JP6496564B2 - コネクタ、組み合わせクレーン及び同コネクタを用いた連結方法 - Google Patents

Description

本発明は、吊り上げ装置の技術分野に関し、より具体的にはブーム（ｂｏｏｍ）を有する２台の基本的なクレーンを連結するためのコネクタ及びそのようなコネクタを有する組み合わせクレーンに関する。

クレーンにおいて、荷重を支えるための、クレーンの構成要素の各々は、装置、作業者達及び建物の安全を確保するために、一定の安全性の許容範囲を有する必要がある。したがって、吊り上げられる重量がクレーンの吊り上げ能力を超えた時点で、このようなクレーンを使用して、このような重量を吊り上げることは許されない。一つの選択肢は、単に、より大きなサイズのクレーンの使用を選択することである。しかし、経済的にいえば、吊り上げ作業を達成するためにより大きなクレーンが購入された場合、コストは大幅に増加する。その上、その大きなクレーンのトン数が一定値を超えた場合、クレーンを支える床材の必須要件は更に高くなる。このことは、床材の取り扱いのために非常に高いコストを伴うことを意味している。この問題を経済的な方法で解決するために、複数のクレーンを用いる合同吊り上げ（ｃｏｍｂｉｎｅ ｌｉｆｔｉｎｇ）方法が既に提案されている。

合同吊り上げの第１の方法は、複数のクレーンが互いに接続されていない時に吊り上げを実施することである：１）それぞれのクレーンの吊り上げフックは、同じ重量に直接取り付けられる。（図１（ｂ）参照）しかし、各クレーンで支持される荷重は、不明確である。２）例えば、特許文献１に記載された吊り上げ装備などのバランスビームにて、複数のクレーンが同じ重量を共に吊り上げる。（図１（ａ）参照）この技術的な解決方法では、各クレーンの荷重は明確である。上記した両方の場合において、各クレーンの転倒防止能力及び構造的安定性は改善されていない。したがって、吊り上げ作業中に、それらのバランス状態が損なわれる脆弱性がある。

合同吊り上げの第２の方法は、物体を吊り上げるための２本のブームを有する１台のクレーンを使用することであり、特許文献２に示される吊り上げ装備が例として挙げられる。例えば、２つの平行なブームが水平な連結部品によって結合している、ＴＥＲＥＸ−ＤＥＭＡＧ ＣＣ８８００−１Ｔｗｉｎや、２つのブームが連結してＡ字型に結合したブームを形成している、Ｓａｒｅｎｓ ＳＧＣ−１２０ｒｉｎｇ−ｒａｉｌ ｃｒａｎｅがそうである。

合同吊り上げの第３の方法は、２台のクレーンをそれらブームの各頂部において、短い天秤梁で連結することであり、例えば特許文献３に記載された吊り上げ装備である。

ＵＳ７７８９２５３Ｂ２ ＣＮ１８９９９４９Ａ ＧＢ１９６７００３９３５４

上記合同吊り上げの３つの方法は、次のような制限を有すると考えられる：１）基本的なクレーンと比較して、組み合わせクレーンは単独の基本的なクレーンのブームの軸方向荷重を低減することができず、また基本的なクレーンの転倒防止能力と構造的安定性を高めることができない。２）構造が比較的複雑である。３）既存の基本的なクレーン自体を、合同吊り上げの必須要件を満たすために大幅に変更する必要があり、その結果、比較的高い投資となる。

したがって、本発明は、従来技術の上記問題の一つ以上を解決できる吊り上げ装備を求めることである。

本発明の課題は、それぞれの基本的なクレーンの吊り上げ能力を高め、それらの転倒防止能力及び構造的安定性を改善し、それらのブームに支持される軸方向の圧縮力を低減することである。そして、それら既存の基本的なクレーン構造の変化は可能な限り小さいか、あるいはそれら既存のクレーン構造のいかなる変化さえもない。

本発明の上記課題は、下記の技術的特徴を備えるコネクタにより達成される。第１クレーンと第２クレーンを連結するコネクタであって、それぞれのクレーンはブームを有し、コネクタは、第１連結アームと、第２連結アームとを備え、第１連結アームは、第１クレーンのブームの頂部を構築し、第２連結アームは、第２クレーンのブームの頂部を構築し、第１連結アームと第２連結アームは、共通の回動面内において、単一で共通の回動軸周りに共にヒンジ結合され、第１及び第２クレーンのブームは共通のラフィング平面で可動に連結され、ラフィング平面は回動面と同一である。特に、第１連結アームは、少なくとも第１クレーンのブームの一部であるように、第１クレーンのブームの頂部を構築する。あるいは、第１連結アームはまた、第１クレーンのブームの頂部にその延長として固定して連結するように構成される。同様に、第２連結アームは、少なくとも第２クレーンのブームの一部であるか、あるいは第２クレーンのブームの頂部にその延長として固定して連結するように構成されて、第２クレーンのブームの頂部を構築する。第１連結アーム及び第２連結アームは、好ましくは、共に直接ヒンジ結合される。具体的には、共通の回動軸が水平に方向付けられている。したがって、共通の回動面は垂直に方向付けられている。特に、第１クレーン及び第２クレーンの配置は、第１クレーンのブームの中間軸と第２クレーンのブームの中間軸が共通のラフィング平面（ｌｕｆｆｉｎｇ ｐｌａｎｅ）内に配置されるようになっている。具体的には、長手方向軸はラフィング平面内で交差する。

好ましくは、水平回動軸は、第１連結アーム及び／又は第２連結アームの端部領域（単数又は複数）内に配置されている。この構成により、ヒンジ結合された第１連結アームと第２連結アームがより大きな回動角を有することを可能にし、したがって、長さの非常に異なるブームを有する２台の基本的なクレーンの吊り上げ作業をつなぐことが適用できる。前述した第１連結アーム及び／又は第２連結アームの端部領域は、第１連結アーム及び／又は第２連結アームの連結領域に対向して配置されている。連結領域において、第１連結アーム及び／又は第２連結アームは、好ましくは、第１クレーンのブーム及び／又は第２クレーンのブームと連結されている。具体的に、回動軸は、各クレーンのブームの先端に配置されている。

好ましくは、第１及び第２連結アーム間のヒンジ結合は、第１及び第２連結アームの複数の開口部とそれら開口部に挿入されたピンによって実現される。このようなヒンジ式構造のため、製造が簡単かつ容易であり、組み立てし易い。

好ましい実施形態では、複数の開口部は第１連結アーム又は第２連結アームにある複数の連結取手に備えられる。それら連結取手は、単一シート形状又は少なくとも２つの平行に延びる分岐取手を有するフォークの様な形状であり、例えば、二分岐形状や三分岐形状などである。

好ましくは、第１連結アームの連結取手は単一シート形状であり、第２連結アームの適合する連結取手はフォークの様な形状であり、好ましくは二分岐形状である。

好ましくは、第１連結アームの単一シート形状の連結取手は、第２連結アームのフォーク形状である適合する連結取手の２つの分岐突起間に挿入される。したがって、複数の分岐突起は、適合する取手の水平回動軸に沿う移動を実質的に抑制する役割を果たし、ヒンジ結合において、１自由度のみ動きが維持される。

好ましくは、断面で見た際に、第１連結アームの複数の開口部は閉じた円周を有し、第２連結アームの複数の開口部は閉じていない円周を有し、第１連結アームの複数の開口部を通過するピンでスナップ結合を形成するように構成されている。このヒンジ結合の構造は、組み立てが単純で容易であり、複数の開口部を整列するための複雑な作業過程を回避でき、複数クレーンのブームの吊り上げ・下げの作業も回避できる。

好ましくは、第２連結アームには固定フック（ｌｏｃｋ ｈｏｏｋ）が設けられ、その固定フックは、ピンと係合するロック位置と、ピンを解除するアンロック位置の間で移動するように構成されている。固定フックは、より堅固なヒンジ結合を確保するために配置され、その結果、吊り上げ作業中に複数クレーンのブームの揺れによって生じるであろうヒンジ結合の切断を回避する。

好ましくは、コネクタは、コネクタの組立時に、第１及び第２連結アームを移動し、所定の位置に位置決めするよう案内するように構成されたガイド機構を備える。したがって、整列作業が簡素化され、組立性が向上する。

好ましくは、コネクタは、第１及び第２連結アーム間のヒンジ結合を確保又は解除するように構成されているロック／アンロック機構を含む。コネクタによって形成されたヒンジ結合は、クレーンの吊り上げ作業時の不慮のスリップやスライドを防ぐためのロック／アンロック機構により、更に信頼性が高くなる。また、組み合わせクレーンの分解や基本的なクレーンの元の形状への復旧が必要とされる際には、ヒンジ結合の安全な切り離しのために、ロック／アンロック機構を使用できる。

好ましくは、ロック／アンロック機構は、例えば、油圧シリンダといった少なくとも一つの可変長の実行要素を含む。制御システムによる可変長の実行要素の自動制御を用いて、適切な引張力でヒンジ結合を固定できる。

本発明の別の態様によれば、コネクタと、ブームを有する２台の基本的なクレーンとを備え、そのコネクタによって連結された組み合わせクレーンが提供されている。

好ましくは、複数の基本的なクレーンは、クローラークレーン（ｃｒａｗｌｅｄ ｃｒａｎｅｓ）である。

好ましくは、複数の基本的なクレーンのブームは、等しい又は等しくない長さを有する。

好ましくは、組み合わせクレーンは、コネクタの水平回動軸に連結された巻き上げ滑車装置、あるいは２台の基本的なクレーンの一方のブーム上端に連結された巻き上げ滑車装置を備え、その巻き上げ滑車装置は、２台の基本的なクレーンのブームによって規定される角度の内側に位置している。

好ましくは、組み合わせクレーンは、一対の巻き上げ滑車装置を備え、その各々は、対応する基本的なクレーンにブームの上端にそれぞれ配置され、その一対の巻き上げ滑車装置は、２台の基本的なクレーンのブームによって規定される角度の内側に位置している。

好ましくは、基本的なクレーンは、ブームが基本的なクレーンの旋回中心周りに旋回動作できるための旋回支持機構を有する。この構成によれば、組み合わせクレーンの吊り上げ作業中に、基本的なクレーンの進行方向（すなわち、前方移動、後方移動、又は曲がること）が旋回支持機構によって調節でき、重量の空間位置が自由に変更できる。

好ましくは、組み合わせクレーンは、複数の基本的なクレーンのペンダントバー内の力を監視するための制御システムを備える。このような制御システムを介して、組み合わせクレーンのスリップやスライドの回避や、組み合わせクレーンの安全な作業の保証ができる。

本発明の別の態様によれば、ブームを有する２台の基本的なクレーンをコネクタで連結する方法が提供される。それは、以下の工程を備える。
ａ）２台の基本的なクレーンのブームが、同一のラフィング平面で互いに対向するように前記ブームを操作する工程；
ｂ）第１及び第２連結アームを、所定位置で互いに関連して位置決めする工程；
ｃ）第１及び第２連結アームを共にヒンジ結合し、ヒンジ結合の回動軸を水平に方向合わせする工程。

好ましくは、工程ｂ）は、位置決めする前に、コネクタの第１連結アームの自由端を、２台の基本的なクレーンの一方のブーム上端に固定して連結し、コネクタの第２連結アームの自由端を、２台の基本的なクレーンの他方のブーム上端に固定して連結する工程を備える。第１連結アームと第２連結アームが、複数のクレーンのブームとは別個の部品である場合は、このような工程が必須である。このような場合には、２台の基本的なクレーンのブーム間の連結は、それら基本的なクレーンの既存のブームを大きく変更することなく行うことができる。

好ましくは、工程ｂ）は、第１及び第２連結アームの相対的な位置決めを達成するために、コネクタに設けられたガイド機構を制御システムによって監視することを含む。

好ましくは、この方法は、ヒンジ結合を形成する際に、選択的にヒンジ結合の確保と切断をするために、コネクタに設けられたロック／アンロック機構を制御システムの手段で制御することを備える。

本発明のコネクタで２台の基本的なクレーンを連結して形成された組み合わせクレーンに関し、作業時のその定格荷重吊り上げ能力は、２台の基本的なクレーンの能力の和よりも大きい。例えば、２台の基本的なクレーンが別々に作動するとき、それぞれの基本的なクレーンは、１００トンの重量を吊り上げることができるとする。一方、本発明のコネクタで２台の基本的なクレーンを連結して形成された組み合わせクレーンは、２００トン以上の重量を吊り上げることができる。２台の基本的なクレーンによる合同吊り上げを達成するために、元の基本的な複数のクレーンに対して行われる必要な幾つかの変更は、コネクタの追加と、それに対応する電気・制御システムの調整とを含むだけでよい。

好ましくは、組み合わせクレーンの２台の基本的なクレーンは、連結部品である、実質的に水平なコネクタに連結されている。特に、そのコネクタは、水平に方向付けられている。２台の基本的なクレーンの、このような水平な連結は、地面と地面上に配置されている複数の各コーナー間にある水平方向の複数ある力の低下につながる。

好ましくは、実質的に水平なコネクタは下部走行体に結合され、特に複数の基本的なクレーンの少なくとも一方のクローラーに結合される。代わりに、実質的に水平なコネクタは、複数の基本的なクレーンの少なくとも一方の上部旋回体に接続可能である。特に、実質的に水平なコネクタが、一方の基本的なクレーンの下部走行体に接続され、他方の基本的なクレーンの上部旋回体に接続されることが可能である。このような場合、コネクタは、水平に対して傾斜している。しかし、そのような傾きは、実質的に水平であると解される。実質的に水平なコネクタは、複数の基本的なクレーンの少なくとも一方のブームに連結されることもまた可能である。好ましくは、実質的に水平なコネクタの長さは、可変に調整できる。このような長さ調節は、ウインチ、滑車システム、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、又はそれらの組み合わせによって提供できる。

以下の図面は、本発明の十分な開示と、説明の開示にしたがって当業者が本発明を実施できるように提供されている。そして、本発明の複数の実施形態は、複数の図面を参照して詳細に示されている。複数ある図面と対応する実施形態は、発明を限定するものではなく、単に例示することを意図している。

従来技術において、２台のクローラークレーンが同一の物体を吊り上げるためにどのように協調して動作するかを示す図である。 本発明に係る組み合わせクレーンの実施形態の全体概略図を示す図である。 本発明に係る組み合わせクレーンの頂部に配置された、２台の基本的なクレーンを連結するコネクタを示す図である。 本発明に係るコネクタの第１実施形態の概略図であり、（ａ）は本発明に係るコネクタの上面図であり、（ｂ）は水平回動軸に沿って見た本発明のコネクタの側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＸ部の拡大図である。 本発明に係るコネクタの第１及び第２連結アームの連結取手の構成を示す図である。 本発明に係るコネクタの第２実施形態の概略図であり、（ａ）は組み立て前の位置決め／整列状態での本発明のコネクタの上面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、水平回動軸に沿って見た、組み立て前と組み立て後における本発明のコネクタの側面図である。 本発明のコネクタで連結されたのちに、物体を協働して吊り上げる、異なる長さのブームを備える２台のクレーンを示す図である。 結合要素で結ばれている、図７の２台のクレーンを示す図である。 本発明の更なる実施形態のクレーンを示す図である。 結合要素で結ばれている図２の２台のクレーンを示す図である。

本発明の複数の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図面において、同一の参照符号は可能な限り、同一又は類似の構成要素を示すために使用される。

本出願において説明のために、ブームを有するクローラークレーンを例とする。当業者ならば、ブームを有する限り他のタイプのクレーンにも本発明が適用できることを、容易に想定する。

図１（ａ）及び（ｂ）から、既存のクローラークレーン１０は、クローラー１１０を有する下部走行体と、旋回支持機構１２によって、下部走行体上に搭載された上部旋回体１３と、上部旋回体１３に取り付けられたブーム１４とを備えることが分かる。巻き上げ滑車装置１５と、その巻き上げ滑車装置に吊り下げられている、物体２１を留めるための吊り上げフック１６は、ブーム１４の自由端１４０に設けられている。油圧モータからの出力は、クローラー１１０を駆動し、したがってクレーンは、物体の空間位置を変更するように直進又は迂回して移動する。旋回支持機構１２は、上部旋回体がその回転軸の周りで旋回運動を行えるように構成され、それによってブーム１４と、そのブームに取り付けられた物体２１とが、クレーンの旋回中心周りで回転するように駆動する。ブーム１４のピッチ角を変更するためのラフィング機構は、マスト１８と、ブームホイストワイヤロープ１９と、ペンダントバー２０とを備えている。ペンダントバー２０の一端はブーム１４の自由端１４０に接続され、ペンダントバーの他端は、ブームホイストワイヤロープ１９の終端に接続されている。ブームを持ち上げる必要がある場合、油圧モータが圧力信号によって作動され、ラフィングホイストを駆動して、例えば、ワイヤロープを巻き上げたり又は緩めたりして、一定の緊張や緩みとなるようにし、ペンダントバー２０が引っ張られたり緩められたりして、ブーム１４の自由端を上方又は下方に移動する。（すなわち、ブームのピッチ角は変更され、ブームのラフィング動作は達成される。）クローラークレーンは、更に吊り上げフック１６の吊り上げ／下降動作を達成するための巻き上げシステムを備える。巻き上げシステムは、巻き上げモータと、巻き上げロールと、巻き上げワイヤロープと、巻き上げ滑車装置とを備える。吊り上げフック１６は、複数の巻き上げ滑車装置の可動滑車装置に接続されている。巻き上げワイヤロープは、所定の倍率でロープ掛けした後、可動滑車装置と固定滑車装置の間に架け渡り、最終的に巻き上げロールの周りに巻き付く。巻き上げモータは、巻き上げロールを駆動して巻き上げたり緩めたりする。そして、吊り上げフックは上昇・下降し、したがって物体の吊り上げ又は下降の要求を満たすように、制御される。

ブームのラフィングは、本明細書中、そのピッチング動作を指し（クレーンがある水平面に垂直に投影されたフックの位置から、クレーンの旋回中心線との間の水平距離は、ピッチ角の変化に応じて変化する。）また、ラフィング平面は、ブーム、水平面上のブームの投影及びブーム頂部と水平面間の垂直線によって形成された三角形を通る平面を意味する。

明細書中の「上」又は「下」という用語は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、作業状態における水平位置に配置されたクレーンの本体に対して、上側又は下側の方向を指す。上側・下側方向は、本明細書では「垂直方向」ともいい、垂直方向と直交する方向が水平方向である。

また、簡単な例示と説明のために、明細書中の「基本的なクレーン」とは、単独で吊り上げを行える単一のクレーンを指す。したがって、クローラークレーンに関して、基本的なクレーンは少なくとも、下部走行体、上部旋回体及びブームを備える。

図１（ａ）及び（ｂ）は、２台のクレーンが共に物体を吊り上げる、実施可能な技術的解決策を示している。図１（ａ）では、吊り上げがバランスビーム１７を用いて行われ、一方、図１（ｂ）では、同じ物体が各々のフックにより直接吊られる。前述したように、これら二つの技術的解決策は、これら基本的なクレーンの転倒防止能力や構造的安定性を改善しない。２台の基本的なクレーンの組み合わせ技術の、この状態における吊り上げ能力は、最大で２台の基本的なクレーンの吊り上げ能力の合計である。本発明は、２台の基本的なクレーンの組み合わせの吊り上げ性能を改善し、高めるために、コネクタ１を用いて、２台の基本的なクレーンを単一の組み合わせクレーン１００として共に連結することを提案する。図２を参照して、クレーンＡと別のクレーンＢは互いに対向し、クレーンＡのブームａのラフィング平面がクレーンＢのブームｂのラフィング平面と重なり合うように配置されている。コネクタ１は、ブームａ、ｂの頂部に固定して連結され、第１連結アーム１０１と、第２連結アーム１０２とを備える。コネクタ１とブームａ、ｂ間の連結は、溶接、リベット締め、ネジ結合、焼きばめ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）及びフランジ接続などの従来の手段によって達成される。その連結は、取り外し可能あるいは取り外し不可である。第１連結アーム１０１と第２連結アーム１０２は、共に強固にヒンジ結合され、同一の垂直回動面において共通の水平回動軸の周りに互いに回転できる。図３に示すように、コネクタ１は、ブームａ、ｂからまとめて取り外しが可能である。

また、図４（ａ）〜（ｃ）に関して、第１連結アーム１０１は、ブームａの上端（自由端）に堅固に連結される自由端１０１０を有する。第１連結アーム１０１とブームａ間の連結は、後者に対する前者の回転を無効にする。第２連結アーム１０２は、ブームｂの上端（自由端）に堅固に連結される自由端１０２０を有する。第２連結アーム１０２とブームｂ間の連結は、後者に対する前者の回転を無効にする。第１連結アーム及び第２連結アームがブームａ、ｂに対して別個の構成要素であることが示されているが、第１連結アームが少なくともブームａの一部であり、第２連結アームが少なくともブームｂの一部であることは、当業者にとって明らかである。

図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１連結アームと第２連結アーム間のヒンジ結合の回動軸は、第１連結アーム１０１及び第２連結アーム１０２の端部領域に配置されている。当業者ならば、回動軸を第１及び第２連結アームの他の位置、例えば端部領域に近いところに配置することを容易に着想する。

図４（ａ）〜（ｃ）に示す、第１及び第２連結アーム１０１、１０２間のヒンジ結合は、第１及び第２連結アームに配置された開口部１０４と、その開口部に挿入されたピン１０３とによって達成される。しかし、当業者ならば、ヒンジ結合が他の手段によって達成され得ることを容易に考えつく。例えば、第１連結アームあるいは第２連結アームに配置された軸ピンと、その軸ピンと一致して係合する、第２連結アームあるいは第１連結アームに配置された鉤爪部材である。

実施形態では、第１及び／又は第２連結アーム間のヒンジ結合を形成するための、第１及び／又は第２連結アームのヒンジ付き領域（単数又は複数）は、少なくとも１つの連結取手１１１を含み、その連結取手１１１には、ピンが通過する開口部１０４が設けられている。第１及び第２連結アームの複数の連結取手１１１上にある複数の開口部１０４が（図４（ａ）に示すように）整列されている場合、図４（ｂ）に示すように、ヒンジ結合が第１及び第２連結アーム間で形成されるように、水平ピンは複数の開口部を通過する。第１及び第２連結アームが共通の垂直面内で水平回動軸周りに回動できるように、ピンがヒンジ結合の回動軸を規定する。第１及び第２連結アーム１０１、１０２の他方向への動き、例えばピンの長軸方向など、を制限するため、第１及び第２連結アーム間に回動軸周りの回動自由度が１つだけとなるように、停止装置又はロック装置を配置してもよい。

ほとんどのクレーンのブームは梁構造であるため、第１及び第２連結アームは、それに応じて梁構造に設計してよい。もちろん、設計の強度要件を満たす場合には、当業者は、
第１及び第２連結アームを、箱状構造又はブロック構造のような他の構造を有するものとして設計できる。

設計の強度要件に応じて、１つ以上の連結取手が第１又は第２連結アームに設けられてもよい。図４（ａ）に示すように、第１及び第２連結アーム各々の縁桁（ｅｄｇｅ ｂｅａｍ）の前と後ろに、２つの連結取手が配置されている。（ここで「前」及び「後ろ」という用語は、図４（ｂ）に示す水平回動軸の延長方向から見た方向を示し、その方向は紙面に垂直である。）これら連結取手は、単一シート形状やフォーク形状（平行に延びる少なくとも２つの分岐した取手を有する、フォーク状の連結取手）といった、異なる形態で構成されてもよい。図４（ｃ）を参照して、複数の連結アームの一方にある連結取手１１１は、単一シート形状として設計される一方、適合する連結取手はフォーク形状（例えば、２つの分岐した取手を有する二重の分岐形状）として設計されている。対応する単一シート連結取手は、フォーク状連結取手の２つの分岐取手１１１ａ、１１１ｂ間の隙間に挿入され、この一組の連結取手は、その連結取手にある穴又は開口部を通るピンによって直列に結合されている。当業者は、もちろん、複数の連結取手間の適合形状は、単一シート形状と単シート形状、二分岐形状と三分岐形状、三分岐形状と四分岐形状などでもよいことを想到するであろう。

図４（ｃ）に示す実施形態では、連結取手１１１は、形状において、その適合する連結取手１１１と異なる。好ましくは、同じ連結アームの連結取手の形状は、互いに異なる。

図５（ａ）及び（ｂ）を参照して、第１連結アーム１０１の前と後ろの縁桁の端にある連結取手は、互いに異なることが分かる。すなわち、一方は単一シート形状であり、他方はフォークの様な形状である。連結強度の観点から、第２連結アーム１０２の適合する複数の連結取手は、それぞれフォークの様な形状と単一シート形状であることが好ましい。もちろん、当業者ならば、第１連結アームの連結取手と第２連結アームの適合する連結取手の両方を、フォークの様な形状又は単一シート形状とできることを容易に想到する。

また、図６（ａ）を参照して、本発明の実施形態に応じて、ブームａ、ｂ間の、高速、シンプル及び正確な連結のために、コネクタ１は、第１及び第２連結アーム１０１、１０２の動作を案内し、所定の位置へ位置決めするガイド機構１０６を、更に備えてもよい。具体的には、ガイド機構１０６は、第１及び第２連結アーム１０１，１０２を案内して互いに向けて移動させ、それらをおおまかに同一の垂直面内に配置させる。そして、第１及び第２連結アームの連結取手の開口部を整列させる。図６（ａ）に示す実施形態では、ガイド機構１０６は、第１連結アームに接続された第１ガイド部１０６１と、第２連結アームに接続された第２ガイド部１０６２とを含む。凹部１０６１ａと突起部１０６１ｂは、第１ガイド部１０６１に設けられている。第２ガイド部１０６２には、第１ガイド部に配置された突起部１０６１ｂと協働するための凹部１０６２ｂと、第１ガイド部の凹部１０６１ａと協働するための突起部１０６２ａとが設けられている。ひとたび第１ガイド部の突起部１０６１ｂが第２ガイド部の凹部１０６２ｂの底部に接触し、第２ガイド部の突起部１０６２ａが第１ガイド部の凹部１０６１ａの底部に接触すれば、ガイド機構は、第１及び第２連結アームが一直線上に位置合わせられていることを示す信号をクレーンの制御システムに送信する。

図６（ｂ）に示す実施形態では、一方の連結アームの複数ある連結取手の開口部は、（断面から見て）閉じていない円周を有し、図６（ｂ）に示すように、円弧形状である。コネクタ１の組み立て時には、閉じていない円周を有するこれら開口部は、単に、他方の連結アームの複数ある連結取手の開口部に挿入されたピンを留める。そのピンを固定するために、図に示すように、ロックフック１０７が第２連結アーム１０２に配置されてもよい。そのロックフックは、ピンと係合するロック位置と、ピンから解除するアンロック位置の間を移動するように構成されている。ロックフック１０７は、連結アームがピンと非係合となるのを防ぐために、ロック位置においてピンを留め、閉じてない円周を有する複数の開口部と一体となって作動する。本実施形態において、ヒンジ結合の形成を容易にするため、第１及び第２連結アームを上記クランプ結合の準備位置に位置合わせするように、それらの動きを案内するガイド機構が適用されてもよい。

図６（ｂ）及び（ｃ）に示す実施形態において、更にコネクタは、第１及び第２連結アーム間のヒンジ結合を確保又は切断するように構成されたロック／アンロック機構１０８を備える。ロック／アンロック機構１０８は、少なくとも１つの実行要素（例えば、油圧シリンダや電気プッシュロッド）を含んでもよい。それらは、制御システムからの制御信号を受信し、受信された信号に対応して伸縮できる。

連結作業を自動化するために、クレーンシステムは、コネクタの組み立てとブーム間の連結の達成をアシストする制御システムを含んでもよい。例えば、その制御システムは、整列信号を受信すると、ロボットアームに整列した複数の開口部内にピンを挿入するように命令する指示を送るように構成してよい。また、組み合わせクレーンの吊り上げ作業時に、第１及び第２連結アームが、同一平面内で回動動作のみ行うことを保証するために、ロック／アンロック機構がヒンジ結合を確保するように構成してよい。

図２及び３に示したコネクタは、吊り上げ作業を実施するために、実質的に同じ長さのブームを有する２台の基本的なクレーンを結合する。この場合、２つのブームは、互いに対向する２台のクレーン間の空間に吊り上げられる物体から等しい負荷を受ける。本発明はまた、図７に示すように、異なる長さのブームを有する２台の基本的なクレーンを結合することにも適用できる。図７に示す状況では、吊り上げられる物体から２つのブームに分配される軸方向の力は等しくなく、吊り上げられる物体の移動速度は、吊り上げられる物体から遠く離れていないクレーンの動作速度により近い。また、２台の基本的なクレーンが、吊り上げ作業を実施するために結合され、もし一組の巻き上げ滑車装置の場合は、巻き上げ滑車装置１５は、（図７に示すように）２台の基本的なクレーンの２つのブームによって規定される角度の内側に位置するように、コネクタの水平回動軸に伴って配置しても、２つのブームの一方にある頂部に配置してもよい。もちろん、二組の巻き上げ滑車装置が用いられてもよく（図２又は３で示すように、追加の巻き上げシステムは必要とされない）、二組の巻き上げ滑車装置が２台の基本的なクレーンのブームで規定される角度の内側に位置するように、巻き上げ滑車装置の各々の組がそれぞれの基本的なクレーンのブームの頂部に配置する。巻き上げ滑車装置（単数又は複数）の取り付け位置やその台数は、各基本的なクレーンの吊り上げ性能や吊り上げられる具体的な重量に応じて、当業者が決定しうるものである。

図７（ａ）に示すような組み合わせクレーン１００は、結束要素１００３を備える。結束要素１００３は、第１クレーンＡを直接第２クレーンＢに結び付ける。結束要素１００３は、第１クレーンＡの上部旋回体１３と第２クレーンＢの上部旋回体に直接取り付けられている。その結束要素１００３は、クレーンＡ、Ｂのそれぞれに取り外し可能に取り付けられている。その上、可変長及び／又は可変力調整要素１００４が設けられている。可変長及び／又は可変力調整要素１００４は、クレーンＡ、Ｂ、特にクレーンＡ、Ｂのブームａ、ｂにおける反力の非対称な分布の補償を可能にする。図７（ａ）の好ましい実施形態によれば、可変長及び／又は可変力調整要素１００４は、油圧シリンダである。しかし、可変長及び／又は可変力調整要素１００４として空気圧シリンダを使用することも可能である。なおその上に、その要素１００４は、ロープウィンチ又はロープウィンチと複数の滑車の組み合わせを備えてもよい。特に、油圧パイプに沿った漏損で引き起こされる非対称な負荷を補償することができる。また、非対称な負荷は複数の巻き上げウインチによって引き起こされ得るが、それら巻き上げウインチはブームａ、ｂをブームホイストワイヤロープ１９で結びつけるのに用いられる。図７に示すように、組み合わせクレーン１００の非対称の負荷は、主にクレーンＡ、Ｂの異なる長さのブームａ、ｂによって引き起こされる。しかし、ブームホイストワイヤロープ１９及び／又は漏損によるブームａ、ｂの非対称の巻き上げもまた、非対称の負荷状態を引き起こす可能性がある。したがって、可変長及び／又は可変力調整要素もまた、図８又は９に示されているように、クレーンに組み込んでもよい。

本発明のコネクタ及び組み合わせクレーンの利点をより明確に理解するために、複数の図面に示されたクローラークレーンは、本発明と組み合わせクレーンの作業過程にしたがって、コネクタの組立方法を説明するための一例とみなされる。

本発明のコネクタの組立方法は、空間的な位置に関して以下のとおりに分類できる：
１）地面上での組み立て。２）空中での組み立て。コネクタの組立方法はまた、手動又は自動で行える。したがって、本発明のコネクタは、空中で自動的に、又は地面上で手作業でなどというように組み立てられる。以下は、組立方法の２つの例示的な説明である。

地面上での手作業による連結：クレーンＡ及びＢのブームは、実質的に水平に置かれ、同一ラフィング平面内で互いに対向して配置されている；コネクタ１の第１連結アーム１０１の自由端１０１０は、クレーンＡのブームの自由端に固定して連結され、コネクタの第２連結アーム１０２の自由端１０２０は、クレーンＢのブームの自由端に固定して連結され、それら各自の開口部１０４が一列に並ぶように、第１及び第２連結アームを互いの相対位置に合わせられる。ピン１０３は、整列した複数の開口部に挿入され、停止装置又はロック機構により固定される；クレーンＡ、Ｂのブームは、ラフィング機構によって吊り上げられ、クレーンＡ、Ｂのクローラーは、必要に応じて、各自の方向に進むように指示される。

空中での自動的な連結：クレーンＡ、Ｂのブームは、それぞれのピッチ角を有し、それらクレーンは、クレーンＡ、Ｂのブームが同一ラフィング平面内で対向して位置するように、制御システムによって制御されて移動又は旋回する；制御システムからの制御信号がロボットアームに指示し、第１及び第２連結アームの自由端をそれぞれクレーンＡ、Ｂのブームの自由端と堅固に連結させる；第１連結アーム１０１と第２連結アーム１０２は、ガイド機構の導きを介して配置される；位置決め後、ロボットアームは、制御システムからの制御指令の下で、ヒンジ結合を行うために、第１及び第２連結アームのヒンジ領域にある複数の開口部にピンを挿入する；制御システムは、次に、ロック／アンロック機構１０８に制御コマンドを送信して、ヒンジ結合をロックし、それが分離するのを防ぐ。すべての上記動作は、制御システムの制御下にあるロボットアームによって行われるため、連結は迅速かつ正確な方法で行われる。したがって、２台の基本的なクレーンの組み立てと連結のために、地上から高い所で作業する作業者達に起こる様々な安全事故のリスクを回避できる。

通常、複数のブームが空中に立設される際には、それらブームの自由端は一般に、地上５メートル、１５メートル又はそれ以上に位置していることに留意すべきであり、作業者達の高所作業に含まれるリスク及びコストの両方は非常に大きい。したがって、連結を遂行する自動手段は著しく有利である。運転室内の作業者は、連結のための個々の信号を送信することのみ必要である：複数のクレーンの移動・複数のブームの下降・僅かな左への旋回・僅かな右への旋回・複数の開口部へのピンの挿入又はピンでの連結アームの固定・ロック／アンロック機構を作動させる信号の送信、など。したがって、自動手段は簡単に実行でき、作業エラーの発生する可能性は低めである。

実際のところ、すべての上記連結動作は標準化でき、プログラミングにより自動化できるので、地面上でのコネクタの組立の技術的解決法もまた、制御システムの自動制御の援助で達成できる。

確実に組み立てられた組み合わせクレーン１００については、まず、それぞれの旋回支持機構のブレーキが制御システムに指示されて開放状態となる。つまり、複数のブレーキが切り替えられて、旋回支持機構の旋回運動に掛けられた制動が解放され、そして各々基本的なクレーンは、自由に旋回動作を行うことができる。吊り上げ作業の間、基本的なクレーンの各々の走行クローラーは、任意の方向へ移動できる。

このコネクタで達成されたヒンジ結合は、２台の基本的なクレーンのブームを三角形にほぼ形づくる。（その三角形がある平面は、複数のブームの共通のラフィング平面である。）その２つのブームがなす角度は、２台の基本的なクレーン間の水平距離の変化に応じて変化し、その角度の変化中、２つのブームの動作は常にヒンジ結合のために、互いに関連付けられる。組み合わせクレーンが、２つのブームで定義された角度の内側に位置する重量を扱っているとき、このような組み合わせクレーンの転倒防止能力と構造的安定性は、大幅に向上される。

組み合わせクレーン１００の吊り上げ作業中、コネクタが力を伝達する中間要素としての役目を果たし、２つのブームに作用する水平方向の反力が相殺されるので、ペンダントバー内の力はブームを支持するのに常に必要でない。言い換えれば、複数のクレーンが移動又は複数のブームがピッチ角を変化しているとき、ペンダントバーは完全に弛んだ状態にできる。ペンダントバーは常時張られていないので、複数のブームに作用する軸方向の力は、大幅に低減され、時には半分程度である。さらに、ペンダントバー、巻き上げワイヤロープ及びマストのような、いくつかの構成部品は、それらが支える力が減少するので、もはや制限要因とは見なされない。このことは、吊り上げの要求を満たすために、高価な部品、例えば比較的大きな径の、ワイヤロープ、滑車又はベアリングを購入する費用が必要とされないことを意味する。

組み合わせクレーン１００の吊り上げ作業中に、制御システムは、ペンダントバーが支持する力のリアルタイム監視を実施しなければならない。ペンダントバーの力が非常に小さい場合、巻き上げワイヤロープは、ロープの絡まりなどの二次障害を防ぐために、制御システムによって制御されなければならない。また、複数のブームが水平になったときは、２台の基本的なクレーンのペンダントバー内の張力は、それらブームを持ち上げるため、したがってそれらクレーンが地面から滑るのを防ぐために、制御システムによって増加される。

上記の描写は、本発明の好ましい実施形態のみを述べたものであり、本発明を限定又は制限すると解釈してはならない。さまざまな変更及び変形は、当業者の行使によって、本発明の範囲から逸脱することなく行えるからである。他の実施形態は、本明細書の開示に基づいて得ることができる。説明及び複数の実施形態は単なる例示とみなされるものとし、本発明の真の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される。また、図８を参照して、組み合わせクレーン１００の更なる実施形態について説明する。図８に記載の組み合わせクレーン１００は、図２の組み合わせクレーン１００と同様である。主な違いは、結束要素１００２の使用である。結束要素１００２は、それ自体、図９の結束要素１００１と、又は図７（ａ）の結束要素１００３とあらゆる点で等しいといえる。図８に示すように、結束要素１００２は、第１クレーンＡのクローラー１１０と第２クレーンＢのクローラー１１０に直接固定されている。図８の組み合わせクレーン１００の全体的な安定性は、更に強化される。一方、クレーンＡ、Ｂの一方のいずれかの下部走行体１１、特にクレーンＡ、Ｂのクローラー１１０に、結束要素１００１を取り付けることもまた、可能である。

また、図９を参照して、組み合わせクレーン１００の更なる実施形態について説明する。図９に記載の組み合わせクレーン１００は、図８の組み合わせクレーンと類似である。主な違いは、結束要素１００１の位置である。組み合わせクレーン１００の安定性を高めるために、結束要素１００１が設けられている。結束要素１００１は第１クレーンＡと、第２クレーンＢとを結びつける。図２の好ましい実施形態に係る結束要素１００１は、ロープである。また一方、別の実施形態が可能であり、例えば、連結棒やチェーンである。クレーンの安定性を更に高めるために、２つ以上の結束要素１００１を設けることもまた可能である。図２に示すように、結束要素１００１は、第１クレーンＡのブームａと第２クレーンＢのブームｂとに取り外し可能に取り付けられている。結束要素１００１のブームａ、ｂへの取り外し可能な取り付けにより、結束要素１００１をクレーンＡ、Ｂから取り外して搬送できる。結束要素１００１は、好ましくは、水平方向に向けられている。しかし、結束要素１００１の斜め方向配置は可能である。最大傾斜角度は、多くとも１０°であり、特に多くとも５°、特に多くとも１°である。結束要素１００１は、力の三角形の閉合（ｃｌｏｓｕｒｅ）を可能にする。力の三角形は組み合わせクレーンによって吊り上げられる負荷によって与えられ、クレーンＡ、Ｂのブームａ、ｂに伝わる。ひとたび、力の三角形３のブームａ、ｂにある負荷が、複数のクローラー１１０と地面間の摩擦力を超えれば、クレーンＡ、Ｂは互いに離れることになる。このようなクレーンＡ、Ｂの離間は、結束要素１００１により防止される。結束要素１００１は、いずれにせよ、吊り上げられる高負荷のための単一の組み合わせクレーン１００の安定性を増加させる。

１ コネクタ
１０ クローラークレーン
１１ 下部走行体
１２ 旋回支持機構
１３ 上部旋回体
１４ ブーム
１５ 巻き上げ滑車装置
１６ 吊り上げフック
１７ バランスビーム
１８ マスト
１９ ブームホイストワイヤロープ
２０ ペンダントバー
２１ 物体
１００ 組み合わせクレーン
１０１ 第１連結アーム
１０２ 第２連結アーム
１０３ ピン
１０４ 開口部
１０６ ガイド機構
１０７ ロックフック
１０８ アンロック機構
１１０ クローラー
１１１ 連結取手
１１１ａ 分岐取手
１１１ｂ 分岐取手
１４０ 自由端
１００１ 結束要素
１００２ 結束要素
１００３ 結束要素
１００４ 可変長及び／又は可変力調整要素
１０１０ 自由端
１０２０ 自由端
１０６１ 第１ガイド部
１０６１ａ 凹部
１０６１ｂ 突起部
１０６２ 第２ガイド部
１０６２ａ 突起部
１０６２ｂ 凹部

Claims (14)

1. 第１クレーン（Ａ）と第２クレーン（Ｂ）を連結するコネクタ（１）であって、
   それぞれの前記クレーンはブーム（１４）を有し、
   前記コネクタは、第１連結アーム（１０１）と、第２連結アーム（１０２）とを備え、
   前記第１連結アーム（１０１）は、前記第１クレーン（Ａ）の前記ブーム（１４）の頂部を構築し、
   前記第２連結アーム（１０２）は、前記第２クレーン（Ｂ）の前記ブーム（１４）の頂部を構築し、
   前記第１連結アーム（１０１）と前記第２連結アーム（１０２）は、共通の回動面内において、単一で共通の水平回動軸の周りに共にヒンジ結合され、
   前記第１及び第２クレーンの前記ブーム（１４）は共通のラフィング平面で可動に連結され、前記ラフィング平面は前記回動面と同一であるコネクタ（１）において、
   前記コネクタ（１）は、前記コネクタ（１）の組立時に、前記第１及び第２連結アーム（１０１、１０２）を案内して所定の位置に位置決めするように構成されたガイド機構（１０６）を備えることを特徴とするコネクタ（１）。
2. 前記水平回動軸は、前記第１連結アーム（１０１）及び／又は前記第２連結アーム（１０２）の端部領域（単数又は複数）内に配置されることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ（１）。
3. 前記第１及び第２連結アーム（１０１、１０２）間のヒンジ結合は、前記第１及び第２連結アーム（１０１、１０２）の複数の開口部と、前記複数の開口部に挿入されたピン（１０３）よって達成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ（１）。
4. 前記コネクタ（１）は、前記第１及び第２連結アーム（１０１、１０２）間のヒンジ結合を確保又は切断するように構成されたロック／アンロック機構を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコネクタ（１）。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の前記コネクタ（１）と、前記ブーム（１４）を有する２台の基本的なクレーンとを備え、前記コネクタ（１）により連結されたことを特徴とする組み合わせクレーン（１００）。
6. 前記複数の基本的なクレーンの前記ブーム（１４）は、長さが等しい又は等しくないことを特徴とする請求項５に記載の組み合わせクレーン（１００）。
7. 前記組み合わせクレーン（１００）は、前記コネクタ（１）の前記水平回動軸に連結された巻き上げ滑車装置（１５）、あるいは前記２台の基本的なクレーンの一方の前記ブーム上端に連結された巻き上げ滑車装置（１５）を備え、前記巻き上げ滑車装置（１５）は、前記２台の基本的なクレーンの前記ブーム（１４）によって規定される角度の内側に位置していることを特徴とする請求項５又は６に記載の組み合わせクレーン（１００）。
8. 前記組み合わせクレーン（１００）は、一対の前記巻き上げ滑車装置（１５）を備え、前記巻き上げ滑車装置（１５）のそれぞれは、前記基本的なクレーンの対応する前記ブーム（１４）上端にそれぞれ配置され、前記一対の巻き上げ滑車装置（１５）は、前記２台の基本的なクレーンの前記ブーム（１４）によって規定される角度の内側に位置していることを特徴とする請求項５又は６に記載の組み合わせクレーン（１００）。
9. 前記基本的なクレーンは、前記ブームが前記基本的なクレーンの旋回中心周りで旋回動作を行えるように、旋回支持機構（１２）を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の組み合わせクレーン（１００）。
10. 前記組み合わせクレーン（１００）は、前記複数の基本的なクレーンのペンダントバー内の力を監視するための制御システムを備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の組み合わせクレーン（１００）。
11. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の前記コネクタ（１）で前記ブーム（１４）を有する前記２台の基本的なクレーンを連結するための方法であって：
    ａ）前記２台の基本的なクレーンの前記ブーム（１４）が、同一の前記ラフィング平面で互いに対向するように前記ブーム（１４）を操作する工程と；
    ｂ）前記第１及び第２連結アーム（１０１、１０２）を、所定位置で互いに関連して位置決めする工程と；
    ｃ）前記第１及び第２連結アーム（１０１、１０２）を共にヒンジ結合し、ヒンジ結合の回動軸を水平に方向合わせする工程とを備えることを特徴とする連結方法。
12. 前記工程ｂ）は、位置決めする前に、前記コネクタ（１）の前記第１連結アーム（１０１）の自由端を、前記２台の基本的なクレーンの一方の前記ブーム上端に固定して連結し、前記コネクタ（１）の前記第２連結アーム（１０２）の自由端を、前記２台の基本的なクレーンの他方の前記ブーム上端に固定して連結することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の連結方法。
13. 前記工程ｂ）は、前記第１及び第２連結アーム（１０１、１０２）の相対的な位置決めを達成するために、前記コネクタ（１）に設けられたガイド機構を制御システムによって監視することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の連結方法。
14. 前記方法は、ヒンジ結合を形成する際に、選択的にヒンジ結合の確保と切断をするために、前記コネクタ（１）に設けられたロック／アンロック機構（１０８）を制御システムの手段で制御することを備えることを特徴とする請求項１１に記載の連結方法。

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