JP2023028266A - 板反転用治具、及び金属板の反転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既に工場に設置されているクレーンを用いて、クレーン操作の熟練者でなくても、簡単でかつ安全に反転作業を可能とする技術を提供する。【解決手段】台５の上に、一方の面を上方に向けて載置された金属板の端部を吊り上げて、その金属板を反転させる際に使用される板反転用治具４であって、上記金属板の吊り上げ側とは反対側の端部に対し着脱可能に固定する把持部４Ａと、上記把持部４Ａと一体に形成され上記反対側の端部から離れる方向に延在する突出部４Ｂと、を備え、上記突出部４Ｂの先端部４Ｂａの位置は、上記金属板に取り付けられた状態で、上記金属板の厚さ方向において、上記金属板の厚さ方向中央位置に対し、上記金属板の他方の面側に偏心している。【選択図】 図１

Description

本発明は、鋼板などの金属板であって、重量が重い金属板を反転するための技術に関する。例えば、１００Ｋｇ以上の金属板の反転作業に好適な技術である。

例えば、補修などを目的として、厚鋼板の両面を溶接する場合には、鋼板を反転させる必要がある。また、鋼板の一方の面から裏波溶接をする場合には、鋼板を反転させて、鋼板の他方の面に形成された溶接ビードを検査する必要がある。
このように、台に載置した鋼板を反転する反転作業が必要な場合がある。しかし、重量物である鋼板を手作業で反転させることは困難である。
従来、鋼板を反転させる簡易な方法としては、例えば特許文献１等に記載されているクレーンを用いた反転方法がある。

特許文献１には、鋼板の一辺に対し吊りピースを取り付け、鋼板の端部をクレーンによって吊り上げることで鋼板を反転させることが記載されている。
また、クレーンを用いない鋼板の反転方法としては、例えば、特許文献２や特許文献３に記載のような、鋼板の反転装置を用いた方法もある。

特許文献２に記載の反転装置は、平行に設けられた２本の回転軸のそれぞれに回転可能に取り付けられた２つのテーブル（送り側テーブルと受け側テーブル）から構成される。そして、特許文献２では、鋼板を送り側テーブル上に載置した後、両テーブルを垂直方向に回転し、垂直よりやや送り側に傾いた状態で、両方のテーブルを対向させる。その状態で、垂直より受け側方向に回転させて送り側テーブルから受け側テーブルに鋼板を受け渡す。その後、再び、両方のテーブルを水平状態まで逆回転させる。このような処理によって、特許文献２では鋼板を反転させる構造となっている。

また、特許文献３に記載の反転装置は、フレーム上に載置した鋼板毎、ほぼ垂直まで回転可能な反転フレームと、水平方向に移動可能なローラーテーブルとを備え、その装置を用いて鋼板を反転させる。特許文献３には、上記装置を用いることで、鋼板表面に疵を発生させることなく、鋼板の反転作業を行うことができると記載されている。

特開昭５３－６５２３６号公報 特開平２－２９１３３９号公報 特開２０１３－１２３７１５号公報

しかし、特許文献２、３に記載のような方法では、大掛かりな反転装置が必要であり、反転専用のために広い作業場所を必要とする。すなわち、大型の設備を導入する必要があり、導入時のコストが大きい。また、鋼板の反転場所が装置設置場所に限られるため、鋼板反転時には鋼板を装置設置場所まで移動させる必要があり、作業効率の観点から好ましくないという課題があった。
一方、特許文献１のような、クレーンを用いた鋼反転方法は、クレーンが設置されていれば、鋼板の反転を簡易に行うことができる。しかし、特許文献１のように、鋼板の端部を吊り上げて反転させる場合に、次のような課題がある。

単純に鋼板の端部を吊り上げるだけでは、鋼板が反転し難いために、鋼板を吊り上げて鋼板を起こした後に、反転方向に向けてクレーンを横行させる必要がある。このようなクレーン操作では、クレーンを上昇させて鋼板を起こして横行可能な鋼板の状態とする際に、クレーン操作が熟練していない場合、鋼板が地切りするおそれがある。鋼板が地切りした場合、荷ぶれが発生し、荷ぶれによって、鋼板が周囲の物や人に衝突する危険性があった。

また、鋼板を吊り上げた際における、起こした鋼板の接地荷重の制御が難しい。このため、クレーン横行の際に、地面若しくは台に対し鋼板が滑るおそれがあり、滑らせることなく鋼板を反転させるには、所要以上のクレーン技能が必要であった。
本発明は、上記のような点に着目したもので、既に工場に設置されているクレーンを用いて、クレーン操作の熟練者でなくても、簡単かつ安全に反転作業が可能になる技術を提供することを目的とする。

本発明者らは、単純に金属板の端を吊り上げて降ろすだけで、簡単に金属板を反転させる方法について鋭意検討を重ねた結果、本発明を成した。
課題解決のために、本発明の一態様は、台の上に、一方の面を上方に向けて載置された金属板の端部を吊り上げて、その金属板を反転させる際に使用される板反転用治具であって、上記金属板の吊り上げ側とは反対側の端部に対し着脱可能に固定する把持部と、上記把持部と一体に形成され上記反対側の端部から離れる方向に延在する突出部と、を備え、上記突出部の先端部の位置は、上記金属板に取り付けられた状態で、上記金属板の厚さ方向において、上記金属板の厚さ方向中央位置に対し、上記金属板の他方の面側に偏心している、ことを要旨とする。

また、本発明の態様は、台の上に載置された金属板を反転させる反転方法であって、上記金属板の端部に対し、本発明の一態様に記載した板反転用治具を取付け、上記板反転用治具を取り付けた端部から離れた金属板の端部を吊り上げることで、上記板反転用治具の上記先端部を地面に接地させ、金属板の自重で、当該先端部を支点として金属板を反転側に傾斜させる、ことを要旨とする。

本発明の態様の板反転用治具を用いた場合、金属板の端部を吊り上げ、金属板が鉛直な姿勢状態となった状態では、治具の先端部の接地点よりも金属板の重心が反転する側に位置する。
このため、単純に金属板の端部を吊り上げるだけで、金属板が鉛直な姿勢状態となる前に、接地している治具先端部を支点として、金属板に対し反転方向へのモーメントが発生する。このため、単純に金属板を吊り上げ吊り降ろすだけで、金属板を反転させることが可能となる。

台の上に鋼板を載置した状態を示す側面図である。 台の上に鋼板を載置した状態を示す上面図である。 本発明に基づく実施形態に係る板反転用治具を示す図である。 端部を吊り上げた鋼板の重心と、接地支点からの鉛直線が一致した状態を示す側面図である。 端部を吊り上げた鋼板の重心と、接地支点からの鉛直線が一致した状態を示す他の側面図である。 治具の先端部の偏心（オフセット）を説明する側面図である。

次に、本発明に基づく実施形態について説明する。
本実施形態では、金属板として鋼板を例に挙げて説明する。本発明は、鋼板以外の金属板に対しても適用可能である。
また、本実施形態では、金属板の形状として対向する２辺を有する板形状の場合を例に挙げて説明する。
また、本実施形態では、台の上に載置された鋼板を反転する場合を例として示す。
反転前における、鋼板の上面が一方の面となり、下面が他方の面となる。

本実施形態では、図１及び図２に示すように、台５としての２本の棒部材が、床の上に並べて設置され、その台５の上に鋼板１が載置されている状態から、反転作業を説明する。棒部材は、例えば、角材やアングル材などの長軸の部材からなる。
なお、鋼板１は、例えば、磁石によって吊られて、台５の上に載置される。
図１及び図２では、鋼板１に吊り治具２及び板反転用治具４が取り付けられた状態が図示されているが、鋼板１を台５に載置してから、鋼板１に、吊り治具２及び板反転用治具４を取り付ければよい。

（板反転用治具４）
まず、板反転用治具４の構成について説明する。
本実施形態の板反転用治具４は、台５の上に、一方の面を上方に向けて載置された鋼板１の端部を吊り上げて、その鋼板１を反転させる際に使用される治具である。
板反転用治具４は、図１、図３に示すように、把持部４Ａと突出部４Ｂとを備える。

＜把持部４Ａ＞
把持部４Ａは、鋼板１の端部に固定するための把持機構を構成する部分である。
本実施形態の把持部４Ａは、図３に示すように、差し込み部４４と締付け構造（把持機構）とを備える。
差し込み部４４は、対向する一対の板部４１、４２と、一対の板部４１、４２の一端部側を連結する底板部４３とによって、一辺が開口した略Ｕ次状に形成されている。上記一対の板部４１、４２は、処理対象の鋼板１のうちの一番板厚が厚い板の板厚より広い間隔を空けて対向配置されている。

締付け構造は、複数組のボルト穴４１ａ、４２ａ及びボルト４６、４７から構成される。具体的には、各板部４１、４２には、１又は２以上のボルト穴４１ａ、４２ａが形成されており、その各ボルト穴４１ａ、４２ａにボルト４６、４７が螺合し、各ボルト４６、４７のねじ部先端部が、一対の板部４１、４２の間の空間に向いて進退する。締付け構造は、一対の板部４１、４２のうちの一方の板部だけに設けても良い。
また、把持機構は、ボルトを用いた機構に限定されず、他の公知の把持機構を採用しても良い。例えば把持機構は、例えば油圧等を用いた把持機構でも良いし、対向する一対の板部４１、４２の一方が対向方向に移動するようなクランプ機構でも良い。すなわち、把持機構は、鋼板１の端部に固定できればとくに制限しない。

＜突出部４Ｂ＞
突出部４Ｂは、図１に示すように、把持部４Ａと一体に形成され、把持部４Ａから離れる方向に延在する。
その突出部４Ｂの先端部４Ｂａの位置は、把持部４Ａを鋼板１に取り付けられた状態で、鋼板１の厚さ方向において、鋼板１の厚さ方向中央位置に対し、鋼板１の裏面１Ｂ側（下面側）に偏心している。好ましくは、突出部４Ｂの先端部４Ｂａの位置は、鋼板１に取り付けられた状態で、鋼板１の厚さ方向において、鋼板１の裏面１Ｂ（下面）よりも外側（下方）に偏心していると良い。

本実施形態の板反転用治具４では、図３に示すように、先端部４Ｂａが、一対の板部４１、４２の一方の板部４２よりも外側に位置している。
また、本実施形態では、突出部４Ｂにおける、先端部４Ｂａから鋼板１の表面１Ａ側（上面側）に向かう輪郭形状が円弧状に形成されている。円弧形状の曲線形状とした場合、鋼板を、滑らかに反転させることができる。
ここで、先端部４Ｂａができるだけ一方の板部４２よりも外側に偏心していることが好ましい。

ただし、図６に示すように、台５の上に設置された鋼板１に板反転用治具４を取り付けた状態で、先端部４Ｂａが床６から離れている必要がある。図６の符号Ｈ３が、床からの離接距離である。
すなわち、図６に示すように、先端部４Ｂａにおける、一方の板部４２からの偏心量（オフセット量）Ｈ１［ｍｍ］は、（１）式で規定される条件を満たす必要がある。
Ｈ１ ＋Ｈ２ ＜ Ｄ１ ・・・（１）
ここで、
Ｈ２［ｍｍ］：下側の板部４２の外面（下面）から把持した鋼板１の下面１Ｂまでの距離（図６参照）
Ｄ１［ｍｍ］：台５の高さ
である。
ここで、突出部４Ｂにおける、把持部４Ａと先端部４Ｂａとを結ぶ輪郭形状は、直線や円弧に限定されず、他の輪郭形状であってもよい。先端部４Ｂａが、鋼板１の板厚方向に偏心した形状となっていればよい。

（動作その他）
本実施形態では、磁着などによって搬送してきた鋼板１を、図１及び図２のように、台５の上に載置する。なお、本実施形態では、鋼板１を左方向に向けて反転させるために、台５の右側に鋼板１を載置した。
図２中、符号１０は、溶接ビードを示す。鋼板１に対する溶接処理は、前工程で実行しても良いし、台５に載置してから実行しても良い。
次に、図２に示すように、鋼板１の右辺に吊り治具２を取り付けると共に、鋼板１の左辺に対し、上記構成の板反転用治具４を取り付ける。なお、吊り治具２及び板反転用治具４は、安定性を考えて幅方向の２箇所に設ける。
板反転用治具４は、図１に示すように、突出部４Ｂの先端が床６側になる向きで、差し込み部４４を構成する一対の板部４１、４２の間に鋼板１に差し込み、鋼板１の端面を底板部４３に当接させる。なお、差し込み前に、板厚に応じて、下側の板部４２のボルト４６の螺合量（板部４２の内面からの突出量）を調整しておく。

次に、上側の板部４１のボルト穴４１ａに螺合するボルト４７を締め込んで、板反転用治具４を鋼板１の端部に固定する。
次に、天井クレーンの巻き下げたワイヤ３０（若しくはチェーン）の先端部に設けたフックを、吊り治具２に引っ掛ける。図１中、符号３は、クレーンの巻上げ巻き戻し器である。
なお、天井クレーンの位置は、平面視において、治具の先端部４Ｂａの上方位置よりも左側に位置することが好ましい。

次に、クレーンのワイヤ３０を巻き取ることで、鋼板１の右辺（端部）を吊り上げていく。
このとき、治具の先端部４Ｂａが床６に接地するまでは、台５に接触する、鋼板１の左辺の端面下部の角１Ｂｂを支点として、鋼板１は回転しながら吊り上げられる。
治具の先端部４Ｂａが床６に接地すると、その接地した治具の先端部４Ｂａを支点として、鋼板１は回転ながら吊り上げられ、鋼板が起きてくる。

そして、図４のように、治具の先端部４Ｂａを通過する鉛直線ＶＬ上に鋼板１の重心Ｃｇが位置する鋼板姿勢である、右側に傾いた鋼板姿勢の状態よりも、鋼板１の右辺を吊り上げると、自重によって、鋼板１には、左側への回転モーメントＭが発生する。
すなわち、鋼板１が鉛直に立ち上がる前、つまり、鋼板１が地切りされる前に、鋼板１は、自重で自動的に、反転側（左側）に傾こうとする。
クレーン操作者は、鋼板１が反転側に傾いたことを確認したら、クレーンによるワイヤ３０の巻き上げを停止し、ワイヤ３０を巻き戻すことで、鋼板１の自重でその後の反転作業が行われる。

このように、本実施形態では、巻き上げすぎ（吊り上げすぎ）による地切りを防止し、地切りによって生じる鋼板１の荷ぶれを回避できる。
さらに、クレーンの操作も簡単であり、鋼板１の片側を上げるためのクレーンによるワイヤ３０の巻き上げと、鋼板１が反転側に傾いた後には、ワイヤ３０の巻き下げだけで反転作業が可能であり、クレーン操作自体も簡易な操作で完了することができる。
また、治具も簡単な構成とすることができる。

以上のように、本実施形態によれば、板反転用治具４の取付け側とは反対側の鋼板１の端部を吊り上げていくと、鋼板１が垂直な姿勢とする位置となるまで鋼板１を吊り上げる前に、鋼板１が自重で反転側に傾いたら、クレーンの下降操作のみで鋼板１の反転が完了する。このため、反転したい鋼板１が地切りすることがないので、荷ぶれの危険性がなく、さらにクレーンによる上昇及び下降操作のみで鋼板１の反転が可能となる。
また、既に工場に設置してあるクレーンを用いて鋼板１の反転作業が可能であるため、大掛かりな反転装置導入のためのコストを削減でき、わずかな治具の製作コストだけでよいというメリットがある。

このように、本実施形態によれば、高額な反転装置を導入することなく、簡単、かつ安全に鋼板１の反転作業が可能となる。
ここで、図５は、図４に比べて、治具の先端部４Ｂａの偏心量（オフセット量）を小さくした場合の例であり、先端部４Ｂａを通過する鉛直線ＶＬ上に鋼板１の重心Ｃｇが位置した時の、鉛直方向に対する鋼板１の傾きが、図４に比べて小さくなることが分かる。なお、図４及び図５に示す傾き角は例示である。
このように、確実に地切りを防止するためには、オフセット量Ｈ１は大きいことが好ましい（図６参照）。ただし、上記（１）式を満足しない場合には、鋼板１に対し治具を取り付けることが困難となる。

（その他）
本開示は、次の構成も取り得る。
（１）台の上に、一方の面を上方に向けて載置された金属板の端部を吊り上げて、その金属板を反転させる際に使用される板反転用治具であって、
上記金属板の吊り上げ側とは反対側の端部に対し着脱可能に固定する把持部と、
上記把持部と一体に形成され上記反対側の端部から離れる方向に延在する突出部と、
を備え、
上記突出部の先端部の位置は、上記金属板に取り付けられた状態で、上記金属板の厚さ方向において、上記金属板の厚さ方向中央位置に対し、上記金属板の他方の面側に偏心している、
ことを特徴とする板反転用治具。

（２）上記突出部の先端部の位置は、上記金属板に取り付けられた状態で、金属板の厚さ方向において、上記金属板の他方の面よりも外側に偏心している。
（３）台の上に、一方の面を上方に向けて載置された金属板の端部を吊り上げて、その金属板を反転させる際に使用される板反転用治具であって、
上記金属板の板厚より広い間隔を空けて対向する一対の板部を有する差し込み部を備え、当該一対の板部間に差し込んだ金属板の端部を把持可能な把持部と、
上記差し込み部と一体に形成され、上記差し込み部の差し込み側とは反対側に突出し、先端部が、上記一対の板部の対向方向において、上記一対の板部の一方の板部よりも外側に位置している突出部と、
を備えることを特徴とする板反転用治具。

（４）台の上に載置された金属板を反転させる反転方法であって、
上記金属板の端部に対し、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載した板反転用治具を取付け、
上記板反転用治具を取り付けた端部から離れた金属板の端部を吊り上げることで、上記板反転用治具の上記先端部を地面に接地させ、金属板の自重で、当該先端部を支点として金属板を反転側に傾斜させる。

１ 鋼板
１Ａ 表面（第１の面）
１Ｂ 裏面（他方の面）
１Ｂｂ 角
２ 吊り治具
４ 板反転用治具
４Ａ 把持部
４Ｂ 突出部
４Ｂａ 先端部
５ 台
６ 床
３０ ワイヤ
４１、４２ 板部
４１ａ、４２ａボルト穴
４３ 底板部
４４ 差し込み部
４６、４７ ボルト
Ｃｇ 重心
Ｈ１ 偏心量（オフセット量）
Ｍ 回転モーメント
ＶＬ 鉛直線

Claims (4)

1. 台の上に、一方の面を上方に向けて載置された金属板の端部を吊り上げて、その金属板を反転させる際に使用される板反転用治具であって、
   上記金属板の吊り上げ側とは反対側の端部に対し着脱可能に固定する把持部と、
   上記把持部と一体に形成され上記反対側の端部から離れる方向に延在する突出部と、
   を備え、
   上記突出部の先端部の位置は、上記金属板に取り付けられた状態で、上記金属板の厚さ方向において、上記金属板の厚さ方向中央位置に対し、上記金属板の他方の面側に偏心している、
   ことを特徴とする板反転用治具。
2. 上記突出部の先端部の位置は、上記金属板に取り付けられた状態で、金属板の厚さ方向において、上記金属板の他方の面よりも外側に偏心している、
   ことを特徴とする請求項１に記載した板反転用治具。
3. 台の上に、一方の面を上方に向けて載置された金属板の端部を吊り上げて、その金属板を反転させる際に使用される板反転用治具であって、
   上記金属板の板厚より広い間隔を空けて対向する一対の板部を有する差し込み部を備え、当該一対の板部間に差し込んだ金属板の端部を把持可能な把持部と、
   上記差し込み部と一体に形成され、上記差し込み部の差し込み側とは反対側に突出し、先端部が、上記一対の板部の対向方向において、上記一対の板部のうちの一方の板部よりも外側に位置している突出部と、
   を備えることを特徴とする板反転用治具。
4. 台の上に載置された金属板を反転させる反転方法であって、
   上記金属板の端部に対し、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載した板反転用治具を取付け、
   上記板反転用治具を取り付けた端部から離れた金属板の端部を吊り上げることで、上記板反転用治具の上記先端部を地面に接地させ、金属板の自重で、当該先端部を支点として金属板を反転側に傾斜させる、
   ことを特徴とする金属板の反転方法。

Images