クレーン用車輪ユニット及びこれを用いた天井クレーン
【課題】走行レールに沿って巻上機を搭載した前後２つの横行フレームを移動する際に、円滑で安定した走行が可能であり、同時にその構造が小型コンパクトであるクレーン用車輪ユニットを提供する。
【解決手段】所定間隔で配置された左右一対の走行レールに沿って巻上装置を移動する車輪ユニットあって、上記巻上装置を搭載した揚重フレームに連結されたサドルフレームと、上記サドルフレームに軸承された複数の走行車輪と、上記走行車輪を駆動する駆動手段とを備える。上記サドルフレームはそれぞれ上記揚重フレームに連結され上記走行レールに沿って所定長さを有する複数のフレーム部材で構成し、この複数のフレーム部材は、（１）それぞれに上記走行レールに沿って前後に複数の走行車輪を軸承し、（２）上記走行レールに沿って走行方向前後に直列となるように配置し、（３）互いに前後隣接する端部がレール踏面に対して上下方向に回動可能に軸連結する。
【解決手段】所定間隔で配置された左右一対の走行レールに沿って巻上装置を移動する車輪ユニットあって、上記巻上装置を搭載した揚重フレームに連結されたサドルフレームと、上記サドルフレームに軸承された複数の走行車輪と、上記走行車輪を駆動する駆動手段とを備える。上記サドルフレームはそれぞれ上記揚重フレームに連結され上記走行レールに沿って所定長さを有する複数のフレーム部材で構成し、この複数のフレーム部材は、（１）それぞれに上記走行レールに沿って前後に複数の走行車輪を軸承し、（２）上記走行レールに沿って走行方向前後に直列となるように配置し、（３）互いに前後隣接する端部がレール踏面に対して上下方向に回動可能に軸連結する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は天井クレーンなどの車輪ユニット及び天井クレーンに係わり、左右一対の走行レールに沿って前後２条の横行レールに担持した揚重機を移動する走行車輪構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に巻上装置としてのクレーンは用途に応じて種々の形式のものが知られ、各種建造物の天井に据え付けられる天井クレーンは広く知られている。このような天井クレーンは所定の作業エリアを縦走する走行レールが左右一対配置され、この左右の走行レールにガーダ（梁；girder）を車輪ユニットで走行可能に取付けている。そしてこのガーダに敷設された横行レールに沿ってトロリーを装架し、このトロリーにホイストなどの巻上装置（巻上げ機など）を装備している。従って巻上装置を装備したトロリーは走行レールに沿ってＸ方向に縦走し、横行レールに沿ってＹ方向に移動することによって作業エリアのＸ−Ｙ方向の任意位置に運搬物（重量物）を搬送するクレーン構造として知られている。
【０００３】
従来、このような天井クレーンとしては例えば特許文献１に開示されているように左右一対の走行レールに車輪ユニットを介してガーダを移動自在に取付け、このガーダに敷設した横行レールにトロリーを位置移動可能に装着している。そしてこのトロリーに巻上げ機を搭載している。従って巻上げ機に吊下した運搬物の重量はトロリーとこれを搭載したガーダに支持され、このガーダは車輪ユニット（一般にサドルユニットと呼ばれる）を介して走行レールに支えられることとなる。
【０００４】
また、上述の横行フレームを、距離を隔てて前後に並設した２つのレール部材（ガーダ）で構成する所謂ダブルレール式トロリー構造が例えば特許文献２に開示されている。同文献には前後適宜間隔に配置した２つのレール部材に跨るようにトロリーを装着し、この２つのレール部材（ガーダ）を左右一対の走行レールに車輪を装備したサドルで走行可能に支持するクレーン構造が提案されている。このようなダブルレール式クレーン構造ではより大重量の運搬物の懸吊が可能であり、また運搬物の重量を分散することにより装置構成をより小型・コンパクトにすることが出来る特徴が知られている。
【０００５】
そこで上記ガーダを支持する車輪ユニットは運搬物の重量を支えるのと同時に走行レール上を円滑に転動することが要求される。この為、車輪ユニットは複数の車輪とこの各車輪に重量を均等に分配するフレーム構造（サドルフレーム）とで構成されている。前掲特許文献１の車輪ユニットは走行レールに沿って前後複数の車輪で構成され、この前後の車輪は走行方向に配置されたビーム形状のフレームに軸支持されている。また特許文献２には前後２つの横行レールそれぞれに配置された複数の車輪でそれぞれビーム形状のフレームに軸支持されている。
【０００６】
ところが建造物に据え付けられる走行レールは運搬物の重量或いは温度環境の変化などで撓んで歪曲することがある。この走行レールのレール踏面が歪曲すると前後に複数配列された走行車輪には偏った重量負荷が及ぶこととなり、走行車輪の故障、耐久性に問題を生ずる。そこでこのような走行レールの歪曲によって走行車輪に及ぶ重量負荷の偏りを防ぐために、従来例えば特許文献３のボギー構造が採られている。同文献にはガーダに揺動自在に軸支持したピボットフレームを設け、このピボットフレームに前後複数の車輪を軸支持した車輪フレームを支持している。同公報のものは第１及び第２の２つのピボットフレームをそれぞれ上下揺動自在に積み重ね、最下段のピボットフレームに前後複数の車輪を軸承した車輪フレームを支持している。
【特許文献１】特開平６−２６３３７９号公報（図１）
【特許文献２】特開平８−１２２６２号公報（図１）
【特許文献３】特開２００２−２４１０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように運搬物を揚上支持する横行フレームを前後２つの横行レールで構成するダブルレール（ガーダ）走行式クレーン構造は、装置全体を小型でコンパクトに構成することが出来ることと、また大重量の運搬物を運搬することが出来る特徴が知られている。この為、例えばクリーンルームなど限られた空間内にクレーンを装備する場合、或いは特に大重量の運搬物を懸吊するクレーン構造として多用されている。
【０００８】
ところがこのようなクレーン構造では並行する第１及び第２のガーダを前掲特許文献２のように単一のサドルフレームに連結して支持すると前後のガーダの重量が複数の車輪に偏って作用し、円滑な走行の妨げ、或いは走行車輪の故障、耐久性に問題を生ずる。これと同様に上述のダブルレール構造以外のクレーン構造であっても走行車輪の車輪径を小さく構成して装置設備の小型化を計ると重量を支えるために車輪数を多く配置しなければならない。これは揚重フレームを構成するガーダを支持する走行車輪の耐久性は外周径と車軸径が大きいほど耐重量特性に優れるが、逆に装置の大型化、特に高さ寸法の大型化を招く。
【０００９】
このように走行レールに沿って多数の車輪列を配置すると走行レールの歪曲によって各車輪に及ぶ荷重負荷に偏りが生ずる。このような場合、従来は前掲特許文献３に開示されているようなボギー式懸架構造が採られている。このボギー式懸架構造では、車輪を支持（軸承）するサドルフレームとガーダとの間に天秤状のピボットフレームを１段或いは数段に渡って配置しなければならない。これによって装置設備の大型化、特に揚程方向の高さ寸法が高くなる問題が生ずる。つまり前後複数の車輪列を走行レールの歪曲に応じてピボッタリーに上下動するためのフレームをサドルフレームの上に数段（文献３のものは２段）配置しなければならない。これによって走行レールと巻上機を搭載したトロリーとの間に必要以上の高さ寸法を要し、既存の建造物或いはクリーンルームなどの限られたスペースに採用する際には大きな障害となる。
【００１０】
そこで本発明者は前後に配置したダブルレール走行式のクレーン構造に於いて、第１のガーダに付与される重量負荷と、第２のガーダに付与される重量負荷をそれぞれ個別のサドルフレームで支持することによって重量負荷のバランスを図り、この前後２つのサドルフレームを走行レールの走行面に対して上下動可能に軸連結することによって個々の車輪が独走することなく歪曲したレール面であっても均等にフィットして円滑に回転し、これによって装置設備の小型コンパクト化と走行の安定性が得られるとの着想に至った。
【００１１】
本発明は走行レールに沿って巻上機を搭載した前後２つの横行フレームを移動する際に、円滑で安定した走行が可能であり、同時にその構造が小型コンパクトであるクレーン用車輪ユニットの提供をその主な課題としている。更に本発明は既存の建造物或いはクリーンルームなどの限られたスペースに設置することが可能な天井クレーンの提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記課題を解決するため以下の構成を採用したものである。所定間隔で配置された左右一対の走行レールに沿って巻上装置を移動する車輪ユニットであって、上記巻上装置を搭載した揚重フレーム（天井クレーにおけるガーダ１２）に連結されたサドルフレーム（３０，４０）と、上記サドルフレームに軸承された複数の走行車輪（３２、４２）と、上記走行車輪を駆動する駆動手段（Ｍ３、Ｍ４）とを備える。上記サドルフレームはそれぞれ上記揚重フレームに連結され上記走行レール（１１）に沿って所定長さ（Ｌ１）を有する複数のフレーム部材で構成し、この複数のフレーム部材は、（１）それぞれに上記走行レールに沿って前後に複数の走行車輪（３２、４２）を軸承し、（２）上記走行レールに沿って走行方向前後に直列となるように配置し、（３）互いに前後隣接する端部（３０Ｚ、４０Ｚ）がレール踏面（１１ｙ）に対して上下方向に回動可能に軸連結する。
【００１３】
上記揚重フレームは、上記走行レールの走行方向前後に距離を隔てて並設された第１の揚重フレーム（１２ａ）と第２の揚重フレーム（１２ｂ）で構成し、上記サドルフレームは上記第１の揚重フレームに連結された第１のフレーム部材（３０）と上記第２の揚重フレームに連結された第２のフレーム部材（４０）で構成する。
【００１４】
上記複数のフレーム部材は互いに隣接する端部に設けられた略々同一径の軸穴に連結ピン部材で上記走行レールに沿って直列に連結し、この複数のフレーム部材は上記走行レールの走行面に対して上記連結ピン部材（４５）を中心に上下方向に回動可能に連結する。
【００１５】
上記複数のフレーム部材は互いに連結された第１及び第２の２つのフレーム部材（３０、４０）で構成し、この第１フレーム部材（３０）と第２フレーム部材（４０）には、それぞれに前列車輪（３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂ）と後列車輪（３２ｃ、３２d、４２c、４２d）を配置し、上記第１フレーム部材には最前列車輪（３２ａ）に第１の駆動モータ（Ｍ３）が、第２フレーム部材には最後列車輪（４２ｄ）に第２の駆動モータ（Ｍ４）がそれぞれ連結配置される。
【００１６】
上記複数のフレーム部材に配設された車輪は金属ホイールにゴム、合成樹脂などのライニングが施され、上記複数のフレーム部材に設けられた上記軸穴には合成樹脂のブッシュが装着される。
【００１７】
本発明に係わる天井クレーンは、次の構成を採用する。所定間隔に配置された左右一対の走行レール（１１ａ、１１ｂ）と、上記左右の走行レール間に架設されたガーダ（１２ａ、１２ｂ）と、上記ガーダに敷設された横行レール（１５ａ、１５ｂ）に沿って移動自在のトロリー（２０）と、上記トロリーに搭載された巻上装置（２５、２６）とを備える。上記ガーダは上記走行レールに沿って前後に並設された第１ガーダ（１２ａ）と第２ガーダ（１２ｂ）で構成し、この第１及び第２のガーダにはそれぞれに第１及び第２のサドルフレーム（３０、４０）を連結し、上記第１及び第２のサドルフレームは、（１）それぞれ上記走行レールに沿って所定の長さ（Ｌ１）を有するフレーム形状に構成し、（２）それぞれに上記走行レールに沿って前後に複数の車輪（３２、４２）が回動自在に軸承され、（３）上記走行レールに沿って走行方向前後に直列となるように配置し、（４）互いに前後隣接する端部（３０Ｚ、４０Ｚ）がレール踏面（１１ｙ）に対して上下方向に回動可能に軸連結される。
【００１８】
上記第１のサドルフレームは上記第１のガーダに、上記第２のサドルフレームは上記第２のガーダにそれぞれボルトなどの固定手段で一体に取付ける。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は巻上機を搭載支持する揚重フレーム（天井クレーンにあってはガーダ）を複数のサドルフレームで連結支持し、この複数のサドルフレームを走行レールに走行方向前後に直列となるように配置し、各サドルフレームの隣接する端部をレール踏面に対して上下方向に回動自在に軸連結したものであるから、サドルフレームに軸承した複数の走行車輪は走行レールの踏面が歪曲していてもこれに倣うように上下動して前後の車輪に偏った荷重が及ぶ恐れがない。
【００２０】
従ってサドルフレームに多数の車輪を前後に配列することが可能となり、車輪径の小型化を図ることが出来る。特に従来の前後複数の車輪を軸承したサドルフレームを天秤状のピボットフレームを介してガーダなどの揚重フレームに取付ける場合と比較するとその高さ寸法を著しく低減することが可能となり、クリーンルームなどの限られた作業スペースにクレーン装置をコンパクトに装備することが可能となる。
【００２１】
更に本発明は走行レールの走行方向に前後２つのガーダを配置し、このガーダに巻上装置を搭載したクレーン構造に於いて第１及び第２のガーダにそれぞれサドルフレームを連結し、この各サドルフレームに複数の走行車輪を軸支持し、サドルフレームの隣接する端部を軸連結することにより、第１及び第２のガーダに搭載した巻上機とこれに懸吊した運搬物を安定した走行性で円滑に移送することが出来る。つまり巻上機を搭載した２つのガーダは個別のサドルフレームとこれに軸承した複数の車輪で走行レールに支持されるため、ガーダ相互間の寸法誤差、がたつきなどによってサドルフレームに偏った荷重が作用することがない。
【００２２】
このように本発明は複数の車輪を軸承したサドルフレームを走行レールに沿って前後に直列に配置し、各サドルフレームの隣接する端部をレール踏面に対して上下方向に回動自在となるように軸連結したものであるから、走行レールが若干歪曲していてもこれに倣うように前後の各車輪は上下動して揚重物の荷重を均等に支えることとなる。これと同時に前後に複数配置される走行車輪の前後間隔は、互いに連結されたサドルフレームで堅固な状態で所定の姿勢と位置関係に保持されるため、直進性に優れ円滑で安定した走行が可能である。従って、従来のボギー式懸架構造のようにピボットフレームなどのバランス部材を設けることなく前後直列のサドルフレームを互いに連結して荷重負荷のバランスを得るものであるから、装置設備を小型コンパクトに構成することが出来、その為の構造もシンプルで安価に製造することが可能である。特にクリーンルームなどの揚程方向の寸法を小さく小型化することが出来る。
【００２３】
更に、互いに連結したサドルフレームにそれぞれ配置された複数の車輪に、走行方向の最前列の車輪に第１の駆動モータを、最後列の車輪に第２の駆動モータをそれぞれ連結装備することによって操舵性に富んだ走行が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下図示の好適な実施の形態に基づいて本発明を詳述する。図１は本発明の車輪ユニットを備えた天井クレーンの全体構成の説明図であり、図２は走行レールと横行レールのレイアウト構成（平面）の説明図である。図３及び図４は巻上機とこれを備えたトロリーの構成説明図である。図５乃至７は本発明に係わる車輪ユニット（サドルユニット）の詳細構成の説明図であり、図８はその動作状態の説明図である。
【００２５】
［天井クレーンの構成説明］
まず後述する車輪ユニットＡを用いた天井クレーンＢの構成を図１に従って説明する。図１に示すように天井クレーンＢは例えば建造物などの作業エリアに左右一対の走行レール１１（１１ａ、１１ｂ）を配置する。この走行レール１１は例えば建造物の側壁などにフレーム部材を据え付け、このフレーム部材に敷設する。右走行レール１１ａと左走行レール１１ｂとは略々水平面上に配置され、両レールのスパンＬは等距離で互いに平行となるように配置されている。このように構成された左右の走行レール１１にはガーダ（girder；梁）１２が架け渡される。ガーダ１２は１本の梁部材で構成しても良いが、大重量の運搬物を搬送する場合或いは小スペースの作業エリアに配置する場合には走行方向前後に一対のガーダでダブルレール構造に構成する。図２（ａ）及び（ｂ）に示すガーダ１２は第１ガーダ１２ａと第２ガーダ１２ｂで構成し、両者は走行方向前後に所定間隔で平行に配置されている。そしてこのガーダ１２は運搬物の重量に耐える強度寸法に構成され、容易に撓まないようになっている。装置構成によってはこのガーダ１２には点検用の歩道を兼ねる歩道橋１３が付設され、図示１４は安全用の手摺り柵である。
【００２６】
上記ガーダ１２には後述するトロリー２０を走行可能に支持する横行レール１５が配置される。第１ガーダ１２ａに第１横行レール１５ａが、第２ガーダ１２ｂに第２横行レール１５ｂが敷設されている。そしてこの横行レール１５ａ、１５ｂは前述の右走行レール１１ａと左走行レール１１ｂとの間に配置されている。従って図２（ａ）に示すＸ−Ｘ方向に走行レール１１ａ、１１ｂが、Ｙ−Ｙ方向に第１及び第２の横行レール１５ａ、１５ｂが敷設されることとなる。そしてこの横行レール１５ａ、１５ｂに沿って巻上機を搭載したトロリー２０（後述する）が左右動可能（図１Ｙ方向に移動可能）に支持される。
【００２７】
［トロリーの構成］
次に図３及び図４に示すトロリーの構成について説明する。トロリー２０は前述の横行レール１５に沿って移動可能に支持される。この為、トロリー２０は枠組フレーム（以下「ユニットフレーム」と云う）２２と、これに回転自在に軸承された走行車輪２１とから構成されている。図示の枠組フレーム２２は図３（ａ）に示すように前述の第１ガーダ１２ａに設置される第１脚枠２２ａと第２ガーダ１２ｂに設置される第２脚枠２２ｂと、この両脚枠間に架橋支持された載置枠２２ｃで構成されている。そして第１及び第２の脚枠にはそれぞれ走行車輪２１が前後４輪ずつ回転自在に軸支持されている。各走行車輪２１は図４（ｂ）に示すように金属製のホイールの外周に樹脂、例えばウレタン樹脂、またはフッ素樹脂などでライニングされている。図示２１ａは車軸である。
【００２８】
このように構成された枠組フレーム２２は、その第１脚枠２２ａを前述の第１ガーダ１２ａに敷設した第１横行レール１５ａに、第２脚枠２２ｂを第２ガーダ１２ｂの第２横行レール１５ｂにそれぞれの走行車輪２１を介して設置されている。この各走行車輪２１は第１横行レール１５ａと第２横行レール１５ｂに載置支持され、走行車輪２１は駆動車輪と従動車輪で構成され、駆動車輪には駆動モータ（以下「横行モータＭ１」という）が装備されている（図３（ａ）参照）。尚上記第１及び第２の脚枠２２ａ、２２ｂには上述の走行車輪２１とは別に横行レール１５ａ、１５ｂの側面１５ｙに係合するガイドコロ２７（図６（ａ）参照）が例えば前後２個所に配置してある。このガイドコロ２７ａ、２７ｂは横行レール１５ａ、１５ｂの側面に係合支持されトロリー２０を走行車輪２１で左右動する際にその蛇行を防止する。
【００２９】
そして上記ユニットフレーム２２には主巻上機２５と補助巻上機２６が搭載されている。主巻上機（以下「メインホイスト」と云う）２５は大荷重用の大容量に構成され、補助巻上機（以下「サブホイスト２６」と云う）２６は小荷重用の小容量に構成されている。巻上機２５及び２６の構成について説明すると、巻上機２５（２６）は、ケーシング２５ａ（２６ａ）内に駆動回転軸（不図示）が設けられ、この駆動回転軸に図示しないロードシーブが取付けられている。そしてロードシーブにはチェーン、ロープなどの牽引部材が巻回され、この牽引部材の先端には懸吊フック２５ｘ、２６ｘが連結されている。また、駆動回転軸には減速歯車を介して巻上げモータＭ２が連結装備されている。そしてケーシング２５ａ内にはブレーキ、リミットスイッチなどの電装部品が内蔵されている。
【００３０】
上述のメインホイスト２５とサブホイスト２６とはユニットフレーム２２の載置枠２２ｃに固定して据え付けられている。従ってこれらのホイスト２５、２６は横行レール１５に沿って図１Ｙ方向に位置移動自在となり、横行レール１５を敷設したガーダ１２を介して走行レール１１に沿って図１Ｘ方向に位置移動自在となり、Ｘ−Ｙ方向の任意位置に移動することが可能となる。
【００３１】
このようにメインホイスト２５とサブホイスト２６はトロリー２０に据え付けられ、トロリー２０の走行車輪２１で第１及び第２のガーダ１２ａ、１２ｂに位置移動自在に支持され、各ホイストの懸吊フック２５ｘ、２６ｘで運搬物を懸吊することとなる。そしてこのトロリー２０は走行車輪２１に付設された横行モータＭ１によって横行レール１５に沿って左右動（図１Ｙ方向）することとなる。尚本発明にあって必ずしもサブホイスト２６をトロリー２０に搭載する必要はなく、運搬物が搬送時に揺れる恐れのある場合に補助的にこれを懸吊するとき、或いは工具などを懸吊する場合に使用する。
【００３２】
［車輪ユニットの構成］
上述の第１及び第２のガーダ１２ａ、１２ｂを走行レール１１に位置移動可能に支持する車輪ユニットＡ（以下「サドルユニットＡ」という）について説明する。図５はこのサドルユニットＡの正面図であり、図６はその要部拡大図であり（ｂ）は走行車輪の駆動部を、（ｃ）は走行レールへの設置係合部をそれぞれ示している。尚同図（ａ）は先に説明したトロリー２０とガーダの係合部を示す。また図７（ａ）はサドルユニットＡの平面構成を示し、（ｂ）（ｃ）は連結部の説明図である。
【００３３】
そこで前述のように１本或いは２本のガーダ（揚重フレーム）を右走行レール１１ａと左走行レール１１ｂに支持するサドルユニットＡは次のように構成される。図示の第１及び第２のガーダ１２ａ、１２ｂを走行レール１１に支持するサドルユニットＡの構成について以下説明する。図５に示すように第１ガーダ１２ａには第１のサドルフレーム（フレーム部材）３０が、第２ガーダ１２ｂには第２のサドルフレーム４０（フレーム部材）が固定ボルト３１、４１で連結固定されている。この第１及び第２のサドルフレーム３０、４０は、前記走行レール１１ａ、１１ｂに沿って所定長さＬ１を有する枠組みフレームで構成されている。この第１及び第２のサドルフレーム３０、４０にはそれぞれに走行レール１１ａ、１１ｂに沿う複数の走行車輪３２、４２が軸支持されている。
【００３４】
つまり図７（ａ）に示すように第１及び第２のサドルフレーム３０、４０は側枠３０ａ、３０ｂ及び側枠４０ａ、４０ｂ間に車軸３３、４３が軸承され、この車軸３３、４３に走行車輪３２、４２が軸支持されている。図示のものは第１のサドルフレーム３０に走行車輪３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが、第２のサドルフレーム４０に走行車輪４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄがそれぞれ軸支持されている。この４列構成の走行車輪３２、４２はそれぞれが同一平面に位置するように軸支されている。そして図７（ａ）左方向に移動する場合に第１のサドルフレーム３０の最前列に位置する走行車輪３２ａには第１走行モータＭ３が減速ギアを介してその車軸に連結装備してあり、第２のサドルフレーム４０の最後列に位置する走行車輪４２ｄには第２走行モータＭ４が減速ギアを介して連結装備されている。この第１及び第２の走行モータＭ３、Ｍ４と走行車輪３２、４２との連結構造は図６（ｂ）に示すように走行モータの出力軸に固定された減速ギアＧ０と車輪３２,４２の側部に固定された減速歯車Ｇ１で連結してある。
【００３５】
そこで上述のように構成された第１のサドルフレーム３０と第２のサドルフレーム４０とは前記走行レール１１に沿って前後に直列となるように配置され、これらに取付けられた走行車輪３２ａ〜３２ｄと４２ａ〜４２ｄがレール踏面１１ｙに沿うように配置されている。そして第１のサドルフレーム３０の端縁３０ｚと第２のサドルフレーム４０の端縁４０ｚとは連結ピン部材４５でレール踏面１１ｙに対し上下方向に回動可能に軸連結されている。図７（ｂ）（ｃ）に拡大した状態を示すが、第１のサドルフレーム３０に一体的に固着したブラケット３４に軸穴３４ｈが、第２のサドルフレーム４０に一体化したブラケット４４に軸穴４４ｈが穿設され、両軸穴に合成樹脂等のすべり軸受けであるフランジ付きのブッシュ４５ｖが嵌合され、ブッシュ４５ｖの軸穴径と略々同一径の連結ピン部材４５がブッシュ４５ｖに貫挿されている。特に上記軸穴３４ｈと４４ｈとはそれぞれ車軸３３、４３と同じ方向に穿設され、連結ピン部材４５でブッシュ４５ｖを介して連結されている。従って図１Ｘ方向に示す第１及び第２のサドルフレーム３０と４０の相対位置は規制されているが、連結ピン部材４５を軸に回動（屈曲）自在に連結され矢視方向（図７（ｂ）参照）に蛇行するのを規制している。
【００３６】
尚上記第１のサドルフレーム３０と第２のサドルフレーム４０には上述の走行車輪３２、４２とは別に走行レール１１ａ、１１ｂの側面に係合するガイドコロ３６、４６（図６（ｃ）参照）が例えば前後２個所にそれぞれのサドルフレーム３０，４０に配置してあり、第１及び第２のガーダ１２ａ、１２ｂを走行車輪３２、４２で前後動する際にその蛇行を防止する。つまり各ガイドコロ３６、４６は走行レール１１ａ、１１ｂの側面に規制されるように係合されている（図５参照）。
【００３７】
以上要するに走行レール１１ａ、１１ｂに沿って複数のサドルフレーム３０、４０が直列に配置され、この両サドルフレーム３０、４０の互いに隣接する端部は連結ピン部材４５でレール踏面１１ｙに対し上下方向（図１Ｚ方向）にのみ回動自在に構成され、このレール踏面１１ｙと直交する左右方向（図１Ｙ方向）には回動しないように運動規制されている。この運動規制によって走行車輪３２、４２の直進性（Ｘ方向運動規制）が確保されるように構成されている。
【００３８】
尚、図示の車輪ユニットＡはクリーンルームで使用する場合に備えて、各走行車輪３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄはそれぞれ合成樹脂例えばウレタン樹脂などでコーティングされ、前記連結ピン部材４５は合成樹脂製等のすべり軸受けであるブッシュ４５ｖで軸支され金属などの摩耗粉が発生し難い構成となっている。
【００３９】
次に図８（ａ）乃至（ｄ）に従って上述の車輪ユニットＡの動作について説明する。左右の走行レール１１ａ、１１ｂが前記第１及び第２のガーダ１２ａ、１２ｂに作用する運搬物の重量で撓んだ場合を図８（ａ）に示す。尚同図は説明を容易にするため誇大表現してあるが走行レール１１は運搬物の重量で水平面から下側にＵ字状に歪曲することがある。この場合、第１ガーダ１２ａの荷重Ｗ１は第１のサドルフレーム３０に作用し、第２ガーダ１２ｂの荷重Ｗ２は第２のサドルフレーム４０に作用する。これらの荷重Ｗ１，Ｗ２は前述の巻上機（メインホイスト）２５の取付け位置が両ガーダの中心に位置するときには[（運搬物重量＋トロリー重量）／２＋ガーダ重量]となり、荷重Ｗ１とＷ２は略々等しくなる。この荷重Ｗ１は第１のサドルフレーム３０の前輪３２ａと３２ｂにその１／２が作用し、残り１／２が後輪３２ｃと３２ｄに作用する。
【００４０】
このとき前輪３２ａと３２ｂの一方がレール踏面１１ｙから浮上すると全ての荷重が他方に作用する。このような荷重の偏りは第１及び第２のサドルフレーム３０、４０の前輪及び後輪全てにおいて同様となる。このとき本発明の車輪ユニットＡは図８（ｂ）に示すように連結ピン部材４５を中心に第１サドルフレーム３０と第２サドルフレーム４０とがレール踏面１１ｙに倣って屈曲するように変位する。これによって前輪・後輪、全ての車輪は略々等しい状態で走行レール１１ａ、１１ｂに接触して転動する。従って荷重Ｗ１は均等に走行車輪３２ａ〜３２ｄに分散支持され、同様に荷重Ｗ２は均等に走行車輪４２ａ〜４２ｄに分散支持される。従って走行レール１１に縦列配置された複数の車輪には略々均等な荷重が作用するため、例えば車輪の１つが浮上して隣接する車輪に倍の荷重が作用することがない。また、各車輪はその車軸に支えられて円滑に転動し、過剰な摩耗、摩損を招くことがなく耐久性に富んだ車輪ユニットが得られる。
【００４１】
尚、走行レール１１が環境温度などの変化によって上方に迫り上がった場合にも図８（ｃ）に示すように上述と同様の作用により、走行車輪３２ａ〜３２ｄ及び４２ａ〜４２ｄは円滑な転動と、レール踏面１１ｙに沿った直進性が得られ、同様に蛇行性においても不用意に蛇行することがない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係わる車輪ユニットを備えた天井クレーンの全体構成の斜視説明図である。
【図２】図１の装置に於ける走行レールのレイアウト説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】図１の装置に於ける巻上げ機とこれを備えたトロリーの構成説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は走行車輪の拡大図である。
【図４】図１の装置に於ける巻上げ機とこれを備えたトロリーの構成説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は走行車輪の断面図である。
【図５】図１のガーダを走行レールに位置移動可能に支持する車輪ユニット（サドルユニット）の全体説明図である。
【図６】図５に示す要部の拡大説明図であり、（ａ）はI部の拡大、（ｂ）はII部の拡大、（ｃ）はIII部の拡大説明図である。
【図７】図５のサドルユニットの構成説明図であり、（ａ）は平面状態の説明図、（ｂ）は連結部の平面構成の説明図、（ｃ）は連結部の正面構成の説明図である。
【図８】図５の装置に於ける動作状態の説明図であり、（ａ）は走行レールが上向きに湾曲した場合の走行状態の説明図であり、（ｂ）はその要部の拡大説明図である。また（ｃ）は走行レールが下向きに湾曲した場合の走行状態の説明図であり、（ｄ）はその要部拡大説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ａ 車輪ユニット（サドルユニット）
Ｂ 天井クレーン
１１ 走行レール
１１ａ 右走行レール
１１ｂ 左走行レール
１１ｙ レール踏面
１２ ガーダ
１２ａ 第１ガーダ
１２ｂ 第２ガーダ
２０ トロリー
１５ 横行レール
１５ａ 第１横行レール
１５ｂ 第２横行レール
２０ａ 枠組みフレーム
２１ 走行車輪
２２ ユニットフレーム
２５ 主巻上機（メインホイスト）
２６ 補助巻上機（サブホイスト）
２７ ガイドコロ
３０ 第１のサドルフレーム
４０ 第２のサドルフレーム
３２（３２ａ〜３２ｄ） 走行車輪
３３ 車軸
４２（４２ａ〜４２ｄ） 走行車輪
４３ 車軸
４５ 連結ピン部材
４５ｖ ブッシュ
Ｍ１ 横行モータ
Ｍ３ 第１走行モータ
Ｍ４ 第２走行モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は天井クレーンなどの車輪ユニット及び天井クレーンに係わり、左右一対の走行レールに沿って前後２条の横行レールに担持した揚重機を移動する走行車輪構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に巻上装置としてのクレーンは用途に応じて種々の形式のものが知られ、各種建造物の天井に据え付けられる天井クレーンは広く知られている。このような天井クレーンは所定の作業エリアを縦走する走行レールが左右一対配置され、この左右の走行レールにガーダ（梁；girder）を車輪ユニットで走行可能に取付けている。そしてこのガーダに敷設された横行レールに沿ってトロリーを装架し、このトロリーにホイストなどの巻上装置（巻上げ機など）を装備している。従って巻上装置を装備したトロリーは走行レールに沿ってＸ方向に縦走し、横行レールに沿ってＹ方向に移動することによって作業エリアのＸ−Ｙ方向の任意位置に運搬物（重量物）を搬送するクレーン構造として知られている。
【０００３】
従来、このような天井クレーンとしては例えば特許文献１に開示されているように左右一対の走行レールに車輪ユニットを介してガーダを移動自在に取付け、このガーダに敷設した横行レールにトロリーを位置移動可能に装着している。そしてこのトロリーに巻上げ機を搭載している。従って巻上げ機に吊下した運搬物の重量はトロリーとこれを搭載したガーダに支持され、このガーダは車輪ユニット（一般にサドルユニットと呼ばれる）を介して走行レールに支えられることとなる。
【０００４】
また、上述の横行フレームを、距離を隔てて前後に並設した２つのレール部材（ガーダ）で構成する所謂ダブルレール式トロリー構造が例えば特許文献２に開示されている。同文献には前後適宜間隔に配置した２つのレール部材に跨るようにトロリーを装着し、この２つのレール部材（ガーダ）を左右一対の走行レールに車輪を装備したサドルで走行可能に支持するクレーン構造が提案されている。このようなダブルレール式クレーン構造ではより大重量の運搬物の懸吊が可能であり、また運搬物の重量を分散することにより装置構成をより小型・コンパクトにすることが出来る特徴が知られている。
【０００５】
そこで上記ガーダを支持する車輪ユニットは運搬物の重量を支えるのと同時に走行レール上を円滑に転動することが要求される。この為、車輪ユニットは複数の車輪とこの各車輪に重量を均等に分配するフレーム構造（サドルフレーム）とで構成されている。前掲特許文献１の車輪ユニットは走行レールに沿って前後複数の車輪で構成され、この前後の車輪は走行方向に配置されたビーム形状のフレームに軸支持されている。また特許文献２には前後２つの横行レールそれぞれに配置された複数の車輪でそれぞれビーム形状のフレームに軸支持されている。
【０００６】
ところが建造物に据え付けられる走行レールは運搬物の重量或いは温度環境の変化などで撓んで歪曲することがある。この走行レールのレール踏面が歪曲すると前後に複数配列された走行車輪には偏った重量負荷が及ぶこととなり、走行車輪の故障、耐久性に問題を生ずる。そこでこのような走行レールの歪曲によって走行車輪に及ぶ重量負荷の偏りを防ぐために、従来例えば特許文献３のボギー構造が採られている。同文献にはガーダに揺動自在に軸支持したピボットフレームを設け、このピボットフレームに前後複数の車輪を軸支持した車輪フレームを支持している。同公報のものは第１及び第２の２つのピボットフレームをそれぞれ上下揺動自在に積み重ね、最下段のピボットフレームに前後複数の車輪を軸承した車輪フレームを支持している。
【特許文献１】特開平６−２６３３７９号公報（図１）
【特許文献２】特開平８−１２２６２号公報（図１）
【特許文献３】特開２００２−２４１０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように運搬物を揚上支持する横行フレームを前後２つの横行レールで構成するダブルレール（ガーダ）走行式クレーン構造は、装置全体を小型でコンパクトに構成することが出来ることと、また大重量の運搬物を運搬することが出来る特徴が知られている。この為、例えばクリーンルームなど限られた空間内にクレーンを装備する場合、或いは特に大重量の運搬物を懸吊するクレーン構造として多用されている。
【０００８】
ところがこのようなクレーン構造では並行する第１及び第２のガーダを前掲特許文献２のように単一のサドルフレームに連結して支持すると前後のガーダの重量が複数の車輪に偏って作用し、円滑な走行の妨げ、或いは走行車輪の故障、耐久性に問題を生ずる。これと同様に上述のダブルレール構造以外のクレーン構造であっても走行車輪の車輪径を小さく構成して装置設備の小型化を計ると重量を支えるために車輪数を多く配置しなければならない。これは揚重フレームを構成するガーダを支持する走行車輪の耐久性は外周径と車軸径が大きいほど耐重量特性に優れるが、逆に装置の大型化、特に高さ寸法の大型化を招く。
【０００９】
このように走行レールに沿って多数の車輪列を配置すると走行レールの歪曲によって各車輪に及ぶ荷重負荷に偏りが生ずる。このような場合、従来は前掲特許文献３に開示されているようなボギー式懸架構造が採られている。このボギー式懸架構造では、車輪を支持（軸承）するサドルフレームとガーダとの間に天秤状のピボットフレームを１段或いは数段に渡って配置しなければならない。これによって装置設備の大型化、特に揚程方向の高さ寸法が高くなる問題が生ずる。つまり前後複数の車輪列を走行レールの歪曲に応じてピボッタリーに上下動するためのフレームをサドルフレームの上に数段（文献３のものは２段）配置しなければならない。これによって走行レールと巻上機を搭載したトロリーとの間に必要以上の高さ寸法を要し、既存の建造物或いはクリーンルームなどの限られたスペースに採用する際には大きな障害となる。
【００１０】
そこで本発明者は前後に配置したダブルレール走行式のクレーン構造に於いて、第１のガーダに付与される重量負荷と、第２のガーダに付与される重量負荷をそれぞれ個別のサドルフレームで支持することによって重量負荷のバランスを図り、この前後２つのサドルフレームを走行レールの走行面に対して上下動可能に軸連結することによって個々の車輪が独走することなく歪曲したレール面であっても均等にフィットして円滑に回転し、これによって装置設備の小型コンパクト化と走行の安定性が得られるとの着想に至った。
【００１１】
本発明は走行レールに沿って巻上機を搭載した前後２つの横行フレームを移動する際に、円滑で安定した走行が可能であり、同時にその構造が小型コンパクトであるクレーン用車輪ユニットの提供をその主な課題としている。更に本発明は既存の建造物或いはクリーンルームなどの限られたスペースに設置することが可能な天井クレーンの提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記課題を解決するため以下の構成を採用したものである。所定間隔で配置された左右一対の走行レールに沿って巻上装置を移動する車輪ユニットであって、上記巻上装置を搭載した揚重フレーム（天井クレーにおけるガーダ１２）に連結されたサドルフレーム（３０，４０）と、上記サドルフレームに軸承された複数の走行車輪（３２、４２）と、上記走行車輪を駆動する駆動手段（Ｍ３、Ｍ４）とを備える。上記サドルフレームはそれぞれ上記揚重フレームに連結され上記走行レール（１１）に沿って所定長さ（Ｌ１）を有する複数のフレーム部材で構成し、この複数のフレーム部材は、（１）それぞれに上記走行レールに沿って前後に複数の走行車輪（３２、４２）を軸承し、（２）上記走行レールに沿って走行方向前後に直列となるように配置し、（３）互いに前後隣接する端部（３０Ｚ、４０Ｚ）がレール踏面（１１ｙ）に対して上下方向に回動可能に軸連結する。
【００１３】
上記揚重フレームは、上記走行レールの走行方向前後に距離を隔てて並設された第１の揚重フレーム（１２ａ）と第２の揚重フレーム（１２ｂ）で構成し、上記サドルフレームは上記第１の揚重フレームに連結された第１のフレーム部材（３０）と上記第２の揚重フレームに連結された第２のフレーム部材（４０）で構成する。
【００１４】
上記複数のフレーム部材は互いに隣接する端部に設けられた略々同一径の軸穴に連結ピン部材で上記走行レールに沿って直列に連結し、この複数のフレーム部材は上記走行レールの走行面に対して上記連結ピン部材（４５）を中心に上下方向に回動可能に連結する。
【００１５】
上記複数のフレーム部材は互いに連結された第１及び第２の２つのフレーム部材（３０、４０）で構成し、この第１フレーム部材（３０）と第２フレーム部材（４０）には、それぞれに前列車輪（３２ａ、３２ｂ、４２ａ、４２ｂ）と後列車輪（３２ｃ、３２d、４２c、４２d）を配置し、上記第１フレーム部材には最前列車輪（３２ａ）に第１の駆動モータ（Ｍ３）が、第２フレーム部材には最後列車輪（４２ｄ）に第２の駆動モータ（Ｍ４）がそれぞれ連結配置される。
【００１６】
上記複数のフレーム部材に配設された車輪は金属ホイールにゴム、合成樹脂などのライニングが施され、上記複数のフレーム部材に設けられた上記軸穴には合成樹脂のブッシュが装着される。
【００１７】
本発明に係わる天井クレーンは、次の構成を採用する。所定間隔に配置された左右一対の走行レール（１１ａ、１１ｂ）と、上記左右の走行レール間に架設されたガーダ（１２ａ、１２ｂ）と、上記ガーダに敷設された横行レール（１５ａ、１５ｂ）に沿って移動自在のトロリー（２０）と、上記トロリーに搭載された巻上装置（２５、２６）とを備える。上記ガーダは上記走行レールに沿って前後に並設された第１ガーダ（１２ａ）と第２ガーダ（１２ｂ）で構成し、この第１及び第２のガーダにはそれぞれに第１及び第２のサドルフレーム（３０、４０）を連結し、上記第１及び第２のサドルフレームは、（１）それぞれ上記走行レールに沿って所定の長さ（Ｌ１）を有するフレーム形状に構成し、（２）それぞれに上記走行レールに沿って前後に複数の車輪（３２、４２）が回動自在に軸承され、（３）上記走行レールに沿って走行方向前後に直列となるように配置し、（４）互いに前後隣接する端部（３０Ｚ、４０Ｚ）がレール踏面（１１ｙ）に対して上下方向に回動可能に軸連結される。
【００１８】
上記第１のサドルフレームは上記第１のガーダに、上記第２のサドルフレームは上記第２のガーダにそれぞれボルトなどの固定手段で一体に取付ける。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は巻上機を搭載支持する揚重フレーム（天井クレーンにあってはガーダ）を複数のサドルフレームで連結支持し、この複数のサドルフレームを走行レールに走行方向前後に直列となるように配置し、各サドルフレームの隣接する端部をレール踏面に対して上下方向に回動自在に軸連結したものであるから、サドルフレームに軸承した複数の走行車輪は走行レールの踏面が歪曲していてもこれに倣うように上下動して前後の車輪に偏った荷重が及ぶ恐れがない。
【００２０】
従ってサドルフレームに多数の車輪を前後に配列することが可能となり、車輪径の小型化を図ることが出来る。特に従来の前後複数の車輪を軸承したサドルフレームを天秤状のピボットフレームを介してガーダなどの揚重フレームに取付ける場合と比較するとその高さ寸法を著しく低減することが可能となり、クリーンルームなどの限られた作業スペースにクレーン装置をコンパクトに装備することが可能となる。
【００２１】
更に本発明は走行レールの走行方向に前後２つのガーダを配置し、このガーダに巻上装置を搭載したクレーン構造に於いて第１及び第２のガーダにそれぞれサドルフレームを連結し、この各サドルフレームに複数の走行車輪を軸支持し、サドルフレームの隣接する端部を軸連結することにより、第１及び第２のガーダに搭載した巻上機とこれに懸吊した運搬物を安定した走行性で円滑に移送することが出来る。つまり巻上機を搭載した２つのガーダは個別のサドルフレームとこれに軸承した複数の車輪で走行レールに支持されるため、ガーダ相互間の寸法誤差、がたつきなどによってサドルフレームに偏った荷重が作用することがない。
【００２２】
このように本発明は複数の車輪を軸承したサドルフレームを走行レールに沿って前後に直列に配置し、各サドルフレームの隣接する端部をレール踏面に対して上下方向に回動自在となるように軸連結したものであるから、走行レールが若干歪曲していてもこれに倣うように前後の各車輪は上下動して揚重物の荷重を均等に支えることとなる。これと同時に前後に複数配置される走行車輪の前後間隔は、互いに連結されたサドルフレームで堅固な状態で所定の姿勢と位置関係に保持されるため、直進性に優れ円滑で安定した走行が可能である。従って、従来のボギー式懸架構造のようにピボットフレームなどのバランス部材を設けることなく前後直列のサドルフレームを互いに連結して荷重負荷のバランスを得るものであるから、装置設備を小型コンパクトに構成することが出来、その為の構造もシンプルで安価に製造することが可能である。特にクリーンルームなどの揚程方向の寸法を小さく小型化することが出来る。
【００２３】
更に、互いに連結したサドルフレームにそれぞれ配置された複数の車輪に、走行方向の最前列の車輪に第１の駆動モータを、最後列の車輪に第２の駆動モータをそれぞれ連結装備することによって操舵性に富んだ走行が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下図示の好適な実施の形態に基づいて本発明を詳述する。図１は本発明の車輪ユニットを備えた天井クレーンの全体構成の説明図であり、図２は走行レールと横行レールのレイアウト構成（平面）の説明図である。図３及び図４は巻上機とこれを備えたトロリーの構成説明図である。図５乃至７は本発明に係わる車輪ユニット（サドルユニット）の詳細構成の説明図であり、図８はその動作状態の説明図である。
【００２５】
［天井クレーンの構成説明］
まず後述する車輪ユニットＡを用いた天井クレーンＢの構成を図１に従って説明する。図１に示すように天井クレーンＢは例えば建造物などの作業エリアに左右一対の走行レール１１（１１ａ、１１ｂ）を配置する。この走行レール１１は例えば建造物の側壁などにフレーム部材を据え付け、このフレーム部材に敷設する。右走行レール１１ａと左走行レール１１ｂとは略々水平面上に配置され、両レールのスパンＬは等距離で互いに平行となるように配置されている。このように構成された左右の走行レール１１にはガーダ（girder；梁）１２が架け渡される。ガーダ１２は１本の梁部材で構成しても良いが、大重量の運搬物を搬送する場合或いは小スペースの作業エリアに配置する場合には走行方向前後に一対のガーダでダブルレール構造に構成する。図２（ａ）及び（ｂ）に示すガーダ１２は第１ガーダ１２ａと第２ガーダ１２ｂで構成し、両者は走行方向前後に所定間隔で平行に配置されている。そしてこのガーダ１２は運搬物の重量に耐える強度寸法に構成され、容易に撓まないようになっている。装置構成によってはこのガーダ１２には点検用の歩道を兼ねる歩道橋１３が付設され、図示１４は安全用の手摺り柵である。
【００２６】
上記ガーダ１２には後述するトロリー２０を走行可能に支持する横行レール１５が配置される。第１ガーダ１２ａに第１横行レール１５ａが、第２ガーダ１２ｂに第２横行レール１５ｂが敷設されている。そしてこの横行レール１５ａ、１５ｂは前述の右走行レール１１ａと左走行レール１１ｂとの間に配置されている。従って図２（ａ）に示すＸ−Ｘ方向に走行レール１１ａ、１１ｂが、Ｙ−Ｙ方向に第１及び第２の横行レール１５ａ、１５ｂが敷設されることとなる。そしてこの横行レール１５ａ、１５ｂに沿って巻上機を搭載したトロリー２０（後述する）が左右動可能（図１Ｙ方向に移動可能）に支持される。
【００２７】
［トロリーの構成］
次に図３及び図４に示すトロリーの構成について説明する。トロリー２０は前述の横行レール１５に沿って移動可能に支持される。この為、トロリー２０は枠組フレーム（以下「ユニットフレーム」と云う）２２と、これに回転自在に軸承された走行車輪２１とから構成されている。図示の枠組フレーム２２は図３（ａ）に示すように前述の第１ガーダ１２ａに設置される第１脚枠２２ａと第２ガーダ１２ｂに設置される第２脚枠２２ｂと、この両脚枠間に架橋支持された載置枠２２ｃで構成されている。そして第１及び第２の脚枠にはそれぞれ走行車輪２１が前後４輪ずつ回転自在に軸支持されている。各走行車輪２１は図４（ｂ）に示すように金属製のホイールの外周に樹脂、例えばウレタン樹脂、またはフッ素樹脂などでライニングされている。図示２１ａは車軸である。
【００２８】
このように構成された枠組フレーム２２は、その第１脚枠２２ａを前述の第１ガーダ１２ａに敷設した第１横行レール１５ａに、第２脚枠２２ｂを第２ガーダ１２ｂの第２横行レール１５ｂにそれぞれの走行車輪２１を介して設置されている。この各走行車輪２１は第１横行レール１５ａと第２横行レール１５ｂに載置支持され、走行車輪２１は駆動車輪と従動車輪で構成され、駆動車輪には駆動モータ（以下「横行モータＭ１」という）が装備されている（図３（ａ）参照）。尚上記第１及び第２の脚枠２２ａ、２２ｂには上述の走行車輪２１とは別に横行レール１５ａ、１５ｂの側面１５ｙに係合するガイドコロ２７（図６（ａ）参照）が例えば前後２個所に配置してある。このガイドコロ２７ａ、２７ｂは横行レール１５ａ、１５ｂの側面に係合支持されトロリー２０を走行車輪２１で左右動する際にその蛇行を防止する。
【００２９】
そして上記ユニットフレーム２２には主巻上機２５と補助巻上機２６が搭載されている。主巻上機（以下「メインホイスト」と云う）２５は大荷重用の大容量に構成され、補助巻上機（以下「サブホイスト２６」と云う）２６は小荷重用の小容量に構成されている。巻上機２５及び２６の構成について説明すると、巻上機２５（２６）は、ケーシング２５ａ（２６ａ）内に駆動回転軸（不図示）が設けられ、この駆動回転軸に図示しないロードシーブが取付けられている。そしてロードシーブにはチェーン、ロープなどの牽引部材が巻回され、この牽引部材の先端には懸吊フック２５ｘ、２６ｘが連結されている。また、駆動回転軸には減速歯車を介して巻上げモータＭ２が連結装備されている。そしてケーシング２５ａ内にはブレーキ、リミットスイッチなどの電装部品が内蔵されている。
【００３０】
上述のメインホイスト２５とサブホイスト２６とはユニットフレーム２２の載置枠２２ｃに固定して据え付けられている。従ってこれらのホイスト２５、２６は横行レール１５に沿って図１Ｙ方向に位置移動自在となり、横行レール１５を敷設したガーダ１２を介して走行レール１１に沿って図１Ｘ方向に位置移動自在となり、Ｘ−Ｙ方向の任意位置に移動することが可能となる。
【００３１】
このようにメインホイスト２５とサブホイスト２６はトロリー２０に据え付けられ、トロリー２０の走行車輪２１で第１及び第２のガーダ１２ａ、１２ｂに位置移動自在に支持され、各ホイストの懸吊フック２５ｘ、２６ｘで運搬物を懸吊することとなる。そしてこのトロリー２０は走行車輪２１に付設された横行モータＭ１によって横行レール１５に沿って左右動（図１Ｙ方向）することとなる。尚本発明にあって必ずしもサブホイスト２６をトロリー２０に搭載する必要はなく、運搬物が搬送時に揺れる恐れのある場合に補助的にこれを懸吊するとき、或いは工具などを懸吊する場合に使用する。
【００３２】
［車輪ユニットの構成］
上述の第１及び第２のガーダ１２ａ、１２ｂを走行レール１１に位置移動可能に支持する車輪ユニットＡ（以下「サドルユニットＡ」という）について説明する。図５はこのサドルユニットＡの正面図であり、図６はその要部拡大図であり（ｂ）は走行車輪の駆動部を、（ｃ）は走行レールへの設置係合部をそれぞれ示している。尚同図（ａ）は先に説明したトロリー２０とガーダの係合部を示す。また図７（ａ）はサドルユニットＡの平面構成を示し、（ｂ）（ｃ）は連結部の説明図である。
【００３３】
そこで前述のように１本或いは２本のガーダ（揚重フレーム）を右走行レール１１ａと左走行レール１１ｂに支持するサドルユニットＡは次のように構成される。図示の第１及び第２のガーダ１２ａ、１２ｂを走行レール１１に支持するサドルユニットＡの構成について以下説明する。図５に示すように第１ガーダ１２ａには第１のサドルフレーム（フレーム部材）３０が、第２ガーダ１２ｂには第２のサドルフレーム４０（フレーム部材）が固定ボルト３１、４１で連結固定されている。この第１及び第２のサドルフレーム３０、４０は、前記走行レール１１ａ、１１ｂに沿って所定長さＬ１を有する枠組みフレームで構成されている。この第１及び第２のサドルフレーム３０、４０にはそれぞれに走行レール１１ａ、１１ｂに沿う複数の走行車輪３２、４２が軸支持されている。
【００３４】
つまり図７（ａ）に示すように第１及び第２のサドルフレーム３０、４０は側枠３０ａ、３０ｂ及び側枠４０ａ、４０ｂ間に車軸３３、４３が軸承され、この車軸３３、４３に走行車輪３２、４２が軸支持されている。図示のものは第１のサドルフレーム３０に走行車輪３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが、第２のサドルフレーム４０に走行車輪４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄがそれぞれ軸支持されている。この４列構成の走行車輪３２、４２はそれぞれが同一平面に位置するように軸支されている。そして図７（ａ）左方向に移動する場合に第１のサドルフレーム３０の最前列に位置する走行車輪３２ａには第１走行モータＭ３が減速ギアを介してその車軸に連結装備してあり、第２のサドルフレーム４０の最後列に位置する走行車輪４２ｄには第２走行モータＭ４が減速ギアを介して連結装備されている。この第１及び第２の走行モータＭ３、Ｍ４と走行車輪３２、４２との連結構造は図６（ｂ）に示すように走行モータの出力軸に固定された減速ギアＧ０と車輪３２,４２の側部に固定された減速歯車Ｇ１で連結してある。
【００３５】
そこで上述のように構成された第１のサドルフレーム３０と第２のサドルフレーム４０とは前記走行レール１１に沿って前後に直列となるように配置され、これらに取付けられた走行車輪３２ａ〜３２ｄと４２ａ〜４２ｄがレール踏面１１ｙに沿うように配置されている。そして第１のサドルフレーム３０の端縁３０ｚと第２のサドルフレーム４０の端縁４０ｚとは連結ピン部材４５でレール踏面１１ｙに対し上下方向に回動可能に軸連結されている。図７（ｂ）（ｃ）に拡大した状態を示すが、第１のサドルフレーム３０に一体的に固着したブラケット３４に軸穴３４ｈが、第２のサドルフレーム４０に一体化したブラケット４４に軸穴４４ｈが穿設され、両軸穴に合成樹脂等のすべり軸受けであるフランジ付きのブッシュ４５ｖが嵌合され、ブッシュ４５ｖの軸穴径と略々同一径の連結ピン部材４５がブッシュ４５ｖに貫挿されている。特に上記軸穴３４ｈと４４ｈとはそれぞれ車軸３３、４３と同じ方向に穿設され、連結ピン部材４５でブッシュ４５ｖを介して連結されている。従って図１Ｘ方向に示す第１及び第２のサドルフレーム３０と４０の相対位置は規制されているが、連結ピン部材４５を軸に回動（屈曲）自在に連結され矢視方向（図７（ｂ）参照）に蛇行するのを規制している。
【００３６】
尚上記第１のサドルフレーム３０と第２のサドルフレーム４０には上述の走行車輪３２、４２とは別に走行レール１１ａ、１１ｂの側面に係合するガイドコロ３６、４６（図６（ｃ）参照）が例えば前後２個所にそれぞれのサドルフレーム３０，４０に配置してあり、第１及び第２のガーダ１２ａ、１２ｂを走行車輪３２、４２で前後動する際にその蛇行を防止する。つまり各ガイドコロ３６、４６は走行レール１１ａ、１１ｂの側面に規制されるように係合されている（図５参照）。
【００３７】
以上要するに走行レール１１ａ、１１ｂに沿って複数のサドルフレーム３０、４０が直列に配置され、この両サドルフレーム３０、４０の互いに隣接する端部は連結ピン部材４５でレール踏面１１ｙに対し上下方向（図１Ｚ方向）にのみ回動自在に構成され、このレール踏面１１ｙと直交する左右方向（図１Ｙ方向）には回動しないように運動規制されている。この運動規制によって走行車輪３２、４２の直進性（Ｘ方向運動規制）が確保されるように構成されている。
【００３８】
尚、図示の車輪ユニットＡはクリーンルームで使用する場合に備えて、各走行車輪３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄはそれぞれ合成樹脂例えばウレタン樹脂などでコーティングされ、前記連結ピン部材４５は合成樹脂製等のすべり軸受けであるブッシュ４５ｖで軸支され金属などの摩耗粉が発生し難い構成となっている。
【００３９】
次に図８（ａ）乃至（ｄ）に従って上述の車輪ユニットＡの動作について説明する。左右の走行レール１１ａ、１１ｂが前記第１及び第２のガーダ１２ａ、１２ｂに作用する運搬物の重量で撓んだ場合を図８（ａ）に示す。尚同図は説明を容易にするため誇大表現してあるが走行レール１１は運搬物の重量で水平面から下側にＵ字状に歪曲することがある。この場合、第１ガーダ１２ａの荷重Ｗ１は第１のサドルフレーム３０に作用し、第２ガーダ１２ｂの荷重Ｗ２は第２のサドルフレーム４０に作用する。これらの荷重Ｗ１，Ｗ２は前述の巻上機（メインホイスト）２５の取付け位置が両ガーダの中心に位置するときには[（運搬物重量＋トロリー重量）／２＋ガーダ重量]となり、荷重Ｗ１とＷ２は略々等しくなる。この荷重Ｗ１は第１のサドルフレーム３０の前輪３２ａと３２ｂにその１／２が作用し、残り１／２が後輪３２ｃと３２ｄに作用する。
【００４０】
このとき前輪３２ａと３２ｂの一方がレール踏面１１ｙから浮上すると全ての荷重が他方に作用する。このような荷重の偏りは第１及び第２のサドルフレーム３０、４０の前輪及び後輪全てにおいて同様となる。このとき本発明の車輪ユニットＡは図８（ｂ）に示すように連結ピン部材４５を中心に第１サドルフレーム３０と第２サドルフレーム４０とがレール踏面１１ｙに倣って屈曲するように変位する。これによって前輪・後輪、全ての車輪は略々等しい状態で走行レール１１ａ、１１ｂに接触して転動する。従って荷重Ｗ１は均等に走行車輪３２ａ〜３２ｄに分散支持され、同様に荷重Ｗ２は均等に走行車輪４２ａ〜４２ｄに分散支持される。従って走行レール１１に縦列配置された複数の車輪には略々均等な荷重が作用するため、例えば車輪の１つが浮上して隣接する車輪に倍の荷重が作用することがない。また、各車輪はその車軸に支えられて円滑に転動し、過剰な摩耗、摩損を招くことがなく耐久性に富んだ車輪ユニットが得られる。
【００４１】
尚、走行レール１１が環境温度などの変化によって上方に迫り上がった場合にも図８（ｃ）に示すように上述と同様の作用により、走行車輪３２ａ〜３２ｄ及び４２ａ〜４２ｄは円滑な転動と、レール踏面１１ｙに沿った直進性が得られ、同様に蛇行性においても不用意に蛇行することがない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係わる車輪ユニットを備えた天井クレーンの全体構成の斜視説明図である。
【図２】図１の装置に於ける走行レールのレイアウト説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】図１の装置に於ける巻上げ機とこれを備えたトロリーの構成説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は走行車輪の拡大図である。
【図４】図１の装置に於ける巻上げ機とこれを備えたトロリーの構成説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は走行車輪の断面図である。
【図５】図１のガーダを走行レールに位置移動可能に支持する車輪ユニット（サドルユニット）の全体説明図である。
【図６】図５に示す要部の拡大説明図であり、（ａ）はI部の拡大、（ｂ）はII部の拡大、（ｃ）はIII部の拡大説明図である。
【図７】図５のサドルユニットの構成説明図であり、（ａ）は平面状態の説明図、（ｂ）は連結部の平面構成の説明図、（ｃ）は連結部の正面構成の説明図である。
【図８】図５の装置に於ける動作状態の説明図であり、（ａ）は走行レールが上向きに湾曲した場合の走行状態の説明図であり、（ｂ）はその要部の拡大説明図である。また（ｃ）は走行レールが下向きに湾曲した場合の走行状態の説明図であり、（ｄ）はその要部拡大説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ａ 車輪ユニット（サドルユニット）
Ｂ 天井クレーン
１１ 走行レール
１１ａ 右走行レール
１１ｂ 左走行レール
１１ｙ レール踏面
１２ ガーダ
１２ａ 第１ガーダ
１２ｂ 第２ガーダ
２０ トロリー
１５ 横行レール
１５ａ 第１横行レール
１５ｂ 第２横行レール
２０ａ 枠組みフレーム
２１ 走行車輪
２２ ユニットフレーム
２５ 主巻上機（メインホイスト）
２６ 補助巻上機（サブホイスト）
２７ ガイドコロ
３０ 第１のサドルフレーム
４０ 第２のサドルフレーム
３２（３２ａ〜３２ｄ） 走行車輪
３３ 車軸
４２（４２ａ〜４２ｄ） 走行車輪
４３ 車軸
４５ 連結ピン部材
４５ｖ ブッシュ
Ｍ１ 横行モータ
Ｍ３ 第１走行モータ
Ｍ４ 第２走行モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔で配置された左右一対の走行レールに沿って巻上装置を移動する車輪ユニットであって、
上記巻上装置を搭載した揚重フレームに連結されたサドルフレームと、
上記サドルフレームに軸承された複数の走行車輪と、
上記走行車輪を駆動する駆動手段と、
を備え、
上記サドルフレームはそれぞれ上記揚重フレームに連結され上記走行レールに沿って所定長さを有する複数のフレーム部材で構成され、
この複数のフレーム部材は、
（１）それぞれに上記走行レールに沿って前後に複数の走行車輪が軸承され、
（２）上記走行レールに沿って走行方向前後に直列となるように配置され、
（３）互いに前後隣接する端部がレール踏面に対して上下方向に回動可能に軸連結され、
ていることを特徴とするクレーン用車輪ユニット。
【請求項２】
前記揚重フレームは、前記走行レールの走行方向前後に距離を隔てて並設された第１の揚重フレームと第２の揚重フレームで構成され、
前記サドルフレームは上記第１の揚重フレームに連結された第１のフレーム部材と上記第２の揚重フレームに連結された第２のフレーム部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクレーン用車輪ユニット。
【請求項３】
前記複数のフレーム部材は互いに隣接する端部に設けられた略々同一径の軸穴に連結ピン部材で前記走行レールに沿って直列に連結され、
この複数のフレーム部材は前記走行レールの走行面に対して上記連結ピン部材を中心に上下方向に回動可能に連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクレーン用車輪ユニット。
【請求項４】
前記複数のフレーム部材は互いに連結された第１及び第２の２つのフレーム部材で構成され、
この第１フレーム部材と第２フレーム部材には、それぞれに前列車輪と後列車輪が配置され、
上記第１フレーム部材には最前列車輪に第１の駆動モータが、第２フレーム部材には最後列車輪に第２の駆動モータがそれぞれ連結配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかの項に記載のクレーン用車輪ユニット。
【請求項５】
前記複数のフレーム部材に配設された車輪は金属ホイールにゴム、合成樹脂などのライニングが施され、
前記複数のフレーム部材に設けられた前記軸穴には合成樹脂のブッシュが装着されていることを特徴とするクレーン用車輪ユニット。
【請求項６】
所定間隔に配置された左右一対の走行レールと、
上記左右の走行レール間に架設されたガーダと、
上記ガーダに敷設された横行レールに沿って移動自在のトロリーと、
上記トロリーに搭載された巻上装置と、
を備え、
上記ガーダは上記走行レールに沿って前後に並設された第１ガーダと第２ガーダで構成され、
この第１及び第２のガーダにはそれぞれに第１及び第２のサドルフレームが連結され、
上記第１及び第２のサドルフレームは、
（１）それぞれ上記走行レールに沿って所定の長さを有するフレーム形状に構成され、
（２）それぞれに上記走行レールに沿って前後に複数の車輪が回動自在に軸承され、
（３）上記走行レールに沿って走行方向前後に直列となるように配置され、
（４）互いに前後隣接する端部がレール踏面に対して上下方向に回動可能に軸連結され、
ていることを特徴とする天井クレーン。
【請求項７】
前記第１のサドルフレームは前記第１のガーダに、前記第２のサドルフレームは前記第２のガーダにそれぞれボルトなどの固定手段で一体に取付けられていることを特徴とする請求項６に記載の天井クレーン。
【請求項１】
所定間隔で配置された左右一対の走行レールに沿って巻上装置を移動する車輪ユニットであって、
上記巻上装置を搭載した揚重フレームに連結されたサドルフレームと、
上記サドルフレームに軸承された複数の走行車輪と、
上記走行車輪を駆動する駆動手段と、
を備え、
上記サドルフレームはそれぞれ上記揚重フレームに連結され上記走行レールに沿って所定長さを有する複数のフレーム部材で構成され、
この複数のフレーム部材は、
（１）それぞれに上記走行レールに沿って前後に複数の走行車輪が軸承され、
（２）上記走行レールに沿って走行方向前後に直列となるように配置され、
（３）互いに前後隣接する端部がレール踏面に対して上下方向に回動可能に軸連結され、
ていることを特徴とするクレーン用車輪ユニット。
【請求項２】
前記揚重フレームは、前記走行レールの走行方向前後に距離を隔てて並設された第１の揚重フレームと第２の揚重フレームで構成され、
前記サドルフレームは上記第１の揚重フレームに連結された第１のフレーム部材と上記第２の揚重フレームに連結された第２のフレーム部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクレーン用車輪ユニット。
【請求項３】
前記複数のフレーム部材は互いに隣接する端部に設けられた略々同一径の軸穴に連結ピン部材で前記走行レールに沿って直列に連結され、
この複数のフレーム部材は前記走行レールの走行面に対して上記連結ピン部材を中心に上下方向に回動可能に連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクレーン用車輪ユニット。
【請求項４】
前記複数のフレーム部材は互いに連結された第１及び第２の２つのフレーム部材で構成され、
この第１フレーム部材と第２フレーム部材には、それぞれに前列車輪と後列車輪が配置され、
上記第１フレーム部材には最前列車輪に第１の駆動モータが、第２フレーム部材には最後列車輪に第２の駆動モータがそれぞれ連結配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかの項に記載のクレーン用車輪ユニット。
【請求項５】
前記複数のフレーム部材に配設された車輪は金属ホイールにゴム、合成樹脂などのライニングが施され、
前記複数のフレーム部材に設けられた前記軸穴には合成樹脂のブッシュが装着されていることを特徴とするクレーン用車輪ユニット。
【請求項６】
所定間隔に配置された左右一対の走行レールと、
上記左右の走行レール間に架設されたガーダと、
上記ガーダに敷設された横行レールに沿って移動自在のトロリーと、
上記トロリーに搭載された巻上装置と、
を備え、
上記ガーダは上記走行レールに沿って前後に並設された第１ガーダと第２ガーダで構成され、
この第１及び第２のガーダにはそれぞれに第１及び第２のサドルフレームが連結され、
上記第１及び第２のサドルフレームは、
（１）それぞれ上記走行レールに沿って所定の長さを有するフレーム形状に構成され、
（２）それぞれに上記走行レールに沿って前後に複数の車輪が回動自在に軸承され、
（３）上記走行レールに沿って走行方向前後に直列となるように配置され、
（４）互いに前後隣接する端部がレール踏面に対して上下方向に回動可能に軸連結され、
ていることを特徴とする天井クレーン。
【請求項７】
前記第１のサドルフレームは前記第１のガーダに、前記第２のサドルフレームは前記第２のガーダにそれぞれボルトなどの固定手段で一体に取付けられていることを特徴とする請求項６に記載の天井クレーン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２３９２６２（Ｐ２００８−２３９２６２Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７８２９５（Ｐ２００７−７８２９５）
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（０００１２９３６７）株式会社キトー (101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（０００１２９３６７）株式会社キトー (101)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]