Crane assembly

【発明の詳細な説明】 クレーン組立体発明の背景 発明の分野 本発明は建物および同様なものに設備される天井クレーン組立体の分野に関し、特に、軽航空機のガス嚢の製造に使用するのに適したクレーン組立体に関する。 関連技術の説明 軽航空機には基本的に２つの型式がある。 剛式(rigid)と非剛式(non-rigid)である。 非剛式には一般的に３つの型式がある。 ガスを充填した単一の嚢を備えるもの、直列に結合された幾つかのガス嚢を備えるもの、そしていうまでもなく、 非剛式の包体(envelop)に包まれた多数個のガス嚢を備えるものである。 非剛式軽航空機ではこれの底部から航空ステーションと積載室が懸架され、これは多くの場合ゴンドラと称される。 大型の単一ガス嚢非剛式軽航空機の製造における主要な問題の１つはその最終組立ての際に生じる。 ガス嚢は一般的には、樹脂を含浸した布の小さな細片のロールから組立てられる。 それら布細片は拡げられ、所定の長さに切断され、そして継合わされてガス嚢のより大きい部分にされる。 これら部分はまた継合わされてガス嚢のさらに大きな区分を形成する。 この組立てプロセスにおいてカテナリ・カーテン(catenary curtains)、ダブラ（doublers）、いろいろな取付けフィッティング等が結合される。 ガス嚢のそれら大きい区分が継合わされるとき、バロネット(ballonets)のような大型の物品が結合される。 最終的にその組立てられた区分は非常に大きなものになり、相当な大きさの建物の使用可能な床スペースの殆んど全部を占めるようになる。 その非常に大きい区分、例えば床上で長さ８００フィート、幅６０フィートの区分は、それ以上の人手による取扱いは殆んど不可能になる。 そこでそれら大きな区分の最終組立て段階（区分の継合わせを含む）では、その作業を容易にするために、それら区分を床から持上げなければならない。 そこで本発明の主要な目的は、天井クレーン組立体を提供することである。 本発明の他の主要な目的は、軽航空機のガス嚢を組立てるとき、その嚢の部分を支持するための天井クレーン組立体を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、軽航空機のガス嚢を組立てるとき、その嚢の部分を支持するための、コンピュータで制御される天井クレーンを提供することである。 発明の摘要 軽航空機の非常に大型の非剛式円筒形ガス嚢を製造するための従来の方法の１ つは、ガス嚢の部分を熱継合せ（to heat seam）して、ガス嚢の円筒形部分の全長区分を作ることである。 この後、それら作られた大きな区分が相互に熱継合せされる。 先に述べたように、ガス嚢の完成された円筒形区分が非常に大きい場合、その最終組立ては困難なものになる。 しかし本発明のクレーン・システムを使用することによって、それら区分の取扱い上の多くの問題点が解消される。 本発明は、軽航空機のガス嚢の組立てに使用される、縦軸線、垂直軸線、および横軸線をもった床と屋根を有する建物に備えられるクレーン・システムに関する。 詳細にいうと本発明のクレーン組立体は、建物の中に、これの横軸線に整合して装架されるアーチ形の複数個のクレーン・キャリジ・レール組立体を備える。 これらレール組立体は建物の縦軸線に相互に離間して設置され、そしてそれぞれにその全長に亘って延在するラック歯車を組込んでいる。 それぞれのレール組立体上に複数個のクレーン・キャリジ組立体が移動可能に装架される。 それらキャリジ組立体はそれぞれにウィンチを備え、このウィンチは延出および引込み可能なケーブルを有する。 各クレーン組立体上にモータが装架され、レール組立体のラック歯車に係合するピニオン歯車を駆動することによってクレーンをレール組立体上に駆動する。 キャリジ組立体上に位置センサが備えられ、レール組立体上のキャリジ組立体の位置を決定する。 またキャリジ組立体はケーブル位置センサを備える。 好適にはコンピュータで制御される制御システムが備えられ、キャリジ組立体の建物の縦軸線方向に揃った行（rows）をレール組立体に沿って横軸線方向の特定の位置へ動かす制御を行う。 その制御システムはさらに、横軸線方向の各行のキャリジ組立体の位置に対応して、それらキャリジ組立体行のウィンチからのケーブルの延出長さを調節する。 ガス嚢の第１の区分が完成すると、第１行のキャリジ組立体のウィンチ・ケーブルが所定の長さに延出され、そして区分の長さに沿って備えられている取付けフィッティングによって区分に取付けられる。 それからキャリジ組立体が第１位置へと動かされ、これと同時にケーブルの長さが調節されて第１区分を建物の床から部分的に持上げる。 第２区分が完成すると第１区分に継合わされる。 第１行のキャリジ組立体は第２位置へ動かされて第１区分を床から完全に持上げる。 そこで第２行のキャリジ組立体のウィンチ・ケーブルが延出されて第２区分に取付けられ、この後第１と第２キャリジ組立体はさらにレール組立体に沿って動かされる。 もちろん同時にケーブルの調節が行われる。 このプロセスは、全ての区分が端どうし継合わされて床から持上げられるまで続行される。 その時点で、床に装架された２行のウィンチが最初の区分の自由端と最後の区分の自由端に結合される。 そこでそれら区分の自由端は床装架ウィンチによって床の中央区域へと引下げられる。 このときキャリジ組立体のウィンチのケーブルは区分の動きに適合するように再調節される。 それから最初の区分の自由端と最後の区分の自由端が継合わされてガス嚢の円筒形部分が形成される。 この後その完成したガス嚢は床から完全に持上げられ、そこで後続の製造作業が行われる。 ガス嚢はまだ完成したわけではないが（この時点で両端の区分はまだ継合わされていない）、ガス嚢の主要セクションは本発明のクレーン組立体によって容易に組立てられるのである。 クレーン・キャリジ組立体のモータ、およびケーブル長さを調節するモータは、マイクロプロセッサによって容易に制御できる。 マイクロプロセッサは、ガス嚢組立ての各段階におけるキャリジ組立体の位置とケーブル長さに対するライブラリ値（library values）を以ってプログラムを組込めばよく、そこで位置センサからの入力に基づいてモータ制御器を介して制御信号を出す。 しかしより精巧な制御システムを使用することもできよう。 本発明における構成と操作方法に関する様々な新規な特徴、およびその他の目的と長所は、本発明の好適な実施形態を示す添付図面と関連して以下に続ける説明からさらに明瞭に理解されよう。 しかし図示の実施形態とその記述は単なる具体例を示すものであって、本発明を限定するものでないことを理解すべきである。 図面の簡単な説明 第１図は、軽航空機のガス嚢の組立てに使用するのに適した建物の単純化した斜視図である。 第２図は第１図の建物の床の図面で、軽航空機のガス嚢の様々な組立て段階における嚢の区分を示す。 第３図は、第１図に示されるクレーン・キャリジ・レール組立体の１つの矢印３に沿って見た部分側面図である。 第４図は、第３図のクレーン・キャリジ・レール組立体の４−４線における部分断面図である。 第５図は、第３図のクレーン・キャリジ・レール組立体の５−５線における部分断面図である。 第６図は、本発明のクレーン組立体がガス嚢の第１の完成した区分を建物の床から持上げたところを示す概略図である。 第７図は、第６図のクレーン組立体が最初の３つの完成した区分を建物の床から持上げたところを示す概略図である。 第８図は、第６図のクレーン組立体がガス嚢の全ての区分を建物の床から持上げたところを示す概略図である。 第９図は、第６図のガス嚢の全ての区分が継合わされてガス嚢の円筒形部分が形成されたときのクレーン組立体を示す概略図である。 第１０図はクレーン組立体の制御システムのブロック・ダイヤグラムである。 第１１図は制御システムを操作するのに適したコンピュータのための簡単なクレーン位置ライブラリを示す。 好適実施例の説明 第１図は、軽航空機のガス嚢を組立てるための建物の斜視図で、この建物は全体的に符号２０で指示される。 建物２０は床２２とアーチ形の屋根２４を備え、 そして縦軸線２６Ａ、垂直軸線２６Ｂ、および横軸線２６Ｃを有する。 建物２０ は複数個のクレーン・レール組立体３０から３８を備え、そしてこれらレール組立体はそれぞれに複数個のクレーン・キャリジ組立体４０Ａ−４０Ｉから４８Ａ −４８Ｉをもっている。 第１図の建物２０の床２２の図面である第２図に示されるように、ガス嚢はサブセクション５０，５２，５３，５４，５５から組立てられ、そしてこれらサブセクション自体、熱プラスチック樹脂を含浸された複合布の個々の細片５６から組立てられる。 これら布細片５６は相互に突合わせて継合わされてサブセクション５０−５５を形成するのに充分な長さの細片５８に作られる。 サブセクション５０−５５はまた相互に継合わされて区分６０Ａを形成する。 この区分６０Ａは床の反対側へ移される。 ここでバロネット６２およびその他のカテナリ・カーテン、ベントポート等のような全てのフィッティングが加えて取付けられる。 以上の細片、サブセクション、および完成した区分の継合せは全て熱継合せプロセスによって行われる。 このプロセスには継合せ部（継ぎ目）上に補強材を重ねること、および樹脂を溶かす押圧加熱が含まれる。 ガス嚢の副区分とサブセクションの移動を助けるため、床は、Ｔ． Ｋ． ピーターソン等の米国特許第２，９ １８，１８３号「エアクッション荷物取扱いシステム」、Ｄ． Ｈ． デニスの米国特許第 号「空圧コンベヤ」に記載のようなエアクッション・ システムを備える。 いうまでもなく使用できるその他の多くのシステムがある。 区分６０Ａが完成される間に、空所になったスペースで第２の区分が組立てられる。 大型の機体の場合、区分６０Ａは長さ７００から８００フィート、幅６０から１００フィートにもなる。 従って当然それら区分の組立てには通常非常に大きい建物が必要である。 しかし本発明のクレーン組立体を使用することによって、 ガス嚢組立て建物の寸法は適切なものにすることができる。 第３図と第４図に示されるように、クレーン・レール組立体、例えばレール組立体３０は、相互に離間して中央フレーム７１に支持される二重レール７０Ａと７０Ｂを備え、これらレールは上軌道７２Ａと７２Ｂおよび下軌道７４Ａと７４ Ｂを有する。 フレーム７１の底部にラック歯車７６が設けられている。 レール組立体３０上のクレーン・キャリジ組立体、例えばキャリジ組立体４０Ａは、対の支持部材８１Ａと８１Ｂを有するキャリジ・フレーム８０を備える。 部材８１Ａ は、軌道７２Ａに乗る上車輪８２Ａと８２Ｂおよび軌道７４Ａに乗る下車輪８３ Ａと８３Ｂを支持する。 部材８１Ｂは、軌道７２Ｂに乗る上車輪８４Ａと８４Ｂ および軌道７４Ｂに乗る下車輪８６Ａと８６Ｂを支持する。 こうしてキャリジ組立体４０Ａは、レール組立体３０の両側およびキャリジの前と後の個所で支持される。 フレーム８０にモータ８７が装架され、このモータはトランスミッション９０を介してピニオン歯車８８を駆動し、従ってキャリジ組立体４０Ａをレール組立体３０に沿って駆動する。 モータ８７に装架された位置センサ９２がキャリジ・レール組立体３０上のキャリジ組立体の位置を表示する。 フレーム８０の底部にクレビス９４が備えられ、このクレビスはウィンチ９６を支持する。 ウィンチはケーブル９８を有する。 モータ１００がトランスミッション１０４を介し軸１０２によってウィンチを駆動する。 モータ１００に装架された第２の位置センサ１０６がケーブル９８の端の位置を表示する。 第４図と第５図に示されるように、キャリジ組立体４０Ａへの電力は、部材８ １Ａに装架されたトロリーカー型電気コネクタ１１０によって供給される。 このコネクタは電気コンタクトヘッド１１２を有し、このコネクタヘッドは溝１１４ 内を走行し、そして絶縁物１１７上に取付けられた導線１１６Ａ、１１６Ｂに接触している。 電気コネクタは、モータ８７と９６への電力供給だけでなく、位置表示器９２と１０６からの位置表示信号の伝達も行うことができる。 第６図と第７図に示されるように、第１区分６０Ａが完成されると、第１行のキャリジ組立体４０Ａから４８Ａのケーブル９８が所定の長さまで延出され、そして人手により、その長さ（鎖線で図示）に沿って設けられている取付けフィッテング（図示せず）によって区分に取付けられる。 それからキャリジ組立体４０ Ａ−４８Ａは第１位置まで動かされ、これと同時にケーブル９８の長さが調節されて区分６０Ａを床２２から部分的に持上げる。 第２区分６０Ｂが完成された後、第１区分６０Ａに継合わされる。 キャリジ組立体４０Ａ−４８Ａが第２位置へ動かされて第１区分６０Ａを床２２から完全に持上げる。 そこでキャリジ組立体４０Ｂ−４８Ｂのウィンチ・ケーブル９８が延出され、第２区分６０Ｂに取付けられる。 この後キャリジ組立体４０Ａ−４８Ａと４０Ｂ−４８Ｂはさらにキャリジ・レール３０−３８に沿って動かされ、これと同時にケーブル９８が調節される。 第７図において区分６０Ａ−Ｃが完成されており、そして区分６０Ａと６０ Ｂは床２２から完全に持上げられ、また区分６０Ｃはキャリジ組立体４０Ｃ−４ ８Ｃ によって部分的に持上げられている。 第８図と第９図に示されるように、上記プロセスは、全ての区分６０Ａ−６０ Ｉが完成され、相互に端どうし継合わされ、そして床２２から持上げられるまで続行される。 その時点で、床に装架されたウィンチ１２４と１２６のケーブル１ ２０と１２２が区分６０Ａと６０Ｉに結合される。 それからこれら区分６０Ａと６０Ｉの自由端がウィンチ１２４と１２６によって床２２の中央区域１２８へと引降される。 このとき同時にキャリジ組立体４０Ａ−４８Ａから４０Ｉ−４８Ｉ のウィンチ９６のケーブル９８は区分の動きに合わせて再調節される。 その後、 区分６０Ａと６０Ｉの自由端が継合わされ、これによってガス嚢の円筒形部分が形成される。 この完成されたガス嚢はこの後に床２２から完全に持ち上げられ、 さらに後続の製造作業が行われる。 この時点でガス嚢はまだ未完成である（まだ両端区分が継合わされていない）が、本発明のクレーン組立体によってガス嚢のその主要なセクションの組立ては容易に行うことができる。 第１０図において、クレーン・キャリジ組立体４０Ａ−Ｉから４８Ａ−Ｉのモータ８７、およびケーブル９８の長さ調節用モータ９６が、マイクロプロセッサ１３０によって容易に制御できることが知られよう。 マイクロプロセッサ１３０ は、ガス嚢組立ての各段階におけるそれぞれの位置に対する、第１１図に示されるライブラリ値１３１を以ってプログラムを組込めばよく、そこで位置センサ９ ２と１０６からの入力に基づいてモータ制御器１３２と１３４を介して制御信号を出す。 しかしより精巧な制御システムを使用することもできよう。 ここに特定の実施形態を参照に本発明を説明してきたが、その実施形態は単なる具体例であって、当該技術者にはなお様々な変化形が想定され得ることを理解すべきである。 従って本発明は請求の範囲によってのみ限定されるものである。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 させ、またそれぞれのキャリジ行のウィンチ（９６）のケーブル（９８）の長さを、該キャリジ行の建物（２ ０）の横軸線（２６Ｃ）方向の移動距離に対応して調節する。