JP2929431B2 - 環状スリング - Google Patents
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- B66C1/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
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Description
グは可撓性と強度の点で改良が行われてきた。大型の金
属製スリーブで固定する剛性金属ワイヤロープを主材料
とするスリングに代わって、より小型の吊下部とカバー
をもつ手段が登場した。ワイヤロープの金属製ストラン
ドの重くて可撓性に欠ける剛性金属ワイヤロープの代わ
りに、最近では非常に高度な荷重吊上性能をもつ合成繊
維を用いて、軽量で可撓性に優れ、さらに強力なスリン
グが提供されている。このようなスリング製造技術の進
歩をもってしても、これらの改良スリングを用いてクレ
ーン巻き上げを行う作業員は、過負荷状態が続いた結果
スリングが疲弊して突然壊れ、その結果積荷が突然崩れ
たり、失われるといった昔からの問題に悩まされてい
る。
グが耐え得る最大荷重を調べる標準破壊試験がある。産
業用スリングのメーカーは、かかる破壊試験によってス
リングの耐荷力を定格できるようになった。スリング・
メーカーの大多数は、スリングの耐荷重(定格荷重)を
表示したタグをスリングに貼付している。この定格荷重
でスリングの最大負荷がわかり、安全使用の目安とな
る。
作している良心的なオペレータでも、定格荷重範囲内と
信じて使用しているスリングの破壊に驚かされることが
ある。例えば産業用スリングを昼夜3シフト体制で継続
して酷使した場合、先のシフトの作業員がスリングにか
なりの過負荷をかけ、スリングの吊上用コアヤーン材料
に重大なダメージを与えたことに後のシフトの作業員が
気づかないこともある。合成繊維製スリングにその引張
強度や最大延伸度での荷重吊上能力を超えた過負荷を与
えると、本来の強度や耐荷力には戻らなくなることがあ
る。応力点で破断することもある。この状態は、ゴムバ
ンドを通常の弾性点以上に伸ばした後、荷重や張力を除
去したり、減少したりしてもゴムバンドは通常の形状に
戻らず、バンドの寸法が伸びきったままになって、引張
荷重以下の負荷でも破断する場合と同じである。
かけると、耐荷コア材料の繊維がその降伏点を超えて延
伸し、スリングが伸びきったままになって元へ戻らない
ことがある。スリングの荷重吊上繊維が降伏点を超えて
延伸すると、その物理的構造が実際に変化し、応力点で
限界に達することがある。保護カバーつきスリングに過
負荷がかかってスリングが疲労したり、構造変化をおこ
して安全性がなくなり、その定格荷重での最大限度まで
荷重を吊り上げることができなくなっていないかをオペ
レーターが知る手段はこれまでなかった。通常の建設、
工場や装置の操業、油田、原子力発電所など広範囲の用
途で重い荷重を持ち上げるために何千もの環状スリング
が日常的に使用されている。かかる環状スリングの吊上
コア繊維は天然材料や、ポリエステル、ポリエチレン、
ナイロンなどの合成樹脂材料から得られる。これらのコ
ア繊維は摩擦に弱く、鋭い縁で切れることがあり、熱、
腐食性薬品や気体、その他の環境汚染物質に暴露すると
劣化する。
とコアヤーンが融解したり、分解する。さらに安全性に
関する問題としては、スリングを回転させないで使用し
て、クレーン上のフックなどの吊上装置や吊り荷自体と
長時間同じ摩擦点で接触させたままで放置したりするな
どユーザーによる誤った使い方がある。ある種の合成繊
維材料ではそのため摩耗が加速され、特に負荷のかかる
箇所が圧縮されていたり、束が重なっていたりしている
と摩耗が著しくなる。現場作業員は、環状スリングの吊
上コアヤーン内部にこのような欠陥があってもスリング
・カバーの中にあるためそれを検出できないのではない
かと心配する。
ア材料は不透明な保護カバーで覆われているためコアヤ
ーンを目視検査できず、構造上一体かどうかを確かめる
のは難しい。欠陥環状スリングは、前触れなしに突然壊
れ、人命や財産の損失を招くことがある。責任ある企業
は、身体の損傷、器物の損害を避け、取扱品の信頼度に
対する要求に応えるため、作業員に対して安全なスリン
グを提供する義務がある。
定める状態からの変化によってそのコードの差し迫った
故障を検出し、警告を発する回路の連続性テスタなどの
装置がある。マッキーン他による米国特許第4,99
2,778号、シュミットの米国特許第2,691,6
98号、デヴロウの米国特許第4,132,987号、
ランソムの米国特許第3,938,126号を参照のこ
と。環状スリング技術の現状を示す従来技術を開示する
ものとしてサンジェルマンの米国特許第4,850,6
29号、リンダールの米国特許第4,210,089号
がある。従来の技術においては、耐荷ストランド材料の
末端は普通、同じ材料の別のストランドの一端に固定さ
れ、耐荷材料の内部コア全体がカバー材料内にあって見
えない。従来型のスリングでは、耐荷ストランド部材を
すべて束ねてあるので、耐荷ストランド部材を覆うカバ
ー材の有無に拘らず他のストランドで形成されるボディ
から開放端を区別して見つけることはできない。
告を発するインジケータを備えた環状スリング構造はほ
とんど、あるいは全く見当たらない。
造は、光ファイバ『信号』部材を含み、該部材は吊上即
ち耐荷用のコアヤーンと一体化した光ファイバ・ストラ
ンドの形をしており、このコアヤーンはストランドをエ
ンドレスで平行なループを形成するように巻いて保護カ
バー内に収めたものである。このカバーは該光信号スト
ランドを引き出すための約1インチほどの巾の開口部す
なわちオリフィス状スリットをもつ。上記信号ストラン
ドは、スリング・カバーの外側に引き出されて必要な長
さだけ延びている。荷重吊上コアヤーンは、ポリエステ
ル、ポリエチレン、ダクロン(R)、ケブラー(R)、
アラミド、スペクトラ(R)等の材料から選んだフィラ
メント・ファイバでもよい。光ファイバ・ストランドの
材料はポリエチレンあるいはその他のコアヤーンの材料
と相容性がある材料がよい。
ドの一体性と連続性をテストするため、その一端から光
源からの光を導入する。スリング・コアヤーンに収めた
光ファイバ部材が破断していると、光ファイバ・ストラ
ンドの第一端から光エネルギー・トランスミッタからの
光を導入しても光ファイバ・ストランドの第二端にコア
ヤーンを通る光の伝達が見られない。光ファイバ材料
は、吊上用コアヤーンのファイバに平行するように光を
伝達できる。この環状スリングは、コアヤーン内にファ
イバ材料をもち、その一端から進入して来た光はファイ
バ壁に当ると常に内側へ向けて光ファイバ・ストランド
全長にわたって反射されるから、ファイバ内で損失され
ずに一端から他端へと伝達される。光ファイバ材料を環
状スリングの吊上用コアヤーンに含めることで、吊上コ
アの光ファイバ・コンポーネント内を光を通過させ、こ
れによってこれまで見られなかったコア内部が観察可能
なテスト・チェック区域となる。本発明による環状スリ
ングが、使用中に負荷がかかって歪んだり、形が変わっ
ても、破断がない限り第一端から第二端へ光ファイバ部
材を通して光が伝播される。
イバ信号部材は、吊上用コア・ファイバ材料と一緒の摩
耗特性を示すようにする。吊上用コアヤーンのファイバ
が破壊あるいは破断すると、光ファイバ材料も損傷を受
け、光の伝達を妨げるので、光は他端から出ている信号
ストランドへ到達しない。
ポーネントは、ポリエチレンなどのプラスチック・フィ
ラメントで形成し、5ないし100ミクロンから最大1
インチまでの適当な直径に撚り、環状スリングの用途に
応じて数十本から数百本の束に束ねる。かかる光ファイ
バ材料の束を一列に並べて、糸、ロッド、リボン、シー
トなどに成型できる。これらの束は個々のファイバと同
様可とう性に富み、捩ったり曲げたりしても、角があっ
ても光やイメージの伝達ができる。光は吊上用コアヤー
ン内部で反射を繰り返しながら伝達されるので、スリン
グが円形状に曲がっていたり、不透明のカバー材料で覆
われていても差し支えない。吊上用コアヤーンの一端に
入った光は光ファイバ・コンポーネント内に進入し、何
千回も内部反射を続けながら損失なしに伝達される。光
が信号ファイバの他端にあらわれると、このファイバが
環状スリングの吊上用コア・ストランドの束の通路全長
にわたって連続していることを意味する。こうしたスリ
ングの構造では、ユーザーがスリングの一端で光を照ら
し、それが信号ファイバの他端で見えるかどうかでテス
トができる。もし光が光信号ファイバの一端から他端ま
で通過、到達しなければ、ユーザーは吊上用コア・スト
ランドの束に損傷した所があるのではないかと警告され
ているのであるから、環状スリングから保護カバーを取
り外してよく調べてみるか、環状スリングの使用を取り
やめて、修理あるいは代替品と取り替える必要がある。
状スリングは光ファイバ材料と一体をなす吊上用スリン
グの主線材のコンポーネントとしてケブラー(R)、ア
ラミド繊維、スペクトラ(R)繊維などの高性能繊維で
構成した構造をもつものである。このようなスリングの
構造物は、高い吊上力と破断強さを有し、軽量で、高熱
に耐え、耐久性もよい。さらに2本以上の光信号ストラ
ンドを用いて、カバーの複数の開口部から端部を引き出
すようにしてもよい。少なくとも一つの信号ストランド
部材がその両端部をスリングのカバーの開口部からある
いはタグや吊上用のコアのファイバ・ストランドを覆う
スリーブなどその他の封止手段の出口からそれぞれ反対
方向に引き出し、少なくとも1インチから約6インチ延
び出しているようにすることもある。
とは別に同種のストランドがスリング本体とは分離され
ていて、端部を引き出させるようになっている。このス
リングは光ファイバ信号部材ストランドの自由端および
吊上コアヤーンと同種の1本のストランドの自由端とい
う2種の引き出し部をもつことになる。本実施例では、
これによって、スリングの引張強さあるいは定格荷重を
超える負荷があった場合にスリングに対する過負荷を検
出するための追加のインジケータを提供することにな
る。過負荷があると、カバーから引き出されている該ス
トランドの自由端が短くなり、スリングが過負荷状態に
なっていることを作業者に警告する。即ち、過負荷状態
では、コアヤーンは全体が荷重点方向に伸張しているの
で、耐荷コアヤーンと分離した1本のストランドの末端
も、スリングが吊り上げている荷重、引き下ろしている
荷重、保持している荷重、吊り下げている荷重と直接接
触している時にこれらの過負荷がかかっている点の方向
へ移動する。しかし、このストランドの自由端は、スリ
ングを定格荷重以上で使わないかぎり最初の位置から動
かない。これらの信号部材は、定格荷重以上になるまで
はスリングの外側カバー材にあけた開口部から出ている
部分が同じ長さのままである。
部分を構成するストランドの材質よりも伸縮性の高い別
のファイバ材料のものをコアヤーンに混入して、混合コ
ア材料でできた複合コアヤーンを形成する。引き出され
ているその短い自由端部は過負荷点へ向かって移動する
量が多く、敏感に反応し、外側カバーの開口部へ向けて
より長い距離を戻る。さらに光ファイバ信号ストランド
を吊上コアヤーン・ストランドの自由端に固定しておけ
ば、スリングが過負荷になったときに二つのストランド
が一緒にカバーの開口部へ引き寄せられるようにするこ
ともできる。
定していない信号ストランドがまったく見えなくなる、
即ち、外側カバーのストランドが出ていた開口部からカ
バー内へ再び入ってしまうことがある。また、信号部材
の端がその出口である外側カバー開口部に単に近ずくだ
けのときもある。いずれの場合も、作業者にはスリング
が過負荷状態になっていることがわかる。場合によって
は、スリングが複数のパスを持つ荷重吊上コアコンポー
ネントから成るときなどは、それぞれに対応して二つあ
るいはそれ以上の信号部材を用いて、それらの自由端の
動きによってスリングの過負荷状態を警告することがで
きる。
おいて符号1で表す。これは単一パス環状スリングでも
複数パス環状スリングでも用いてよい。図面では、複数
パス環状スリングの構造を示す。光ファイバ・ストラン
ドの二つの自由端(2,2′)は、コアのストランド束
(図4の7)から出て、保護カバー(図2の5)を通っ
て該カバーから1インチあるいはそれ以上外側へ引き出
されている。吊上コアのストランドは図4、図5では符
号7、8で表す。保護カバーは図4では符号5の単一の
外被として示すが、図5では符号10、5の二重の保護
外被の一部として示している。保護カバーは図1、2、
4の符号6で示すように、縫合部材で二つの分離コア間
の中央で長手方向に沿って縫合したり、あるいは図5の
符号9で示すように糊あるいは高温で熔ける接着剤を用
いて別々のパスを形成するように境界を固定してもよ
い。
す補助カバーをスリング・カバーの補強として又は情報
を示すためのタグとして用い、スリングの性能情報など
をエンドユーザーに伝えることもできる。内部コアの光
ファイバ・ストランド・コンポーネントはすべての図面
で符号1で示す。光ファイバ信号用ストランドの二つの
自由端は図1、図2、図3で符号2および2’で示す。
荷重吊上ストランドの二つの自由端(テルテール)は図
1、図2では符号3、4で表し、ループ・コアを形成す
る吊上ストランドの束は図3、図4、図5でそれぞれを
一括して符号7、8で表わす。
の光ファイバ・ストランドの自由端(2と2′)と荷重
吊上げストランド異常表示用(テル・テール)自由端
(3と4)とは図2および3に示すようにスリングのカ
バー5に明けた開口から引き出されて、1インチ又はそ
れ以上がスリング本体から出ている。
よって形成される: 前述の耐荷重材料のストランドを互に平行なエンドレス
のループ状に束ねて耐荷重吊上げのコアを形成する; 2つの自由端をもつ光ファイバ・ストランドのループを
該吊上げコアのエンドレスループの中に一緒にする; 以上のすべてのループを互に平行に揃える; それらのループを平面上に揃えるためのガイド手段をも
つ平面上に前記平行の条件を保ってのせる; エンドレスの筒状のカバーを形成するための2辺をもつ
材料を該ガイド手段の一辺に合わせてエンドレスループ
のコアを完全におおうようにしておく; 耐荷重ストランド束のコアの遠端を適当な固定手段によ
って固定する; 適当な分離手段を用いて光ファイバ・ストランドの自由
端はコアのループから分離させておく; 適当な連結手段を用いて、筒状カバーの両辺をつなぎ合
わせて、エンドレスループ状にする; 適当なカット手段を用いて該カバーに開口部、即ち、引
出し口を切り開ける; 適当な引き出し手段を用いて、光ファイバ・ストランド
の自由端を引き出し口から1インチ又はそれ以上引っぱ
り出す; 吊上げコアの中の1本のストランドをエンドレスループ
の束から分離しておいて、その両端を保護カバーから引
張り出して過負荷を知らせるテルテール用の手段として
使えるようにしておくこともある。
においても開示した信号部材を用いて、過負荷やコアヤ
ーンの損傷を検出することができる。当業者であれば、
ここに具体的に描写してはいないが本発明を規定する特
許請求項の範囲を逸脱することのないスリングを製造で
きるだろう。
バーでおおってあるエンドレスループ環状スリングを上
から見た斜視図で、保護カバーの端から引き出した光フ
ァイバ・ストランド(符号1)の二つの自由端(符号
2,2′)と耐荷重ストランドから分離させたストラン
ドの二つの自由端(テルテール)(符号3,4)とが示
されている。
である。
3に沿った断面図で、光ファイバ・ストランドの自由端
(2,2′)が内側コアから分れてスリングのカバー
(5′)から外に引き出されている所を示す。
つのストランド束(7,8)からなる耐荷重ストランド
の吊上コアを持つエンドレスループ環状スリングの断面
図であり、少なくとも一つの吊上コアのストランド束が
少なくとも一つの光ファイバ・ストランド(1)を含ん
でいる。
スリングの断面図で、2つの内側コア・ストランド束を
別々に囲むように中央で外側カバーを2つに分離してい
ることを示す。
の自由端 5,5′10 ・・・保護カバー 7,8 ・・・耐荷重吊上コア・ストランド 6,9 ・・・外側カバーを2つに分離するための手段
Claims (11)
- 【請求項1】耐荷重材料のストランドを互に平行なエン
ドレスループの形に形成した荷重吊上用のコアと; 該吊上用コアの中に含まれ、該耐荷重材料ストランドと
平行に並置されるが、両端部をコアの外に引き出されて
いる光ファイバ材料のストランドと; 前記すべてのストランドを覆い、該ファイバの両端部を
引き出すための開口部を有する筒状のカバー手段と; を含むことを特徴とする、環状スリング。 - 【請求項2】請求項1に記載の環状スリングにおいて、
前記耐荷重材料ストランドのうち1本のストランドを前
記コアから分離しておき、その両自由端が前記カバーか
らコアの外に引き出されていることを特徴とする、環状
スリング。 - 【請求項3】請求項1に記載の環状スリングにおいて、
前記荷重吊上用のコアが、異なる材料の耐荷重ストラン
ドの混合物を含むことを特徴とする、環状スリング。 - 【請求項4】請求項1又は3に記載の環状スリングにお
いて、前記吊上用のコアがケプラー(R)ストランド、
スペクトラ(R)ストランド、ポリエステル・ストラン
ド又はポリエチレン・ストランドの何れか1つ又は幾つ
かの組合わせを含むことを特徴とする、環状スリング。 - 【請求項5】請求項2に記載の環状スリングにおいて、
前記コアから分離されている1本のストランドの自由端
のコアから外に引き出されている部分の長さが減少する
ことによって前記吊上用コアの荷重容量に対する過負荷
を検出する信号手段を含むことを特徴とする、環状スリ
ング。 - 【請求項6】請求項1に記載の環状スリングにおいて、
前記光ファイバ・ストランドの一端から入った光が他端
に伝達されないことによって前記吊上用コアのストラン
ドの連続性に欠陥があることを検出する信号手段を含む
ことを特徴とする、環状スリング。 - 【請求項7】耐荷重材料のストランドを互に平行なエン
ドレスループの形に形成した荷重吊上用コアを少くとも
2つ含む環状スリングにおいて、各コアがエンドレスル
ープの筒状のカバー手段によって相互に分離されて収納
され、該各コアが両自由端をもつ光ファイバ材料のスト
ランドを含み、該カバー手段が該すべてのコアを覆う
が、各コアに対して少くとも1つの開口部をもち、該開
口部から該光ファイバ材料ストランドの両自由端が引き
出されていることを特徴とする、環状スリング。 - 【請求項8】請求項7に記載の環状スリングにおいて、
前記カバー手段から、前記光ファイバ材料ストランドの
自由端が一対だけ引き出されていることを特徴とする、
環状スリング。 - 【請求項9】請求項7に記載の環状スリングにおいて、
前記吊上用コアが異なる材料の耐荷重ストランドの混合
物を含むことを特徴とする、環状スリング。 - 【請求項10】環状スリングを構成する方法にして、該
方法が: まず耐荷重材料のストランドをエンドレスループの形に
束ねて吊上用コアを形成し; 次に、2つの自由端をもつ少くとも1本の光ファイバ・
ストランドを該吊上用コアの中にループの形に形成し; 前記すべてのストランドのループを互に平行の関係に揃
え; 該吊上用コアのストランドと光ファイバ・ストランドと
をガイド手段をもつ平面上に平行にのせ; 該ループ全部を遠端において固定手段に固定し; 光ファイバ・ストランドの両自由端は該コアから分離し
ておき; 該ガイド手段の一辺上に筒状カバー手段となる材料をひ
ろげ、該エンドレスループを覆うように両辺を重ね; 該光ファイバ・ストランドの両自由端を分けておいて、
該カバーの材料の両辺を接着させてエンドレスループの
筒状に形成し; 該筒状カバー手段に開口部を切り開き; 引き出し手段を使って、該光ファイバ・ストランドの両
自由端を該開口部を通してカバー手段から引き出し、1
インチ又はそれ以上が外に出るようにすることを特徴と
する方法。 - 【請求項11】請求項10に記載の環状スリングを構成
する方法において該方法が: 前記吊上用コアの中の少くとも1本の耐荷重ストランド
を前記エンドレスループ固定手段から分離して、両端部
を自由にし、引き出し手段を使って該両端部を前記カバ
ー手段の開口部から引き出し、1インチ又はそれ以上を
該カバー手段の外に出すことを特徴とする方法。
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