が軸方向に伸びるので、締付ボルト８の長さを測定することで軸力を推定することができる。

第二検出センサ２３は締付ボルト８の軸方向における軸力の大きさを推定できる機能を有していれば上記に限定されない。前述の磁歪式変位センサやアブソリュート式変位センサや近接センサで第二検出センサ２３を構成してもよい。また本体４の側壁部４ａに締付ボルト８を固定するためのナットと側壁部４ａとの間に設置される圧力センサで第二検出センサ２３を構成してもよい。締付ボルト８の軸力が増大すると側壁部４ａとの間の圧力が増加するので、この圧力を測定することで軸力を推定することができる。

第二判定部２４は、第二検出センサ２３と有線または無線の信号線で接続されていて、第二検出センサ２３からの入力に応じて演算結果を外部に出力する構成を有している。図１３では説明のため信号線を一点鎖線で示している。例えば走行体３が岸壁クレーンの場合は、岸壁クレーンの運転室のモニタや、岸壁クレーンが配置されるコンテナターミナルの管理画面に第二判定部２４からの出力が表示される構成にすることができる。

締付ボルト８は本体４に対して幅方向ｘの軸力を発生させている。ブレーキ装置１が解除状態Ｐ０および準備状態Ｐ１のときは、締付ボルト８の軸力は基本的に変動せず一定となる。そのため図１４に例示するように解除状態Ｐ０および準備状態Ｐ１のとき締付ボルト８の長さが変動することはない。

ブレーキ装置１が作動状態Ｐ２のときは、クランプ機構５が傾いてクサビ機構７による締付力が発生している状態となる。この締付力に比例する反力が締付ボルト８を幅方向ｘに伸ばす方向に発生して、これにより締付ボルト８の長さＬｙが伸びる。クランプ機構５がレール２を把持していない解除状態Ｐ０のときの締付ボルトの長さＬ２が例えば１０００ｍｍとすると、作動状態Ｐ２のとき締付ボルト８の長さＬｙは例えば２ｍｍ程度増加する。そのため締付ボルト８の長さＬｙを測定することにより、クサビ機構７により締付力が発揮されていることを検出できる。

第二判定部２４は例えば締付ボルト８の長さＬｙを外部に出力する構成にすることができる。この構成によればブレーキ装置１が作動状態Ｐ２であるか否かを外部から確認する事ができる。ブレーキ装置１が作動すべきときに作動しているか否かを外部から確認できるので、安定してブレーキ装置１のブレーキ力を発生させるには有利である。

締付ボルト８の長さＬｙが解除状態Ｐ０等のときの長さＬ２より大きくなったときのみブレーキ装置１が作動状態Ｐ２である旨を外部に出力する構成を、第二判定部２４が有していてもよい。

図１１に例示する実施形態と同様に、締付ボルト８の長さＬｙから作動状態Ｐ２となる回数が、第二判定部２４を利用して積算され、画面等に表示される構成にすることができる。この回数が例えば３回などの所定回数を超えたときに点検を行う構成にすることができる。

検出センサ２１および判定部２２と、第二検出センサ２３および第二判定部２４との両方をブレーキ装置１が備える構成にしてもよい。ブレーキ装置１の状態をより正確に把握することが可能となる。安定してブレーキ装置１のブレーキ力を発生させるには有利である。

１ブレーキ装置
２レール
３走行体
４本体
４ａ側壁部
５クランプ機構
６連結機構
７クサビ機構
８締付ボルト
９爪部
９ａ載置面
１０アーム
１１支点部
１２ブレーキシュー
１３連結部
１４ロッド部
１５傾動バー
１６伸縮シリンダ
１７油圧機器
１８カウンターウェイト
１９受け部
１９ａ第一傾斜面
１９ｂ第二傾斜面
２０接触部
２０ａ第三傾斜面
２０ｂ第四傾斜面
２１検出センサ
２２判定部
２３第二検出センサ
２４第二判定部
ｘ幅方向
ｙ長手方向
ｚ上下方向
θ （アームの）開き角度
Ｐ０解除状態
Ｐ１準備状態
Ｐ２作動状態
Ｌｘ（伸縮シリンダの）長さ
Ｌｙ（締付ボルトの）長さ

Claims

レールの上を走行する走行体に固定される本体と、この本体の中に配置されていて前記レールの長手方向を直角に横断する幅方向に沿って開閉して前記レールの頭部の側面を両側から把持可能に構成されるクランプ機構と、このクランプ機構を前記本体に連結する連結機構とを備えるブレーキ装置において、
前記クランプ機構の上部と前記連結機構との間に配置されていて前記長手方向に沿って傾動可能な状態に前記クランプ機構を支持する連結部と、前記クランプ機構の下部に下方に凸となる状態で形成されていて前記クランプ機構が前記レールを把持するときに前記レールの上面と接触する載置面と、前記クランプ機構と前記本体との間に配置されるクサビ機構とを備えていて、
前記本体に対して前記クランプ機構が前記長手方向に傾動したときに前記クランプ機構に閉方向の締付力を発生させる構成を前記クサビ機構が有していることを特徴とするブレーキ装置。
前記連結部が球面軸受で構成されている請求項１に記載のブレーキ装置。
前記クサビ機構が、前記本体に設置されていて前記長手方向において一方側から他方側に向かって前記クランプ機構に接近していく傾斜面を有する受け部と、前記クランプ機構に設置されていて前記長手方向において前記他方側から前記一方側に向かって前記本体に接近していく傾斜面を有する接触部とを備える請求項１または２に記載のブレーキ装置。
前記クランプ機構が、前記幅方向に並べて配置されていて下端部で前記レールを把持する一対の爪部と、一対の前記爪部の上端部にそれぞれ一端を連結されて前記連結部にそれぞれ他端を連結される一対のアームと、一対の前記爪部の間であり前記爪部の前記上端部より下方となる位置に配置されて一対の前記爪部の開閉の支点となる支点部とを備えていて、
前記連結機構により、一対の前記アームが所定の開き角度になって一対の前記爪部の前記下端部を閉じて前記レールを把持する把持位置と、この把持位置の開き角度よりも開き角度が小さくて一対の前記爪部の前記下端部を開いて前記レールの把持を解除する解除位置とに回動する構成を有する請求項１〜３のいずれかに記載のブレーキ装置。
前記連結機構が、上下方向に延設されていて下端が前記連結部を介して前記クランプ機構に連結されるロッド部と、前記長手方向に沿って延設されていて一端を前記本体に軸支されて途中部分に前記ロッド部の上端が連結される傾動バーと、この傾動バーの他端と前記本体との間に連結されていて上下方向に伸縮する伸縮シリンダとを備える請求項４に記載のブレーキ装置。
前記クランプ機構の前記長手方向に沿う傾きを検出する検出センサと、この検出センサに接続される判定部とを備えていて、
前記検出センサからの入力に基づき前記判定部が前記ブレーキ装置の状態を外部に出力する構成を有する請求項１〜５のいずれかに記載のブレーキ装置。
前記連結機構が、前記伸縮シリンダの長さを検出する検出センサと、この検出センサに接続される判定部とを備えていて、
一対の前記アームが前記把持位置にあるときの前記伸縮シリンダの長さよりも前記伸縮シリンダの長さが短くなったときに、前記検出センサからの入力に基づき前記ブレーキ装置は作動状態である旨を前記判定部が外部に出力する構成を有する請求項５に記載のブレーキ装置。
前記本体が前記幅方向に沿って対向配置される一対の側壁部と、この側壁部を貫通する状態で配置されて一対の前記側壁部を互いに接近させる方向に軸力を発生させる締付ボルトと、この締付ボルトの前記幅方向の長さを検出する第二検出センサと、この第二検出センサに接続される第二判定部とを備えていて、
前記クランプ機構が前記レールを把持していないときの前記締付ボルトの長さよりも前記締付ボルトの長さが長くなったときに、前記第二検出センサからの入力に基づき前記ブレーキ装置は作動状態である旨を前記第二判定部が外部に出力する構成を有する請求項４〜７のいずれかに記載のブレーキ装置。