JPH086745B2 - モノレ−ル・クレ−ン・キヤリツジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ 本発明はモノレール・クレーン・トラック若しくはキ
ャリッジの改良に関し、これはその望ましい実施態様に
引用されて例示的に記載されている。

長年に亘ってモノレール・クレーン・キャリッジの摩
耗及び安定特性を改良すべく数多くの提案なされ、該キ
ャリッジでは、モノレール・ビーム・ウエブに向かって
テーパし且つ、キャリッジ・フレーム・ヨークの両側か
ら互いに同軸状に突出する固定両側水平シャフト上に片
持ち梁式に支持されるローラを具備する。ローラのテー
パをビーム・フランジ面のスロープと適合させると、ロ
ーラの全長に亘ってトラック面に対して回転接触する。
この例は、米国特許第4,266,657号（フロスト等）、同
第3,971,601号（シツマ）、同第4,178,856号（ダンビ
ル）、同第1,652,009号（ホフマスター）及び同第667,8
68号（クック）に見出される。これは、揺動及び捩れに
対してキャリッジを安定させる手段として記載されてい
る。例えば、この安定化がないと、クレーンの重心のず
れ、若しくはモノレール・ビーム・ウエブの垂直面に対
する横方向前後の重心の移動が、トラック上でキャリッ
ジを前後に揺動させ、またクレーン走行ローラの牽引に
スキップ若しくは一時中断を発生させる。

然し、テーパ・ローラ構造は設計概念上好ましくな
く、なぜなら、全長に沿ったローラの表面速度の固有の
相違から、トレッド及びローラ表面の摩滅及び摩耗が生
ずるからである。更に、モノレール・ビーム・トラック
・フランジを下向きに片寄らせるクレーン・キャリッジ
に対する高負荷の供給は、望ましい安定した全長に亘る
ローラ表面とフランジ表面の回転接触から、帯若しくは
線接触状態への比較的突然の移行を生じさせ、上記後者
の状態においては、高負荷時、実質的に全重量が中央ビ
ーム・ウエブの側部に隣接するローラの内端部に生じ
る。これは、ローラ及びトラック（ビーム・フランジ）
面の悪化した局部的摩耗に沿った悪化した横方向安定性
を生じさせる。加えて、各シャフト上のローラを支持す
る軸受の非対称負荷が軸受寿命を短くする。

片持ち梁ローラ・シャフト上に支持され、また一方モ
ノレール・ビーム・フランジ負荷支持面のスロープに傾
斜適合して支持される非テーパ筒状ローラを具備する変
更例は、無負荷及び軽負荷での上記摩滅及び摩耗効果は
減少させるが、上記の残る問題について何の解決にもな
らなかった。米国特許第1,429,118号（タウンセンド）
はキャリッジ設計の変更した型式を例示する。

米国特許第2,997,966号（シャピン等）及び同第2,61
1,326号（スモールピース）における如くローラ・トレ
ッド面の長手方向凸弯曲はまた或る試みに関する変更型
式を提案し、この試みは、負荷の変化によるフランジ片
寄りの変化を関数として、ビーム・フランジ上で前後に
ローラの接触圧縮ゾーンを漸進的に移動させることによ
り、上記の摩滅及び摩耗効果並びに摩耗の拡散の減少を
達成するものである。然し、ローラ表面とビーム・フラ
ンジとの間の狭い走行線若しくはゾーンは未だ表面摩耗
を悪化させ、キャリッジを不安定にする。

トラックの摩耗を減少させるビーム・フランジ面の費
用の掛かる硬化は、いずれにしてもＩビーム若しくは幅
広Ｉビームを備える装置のコストを不当に高くする。Ｈ
ビームのような幅広Ｉビームは、このような使用のＩビ
ームに比べ高価でなく、容易に利用することが出来る。
然し、負荷条件の増大による摩耗の悪化の問題は、フラ
ンジの厚さに対するフランジのより広い幅により更に悪
化し、故に負荷下におけるフランジのより大きな片寄り
が摩耗と不安定性の問題を悪化させる。ビームの底面に
熔接された底板による、負荷の片寄りに対する下側ビー
ム・フランジの強化は、負荷下でのフランジの片寄りを
実質的に減少させるが、一方装置コストを実質的に大き
くする。

本発明の目的は、比較的低コストで且つ上述の問題の
限界を緩和若しくは克服するモノレール・クレーン・キ
ャリッジの改良を提供することである。

より具体的な目的は、ローラ及びトラック表面の摩耗
を減少させ且つ負荷条件の広範囲に亘って平均的な横方
向のクレーン安定性が改良されたクレーン・キャリッジ
・ローラ及び支持機構を提供することである。同時に本
発明は、負荷を支持し且つキャリッジ負荷の変化する条
件下で望ましい拡散を伴ってキャリッジ・シャフトから
トラック表面へ負荷を移行させる機能を有するクレーン
・ローラの為の軸受機構を提供する。

［発明の要約］ 本発明に係る最も望ましい実施例において、キャリッ
ジからの負荷力は、キャリッジ・シャフトから筒状ロー
ラへ、ビーム・ウエブから離間するローラの外端部で弾
性及び角度屈伏負荷支持部材を介して伝達される。ビー
ム・ウエブに隣接する逆側の内端部では、ローラは、ロ
ーラ軸と関連のシャフト軸との間の角度変化に適合する
ように設計された介設ローラ軸受を介してシャフト負荷
を支持する。その結果、変化負荷下でのフランジ片寄り
の変化を関数とした、フランジ・トラック表面にローラ
により提供される負荷圧の効果中心の中間横断平面の各
ローラに沿った移動は存在する一方、ローラは全負荷で
トラック表面の実質的に全長に亘って接触し、キャリッ
ジ安定性を最大にすると共に、最大の区域に亘るローラ
表面及びトレッド表面の摩耗の拡散を実質程度とする。
故に、ビーム・フランジが最大負荷の片寄りであって
も、外端部軸受部材の付随の揺動動作及びローラの内端
部の堅固な支持の軸受部材の順応的な揺動動作と共に、
ローラの外端部上の弾性追従下向き圧は、片持ち梁ロー
ラ支持シャフト自身が実質的に整一し且つ片寄りがない
間は、ローラ表面を全長において片寄ったビーム・フラ
ンジと接触するように維持する。ローラの外端部分とそ
れ等に関連のキャリッジ・シャフトとの間に介設された
弾性片寄り負荷支持部材に、適当な高ばね定数を選択す
ることにより、ローラ・トレッド表面上の負荷圧の効果
中心の長手方向の位置は、負荷変化と共に移行している
間、キャリッジ安定性並びにトレッド表面及びフランジ
表面摩耗の最小局部化という技術上の付属の利益を伴っ
て、ローラの端部間に位置するように残存する。

本発明の以上及びその他の特徴、目的及び利点は添付
の図面を引用してなされる以下の記載により、より明確
となるであろう。

［実施例の説明］ 第１図に示されるように、クレーン・キャリッジ12の
為のモノレール・トラック10は、Ｈビーム型の形状を有
し、これは、２セットの平行なフランジ（上部及び下
部）が該フランジに直角な直立ウエブにより接続され、
ビームの全高が実質的にビームの全幅に等しいようにな
っている。図示の例では、ウエブ10aは下部セット・フ
ランジ10bと略同じ厚さを有し、これは、両側に配置さ
れたキャリッジ・ローラ14の図示セットの為のトラック
を提供する。ローラは両側の片持ち梁シャフト16に支持
され、キャリッジ・アーム18により同軸状に実質的に堅
固に支持される。当然、２つ以上のこの種ローラ対を単
一キャリッジで使用し、必要な長手方向のキャリッジの
安定性及びビームに沿って分散された負荷支持を提供す
ることが出来る。

第２図乃至第６図に示されるように、各ローラ14は、
特別な非摩擦ローラ軸受14b,14c上に回転可能に軸支さ
れた環状トレット筒状ローラ部材14aを含み、軸受は片
持ち梁シャフト16上の長手方向に離間され、夫々部材14
aの内外端部分により支持され且つ該部分を支持する。
ビーム・ウエブ10aに隣接するトレッド部材14aの内端部
を支持する非摩擦軸受14bは同軸環状内外軸受リング部
材14b1,14b2を夫々有する。これ等は、他方に対して一
方を揺動若しくは傾斜することを許容する球状接触表面
により係合する。内側軸受リング部材14b1はシャフト16
の突出端部分16aの周りに装着される。トレッド部材14a
と外側軸受リング部材14b2との間には軸受ローラ14b3の
捕捉環状シリーズがあり、これ等は、軸受リング部材14
b2の周りに、周囲空間関係に保持され、またトレッド部
材14a及び軸受リング部材14b2の外周囲の両側適合環状
溝内に捕捉され、これは特に第４図に示される。これ等
はシャフト16上のトレッド部材14aの為の非摩擦サポー
トを提供し、これは、揺動軸受リングの組合せ14b1,14b
2、及びシャフトの長手方向に固定された協働部分の保
持により達成される。

ビーム・ウエブ10aから離間するトレッド部材14aの外
端部を支持する非摩擦軸受14cは、軸受14bの場合と同様
の捕捉軸受ローラ14c3上にトレッド部材14aを軸支する
ディスク状軸支部材14c2を含む。然し特に類似の端部が
存在する。部材14c2は中心にこれを貫通する側部が平坦
なスロット14c4を有する。片持ち梁シャフト16の対応の
側部平坦ベース部分16aが、第３図に示すように、摺動
可能に然しきちんとこのスロットを通過する。スロット
14c4の横断上下端部は、望ましくは弯曲し、シャフト部
分16bの各平坦頂底面と共にチェンバを形成し、該チェ
ンバは、名目上上下が弯曲し且つ垂直に圧縮された管状
スプリング部材14c6を保持する。無負荷若しくは僅かな
穏やかな負荷状態下では、管状スプリング部材14c6は略
圧縮負荷下で均衡する。キャリッジ負荷が増加するにつ
れ、従って第５図図示の位置から下方にビーム・フラン
ジ10bが片寄ると、２つの予圧縮された管状スプリング
部材14c6の最下部は延び、力の減少があっても、フラン
ジ・トレッド面に対してトレッド部材14aの外端部を圧
縮し続ける。これは管状スプリング部材14c6の上部の適
当な平坦化により許容される。シャフト16の中心軸の垂
直平面内におけるトレッド部材14aの傾斜若しくは揺動
は、高負荷下での上記フランジの下方への片寄りと共に
生じ、これは２つの軸受14b,14cの適当な揺動により許
容される。軸受14cの揺動は第６図図示の動作により許
容され、ここでは、スプリング管は一端部から他端部へ
異なって伸長且つ圧縮可能に示され、スロット14c4とシ
ャフト部分16bとの平坦側部の揺動係合は、片持ち梁シ
ャフト16の軸に垂直な純粋な転位運動に沿った相対運動
を許容する。

操作中、無負荷若しくは僅かな負荷条件下では、ロー
ラ14の回転表面部材を含むトレッド部材14aは、水平ビ
ーム・フランジ10bの上部トレッド表面上でその全長に
亘ってもたれるのが望ましい。なぜなら、部材14aのト
レッド面は筒状（その長手方向に亘って一定の径）で、
フランジ10bは平坦であり、この形状関係が、この様な
条件下で、ローラとビーム表面との間の望ましい非摩滅
及び安定した軸受接触を提供する。キャリッジ12に供さ
れる負荷力が増大するにつれ、故にフランジ10bの下方
への片寄りが増大するにつれ、然し、トレッド部材14a
は、片持ち梁シャフト16の固定水平軸に対して傾斜若し
くは揺動することにより、フランジの傾斜に適宜追従す
る。一方このようなローラの動作は、内側軸受14bによ
り受ける負荷に対する外側軸受14cにより受ける全負荷
・割合が漸進的に減少することを伴い、然し、トレッド
部材14aは、ローラの全長に亘ってフランジ表面と係合
する走行を保持する。この動作は、軸受14c内の管状ス
プリング部材14c6の弾性的な屈伏及び両軸受の傾斜若し
くは揺動動作の協働により許容される。故に、軸受負荷
の中心が負荷の変化を関数として軸受ローラ・リングの
長手方向に移動する間、その中心は先行の装置によるよ
りも端部間でより中心に近く配置されるように維持さ
れ、また比較的高価でない有用なモノレール・キャリッ
ジ・サポートとしてのＨビームを用いたキャリッジの安
定性と共に、トレッド若しくはトラックの寿命に関し材
料の改良が達成される。他の利点は、軸受負荷の内側移
動はＨビーム・フランジ上の片持ち梁負荷を減少させ、
故にＨビームの負荷支持能力を増大させる。

第７図において、シャフトの形状及び２つの軸受の関
連する位置は、ローラ26のトレッド部材26aの支持に関
し逆になっている。例えば、シャフト28の突出端部分28
aは長方形若しくは正方形の断面部分をなし、基部分28b
（ビーム・ウエブから最も離間した）は断面が円形であ
る。また非摩擦揺動堅固軸受26bは第１実施例の軸受14b
のように形成される。非摩擦揺動弾性屈伏軸受26cは第
１実施例の軸受14cのように形成される。トレッド・リ
ング26aを支持するこれ等の軸受の配置がシャフト28の
端部方向で逆となっているにも拘らず、組合せ機能は、
キャリッジ負荷の予想される範囲を通して、トレッド部
材の略全長に亘って、モノレール・ビーム・フランジ10
bに対して、トレッド部材26aが回転接触を維持するよう
に作用する。然し、この構成は、先行実施例におけるよ
りも、ビーム・ウエブ10aから堅固軸26bが離間されてい
ることにより、ビーム・フランジ10bの下方への片寄り
を生じさせる、負荷中心のより大きなモーメント・アー
ムが付与されることから望ましくない。

上記両実施例（第２図乃至第６図及び第７図）におい
て、トレッド部材14a若しくは26aは、ビーム・フランジ
が片寄って弯曲するような高負荷でも撓み能力が少なく
とも制限されるように形成されなければならず、然し、
その弯曲は僅かではあるが、フランジと支持接触するト
レッド部材の長手方向において、常にローラが全長にお
いてフランジと係合するのを維持するのに必要な程度、
適宜なされなければならない。

第８図図示の変更実施例においては、第１実施例が、
２つの離間部分14a1′,14a2′及びこれ等に関連の軸受
から形成されたトレッド部材14a′と共に開示される。
部分14a1′は軸受14bにより回転可能に支持され、部分1
4a2′は軸受14cにより同様に支持される。この変更例で
は、機能としてのビーム・フランジ10bに対するローラ
・トレッド面の係合の改良された均一性が、特に高キャ
リッジ負荷下において、フランジの下方への片寄りがフ
ランジの弯曲を伴う程迄フランジの片寄りを増大させ
る。分割ローラ・トレッド部材14a′は、単一ローラ・
トレッド部材14aよりも、トラック・フランジの弯曲に
対するトレッド面全長に亘る係合の均一性を保持出来る
点で望ましく、部材14aはトラック表面の接触の線に沿
って長手方向に適合する弯曲をなすように適宜撓むこと
が出来ない。

本発明の上記並びにその他の態様及び変更若しくは変
化は、付属の特許請求の範囲に包含される。

【図面の簡単な説明】

第１図はＨビーム・モノレール・キャリッジ・トラック
及びこれに支持されたモノレール・キャリッジを示す概
略断端面図、 第２図はモノレール・Ｈビームの下側部分を、トラック
・フランジの一つが本発明の最も望ましい態様として形
成されたキャリッジ・ローラと係合している状態で示す
拡大断端面図、 第３図は第２図の３−３線に沿った断面図、 第４図は第２図の４−４線に沿った断面図、 第５図は第２図に対応するが拡大した断端面図で、ビー
ム・フランジの片寄りと、これに関連するローラの位置
追従自己調整とを生じさせる、増大する負荷の効果を示
し、 第６図は第５図の６−６線に沿った断面図、 第７図は変更例を示す第５図と類似の断端面図、 第８図は更に別の変更例におけるローラの自己調整作用
を示す断端面図である。 10……モノレール・トラック、12……クレーン・キャリ
ッジ、14,26……キャリッジ・ローラ、16,28……シャフ
ト、18……キャリッジ・アーム、10a……ウエブ、10b…
…フランジ、14a,26a,14a′……トレッド部材、14b,14
c,26b,26c……軸受

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通常水平のＨビーム上を走行するのに適合
   したモノレール・クレーン・キャリッジであって、 前記Ｈビームは、実質的に垂直な直立ウエブにより連結
   される下側フランジおよび上側フランジを有し、 前記キャリッジは、フレーム部に接続される複数の支持
   部材を支持する前記フレーム部を有し、 前記支持部材は、前記直立ウエブの両側上の複数の負荷
   支持ローラを支持し、フレーム片持ち梁式で前記直立ウ
   エブに対して内方に突出し、 前記負荷支持ローラは、内部分と外部分を有し、前記内
   部分は前記直立ウエブに最も近接し、前記外部分は前記
   フレーム部に最も近接する環状トレッド部材と、 各々の前記負荷支持ローラのための多数の非摩擦軸受部
   材と、から前記負荷支持ローラは成り、 前記一方の軸受部材が、シャフトと外側トレッド部材部
   分との間に介設された支持部材を有し、 前記多数の非摩擦軸受部材の少なくとも一つは、調心性
   を有する軸受部材であって、前記内部分を支持し、 前記多数の非摩擦軸受部材の少なくとも一つは、前記外
   部分を支持し、 前記環状トレッド部材の前記外部分と前記支持部材との
   間に位置し、弾性キャリッジ負荷圧縮支持部材から前記
   多数の非摩擦軸受部材は成り、 前記関連のトレッド部材とシャフトとの間に介設された
   弾性キャリッジ負荷圧縮支持部材が、シャフト軸を含む
   負荷平面に対し、および、平面内で軸支部材の揺動を許
   容し、かつ、この平面内でシャフトを横断する部材の転
   位運動を許容するように、シャストが横断方向に摺動可
   能で、然し、回転不可能な関係に貫通する軸支部材を含
   み、前記軸支部材が、関連のトレッド部材部分を回転可
   能に軸支する部材を有し、かつ、これらにより包囲さ
   れ、前記シャフトと軸支部材との間に弾性屈伏位置付け
   部材が介設され、キャリッジ上の無負荷によりシャフト
   に対する中間揺動および転位位置に軸支部材を屈伏可能
   に維持し、キャリッジ負荷の増大および付随するフラン
   ジの片寄りの増大により、ビーム・フランジに対してト
   レッド部材部分を連続的に圧縮するように弾性的に屈伏
   し、 それにより、前記環状トレッド部材を揺動させ、前記環
   状トレッド部材は、キャリッジ負荷の変化によるフラン
   ジ片寄りの変化に従い、前記フランジの全長において前
   記環状トレッド部材の前記フランジと走行接触を保持す
   るための前記支持部材に対する転位屈伏を伴うことを特
   徴とするキャリッジ。
2. 【請求項２】前記各ローラの環状トレッド部材が、前記
   内外トレッド部材部分を含む一体的環状部材から成る特
   許請求の範囲第１項記載のキャリッジ。
3. 【請求項３】前記各ローラの内外トレッド部材部分が、
   関連のシャフトの長手方向で分離している特許請求の範
   囲第２項記載のキャリッジ。
4. 【請求項４】前記一方の軸受部材が、シャフトと外側ト
   レッド部材部分との間に介設された支持部材を有し、 他方の軸受部材が、シャフトと内側トレッド部材部分と
   の間に介設され、かつ、シャフトに対する転位において
   実質的に屈伏しない自在枢支支持部材から成る特許請求
   の範囲第１から３項のいずれかに記載のキャリッジ。
5. 【請求項５】前記一方の軸受部材が、シャフトと外側ト
   レッド部材部分との間に介設された支持部材を有し、 他方の軸受部材が、シャフトと内側トレッド部材部分と
   の間に介設され、かつ、キャリッジ負荷の変化によるフ
   ランジ片寄りの変化に従い、シャフトに対する転位に屈
   伏することなく前記内側トレッド部材の揺動を実質的に
   許容する自在枢支支持部材から成る特許請求の範囲第１
   から３項のいずれかに記載のキャリッジ。
6. 【請求項６】前記シャフトが平坦側部部分を有し、前記
   軸支部材が平坦側部部分と摺動式に係合する補完的な平
   坦側部スロットを有し、シャフトを横断する転位運動お
   よび揺動を許容する特許請求の範囲第１項記載のキャリ
   ッジ。
7. 【請求項７】前記軸支部材内のスロットがスロットの両
   側端部の中間にシャフト部分を収容し、前記弾性屈伏位
   置付け部材がスロットの両側端部とシャフト部分との間
   に夫々介設されたスプリング素子から成る特許請求の範
   囲第６項記載のキャリッジ。
8. 【請求項８】前記スプリング素子が、前記シャフト部分
   と軸支部材との間の相対運動により管状断面が変形され
   るようにスロット内に配向された管状素子から成る特許
   請求の範囲第７項記載のキャリッジ。