JP2004231364A

JP2004231364A - ホイストビームの継手構造

Info

Publication number: JP2004231364A
Application number: JP2003022526A
Authority: JP
Inventors: Susumu Nabeoka; 進鍋岡
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】ホイストビームの撓み変形を良好に抑えてホイストビーム端部間に段差が発生するのを抑制できるホイストビームの継手構造を提供する。
【解決手段】フランジ部６、７及びウェブ部８を有するホイストビーム２Ａ、２Ｂどうしをつなぐ継手構造Ｔは、第１のホイストビーム２Ａのウェブ部８の端部に凸部９を設けるとともに、第２のホイストビーム２Ｂのウェブ部８の端部に凹部１０を設け、凹部１０に凸部９を配置した構成を有している。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホイストビームの継手構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工場内などにおいて搬送物を搬送する際に、天井に設けられた走行レールであるホイストビームに吊り下がるようにして走行するホイストクレーンが用いられる場合がある。下記特許文献には、ホイストビームどうしをつなぐ継手構造に関する技術が開示されている。この技術は、ホイストビームのフランジ部に継手金具を取り付け、ホイストクレーンが第１のホイストビームから第２のホイストビームに乗り移る際、撓もうとするホイストビームの端部を継手金具でおさえることにより、ホイストビームの撓みに起因するホイストビーム端部間の段差の発生を抑制し、ホイストクレーンを円滑に走行させようとするものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３０２１７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術には以下に述べる問題が存在する。
ホイストクレーンやホイストクレーンにより搬送される搬送物の重量が大きくなった場合、ホイストビームの端部は大きく撓もうとする。この場合、上記従来技術における継手金具は板状部材であるため、ホイストビーム端部の大きな撓み変形をおさえきれなくなり、継手金具が変形したり破損したりするといった不都合が生じるおそれがある。すなわち、従来の継手金具では強度が不十分であり、ホイストビームに作用する剪断力や曲げ応力を十分に受けることができないという問題が生じるようになった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ホイストビーム間をホイストクレーンが乗り移る際、ホイストクレーンやホイストクレーンにより搬送される搬送物の重量が大きくなっても、ホイストビームの撓み変形を良好に抑えてホイストビーム端部間に段差が発生するのを抑制できるホイストビームの継手構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明のホイストビームの継手構造は、フランジ部及びウェブ部を有するホイストビームどうしをつなぐ継手構造であって、第１のホイストビームのウェブ部の端部に凸部を設けるとともに、該第１のホイストビームにつなぐ第２のホイストビームのウェブ部の端部に凹部を設け、前記凹部に前記凸部を配置したことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、第１のホイストビームと第２のホイストビームとをつなぐ際、第１のホイストビームのウェブ部に凸部を設けるとともに、第２のホイストビームのウェブ部に凹部を設け、この凹部に対して凸部を嵌め合わせるようにして配置したので、ホイストビームの端部に作用する剪断力が大きくなっても、この凸部と凹部とが当接することにより剪断力を受けることができる。したがって、ホイストクレーンやホイストクレーンにより搬送される搬送物の重量が大きくなっても、第１及び第２のホイストビームの端部間に段差が発生するのを抑制することができ、ホイストクレーンを円滑に走行させることができる。
【０００８】
本発明のホイストビームの継手構造において、前記凹部は前記凸部に沿う形状を有し、前記凸部及び凹部のそれぞれは略円弧状に形成されていることを特徴とする。本発明によれば、凸部及び凹部には角部がなく略円弧状（曲線状）に形成されているので、ホイストビームの撓みに起因して凹部に対する凸部の相対位置が変化しても、凸部や凹部には過剰な応力が作用しない。したがって、凸部や凹部の削れ等の破損といった不都合の発生を抑えることができる。
【０００９】
本発明のホイストビームの継手構造において、前記第１及び第２のホイストビームそれぞれのフランジ部どうしを接続するプレート部を有することを特徴とする。本発明によれば、第１及び第２のホイストビームのフランジ部どうしをプレート部で接続したので、ホイストビームの端部に作用する曲げ応力をプレート部で受けることができる。したがって、第１及び第２のホイストビーム間でホイストクレーンの走行経路が屈曲するといった不都合の発生を抑制することができ、ホイストクレーンを円滑に走行させることができる。また、このプレート部は、第１のホイストビームと第２のホイストビームとをつなぐ際の位置決め部材としても用いることができ、第１及び第２のホイストビームをつなぐ際の作業性を向上することができる。
【００１０】
本発明のホイストビームの継手構造において、前記プレート部は、前記第１及び第２のホイストビームのうちの一方のフランジ部に固定され、他方のフランジ部に締結部材を介して締結されることを特徴とする。本発明によれば、プレート部は第１及び第２のホイストビームのうちの一方のホイストビームのフランジ部に対して締結された構成であるため、この締結及び締結解除を行うことにより、第１のホイストビームと第２のホイストビームとを容易に結合・分離することができる。
【００１１】
本発明のホイストビームの継手構造において、前記フランジ部の厚さｔｆに対して、前記プレート部の厚さｔｐは、ｔｐ≧１．５ｔｆの条件を満足するように設定されていることを特徴とする。本発明によれば、ホイストビームの曲げ応力を受けるプレート部の板厚ｔｐをフランジ部の板厚ｔｆの１．５倍以上に設定することにより、プレート部は十分な強度を有することになり、変形や破損といった不都合を生じることなく、ホイストビームの曲げ応力を受けることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のホイストビームの継手構造について図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は本発明のホイストビームの継手構造を有する搬送システム全体を示す概略構成図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）を正面側（＋Ｘ側）から見た図である。
図１において、搬送システムＳは、建屋の天井梁１に取り付けられた走行レールであるホイストビーム２と、ホイストビーム２に吊り下がるようにして走行するホイストクレーン３とを備えている。ホイストクレーン３は走行輪４を有しており、搬送物５を吊り下げた状態でホイストビーム２に沿って走行する。以下の説明において、ホイストビーム２は水平面に略平行に設けられているものとし、水平面内においてホイストビーム２の長手方向（ホイストクレーン３の走行方向）をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に垂直方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。
【００１３】
図１（ｂ）に示すように、ホイストビーム２は形鋼の１つであるＩ形鋼により構成されており、互いに平行な上側フランジ部６及び下側フランジ部７と、上側及び下側フランジ部６、７を繋ぐ腹部であるウェブ部８とを備えている。プレート状部材であるフランジ部６、７それぞれの法線はＺ軸方向に略一致している。また、同じくプレート状部材であるウェブ部８の法線はＹ軸方向に略一致している。ウェブ部８は主にホイストビーム２に作用する剪断力（Ｚ軸方向に作用する力）を受け、フランジ部６、７は主にホイストビーム２に作用する曲げ応力（Ｙ軸まわりに作用する力）を受ける。そして、ホイストクレーン３の走行輪４は、下側フランジ部７の上面７Ａ上を走行する。
【００１４】
ホイストビーム２は、ホイストクレーン３の走行範囲に応じて継ぎ足される。図１（ａ）には、第１のホイストビーム２Ａと第２のホイストビーム２Ｂとの端部どうしが、本発明の継手構造Ｔを介してつながれている状態が示されている。
【００１５】
図２は第１及び第２のホイストビーム２Ａ、２Ｂをつなぐ継手構造Ｔを示す拡大図であって、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は上側（＋Ｚ側）から見た図である。図２において、第１のホイストビーム２Ａと第２のホイストビーム２Ｂとをつなぐ継手構造Ｔは、第１のホイストビーム２Ａのウェブ部８の長手方向端部に設けられた凸部９と、第２のホイストビーム２Ｂのウェブ部８の長手方向端部に設けられた凹部１０とを有しており、凸部９と凹部１０とが付き合わされている。凸部９及び凹部１０は互いに沿う形状を有しており、本実施形態では、凸部９及び凹部１０のそれぞれは略円弧状に形成されている。そして、凹部１０に凸部９が配置された構成となっている。ここで、凸部９と凹部１０とは僅かに離間している。これにより、ホイストビーム２Ａ、２Ｂのそれぞれが熱膨張しても、この熱膨張（熱変形）を前記離間部で吸収できる。また、本実施形態において、第１のホイストビーム２Ａの凸部９は、ウェブ部８の短手方向（Ｚ軸方向）の中央部において第２のホイストビーム２Ｂ側に最も突出しており、Ｘ軸を挟んで対称形状となっている。そして、第２のホイストビーム２Ｂの凹部１０は、凸部９の形状に沿うように、ウェブ部８の短手方向の中央部において最も凹んでおり、Ｘ軸を挟んで対称形状となっている。
【００１６】
第１のホイストビーム２Ａの凸部９を第２のホイストビーム２Ｂの凹部１０に付き合わせるようにして配置することにより、継手構造Ｔは、ホイストビーム２Ａ、２Ｂの端部に生じる剪断力（Ｚ軸方向に作用する力）を、凸部９と凹部１０とが当接することで受けることができる。また、ホイストビーム２Ａ、２Ｂの端部に生じる軸方向力（Ｘ軸方向に作用する力）も、凸部９と凹部１０とが当接することで受けることができる。
【００１７】
また、継手構造Ｔは、第１及び第２のホイストビーム２Ａ、２Ｂそれぞれの上側フランジ部６、６どうしを接続する上側プレート部１１と、下側フランジ部７、７どうしを接続する下側プレート部１２とを有している。上側プレート部１１の一端部は第１のホイストビーム２Ａの上側フランジ部６に対して例えばアーク溶接により固定されており、一方、上側プレート部１１の他端部は第２のホイストビーム２Ｂの上側フランジ部６に対してボルト（締結部材）１３により締結されている。なお、上側プレート部１１の他端部にはボルト１３を配置可能な穴部が形成され、第２のホイストビーム２Ｂの上側フランジ部６にはボルト１３と螺着可能な雌ねじ穴が形成されている。下側プレート部１２の一端部は第１のホイストビーム２Ａの下側フランジ部７に対して例えばアーク溶接により固定されており、一方、下側プレート部１２の他端部は第２のホイストビーム２Ｂの下側フランジ部７に対して当接している。すなわち、下側プレート部１２の他端部は第２のホイストビーム２Ｂの下側フランジ部７に対して固定されておらず、摺動可能となっている。
【００１８】
ここで、図２（ｂ）に示すように、ボルト１３は、Ｙ軸方向に２つ並んで設けられている。これにより、第１のホイストビーム２Ａに対する第２のホイストビーム２Ｂの位置決めが安定する。また、継手構造Ｔは、ホイストビーム２Ａ、２Ｂの端部に生じるＹ軸方向に作用する力をボルト１３で受けることができる。ここで、ホイストビーム２Ａ、２Ｂの端部間に生じるＹ軸方向に作用する力は、前記剪断力や曲げ応力に比べて十分小さいため、ボルト１３で受けることができる。なお、本実施形態では、ボルト１３はＹ軸方向に２つ並んだ構成であるが、その数や配置は任意に設定できる。
【００１９】
第１及び第２のホイストビーム２Ａ、２Ｂの上側フランジ部６、６どうしを上側プレート部１１で接続するとともに、下側フランジ部７、７どうしを下側プレート部１２で接続することにより、継手構造Ｔは、ホイストビーム２Ａ、２Ｂの端部に生じる曲げ応力（Ｙ軸まわりに作用する力）を、これらプレート部１１、１２で受けることができる。また、上側プレート部１１の一端部と第１のホイストビーム２Ａの上側フランジ部６とがアーク溶接等により堅固に固定され、上側プレート部１１の他端部と第２のホイストビーム２Ｂの上側フランジ部６とがボルト１３により締結されることにより、第１のホイストビーム２Ａと第２のホイストビーム２Ｂとが固定される。ここで、上側プレート部１１を介して第１及び第２のホイストビーム２Ａ、２Ｂを接続する際、上述したように、凸部９と凹部１０とが僅かに離間するように設定されている。
【００２０】
本実施形態では、上側プレート部１１の厚さｔｐは、上側フランジ部６の厚さｔｆに対して、ｔｐ≧１．５ｔｆの条件を満足するように設定されている。同様に、下側プレート部１２の厚さｔｐも、下側フランジ部７の厚さｔｆに対して、ｔｐ≧１．５ｔｆの条件を満足するように設定されている。これにより、上側及び下側プレート部１１、１２はホイストビーム２の曲げ応力を受けるための十分な強度を有することになる。
【００２１】
次に、図３を参照しながら第１のホイストビーム２Ａに対して第２のホイストビーム２Ｂをつなぐ手順について説明する。
図３（ａ）に示すように、天井梁１に対して第１のホイストビーム２Ａが予め取り付けられている。そして、第１のホイストビーム２Ａの上側及び下側フランジ部６、７のそれぞれの端部には、上側及び下側プレート部１１、１２がアーク溶接等を用いて固定されている。なお、フランジ部６、７に対するプレート部１１、１２の固定作業は、第１のホイストビーム２Ａを天井梁１に対して取り付ける前に、例えばホイストビーム製造工場などにおいて予め行うことができる。これにより、高所溶接作業（現場溶接作業）を行わずに、フランジ部６、７に対してプレート部１１、１２を固定することができる。なお、第１のホイストビーム２Ａを天井梁１に取り付けた後、この第１のホイストビーム２Ａのフランジ部６、７に対してプレート部１１、１２のそれぞれをアーク溶接等により固定する構成とすることも可能である。
【００２２】
次いで、図３（ｂ）に示すように、第１のホイストビーム２Ａの凸部９と第２のホイストビーム２Ｂの凹部１０とを嵌合するように、第１のホイストビーム２Ａに対して第２のホイストビーム２Ｂを位置決めする。ここで、第１のホイストビーム２Ａの端部には上側及び下側フランジ部１１、１２が固定されているため、第２のホイストビーム２Ｂの端部をこの上側及び下側フランジ部１１、１２の間に挿入することで、第１のホイストビーム２Ａと第２のホイストビーム２Ｂとを位置決めしつつつなぐことができる。そして、第２のホイストビーム２Ｂの凹部１０に第１のホイストビーム２Ａの凸部９が配置され、互いの位置決めが終了したら、図３（ｃ）に示すように、ボルト１３を用いて上側プレート部１１と第２のホイストビーム２Ｂの上側フランジ部６とを締結する。以上説明した工程により、第１及び第２のホイストビーム２Ａ、２Ｂの結合が終了する。
【００２３】
なお、ここでは、第１のホイストビーム２Ａにプレート部１１、１２を予め固定しておき、これに対して第２のホイストビーム２Ｂを接続するように説明したが、第２のホイストビーム２Ｂにプレート部１１をボルト１３を用いて取り付けておき、この第２のホイストビーム２Ｂを天井梁１に取り付けられている第１のホイストビーム２Ａに対して連結する構成であってもよい。この場合、天井梁１において、第１のホイストビーム２Ａとプレート部１１との溶接作業が行われる構成となる。
【００２４】
第１のホイストビーム２Ａから第２のホイストビーム２Ｂを分離する際には、図３（ｄ）に示すように、ボルト１３による上側プレート部１１と第２のホイストビーム２Ｂの上側フランジ部６との締結を解除する。そして、図３（ｅ）に示すように、第２のホイストビーム２Ｂを例えばＹ軸方向に移動することにより、第１のホイストビーム２Ａに対して第２のホイストビーム２Ｂを容易に分離することができる。
【００２５】
ここで、分離される（搬送される）ホイストビームは第２のホイストビーム２Ｂであって、この第２のホイストビーム２Ｂに凹部１０が形成されている構成である。複数のホイストビームをつなぐ際、これらホイストビームのそれぞれはほぼ同じ長さに設定されている場合が多いため、凹部１０が形成されているホイストビームは、凸部９が形成されているホイストビームに対して軽量である。そこで、分離される側（搬送される側）のホイストビーム（すなわち第２のホイストビーム２Ｂ）に凹部１０を設けておくことにより、軽量なホイストビームを搬送することになるので、作業性を向上することができる。
【００２６】
以上説明したように、第１のホイストビーム２Ａと第２のホイストビーム２Ｂとをつなげる際、第１のホイストビーム２Ａのウェブ部８に凸部９を設けるとともに、第２のホイストビーム２Ｂのウェブ部８に凹部１０を設け、この凹部１０に対して凸部９を嵌め合わせるようにして配置したので、ホイストビーム２の撓み変形に起因する剪断力が大きくなっても、凸部９及び凹部１０の当接により前記剪断力を受けることができる。また、第１及び第２のホイストビーム２Ａ、２Ｂのフランジ部６、７どうしをプレート部１１、１２で接続したので、ホイストビーム２Ａ、２Ｂの端部に作用する曲げ応力をプレート部１１、１２で受けることができる。したがって、ホイストクレーン３やホイストクレーン３に搬送される搬送物５の重量が大きくなっても、第１及び第２のホイストビーム２Ａ、２Ｂの端部間に段差が生じたり、走行経路が屈曲する等の不都合の発生を抑えることができ、ホイストクレーン３を円滑に走行させることができる。
【００２７】
また、凸部９及び凹部１０を略円弧状に形成したので、ホイストビーム２の撓みに起因して凸部９と凹部１０との相対位置が変化しても、凸部９や凹部１０には過剰な応力が作用しない。したがって、凸部９や凹部１０の削れ等の破損といった不都合の発生を抑えることができる。
【００２８】
また、上側プレート部１１の他端部をボルト１３により第２のホイストビーム２Ｂに対して締結する構成としたので、この締結及び締結解除により、高所溶接作業を伴うことなく、第１及び第２のホイストビーム２Ａ、２Ｂの結合・分離作業を容易に行うことができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、凸部９及び凹部１０のそれぞれは１つずつ設けられている構成であるが、任意の複数ずつ設けられている構成であってもよい。この場合、第１のホイストビーム２Ａのウェブ部８の端部は複数の凸部９により略鋸刃状に形成され、同様に、第２のホイストビーム２Ｂのウェブ部８の端部も複数の凹部１０により略鋸刃状に形成される。
【００３０】
なお、本実施形態において、ホイストビーム２はＩ形鋼により構成されているが、Ｈ形鋼やみぞ形鋼であってもよい。あるいは、ウェブ部に対してフランジアングルを取り付けた組立材であってもよい。更には、ウェブ部に対してフランジ部を溶接により接続した形鋼であってもよい。すなわち、ホイストビーム２はフランジ部とウェブ部とを有する形鋼であればよい。
【００３１】
なお、上記実施形態では、ホイストビーム２は水平面に平行に設けられているように説明したが、水平面に対して傾斜して設けられていてもよい。更に、ホイストビーム２は直線状に設けられているように説明したが、途中でカーブしていてもよい。
【００３２】
図４は第１のホイストビーム２Ａと第２のホイストビーム２Ｂとをつなぐ手順の他の実施形態を説明するための図である。図４（ａ）に示すように、２つの第１のホイストビーム２Ａ、２Ａが所定の間隔をあけて予め天井梁１に取り付けられている。ここで、第１のホイストビーム２Ａ、２Ａの間の距離は、第２のホイストビーム２Ｂの長さに対応して予め設定されている。ここでは、第１のホイストビーム２Ａ、２Ａの上側及び下側フランジ部６、７のそれぞれの端部に、上側及び下側プレート部１１、１２がアーク溶接等を用いて固定されている。
そして、図４（ｂ）に示すように、第１のホイストビーム２Ａ、２Ａの間に第２のホイストビーム２Ｂが取り付けられる。第２のホイストビーム２Ｂを取り付ける際には、第２のホイストビーム２Ｂを、例えば紙面手前側（−Ｙ側）から、２つの第１のホイストビーム２Ａ、２Ａの間に搬入し、第２のホイストビーム２Ｂの凹部１０に第１のホイストビーム２Ａの凸部９を配置する。そして、ボルト１３を用いて上側プレート部１１と第２のホイストビーム２Ｂの上側フランジ部６とを締結することにより、第２のホイストビーム２Ｂが第１のホイストビーム２Ａ、２Ａに取り付けられる。ここで、第２のホイストビーム２Ｂはその両端を第１のホイストビーム２Ａ、２Ａに対して固定されるので、第２のホイストビーム２Ｂ自体は天井梁１（あるいは吊材）に接続される必要がない。
また、第２のホイストビーム２Ｂを外す際には、ボルト１３による締結を解除した後、第２のホイストビーム２Ｂを例えば紙面手前側（−Ｙ側）に移動することで、第２のホイストビーム２Ｂを容易に外すことができる。
【００３３】
このように、本発明によれば、天井梁１や吊材などに予め取り付けられている第１のホイストビーム２Ａ、２Ａに対して第２のホイストビーム２Ｂを容易に取り付け・取り外しすることができる。この場合、第２のホイストビーム２Ｂに関しては天井梁１（あるいは吊材）に対する接続が不要となるため、良好な作業性が得られる。
【００３４】
なお、図４を用いた説明では、凸部９を有する第１のホイストビーム２Ａ、２Ａが天井梁１に予め取り付けられているように説明したが、凹部１０を有する第２のホイストビーム２Ｂ、２Ｂを天井梁１に予め取り付けておき、この２つの第２のホイストビーム２Ｂ、２Ｂの間に対して第１のホイストビーム２Ａを取り付け・取り外しするようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の継手構造によれば、ホイストビームに大きな剪断力や曲げ応力が作用しても、これら力を良好に受けることができ、ホイストクレーンを円滑に走行させることができる。また、現場溶接作業を不要とすることができるので、現場でのホイストビームの設置作業性を大きく向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るホイストビームを備えた搬送システム全体を示す概略構成図である。
【図２】本発明のホイストビームの継手構造を示す図である。
【図３】ホイストビームどうしをつなぐ手順の一例を示す模式図である。
【図４】ホイストビームどうしをつなぐ手順の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
２…ホイストビーム、２Ａ…第１のホイストビーム、
２Ｂ…第２のホイストビーム、６…上側フランジ部、７…下側フランジ部、
８…ウェブ部、９…凸部、１０…凹部、１１…上側プレート部、
１２…下側プレート部、１３…ボルト（締結部材）、Ｔ…継手構造

Claims

フランジ部及びウェブ部を有するホイストビームどうしをつなぐ継手構造であって、
第１のホイストビームのウェブ部の端部に凸部を設けるとともに、該第１のホイストビームにつなぐ第２のホイストビームのウェブ部の端部に凹部を設け、
前記凹部に前記凸部を配置したことを特徴とするホイストビームの継手構造。
前記凹部は前記凸部に沿う形状を有し、前記凸部及び凹部のそれぞれは略円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のホイストビームの継手構造。
前記第１及び第２のホイストビームそれぞれのフランジ部どうしを接続するプレート部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のホイストビームの継手構造。
前記プレート部は、前記第１及び第２のホイストビームのうちの一方のフランジ部に固定され、他方のフランジ部に締結部材を介して締結されることを特徴とする請求項３記載のホイストビームの継手構造。
前記フランジ部の厚さｔｆに対して、前記プレート部の厚さｔｐは、ｔｐ≧１．５ｔｆの条件を満足するように設定されていることを特徴とする請求項３又は４記載のホイストビームの継手構造。