JP7047791B2 - クレーン用ガイドポストおよびトロリー - Google Patents

Description

本発明は、製鉄所、鋼板加工工場等における、鋼材をクレーンに接続した吊り具で運搬する際に使用するクレーン用ガイドポスト、およびこのクレーン用ガイドポストを備えたトロリーに関する。

製鉄所の厚板工場等では、鋼材（厚板材）の吊り上げおよび運搬にクレーンが使用される。通常、厚板材を運搬するクレーンは、クレーンガータに沿って横行可能なトロリー（例えばクラブトロリー）から伸縮式の吊ビーム（以下、吊り具と称する）がロープによって吊り下げられ、さらにこの吊り具からリフティングマグネット（以下、リフマグと称する）が吊り下げられた構成である。厚板材は、リフマグで吸着することで吊り上げられ、その状態でクレーンを走行あるいはクラブトロリーを横行することにより厚板材の保管場所等へ搬送される。

しかしながら、クレーンが走行あるいはクラブトロリーが横行するとき、吊り具には水平力（水平方向の力）が作用するため、クラブトロリーにロープで単純に吊り下げたままの吊り具では搖動して位置が定まらない。このため、搖動がおさまるまで走行あるいは横行を止めて待ったり、逆ノッチで搖動を軽減する等の操作が必要であり、これらの操作に時間を要する結果、効率的な搬送ができなかった。

この搖動を防止する技術としては、次のものがある。図３には、従来のクレーンの一例を説明する概略図を示す。図３に示す従来のクレーン２０は、ガイドポスト２３をクラブトロリー２１と吊り具２２の間に設けることで、吊り具の揺れを低減する技術であり、例えば特許文献１のクレーンが挙げられる。特許文献１に記載されるように、トロリーとスプレッダ（吊り具）の間に設けたガイドポストは、２重のパイプ構造になっており、トロリー側に固定されたパイプと、吊り具側に固定されたパイプがスライドすることで、吊り具を上昇させる。吊り具の揺れは、吊り具側に固定されたパイプをトロリー側に固定されたパイプに嵌合させることで規制する。

実公平３－５３９８３号公報

しかしながら、従来のガイドポストを用いて搖動を防止する技術では、吊り具を巻き下げた状態で厚板材の置き直しなどを行う際、吊り具に水平力が掛かると、長さのあるガイドポストには曲げ荷重が作用する。特に図３に示すように、溶接で固定された吊り具２２とガイドポスト２３の接続部２４、およびトロリー２１とガイドポスト２３の接続部には、曲げ荷重により疲労亀裂が発生する問題があった。これにより、トロリー、ガイドポストおよび吊り具に生じた亀裂の補修を頻繁に実施する必要があった。さらに、亀裂の補修を行っても、上記した疲労亀裂は再発するという問題もあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、クレーンに接続した吊り具で鋼材を運搬する際に生じる吊り具の揺れを防止できるクレーン用ガイドポスト、およびこのクレーン用ガイドポストを備えたトロリーを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記した目的を達成するために鋭意検討した結果、次の知見を得た。

本発明では、ガイドポストと吊り具との接続部に生じる曲げ荷重による疲労亀裂には、ガイドポストと吊り具との接続をはめ込み式とし、さらに、その接続部分に緩衝用のゴムを設置することで、吊り具の揺れを低減することに有効であることを知見した。また、単純にはめ込んだままの場合には、ガイドポストと吊り具の接続箇所で外れる恐れがあるため、ガイドポストと吊り具の間を外れないような構成を、さらに設けることが好ましいことも見出した。

本発明は上述の知見に基づいてなされたものであり、以下を要旨とするものである。
［１］ クレーンガーダに沿って走行するトロリーと、該トロリーから垂下する吊り具とを接続するクレーン用ガイドポストであって、
クレーン用ガイドポストは、
前記トロリーに固定された第１パイプと、該第１パイプの内壁または外壁に沿って上下方向にスライドする第２パイプを有するポストと、
前記吊り具の上面に固定された円筒部と、該円筒部の内側に設置した緩衝材を有する台座と、
を具備し、
前記台座に前記ポストの下側先端部を嵌め込むことにより、前記吊り具が前記トロリーに接続されることを特徴とするクレーン用ガイドポスト。
［２］ 前記円筒部は、前記円筒部の直径をＤ（ｍｍ）、高さをｈ（ｍｍ）としたとき、以下の式（１）を満足することを特徴とする［１］に記載のクレーン用ガイドポスト。
Ｄ≧ｈ≧０．１×Ｄ ・・・（１）
［３］ 前記ポストと前記台座をチェーンあるいはワイヤーで接続することを特徴とする［１］または［２］に記載のクレーン用ガイドポスト。
[４] ［１］～［３］のいずれかに記載のクレーン用ガイドポストを備えたことを特徴とするトロリー。

本発明によれば、トロリーから垂下する吊り具とクレーン用ガイドポストとを嵌め込み式の接続部で接続することにより、鋼材を吊り下げた状態で吊り具に水平荷重が作用しても、溶接で接続した溶接部と比べて、接続部の根元に過大な曲げ応力が作用せず、吊り具の揺れを防止できる。これにより、吊り具とガイドポストの接続部に、曲げ荷重による疲労亀裂が発生することを大幅に低減できる。

図１は、鋼材を運搬するクレーンの構成例を説明する図である。 図２（Ａ）は本発明の一実施形態におけるクレーン用ガイドポストの一例を説明する図であり、図２（Ｂ）は本発明の一実施形態におけるクレーン用ガイドポストの他の例を説明する図である。 図３は、従来のクレーンの一例を説明する図である。

以下、本発明について詳細に説明する。なお、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１、２を用いて、本発明の一実施形態におけるクレーン用ガイドポストについて説明する。図１は、鋼材を運搬するクレーンの構成例を示す平面図である。図２（Ａ）は、本発明の一実施形態におけるクレーン用ガイドポストの一例を示す断面図であり、図２（Ｂ）は本発明の一実施形態におけるクレーン用ガイドポストの他の例を示す断面図である。なお、図２（Ａ）および（Ｂ）は、図１に示すクレーン用ガイドポストのＡ－Ａ線断面図である。

最初に、本発明のクレーン用ガイドポスト１を好適に用いることができる、クレーン全体の構成例について説明する。ここでは、一例として、厚板工場で厚板材を吊り下げたり、吊り下げた厚板材を運搬するクレーンについて説明する。

図１に示すように、鋼材を運搬するクレーン２は、クレーンガータ３に沿って横行可能なトロリー（例えばクラブトロリー）４と、後述するクレーン用ガイドポスト１を介してトロリー４に接続される吊り具５と、吊り具５に吊り下げられるリフマグ６で構成される。クレーン２は、リフマグ６を用いて鋼材（厚板材）を吸着し、鋼材をリフマグ６に吊り下げた状態でクレーン２を走行あるいはトロリー４を横行することにより、鋼材を保管場所等へ運搬する。

トロリー４とは、荷を吊ってクレーンガータ３を移動する台車である。図１に示す例では、トロリー４は図１中に示した両矢印方向に横行する。吊り具５とは、鋼材など長尺の荷を垂直に吊り上げる用具であり、図１に示す例では、水平方向に段階的に伸縮可能に構成された吊り具を示す。リフマグ６とは、鋼材などの荷を吸着する用具であり、図１に示す例では、電磁磁石で構成されたリフマグを示す。この電磁磁石で構成されたリフマグ６は、鋼材内に磁界を発生させて目的の枚数の鋼材を吸着する。

次に、本発明のクレーン用ガイドポスト１について説明する。

本発明のクレーン用ガイドポスト１は、製鉄所、鋼板加工工場等におけるクレーン２に用いる用具である。図１に示す例では、クレーン用ガイドポスト１は、クレーンガーダ３に沿って走行するトロリー４と、該トロリー４から垂下する吊り具５を接続する。

クレーン用ガイドポスト１は、図２（Ａ）に示すように、少なくともポスト１１と、台座１２を具備する。クレーン用ガイドポスト１は、台座１２にポスト１１の下側先端部を嵌め込むことにより、吊り具５がトロリー４に接続される。

ポスト１１は、２重パイプ構造であり、一方のパイプがトロリーに固定された他方のパイプの内壁あるいは外壁を上下方向にスライドする。ここでは第１パイプと第２パイプと称する。なお、どちらのパイプが外側に配置されてもよい。図２に示す例では、外側に配置されたパイプを第１パイプ１１ａ、その内側に配置されたパイプを第２パイプ１１ｂと称し、以降の説明を行う。図２に示す例では、ポスト１１は、トロリー４に固定された第１パイプ１１ａと、該第１パイプ１１ａの内壁に沿って上下方向にスライドする第２パイプ１１ｂを有する。

第１パイプ１１ａの上端は、トロリー４の下面側（すなわち、吊り具５に対向する面側）に固定される。第１パイプ１１ａとトロリー４の固定には、例えば溶接により接続する溶接構造や、また例えばボルトで締め付けるボルト接続構造が挙げられる。ここでは、トロリー４側の端部（図１の場合、紙面の上側にある端部）を第１パイプの上端と称し、吊り具５側の端部（図１の場合、紙面の下側にある端部）を第１パイプの下端と称する。溶接の場合には、第１パイプ１１ａの上端とトロリー４が接する箇所を、第１パイプの上端外周に沿って溶接する。ボルトの場合には、第１パイプ１１ａの上端をフランジに形成して、ボルトで接続する。

第２パイプ１１ｂは、第１パイプ１１ａの外径より小さい外径に形成され、第２パイプ１１ｂの下端を凸状に形成する。第２パイプ１１ｂは、第２パイプ１１ｂの自重を吊り具５に載せ、後述する台座１２で固定される。ここでは、トロリー４側の端部（図１の場合、紙面の上側にある端部）を第２パイプの上端と称し、吊り具５側の端部（図１の場合、紙面の下側にある端部）を第２パイプの下端と称する。

本発明では、第１および２パイプ１１ａ、１１ｂの材質、大きさ等は特に限定されず、クレーンや荷などに合わせて適宜選択すればよい。また、内側に配置されたパイプ（図２に示す例では第２パイプ１１ｂ）は、中空でも中実でもよい。一例として、一般的なクレーン構造を考慮し、図２（Ａ）に示すように、第１パイプ１１ａおよび第２パイプ１１ｂには、例えば炭素鋼で中空に形成したものを用い、長さを３６００ｍｍ、外径を５００ｍｍとする円筒状の第１パイプ１１ａと、長さ５６００ｍｍ、外径３６０ｍｍとし、下端先端を凸状とする円筒状の第２パイプ１１ｂを用いることが挙げられる。

台座１２は、吊り具５の上面に固定された円筒部１２ａと、該円筒部１２ａの内側に設置した緩衝材１２ｂを有する。

円筒部１２ａの下端は、吊り具５の上面側（すなわち、トロリー４に対向する面側）に、上述と同様に、溶接により接続される溶接構造とする。ここでは、トロリー４側の端部（図１の場合、紙面の上側にある端部）を円筒部の上端と称し、吊り具５側の端部（図１の場合、紙面の下側にある端部）を円筒部の下端と称する。図２（Ａ）に示すように、円筒部１２ａは、上方を開口した凹状の断面形状となる。

本発明では、円筒部１２ａの材質、大きさ等は特に限定されず、クレーンや荷などに合わせて適宜選択すればよい。一例として、円筒部１２ａは、一般的なクレーン構造の観点より、例えば炭素鋼の材質で中空に形成することが好ましい。

また、本発明では、円筒部１２ａ形状は特に限定されないが、発生する曲げ応力を低減する観点より、例えば、円筒部１２ａの直径Ｄを（ｍｍ）、円筒部１２ａの高さをｈ（ｍｍ）としたとき、以下の式（１）を満足することが好ましい。高さｈが、直径Ｄを超える場合、発生する応力が増加する恐れがある。一方、高さｈが、直径Ｄ×０．１未満の場合、外れ止めの効果が低減する恐れがある。
Ｄ≧ｈ≧０．１×Ｄ ・・・（１）
また、円筒部１２ａの壁面の厚さｔ（ｍｍ）は、強度確保の観点より、５～５０ｍｍが好ましい。

緩衝剤１２ｂは、吊り具５に水平力が生じた際、吊り具に生じる曲げ応力を緩衝させるために設けられる。そのため、円筒部１２ａの内壁との間に隙間を設けることなく設置される。緩衝剤１２ｂは、例えば、ウレタンゴム等の材質により形成されることが好ましい。緩衝材１２ｂは、ポスト１１を保持できるように円筒部１２ａ内に設置されていればよく、例えば凹状や、円柱状にゴムを敷き詰めることが挙げられる。緩衝剤１２ｂは、一体に形成してもよいし、あるいは側面部分と底面部分とに分けて形成してもよい。また、一枚の厚い材質を用いて形成してもよいし、複数枚の薄い材質を積層して形成してもよい。図２に示す例では、緩衝材１２ｂは凹状に敷き詰めている。

なお、上記した曲げ応力の緩衝については、後述する原理のところで説明する。

本発明では、上記構成に加えて、さらにポスト１１と台座１２に外れ防止機構７を備えても良い。

図２（Ｂ）にその一例を示す。図２（Ｂ）に示すように、ポスト１１の側面と台座１２の側面は、チェーンあるいはワイヤーで接続される。例えば、第１パイプの下方の側面と、円筒部１２ａの側面に対向させて留め具７ａを設置し、チェーンあるいはワイヤー７ｂで接続するとよい。

上述のように、本発明のクレーン用ガイドポスト１は、第２パイプ１１ｂの下端の凸部を緩衝材１２ｂに嵌め込んで接続する構造である。そのため、第１パイプに引っ掛かり、外れてしまう可能性がある。これを防止するのが、外れ防止機構である。なお、この外れ防止機構を設けなくても（すなわち、図２（Ａ）に示す構成でも）、当然に本発明の効果は得られる。

次に、本発明のクレーン用ガイドポスト１を用いることにより、吊り具５と台座１２の接続箇所に曲げ応力が発生しない理由について説明する。

上述のように、本発明によれば、鋼材を吊り下げた状態で吊り具に水平荷重が作用しても、溶接で接続した溶接部と比べて、接続部の根元に過大な曲げ応力が作用しない。その理由は次の通りである。

吊り具を巻き下げたとき、第２パイプの上方の部分だけが、第１パイプの下方に重なった状態となる。さらに、横行や走行をすると、その重なり部位には水平力が加わる。そして、第２パイプで考えると上方付近にその水平力を受けるが、第２パイプの下端は、溶接の剛接合ではなく、ピン接合の構造となるため、曲げ応力が発生しないことによる。

次に、本発明のトロリーについて説明する。

本発明のトロリー４は、上述したクレーン用ガイドポスト１を好適に用いることができる。そのため、上述の説明と重複する内容については省略する。

図１に示すように、クレーンガーダ３に沿って横行するトロリー４は、クレーン用ガイドポスト１を介して、トロリー４から垂下する吊り具５を接続する。そのため、トロリ－４に鋼材を吊り下げた状態で横行し、吊り具５に水平荷重がかかったとしても、上記したガイドポスト１の作用により、ガイドポスト１と吊り具５の衝撃的な接触を回避したり、過大な曲げ応力を吸収したり等の上記効果を同様に得られる。

以上説明したとおり、上記構成を有する本発明のクレーン用ガイドポスト１は、ガイドポストと吊り具を溶接構造とせずに、台座１２にポスト１１の下側先端部を嵌め込むだけで確実に接続する嵌め込み接続としている。これにより、ガイドポスト１の下側先端部と吊り具５の上面に固定した台座１２との間では衝撃的な接触を回避できる。また、鋼材を吊り下げて水平移動した際に生じる水平力による過大な曲げ応力は、嵌め込み接続部分に発生しない。その結果、吊り具５とガイドポスト１の接続箇所に疲労亀裂が発生しないようになる。

また、ガイドポスト１と台座１２の接続部に緩衝用の緩衝材１２ｂを設置しているため、吊り具５の微少な揺れも上記ゴムで吸収されて緩和され、すぐに収まる。すなわち、衝撃力を緩和することでガイドポスト１の変形を防ぐことができる。

そして、このガイドポスト１を備えるトロリー４もそのガイドポストの根元で亀裂が発生していたが、衝撃力が緩和されたため疲労亀裂が発生しなくなった。

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。

製鉄所の厚板工場で用いるクレーン設備に、ガイドポストを介してトロリー４と吊り具５を接続した。

本発明例として、上述した本発明のクレーン用ガイドポスト１を用いた。図２に示すように、クレーン用ガイドポスト１は、台座１２が吊り具５の上面に設けられ、台座１２の円筒部１２ａの内部には緩衝材１２ｂが敷き詰められている。ガイドポスト１の下端の凸部を、台座１２に嵌め込んで接続した。

一方、従来例として、上述した吊り具とガイドポストを溶接構造で接続したものを用いた。

従来例では、クレーンの使用期間が１年を経過した時点で、吊り具とガイドポストの溶接部には、既に疲労亀裂が発生していた。一方、本発明例では、上記嵌め込み接続の構造にしたことで、クレーンの使用期間が１年経過した時点でも、吊り具側のガイドポストの根元の溶接部に疲労亀裂は発生していなかった。さらに使用を継続し、４年、５年と使用しても、吊り具側のガイドポストの根元の溶接部には疲労亀裂は発生していなかった。

また、本発明例では、緩衝用の緩衝材があるため、吊り具の搖動が従来例に比べて早く収まるようになった。その結果、揺れが収まるまでの待ち時間も短くなった。

１ クレーン用ガイドポスト
１１ ポスト
１１ａ 第１パイプ
１１ｂ 第２パイプ
１２ 台座
１２ａ 円筒部
１２ｂ 緩衝材
２ クレーン
３ クレーンガーダ
４ トロリー
５ 吊り具
６ リフマグ
７ 外れ防止機構

Claims (3)

1. クレーンガーダに沿って走行するトロリーと、該トロリーから垂下する吊り具とを接続するクレーン用ガイドポストであって、
   前記トロリーに固定された第１パイプと、該第１パイプの内壁または外壁に沿って上下方向にスライドする第２パイプを有するポストと、
   前記吊り具の上面に固定された上方を開口した断面形状が凹部状の円筒部と、該円筒部の内側に隙間を設けることなく凹状に敷き詰めて設置した緩衝材を有する台座と、
   を具備し、
   前記円筒部の材質は炭素鋼であり、前記緩衝材の材質はウレタンゴムであり、
   前記円筒部は、前記円筒部の直径をＤ（ｍｍ）、高さをｈ（ｍｍ）としたとき、以下の式（１）を満足し、かつ、前記円筒部の壁面の厚さｔ（ｍｍ）は５～５０ｍｍであり、
   前記台座に前記ポストの下側先端部を嵌め込むことにより、前記吊り具が前記トロリーに接続されることを特徴とするクレーン用ガイドポスト。
   Ｄ≧ｈ≧０．１×Ｄ ・・・（１）
2. 前記ポストと前記台座は、チェーンあるいはワイヤーで接続されることを特徴とする請求項１に記載のクレーン用ガイドポスト。
3. 請求項１または２に記載のクレーン用ガイドポストを備えたことを特徴とするトロリー。

Images