JP2012515127A - 改良された小型真空資材取扱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、改良された真空資材取扱装置に関する。前記改良された真空資材取扱装置は、フレームと、前記フレームに搭載された内蔵駆動エンジンと、前記フレームに搭載された内蔵真空ポンプと、前記フレームに搭載された内蔵油圧ポンプと、前記フレームに搭載され前記真空ポンプにより駆動される油圧回転子と、を含んで構成される。前記フレームは、一体化されたフォークリフトラグをさらに備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して真空による資材取扱装置（material handler）に関する。特に、本発明は、パイプ、平板材料、鋼鉄、及び他の滑らかで均一な表面を持つ大きな比較的重い物品の移動に使用される、改良された小型真空取扱装置（compact vacuum handler）に関する。

真空資材取扱装置（vacuum material handler）は、掘削機のブーム、頭上クレーン、もしくは大きな重い物体を移動するための他の機材に搭載することができる機材である。この真空資材取扱装置は、通常、パイプラインの敷設や、製造施設で用いられ、大口径管や平板鋼材を移動するために使用される。今日市場で入手できる真空資材取扱装置は、一般的に、掘削機のブームに連結できる、油圧駆動回転子を備えたフレームを有する。掘削機からの高圧の油圧油（hydraulic fluid）は、回転子を作動させ、移動中の資材を回転させるために使用される。

前記フレームは、ガソリンもしくはディーゼルにより駆動される内燃機関を載置する。このエンジンは、真空ポンプを駆動する。真空ポンプは、真空溜めと流体的に連結されている。この真空溜めは、前記フレームの下方に位置する一般的にパッド（pad）と呼ばれる大型の吸着カップ構造と流体的に連結している。このパッドは、移動中の資材される資材の表面の形状に若干沿うように形成される。例えば、移動中のパイプの曲面に沿うようにわずかに凹形となっている。同様に、移動中の金属平板の表面に合わさるように、パッドは比較的平らであってもよい。

従来の真空資材取扱装置は、油圧油を供給可能な機材での利用に制限されていた。また、この真空資材取扱装置は、所定の位置に資材を保持したまま、他の機材へ容易に移動することができなかった。すなわち、従来は、掘削機に取り付けた真空資材取扱装置によりパイプを持ち上げ、このパイプを取り付けたままの状態で、フォークリフトや頭上クレーンなどの第２の機材へ真空資材取扱装置を移すことができなかった。

これらの制限は２つの基本的な理由により生じる。第１に、従来の真空資材取扱装置は、回転させるために、掘削機からの高圧の油圧油が必要であった。第２に、パイプや他の資材を保持したまま、第１の機材から第２の機材まで真空資材取扱装置を移すことができる装置がなかった。

本発明は、内蔵真空ポンプ及び内蔵油圧ポンプを駆動する内蔵エンジンを備えたフレームを有する、改良された小型真空資材取扱装置である。前記油圧ポンプは、回転子を駆動する。また、前記フレームは、フレーム内に一対の一体化されたフォークリフトラグ（fork lift lugs）を有する。

本発明は、パイプや他の大きな嵩張った資材を移動する様々なパッドに連結できる小型真空資材取扱装置一式を提供する。本構造により、掘削機や頭上クレーンのような第１の機材から、フォークリフトのような第２の機材へ、パイプや他の資材を保持したまま移動することができるという利点が得られる。これは、回転子や真空ポンプを作動させるために、真空資材取扱装置が、掘削機からの油圧供給に依存していないことにより可能となる。

駆動エンジンの出力シャフトを真空ポンプの入力シャフトに連結し、真空ポンプの出力シャフトを油圧ポンプの入力シャフトに順々に連結することにより、真空ポンプ及び油圧ポンプが搭載可能となり、真空資材取扱装置のフレームに内蔵された同一のエンジンにより真空圧及び油圧の両方の圧力を得ることができる。

本発明の更なる実施形態は、一体化されたフォークリフトラグ及び内蔵真空ポンプを備えたフレームと、搭載された機材から供給される油圧油により駆動される回転子と、を有する資材取扱装置を含む。

本発明の好ましい実施形態が、さらに詳細に説明される。本発明による他の構成、作用、及び利点は、以下の詳細な説明、添付した特許請求の範囲、及び図面（縮尺は正確ではない）によって、より深く理解される。

パイプＰを保持したパッドを備える掘削機Ｅに搭載された本発明の一実施形態の斜視図である。 本発明による真空資材取扱装置の一実施形態の斜視図である。 本発明の内蔵駆動エンジン、真空ポンプ、及び油圧ポンプの概略図である。 本発明の一実施形態の左側部分内部の概略図である。 本発明の一実施形態の右側部分内部の概略図である。 本発明の一実施形態の回路図である。 本発明の第２の実施形態の回路図である。 本発明による真空資材取扱装置の第３の実施形態の斜視図である。 本発明による真空資材取扱装置の第３の実施形態の正面図である。 本発明の第３の実施形態の左側部分内側の概略図である。 本発明の第３の実施形態の右側部分内側の概略図である。 本発明の第３の実施形態の回路図である。

図１〜６について説明すると、本発明による小型真空資材取扱装置２０は、フレーム２２と、内蔵駆動エンジン２４と、内蔵真空ポンプ２６と、内蔵油圧ポンプ２８と、回転子３０と、パッド３２とを備える。使用の際には、真空資材取扱装置２０は、回転子３０に接続することで、掘削機、ブーム、バックホー、もしくは他の機材Eに連結することができる。また、真空資材取扱装置２０は、貫通孔（pick eye）（図示省略）を備えた回転子３０を取り替えることにより、クレーンや巻き上げ機と接続することもできる。真空資材取扱装置２０が掘削機もしくは他の機材Ｅに搭載された場合、真空資材取扱装置２０は、金属薄板、パイプＰ、もしくは他の比較的滑らかで均一な表面を持つ大きな物品を持ち上げるために使用することができる。掘削機の操縦者は、パッド３２が、持ち上げられるパイプＰもしくは他の金属に接触するまで真空資材取扱装置２０を下降させる。

パッド３２がパイプＰに接触すると、真空ソレノイド１８は、パッド３２を真空溜め５４及び真空ポンプ２６と流体的に連結（in fluid communication with）した状態にする。これにより、パッド３２と持ち上げられるパイプＰとの間に真空圧（vacuum pressure）が生じる。この圧力が加えられると、掘削機Ｅは、真空資材取扱装置２０を用いてパイプＰを持ち上げることができる。掘削機Ｅの端部に対するパイプＰの方向は、回転子３０の操作により調整される。

図２及び図６について説明すると、本発明による真空資材取扱装置２０には、出力シャフト３４を備えた内蔵駆動エンジン２４が設けられている。内蔵駆動エンジン２４は、ガソリンもしくはディーゼル駆動が好ましいが、他の種類のエンジンを使用することもできる。出力シャフト３４は、真空ポンプ２６の入力シャフト３６に連結される。また、真空ポンプ２６は、油圧ポンプ２８の入力シャフト４０に連結された出力シャフト３８を有している。この配置により、単一の内蔵駆動エンジン２４は、変速機やトルクスプリッタを使用することなく、真空ポンプ２６及び油圧ポンプ２８を作動させることができる。これにより、運用コスト及び製造コストが削減され、また真空資材取扱装置２０の重量も軽減される。

使用の際、真空ポンプ２６は、極めて高温で作動する。これにより、真空ポンプは損耗する。内蔵駆動エンジン２４を冷却するために使用した空気が真空ポンプ２６の中も流れるように誘導するダクト４２を、内蔵駆動エンジン２４に取り付けてもよい。一般的に、内蔵駆動エンジン２４は、真空ポンプ２６よりも低温で作動するためである。この気流は、真空ポンプ２６の冷却に役立つ。

フレーム２２は、頂部部材４４と、一対の対向する側面部分４６，４８と、底部部分５０と、一対のフォークリフトラグ（forklift lug）５２とを有する。また、フレーム２２は、真空溜め５４と、燃料タンク５６と、油圧油溜め５８とを備える。フォークリフトラグ５２は、フレーム２２の正面から背面まで延びる一対の通路である。フォークリフトラグ５２は、大部分のリフトトラック（lift track）のフォークに合う大きさに形成され、比較的に安定して持ち上げられるように重心の周りに間隔をあけて設けられている。

真空溜め５４、燃料タンク５６、及び油圧油溜め５８の正確な位置は、設計要求に大きく依存するが、本発明の好ましい実施形態において、真空溜め５４は、フレーム２２の頂部部材４４内に位置する。この真空溜め５４は、真空ポンプ２６が停止する際に、追加の真空容量及び付加的な待機時間を提供する。

本発明の好ましい実施形態の燃料タンク５６は、駆動エンジン２４に最も近い側面部分４６内に位置する。同様に、油圧油溜め５８は、油圧ポンプ２８に最も近い側面部分４８内に位置する。油圧油溜め５８は、油圧ポンプ２８より上方に位置するのが有益である。これにより、油圧ポンプ２８の入口に水頭圧力（head pressure）が加わり、油圧ポンプ２８を使用する際には、確実に呼び水が入るようになる。本発明の好ましい実施形態において、底部部分５０は３つの独立した中空梁６０を含んで構成される。１つもしくは複数の中空梁６０は、油圧油を冷却するために使用される油圧油熱交換器６２として使用されてもよい。バッフル（図示省略）を中空梁の内側に取り付けて、油圧油熱交換器６２内での油圧油の滞留時間を増加させ、油圧油が冷却されている際、その混合を促進することにより、この油圧油熱交換器６２の効率を向上させることができる。

好ましい実施形態において、油圧油の流れは、油圧油を油圧油溜め５８に満たすことにより始まる。そして、油圧油熱交換器６２を通って油圧ポンプ入口６４へ流入する。油圧油は、高圧に圧縮され、油圧ポンプ出口６６から排出される。そして、油圧油は、回転子３０を作動させるための油圧モーター７０へ油圧油の流れを誘導するソレノイド６８へ流入する。

図７について説明すると、本発明の第２の実施形態は、内蔵駆動エンジンの出力シャフト３４からの動力を、真空ポンプの入力シャフト３６及び油圧ポンプの入力シャフト４０に伝える変速機７２の使用を含む。

本発明の第３の実施形態は、掘削機Ｅもしくはそれが搭載された他の機材からの油圧油により駆動される真空資材取扱装置１００である。図８〜１２を参照のこと。この実施形態は、同じフレーム２２及び上記のフレーム構成部品を利用する。しかしながら、この第３の実施形態は、真空ポンプを駆動するための内蔵駆動エンジンを使用しない。また、回転子１３４及び真空ポンプ１２６を駆動させるための油圧は、掘削機もしくは他の機材により供給されるため、油圧油溜め、油圧油冷却ループ、または油圧ポンプをフレーム２２に搭載する必要がない。

高圧の油圧油は、内蔵真空ポンプ１２６を駆動する油圧モーター１３２への油圧油の流れを制御する油圧ソレノイド１３０へ供給される。また、油圧ソレノイドは、回転子１３２への油圧油の流れを制御することにより、真空資材取扱装置１００の回転を制御する。油圧モーター１３２もしくは回転子１３４に油圧油が使用されると、油圧油は戻り配管を介して掘削機Ｅもしくは他の機材に戻る。

内蔵真空ポンプ１２６は、真空溜め１３６と流体的に連結している。真空ソレノイド１３８を駆動させて、パッド３２を真空溜め１３６と流体的に連結させ、パイプPや他の資材を持ち上げることができる。

本発明の任意の実施形態において、装置を駆動するために使用される制御手段１５０は、無線遠隔制御（radio frequency remote control）を含んでもよい。これは、機材の操縦者の近くに設置することのできる遠隔ユニット１５２を含む。遠隔ユニット１５２は、制御手段１５０の受信機１５４と無線で接続される。そして、制御手段は、ソレノイド及びセンサーの駆動により、真空資材取扱装置２０，１００を駆動する。

上記の記載は、本発明の好ましい実施形態を詳述し、考えられる最良の形態を記載する。しかし、当然のことながら、本開示の精神及び範囲から離れることなく、細部の構造や部品の配置を変更できる。それ故、この記載が提供するものは典型的なものであり、限定されるものではない。そして、本発明の真の範囲は、以下の特許請求の範囲により定められ、均等の全範囲に権利が与えられる。

Claims (13)

1. フレームと、
   前記フレームに搭載された内蔵駆動エンジンと、
   前記フレームに搭載された内蔵真空ポンプと、
   前記フレームに搭載された内蔵油圧ポンプと、
   前記フレームに搭載され前記油圧ポンプにより駆動される油圧回転子と、
   を含んで構成された真空資材取扱装置。
2. 前記内蔵駆動エンジンは、内燃機関を含んで構成された請求項１に記載の真空資材取扱装置。
3. 前記内燃機関は、ディーゼルエンジンを含んで構成された請求項２に記載の真空資材取扱装置。
4. 前記内燃機関は、ガソリンエンジンを含んで構成された請求項２に記載の真空資材取扱装置。
5. 入力シャフトと、第１出力シャフトと、第２出力シャフトとを有する変速機をさらに備え、
   前記入力シャフトは、エンジン出力シャフトと連結され、
   前記第１出力シャフトは真空ポンプ入力シャフトと連結され、
   前記第２出力シャフトは油圧ポンプ入力シャフトと連結される請求項１に記載の真空資材取扱装置。
6. 前記フレームは、一対のフォークリフトラグを含んで構成された請求項１に記載の真空資材取扱装置。
7. 冷却用空気を前記内蔵駆動エンジンから前記真空ポンプへ誘導するダクトをさらに含んで構成された請求項１に記載の真空資材取扱装置。
8. 冷却用空気を前記内蔵駆動エンジンから前記内蔵油圧ポンプへ誘導するダクトをさらに含んで構成された請求項１に記載の真空資材取扱装置。
9. 前記油圧ポンプと流体的に連結された油圧油溜めをさらに含んで構成され、
   前記油圧油溜めは、前記フレーム上にて前記油圧ポンプより上方に搭載された請求項１に記載の真空資材取扱装置。
10. 前記フレームに一体化された油圧油冷却ループをさらに含んで構成された請求項１に記載の真空資材取扱装置。
11. 前記フレームは、前記フレームを横切って延びる少なくとも１つの底部部材を含んで構成され、
    前記底部部材は、前記油圧ポンプと流体的に連結された１つもしくは複数の通路を有する請求項１０に記載の真空資材取扱装置。
12. 前記通路内に１つもしくは複数のバッフルをさらに含んで構成された請求項１１に記載の真空資材取扱装置。
13. 油圧供給手段を有する機材に搭載される真空資材取扱装置であって、
    フレームと、
    油圧モーターにより駆動される内蔵真空ポンプと、
    油圧作動回転子と、
    前記油圧供給手段と接続可能であり、前記油圧モーター及び前記油圧作動回転子と流体的に連結された油圧供給配管及び油圧戻り配管と、
    を含んで構成された真空資材取扱装置。

Images