JPH08101088A - 水平吊ビーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な玉掛け作業により精度よく長尺重量物の
水平吊りを可能とする。 【構成】天秤１の中央部位に天秤軸方向に移動可能に設
けられた主吊具Ａと，天秤１の両端部位に天秤軸方向に
移動可能に設けられた一対の製品吊具Ｂ，Ｃとを備え、
前記製品吊具のいずれか一方に荷重計１９を付設して製
品吊具に作用する張力を計測するように構成し、この計
測値に応じて前記主吊具Ａを被吊上物の重心と天秤重心
との合力位置に移動させて長尺被吊上物を水平に吊持す
るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、長尺重量物の分解，
組立をクレーン等を使用して行なう際に用いる吊ビーム
に係り、特に長尺重量物を水平にかつ容易に吊上げるこ
とができる水平吊ビームに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばタービン発電機の建設や保守点検
における分解，組立の際には、長尺重量物でしかも多数
の羽根を有しているタービンロータを水平に吊上げるこ
とが必須となる。

【０００３】上記のような長尺重量物を精度よく水平に
吊り上げる手段として、従来図５に示す構造の吊ビーム
が用いられている。この吊ビームは、天秤５０の中央部
位に主吊具５１が固設され、天秤５０の両端部位には一
対の製品吊具５２，５２が天秤軸方向にスライド可能に
設けられている。一方、天秤５０の下面には、モータ５
３により回転するねじ軸５４を介して天秤軸方向にスラ
イドするバランスウエイト５５が設けられ、被吊上物で
あるロータ５６をその載置面から数ミリメートル吊り上
げて浮かせる（以下これを地切りという）と、ロータ５
６の両端に設けた一対のレーザ変位計５７，５７が水平
度を検出し、バランスウエイト５５がロータ５６の傾い
ている方向とは反対方向に移動し、バランスのとれた位
置で停止させて水平吊りを行なうようになされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに従来の吊ビー
ム構造の技術では、レーザ変位計を被吊持物に取り付け
る作業を必要とするとともにロータ等の被吊上物を載置
する基準面が必要となるなどの問題点がある。また水平
吊りを得る手段としてバランスウエイトを用いているた
め、特に長尺重量物を対象とする場合、バランスウエイ
トの重量が必然的に大きなものが必要となる。そのため
吊ビーム全体の重量が増大し、それに伴うクレーン容量
の増加，建屋強度の増加が必要となるなどの問題があ
る。

【０００５】この発明は、上述した事情を考慮してなさ
れたもので、被吊上物を支持する製品吊具側へのワイヤ
ロープの張力を計測し、その計測結果に応じてクレーン
フック側の主吊具の天秤軸方向への位置を変えることに
より水平吊りを可能とするもので、軽量でかつ主吊具の
位置を正確に確保することができる水平吊ビームを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、この発明に係る水平吊ビームは、請求項１に記載
したように、天秤の中央部位に天秤軸方向に移動可能に
設けられた主吊具と，天秤の両端部位に天秤軸方向に移
動可能に設けられた一対の製品吊具とを備え、前記製品
吊具のいずれか一方に荷重計を付設して製品吊具に作用
する張力を計測するように構成し、この計測値に応じて
前記主吊具を被吊上物の重心と天秤重心との合力位置に
移動させて長尺被吊上物を水平に吊持するようにしたも
のであるるまた、この発明に係る水平吊ビームは、上述
した課題を解決するため、請求項２に記載したように、
前記主吊具をモータにより回転するねじ軸により天秤軸
方向に移動可能に形成し、前記荷重計の計測値に応じて
被吊上物の重心と天秤重心との合力位置に主吊具を移動
させるようにしたり、さらに請求項３に記載したよう
に、前記製品吊具は、天秤に天秤軸と直交する方向にス
ライド可能なスライドモータにより回転するねじ軸を介
して昇降可能に設け、被吊上物の長尺重量物の地切りを
ねじ軸の上昇により行なうようにしたものである。

【０００７】

【作用】上記構成により、天秤の両端部位の一対の製品
吊具に被吊上物を吊持して主吊具をクレーン等により吊
り上げ、地切りしたとき、一方の製品吊具に設けた荷重
計の計測値に応じて主吊具が被吊上物の重心と天秤の重
心との合力点に移動し、これにより長尺で重量の大きな
被吊上物を精度よく水平を保って吊り上げることができ
る。

【０００８】

【実施例】以下、この発明に係る水平吊ビームの実施例
を図面について説明する。

【０００９】図１はこの発明による水平吊ビームの一実
施例の正面を示すもので、天秤１の中央部位には主吊具
Ａが、両端部位には一対の製品吊具Ｂ，Ｃがそれぞれ設
けられている。

【００１０】上記主吊具Ａはフレーム２を有し、このフ
レーム２の基部は天秤１に沿ってその天秤軸方向（図１
において左右方向）へ所要の範囲に亘りスライド可能と
され、フレーム２の上部にはクレーンのフック３が掛合
するクレーンフック軸４がキープレート５により強固に
固定して設けられている。また上記クレーンフック軸４
より垂直下方のフレーム２の側部には指示プレート６が
設けられる。この指示プレート６は、天秤１の側面軸方
向に配設されたスケール７の目盛を「０」に合せられ
る。スケール７には左右に均等間隔の目盛が刻まれてい
る。

【００１１】天秤１の上部には、前記フレーム２を挟ん
でその両側部に固設された一対の軸受８，８があり、こ
の軸受８，８にはフレーム２の雌ねじ部９に螺挿された
ねじ軸１０が回転自在に支持され、このねじ軸１０の一
端には天秤１上に固定されたサーボモータ１１の出力軸
がカップリング１２を介して連結されている。

【００１２】製品吊具Ｂ，Ｃは左右一対で概ね同じ構造
を有する。同じ部材には同一符号を付して説明すると、
天秤１に沿って天秤軸方向へスライド可能とされたスラ
イドベース１３を有し、このスライドベース１３上にね
じ式昇降装置１４，このねじ式昇降装置１４を駆動する
サーボモータ１５，ねじ式昇降装置１４により昇降する
フックブロック１６等から構成される。このねじ式昇降
装置１４，１４により、長尺重量物２２を吊設する玉掛
けワイヤロープ２３，２３の長さの差を吸収するように
なっている。

【００１３】上記スライドベース１３は、人為的にスラ
イドさせることができ、任意位置で固定具１７により天
秤１に固定させることができるもので、このスライドベ
ース１３の上にねじ式昇降装置１４，サーボモータ１５
が取り付けられている。

【００１４】ねじ式昇降装置１４は、図示しないウォー
ムホイルの中央部にねじ軸が昇降自在に螺挿され、この
ウォームホイールと噛み合うウォームの軸にカップリン
グ１８を介してサーボモータ１５が接続されており、こ
のサーボモータ１５を駆動させることによりウォームを
介してウォームホイールを回転駆動させ、このウォーム
ホイールを介してねじ軸が昇降するようになされた構造
のものである。また、一対の製品吊具Ｂ，Ｃのうち一方
の製品吊具Ｂでは前記ねじ軸端とフックブロック１６と
は荷重計１９を介して連結され、各製品吊具Ｂ，Ｃのス
ライドベース１３の側面には、前記ねじ軸の中心と一致
する位置に指示プレート２１が取り付けられ、これら指
示プレート２１は前記スケール７と対応してそれぞれの
製品吊具Ｂ，Ｃの位置を指示するようになっている。な
お、符号２０は支持プレートである。

【００１５】次に上記実施例の作用を図２ないし図４を
参照して説明する。

【００１６】図２および図３は水平吊ビームの作用説明
図であり、図中符号Ｗは被吊上物である長尺重量物の重
量を示し、長尺重量物の重心位置をＧｗで示している。
符号ｇは天秤１の重量で、その重心位置Ｇｇは主吊具Ａ
の天秤１の中央部にある。また、天秤１の重心位置Ｇｇ
から製品吊具Ｂ，Ｃまでの各距離をｌ₁ ，ｌ₂ でそれぞ
れ示す。これらの距離ｌ₁ ，ｌ₂ は製品吊具Ｂ，Ｃの指
示プレート２１，２１とスケール７とで知ることができ
る。

【００１７】図３において、符号ｌ₁ ′，ｌ₂ ′は長尺
重量物２２を水平に吊り上げたときの主吊具Ａと製品吊
具Ｂ，Ｃとの各距離であり、また長尺重量物２２の重心
位置Ｇｗから製品吊具Ｂ，Ｃまでの各距離をＬ₁ ，Ｌ₂
でそれぞれ示す。さらに符号Ｓは長尺重量物２２を水平
に吊り上げたときの主吊具Ａが天秤１の重心位置Ｇｇか
ら移動した距離であり、この距離Ｓは荷重計１９の値に
応じて算出されるものである。符号Ｐ₁ は上記荷重計１
９が指示する荷重の値、すなわち製品吊具Ｂに作用する
張力である。

【００１８】図２は長尺重量物２２にワイヤロープ２
３，２３を介して製品吊具Ｂ，Ｃにそれぞれ玉掛けし、
図示しないクレーンフックを主吊具Ａに掛止してこのク
レーンフックの上昇により水平吊ビームを介して長尺重
量物２２を地切りする状態図を示す。この状態において
荷重計１９の数値Ｐ₁ を読み取ることにより、移動距離
Ｓを算出し、この移動距離Ｓだけ主吊具Ａを移動させる
ことにより、長尺重量物２２を図３に示すように水平状
態を保持して吊設することができる。

【００１９】図２および図３より、長尺重量物２２を作
用する製品吊具Ｃを支点として力の釣合い式から、時計
方向の回転モーメントを正とし、反時計方向の回転モー
メントを負とし、荷重計１８の値Ｐ₁ と長尺重量物２２
の重心Ｗとの釣合い条件から、

【数１】 の関係が成立し、この式より、支点Ｃから長尺重量物２
２の重心位置Ｇｗまでの距離Ｌ₂ は、

【数２】 となる。

【００２０】また、長尺重量物２２の重量Ｗと天秤１の
重量ｇを考慮した全体の回転モーメントの釣合いから、

【数３】 の関係が成立し、この式より、天秤１と長尺重量部２２
を合計した重心位置までの距離ｌ₂ ′は

【数４】 となる。上式においてＷ・Ｌ₂ ＝Ｐ₁ （ｌ₁ ＋ｌ₂ ）で
あるから、この値を（４）式に代入すると、

【数５】 となる。したがって、図３における移動寸法Ｓは、

【数６】 となる。

【００２１】上記（６）式において、右辺のＰ₁ 以外は
既知数であり、図２により長尺重量物２２を地切りし、
荷重計１９の数値Ｐ₁ を知ることによって移動寸法Ｓを
容易に算出することができる。

【００２２】すなわち上記（６）式において長尺重量物
２２の重量Ｗ，平秤１の自重ｇはそれぞれ吊上げ作業前
に知ることができる。また、ｌ₁ ，ｌ₂ の寸法は玉掛け
作業時に長尺重量物２２の形状寸法に応じて製品吊具
Ｂ，Ｃを天秤１上で手動でスライドさせ、固定具１７に
より固定することによりスライドベース１３，１３に設
けられている指示プレート２１，２１とスケール７とが
天秤１の重心位置Ｇｇからの寸法を容易に知ることがで
きる。

【００２３】移動寸法Ｓは、前述のように長尺重量物２
２を水平に吊り上げるために主吊具Ａを天秤１の重心位
置Ｇｇ、すなわちスケール７の「０」目盛位置から移動
させる距離であり、Ｓの値が正の場合は主釣具Ａを製品
吊具Ｂ側に、また負の場合は製品吊具Ｃ側に移動させ
る。

【００２４】すなわち、荷重計１９が指示する荷重値Ｐ
₁ より、主吊具Ａの移動距離Ｓを容易に知ることがで
き、この移動距離Ｓの位置に主吊具Ａを移動させると、
主吊具Ａの垂直線上に長尺重量物２２の重量Ｗと天秤１
の自重ｇで合成される水平吊ビーム全体の重心が位置す
ることとなる。この重心位置は、長尺重量物２２の重心
Ｇｗと天秤１の重心Ｇｇとの合力位置に相当する。

【００２５】上記主吊具Ａの移動は、図示しない手元の
操作盤の押ボタンスイッチを操作することにより、サー
ボモータ１１に通電され、このモータ１１の回転がカッ
プリング１２を介してねじ軸１０を回動し、このねじ軸
１０に螺合している雌ねじ部９を介して主吊具Ａが天秤
１上をスライドすることにより行なわれ、主吊具Ａは所
定の位置に位置決めされる。この実施例のようにサーボ
モータ１１を用いれば前述のように算出した寸法Ｓだけ
自動的に移動させることができる。

【００２６】図４は上記実施例で示された水平吊りビー
ムの制御システム例を示している。この図４において、
１００は水平吊りビームのシステム全体の制御を行なう
ＣＰＵ・メモリであり、このＣＰＵ・メモリ１００はバ
スに１０１より入出力回路（Ｉ／Ｏ）１１０，サーボイ
ンタフェイス回路（サーボＩ／Ｆ）１２０、そしてＡ／
Ｄ変換器１３０の各回路ユニットにそれぞれ接続され
る。Ｉ／Ｏ １１０には操作盤１１１が接続され、マン
マシンインタフェイスを構成する。またＩ／Ｏ１１０を
介して長尺重量物の吊設を行なうスイッチクレーンに対
する指示・インタロックを行なう。操作盤１１１は図示
していない各サーボモータの正・逆駆動を行なうスイッ
チや自動・手動切替スイッチ，各種表示灯により構成さ
れ、スイッチ入力の取込みや表示灯への出力を行なう。

【００２７】サーボＩ／Ｆ １２０は、主吊具Ａ移動用
のサーボモータ１１，製品吊具Ｂ，Ｃ昇降用のサーボモ
ータ１５，１５を駆動させるモータ駆動用ドライバ１２
１，１２２の作動制御を行なっており、サーボＩ／Ｆ
１２０は各サーボモータ１１，１５，１５の３軸モータ
駆動系と接続されて制御を行なう。サーボＩ／Ｆ １２
０の内部は、指令電圧を変換して付与するＤ／Ａ変換
器，エンコーダからのフィードバックパルスを計算する
カウンタ、そしてリミットスイッチやドライバへの起動
トリガを与えるための入出力回路（Ｉ／Ｏ）より回路が
構成されている。またＡ／Ｄ １３０には、製品吊具Ｂ
に搭載された荷重計１９がアンプ回路１３１を介して接
続される。

【００２８】次に自動により主吊具Ａを移動させる動作
を図４により説明すると、まず操作盤１１１の操作によ
るオペレータ入力によりＣＰＵ１００はメモリに格納し
てあるシーケンスに従いバス１０１およびＩ／Ｏ １１
０を介してクレーンへ指令を出し、地切りを行なう。

【００２９】ここで荷重計１９からのセンサ入力（アナ
ログ信号）はＡ／Ｄ変換器１３０においてデジタル変換
され、ＣＰＵ・メモリ１００に格納してあるメモリの変
換式により荷重Ｐ₁ が求まる。そしてこの荷重Ｐ₁ をメ
モリに格納してある式（６）に入力することによりバラ
ンスをとるための主吊具Ａの移動（偏心）距離Ｓが求ま
る。この移動距離Ｓは長尺重量物２２を水平保持するた
めに必要な距離である。

【００３０】移動距離Ｓが求まったならば、ＣＰＵ１０
０はこの距離Ｓ分だけの移動指令をサーボドライバ１２
１に与え、サーボモータ１１を駆動させる。このサーボ
モータ１１の駆動により主吊具Ａの位置がＳ分だけ天秤
１の中心から側方に偏心移動し、この移動位置に停止せ
しめられる。この位置完了をもってクレーンにさらに指
示を与えることで水平を保ちながら吊上げを行なうこと
ができる。

【００３１】一方、一対の製品吊具Ｂ，Ｃは、それぞれ
の玉掛けワイヤロープ２３，２３の長さの差を、サーボ
１／Ｆ１２０により各サーボドライバ１２２を駆動させ
ることで、予め調整し、長尺重量物２２を地切りする際
にワイヤロープ２３，２３の長さの差による天秤１の傾
きを極力少なくするためのもので、長尺重量物２２に玉
掛けワイヤロープ２３，２３を製品吊具Ｂ，Ｃのフック
１６，１６に玉掛けした後、図示しない操作盤の押ボタ
ンスイッチを操作し、サーボモータ１５，１５に通電す
ると、その回転力がねじ式昇降機構１４，１４を前述の
ように作動させ、ねじ軸が上昇し、玉掛けワイヤロープ
２３，２３に初張力を作用させてそれだけの玉掛けワイ
ヤロープ２３，２３の長さの差を容易に調整することが
できる。

【００３２】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、天秤の
中央部位に天秤軸方向へ自動的に移動する主吊具を設け
るとともに天秤の両端部位に天秤軸方向へのスライドと
昇降とを可能とする製品吊具を設け、いずれか一方の製
品吊具に荷重計を付設し、この荷重計に作用する張力を
計測してその値に応じ主吊具を移動させることにより被
吊上物の重心と天秤の重心との合力位置に主吊具を位置
させて水平吊りするようにしたので、簡単な玉掛け作業
により長尺重量物を精度よく水平に吊り上げることがで
き、作業能率を著しく向上することができる。

【００３３】また水平吊りするための手段として主吊具
の位置を変えることで対応するようにしたので、従来の
バランスウエイトを移動させる方式によるものに比しき
わめて軽量なビームとすることができ、そのためクレー
ン容量や建屋強度などにも影響を与えることなく作業を
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による水平吊ビームの一実施例を示す
正面図。

【図２】この発明に係る水平吊ビームの作用説明図。

【図３】この発明に係る水平吊ビームの作用説明図。

【図４】この発明に係る水平吊ビームの制御システム構
成図。

【図５】従来の吊ビームを示す正面図。

【符号の説明】

１ 天秤 ２ フレーム ４ クレーンフック軸 ６ 指示プレート ７ スケール ９ 雌ねじ部 １０ ねじ軸 １１ サーボモータ １３ スライドベース １４ ねじ式昇降装置 １５ サーボモータ １９ 荷重計 ２０ プレート ２１ 指示プレート ２２ 長尺重量物（被吊上物） ２３ ワイヤロープ Ａ 主吊具 Ｂ，Ｃ 製品吊具

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天秤の中央部位に天秤軸方向に移動可能
   に設けられた主吊具と，天秤の両端部位に天秤軸方向に
   移動可能に設けられた一対の製品吊具とを備え、前記製
   品吊具のいずれか一方に荷重計を付設して製品吊具に作
   用する張力を計測するように構成し、この計測値に応じ
   て前記主吊具を被吊上物の重心と天秤重心との合力位置
   に移動させて長尺被吊上物を水平に吊持するようにした
   ことを特徴とする水平吊ビーム。
2. 【請求項２】 前記主吊具をモータにより回転するねじ
   軸により天秤軸方向に移動可能に形成し、前記荷重計の
   計測値に応じて被吊上物の重心と天秤重心との合力位置
   に主吊具を移動させるようにした請求項１記載の水平吊
   ビーム。
3. 【請求項３】 前記製品吊具は、天秤に天秤軸と直交す
   る方向にスライド可能なスライドモータにより回転する
   ねじ軸を介して昇降可能に設け、被吊上物の長尺重量物
   の地切りをねじ軸の上昇により行なうようにした請求項
   １記載の水平吊ビーム。