JP6156707B2 - 連結継手 - Google Patents

Description

本発明は、杭打ちハンマーのピストンロッドに連結される連結継手に関する。さらに詳細には、本発明は、連結継手の動きを少なくすることによってピストンロッドが損傷する可能性を低減する連結継手に関する。

構造物に回転運動を与える既存の継手アセンブリは、通常ボールとソケットとからなる機構を備え、この機構は、ボール構造およびソケット構造で形成されている。このアセンブリによって、ソケット内のボールの動きを介して全方向への回転運動が可能になる。残念ながら、全方向に回転させるための継手アセンブリの柔軟性は、杭打ち機のような重機には望ましくなく、このような機械の場合は、構造物の外側にかかる打撃または衝撃で、継手アセンブリおよびこれに連結したピストンロッドが破壊されるおそれがある。

ボールとソケットとの継手アセンブリに関する先行技術を上回る特許技術がいくつかある。興味深いのが米国特許第２８７９０９１号明細書であり、同明細書では、成形可能な耐衝撃性の合成材料を取り入れてソケット内に配置することで衝撃を吸収するボールとソケットとのアセンブリが開示されている。しかしながら、このボールでは依然として回転運動が可能になり、連結しているピストンロッドまたは構成要素の破壊を受けやすい。

もう１つの米国特許公報第２００５／０１２３３４５（Ａｌ）号明細書には、継手システムが記載されている。この継手システムは、ボール状ヘッド部およびこのボール状ヘッド部に対する内部ソケットを有するスタッド付き継手部材を備える。この先行技術は、スタッド付き継手部材の成形方法に焦点を当てたものだが、継手の破壊または破損を防止するための形状または革新技術を追究してはいない。

米国特許第３４５５２０８号明細書に開示されている別の継手アセンブリもある。改良された杭打ちハンマーが、ラムとスライドバーとの間に回転式連結部を有してラムと一緒に往復運動し、スライドバーは、ラムに対して全方向に回転または旋回することができる。スライドバーは延長部を有し、スライドバーの延長部を挿入するためにグリッパ差込手段が長手方向に分裂している。スライドバーを組み立てるこの方法は、比較的複雑であり、グリッパ差込手段を固定するには楔キーなどの新たな特徴が必要である。

従来の球状ボールによる連結継手の仕組みは、スタッドを一方向か多方向のいずれかで回転させるものである。具体的には、極めて重い杭打ちハンマーが杭に衝突し、その杭を地面に打ち込む。杭打ちハンマーが杭打ち機からの距離にわたって落下した場合の打撃力はすさまじい。杭打ちハンマーによって打撃または衝撃を受けた際に杭の上下に向かって伝導する弾性衝撃波によって、杭打ちハンマーには長手方向の引っ張り力が生じる可能性が高い。弾性衝撃波は、ピストンロッドおよびタイロッドなどの連結部品に伝達され得る。このような条件では、長手方向の引っ張り力が杭打ちハンマーに作用するため、ピストンロッドの破損が十分に起こり得る。

伝達された引っ張り力のバランスを取るためには杭打ちハンマーの自由な動きが求められるが、従来のボールとソケットとの継手によって大きく自由な杭打ちハンマーの動きが起こると、打撃中にピストンロッドの破損を誘発する。残念ながら、現時点の市場におけるボールとソケットとの継手技術では、単にボールかソケットのいずれかの周りに弾性材料またはエラストマー材料を備えて打撃または衝撃を吸収しているものの、継手の大きな動きに対する革新的な解決策に焦点を当ててはいなかった。これが、ハンマーの落下または破損の主な原因である。その結果、ピストンロッドが容易に落下することなく杭打ちハンマーの寿命が長くなるように回転運動を少なくすることが当然好ましい。ここでいう回転運動を少なくするとは、回転運動の範囲を限定し、通常は完全な１回転未満にすることである。

米国特許第２８７９０９１号明細書 米国特許公報第２００５／０１２３３４５（Ａｌ）号明細書 米国特許第３４５５２０８号明細書

重機の破損または摩耗を低減する革新的な解決策がないため、本発明には、連結継手の動く度合いを少なくすることでピストンロッドの破損を防止するボールとソケットとの継手を生産することが強く望まれる。

本発明の主な目的は、打撃または衝撃を受けた際の摩耗および破壊を大幅に低減する連結継手を構築することである。

本発明のもう１つの目的は、杭打ちハンマーの寿命を延ばすとともに、最大の打ち付け力を杭に伝達するために使用するのに極めて適している連結継手を提供することである。破壊および非生産的な休止時間が生じる可能性を低減できる。

設置しやすく、しっかりした組み立てになる連結継手を提供することが、本発明のさらにもう１つの目的である。

本発明のさらに別の目的は、連結した構成部品が適切に動くようにし、このようにして継手が破損または破壊する可能性を低減する連結継手を提供することである。

前述の目的の少なくとも１つは、全体的または部分的に本発明によって達成され、本発明の好適な実施形態では、機械的摩耗を低減するための連結継手であって、打撃を受けた際に傾斜できるスタッドを備え、該スタッドが、筒状スタッドヘッドであって、丸みのある上端部、丸みのある下端部および筒状スタッドヘッド内の凹部を備える、筒状スタッドヘッド；ならびに細長い筒状体軸部であって、上部および下部、上部と下部との間で長手方向に湾曲部を有する接合部を有し、下部が筒状スタッドヘッドの凹部内に収容される、軸部；ならびに中央開口部を有するソケットであって、ソケットの内面のしかるべき場所に筒状スタッドヘッドを固定するように適応し、軸部の接合部とソケットの中央開口部との間に間隙を残し、筒状スタッドヘッドの丸みのある上端部および丸みのある下端部をソケットの内面と一緒に動かす、ソケットを備える、連結継手を記載している。

本発明の好適な実施形態の１つは、連結継手がさらに、下部の底面と係合して軸部の垂直軸周りに回転するのを防止する水平なフェザーキーを備えることを開示している。

本発明のもう１つの好適な実施形態は、連結継手がさらに、連結継手に連結した杭打ちハンマーを備えることを開示している。

本発明の１つの実施形態では、軸部の上部は、ピストンロッドに連結している。

本発明のもう１つの実施形態では、軸部の底面は、水平なフェザーキーを受け入れるための水平なスロットを備える。

本発明のさらにもう１つの実施形態では、水平なフェザーキーは、該水平なフェザーキーの下に衝撃吸収材を備える。

本発明のさらにもう１つの実施形態は、衝撃吸収材がエラストマー材料で作製されることを開示している。

本発明の別の実施形態は、ソケットが上部および下部を備えることを開示している。

本発明の特定の実施形態は、ソケットの上部が筒状スタッドヘッドの丸みのある上端部を包み込むように構成されることを開示している。

本発明のもう１つの実施形態は、ソケットの下部が筒状スタッドヘッドの丸みのある下端部を包み込むように構成されることを開示している。

本発明の好適な本実施形態は、以下に完全に説明し、添付の図面に示し、特に付属の請求項で明らかにする新規の特徴および一部を組み合わせたものからなる。当業者によって細部の様々な変更が加えられてよいが、本発明の範囲を逸脱したり、本発明の何らかの利点を犠牲にしたりしない場合に限る。

本発明を理解しやすくするため、添付の図面には好適な実施形態を示した。以下の説明文と合わせて検討する際にこの好適な実施形態を検証することで、本発明、本発明の構築および動作ならびに多くの本発明の利点が容易に理解され、評価されるであろう。

本発明の好適な実施形態に従って記載した杭打ちハンマー（１２１）に連結される連結継手の断面図である。 本発明の好適な実施形態に従って記載した連結継手の詳細断面図である。 本発明の好適な実施形態に従って記載した連結継手の展開斜視図である。 本発明の好適な実施形態に従って記載した、垂直軸に対して１．１度の角度に筒状スタッドを有する連結継手の詳細断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態に従い、かつ添付の説明文および図面を参照して本発明を説明していく。しかしながら、本発明の好適な実施形態および図面に説明を限定しているのは、単に本発明の考察を容易にするためであることを理解すべきで、当業者は、付属の特許請求の範囲を逸脱しないかぎり様々な修正を考案してよいことが想像される。

本発明は、杭打ちハンマーに連結される連結継手を開示する。さらに詳細には、本発明は、連結継手の動きをより少なくしてピストンロッドを損傷する可能性を低減する連結継手に関する。図１は、本発明の好適な実施形態に従って記載した杭打ちハンマー（１２１）に連結される連結継手の断面図である。本発明の好適な実施形態に従って記載した連結継手は、連結している部品を損傷する可能性を低減するために回転運動を最小にすることが望まれる無数の用途に使用できるものである。本連結継手は、カメラスタンドまたはシリンダ継手に使用できるものである。

次に、図２を参照すると、機械的摩耗を低減するための連結継手が本発明の好適な実施形態に従って示されている。本連結継手は、打撃を受けた際に傾斜できるスタッドを備え、該スタッドは、筒状スタッドヘッド（１０１）であって、丸みのある上端部（１０３）、丸みのある下端部（１０５）および筒状スタッドヘッド（１０１）内の凹部を備える、筒状スタッドヘッド；ならびに細長い筒状体を有する軸部（１０７）であって、上部（１０７ａ）および下部（１０７ｂ）、上部（１０７ａ）と下部（１０７ｂ）との間で長手方向に湾曲部を有する接合部（１０７ｃ）があり、下部（１０７ｂ）が筒状スタッドヘッド（１０１）の凹部内に収容される、軸部；ならびに中央開口部（１１３）を有するソケット（１０９）であって、ソケット（１０９）の内面のしかるべき場所に筒状スタッドヘッド（１０１）を固定するように適応し、軸部（１０７）の接合部（１０７ｃ）とソケット（１０９）の中央開口部（１１３）との間に間隙（１１１）を残し、筒状スタッドヘッド（１０１）の丸みのある上端部（１０３）および丸みのある下端部（１０５）をソケット（１０９）の内面と一緒に動かす、ソケットを備える。

図３を参照すると、筒状スタッドヘッド（１０１）は、丸みのある上端部（１０３）、丸みのある下端部（１０５）のほか、軸部（１０７ｂ）の下部を受け入れるように構成された凹部を備える。丸みのある両端部によって、スタッドがソケット（１０９）内でわずかな角度をなして動くことができる。ソケット（１０９）の内面は、筒状スタッドヘッド（１０１）の丸みのある両端部と接触して合致する。

本発明のもう１つの好適な実施形態では、本連結継手はさらに、下部（１０７ｂ）の底面（１１７）と係合して軸部（１０７）の垂直軸周りに回転するのを防止するための水平なフェザーキー（１１５）を備えている。軸部（１０７）の底面（１１７）は、水平なフェザーキー（１１５）を受け入れるための水平なスロットを有するように構成される。キー（１１５）は、軸部（１０７）にねじ締めしてしっかり固定するとともに、部品のメンテナンス中に取り外す際に容易に解体できるようにすることが好ましい。

本発明のさらにもう１つの実施形態では、接合部（１０７ｃ）は、軸部の上部（１０７ａ）と軸部の下部（１０７ｂ）との間に形成される。接合部（１０７ｃ）は、軸部（１０７）の周囲にある長手方向の湾曲部である。接合部（１０７ｃ）とソケット（１０９）の中央開口部（１１３）との間の間隙、およびスタッドヘッド（１０１）の丸みのある両端部によって、スタッドヘッドは、スタッドヘッドの垂直軸に対して−２度から２度に及ぶ角度を動くことができる。スタッドヘッドは、図３に示したように、スタッドヘッドの垂直軸に対して−１．１度から１．１度の角度を動けることが好ましい。

本発明のもう１つの好適な実施形態では、本連結継手はさらに、本連結継手に連結した杭打ちハンマー（１２１）を備える。本連結継手は、複数のタイロッド（１２５）およびワッシャ（１２３）を介して杭打ちハンマー（１２１）に回転式に連結していることが好ましい。このほか、軸部（１０７）の上部（１０７ａ）は、ピストンロッドにしっかりと連結している。ピストンロッドは、作業中に杭打ちハンマー（１２１）を動かす働きをする。杭打ちハンマー（１２１）は、アンビルまたは杭キャップに向かって打ちつけるように適応される。

本発明のさらにもう１つの実施形態では、水平なフェザーキー（１１５）が、このフェザーキーの下に衝撃吸収材（１１９）を備えていることを説明する。衝撃は、機械装置に生じる損傷および破損の主な原因である。衝撃吸収材（１１９）は、打撃からのエネルギーを杭打ちハンマー（１２１）から直接材料（１１９）の中に伝達するのを補助するため、本連結継手を損傷せず、特にスタッドを損傷しない。衝撃吸収材（１１９）は、フェザーキー（１１５）の下に設置されることが好ましい。なぜなら、衝撃吸収材は、連結継手に加わる打撃または振動を他の部品、特に軸部（１０７）に伝達することなく吸収するからである。本連結継手を杭打ちハンマー（１２１）に連結すると、打撃または衝撃を低減でき、その結果、継手またはピストンロッドが損傷する可能性が低減する。

衝撃吸収材（１１９）は、エラストマー材料で作製されることが好ましい。エラストマー材料は、変形力がなくなったときに元の形状に回復する任意の材料で作製されてよい。エラストマー材料は、ゴム、ネオプレン、シリコンおよびその他の弾性ポリマーであってよい。衝撃吸収材（１１９）は、衝撃吸収能力および耐久性が高いことから、ポリウレタンで作製されることが最も好ましい。

本発明のさらに別の実施形態では、ソケット（１０９）は、上部（１０９ａ）および下部（１０９ｂ）を備える。ソケットの上部（１０９ａ）は、筒状スタッドヘッド（１０１）の丸みのある上端部（１０３）を包み込むように構成される。ソケットの下部（１０９ｂ）は、筒状スタッドヘッド（１０１）の丸みのある下端部（１０５）を包み込むように構成される。ソケットの上部（１０９ａ）は、タイロッドまたはボルトおよびナットを介してソケットの下部（１０９ｂ）に連結されることが好ましい。図１に示したように、ソケット（１１３）の中央開口部は、外側に湾曲して軸部（１０７）の接合部（１０７ｃ）と合致することが好ましい。内面を有するソケットの上部（１０９ａ）は、筒状スタッドヘッド（１０１）を保持してスタッドがソケット（１０９）からはずれるのを防止するように構成されてもいる。中央開口部（１１３）は、筒状スタッドヘッド（１０１）の直径よりも短い直径部分から始まって、上向きかつ外向きにテーパ状になっていることが好ましい。このように構築することで、ソケット（１０９）は、スタッドをしかるべき場所に固定することができる。

本発明についての以上の説明に記載したように、スタッドが摩擦を受けずに動くように、ソケット（１０９）の内面に適切な潤滑油またはグリースを塗布してよい。本連結継手の組み立ては、最初に軸部（１０７）の下部（１０７ｂ）を筒状スタッドヘッド（１０１）に係合することで達成されることが好ましい。衝撃吸収材（１１９）は、フェザーキー（１１３）の下に挿入してから下部（１０７ｂ）をスタッドヘッド（１０１）に係合することが好ましい。次に、係合したスタッドヘッド（１０１）を有するスタッドおよび軸部（１０７）は、ソケット（１０９）の下部（１０９ｂ）の中に挿入され、ソケットの下部は、スタッドヘッド（１０１）を受け入れるための内面を有するように構成される。次に、ソケット（１０９）の上部（１０９ａ）は、下部（１０９ｂ）の上にしっかりと固定される。このように組み立てると、作業中のほか、部品のメンテナンス中に本連結継手を容易かつ迅速に設置できる。

有利性においては、本連結継手は、杭打ちハンマー（１２１）をピストンロッドに連結し、スタッドが大きく動くのを防止するとともに、打撃または衝撃を受けた際に本連結継手が機械的に損傷または摩耗するのを低減する。また、本連結継手は、構成要素または部品を容易に短時間でしっかりと組み立てられるように、組み立て中の複雑さも低減する。

詳細に示し記載した好適な実施形態と合わせて本発明を開示してきたが、当業者には本発明に対する様々な修正および改良は容易に明らかになるであろう。したがって、本発明の精神および範囲は、上記の例に限定されず、法律によって許容され得る最も広義の意味に理解されるべきである。

Claims (10)

1. 機械的摩耗を低減するための連結継手であって、
   打撃を受けた際に傾斜できるスタッドを備え、該スタッドが、
   筒状スタッドヘッド（１０１）であって、丸みのある上端部（１０３）、丸みのある下端部（１０５）および前記筒状スタッドヘッド（１０１）内の凹部を備える、筒状スタッドヘッド；ならびに
   細長い筒状体を有する軸部（１０７）であって、上部（１０７ａ）および下部（１０７ｂ）、前記上部（１０７ａ）と前記下部（１０７ｂ）との間で長手方向に湾曲部を有する接合部（１０７ｃ）があり、前記下部（１０７ｂ）が前記筒状スタッドヘッド（１０１）の凹部内に収容される、軸部；ならびに
   中央開口部（１１３）を有するソケット（１０９）であって、前記ソケット（１０９）の内面のしかるべき場所に前記筒状スタッドヘッド（１０１）を固定するように適応し、前記軸部（１０７）の前記接合部（１０７ｃ）と前記ソケット（１０９）の前記中央開口部（１１３）との間に間隙（１１１）を残し、前記筒状スタッドヘッド（１０１）の前記丸みのある上端部（１０３）および前記丸みのある下端部（１０５）を前記ソケット（１０９）の内面と一緒に動かす、ソケット
   を備える、連結継手。
2. さらに、前記下部（１０７ｂ）の底面（１１７）と係合して前記軸部（１０７）が垂直軸周りに回転するのを防止する水平なフェザーキー（１１５）を備える、請求項１に記載の連結継手。
3. さらに、前記連結継手に連結した杭打ちハンマー（１２１）を備える、請求項１に記載の連結継手。
4. 前記軸部（１０７）の前記上部（１０７ａ）は、ピストンロッドに連結している、請求項１に記載の連結継手。
5. 前記軸部（１０７）の前記底面（１１７）は、前記水平なフェザーキー（１１５）を受け入れるための水平なスロットを備える、請求項２に記載の連結継手。
6. 前記水平なフェザーキー（１１５）は、該水平なフェザーキーの下に衝撃吸収材（１１９）を備える、請求項２に記載の連結継手。
7. 前記衝撃吸収材（１１９）は、エラストマー材料で作製される、請求項６に記載の連結継手。
8. 前記ソケット（１０９）は、上部（１０９ａ）および下部（１０９ｂ）を備える、請求項１に記載の連結継手。
9. 前記ソケット（１０９）の前記上部（１０９ａ）は、前記筒状スタッドヘッド（１０１）の丸みのある上端部（１０３）を包み込むように構成される、請求項８に記載の連結継手。
10. 前記ソケット（１０９）の前記下部（１０９ｂ）は、前記筒状スタッドヘッド（１０１）の丸みのある下端部（１０５）を包み込むように構成される、請求項８に記載の連結継手。

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