(57)【要約】【課題】マストの下端に取り付けた荷役治具を鋼材などの被搬送物の側面に押し当てつつ水平方向に横押しする際に、過度の負荷を受けても、マストの支持部の故障を回避可能としたマスト式クレーンを提供する。【解決手段】建屋の天井付近またはストックヤードの上方に沿って走行する走行体に垂直姿勢で支持されつつ昇降および旋回可能とされたマスト式クレーンＣ１であって、係るクレーンＣ１における縦長のマストＭの各側面に転動可能に取り付けられた上下複数個のマストガイドローラＲと、上記マストＭと一体の旋回ローラ４の周面５に対し、一定間隔を置いて配置された複数個の距離センサｓ１〜ｓ４と、を含む、マスト式クレーンＣ１。【選択図】  図３
2009102116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋の天井付近またはストックヤードの上方に沿って走行する走行体に垂直姿勢で支持されつつ昇降および旋回可能とされたマスト式クレーンであって、
上記クレーンにおける縦長のマストの各側面に転動可能に取り付けられた上下複数個のマストガイドローラと、
上記マストの各側面、あるいは係るマストと一体の旋回ローラの周面に対し、一定間隔を置いて配置された複数個の距離センサと、を含む、
ことを特徴とするマスト式クレーン。
【請求項２】
建屋の天井付近またはストックヤードの上方に沿って走行する走行体に垂直姿勢で支持されつつ昇降および旋回可能とされたマスト式クレーンであって、
上記クレーンにおける縦長のマストの各側面に転動可能に取り付けられた上下複数個のマストガイドローラと、
上記マストガイドローラの回転軸、あるいは係る回転軸の軸受ごとに取り付けたロードセルと、を含む、
ことを特徴とするマスト式クレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建屋の天井などに沿って走行する横長の走行体から昇降および旋回可能に垂下されたマスト式クレーンであって、マストの下端に取り付けた荷役治具を鋼材などの側面に押し当てつつ水平方向に横押しする際に、過度の負荷を受けても、マストの支持部の故障を回避可能としたマスト式クレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
マスト式クレーンは、工場（建屋）の天井に沿って走行する横長の走行体から昇降および旋回可能に垂下されたマストの下端に取り付けた荷役治具に、鋼材などの被搬送物を吊り上げて水平移動した後、所定のストック場所に降下・着床させるのに使用されている。
例えば、マストの下端に、被搬送物を迅速に挟持・巻き上げ可能としたトングやクローなどを取り付けるため、上記マストとの係合を容易とした機構を備えたトング付クレーンのマスト係合装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６３−２４２８９６号公報（第１〜７頁、図１，２）
【０００３】
ところで、圧延工場において、マスト式クレーンは、例えば、熱間圧延された長尺で且つ高温の鋼材を、圧延ラインから所定のストック場所に山積みや井桁状にすべく荷役搬送するために用いられる。この際、複数の鋼材について冷却時の偏冷却を防ぐため、隣接する鋼材の間隔を詰め、各鋼材の側面同士を密着させて搬送している。その結果、互いに密着した複数の鋼材を着床させたまま、これらを支持するマストや走行体と共に水平方向に横押しする作業が生じる場合がある。
上記横押し作業は、マストの下端に取り付けた水平なビームを介して、側面視がほぼコ字形で横長のクロー（荷役治具）を複数個取り付け、各クローの水平片上に互いに側面同士が密着した複数の鋼材を載置したまま、各クローの垂直片で水平方向に沿って押し出すようにマストを介して、係るマストを支持する天井側の走行体など共に水平方向に走行させることで、行われている。
【０００４】
マスト式クレーンにおける縦長のマストは、天井側の走行体からワイヤロープにより吊り下げられ且つ昇降可能とした構造であるため、係るマストが横方向に振れないように、その各側面に周面が転動する複数のマストガイドローラを、上記マストの上下２カ所に２組設けている。
そのため、前記横押し作業を行った場合、マストの下端側に複数の鋼材を横押しする際に生じる反力に伴って、マストの各側面に接触する前記マストガイドローラおよびそれらの軸受などに、過度の負荷が加えられ、引いては故障ないし破損を招くおそれがあった。その結果、荷役作業に支障を来たしたり、マスト式クレーンの寿命が低下する、という問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、マストの下端に取り付けた荷役治具を鋼材などの被搬送物の側面に押し当てつつ水平方向に横押しする際に、過度の負荷を受けても、マストの支持部の故障を回避可能としたマスト式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および発明の効果】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するため、横押し時にマストに加わる負荷を検出するか、あるいは係る負荷によるマストの横方向の変位を検出し、これらが基準値の範囲から外れた際に、上記マストを含むクレーンの運転を停止させる、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明による第１のマスト式クレーン（請求項１）は、建屋の天井付近またはストックヤードの上方に沿って走行する走行体に垂直姿勢で支持されつつ昇降および旋回可能とされたマスト式クレーンであって、係るクレーンにおける縦長のマストの各側面に転動可能に取り付けられた上下複数個のマストガイドローラと、上記マストの各側面、あるいは係るマストと一体の旋回ローラの周面に対し、一定間隔を置いて配置された複数個の距離センサと、を含む、ことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、鋼材などの被搬送物を横押し作業した際に生じる反力に伴って、マストが水平方向に負荷を受けて変位した場合、前記複数の距離センサのうち、対向するマストの側面または旋回ローラの周面との距離が大きくなって、係るセンサに反射する磁気（磁界）の強度が低下したり、反射光の輝度などが低下する。あるいは、対向するマストの側面または旋回ローラの周面との距離が小さくなって、係るセンサに反射する磁気の強度が高くなったり、反射光の輝度などが上昇する。そこで、係る磁気や輝度などの検出値が基準値の範囲から外れた際に、マストを含むクレーンの運転を停止するように、例えば、オペーレタにブザーやデイスプレイ表示などで知らせるように、測定結果を電気的に出力可能としておく。
その結果、マストの各側面に接触する前記マストガイドローラやそれらの軸受などに、横送り作業時に過度の負荷が加えられ、故障ないし破損を招くおそれを確実に回避でき、荷役作業の安全とクレーンの寿命向上とを図ることができる。
【０００８】
尚、前記走行体には、工場などの建屋の天井付近に沿って横方向に走行する形態に限らず、ストックヤードにおける長手方向の両側の上方に沿って配置された一対のレール上を水平方向に走行する形態も含まれる。
更に、前記マストは、縦長の四角柱を呈し、天井側の走行体上をその長手方向に沿って走行する台車に取り付けた巻上機から垂下するワイヤーロープに吊り下げられて、昇降可能されていると共に、上記台車の下側に取り付けられたトラス構造などの構造体に対し、旋回可能に支持されている。そのため、係るマストの中間には、構造体に対して水平回転可能に支持された複数の旋回ローラが固定されている。係る旋回ローラの昇降に支障のない範囲で、前記マストの各側面を転動する複数のマストガイドローラが上記構造体に取り付けることでられている。
【０００９】
また、前記距離センサは、前記マストの側面に対向するか、当該マストと一体に旋回する旋回ローラの周面に対向する前記構造体に取り付けられられる。具体的には、マストの変位が比較的顕著に出現する上記構造体の下端側のデッキに取り付けることが、望ましい。
更に、前記距離センサには、例えば、ホール素子などの磁気センサ、赤外線センサ、超音波センサ、受発光素子、フォトダイオード、光電管などが用いられる。
加えて、前記マストとマストガイドローラとの間には、適正な範囲のクリアランスがあるため、横送り作業時でない場合でも、前記距離センサによって、過度の負荷がマストに加えられたと判定してしまう場合がある。係る誤動作を避けるため、前記測定媒体が基準値の範囲を、一定時間以上に連続して外れた際に、警告のブザーを発するなどのタイミング処理を、各センサの出力側で行うようにすることが望ましい。
【００１０】
一方、本発明による第２のマスト式クレーン（請求項２）は、建屋の天井付近またはストックヤードの上方に沿って走行する走行体に垂直姿勢で支持されつつ昇降および旋回可能とされたマスト式クレーンであって、係るクレーンにおける縦長のマストの各側面に転動可能に取り付けられた上下複数個のマストガイドローラと、係るマストガイドローラの回転軸、あるいは係る回転軸の軸受ごとに取り付けたロードセルと、を含む、ことを特徴とする。
【００１１】
これによれば、前記横押し作業した際に生じる反力に伴って、マストが水平方向に負荷を受けて変位した場合、変位した側面に周面が転動しているマストガイドローラの回転軸およびその軸受に大きな負荷が加わる。係る負荷を前記ロードセルによって検出し、係る負荷が基準値の範囲から外れた際に、マストを含むクレーンの運転を停止するように、前記ブザーによる警告などを出力可能としている。その結果、マストを支持するマストガイドローラの故障ないし破損を確実に回避でき、荷役作業の安全およびマスト式クレーンの寿命向上を図ることができる。
【００１２】
尚、前記ロードセルは、抵抗線ひずみ計を利用した荷重測定器であり、マストからの負荷を受けた前記マストガイドローラの回転軸などの付近に取り付けられ、前記負荷による弾性体のひずみを、抵抗線ひずみ計のひずみに電気的に変換することで、上記負荷による荷重の大きさを測定する。
また、前記誤動作を避けるため、前記ロートセルの出力側でも、前記同様のタイミング処理を施すことが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明による第１のマスト式クレーンＣ１を含む天井走行式クレーンの概略を示す正面図（ないし側面図）である。尚、図１は、後述する第２のマスト式クレーンＣ２についても共通している。
マスト式クレーンＣ１は、図１に示すように、図示しない圧延工場（建屋）の天井付近に敷設されたレール上を転動する両端の車輪ｔ１を介して、図示の前後方向に沿って走行する横長の走行体Ｂに垂直姿勢で支持され、且つ昇降および旋回可能とされたマストＭを備えている。尚、走行体Ｂの一端には、作業員が搭乗するオペーレタ室ｕが配置されている。係るオペーレタ室ｕは、独立して走行体Ｂの下側に移動可能に取り付けたり、後述する構造体の横に取り付けても良い。
上記走行体Ｂ上のレール（図示せず）には、台車ｄが該走行体Ｂの長手方向に沿って車輪ｔ２により走行可能とされている。係る台車ｄは、モータを含む巻上機ｍを搭載し、係る巻上機ｍから巻き取り・巻き返し操作により昇降するワイヤーロープｗが吊り下げられている。係るロープｗは、縦長のマストのＭの頂面に取り付けた滑車ｐの周面の溝を通過し、上記巻き取り・巻き返しにより、該マストＭを昇降可能としている。
【００１４】
また、図１に示すように、前記台車ｄの底面には、マストＭを囲み且つ全体が直方体を呈するトラス構造の構造体Ｓが垂設されている。上記マストＭの下端には、横長のビームｈが取り付けられ、係るビームｈの底面には、側面視がほぼコ字形で横長のクロー（荷役治具）ｋがほぼ等間隔に４個取り付けてある。尚、係るクローｋは、１個あるいは任意の複数個としても良い。
一般に、圧延工場では、マスト式クレーンＣ１は、例えば、熱間圧延された長尺で且つ高温の鋼材ｇを、圧延ラインから所定のストック場所に山積みや井桁状にすべく荷役搬送するために使用される。この際、複数の鋼材ｇをその冷却時における偏冷却を防ぐため、図１に示すように、クローｋの水平片上に隣接する鋼材ｇとの間隔を詰めて載置し、且つ各鋼材ｇの側面同士を密着させた後、図１中の一点鎖線の矢印で示すように、該クローｋの垂直片により横押しする場合がある。
係る横押し作業を行った場合、マストＭの下端側に複数の鋼材ｇを横押しする際に生じる反力に伴って、マストＭの各側面に接触する後述するマストガイドローラやその軸受などに、過度の負荷が加えられ、故障ないし破損を招くおそれがある。係る故障や損傷を防ぐことが、本マスト式クレーンＣ１の目的である。
【００１５】
図１中のＸ部分で示すマスト式クレーンＣ１の要部を図２に示し、図２中のＹ−Ｙ線の矢視に沿った水平断面を図３に示す。尚、図２は、マストＭが最降下した状態を示し、図３は、理解を容易にするため、旋回ローラ４側のマストガイドローラＲを透視的に図解している。
図２に示すように、前記構造体Ｓは、上下のデッキＤ１，Ｄ２と、これらを結合する垂直材２などとからなる全体がほぼ箱形状の四角筒で、その垂直方向の中心部をマストＭがほぼ正方形の隙間（貫通孔）７を介して、垂直に貫通している。
係るマストＭは、図２，図３に示すように、断面ほぼ正方形で縦長の四角柱を呈する金属構造体であり、頂面の前記滑車ｐを介して吊り下げられ、且つ下側のデッキＤ２によって、水平方向に旋回可能となるように支持されている。
【００１６】
上側のデッキＤ１の中央に設けた隙間７の周囲には、マストＭの各側面に周面が転動する複数のマストガイドローラ（以下、単にガイドローラと称する）Ｒが取り付けられている。
一方、下側のデッキＤ２の内側には、マストＭの垂直方向における中間に固定され、且つ平面視が円形の旋回ローラ４が回転可能に支持されている。尚、マストＭの上方には、係る旋回ローラ４とは別の旋回ローラ（図示せず）が固定されている。
更に、下側のデッキＤ２には、マストＭの各側面に周面が転動する複数のガイドローラＲが隙間７に沿って取り付けられ、マストＭの昇降を許容している。しかも、図示しない駆動源によって旋回ローラ４を水平方向に沿った旋回する際には、係る旋回ローラ４は、マストＭと共に旋回する。
従って、図２，図３に示すように、旋回ローラ４の円周方向に沿って配置した複数の垂直ローラｒが、下側のデッキＤ２の水平面上を転動することと、係るデッキＤ２に等間隔で設けた複数の水平ローラ８が、旋回ローラ４の周面５を転動すること、とが相俟って、旋回ローラ４とマストＭとは、隙間６，７を挟んでデッキＤ１，Ｄ２および構造体Ｓに、回転可能で且つ昇降自在に支持されている。
【００１７】
図２，図３に示すように、下側のデッキＤ２には、内側の旋回ローラ４の周面５に対向する４カ所の凹部９に距離センサｓ１〜ｓ４が等間隔で且つ点対称に配置されている。係る距離センサｓ１〜ｓ４は、隙間６を介して旋回ローラ４の周面５に向けて、照射された赤外線（光）、あるいは励磁された磁界（磁気）が、周面５に反射した際、反射された赤外線の輝度など、あるいは磁界の強度などを検知する。係る距離センサｓ１〜ｓ４からの検出データによって、デッキＤ２およびこれを含む構造体Ｓに対して、マストＭが垂直姿勢であるか、傾斜しているかが検出可能となる。
【００１８】
一方、図３中の破線で示すように、下側のデッキＤ２の底面に、隙間７を挟んでマストＭの各側面に対向して、前記距離センサｓ１〜ｓ４を配置するようにした異なる形態としても良い。係る形態においても、構造体Ｓに対して、マストＭが垂直姿勢であるか、傾斜しているかが検知可能となる。
尚、図２，図３では図解の都合上、破線で示す上記距離センサｓ１〜ｓ４は、マストＭから離れているが、追って説明する図５で示すように、実際には、マストＭの各側面の中央付近に接近して配置される。
【００１９】
前記横押し作業に際し、横向きに押される複数の前記鋼材ｇによる反力によって、例えば、図４中の破線で示すように、図示で左側に横押し作業をを行った場合、マストＭの下端側が図示で右側に振れ、これと共に下側の旋回ローラ４も右側に振れる。そのため、距離センサｓ１と旋回ローラ４の周面５との距離は、マストＭが当初の垂直姿勢であった時よりも拡大すると共に、距離センサｓ３と旋回ローラ４の周面５との距離は、マストＭが垂直姿勢の時よりも縮小する。
その結果、上記センサｓ１に反射する磁気（磁界）の強度が低下したり、反射光の輝度などが低下する。一方、上記距離センサｓ３では、反射する磁気の強度が高くなったり、反射光の輝度などが上昇する。
【００２０】
次いで、前記図２，図３中で破線で示した距離センサｓ１〜ｓ４の作用を以下に説明する。
前記横押し作業を行った際に、図５中の破線で示すように、例えば、マストＭの下端側が図示で左側に振れると、デッキＤ１の底面に取り付けた距離センサｓ３と対向するマストＭの側面との距離は、マストＭが当初の垂直姿勢であった時よりも拡大すると共に、距離センサｓ１と対向するマストＭの側面との距離は、マストＭが垂直姿勢の時よりも縮小する。
その結果、上記距離センサｓ３に反射する磁気の強度が低下したり、反射光の輝度などが低下する。一方、上記距離センサｓ１では、反射する磁気の強度が高くなったり、反射光の輝度などが上昇する。
【００２１】
尚、マストＭと各ガイドローラＲとの間には、適正な範囲のクリアランスがあるため、横送り作業時でない場合でも、前記距離センサｓ１〜ｓ４によって、過度の負荷がマストＭに加えられたと判定する誤動作を避ける必要がある。このため、前記反射光の輝度などが基準値の範囲を、一定時間（例えば、３秒間）以上連続して外れた場合に、図６の電気回路で示すように、警告のブザーＺを発するなどのタイミング処理を、各センサｓ１〜ｓ４の出力側に配置した制御手段（例えば、プログラム・ロジック・コントローラ）ＰＬＣによって、行うように設計されている。尚、係るＰＬＣには、リレー回路ＲＹＬが接続されている。
【００２２】
本マスト式クレーンＣ１では、以上のような各センサｓ１〜ｓ４から検出される磁気や輝度などの出力値が基準値の範囲から外れた際に、マストＭ、前記台車ｄ、巻上機ｍ、および走行体Ｂの運転を停止するように、例えば、前記オペーレタ室ｕのオペーレタにブザーＺやデイスプレイ表示などで知らせるように、測定した結果を電気的に出力可能とされている。
従って、マストＭの各側面に接触する前記ガイドローラＲやそれらの軸受などに、横送り作業時に過度の負荷が加えられ、故障ないし破損を招くおそれを確実に回避でき、荷役作業の安全と本クレーンＣ１の寿命向上とを図り得る。
【００２３】
図７は、本発明による第２のマスト式クレーンＣ２における前記構造体ＳのデッキＤ２とマストＭとの付近を示す概略の平面図である。
マスト式クレーンＣ２も、前記図１〜図３で示したように、前記走行体Ｂ、デッキＤ１，Ｄ２を含む構造体Ｓ、マストＭをなどを備えている。
図７に示すように、前記構造体ＳのデッキＤ２には、矩形の隙間７を挟んで垂直方向に貫通するマストＭに各側面に対向し、係る側面を転動する一対ずつ合計８個のガイドローラＲが、軸受ｑにより隙間７に沿って取り付けられている。
そして、マスト式クレーンＣ２では、図７に示すように、各ガイドローラＲの回転軸ｊごとに、ロードセル１０が取り付けられている。
前記同様の横押し作業を行った際に、図７中の破線で示すように、マストＭの下端側が図示で下側に振れると、図示で下側の各ロードセル１０では、負荷が増大し、図示で上側の各ロードセル１０では、負荷が減少する。
【００２４】
前記各ロードセル１０において、上記負荷の変化による弾性体のひずみを、抵抗線ひずみ計のひずみに電気的に変換することで、上記負荷による荷重の大きさを各ロードセル１０によって検出する。そして、係る荷重が基準値の範囲から一定時間以上にわたり外れた際に、マストＭなどの運転を停止するように、前記ブザーＺにより警告される。あるいは、当該横押し方向への運転を停止させる。
従って、以上のようなマスト式クレーンＣ２によれば、マストＭを支持するガイドローラＲの故障ないし破損を確実に回避でき、荷役作業の安全および本クレーンＣ２の寿命向上を図ることが可能となる。
尚、ロードセル１０は、各ガイドロールＲの軸受ｑにおける回転軸ｊの付近に取り付けても、前記同様の作用が得られ、且つ効果を奏することができる。
【００２５】
尚、本発明は、前述した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記マスト式クレーンＣ１において、距離センサｓ１〜ｓ４は、構造体Ｓの垂直材２の中間に配置しても良い。
あるいは、前記距離センサｓ１〜ｓ４を、上下のデッキＤ１，Ｄ２の双方に設ける形態としても良い。
更に、前記旋回ローラ４の周面に対向して設ける距離センサは、少なくとも３個を点対称となる位置に等間隔で配置する形態としても良い。
加えて、前記マスト式クレーンＣ２において、前記ロードセル１０を、上側のデッキＤ１側に、あるいは上下のデッキＤ１，Ｄ２の双方に配置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のマスト式クレーンなどの概略を示す正面（側面）図。
【図２】図１中のＸ部分の拡大図。
【図３】図２中のＹ−Ｙ線の矢視に沿った水平断面図。
【図４】第１のマスト式クレーンにおける一形態の要部を示す概略図。
【図５】第１のマスト式クレーンにおける異なる形態の要部を示す概略図。
【図６】第１のマスト式クレーンに用いる電気回路の概略図。
【図７】第２のマスト式クレーンにおける要部を示す概略図。
【符号の説明】
【００２７】
４……………旋回ローラ
５……………周面
Ｃ１，Ｃ２…マスト式クレーン
Ｍ……………マスト
Ｒ……………マストガイドローラ
ｓ１〜ｓ４…距離センサ
ｊ……………回転軸
ｑ……………軸受
【図１】
2009102116.tif 000003
【図２】
2009102116.tif 000004
【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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