JP3857316B2

JP3857316B2 - 可変ゲージの可動部品ロック装置

Info

Publication number: JP3857316B2
Application number: JP53113697A
Authority: JP
Inventors: ガリグナニ、ルイギ
Original assignee: キャタピラー・インク
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: CA2247872A1; IT1285573B1; WO1997031813A1; EP0883543A1; ITBO960095A1; DE69720977D1; DE69720977T2; JP2000506096A; EP0883543B1; ITBO960095A0; CA2247872C; US6145610A

Description

技術分野
本発明は、履帯型下部構造体及び道路上及びオフ道路を車輪で移動する自己推進機械の可変ゲージ（可変軌間）のゲージを、変更するために設けられた構造の可動部品を互いにロックする装置に関する。
背景技術
異なる機械に適用される下部構造体の構成においては、ゲージ（軌間）の変更は、下部構造体を適当な油圧手段により作動される入れ子式の横方向ビームを有するように形成することにより達成される。従来知られている解決方法は、典型的な２つの構造に分類される。
第１のよく使用される構造は、横方向ビーム（クロスビーム）の外側に位置している油圧シリンダ手段により、下部構造体の２つのトラック（履帯）を互いに近付く方向あるいは離れる方向に独立して制御可能な、入れ子式横方向ビームを提供する。このケースでは、横方向ビームの入れ子式の運動は下部構造体の対応する側部に互い違いに発生する。その結果、質量の不規則な分配のために、構造的な不均衡が発生し、下部構造体全体の安定に影響を及ぼして、例えば履帯型クレーンのようなある種のリフト装置においては許容できない重大な結果を引き起こすことがある。
この構造では、ゲージを狭くしたりあるいは広くしたりする操作は通常手動で行われ、どのような場合にも、移動限界及び調整装置は手動で操作されるか、あるいは弁なしで且つ完全に伸長した作業位置では構造体の可動部品をロックする保証なしの、インターロック制御により操作される。
第２の構造は、いわゆる機械的に統合されたリフト装置向けに特に設計されたものであり、履帯同士を連結する入れ子式横方向ビーム中で作動する可変ゲージを制御するためのシリンダを提供する。この構造は、作業中に下部構造体のゲージに幾何学的な変動がないのを保証するために、ロックピンを係合することを特徴とするものであり、ロックピンの係合及びその制御は両方とも手動で行われる。
発明の開示
本発明の目的は上述した不利益を除去することである。本発明は、製作するのが簡単で、遠隔操作され、機構を構成する部品が損傷を受けたときに作動する負型（負帰還型）の制御を具備した、入れ子式運動を案内するための装置を使用することによりこの問題を解決する。下部構造体のゲージを変化させるために使用される全ての構成部品が支持構造の中に設けられている、統合的構造ロック装置が提供される。これらの構成部品は、下部構造体を具備した機械の使用の間、いかなる相対運動をも防止するようにロックされる。最後に、機械操作の間に機械の安定性を損なわないようにこれらの構成部品は対称的に分配される。
本発明の主な利点は、ゲージの広さの制御及び調整のために外部部材を設けることを回避できるという点である。
更に本発明は、機械全体の精度の喪失あるいは安定性の喪失を引き起こして、それゆえに安全性を減少させる構造的構成部品の間の遊びを補償する。
他の顕著な操作上の利点は、何らの手動操作の必要性なく、ゆえに地上からの操作の必要性なく、全ての制御操作が運転室のオペレータにより直接実行できる点である。特に、機械が移動している間でも構造的構成部品の幾何学的配置を常に調整することができる。この点が本発明の非常に顕著な操作上の改良である。
更に、手動介入は入れ子式のスライド運動の遊びの調整のみに限定されており、これはプログラムされていても一般的に間欠的なメンテナンス操作であり、ゲージの変化に関連したコマンド及び制御シーケンスに操作上大きな影響を及ぼさないので、このことは更に操作上の利点となっている。
最後に強調すべきは、本発明のシステムは、構成部品の機械的強度特性に何ら影響を与えることなく、その機能を達成するという点である。
本発明のその他の特徴は以下の請求項の内容から明らかであり、本発明の利点は実施形態を図示している添付図面を参照して説明した発明の詳細な説明からより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の好ましい実施形態の概略平面図；
図２は本発明の正面図；
図３は図１のIII−IIIに沿った断面図；
図４は図１のIV−IVに沿った断面図；
図５及び図６は本発明の変形実施形態の概略平面図；
図７はいくつかの構成部品が断面された本発明の更に他の実施形態を示す正面図；
図８は図５の一部分の詳細を示す拡大断面図；
図９は図５のIX−IX線に沿った断面図；
図１０は図３に示された本発明の変形実施形態の断面図である。
発明を実施するための最良の形態
図１を参照すると、可変ゲージの装軌式下部構造体１８又は車輪で移動する機械のゲージ（軌間）を変更するために提供される構造の可動部品を、互いにロックする装置に関連した本発明が示されている。例えば、下部構造体１８は建設現場で使用される自走型機械に使用されるものであり、支持ガイド１２上を移動可能なフレーム６を担持した横方向ビーム３を含んだ、トラック２の連結構造を有している。
トラック２の間のビーム３は、ビーム３中に収容された入れ子式シリンダ５の作動によりガイド７，１０ａ，１０ｂ中を相対的に移動可能なように、互いに入れ子式にスライド可能な管状ビーム要素３ａ，３ｂから構成されている。入れ子式シリンダ５は、下部構造体１８のゲージを変更するのに必要である互いに伸長あるいは収縮を引き起こすように、その端部５ａ，５ｂ又は３３で回動可能に連結されている。
下部構造体１８の移動方向Ｘに沿ってフレーム６の前部及び後部に位置している支持ガイド１２は、環状端部プレート１１が両方のトラック２に当接することにより最小ゲージ幅を画成する。この環状端部プレート１１は更に、負荷を３６０°に渡り分散することにより機械全体の安定性に寄与する。
図１、図５及び図６においては、本発明装置の技術的特性をよく示すために、一方のトラック２が完全に伸長され、他方のトラック２が完全に収縮された状態の下部構造体１８が示されている。
入れ子式シリンダ５はその端部５ａ，５ｂ又は３３でビーム要素３ａ，３ｂに対して枢軸旋回可能であり、遊びを許容するために垂直面内で小さな振幅で枢軸旋回振動（ピボット振動）をする。
即ち、本発明装置は、ビーム要素３ａ，３ｂの相対スライド運動を引き起こし、ビーム要素３ａ，３ｂの伸びを制限し、下部構造体の望ましいゲージが達成されたときビーム要素３ａ，３ｂをロックするように入れ子式シリンダ５を制御する遠隔制御装置３０を具備したデバイス１を含んでいる。本発明装置は更に、フレーム６の支持ガイド１２と横方向ビーム３との間に作動的に配置された、好ましくは手動で作動される遊びを補償する装置（機構）４を含んでいる。
このケースの遠隔操作装置３０は、入れ子式シリンダ５を制御する通常の油圧制御装置から構成される。
本発明装置は更に、ビーム要素３ａ，３ｂの伸びを制限する統合されたリミット停止手段１０，７；３１，３２と、望ましいゲージ配置でビーム要素３ａ，３ｂに機械的に干渉するロック手段１０ｃ，７ａ，７ｂ；２５ａ，２５ｂ，１４を有している。
ビーム要素３ａ，３ｂ（図１及び図３）の長さを制限するリミット停止手段は、ビーム要素３ａ，３ｂの対向する壁により形成された一対のスロット１０ａ，１０ｂにより構成され、最小ゲージと最大ゲージの間の距離に等しい長さを有しているガイド１０を提供する。下部構造体１８の中間部分に取り付けられた干渉要素７がスロット１０ａ，１０ｂに常に係合している。ビーム要素３ａ，３ｂが伸長運動をした結果、ビーム要素３ａ，３ｂがフレーム６に対して相対運動をすると、干渉要素７がビーム要素３ａ，３ｂの移動限界として作用しているスロット１０ａ，１０ｂの両端９０の一方又は他方にくることになる。これにより、ビーム要素３ａ，３ｂのロックが作動可能な最小ゲージ幅又は最大ゲージ幅が達成されたことを、入れ子式シリンダの遠隔制御装置３０に指摘するのが可能となる。
図１及び図３に示された望ましい実施形態では、ビーム要素３ａ，３ｂを機械的にロックする装置８を使用する。第２遠隔制御装置８０を通してロック装置８を操作すると、入れ子式シリンダ５により既に間接的に達成されている横方向ビーム３のロックを完了する。
この補助的な操作は、機械のいかなる作動状態においても下部構造体１８の幾何学的安定性を機械的に保証するという利点を有している。
ロック装置８は、ビーム要素３ａ，３ｂの内側に形成された穴２５ａ，２５ｂと相互作用する、下部構造体１８の中間部分に配置された干渉要素１４を含んでいる（図１及び図３）。干渉要素１４は、ビーム要素３ａ，３ｂの穴２５ａ，２５ｂ内に挿入されてゲージの変化を引き起こす相対運動を防止する第１作動位置と、ビーム要素３ａ，３ｂが自由にスライド可能で数多くの作業条件に応じて下部構造体１８の望ましいゲージを許容する伸長位置との間で、第２遠隔制御装置８０により移動可能である。
好ましくは、干渉要素１４は１つの安定位置を有している。この目的のために、ロック手段の非作動状態において、横方向ビーム３ａ，３ｂ中の穴２５ａ，２５ｂと干渉要素１４が常に係合するように、干渉要素１４と関連してスプリング１３が設けられている。
上述したロック手段の実施形態によれば、ロック装置８を下部構造体１８で保護された位置のビーム部材３の間に配置することができる。
図１０に示されているロック手段の実施形態においては、ロック装置８は下部構造体１８の中間部分に配置された干渉要素３５を含んでいるが、下部構造体１８の上部から容易にアクセスできる必要性から前の実施形態と異なる位置に干渉要素３５は設けられている。このケースの場合には、干渉要素３５はネジ１０１によりフレーム６と係合し、ビーム要素３ａ，３ｂに形成された穴３６と相互に作用する。干渉要素３５は既に説明された図３の干渉要素１４と同様に作用するが、このケースの場合にはオペレータが直接手動により操作することができる。
ロック手段の代替実施形態が図５に示されている。この実施形態はスロット１０ａ，１０ｂが使用されるときに、入れ子式の伸びを制限する手段と一体化されている。
スロット１０ａ，１０ｂは円弧状端部９０とこれらの円弧状端部９０に連通する長方形状中央部分１０ｃを有しており、円弧状端部９０は中央部分１０ｃより広く形成されている。このケースの場合には、図８に示されている干渉要素７はスロット１０ａ，１０ｂの中央部分１０ｃと両端部９０にそれぞれ対応する形状の異なる幅の部分７ａ，７ｂを有している。干渉要素７は、リミットストップとして作用するスロット１０ａ，１０ｂの中央部分１０ｃに沿って自由にスライド可能な状態から、中央部分１０ｃの寸法的干渉により干渉要素７が両端部９０に係合したままである、スロット１０ａ，１０ｂの両端部９０に位置付けされる前の状態から角度的に回転した状態に、例えば手動制御により回転可能である。
入れ子式伸びを制限する手段の他の実施形態が図５及び図６に示されている。制限手段は２つのビーム３の間の位置でトラック２から水平方向に伸長する２つの剛体ロッド３１から構成される。２つのロッド３１は互いに整列しており、対向自由端部９４は横方向要素９５を担持して両ビーム３の中間部分の下部構造体１８上に位置付けされている。最小ゲージ状態においては、横方向要素９５は互いに接触する。しかし、最大ゲージ状態においては、横方向要素９５はフレーム６に当接する。このように作動することにより、ロッド３１はビーム要素３ａ，３ｂの入れ子式伸びのリミットストップとして作用する。
図６に示されたロッド手段の変形例として、下部構造体１８の外側に二対のロッド３２を設けてもよい。このケースでは、ピン９３がロッド３２に形成された対応する穴９２中に下部構造体１８の外側から手動で挿入される。
図９に示されているように、相対的入れ子運動のガイド１０を形成するようにビーム要素３ａ，３ｂを対応形状に形成することにより、図３のスロット１０ａ，１０ｂを設ける必要なくしてビーム３の入れ子式伸びを達成することができる。
ビーム３に開口した両端３ｄを形成するのが望ましい。入れ子式の伸びを制限する機能は、ロッド３１又は３２をこのようにして形成されたビーム３と関連付けることにより達成される。このような組み合わせは、下部構造体１８又は下部構造体が装備された機械を道路上又は鉄道で輸送するときに課される全体的なサイズ及び形状の限定に適合させるために特に有用である。特にこのケースでは、下部構造体１８がビーム３を有するフレーム６と、２つのトラック２からなる少なくとも３つの分離した部品に分解できるように、開口端部を有するビーム３は入れ子式シリンダ５の離脱を許容するという利点を有している。
入れ子式シリンダ５のメンテナンスの目的のためにも有利である分解操作は、図７に示されているようにビーム３に連結されている入れ子式シリンダ５の端部３３を開口形状にすることにより更に容易となる。
遊び補償装置４は、入れ子式の伸びＺの方向を横切る方向に互いに押し付けるように、ビーム要素３ａ，３ｂの間に配置されたジャム手段を含んでいる。
ジャム手段は、ビーム３を横切る第１方向Ｘに互いに押し付けるように、ビーム要素３ａ，３ｂの間に配置された一対のくさび１６，１７から構成される。
更に、一方のくさび１７はビーム３を横切る第２方向Ｙにビーム要素３ａ，３ｂを互いに押し付けるための突起１９を有している。
くさび１７は、スラスト要素１５を具備しビーム３の外側から手動により操作される他のくさび１６から必要な力を受けて、上述した機能を達成する。
ジャム手段は環状端部プレート１１に対応する位置、即ちビーム３がくさび１６及び１７によりビーム３の壁に印加された局所的な力に対向するために特に有効な強度を有しているところに配置されている。
スラストくさび１６の操作は、調整の目的のために間欠的に手動で達成される。しかし、装置中に更なる遊び補償の必要性が生じた場合には、遊び補償装置４はビーム４をロックする装置としても使用可能であり、例えば、第２遠隔制御装置８０により同様に容易に自動化することができる。
産業上の利用可能性
装置の部品をロックする操作は以下のシーケンスで発生する。
ロック手段の係合が解除される。その結果、ロック手段はビーム要素３ａ，３ｂの相対運動をもはや防止することはできない。
遠隔制御装置３０が入れ子式シリンダ５の移動を調整し、その結果ビーム要素３ａ，３ｂが移動する。
ビーム要素３ａ，３ｂがガイドされて、有用なゲージの拡大行程あるいは縮小行程を決定する。
一度入れ子式運動が完了すると、ロック手段がビーム要素３ａ，３ｂの係合位置に再び挿入される。
もし必要ならば、第２遠隔制御装置８０を対応して作動することにより、遊び調整装置４が作動されてビーム要素３ａ，３ｂを更にロックする。
本発明の数多くの修正及び変形が可能であるが、これらは全て本発明の範囲内に入るものである。更に、全ての詳細事項は技術的な均等要素に置き換えることができる。
実施において、本発明の修正及び／又は改良を行うことは明らかであるが、これらはすべて以下の請求の範囲内に入るものである。

Claims

下部構造体(18)が支持ガイド(12)上に取り付けられたフレーム(6)により支持されている中間ビーム(3)により連結されたトラック(2)を含んでいる、可変ゲージ下部構造体(18)のゲージを変更するための構造をロックする装置であって、
それぞれ互いに入れ子式に取り付けられた一対のビーム要素(3a，3b)を有する、各支持ガイド(12)中に移動可能に取り付けられた一対のビーム(3)と；
それぞれ端部(5a，5b)がビーム要素(3a，3b)に固定され、各ビーム(3)中に取り付けられた一対の入れ子式シリンダ(5)と；
下部構造体の望ましいゲージが達成されたとき、少なくともビーム要素(3a，3b)をロックする手段(8，14，25a，25b)とを具備し；
前記各ビーム(3)は開口端部(3d)を有しており、
前記入れ子式シリンダ(5)は前記ビーム(3)から迅速に取り外し出来るように開口形状の固定端(33)を有していることを特徴とする可変ゲージ下部構造体(18)のゲージを変更するための構造をロックする装置。
前記少なくともビーム要素(3a，3b)をロックする手段(8，14，25a，25b)は機械的干渉により作動され、ロックする装置はビーム要素(3a，3b)の入れ子式伸びを制限し、ビーム要素(3a，3b)のロックを作動可能な最小又は最大幅が達成されたことを指摘可能な制限手段(31，32)を有していることを特徴とする請求項１記載の装置。
前記制限手段はビーム要素(3a，3b)の対向する壁中に形成された一対のスロット(10a，10b)と、スロット（10a，10b)と係合し下部構造体(18)の中間部分により担持された干渉要素(7)を有しており、干渉要素(7)は最小及び最大ゲージのときにスロット(10a，10b)の両端部(90)と反応することを特徴とする請求項２記載の装置。
少なくとも１つのスロット(10a，10b)はその端部(90)の幅よりも狭い幅の中央部分(10c)を有する形状をしており、干渉要素(7)はスロット(10a，10b)の中央部分(10c)及び端部(90)にそれぞれ対応した形状の異なる幅の部分(7a，7b)を有しており、干渉要素７はスロット(10a，10b)の中央部分(10c)に沿って自由にスライド可能な状態から前の位置に対して回転され中央部分(10c)との寸法干渉によりスロット(10a，10b)の端部(90)に保持される状態との間で回転可能であることを特徴とする請求項３記載の装置。
前記制限手段(31，32)はビーム(3)の間の下部構造体(18)上に位置し、トラック(2)から水平方向に突出し互いに整列して配置され、自由端(94)が対向する少なくとも２つの剛体ロッド(31)を有しており、該ロッド(31)は、端部がビーム要素(3a，3b)の入れ子式運動のために停止すると、互いに及びフレーム(6)と相互作用するように適合した横方向要素(95)を具備していることを特徴とする請求項２記載の装置。
ロッド(31)はビーム(3)の間の下部構造体(18)上に配置されていることを特徴とする請求項５記載の装置。
前記制限手段は下部構造体(18)の外側に配置されたロッド(32)と、ロッド(32)の対応する穴(92)中に挿入されるピン(93)とを有していることを特徴とする請求項２記載の装置。
ロック手段はビーム要素(3a，3b)中に形成された穴(25a，25b，36)と、下部構造体(18)に位置付けされた干渉要素(14，35)を含んでおり、前記干渉要素(14，35)はビーム要素(3a，3b)の穴(25，25b，36)中に挿入されて相対的なゲージ変更運動を防止する第１作動位置と、ビーム要素(3a，3b)が自由にスライドして下部構造体(18)のゲージの変化を引き起こす伸長位置との間で移動可能であることを特徴とする請求項２記載の装置。
ロック手段は更に第２遠隔制御装置(80)により作動されるアクチュエータ(8)を含んでいることを特徴とする請求項８記載の装置。
ロック手段は、該ロック手段が非作動状態のときロック手段がビーム要素(3a，3b)の穴(25a，25b)中に挿入されているのを保持するために、干渉要素(14，35)と関連したスプリング(13)を含んでいることを特徴とする請求項８記載の装置。
遊び補償装置(4)は、入れ子式運動Ｚの方向を横切る方向に互いに押し付け合う、ビーム要素(3a，3b)の間に配置されたジャム手段(16，17)を含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
ジャム手段はビーム(3)を横切る第１横方向Ｘに互いに押し付け合うように、ビーム要素(3a，3b)の間に配置された一対のくさび(16，17)から構成されることを特徴とする請求項１１記載の装置。
一対のくさびの一方(17)はビーム(3)を横切る第２方向Ｙにビーム要素(3a，3b)を互いに押し付け合うように適合した突起(19)を有していることを特徴とする請求項１２記載の装置。
一対のくさびのうち一方のくさび(16)はビーム(3)の外側から作動可能なスラスト要素(15)を有していることを特徴とする請求項１３記載の装置。
スラスト要素(15)はマニュアル作動されることを特徴とする請求項１４記載の装置。
ジャム手段は前記環状端部プレート(11)に対応し配置されていることを特徴とする請求項１３記載の装置。