JP5654368B2 - レードルクレーン用吊ビーム、およびそれを用いたレードルクレーン - Google Patents

Description

本発明は、レードルクレーン用吊ビーム、およびそれを用いたレードルクレーンに関する。さらに詳しくは、製鉄施設や製鋼施設に設置されるレードルクレーンに用いられるものであって、溶鋼が入れられるレードルを吊るための吊ビーム、およびそれを用いたレードルクレーンに関する。

一般的なレードルクレーンは、製鉄施設や製鋼施設に架設された一対の主桁と、その主桁に敷設された二条の走行レールを走行するクレーン本体と、クレーン本体に敷設された二条の横行レールを横行する横行トロリと、横行トロリに積載された主巻装置と、主巻装置の巻上索に吊られている吊ビームとを備えている。

実願平２−５４５５４号公報

また、図１４および図１５に示すように、吊ビーム140は、吊ビーム本体141と、吊ビーム本体141の両端から下垂する一対のレードルフック142，142とを備えており、この一対のレードルフック142，142を、レードルＬのトラニオンｔに引っ掛けて、吊り上げるようになっている。

レードルＬに溶鋼が入れられると、その総重量は数百tonにもなる。そのため、レードルＬを吊り下げた状態でクレーン本体が走行方向（図１４における左右方向）に走行すると、走行開始時や停止時にレードルＬの大きな慣性力がレードルフック142に加わる。このレードルフック142に加わった慣性力を逃がし、吊ビーム本体141に伝わる慣性力を緩和するために、吊ビーム本体141とレードルフック142とは、吊金具143を介して接続されている。

図１６に示すように、吊金具143は、上下に２つのピン144、145を挿入でき、かつ、２つのピン144、145を挿入したときに上側のピン144と下側のピン145とが直行するような形状をしている。吊金具143は、その上側に挿入されるピン144を介して吊ビーム本体141の両端下部に取り付けられており、吊ビーム本体141に対して走行方向に揺動できるようになっている。また、吊金具143は、その下側に挿入されるピン145を介してレードルフック142の上端と連結しており、レードルフックは吊ビーム本体141に対して横行方向（図１４における紙面に対して垂直方向）に揺動できるようになっている（例えば、特許文献１）。
そのため、レードルＬを吊り下げた状態でクレーン本体が走行方向に走行しても、吊金具143が走行方向に揺動することで、吊ビーム本体141に伝わる慣性力を緩和することができる。その結果、吊ビーム本体141の構造として走行方向の力に対する剛性を考慮する必要がなくなる。
なお、レードルフック142は、レードルＬを吊り下げていない状態（図１５における二点鎖線）と、レードルＬを吊り下げている状態（図１５における実線）とで、重心が変動するため、その重心の変動に合わせてレードルフック142の傾きを変えるために、横行方向にも揺動できるようになっている。

しかるに、上記の吊金具は溶鋼が入れられたレードルによる大荷重に耐えるべく、高強度の構造としなければならず、その重量が数tonにもなってしまう。そして吊金具が重くなるほど、その分だけレードルクレーンで一度に運ぶことのできる溶鋼の量が少なくなり、ひいては製鉄施設や製鋼施設の作業効率をそれ以上向上させることができないという問題があった。

本発明は上記事情に鑑み、製鉄施設や製鋼施設の作業効率を向上させるために重量が軽いレードルクレーン用吊ビームを提供することを目的とする。

第１発明のレードルクレーン用吊ビームは、吊ビーム本体と、該吊ビーム本体から下垂する一対のレードルフックとを備え、前記吊ビーム本体と前記レードルフックとは、球面ブッシュを介して連結されており、前記吊ビーム本体の前記レードルフックに対向する面内の、前記球面ブッシュの回転軸と水平な位置に、該レードルフックの揺動幅を制限する凸部が形成されていることを特徴とする。
第２発明のレードルクレーン用吊ビームは、吊ビーム本体と、該吊ビーム本体から下垂する一対のレードルフックとを備え、前記吊ビーム本体と前記レードルフックとは、球面ブッシュを介して連結されており、前記レードルフックの前記吊ビーム本体に対向する面内の、該レードルフックが該吊ビーム本体から下垂した状態で前記球面ブッシュの回転軸と水平な位置に、該レードルフックの揺動幅を制限する凸部が形成されていることを特徴とする。
第３発明のレードルクレーン用吊ビームは、第１または第２発明において、前記球面ブッシュは、外周面が凸球面である内輪と、内周面が該凸球面に対して摺動する凹球面である外輪とからなり、前記内輪は、前記吊ビーム本体に固定されており、前記外輪は、前記レードルフックに接合されていることを特徴とする。
第４発明のレードルクレーン用吊ビームは、第３発明において、前記内輪は、該内輪に挿入されたピンを介して前記吊ビーム本体に固定されており、前記ピンの両端には、前記内輪を挾持するスペーサが嵌め込まれていることを特徴とする。
第５発明のレードルクレーン用吊ビームは、第４発明において、前記内輪には、該内輪の内周面と外周面とを連通する給油孔が穿設されており、前記ピンには、前記給油孔に接続し、該ピンの一端へと通ずる給油路が穿設されていることを特徴とする。
第６発明のレードルクレーン用吊ビームは、第３、第４または第５発明において、前記内輪には、該内輪と前記外輪との間を潤滑する固体潤滑剤が埋設されていることを特徴とする。
第７発明のレードルクレーンは、第１、第２、第３、第４、第５または第６発明のレードルクレーン用吊ビームを備えることを特徴とする。

第１発明によれば、吊ビーム本体とレードルフックとは球面ブッシュを介して連結されているので、レードルを吊り下げた状態でクレーン本体が走行方向に走行しても、レードルフックが走行方向に揺動することで、吊ビーム本体に伝わる慣性力を緩和することができる。また、球面ブッシュを用いることにより、従来の吊金具を用いる場合に比べて大幅に吊ビームを軽量化することができる。そのため、この軽量化された重量の分だけ、レードルクレーンで一度に運ぶことのできる溶鋼の量が多くなり、ひいては製鉄施設や製鋼施設の作業効率が向上する。さらに、吊ビーム本体にレードルフックの揺動幅を制限する凸部が形成されているので、レードルフックの水平面内の揺動を制限でき、トラニオンに対するレードルフックの角度を制限することができるので、レードルフックにトラニオンを引っ掛ける作業が容易となる。また、レードルフックからトラニオンが外れることがない。
第２発明によれば、吊ビーム本体とレードルフックとは球面ブッシュを介して連結されているので、レードルを吊り下げた状態でクレーン本体が走行方向に走行しても、レードルフックが走行方向に揺動することで、吊ビーム本体に伝わる慣性力を緩和することができる。また、球面ブッシュを用いることにより、従来の吊金具を用いる場合に比べて大幅に吊ビームを軽量化することができる。そのため、この軽量化された重量の分だけ、レードルクレーンで一度に運ぶことのできる溶鋼の量が多くなり、ひいては製鉄施設や製鋼施設の作業効率が向上する。さらに、レードルフックにレードルフックの揺動幅を制限する凸部が形成されているので、レードルフックの水平面内の揺動を制限でき、トラニオンに対するレードルフックの角度を制限することができるので、レードルフックにトラニオンを引っ掛ける作業が容易となる。また、レードルフックからトラニオンが外れることがない。
第３発明によれば、球面ブッシュが揺動方向に摺動することで、レードルフックが吊ビーム本体に対して走行方向に揺動できる。そのため、レードルを吊り下げた状態でクレーン本体が走行方向に走行しても、吊ビーム本体に伝わる慣性力を緩和することができる。また、球面ブッシュが周方向に摺動することで、レードルフックが吊ビーム本体に対して横行方向に揺動できる。そのため、重心の変動に合わせてレードルフックの傾きを変えることができる。
第４発明によれば、内輪がスペーサで挾持されているので、球面ブッシュのラジアル方向に荷重が加わっても球面ブッシュが吊ビーム本体に対してずれることがない。
第５発明によれば、給油路および給油孔を通じて定期的に潤滑油を供給することで、球面ブッシュの内輪と外輪との間を潤滑することができる。
第６発明によれば、内輪に固体潤滑剤が埋設されているので、球面ブッシュが高温になるために潤滑油を給油できない場合においても、球面ブッシュの内輪と外輪との間を潤滑することができる。また、高荷重、低速摺動下でも潤滑を保つことができる。
第７発明によれば、吊ビーム本体とレードルフックとは球面ブッシュを介して連結されているので、レードルを吊り下げた状態でクレーン本体が走行方向に走行しても、レードルフックが走行方向に揺動することで、吊ビーム本体に伝わる慣性力を緩和することができる。また、球面ブッシュを用いることにより、従来の吊金具を用いる場合に比べて大幅に吊ビームを軽量化することができる。そのため、この軽量化された重量の分だけ、レードルクレーンで一度に運ぶことのできる溶鋼の量が多くなり、ひいては製鉄施設や製鋼施設の作業効率が向上する。

本発明の第１実施形態に係る吊ビームの正面図である。 同吊ビームの側面図である。 図１におけるIII-III線矢視断面図である。 図３におけるIV-IV線矢視断面図である。 球面ブッシュの側面視断面図である。 図５におけるVI-VI線矢視断面図である。 本発明を適用したレードルクレーンの正面図である。 同レードルクレーンの平面図である。 同レードルクレーンの側面図である。 第２実施形態に係る吊ビームの正面視部分拡大図である。 図１０におけるXI-XI線矢視断面図である。 第３実施形態に係る吊ビームの正面視部分拡大図である。 図１２におけるXIII-XIII線矢視断面図である。 従来の吊ビームの正面図である。 同吊ビームの側面図である。 図１４におけるXVI-XVI線矢視断面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（第１実施形態）
図７、図８および図９に示すように、本発明の第１実施形態に係るレードルクレーンＡは、一般的なレードルクレーンと同様に、製鉄施設や製鋼施設に架設された一対の主桁１０，１０と、その主桁１０に敷設された二条の走行レール１１，１１を走行するクレーン本体２０と、クレーン本体２０に敷設された二条の横行レール２１，２１を走行する横行トロリ３０と、横行トロリ３０に積載された主巻装置３１と、主巻装置３１の巻上索３２に吊られている吊ビーム４０とを備えている。

また、図１および図２に示すように、吊ビーム４０は、吊ビーム本体４１と一対のレードルフック４２，４２とを備えている。吊ビーム本体４１は、その左右両端に設けられた滑車に巻上索３２が通されており、その巻上索３２によって昇降可能に吊られている。一対のレードルフック４２，４２は、吊ビーム本体４１の左右両端から下垂している。このレードルフック４２，４２をレードルＬのトラニオンｔに引っ掛けて、レードルＬを吊り上げるようになっている。

以上のような構成であるから、溶鋼を入れたレードルＬを吊り上げて、クレーン本体２０で走行方向（図１における左右方向（Ｘ方向））に運搬でき、かつ、横行トロリ３０で横行方向（図１における紙面に対して垂直方向（Ｙ方向））に運搬できる。
なお、溶鋼を入れたレードルＬの総重量は数百tonになる。レードルクレーンＡには、溶鋼を入れたレードルＬおよび吊ビーム４０の重量を吊り上げることのできる吊り上げ能力が必要である。

本実施形態に係る吊ビーム４０は、吊ビーム本体４１とレードルフック４２とが球面ブッシュ４３を介して連結されている。
図３および図４に示すように、球面ブッシュ４３は、外周面が凸球面である内輪４３ｉと、内周面が凹球面である外輪４３ｏとからなる。内輪４３ｉの凸球面と外輪４３ｏの凹球面とは、その曲率中心が球面ブッシュ４３の中心で一致しており、内輪４３ｉは外輪４３ｏに対して摺動可能となっている。
内輪４３ｉは、吊ビーム本体４１の長尺方向（Ｙ方向）と平行なピン４４を介して、吊ビーム本体４１に固定されている。ピン４４の両端には、一対のスペーサ４５，４５が嵌め込まれており、内輪４３ｉを挾持している。これにより、内輪４３ｉはピン４４に対してラジアル方向（図４における左右方向（Ｘ方向））にずれないように固定されている。また、外輪４３ｏにはレードルフック４２の上端が接合されている。
レードルフック４２の上端と吊ビーム本体４１との間には空間が設けられており、レードルフック４２が吊ビーム本体４１に対して揺動可能となっている。

なお、内輪４３ｉは、ピン４４およびスペーサ４５を介して吊ビーム本体４１に固定されるのではなく、吊ビーム本体４１に内輪４３ｉを固定する部位を設け、内輪４３ｉを吊ビーム本体４１にボルト等で直接固定するようにしてもよい。

レードルＬを吊り下げた状態でクレーン本体２０が走行方向（Ｘ方向）に走行すると、走行開始時や停止時にレードルＬの大きな慣性力がレードルフック４２に加わる。
しかし、以上のような構成であるから、球面ブッシュ４３の外輪４３ｏが揺動方向（ピン４４の中心軸ａを含む平面内で回転する方向）に摺動することで、レードルフック４２が吊ビーム本体４１に対して走行方向に揺動（Ｙ軸周りに回転）できる。そのため、レードルＬを吊り下げた状態でクレーン本体２０が走行方向に走行しても、吊ビーム本体４１に伝わる慣性力を緩和させることができる。その結果、吊ビーム本体４１の構造としてレードルＬの慣性力に起因する走行方向の力に対する剛性を低下させることができる。
なお、このとき、球面ブッシュ４３のラジアル方向に荷重が加わるが、一対のスペーサ４５，４５が内輪４３ｉを挾持しているから、球面ブッシュ４３が吊ビーム本体４１に対してずれることがない。

また、レードルフック４２は、レードルＬを吊り下げていない状態（図２における二点鎖線）と、レードルＬを吊り下げている状態（図２における実線）とで、重心が変動する。しかし、球面ブッシュ４３の外輪４３ｏが周方向（ピン４４の中心軸ａと垂直な平面内で回転する方向）に摺動（Ｘ軸周りに回転）することで、レードルフック４２が吊ビーム本体４１に対して横行方向に揺動できる。そのため、重心の変動に合わせてレードルフック４２の傾きを変えることができる。

図５および図６に示すように、球面ブッシュ４３の内輪４３ｉには、その内周面と外周面に溝４３ｇｉ、４３ｇｏが周方向に沿って形成されており、内周面の溝４３ｇｉと外周面の溝４３ｇｏとを連通する給油孔４３ｈが穿設されている。また、図４に示すように、ピン４４の内部には、一方が内輪４３ｉの内周面の溝４３ｇｉに接続し、他方がピン４４の一端へと通ずる給油路４４ｈが穿設されている。したがって、ピン４４の一端は、給油路４４ｈ、内周面の溝４３ｇｉ、給油孔４３ｈおよび外周面の溝４３ｇｏを介して、内輪４３ｉと外輪４３ｏとの摺動面と連通している。
ピン４４の一端には、給油路４４ｈに潤滑油を供給する潤滑油供給装置（図示せず）が取り付けられており、定期的に潤滑油を供給することで、球面ブッシュ４３の内輪４３ｉと外輪４３ｏとの間を潤滑することができる。

また、図６に示すように、内輪４３ｉには、多数の孔が穿設されており、その孔には固体潤滑剤４３ｓが埋設されている。この固体潤滑剤４３ｓは内輪４３ｉと外輪４３ｏとの摺動面に達しており、内輪４３ｉと外輪４３ｏとの間を潤滑することができる。なお、図６は、一部の固体潤滑剤４３ｓのみを示しており、実際には、固体潤滑剤４３ｓは内輪４３ｉの全体に渡り埋設されている。
レードルクレーンＡは高温の溶鋼を運搬するため、球面ブッシュ４３が高温となり潤滑油を供給できない場合も考えられる。固体潤滑剤４３ｓを埋設しておけば、このような場合においても、内輪４３ｉと外輪４３ｏとの間を潤滑することができる。また、高荷重、低速摺動下でも潤滑を保つことができる。
なお、固体潤滑剤４３ｓとしては、黒鉛系の固体潤滑剤、樹脂系の固体潤滑剤、二流化モリブデン等が用いられる。

吊ビーム本体４１とレードルフック４２との連結に球面ブッシュ４３を用いることにより、図１４から図１６に記載の吊金具を用いる場合に比べて大幅に吊ビーム４０を軽量化することができる。
具体的な例によれば、図１４から図１６に記載の吊金具143は、鋼材で形成した場合、レードルフック142と連結するピン145と合わせて、左右合計で６tonの重量がある。これに対して球面ブッシュの重量は、外輪を鋳鉄で、内輪をアルミニウム青銅鋳物で形成した場合、左右合計で230kgである。すなわち、重量が約２６分の１となり、吊ビームを約5.8tonも軽量化することができる。
そのため、この軽量化された重量の分だけ、レードルクレーンＡで一度に運ぶことのできる溶鋼の量が多くなり、ひいては製鉄施設や製鋼施設の作業効率が向上する。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、レードルフック４２は、吊ビーム本体４１に対して走行方向に揺動（Ｙ軸周りに回転）する以外にも、水平面内で揺動（レードルフック４２の長軸（Ｚ軸）周りに回転）することもできる。レードルフック４２が水平面内で揺動すると、レードルフック４２とトラニオンｔとの角度が変化するため、その揺動幅とトラニオンｔの長さによっては、レードルフック４２にトラニオンｔを引っ掛ける作業が困難となる可能性がある。

上記のような場合には、レードルフック４２の水平面内での揺動を制限すればよい。
図１４に示すように、本実施形態の吊ビーム本体４１には、レードルフック４２の上端を走行方向（Ｘ軸方向）両側から挟み、ピン４４を軸支する一対の板部材４１ｂ，４１ｂが設けられている。この一対の板部材４１ｂ，４１ｂのレードルフック４２に対向する面の、球面ブッシュ４３の回転軸ａと水平な位置にかまぼこ状の凸部４６が固定されている。
図１５に示すように、この凸部４６は、その長尺方向が水平方向を向くように固定されている。また、凸部４６は、１枚の板部材４１ｂに対して、ピン４４を挟んで２つ固定されている。

以上のような構成であるから、レードルフック４２が水平面内で揺動しようとすると、凸部４６がレードルフック４２の側面に接触し、レードルフック４２の水平面内の揺動を制限することができる。そのため、トラニオンｔに対するレードルフック４２の角度を制限することができるので、レードルフック４２にトラニオンｔを引っ掛ける作業が容易となり、レードルフック４３からトラニオンｔが外れることもない。

（第３実施形態）
本実施形態は、第２実施形態において、吊ビーム本体４１に固定された凸部４６に代えて、レードルフック４２に凸部４７を固定したものである。
より詳細には、図１６に示すように、レードルフック４２が吊ビーム本体４１から下垂した状態で、一対の板部材４１ｂ，４１ｂに対向するレードルフック４２の側面の、球面ブッシュ４３の回転軸ａと水平な位置にかまぼこ状の凸部４７が固定されている。
図１３に示すように、この凸部４７は、その長尺方向が水平方向を向くように固定されている。また、凸部４７は、レードルフック４２の片方の側面に対して、ピン４４を挟んで２つ固定されている。

以上のような構成であるから、レードルフック４２が水平面内で揺動しようとすると、凸部４７が板部材４１ｂに接触し、レードルフック４２の水平面内の揺動を制限することができる。そのため、トラニオンｔに対するレードルフック４２の角度を制限することができるので、レードルフック４２にトラニオンｔを引っ掛ける作業が容易となり、レードルフック４３からトラニオンｔが外れることもない。

なお、本発明は上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。

１０ 主桁
１１ 走行レール
２０ クレーン本体
２１ 横行レール
３０ 横行トロリ
３１ 主巻装置
３２ 巻上索
４０ 吊ビーム
４１ 吊ビーム本体
４２ レードルフック
４３ 球面ブッシュ
４３ｉ 内輪
４３ｏ 外輪
４４ ピン
４５ スペーサ

Claims (7)

1. 吊ビーム本体と、該吊ビーム本体から下垂する一対のレードルフックとを備え、
   前記吊ビーム本体と前記レードルフックとは、球面ブッシュを介して連結されており、
   前記吊ビーム本体の前記レードルフックに対向する面内の、前記球面ブッシュの回転軸と水平な位置に、該レードルフックの揺動幅を制限する凸部が形成されている
   ことを特徴とするレードルクレーン用吊ビーム。
2. 吊ビーム本体と、該吊ビーム本体から下垂する一対のレードルフックとを備え、
   前記吊ビーム本体と前記レードルフックとは、球面ブッシュを介して連結されており、
   前記レードルフックの前記吊ビーム本体に対向する面内の、該レードルフックが該吊ビーム本体から下垂した状態で前記球面ブッシュの回転軸と水平な位置に、該レードルフックの揺動幅を制限する凸部が形成されている
   ことを特徴とするレードルクレーン用吊ビーム。
3. 前記球面ブッシュは、外周面が凸球面である内輪と、内周面が該凸球面に対して摺動する凹球面である外輪とからなり、
   前記内輪は、前記吊ビーム本体に固定されており、
   前記外輪は、前記レードルフックに接合されている
   ことを特徴とする請求項１または２記載のレードルクレーン用吊ビーム。
4. 前記内輪は、該内輪に挿入されたピンを介して前記吊ビーム本体に固定されており、
   前記ピンの両端には、前記内輪を挾持するスペーサが嵌め込まれている
   ことを特徴とする請求項３記載のレードルクレーン用吊ビーム。
5. 前記内輪には、該内輪の内周面と外周面とを連通する給油孔が穿設されており、
   前記ピンには、前記給油孔に接続し、該ピンの一端へと通ずる給油路が穿設されている
   ことを特徴とする請求項４記載のレードルクレーン用吊ビーム。
6. 前記内輪には、該内輪と前記外輪との間を潤滑する固体潤滑剤が埋設されている
   ことを特徴とする請求項３、４または５記載のレードルクレーン用吊ビーム。
7. 請求項１、２、３、４、５または６記載のレードルクレーン用吊ビームを備える
   ことを特徴とするレードルクレーン。