(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺重量積載物を載置した状態で、該長尺重量積載物の両側それぞれに位置するように設置した２対以上の支柱と、各対の両側の支柱に差し渡して長尺積載物を載せるアームとを備え、該アームは多段に備えられると共に、
両側の支柱のうち一方の支柱には、旋回軸を介して前記アームの一端を、該アームが該旋回軸を軸として水平旋回可能となるように取り付け、該アームが前記差し渡した状態と、側方へ退避した状態とに水平旋回可能とされ、
他方の支柱には、該アームを両側の支柱に差し渡して積載物を載置した状態とした時に、該アームの他端を下方から支持する支点を取り付け、前記差し渡して積載物を載置すると、該アームが両側の支柱により両端支持可能とされた多段ラックであって、
前記アームの旋回軸側端部を、前記アームが鉛直揺動可能に、前記旋回軸に対してピン結合すると共に、旋回軸とアームとの間にはアームの自重を支持しアームをフリー状態で水平に保つ弾性支持部を介装したことを特徴とする多段ラック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒鋼、鋼矢板などの長尺重量物を多段に積むことのできる多段ラックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
長尺重量物の積載物をラックに積み卸しする場合、クレーン等の重量制限、荷姿制約などから、積載物の一纏めの量（以下、スリング量と記す）ごとにハンドリングされ、そのスリング量単位で台付けワイヤの抜き差しができるように、長尺重量物の間に万棒を挟み込んでいた。万棒の装入、取外しはわずらわしく、また、安全上挟圧の可能性もあり、好ましくない作業であった。このため、スリング量を単位としたラックを用いる方式が考えられるが、多くの量を積載するためには多段ラック構造が必要である。この多段ラックは両側に立設した支柱と、これらの支柱間に差し渡して長尺積載物を載せるアーム（棚棒）を備え、トレーラやパレット上に載置し長尺重量物を運搬する時に用いるものである。
【０００３】
従来の多段ラックでは、長尺重量物を載せるアームは、水平旋回自在に構成され一方の端部を水平旋回中心として一方の支柱に取り付け、他方の端部を他方の支柱の載置位置に載せるように構成されている。この旋回中心側の支柱とアームとの取り付けは、アームが俯仰しないような構造となっている。この構造では、アームが支持する重量物による曲げモーメントが支柱とアームとの取り付け部に作用する。この支柱には多段のアームによるモーメントがかかる。従って、支柱の強度を確保するため、大きな断面を必要とし、ラックは大重量となる。このような多段ラックの重量は積載物重量のの１０％にも達し、実用的でないという問題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記課題を解決するために、支柱にかかる曲げモーメントの微小化を図ったもので、これにより、ラックの重量の軽量化を図ると共に、積載物積載量の低減を最小に押えることができ、簡単に、且つ、安全に作業が行えるようにした多段ラックを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記の諸問題を解決するために開発されたもので、その技術手段は、長尺重量積載物を載置した状態で、該長尺重量積載物の両側それぞれに位置するように設置した２対以上の支柱と、各対の両側の支柱に差し渡して長尺積載物を載せるアームとを備え、該アームは多段に備えられると共に、
両側の支柱のうち一方の支柱には、旋回軸を介して前記アームの一端を、該アームが該旋回軸を軸として水平旋回可能となるように取り付け、該アームが前記差し渡した状態と、側方へ退避した状態とに水平旋回可能とされ、
他方の支柱には、該アームを両側の支柱に差し渡して積載物を載置した状態とした時に、該アームの他端を下方から支持する支点を取り付け、前記差し渡して積載物を載置すると、該アームが両側の支柱により両端支持可能とされた多段ラックであって、
前記アームの旋回軸側端部を、前記アームが鉛直揺動可能に、前記旋回軸に対してピン結合すると共に、旋回軸とアームとの間にはアームの自重を支持しアームをフリー状態で水平に保つ弾性支持部を介装したことを特徴とする多段ラックである。ここでフリー状態とは、アームの他端の支持をはずした片持ち梁の状態をいい、アームを水平旋回させるときの状態である。
【０００６】
本発明によれば、積載物を載せるアームは両端単純支持となり端部に曲げモーメントが作用しない。従って支柱は鉛直荷重のみを負担すればよく曲げを受けない。なお、アームの他端が他方の支柱の支持位置から離れたとき、例えば、水平旋回するときアームの自重を支持して水平に保つ必要が生じた。このため、アームがフリー状態の時アームの自重を支持してアームをほぼ水平に保つバネ等の弾性体を設けるようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
前述のごとく、多段ラックは、アームの下方の積載物を積み卸しする時、アームはその一端を水平旋回軸として水平旋回し、退避できる構造となっている。このような多段ラックにおいて、従来の構造はアームの一端と支柱が荷重方向に対して剛体となっている。このため、従来のアームは、両端支持形式であるが、設計上、片持梁としての強度を要し、両端支持の２倍の強度を要する。
【０００８】
また、アームの水平旋回中心となる一端を支持する支柱は、アーム１段当りのモーメントは、概略、上記の従来アームに相当するモーメントになるので、３段のアームがあると、支柱の基部には３倍の曲げモーメントに耐える曲げ剛性が必要となる。その強度確保のために、支柱の構造が大きくなり、且つ、それを支えるベースも大きくなるので、ラック重量は積載物重量の１０％にも達し、積載物積載量が制約され、能力低下となる。また、支柱の大きさによって積載幅が制約され、軽量物に対しても容積的に積載量が制約される。
【０００９】
本発明は、アームの水平旋回軸側に、アームの俯仰を拘束しないようなピン結合構造を設け、かつ、アーム自重を受けるバネ等の弾性体を設けたことを特徴とする。これにより、力学的にアームは両端単純支持となり、支柱は大きな曲げモーメントを受けないことになる。  また、支柱においては、アームからのモーメントはアームの自重を支持するバネ等の弾性体の反力によるモーメントのみとなり、大きなモーメントは作用しない。例えば、支柱に生ずる曲げモーメントは従来のラックの曲げモーメントの５％以下となる。従って、支柱の強度設計では、鉛直荷重と地震荷重のみ考慮すればよいことになる。以上の方策により、軽量な多段ラックを製作することができるようになった。
【００１０】
図２〜図４に本発明によるラックの全体図を示す。図２は棒鋼等の長尺重量物である積載物２０を積載した時の長手方向からみたラック１の正面図であり、この場合は積載物２０を載せるアーム２は３段（積載物２０としては４段）としている。図４は当該ラック１を上から見た平面図で、アーム２は積載物の積み卸しのため、水平旋回して側方に退避できるように旋回軸３が設けられている。積載時のアーム２は積載位置は４で示され、退避時のアーム２は待避位置５で示されている。また、図３は当該ラックを横から見た側面図で、旋回軸３は支柱６の横に設けられている。その理由は支柱６よりも積載物側に設けると、積載物との干渉で疵が発生する可能性があり、また積載幅の減少による積載量低下の可能性があるから支柱の横に設けたものである。また、アーム２上には荷疵防止のための緩衝材となる部材７が取り付けられている。部材７は通常、木材などを用い、厚み４０〜７０ｍｍである。
【００１１】
１段目に積載物を積む時は全てのアーム２を退避位置５におき、２段目に積載物を積む時は最下段のアーム２を積載位置４にセットする。同様の方策により、最上段のアームまで積載物を積載することができる。一方、積載物を卸す時は逆の操作をすればよい。
【００１２】
図１に本発明の回転軸側の構造を示す。旋回軸８は軸受９に支持され軸受９は軸受箱１０に収納され、軸受箱１０は支柱６に図示しないボルト等で固定されている。旋回軸８と一体となったアーム受け１２、ブラケット１８は旋回軸８中心に旋回することができる。アーム２はブラケット１８にピン１１を介して取り付けられている。従ってアーム２はこのピン１１を中心として鉛直揺動（俯仰）方向１９に揺動自在となっている。アーム２がフリー状態の時アーム２をほぼ水平に保つために、アーム受け１２とアーム２との間にアームを支持する弾性体１５を介装している。弾性体１５はボルト１４及びナット１３によりアームの下面に取り付けられている。弾性体１５はボルト１４、ナット１３によりアーム自重を受けられるようにプリロードされている。このプリロードは実施例では５００〜１０００ｋｇで、調整可能である。従って、アーム２はフリー状態でほぼ水平に保たれ、下方にさがることはない。
【００１３】
図５は、積載物を載せたときのアームの挙動を説明する説明図である。アーム２はピン１１、支点１６によって単純支持され荷重Ｐを受けた時撓み線１７で示すように撓む。この時アームの両端は単純支持なので支持部に曲げモーメントは作用しない。弾性体１５を支持するボルト１４の部分のアームの撓みは小さく、弾性体１５による反力は小さい。実施例では１０００ｋｇを越えることはない。この反力によるモーメントは、実施例ではピン１１からボルト１４までの距離が１２ｃｍであるので１２ｔ−ｃｍ程度である。
【００１４】
従来のアームの水平旋回端部はピン結合でなく剛性結合であり、弾性体もない固定の状態であるので図５に示す支点１６での荷重サポートが期待できない。理由はアーム２が積載位置と退避位置とを旋回移動するが、この時、支点１６との間に隙間を設定する必要があるため支点１６での荷重サポートが定量的に期待できない。このため、強度上、回転軸側で積載物のモーメントを全て受けるように設計する必要がある。一例を挙げると、実施例では１段あたり８ｔの積載物であるため、半分の４ｔをアームで受けることになる。この時モーメントアーム長さは７０ｃｍであったため、２８０ｔ−ｃｍの曲モーメントを支柱で受ける必要があった。本発明では、支柱の受ける曲げモーメントは前述のごとく１２ｔ−ｃｍで非常に小さくなることがわかる。
【００１５】
この結果は支柱強度に影響し、例えば、図１に示す３段アームの多段ラックでは３×２８０＝８４０ｔ−ｃｍの曲げモーメントに耐える支柱を用意する必要があった。本発明では３×１２＝３６ｔ−ｃｍの曲げモーメントとなる。この効果は絶大である。
【００１６】
また、アームそのものも、本発明ではピン結合と弾性体部があるため、アーム２と支点１６とは無負荷時は隙間をあけていても、負荷時には密着する。弾性体１５による反力は無視することができる。アームは力学的に両端支持とみなすことができ、アームに作用する曲げモーメントは従来の曲げモーメントの半分（１４０ｔ−ｃｍ）となる。
【００１７】
積載物が１段当り８ｔ、計３２ｔの実施例の多段ラックの概要寸法を、従来例と比較して図６、図７に示した。図６は従来の寸法、図７は本発明の実施例の寸法である。また、これらの主仕様比較を表１に示した。実施例では大幅に軽量化を図ることができ、その分、積載量を増大させることとができる。また、コンパクト化により、製作コスト低減の可能性、及び、操作面での優位性は一目瞭然である。また、積載幅についても広く取ることができ、軽量長尺物に対しては、１０％（＝１３７５÷１２５０）の積載量増大を見込むことができる。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、多段ラックの軽量化を図ることができ、積載量増大を図ることができ、コンパクトな構造となり、その操作も非常に容易になり、効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構造を示す多段ラックの一部拡大側面図である。
【図２】本発明の対象となる多段ラックの正面図である。
【図３】本発明の対象となる多段ラックの正面図である。
【図４】本発明の対象となる多段ラックの平面図である。
【図５】作用の説明図である。
【図６】従来の多段ラックの寸法図である。
【図７】実施例の多段ラックの寸法図である。
【符号の説明】
１    多段ラック
２    アーム
３    旋回軸
４    積載位置
５    退避位置
６    支柱
７    部材
８    旋回軸
９    軸受
１０    軸受箱
１１    ピン
１２    アーム受け
１３    ナット
１４    ボルト
１５    弾性体
１６    支点
１７    撓み線
１８    ブラケット
１９    鉛直揺動（俯仰）方向
２０    積載物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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