JP2008247516A - 着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吊点の張力検出用の荷重計を簡単に、かつ短時間でワイヤーロープに装着することができる着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置を提供する。
【解決手段】荷重計１０は、荷重計本体１２とこの荷重計本体１２に着脱自在に装着されて荷重計本体１２とでワイヤーロープ３を変形させて挟持する挟持ローラ３２とから構成され、ワイヤーロープ３の表面に着脱自在に装着される。この荷重計１０は、吊荷であるタービンをクレーン１によって吊り込むための玉掛作業完了後、シャックル等の連結具を用いることなくワイヤーロープ３の表面に装着されて、その張力を検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置に係り、特に火力・原子力発電所建設における大型モジュール構造物等の大型機器（吊荷）を安全に、かつ機器の健全性を確保して搬入する目的で、吊点の張力検出用の荷重計を簡単に、かつ短時間でワイヤーロープに装着することが可能な着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置に関する。

従来、発電所等の建設工事及び定期点検工事では、工場で製作された熱交換器や復水器等の大型機器を、製作工場からの出荷時や現場内の所定の位置にクレーンによって吊り下げて移動させるため、専用の天秤に取り付けた複数のチェーンブロックを用いてバランス調整を行っていた。

このとき、各吊点に発生する荷重は、天秤に取り付けられたチェーンブロックやワイヤーロープの真下にシャックルと呼ばれる連結具を用いて取り付けられた、専用の孔加工された荷重計を用いて測定していた（特許文献１）。そのため荷重を計測する際には、大きいものでは数十キロの専用のシャックルが多数必要になり、作業性の面から問題があった。

なお、特許文献１には、チェーンブロックの荷重計測を行う無線式の伝送式ロードセル（荷重計）が開示されている。
特開２００４−１２３２４８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたチェーンブロックの荷重計測を行う装置には、次のような問題点があった。すなわち、特許文献１の装置では、重量計は必ずその上下１組毎にシャックルを用いて設定しなくてはならない。このため、クレーン吊上げ時の衝撃等の何らかの外乱によって、荷重計とシャックルとの設置箇所が片当たりを生じた場合、正確な荷重計測ができなくなるという問題があった。また、シャックルの荷重も大きいものでは数十キロとなり、例えば２０点の吊点にもおよぶ多点吊り下げ作業では、その全ての荷重を計測するとなれば従来の荷重計には、各々２台のシャックルが必要となり、合計４０台のシャックルが必要であった。すなわち、シャックルを用いて荷重を計測する装置では、荷重計を簡単に短時間で装着することができないという欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、吊点の張力検出用の荷重計を簡単に、かつ短時間でワイヤーロープに装着することができる着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、クレーンに吊り下げられた多点吊用のワイヤーロープの各吊点におけるワイヤーロープの張力を検出する荷重計を備えた着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置において、前記荷重計は、荷重計本体と該荷重計本体に着脱自在に装着されて荷重計本体とで前記ワイヤーロープを変形させて挟持する挟持部とからなり、前記ワイヤーロープの表面に着脱自在に装着されることを特徴としている。

請求項１に記載の発明は、例えば、吊荷をクレーンによって吊り込むための玉掛作業完了後、シャックル等の連結具を用いることなくワイヤーロープの表面に荷重計を装着して、その張力を検出する。すなわち、荷重計のワイヤーロープへの装着前に、荷重計本体と挟持部とを分離させておき、装着する際には荷重計本体と挟持部とによってワイヤーロープを変形させて挟持するように荷重計本体に挟持部を取り付ける。この後、クレーンによって吊荷を地切りするまでの吊上げ動作を段階的に、例えば吊荷の重量に対して１０％の割合でワイヤーロープの巻き上げを停止させたときに、荷重計によって検出されている各ワイヤーロープの張力を各荷重計によって確認し、各荷重計によって検出されるワイヤーロープの張力が略一定となるようにチェーンブロックを操作する。これにより、吊荷を安定して吊り上げることができる。

従来、ワイヤーロープの張力を検出する荷重計は、荷重計本体にワイヤーロープと接続するための孔加工がなされており、それらの孔を利用してシャックル等の連結具を介してワイヤーロープと荷重計本体とを連結し、ワイヤーロープにかかる張力を荷重計によって検出していた。

これに対して、請求項１に記載の発明は、ワイヤーロープの張力を検出するために、荷重計専用のシャックル等の連結具を使用するのではなく、クレーンの吊搬対象物である吊荷にワイヤーロープを玉掛した後、張力検出用の荷重計を段取り替えすることなくワイヤーロープの表面に直接装着する。よって、シャックル等の連結具は不要になる。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記荷重計は、前記クレーンによる吊荷の吊り上げによって前記ワイヤーロープに発生した復元力を計測する復元力計測手段と、該復元力を張力に換算する張力換算手段とを有することを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、吊荷の吊り上げ動作を開始すると、荷重計により変形されていたワイヤーロープが、ワイヤーロープの軸方向の力によって元の形状に復元しようとし、その復元力を復元力計測手段によって計測し、張力換算手段が復元力を張力に換算することが好ましい。復元力計測手段としては、歪みゲージを例示できる。この歪みゲージを挟持部に取り付け、ワイヤーロープの復元力と対応する挟持部の歪みを電気信号として取得し、この電気信号を張力換算手段によってワイヤーロープの張力に換算することにより、ワイヤーロープの張力を容易に検出することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記荷重計は、前記ワイヤーロープの復元力を計測するために、ワイヤーロープを３箇所の拘束点によって挟持する構成を有し、中心の１点の拘束点である前記挟持部とその前後の２点の拘束点である前記荷重計本体に設けられた一対の支持部との相対的な変位に基づいて前記復元力計測手段は復元力を計測し、前記復元力に基づいて前記張力換算手段はワイヤーロープの張力を換算することを特徴としている。

吊り下げ用のワイヤーロープは、鋼線を数十本よりあわせたストランドと呼ばれる線郡を更に寄りあわせて構成される。また、ワイヤーロープの径はさまざまであり、表面も塗油処理されており、ボルト等での締め付けのみでは、外れが生じる可能性がある。また、吊り下げに伴ってワイヤーロープは、吊荷による付加によって伸びと回転が発生するため、ワイヤーロープに荷重計を直接固定することは困難である。

そこで、請求項３に記載の発明は、ワイヤーロープの回転の影響を受けることなく、ワイヤーロープの復元力を利用して張力に換算するために、無負荷状態のワイヤーロープに対し、３点で挟む方向に強制的に曲げ力を付加し、吊り下げ時に発生するワイヤーロープの軸方向の力によるワイヤーロープの復元力を計測して張力に換算している。

また、前記１点の拘束点を構成する第１の拘束部材は前記挟持部であり、荷重計本体に対して着脱自在に構成されることにより、荷重計がワイヤーロープの表面に対して着脱自在となる。荷重計をワイヤーロープに装着する場合には、まず、第１の拘束部材を荷重計本体から取り外し、この状態で荷重計本体の前後の第２の拘束部材である一対の支持部をワイヤーロープに押し当て、この状態で第１の拘束部材を荷重計本体に取り付ける。これにより、荷重計をシャックル無しでワイヤーロープの表面に装着することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３において、前記荷重計には、検出したワイヤーロープの張力の情報を無線によって集中管理部に送信する送信手段と、該送信手段に電源を供給する電源部とを備えていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、各々のワイヤーロープの張力を集中管理部で確認することができる。

本発明に係る着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置によれば、ワイヤーロープの張力を検出する荷重計が、荷重計本体と該荷重計本体に着脱自在に装着されて荷重計本体とでワイヤーロープを変形させて挟持する挟持部とからなり、ワイヤーロープの表面に着脱自在に装着可能な構成なので、吊点の張力検出用の荷重計を簡単に、かつ短時間でワイヤーロープに装着することができる。

以下添付図面に従って、本発明に係る着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、実施の形態の着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置が適用されるクレーン１の要部斜視図が示され、吊荷である発電所設備のタービン２が、クレーン１の多数本のワイヤーロープ３、３…に手動式チェーンブロック（不図示）を介して吊り上げられた状態が示されている。

図２は実施の形態に係る着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置の荷重計１０がワイヤーロープ３に取り付けられた斜視図であり、図３は荷重計１０の拡大斜視図、図４は荷重計１０の側面図、図５は荷重計１０の背面図である。

荷重計１０の主要部である荷重計本体１２には電源部としてバッテリーが取り付けられている。また、荷重計本体１２には、図６の如く検出されたワイヤーロープ３の張力の信号を増幅するためのアンプ１４と、このアンプ１４から出力された信号を遠隔地に置かれた集中管理部１６に送信するアンテナ１８を有する無線機２０と、図示しないリモートコントローラにより前記電源部を操作できる電源操作部２２とがユニット２４で一体化されて取り付けられている。よって、各々のワイヤーロープ３、３…の張力が集中管理部１６で確認されるようになっている。また、ユニット２４には、検出された張力値を表示する表示器２６が設けられている。更に、ユニット２４には前記電源部の起動状況を確認できる発光素子２８と、前記リモートコントローラからの信号である赤外線を受光する受光部３０とが取り付けられている。

荷重計１０は、図３の如く荷重計本体１２とこの荷重計本体１２に着脱自在に装着されて荷重計本体１２とでワイヤーロープ３を変形させて挟持する挟持ローラ（挟持部）３２とから構成され、ワイヤーロープ３の表面に着脱自在に装着される。この荷重計１０は、吊荷である図１のタービン２をクレーン１によって吊り込むための図２の玉掛作業完了後、シャックル等の連結具を用いることなくワイヤーロープ３の表面に装着されて、その張力を検出する。

すなわち、荷重計１０のワイヤーロープ３への装着前に、荷重計本体１２と挟持ローラ３２とを分離させておき、装着する際には荷重計本体１２と挟持ローラ３２とによってワイヤーロープ３を図３、図４の如く屈曲変形させて挟持するように荷重計本体１２に挟持ローラ３２を取り付ける。この後、クレーン１によってタービン２を地切りするまでの吊上げ動作を段階的に、例えばタービン２の重量に対して１０％の割合でワイヤーロープ３の巻き上げを停止させたときに、荷重計１０によって検出されている各ワイヤーロープ３、３…の張力を各荷重計１０、１０…の表示器２６、２６…によって確認し、各荷重計１０、１０…によって検出されるワイヤーロープ３、３…の張力が略一定となるように、各々のワイヤーロープ３、３…に取り付けられている前記手動式チェーンブロックを操作する。これにより、タービン２を安定して吊り上げることができる。

図７の如く、従来、ワイヤーロープ３の張力を検出する荷重計１００は、荷重計本体１０２にワイヤーロープ３と接続するための孔加工がなされた連結部１０４、１０４を有しており、それらの孔を利用してシャックル等の連結具１０６、１０６を介してワイヤーロープ３と荷重計本体１０２とを連結し、ワイヤーロープ３にかかる張力を荷重計１００によって検出していた。

これに対して、図２に示す実施の形態の荷重計１０は、ワイヤーロープ３の張力を検出するために、荷重計専用のシャックル等の連結具を使用するのではなく、クレーン１の吊搬対象物であるタービン２にワイヤーロープ３を玉掛した後、荷重計１０を段取り替えすることなくワイヤーロープ３の表面に直接装着する。よって、シャックル等の連結具は不要になる。

また、荷重計１０は、クレーン１によるタービン２の吊り上げによってワイヤーロープ３に発生した復元力を計測する、図８の復元力計測部（復元力計測手段）３４と、計測された復元力を張力に換算する張力換算部（張力換算手段）３６とを有している。

タービン２の吊り上げ動作を開始すると、荷重計１０により変形されていたワイヤーロープ３が、ワイヤーロープ３の軸方向の力によって元の形状に復元しようとし、その復元力を復元力計測部３４によって計測し、張力換算部３６が復元力を張力に換算する。復元力計測部３４としては、挟持ローラ３２に歪みゲージ３８を取り付けることにより構成している。この歪みゲージ３８を挟持ローラ３２に取り付け、ワイヤーロープ３の復元力と対応する挟持ローラ３２の歪みを電気信号として取得し、この電気信号を張力換算部３６によってワイヤーロープ３の張力に換算する。これにより、ワイヤーロープ３の張力を容易に検出することができる。

図９（Ａ）は、ワイヤーロープ３の軸方向に張力が発生した時の張力Ｔとワイヤーロープの復元力による挟持ローラ３２の変位（歪み）との関係を示したグラフである。また、図９（Ｂ）は、ワイヤーロープ３の軸方向の張力と軸直角方向の復元力との関係を示したグラフである。同図に示すように、ワイヤーロープ３の軸方向の張力と軸直角方向の挟持ローラ３２の変位（歪み）、及びワイヤーロープ３の軸方向の張力と軸直角方向の復元力とには比例関係が成り立ち、張力換算部３６は、図９に示した比例関係式に基づいてワイヤーロープ３の張力を換算する。

更に、荷重計１０は、ワイヤーロープ３の復元力を計測するために、図３、図４の如くワイヤーロープ３を３箇所の拘束点によって挟持する構成を有している。中心の１点の拘束点である挟持ローラ３２とその前後の２点の拘束点である荷重計本体１２に設けられた一対の支持ローラ（支持部）４０、４２との相対的な変位に基づいて復元力計測部３４は復元力を計測し、この復元力に基づいて張力換算部３６がワイヤーロープ３の張力を換算する。換算した張力値は、図６に示した無線機２０によって集中管理部１６に送信されるとともに表示器２６に表示される。また、支持ローラ４０、４２は、吊り上げ時に生じるワイヤーロープ３の回転を円滑にガイドするために、図１０の如く中央が絞られた鼓形状に形成することが好ましい。

一方、吊り下げ用のワイヤーロープ３は、鋼線を数十本よりあわせたストランドと呼ばれる線郡を更に寄りあわせて構成されている。また、ワイヤーロープ３の径（約８ｃｍ）はさまざまであり、表面も塗油処理されており、ボルト等での締め付けで荷重計１０を固定するのみでは、外れが生じる可能性がある。また、吊り下げに伴ってワイヤーロープ３は、タービン２による付加によって伸びと回転が発生するため、ワイヤーロープ３に荷重計１０を直接固定することは困難である。

そこで、実施の形態の荷重計１０は、ワイヤーロープ３の回転の影響を受けることなく、ワイヤーロープ３の復元力を利用して張力に換算するために、無負荷状態のワイヤーロープ３に対し、３点で挟む方向に強制的に曲げ力を付加し、吊り下げ時に発生するワイヤーロープ３の軸方向の力によるワイヤーロープ３の復元力を計測して張力に換算している。

また、１点の拘束点を構成する挟持ローラ３２は、荷重計本体１２に対してボルト１３、１３により着脱自在に構成されているため、荷重計１０がワイヤーロープ３の表面に対して着脱自在となる。すなわち、荷重計１０をワイヤーロープ３に装着する場合には、まず、荷重計本体１２にボルト１３、１３で固定されている挟持ローラ３２を荷重計本体１２から取り外し、この状態で荷重計本体１２の前後の第２の拘束部材である一対の支持ローラ４０、４２をワイヤーロープ３に押し当て、この状態で挟持ローラ３２をボルト１３、１３によって荷重計本体１２に取り付ける。これにより、荷重計１０をシャックル無しでワイヤーロープ３の表面に装着することができる。よって、実施の形態の荷重計１０によれば簡単に、かつ短時間でワイヤーロープ３に装着することができる。

実施の形態の着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置が適用されるクレーンの要部斜視図 実施の形態の着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置の荷重計を示した斜視図 図１に示した荷重計の拡大斜視図 図１に示した荷重計の側面図 図１に示した荷重計の背面図 図１に示した荷重計の構成を示したブロック図 従来の荷重計の取付構成を示した説明図 図１に示した荷重計の構成を示したブロック図 （Ａ）は、ワイヤーロープの軸方向に張力が発生した時の張力Ｔとワイヤーロープの復元力による挟持ローラの変位（歪み）との関係を示したグラフ、（Ｂ）は、ワイヤーロープの軸方向の張力と軸直角方向の復元力との関係を示したグラフ 鼓形状の支持ローラを示した荷重計の要部正面図

符号の説明

１…クレーン、２…タービン、３…ワイヤーロープ３、１０…荷重計、１２…荷重計本体、１４…アンプ、１６…集中管理部、１８…アンテナ、２０…無線機、２２…電源操作部、２４…ユニット、２６…表示器、２８…発光素子、３０…受光部、３２…挟持ローラ、３４…復元力計測部、３６…張力換算部、３８…歪みゲージ、４０、４２…支持ローラ

Claims (4)

1. クレーンに吊り下げられた多点吊用のワイヤーロープの各吊点におけるワイヤーロープの張力を検出する荷重計を備えた着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置において、
   前記荷重計は、荷重計本体と該荷重計本体に着脱自在に装着されて荷重計本体とで前記ワイヤーロープを変形させて挟持する挟持部とからなり、前記ワイヤーロープの表面に着脱自在に装着されることを特徴とする着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置。
2. 前記荷重計は、前記クレーンによる吊荷の吊り上げによって前記ワイヤーロープに発生した復元力を計測する復元力計測手段と、該復元力を張力に換算する張力換算手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置。
3. 前記荷重計は、前記ワイヤーロープの復元力を計測するために、ワイヤーロープを３箇所の拘束点によって挟持する構成を有し、中心の１点の拘束点である前記挟持部とその前後の２点の拘束点である前記荷重計本体に設けられた一対の支持部との相対的な変位に基づいて前記復元力計測手段は復元力を計測し、前記復元力に基づいて前記張力換算手段はワイヤーロープの張力を換算することを特徴とする請求項２に記載の着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置。
4. 前記荷重計には、検出したワイヤーロープの張力の情報を無線によって集中管理部に送信する送信手段と、該送信手段に電源を供給する電源部とを備えていることを特徴とする請求項１、２又は３のうちいずれかに記載の着脱式ワイヤーロープ用張力検出装置。

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