JP7463368B2 - シャックルアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、シャックル本体、シャックルピン、および、前記シャックルピンをその中心軸線に沿ってシャックル閉鎖位置およびシャックル開放位置との間で動かすピン移動機構、を備えるシャックルアセンブリに関する。

シャックルアセンブリは特許文献１から知られている。既知のシャックルアセンブリは、シャックルピンを駆動するためにシャックル本体に結合されかつシャックルピンをシャックル閉鎖位置とシャックル開放位置との間で往復運動するように構成された駆動装置を備える。この駆動装置は、シャックル本体の外側に取り付けられ、シャックルピンの中心軸線に平行に延びる油圧シリンダを含む。

国際公開第２０１３／０９５１０７号

既知のシャックル組立体の欠点は、シャックル本体の隣、特に油圧シリンダが伸ばされるシャックル開放位置において、多くのスペースを必要とすることである。さらに、既知のシャックルアセンブリは、その重心がシャックル本体から離れた位置にある。

本発明の目的はコンパクトなシャックルアセンブリを提供することである。

この目的は本発明によるシャックルアセンブリ、すなわち、ピン変位機構が、シャックル本体に取り付けられかつ前記シャックル本体に対して、シャックルピンの前記中心軸線に対し垂直に延びる回転軸の周りに回転可能である回転要素と、該回転要素の回転を、前記シャックルピンの自身の中心軸線に沿った変位に伝達するための、前記回転要素と前記シャックルピンとの間の伝動構成体と、を備えるシャックルアセンブリ、によって達成される。

本発明によるシャックルアセンブリにおける回転要素および伝動構成体の存在は、てこによる効果を生み出す機会を提供し、それ故にコンパクトなユニットを実現する。

特定の実施形態では、シャックル本体は主平面に延在し、回転軸は主平面に垂直に延在する。これは、回転要素がシャックル本体の主平面内で移動できることを意味し、シャックルアセンブリが主平面に垂直な方向にもコンパクトとなる機会を提供する。

シャックル本体は、底部および底部から延びる脚部を有するＵ字形状を有することができ、各脚部の端部には、シャックルピンを受けるための開口 (eye) が設けられ、回転軸は、底部とシャックルピンとの間のレベルで延在する。これにより、底部から開口の方向に測定したシャックルアセンブリの高さを最小限に抑えることができる。

好ましい実施形態においては、回転要素と伝動構成体が四節リンク機構の一部を形成し、回転要素は、第１のジャーナルを介して第２のバーに回動可能に連結された第１のバーを含み、第２のバーは、第１のジャーナルから離れた第２のジャーナルを介して第３のバーに回動可能に連結されており、第３のバーは、第２のジャーナルから離れたシャックル本体に回転可能に結合されており、シャックル本体が第４のバーを形成し、第２のバーは、ピンピボットを介して前記シャックルピンに回転可能に結合され、ピンピボットは、前記第１および第２のジャーナルから距離を置いてあり、かつ、前記バーおよび前記ジャーナルは、ピンピボットがシャックルピンの中心軸線の方向と同じ方向に移動できる寸法および配置とされている。

より具体的には、四節リンク機構は、第１のジャーナル、第２のジャーナル、およびピンピボットが整列した、いわゆるホーキンスリンク機構を形成してもよい。ホーキンスリンク機構によって、回転要素がシャックル本体に対し所定角度回転したときに、ピンピボットが直線経路をたどることができる。シャックルアセンブリは、ピンピボットがシャックルの開いた位置と閉じた位置の間の直線経路をたどる寸法とされる。

ピンピボットは、シャックル閉鎖位置においてシャックル本体の円周の外側に位置することができる。

リンクを作動させるために、シャックル本体と第３のバーの双方に線形アクチュエータを回転可能に取り付けることができる。線形アクチュエータは油圧シリンダとすることができる。

代替実施形態では、回転要素は、第１のジャーナルを介して第２のバーに回動可能に結合される第１のバーを備え、第２のバーは、第１のジャーナルから距離を置いて、ピンピボットを介してシャックルピンに回転可能に結合され、シャックルピンはシャックル本体に沿ってその中心軸線に沿ってガイドされる。この場合、回転要素はクランク機構のクランクを形成し、第２のバーはコネクティングロッドを形成し、シャックルピンは、シャックル本体によって案内されるピストンを形成する。例えば、シャックル本体が、底部と底部から延びる脚部とを有するＵ字形状であり、各脚部の端部にシャックルピンを受けるための開口がそれぞれ設けられている場合、シャックルピンは、一方の開口によって案内され得る。

線形アクチュエータが、回転軸、第１ジャーナル、およびピンピボットから離れた位置で、第１バーおよび第２バーの双方に回転可能に取り付けられてもよい。第１のバーと第２のバーは、線形アクチュエータを介して互いに回転する一種の鋏を形成する。これは、線形アクチュエータのストロークがシャックルピンのストロークよりも小さいことを意味し、シャックルアセンブリのコンパクト化に寄与する。

本発明はまた、シャックル本体、シャックルピン、および、このシャックルピンを自身の中心軸線に沿ってシャックル閉鎖位置とシャックル開放位置との間で変位させるためのピン変位機構、を備えるシャックルアセンブリであって、前記シャックルピンには、前記シャックル閉鎖位置において前記シャックル本体から距離を置いて位置する側方突起が設けられ、該シャックルアセンブリには、側方突起とシャックル本体との間に位置する流体ベローが設けられ、流体ベローに流体が導入されることで側方突起が、シャックルピンとともに、シャックル本体から離れるように押され、これにより、シャックルピンがシャックル閉鎖位置から前記シャックル開放位置に移動する、シャックルアセンブリに関する。このアセンブリは、回転要素および協働する伝動構成体を持たないという点で、前述のアセンブリとは異なる。しかし、流体ベローの存在により、シャックルアセンブリは、シャックルピンの中心軸線に沿った方向においてコンパクトになるという利点もある。流体ベローは、例えば、水を導入することにより作動することができる。

実際の実施形態では、側面突起はフランジによって形成され、流体ベローはシャックル開放位置でシャックルピンの少なくとも一部を取り囲む。

より具体的には、流体ベローはコイル状の可撓性チューブを含む。チューブに流体を導入すると管状のコイルが作成されるが、チューブを空にすると折り畳まれたコンパクトなコイルとなる。

シャックルピンは、シャックルピンとシャックル本体との間に配置されたばねと係合し、流体が流体ベローから放出されたときにシャックルピンをシャックル開放位置からシャックル閉鎖位置に移動させることができる。

あるいは、前記側方突起は、シャックル本体に固定されたシリンダ内で往復摺動可能なプレートによって形成され、シリンダ内の、シャックル本体とは反対側のプレートの側にある空間が、加圧流体を受け入れるための圧力室を形成して、シャックルピンがシャックル開放位置からシャックル閉鎖位置に移動可能とされる。圧力室および流体ベローは、従来の方法で制御される油圧回路の一部であってもよい。

以下、本発明の実施形態を例として示す極めて概略的な図面を参照して本発明を説明する。

本発明によるシャックルアセンブリの一実施形態を示す斜視図である。 図１のシャックルアセンブリを異なる角度から示す斜視図である。 図１および図２に示したシャックルアセンブリの異なる部分の動きを示すための３つの異なる状態を示した側面図である。 ホーキンスリンクを構成する各バーの寸法関係を示した図である。 他の実施形態によるシャックルアセンブリの異なる部分の動きを示すための３つの異なる状態を示した側面図である。 本発明によるシャックルアッセンブリの別の実施形態を示す断面図である。 図７に示したシャックルアセンブリの他の状態を示す断面図である。 図６にＶＩＩＩで示した部位の拡大図である。

図１～図３は本発明によるシャックルアセンブリ１の一実施形態を示す。シャックルアセンブリ１は、底部と底部から延びる脚部とを有するＵ字形シャックル本体２を備える。シャックル本体２は主平面内に延在している。各脚部の端部には、シャックルピン４が嵌まる開口３が設けられている。シャックルピン４は中心軸線５を有し、シャックル閉鎖位置とシャックル開放位置との間でその中心軸線５に沿ってシャックル本体２に対して移動可能である。図３の左端のものがシャックルの閉鎖位置を示し、他の２つのものはシャックルの開放位置を示している。右端の図は、シャックルピン４が最終位置にあることを示している。

シャックルピン４は、ピン変位機構６を介してシャックル本体２に対して移動できる。ピン変位機構６はいわゆるホーキンスリンク機構の形式の四節リンク機構を備える、図３の右端の図において追加の線で示されている。また、図４は、ホーキンスリンク機構のより詳細な寸法関係を示している。

変位機構６は、第１のバー７、第２のバー８、および第３のバー９を備える。第４のバーは、シャックル本体２に固定されたサポート１０によって形成される。第１のバー７は、第１のジャーナル１１を介して第２のバー８に回動可能に結合され、第２のバー８は、第１のジャーナル１１から距離を置いて配置された第２のジャーナル１２を介して第３のバー９に回動可能に結合されている。第１のバー７は、第１のジャーナル１１から離れた位置にある第３のジャーナル１３を介してサポート１０に回転可能に結合され、第３のバー９は、第２のジャーナル１２および第３のジャーナル１３から離れた位置にある第４のジャーナル１４を介して、サポート１０に回転可能に結合されている。ジャーナル１１～１４の回転軸は、シャックル本体２の主平面に対して垂直に延在する。

第２のバー８は、ピンピボット１５においてシャックルピン４の端部に回転可能に結合され、第２のジャーナル１２は、第１のジャーナル１１とピンピボット１５との間の第２のバー８の中間にある。図３の左端の図は、シャックル閉鎖位置において、ピンピボット１５がシャックル本体２の外側に位置することを示している。第３および第４のジャーナル１３，１４の回転軸を通る平面は、中心軸線５およびピンピボット１５の回転軸が位置する平面に平行に延在している。ピンピボット１５および第１～第４ジャーナル１１～１４は、図３に示すように、ピンピボット１５の回転軸がシャックルピン４の中心軸線５に沿って移動できるように配置されている。第１～第４のジャーナル１１～１４とピンピボット１５との間の距離が図４に無次元で示されている。図１～４に示すようなホーキンスリンク機構の配置により、第１のバー７をシャックル本体２に対して所定の角度だけ回転させたとき、ピンピボット１５が真っ直ぐな経路をたどることができる。

また、変位機構６には、一方がサポート１０に回転可能に連結され、他方が第３のバー９に回転可能に連結された油圧アクチュエータ１６が設けられている。図３の右端の図は、シャックルピン４の最終位置においてさえ、変位機構６がシャックル本体２から見てピンピボット１５を越えて延在しないことを示しており、これがコンパクトなシャックルアセンブリ１を構成している。図３は、油圧アクチュエータ１６のストロークが、ホーキンスリンク機構を適用することによって生じるピンピボット１５のストロークよりも小さいことを示している。油圧アクチュエータは、代替の任意のアクチュエータに置き換えることができ、あるいは、アクチュエータを省略して、変位機構６を手動で、遠隔で、および／または、水中作業時にはＲＯＶによって操作できるようにすることができることに留意されたい。図示されていないが、当業者は、そのような作動機構が、該変位機構６に実装されるあらゆる種類の作動および制御システムを意味するものであることを理解するであろう。

サポート１０は、シャックル本体２の一方の脚の周りにクランプされたブラケット１７によってシャックル本体２に固定されている。サポート１０はまた、シャックル本体２の一方の開口３の外側でシャックルピン４の中心軸線５に平行に延びる２つの平行な足１８を含む。これにより、図１～図３に示すように、シャックルアセンブリ１を地面に直立に載置することができる。

図１～３に示す実施形態では、第１のバー７は、シャックル本体２に取り付けられ、シャックルピン４の中心軸線５から離れて垂直に延びる回転軸の周りでシャックル本体２に対して回転可能な回転要素として見ることができる。この回転要素とシャックルピン４は、第２のバー８、第３のバー９、および、協働ジャーナル１１，１２，１４の形式の伝動構成体を介して互いに接続されており、これによりピンピボット１５は、シャックルピン４のシャックル開放位置とシャックル閉鎖位置との間で直線的に移動する。これは、シャックルピン４がシャックル開放位置とシャックル閉鎖位置との間で移動する間、シャックルピン４とシャックル本体２との間の横方向の力が無視できることを意味する。上述の回転要素とピンピボット１５との間の伝達が異なる代替実施形態も考えられる。

図５は、本発明によるシャックル組立体１の代替実施形態を示す。図５に示す実施形態の構成要素において、図１～図３に示した実施形態の構成要素と類似のものには同じ参照符号を付す。図５に示す実施形態のピン変位機構６は、クランク機構の一種であり、第１のバー７がクランクを形成し、第２のバー８がコネクティングロッドを形成し、シャックルピン４が、シャックル本体２の開口３に案内されるピストンを形成する。第１のバー７は、第３のジャーナル１３を介してサポート１０に回転可能に結合され、かつ、第３のジャーナル１３から距離を置いて、第１のジャーナル１１を介して第２のバー８に回可能に結合されている。第２のバー８は、第１のジャーナル１１から離れたピンピボット１５において、シャックルピン４の端部に回転可能に結合されている。図５に示すように、開口３による案内により、シャックルピン４は中心軸線５に沿って移動可能である。

油圧アクチュエータ１６は、第１のバー７および第２のバー８に回転可能に連結されている。図５は、油圧アクチュエータ１６のストロークがピンピボット１５のストロークよりも小さいことを示している。これは、クランク機構の適用および油圧アクチュエータ１６の取り付け位置によるものである。

図６～図８は、本発明によるシャックルアセンブリ２０の別の代替実施形態を示す。この実施形態のまた、シャックル本体２１、シャックルピン２２、および、シャックルピン２２をシャックル閉鎖位置とシャックル開放位置との間でその中心線に沿って移動させるためのピン変位機構２３、を備える。ただし、ピン変位機構２３は、前述の実施形態のような回転要素を備えていない。

図８は、シャックルピン２２にコネクタピン２５を介して円形プレート２４が固定されていることを示している。円板２４は、図６および図８に示すシャックル閉鎖位置において、シャックル本体２１から距離を置いて配置されている。シャックルアセンブリ２０には、コイル状の可撓性チューブ２６の形態の流体ベローが設けられており、これは、シャックル本体２１とプレート２４との間に位置している。プレート２４は、流体が図７に示す如く膨張するようにチューブ２６に導入されたとき、チューブ２６をコイル形状に保持するシリンダ２７内で移動可能である。チューブ２６の拡張により、シャックルピン２２を含むプレート２４は、シャックル本体２１から離れる方向に移動し、したがって、シャックルピン２２をシャックル閉鎖位置からシャックル開放位置に移動させる。シャックル開放位置では、拡張されたコイル状のチューブ２６は、後退したシャックルピン２２を取り囲んでいる。図７を参照されたい。コネクタピン２５によるシャックルピン２２への円形プレート２４の取り付けは、標準的な従来のシャックルアセンブリのシャックルピンに適用できることに留意されたい。

シャックルピン２２をシャックル開放位置からシャックル閉鎖位置に移動させるために、チューブ２６が配置されている側とは反対側のプレート２４の側で、シリンダ２７内に流体が導入される。シャックルピン２２がシャックル開放位置からシャックル閉鎖位置に移動する方向にプレート２４に力を加えると、チューブ２６内の流体が排出され、チューブ２６を収縮させることができる。この状態は図６および図８に示されている。

別の実施形態では、シャックルアセンブリ２０は、プレート２４の、チューブ２６が配置されている側とは反対側に配置されたばねを備えていてもよい。流体をチューブ２６に導入し、プレート２４をシャックル本体２１から離れる方向に動かす間、スプリングに負荷が掛かるが、流体をチューブ２６から排出すると、ばねがシャックルピン２２を動かし戻す。

チューブ２６およびシリンダ２７への充填および排出は、例えば油圧制御装置によって制御することができる。

本発明は、図面に示され、これまでに説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲およびそれらの技術的に同等な範囲内において異なる方法で変更することができる。

１ シャックルアセンブリ
２ シャックル本体
４ シャックルピン
５ 中心軸線
６ ピン変位機構
７ 回転要素（第１のバー）
８ 第２のバー
９ 第３のバー
１１ 第１のジャーナル
１２ 第２のジャーナル
１３ 回転軸
１５ ピンピボット
（８，９，１１，１２，１４，１５）伝動構成体
１６ 線形アクチュエータ
２０ シャックルアセンブリ
２１ シャックル本体
２２ シャックルピン
２３ ピン変位機構
２４ 側方突起
２６ 流体ベロー
２７ シリンダ

Claims (7)

1. シャックル本体（２）、シャックルピン（４）、および、シャックルピン（４）をその中心軸線（５）に沿ってシャックル閉鎖位置とシャックル開放位置との間で移動させるためのピン変位機構（６）、を備えるシャックルアセンブリ（１）であって、
   前記ピン変位機構（６）は、前記シャックル本体（２）に取り付けられかつ前記シャックル本体（２）に対して、前記シャックルピン（４）の前記中心軸線（５）に対し垂直に延びる回転軸（１３）の周りに回転可能である回転要素（７）と、該回転要素（７）の回転を、前記シャックルピン（４）の自身の中心軸線（５）に沿った変位に伝達するための、前記回転要素と前記シャックルピン（４）との間の伝動構成体（８，９，１１，１２，１４，１５）と、を備え、
   前記回転要素と前記伝動構成体（６）が四節リンク機構の一部を形成し、前記回転要素は、第１のジャーナル（１１）を介して第２のバー（８）に回動可能に連結された第１のバー（７）を含み、前記第２のバー（８）は、第１のジャーナル（１１）から離れた第２のジャーナル（１２）を介して第３のバー（９）に回動可能に連結されており、前記第３のバー（９）は、前記第２のジャーナル（１２）から離れたシャックル本体（２）に回転可能に結合されており、シャックル本体（２）が第４のバーを形成し、前記第２のバー（８）は、ピンピボット（１５）を介して前記シャックルピン（４）に回転可能に結合され、前記ピンピボット（１５）は、前記第１および第２のジャーナル（１１，１２）から距離を置いてあり、かつ、前記バー（７～１０）および前記ジャーナル（１１～１４）は、前記ピンピボット（１５）が前記シャックルピン（４）の中心軸線（５）の方向と同じ方向に移動できる寸法および配置とされている
   シャックルアセンブリ（１）。
2. 前記シャックル本体（２）が主平面内に延在し、かつ、前記回転軸（１３）が前記主平面と直交して延在する、請求項１に記載のシャックルアセンブリ（１）。
3. 前記シャックル本体（２）が底部と該底部から延びた脚部とからなるＵ字形を呈し、前記脚部のそれぞれの端部には前記シャックルピン（４）を受け入れるための開口が設けられ、前記回転軸（１３）が、前記底部と前記シャックルピン（４）との間のレベルにおいて延在している、請求項２に記載のシャックルアセンブリ（１）。
4. 前記四節リンク機構がホーキンスリンク機構を形成し、前記第１のジャーナル（１１）、前記第２のジャーナル（１２）、および前記ピンピボット（１５）は整列している、請求項１から３のいずれか一項に記載のシャックルアセンブリ（１）。
5. 前記ピンピボット（１５）が、前記シャックル閉鎖位置において前記シャックル本体（２）の外周の外側に位置する、請求項１から４のいずれか一項に記載のシャックルアセンブリ（１）。
6. 線形アクチュエータ（１６）が、前記シャックル本体（２）および前記第３のバー（９）の双方に回転可能に取り付けられている、請求項１から５のいずれか一項に記載のシャックルアセンブリ（１）。
7. シャックル本体（２）、シャックルピン（４）、および、シャックルピン（４）をその中心軸線（５）に沿ってシャックル閉鎖位置とシャックル開放位置との間で移動させるためのピン変位機構（６）、を備えるシャックルアセンブリ（１）であって、
   前記ピン変位機構（６）は、前記シャックル本体（２）に取り付けられかつ前記シャックル本体（２）に対して、前記シャックルピン（４）の前記中心軸線（５）に対し垂直に延びる回転軸（１３）の周りに回転可能である回転要素（７）と、該回転要素（７）の回転を、前記シャックルピン（４）の自身の中心軸線（５）に沿った変位に伝達するための、前記回転要素と前記シャックルピン（４）との間の伝動構成体（８，９，１１，１２，１４，１５）と、を備え、
   前記回転要素が、第１のジャーナル（１１）を介して第２のバー（８）に回動可能に連結された第１のバー（７）を備え、前記第２のバー（８）は、前記第１のジャーナル（１１）から距離を置いてピンピボット（１５）を介してシャックルピン（４）に回転可能に結合されており、かつ、前記シャックルピン（４）が、シャックル本体（２）によって自身の中心軸線（５）に沿って案内され、
   線形アクチュエータ（１６）が、前記回転軸（１３）、前記第１のジャーナル（１１）、および前記ピンピボット（１５）から距離を置いて、前記第１のバー（７）および前記第２のバー（８）の双方に回転可能に取り付けられている、
   シャックルアセンブリ（１）。

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