JP6567704B2 - ボルト締め装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボルト締め装置に関する。クレーン部品が、このボルト締め装置によって互いにボルト締めされる。また、本発明は、ボルト締め装置を備えるクレーン・ジブに関する。

発明の背景

各クレーン部品は、通常、クレーンに取り付けられるとき、ボルトによって互いに連結される。非常に広く用いられる一つの解決手段は、連結される部品の専用のレセプタクルに実質的に円柱形であるボルトを打ち込むこと、および、又は、使用後にボルトを再び打ち外すことである。しかし、この非常に単純な解決手段は、打ち込むときに対応するボルト・レセプタクルに非常に簡単に到達することを必要とする。この非常に単純な解決手段は、複雑かつ密集した設計では決して達成されない。ボルト締め装置は、アクセスできない位置、又は狭い空間でボルト締めをできるようにする際に、価値がある。ボルトは、ボルト締め装置では、液圧、空気圧、又は機械的な方法でボルト・レセプタクルに圧入される、若しくはボルト・レセプタクルから引き抜かれる。

従って、例えば、米国特許第８，５２２，９８８Ｂ２号、米国特許公開第２００４／０１０４１９２Ａ１号、又は米国特許第４，１４１，４５５Ｂ１号、若しくは独国実用新案第２０００７０５０Ｕ１号は、機械的な解決手段を示している。対向する二つのボルトが、これらの解決手段では、所定の要素を回転させることで互いに離れることができ、対応するボルト・レセプタクルに圧入されることができる。この要素は、二つのボルトの間にあり、さらにねじを備える。一方で、ボルトは、要素を反対に作動させることでボルト・レセプタクルから再び外されることができる。これらすべての解決手段で共通していることは、二つのボルトの間にある中央の要素が二つの逆ねじを備えることである。逆ねじは、ボルトと直接係り合う、又は連結要素と間接的に係り合う。そのため、ボルトは、二つのボルトの間にある要素が回転するとき、対称的な動きで互いに離れる、又は互いに近づく。

非常に大きな摩擦力が、ボルト締めされた配置の大きさ、およびボルト締めに用いられる取り付けの種類に応じて、ボルトと専用のレセプタクルの間の接点で生じることがある。この場合に、加えて、上記摩擦力は、塵埃又は汚れによって増加することがある。また、所定の角度で互いに「捻れる」ボルトの可能性を完全に除くことができない。加えて、捻れるボルトは、ボルトを移動させるために必要な力を増加させる。

機械的なボルト締め装置を提供することが本発明の目的である。ボルト締め又はボルトを外す際に必要な力は、そのボルト締め装置では、すでに公知の解決手段と比較して限界範囲まで減少する。

この目的は、独立請求項１の主題によって解決される。この場合に、従属請求項は、本発明の好ましい実施形態を明らかにする。

従って、本発明によるボルト締め装置は二つのボルトを備える。二つのボルトは、回転しない状態で保持され、スピンドル要素を介して互いに連結する。この場合に、第１のボルトは、スピンドル要素の対応するねじとの係合を介して連結される。第１のボルトは、スピンドル要素の中央の長軸を中心にスピンドル要素を回転させることで、長軸に沿って動く。そして、第２のボルトは、固定された軸位置でスピンドル要素に回転自在に設けられる。

つまり、本発明によるボルト締め装置は、二つのボルトを備える。二つのボルトは、スピンドルと逆に回転できない。スピンドルは、スピンドルの中央の長軸に沿って回転自在に動く。すなわち、ボルトは、回転するスピンドルに回転しない状態で保持される。この配置の意図は、スピンドルが中央の長軸を中心に回転する間に、二つのボルトの間の距離が変化することである。しかし、二つのボルトの内の一つのみが、スピンドルが回転するときに、スピンドルのねじと直接又は間接的に係り合うこと、および中央の長軸と平行になることで、スピンドルに対して、ボルトの軸方向位置を変化させる。対照的に、第２のボルトは、スピンドルが回転するときに、スピンドルに対する第２のボルトの固定された軸方向位置に留まる。第２のボルトが、回転軸受を介してスピンドルに連結するためである。

これは、すでに公知の解決手段を超える本発明による、解決手段の利点を単独で示す。一方で、先行技術の解決手段は、ボルトの対称的な動きを達成するように逆ねじを用いる。本発明は、非対称、又はスピンドル要素に対するボルトの「片側」の動きを特に意図する。同一のねじピッチが用いられると仮定した場合、スピンドルを所定数回転すると、二つのボルトの間の距離の変化は半分になる。これは、本発明の目的のために必要なモーメントが半分になることを示す。従って、以下で詳細に説明されるように、ボルト締め又はボルトを外す際に必要な作動力は、限界範囲まで減少する。

好ましい一つの実施形態によれば、スピンドル要素は、ボルトと同軸に配置される。この場合に、スピンドル要素は、実質的に円柱形である二つのボルトと同一の中央の長軸を示す。スピンドル要素はスリーブのように構成されることが考えられる。スリーブは、少なくとも一つのボルトを全周で囲む。この場合に、スピンドル要素に対して並進することができるボルトは、スリーブの内ねじと係り合う。しかし、反対に、スピンドル要素は、実質的にねじ付きロッドとして構成されることも考えられる。ねじ付きのロッドは、二つのボルトの内の少なくとも一つに入る。この場合に、並進することができるボルトは、ねじ付きのロッドの外ねじと係り合う。両方の場合でも、軸方向に固定されるボルトは、スピンドル要素の一端でスピンドルに回転自在に連結することができる。また、スピンドル要素は、同軸のスピンドル要素の代替として、ボルトに対してオフセットして配置される。ボルトは、例えば互いに同軸に配置される。ただし、ボルトは、対応する中間要素を介してスピンドルに連結する。中間要素は、例えば径方向にスピンドルから伸びる。

他の好ましい実施形態によれば、ボルト締め装置は、ボルト締めされる少なくとも一つに、また、その上に浮動状態で設けられる。ボルト締め装置は、例えばボルトが外された後に、ボルト締めされる要素の一つに留まり得る。この場合に、両側の対応するボルト・レセプタクルにボルトがねじ込まれる、および、又は外されることが、保証される。すなわち、対向するボルト締めの場所で摩擦力が異なることから、最初に低摩擦力を受けるボルトが挿入され、そして再び引き抜かれることに留意すべきである。

他の好ましい本発明の実施形態によれば、第１のボルトは、第一保持要素を備える。そして、第２のボルトは、第二保持要素を備える。第一保持要素と第二保持要素は、スピンドル要素にそれぞれのボルトが回転しない状態で保持される。また、これらの保持要素は、第１のボルト、第２のボルト、およびボルト締め装置全体を、ボルト締めされる要素の少なくとも一つに浮動して設ける役割を有し得る。従って、例えば、そのような保持要素は、それぞれのボルトから径方向に伸び得る。そして、そのよう保持要素は、ボルトと共に静止構造に支持され得る。ボルトが、ボルトの長軸を中心に回転しないようにするためである。例えば、そのような静止構造は、長穴を備える。長穴は、ガイド穴としての機能を有し、スピンドルの長軸と平行に伸びる。その場合に、長穴と係り合う保持要素は、長穴の側面で支持され得る。しかし、保持要素は、長穴に沿う並進方向に自由度を有する。

他の実施形態によれば、第１のボルトは第１のブッシュを有する。第１のブッシュは、ボルトに回転しない状態で連結されており、ボルトに代わって、対応するねじ、特にスピンドル要素の外ねじに係合する。ボルトにブッシュを回転しない状態で連結するために、例えばブッシュはボルトにかぎ止めされる、又はねじ込まれる、若しくは接着される。修理の際に、そのようなブッシュを交換することは、ボルトすべてを交換するより費用対効果がある。この場合に、適当な素材、例えば真鍮のブッシュが選択される。その場合に、ボルトとスピンドル要素の間に設けられたねじのペアリングの動作特性が改善され、必要な作動力が減少する。

同様に、スピンドルに回転自在に設けられるボルトは、ブッシュを備え得る。例えば、ブッシュは、回転しない状態で、スピンドル要素に連結される。この場合に、相対的な動きが、ブッシュとボルトの間で起こる。

また、第２のボルトは、軸方向の両側に第２のブッシュを備え得る。そのため、ブッシュは、ボルト締めのときとボルトを外すときに、ボルトに支持され得る。

第２のボルトは、ボルト締め装置を組み立てるために、キャビティを有し得る。キャビティは、径方向に拡がる。ブッシュは、キャビティを介してボルトに挿入される。さらに、第２のブッシュは、内ねじを備える。内ねじは、スピンドル要素の外ねじ、特に同じ外ねじに対応する。第２のブッシュが、第２のボルトに挿入されると、ブッシュは、第１の回転自由度を示すように、第２のボルトにおける第２のブッシュの位置が固定される。加えて、第２のブッシュにねじ込まれるスピンドル要素は、例えばブッシュにかぎ止めされて、ブッシュに固定され得る。この場合に、ブッシュと共に、スピンドル要素は、スピンドルの長軸を中心に第２のボルトに対して最終的に回転され、第２の自由度をもって第２のボルトに固定される。従って、第２のブッシュは、第２のボルトに対して、一つの回転自由度のみを有する。

第１のボルト、および、又は第２のボルトは、各部品、特に保持要素およびガイド要素への過負荷を避けるために、つば、特に径方向と環状に伸びているつばを備え得る。つばは、ねじ止めされる要素に係り合うように構成された、ねじ部に隣接し得る。そして、つばは、ボルト締めされる要素の一つに最大引き込み位置で支持され得る。

反対に、ボルトは、最大引き込み位置で互いに当接して、それにより「ボルトが外れる動き」を防止するように、構成され得る。「ボルトが外れる動き」は、保持要素およびガイド要素に過負荷を起こす恐れがある。

スピンドル要素の少なくとも一端は、スピンドル要素の長軸を中心にスピンドル要素を回転させることができるように、例えば六角頭の形状のツール・インターフェースを備え得る。スピンドル要素は、対応するツールを用いて係り合い、例えばクランク・ハンドル又は電動ドライバの助けを借りて回転される。また、当然ながら、そのようなツール・インターフェースをスピンドル要素は両端で備えることが、考えられる。これにより、ボルト締め装置は、両側から作動し得る。この目的のために、各ツール・インターフェースは、対応するボルトを介して、中心に沿って軸方向に伸びるアクセスを設ける必要がある。

本発明の他の態様は、上述されるようなボルト締め装置を備えるクレーン・ジブに関する。そのようなボルト締め装置は、ジブ・ヘッドの各部品をボルト締めするとき、例えばラティス・マストヘッドをヘッド・アダプタにボルト締めするときに、特に用いられる。ヘッド・アダプタは、ラティス・マストヘッドをクレーン・ジブに連結するものである。また、加えて、本発明は、上述されるような、対応するクレーン・ジブを備える、又はボルト締め装置を備えるクレーンに関する。クレーン・ジブ又はボルト締め装置は、クレーン部品をボルト締めする役割を有する。例えばジブ・ヘッドを含むクレーン部品を、本発明によるボルト締め装置を用いてボルト締めすることが、原則として考えられる。ジブ・ヘッドは、ジブに直接ボルト締めされて、取り付けのためにジブに対して垂直軸を中心に、例えば旋回し得る。

以下で、本発明は、好ましい実施形態に基づき、対応する図を参照して、詳細に説明される。
は、本発明によるボルト締め装置を備えるラティス・マストヘッドを図示する。 は、図１の平面Ａ−Ａでの断面図を図示する。 は、図１および図２の上でボルト締めされた配置の詳細図を図示する。 は、図１および図２の本発明によるボルト締め装置の詳細図を図示する。 は、ボルト締めされたときの本発明によるボルト締め装置を図示する。 は、ボルトを外されたときの本発明によるボルト締め装置を図示する。

ジブ・ヘッドは、例えば、建築物の上縁より上方の移動式クレーンのテレスコープ式のジブを操作できるようにするために、頻繁に用いられる。そのようなジブ・ヘッドは、図１の符号１４で例えば表される。図１で図示されるジブ・ヘッドは、ラティス・マスト構造を備える。この場合に、ラティス・マスト構造の近位端（図１の左）は、ヘッド・アダプタ（詳細に記載せず）に水平方向にボルト締めされ得る。ヘッド・アダプタは、移動式クレーンのテレスコープ式のジブ（図示せず）にボルト締めされ得る。ジブ・ヘッド１４のラフィング角度は、ヘッド・アダプタの液圧シリンダによってテレスコープ式のジブに対して変更することができる。

選択的に取り付けられるラティス・マストヘッド１４は、ラティス・マストヘッド１４をヘッド・アダプタにボルト締めしてテレスコープ式のジブに連結させるために、対向する二つのボルト２とボルト３を備える、本発明に係るボルト締め装置を有する。図示の例では、ラティス・マストヘッドとヘッド・アダプタの間で、ボルトより上にあるボルト締め位置は、通常のボルト１５でボルト締めされる。ボルト１５は、対応するボルト・レセプタクルに打ち込まれ、再び打ち外される。ジブ・ヘッドを取り付けるとき、ボルト１５は、最初に打ち込まれ、その後、ボルト１５より下にあるボルト締め装置を作動する。従来のボルト１５は、図示の例で用いられる。この最後のボルトが、分解の際に、安全上の理由から非接触で、すなわちクレーン部品と物理的に接触せずに、外されるためである。

図２は、図１の平面Ａ−Ａでの断面図を図示する。図２は、上にあるボルト１５が従来の方法で、どのように打ち込まれるか、および再び打ち外されるかを示す。反対に、本発明によるボルト締め装置が、より下にある二つのボルト位置では用いられる。対向する二つのボルト２とボルト３は、ボルト・レセプタクルに機械的にねじ込まれる、また再び外される。

図３は、従来のボルト１５でボルト締めされた上部構造の特徴を、詳細に、再び図示する。従来のボルト１５は、連結されるクレーン部品４ａおよび４ｂの対応するレセプタクルと係り合う。図示の例では、ボルト１５は、対応するレセプタクルに止められる。対応するレセプタクルは、要素４ａのフォーク型の耳金、および要素４ｂのロッド型の耳金によって、それぞれ形成される。同様に、本発明によるボルト締め装置のボルト２およびボルト３は、以下で記載されるように、同様の構成をなすレセプタクルに止められる。

図２に示す本発明によるボルト締め装置の詳細が、図４に示されている。中央のスピンドル要素１は、単なるねじ付きロッドとして構成されており、その両端にボルト２およびボルト３が連結されている。ボルト２およびボルト３は、スピンドル要素１と同一の中央の長軸を示す。右のボルト３は、ブッシュ９を介してスピンドル要素１に連結する。ブッシュ９は、スピンドルの右端にねじ込まれ、かぎ止めされる。ボルト３は、スピンドル要素１に対して、一つの回転自由度だけを示す。スピンドル要素１は、ブッシュ９と共にボルト３内で回転する。第２のボルト２は、他のねじ付きブッシュ７によって、スピンドル要素１の反対端でスピンドル要素１に連結する。上記ねじ付きブッシュ７は、かぎ止めされる、又はねじ込まれる配置によって、ボルト２に固定して連結される。このスピンドル要素１の端に位置するツール・インターフェース１３は、ボルト２を貫通する中央の縦方向の穴１６を介してツール・エクステンションの助けを借りて到達され得る。

図４は、スピンドル要素１の中央の長軸を中心にスピンドル要素１が回転するとき、スピンドル要素１に対して、ボルト３が、その軸方向位置にどのように留まり、ボルト２が、ブッシュ７の内ねじ８とスピンドル要素１の外ねじ１８の間のねじ係合により、スピンドル要素１に沿って動く状態を示す。結果として、ボルト２とボルト３の間の距離が、回転方向に応じて、長くなる、又は短くなる。図４は、ボルト締め装置の最大伸長位置を示しており、ボルト２およびボルト３の環状のつば１１が、要素４ａのフォーク型の耳金に最大伸長位置で当接して、ボルト締め装置が外れることを防止している。各つば１１に隣接するボルト締め部１２は、円筒断面を有し、要素４ａのフォーク型の耳金と要素４ｂのロッド型の耳金の両方に係り合う。

ボルト２およびボルト３の両方が、ボルト２およびボルト３がスピンドル要素１に沿って回転することを防止するために、専用の装置５および装置６を保持することによって、スピンドルの長軸に沿った一つの並進自由度をもって固定される。図示の例では、保持装置５および保持装置６は、所定のねじで構成される。このねじは、ボルト２およびボルト３の中に径方向にねじ込まれ、ナットを用いて固定される。保持装置５および保持装置６は、シャフトの上端のスロット１７を通って伸び、さらにボルト２およびボルト３の並進方向の動きを可能にするだけである。並進方向の動きは、内向き又は外向きである。この場合に、スロット１７は、要素４ａ又は要素４ｂのいずれかに形成されることができる。従って、スロット１７は、ボルトが外された後に、ボルト締め装置が留まる要素４ａ又は４ｂのいずれかを形成する。

図５は、最大まで伸長したボルト２およびボルト３を再び図示する。図５は、ブッシュ７（図４で図示）が二つのねじ２０によって、どのようにボルト２に連結されるかを示すとともに、ブッシュ９（図４で図示）が、スピンドル要素１に合釘２１を介して連結されている状況を示す。ボルト３は、ブッシュ９を組み付けることができるようにするため、側面、および、又は径方向の窓１０を備える。ブッシュ９は、窓１０を介して、ボルト３に挿入することができ、その位置でねじ２３により保持され得る。ブッシュ９にねじ込まれ、かつかぎ止めされるスピンドル要素１は、最終的に、ボルト３に対して一つの回転自由度のみを残す。

図６で示されるように、ボルト２は、ボルトを外す際に、最大収縮位置でボルト３に当接するまで、スピンドル要素１の右に移動する。また、図６は、どのようにスピンドル要素１がボルト２のアクセス１６に入り込むかを示す。図示の例では、ボルト２およびボルト３の外部は、対応するフォーク型の耳金の内部に留まっており、ボルト２およびボルト３の外部は、保持装置５および６に加えて、ボルト締め装置を要素４ａ上に保持する。

Claims (10)

1. 第１のボルト（２）と第２のボルト（３）を有し、
   前記第１のボルト（２）と前記第２のボルト（３）は、回転自在に保持され、かつスピンドル要素（１）を介して互いに連結されており、
   前記第１のボルト（２）は、ねじ係合（８）を介して前記スピンドル要素（１）の対応するねじ（１８）に連結されており、
   前記スピンドル要素（１）の中央の長軸の周りで前記スピンドル要素（１）を回転させると、前記第１のボルト（２）が回転して前記長軸に沿って移動する、ボルト締め装置において、
   前記第２のボルト（３）は、所定の軸方向位置において、前記スピンドル要素（１）に回転自在に設けられている、ボルト締め装置。
2. 前記スピンドル要素（１）は、前記第１のボルト（２）および前記第２のボルト（３）に対して同軸に配置されており、および、又は、
   前記ボルト締め装置は、ボルト締めされる２つの要素（４ａ，４ｂ）の少なくとも一方に浮動状態で設けられている、請求項１のボルト締め装置。
3. 前記第１のボルト（２）は第１の保持要素（５）を有し、
   前記第２のボルト（３）は第２の保持要素（６）を有し、
   前記第１の保持要素（５）と前記第２の保持要素（６）は、それぞれ前記第１のボルト（２）と前記第２のボルト（３）を、前記スピンドル要素（１）に対して回転しない状態で保持し、
   前記ボルト締めされる２つの要素（４ａ，４ｂ）の少なくとも一方に対して浮動状態で前記ボルト締め装置を保持する、請求項１又は２に係るボルト締め装置。
4. 前記第１のボルト（２）は第１のブッシュ（７）を備えており、
   前記第１のブッシュ（７）は、前記第１のボルト（２）に回転しない状態で連結されており、
   前記第１のブッシュ（７）は、前記第１のボルト（２）に代わって、前記スピンドル要素（１）の対応する外ねじ（１８）にねじ係合（８）する、請求項１から３のいずれかに係るボルト締め装置。
5. 前記第２のボルト（３）は、前記スピンドル要素（１）に回転しない状態で連結された第２のブッシュ（９）を収容している、請求項１から４のいずれかに係るボルト締め装置。
6. 前記第２のボルト（３）は前記第２のブッシュ（９）を前記中央の長軸方向の両側に備えており、および、又は、
   前記ボルト締め装置は前記中央の長軸に対して径方向に伸びるキャビティ（１０）を備えており、
   前記キャビティ（１０）を介して、前記第２のブッシュ（９）が前記第２のボルト（３）に挿入される、請求項５に係るボルト締め装置。
7. 前記第２のブッシュ（９）は、前記第２のボルト（３）に対する回転自由度を有する、請求項５又は６のいずれかに係るボルト締め装置。
8. 前記第１のボルト（２）と前記第２のボルト（３）の両方、又はいずれか一方は、径方向と周方向に伸びるカラー（１１）を有し、
   前記カラー（１１）は、
   ボルト締めされる要素（４）に係合するように構成されたボルト締め部（１２）に隣接し、
   前記ボルト締め部（１２）よりも大きな径を有し、
   ボルト締めされる要素（４）の少なくとも１つに当接するように構成されている、請求項１から７のいずれかに係るボルト締め装置。
9. 前記スピンドル要素（１）の少なくとも一端が、前記スピンドル要素（１）を前記中央の長軸周りに回転させるためのツールによって係合されるように構成されているツール・インターフェイス（１３）を備えており、
   前記ツール・インターフェイス（１３）は特に前記第１のボルト（２）側に設けられており、
   前記ツール・インターフェイス（１３）の側にある前記ボルト（２、３）が、前記軸方向に伸びた、前記ツール・インターフェイス（１３）に対するアクセス（１６）を備えている、請求項１から８のいずれかに係るボルト締め装置。
10. ラチス式マストヘッドをヘッド・アダプタにボルト締めするための、請求項１から９のいずれかに係るボルト締め装置を含むクレーン・ジブ。

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