(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動玉掛け機能を備えた吊具装置であって、
前記吊具装置は鉛直方向に昇降可能な装置本体と前記装置本体に連結部材を介して取り付けられた吊具と前記吊具のロッドと係合する、被運搬物に固定されるフックを備え、
前記装置本体と前記吊具と前記連結部材はピン結合され、
前記吊具と前記連結部材が自重の作用によって前記装置本体に吊り下げられている状態から前記装置本体が下降して、前記吊具のロッドと前記フックが係合する際、
前記吊具のロッドは、前記フックの外形をなす斜辺と垂辺に沿って下降した後、前記斜辺の内側に設けられた切欠部に、前記吊具と前記連結部材とのピン結合部に生じる回転モーメントによって押し付けられるように、前記フックの外形が（１）式を満足することを特徴とする自動玉掛け機能を備えた吊具装置。
ｔａｎθ＞μ・・・（１）
式において、μはフックの斜辺の摩擦係数、θは、吊具の、ロッドとピンの中心点を結ぶ線が、ロッドと斜辺の接触点における斜辺に対する垂線に対してなす角度とする。
【請求項２】
前記回転モーメントは、前記吊具と前記連結部材が自重の作用によって前記装置本体に吊り下げられている状態において、前記吊具のロッドが、前記吊具と前記連結部材のピン結合部の中心を通る鉛直線から偏心して位置し、且つ前記吊具のロッドが切欠部に接している状態で、前記吊具の重心が、前記吊具と前記連結部材のピン結合部の中心を通る鉛直線から偏心していることにより発生し、
前記切欠部は、前記吊具のロッドが、前記回転モーメントによって前記切欠部の内側に押し当てられるように前記フックに設けられていることを特徴とする請求項１記載の自動玉掛け機能を備えた吊具装置。
【請求項３】
前記装置本体は、天井クレーンに吊下されて、鉛直方向に昇降することを特徴とする請求項１または２記載の自動玉掛け機能を備えた吊具装置。
【請求項４】
被運搬物がＲＨ脱ガス装置における上部槽、中間槽または下部槽のいずれかであって、
前記フックは上部槽、中間槽または下部槽の外周に等分に固定され、前記装置本体は、方形の枠体で、上部槽、中間槽または下部槽を枠内に内在させ、前記枠体の４隅に前記吊具を取り付けていることを特徴とする請求項３記載の自動玉掛け機能を備えた吊具装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物をクレーン等で吊り上げるための吊具装置に関し、特に簡便な構造で、作業性に優れ、製鋼のＲＨ脱ガス設備の中間槽など重量物の搬送組立てに好適な自動玉掛け機能を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
クレーン等で対象物を吊って運搬する場合、作業者が吊り具を対象物に引っ掛けて外れ防止装置を作動させる方法と自動玉掛け吊り具を用いる方法がある。
【０００３】
対象物が比較的軽量な場合は作業者により玉掛け作業が行われるが、重量物となる場合、玉掛け吊り具も大型となるため、作業者による作業では作業性、安全性が劣り、自動玉掛け吊り具が用いられる。
【０００４】
また、鉄骨建方工事のように高所の足場が悪いところで作業する場合にも、自動玉掛け吊り具の使用が検討される。
【０００５】
自動玉掛け吊り具として、パイルや丸管などの長尺物をクレーンで運搬する際に用いられるものが提案されている（例えば、特許文献１，２）。
【０００６】
特許文献３にはクランプ本体に吊りピースを挿入する開口部を設け、クランプ本体から自動で出し入れされるロックピンを吊りピースに挿通させる機構を有した自動玉掛け装置が記載されている。
【特許文献１】特開平９−２７７５号公報
【特許文献２】特開２００４−３５１９４号公報
【特許文献３】特開平９−３２８２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、製鋼工場のＲＨ脱ガス設備で使用する、溶鋼を入れる円筒形の槽は、上部槽、中間槽および下部槽で構成され、それぞれの部分は、適宜、保守点検のため、天井クレーンで吊り下げられて整備場に移動する。
【０００８】
図５は中間槽を整備場まで移動させるのに使用する天井クレーン用一体型吊具の構造を説明する図で（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示す。方形の外枠１４の４隅に取り付けた玉掛け吊り具１で中間槽１３を吊り下げたものを天井クレーンで吊下する。
【０００９】
中間槽１３は重量約２０トンのため、玉掛け吊り具１も大型の重量物となり、作業者が中間槽１３に取り付ける作業は重労働で作業時間も長く、自動玉掛け吊り具が要望されていた。
【００１０】
特許文献３記載の自動玉掛け吊り具はスプリング、モータ等を有するため機構が複雑で、故障が生じやすく、保守点検作業が中断された場合、下工程への影響が大きい上記作業用としては適当でない。また、大型とした場合にはスプリング、モータ等も能力が大きいものが必要で自動化のための改造費用も多額となる。
【００１１】
そこで、本発明は、スプリング、モータ等を用いた複雑な機構を用いず、且つ作業性、安全性に優れる自動玉掛け機能を備えた吊具装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の課題は以下の手段で達成可能である。
１．自動玉掛け機能を備えた吊具装置であって、
前記吊具装置は鉛直方向に昇降可能な装置本体と前記装置本体に連結部材を介して取り付けられた吊具と前記吊具のロッドと係合する、被運搬物に固定されるフックを備え、
前記装置本体と前記吊具と前記連結部材はピン結合され、
前記吊具と前記連結部材が自重の作用によって前記装置本体に吊り下げられている状態から前記装置本体が下降して、前記吊具のロッドと前記フックが係合する際、
前記吊具のロッドは、前記フックの外形をなす斜辺と垂辺に沿って下降した後、前記斜辺の内側に設けられた切欠部に、前記吊具と前記連結部材とのピン結合部に生じる回転モーメントによって押し付けられるように、前記フックの外形が（１）式を満足することを特徴とする自動玉掛け機能を備えた吊具装置。
ｔａｎθ＞μ・・・（１）
式において、μはフックの斜辺の摩擦係数、θは、吊具の、ロッドとピンの中心点を結ぶ線が、ロッドと斜辺の接触点における斜辺に対する垂線に対してなす角度とする。
２．前記回転モーメントは、前記吊具と前記連結部材が自重の作用によって前記装置本体に吊り下げられている状態において、前記吊具のロッドが、前記吊具と前記連結部材のピン結合部の中心を通る鉛直線から偏心して位置し、且つ前記吊具のロッドが切欠部に接している状態で、前記吊具の重心が、前記吊具と前記連結部材のピン結合部の中心を通る鉛直線から偏心していることにより発生し、
前記切欠部は、前記吊具のロッドが、前記回転モーメントによって前記切欠部の内側に押し当てられるように前記フックに設けられていることを特徴とする１記載の自動玉掛け機能を備えた吊具装置。
３．前記装置本体は、天井クレーンに吊下されて、鉛直方向に昇降することを特徴とする１または２記載の自動玉掛け機能を備えた吊具装置。
４．被運搬物がＲＨ脱ガス装置における上部槽、中間槽または下部槽のいずれかであって、
前記フックは上部槽、中間槽または下部槽の外周に等分に固定され、前記装置本体は、方形の枠体で、上部槽、中間槽または下部槽を枠内に内在させ、前記枠体の４隅に前記吊具を取り付けていることを特徴とする３記載の自動玉掛け機能を備えた吊具装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、作業者が容易且つ安全に重量物運搬のための玉掛け作業が実施でき、産業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る吊具装置における吊具と装置本体の取り付け部の構成を説明する図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。
【００１５】
図において、１は吊具、２は連結部材、３はピン軸受け、４は装置本体、５はフックの切欠部に嵌合するロッド、６は吊具１と連結部材２を連結するピン、７は装置本体４に連結部材２を連結するピン、１１は側板、１２は吊具１の重心を示す。
【００１６】
吊具１は、装置本体４の下方に連結部材２を介してピン結合となるように取り付ける。装置本体４の下方に取り付けたピン軸受け３と連結部材２をピン７でピン結合し、連結部材２と吊具１をピン６でピン結合する。
【００１７】
本発明に係る吊具１は、２枚の側板１１間に、ピン６と、被運搬物に固定したフックを引っ掛けるためのロッド５を設けて構成する。ロッド５は吊具１の先端部に、吊具１の重心１２の位置から離して設ける。
【００１８】
吊具１を装置本体４に連結部材２を介して自重の作用で吊り下げた場合に、ロッド５がピン６，７を通過する鉛直線から外れて装置本体４の内側（被運搬物側）を向くように、ロッド５と重心１２の位置を調整する。
【００１９】
図２は、被運搬物に固定されるフックとその取り付け部の構成を説明する図で、図において８はフック、９は被運搬物、１０はフック固定用冶具、８１は切欠部、８２は斜辺、８３は垂辺（鉛直部）を示す。
【００２０】
フック８は、被運搬物９にフック固定用冶具１０を介して固定される。フック８は上方を頂点とする略三角形で、前記頂点から末広がりに続く斜辺８２と、その下端部に続く垂辺（鉛直部）８３を有し、垂辺（鉛直部）８３に続いて前記斜辺８２の内側となるように
切欠部８１が設けられる。切欠部８１は、吊具１のロッド５が容易に抜けないように頂点を上方とする略への字状とする。
【００２１】
図４は、玉掛け作業における吊具１のフック８への係り具合を説明する図で、吊具１と連結部材２が自重の作用によって装置本体４に吊り下げられている状態（ａ）から、斜辺８２に吊具１の先端のロッド５を接触させつつ次第に下降し（ｂ）、更に、斜辺８２に続く垂辺（鉛直部）８３に沿って下降した後（ｃ）、略への字状の切欠部８１の内側の頂点となる位置に、吊具１の先端部にあるロッド５を押し当てている状態を示す（ｄ）。
【００２２】
以下の説明においてロッド５と斜辺８２間には摩擦力は生じないものとする。ロッド５を二重管構造として斜辺８２と接する外筒を回転可能とし、更に内筒と外筒の間に潤滑油を入れると、斜辺８２との間で摩擦力が生じることが防止できる。
【００２３】
吊具１と連結部材２が自重の作用によって装置本体４に吊り下げられている状態（ａ）では、吊具１の重心１２はピン６（７）の中心点を通過する鉛直線ｇの延長上にあるので、ピン６の中心点まわりには重心１２による回転モーメント（モーメント荷重）は生じない。
【００２４】
吊具１においてロッド５は、ロッド５の中心点とピン６の中心点を結ぶ線が、ピン６の中心点を通過する鉛直線ｇから角度θ２だけ、装置本体４の内側に偏向した位置に設けられている。
【００２５】
装置本体４を下降させて、吊具１のロッド５をフック８の斜辺８２に接触させ、更に装置本体４を下降させると、吊具１の重心１２が、重心１２とピン６の中心点を結ぶ線が、ピン６の中心点を通過する鉛直線ｇから角度θ１だけ移動するのでピン６の中心点まわりに回転モーメントが生じ、ロッド５を斜辺８２に押し付ける（ｂ）。
【００２６】
装置本体４を更に降下させて、ロッド５を斜辺８２上で下降させるに従って、吊具１の重心１２とピン６の中心点を結ぶ線がピン６の中心点を通過する鉛直線ｇから偏心する度合い（角度θ１）は大きくなり、前記回転モーメントは増大する。その結果、ロッド５が垂辺（鉛直部）８３の下端に達した後、容易に切欠部８１の内部に押し込まれる（ｃ）。
【００２７】
切欠部８１の形状は、ロッド５が切欠部８１の内部に押し込まれた状態で、ロッド５の中心点とピン６の中心点を結ぶ線が、ピン６の中心点を通過する鉛直線ｇとなす角度θ２が（ａ）で示す自由状態にある場合のロッド５の中心点とピン６の中心点を結ぶ線が、ピン６の中心点を通過する鉛直線ｇとなす角度θ２より小さくなるようにする。
【００２８】
吊具１の重心１２はピン６の中心点を通過する鉛直線ｇから角度θ１だけ偏心するようになるのでピン６の中心点まわりに回転モーメントが生じ、ロッド５は切欠部８１に押し付けられている状態となり、フック８から吊具１が外れることが防止される（ｄ）。
【００２９】
切欠部８１の形状は本発明で特に限定しないが、搬送の際の振動でロッド５が外れないように略への字状とすることが望ましい。
【００３０】
尚、吊具１と斜辺８２間の摩擦力を考慮する場合、ピン６まわりに反時計方向に回転モーメントが生じるように摩擦力を調整する。
【００３１】
図３は、吊具１がフック８の斜辺８２上を下降する際の、装置本体４と連結部材２とフック１の動きを説明する図で、図３（ａ）は装置本体４と連結部材２とフック１が自重の作用によって吊り下げられている状態から、装置本体４が下降して、フック１が斜辺８２に接触点ａで接触した状態を示す。
【００３２】
吊具１の重心は線ｃ上にないため、吊具１は斜辺８２に、接触点ａとピン６の中心点を結ぶ線ｃは、接触点ａにおける斜辺８２に対する垂線ｂに対して角度θが生じた状態で接触する。説明において、接触点ａは、ロッド５を表すものとする。
【００３３】
装置本体４を更に下降させると、吊具１は斜辺８２に沿って下降するが、その際、斜辺８２から吊具１には、斜辺８２に垂直な抗力Ｎ（矢印ｄ）と摩擦力μＮ（矢印ｅ）が作用し、これらは合成力（矢印ｆ）として吊具１に作用する。
【００３４】
フック８にロッド５を係合させるためには、装置本体４の下降につれて、ロッド５が斜辺８２上を下端部に向かって移動することが必要で、吊具１のピン６まわりに、合成力ｆによる回転モーメントを反時計まわりに発生させることが必要となる（図３（ｂ））。
【００３５】
そのため、斜面８２の摩擦係数をμとした場合、ｔａｎθ＞μとなるように、フック１の形状を設計する。
【００３６】
抗力Ｎと摩擦力μＮの合成力ｆによる回転モーメントが吊具１のピン６まわりに時計まわりに発生すると装置本体４が下降しても、吊具１は斜辺８２上を上昇するようになりフックと係合しない（図３（ｃ））。
【００３７】
本発明に係る吊具装置は、ＲＨ脱ガス装置の槽、例えば中間槽を整備場まで移動させる天井クレーン用一体型吊具装置として好適で、装置本体である方形の外枠の４隅に取り付けた吊り具と、中間槽に固定したフックを係合して使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例に係る吊具装置における吊具を説明する図で（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図を示す。
【図２】本発明の一実施例に係る吊具装置におけるフックを説明する図。
【図３】本発明の一実施例に係る吊具装置の作動原理を吊具とフックの位置関係から説明する図で（ａ）は初期状態、（ｂ）は好適状態、（ｃ）は不適状態を示す図。
【図４】本発明の一実施例に係る吊具装置による玉掛け作業を吊具とフックの位置関係で説明する図。
【図５】本発明の実施に好適な天井クレーン用一体型吊具の構造を説明する図。
【符号の説明】
【００３９】
１  吊具
２  連結部材
３  ピン軸受け
４  装置本体
５  ロッド
６  ピン
７  同上
８  フック
９  被運搬物
１０  フック固定用冶具
１１  側板
１２  重心
１３  中間槽
１４  外枠
８１  切欠部
８２  斜辺
８３  垂辺（鉛直部）
ａ  接触点
【図１】
0005401796.tif 000002
【図２】
0005401796.tif 000003
【図３】
0005401796.tif 000004
【図４】
0005401796.tif 000005
【図５】
0005401796.tif 000006