JP3942195B2 - スライド貫通ナックルを有する関節接続型入れ子ブーム - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、細長いブームアセンブリを有するリフト装置に関し、より詳細には、入れ子ブームアセンブリを有するリフト装置に関する。また本発明は、入れ子ブームを旋回可能にすると共に、伸縮自在にするよう、入れ子ブームに設けられたスライド貫通ナックルジョイントを提供するものである。
当技術分野では、ブームを有する種々のタイプのリフト装置が知られている。例えば、自動推進式人間用リフト、および従来の関節接続型リフトクレーンは、一般に、次々に内側に入れ子状に嵌合された多数の入れ子式ブーム部分を有する。このブーム部分は、電子回路、油圧、機械的機構またはそれらの組み合わせによって伸縮されるようになっている。
一般に、最も外側のブームチューブの断面が最大となっており、この最も外側のブームチューブは、ピボットシャフトによってタレットに枢着されている。このタレットおよびブームには油圧シリンダが枢着されており、水平面に対して、ピボットシャフトを中心に、ブームアームアセンブリ全体を移動、例えば上下動させるようになっている。一般に、旋回運動の範囲は、水平面に対し、７５度〜−２６度となっている。
このリフトで利用される従来のブームアセンブリは、旋回作動範囲内の任意の個所で最大限まで伸長できる。そのため、これらの装置は、一般に入れ子ブームまたはスクワートブームと呼ばれている。
枢動ナックルと関節接続するようにされたブームを有するその他の多くのリフト装置もある。かかる１つの装置は、フランス国特許第2444639号明細書に開示されている。このリフト装置の最下部のブーム部分は、固定された長さを有し、その一端部が、タレットに枢着され、他端部が、枢着ナックルにおいて第２ブーム部分に枢着されている。この第２ブーム部分には、第３ブーム部分が入れ子状に嵌合されていることが時々ある。
しかし、ブームの関節接続は、ブームが入れ子状に収縮できる量を制限しており、従ってブームを使用しない時に、ブームを収容するのに必要な空間が大きくなっている。第２ブーム部分および第３ブーム部分は、ナックルがあるため、最下部のブーム部分の内部に入れ子状に収縮することはできない。
従って本発明の主たる課題は、上方ブーム部分を、下方ブーム部分内に入れ子状に収縮できるよう、スライド貫通ナックルを有する関節接続された入れ子部分を提供することにある。
本発明の別の課題は、入れ子ブームアセンブリのためのスライド貫通ナックル部分を提供することにある。
本発明のさらに別の課題は、ブームアセンブリのコンパクト性を損なうことなく、従来の入れ子ブームアセンブリよりも移動範囲が大きい、関節接続された入れ子ブームアセンブリを提供することにある。
本発明のさらに別の課題は、システムの油圧または電気的な故障のために、手動によって降下する際でも、第２部分が完全に伸長している状態でナックルが第１ブームに対してしか枢動できないようにするための確動式機械的機構を有するナックルを提供することにある。
下記の図面、詳細な説明、および請求の範囲により、上記およびそれ以外の課題が明らかとなると思う。
発明の概要
本発明は、リフト装置用関節接続型入れ子ブームアセンブリに関するものである。このブームアセンブリは、細長い第１ブームと細長い第２ブームとを枢着するスライド貫通ナックルを有する。
細長い第１ブームは、中心の長手方向軸線および内部に開口部を備える端部を有する。細長い第２ブームは、第１ブームの開口部から伸長でき、常時、この開口部に入れ子状に嵌合された第１端部を有する。この第２ブームの第１端部は、少なくとも１つの細長いピボットガイドスロットを内部に有し、このガイドスロットは、第１端部から離間した開端部、および第１端部に近い閉端部を備える、長手方向の中心軸線を有する。
スライド貫通ナックル機構は、ハウジングを有し、このハウジングは、第２ブームが第１ブームに対して伸長および収縮する間に、第２ブームが嵌合される開口部を備えている。このハウジングは、ピボット軸線を構成する１対の対抗する細長いピンにより、第１ブームに枢着されている。
ピボット軸線がピボットガイドスロットの閉端部に整合するように、第２ブームが伸長する際に、第２ブームが第１ブームに対して枢動自在となるよう、ピボットガイドスロットの長手方向の中心軸線は、ピボット軸線からずれ、このピボット軸線と直交している。
第１ブームおよび第２ブームには、第１ブームに対し第２ブームを伸長および収縮するための伸長手段が接続されている。この伸長手段はピボットガイドスロットの閉端部に整合したピボットシャフトにより第２ブームに枢着されている。
ハウジング、よって第２ブームを第１ブームに対し枢動するための枢動手段が第１ブームおよびハウジングに枢着されている。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係わる多数の部分から成る関節接続型入れ子ブームを有するリフト装置の側面図である。
図２は、図１において２−２で表示されている領域の拡大斜視図である。
図３は、本発明に係わるナックル機構の分解図である。
図４は、ナックルが枢動しうる状態にある時の、ナックルの領域の拡大側面図である。
図５は、最大位置まで枢動したナックル領域の拡大側面図である。
図６は、図２における６−６線に沿った垂直断面図である。この図は、ナックルが枢動自在な位置に接近したり、またはこの位置から後退する間に、中間ブームがナックルを貫通してスライドする時の、ナックルによって接合されたブームを示している。
図７は、枢動不能な位置にある中間ブームを示すもので、図２における７−７線に沿った水平断面図である。
図８は、図６における８−８線に沿ったブームアセンブリの水平断面図である。
図９は、図６における９−９線に沿ったブームアセンブリの水平断面図である。
図１０は、図４における１０−１０線に沿ったナックル領域におけるブームアセンブリの水平断面図であり、枢動自在な位置へ完全に伸長した状態の中間ブーム部分を示す。
好ましい実施例の詳細な説明
図１は、本発明に係わる関節接続型ブームアセンブリ１２を有するリフト装置１０を示す。図示した特殊なリフト装置１０は、人員用リフトであるが、本発明はクレーンを含む（クレーンのみに限定されるものではない）他のタイプのリフト装置にも利用可能である。人員用リフトは、広告サイン、照明固定装置、および電線、電話回線およびケーブルラインを含む任意の頭上の物品または構造物等の近くへ移動するのに使用できる。
この人員用リフト１０は、複数のホイール１６上に支持され、自動推進されるタレット１４を有する。このタレット１４には、ブームアセンブリ１２が枢着されている。ブーム１２とタレット１４とは、油圧シリンダ１８で相互に接続され、垂直面において、ブームを上昇または降下させるようになっている。
ブームアセンブリ１２は、多数の部分、すなわち外側ブーム２０と、中間ブーム２２と、フライブーム２４とを有する。各ブームは、断面が長方形をした細長いチューブであることが好ましい。
ブーム２６により、フライブーム２４の遠方端部にオペレータの作業用プラットフォーム２８が枢着され、フライブーム２４の他端部は、中間ブーム２４に入れ子状に嵌合されている。同様に、中間ブーム２２は、外側ブーム２０に入れ子状に嵌合されており、外側ブーム２０の長手方向におけるほぼ中間に、１対の隣接する油圧シリンダ３０、３２が取り付けられている。
シリンダ３０、３２は、それぞれロッド３４、３６を有する。これらロッド３４、３６は、外側ブーム２０内において、長手方向に逆方向に延びている。Ｋのように、これらシリンダ３０、３２は、背中合わせに、すなわちツーウェイ構造に配置されているが、重ねて、すなわち並べて取り付けることにより、ロッド３４、３６を完全に収縮させることができる。
図２および図３に示すように、ロッド３４の遠方端は、外側ブーム２０の下端部に枢着されており、ロッド３６の遠方端部は、中間部分２２の下端に枢着されている。中間ブーム２２が完全に伸長状態になると、ナックル機構３８は、外側ブーム２０に対して、中間ブーム２２およびフライブーム２４を、枢動、すなわち旋回させることができる。
図２および図３に示すように、ナックル機構３８は、ナックルピボット軸線４２に沿った外側ブーム２０の上端部に枢着されたナックルハウジング４０を有する。このナックルハウジング４０は、ピボット軸線４２からずれた位置に、ナックルハウジングから延びる１対の耳部４４、４６を有する。一方の耳部はハウジング４０の片側に配置されており、ナックルピボット軸線４２に対してほぼ直角に延びている。耳部４４および４６には、それぞれ孔４８、５０が設けられている。
整合した孔５６、５８を有する同様な対の耳部５２、５４が、ピボット軸線４２から反対方向にずれて設けられている。これらの耳部は、ピボット軸線４２とほぼ直交して、外側ブーム２０の上端の側面から延びている。
ナックル枢動手段、例えば二重油圧シリンダ６０、６２は、ピボットピン６４により、その一端部がナックルハウジング４０上の耳部４４、４６に枢着されている。シリンダ６０、６２の他端部は、ピボットピン６０により、外側ブーム２０上の耳部５２、５４に枢着されている。公知の手段、例えば係止リングまたはコッターピン（図示せず）により、ピボットピン６４、６６は、それぞれの孔４８、５０および５６、５８内に係止されている。
外側ブーム２０に最も近いか、その近くにあるチューブ状ナックルハウジング４０の下端部は、約４５度の角度の斜め継ぎ面とされている。外側ブームチューブ２０の上端部は、鏡像形状、すなわち相補的な形状となっており、これにより、ナックル機構３８は、外側ブーム２０に対して０度から約９０度までの任意の角度に曲がることが可能となっている（図５参照）。
ナックルハウジング４０と、外側ブーム２０と、中間ブーム２２とは、新規な態様で、連動して枢動するようになっている。中間ブーム２２が完全に伸長状態となるまで、ナックル機構３８は曲がることはない。フライブーム２４は、いつでも、入れ子状に収縮できる。
再度図３を参照する。ハウジング４０は、ピボット軸線４２を囲み、この軸線に対し直交する１対の離間した耳部６８、６９を有する。各耳部６８、６９は、ピボット軸線４２まわりの丸い孔７０を有する。各耳部６８、６９は、強度、剛性および間隔を増すために、外側のブッシング用の丸い孔７０を有する。ナックルハウジング４０の両側には、タブ７４、７６が取り付けられている。これらのタブは、それぞれの孔７０の上方を延びている。タブ７４、７６は、対応する孔７０に整合した丸い孔７８、８０を内部に有する。
外側ブーム２０は、端部の一方に隣接し、ブームを貫通する１対の同一の同心状の孔７２を有する。外側ブーム２０およびハウジング４０は、孔７０、７２、７８および８０を、互いに整合するように位置決めされている。ピン８２は、ヘッドと細長いシャフトとを有し、シャフトは、ハウジング４０内の孔７８、外側ブーム２０内の孔７２およびハウジング４０内の孔７０を貫通している。
ハウジング４０内の孔８０、外側ブーム２０内の孔７２、およびハウジング４０内の孔７０を、同様なピン８４が貫通している。ピン８２と８４とは、ナックルピボット軸線４２を構成している。
図７からよく分るように、ピン８２および８４の端部は、外側ブーム２０内まで延び、外側ブーム２０内部に入れ子状に配置された中間ブーム２２に当接している。締結具７７により、タブ７４、７６に取り付けられた係止タブ７３、７５は、ピン８２、８４をいったん取付けると、これらのピンが、軸方向に移動しないように、これらピンに係止している。
中間ブーム２２の、近接端部の側面には、対抗するピボットヨーク８６、８８が設けられている。各ピボットヨーク８６、８８は、パラボラ状スロット９０を有する。
各スロット９０の後端部は、中間ブーム２２がスライドしながら、その完全に伸長した位置に接近する際に、ピボットピン８２、８４の一方を、ガイドしながら受け入れるように広がった状態に開口している。
各スロット９０の前端部は、丸く閉じられており、ピン８２または８４がこれに整合するか、もしくは中間ブーム２２が完全に伸長状態となった時に、その前端部に当接するように位置決めされている。従って、本発明は、ナックル３８が枢動可能な状態となるように保証するための確動機構を提供するものである。各スロット９０は、ピボット軸線４２と直交する長手方向の中心線を有する。
図２〜図４を参照する。ガイドブッシングブロック８５、８７の近接端部は、中間ブーム２２の頂部および底部に取り付けられている。ガイドブッシングブロック８５、８７は、ピボットヨーク８６、８８と共に、外側ブーム２０およびナックルハウジング４０内の中間ブーム２２を固定している。ブッシングブロック８５、８７は、適当なスライド支承材料、例えばプラスチックまたは同等材料から製造することが好ましい。
図４は、中間ブーム２２が完全に伸長した状態にあり、ピン８２（図７参照）および８４が、スロット９０の前方閉端部に枢動自在に当接しており、油圧シリンダ６０（図７参照）および６２が、耳部４４、５２（図７参照）と４６、５４との間に伸長した状態にある、枢動自在な状態のナックル機構３８を示す。
中間ブーム２２を伸長、収縮させるロッド３６は、このブームとの枢着接続部を有し、この接続部は、ナックル機構３８のピボット軸線４２と同軸状であり、ピボットガイドスロット９０の閉端部と整合している。フライブーム伸長シリンダ９２の一端部は、中間ブーム２２に取り付けられており、同じく他端部（図示せず）は、フライブーム２４内に取り付けられている。従ってシリンダ９２は、外側ブーム２０と独立して作動可能になっている。
図５は、油圧シリンダ６０（図５では隠されているが、図３を参照のこと）、および完全に伸長状態にある油圧シリンダ６２を示す。油圧シリンダは、外側ブーム２０に対して、最大角度α、例えば約９０度まで中間ブーム２２を枢動させる。シリンダの収縮量を変えることにより、約０度〜９０度の間の任意の枢動角度、すなわち曲げ角度αが得られる。
図８は、完全に伸長状態となり、ピボット軸線４２に達する前の外側ブーム２０内に入れ子状に配置された中間ブーム２２の近接端部を示す断面図である。
図９は、ナックルハウジング４０を貫通し、中間ブーム２２に隣接する位置まで延びた、対抗するピボットピン８２、８４を示す。
図９および図１０は、ナックル３８に接近中の中間ブーム２２および枢動可能な位置にある中間ブーム２２をそれぞれ示す。
外側ブーム２０の底部には、中間支持ブラケット９４が取り付けられており、このブラケット９４は、孔５６、５８に類似するピン６６を受け、これをガイドし、支持する孔９５を内部に有する（図９参照）。図３では、同様のブラケット９４が、ピン６４を支持するようにナックルハウジング６０に取り付けられた状態で示されている。
使用時において、関節型ブームアセンブリ１２は、ブームアセンブリが基本的には水平であり、プラットフォーム２８のフット部９６が地面に当接した状態で、プラットフォーム２８が配置されている、図１で点線で示された最も低い位置を含む、種々の位置に配置できるようになっている。
この最下部の位置では、オペレータは、プラットフォーム２８に搭乗でき、プラットフォーム上に設置された制御パネル９８を通して、ブームアセンブリ１２およびプラットフォームを制御できる。オペレータが比較的高い領域にアクセスする必要がある場合、より大きい角度、例えば図１に実線で示された位置まで、ブームアセンブリ１２を上方へ枢動できる。
公知のレベリング（水準化）機構１００が、プラットフォームとブーム２６とを枢着しており、この機構は、プラットフォーム２８を水平の配置に維持する。オペレータが更に高い位置に達する必要がある場合、所望の高さに達するまで、中間ブーム２２からフライブーム２４を伸長できる。しかし、オペレータがプラットフォーム２８を水平方向に入れ子状に伸長できるようにしたい場合、すなわち、外側ブーム２０の上方投影部から０度と９０度の間のベクトルに沿って伸長できるようにしたい場合が時々ある。この場合、中間ブーム２２は完全に伸長され、次にナックル機構３８により、外側ブーム２０に対して中間ブーム２２を枢動させる。その後、プラットフォーム２８は、中間ブーム２２に対しフライブームを伸長または収縮させるだけで、ベクトルすなわち角度αに沿って移動自在となる。
本発明により、フレキシビリティの大きさが増加し、これにより、地面より高い位置および低い位置の高度を含む、同様な現在の機器で、従来達成できなかった作業領域（例えば橋梁の検査用の作業領域）にアクセスすることが可能となった。
上記のように、本発明は、少なくとも先に述べた課題を満足するものである。

Claims (8)

1. 遠方側端部が開放している第１のブーム(20)と、この第１のブーム(20)の遠方側端部に挿入される手前側端部(86)(88)を有する第２のブーム(22)と、この第２のブーム(22)を前記第１のブーム(20)に対して入れ子式に伸縮させる手段(30)(32)と、前記第２のブーム(22)をスライド可能に収容しうる開口を有するハウジング(40)、ならびにこのハウジング(40)および第１のブーム(20)に連結され、ハウジング(40)を回動させることによって、第２のブーム(22)を第１のブーム(20)に対して回動させる手段(60)(62)を具備するスライド可能な関節機構(38)とを備えるリフト装置(10)用入れ子式ブームアセンブリ(12)において、ハウジング(40)は、軸(42)の回りに回動する１対のピン(82)(84)を介して第１のブーム(20)に回動可能に連結されており、第２のビーム(20)(22)の手前側端部には、この手前側端部と反対側に開口を有するガイドスロット(90)が設けられており、前記ピン(82)(84)は、第２のブーム(22)が伸長するときに、前記ガイドスロット(90)に嵌合するようになっている入れ子式ブームアセンブリ。
2. 前記ハウジング(40)を回動させる手段(60)(62)は、一端が第１のブーム(20)に、他端がハウジング(40)に、それぞれ、前記軸(42)から離間して回動可能に連結された油圧シリンダであることを特徴とする請求項１記載の入れ子式ブームアセンブリ。
3. 前記第２のブーム(22)を第１のブーム(20)に対して入れ子式に伸縮させる手段(30)(32)は、隣り合わせに設けられる１対の油圧シリンダであり、これらの油圧シリンダは、それぞれ、第１のブーム(20)に回動可能に連結されて第１の方向に伸長可能な第１のロッドと、第２のブーム(22)に回動可能に連結されて第２の方向に伸長可能な第２のロッドとを有することを特徴とする請求項１記載の入れ子式ブームアセンブリ。
4. 前記第２のブーム(22)は、遠方側端部が開放した管状体であり、この第２のブーム(22)に入れ子式に収容されるフライブーム(24)と、このフライブーム(24)および第２のブーム(22)の双方に連結され、前記第１のブーム(20)とは独立にフライブーム(24)を伸縮させうるフライブーム伸縮手段(92)とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の入れ子式ブームアセンブリ。
5. 第１のブーム(20)およびこの第１のブーム(20)に収容される第２のブーム(22)からなる入れ子式ブームアセンブリ(12)用ブーム関節機構であって、前記第１のブーム(20)に軸(42)の回りで回動しうるように連結された手前側端部、および前記第２のブーム(22)が出入りしうる開口を有するハウジング(40)と、第１のブーム(20)およびハウジング(40)に回動可能に連結され、ハウジング(40)および第２のブーム(22)を前記軸(42)の回りで第１のブーム(20)に対して回動させる手段とを備えるブーム関節機構において、前記第２のブーム(22)の第１のブーム(20)側に位置する手前側端部にはガイドスロット(90)が設けられ、第１のブーム(20)およびハウジング(40)に回動可能に連結され、第２のブーム(22)が完全に伸長して、第２のブーム(22)の手前側端部が軸(42)と整合しているときにのみ、ハウジング(40)および第２のブーム(22)を第１のブーム(20)に対して回動させうる手段(82)(84)が、前記ガイドスロット(90)にスライド可能に収容されるようになっていることを特徴とするブーム関節機構。
6. 前記ハウジング(40)と前記第１のブーム(20)は、それぞれ、前記軸(42)が通る互いに整合された孔(70)(72)を有し、両者の相対的な回動は、これらの孔(70)(72)に挿入されるピン(82)(84)を介して行われるようになっていることを特徴とする請求項５記載のブーム関節機構。
7. 前記ハウジング(40)と前記第１のブーム(20)は、それぞれ、前記軸(42)が通る互いに整合された１対の孔(70)(70)および(72)(72)を有し、両者の相対的な回動は、前記２対の孔(70)(70)および(72)(72)に挿入される２本のピン(82)(84)を介して行われ、これら２本のピン(82)(84)は、軸(42)の方向において、前記第２のブーム(22)が両ピン(82)(84)の間を通過しうるだけの間隔を開けて配置されていることを特徴とする請求項６記載のブーム関節機構。
8. 前記ピン(82)(84)のシャフト部を通すための孔を有する固定板(73)(75)が、前記ハウジング(40)に取外し可能に装着されていることを特徴とする請求項７記載のブーム関節機構。

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