(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面円形のシーブ本体には、
ロープを巻き回し可能なロープ溝が形成された外周部と、
当該シーブ本体の中心に設けられたボス部と、
当該シーブ本体の周方向に複数離隔して設けられ、当該シーブ本体の径方向に延在して前記ボス部と前記外周部とを連設させるとともに、前記ボス部から前記外周部に向かうにしたがって厚さが漸減するスポーク部と、
隣り合うスポーク部の間に形成され、当該スポーク部よりも薄肉の薄肉部と、
前記薄肉部に形成され、当該シーブ本体の厚さ方向に貫通する肉抜き孔と、が設けられ、
前記薄肉部は、
前記スポーク部に隣接するとともに当該スポーク部と前記肉抜き孔との間の距離が最も小さくなる第１の部位と、
前記外周部に隣接するとともに当該外周部と前記肉抜き孔との間の距離が最も小さくなる第２の部位と、
前記スポーク部および前記外周部が連設される連設部と前記肉抜き孔との間に位置し、前記第１の部位と前記第２の部位とに連続する連続部と、を有し、
前記肉抜き孔は、
前記第２の部位に面する先端部が湾曲状であって、前記薄肉部の連続部に面する部位が、前記先端部よりも曲率が小さい湾曲状もしくは直線状であることを特徴とするシーブ構造。
【請求項２】
前記肉抜き孔は、
前記先端部から、前記薄肉部の連続部に面する部位まで連続的に湾曲するとともに、前記先端部から前記連続部に面する部位に向かうにしたがって曲率が徐々に小さくなることを特徴とする請求項１記載のシーブ構造。
【請求項３】
前記肉抜き孔には、前記外周部の曲げモーメントに対する剛性を補強する補強部が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のシーブ構造。
【請求項４】
平面円形のシーブ本体には、
ロープを巻き回し可能なロープ溝が形成された外周部と、
当該シーブ本体の中心に設けられたボス部と、
当該シーブ本体の周方向に複数離隔して設けられ、当該シーブ本体の径方向に延在して前記ボス部と前記外周部とを連設させるとともに、前記ボス部から前記外周部に向かうにしたがって厚さが漸減するスポーク部と、
隣り合うスポーク部の間に形成され、当該スポーク部よりも薄肉の薄肉部と、
前記薄肉部に形成され、当該薄肉部よりもさらに薄肉の第２薄肉部と、が設けられ、
前記薄肉部は、
前記スポーク部に隣接するとともに当該スポーク部と前記第２薄肉部との間の距離が最も小さくなる第１の部位と、
前記外周部に隣接するとともに当該外周部と前記第２薄肉部との間の距離が最も小さくなる第２の部位と、
前記スポーク部および前記外周部が連設される連設部と前記第２薄肉部との間に位置し、前記第１の部位と前記第２の部位とに連続する連続部と、を有し、
前記第２薄肉部は、
前記第２の部位に面する先端部が湾曲状であって、前記薄肉部の連続部に面する部位が、前記先端部よりも曲率が小さい湾曲状もしくは直線状であることを特徴とするシーブ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にクレーン等の機械装置に設けられるシーブの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に示されるように、ロープに設けられたフックを吊り荷に掛け止めするとともに、当該ロープを繰り入れ、繰り出しすることで、吊り荷を昇降させるデッキクレーンが広く採用されている。こうしたデッキクレーンをはじめとする種々のクレーン装置においては、ロープの繰り入れ、繰り出しをガイドするシーブが多数設けられているが、シーブには大きな荷重が作用するため、高荷重にも耐えうるような設計が要求される。
【０００３】
一方で、シーブはジブ等に設けられるが、シーブ自体の荷重がジブに作用するため、定格荷重を設定する際等にシーブ自体の荷重を考慮しなければならず、上記の耐荷重性に加えて軽量化も要求されることとなる。このように、耐荷重性と軽量化という相反する要求に応えるべく、例えば、シーブ本体の中心に設けられたボスと、ロープ溝が形成される外周部との間に肉抜き孔が複数形成されたシーブが知られている。また、例えば、ボスと外周部とを連設するスポーク部がシーブ本体の周方向に複数形成され、隣接するスポーク部の間に薄肉部を設けるとともに、当該薄肉部に肉抜き孔が形成されたシーブも知られている。こうしたシーブによれば、シーブ本体の部位ごとに、作用する応力に応じた肉厚に設計されるので、耐荷重性を維持しながらも、より軽量化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、シーブには、耐荷重性の向上とより一層の軽量化とが要求されているという実態があり、シーブ構造のさらなる改良が切望されている。また、上記のように、スポーク部を有するシーブにおいては、ロープを介して作用する荷重が、回転方向に真直ぐに作用せず、回転軸方向に傾斜して作用すると、ロープ溝が形成される外周部とスポーク部との連設部分に応力が集中する。このとき、薄肉部には肉抜き孔が形成されていることから、外周部とスポーク部との連設部分近傍における薄肉部の強度は低く、その結果、応力の集中によって薄肉部が破損するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、耐荷重性を向上し、より軽量化することができるシーブ構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のシーブ構造は、平面円形のシーブ本体には、ロープを巻き回し可能なロープ溝が形成された外周部と、当該シーブ本体の中心に設けられたボス部と、当該シーブ本体の周方向に複数離隔して設けられ、当該シーブ本体の径方向に延在して前記ボス部と前記外周部とを連設させるとともに、前記ボス部から前記外周部に向かうにしたがって厚さが漸減するスポーク部と、隣り合うスポーク部の間に形成され、当該スポーク部よりも薄肉の薄肉部と、前記薄肉部に形成され、当該シーブ本体の厚さ方向に貫通する肉抜き孔と、が設けられ、前記薄肉部は、前記スポーク部に隣接するとともに当該スポーク部と前記肉抜き孔との間の距離が最も小さくなる第１の部位と、前記外周部に隣接するとともに当該外周部と前記肉抜き孔との間の距離が最も小さくなる第２の部位と、前記スポーク部および前記外周部が連設される連設部と前記肉抜き孔との間に位置し、前記第１の部位と前記第２の部位とに連続する連続部と、を有し、前記肉抜き孔は、前記第２の部位に面する先端部が湾曲状であって、前記薄肉部の連続部に面する部位が、前記先端部よりも曲率が小さい湾曲状もしくは直線状であることを特徴とする。
【０００８】
また、前記肉抜き孔は、前記先端部から、前記薄肉部の連続部に面する部位まで連続的に湾曲するとともに、前記先端部から前記連続部に面する部位に向かうにしたがって曲率が徐々に小さくなるとよい。
【０００９】
また、前記肉抜き孔には、前記外周部の曲げモーメントに対する剛性を補強する補強部が設けられているとよい。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明のシーブ構造は、平面円形のシーブ本体には、ロープを巻き回し可能なロープ溝が形成された外周部と、当該シーブ本体の中心に設けられたボス部と、当該シーブ本体の周方向に複数離隔して設けられ、当該シーブ本体の径方向に延在して前記ボス部と前記外周部とを連設させるとともに、前記ボス部から前記外周部に向かうにしたがって厚さが漸減するスポーク部と、隣り合うスポーク部の間に形成され、当該スポーク部よりも薄肉の薄肉部と、前記薄肉部に形成され、当該薄肉部よりもさらに薄肉の第２薄肉部と、が設けられ、前記薄肉部は、前記スポーク部に隣接するとともに当該スポーク部と前記第２薄肉部との間の距離が最も小さくなる第１の部位と、前記外周部に隣接するとともに当該外周部と前記第２薄肉部との間の距離が最も小さくなる第２の部位と、前記スポーク部および前記外周部が連設される連設部と前記第２薄肉部との間に位置し、前記第１の部位と前記第２の部位とに連続する連続部と、を有し、前記第２薄肉部は、前記第２の部位に面する先端部が湾曲状であって、前記薄肉部の連続部に面する部位が、前記先端部よりも曲率が小さい湾曲状もしくは直線状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、耐荷重性および軽量化をより向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のシーブ構造を説明する図である。
【図２】従来のシーブ構造を説明する図である。
【図３】第１変形例のシーブ構造を説明する図である。
【図４】第２変形例のシーブ構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、本実施形態のシーブ構造を説明する図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩ（ｂ）−Ｉ（ｂ）線断面図を示している。この図に示すように、本実施形態のシーブは、平面形状が円形のシーブ本体１を備えている。このシーブ本体１は、その中心部において厚さ方向に貫通する軸孔２が形成されたボス部３と、シーブ本体１の外周縁の近傍に位置する外周部４と、シーブ本体１の径方向に延在してボス部３と外周部４とを連設させるスポーク部５と、が鋳造により一体成形されている。
【００１５】
ボス部３は、円筒状に構成されており、シーブ本体１の厚さ方向の一端面３ａに環状凹部６が形成され、シーブ本体１の厚さ方向の他端面３ｂに、上記の環状凹部６に嵌合する環状突部７が形成されている。そして、クレーン等の機械装置に取り付ける際には、複数のシーブ本体１を厚さ方向に積層し、隣接するシーブ本体１の環状凹部６と環状突部７とを嵌合した状態で、軸孔２をクレーン等の支持軸に回転自在に支持させることとなる。なお、機械装置に取り付けられるシーブ本体１の数は、ロープの巻き回し数や定格荷重等に応じて決定するものであり、シーブ本体１は１つのみで使用してもよいし、上記のように複数積層して使用してもよい。
【００１６】
外周部４は、シーブ本体１の外周縁から、ボス部３側すなわちシーブ本体１の中心側に向かって、シーブ本体１の半径の１／５程度の範囲を占める部位である。この外周部４は、その外周縁がボス部３と同程度の肉厚であり、シーブ本体１の中心に向かうにしたがって肉厚が漸減するように構成されている。そして、外周部４の外周面には、ロープを巻き回し可能な環状のロープ溝８が形成されている。
【００１７】
スポーク部５は、上記したように、シーブ本体１の径方向に延在してボス部３と外周部４とを連設させる部位であり、シーブ本体１の周方向に複数（本実施形態では６個）、等間隔に離隔して設けられている。このスポーク部５は、ボス部３から外周部４に向かうにしたがって厚さが漸減しており、ボス部３に連設する部分は当該ボス部３と同程度の肉厚を有し、外周部４に連設する部分は当該外周部４と同程度の肉厚を有している。
【００１８】
そして、シーブ本体１には、隣接するスポーク部５の間に形成され、当該スポーク部５よりも薄肉の薄肉部１０が形成されている。この薄肉部１０は、他の部位よりも薄肉化することでシーブ本体１の軽量化に寄与するものであり、本実施形態では、ボス部３側から外周部４側に向かって周方向の幅が漸増する略扇状に形成されている。また、薄肉部１０の厚さは、スポーク部５の幅よりも薄い寸法関係を維持しており、さらなる軽量化を実現するために、薄肉部１０には、シーブ本体１の厚さ方向に貫通する肉抜き孔２０が形成されている。
【００１９】
なお、薄肉部１０は、スポーク部５に対して、シーブ本体１の周方向に連続的に形成されるものであり、本実施形態では、薄肉部１０の全体が同一の厚さとなっている。ただし、薄肉部１０を、例えば、スポーク部５に対して滑らかに連続するように構成し、当該薄肉部１０のうち、スポーク部５の近傍が相対的に厚く、周方向の中央に向かうにしたがって厚さが漸減するようにしてもよい。この場合、スポーク部５と薄肉部１０との境界が明確ではなくなるが、いずれにしても、スポーク部５よりも薄肉の薄肉部１０が設けられればよく、スポーク部５や薄肉部１０の具体的な形状や寸法等が限定されるものではない。
【００２０】
このように、薄肉部１０および肉抜き孔２０を形成することにより、シーブ本体１の軽量化を図ることが可能であるが、一方で、単に薄肉部１０および肉抜き孔２０を設けるだけでは、強度不足による耐荷重性の低下が生じるという問題がある。そこで、本実施形態においては、軽量化しながらも耐荷重性を確保すべく、薄肉部１０および肉抜き孔２０を次のような構成としている。
【００２１】
すなわち、肉抜き孔２０は、シーブ本体１の径方向に長孔状であって、最も外周部４側に位置する先端部２０ａに向かって先細りの形状となっている。より詳細には、図１（ａ）に示すように、薄肉部１０のうち、スポーク部５に隣接するとともに当該スポーク部５と肉抜き孔２０との間の距離が最も小さくなる部位を第１の部位１０ａとし、外周部４に隣接するとともに当該外周部４と肉抜き孔２０との間の距離が最も小さくなる部位を第２の部位１０ｂとする。また、スポーク部５および外周部４が連設される部位（角部）を連設部４ａとした場合に、薄肉部１０には、連接部４ａと肉抜き孔２０との間に位置し、第１の部位１０ａと第２の部位１０ｂとに連続する連続部１０ｃが形成される。
【００２２】
このとき、肉抜き孔２０は、第２の部位１０ｂに面する先端部２０ａが、先細り形状すなわち予め定められた曲率を有する湾曲状であって、薄肉部１０の連続部１０ｃに面する部位２０ｂが、先端部２０ａよりも曲率が小さい湾曲状に形成されている。このように、肉抜き孔２０をシーブ本体１の径方向に長孔状に形成するとともに、肉抜き孔２０の部位２０ｂを、先端部２０ａよりも曲率が小さい湾曲状に形成することにより、肉抜き孔２０の面積を確保しつつ、連接部４ａと肉抜き孔２０との間に、薄肉部１０を十分に確保するようにしている。換言すれば、上記の肉抜き孔２０の構成により、連接部４ａから肉抜き孔２０までの距離Ｌ１が十分に確保されることとなる。
【００２３】
次に、上記の構成からなるシーブ本体１の作用、効果について、従来例と比較しつつ具体的に説明する。図２は、従来のシーブ構造を説明する図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩ（ｂ）−ＩＩ（ｂ）線断面図を示している。ここではまず、従来のシーブ構造について簡単に説明した後、本実施形態のシーブ構造との差異を説明する。
【００２４】
この図に示すように、従来のシーブは、本実施形態のシーブ本体１と直径が等しく、平面形状が円形のシーブ本体１０１を備えている。このシーブ本体１０１も、本実施形態と同様に、その中心部において厚さ方向に貫通する軸孔１０２が形成されたボス部１０３と、シーブ本体１０１の外周縁の近傍に位置する外周部１０４と、シーブ本体１０１の径方向に延在してボス部１０３と外周部１０４とを連設させるスポーク部１０５と、が鋳造により一体成形されている。
【００２５】
円筒状のボス部１０３には、シーブ本体１０１の厚さ方向の一端面１０３ａに環状凹部１０６が形成され、シーブ本体１０１の厚さ方向の他端面１０３ｂに、上記の環状凹部１０６に嵌合する環状突部１０７が形成されている。また、外周部１０４は、その外周縁がボス部１０３と同程度の肉厚であり、シーブ本体１０１の中心に向かうにしたがって肉厚が漸減するように構成されている。そして、外周部１０４の外周面には、ロープを巻き回し可能なロープ溝１０８が形成されている。
【００２６】
また、スポーク部１０５は、シーブ本体１０１の周方向に６個、等間隔に離隔して設けられており、本実施形態のシーブ本体１と同様に、ボス部１０３から外周部１０４に向かうにしたがって厚さが漸減している。そして、シーブ本体１０１には、隣接するスポーク部１０５の間に、当該スポーク部１０５よりも薄肉の薄肉部１１０が形成されており、この薄肉部１１０に、シーブ本体１０１の厚さ方向に貫通する肉抜き孔１２０が形成されている。
【００２７】
この従来のシーブ本体１０１と、本実施形態のシーブ本体１とでは、各部位の厚さや幅が若干異なるものの、基本的な構成自体に大差はない。ただし、上記したように、本実施形態のシーブ本体１においては、肉抜き孔２０の平面形状がシーブ本体１の径方向に長孔状に設けられているのに対して、従来のシーブ本体１０１においては、肉抜き孔１２０の平面形状が、薄肉部１１０の平面形状と相似形を為している点が異なっている。
【００２８】
この従来のシーブ本体１０１のように、肉抜き孔１２０と薄肉部１１０とが相似形を為していると、外周部１０４とスポーク部１０５との連設部１０４ａから、肉抜き孔１２０までの距離が確保できず、連接部１０４ａから肉抜き孔１２０までの距離Ｌ２が小さくなってしまう。
【００２９】
ここで、図２（ｂ）の矢印で示すように、ロープ溝１０８に巻き回されたロープＲを介して作用する荷重が、シーブ本体１０１の回転方向に真直ぐに作用せず、回転軸方向に傾斜して作用すると、外周部１０４とスポーク部１０５との連設部１０４ａに応力が集中する。
【００３０】
また、従来のシーブ本体１０１においては、肉抜き孔１２０のうち、薄肉部１１０の第１の部位１１０ａに面する側部１２０ａが直線状に形成され、薄肉部１１０の第２の部位１１０ｂに面する先端部１２０ｂが、緩やかな曲率を有する湾曲状に形成されている。これに対して、薄肉部１１０の連続部１１０ｃに面する部位１２０ｃは、大きな曲率を有する湾曲状に形成されている。
【００３１】
このように、連接部１０４ａから肉抜き孔１２０までの距離Ｌ２が小さく、しかも、連続部１１０ｃに面する部位１２０ｃの曲率が大きいと、上記のように応力が集中した際に、連続部１１０ｃに亀裂が生じやすい。そのため、従来のシーブ本体１０１においては、薄肉部１１０の連続部１１０ｃが上記の応力にも耐え得るように、薄肉部１１０の厚さを一定以上確保しなければならない。
【００３２】
これに対して、本実施形態のシーブ本体１によれば、図１（ａ）に示すように、肉抜き孔２０がシーブ本体１の径方向に長孔状に形成されており、しかも、肉抜き孔２０の部位２０ｂが、先端部２０ａよりも曲率が小さい湾曲状に形成されている。したがって、連接部４ａから肉抜き孔２０までの距離Ｌ１が、従来の距離Ｌ２よりも大きく確保され、また、従来よりも曲率が小さいことから、連設部４ａに応力が集中したとしても、連続部１０ｃに亀裂が生じにくい。その結果、図１（ｂ）および図２（ｂ）からも明らかなように、薄肉部１０の肉厚を、従来の薄肉部１１０よりもさらに薄くすることができ、全体としてさらなる軽量化を実現することができる。
【００３３】
表１には、本実施形態のシーブ本体１と従来のシーブ本体１０１とに対して、同一条件下で試験を行い、耐荷重性について、シーブ本体１がシーブ本体１０１と同等もしくはシーブ本体１０１よりも優れた結果を導出したときの、両シーブ本体１、１０１の重量比較を示す。なお、この試験においては、本実施形態のシーブ本体１および従来のシーブ本体１０１として、同一直径のものを用いている。
【表１】
0005817555.tif 000002
【００３４】
この表からも明らかなように、従来のシーブ本体１０１が１０９．５ｋｇを有していたところ、本実施形態のシーブ本体１は８９．３ｋｇで、従来のシーブ本体１０１と同程度もしくはそれ以上の耐荷重性が実現されている。つまり、従来のシーブ本体１０１の重量を１００とした場合に、本実施形態のシーブ本体１の重量は８１．６％となり、従来と同程度の耐荷重性を維持しながら、約２０％もの軽量化が実現されている。また、ここでは軽量化に主眼を置いて説明することとしたが、従来と同様の重量でありながら、耐荷重性をより一層向上することも可能である。例えば、従来のシーブ本体１０１と同程度の重量になるまで、本実施形態のシーブ本体１の薄肉部１０の肉厚を大きくする等すれば、従来と同程度の重量でありながら、従来に比して耐荷重性を向上することができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、肉抜き孔２０のうち、薄肉部１０の連続部１０ｃに面する部位２０ｂが、先端部２０ａよりも曲率が小さい湾曲状に形成されている場合について説明した。しかしながら、連続部１０ｃに面する部位２０ｂは、必ずしも湾曲状である必要はなく、例えば、直線状であっても構わない。この場合であっても、上記と同様に、耐荷重性および軽量化を実現することができる。
【００３６】
また、特に外周部４の曲げモーメント（外周部４の厚さ方向への外倒れ）に対する剛性を向上したい場合には、例えば、図３に示す第１変形例のシーブ本体１ａのように、肉抜き孔２０に、外周部４の曲げモーメントに対する剛性を補強するための支柱等からなる補強部３０を設けてもよい。
【００３７】
さらには、本実施形態においては、薄肉部１０に肉抜き孔２０を貫通形成することとしたが、例えば、図４に示す第２変形例のシーブ本体１ｂのように、肉抜き孔２０に代えて、薄肉部１０よりもさらに薄肉の第２薄肉部４０を設けてもよい。この第２変形例によれば、上記実施形態のシーブ本体１よりも僅かに重量が増加するが、上記第１変形例と同様に、外周部４の曲げモーメントに対する剛性を向上することができる。
【００３８】
また、本実施形態のシーブ本体１は、デッキクレーンに限らず、種々のクレーン装置、さらには、他の機械装置に広く適用可能であり、用途や適用可能な機械装置は特に限定されるものではない。
【００３９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、主にクレーン等の機械装置に設けられるシーブに利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１、１ａ、１ｂ     …シーブ本体
３     …ボス部
４     …外周部
４ａ   …連接部
５     …スポーク部
８     …ロープ溝
１０   …薄肉部
１０ａ  …第１の部位
１０ｂ  …第２の部位
１０ｃ  …連続部
２０   …肉抜き孔
２０ａ  …先端部
２０ｂ  …部位
３０   …補強部
４０   …第２薄肉部
【図１】
0005817555.tif 000003
【図２】
0005817555.tif 000004
【図３】
0005817555.tif 000005
【図４】
0005817555.tif 000006