JP7610540B2

JP7610540B2 - Shear Pin

Info

Publication number: JP7610540B2
Application number: JP2022012726A
Authority: JP
Inventors: 正信小笠原; 雅人堀江; みゆき工藤; 浩太山名
Original assignee: Mitsui E&S Holdings Co Ltd; Mitsui E&S Co Ltd
Current assignee: Mitsui E&S Co Ltd
Priority date: 2022-01-31
Filing date: 2022-01-31
Publication date: 2025-01-08
Anticipated expiration: 2042-01-31
Also published as: JP2023111080A

Description

本発明は、クレーン等に設置されて破断することで機器を保護するせん断ピンに関するものであり、詳しくは劣化を抑制することで長寿命化を実現したせん断ピンに関するものである。 The present invention relates to a shear pin that is installed on a crane or the like to protect the equipment by breaking, and more specifically, to a shear pin that achieves a long life by suppressing deterioration.

せん断ピンの構成が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には隣接する二つの部材に形成される貫通孔に挿入して使用されるせん断ピンの構成が開示されている。せん断ピンは、例えばクレーンの免震装置に配置される。また例えばクレーンの過荷重（スナッグロード）保護装置としてせん断ピンは配置される。 Various configurations of shear pins have been proposed (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a configuration of a shear pin that is used by being inserted into a through hole formed in two adjacent members. Shear pins are arranged, for example, in the seismic isolation device of a crane. Shear pins are also arranged, for example, as an overload (snug load) protection device for a crane.

隣接する二つの部材の貫通孔にせん断ピンが挿入されることで、隣接する二つの部材どうしは固定される状態となる。通常の荷役作業において発生する荷重（以下、通常荷重ということがある）に対して、せん断ピンは破断することなく二つの部材どうしの固定を維持する。例えば船舶に固定されたコンテナをクレーンが吊り上げようとしたとき、過荷重保護装置として配置されたせん断ピンに過大な荷重（以下、過荷重ということがある）が発生する。所定のせん断力を超える力である異常荷重がせん断ピンに発生したとき、せん断ピンが破断してコンテナを吊り上げるロープが緩む。クレーンが船舶を吊り上げることで、クレーンが倒壊したり転倒したりする事故をせん断ピンが防止していた。 When a shear pin is inserted into the through holes of two adjacent components, the two adjacent components are fixed together. The shear pin maintains the fixation of the two components together without breaking, even with the loads (hereinafter referred to as normal loads) that occur during normal loading and unloading operations. For example, when a crane attempts to lift a container fixed to a ship, an excessive load (hereinafter referred to as overload) occurs on the shear pin that is deployed as an overload protection device. When an abnormal load, which is a force that exceeds the specified shear force, occurs on the shear pin, the shear pin breaks and the rope lifting the container loosens. When the crane lifts the ship, the shear pin prevents accidents such as the crane collapsing or tipping over.

過荷重が発生していないにも関わらずせん断ピンが破断する不具合があった。隣接する二つの部材に発生する振動等の影響で、せん断ピンは繰り返し発生する曲げ応力を受けて劣化していたことがわかった。またフレッチング摩耗によりせん断ピンが配置される貫通孔とせん断ピンとの隙間が大きくなり、せん断ピンに曲げ応力が発生しやすくなっていたことがわかった。 There was a defect in which the shear pin broke even though no overload had occurred. It was found that the shear pin had deteriorated due to repeated bending stress caused by the effects of vibrations and other factors occurring in the two adjacent components. It was also found that fretting wear had increased the gap between the shear pin and the through hole in which it was placed, making the shear pin more susceptible to bending stress.

日本国特開２０１６－１４７７５２号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-147752

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は劣化を抑制することで長寿命化を実現したせん断ピンを提供することである。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a shear pin that achieves a long life by suppressing deterioration.

上記の目的を達成するためのせん断ピンは、略円柱形状のせん断ピンにおいて、予め設定されるせん断強さを有する内側ピンと、この内側ピンが挿入される空洞を有する略円筒形状の外筒とを備えていて、前記内側ピンと前記外筒との間であり且つ前記せん断ピンの軸方向の全体に形成される隙間を備えることを特徴とする。 The shear pin for achieving the above-mentioned object is characterized in that it is an approximately cylindrical shear pin, comprising an inner pin having a preset shear strength, and an approximately cylindrical outer tube having a cavity into which the inner pin is inserted, and has a gap formed between the inner pin and the outer tube over the entire axial direction of the shear pin .

本発明によれば、せん断ピンが内側ピンと外筒との二重管状に形成される。せん断ピンが挿入される貫通孔とは外筒のみが接触するため、内側ピンの劣化を抑制できる。せん断ピンの長寿命化を実現するには有利である。 According to the present invention, the shear pin is formed into a double tube shape consisting of an inner pin and an outer cylinder. Since only the outer cylinder comes into contact with the through hole into which the shear pin is inserted, deterioration of the inner pin can be suppressed. This is advantageous in realizing a long life for the shear pin.

せん断ピンの概略を斜視で例示する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an outline of a shear pin in perspective view. 外筒および内側ピンの軸方向に平行な断面を例示する説明図である。1 is an explanatory diagram illustrating a cross section parallel to the axial direction of an outer cylinder and an inner pin. FIG. 部材の貫通孔にせん断ピンを配置した状態を断面で例示する説明図である。1 is an explanatory diagram illustrating a cross-section of a state in which a shear pin is disposed in a through hole of a member; 図３の外筒が撓んだ状態を例示する説明図である。4 is an explanatory diagram illustrating a state in which the outer cylinder of FIG. 3 is bent. FIG. せん断ピンの軸方向に直交する断面を例示する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a cross section perpendicular to the axial direction of the shear pin. 図４の外筒が破断した状態を例示する説明図である。5 is an explanatory diagram illustrating a state in which the outer cylinder of FIG. 4 is broken. FIG. 図６の内側ピンが破断した状態を例示する説明図である。7 is an explanatory diagram illustrating a state in which the inner pin in FIG. 6 is broken. FIG. 図２の内側ピンの変形例を例示する説明図である。3 is an explanatory diagram illustrating a modified example of the inner pin of FIG. 2 . FIG. 図８の内側ピンの変形例を例示する説明図である。9 is an explanatory diagram illustrating a modified example of the inner pin of FIG. 8 . 図２の外筒の変形例を例示する説明図である。3 is an explanatory diagram illustrating a modified example of the outer cylinder of FIG. 2 . FIG.

以下、せん断ピンを図に示した実施形態に基づいて説明する。図中ではせん断ピンの軸方向を矢印ｙ、この軸方向ｙを直角に横断する横方向を矢印ｘ、軸方向ｙおよび横方向に直交する上下方向を矢印ｚで示している。 The shear pin will be described below based on the embodiment shown in the figure. In the figure, the axial direction of the shear pin is indicated by arrow y, the lateral direction perpendicular to the axial direction y is indicated by arrow x, and the up-down direction perpendicular to the axial direction y and the lateral direction is indicated by arrow z.

図１に例示するようにせん断ピン１は、全体として略円柱形状に形成されている。せん断ピン１は、内側ピン２と外筒３とを備える二重管構造を有している。内側ピン２は予め設定されるせん断強さを有している。図１および図２に例示する実施形態では内側ピン２は略円柱形状に形成されている。また内側ピン２は外周面の周方向に沿って形成されるスリット２ａを有している。このスリット２ａの深さにより、内側ピン２のせん断強さは調整される。スリット２ａの深さとは、内側ピン２の軸方向ｙに直交する半径方向におけるスリット２ａの長さをいう。内側ピン２は予め設定されるせん断強さを超えるせん断力を受けたとき破断する。せん断強さとは、内側ピン２が半径方向にせん断力を受けたとき破断する力をいう。せん断強さは単位面積あたりの荷重で示され、単位はＮ／ｍｍ^２である。スリット２ａは必須ではなく、内側ピン２がスリット２ａを有さない構成であってもよい。この場合は、内側ピン２の直径の大きさや材料の種類によりせん断強さが設定される。 As illustrated in FIG. 1, the shear pin 1 is formed in a generally cylindrical shape as a whole. The shear pin 1 has a double-tube structure including an inner pin 2 and an outer cylinder 3. The inner pin 2 has a preset shear strength. In the embodiment illustrated in FIG. 1 and FIG. 2, the inner pin 2 is formed in a generally cylindrical shape. The inner pin 2 also has a slit 2a formed along the circumferential direction of the outer circumferential surface. The shear strength of the inner pin 2 is adjusted by the depth of the slit 2a. The depth of the slit 2a refers to the length of the slit 2a in the radial direction perpendicular to the axial direction y of the inner pin 2. The inner pin 2 breaks when subjected to a shear force exceeding the preset shear strength. The shear strength refers to the force at which the inner pin 2 breaks when subjected to a shear force in the radial direction. The shear strength is indicated by the load per unit area, and is expressed in N/ ^mm2 . The slit 2a is not essential, and the inner pin 2 may be configured not to have the slit 2a. In this case, the shear strength is set according to the diameter size and the type of material of the inner pin 2.

図１および図２に例示する実施形態では外筒３は、略円筒形状に形成されている。また外筒３は外周面の周方向に沿って形成されるスリット３ａを有している。このスリット３ａの深さにより、外筒３のせん断強さは調整される。内側ピン２と同様に、外筒３もスリット３ａを有さない構成であってもよい。外筒３は内側ピン２が挿入される空洞３ｂを有している。空洞３ｂは外筒３と軸方向ｙが一致する略円柱形状に形成されている。図１および２では説明のため内側ピン２と外筒３とを分離させた状態を示している。また図１では説明のため空洞３ｂに配置されたときの内側ピン２を破線で示している。 In the embodiment illustrated in Figs. 1 and 2, the outer tube 3 is formed in a substantially cylindrical shape. The outer tube 3 also has a slit 3a formed along the circumferential direction of the outer peripheral surface. The shear strength of the outer tube 3 is adjusted by the depth of this slit 3a. As with the inner pin 2, the outer tube 3 may also be configured without a slit 3a. The outer tube 3 has a cavity 3b into which the inner pin 2 is inserted. The cavity 3b is formed in a substantially cylindrical shape with the axial direction y coinciding with that of the outer tube 3. For the sake of explanation, Figs. 1 and 2 show the inner pin 2 and the outer tube 3 separated. For the sake of explanation, Fig. 1 shows the inner pin 2 when placed in the cavity 3b with a dashed line.

図２に例示する実施形態では空洞３ｂの軸方向ｙの両端が開放状態であり、両端のいずれからでも内側ピン２を空洞３ｂに出し入れすることができる。空洞３ｂは軸方向ｙの一方側または両側が閉止される構造であってもよい。両側が閉止される構造の場合は、内側ピン２の出し入れのために少なくとも一方側が開閉可能に構成される。 In the embodiment illustrated in FIG. 2, both ends of the cavity 3b in the axial direction y are open, and the inner pin 2 can be inserted and removed from the cavity 3b from either end. The cavity 3b may be structured such that one or both sides in the axial direction y are closed. In the case of a structure in which both sides are closed, at least one side is configured to be openable and closable for inserting and removing the inner pin 2.

この実施形態では内側ピン２および外筒３はそれぞれ二つずつスリット２ａ、３ａを有しているが、この構成に限定されない。スリット２ａ、３ａはそれぞれ一つであってもよい。 In this embodiment, the inner pin 2 and the outer cylinder 3 each have two slits 2a and 3a, but this configuration is not limited. There may be only one slit 2a and one slit 3a each.

図３に例示するようにせん断ピン１は、隣接する二つの部材４ａ、４ｂに形成される貫通孔５に挿入される。この実施形態では一対の部材４ａの間に一つの部材４ｂが配置されている。一つの部材４ａと一つの部材４ｂとが隣接する状態で配置されるとともに、部材４ａ、４ｂに形成される貫通孔５にせん断ピン１が挿入される構成であってもよい。 As shown in FIG. 3, the shear pin 1 is inserted into a through hole 5 formed in two adjacent members 4a and 4b. In this embodiment, one member 4b is disposed between a pair of members 4a. One member 4a and one member 4b may be disposed adjacent to each other, and the shear pin 1 may be inserted into a through hole 5 formed in the members 4a and 4b.

せん断ピン１により一方の部材４ａと他方の部材４ｂとが固定される。部材４ａ、４ｂはせん断ピン１の軸方向ｙに直交する方向への相対移動を拘束される。二つの部材４ａ、４ｂの境界に対応する位置に、スリット２ａ、３ａが位置する状態にせん断ピン１は構成される。せん断ピン１が破断したとき、つまり外筒３および内側ピン２の両方が破断したとき、一方の部材４ａと他方の部材４ｂとの固定が解除される。せん断ピン１は、隣接する二つの部材４ａ、４ｂに形成された貫通孔５に挿入されて部材４ａ、４ｂを固定する機能と、所定のせん断力を受けたときに破断して二つの部材４ａ、４ｂの固定を解除する機能とを有している。 The shear pin 1 fixes one member 4a to the other member 4b. The members 4a and 4b are restrained from moving relative to each other in a direction perpendicular to the axial direction y of the shear pin 1. The shear pin 1 is configured so that the slits 2a and 3a are located at positions corresponding to the boundaries between the two members 4a and 4b. When the shear pin 1 breaks, that is, when both the outer tube 3 and the inner pin 2 break, the fixation between the one member 4a and the other member 4b is released. The shear pin 1 has the function of being inserted into the through hole 5 formed in the two adjacent members 4a and 4b to fix the members 4a and 4b, and the function of breaking when a predetermined shear force is applied to release the fixation between the two members 4a and 4b.

せん断ピン１が二重管構造を備えるため、せん断ピン１が挿入される貫通孔５とは外筒３のみが接触する。そのため貫通孔５との接触による摩耗は外筒３のみに発生して内側ピン２には発生しない。内側ピン２の劣化を抑制するには有利である。せん断ピン１の全体としての長寿命化を実現するには有利である。 Since the shear pin 1 has a double tube structure, only the outer tube 3 comes into contact with the through hole 5 into which the shear pin 1 is inserted. Therefore, wear due to contact with the through hole 5 occurs only on the outer tube 3, not on the inner pin 2. This is advantageous for suppressing deterioration of the inner pin 2. This is advantageous for realizing a long life for the shear pin 1 as a whole.

内側ピン２が疲労により予め設定されるせん断強度より小さいせん断力で破断する不具合を回避できる。せん断ピン１は全体として通常荷重で破断するおそれがない。せん断ピン１を長期間使用した場合であっても、通常の荷役作業の際に意図せずせん断ピン１が破断して、ロープが緩みコンテナが落下する等の不具合を回避できる。 This avoids the problem of the inner pin 2 breaking due to fatigue at a shear force smaller than the preset shear strength. The shear pin 1 as a whole is unlikely to break under normal load. Even if the shear pin 1 is used for a long period of time, it is possible to avoid problems such as the shear pin 1 breaking unintentionally during normal loading and unloading operations, causing the rope to loosen and the container to fall.

外筒３から内側ピン２を引き抜くことで、内側ピン２の点検を容易に行うことができる。内側ピン２に亀裂等が発生していなければ、せん断ピン１は全体として所定以下のせん断力で破断する不具合を回避できる。また外筒３が貫通孔５に配置されている状態であっても、内側ピン２を引き抜いて点検することが可能となる。内側ピン２の点検の作業性を向上するには有利である。貫通孔５に配置されている状態の外筒３であっても、空洞３ｂ側から外筒３の亀裂の有無等を点検できる。点検の作業性を向上するには有利である。せん断ピン１の点検の作業性が向上するため、点検の頻度を上げることができる。せん断ピン１の長寿命化を実現するには有利である。 By pulling out the inner pin 2 from the outer tube 3, the inner pin 2 can be easily inspected. If no cracks or the like are generated in the inner pin 2, the defect that the shear pin 1 as a whole breaks at a shear force below a certain level can be avoided. Even when the outer tube 3 is placed in the through hole 5, the inner pin 2 can be pulled out and inspected. This is advantageous for improving the workability of inspecting the inner pin 2. Even when the outer tube 3 is placed in the through hole 5, the presence or absence of cracks in the outer tube 3 can be inspected from the cavity 3b side. This is advantageous for improving the workability of inspection. Since the workability of inspecting the shear pin 1 is improved, the frequency of inspection can be increased. This is advantageous for realizing a long life for the shear pin 1.

図３に例示するように内側ピン２と外筒３との間に形成される隙間６をせん断ピン１が備える構成であってもよい。せん断ピン１が隙間６を有さない構成であってもよい。つまり外筒３の内径ｄ１と内側ピン２の外径ｄ２とがほぼ一致する状態であってもよい。たとえば焼き嵌め等により外筒３の空洞３ｂに内側ピン２が隙間なく配置される構成としてもよい。 As shown in FIG. 3, the shear pin 1 may have a gap 6 formed between the inner pin 2 and the outer cylinder 3. The shear pin 1 may have no gap 6. In other words, the inner diameter d1 of the outer cylinder 3 and the outer diameter d2 of the inner pin 2 may be substantially the same. For example, the inner pin 2 may be arranged without a gap in the cavity 3b of the outer cylinder 3 by shrink fitting or the like.

せん断ピン１が隙間６を備える方が、外筒３から内側ピン２を引き抜きやすくなるため、点検の作業性を向上するには有利である。このとき隙間６は外筒３から内側ピン２を引き抜ける程度の大きさを有していればよい。 Providing a gap 6 in the shear pin 1 is advantageous in improving the workability of inspection because it makes it easier to pull out the inner pin 2 from the outer tube 3. In this case, the gap 6 only needs to be large enough to allow the inner pin 2 to be pulled out from the outer tube 3.

図４に例示するように部材４ａ、４ｂの相対的な変位により外筒３に曲げ応力が発生した場合であっても、内側ピン２にこの力が伝達されない程度の隙間６をせん断ピン１が備えていてもよい。隙間６の大きさは、外筒３が破断する直前まで撓んだ状態のとき、内側ピン２が外筒３から曲げ応力を受けずに一切撓みのない状態を維持できる大きさとも言える。図４では説明のため、部材４ｂの変位方向を白抜き矢印で示し、変位前の部材４ｂの初期位置を破線で示している。この実施形態のせん断ピン１は、外筒３が撓んだ場合であっても、内側ピン２に応力が発生しない程度の大きさの隙間６を備えている。そのため外筒３が破断しない限り、内側ピン２に応力が発生しない。外筒３が部材４ａ、４ｂの振動等により曲げ応力を繰り返し受けたり、貫通孔５との間で摩擦等が発生したりする場合であっても、内側ピン２にはその影響が発生しない。内側ピン２が曲げ応力により劣化する不具合を回避するには更に有利である。 As shown in FIG. 4, even if bending stress occurs in the outer tube 3 due to the relative displacement of the members 4a and 4b, the shear pin 1 may have a gap 6 large enough to prevent this force from being transmitted to the inner pin 2. The size of the gap 6 can be said to be a size that allows the inner pin 2 to maintain a state without any bending stress from the outer tube 3 when the outer tube 3 is bent just before it breaks. For the sake of explanation, in FIG. 4, the displacement direction of the member 4b is shown by a white arrow, and the initial position of the member 4b before the displacement is shown by a dashed line. The shear pin 1 of this embodiment has a gap 6 large enough to prevent stress from occurring in the inner pin 2 even if the outer tube 3 is bent. Therefore, unless the outer tube 3 breaks, stress will not occur in the inner pin 2. Even if the outer tube 3 is repeatedly subjected to bending stress due to vibration of the members 4a and 4b, or friction occurs between the outer tube 3 and the through hole 5, the inner pin 2 will not be affected. This is even more advantageous in avoiding the problem of the inner pin 2 deteriorating due to bending stress.

せん断ピン１が比較的大きな隙間６を有する場合は、内側ピン２の脱落を防止するために、外筒３の両端にストッパ７を配置してもよい。ストッパ７は内側ピン２が空洞３ｂから飛び出すことを防止できる程度の大きさを有していればよい。少なくとも一方のストッパ７は、空洞３ｂに対する内側ピン２の出し入れを可能とするため、取り外し可能または開閉可能に構成される。 When the shear pin 1 has a relatively large gap 6, stoppers 7 may be placed on both ends of the outer tube 3 to prevent the inner pin 2 from falling out. The stoppers 7 need only be large enough to prevent the inner pin 2 from jumping out of the cavity 3b. At least one of the stoppers 7 is configured to be removable or openable so that the inner pin 2 can be inserted and removed from the cavity 3b.

図５に例示するように半径方向における隙間６の幅Δｄは、外筒３の内径ｄ１に対して０．５～３０．０％となる大きさを有していることが望ましい。ここで隙間６の幅Δｄは、外筒３の内径ｄ１と内側ピン２の外径ｄ２との差で表すことができる。つまりΔｄ＝ｄ１－ｄ２となる。また隙間６の幅Δｄは０．００５×ｄ１≦Δｄ≦０．３００×ｄ１となる。 As shown in FIG. 5, it is desirable that the width Δd of the gap 6 in the radial direction is 0.5 to 30.0% of the inner diameter d1 of the outer cylinder 3. Here, the width Δd of the gap 6 can be expressed as the difference between the inner diameter d1 of the outer cylinder 3 and the outer diameter d2 of the inner pin 2. In other words, Δd = d1 - d2. The width Δd of the gap 6 is 0.005 x d1 ≦ Δd ≦ 0.300 x d1.

隙間６の幅Δｄが小さすぎると外筒３が撓んだときに内側ピン２に曲げ応力が発生してしまう。内側ピン２が劣化する可能性が出てくる。幅Δｄが大きすぎると外筒３が破断して内側ピン２にせん断力が発生する際に、内側ピン２に曲げ応力が発生する可能性が出てくる。この曲げ応力により所定以下のせん断力であっても内側ピン２が破断する可能性が上がる。幅Δｄが小さいほど内側ピン２の軸方向ｙに対して直交する方向のせん断力が内側ピン２に発生して、幅Δｄが大きいほど内側ピン２の例えば横方向ｘを中心とする曲げ応力が内側ピン２に発生する。隙間６の幅Δｄは、せん断ピン１の軸方向ｙの長さや、外筒３の撓みやすさを考慮して適宜変更できる。 If the width Δd of the gap 6 is too small, bending stress will be generated in the inner pin 2 when the outer tube 3 is bent. This may cause the inner pin 2 to deteriorate. If the width Δd is too large, bending stress may be generated in the inner pin 2 when the outer tube 3 breaks and shear force is generated in the inner pin 2. This bending stress increases the possibility that the inner pin 2 will break even if the shear force is less than a certain level. The smaller the width Δd, the more shear force will be generated in the inner pin 2 in a direction perpendicular to the axial direction y of the inner pin 2, and the larger the width Δd, the more bending stress will be generated in the inner pin 2, for example, centered on the lateral direction x of the inner pin 2. The width Δd of the gap 6 can be changed as appropriate, taking into account the length of the shear pin 1 in the axial direction y and the ease of bending of the outer tube 3.

内側ピン２と外筒３とにおいて、せん断強さは等しい又はほぼ等しい状態に設定される。外筒３は部材４ａ、４ｂから受ける振動や摩擦等の影響により劣化する。そのため内側ピン２よりも外筒３が先に破断することが多くなる。またせん断強さを超えるせん断力をせん断ピン１が受けたときは、内側ピン２と外筒３とがほぼ同時に破断する。少なくとも内側ピン２が外筒３よりも先に破断することがないように、内側ピン２および外筒３のせん断強さは設定される。 The shear strength of the inner pin 2 and the outer tube 3 is set to be equal or nearly equal. The outer tube 3 deteriorates due to the effects of vibration and friction from the members 4a and 4b. As a result, the outer tube 3 often breaks before the inner pin 2. Furthermore, when the shear pin 1 receives a shear force that exceeds its shear strength, the inner pin 2 and the outer tube 3 break almost simultaneously. The shear strengths of the inner pin 2 and the outer tube 3 are set so that at least the inner pin 2 does not break before the outer tube 3.

外筒３のせん断強さが、内側ピン２のせん断強さよりも小さくなる状態に設定してもよい。外筒３の劣化がない状態であっても内側ピン２より先に外筒３が破断する。外筒３が破断した後に、所定のせん断強さを超えるせん断力を受けたとき内側ピン２は破断する。せん断ピン１の全体としてのせん断強さを、内側ピン２で設定されるせん断強さにより精度良く設定することができる。劣化していない内側ピン２が、せん断ピン１の全体としての破断するタイミングを制御できる。 The shear strength of the outer tube 3 may be set to be smaller than the shear strength of the inner pin 2. Even if the outer tube 3 is not deteriorated, it will break before the inner pin 2. After the outer tube 3 breaks, the inner pin 2 will break when it receives a shear force exceeding a predetermined shear strength. The overall shear strength of the shear pin 1 can be set with high precision by the shear strength set for the inner pin 2. The undeteriorated inner pin 2 can control the timing at which the shear pin 1 breaks as a whole.

断面二次モーメントは、内側ピン２よりも外筒３の方が大きくなる状態に設定されてもよい。内側ピン２と外筒３とを同一の材料で構成してもよい。具体的には例えばクロムモリブデン鋼鋼材やフェライト系ステンレス鋼鋼材で内側ピン２および外筒３を構成してもよい。望ましくは内側ピン２が外筒３よりも粘り強い材料で構成される。内側ピン２が外筒３とともに撓む場合であっても、内側ピン２の方が劣化し難くなる。 The second moment of area may be set to be larger for the outer cylinder 3 than for the inner pin 2. The inner pin 2 and the outer cylinder 3 may be made of the same material. Specifically, for example, the inner pin 2 and the outer cylinder 3 may be made of chromium molybdenum steel or ferritic stainless steel. Desirably, the inner pin 2 is made of a material that is tougher than the outer cylinder 3. Even if the inner pin 2 bends together with the outer cylinder 3, the inner pin 2 is less likely to deteriorate.

上記のせん断強さや断面二次モーメントや材料の粘り強さの条件は、少なくともスリット２ａ、３ａなどせん断する部分で設定されていればよい。内側ピン２および外筒３において、せん断しない部分は上記条件を満たさなくてもよい。また上記のせん断強さや断面二次モーメントや材料の粘り強さの条件を調整するために、材料の変更やスリット２ａ、３ａの深さの変更の他、セラミック溶射により内側ピン２や外筒３の表面硬度を変更させてもよい。 The above conditions for shear strength, moment of inertia, and material toughness need only be set at least in the parts that are sheared, such as the slits 2a and 3a. The parts of the inner pin 2 and outer cylinder 3 that are not sheared do not need to satisfy the above conditions. In addition, in order to adjust the above conditions for shear strength, moment of inertia, and material toughness, the material and the depth of the slits 2a and 3a can be changed, and the surface hardness of the inner pin 2 and outer cylinder 3 can be changed by ceramic spraying.

図６に例示するように外筒３が劣化して通常の荷役作業において発生する通常荷重で破断することがある。この実施形態ではスリット３ａの部分で外筒３が破断している。この場合であっても、内側ピン２は予め設定されるせん断強さより小さい荷重は支持できる。つまり通常の荷役作業において発生する通常荷重は内側ピン２により支持される。せん断ピン１が破断してロープが緩み、コンテナが落下する等の不具合を回避できる。内側ピン２に予め設定されるせん断強さを超える過荷重が発生しない限り、クレーンは荷役作業を継続できる。点検時に外筒３の破断が確認された場合は、せん断ピン１（内側ピン２および外筒３）を交換すればよい。内側ピン２を引き抜くことで、空洞３ｂ側から外筒３の破断や亀裂の有無は容易に確認できる。せん断ピン１が隙間６を備える場合は、隙間６を利用して外筒３の破断の有無を確認してもよい。せん断ピン１の交換作業の際には、外筒３のみを交換してもよい。 As shown in FIG. 6, the outer tube 3 may deteriorate and break under the normal load generated during normal loading and unloading operations. In this embodiment, the outer tube 3 breaks at the slit 3a. Even in this case, the inner pin 2 can support a load smaller than the preset shear strength. In other words, the normal load generated during normal loading and unloading operations is supported by the inner pin 2. This can avoid problems such as the shear pin 1 breaking, the rope loosening, and the container falling. As long as the inner pin 2 does not experience an overload that exceeds the preset shear strength, the crane can continue loading and unloading operations. If a break in the outer tube 3 is confirmed during inspection, the shear pin 1 (inner pin 2 and outer tube 3) can be replaced. By pulling out the inner pin 2, the presence or absence of a break or crack in the outer tube 3 can be easily confirmed from the cavity 3b side. If the shear pin 1 has a gap 6, the gap 6 may be used to check for the presence or absence of a break in the outer tube 3. When replacing the shear pin 1, only the outer tube 3 may be replaced.

図７に例示するように予め設定されるせん断強さより大きい荷重（過荷重）が内側ピン２に発生すると、内側ピン２が破断する。内側ピン２は曲げ応力や摩擦等の影響を受けず劣化していないため、予め設定されるせん断強さで精度良く破断する。船舶に固定されたコンテナを吊り上げるなど、過荷重が発生した際にせん断ピン１が破断するので、クレーン等の機器を保護することができる。 As shown in the example of FIG. 7, when a load (overload) greater than a preset shear strength occurs on the inner pin 2, the inner pin 2 breaks. Since the inner pin 2 is not affected by bending stress, friction, etc. and does not deteriorate, it breaks with precision at the preset shear strength. Since the shear pin 1 breaks when an overload occurs, such as when lifting a container fixed to a ship, equipment such as cranes can be protected.

図８に例示するように内側ピン２が、略円筒形状に形成されてもよい。図８の上方に略円筒形状に形成される内側ピン２の断面を示し、図８の下方に比較のため円柱形状に形成される中実な内側ピン２（図２参照）の断面を示している。この実施形態では内側ピン２は内側空洞２ｂを有している。内側空洞２ｂは内側ピン２と軸方向ｙが一致する略円柱形状に形成されている。図２に例示する内側ピン２と同様に外周面の周方向に沿って形成されるスリット２ａを内側ピン２は有している。 As shown in FIG. 8, the inner pin 2 may be formed in a generally cylindrical shape. The upper part of FIG. 8 shows a cross section of the inner pin 2 formed in a generally cylindrical shape, and the lower part of FIG. 8 shows a cross section of a solid inner pin 2 (see FIG. 2) formed in a cylindrical shape for comparison. In this embodiment, the inner pin 2 has an inner cavity 2b. The inner cavity 2b is formed in a generally cylindrical shape with the axial direction y coinciding with that of the inner pin 2. The inner pin 2 has a slit 2a formed along the circumferential direction of the outer periphery, similar to the inner pin 2 shown in FIG. 2.

内側ピン２において予め設定されるせん断強さが同じ場合、中実に形成される内側ピン２に比べて、略円筒形状の内側ピン２はスリット２ａの深さｔを小さくできる。略円筒形状の内側ピン２は、中実に形成される内側ピン２よりもスリット２ａの部分の断面二次モーメントが大きくなり、曲げ応力による劣化に強くなる。内側ピン２の劣化を抑制するには有利である。またスリット２ａの深さｔが小さくなるため、スリット２ａに発生する亀裂等を点検時に発見しやすくなる。 When the preset shear strength of the inner pin 2 is the same, the depth t of the slit 2a can be made smaller in the roughly cylindrical inner pin 2 compared to the inner pin 2 that is formed as a solid body. The roughly cylindrical inner pin 2 has a larger second moment of area at the slit 2a than the inner pin 2 that is formed as a solid body, making it more resistant to deterioration due to bending stress. This is advantageous in suppressing deterioration of the inner pin 2. In addition, because the depth t of the slit 2a is smaller, cracks that occur in the slit 2a are easier to find during inspection.

図９に例示するように内側空洞２ｂの内周面の周方向に沿ってスリット２ａが形成されてもよい。中実に形成される内側ピン２よりもスリット２ａの部分の断面二次モーメントが大きくなり、曲げ応力による劣化に強くなる。内側ピン２の劣化を抑制するには有利である。また内側ピン２の外周面は、スリット２ａがなく滑らかな状態に形成される。外筒３に内側ピン２を挿入する際に抵抗が発生し難くなり、内側ピン２の抜き差しが容易となる。点検の作業性を向上するには有利である。 As shown in FIG. 9, slits 2a may be formed along the circumferential direction of the inner surface of the inner cavity 2b. The second moment of area of the slits 2a is larger than that of the inner pin 2 that is formed solidly, making it more resistant to deterioration due to bending stress. This is advantageous for suppressing deterioration of the inner pin 2. In addition, the outer peripheral surface of the inner pin 2 is formed smooth without slits 2a. This makes it less likely that resistance will occur when inserting the inner pin 2 into the outer tube 3, making it easier to insert and remove the inner pin 2. This is advantageous for improving the workability of inspection.

せん断ピン１が外筒３を有さない略円筒形状の内側ピン２のみで構成されてもよい。内側ピン２のみで構成されるせん断ピン１は、上記と同様の効果を得ることができる。つまり内側ピン２は略円筒形状に形成されるため、中実に形成される従来のせん断ピンよりもスリット２ａの部分の断面二次モーメントが大きくなり、曲げ応力による劣化に強くなる。また略円筒形状に形成されて内側空洞２ｂにスリット２ａが形成される内側ピン２のみでせん断ピン１が構成されてもよい。内側ピン２のみで構成されるこのせん断ピン１も上記と同様の効果を得ることができる。 The shear pin 1 may be composed only of an inner pin 2 having a substantially cylindrical shape without an outer cylinder 3. A shear pin 1 composed only of an inner pin 2 can achieve the same effect as above. In other words, since the inner pin 2 is formed in a substantially cylindrical shape, the second moment of area at the slit 2a is larger than that of a conventional shear pin formed as a solid body, and the shear pin 1 is more resistant to deterioration due to bending stress. The shear pin 1 may also be composed only of an inner pin 2 formed in a substantially cylindrical shape with a slit 2a formed in the inner cavity 2b. This shear pin 1 composed only of an inner pin 2 can also achieve the same effect as above.

図１０に例示するように外筒３が、内側となる空洞３ｂから外側となる外周面に貫通する給油口８を有していてもよい。外筒３が、外周面の周方向に沿って形成されるとともに給油口８に連結される給油路８ａを有していてもよい。内側ピン２と外筒３との間の隙間６に潤滑油を供給すると、潤滑油が給油口８を経由して外筒３の外周面に供給される。部材４ａ、４ｂに形成される貫通孔５および外筒３の摩耗を潤滑油により抑制できる。外筒３の劣化を抑制するには有利である。図１０では説明のため潤滑油の移動経路を矢印で示している。 As shown in FIG. 10, the outer cylinder 3 may have an oil supply port 8 penetrating from the inner cavity 3b to the outer peripheral surface. The outer cylinder 3 may have an oil supply passage 8a formed along the circumferential direction of the outer peripheral surface and connected to the oil supply port 8. When lubricating oil is supplied to the gap 6 between the inner pin 2 and the outer cylinder 3, the lubricating oil is supplied to the outer peripheral surface of the outer cylinder 3 via the oil supply port 8. Wear of the through hole 5 formed in the members 4a and 4b and the outer cylinder 3 can be suppressed by the lubricating oil. This is advantageous in suppressing deterioration of the outer cylinder 3. For the purpose of explanation, the movement path of the lubricating oil is shown by arrows in FIG. 10.

内側ピン２の外周面にグリス等の潤滑油が塗布される場合も、給油口８や給油路８ａを経由して潤滑油が外筒３の外周面に移動する。外筒３の劣化を抑制できる。せん断ピン１の長寿命化を実現するには有利である。 Even when lubricating oil such as grease is applied to the outer peripheral surface of the inner pin 2, the lubricating oil moves to the outer peripheral surface of the outer cylinder 3 via the oil supply port 8 and oil supply passage 8a. This can suppress deterioration of the outer cylinder 3. This is advantageous for realizing a long life for the shear pin 1.

１せん断ピン
２内側ピン
２ａスリット
２ｂ内側空洞
３外筒
３ａスリット
３ｂ空洞
４隣接する二つの部材
４ａ部材
４ｂ部材
５貫通孔
６隙間
７ストッパ
８給油口
８ａ給油路
ｘ横方向
ｙ軸方向
ｚ上下方向
Δｄ（隙間の）幅
ｄ１（外筒の）内径
ｄ２（内側ピンの）外径
ｔ深さ 1 Shear pin 2 Inner pin 2a Slit 2b Inner cavity 3 Outer cylinder 3a Slit 3b Cavity 4 Two adjacent members 4a Member 4b Member 5 Through hole 6 Gap 7 Stopper 8 Oil supply port 8a Oil supply passage x Lateral direction y Axial direction z Up-down direction Δd Width d1 (of gap) Inner diameter d2 (of outer cylinder) Outer diameter t (of inner pin) Depth

Claims

In a shear pin having a substantially cylindrical shape,
The present invention provides a method for manufacturing a gyro fitting, comprising: providing an inner pin having a preset shear strength; and providing an outer cylinder having a generally cylindrical shape and a cavity into which the inner pin is inserted .
A shear pin comprising a gap between the inner pin and the outer cylinder and formed along the entire axial direction of the shear pin .

The shear pin of claim 1 , wherein the inner pin has a slit formed along a circumferential direction of an outer periphery of the pin .

The shear pin according to claim 1 or 2, in which the shear strength of the outer cylinder is set to be smaller than the shear strength of the inner pin.

A shear pin according to any one of claims 1 to 3, in which the inner pin has an inner cavity formed on the inside and a slit formed along the circumferential direction of the outer circumferential surface.

The shear pin of claim 1 , wherein the inner pin has an inner cavity formed therein and a slit formed along a circumferential direction of the inner cavity.

A shear pin according to any one of claims 1 to 5, wherein the outer cylinder has an oil supply port penetrating from the inner cavity to the outer peripheral surface.