JP5548636B2 - クレーン用吊具 - Google Patents

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本発明は、クレーン用吊具に関する。さらに詳しくは、特に大型球体の吊荷を吊るためのクレーン用吊具に関する。
一般に、原子炉格納施設の天井は大型の半球体をしており、原子炉格納施設を建設するには、この大型半球体の天井をジブクレーンで吊り下げ、所定位置に設置する必要がある。
従来は、このような大型球体の吊荷を吊り下げる場合、アイ等の連結金具を吊荷の周りに多数個取り付け、この多数の連結金具に連結した多数本の玉掛ワイヤをジブクレーンのフックに掛けることが行われていた。
しかるに、連結金具が取り付けられる位置や、玉掛ワイヤの長さのバラつき等により、各連結金具にかかる荷重が偏る場合があり、この偏荷重が大きくなると、吊荷が変形してしまうという問題がある。
また、偏荷重により吊荷が変形しないように吊荷自体を補強しなければならず、その結果吊荷の重量が増加するという問題がある。
また、偏荷重を考慮して、吊荷の重量を大きく超える荷重にも耐え得るようにクレーンを設計しなければならないという問題がある。
さらに、多数本の玉掛ワイヤを使用するため玉掛ワイヤ同士が干渉しやすく、干渉しないように、あるいは干渉を解消しながら玉掛け作業を行うには、作業員の手間を多大に要し、かつ作業時間も長時間必要であるという問題がある。
多数の連結金具の間の偏荷重を減少させる技術として、特許文献1に記載の技術がある。
特許文献1に記載の吊治具は、平面視十字型の吊り梁と、その吊り梁の各先端に定着された4つの定着滑車と、その定着滑車に巻回される無端ワイヤと、その無端ワイヤに巻回され吊り下げられる4つの動滑車と、その動滑車に取り付けられた係合フックとからなる。このような構成であるから、連結金具に係合フックを連結して吊荷を吊り下げると、各動滑車が吊り梁に対して上下動するので、各動滑車にかかる荷重は同一となり、連結金具の間の偏荷重を減少させることができる。
しかるに、図9に示すように、この従来の吊治具に吊荷を吊り下げると、吊り梁109の各先端に鉛直下向きの力F1がかかり、その反力F2が揚重ワイヤ115に沿う方向に発生する。そのため、吊り梁109の各先端には、F1とF2の合力F3が水平方向に発生する。この合力F3は吊り梁109内を伝って、反対側の合力F3と釣り合うようになっている。
合力F3は一本の直線状の吊り梁109内を伝っていくため、合力F3を分散することができない。すると、吊り梁109が十字型に交差する中央部分では応力が集中するため、吊り梁109の破損を防ぐには吊り梁109の強度を高くすべく太くしなければならない。また吊り梁109内を伝っていく合力F3を分散できないため、吊り梁109の座屈を防ぐためにも、吊り梁109を太くしなければならない。吊り梁109を太くすると吊り梁109自体の重量が大きく増加するため、その分だけ吊治具の定格荷重が減少してしまうという問題がある。
特開平6−298487号公報
本発明は上記事情に鑑み、吊荷に偏荷重がかからず、かつ、玉掛け作業が容易であるクレーン用吊具を提供することを目的とする。
第1発明のクレーン用吊具は、円錐体の吊具本体と、該吊具本体に円環状に配置され取り付けられた複数の定滑車と、複数の動滑車と、前記定滑車と前記動滑車とに交互に巻回され、両端同士が接続された環状の調整索とを備えていることを特徴とする。
第2発明のクレーン用吊具は、第1発明において、前記複数の定滑車は、前記吊具本体の底面の中心を基準として等角度間隔をあけて取り付けられていることを特徴とする。
第3発明のクレーン用吊具は、第1または第2発明において、前記定滑車は、前記吊具本体に対して、該吊具本体の底面の径方向に揺動可能に取り付けられていることを特徴とする。
第4発明のクレーン用吊具は、第1、第2または第3発明において、前記動滑車に、吊荷に掛けられる荷吊索が連結されていることを特徴とする。
第5発明のクレーン用吊具は、第1、第2、第3または第4発明において、前記吊具本体の円錐体の頂点に、クレーンのフックに連結する連結部が形成されており、該連結部は、中央の孔を有する一対の板からなることを特徴とする。
第1発明によれば、調整索が定滑車と動滑車とに交互に巻回されているので、各動滑車にかかる荷重にバラつきがあると、荷重の小さい動滑車は吊具本体に近づき、荷重の大きい動滑車は吊具本体から離れ、全ての動滑車にかかる荷重が釣り合う位置で静止する。そのため、動滑車に吊り下げられた吊荷に偏荷重がかからない。また、定滑車は円環状に配置されているので、各定滑車にかかる荷重の径方向の成分を相殺でき、吊具本体に歪みが生じにくく、破損しにくい。さらに、吊具本体が円錐体であるから、各定滑車にかかる荷重の水平方向の成分を円周方向に分散することができ、応力集中も発生しないので、吊具本体に歪みが生じにくく、破損しにくい。
第2発明によれば、複数の定滑車は等角度間隔をあけて取り付けられているので、各定滑車にかかる荷重が均等となる。そのため、応力集中が発生せず、吊具本体に歪みが生じにくく、破損しにくい。
第3発明によれば、定滑車は揺動可能に取り付けられているので、荷重のかかる方向に定滑車を傾斜させることができる。そのため、調整索が出る方向に合わせて定滑車が傾斜し、調整索が定滑車から外れることがない。また、様々な大きさや形状の吊荷を吊り下げることができる。
第4発明によれば、動滑車と吊荷とは荷吊索を介して連結されるので、吊荷が大型となっても、定滑車と動滑車との間が遠く離れることがない。そのため、動滑車自体が回転して調整索が捩じれたり、隣接する動滑車に巻回された調整索同士が干渉したりしにくく、玉掛け作業が容易である。
第5発明によれば、吊具本体の連結部をクレーンのフックに連結するだけで、吊具の取り付けが可能であるので、玉掛け作業が容易である。
本発明の一実施形態に係るクレーン用吊具の説明図である。 同クレーン用吊具の吊具本体の正面視断面図である。 同クレーン用吊具の吊具本体の側面視部分断面図である。 同クレーン用吊具の定滑車の揺動の説明図であって、(A)図は鉛直下向きに垂れさがった状態、(B)図は荷重の方向に傾斜した場合の説明図である。 同クレーン用吊具を用いた玉掛け作業の説明図であって、荷吊ワイヤを連結した状態の説明図である。 同クレーン用吊具を用いた玉掛け作業の説明図であって、クレーン用吊具を引き上げた状態の説明図である。 同クレーン用吊具を連結したジブクレーンの説明図である。 同クレーン用吊具にかかる力の説明図である。 従来の吊治具にかかる力の説明図である。
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図7に示すように、本発明の一実施形態に係るクレーン用吊具Aは、ジブクレーンJのフックfに連結され、原子炉格納施設の天井等の大型球体の吊荷Lを吊るために用いられるものである。
図1に示すように、クレーン用吊具Aは、吊具本体10と、その吊具本体10に取り付けられた複数の定滑車20,20・・・と、その定滑車20,20・・・と同じ数の動滑車30,30・・・と、定滑車20の上弦と動滑車30の下弦とに交互に巻回される無端ワイヤ40とを備えている。
なお、無端ワイヤ40は、ワイヤの両端を接続して環状にしたものであり、特許請求の範囲に記載の「調整索」に相当する。
図2および図3に示すように、吊具本体10は底が無い中空の円錐体であり、その円錐体の頂点にフックfに連結する連結部11が形成されている。連結部11はフックfを挟む一対の板からなり、その中央にピンpを通す孔が空けられている。
そのため、連結部11の一対の板の間にフックfを挿入し、フックfに形成された孔と連結部11の孔とを合わせピンpを挿入すれば、吊具本体10をフックfに連結することができる(図1参照)。したがって、多数本の玉掛ワイヤをフックfに掛ける必要がなく、玉掛ワイヤ同士が干渉することもないため、玉掛け作業が容易である。
図1に示すように、吊具本体10の底面の周囲には、複数の定滑車20,20・・・が円環状に配置され取り付けられている。この複数の定滑車20,20・・・は、吊具本体10の底面の中心を基準として等角度間隔をあけて取り付けられている。また、複数の動滑車30,30・・・は、無端ワイヤ40により吊り下げられ、各動滑車30は隣接する定滑車20,20の間の下方に位置するようになっている。この動滑車30の外装には、後述の荷吊ワイヤ50を連結するためのアイ31が取り付けられている。
なお、吊具本体10の底面の周囲には、定滑車20を揺動可能に支持する滑車支持部12が複数並んで形成されている。この滑車支持部12に各定滑車20の外装が支持されることにより、定滑車20は吊具本体10に対して、円錐体の底面の径方向に揺動可能に取り付けられている。
そのため、図4に示すように、動滑車30に荷重がかかっていない場合には、定滑車20と動滑車30は自重により鉛直下向きに垂れさがり(A)、動滑車30に斜め方向の荷重がかかっている場合には、定滑車20と動滑車30は、その荷重の方向に傾斜する(B)。
つぎに、本実施形態に係るクレーン用吊具Aを用いた玉掛け作業について説明する。
まず、多数のアイ等の連結金具eを吊荷Lの周りに円環状に配置して溶接等により取り付けておく。この連結金具eはクレーン用吊具Aの動滑車30と同じ数だけ必要である。
つぎに、図5に示すように、動滑車30のアイ31と連結金具eとの間を、それぞれ荷吊ワイヤ50,50・・・で連結する。荷吊ワイヤ50とアイ31および連結金具eとの連結にはシャックル等を用いればよい。また、荷吊ワイヤ50は吊荷Lの大きさに応じて必要な長さのものが用いられる。なお、荷吊ワイヤ50は、特許請求の範囲に記載の「荷吊索」に相当する。
このとき、動滑車30にはまだ荷重がかかっていないので、定滑車20、動滑車30および荷吊ワイヤ50は自重により鉛直下向きに垂れさがった状態となっている。
つぎに、ジブクレーンJで吊具本体10を引き上げると、図6に示すように、荷吊ワイヤ50に吊荷Lの荷重がかかり、吊荷Lを吊り上げることができる。
このとき、定滑車20,20・・・が配置された円の直径に比べて、吊荷Lの連結金具eが配置された円の直径の方が大きいので、荷吊ワイヤ50,50・・・は下方に行くにしたがい広がるように傾斜する。そうすると、動滑車30は無端ワイヤ40を引き連れて荷吊ワイヤ50により引かれる方向に傾斜し、定滑車20は無端ワイヤ40により引かれる方向に傾斜する。このように、無端ワイヤ40が出る方向に合わせて定滑車20が傾斜するので、無端ワイヤ40が定滑車から外れることがない。
また、前述のごとく無端ワイヤ40が定滑車20,20・・・と動滑車30,30・・・とに交互に巻回されているので、各連結金具eにかかる荷重、すなわち各動滑車30にかかる荷重にバラつきがあると、荷重の小さい動滑車30は吊具本体10に近づき、荷重の大きい動滑車30は吊具本体10から離れ、全ての動滑車30,30・・・にかかる荷重が釣り合う位置で静止する。すなわち、各動滑車30が吊具本体10に対して近接離間することで、吊具本体10と各連結金具eとの間の距離を調整できるので、吊荷Lに偏荷重がかからない。
そのため、偏荷重により吊荷Lが変形することがない。また、偏荷重により吊荷Lが変形しないように吊荷L自体を補強する必要がなく、その結果、吊荷Lの重量を軽減することができる。
また、偏荷重を考慮して、吊荷Lの重量を大きく超える荷重にも耐え得るようにジブクレーンJを設計する必要がない。
また、図8(a)に示すように、クレーン用吊具Aに吊荷Lを吊り下げると、吊具本体10の底面の周囲であって各定滑車20が取り付けられている部分には、無端ワイヤ40に沿う方向に力F1がかかり、その反力F2が吊具本体10の頂点に向かう方向に発生する。そのため、吊具本体10の底面の周囲には、F1とF2の合力F3が径方向に発生する。図8(b)に示すように、この合力F3は、吊具本体10の底面の周方向の分力F31、F32として分散される。この分力F31、F32は、全ての定滑車20に対して発生し、かつその大きさが等しい。そのため、隣り合う定滑車20,20の分力F31、F32同士で相殺される。結果として、各定滑車20にかかる荷重の径方向の成分を相殺できる。
さらに、吊具本体10が円錐体であるから、各定滑車20にかかる荷重の水平方向の成分を吊具本体10の円周方向に分散することができ、吊具本体10には角がないから応力集中も発生しない。そのため、吊具本体10に歪みが生じにくく、破損しにくい。
なお、複数の定滑車20,20・・・は吊具本体10の底面の中心を基準として等角度間隔をあけて取り付けられているので、各定滑車20にかかる荷重が均等となる。そのため、応力集中が発生せず、吊具本体10に歪みが生じにくく、破損しにくい。
さらになお、吊荷Lに取り付けられる連結金具eは、水平面内での吊荷Lの重心からの角度間隔を、吊具本体10に定滑車20,20・・・が設けられる角度間隔と等しくなるように配置することが好ましい。このようにすれば、定滑車20,20・・・にかかる荷重の水平方向の成分は径方向の成分だけとなり、その径方向の成分は対向する定滑車20,20同士で完全に相殺できるので、より吊具本体10に歪みが生じにくく、破損しにくくなるためである。
さらに、動滑車30,30・・・と吊荷Lとは荷吊ワイヤ50,50・・・を介して連結されるので、動滑車30と定滑車20との間隔は、連結金具eが取り付けられる位置のバラつきや、荷吊ワイヤ50,50・・・の長さのバラつき等を調整できる長さがあればよい。すなわち、吊荷Lが大型であっても定滑車20と動滑車30とを遠く離す必要がない。そのため、動滑車30自体が回転して無端ワイヤ40が捩じれたり、隣接する動滑車30,30に巻回された無端ワイヤ40同士が干渉したりしにくく、玉掛け作業が容易である。
(他の実施形態)
前記実施形態では、吊具本体10は底が無い中空の円錐体であるが、底を形成してもよいし、中空部分に補強梁を入れてもよい。さらに、中実としてもよい。このようにすることで吊具本体10の剛性を高めることができる。
しかし、前記実施形態のような形状でも、吊具本体10の剛性は十分に保たれる。その上、吊具本体10の重量を軽減できるので好ましい。また、吊具本体10をシェル構造にすることで、剛性を保ちつつ吊具本体10を構成する板の厚さを薄くでき、より重量を軽減できるので好ましい。吊具本体10の重量を軽減すれば、定格重量の低いジブクレーンJを用いることができる。あるいは、ジブクレーンの定格荷重を維持しながらもより重い吊荷を吊ることができる。
また、無端ワイヤ40や荷吊ワイヤ50,50・・・としては、金属性のワイヤのみならずロープ等も用いることができる。吊荷Lの重量に合わせて、必要な引張強度が得られる種々のものを選択すればよい。
本発明に係るクレーン用吊具は、原子炉格納施設の天井のみならず、LNGやLPGのガスタンク等にも用いることができる。
また、定滑車が吊具本体に対して揺動可能に取り付けられているため、吊荷に取り付けられる連結金具が円環状に配置されていなくても、荷重のかかる方向に定滑車、無端ワイヤ、動滑車、荷吊ワイヤを傾斜させることができる。そのため、球体の吊荷のみならず、立方体や板状等種々の形状の吊荷にも用いることができ、大型の吊荷から小型の吊荷にまで用いることができる。
また、吊荷に取り付けられる連結金具の水平面内での吊荷の重心からの角度間隔が、吊具本体に定滑車が設けられる角度間隔と等しくない場合には、定滑車には吊具本体の底面の周方向にも荷重がかかる。このような場合に備えて、定滑車を支持する滑車支持部を吊具本体の底面の周方向にも揺動可能としてもよい。
さらに、本発明に係るクレーン用吊具は、ジブクレーンのみならず、種々のクレーンのフックに取り付けることができる。
A クレーン用吊具
10 吊具本体
11 連結部
12 滑車支持部
20 定滑車
30 動滑車
31 アイ
40 無端ワイヤ
50 荷吊ワイヤ

Claims (5)

  1. 円錐体の吊具本体と、
    該吊具本体に円環状に配置され取り付けられた複数の定滑車と、
    複数の動滑車と、
    前記定滑車と前記動滑車とに交互に巻回され、両端同士が接続された環状の調整索とを備えている
    ことを特徴とするクレーン用吊具。
  2. 前記複数の定滑車は、前記吊具本体の底面の中心を基準として等角度間隔をあけて取り付けられている
    ことを特徴とする請求項1記載のクレーン用吊具。
  3. 前記定滑車は、前記吊具本体に対して、該吊具本体の底面の径方向に揺動可能に取り付けられている
    ことを特徴とする請求項1または2記載のクレーン用吊具。
  4. 前記動滑車に、吊荷に掛けられる荷吊索が連結されている
    ことを特徴とする請求項1、2または3記載のクレーン用吊具。
  5. 前記吊具本体の円錐体の頂点に、クレーンのフックに連結する連結部が形成されており、
    該連結部は、中央の孔を有する一対の板からなる
    ことを特徴とする請求項1、2、3または4記載のクレーン用吊具。
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