(57)【要約】      （修正有）【課題】ピニオンギヤの取り付けに精度を要することなく、クレーンが多数のピニオンギヤを使用できるようにしたクレーン用の駆動装置。【解決手段】クレーン10は、接地部材14,16を備えている下方構造12と、当該下方構造に対して旋回することができるように当該下方構造に回転可能に結合されている上方構造であって、前記下方構造と上方構造とのうちの一方がその表面に歯を有するリングギヤを備えた第一の構造を備えており、他方が第二の構造を備えている前記上方構造と、当該上方構造上に枢動可能に取り付けられているブーム22とを備えている。当該クレーンは更に、共通のフレーム上に取り付けられており且つ前記リングギヤの歯と駆動接触状態にある少なくとも２つのピニオンギヤと、前記フレームを前記第二の構造に結合しており前記フレームと前記第二の構造との間に２つの枢動軸線を有しているリンクを備えている駆動装置を備えている。【選択図】図１
2010195591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
i）接地部材を備えている下方構造と、ii）当該下方構造に対して旋回することができるように当該下方構造に回転可能に結合されている上方構造と、iii）当該上方構造上に枢動可能に取り付けられているブームと、を備え、前記下方構造と当該上方構造とのうちの一方がその表面に歯を有するリングギヤを備えた第一の構造を有しており、前記下方構造と当該上方構造とのうちの他方が第二の構造を備えるクレーンであり、当該クレーンは駆動装置を備えており、当該駆動装置が、
ａ）共通のフレーム上に取り付けられており且つ前記リングギヤの歯と駆動接触状態にある少なくとも２つのピニオンギヤと、
ｂ）前記フレームを前記第二の構造に結合しており、前記フレームと前記第二の構造との間に２つの枢動軸線を有しているリンクと、を備えているクレーン。
【請求項２】
請求項１に記載のクレーンが、移動式の吊り上げクレーンからなり、
ａ）前記下方構造が、可動の接地部材を備えた車体からなり、
ｂ）前記上方構造が、前記車体に回転可能に結合されている回転床を備えており、当該回転床が、前記接地部材に対して旋回できるようになされており、
ｃ）前記車体と前記回転床とのうちの一方が前記第一の構造を備えており、前記車体と前記回転床とのうちの他方が前記第二の構造を備えている、クレーン。
【請求項３】
請求項１及び２のうちのいずれかの一の項に記載のクレーンであり、
前記フレームに取り付けられ且つ前記リングギヤの前記歯を有している面と反対側の面で当該リングギヤと係合している少なくとも１つのガイドローラを更に備えている、レーン。
【請求項４】
請求項３に記載のクレーンであり、
前記ピニオンギヤと前記少なくとも１つのガイドローラとの間の距離の調整を可能にする調整構造を更に備えている、クレーン。
【請求項５】
請求項１及び２のうちのいずれかの一の項に記載のクレーンであり、
前記フレームに取り付けられており且つ前記リングギヤの前記歯を有している面と反対側の面上で当該リングギヤと係合している２つのガイドローラを更に備えている、クレーン。
【請求項６】
請求項５に記載のクレーンであり、
前記ピニオンギヤと前記２つのガイドローラとの間の距離の個々の調整を可能にする２つの調整構造を更に備えている、クレーン。
【請求項７】
請求項６に記載のクレーンであり、
前記ガイドローラが、前記２つのガイドローラ間にヒンジ軸を備えており且つ第二のヒンジ軸によって前記フレームの残りの部分に結合されている部材に取り付けられている、クレーン。
【請求項８】
請求項４及び６〜７のうちのいずれか一の項に記載のクレーンであり、
前記調整構造が引き締め金具を備えているクレーン。
【請求項９】
請求項３〜８のうちのいずれか一の項に記載のクレーンであり、
各ガイドローラが、前記旋回するギヤの半径上で前記ピニオンギヤのうちの一つと整合されている、クレーン。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちのいずれか一の項に記載のクレーンであり、
前記２つの枢動軸線の両方が同じ面内にあり、当該面は、前記ピニオンギヤと前記リングギヤの歯との歯車による噛み合いからの接線方向の力の線の交点と交差している、クレーン。
【請求項１１】
請求項１〜１０のうちのいずれか一の項に記載のクレーンであり、
前記リングギヤの歯が当該リングギヤの内面に設けられているクレーン。
【請求項１２】
請求項１〜１１のうちのいずれか一の項に記載のクレーンであり、
前記リングギヤを備えている第一の構造が前記下方構造であり、前記ピニオンギヤが前記上方構造に取り付けられている、クレーン。
【請求項１３】
請求項１〜１２のうちのいずれか一の項に記載のクレーンであり、
当該クレーンは、各々が４つの別個のフレーム上に取り付けられている２つのピニオンギヤによって構成されている８つのピニオンギヤを備えており、当該４つのフレームの各々が、前記フレームと前記第二の構造との間の２つの枢動軸線によって前記第二の構造に結合されている、クレーン。
【請求項１４】
請求項１〜１３のうちのいずれか一の項に記載のクレーンであり、
前記リンクが、各端部が２つの枢動軸のうちの一方に結合されているプレート構造を有しており、前記２つの枢動軸線が、前記フレームと前記枢動軸のうちの一つとの間の第一の枢動結合部と、前記第二の枢動軸と前記第二の構造との間の第二の枢動結合部とによって提供されている、クレーン。
【請求項１５】
請求項１４に記載のクレーンであり、
前記プレート構造が係止軸を通されて相互に結合されている二組のプレートを備えていて、前記係止軸を取り外すことによって、前記フレーム、ピニオンギヤ及び第一の枢動軸が前記第二の構造から分離できるようになされている、クレーン。
【請求項１６】
請求項２に記載のクレーンであり、
前記リングギヤが前記車体上に取り付けられており、前記ピニオンギヤが前記回転床に取り付けられている、クレーン。
【請求項１７】
請求項２及び１６のうちのいずれかに記載のクレーンであり、
前記回転床が前方及び後方のローラー担持装置を備えており、２つのピニオンギヤを備えている２つの別個のフレームの各々が前記後方のローラー担持装置に取り付けられている、クレーン。
【請求項１８】
請求項１〜１７のうちのいずれか一の項に記載のクレーンであり、
少なくとも２つのモーターを更に備えており、当該モーターのうちの一つが、ギヤボックスによって、前記少なくとも２つのピニオンギヤの各々に結合されている、クレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンのための旋回駆動装置に関し、特に、移動式巻き上げクレーンにおいて有用な旋回駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なクレーンは、接地部材上に支持される下方構造、垂直軸線を中心として前記下方構造に対して旋回できるように前記下方構造に回転可能に結合されている上方構造と、当該上方構造上に枢動可能に取り付けられているブームとを備えている。旋回駆動装置は、旋回トルクを発生させるために、上方構造と下方構造との間にモーメントを作用させる。このモーメントの付加は、通常は、モーメントを発生させるために、一般的にピニオンギヤとして知られている駆動ギヤを回転中心からずらして取り付けることによって達成される。通常は、下方構造か上方構造かのどちらか一方が外面に歯を備えているリングギヤを備え、他方が旋回トルクを付与するために前記リングギヤの歯と噛み合うピニオンギヤを備えている。クレーンが（傾斜した地面上に配置されている移動式巻き上げクレーンのように）回転軸線が完全に垂直でない状態で配置されている場合には、当該旋回駆動装置はまた、回転させる必要がなく且つ組み合わされたクレーンと当該クレーンに取り付けられている荷との重心がその旋回経路の“底部”にないときに、上方構造が回転しないように保つ保持力を提供しなければならない。
【０００３】
移動式巻き上げクレーンは、典型的には、タイヤ又はクローラ（無限軌道）のような可動の接地部材を備えた車体と、当該接地部材に対して旋回できるように前記車体に回転可能に結合されている回転床と、荷吊り上げワイヤロープがそこから延びている状態で回転床の前方部分に枢動可能に取り付けられているブームと、クレーンが荷を吊り上げるときにクレーンのバランスをとる補助とするためのカウンタバランスとを備えている。クレーンは、色々な場所で使用されるので、一つの作業現場から次の作業現場へと移動させることができるように設計される必要がある。このことは、通常は、クレーンが、公道輸送限界内でトラックによって運搬することができる大きさ及び重量である構成要素に分解されることを要求する。クレーンが分解及び組立てできる際の容易さは、クレーン使用の全コストに影響力を及ぼす。従って、クレーンを組み立てるのに必要とされる工数がより少ないかぎり、クレーン所有者に直接的な利点がある。
【０００４】
幾つかの極めて大きなクレーンの場合には、クレーンを旋回させるのに必要とされるトルクは、特に、大きな荷が荷吊り上げワイヤロープから吊り下げられるときに極めて大きい。従って、リングギヤ及びその歯のサイズ並びにピニオンギヤのサイズは、妥当な大きさのリングギヤの直径で必要なトルクを発生するのに十分な大きさでなければならない。大きなクレーンにおいては、必要とされる力を発生することができるようにするために、各々が同じリングギヤと噛み合う多数のピニオンギヤを備えているのが典型的である。しかしながら、特に、リングギヤとピニオンギヤとは、駆動装置内で必要とされる“バックラッシュ”を考慮に入れつつ緊密なクリアランスで噛み合う必要があることが認識されている場合に、多数のピニオンギヤを使用することはクレーンの設計上の特徴を複雑化させる。バックラッシュは、ギヤの歯間に存在する自由な遊び量すなわち一方のギヤが他方のギヤを回転させ始める前に回転できる量を表す言葉である。十分なバックラッシュが存在しない場合には、歯の部分間に不必要な接触が存在するので、ギヤの歯は早々に摩耗する。バックラッシュが大きすぎる場合には、回転床が旋回し始めるか又はその旋回方向を変えるときに、歯に高い衝撃力が加わる。
【０００５】
リングギヤは完全に丸いわけではなく且つ回転床を形成している構造（特に、別々に輸送され且つ作業現場で軸などを突き通して留められる多数の部品を備えている場合）は回転床と車体との間の結合に関連する公差及び旋回駆動装置内の公差を有するかも知れないので、多数のピニオンギヤの全てを、同時にトルクを提供できるようにし且つ適当な量のバックラッシュを有するようにすることは難しい問題である。もちろん、全てのピニオンギヤを、リングギヤとの接触点が完全な円を形成するように回転床に取り付けることができる場合には、リングギヤと同じ直径であることは問題を軽減する助けとなるけれども、この設計基準はクレーンの製造を極めて高価なものにする。この問題はピニオンギヤの数が増えるにつれて増大する。一つの解決方法は、より厚みのあるリングギヤを備えることによってギヤの歯の各々のかみ合い長さをより厚くし、このようにして、各歯によって比較的大きな力が伝達できるようにすることである。この解決方法は、ピニオンギヤの数を減らすけれどもリングギヤの重量を増大させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一つの解決方法は、全てが回転床に枢動可能に取り付けられる構造によって独立にリングギヤと接触せしめられる形態で回転床に結合される多数のピニオンギヤを設けることである。これによって、回転床と車体との間の結合における公差及び遊動並びに旋回駆動装置における公差を吸収することが容易になる。しかしながら、このことは、多数の別個の構成要素を、クレーンが移動される度毎に、分解し、保管し、搬送し、再度組み立てなければならないことになる。従って、このような極めて大きなクレーンが、多数のピニオンギヤを、ピニオンギヤの取り付けに精度を要することなく且つクレーンを作るために搬送され且つ組み立てられなければならない別個の構成要素の数を最少化して使用できるようにした駆動装置を開発できるならば極めて有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、リングギヤの必要とされる厚みを薄くするために多数のピニオンギヤが使用されているが、当該ピニオンギヤは、当該ピニオンギヤが取り付けられるクレーンの構成要素への取り付けに精度が必要とされない形態で取り付けられ、多数のピニオンが共通のフレームに取り付けられ、それによって、クレーンを構築するために運搬し且つ組み立てなければならない個々の構成要素の数を減らしている駆動装置を備えたクレーンを包含している。
【０００８】
第一の特徴においては、本発明は、i）接地部材を備えている下方構造と、ii）当該下方構造に回転可能に結合されている上方構造であって、前記下方構造に対して旋回でき、当該下方構造と上方構造とのうちの一方がその面上に歯を備えているリングギヤを備えている第一の構造を有しており、前記下方構造と上方構造とのうちの他方は第二の構造を有している前記上方構造と、iii）前記上方構造上に枢動可能に取り付けられているブームと、を備えているクレーンであり、当該クレーンは、共通のフレーム上に取り付けられ且つリングギヤの歯と駆動接触状態とされている少なくとも２つのピニオンギヤと、前記フレームと前記第二の構造との間の２つの枢動軸線によって前記フレームを前記第二の構造に結合しているリンクとを備えている駆動装置を備えている。
【０００９】
第二の特徴においては、本発明は、ａ）可動の接地部材を備えている車体と、ｂ）前記接地部材に対して旋回できるように前記車体に回転可能に結合されている回転床と、ｃ）当該回転床上に枢動可能に取り付けられているブームと、ｄ）車体及び回転床であって、当該車体及び回転床の一方が第一の構造を有し他方が第二の構造を有している車体及び回転床と、ｅ）前記第一の構造上に取り付けられ且つその面上に歯を備えているリングギヤと、ｆ）前記第二の構造上に取り付けられ且つ当該リングギヤと駆動係合状態にある複数のピニオンギヤと、ｈ）前記フレームと前記第二の構造との間の２つの枢動軸線によって前記フレームを前記第二の構造に結合しているリンクとを備えている、移動式の巻き上げクレーンである。
【００１０】
本発明の枢動リンクによって２つのピニオンギヤを共通のフレームに取り付けることによって、前記ピニオンギヤは、回転床への取り付けに高い精度を必要とすることなく且つ旋回駆動構造の残りの部分に高い精度を有していない状態で、適当なバックラッシュ量でリングギヤとの適切な接触状態に保持することができる。本発明のこれらの及びその他の利点並びに本発明自体は、添付図面を参照することによって更に容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の旋回駆動装置を使用している移動式巻き上げクレーンの好ましい実施例の側面図である。
【図２】図２は、図１のクレーンの拡大側面図であり、明確化のために構成要素のうちの幾つかが除去されている。
【図３】図３は、図１のクレーンの車体及びクローラの斜視図であり、前方及び後方のローラー担持装置が取り付けられた状態で示されている。
【図４】図４は、図１のクレーンのリングギヤ、回転床中央フレーム、ローラー担持装置及び駆動装置の頂面図であり、明確化のためにクレーンの他の構成要素は除去されている。
【図５】図５は、図１のクレーンのリングギヤ、回転床中央フレーム、ローラー担持装置及び駆動装置の底面図であり、明確化のためにクレーンの他の構成要素は除去されている。
【図６】図６は、図１のクレーンの後方ローラー担持装置及びそれに関連する旋回駆動装置の構成要素の斜視図である。
【図７】図７は、図６の後方ローラー担持装置及びそれに関連する旋回駆動装置の構成要素の頂面図である。
【図８】図８は、図６の後方ローラー担持装置及びそれに関連する旋回駆動装置の構成要素の後面図である。
【図９】図９は、図１のクレーンの前方ローラー担持装置及びそれに関連する旋回駆動装置の構成要素の斜視図である。
【図１０】図１０は、図９の前方ローラー担持装置及びそれに関連する旋回駆動装置の構成要素の頂面図である。
【図１１】図１１は、図９の前方ローラー担持装置及びそれに関連する旋回駆動装置の構成要素の前面図である。
【図１２】図１２は、図１のクレーンにおける駆動アセンブリのうちの一つ及びリングギヤ上の定位置にあるローラー担持装置の関連する端部並びにローラー経路の拡大斜視図である。
【図１３】図１３は、図１のクレーン内の駆動アセンブリ上の引き締め金具のうちの一つの拡大斜視図である。
【図１４】図１４は、図１のクレーンで使用されている旋回駆動装置の駆動アセンブリのうちの一つにおける、ピニオンギヤ、ガイドローラ及び枢動結合リンクであって当該枢動結合リンクが係合せしめられているリングギヤの部分に関して示されている枢動結合リンクの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を更に詳細に説明する。以下の部分においては、本発明の種々の特徴を更に詳細に規定している。このように規定された特徴の各々は、否定的に明示されていない限り、他の如何なる特徴とも組み合わせることができる。特に、好ましいか又は有利であるとして示されている特徴はいずれも、好ましいか又は有利であるとして示されている他の如何なる特徴とも組み合わせることができる。
【００１３】
明細書及び特許請求の範囲において使用されている幾つかの用語は、以下に規定されている意味を持っている。
【００１４】
“接地部材”という用語は、クレーンの下方の機構を支持している構造を示している。移動式巻き上げクレーンにおいては、接地部材は、典型的には、軌道を備えたクローラ又はタイヤである。他のクレーンは、接地部材が地面に固定される固定構造の一部分である台又はその他の固定された構造上に取り付けても良い。荷揚げ船搭載クレーンにおいては、クレーンを荷揚げ船に固定しているクレーンの部分は、本発明のための接地部材であると考えられる。
【実施例】
【００１５】
本発明はたくさんのタイプのクレーンに対する適用性を有しているけれども、以下においては、図１に作動状態で示されている移動式巻き上げクレーン１０に関連させて本発明を説明する。移動式巻き上げクレーン１０は、車体１２とも称される下方構造と、クローラ１４及び１６の形態の可動の接地部材とを備えている。２つの前方クローラ１４と２つの後方クローラ１６とが備えられていることは勿論であるが、図１の側面図においては、これらの各々の一つだけを見ることができる。クレーン１０においては、当該接地部材は、各側に１つのクローラを有するちょうど一組のクローラとすることができる。もちろん、ここに示されているものではなく付加的なクローラやタイヤのような他のタイプの接地部材を使用することができる。
【００１６】
回転床２０はクレーン１０の上方構造の一部であり且つ前記接地部材に対して旋回できるように車体１２に回転可能に結合されている。下方構造と上方構造とのうちの一方は、その面上に歯を有しているリングギヤを備えている第一の構造を有しており、当該下方構造と上方構造とのうちの他方は、本発明の駆動装置が取り付けられている第二の構造を有している。クレーン１０においては、回転床は、リングギヤを備えている旋回リングによって車体１２に取り付けられており、その結果、回転床２０は接地部材１４，１６に対して軸線を中心に旋回できる。回転床は、当該回転床の前方部分に枢動可能に取り付けられているブーム２２と、その第一の端部によって当該回転床上に取り付けられているマスト２８と、当該マストと回転床の後方部分との間に結合されている後方連結器３０と、可動のカウンタウェイトユニット３４とを支えている。カウンタウェイトは、支持部材上の個々のカウンタウェイト部材４４の多層積み重ね形態とすることができる。
【００１７】
マスト２８の頂部とブーム２２との間に装備されているブーム巻き上げ索具（以下において更に詳細に説明されている）は、クレーンによって吊り上げられる荷のバランスをとるためにカウンタウェイトを使用することができるように、ブームの角度と伝達荷重とを制御するために使用されている。荷吊り上げワイヤロープ２４が、フック２６を支持しているブーム上のプーリーの周囲に這わされている。当該荷吊り上げワイヤロープは、他端が、回転床に結合されている第一の主要な荷巻き上げドラム７０に巻き付けられている。回転床２０は、運転室、ブーム巻き上げ索具のための巻き上げドラム５０、第二の主要な巻き上げドラム８０及び滑車ワイヤロープのための補助的な荷巻き上げドラム９０のような移動式巻き上げクレーン上に通常見出される他の部材を備えている。所望ならば、図１に示されているように、ブーム２２は、主ブームの頂部に枢動可能に取り付けられているラフィング（引き込み）ジブ２３又はその他のブーム構造を備えていても良い。ラフィングジブ２３が備えられている場合には、クレーンは、第一及び第二のジブ支柱２７及び２９並びにこれに関連するラフィングジブ索具及びラフィングジブ吊り上げドラム１００を備えることができ、当該ドラム１００は、図示されている実施例においては、回転床２０の前方ローラー担持装置上に取り付けられている。ラフィングジブ吊り上げワイヤロープ１９は、ドラム１００からジブ支柱２７と２９との間の角度を制御する索具まで延びている。
【００１８】
後方連結器３０はマスト２８の頂部に隣接しているけれども、当該マストに係合されている他の部品と干渉しないようにマストから十分に離して結合されている。後方連結器３０は、図１に示されているように、圧縮荷重及び引っ張り荷重の両方に耐えるように設計されているラティス部材を備えていても良い。クレーン１０においては、マストは、掴み取り作業、移動作業及び据え置き作業のようなクレーンの動作中に、回転床に対して固定された角度に保持される。
【００１９】
カウンタウェイトユニット３４は、回転床２０の残りの部分に対して動かすことができる。マストの頂部に隣接して結合されている引っ張り部材３２は、カウンタウェイトユニットを吊り下げ状態に支持する。当該カウンタウェイトユニットをマストの頂部の前方の第一の位置へと動かし且つこの位置に保持することができ、或いはマストの頂部の後方の第二の位置へと動かし且つこの位置に保持することができるように、カウンタウェイト移動構造が回転床とカウンタウェイトユニットとの間に結合されている。このことは、米国特許出願第１２／０２３，９０２号に更に詳細に説明されている。
【００２０】
油圧シリンダ又は代替的にはラックとピニオンとのアセンブリのような少なくとも一つの直線作動装置３６と、第一の端部が回転床に枢動可能に結合されており且つ第二の端部が直線作動装置３６に枢動可能に結合されている少なくとも一つのアームとが、カウンタウェイトの位置を変えるためにクレーン１０のカウンタウェイト移動構造内で使用されている。直線作動装置３６の伸長及び収縮によって回転床に対するカウンタウェイトユニットの位置を変えることができるように、当該アームと直線作動装置３６とは、回転床とカウンタウェイトユニットとの間に結合されている。図１には最も前方位置にあるカウンタウェイトが示されているけれども、直線作動装置３６は、部分的に又は一杯まで伸長して、カウンタウェイトを、中央位置或いは後方位置又は荷がフック２６によって吊り下げられるときのようなあらゆる中間の位置へ移動させる。
【００２１】
カウンタウェイト移動構造の好ましい実施例においては、回転床２０と直線作動装置３６の第二の端部との間には、固相溶接板構造とすることができる枢動フレーム４０が結合されている。枢動フレーム４０とカウンタウェイトとの間には、後方アーム３８が結合されている。後方アーム３８もまた、枢動フレーム４０に結合されている端部に角度が付けられた部分３９を備えている溶接板構造である。これは、アーム３８が枢動フレーム４０と整列せしめられて直に結合されることを可能にしている。後方連結器３０は、必要とされるときにカウンタウェイト移動構造が脚部間を通過するのを可能にするように、相対的に離して拡げられた下方脚部を備えたＡ字形状を有している。
【００２２】
クレーン１は、幾つかの国ではクレーン規格に適合することが要求されるかも知れないカウンタウェイト支持装置４６を備えていても良い。当該カウンタウェイト移動構造とカウンタウェイト支持構造とは、米国特許出願第１２／０２３，９０２号に更に詳細に説明されている。
【００２３】
ブーム巻き上げ索具は、ブーム巻き上げドラム５０に巻き付けられ且つ下方平衡装置４７上及び上方平衡装置４８のスリーブ内を通されているワイヤロープ２５の形態のブーム巻き上げワイヤロープを備えている。当該ブーム巻き上げドラムは、回転床に結合されているフレーム６０（図２）に取り付けられている。索具はまた、ブームの頂部と上方平衡装置４８との間に結合されている固定長さの吊束２１をも備えている。下方平衡装置４７は、マスト２８を介して回転床２０に結合されている。この構造は、ブーム巻き上げドラム５０の回転によって下方平衡装置４７と上方平衡装置４８との間のブーム巻き上げワイヤロープ２５の量が変えられ、それによって、回転床２０とブーム２２との間の角度を変えることができるようにしている。
【００２４】
ブーム巻き上げドラムのフレーム６０、下方平衡装置４７及び上方平衡装置４８は、各々、協働する取り付け構造を備えており、それによって、下方平衡装置と上方平衡装置とは、ブーム巻き上げドラムのフレームに取り外し可能に結合させることができ、その結果、ブーム巻き上げブランク材、下方平衡装置、上方平衡装置及びブーム巻き上げワイヤロープは、結合されたアセンブリとして運搬することができる。作業現場間での運搬のためのものであるような配置とされている結合されたブーム巻き上げドラム５０、フレーム６０、下方平衡装置４７及び上方平衡装置４８は、米国特許出願第６１／０９８，６３２号に説明されている。
【００２５】
クレーン１０は、各々がフレームに取り付けられており且つ積み重ねられた形態で回転床に結合されている４つのドラムを備えていると共に、前方ローラー担持装置に取り付けられたフレームに取り付けられている第五のドラムをも備えている。前記４つの積み重ねられたドラムのうちの２つのドラムのフレームは、回転床に直に結合されており、一方、他の２つのドラムのフレームは、回転床に直に結合されている前記２つのドラムのうちの少なくとも一方に直に結合されることによって、回転床に間接的に結合されている。この場合には、当該４つの積み重ねられたドラムは、荷吊り上げワイヤロープ２４が巻き付けられた第一の主たる荷巻き上げドラム７０と、荷吊り上げワイヤロープ１７が巻き付けられた第二の主たる荷巻き上げドラム８０と、滑車ワイヤロープ１３が巻き付けられた補助的な荷巻き上げドラム９０と、ブーム巻き上げワイヤロープ２５が巻き付けられたブーム巻き上げドラム５０とであるのが好ましい。当該補助的な荷巻き上げドラム９０のフレーム９１と、第二の主たる荷巻き上げドラム８０のフレーム８１とは、回転床に直に結合され、一方、ブーム巻き上げドラム５０のためのフレーム６０はフレーム８１に結合されるのが好ましい。この点に関して、ブーム巻き上げドラム５０のフレームは、このようにして第二の主たる荷巻き上げドラムのフレーム８１の頂部に積み重ねられ且つ直に釘付けされており、前記第一の荷巻き上げドラムのフレーム７１は、補助的な荷巻き上げドラムのフレーム９１の頂部に積み重ねられ且つ直に釘付けされている。クレーン１０においては、マスト２８とブーム停止装置１５とは、フレーム７１に対する結合部を介して回転床２０に直に取り付けられている。
【００２６】
図３において最も良くわかるように、クレーン１０の回転床２０の下方部分は、３つの主要なアセンブリと、回転床の中央フレーム４１と、前方ローラー担持装置４２と、後方ローラー担持装置４３とによって形成されている。図３にはまた、車体１２の一部分であるローラー経路３１とリングギヤ３３とが図示されている。図面に示されているリングギヤ３３の歯３５（図４）は、当該リングギヤの内面に設けられている。米国特許出願第６１／０９９，０９８号に記載されているように、車体は個々の部品によって構成することができ、ローラー経路３１とリングギヤ３３とは、車体部分にボルト止めされ且つ当該車体部分と一緒に運搬される部分として作られるのが好ましい。次いで、完成されているローラー経路３１とリングギヤ３３とが、車体１２の各部が作業現場において組み立てられるときに形成される。もちろん、本発明は、一般的な形態で作られているリングギヤを備えたクレーンに適用することができる。ローラー担持装置は、ローラー経路上のローラー３７（図５）上に載置されており且つ図１２において最も良くわかるように一般的なフックとローラーとのアセンブリ５３を介して車体に結合されたままである。
【００２７】
クレーン１０は、リングギヤの歯３５と駆動接触状態にある複数のピニオンギヤを使用している。図面に示されている実施例においては、旋回駆動装置内に８つのピニオンギヤが設けられており、各々が関連する油圧駆動モーター及びギヤボックスを備えている。簡素化のために、且つ、油圧モーター、ギヤボックス及びピニオンギヤの組み合わせは一般的な設計であり本発明において使用されるときには常に相互に結合されるので、この組み合わせはピニオンギヤ駆動装置と称されている。当該８つのピニオンギヤ駆動装置は、図４及び５に示されているように、各々が一対のピニオンギヤ駆動装置４９を備えている４つの別個の旋回駆動アセンブリとして構成されている。各旋回駆動アセンブリ４５は、前方及び後方のローラー担持装置４２及び４３の各々の横方向端部のうちの一方の端部に取り付けられている。旋回駆動アセンブリ４５のピニオンギヤ駆動装置の各対は、共通のフレーム６３に取り付けられている。２つのピニオンギヤ駆動装置を保持しているフレームの部分は堅牢である。当該「堅牢」とは、ピニオンギヤ駆動装置が、フレームによって相互に固定された位置に保持されていることを意味している。フレーム６３はまた、同じフレームに取り付けられている少なくとも一つ好ましくは２つのガイドローラをも備えており、当該ガイドローラは、リングギヤ３３の歯３５を備えている面と反対側の面で当該リングギヤと係合している。このようにして、当該ガイドローラは、ピニオンギヤを大径の内歯リングギヤ３３と噛み合った状態に保持するように機能している。
【００２８】
フレーム６３は、ピニオンギヤと少なくとも１つのガイドローラ５５との間の距離の調節を可能にする調整面を備えている。駆動アセンブリ４５が２つのガイドローラ５５を備えている場合には、各アセンブリのピニオンギヤと２つのガイドローラとの間の距離の個別の調整を可能にする２つの調整構造が使用される。ガイドローラ５５は、（第一及び第二のローラーホルダによって作られている）部材上に取り付けられており、当該部材は、２つのガイドローラ間に第一のヒンジ軸を備えており且つ第二のヒンジ軸によってフレーム６３の残りの部分に結合されている。図１２において最も良くわかるように、フレーム６３は、第一及び第二のローラーホルダ６４及び６５と、第一及び第二のヒンジ軸６６及び６７とを備えている。第一のヒンジ軸６６は、第一のローラーホルダ６４をフレーム６３の主要部分に結合している。第二のヒンジ軸６７は、第二のローラーホルダ６５を第一のローラーホルダ６４結合している。
【００２９】
ガイドローラとピニオンギヤとの間の距離ａは、図４及び５において最も良くわかる一対の引き締め金具によって調整されるのが好ましい。当該引き締め金具５６のうちの一方を図１２及び１３において詳細に見ることができる。引き締め金具の調整によって、ピニオンとリングギヤとの間のバックラッシュが制御される。第一の引き締め金具は、第一のローラーホルダ６４の、フレームの残りの部分までの距離を調整するように機能する。両方の引き締め金具は、第二のローラーホルダ６５の、フレーム６３の残りの部分までの距離を調整するように機能するが、この距離は、第二のローラーホルダ６５の遠い方の端部において第二の引き締め金具の作用によって別個に調整することができる。
【００３０】
枢動リンク７４は、フレームとクレーン構造との間の２つの軸線によってフレーム６３をクレーンの残りの部分に結合している。当該枢動リンクは、特に、駆動アセンブリ４５をより円滑に作動させる。リンク７４は、各端部が２つの枢動軸７５及び７６のうちの一方に結合されているプレート構造を備えており、枢動軸線は、フレーム６３と枢動軸７５と間の第一の枢動結合部によって提供されており、第二の枢動結合部は、第二の枢動軸７６とローラー担持装置の主フレームとの間に設けられている。図１２において最も良くわかるように、当該プレート構造は、軸７９を通されて相互に結合されている二つのプレートの組７７及び７８を備えている。軸７９は、プレート７７と７８とが、フレーム６３を保管位置へと移動することができるように再構成されるのを可能にする。頂部の軸７９は取り外すことができ、フレーム６３はプレート７７が下方の軸７９を中心として枢動できるように持ち上げることができる。次いで、上方の軸が、プレート７７内の穴（図示せず）と整合しているプレート７８内の第二の穴６９内に再度挿入される。この位置において、引き締め金具５６は、フレーム６３の主要部分から分離させることができ、このとき、ガイドローラ５５はリングギヤ３３を通り過ぎて旋回しても良い。この保管形態において、引き締め金具５６とローラーホルダ６４及び６５とは、ローラー５５がピニオンギヤ駆動装置４９の側部にあるように軸６６を中心として枢動する。図１２及び１３に示されている保持装置５８は、引き締め金具５６を運搬のための安定した位置に保持するために、フレーム６３の主要部分から分離された引き締め金具の端部に結合されている。次いで、駆動装置がローラー担持装置に近くで旋回することができるように、フレーム６３及びリンク７４の全体が軸７６を中心として枢動することができる。運搬のためにローラー担持装置４２又は４３の重量を減じる必要がある場合には、当該駆動装置は、軸７９を引っ張ることによって完全に取り外すことができる。
【００３１】
ピニオンギヤがギヤボックスによって駆動されると、当該ギヤの組は、ピニオンギヤをリングギヤとの噛み合い状態から外すように引っ張る径方向内方への力を発生する。主フレーム６３に取り付けられているガイドローラ５５は、リングギヤ３３の外径に沿って進むことによってピニオンギヤを噛み合い状態に保持するように設計されている。調整用の引き締め金具５６を縮めたり伸ばしたりすることによって、バックラッシュを制御することができる。枢動リンク７４を使用することによって、この装置に自由度が付加され、これによって駆動アセンブリがリングギヤ３３上に“自由に動く”ことが可能になる。枢動リンク７４は、接線方向の旋回駆動力の全てをローラー担持装置に伝える。垂直方向の力（重力及びピッチ公差）を無視すると、ピニオンギヤ及びガイドローラは、主要取り付け構造とは独立して作動する。このことにより、支持構造の動きは、事実上は、ギヤの噛み合い作用を及ぼさず、従って、支持構造上の枢動中心軸の正確な位置は、以前の装置よりも重要性が遙かに低い。これによって、軸穴の公差をより大きくすることができ、その上、中心軸の軸受け及びこれに関連する部品の隙間も増すことができ、これによって潜在的に全体のコストを下げられる。
【００３２】
支持構造（この場合には、駆動装置が取り付けられているローラー担持装置）の動きが旋回駆動装置に対して有する、本発明の旋回駆動アセンブリ及びリンクにおいて使用される個々の構成要素を設計する際に考慮に入れられる幾つかの効果が存在する。まず第一に、支持構造の径方向の動きによって、枢動リンクがその中立位置から偏倚せしめられる。これによって、ガイドローラ５５が受ける圧縮荷重の不均衡が生じる。枢動リンクが偏倚する方向に依存して、一方のガイドローラ上の荷重が増加する一方で他方は減少する。ガイドローラの荷重が決してゼロ値近くまで減少せしめられないことを確保するように設計の際に注意を払わなければならない。このことが起こると、ガイドローラに対応する駆動ピニオンは、バックラッシュが無い状態で作動して歯のかじり及び急速な摩耗が惹き起こされる。このようなガイドローラ荷重の減少をもたらす偏倚量は、設計者が枢動リンクを設計する際に考慮する絶対的な最大許容偏倚量である。
【００３３】
設計の分析を簡素化するばかりでなく装置の構成要素にかかる荷重を減らし、従って、本発明の好ましい実施例において使用される２つの設計上考慮すべき点が存在する。これらの考慮すべき点は、駆動装置の種々の構成要素に作用する力が示されている概略図（図１４）を参照することによって最も良く理解できる。図１４は、係合するリングギヤの部分に関して示されている、ピニオンギヤ、ガイドローラ及び枢動結合リンクの配置を示している。図１４において、ピニオンギヤは、駆動歯が係合し且つ力を伝えると考えることができる円であるピッチ円によって表されている。同様に、リングギヤは一部分のみが示されているので、当該リングギヤは、リングギヤのピッチ円すなわちリングギヤのピッチ円弧によって一つの面上で表されている。リングギヤ及びガイドローラの外周が示されている。なぜならば、これらの外周は、これらの部材に作用する力が伝達される場所だからである。
【００３４】
第一の設計上考慮すべき点は、各ガイドローラ５５がそれら各々の駆動ピニオンと径方向に整合されているのが好ましいということである。言い換えると、各ガイドローラは、図１４に示されているように、旋回するギヤの半径上でピニオンギヤのうちの一つと整合されている。これによって、ギヤの噛み合い（ＦＮ）における直角方向の力が、旋回駆動アセンブリにモーメントを付加することなくガイドローラ（Ｒ１及びＲ２）によって付加される径方向の力と均衡が保たれる。
【００３５】
第二の設計上考慮すべき点は、枢動リンク７４の中立位置を、枢動リンクの作用線がギヤの噛み合いによる接線方向の力同士の交点に合うように配置することである。なぜならば、これらは両方とも垂直方向に取り付けられており、２つの枢動軸線は両方とも、図１４において線８５によって示されている同じ垂直面内にあり、この面は、点８８において、ピニオンギヤとリングギヤの歯とのギヤの噛み合いからの接線方向の力（ＦＴ）を表している線８６と８７との交点と交差しているからである。ピニオンギヤは円形経路上で作動するので、ギヤの噛み合いの各々の駆動負荷は、枢動リンクが適正に配置されていない場合には異なる方向に向けられてモーメントを発生させる。枢動リンクの偏倚が考慮される場合には、負荷の分析は依然として必要であるが、これは初期の設計レイアウトを簡素化させる。
【００３６】
クレーン１０が組み立てられ且つ旋回駆動装置が設置されるときに、バックラッシュの設定及び調整手順は以下のように行われる。１）旋回アセンブリが機械に取り付けられた状態で、ピニオンギヤがリングギヤ３３と緊密に噛み合う状態となるまで両方の引き締め金具５６を締め付け、２）支持構造に最も近い引き締め金具を半回転だけ緩め、３）特定のバックラッシュが得られるまで、支持構造から最も遠い引き締め金具を緩め、４）特定のバックラッシュが得られるまで、支持構造に最も近い引き締め金具を緩め、５）全てのバックラッシュの調整がなされた後に、３６０度の動作範囲に亘って機械をゆっくりと旋回させてバックラッシュが十分であることを確認する。指定されるバックラッシュは、駆動装置及びリングギヤ（特に、ピニオンギヤの直径及び歯の直径ピッチ）並びにクレーンの他の特徴に応じて変化する。しかしながら、適切なバックラッシュは、当業者が標準的なギヤ設計ハンドブックを参考にして決定することができる。添付図面に示されている実施例においては、ガイドローラとリングギヤの外周との間のクリアランスは１．５２ミリメートル（０．０６インチ）が適当であると判断される（これは、約３８．１センチメートル（約１５インチ）のピッチ円直径と１直径ピッチ歯サイズを有するピニオンギヤの場合に歯車の組内に１．５５ミリメートル（０．０６１インチ）のバックラッシュを形成する）。
【００３７】
一つの共通のフレーム内に２つの駆動ピニオンギヤを使用することによって、同じ数のピニオンギヤを旋回駆動装置内で使用するために個々に分離し運搬し再結合させなければならない構成要素の数を、各ピニオンギヤを別個に取り付ける場合と比較して半分に減らすことができる。上記した利点に加えて、本発明は、より少ないピニオンギヤが使用される場合には、必要とされるトルクよりも低いトルクのモーターをピニオンギヤのために使用できるようにする。このことは極めて大きなクレーンに対するコストを低減させる。なぜならば、トルクが比較的低いモーターとギヤボックスとの組み合わせの価格は、２倍のトルクを発生することができるモーターとギヤボックスとの価格の半分未満であるからである。更に、この設計はより長い推定寿命を有する駆動装置をもたらす。
【００３８】
本明細書において説明されている現在のところ好ましい実施例に対する種々の変更及び改造が当業者にとって明らかとなることは理解されるべきである。例えば、１又は２個のガイドローラによってリングギヤに当接されて定位置に保持されるピニオンギヤの代わりに、リングギヤよりもピニオンギヤの後方からの力を発生する構造のような幾つかの他の構造を使用することができる。リングギヤが車体上に取り付けられた装置を示したが、当該リングギヤを回転床に取り付け且つピニオンギヤを車体に取り付けることができる。また、歯が内径面上に設けられたリングギヤを示したけれども、当該歯はリングギヤの外径上に配置することができる。このような変更及び改造は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく且つ意図されている利点を減らすことなく行うことができる。従って、このような変更及び改造が特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
【符号の説明】
【００３９】
１０  クレーン、
１２  車体、下方構造、
１４，１６  クローラ、接地部材、
１３  滑車ワイヤーロープ
１５  ブーム停止装置、
１７  荷吊り上げワイヤロープ
１９  ラフィングジブ吊り上げワイヤロープ、
２０  回転床、
２１  吊束、
２２  ブーム、
２３  ラフィングジブ、
２４  荷吊り上げワイヤロープ、
２５  ブーム巻き上げワイヤロープ、
２６  フック、
２７  第一のジブ支柱、
２８  マスト、
２９  第二のジブ支柱、
３０  後方連結器、
３１  ローラー経路、
３２  引っ張り部材、
３３  リングギヤ、
３４  カウンタウェイトユニット、
３５  リングギヤの歯、
３６  直線作動装置、
３７  ローラー、
３８  後方アーム、
３９  角度が付けられた部分、
４０  枢動フレーム、
４１  回転床の中央フレーム、
４２  前方ローラー担持装置、
４３  後方ローラー担持装置、
４４  カウンタウェイト部材、
４５  旋回駆動アセンブリ、
４６  カウンタウェイト支持装置、
４７  下方平衡装置、
４８  上方平衡装置、
４９  ピニオンギヤ駆動装置、
５０  ブーム巻き上げ索具のための巻き上げドラム、
５３  フックとローラーとのアセンブリ、
５５  ガイドローラ、
５６  引き締め金具、
５８  保持装置、
６０  ブーム巻き上げドラムのフレーム、
６３  共通のフレーム、
６４  第一のローラーホルダ、
６５  第二のローラーホルダ、
６６  第一のヒンジ軸、
６７  第二のヒンジ軸、
６９  第二の穴、
７０  第一の主要な荷巻き上げドラム、
７１  フレーム、
７４  枢動リンク、
７５  枢動軸、
７６  枢動軸、
７７，７８  プレートの組、
７９  軸、
８０  第二の主要な荷巻き上げドラム、
８１  第二の主要な荷巻き上げドラムのフレーム、
９０  滑車ワイヤロープのための補助的な荷巻き上げドラム、
９１  補助的な荷巻き上げドラムのフレーム、
１００  ラフィングジブ索具及びラフィングジブ吊り上げドラム、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
2010195591000001.pdf