| 【発明の名称】 |
伸縮ブーム |
| 【発明者】 |
【氏名】村山 裕二
【氏名】有馬 邦裕
【氏名】三宅 和文
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| 【要約】 |
【課題】ブームの下部セクションに補強部材を追加すると、組み合わせた時のブーム断面寸法の変化割合が大きくなるだけでなく、長い溶接が必要なことから製作工数あるいはコストの面で問題がある。そこで、このような問題が発生することなくブームの下部セクションの座屈強度を向上することができる伸縮ブームを提供する。
【解決手段】伸縮ブームを構成する各段ブーム２０の下部セクション２２の断面が連続した板材により略Ｕ字形状に形成されており、さらに当該下部セクション２２の略Ｕ字形状部分には当該略Ｕ字形状とは独立した形状からなる小区画部２７を形成した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースブーム内に中間ブーム及びトップブームがそれぞれ伸縮自在に組み込まれる伸縮ブームであって、
当該伸縮ブームを構成する各段ブームの下部セクションの断面が連続した板材により略Ｕ字形状に形成されており、さらに当該下部セクションの略Ｕ字形状部分には当該略Ｕ字形状とは独立した形状からなる小区画部を形成したことを特徴とする伸縮ブーム。
【請求項２】
請求項１に記載された伸縮ブームにおいて、
前記小区画部は、前記略Ｕ字形状部分の外方に突出して形成されていることを特徴とする伸縮ブーム。
【請求項３】
請求項１に記載された伸縮ブームにおいて、
前記小区画部は、前記略Ｕ字形状部分の中央部に下方に突出した１個の台形形状に形成されていることを特徴とする伸縮ブーム。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動式クレーンあるいは高所作業車等の作業車に用いられる伸縮ブームであって、特に座屈強度に優れた断面形状を有する伸縮ブームに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動式クレーンあるいは高所作業車等の作業車は少しでも作業可能な高さを高くしてほしいという要望に答えるため、その伸縮ブームの全伸長時の長さが長くなる傾向にある。その一方、作業車の総重量は公道を走行する車両を規制する法律等によって所定の重量以下になるよう押さえられているため、伸縮ブーム全体の重量を増やすことができない。したがって、伸縮ブームを構成する各段のブームは長手方向の単位長さ当たりの重量を軽量化しつつ、伸縮ブーム全伸長時の長さを長くせざるを得ない。
【０００３】
上記要請に応えるため、ブームに使用する鋼板の板厚を薄くし、材料を従来よりもさらに高応力まで使用できる高張力鋼板が採用されるようになっている。そのため、ブーム断面の圧縮応力が発生する側の座屈に対する強度が問題となってきた。
【０００４】
上述した問題を解決するものとして、近年伸縮ブームを構成する各段ブームの下部セクションの断面が連続した板材により略Ｕ字形状に形成されるものが現れてきた（例えば、特許文献１参照。）。図１は特許文献１に記載された伸縮ブームから１つのブームの断面形状を取り出して説明するものである。ブーム１の下部セクション２は大きな円弧状の部分３、５と当該円弧状部分３、５に挟まれた直線部分４とから構成されている。係る下部セクションの形状とすることにより、圧縮応力が発生する下部セクション２のうちの円弧状部分３、５が座屈しにくい形状であるため、下部セクション２全体の座屈強度も高いものとなっている。
【０００５】
さらに、各段ブームの下部セクションの断面形状を略Ｕ字形状とするものとして、図２に示す特許文献２に記載されたものも提案されている。ブーム１０の下部セクション１１はその小径部分が下部セクション１１の最下点部１２となる楕円形状となっている。すなわち、最下点部１２の曲率Ｒ１が最小であって、当該最下点部１２を離れるにしたがって下部セクションの断面の曲率はＲ２、Ｒ３とだんだんと大きくなるようになっている。座屈に対しては上記曲率が小さいほど当該部分の強度が大きいことから、圧縮応力が最大となる下部セクション１１の最下点の曲率が最小となる特許文献２の断面形状は非常に合理的なものである。
【特許文献１】特許第２８２８７７９号公報（第７図）
【特許文献２】ＥＰ０４９９２０８Ｂ１号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、近年さらなるブームの長尺・軽量化の要望から従来よりもさらに高張力の鋼板により高応力で使用するようになってきたため、上述した特許文献１あるいは特許文献２に記載された断面形状でも座屈強度が十分とは言えなくなってきた。
【０００７】
特許文献１に記載されたブーム１（図１）では、図３に示すように直線部４に長手方向に沿ってコの字形状補強部材６を追加した断面形状とすることにより、下部セクション２の座屈強度の向上を図ることが考えられる。ところが、このブーム断面形状では外側のブームと組み合わせた際にコの字形状補強部材６を避けるための大きな間隔が必要となり、結果として伸縮ブームの各段ブーム断面寸法の変化割合が大きなものとなってしまう。このことは、全伸長時のブーム長さを長くする手法としてブーム段数を増やす場合に特に大きな問題となる。また、長尺のコの字形状補強部材を取付けるための非常に長い溶接が必要となり、製作工数あるいはコストの面でも問題となる。
【０００８】
特許文献２に記載されたブーム１０（図２）においても、さらなる高応力での使用に対しては座屈強度が不足することとなるため、上述したような補強部材の追加が必要となる。この場合も同じ問題が発生することとなる。そこで、本発明は、上述したような問題が発生することなくブームの下部セクションの座屈強度を向上することができる伸縮ブームを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の請求項１に記載された伸縮ブームは、ベースブーム内に中間ブーム及びトップブームがそれぞれ伸縮自在に組み込まれる伸縮ブームであって、当該伸縮ブームを構成する各段ブームの下部セクションの断面が連続した板材により略Ｕ字形状に形成されており、さらに当該下部セクションの略Ｕ字形状部分には当該略Ｕ字形状とは独立した形状からなる小区画部を形成したことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本願の請求項２に記載された伸縮ブームは、請求項１に記載された伸縮ブームにおいて、前記小区画部は、前記略Ｕ字形状部の外方に突出して形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本願の請求項３に記載された伸縮ブームは、請求項１に記載された伸縮ブームにおいて、前記小区画部は、前記略Ｕ字形状部分の中央部に下方に突出した１個の台形形状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載された伸縮ブームでは、下部セクションの略Ｕ字形状部分の当該略Ｕ字形状とは独立した形状からなる小区画部が高い座屈強度を有することから、下部セクションの略Ｕ字形状部分全体の座屈強度が向上する。さらに、別の補強部材を追加することなく、連続した板材により形成された略Ｕ字形状の一部を独立した形状からなる小区画部を形成するようにしたので、重量の増加が無く溶接作業も不要である。また、上記小区画部の形状を各段ブームに同じ位置・形状で設けることにより、外側のブームと組み合わせた際の間隔を増やす必要がない。そのため、結果として伸縮ブームの各段ブーム断面寸法の変化割合を小さなものとすることができる。
【００１３】
請求項２に記載された伸縮ブームでは、請求項１に記載された伸縮ブームの構成に加えて前記小区画部を外方に突出して形成したので、ブーム全体の曲げに対する強度の低下を招くことなく下部セクションの座屈強度が向上する。
【００１４】
請求項３に記載された伸縮ブームでは、請求項１に記載された伸縮ブームの構成に加えて、圧縮応力が最大となる前記下部セクション中央部に１個の小区画部を形成したので、座屈に対する強度を効率的に高めることができる。さらに、前記小区画部の形状を単純な形状である突出した台形形状としたので、容易にその小区画部を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上述した特許文献１のブーム断面（図１）と特許文献２のブーム断面（図２）に対して本願発明を実施した場合について、発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１６】
図４に、本発明の実施の形態に係る伸縮ブームのブーム２０を示す。ブーム２０の断面は連続した板材により構成された上部セクション２１と同じく連続した板材により構成された下部セクション２２とから構成されている。
【００１７】
上部セクション２１の板材の板厚はｔ１であり、全体が略コの字形状となっている。上部セクション２１には比較的大きな曲げ半径であるＲ４により２ヶ所が直角に曲げられている。上部セクション２１の断面の両端部分２３と２４は互いに平行となっている。
【００１８】
下部セクション２２は上部セクションの板厚ｔ１よりもやや厚い板厚ｔ２の板材が用いられている。下部セクション２２の全体形状は略Ｕ字形状に形成されている。下部セクション２２の断面の両端部分２５と２６は互いに平行となっており、その内側の間隔は上部セクション２１の両端部分２３と２４との間隔と同じ寸法となっている。そして、上部セクション２１と下部セクション２２とはその断面の両端部２３と２５および、２４と２６がそれぞれ溶接により接合され、全体としてブーム２０の断面が形成される。
【００１９】
下部セクション２２中央部には下方に突出した台形形状からなる１個の小区画部２７が形成されている。図５は小区画部２７の詳細図である。図５に示されたように小区画部２７は小さな曲げＲであるＲ６の曲げ個所を４ヶ所設けることにより全体として下方に突出した台形形状に形成されている。台形の上下辺の寸法Ｌ１、Ｌ２と高さ寸法Ｈは、下部セクション２２の板厚ｔ２との関係で施行可能な寸法が選定される。小区画部２７の曲げ加工の方法としては、ブーム２０を長尺なダイスに載せ、同じく長尺なポンチでプレスすることにより長手方向を一度に曲げるようにしてもよいし、あるいはロール曲げによりブーム２０を長手方向に送りながら小区画部２７の台形形状に曲げていくようにしてもよい。
【００２０】
図５に示した小区画部２７を形成するための曲げＲ６は下部セクション２２の略Ｕ字形状を形成するための曲げＲ５に比べて非常に小さいものであるため、小区画部２７部分の局部的な座屈強度は非常に大きなものとなる。そして、小区画部２７が形成される下部セクション２２の中央部は下部セクション２２の中で一番圧縮応力が高い部分であり、座屈が発生する場合の起点となる個所であるため、当該部分の局部的な座屈強度を向上させることにより、下部セクション２２全体の座屈強度を向上させることができる。
【００２１】
図６はブーム２０を外側のブーム３０に組み合わせた時の断面を示したものである。外側のブーム３０の断面は連続した板材により構成された上部セクション３１と同じく連続した板材により構成された下部セクション３２とから構成されている。３３は外側のブーム３０の下部セクション中央部に下方に突出した台形形状からなる１個の小区画部である。ブーム３０の断面形状はブーム２０の断面形状と相似形となっており、本願発明に係るブーム２０の小区画部２７とブーム３０の小区画部３３も、共に相似な台形形状である。そのため、図３に示した従来のコの字形状補強部材を追加した場合のように隣り合うブーム間における断面寸法の変化が大きくならず、隣り合うブーム間の相似比を非常に近接したものとすることができる。したがって、伸縮ブームのブーム段数を増やしても、ベースブームに対するトップブームの断面寸法が小さくなりすぎることがない。言い換えると、伸縮ブームの先端側のブーム断面寸法を大きく取ることができるので、同じ強度を持たせるのにより薄い板厚でブーム断面を構成すればよくなり、結果として伸縮ブーム全体の軽量化を図ることができる。
【実施例２】
【００２２】
図７は、特許文献２に記載されたブーム断面形状（図２）に本願発明を適用したブーム４０を示すものである。ブーム４０の下部セクション４１は断面が連続した板材により略Ｕ字形状に形成されており、さらに当該下部セクション４１の略Ｕ字形状部分には当該略Ｕ字形状とは独立した形状からなる３つの小区画部（４２、４３、４４）が前記略Ｕ字形状部分の外方に突出して形成されている。３つの小区画部は共に略Ｕ字形状部の曲率（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に比べて十分に小さい曲率Ｒ８からなる小円弧状に形成されている。そして、第１の小区画部４２は略Ｕ字形状部分の中央に配置され、第２の小区画部４３と第３の小区画部４４は、前記第１の小区画部４２に近接して対称な位置に配置されている。
【００２３】
ブーム４０の下部セクション４１には、略Ｕ字形状部の曲率（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）に比べて十分に小さい曲率Ｒ８からなる小円弧状に形成された３つの小区画部（４２、４３、４４）を配置するよう形成したので、従来のブーム１０の下部セクション１１の座屈に対する強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】特許文献１に記載されたブーム断面である。
【図２】特許文献２に記載されたブーム断面である。
【図３】特許文献１に記載されたブーム断面にコの字形状補強部材６を追加したものである。
【図４】本発明の実施例１に係る伸縮ブームのブーム２０である。
【図５】図４の小区画部２７の詳細図である。
【図６】ブーム２０を外側のブーム３０に組み合わせた時の断面を示したものである。
【図７】本発明の実施例２に係る伸縮ブームのブーム４０である。
【符号の説明】
【００２５】
２０：ブーム
２２：下部セクション
２７：小区画部
４０：ブーム
４１：下部セクション
４２、４３、４４：小区画部
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１４８７５９
【氏名又は名称】株式会社タダノ
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| 【出願日】 |
平成１６年７月８日（２００４．７．８） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００６−２１８７７（Ｐ２００６−２１８７７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１８年１月２６日（２００６．１．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−２０１４２３（Ｐ２００４−２０１４２３） |
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