JP6106665B2 - コンクリートポンプのための分配ブーム - Google Patents

Description

本発明は、請求項１で挙げられた種類の、固定式または可動式のコンクリートポンプのための分配ブームに関するものである。

この種の既知の分配ブーム（ディストリビューティングブーム）は、基本的に、垂直軸（高さ軸）として形成された回転軸の周りで回転移動可能な回転ヘッド、及び、互いに回動移動可能又は伸縮可能な複数のブームアームから組み立てられたアームアセンブリ、から構成されている。アームアセンブリは、第一のブームアームの端部にて、回転ヘッドに回動接続（ジョイント接合）されており、また、回転ヘッド及び第一のブームアームのそれぞれの回動部位にて、回動接続されたシリンダ／ピストンユニットを用いて、基本的に水平に調整された格納位置（折り畳み位置）と作業位置の間で、水平な屈曲軸の周りで、回動可能である。

分配ブームはコンクリートポンプ内ではコンクリート供給パイプのための支持体として利用される。コンクリート供給パイプを介して、液体コンクリート（生コンクリート）は、車両の停車位置から離れたところに位置するコンクリート打設位置へ搬送され、その際、液体コンクリートはコンクリート打設の間、継続的に材料サプライタンク（コンクリートホッパー）へ供給される。アームアセンブリのブームアーム及びこれらの間に配されるジョイントの配置は、分配ブームをその格納位置においてコンパクトに（空間節約的に）付属の下部構造（土台構造）又は車両シャーシに降ろすことが出来るように、調整されている。ブームアーム間の駆動アセンブリを起動することによって、分配アームをその作業位置へ運ぶことができ、その作業位置では、ブームトップをエンドホースとともに、コンクリート打設領域に渡って案内出来る。第一のブームアームと回転ヘッドの間の屈曲ジョイント、及び、そこに配置されるシリンダ／ピストンユニットは、格納及び展開プロセスのために格別に重要である。アームアセンブリが水平に伸ばされた状態にある場合、アームの自重、駆動負荷、及び、第一の屈曲軸に対する最大の重心間隔による最大の負荷トルクが生じる。従って、該当するシリンダ／ピストンユニットは、伸ばされたアームアセンブリを支持するために、この位置において最大の力を加えなければならない。アームアセンブリが垂直状態へもたらされる場合、それぞれの傾斜角の増加に伴い、第一の屈曲軸に対するアームアセンブリの重心間隔は減少する。これは、単独のブームアームを回転ヘッドに向かって動かした場合にも同様である。これは、第一のシリンダ／ピストンユニットのシリンダパワーが低下し、また、シリンダの作用ポイントに関連して、特定の重心間隔以降、あるパワーレベルに到達することを導く、つまり、それ以降基本的にシリンダ径を減少させることが可能であるようなパワーレベルに到達すること、を導く。

このような考察に由来し、第一のシリンダ／ピストンユニットに関しても、同一部材及び／又は安価な購入部材を用いることによって、製造コストを減少させるという課題が、本発明の基礎をなしている。

この課題を解決するために、請求項１に示される特徴の組み合わせが提案される。発明の有利な構成及び発展は従属請求項からもたらされる。

本発明に従う解決法は、基本的に、少なくとも一つの、その格納位置から確定された回動領域に渡って有効なストロークサポート要素が、第一のブームアームに作用することを企図している。ストロークサポート要素は、特にはアームアセンブリを水平に伸ばした際の高負荷領域において、第一のシリンダ／ピストンユニットをサポートする。それゆえ、伸ばされたアームアセンブリの状態の格納位置から始まる、持ち上げのために必要な第一のブームアームに作用するシリンダ／ピストンユニットのシリンダ力は減少され、それにより同一部材を使用するための、例えば、安価なシリンダ構成物を使用するための新たな手段が開かれる。

ストロークサポート要素は、合目的には、押圧要素であり、それは例えば回転ヘッド側の接触箇所とブームアーム側の接触箇所の間で効果的な油圧シリンダとして形成されていてもよい。基本的には、油圧シリンダの代わりに、回転ヘッド側の接触箇所とブームアーム側の接触箇所の間に配されたプレッシャースプリングを用いることも可能である。プレッシャースプリングは、存在する油圧回路に追加の制御要素を導入する必要がないとういう利点や、装置を容易且つ安価に組み立てることが出来るという利点を提供する。ストロークサポートは特定の角度領域においてのみ高い負荷モーメントを必要とするので、ストロークサポート要素を形成するアクチュエータは、分離箇所を有して実施されなければならない。その際合目的には、力結合（摩擦結合）を生じる接触箇所が重要である。特定の角度以降、第一のシリンダ／ピストンユニットは、アームアセンブリの全重量を独立して支持する。シリンダ／ピストンユニットはそのために設計されていなければならない。力が分配される領域においては、ストロークサポート要素は、それが伸ばされたアームアセンブリを支持するために必要な差力を加えるように、寸法決定されていなければならない。格納プロセスにおいて、少なくとも一つのストロークサポート要素は、確定された（定義された）回動経路に沿って、格納位置まで、プリロードをかけられた状態で移動される。

有利には、二つのストロークサポート要素が設けられている。

本発明の更なる好ましい構成は、第一のブームアームの屈曲軸が、回転ヘッドの回転軸に対して偏心して、回転軸の、回転軸に対して基本的に直角に調整された格納位置において第一のブームアームの先端に対向する側に、配されていることを企図する。

本発明に従う分配ブームは、好ましくはコンクリート供給パイプのための支持体として、固定式又は可動式のコンクリートポンプ内で用いられ、その際、回転ヘッドは、コンクリートポンプの下部構造又はフレームに、その回転軸の周りで回転移動可能に配設されており、また、分配マストを介して導かれる供給パイプが、フレーム固定式に配設されたポンプアセンブリの圧力出力部に接続されている。

以下において、本発明は図中で概略的な方法で示された実施例を用いてより詳細に説明される。

格納位置における、屈曲ブームとして形成された分配ブームを有する可動式コンクリートポンプの側面図を示す。 回転ヘッド、シリンダ／ピストンユニット及びストロークサポート要素を有する第一のブームアームの部分的な説明図を示す。

図１に示される移動式コンクリートポンプ（コンクリートポンプ車）は、搬送車両１０、例えばシリンダ−ピストンポンプとして形成された生コンクリート用のポンプアセンブリ１２、並びに、供給パイプ１６の支持体としての分配ブーム１４、を有している。供給パイプ１６を介して、分配ブーム１４の作業位置にて、生コンクリートは、車両１０の停車位置から離れて位置するコンクリート打設位置へ供給される。

分配ブーム１４は、車両に固定され垂直軸として形成された回転軸１８の周りで回転可能であり回転環２０を有している回転ヘッド２２、及び、互いに回動移動可能な複数のブームアーム１、２、３、４から組み立てられたアームアセンブリ２４から、構成されており、このアームアセンブリは回動部位２６を介してその第一のブームアーム１の端部と回転ヘッド２２にて回動接続されており、また、回転ヘッド２２及び第一のブームアーム１の回動部位２８、３０でそれらの端部と回動接続されたシリンダ／ピストンユニット３２を用いて水平な屈曲軸Ａの周りで、基本的に水平に調整された格納位置と作業位置の間で、回動移動可能である。アームアセンブリ２４のブームアーム１、２、３、４及び屈曲軸Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、その寸法及び運動機構において、分配ブーム１４が格納位置においてコンパクトな搬送構造と共に搬送車両１０に取付可能であるように、互いに調整されている。シリンダ／ピストンユニット３２も、その他のブームアームの間の駆動アセンブリのように、油圧シリンダとして形成されている。屈曲軸Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに個別に割り当てられている駆動アセンブリをプログラム制御でアクティブ化することによって、分配マストを、コンクリート打設位置と車両停車位置の間の異なる高差及び／又は間隔の間で、展開／格納可能である。ポンプ運転者は、例えば無線制御を用いて、ブームの動きを制御し、それによりブーム先端はそのエンドホースと共にコンクリート打設領域を超えて案内される。

図１及び図２から見られるように、第一のブームアーム１の屈曲軸Ａは、回転ヘッド２２の回転軸１８に対して、それが格納位置において回転軸１８の運転手室３４に対向する側に配置されるように、偏心して配設されている。屈曲軸Ａは、図示された実施例の場合、回転ヘッド２２を画定する回転環２０の半径方向外側に位置する。この措置によって、与えられた分配ブームの長さにおいて、回転ヘッド２２の領域での負荷モーメントの減少が達成される。

本発明の独自性は、第一のブームアーム１にその格納位置から確定された回動領域に渡って効果的な２つのストロークサポート要素３６が作用することにその本質がある。ストロークサポート要素３６は、特にアームアセンブリ２４が水平に伸ばされた際の高負荷領域において、シリンダ／ピストンユニット３２をサポートする。それにより、伸ばされたアームアセンブリ２４の状態の格納位置から始まる、第一のブームアーム１に作用するシリンダ／ピストンユニット３２の、持ち上げのために必要な力は減少される。

図２に示される実施例では、ストロークサポート要素３６は、例として、回転ヘッド側の回動部位（ジョイント部）３８とブームアーム側の接触箇所４０の間で有効な油圧シリンダとして、形成されている。展開プロセスでは、第一のブームアーム１は、確定された回動経路を超えた後、その接触箇所４０と共に、ストロークサポート要素３６から外されるので、この角度位置からは、作用しているアームアセンブリ２４の残留負荷は、単にシリンダ／ピストンユニット３２において支えられる。ストロークサポート要素３６は、シリンダ／ピストンユニット３２を小さく寸法決定出来ることを保証するするので、同一部材を使用するための、或いは、安価なシリンダ構成物を使用するための、新たな手段が開かれている。

更なる構造的な考察は、ストロークサポート要素３６として、油圧シリンダの代わりにプレッシャースプリングを用いることを目指している。これらは全体的により軽量で且つ安価に建造され得る。更に、追加の制御モジュールを油圧回路から排除出来る。

要約すると、以下のことが確認される。本発明は固定式または可動式のコンクリートポンプのための分配ブームに関するものである。分配アーム１４は基本的に、垂直軸として形成された回転軸１８の周りで回動移動可能な回転ヘッド２２、及び、互いに回動移動可能又は伸縮可能な複数のブームアームからなるアームアセンブリ２４から、構成されている。アームアセンブリ２４は、その第一のブームアーム１の端部で回転ヘッド２２に回動接続されており、また、回転ヘッド２２及び第一のブームアーム１の回動部位２８、３０でその端部と回動接続されたシリンダ／ピストンユニット３２を用いて水平な屈曲軸Ａの周りで基本的に水平に調整された格納位置と作業位置の間で回動移動可能である。本発明の目的は、事前に第一のブームアーム１に作用するシリンダ／ピストンユニット３２のダウンサイジングを可能にする対策を講じることである。これを達成するため、本発明に従い、第一のブームアーム１に、少なくとも一つの、その格納位置から確定された回動領域に渡って有効なストロークサポート要素３６が作用することが企図される。

Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 屈曲軸
１、２、３、４ ブームアーム
１０ 搬送車両
１２ ポンプアセンブリ
１４ 分配ブーム
１６ 供給パイプ
１８ 回転軸
２０ 回転環
２２ 回転ヘッド
２４ ブームアセンブリ
２６、２８、３０ 回動部位
３２ シリンダ／ピストンユニット
３４ 運転手室
３６ ストロークサポート要素
３８ 回転ヘッド側の回動部位
４０ ブームアーム側の接触箇所

Claims (9)

1. 垂直軸として形成された回転軸（１８）の周りで回転移動可能な回転ヘッド（２２）、及び、互いに回動移動可能又は伸縮可能な複数のブームアーム（１、２、３、４）から組み立てられたアームアセンブリ（２４）を有する、固定式または可動式のコンクリートポンプのための分配ブームにして、
   アームアセンブリ（２４）がその第一のブームアーム（１）の端部にて、回転ヘッド（２２）に回動接続されており、また、アームアセンブリ（２４）が第一のシリンダ／ピストンユニット（３２）を用いて、基本的に水平に調整された格納位置及び作業位置の間で、水平な屈曲軸の周りで回動移動可能であり、その際、前記第一のシリンダ／ピストンユニット（３２）の一方の端部が、前記回転ヘッド側の第一の回動部位（２８）にて回動接続されており、また、前記第一のシリンダ／ピストンユニット（３２）の他方の端部が、前記ブームアーム側の第二の回動部位（３０）にて回動接続されている、分配ブームにおいて、
   第一のブームアーム（１）に、格納位置から確定された回動経路に渡って働く少なくとも一つのストローク支持要素（３６）が、作用すること、及び
   ストローク支持要素（３６）が、回転ヘッド（２２）に回動接続されており且つ第一のブームアーム（１）の接触箇所（４０）に対して非固定で当接しているか、又は、第一のブームアーム（１）に回動接続されており且つ回転ヘッド（２２）の接触箇所（３８）に対して非固定で当接していること、
   を特徴とする分配ブーム。
2. 請求項１に記載の分配ブームにおいて、
   ストローク支持要素（３６）が、回転ヘッド側及びブームアーム側の接触箇所（３８、４０）の間でプリロードをかけられたスプリング要素として形成されていることを特徴とする分配ブーム。
3. 請求項１に記載の分配ブームにおいて、
   ストローク支持要素（３６）が、回転ヘッド側及びブームアーム側の接触箇所（３８、４０）の間で作用する油圧シリンダとして形成されていることを特徴とする分配ブーム。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の分配ブームにおいて、
   第一のブームアーム（１）が、確定された回動経路を超えた後には、少なくとも一つのストローク支持要素（３６）から外れていることを特徴とする分配ブーム。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の分配ブームにおいて、
   第一のブームアーム（１）が少なくとも一つのストローク支持要素（３６）を、格納プロセスの際に、確定された回動経路に沿って、格納位置まで、プリロードされた状態に移動させることを特徴とする分配ブーム。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の分配ブームにおいて、
   二つのストローク支持要素（３６）が設けられていることを特徴とする分配ブーム。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の分配ブームにおいて、
   第一のブームアーム（１）の屈曲軸（Ａ）は、回転ヘッド（２２）の回転軸（１８）に対して偏心して、回転軸（１８）の、回転軸（１８）に対して基本的に直角に調整された格納位置において、第一のブームアーム（１）の先端に対向する側に、配設されていることを特徴とする分配ブーム。
8. 請求項７に記載の分配ブームにおいて、
   シリンダ／ピストンユニット（３２）の回転ヘッド側の第一の回動部位（２８）が、回転ヘッド（２２）の回転軸（１８）に対して偏心して、屈曲軸（Ａ）と同じ側に配設されていることを特徴とする分配ブーム。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の分配ブームの、固定式又は可動式のコンクリートポンプ内のコンクリート供給パイプのための支持体としての利用において、
   回転ヘッド（２２）がコンクリートポンプの下部構造又はフレームに垂直軸として形成されたその回転軸の周りで回転移動可能に配設されており、また、分配マスト（１４）を介して導かれる供給パイプ（１６）が、フレーム固定に配設されたポンプアセンブリ（１２）の圧力出力部に接続されていることを特徴とする分配ブームの利用。

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