JP2019202850A

JP2019202850A - 揺動接続構造及びクレーン

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Publication number: JP2019202850A
Application number: JP2018098823A
Authority: JP
Inventors: 章小矢畑; Akira Koyabata
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2019-11-28
Anticipated expiration: 2038-05-23
Also published as: DE102019113622A1; US20190359456A1; JP6801692B2; US11046560B2

Abstract

【課題】本発明は、第１部材に第２部材を容易に着脱することができる揺動接続構造を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に係る揺動接続構造は、第１部材に第２部材を揺動可能に接続する構造であって、上記第１部材が上記第２部材の揺動中心を定める揺動軸を有し、上記第２部材が、先端側に開口し、上記揺動軸を受け入れる凹部と、側面に回動可能に設けられ、上記凹部に受け入れた上記揺動軸の端部を挿入可能な固定穴が形成された固定部材とを有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、揺動接続構造及びクレーンに関する。

第１部材に対して第２部材を揺動可能且つ分離可能に接続する場合、第１部材の接続部及び第２部材の端部にそれぞれ接続穴を形成し、これらの接続穴に揺動軸（ピン）を挿入する揺動接続構造が広く採用されている。

このような揺動接続構造は、重量物の接続にも適用される。例えばクレーン本体にマストを揺動可能に取り付ける場合、クレーン本体の旋回体が第１部材であり、マストが第２部材である。このように重量が大きい第１部材に重量が大きい第２部材を接続する場合、第１部材に対して第２部材の端部を位置決めする作業が容易ではない。また、このような場合には使用される揺動軸も重量物となることがあり、第２部材の第１部材への接続はさらに困難な作業となり得る。

これに対して、特許第５１８８３４９号公報には、第１部材に上側が開放されるＵ字溝を形成し、第２部材の端部に予め揺動軸を取り付けておき、この揺動軸を上方からＵ字溝に挿入するよう構成すると共に、揺動軸に回動可能に取り付けられる固定部材を設けておき、固定部材の先端部と第１部材とを貫通するようピンを挿入することで、揺動軸がＵ字溝から脱離することを防止する揺動接続構造が提案されている。

上記公報に記載の構成では、揺動軸に固定部材が取り付けられており、揺動軸を上方からＵ字溝に挿入する際に固定部材が揺動軸から下方に垂れ下がって接続作業を阻害するおそれがある。また、固定部材は、接続作業時に第１部材に隣接するよう第２部材の内側で揺動軸に取り付けられるため、固定部材を第１部材にピン留めする作業は、吊り上げた第２部材の下で行う必要があり、安全上好ましくない。

特許第５１８８３４９号公報

上記不都合に鑑みて、本発明は、第１部材に第２部材を容易に着脱することができる揺動接続構造及びクレーンを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る揺動接続構造は、第１部材に第２部材を揺動可能に接続する構造であって、上記第１部材が上記第２部材の揺動中心を定める揺動軸を有し、上記第２部材が、先端側に開口し、上記揺動軸を受け入れる凹部と、側面に回動可能に設けられ、上記凹部に受け入れた上記揺動軸の端部を挿入可能な固定穴が形成された固定部材とを有することを特徴とする。

当該揺動接続構造は、上記第１部材が上記第２部材の揺動中心を定める上記揺動軸を有し、上記第２部材が上記揺動軸を受け入れる上記凹部を有することによって、上記揺動軸を軸方向に抜き挿しすることなく、上記凹部を上記揺動軸に径方向に係合させて上記第１部材に上記第２部材を容易に接続することができる。また、当該揺動接続構造は、上記第２部材の側面に回動可能に設けられる上記固定部材の固定穴を上記揺動軸の端部を係合させることにより、上記揺動軸が上記凹部の開口側に相対移動できないようにして、上記第２部材の上記第１部材からの脱離を防止することができる。

当該揺動接続構造において、上記第１部材が上記揺動軸を保持する一対の第１突部を有し、上記第２部材が上記一対の第１突部の間に挿入される第２突部を有し、上記凹部が上記第２突部に形成されてもよい。このように、上記第１部材が上記揺動軸を保持する一対の第１突部を有することによって、上記揺動軸の保持が容易且つ確実となる。また、上記第２部材が上記一対の第１突部の間に挿入される第２突部を有し、上記凹部が上記第２突部に形成されることによって、上記一対の第１突部によって上記第２突部を挟み込んで上記揺動軸の軸方向に位置決めすることができる。また、上記凹部が上記第２突部に形成されることによって、上記第２突部の上記揺動軸の軸方向の位置決めと第１部材に対する接続とを１箇所で行うことができるので、第１部材に第２部材を容易に接続可能としながら接続の精度を向上することができる。

当該揺動接続構造において、上記第２部材が上記固定部材を上記凹部と反対側に回動した状態で保持する保持部を有してもよい。このように、上記第２部材が上記固定部材を上記凹部と反対側に回動した状態で保持する保持部を有することによって、上記揺動軸に上記凹部を係合させる作業中に上記固定部材が邪魔になることを防止できる。

当該揺動接続構造において、上記第２部材が上記固定部材の上記揺動軸の軸方向の移動端を定めるスペーサーを有してもよい。このように、上記第２部材が上記固定部材の上記揺動軸の軸方向の移動端を定めるスペーサーを有することによって、上記固定部材の上記固定穴を上記揺動軸の端部に係合させる作業が容易となる。

当該揺動接続構造において、上記第２部材がその側面に上記揺動軸と平行に突設される支持軸を有し、上記固定部材が上記支持軸に軸方向に摺動可能に取り付けられてもよい。このように、上記第２部材がその側面に上記揺動軸と平行に突設される支持軸を有し、上記固定部材が上記支持軸に軸方向に摺動可能に取り付けられることによって、上記固定穴を上記揺動軸の端部に対して正確に軸方向に係合させることができる。このため、上記固定穴と上記揺動軸との遊びを小さくし、上記第１部材と上記第２部材との相対位置をより正確に保持することができる。

また、本発明の一態様に係るクレーンは、上記揺動接続構造を備える。当該クレーンは、上記揺動接続構造を備えることによって、分解及び組み立てが容易である。このため、当該クレーンが比較的大きく、分解して搬送し、作業現場において組み立てる必要がある場合に、特に現場での分解及び組み立て作業を効率化することができる。

当該クレーンにおいて、上記第１部材が下部走行体の上に水平回転可能に設けられる上部旋回体であり、上記第２部材がマストであってもよい。このように、上記第１部材が下部走行体の上に水平回転可能に設けられる上部旋回体であり、上記第２部材がマストであることによって、上記マストを上記上部旋回体に容易に着脱できるため、当該クレーンの分解及び輸送が容易となる。

以上のように、本発明に係る揺動接続構造は、第１部材に第２部材を容易に着脱することができる。

本発明の一実施形態のクレーンを示す模式的側面図である。図１のクレーンの揺動接続構造（マスト接続部）の模式的側面図である。図２の揺動接続構造の模式的平面図である。図２の揺動接続構造の分離状態を示す模式的斜視図である。図４の第２部材を示す模式的斜視図である。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。

［クレーン］
図１に、本発明の一実施形態に係るクレーンを示す。このクレーンは、それ自体が本発明の一実施形態である揺動接続構造１を備える。

図示するクレーンは、自走可能な下部走行体２と、この下部走行体２の上に水平回転可能に設けられる上部旋回体３と、上部旋回体３の前部に前後に揺動（起伏）可能に取り付けられるブーム４と、上部旋回体３のブーム４の取り付け部の後方に近接して当該揺動接続構造１によって前後に揺動（起伏）可能に取り付けられるマスト５と、ブーム４の先端部とマスト５の先端部とを接続するガイライン６と、上部旋回体３の後部に設けられ、起伏ロープＲｄによりマスト５を起伏させる起伏機構７と、ブーム４の基端部近傍に設けられ、ブーム４の先端部から垂下され、吊り荷を吊り上げる吊りロープＲｈを巻き取る巻上げウインチ８とを備える。

下部走行体２は、走行装置として一対のクローラー９を有する。

上部旋回体３は、ブーム４を起伏するために設けられるマスト５及び起伏機構７を支持し、水平方向に回転することによってブーム４が起伏する方向を定める。

ブーム４は、上部旋回体３による水平回転及び上部旋回体３に保持される端部を中心として起伏することにより、吊りロープＲｈを吊り下ろす水平位置を定める。

マスト５は、先端部がガイライン６によりブーム４に接続されることで、ブーム４と一体に起伏する。

マスト５は、例えば角パイプ状体を枠状乃至梯子状に接続して形成することができる。一対の揺動接続構造１は、マスト５の長手方向一方の端部の幅方向両端をそれぞれ上部旋回体３に接続する。マスト５の長手方向他方の端部近傍には、起伏ロープＲｄを折り返す複数のシーブが配設される。

起伏機構７は、マスト５に設けられるシーブに掛け渡される起伏ロープＲｄの長さを調節することによって、上部旋回体３からマスト５の上端部までの距離を変更し、これによりマスト５、ひいてはマスト５とガイライン６で接続されるブーム４を起伏させる。

＜揺動接続構造＞
図２及び図３に示すように、このクレーンでは、一対の揺動接続構造１によって、上部旋回体３にマスト５が接続されている。つまり、各揺動接続構造１は、第１部材として上部旋回体３の一部と、第２部材としてマスト５の一部とを含む。

上部旋回体３は、マスト５の揺動中心を定める揺動軸１０と、この揺動軸１０を水平に保持する一対の第１突部１１とを有する。一対の第１突部１１は、上部旋回体３のフレームに堅固に取り付けられる。一方、マスト５は、揺動軸１０を受け入れる凹部１２が形成され、一対の第１突部１１の間に挿入される第２突部１３を有する。

当該揺動接続構造１は、一対の第１突部１１の間に第２突部１３を挿入し、一対の第１突部１１によって両持ち状態に保持されている揺動軸１０に第２突部１３の凹部１２を係合させることで、上部旋回体３にマスト５を揺動可能に接続する。

このように、つまり、当該揺動接続構造１において、第１部材である上部旋回体３が一対の第１突部１１を有する雌型とされ、第１部材に対して着脱される第２部材であるマスト５が雄型とされている。このように、揺動軸１０を有する上部旋回体３を雌型とし、マスト５を雄型とすることによって、マスト５を組み立て用の補助クレーンを用いて吊り上げて上部旋回体３に係合させる作業が容易となる。

第１突部１１及び第２突部１３は、それぞれ板状に形成することができる。また、第１突部１１及び第２突部１３、特に第２突部１３は、比較的安価に十分な剛性を得るために、中空の箱型構造又は複数の板材を重ね合わせて形成してもよい。なお、「板状」とは、厚さが一定で厚さよりも幅が大きい形状を意味する。

凹部１２は、マスト５の長手方向一端側に開口する。この凹部１２は、奥縁が揺動軸１０の外周に密接する半円状に形成される。マスト５の倒伏状態で、第２突部１３の凹部１２上側の先端部は、下側の先端部よりも突出している。つまり、凹部１２の内縁は、奥縁の上端から延びる上縁が奥縁の下端から延びる下縁よりも長くなっている。

このような構成により、マスト５の上部旋回体３への接続は、補助クレーンによりマスト５を倒伏状態で吊り上げて、凹部１２の上縁を揺動軸１０の上に載置し、揺動軸１０が凹部１２の奥縁に当接するよう押し込むことで、比較的容易に行うことができる。

揺動軸１０の一方の端部は、縮径された小径部１４とされており、この小径部１４が外側の第１突部１１から突出している。

マスト５は、その側面に揺動軸１０に平行に突設される支持軸１５と、この支持軸１５に回動可能且つ軸方向に摺動可能に取り付けられ、上部旋回体３にマスト５を接続した状態で揺動軸１０の小径部１４が挿入される固定穴１６が形成された板状の固定部材１７とを有する。当該揺動接続構造１は、固定部材１７の固定穴１６を揺動軸１０の小径部１４に係合させることによって、凹部１２から揺動軸１０が脱離すること、つまりマスト５が上部旋回体３から外れることを防止する。

また、マスト５は、その側面の支持軸１５を中心に凹部１２に受け入れた揺動軸１０と対称位置に揺動軸１０に平行に突設され、揺動軸１０の小径部１４と径が等しい円柱状の保持部１８とを有する。当該揺動接続構造１は、図４に示すように、上部旋回体３からマスト５を分離した状態で、固定部材１７を凹部１２と反対側に回動させて固定穴１６を保持部１８に係合させることによって、保持部１８により固定部材１７を凹部１２と反対側に回動した状態で保持することができる。

このように、保持部１８によって固定部材１７を保持することで、補助クレーンによりマスト５を吊り上げて上部旋回体３に接続する作業中に固定部材１７が下方に垂れ下がって揺動軸１０を視認しにくくして接続作業を困難にすることや、他の物体に当接して固定部材１７が損傷することを防止できる。

固定部材１７の固定穴１６に揺動軸１０の小径部１４又は保持部１８を抜き挿しするために、支持軸１５は、揺動軸１０及び保持部１８よりも側方に突出している。これにより、固定部材１７を支持軸１５の先端側に移動させることによって、固定部材１７が支持軸１５を中心に揺動軸１０及び保持部１８と干渉することなく回動可能となる。なお、支持軸１５の長さを小さくするために、揺動軸１０の軸方向に揺動軸１０の先端位置と固定部材１７の先端位置とを略等しくすることが好ましい。

固定部材１７は、支持軸１５を中心に回動して揺動軸１０の小径部１４及び保持部１８に抜き挿しする作業を容易にするために、オペレーターが把持するハンドル１９を有することができる。

固定部材１７は、マスト５に固定された支持軸１５に着脱可能に取り付けられていてもよく、分離不能に取り付けられてもよい。また、固定部材１７を支持する支持軸１５がマスト５に着脱可能に取り付けられてもよい。

マスト５は、図５に示すように、固定部材１７の支持軸１５の軸方向内側の移動端を定めるスペーサー２０をさらに有する。図示する例では、スペーサー２０は、支持軸１５の基端側に設けられ、支持軸１５と同軸の大径円柱状であり、支持軸１５と一体に形成されている。このスペーサー２０は、固定部材１７の支持軸１５側の端部の移動範囲を、固定穴１６を揺動軸１０の小径部１４に係合させる適切な位置よりさらに内側に移動できないように制限し、固定部材１７が揺動軸１０及び支持軸１５に対して傾斜することを防止する。

このように、マスト５が固定部材１７の軸方向の移動を制限するスペーサー２０を有することによって、固定部材１７の固定穴１６の揺動軸１０の小径部１４への適切な係合が容易となると共に、上部旋回体３に接続したマスト５の揺動等によって固定部材１７に意図しない力が作用して損傷したり、固定部材１７が支持軸１５、揺動軸１０又は保持部１８にかじり付くことを防止することができる。

また、揺動軸１０の小径部１４、支持軸１５及び保持部１８には、固定部材１７の固定穴１６が挿入された状態で固定部材１７の外側に露出する部分を径方向に貫通し、固定部材１７が抜け落ちることを防止するロックピン２１が挿入されるピン穴２２が形成されている。

ロックピン２１は、揺動軸１０の小径部１４、支持軸１５又は保持部１８を貫通したて外側に露出する先端部に、ロックピン２１自身がピン穴２２から抜け落ちることを防止する例えばスナップピン等の抜け止め部材２３を有することが好ましい。

＜利点＞
上述のように、当該揺動接続構造は、揺動軸１０を軸方向に抜き挿しすることなく、凹部１２を揺動軸１０に径方向に係合させることで上部旋回体３にマスト５を容易に接続することができる。

また、当該揺動接続構造は、マスト５に側面に設けた固定部材１７の固定穴１６に揺動軸１０の小径部１４を挿入することにより、揺動軸１０が凹部１２の開口側に相対移動できないようにして、マスト５の上部旋回体３からの脱離を防止することができる。

さらに、当該揺動接続構造は、マスト５を上部旋回体３に接続する際に、吊り上げられたマスト５（吊り荷）の下で、又はマスト５の下に手を差し込んで作業する必要がなく、全ての作業を吊り荷の平面視外側から行うことができるため、作業効率だけでなく安全性にも優れる。

当該揺動接続構造は、マスト５を上部旋回体３から分離して輸送する際に、保持部１８によって固定部材１７をマスト５に固定することができるため、クレーンを分解して輸送する際に固定部材１７を別途輸送する必要がないので輸送性に優れる。また、保持部１８によって固定部材１７を固定することにより、クレーンを分解して輸送する際にも固定部材１７がマスト５の下方に垂れ下がって作業性を損なうことがないため、マスト５を輸送用のケースに格納又はトレーラーに積載する作業も容易である。

［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。

本発明に係る揺動接続構造は、上部旋回体へのマストの接続に限定されず、任意の第１部材及び第２部材間の揺動可能な接続に広く適用することができる。例として、本発明に係るクレーンにおいても、本発明に係る揺動接続構造は、上部旋回体へのブームの接続、ブームへのジブやストラットの接続等に適用することができる。また、本発明に係る揺動接続構造は、第２部材を第１部材から分離する方向に大きな力が作用しない場所に採用することが好ましい。

本発明に係る揺動接続構造において、スペーサーは省略することができる。また、スペーサーは、固定部材の内面側に設けられてもよく、支持軸と異なる位置に独立して設けられてもよい。特に、固定部材の内面側に支持軸の外周に摺動可能に係合する筒状のスペーサーを設けることによって、固定部材が支持軸に対して傾斜することを防止できる。

本発明に係る揺動接続構造における保持部は、必須の構成ではなく、分離時に固定部材が下方に垂下されるものであってもよく、スリング等を用いて固定部材を凹部と反対側に回動した状態で固定してもよい。また、本発明に係る揺動接続構造における保持部は、固定部材の固定穴に挿入される軸状のものに限定されず、例えば上面に固定部材が載置されるもの等、固定部材を保持できるものであればどのような形態のものであってもよい。

本発明に係る揺動接続構造において、揺動軸、支持軸及び保持部から固定部材が脱離することを防止するための構成としては、ロックピン以外にも、例えばスナップリング、キーパープレート、揺動軸、支持軸及び保持部に螺合するボルト等、任意の構成を採用することができる。

本発明に係る揺動接続構造は、重量物同士を揺動可能に接続する構造、例えばクレーンのマスト、ブーム、ストラット等の接続構造として特に好適に利用することができる。

１揺動接続構造
２下部走行体
３上部旋回体
４ブーム
５マスト
６ガイライン
７起伏機構
８巻上げウインチ
９クローラー
１０揺動軸
１１第１突部
１２凹部
１３第２突部
１４小径部
１５支持軸
１６固定穴
１７固定部材
１８保持部
１９ハンドル
２０スペーサー
２１ロックピン
２２ピン穴
２３抜け止め部材
Ｒｄ起伏ロープ
Ｒｈ吊りロープ

Claims

第１部材に第２部材を揺動可能に接続する構造であって、
上記第１部材が上記第２部材の揺動中心を定める揺動軸を有し、
上記第２部材が、
先端側に開口し、上記揺動軸を受け入れる凹部と、
側面に回動可能に設けられ、上記凹部に受け入れた上記揺動軸の端部を挿入可能な固定穴が形成された固定部材と
を有することを特徴とする揺動接続構造。
上記第１部材が上記揺動軸を保持する一対の第１突部を有し、
上記第２部材が上記一対の第１突部の間に挿入される第２突部を有し、
上記凹部が上記第２突部に形成される請求項１に記載の揺動接続構造。
上記第２部材が上記固定部材を上記凹部と反対側に回動した状態で保持する保持部を有する請求項１又は請求項２に記載の揺動接続構造。
上記第２部材が上記固定部材の上記揺動軸の軸方向の移動端を定めるスペーサーを有する請求項１、請求項２又は請求項３に記載の揺動接続構造。
上記第２部材がその側面に上記揺動軸と平行に突設される支持軸を有し、
上記固定部材が上記支持軸に軸方向に摺動可能に取り付けられる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の揺動接続構造。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の揺動接続構造を備えるクレーン。
上記第１部材が下部走行体の上に水平回転可能に設けられる上部旋回体であり、上記第２部材がマストである請求項６に記載のクレーン。