JPS6224355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はスラブを磁力で吸着し、運搬・反転す
るリフテイングマグネツトに関するもので、特に
スラブの反転を確実に行うことができるよう磁極
を改良したリフテイングマグネツトに関するもの
である。 従来のリフテイングマグネツトはクレーン操作
及びリフテイングマグネツトの磁力調整等運転者
の技能にたよる点が多く、反転作業の確実性が低
かつた。第１図は従来のリフテイングマグネツト
を示し、第２図はその磁極部を示している。１は
リフテイングマグネツトの継鉄部材、３は継鉄部
材１の下面外周に、下方に向つて突出した固定磁
極、４は継鉄部材１の下面内方にあつて同じく下
方に向つて突出した固定磁極、２は固定磁極４に
巻かれたコイル、５，６は固定磁極３，４に追加
された磁極で、固定磁極３と磁極５が外磁極、固
定磁極４と磁極６が内磁極となつている。７はコ
イルを収納保護する保護板で、非磁性材料を使用
している。８，９はリフテイングマグネツトをク
レーンあるいは吊下げビームに懸垂するためのブ
ラケツト及びチエーンである。 以上の構成よりなる従来型のリフテイングマグ
ネツトによつてスラブを反転する作業を第３図〜
第７図を参照して説明する。 １ まず第３図ａの如くリフテイングマグネツト
を励磁してスラブ１０を吸着したのち地切りを
行う。このときリフテイングマグネツトは第４
図のイに示す範囲の外極と内極でスラブを吸着
する。 ２ 次にリフテイングマグネツトをクレーンの巻
上げにより矢印Ｘの如く上昇すると第３図ｂの
状態となり、スラブ１０はその端部１０ａで吸
着保持される。このとき吸着力はスラブの端部
１０ａと磁極との接触線（第４図のホ参照）及
びその周辺の空隙を通しての磁束の流れで吸着
される。なお第３図のａとｂの状態において前
記追加磁極５，６が吸着力の付加に寄与してい
る。 ３ さらにリフテイングマグネツトを移動して第
３図ｃの状態とする。この状態ではスラブ材の
板厚に関係するが、第４図のロに示す範囲の磁
極で吸着するので、吸着面積が十分に確保され
スラブ１０を吊上運搬可能である。この状態で
もスラブ１０の１端は地上に接しており、リフ
テイングマグネツトの吸着力は第３図ａ，ｂの
状態よりも小さくしてよく、スラブ１０の転倒
を防ぐ程度でよい。しかし実際は必要以上のも
のが作用している。 ４ さらに第３図ｄの状態にする時、第３図ａ，
ｂと同じ最大限の励磁状態でリフテイングマグ
ネツトを第３図ｄの如く移動する。前記ｃの状
態で吸着力が過大の為、第６図に示す如くリフ
テイングマグネツトとスラブ１０が第３図ｃの
状態のまま着床するか、あるいは第７図ａの如
くスラブの傾き角θが大きいところで、第３図
ｄの如く、スラブの端部吊状態に移行し、スラ
ブを吸着保持できないで落下したり、あるいは
スラブを吸着保持し、反転可能なときもあるが
その場合には、スラブが端部吊状態に移行した
とき、大きな衝撃がクレーンに加わり、非常に
危険である。 このような危険をさけるため、第７図に示す
角θが小さい角度でスラブ１０が第３図のｃか
らｄの状態へ移行すべく、励磁電流を変化して
磁力調整し吸着力を低下させて作業をするが、
以下に示す如く変動要素が多い為操作が困難
で、確実性において劣つている。従つて実際は
ほとんどの場合第３図のｃの状態からクレーン
を横行或いは走行させ乍らリフテイングマグネ
ツトへの励磁電流を切り、スラブを自然転倒さ
せてクレーンに衝撃を与えない状態で作業して
いる。 一般にリフテイングマグネツトの吸着力Ftは
（第７図ｂ参照）。 Ft≒4Bg²・Ｓ （Kg） ……(1) Bg：吸着面の有効磁束密度 Wb／m² Ｓ：有効吸着面積 cm² （リフテイングマグネツトとスラブとの接
触面積） で表わされる。 さて第７図の状態にあるリフテイングマグネツ
トの必要吸着力は次の如くなる。まず第７図Ａ点
を支点としたモーメントの釣合いより、 Wl₁＝Fl₂ ……(2) Ｗ：スラブ重量 （Kg） Ｆ：Ｗに対応する力 l₁，l₂：支点からの距離 スラブの板厚を無視すると、l₁＝１／2l₂したが
つて、 Ｆ＝l₁／l₂ Ｗ＝１／2W （Kg） ……(3) リフテイングマグネツトの吸着力はスラブ面に垂
直に働くため、(3)式の力を発生させるためのリフ
テイングマグネツトの必要吸着力F₁は第７図ｂ
より F₁＝Fcosθ＝１／2Wcosθ…（Kg） ……(4) 次にスラブとリフテイングマグネツトの接触面に
おけるすべりと抵抗力即ち斜面における釣合いの
関係から、 F₂μ＝F₃ ……(5) となる。 F₂：接触面の垂直力 （Kg） （リフテイングマグネツトの吸着力） μ ：摩擦係数 F₃：摩擦力 （Kg） 第７図ｂから摩擦力F₃は F₃＝Fsinθ＝１／2Wsinθとなる。 したがつて(5)式から F₂＝１／μF₃＝１／２μWsinθ （Kg） ……(6) したがつてリフテイングマグネツトの必要吸着
力Ftは上記F₁とF₂の和となり、 Ft＝F₁＋F₂＝１／2Wcosθ＋１／２μWsinθ＝Ｗ／２（cosθ＋１／μsinθ） （Kg） ……(7) となる。 スラブ１０が第３図のｃからｄへ移行する時
は、式(7)が成立する必要があり、式(7)より 4Bg²S≒Ｗ／２（cosθ＋１／μsinθ）……(8) が成立する。 またスラブが第３図のｄの状態で安全に保持さ
れるには、安全率を考慮する必要があり、 4Bg²S≒SfＷ／２（cosθ＋１／μsinθ） ……(9) Sf：安全率…1.0以上 が成立する。 さて式(8)，(9)に於ける各要素には以下に示す如
く、変動要因が多いため、適当な条件を設定する
ことが非常に困難となる。

【表】 さて本発明は第３図のｃからｄへの移行を容易
にする為、従来例に対して磁極部の形状を改良
し、さらにリフテイングマグネツト側面に可動磁
極を設け、スラブの端部吊上げ状態でのスラブの
移動を防止し、安全性をより向上させようとする
ものである。 第８図は本発明に係るリフテイングマグネツト
の磁極平面図、第９図と第１０図は第８図の，
断面図、第１１図は同じくXI矢視図である。第
８図において、外磁極５及び内磁極の追加磁極６
は第３図のａ，ｂにおいて十分な吸着力を発揮す
るよう外磁極及び内磁極の面積あるいはスラブ端
との接触長さが適正となる形状とする。また外磁
極３，５及び内磁極４，６の下面には第８図〜第
１０図に示す如く両磁極中心部を通る台形状の凹
溝５ａ，４ａを設け、さらに外磁極の台形状の凹
溝５ａの溝底部の両側コーナ部に第８図と第９図
の如く磁性体材料よりなり、直径が凹溝５ａの深
さ寸法と略等しい丸棒１１を固設し、第３図のｃ
〜ｄへの移行を容易にしている。又複数個の上下
方向摺動可能な可動磁極１２が第８図，第１１図
に示す如く継鉄部材の長手方向両端部にあつて、
台形状の凹溝底部に設けた丸棒１１よりさらに外
側位置に対称的に並設されている。１３は可動磁
極１２の支持枠である。 ここで第１３図を参照してスラブ１０の板厚ｔ
と丸棒１１の位置関係について説明する。スラブ
１０の反転開始点ｊの位置を内磁極の外側から台
形状の凹溝の始端部ｎまでの間内ｗとし、反転開
始点ｊから台形状の凹溝の開始部ｎまでの距離ｍ
と台形状の溝の始端部ｎから遠い方の丸棒１１の
内側縁までの距離ｌとの和がスラブ１０の板厚ｔ
より大になるように設ける。 このようにすることにより、スラブ１０の反転
開始点ｊの反対側コーナ部ｋ点が常に丸棒１１間
内に入るようになる。 ｍ＋ｌ＞ｔ さて第１２図を参照するに、これは従来磁極に
よる反転を示し、図の２から３へ移行するには、
２の状態でのリフテイングマグネツトの吸着力を
低下させ、同時にクレーン操作でスラブを傾けつ
つ行うので、反転は非常に難しく危険が伴う。 これに反し第１３図の本発明の場合には、スラ
ブの反転過程はクレーンによるリフテイングマグ
ネツトの移動によつて図の１から２へ移動し、さ
らに連続して２′の状態になると安定する。又２
の状態で一度静止した場合にも容易に２′の状態
となり安定する。即ち、第１２図の２の状態が第
１３図では２′に相当することになるので、第１
２図の２から３の状態への移行は第１３図の２′
の状態から３への移行となる。 第１４図と第１５図は、第１３図の２の状態と
２′の状態の詳細図である。第１４図でスラブと
リフテイングマグネツトの磁極との接触部はａと
ｂの個所となる。これは第１２図に比べ接触面積
が減少し、スラブ１０を反転させるのに適正な吸
着力にすることができる。 又この状態ではｃ部とｄ部に吸着力が働いてい
る。即ちｃ部では磁極とスラブとの接触部ａとｂ
において吸着力が発生し、その吸着力は丸棒磁極
１１を支点としてスラブ１０を反時計方向に回す
力即ち第１３図で２の位置を保持しようとする力
となつている。そして、ｃ部からａ部とｂ部を取
り除いた部分に非接触部がある為、第１３図の
２′の位置への移行が容易になる。 第１４図のｄ部は磁極から空隙１４を通してス
ラブへ流れる磁束により吸着力が生じ、その吸着
力は丸棒磁極１１を支点として時計方向へスラブ
を回す力即ち第１３図の２′の位置へ移行しよう
とする力となる。 このｄ部での力によつて、スラブは２′の状態
に安定し易く、又２の状態に１度保持されても第
１４図の矢印で示す如く、リフテイングマグネツ
トを移動することにより空隙１４が減じ、ｄ部に
おける吸着力が増し、容易に２′の状態即ち第１
５図になる。 第１５図の状態ではｅ，ｆの部分で磁極とスラ
ブが接触し、吸着力が発生しているが、ｅ部の吸
着長さは丸棒１１丈で、ｆ部の吸着長さは外磁極
３，５と内磁極４，６とに接しているからｆ部の
方が接触長さが大きいので吸着力がより大とな
り、ｆ部のみでスラブを吸着保持しうる力を十分
に有している。又ｈ部にはｅ，ｆ両部以外に空隙
を介して吸着力が作用しており、これは第１３図
の２′の状態を保持しようとする力となる。この
力は第１３図で２′から３への移行時の抗力とし
て働くもので、従来の場合のスラブのｈ部がすべ
てリフテイングマグネツトの磁極に接しているの
で、この抗力が非常に大きく第１２図の２から３
の状態への移行が困難であつた。 これに反し本発明の場合には、ｈ部ではほとん
ど空隙を介しているのとｆ部よりｅ部の方が吸着
力が弱いので、第１３図の２′から３への移行は
容易である。即ち、第１２図の２から３への移行
におけるその中間の位置を保持していることにな
る。 丸棒磁極１１は直径が溝５ａの深さ寸法と略等
しく、スラブ１０の端面がｆ部とｅ部に接触した
時ａ部に隙間ができ、さらに第１３図の２から
２′への移行をより確実に行いうるようにする。
即ち空隙を介しての吸着力を無視すると、丸棒磁
極１１がある場合、ｈ部の力はｅ部のみとなり、
この力と支点ｆからｅまでの距離l₁によるモーメ
ントがｆを支点としてスラブを反時計方向へ回す
力即ち抗力となる。 丸棒磁極１１がない場合には、ｇ部が磁極に接
しｈ部における力はｇ部における力となる。ｇ部
におけるスラブと磁極の接触長さはｅ部より長い
ので、ｇ部の吸着力はｅ部の場合より大となる。
さらにｆからの距離l₂も長くなるので抗力が大と
なり、丸棒磁極１１がある方が第１３図における
２′から３への移行が容易となる。 第１７図の複数個の可動磁極１２の場合は、第
８図の如く可動磁極枠１３の中に可動磁極１２を
収納し、これを上下に可動にしたものである。こ
れは第３図ｂの状態でクレーン操作によりスラブ
１０が横方向にずれ落下することを防止するもの
で、第１７図の如くスラブの反転に呼応し、可動
磁極１２が上下し、可動磁極１２とスラブ１０が
接触する個所では、吸着力が作用し又可動磁極１
２は機械的にスラブの移動を防ぎ作業の安全性向
上に寄与している。 以上の如く磁極の形状を改良し、磁極に溝とこ
の部分に丸棒磁極を設けることにより、反転作業
を非常に容易かつ安全に行うことができる。さら
に可動磁極の設置により作業の安全性をより向上
し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のリフテイングマグネツトの中心
断面図。第２図は第１図の矢視平面図。第３図
ａ〜ｅは従来型リフテイングマグネツトによるス
ラブ反転の順序を示す。第４図は同じくスラブと
磁極との関係を示す。第５図は第４図の矢視
図。第６図は従来型のリフテイングマグネツトと
スラブの吸着状態を示す。第７図ａはスラブが角
θ傾いた状態、同じくｂは荷重の関係説明図。第
８図は本発明によるリフテイングマグネツト。第
９図は第８図の断面図。第１０図は第８図の
断面図。第１１図は第８図のXI矢視側面図。第１
２図は従来型の反転過程を示す。第１３図は本発
明による反転過程を示す。第１４図は第１３図２
の状態の詳細図。第１５図は第１３図２′の状態
の詳細図。第１６図は丸棒を非磁性体にした場合
の空隙吸着状態を示す。第１７図は可動磁極を設
けた場合の反転スラブとの関係図。 図において；１…継鉄部材、２…コイル、３…
固定磁極（外磁極）、４…固定磁極（内磁極）、５
…追加磁極（外磁極）、６…追加磁極（内磁極）、
７…保護板、８…ブラケツト、９…チエーン、１
０…スラブ、１１…丸棒磁極、１２…可動磁極、
１３…可動磁極枠、１４…空隙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 継鉄部材の下面外周で下方に突出した外磁極
   と、同じく下面内方で下方に突出した内磁極から
   成るリフテイングマグネツトにおいて、該リフテ
   イングマグネツトの外磁極及び内磁極の下面に両
   磁極の中心部に断面台形状の凹溝を設け、又外磁
   極の前記台形状の凹溝の底部両コーナ部に直径が
   凹溝の深さ寸法と略等しい丸棒を固設し、さらに
   前記外磁極の外側で継鉄部材の長手方向両端部に
   あつて、台形状の凹溝底部に設けた丸棒より側方
   位置に対称的に設けられ、かつ上下方向に摺動可
   能な複数個の可動磁極を並設し、またスラブの反
   転開始点から該反転開始点より遠い側の丸棒の内
   側までの距離をスラブの板厚ｔより大きくしたこ
   とを特徴とするリフテイングマグネツト。