JP5924759B2 - 鉄製ケーブルドラム - Google Patents

Description

本発明は、鉄製ケーブルドラムに関し、特に長尺電力ケーブルのような重量ケーブルの巻取り・運搬に使用される鉄製ケーブルドラムに関するものである。

従来の鉄製ケーブルドラムは、図３に示すように、ケーブルが巻き付けられる円筒状の胴１と、胴１の両端に設けられた鍔２と、鍔２を内周側から支える支柱を放射状に組み合わせたスパイダ３とを備えている。何れも鉄製（鋼製を含む）である（特許文献１、２参照）。

鉄製ケーブルドラムの鍔２は、放射状に波付けされた環状波板２ａと、環状波板２ａの内周に溶接等により固定された内輪２ｂと、環状波板２ａの外周に溶接等により固定された外輪２ｃとから構成され、外輪２ｃの内周には、外輪補強リング２ｄが溶接等により固定されている。また、スパイダ３を構成する各支柱３ａの外端は内輪２ｂの内周面に溶接等により固定されている。スパイダ３の中心には軸穴３ｂが設けられている。

実願平4-69240号（実開平6-33874号）のＣＯ−ＲＯＭ 実願昭57-78777号（実開昭58-180855号）のマイクロフィルム

鉄製ケーブルドラムの鍔には、鍔の強度を高めるため、前述のように環状波板が使用されている。鉄製ケーブルドラムの軽量化、コスト低減を図るためには、環状波板の板厚を薄くすることが効果的である。しかし、環状波板の板厚を薄くすると、重量ケーブルを巻いた状態で、吊り上げたドラムを床等に下ろす際に鍔の下部にかかる荷重や、輸送時の横揺れにより鍔の下部にかかる応力のため、環状波板が変形したり、環状波板と外輪の接合部が破損したりすることがある。このため、環状波板の板厚は、ある程度以上薄くすることができず、鉄製ケーブルドラムの軽量化、コスト低減に限界があった。

本発明の目的は、環状波板の板厚を従来より薄くしても所要の強度を確保でき、軽量化、コスト低減が図れる鉄製ケーブルドラムを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、円筒状の胴と、胴の両端に設けられた鍔と、鍔を内周側から支える支柱を放射状に組み合わせたスパイダとを備え、前記鍔は、放射状に波付けされた環状波板と、環状波板の内周に固定された内輪と、環状波板の外周に固定された外輪とを有するものからなり、前記スパイダの各支柱の外端が前記内輪の内周面に固定された鉄製ケーブルドラムにおいて、前記内輪と外輪の間の前記支柱の延長領域に環状波板の凹みに沿って補強部材を取り付け、
前記環状波板は、補強部材を有していない鉄製ケーブルドラムの環状波板の板厚よりも薄い部材で作られ、
前記補強部材は、設置時又は運搬時に前記スパイダの前記支柱が真下を向く複数の延長領域に前記環状波板の凹みに沿って取り付けられた板からなり、
前記スパイダの支柱１本につき複数本の補強部材が、当該支柱の幅方向中心を通る平面に関して対称な位置に取り付けられ、ケーブル巻き始め端の前記支柱の延長領域には前記補強部材を組み込まない、
ことを特徴とする鉄製ケーブルドラムである。

本発明に係る鉄製ケーブルドラムにおいて、補強部材は、鍔の外面側及び内面側の一方又は双方に取り付けることができる。

本発明によれば、環状波板の、スパイダの支柱の延長領域にあたる部分が補強部材によって補強されるので、吊り上げた鉄製ケーブルドラムを床等に下ろす時には、補強部材によって補強された部分が下になるようにして下ろすことにより、環状波板の下部に加わる荷重を軽減することができる。同様に輸送時には、補強部材によって補強された部分が下になるように設置することにより、輸送時の横揺れにより環状波板の下部に加わる応力を低減することができる。したがって、環状波板の板厚を従来よりも薄くしてもドラムとしての所要の機械的強度を保つことができるので、鉄製ケーブルドラムの軽量化、コスト低減を図ることができる。

また、補強部材は環状波板の凹みに組み込まれるので、環状波板から出っ張ることがなく、鍔の外面側又は内面側に接触する物を傷つけるおそれがない。

また、スパイダの支柱１本につき複数本の補強部材を、スパイダの支柱の幅方向中心を通る平面に関して対称な位置に設けることにより、鍔の下部に加わる荷重をバランスよく分散させることができ、より効果的にドラムの機械的強度を高めることができる。

本発明に係る鉄製ケーブルドラムの一実施例を示す、（Ａ）は一部切開側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図。 図１のドラムの要部を、環状波板の波形を省略し、外輪補強リングを省略して示す側面図。 従来の鉄製ケーブルドラムの一例を示す、（Ａ）は一部切開正面図、（Ｂ）は側面図。

図１及び図２は本発明の一実施例を示す。この鉄製ケーブルドラムも、鉄製の胴１と鍔２とスパイダ３を備えている点、鍔２が、環状波板２ａと、内輪２ｂと、外輪２ｃとから構成され、外輪２ｃが外輪補強リング２ｄで補強されている点、スパイダ３の各支柱３ａの外端が内輪２ｂの内周面に固定されている点では、従来の鉄製ケーブルドラム（図３）と同じである。

この鉄製ケーブルドラムの特徴は、内輪２ｂと外輪２ｃの間の、スパイダ３の支柱３ａの延長領域に、環状波板２ａの凹み（谷部）に沿って補強部材４を組み込み、補強部材４の一端を内輪２ｂに、他端を外輪２ｃ及び外輪補強リング２ｄの一方又は双方に溶接等により固定したことである。この実施例では、補強部材４として、鉄製（鋼製を含む）の板材を使用したが、アングル材やチャンネル材などの形鋼や、パイプ等を使用することもできる。また、補強部材４は溶接ではなく締め付け部材（ボルトナット等）により固定することもできる。また、強部材４は環状波板２ａに溶接又は締め付け部材により固定することもできる。

補強部材４は、図示のように、スパイダ３の１本の支柱３ａにつき２本用意し、スパイダの支柱３ａの幅方向中心を通る平面Ｐ（図２参照）に関して対称な位置に取り付けることが好ましい。このようにすれば、鍔２の下部にかかる荷重をバランスよく分散させることができ、より効果的にドラムの機械的強度を高めることができる。

補強部材４は、スパイダ３の全ての支柱３ａに対応するように組み込むこともできるが、一部の支柱３ａの延長領域にだけ組み込んでもよい。いずれにしても吊り上げたドラムを床等に下ろす時には、補強部材４を組み込んだ部分が下になるようにする。図示の例では、スパイダ３の６本の支柱３ａのうち、５本の支柱３ａの延長領域に補強部材４を組み込み、もう１本の支柱３ａの延長領域には補強部材を組み込まない構成としたが、これは補強部材を組み込まない領域の付近がケーブル巻き始め端になっているからである。鉄製ケーブルドラムを床などに設置する場合は、ケーブル巻き始め端を下側にしないことになっているので、ケーブル巻き始め端付近の支柱の延長領域には補強部材を設ける必要がない。

上記の実施例では、補強部材４を環状波板２ａの外面側の凹みに組み込んだが、補強部材４は環状波板２ａの内面側の凹みに組み込むこともでき、外面側の凹みと内面側の凹みの双方に組み込むこともできる。

次に鉄製ケーブルドラムの試作・試験について説明する。
従来、30ｔを超すような電力ケーブルを巻き取る鉄製ケーブルドラムは、鍔外径が例えば3,920mm、胴外径が2,520mmにもなり、鍔用の環状波板の板厚は3.2mm程度必要であった。そこで、鉄製ケーブルドラムの軽量化、コスト低減を目指して、鍔の環状波板の板厚が2.3mm（従来の３割減）の鉄製ケーブルドラムを試作し（その他の条件は従来と同じ）、30ｔ相当の荷重をかけて、ドラム下ろし時の応力、ドラムを傾けた時の応力、海上輸送に相当する揺れ、を加えて、強度を調べた。

その結果、鍔の環状波板の板厚が2.3mmの鉄製ケーブルドラムでは、次のような問題があることが判明した。
（１）吊り上げたドラムを床に下ろす時の静荷重だけで、環状波板の板材の降伏応力ぎりぎり（240ＭＰa）の応力がかかる。この状況に揺れによる変動応力が加わると、ドラム破損に至る可能性が高い。
（２）応力はスパイダの支柱のうち真下を向く支柱の下（置き位置の真下）に集中して生じる。
（３）海上輸送時の揺れのレベルでは、10ＭＰa程度の変動応力上昇であり、ドラム下ろし時の荷重や、傾けた時の偏荷重による応力の方が厳しい。

そこで、同じく鍔外径3,920mm、胴外径2,520mm、鍔の環状波板の板厚2.3mmの鉄製ケーブルドラムについて、鍔を補強するため、内輪と外輪の間の、スパイダの１本の支柱の延長領域に、厚さ12mm、幅65mmの２枚の鉄板（補強部材）を、その支柱の幅方向中心面に関して対称な位置に、環状波板の凹みに沿って組み込み、鉄板の一端を内輪に他端を外輪に溶接して固定した。このようにして鍔を補強した鉄製ケーブルドラムについて強度試験を行った。ちなみに、このドラムの内輪は厚さ9mm×幅125mm、外輪は厚さ16mm×幅75mm、外輪補強リングは厚さ6mm×幅75mm、環状波板の山数は72、胴は板厚3.2mm、スパイダの支柱は 幅200mm×深さ75mm×厚さ4.5mmのＣ型チャンネル材で、これらのサイズは従来の鉄製ケーブルドラムと同じである。

強度試験では、補強した部分が真下になるようにドラムを床面に設置し、30ｔ相当の静荷重をかけて、各部の応力を測定した。その結果、応力が最大になる部分でも146ＭＰa程度の応力しかかからず、鉄板２枚で十分な補強効果が得られることが確認された。

この試験結果をもとに、図１に示すような、鍔の５箇所を鉄板で補強した鉄製ケーブルドラムを試作した。このドラムは補強を施した部分を真下にして設置、運搬することで実用的に問題のない強度が得られることが確認された。これにより、鍔の環状波板を従来よりも３割程度薄くすることが可能となり、鉄製ケーブルドラムの軽量化、コスト低減を図ることができる。

以上の実施例では、スパイダの１本の支柱につき２本の補強部材を用いる場合を説明したが、補強部材は鍔の内輪と外輪の間の突っ張り部材として機能するものであるから、座屈強度が高いものであれば、１本の支柱につき１本でもよい。

１：胴
２：鍔
２ａ：環状波板
２ｂ：内輪
２ｃ：外輪
２ｄ：外輪補強リング
３：スパイダ
３ａ：支柱
３ｂ：軸穴
４：補強部材

Claims (2)

1. 円筒状の胴と、胴の両端に設けられた鍔と、鍔を内周側から支える支柱を放射状に組み合わせたスパイダとを備え、前記鍔は、放射状に波付けされた環状波板と、環状波板の内周に固定された内輪と、環状波板の外周に固定された外輪とを有するものからなり、前記スパイダの各支柱の外端が前記内輪の内周面に固定された鉄製ケーブルドラムにおいて、前記内輪と外輪の間の前記支柱の延長領域に環状波板の凹みに沿って補強部材を取り付け、
   前記環状波板は、補強部材を有していない鉄製ケーブルドラムの環状波板の板厚よりも薄い部材で作られ、
   前記補強部材は、設置時又は運搬時に前記スパイダの前記支柱が真下を向く複数の延長領域に前記環状波板の凹みに沿って取り付けられた板からなり、
   前記スパイダの支柱１本につき複数本の補強部材が、当該支柱の幅方向中心を通る平面に関して対称な位置に取り付けられ、ケーブル巻き始め端の前記支柱の延長領域には前記補強部材を組み込まない、
   ことを特徴とする鉄製ケーブルドラム。
2. 補強部材が、鍔の外面側及び内面側の一方又は双方に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の鉄製ケーブルドラム。

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