(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トングによって棒鋼を保持する棒鋼搬送用クレーンであって、
フランジ部を有するビーム本体と、
前記ビーム本体のフランジ部の上部に対向して設けられる鍔部を備えたブラケットと、
前記ブラケットの鍔部と前記ビーム本体のフランジ部とを貫通し、その上部及び下部において上下位置が固定される上固定部及び下固定部を備えた固定部材と、
前記ブラケットに固定されるとともに、前記トングに連結されて前記トングの開閉を制御するシリンダー装置と、を有し、
前記トングは、前記ビーム本体に固定された補強ガイドに設けられた回転軸を支点として回転可能であり、
前記シリンダー装置は、ロッド先端を上方向に変位させることで、ロッド先端に設けられた接続アームを介して前記トングを回転させて開状態とするよう構成され、
前記固定部材の上固定部はブラケットの鍔部側に配置され、前記固定部材の下固定部はビーム本体のフランジ部側に配置され、
前記ブラケットの鍔部と前記上固定部との間に弾性部材が設けられる棒鋼搬送用クレーン。
【請求項２】
前記弾性部材は、前記シリンダー装置が発生し得る荷重以上であってかつシリンダー装置のロッドの座屈荷重以下の弾性力を有するように、設けられる請求項１に記載の棒鋼搬送用クレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トングを用いて棒鋼を保持する棒鋼搬送用クレーンにかかわり、トングを開閉するシリンダー装置のロッドの曲損を防止することのできる棒鋼搬送用クレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱延等により棒状に成形された棒鋼（中実のもの、中空のものを含む）は、棒鋼搬送用クレーンによって持ち上げられて、別の区画（例えば徐冷ボックス内）に移動される。
【０００３】
図５に、棒鋼搬送用クレーン５１の概略図を示す。棒鋼搬送用クレーン５１は、長尺状のビーム本体５２と、ビーム本体５２の長手方向に沿って複数設けられたトング５３とを有する。トング５３は、閉じた状態において内側に棒鋼を保持する。また、ビーム本体５２の上部には吊下ビーム５４が設けられ、ビーム本体５２はこの吊下ビーム５４に固定されている。トング５３の開閉によって棒鋼の保持及び荷下ろしが行われ、吊下ビーム５４が上下左右に動くことによって棒鋼の運搬が行われる。
【０００４】
図３を用いて、トング５３の開閉動作について説明する。図３は、ビーム本体５２の長手方向と垂直な面で切断した際のトング５３等の断面図（図４のＢ−Ｂ視断面図）である。尚、図３ではビーム本体５２が１つ示されているが、図５の例のように左右にビーム本体５２が２つ設けられていてもよい。トング５３の開閉動作には、シリンダー装置の一種であるパワーシリンダー２１が用いられる。パワーシリンダー２１は、ビーム本体５２の上部に設けたフランジ部５２ａ、５２ｂにブラケット２３ａ、２３ｂを介して固定されており、モーター（図３には図示せず）の回転力を、減速機２１ｂを介してシリンダーの押圧力に変えて、ロッド２１ａの先端を上下に変位させる。ロッド２１ａの先端が変位することによって、連結軸３０ａを介してロッド２１ａの先端に、連結軸３０ｂを介してトング５３に接続された接続アーム２２の角度が変わり、これによって回転軸２６を中心としてトング５３を回転させて開閉動作を行う。尚、このようなトング５３に類似する開閉機構を備えた装置を開示した文献として、特許文献１が挙げられる。
【０００５】
パワーシリンダー２１は、ブラケット２３ａ、２３ｂ（総称して単に「ブラケット２３」と称することもある。）とを介してビーム本体５２に固定される。具体的には、固定部材の一種である固定ボルト２４と固定ナット２７によってブラケット２３とビーム本体５２とが固定されるとともに、固定ピン（図４には図示せず）によってブラケット２３とパワーシリンダー２１とが固定される。
【０００６】
棒鋼搬送用クレーン５１の稼動中には、ロッド２１ａが座屈し曲損してしまうことがある。ロッド２１ａが曲損してしまうと、ロッド２１ａの修理や交換の間、工場全体の生産が停止してしまい生産上の損失がある。また、ロッド２１ａの交換時には、地上数ｍの高さにあるビーム本体の上部での高所作業や、温度の高い鋼材が近くに存在する製造ラインでの高温物近接作業等が必要であり、作業の危険性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−５５０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らの検討によると、ロッド２１ａの曲損は、荷降ろしをしようとトング５３を下降させた際に勢い余ってトング５３が地面に衝突してしまうケース、トング５３を開く際にトング５３の内側で棒鋼２５が荷崩れを起こしてトング５３に開方向の過大な力がかかるケース、及びトング５３を開く際にトング５３が徐冷ボックス等の側壁に接触してしまうケース等に起こることが見出された。これらのケースのいずれにおいても、トング５３の衝突や荷崩れ時の衝撃力がロッド２１ａへ作用し、ロッド２１ａに過大な上向きの力が加わることが原因となっている。前述のように、パワーシリンダー２１はビーム本体５２に固定されており、ロッド２１ａにかかった過大な力を逃す機構がなく、座屈荷重を超えた場合にロッド２１ａに座屈（曲損）が生じてしまう。
【０００９】
尚、ロッド２１ａの曲損を防止するための対策として、ロッド２１ａの肉厚を厚くして機械的強度を向上させることで、ロッド２１ａの曲損を防止する方法も案出されている。しかし、ロッド２１ａの肉厚を厚くすると、クレーンの装置自体の重量が増え、設定されたクレーンの定格荷重内で搬送できる棒鋼２５の量が減ってしまう。よって、棒鋼の搬送能力が落ちてしまい、ひいては工場全体の生産能力の低下に繋がってしまうという問題が発生する。また、ロッド２１ａの改造・交換に伴う工事費用が大きいという問題もある。
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、搬送能力を落とすことなく、簡便且つ安価に製作可能な棒鋼搬送用クレーンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の手段は、以下の通りである。
［１］トングによって棒鋼を保持する棒鋼搬送用クレーンであって、フランジ部を有するビーム本体と、前記ビーム本体のフランジ部に対向して設けられる鍔部を備えたブラケットと、前記ブラケットの鍔部と前記ビーム本体のフランジ部とを貫通し、その上部及び下部において上下位置が固定される上固定部及び下固定部を備えた固定部材と、前記ブラケットに固定されるとともに、前記トングに連結されて前記トングの開閉を制御するシリンダー装置と、を有し、前記固定部材の上固定部はブラケットの鍔部側に配置され、前記固定部材の下固定部はビーム本体のフランジ部側に配置され、前記ブラケットの鍔部と前記上固定部との間に弾性部材が設けられる棒鋼搬送用クレーン。
［２］前記弾性部材は、前記シリンダー装置が発生し得る荷重以上であってかつシリンダー装置のロッドの座屈荷重以下の弾性力を有するように、設けられる［１］に記載の棒鋼搬送用クレーン。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によって、従来の設備に大幅な改造を加えることなく、ロッドの曲損の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の棒鋼搬送用クレーンにおける、パワーシリンダーとビーム本体との固定機構の正面拡大図であり、図１（ａ）は初期状態を示し、図１（ｂ）は座屈荷重がかかり弾性部材が縮んだ状態を示す。
【図２】図２は、パワーシリンダーの左側面図である。
【図３】図３は、ビーム本体の長手方向と垂直な面で切断した際のトング５３等の断面図である。
【図４】図４は、図３のＡ視（左）側面図である。
【図５】図５は、棒鋼搬送用クレーンの概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の棒鋼搬送用クレーンは、シリンダー装置によってトングが開閉し、棒鋼を保持・開放する。
【００１５】
まず、図２を用いてシリンダー装置の典型例であるパワーシリンダー２１について簡単に説明する。
【００１６】
パワーシリンダー２１は、上部に設けられた減速機２１ｂ、下部に突出するモーター２１ｃ及びロッド２１ａを有する。図示していないが、ロッド２１ａの内側にはスクリュー軸が設けられる。モーター２１ｃにおける回転力は、減速機２１ｂを介してスクリュー軸へと伝えられ、スクリュー軸によって回転力が直線方向への力に変換され、ロッド２１ａの先端部が上下動する。
【００１７】
次に、図３を用いて、パワーシリンダー２１を用いたトング５３の開閉機構について説明する。パワーシリンダー２１のロッド２１ａの先端部には、２本の左右の腕部を備えた接続アーム２２が設けられ、接続アーム２２はそれぞれ左右のトング５３の上部に接続される。図３の例では、トング５３は閉じており、トングの内側には棒鋼２５が保持されている状態にある。この状態では、ロッド２１ａは下方向へと限界まで変位しきった状態にある。
【００１８】
トング５３を開いて棒鋼２５を解放する際には、モーター（図３では図面の奥側に隠れて図示されていない）を動かして、ロッド２１ａの先端を上方向へと変位させて、接続アーム２２の腕部同士の角度を変える。具体的には、図３の状態では腕部は水平に近い状態にあるが、この腕部が鉛直に近い状態まで立ち上がる。この際に、トング５３は、回転軸２６を支点として外向きに回転し、開状態となる。ここで回転軸２６は、ビーム本体５２に上部が固定されてビーム本体５２に吊り下げられた補強ガイド２９の下部に設けられている。図３には図示していないが、ロッド２１ａの先端と接続アーム２２との連結部分（連結軸３０ａ）が、左右方向に変位することを防止して上下方向のみに変位するように、ロッド２１ａの外周面近傍にガイドレールを設けてもよい。尚、ロッド２１ａと接続アーム２２、及び接続アーム２２とトング５３は、それぞれ連結軸３０ａ、３０ｂ、３０ｃによって回転自在に接続される。
【００１９】
図３に示すのは従来例であるが、パワーシリンダー２１は、ブラケット２３を介してビーム本体５２に据えつけられる。ブラケット２３は、ロッド２１ａを挟んでビーム本体５２の幅方向（図３では左右方向）の両側に設けられる。ブラケット２３ａ、２３ｂの下方には鍔部３３ａ、３３ｂが設けられる。また、鍔部３３ａ、３３ｂ（総称して、単に「鍔部３３」と称することがある。）と当接するように、ビーム本体５２の上部にはフランジ部５２ａ、５２ｂ（総称して、単に「フランジ部５２」と称することがある。）が設けられる。鍔部３３とフランジ部５２とを貫通するように、固定部材の一例である固定ボルト２４が設けられる。固定部材は、その上部（ブラケットの鍔部側）と下部（ビーム本体のフランジ部側）とにそれぞれ位置が固定された上固定部と下固定部とを有する。図の例では、固定ナット２７が上固定部に対応し、固定ボルト２４の頭部が下固定部に対応する。尚、上固定部と下固定部とはこの例に限定されるものではなく、例えば固定ボルト２４の向きを変えて、固定ボルト２４の頭部を上固定部とし、固定ナット２７を下固定部とすることもできる。固定ボルト２４及び固定ナット２７によって、ビーム本体５２とブラケット２３とが固定される。尚、パワーシリンダー２１のロッド２１ａの部分は、ビーム本体５２の内側に設けた空間部に挿入される。
【００２０】
図４には、図３のＡ視側面図を示す。ブラケット２３ａは、ビーム本体５２の上部かつパワーシリンダー２１の側方に設けられる。固定軸２８は、パワーシリンダー２１のスクリュー軸等と干渉しないように、２つのブラケット（図４ではブラケット２３ｂは図示されていない）とパワーシリンダー２１とを固定する。このように、ブラケット２３と固定ボルト２４と固定軸２８とを用いて、パワーシリンダー２１はビーム本体５２に据えつけられる。
【００２１】
図３及び図４に示される従来例のように、固定ボルト２４の尾部において固定ナット２７を締めつけた状態（固定ナットとブラケットの鍔部とを当接させた状態）にすると、ブラケット２３とビーム本体５２とを強固に固定できるものの、ロッド２１ａに一時的に急激な上下方向の力が加わった際に、力を逃がす機構がなくロッド２１ａの座屈（曲損）が発生する。典型例として、棒鋼の荷下ろし時に、トングの内側で荷崩れを起こし、トングに開方向の強大な荷重（ロッドに上向きの強大な荷重）がかかるケースが挙げられる。
【００２２】
図１に示すように、本発明では、固定ナット２７（上固定部）をブラケットの鍔部３３ａ、３３ｂには当接させず、固定ナット２７とブラケットの鍔部３３ａ、３３ｂとの間に弾性部材３１を設ける。弾性部材３１は、下部においてブラケット３３ａ、３３ｂと当接し、上部において固定ナット２７と当接する。また、固定ナット２７は上下方向に変位しないように強固に固定される。一方で、固定ボルト２４（下固定部）は鍔部３３及びフランジ部５２に設けられたボルト孔に挿通されるが、強固には固定されず、荷重に応じてブラケット２３はフランジ部５２ａに対して上下に変位可能となっている。尚、弾性部材の典型例としてバネ、ゴム等を挙げることができる。
【００２３】
また、上記の説明とは固定ボルト２４の上下向きを逆にし、固定ボルト２４の頭部を上固定部とし、固定ナット２７を下固定部として、固定ボルト２４の頭部とブラケットの鍔部３３ａ、３３ｂとの間に弾性部材３１を設けることも可能である。
【００２４】
この場合、ロッド２１ａに一時的に大きな上方向の力が加わると、この力がパワーシリンダー２１に接合されたブラケット２３へ伝わり、ブラケット２３に設けられた弾性部材３１が縮む。弾性部材３１が縮むことで、ブラケット２３及びパワーシリンダー２１は上方向に僅かに変位し、上方向への力を逃がすことができる。このように、本発明では、一時的な衝撃荷重を弾性部材の縮みによって吸収し、ロッド２１ａに荷重が集中するのを防ぐことができる。
【００２５】
また、弾性部材３１は、予め一定程度縮められた状態で据え付けられることが好ましい。特に、初期状態（据え付け時）における弾性力が、パワーシリンダー２１が発生し得る荷重以上であってかつパワーシリンダー２１のロッド２１ａの座屈荷重以下の弾性力を有するように、弾性部材３１を縮めることが好ましい。より具体的には、前記弾性力は、荷上げ時にトング５３を閉じておくためにパワーシリンダー２１がロッド２１ａに対して下方へ付加する荷重を、１つのブラケットを固定するために設けられた固定ボルトの数で割った荷重以上であって、ロッドに座屈が発生しない限界荷重（座屈荷重と呼ぶ）を、１つのブラケットを固定するために設けられた固定ボルトの数で割った荷重以下であることが好ましい。尚、弾性部材の弾性力は、初期状態における縮み量のほか、弾性部材の種類によっても調節することができる。
【００２６】
この場合、初期状態にて縮められた弾性部材３１は、所定の弾性力にてブラケット２３を下方向に押し付け、ブラケットの鍔部３３ａ、３３ｂの下面がフランジ部５２ａ、５２ｂと接触した状態にできる。トング５３にて棒鋼を保持する際はトング５３を閉じておくためにパワーシリンダー２１はロッド２１ａに対して下方へ向く荷重を発生させる。このため、ブラケット２３にも上方向に荷重（推力）が加わる。上述したように、弾性部材３１の初期の弾性力をパワーシリンダー２１が発生させる荷重（推力）以上に設定していれば、トング５３を閉じておくべき時に弾性部材３１がこの推力に負けてしまって初期状態からさらに縮むことが防止され、トング５３を安定して閉状態としておくことができる。よって、通常の荷上げ時には、弾性部材３１が縮んでブラケット２３がビーム本体に対して変位することはなく、従来例と同じようにブラケット２３をビーム本体５２に固定した状態で、クレーンを動作させることができるので、荷上げ時にトング５３が開いてしまい、棒鋼が落下することはない。
【００２７】
次に、トング５３の内側で荷崩れを起こす等して、ロッド２１ａに座屈が生じる限界の力（座屈荷重）がかかる例について説明する。トング５３に座屈荷重を超える上方向の力が発生した際には、ブラケットにも荷重がかかり、弾性部材３１はこの荷重に負けて縮むことになる。弾性部材３１が縮むと、図１（ｂ）のように、ブラケット２３、及びブラケット２３に固定されたパワーシリンダー２１が上方向に変位して荷重を逃がす。これにより、ロッド２１ａに圧延荷重が集中してロッド２１ａが座屈（曲損）することを防止することができる。
【００２８】
前述のように、弾性部材３１の弾性力をロッド２１ａの座屈時にブラケットにかかる荷重以下とすることで、座屈荷重よりも大きい衝撃荷重がロッド２１ａに加わった際には、確実に弾性部材３１が縮むことで、衝撃荷重を逃がすことができる。
【００２９】
尚、図１のように、棒鋼搬送用クレーン５１が複数のトング５３を有する場合には、全てのトング５３に設けられた全ての固定ボルトに弾性部材を設けることが好ましい。
【符号の説明】
【００３０】
２１            パワーシリンダー
２１ａ          ロッド
２１ｂ          減速機
２１ｃ          モーター
２２            接続アーム
２３ａ、２３ｂ  ブラケット
２４            固定ボルト
２５            棒鋼
２６            回転軸
２７            固定ナット
２８            固定軸
２９ａ、２９ｂ  補強ガイド
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ    連結軸
３１            弾性部材
３３ａ、３３ｂ  鍔部
５１            棒鋼搬送用クレーン
５２            ビーム本体
５２ａ、５２ｂ  フランジ部
５３            トング
５４            吊下ビーム
【図１】
0006536452.tif 000002
【図２】
0006536452.tif 000003
【図３】
0006536452.tif 000004
【図４】
0006536452.tif 000005
【図５】
0006536452.tif 000006