JP4747166B2 - スイングアーム付きバックアップトング - Google Patents

Description

本発明は、動力式トングのようなパイプ回転装置により別の円筒体の回転に関する軸まわり回転に対して円筒体を固定するために使用される形式のバックアップトング（ｂａｃｋｕｐ ｔｏｎｇ）に関する。より特別には、本発明は、筒状体上の掴み跡を減らすためにスイングアーム上に左側及び右側のヘッドを有するバックアップトングに関する。

過去５０年にわたり、手動式及び動力式のバックアップトングの両者を含む種々の形式のバックアップトングが開発されてきた。特許文献１は、１対のヘッドを円筒体との掴み組合いにしそしてこれから外すように動かすためにカーゴプレートを旋回させる１対の油圧シリンダーを有する油圧作動式のバックアップトングを明らかにする。特許文献２は、１対のアームを、円筒体を掴むように円筒体と組み合わせそしてこれから離れるように旋回させる１対の油圧シリンダーを有するバックアップトングを明らかにする。
米国特許第４，５７４，６６４号 明細書 米国特許第５，７７８，７４２号 明細書

多くのバックアップトングは、円筒体の直径の細い部分のみがバックアップトングの開かれた口の中に差し込まれることを許す形状を持つ。別のバックアップトングは、円筒体を掴む型の限定された円周方向組合せ範囲を提供し、これにより掴んだ際の円筒体を圧すようにしかつ円筒体に掴み跡を付ける可能性のあるトルク拘束用の摩擦面を減らそうとする。旋回する型が、旋回ピン上に反力を集中させ、力は型全部に一様には広がらない。旋回するヘッド又は型は、円筒体の全範囲がヘッド又は型により掴まれるので整列の問題を持つ傾向がある。

別のバックアップトングは油圧シリンダーに対して比較的長い行程を利用し、これによりバックアップトングの総寸法を大きくする設計を持つ。ある種のバックアップトングは、開いた口を閉鎖するためにラッチ機構を使用するが、これは製造が複雑で従って費用が嵩み、更に操縦者による使用が難しい。

従来技術の問題点は本発明により克服され、かつ軸の回転に対して円筒体を固定する方法が以下明らかにされる。

バックアップトングは、動力式トング又はその他のパイプ回転装置による組み合っている円筒体の回転に応答した軸まわり回転に対して円筒体を固定するために使用される。バックアップトングは、左側油圧シリンダー及び右側油圧シリンダーを支持しているトングプレート、並びに円筒体を掴むために一般にバックアップトングプレートの中心線に沿って間隔を空けられた掴みヘッドを備える。左側スイングアーム及び右側スイングアームは、各がそれぞれの左側油圧シリンダー及び右側油圧シリンダーに旋回可能に連結される。左側カム板及び右側カム板は、各がバックアップトングプレート及びそれぞれのスイングアームの一方に支持され、一方では、左側カム従動子及び右側カム従動子の各は、左側カム板及び右側カム板とそれぞれ共働するために、バックアップトングプレート及びスイングアームの他方に支持される。円筒体を掴むために各スイングアームの前方端部に掴みヘッドが設けられる。

本発明の方法により、左側油圧シリンダー及び右側油圧シリンダーは、各がバックアップトングプレート上に支持され、これは更に一般にバックアップトングプレートの中心線に沿って間隔を空けられた掴みヘッドを支持する。この方法は、左側スイングアーム及び右側スイングアームをそれぞれ左側油圧シリンダー及び右側油圧シリンダーに旋回可能に連結することを含む。左側カム板及び右側カム板の各は、バックアップトング及びそれぞれスイングアームの一方に支持され、或いは左側カム従動子及び右側カム従動子の各は、左側カム板及び右側カム板と共働するために、バックアップトングプレート及びスイングアームの他方に支持される。掴みヘッドは、円筒体内で左側スイングアーム及びミスイングアームの各の前方端部に位置決めされる。

バックアップトングプレートが上方バックアップトングプレート及び下方バックアップトングプレートの両者よりなり、左側シリンダー及び右側シリンダーの各が上方バックアップトングプレートと下方バックアップトングプレートとの間に位置決めされることが本発明の特徴である。

左側スイングアーム及び右側スイングアームの各が、バックアップトングプレートの上方に置かれた上方スイングアーム及びバックアップトングプレートの下方に置かれた下方スイングアームを備えることが本発明の別の特徴である。

本発明の更に別の特徴は、ラッチがラッチアーム及びスイングアームに旋回可能に連結されかつシリンダーの作動に応じて左側スイングアームと右側スイングアームとの間の空間を開閉するために動くことができることである。

本発明のなお別の特徴は、バックアップトングプレート及び左側と右側のスイングアーム上の掴みヘッドが、好ましくは刻みの付けられた面を有するアルミニウムの型で形成されることである。これが円筒体に掴み跡の付くことを著しく減らす。型は、少なくも３４０゜の円周方向長さにわたり円筒体と組み合うことが好ましい。

本発明の更に別の特徴は、右側カム板及び左側カム板の各が、円筒体と掴みヘッドとの組み合い中、バックアップトングの中心線と実質的に平行な方向でそれぞれのカム従動子を動かすことである。

本発明のこれら及び更なる特徴は、付属図面を参照しなされる以下の詳細な説明より明らかとなるであろう。

図１は、バックアップトングが掴まれる円筒体の中心線と整列した中心線２２を有する本発明の適切な実施例のためのバックアップトングプレート２０を示す。バックアップトングプレートの左側は、バックアッププレートの中心線２２から横方向外向きに伸びている耳２５上の貫通開口２４を有し、更に同様な開口２６及び中心線２２の右に伸びている耳２７を持つ。開口２４及び２６の各は、動力式トングに固定され下向きに伸びている柱又はその他適切な構造を受け入れ、これにより回転を妨げることなくバックアップを動力式トングに取り付ける。バックアップトングプレート２０にスティンガーアーム２８が固定され、そして本技術の熟練者の認めるように、動力式トングにより加えられるトルクを測定するために適切なロードセルと共働することができる。バックアップトングプレートは、円筒体と掴み組み合いをするためのアルミニウムの型を有する中心ヘッド３０を備える。ヘッド３０及びその上の型はプレート２０上に強固に取り付けられ。円筒体を掴むために続いて説明されるように他方の型と共働する。円筒体を掴むための型３０の円周方向長さは少なくも１６０゜であることが好ましく、そして多くの場合少なくも１７０゜であろう。

油圧シリンダー３２及び３４のような液体作動式の１対のシリンダーがトングプレート２０に取り付けられる。シリンダーロッドの運動は、シリンダーロッドと摺動組み合いするように設けられた適切なシリンダーロッド支持具３６、３８により管理されることが好ましい。各シリンダーロッドは後方のロッドアイ４０、４２内で終わり、これは続いて説明されるように、それぞれのスイングアームに旋回可能に連結される。バックアップトングプレート２０の左側及び右側にカム板４４、４６が取り付けられる。カム板の目的は続いて説明されるであろう。シリンダー駆動用の流体は油であることが好ましいが、他の実施例は空気圧駆動とすることができる。

好ましい実施例においては、１対の実質的に同様な上方及び下方のトングプレートが設けられ、シリンダー３２及び３４の各が上方バックアップトングプレートと下方バックアップトングプレートとの間に位置決めされる。トングプレートへのより強固な連結のために、掴みヘッド３０を下方トングプレートの上方トングプレートの各に取り付けることができる。

図２は１対のスイングアーム５０、５２を示し、これらの各は互いに鏡像的であることが好ましい。各スイングアームの後方端部上のロッド５４、５６はロッドアイ４０、４２の開口内に位置決めすることができ、これにより各シリンダーのロッド端部をスイングアームに旋回可能に連結することができる。スイングアーム５０は、スイングアームの前面又は前端において掴みヘッド６２を更に支持し、そしてスイングアーム５２は同様な掴みヘッド６４を支持する。掴みヘッド６２、６４の各は、刻み付きの同様なアルミニウムの型を有し、そして各掴みヘッド６２、６４は円筒体と組み合うために少なくも８０゜の円周角度を有することが好ましい。アルミニウムは型製作用の比較的安い材料であり、かつ型の掴み面の刻み付けは掴み面に小さい凹みを付け、これは掴んでいる円筒体に跡を付ける傾向はなくかつ円筒体と型との間の回転を防止する効果的な掴み面を作る。

図２は、続いて説明されるカム従動子の位置を示す取付けボルト５８、６０、及び型がパイプと組み合ったときにバックアップトングの開いた口を閉鎖するためにラッチブロック６８と組み合うようにスイングアーム５０に取り付けられた旋回ラッチ６６も示す。

それぞれの流体作動式シリンダーに旋回可能に取り付けられた１対のスイングアームはある用途に対しては満足に作動できるが、多くの用途に対するバックアップトングの好ましい実施例は、バックアップトングプレートの上方に２個及びバックアップトングプレートの下方に２個の４個のスイングアームが設けられるように、上方及び下方の左側及び右側のスイングアームの組合せを備える。更に、上方バックアップトングプレートと下方バックアップトングプレートの両者が設けられる実施例については、上方スイングアームは上方バックアップトングプレートの上方に設けられ、下方スイングアームは下方バックアップトングプレートの下方に設けられる。

図３は、スイングアーム５０、５２が、それぞれの後方端部において、油圧シリンダーのロッド端部のロッドアイ４０、４２に取り付けられた状態の本発明による完全なバックアップトング１０を示す。図３は、大直径の円筒体を受け入れるように口が非常に広く開かれ、かつラッチ６６が開かれた状態の完全開口位置におけるトングを示す。より特別には、ラッチッチアーム７０がスイングアーム５０に連結され、かつ旋回軸６５の周りでラッチ６６に連結される。シリンダーがスイングアームをバックアップトングの中心線に沿って動かすと、図４−６に示されるように、スイングアーム間の口を閉鎖するようにラッチアームが旋回するであろう。ラッチブロックは、ラッチブロックの横方向のスロット内に適合することによりラッチ６６を受け入れるように作動する。

好ましい実施例においては、左側及び右側のカム板４４、４６は、各がトングプレートに取り付けられ、かつそれぞれのスイングアームに取り付けられたそれぞれの駆動されるカム７６、７８を受け入れるための内部のスロット又は溝を持つ。図３は、各がそれぞれのカム板４４、４６のスロット７２、７４の端部にあるカム従動子７６、７８を示す。

図示された実施例については、カム板は、各がバックアップトングプレートに取り付けられ、そしてカム従動子は、各がスイングアームに取り付けられる。別の実施例においては、これら構成要素は逆にされ、左側カム板と右側カム板とは、各が関係の左側スイングアーム及び右側スイングアーム上に支持され、またカム従動子はバックアップトングプレート上に取り付けられる。

実施例は、図４においては、シリンダーが部分的に後退するように駆動され、これによりラッチ６６を部分的閉鎖位置に旋回させ、そしてカム従動子をカム板のそれぞれのスロットに沿って動かす。カム板４４、４６の各スロットは、カム従動子が完全開口位置と一般閉鎖位置との間を動く斜め部分８０、及びバックアップトングの中心線２２と一般に平行に伸びかつカム従動子が完全閉鎖位置に動く直線部分８２を持つ。図５は、斜めスロット８０と直線スロット８２との交点にあるカム従動子７６、７８を示し、これにおいてはトングは実質的に完全閉鎖され、そしてラッチ６６は実質的に閉鎖されている。図６の実施例においては、各カム従動子７６、７８は、スロットの直線部分を更に遠くに動き、そしてこのとき、型は円筒体との完全掴み組み合い状態に動かされる。

左側アーム及び右側スイングアームの各の前方端部に掴みヘッド６２、６４が設けられ、一方、ヘッド３０はバックアップトングプレートの中心線２２に沿って取り付けられる。バックアップトング上の掴みヘッド及び左側スイングアームと右側スイングアームの上の掴みヘッドの組合せが、好ましくは少なく３４０゜の円周方向長さ以上にわたり、より好ましくは３５０゜又はそれ以上の円周方向長さにわたり円筒体と組み合う。バックアップトングプレート上の掴みヘッドは好ましくは少なくも１６０゜の円周方向長さにわたり円筒体と組み合い、更に各スイングアームの前方端部上の各掴みヘッドは少なくも８０゜の円周方向長さにわたり円筒体と組み合うことが好ましい。掴みヘッド６２、６４の各はそれぞれ左側スイングアーム及び右側スイングアームの前方端部に固定支持され、一方、ヘッド３０は１個以上のバックアップトングプレート上に同様に固定支持される。

図７は、バックアップトングの好ましい実施例の側面図を示し、そして上左側スイングアームプレート５０及び下左側スイングアームプレート５０をより明らかに示し、かつ頂部トングプレート２０と底部トングプレート２１との間に挟まれたシリンダー３２も示す。シリンダーロッド支持具３６が頂部及び底部のトングプレート２０、２１の各に固定されて示され、そしてこれはロッドアイ４０で終わるシリンダーのロッド端部を案内する。図７は、ラッチ６６に旋回可能に連結されたラッチリンク７０も示し、これは、一方ではシリンダー３２、３４の作動に応答して旋回して開かれそして閉じられる。

図８はバックアップトングの端面図であり、底部バックアップトングプレート２１に関する頂部バックアップトングプレート２０の適切な大きさをより明らかに示し、更に左側及び右側及び頂部及び底部のスイングアーム５０、５１、５２及び５３も示す。ラッチアーム６６に旋回可能に連結されたラッチリンク７０も示され、これは上方及び下方のラッチブロック６８と共働してラッチ用の静止組合い用の面を提供してスイングアームの前方端部の開口又は展開を防止する。

図９は、本発明により組み立てられたバックアップトングを示し、そして閉鎖位置にある頂部の左側及び右側のスイングアームプレート５０、５２をより明らかに示す。ラッチリンク７０とピン７１との間及びラッチリンク７０とラッチ６６との間の旋回可能な連結も示される。

スイングアームを有するバックアップトングの形状のため種々の直径の円筒体に対して口をより広く開くことができ、更に型の組合せが円筒体の外周の大部分を覆うことができる。円筒体の円周方向の大部分を覆うことにより円筒体の圧壊が防がれ、更にパイプに跡を付けることのないより大きなトルク拘束のための摩擦面を増加させる。

カム従動子が直線部分８２内で後方に動くときに前方の型を円筒体内に引くことにより、シリンダーにより加えられる作用力は後方の型３０上に集中する。これが後方の型を、旋回ヘッドを使用する設計において普通の受動的なものに代わって活動的にする。円筒体を掴むための型の運動も、小直径の円筒体と組み合うために旋回ヘッドを使用するバックアップの設計で普通に遭遇する整列の問題を無くす。

円筒体を掴む位置と解放する位置との間の型の運動が非常に小さいため、カム従動子がバックアップトングの中心線と一般に平行な方向で動くため、より短い行程のシリンダーを使用することができる。

本発明の好ましい実施例が詳細に図解されたが、好ましい実施例のその他の変更及び適合が生ずるであろうことが、本技術熟練者には明らかであろう。しかし、かかる変更及び適合は特許請求の範囲に定められた本発明の精神及び範囲内であることを明らかに理解すべきである。

本発明によるバックアップトングプレートの平面図を示す。 本発明による左側スイングアーム及び右側スイングアームの両者の平面図を示す。 円筒体を受け入れるためにスイングアームが開かれた状態で、バックアップトングプレート上に置かれたスイングアームを示す。 シリンダーがトングの開いた口を部分的に閉鎖するように作動された状態の、図３に示されたバックアップトングを示す。 口の閉鎖された状態のバックアップトングを示す。 型が円筒体を掴んで組み合っている状態のバックアップトングを示す。 バックアップトングの側面図を示す。 バックアップトングの正面図を示す。 バックアップトングの斜視図を示す。

Claims (20)

1. パイプ回転装置において別の円筒体の回転に応答した軸まわり回転に対して円筒体を確保するためのバックアップトングであって、
   左側油圧作動式シリンダー、右側油圧作動式シリンダー、及び円筒体を掴むためにバックアップトングプレートの中心線に略沿って間隔を空けられた掴みヘッドを支持しているバックアップトングプレート、
   各がそれぞれ左側油圧作動式シリンダー及び右側油圧作動式シリンダーに旋回可能に連結された左側スイングアーム及び右側スイングアーム、
   バックアップトングプレート並びにそれぞれ左側スイングアーム及び右側スイングアームの１つに支持される左側カム板及び右側カム板の各々、
   各々がそれぞれ左側カム板及び右側カム板と共働するために、バックアップトングプレート並びにそれぞれ左側スイングアーム及び右側スイングアームの他のものに支持される左側カム従動子及び右側カム従動子の各々、及び
   円筒体を掴むための、左側スイングアーム及び右側スイングアームの各々の前方端部上の掴みヘッド、
   を備えたバックアップトング。
2. バックアップトングプレートが、
   上方バックアップトングプレート及び下方バックアップトングプレート、上方バックアップトングプレートと下方バックアップトングプレートとの間に位置決めされた左側シリンダー及び右側シリンダー、
   を備える請求項１記載のバックアップトング。
3. 左側スイングアーム及び右側スイングアームが、
   バックアップトングプレート上方の上左側スイングアーム、及び
   バックアップトングプレート下方の下左側スイングアーム、
   バックアップトングプレート上方の上右側スイングアーム、及び
   バックアップトングプレート下方の下右側スイングアーム、
   よりなる請求項１記載のバックアップトング。
4. バックアップトングプレート及び左側スイングアームと右側スイングアームとの一方に旋回可能に連結されたラッチアーム、及び
   左側油圧シリンダー及び右側油圧シリンダーの作動に応答して左側スイングアームと右側スイングアームとの間の空間を開閉するために動くことができ、ラッチアーム及び左側スイングアームと右側スイングアームとの一方に旋回可能に連結されたラッチ、
   を更に備える請求項１記載のバックアップトング。
5. バックアップトングプレート上の掴みヘッド並びに左側及び右側のスイングアーム上の掴みヘッドの各々が、アルミニウムの型で形成される請求項１記載のバックアップトング。
6. バックアップトングプレート上の掴みヘッド並びに左側及び右側のスイングアーム上の掴みヘッドが、刻み目の付けられた面を有する型で形成される請求項１記載のバックアップトング。
7. バックアップトングプレート上の掴みヘッド及び左側及び右側のスイングアーム上の掴みヘッドの組合せが、少なくも３４０゜の円周方向長さにわたり円筒体と組み合う請求項１記載のバックアップトング。
8. 円筒体と組み合うバックアップトングプレート上の掴みヘッドが、少なくも１６０゜の円周方向長さである請求項７記載のバックアップトング。
9. 左側スイングアーム及び右側スイングアームの各の上の掴みヘッドが、少なくも８０゜の円周方向長さで円筒体と組み合う請求項８記載のバックアップトング。
10. 左側油圧シリンダー及び右側油圧シリンダーの各の後方端部が、それぞれ左側スイングアーム及び右側スイングアームの後部に旋回可能に連結される請求項１記載のバックアップトング。
11. 左側スイングアーム及び右側スイングアーム上の掴みヘッドの円筒体との組み合い中に、左側カム板及び右側カム板の各々が、それぞれ左側カム従動子及び右側カム従動子を、バックアップトングの中心線の方向と実質的に平行な方向で動かす請求項１記載のバックアップトング。
12. バックアップトングプレートが、それぞれ動力式トングから下方に伸びている左側の柱及び右側の柱を受け入れるために、左側貫通穴及び右側貫通穴を備える請求項１記載のバックアップトング。
13. パイプ回転装置において別の円筒体の回転に応答した軸まわり回転に対して円筒体を確保するための方法であって、
    左側油圧作動式シリンダー、右側油圧作動式シリンダー、及び掴みヘッドをバックアップトングプレート上に支持し、掴みヘッドは円筒体を掴むために一般にバックアップトングプレートの中心線に沿って間隔を空けられ、
    左側油圧作動式シリンダー及び右側油圧作動式シリンダーにそれぞれ左側スイングアーム及び右側スイングアームを旋回可能に連結し、
    バックアップトングプレート並びにそれぞれ左側スイングアーム及び右側スイングアームの一方に左側カム板及び右側カム板を支持し、
    それぞれ左側カム板及び右側カム板と共働するために、バックアップトングプレート並びにそれぞれ左側スイングアーム及び右側スイングアームの他方に左側カム従動子及び右側カム従動子の各を支持し、更に
    円筒体を掴むために左側スイングアーム及び右側スイングアームの各の前方端部上に掴みヘッドを位置決めする、
    ことよりなる方法。
14. 左側シリンダー及び右側シリンダーの各々が、上方バックアップトングプレートと下方バックアップトングプレートとの間に位置決めされる請求項１３記載の方法。
15. 上左側スイングアームがバックアップトングプレートの上方に位置決めされ、更に
    下左側スイングアームがバックアップトングプレートの下方に位置決めされ、
    上右側スイングアームがバックアップトングプレートの上方に位置決めされ、更に
    下右側スイングアームがバックアップトングプレートの下方に位置決めされる、請求項１３記載の方法。
16. ラッチアームをバックアップトングプレート及び左側スイングアームと右側スイングアームの一方に旋回可能に連結し、更に
    ラッチをラッチアーム及び左側スイングアームと右側スイングアームの一方に旋回可能に連結し、ラッチは左側油圧シリンダー及び右側油圧シリンダーの作動に応答して左側スイングアームと右側スイングアームとの間の空間を開閉するために動くことができる、ことを更に含む請求項１３記載の方法。
17. バックアップトングプレート上の掴みヘッド並びに左側及び右側のスイングアーム上の掴みヘッドの組合せが、少なくも３４０゜の円周方向長さにわたり円筒体と組み合う請求項１３記載の方法。
18. 左側油圧シリンダー及び右側油圧シリンダーの各の後方端部が、それぞれ左側スイングアーム及び右側スイングアームの後方に旋回可能に連結される請求項１３記載の方法。
19. 左側スイングアーム及び右側スイングアーム上の掴みヘッドと円筒体との組み合い中に、右側カム板及び左側カム板の各々が、それぞれ左側カム従動子及び右側カム従動子を、バックアップトングの中心線の方向と実質的に平行な方向で動かす請求項１３記載の方法。
20. バックアップトングプレートが、それぞれ動力式トングから下方に伸びている左側の柱及び右側の柱を受け入れるために、左側貫通穴及び右側貫通穴を備える請求項１３記載の方法。

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