JP6840614B2 - 軌道走行式機械の制動装置 - Google Patents

Description

本発明は、軌道走行式機械の制動装置に関するものである。

図３は一般的な軌道走行式機械としてのコンテナクレーンの一例を示すものであって、１はコンテナクレーン、２はコンテナクレーン１が配備される港湾、３は港湾２における岸壁、４は岸壁３に図３の紙面と直交する方向へ延びるよう敷設されたレールであり、コンテナクレーン１のクレーン本体５の支持脚６には、レール４に沿って転動自在な走行車輪７を有する走行装置８が取り付けられている。

前記コンテナクレーン１は、荷役作業中に強風に煽られると、運転者の意に反して走行が止まらず、逸走してしまい、隣接する機械や近接構造物への衝突や倒壊に至る虞がある。

このため、前述の如き軌道走行式機械の逸走を防止する装置として、従来、例えば、特許文献１に開示されているようなクランプ装置がある。該クランプ装置は、先端部に挟み部が形成された一対の接触子をその略中間部が軸を中心として回動自在となるよう連結した挟み機構と、該挟み機構における前記接触子の基端部に設けられ且つ該接触子の基端部間を狭めて前記挟み部が常時レールを挟む閉方向へ前記接触子を回動させるようにしたばね機構と、前記一対の接触子の基端部に形成されたカム受部をその内側から押し開く方向へ駆動して前記挟み部によるレールの挟み付けを解放するための回転カムとを備えている。

しかしながら、特許文献１に開示されたクランプ装置では、レールを両側から挟み付ける方式を採用しているため、レール面との摩擦係数を高めるためにクランプ装置側の接触面にギザギザの歯を付けたり、或いは接触面を硬化させてヤスリのようにしたりしている場合、レールの側面に傷を付けてしまう可能性があった。又、レールの側面の精度が低く、その幅方向における中心線から側面までの寸法に左右でばらつきが生じているような場合、若しくはレールの腐食等が生じている場合、前記挟み部による挟み付けが均一に行われずに締付力が大きく低下してしまい、充分な保持力が得られなくなる可能性もあった。

こうした不具合を解消するため、レールの走行車輪転動面に対し直交する方向へブレーキパッドを押付・離反自在な油圧シリンダ等の流体圧シリンダを備えた制動装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平６−７２６９０号公報 特開２０１５−５８８０５号公報

しかしながら、特許文献２に開示された制動装置では、停止時には常に最大の力でブレーキパッドをレールの走行車輪転動面に押し付けるようになっているため、多大な負荷をレール及び基礎に掛けてしまうこととなり、該レール及び基礎の変形や破損が発生しやすくなると共に、設備全体の寿命が短くなることにもつながるという欠点を有していた。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、非常停止時以外はレール及び基礎への負荷を緩和することができ、設備全体の寿命延長を図り得る軌道走行式機械の制動装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明の軌道走行式機械の制動装置は、レールに沿って転動自在な走行車輪が配設された走行装置と、
前記レールの走行車輪転動面に対し該レールと直交する方向へブレーキパッドを押付・離反自在な流体圧シリンダと、
該流体圧シリンダへ作動流体を給排することにより前記流体圧シリンダを伸縮作動させる流体圧ユニットと
を備えた軌道走行式機械の制動装置において、
通常停止時には流体圧シリンダへ導入される作動流体の一部を逃して設定圧まで下げ、非常停止時にのみ流体圧シリンダへ作動流体を直接導入する減圧切換機構を備えることができる。

前記軌道走行式機械の制動装置において、前記減圧切換機構は、
前記流体圧シリンダを伸長させてブレーキパッドをレールに押し付けるための流体圧ユニットの作動流体の供給流路途中に並列に設けられる通常停止ライン及び非常停止ラインと、
通常停止時には作動流体を通常停止ラインへ導入し、非常停止時には作動流体を非常停止ラインへ導入する切換弁と、
前記通常停止ライン途中から分岐してタンクへ通じる減圧ラインと、
該減圧ライン途中に設けられた圧力調整弁と、
前記通常停止ラインの減圧ライン分岐点より下流側に設けられ且つ前記切換弁側から流体圧シリンダ側への作動流体の流れのみを許容して逆流を阻止する逆止弁と
を備えることができる。

本発明の軌道走行式機械の制動装置によれば、非常停止時以外はレール及び基礎への負荷を緩和することができ、設備全体の寿命延長を図り得るという優れた効果を奏し得る。

本発明の軌道走行式機械の制動装置の実施例を示す正面図である。 本発明の軌道走行式機械の制動装置の実施例における流体圧シリンダを示す概要構成図である。 軌道走行式機械としてのコンテナクレーンの一例を示す全体側面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１及び図２は本発明の軌道走行式機械の制動装置の実施例であって、図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

図１に示す如く、軌道走行式機械としてのコンテナクレーン１のクレーン本体５の支持脚６間には、該支持脚６をつなぐようレール４に沿って延びる下部フレーム６ａが設けられている。該下部フレーム６ａの底面側には、テンションロッド９によって保持されるブレーキブラケット１０が垂下され、該ブレーキブラケット１０の下部には、筒状のアウターケース１１が取り付けられている。

前記アウターケース１１の内部には、図２に示す如く、レール４の走行車輪転動面４ａに対し直交する方向へブレーキパッド１２を押付・離反自在な流体圧シリンダ１３が配設されている。尚、該流体圧シリンダ１３は、そのピストンロッド１３ｃが突出する側が下に向くよう鉛直に配設され、該ピストンロッド１３ｃの下端には前記ブレーキパッド１２が設けられている。

前記流体圧シリンダ１３には、該流体圧シリンダ１３を伸縮作動させる油圧ユニット等の流体圧ユニット１４が接続されている。前記流体圧ユニット１４は、油等の作動流体が貯留されたタンク１５から延びる圧送ライン１６と、流体圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａ（ピストンロッド１３ｃが突出していない側の室）に接続されるキャップ側ライン１７と、流体圧シリンダ１３のロッド側室１３ｂ（ピストンロッド１３ｃが突出している側の室）に接続されるロッド側ライン１８と、前記タンク１５へ通じる戻しライン１９とを備えている。前記圧送ライン１６途中には、モータ２０にて駆動されるポンプ２１と、該ポンプ２１にて圧送される作動流体の逆流を阻止する逆止弁２２とが設けられている。前記圧送ライン１６及び戻しライン１９と、前記キャップ側ライン１７とは、ソレノイドバルブ２３と減圧切換機構５０とを介して接続され、前記圧送ライン１６及び戻しライン１９と、前記ロッド側ライン１８とは、ソレノイドバルブ２３を介して接続され、前記逆止弁２２とソレノイドバルブ２３との間における圧送ライン１６途中から分岐させた蓄圧ライン２４には、アキュムレータ２５が接続されている。

前記ソレノイドバルブ２３は、ブレーキ作動ポジション２３Ａとブレーキ解除ポジション２３Ｂとを有している。前記ブレーキ作動ポジション２３Ａは、前記圧送ライン１６とキャップ側ライン１７とを前記減圧切換機構５０を介して連通させることにより、前記ポンプ２１によって圧送される作動流体を流体圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａへ導入しつつ、前記ロッド側ライン１８と戻しライン１９とを連通させることにより、前記流体圧シリンダ１３のロッド側室１３ｂの作動流体をタンク１５へ排出するポジションである。前記ブレーキ解除ポジション２３Ｂは、前記圧送ライン１６とロッド側ライン１８とを連通させることにより、前記ポンプ２１によって圧送される作動流体を前記流体圧シリンダ１３のロッド側室１３ｂへ導入しつつ、前記キャップ側ライン１７と戻しライン１９とを前記減圧切換機構５０を介して連通させることにより、前記流体圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａの作動流体をタンク１５へ排出するポジションである。尚、ソレノイドバルブ２３は、非常停止時（緊急を要する意図的な電源遮断時）及び停電時にはソレノイドへの通電が停止されてバネ力により機械的に前記ブレーキ作動ポジション２３Ａに切り換わるようになっている。

前記ポンプ２１と逆止弁２２との間における圧送ライン１６途中には、前記タンク１５へ通じるリリーフライン２６が分岐接続され、該リリーフライン２６途中には、前記圧送ライン１６における作動流体の圧力が設定圧以上となった際に開いて作動流体をタンク１５へ戻すリリーフ弁２７が設けられている。

前記蓄圧ライン２４途中には、該蓄圧ライン２４における作動流体の圧力が高位設定圧に達した際に作動する高位圧力スイッチ２８Ｈと、前記蓄圧ライン２４における作動流体の圧力が低位設定圧に達した際に作動する低位圧力スイッチ２８Ｌと、常時開（ノーマルオープン）で且つ前記高位圧力スイッチ２８Ｈの作動時に閉となるシャットオフ弁２８Ｖとが設けられている。これにより、前記蓄圧ライン２４における作動流体の圧力が前記アキュムレータ２５の設定圧に達した際には高位圧力スイッチ２８Ｈが作動して前記ポンプ２１のモータ２０に対し、図示していない制御装置から停止指令が出力されると共に前記シャットオフ弁２８Ｖが閉じる一方、前記圧力が前記アキュムレータ２５の設定圧以下に低下した際には低位圧力スイッチ２８Ｌが作動して前記ポンプ２１のモータ２０に対し、前記制御装置から駆動指令が出力されると共に前記シャットオフ弁２８Ｖが開くようになっている。

尚、前記蓄圧ライン２４途中には、メンテナンス時等に前記アキュムレータ２５の作動流体をタンク１５に抜くためのドレンライン２９が接続され、該ドレンライン２９には、作業者によって開閉される手動開閉弁３０が設けられている。

そして、本実施例の場合、前記減圧切換機構５０は、通常停止ライン５１及び非常停止ライン５２と、切換弁５３と、減圧ライン５４と、圧力調整弁５５と、逆止弁５６とを備えている。

前記通常停止ライン５１及び非常停止ライン５２は、前記流体圧シリンダ１３を伸長させてブレーキパッド１２をレール４に押し付けるための流体圧ユニット１４の作動流体の供給流路としてのキャップ側ライン１７途中に並列に設けられている。

前記切換弁５３は、前記ソレノイドバルブ２３と通常停止ライン５１及び非常停止ライン５２との間に設けられ、通常停止ポジション５３Ｄと非常停止ポジション５３Ｅとを有し、図示していない制御装置によって切り換えられるようになっている。前記通常停止ポジション５３Ｄは、前記ソレノイドバルブ２３がブレーキ作動ポジション２３Ａにあるときには、前記圧送ライン１６とキャップ側ライン１７とを通常停止ライン５１を介して連通させることにより、前記ポンプ２１によって圧送される作動流体を通常停止ライン５１及びキャップ側ライン１７を介して流体圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａへ導入するポジションである。一方、前記非常停止ポジション５３Ｅは、前記ソレノイドバルブ２３がブレーキ作動ポジション２３Ａにあるときには、前記圧送ライン１６とキャップ側ライン１７とを非常停止ライン５２を介して連通させることにより、前記ポンプ２１によって圧送される作動流体を非常停止ライン５２及びキャップ側ライン１７を介して流体圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａへ導入するポジションである。尚、前記ソレノイドバルブ２３がブレーキ解除ポジション２３Ｂにあるときには、前記切換弁５３が通常停止ポジション５３Ｄ或いは非常停止ポジション５３Ｅのいずれのポジションにあっても、キャップ側ライン１７と戻しライン１９とを非常停止ライン５２を介して連通させることにより、前記流体圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａの作動流体をキャップ側ライン１７及び非常停止ライン５２を介してタンク１５へ排出するようになっている。又、前記切換弁５３は、非常停止時（緊急を要する意図的な電源遮断時）及び停電時にはソレノイドへの通電が停止されてバネ力により機械的に前記非常停止ポジション５３Ｅに切り換わるようになっている。

前記減圧ライン５４は、前記通常停止ライン５１途中から分岐してタンク１５へ通じるラインである。

前記圧力調整弁５５は、前記減圧ライン５４途中に設けられており、リリーフ弁又は減圧弁とすることができる。

前記逆止弁５６は、前記通常停止ライン５１の減圧ライン５４分岐点より下流側に設けられており、前記切換弁５３側から流体圧シリンダ１３側への作動流体の流れのみを許容して逆流を阻止するようになっている。

これにより、前記減圧切換機構５０は、通常停止時には流体圧シリンダ１３へ導入される作動流体の一部を逃して設定圧まで下げ、非常停止時にのみ流体圧シリンダ１３へ作動流体を直接導入するようになっている。

次に、上記実施例の作用を説明する。

図２に示す如く、流体圧ユニット１４のソレノイドバルブ２３をブレーキ作動ポジション２３Ａに切り換えた状態にすると、圧送ライン１６とキャップ側ライン１７とが減圧切換機構５０を介して連通することにより、ポンプ２１によって圧送される作動流体が流体圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａへ導入されつつ、ロッド側ライン１８と戻しライン１９とが連通することにより、前記流体圧シリンダ１３のロッド側室１３ｂの作動流体がタンク１５へ排出される。これにより、ピストンロッド１３ｃが流体圧シリンダ１３から突出する方向へ移動し、ブレーキパッド１２がレール４の走行車輪転動面４ａに押し付けられて制動が行われる。

ここで、通常停止時には、前記減圧切換機構５０の切換弁５３は、図示していない制御装置により通常停止ポジション５３Ｄに切り換えられているため、前記流体圧シリンダ１３へ導入される作動流体の圧力が設定圧を超えている場合、圧力調整弁５５により作動流体の一部が減圧ライン５４からタンク１５へ逃され、流体圧シリンダ１３へ導入される作動流体の圧力は設定圧まで下げられる。

これにより、本実施例の場合、特許文献２に開示された制動装置とは異なり、停止時に常に最大の力でブレーキパッド１２をレール４の走行車輪転動面４ａに押し付けるのではなく、通常停止時には作動流体の圧力が抑えられるため、多大な負荷をレール４及び基礎に掛けてしまうことがなくなり、該レール４及び基礎の変形や破損が発生しにくくなると共に、設備全体の寿命が長くなる。

但し、非常停止時には、前記減圧切換機構５０の切換弁５３は、図示していない制御装置により非常停止ポジション５３Ｅに切り換えられるため、ポンプ２１によって圧送される作動流体は、非常停止ライン５２及びキャップ側ライン１７を通過して流体圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａへ導入される。これにより、減圧ライン５４へ作動流体が逃されることはなく、キャップ側ライン１７から流体圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａへ流入する作動流体の圧力が通常停止時に比べ高くなって、ブレーキパッド１２がレール４の走行車輪転動面４ａに強く押し付けられ、大きな制動力が得られる。このため、非常停止に支障を来たす心配はない。因みに、前記通常停止ライン５１の減圧ライン５４分岐点より下流側には逆止弁５６が設けられているため、非常停止時に非常停止ライン５２を流れる作動流体の一部が通常停止ライン５１へ逆流して減圧ライン５４からタンク１５へ逃げてしまうこともない。

一方、図２に示す状態から、流体圧ユニット１４のソレノイドバルブ２３をブレーキ解除ポジション２３Ｂに切り換えると、圧送ライン１６とロッド側ライン１８とが連通することにより、ポンプ２１によって圧送される作動流体が流体圧シリンダ１３のロッド側室１３ｂへ導入されつつ、キャップ側ライン１７と戻しライン１９とが連通することにより、流体圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａの作動流体がタンク１５へ排出される。これにより、ピストンロッド１３ｃが流体圧シリンダ１３の内部に収縮する方向へ移動し、ブレーキパッド１２がレール４の走行車輪転動面４ａから離反して制動が解除され、コンテナクレーン１を走行させることが可能となる。ここで、前記ソレノイドバルブ２３がブレーキ解除ポジション２３Ｂに切り換えられたときには、前記切換弁５３が通常停止ポジション５３Ｄ或いは非常停止ポジション５３Ｅのいずれのポジションにあっても、キャップ側ライン１７と戻しライン１９は、逆止弁５６が設けられた通常停止ライン５１ではなく非常停止ライン５２を介して連通することにより、前記流体圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａの作動流体がキャップ側ライン１７及び非常停止ライン５２を介してタンク１５へ排出される形となる。

尚、レール４の走行車輪転動面４ａに対し直交する方向へブレーキパッド１２を押付・離反自在な流体圧シリンダ１３を採用したことにより、前記レール４の走行車輪転動面４ａが完全に水平ではなくうねっていても、ブレーキ作動に皿バネを使用した従来のブレーキアクチュエータとは異なり、ストロークを充分に長く取ることができる。このため、うねりに伴って凹んだ箇所でもブレーキパッド１２をレール４の走行車輪転動面４ａに強く押し付けることが可能となり、均一なブレーキ力が得られる。又、制動装置を取り付けているクレーン本体５が弾性変形しても、ブレーキパッド１２はレール４の走行車輪転動面４ａに強く押し付けられるため、制動力が低下せず安定する。

又、前記蓄圧ライン２４における作動流体の圧力が前記アキュムレータ２５の高位設定圧に達した際には高位圧力スイッチ２８Ｈが作動して、前記ポンプ２１のモータ２０に対し、図示していない制御装置から停止指令が出力されると共にシャットオフ弁２８Ｖが閉じる。一方、前記圧力が前記アキュムレータ２５の低位設定圧以下に低下した際には低位圧力スイッチ２８Ｌが作動して、前記ポンプ２１のモータ２０に対し、前記制御装置から駆動指令が出力されると共に前記シャットオフ弁２８Ｖが開く。これにより、前記アキュムレータ２５は常時、高位設定圧と低位設定圧との間の圧力に蓄圧される。しかも、前記ソレノイドバルブ２３は、非常停止時及び停電時にはソレノイドへの通電が停止されてバネ力により機械的に前記ブレーキ作動ポジション２３Ａに切り換わると共に、前記切換弁５３も非常停止時及び停電時にはソレノイドへの通電が停止されてバネ力により機械的に前記非常停止ポジション５３Ｅに切り換わるようになっている。又、前記シャットオフ弁２８Ｖは、常時開（ノーマルオープン）であって非常停止時及び停電時には開いている。このため、非常停止時及び停電時には、前記アキュムレータ２５に蓄圧された作動流体が蓄圧ライン２４から非常停止ライン５２及びキャップ側ライン１７を介し前記流体圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａへ導かれて前記ブレーキパッド１２がレール４の走行車輪転動面４ａに押し付けられる。この結果、非常停止時及び停電時にたとえポンプ２１が停止したとしても、ブレーキを作動させることが可能となる。

こうして、非常停止時以外はレール４及び基礎への負荷を緩和することができ、設備全体の寿命延長を図り得る。

尚、本発明の軌道走行式機械の制動装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ コンテナクレーン（軌道走行式機械）
４ レール
４ａ 走行車輪転動面
７ 走行車輪
８ 走行装置
１２ ブレーキパッド
１３ 流体圧シリンダ
１４ 流体圧ユニット
１５ タンク
１７ キャップ側ライン（供給流路）
５０ 減圧切換機構
５１ 通常停止ライン
５２ 非常停止ライン
５３ 切換弁
５４ 減圧ライン
５５ 圧力調整弁
５６ 逆止弁

Claims (2)

1. レールに沿って転動自在な走行車輪が配設された走行装置と、
   前記レールの走行車輪転動面に対し該レールと直交する方向へブレーキパッドを押付・離反自在な流体圧シリンダと、
   該流体圧シリンダへ作動流体を給排することにより前記流体圧シリンダを伸縮作動させる流体圧ユニットと
   を備えた軌道走行式機械の制動装置において、
   通常停止時には流体圧シリンダへ導入される作動流体の一部を逃して設定圧まで下げ、非常停止時にのみ流体圧シリンダへ作動流体を直接導入する減圧切換機構を備えたことを特徴とする軌道走行式機械の制動装置。
2. 前記減圧切換機構は、
   前記流体圧シリンダを伸長させてブレーキパッドをレールに押し付けるための流体圧ユニットの作動流体の供給流路途中に並列に設けられる通常停止ライン及び非常停止ラインと、
   通常停止時には作動流体を通常停止ラインへ導入し、非常停止時には作動流体を非常停止ラインへ導入する切換弁と、
   前記通常停止ライン途中から分岐してタンクへ通じる減圧ラインと、
   該減圧ライン途中に設けられた圧力調整弁と、
   前記通常停止ラインの減圧ライン分岐点より下流側に設けられ且つ前記切換弁側から流体圧シリンダ側への作動流体の流れのみを許容して逆流を阻止する逆止弁と
   を備えた請求項１記載の軌道走行式機械の制動装置。

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