JP2016040204A - クレーンブームセグメント用の接続システム - Google Patents

Abstract

【課題】ブームセグメントのより迅速な接続及びブームセグメントが軸方向に整列していない位置からの最初の接続を可能にする接続システムを提供する。
【解決手段】ブームセグメント５３，５４の接続システムにおいて、ブームセグメント５３，５４は、ピンを挿入するためにコネクター７０，８０を容易に整列させることを可能にして、ブームセグメント５３，５４を最初に接続し、その後で、セグメント５３，５４間の接続の残りを行う最終位置に旋回することを可能にする、整列面及び／またはストップ面が含まれるコネクター７０，８０を有する。
【選択図】図２

Description

本発明はリフトクレーンに関し、より詳細には、クレーンなどの組立式のブーム部材を整列する接続システムに関する。

大容量リフトクレーンは、通常は、端部と端部が隣接した関係で固定されている組立式のブーム部材からなる細長い吊り荷支持ブーム構造体を有する。主に、組立式のブーム部材のそれぞれは、複数のコード（弦材）及びレーシング（ｌａｃｉｎｇ）または格子要素からなる。それぞれの弦材の末端部分には、一般に、隣接ブームセグメントを一緒に固定し、隣接弦材間に圧縮荷重を伝えるために、様々な形態のコネクターが備えられている。典型的なコネクターは、二面せん断（ｄｏｕｂｌｅ ｓｈｅａｒ）で圧縮荷重を伝えるピンによって固定された雄型及び雌型のラグを含む。

例示的な６７．１ｍ（２２０フィート）のブームは、クレーンの上方構造体に枢動可能に搭載された１２．２ｍ（４０フィート）のブーム支承部、吊り荷を持ち上げて支持するための滑車及び索具装置を備えた９．１ｍ（３０フィート）のブームトップ、ならびにその間に５つの組立式のブーム部材、すなわち、１つの３．０ｍ（１０フィート）の長さのもの、１つの６．１ｍ（２０フィート）の長さのもの及び３つの１２．２ｍ（４０フィート）の長さのもので作ることができる。そのような例示的なブームは、６つのブームセグメント接続部を有する。通常は、それぞれのセグメントが４本の弦材、したがって４個のコネクターを有するので、ブームを組立てるために合計２４個のコネクターを整列させてピン止めしなければならない。

大容量クレーンは非常に大きなブーム断面を要する。その結果、ブームセグメントが地面に平らに置かれている場合でも、上部の弦材間のピンコネクターは通常は２．４ｍ（８フィート）以上地面から離れている。整備用人員は、上部コネクターに到達するために、脚立をそれぞれのピンの場所まで移動させるか、またはブームの上に立ってそれに沿って歩かなければならない。

１２．２ｍ（４０フィート）の長さの組立式のブーム部材の重量は２２６８キログラム（５，０００ポンド）を超え得る。したがって、ブーム部材を持ち上げるために補助クレーンが必要である。その後、通常は、１人の整備用人員が吊り下げられたブームセグメントを大まかに一直線に保つ間に、２人目の整備用人員が大きなハンマー（４．５または６．８キログラム（１０または１５ポンド））を用いて、通常は長いテーパーを有するピンを所定位置に手動で打ち込む。ブームセグメントを接続するピンは、一般に、弦材間の圧縮荷重を伝えるために使用する。その結果、ピンはぴったりと嵌っており、ブームの組立の困難さをさらに増加している。したがって、例示的な６７．１ｍ（２２０フィート）ブームを組立てるために３人（１人のクレーン操作員及び２人の整備用人員）で４時間以上かかり得る。クレーンを頻繁に移動させる場合は、ブームを組立及び解体する費用がクレーンを使用する吊り荷を持ち上げて降ろす費用を超え得る。

高容量クレーンで非常に高い荷重を伝えるためには、２つの雌型ラグに挟まれて二面せん断接続をもたらす典型的な単一の雄型ラグは、圧縮荷重を伝えるために非常に大きなピン直径を必要とし、これにより、コネクターが非常に大きいことが必要となる。３つの雌型ラグと２つの雄型ラグを有する既知のコネクターが存在するが、このような種類のブーム接続では、セクションを組立てる際にブームセクション間の何らかの自己整列または旋回可能な接続（軸線方向に整列していないときにブームセグメントを最初に接続することができ、その後、定位置に旋回して接続の残りを行うことができる）を提供するものが存在しない。

したがって、ブームセグメントのより迅速な接続及びブームセグメントが軸方向に整列していない位置からの最初の接続を可能にする、ブームセグメントの容易な迅速接続システムが大きな改善となるであろう。

ブームセグメントの改善された接続システムを発明した。本発明では、ブームセグメントは、ピンを挿入するためにコネクターを容易に整列させることを可能にして、ブームセグメントを最初に接続し、その後で、セグメント間の接続の残りを行う最終位置に旋回することを可能にする、整列面及び／またはストップ面が含まれるコネクターを有する。

第１の態様では、本発明は、クレーンが下方構造体上に旋回可能に搭載された上方構造体を有し、上方構造体には吊り荷ホイストウィンチが含まれ、ブームが、
ａ）それぞれが長手軸ならびに第１及び第２の端部を有する少なくとも第１及び第２のブームセグメントであって、前記第１のセグメントの前記第２の端部が前記第２のセグメントの前記第１の端部と結合しているブームセグメントと、
ｂ）前記第２のセグメントの前記第１の端部の少なくとも１つの第２のコネクターとそれぞれ嵌合した、前記第１のセグメントの前記第２の端部上の少なくとも１つの第１のコネクターと、
ｃ）それを通る開口部を有する少なくとも１つの延長部をそれぞれが含む前記第１及び第２のコネクターであって、前記開口部が、ブームセグメントが整列している場合に、対になった第１及び第２のコネクターのすべての開口部が整列しているように、長手軸線と垂直な軸線を有する延長部に配置されたコネクターと、
ｄ）第１の整列面を含む前記少なくとも１つの第１のコネクター、及び第２の整列面を含む前記少なくとも１つの第２のコネクターと、
ｅ）前記第１及び第２のコネクターをブームの組立中に一緒にする際に、ブームセグメントが軸線方向に整列していない場合でも、前記整列面が、前記ブームセグメントを、テーパーされた主ピンを前記第１及び第２の対になったコネクター内の前記延長部の前記開口部に通して挿入することができるような、コネクターの延長部を通る開口部を十分に整列している相対位置へと促すように協動する、第１及び第２の整列面と、
を含む、ブームセグメント接続システムを備えたブームを有するクレーンである。

第２の態様では、本発明は、
ａ）少なくとも３本の弦材であって、インターレーシング要素が弦材を、ブームセグメントを形成するように、固定された平行の関係へと接続して、前記弦材のそれぞれ及び前記ブームセグメントが、第１の端部及び第２の端部を有し、前記少なくとも３本の弦材のうちの少なくとも１本がブームセグメントの第１の長手方向の部分に存在し、前記少なくとも３本の弦材の残りがブームセグメントの第２の長手方向の部分に存在する弦材と、
ｂ）それぞれの弦材の前記第１及び第２の端部のそれぞれの上に設けられたコネクターであって、前記コネクターの半分が第１の種類であって、延長部を有し、前記コネクターの半分が第２の種類かであって、延長部を有し、前記コネクターはそれぞれストップ面が含まれるコネクターと、
ｃ）開口部を有し、該開口部を通る主ピンを受ける大きさの前記延長部であって、前記延長部及び開口部は、前記ブームセグメントの前記第２の端部が同一のブームセグメントの前記第１の端部と整列した位置にあり、かつそれと結合しており、前記２つのブームセグメント上のコネクターが一緒に結合されている場合に、前記ブームセグメントの前記第２の端部のコネクターを前記同一のブームセグメントの前記第１の端部のコネクターに固定するために主ピンを開口部に通して挿入し得るように、結合したコネクターの延長部が互いに重なり合いかつ開口部が整列されているように、そのそれぞれのコネクター上に配置されている延長部と、；ならびに
ｄ）コネクター上のストップ面の配置が、前記同一のブームセグメントを、前記ブームセグメントの前記第２の長手方向の部分にある前記弦材の残りのコネクターの延長部内の開口部に主ピンを通して挿入することができるように配置した場合に、ストップ面が互いに接触した際にストップ面が協動して開口部をそのそれぞれのコネクターの延長部内で整列するようなものであることと、
を含むクレーンブームセグメントである。

別の態様では、本発明は、
ａ）第１の組立式のブーム部材の一端部に取り付けた第１のコネクター、及び第２の組立式のブーム部材の一端部に取り付けた第２のコネクターと、
ｂ）第１及び第２の組の延長部を有するそれぞれの第１及び第２のコネクターであって、前記延長部がそれぞれピンを受ける大きさのそれを通る開口部を有するコネクターと、
ｃ）コネクターであって、それぞれのコネクターは、前記第１のセット及び第２のセットの延長部の間に配置された、圧縮荷重支持面を含み、前記圧縮荷重支持面が第２のコネクターの前記圧縮荷重支持面と対面関係にあるコネクターと、ならびに、
ｄ）第１のピンは、前記第１のコネクターの第１のセットの延長部及び前記第２のコネクターの第１のセットの延長部の開口部を通り、第２のピンは、前記第１のコネクターの第２のセットの延長部及び前記第２のコネクターの第２のセットの延長部の開口部を通ること
を含む、２つの組立式のブーム部材間の嵌合接続である。

さらに別の態様では、本発明は、
ａ）第１の組立式のブーム部材の一端部に取り付けた第１のコネクターであって、開口部を有し、該開口部通る複数の延長部を含むコネクター及び前記延長部を通る追加の開口部内に捕らえられたガイドピンと、
ｂ）第２の組立式のブーム部材の一端部に取り付けた第２のコネクターであって、該コネクター開口部を有し、該開口部通る複数の延長部を含み、前記第１のコネクターの延長部は前記第２のコネクターの延長部と交互配置され、前記第２のコネクターは延長部の外側上に形成されたストップ面をさらに有している第２のコネクターと、ならびに
ｃ）前記第１及び第２のコネクターを枢動関係で固定する、前記交互配置された延長部の開口部を通る主ピンであって、前記ストップ面及び前記ガイドピンは、ブームセグメントが軸方向に整列している場合に互いに接触している、主ピンと、
を含む、２つの組立式のブーム部材間の嵌合接続である。

別の態様では、本発明は、
ブームセグメントがそれぞれ長手軸及び４本の弦材を含み、弦材のそれぞれがそのそれぞれの端部にコネクターを有する、リフトクレーンブームの第１及び第２のセグメントを接続する方法であって、
ａ）前記第１のブームセグメント上の２つのコネクター上の第１の整列面が、前記第２のブームセグメント上の２つのそれぞれのコネクター上の第２の整列面と接触して２対の係合したコネクターを形成するが、前記２つのセグメントの長手方向の軸が整列しておらず、それぞれのセグメント上の残りのコネクターが結合していないように２つのブームセグメントを接合するステップであって、前記第１及び第２の整列面は、コネクター内の開口部を略整列するために協動するステップと、
ｂ）前係合したコネクターのそれぞれをピンで一緒に締め付け、枢動接続を提供するステップと、
ｃ）前第１のセグメントの結合していないコネクター上のストップ面が、前第２のセグメントの結合していないコネクター上のストップ面と接触するまで、２つのセグメントを互いに対して枢動接続の回りを枢動させるステップと、
ｄ）以前に結合させていないコネクターをそのそれぞれの嵌合したコネクターにピン止めするステップと、
を含む、方法である。

本発明の好ましい実施形態では、コネクターを所定位置にし、整列面を接触させた際に、それに通してピンを打ち込まなければならない開口部が整列されているので、リフトクレーンブームの大きなセクションをより速い組み立て時間で組立てることができる。さらに、セグメントを整列されていない位置から接続する必要がある場合は、１組のピンを所定位置にした後、セクションは、残りのコネクター上の開口部が既に整列した状態の整列した形状でまで枢動することができ、そこで自動的に停止する。本発明の好ましい実施形態では、これは、上部または下部のピンを最初に配置するかにかかわらず当てはまる。

本発明のこれら及び他の利点、ならびに本発明自体は、図面を考慮することで最良の理解が得られ、その簡単な説明を以下に記載する。

本発明の組立式のブーム接続及び整列システムを利用した組立式のブームを備えたクレーンの側面図である。 図１のクレーン上のブームを形成するために第１の位置から一緒にする、２つのブームセグメントの側面図である。 図１のクレーン上のブームを形成するために第２の位置から一緒にする、図２の２つのブームセグメントの側面図である。 図２のブームセグメントを接続するために使用するコネクターの嵌合対の斜視図である。 アセンブル中の図２の２つのブームセグメントの端部の斜視図である。 ピンの挿入及び引っ込め装置が取り付けられた、ブームセグメントの１つの隅の上面斜視図である。 図２のブームセグメントの１つの平面図である。 図２のブームセグメントの１つの側面図である。 図６のブームセグメント上で用いる雌コネクターの拡大平面図である。 図６のブームセグメント上で用いる雄コネクターの拡大平面図である。 図８の雌コネクターの拡大平面図である。 図９の雄コネクターの拡大平面図である。 図１のクレーン上のブームを形成するために第１の位置から一緒にする、第２の実施形態の２つのブームセグメントの側面図である。 図１のクレーン上のブームを形成するために第２の位置から一緒にする、図１２の２つのブームセグメントの側面図である。 図１２のブームセグメントを接続するために使用するコネクターの嵌合対の斜視図である。 組立て中の図１２の２つのブームセグメントの端部の斜視図である。 図１２のブームセグメントの１つの平面図である。 図１２のブームセグメントの１つの側面図である。 図１６のブームセグメント上で用いる雌コネクターの拡大平面図である。 図１６のブームセグメント上で用いる雄コネクターの拡大平面図である。 図１８の雌コネクターの拡大平面図である。 図１９の雄コネクターの拡大平面図である。

以下に本発明をさらに記載する。以下の記述では、本発明の様々な態様をより詳細に定義する。そのように定義したそれぞれの態様は、そうでないと明確に指定しない限りは、任意の他の態様または複数の態様と組み合わせ得る。具体的には、好ましいまたは有利であると示した任意の特徴を、好ましいまたは有利であると示した任意の他の特徴または複数の特徴と組み合わせ得る。

参照を容易にするために、本明細書及び特許請求の範囲中で使用する「上部」、「下部」、「水平」及び「垂直」の指定は、通常は地面上またはその付近で組立てる位置での組立式のブームの部分を言う。ブームを、垂直位置を含めた様々な角度まで持ち上げる場合があるが、その場合でもこれらの指定が適用される。

図１に示す移動式リフトクレーン１０には、車体１２とも呼ばれる下方構造体、ならびにクローラ１４及び１６の形態の可動地面係合部材が含まれる。（もちろん、２つのフロントクローラ１４及び２つのリアクローラ１６が存在し、図１の側面図からはそれぞれその１つしか見えない。）クレーン１０では、地面係合部材は、両側に１つずつのクローラの１組のクローラのみであることができる。もちろん、示したもの以上の追加のクローラ、またはタイヤなどの他の地面係合部材を使用することができる。

旋回体２０は、地面係合部材１４、１６に対して軸の回りを旋回することができるように、ローラーパスを用いて車体１２に旋回可能に接続されている。旋回体は、旋回体の前部分上に枢動可能に搭載されたブーム５０；旋回体上にその第１の端部で搭載されたマスト２８；マストと旋回体の後部分との間に接続された背面連結部材３０；及び支持部材３３上にカウンタウエイト３４を有する可動式のカウンタウエイトユニット１３を支持する。カウンタウエイトは、支持部材３３上の複数の個々のカウンタウエイト部材の積み重ねの形態であり得る。

マスト２８の上部とブーム５０との間のブームホイスト綱具装置２５は、ブーム角度を制御し、クレーンによって持ち上げられた吊り荷とバランスをとるためにカウンタウエイトを使用することができるように吊り荷を移動するために使用する。ホイストライン２４はブーム５０から伸び、フック２６を支持する。旋回体２０には、運転室ならびに綱具装置２５及びホイストライン２４用のホイストドラムなどの、移動式リフトクレーンに一般的に見つかる他の要素も含まれ得る。所望する場合は、ブーム５０は、主ブームの上部、または他のブーム形状に枢動可能に搭載された引込みジブを含み得る。背面連結部材３０は、マスト２８の上部に隣接して接続されている。背面連結部材３０は、図１に示すように、圧縮及び張力荷重のどちらも伝達するために設計された格子部材を含み得る。クレーン１０では、マストは、吊り上げ、移動及び降下などのクレーンの操作中、旋回体に対して固定角度に保たれる。

カウンタウエイトユニットは、旋回体２０の残りの部分に対して可動式である。示したクレーンの実施形態では、カウンタウエイトユニット１３は、クレーンの前部に対して入れたり出したりするように設計されている。マストの上部に隣接して接続された張力部材３２がカウンタウエイトユニットを支持する。カウンタウエイト動作構造体は、カウンタウエイトユニットを図１に実線で示すマストの上部の前部の第１の位置に移動してそこで保ち、図１に点線で示すマストの上部の後方の第２の位置に移動してそこで保ち得るように、旋回体とカウンタウエイトユニットとの間に接続されている。

クレーン１０では、液圧シリンダ３６、枢動フレーム４０及びリアアーム３８を用いてカウンタウエイトユニットを移動し得る。（クローラと同様、リアアーム３８は、実際には左側及び右側の部材を両方有しており、その１つのみを図１で見ることができ、枢動フレームは２つの側面部材を有しており、液圧シリンダは直列で動く２つのシリンダを有する。あるいは、好ましくは４つの液圧モータによって駆動される１つのより大きな液圧シリンダ、または粗動構造体を、２つの液圧シリンダ３６の代わりに使用して、リニアアクチュエータを提供することができる。さらに、枢動フレームを一枚板構造体として作製することができ、２つのリアアーム３８を単一の構造体によって置き換えることができる。）枢動フレーム４０は旋回体２０と液圧シリンダ３６との間に接続されており、リアアーム３８は枢動フレーム４０とカウンタウエイトユニットとの間に接続されている。液圧シリンダ３６は、シリンダ３６、枢動フレーム４０及びリアアーム３８の形状がカウンタウエイトをその全動作範囲にわたって移動することができる点まで液圧シリンダ３６を上昇させる支持フレーム上の旋回体２０に、枢動可能に接続されている。この様式で、シリンダ３６は、シリンダを引き込めたり伸ばしたりした際にリアアーム３８がカウンタウエイトユニットを動かすことを引き起こす。

アーム３８は、枢動フレーム４０と接続する角度のある部分３９をその端部に有する。これにより、アーム３８が枢動フレーム４０の側面部材と直接一直線で接続することが可能となる。角度のある部分３９は、カウンタウエイトが図１に実線で示す位置にある場合に、アーム３８が枢動フレームの側面部材の邪魔をすることを防ぐ。

ブーム５０は、ブーム支承部５１、数が異なり様々な長さであり得るブーム挿入セグメント５２、５３、５４及び５５、ならびにブームトップ５６を含めたいくつかのセクショナル部材からなる。組立式のブーム部材５１〜５６は、通常は複数の弦材からなる。ブームセグメントを接続するためのコネクターの２つの実施形態を以下に記載する。図２〜１１は第１の実施形態を示し、図１２〜２１は第２の実施形態を示す。

それぞれのブームセグメント５３及び５４は、それぞれの隅に弦材を備えた長方形の断面を有する。代表的であり第１及び第２のブームセグメントとしてみなし得るセグメント５３及び５４は、それぞれ長手軸４１（図２）、ならびに第１及び第２の端部を有する。第１のセグメント５３の第２の端部は第２のセグメント５４の第１の端部と結合している。弦材を固定された平行の関係へと接続してブームセグメントを形成する中間レーシングまたは格子要素６５によって相互接続された、２本の上部弦材６１及び２本の下部弦材６３が存在する（側面図ではそれぞれその１本しか見えない）。示した実施形態では、弦材部材は円状の管状断面を有する鋼鉄からなる。長手軸４１を含む水平の平面がブームセグメントを第１及び第２の長手方向の部分６７及び６８へと分割すると見なすことができ、第１の部分６７が２本の上部弦材６１内に存在し、２本の下部弦材６３がブームセグメントの第２の長手方向の部分６８内に存在する。これらの特定の第１及び第２の長手方向の部分は、本発明の説明を容易にするために同定する。もちろん、ブームセグメントの他の形状が異なる数の弦材を用いて可能であり、ブームセグメントの長手方向の部分を指定する異なる方法が可能である。

それぞれの弦の部材は垂直の中立軸及び水平の中立軸を有する。弦材の垂直及び水平の中立軸の交差点で、または水平及び垂直の中立軸の回りに対称的に作用する圧縮荷重は、弦材内で曲げモーメントを誘導しない。したがって、ブームセグメントを一緒に接続するために使用するコネクターが、コネクターを介して送る圧縮荷重が弦材の中立軸の回りに対称的であるように、弦材の端部でブームセグメント上に搭載されていることが好ましい。

図２に示すように、本発明の好ましいブームセグメント接続システムでは、ブームセグメントが整列していない形状である間に、どちらの上部弦材６１上のコネクターを最初に接続することもでき、または、図３に示すように、下部弦材６３上のコネクターを最初に接続することができる。以下に詳述するように、好ましいコネクターでは、その後、ブームセグメントを枢動させることができ、これは、追加のコネクターが整列した位置で自動的に停止する。また、セグメントの長手方向の軸が既に整列した状態でブームセグメントを一緒にすることも可能である。本発明の好ましい整列システムでは、コネクターの形状は、やはり以下にさらに詳述するように、ブームセグメントのそのような整列及び結合を容易にする。

第１の実施形態のコネクターは２種類からなり、これは図８〜１１に詳細に示す第１及び第２のコネクターと呼び得る。それぞれのコネクターには、それを通る主ピンを受ける大きさの開口部を有する少なくとも１つの延長部、それが取り付けられたブームセグメントから離れて伸びる延長部、及びその長手軸に垂直な軸を有する開口部が含まれる。延長部及び開口部は、ブームセグメントの第２の端部が同一のブームセグメントの第１の端部と整列した位置にあり、かつそれと結合しており、２つのブームセグメント上のコネクターが一緒に結合されている場合に、ブームセグメントの第２の端部のコネクターを同一のブームセグメントの第１の端部のコネクターに固定するために主ピンを開口部に通して挿入し得るように、結合したコネクターの延長部が互いに重なり合いかつ開口部が整列されているように、そのそれぞれのコネクター上に配置されている。（コネクターは、同一のブームセグメント上のコネクターを用いて接続すると記述するが、本発明を利用するクレーンでは、同一のブームセグメントを使用する必要はないことを理解されたい。この用語は、接続プロセスの説明を支援するためだけに使用する。ブームで使用する本発明のブームセグメントは、いくつかの観点、特にクレーンの組立及びセグメント間接続システム以外の操作に関連する特徴が異なり得る。）好ましくは、コネクターの半分が第１の数の延長部を有し、コネクターの半分が第２の数の延長部を有し、第２の数が第１の数よりも１つ大きく、それぞれの弦材の反対の端部上のコネクターが互いに異なる数の延長部を有する。

ブームセグメントの第１の長手方向の部分の弦材の第１の端部上のコネクターには、第１の整列面及びストップ面が含まれる。ブームセグメントの第１の長手方向の部分の弦材の第２の端部上のコネクターには、第２の整列面及びストップ面が含まれる。この実施形態では、これらの面は、コネクター上の異なる構造体によって提供される。第２の実施形態では、整列面を提供するものと同じ構造体がストップ面も提供できることが見られる。

第１及び第２の整列面は、第１及び第２のコネクターをブームの組立中に一緒にする際に、ブームセグメントが軸方向に整列していない場合でも、整列面が、ブームセグメントを、テーパー主ピンを第１及び第２の嵌合したコネクター内の延長部の開口部に通して挿入することができるような、コネクター内の延長部を通る開口部を十分に整列している相対位置へと促すように協動する。コネクター上のストップ面の配置は、同一のブームセグメントを、ブームセグメントの第２の長手方向の部分上の弦材の残りのコネクターの延長部内の開口部に主ピンを通して挿入することができるように配置した場合に、ストップ面が互いに接触した際にストップ面が協動して開口部をそのそれぞれのコネクターの延長部内で整列するようなものである。

図４は、２つの組立式のブーム部材間の嵌合接続５３及び５４を示す。第１のコネクター７０は、第１の組立式のブーム部材５３上の上部弦材６１の第２の端部に取り付けられている。コネクター７０は、それぞれがそれを通る開口部を有する、２組の３つの延長部７１ａ、７２ａ、及び７３ａ、ならびに７１ｂ、７２ｂ及び７３ｂ（図５に最良に示す）を有する。また、コネクター７０には、それぞれの延長部の遠位端上の丸い外表面７４の形態の第１の整列面も含まれる。コネクター７０は、コネクターの幅にわたって伸び、２組の延長部を分離する、略平坦な圧縮荷重を支持する面７８をさらに含む。この実施形態では、荷重支持面７８がコネクターのストップ面を形成する。

第２のコネクター８０は、第２の組立式のブーム部材５４上の上部弦材６１の第１の端部に取り付けられている。第２のコネクター８０は、それぞれがそれを通る開口部を有する、２組の２つの延長部８１ａ及び８２ａ、ならびに８１ｂ及び８２ｂを有する。図４に見られるように、コネクターを一緒に結合した場合に、コネクター７０上のそれぞれの組の延長部７１、７２及び７３は、コネクター８０上の延長部８１及び８２のそれぞれの組と交互配置されている。コネクター８０は、丸い外表面７４の形状と一致する延長部８１及び８２外側部分のベースと隣接するポケット８４の形態の第２の整列面を有する。図１０及び１１に示すように、ドレン穴８９がそれぞれのコネクター７０、８０内に備えられている。また、コネクター８０には、コネクターの幅にわたって伸びる、略平坦な圧縮荷重支持面８８も含まれる。この実施形態では、荷重支持面７８及び８８がコネクターのストップ面を形成する。

図４に示すように、主ピン（示さず）を交互配置された延長部の開口部７１ａ、８１ａ、７２ａ、８２ａ及び７３ａを通して配置してコネクター７０及び８０を枢動関係に固定した際、第２の整列面８４及び丸い第１の整列面７４は、ブームセグメントが軸方向に整列している場合に接近しているがしっかりと互いに接触しているわけではない。しかし、図２に示すように、ブームセクション５３及び５４が軸方向に整列していない場合、コネクター７０及び８０はそれでも互いに結合されていることができる。その場合、第１の整列面７４及び第２の整列面８４は、ブームセクションを互いに近くにするにつれて互いに接触する。これらが接触している場合、延長部７１、７２、７３、８１及び８２内の開口部は、テーパー主ピンを開口部に通して挿入し得るほど十分に近く整列されており、これは、ピンの挿入を開始することができ、ピン上のテーパーによって、ピンを開口部に通して打ち込むにつれて開口部が完全に整列することがもたらされることを意味する。

その後、ブームセグメントをこの主ピンの回りで枢動させた際、圧縮荷重支持面７８が圧縮荷重支持面８８と接触して、ブームセグメントが整列する点で枢動を停止する。したがって、ストップ面は、１組の第１及び第２のコネクターがその開口部を通るピンによって一緒に結合されており、かつブームセグメントが整列していない位置にある場合、ブームセグメントを結合したコネクターの開口部を通るピンの回りで、ブームセグメント上の追加のコネクターのストップ面が互いに接触する点まで旋回させることにより、ブームセグメントが整列され、それらの追加のコネクター上の開口部が整列されるように、配置されている。セグメント５４及び５６が軸方向に整列した後、別のピンを第２の組の延長部７１ｂ、７２ｂ、７３ｂ、８１ｂ及び８２ｂに通して配置し得る。

上部弦材６１上のコネクター７０及び８０と同じ形状を有するコネクターを備えた下部弦材６３を提供する。これらの下方コネクターの圧縮荷重支持面は、上部コネクター上の圧縮荷重支持面７８及び８８が互いに接触するのと同時に、互いに接触する。したがって、下方の圧縮荷重支持面もストップ面として作用し、下方コネクター内の開口部を整列させる。

本発明のコネクターは、組立式のブーム部材を接続し、その後、完全な９０°の角度にわたって旋回させることを可能とする。ブームセグメントがその整列した位置から９０°の角度にある場合でも、第１の整列面７４及び第２の整列面８４を互いに接触させ、ピンを挿入し得るように延長部を通る開口部を十分に整列させることができる。もちろん、ピンを完全に挿入した後、第２の整列面８４及び係合部材７４は互いに接触しない。これは、すべての荷重が圧縮荷重支持面７８及び８８の面間接触で伝達されることを確実にする。任意の引っ張り荷重をピンによって運ぶことができる。圧縮荷重を支持する面は、好ましくは、それらが取り付けられている弦材の水平及び垂直の中立軸の回りで対称である。

図２または３のどちらかに示すように、ブームセグメントを整列していない配置から組立てる場合、通常は以下のステップが起こる。第１のブームセグメント５３上の２つのコネクター７０が第２のブームセグメント５４上の２つのそれぞれのコネクター８０と嵌合して２対の嵌合コネクターを形成するが、２つのセグメントの長手方向の軸線４１が整列していないように、２つのブームセグメントを一緒にする。それぞれのセグメント上の残りのコネクターは結合していない。次に、主ピンを嵌合コネクターの両方の対の一方の側上の開口部に通して挿入する際に、嵌合コネクターを枢動接続で一緒に止める。その後、２つのセグメント５３及び５４を、圧縮荷重支持面７８が圧縮荷重支持面８８と接触するまで、枢動接続の回りで互いに対して枢動させる。この配置により、ブームセクションが上部または下部のブーム接続のどちらかの回りで「バックベンド」することが可能となる。ブームセクションを挿入した上部または下部のピンのどちらか旋回可能に係合させることができ、その後、セグメントが整列している位置まで枢動させ、反対側のコネクターをピン止めし、他のピンを上部コネクターの内部の開口部に通して挿入することができる。

また、ブームセグメントは、略整列した位置に一緒にしてもよく、上部及び下部の弦材上のコネクターがほぼ同時に互いに接触する。コネクターの好ましい形状では、ブームセクションが一緒になる際に正確に整列していない場合は、第１の整列面７４が第２の整列面８４と係合し、係合面７４がポケット８４内に完全に位置するまでコネクターが互いに対して滑ることを促し、これにより、ブームセグメントが、係合部材と上方及び下方の組のコネクターの両方上の第２の整列面とが完全に係合している場合に、コネクター内の延長部を通る開口部が第１及び第２の嵌合したコネクター内のすべての延長部の開口部に主ピンを通して挿入することができるように整列されているような、適切な整列へと促されることを理解されたい。

ブームセグメントには、好ましくは、主ピンを開口部に押し通す位置で液圧ピン挿入装置をブームセグメント上に搭載できるように、ブラケットが含まれる。図５ａは、液圧ピン挿入装置の１つのそのような形状を示す。ブラケット９２は、延長部７１、７２、７３、８１及び８２内の開口部に嵌め込まれる大きさのピン９５の延長部９６を支持する。別のブラケット９１は、上部弦材６１の端部間をスパンする上部レーシング要素６５の中心と接続されている。複動式液圧シリンダを備えた液圧ピン挿入／引っ込めツール９３は、ブラケット９１の一方の側に嵌め込み、ピン９５の延長部９６と接続することができる。下方ピンを挿入した後、ピン９４を取り外し、これにより、ブラケット９１がピン９７の回りで上方位置まで枢動することが可能となる。その後、ピン９４を穴９８に通して挿入し、ツール９３をブラケット９１内に戻し、上方ピン９５の延長部９６と接続することができる。ピンの引っ込めは逆の操作で実施する。

本発明の第２の実施形態を１２〜２１に示す。第２の実施形態の要素の多くは第１の実施形態の要素を同様である。２つの実施形態間で同一であるこれらの項目の参照番号は、１００を加えた以外は同じである。たとえば、ブームセグメント１５２及び１５４は弦材１６１及び１６３、ならびにレーシング要素１６５を有する。本実施形態の好ましいコネクターも２種類からなり、これらは、図１８〜２１に詳細に示すように、第１及び第２のコネクターと呼び得る。

図１４は、２つの組立式のブーム部材間の嵌合接続１５３及び１５４を示す。第１のコネクター１７０は、第１の組立式のブーム部材１５３上の上部弦材１６１の第２の端部に取り付けられている。コネクター１７０は３つの延長部１７１、１７２、１７３を有し、それぞれがそれを通る開口部を有する。また、コネクター１７０には、延長部を通る追加の開口部１７１〜１７３内に捕らえられたガイドピン１７４の形態の係合部材も含まれる。係合部材は、外部延長部１７１及び１７３から、コネクター１７０の延長部開口部の軸に略平行に伸びる。係合部材は、整列面及びストップ面の両方を提供する。

第２のコネクター１８０は、第２の組立式のブーム部材１５４上の上部弦材１６１の第１の端部に取り付けられている。第２のコネクター１８０は２つの延長部１８１及び１８２を有し、それぞれがそれを通る開口部を有する。延長部１７１、１７２及び１７３は、コネクターが嵌合している場合に延長部１８１及び１８２と交互配置されている。コネクター１８０は、ガイドピン１７４の外周と一致するピンシート１８４の形態の第２の整列面を有し、これは延長部の外側１８１及び１８２上に形成される。図１４に示すように、第１及び第２の整列面は、コネクターを、主ピン（示さず）を交互配置された延長部の開口部に通して配置し、コネクター１７０及び１８０を枢動関係で固定することができるような、十分に近い整列にすることを可能にする。これが起こった場合、第２の整列面１８４及びガイドピン１７４は、ブームセグメントが軸方向に整列している僅かな距離の間は互いに接触しなくなる。

図１２に示すように、ブームセクション１５３及び１５４が軸方向に整列していない場合、コネクター１７０及び１８０はそれでも互いに結合されており、主ピンを延長部１７１、１７２、１７３、１８１及び１８２内の開口部に通して挿入することができる。その後、ブームセグメントを主ピンの回りで枢動させた際、他のコネクター上の第２の整列面１８４がガイドピン１７４と接触して、ブームセグメントが整列する点で枢動を停止させる。このように、１組のコネクターで整列面を提供するものと同じ構造体が、ブームセグメント上の他のコネクターでストップ面を提供する。

下部弦材１６３は、上部弦材１６１上のコネクター１７０及び１８０と同じ形状を有するコネクターを備えるが、図１５に示すように、これらのコネクターは鏡像様式で設置されている。上部弦材１６１のコネクター上の第１の整列面１７４及び第２の整列面１８４は、下部弦材のコネクター上の第１の整列面１７４及び第２の整列面１８４に対してコネクターの逆側に存在する。上部弦材のコネクター上の第１の整列面及び第２の整列面は下部弦材と対面し、下部弦材のコネクター上の第１の整列面及び第２の整列面は上部弦材と対面する。

第２の実施形態のコネクターも、組立式のブーム部材を接続し、その後、完全な９０°の角度にわたって旋回させることを可能にする。ブームセグメントがその整列した位置から９０°の角度にある場合でも、延長部を通る開口部を整列させ、ピンを挿入することができる。もちろん、この位置では、第１及び第２の整列面は互いに接触しない。図１２または１３のどちらかに示すように、ブームセグメントを整列していない配置から組立てる場合、通常は以下のステップが起こる。第１のブームセグメント１５３上の２つのコネクター１７０が第２のブームセグメント１５４上の２つのそれぞれのコネクター１８０と嵌合して２対の嵌合コネクターを形成するが、２つのセグメントの長手方向の軸線１４１が整列していないように、２つのブームセグメントを一緒にする。それぞれのセグメント上の残りのコネクターは結合していない。次に、主ピンを嵌合コネクターの両方の対の開口部に通して挿入する際に、嵌合コネクターを枢動接続で一緒に止める。その後、２つのセグメント１５３及び１５４を、第１のセグメントの結合していないコネクター１５３上の第１の整列面が第２のセグメントの結合していないコネクター１５４上の第２の整列面と接触するまで、枢動接続の回りで互いに対して枢動させる。その後、以前に結合させていないコネクターをそのそれぞれの嵌合したコネクターにピン止めする。この配置により、ブームセクションが上部または下部のブーム接続のどちらかの回りで「バックベンド」することが可能となる。ブームセクションを挿入した上部または下部のピンのどちらか旋回可能に係合させることができ、その後、セグメントが整列している位置まで枢動させ、反対側のコネクターをピン止めすることができる。

また、ブームセグメントは、略整列した位置に一緒にしてもよく、上部及び下部の弦材上のコネクターがほぼ同時に互いに接触する。コネクターの好ましい形状では、ブームセクションが一緒になる際に正確に整列していない場合は、延長部１８１及び１８２の外側の旋回半径がピン１７４と係合し、コネクターがピン１７４の回りを滑ることを強制し、これにより、ブームセグメントが、係合部材と上方及び下方の組のコネクターの両方上の第２の整列面とが完全に係合している場合に、コネクター内の延長部を通る開口部が第１及び第２の嵌合したコネクター内のすべての延長部の開口部に主ピン通して挿入することができるように整列されているような、適切な整列へと促されることを理解されたい。

本発明の第２の実施形態では、ブーム上の圧縮荷重は、第１及び第２のコネクターを一緒に保つ主ピン内でせん断力を生じる。圧縮荷重は、主ピンのそれぞれの４つのせん断面によって伝達され、これは、二面せん断接続のみを備えるシステムと比較してこれらのピンの直径が減少することを可能にする。

両実施形態の利点の１つは、共通の鋳型を使用してブームセグメントの同じ端部上の４つのコネクターすべてを作製できることであり、これは製造を簡素化する。好ましい製造プロセスでは、鋳型を事前に機械加工し、その後、弦材部材に溶接する。その後、弦材部材をブームセグメントへとアセンブルし、その後、コネクターの最終機械加工を行う。この手順により、大きなブームセクションの溶接及び機械加工による変形の心配をせずに、コネクターの最終形状を作製することが可能となる。

図に示した本発明の好ましい実施形態以外に、他の実施形態も企図される。たとえば、図は、コネクターの４つすべてが、ブームセグメントの所定の端部上に同じ数の延長部を有するものを示す。しかし、セグメントの一方の端部ではコネクター７０を上部弦材で使用し、コネクター８０を下部弦材で使用し、セグメントの逆の端部上では、コネクター８０が上部弦材上にあり、下部弦材がコネクター７０上にあることができる。２つのセグメントを一緒にした際、同じ整列していない及び整列した結合操作を使用することができる。

本発明の別の利点は、非常に高容量のブームに特に有用である。コネクターは主に大きな圧縮荷重のために設計されているが、接続によって、コネクターが引張荷重に対処することが必要な場合があり得る。開口部に通すピンはこれらの引張荷重に対処することができる。

本発明の装置は様々な実施形態の形態で組み込むことができ、その数個のみを上に例示及び記載したことを理解されたい。本発明は、その精神または本質的な特徴から逸脱せずに、他の形態で具現化し得る。たとえば、４本の弦材を備えたブームセグメントを記載したが、本発明は、３本の弦材を有する、または４本より多い弦材を有するブームセグメントで使用することができる。上部及び下部のコネクターの両方が係合部材及び第２の整列面を有する代わりに、これらを１組のコネクターにのみ使用することができ、他のコネクターは当分野で知られているような単純なコネクターのみを有する。記載した実施形態は、すべての観点において、例示的であり制限するものではないとみなされ、したがって、本発明の範囲は前述の説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の等価の意味及び範囲内にある変更は、その範囲内に包含されるものである。

Claims (1)

1. ブームセグメント接続システムを備えたブームを有するクレーンであって、前記クレーンは下部構造体上に旋回可能に搭載された上部構造体を有し、前記上部構造体は吊り荷吊り上げウィンチを含み、前記ブームは：
   ａ）それぞれが長手軸線ならびに第１及び第２の端部を有する少なくとも第１及び第２のブームセグメントであって、前記第１のセグメントの前記第２の端部が前記第２のセグメントの前記第１の端部と結合しているブームセグメントと；
   ｂ）前記第２のセグメントの前記第１の端部にある少なくとも１つの第２のコネクターと個々に結合する、前記第１のセグメントの前記第２の端部にある少なくとも１つの第１のコネクターと；
   を有し、
   ｃ）第１及び第２のコネクターは、それを通る開口部を有する少なくとも１つの延長部をそれぞれが有し、前記開口部は前記長手軸線と垂直な軸線を有して、前記ブームセグメントが整列している場合に、結合する第１及び第２のコネクターのすべての開口部が整列するようにされており、；
   ｄ）前記少なくとも１つの第１のコネクターは第１の整列面を有し、前記少なくとも１つの第２のコネクターは第２の整列面を有し；
   ｅ）前記第1及び第２の整列面は、前記第１及び第２のコネクターをブームの組立中に接合する際に、前記ブームセグメントが軸線方向に整列していない場合でも、前記整列面が協働して、前記ブームセグメントを、テーパー付きの主ピンを前記第１及び第２の結合コネクターの延長部の開口部に挿入することができるように、コネクターの延長部を通る開口部が十分に整列している相対位置へ強制するようにされている、クレーン。

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