JP2006256828A

JP2006256828A - 伸縮ブーム

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Publication number: JP2006256828A
Application number: JP2005079366A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Sato; 浩人佐藤
Original assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Current assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: JP4687172B2

Abstract

【課題】ホースをブーム本体内でホースガイド装置によってガイドする方式をとりながら、ホースガイド装置とホースとの間の相対運動を防止してホースの摩耗、破損を確実に防止する。
【解決手段】ブーム本体を多段シリンダによって伸縮させる伸縮ブームにおいて、多段シリンダを構成する相隣接する両単位シリンダ５,６の一方にガイドレール２２、他方にこのガイドレール２２に支持された状態でガイドレール２２に対して相対的に移動するスライドレール２３をそれぞれ設けてホースガイド装置２１を構成し、両単位シリンダ５,６の縮み側圧力室同士を連通させる可撓性を備えたホース１５を、ブーム本体内であって多段シリンダ外に、Ｕターン状の折り返し状態で下側折り返し部分１５ｂがホースガイド装置２１のスライドレール２３に支持された状態で配置した。
【選択図】図２

Description

本発明はクレーン等に使用される伸縮ブームに関するものである。

クレーンに使用される五段(４段伸縮)ブームを例にとると、図６,７においてＢ１は図示しないベースマシンに取付けられる第１段ブーム体(固定ブーム体)、Ｂ２〜Ｂ５はそれぞれ可動ブーム体である第２段〜第５段各ブーム体で、これらが順次、テレスコープ状に嵌合連結されて伸縮ブームの本体Ｂが構成され、このブーム本体Ｂと、これを駆動する伸縮駆動手段とによって伸縮ブームが構成される。

このブーム本体Ｂの伸縮駆動手段として、図示のように径の異なる複数段の単位シリンダをテレスコープ状につないだ多段シリンダ１が用いられる場合がある。

ここでは、この多段シリンダ１として、二本の３段式多段シリンダ体(第１、第２両多段シリンダ体)２,３を、互いに逆向きで、かつ、それぞれの最大径の単位シリンダ同士を一体化して実質計五段(４段伸縮)に構成した場合を例示している。

この多段シリンダ１は、第１多段シリンダ体２の基端側が第１段ブーム体Ｂ１の基端部に、第２多段シリンダ体３の先端側が第５段ブーム体Ｂ５の先端部にそれぞれ止め付けられ、この多段シリンダ１の伸縮力が直接には第５段ブーム体Ｂ５に加えられることによって伸縮ブームＢが伸縮する。

図８,９に多段シリンダ１の伸び側及び縮み側の配管構成を示す。この配管構成は、第１及び第２両多段シリンダ体２,３について同じであるため、ここでは第１多段シリンダ体２のみについて図示し説明する。

多段シリンダ体２は、図示のようにブーム基端側から先端側に向かって順に径が大きくなる第１〜第３各単位シリンダ４,５,６を、最大径の第３単位シリンダ６が先端側に位置する状態で、第１単位シリンダ４が第１段ブーム体Ｂ１に固定されている。

第１及び第２両単位シリンダ４,５はそれぞれ中空のチューブとして形成され、それぞれ上段側に隣接する単位シリンダ(第２単位シリンダ５の場合は第３単位シリンダ６、第１単位シリンダ４の場合は第２単位シリンダ５)のロッドを兼ねる状態で相嵌合されている。

また、第１単位シリンダ４のロッド側(基端側)の端面に、伸び側及び縮み側両ポート７,８が設けられ、この両ポート７,８が、ベースマシン側の油圧源及びタンクに図示しない配管及びコントロールバルブを介して接続される。

伸び側ポート７は、第１及び第２両単位シリンダ４,５に設けられた伸び側通路９,１０によってヘッド側(伸び側)圧力室１１,１２に連通している。

一方、縮み側ポート８は、第１単位シリンダ４の内空部、同シリンダ４のヘッド側の側壁に設けられた連通路１３、第２単位シリンダ５の内空部、同シリンダ５のロッド側の側壁に設けられた連通路１４、縮み側の外部配管としての可撓性を備えたホース１５、第３単位シリンダ６のロッド側の側壁に設けられた連通路１６の経路で第２、第３両単位シリンダ５,６の縮み側(ロッド側)圧力室１７,１８に連通している。

このような配管構成において、従来、ホース１５は、ブーム本体Ｂ内であって多段シリンダ２外に、シリンダストロークに見合った長さを持って連通路１４,１６間に接続され、図示のように多段シリンダ体２(ブーム本体Ｂ)の伸縮作動に従って移動する。

この場合、ブーム本体Ｂとホース１５との間に相対運動が生じるため、ホース１５が摩耗、破損するおそれがある。

この点の対策として、特許文献１に示されたアクチュエータ配管用の保護技術を応用し、屈曲自在なチェーン式のホースガイド装置をシリンダに取付け、このホースガイド装置でホース１５をガイドする方式(以下、ガイド方式という)をとることが考えられる。

この場合、ホースガイド装置は、一端がシリンダに固定、他端がフリーの状態でＵターン状に屈曲してブーム本体内に配置することになる。
特開２００２−４６０９２号公報

ところが、上記技術によると、チェーン式のホースガイド装置がブーム本体内で拘束されず、自由に動き得る状態であるため、ブームの振動やホースへの圧力のかかり具合等により、どうしてもこのホースガイド装置とホースとの間に相対運動(擦れ合い)が生じ易く、ホースの摩耗、破損防止という所期の目的を十分達成できない。

そこで本発明は、ホースをブーム本体内でホースガイド装置によってガイドする方式をとりながら、ホースガイド装置とホースとの間の相対運動を防止してホースの摩耗、破損を確実に防止することができる伸縮ブームを提供するものである。

請求項１の発明は、複数段のブーム体をテレスコープ状に伸縮自在に嵌合させてブーム本体を構成するとともに、このブーム本体内に複動式の多段シリンダを設け、この多段シリンダは、径が異なる複数段の単位シリンダを互いの圧力室同士が連通する状態で嵌合させて構成し、この多段シリンダによってブーム本体を伸縮させる伸縮ブームにおいて、上記多段シリンダにおける相隣接する両単位シリンダの一方にガイドレール、他方にこのガイドレールに支持された状態でガイドレールに対してブーム長さ方向に相対的に移動するスライドレールをそれぞれ設けてホースガイド装置を構成し、上記両単位シリンダの縮み側圧力室同士を連通させる可撓性を備えたホースを、ブーム本体内であって多段シリンダ外に、上記ホースガイド装置のスライドレールに支持された状態で配置したものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、ブーム本体内に二本の多段シリンダを、互いに逆向きで、かつ、それぞれの最大径の単位シリンダ同士を一体化した状態で設け、この一体化された単位シリンダにホースガイド装置のガイドレール、この単位シリンダに隣接する単位シリンダにスライドレールをそれぞれ取付けたものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、ガイドレールを、上部及び下部にガイド部を備えた枠状に形成し、ホースをＵターン状の折り返し状態で、かつ、上側の折り返し部分がガイドレールの上部ガイド部に収容され、他方の折り返し部分がガイドレールの下部ガイド部内でスライドレールに支持された状態で配置したものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの構成において、スライドレールを、単位シリンダに対して左右方向の水平軸を中心として回動可能に取付けたものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成において、ガイドレールとスライドレールとの間の摩擦抵抗を小さくする摩擦軽減手段を設けたものである。

請求項６の発明は、請求項５の構成において、摩擦軽減手段としてガイドレールとスライドレールの一方に、他方に接して回転するローラを設けたものである。

請求項７の発明は、請求項５の構成において、摩擦軽減手段としてガイドレールとスライドレールの一方に、他方に対して摺接するスライディングパッドを設けたものである。

本発明によると、相隣接する両単位シリンダの一方(請求項２では一体化された最大径の単位シリンダ)にガイドレール、他方にこのガイドレールに支持された状態でガイドレールに対して相対移動するスライドレールをそれぞれ設けてホースガイド装置を構成し、ホースをこのホースガイド装置のスライドレールに支持させる構成としたから、多段シリンダ(ブーム本体)の伸縮作動時に、相対運動はホースガイド装置内(ガイドレールとスライドレールとの間)のみに生じ、スライドレールとこれに支持されたホースとの間には生じない。

従って、ホースの摩耗、破損を確実に防止することができる。

この場合、請求項３の発明によると、ガイドレールを、上部及び下部にガイド部を備えた枠状に形成し、Ｕターン状に配置したホースの上側の折り返し部分を上部ガイド部に収容し、下側の折り返し部分を下部ガイド部内でスライドレールに支持したから、スライドレールに支持されないホース部分をカバーしてブーム本体との接触を避けることができる。これにより、ホースの摩耗防止効果がより確実となる。

また、請求項４の発明によると、スライドレールを単位シリンダに対して左右方向の水平軸を中心として回動可能に取付けたから、ブーム本体または多段シリンダの撓みによって両単位シリンダ間(ガイドレールとスライドレールとの間)に上下方向の位置ずれが生じた場合でも、ガイドレールとスライドレールに無理な力が作用しない。このため、両レールの破損を防止し、ホース保護効果を長期に亘って確保することができる。

一方、請求項５〜７の発明によると、相対運動を行うガイドレールとスライドレールとの間の摩擦抵抗を小さくする摩擦軽減手段(請求項６では回転するローラ、請求項７ではスライディングパッド)を設けたから、両レールの相対運動による摩耗を軽減することができる。

本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。

以下の実施形態においては、背景技術の説明に合わせて、五段式のブーム本体(図示しない)を、ブーム本体内で逆向き配置された二本の３段式多段シリンダ体からなる実質五段の多段シリンダで伸縮させる場合を例にとって説明する。

また、両多段シリンダ体の構成及び基本的な配管構造は全く同じであるため、図８,９の例に合わせて、ここでも第１多段シリンダ体２のみについて図示し説明する。

なお、多段シリンダ体２そのものの構成、たとえば、
(ｉ) ブーム基端側(図１の右側)から先端側に向かって順に径が大きくなる第１〜第３各単位シリンダ４,５,６を、最大径の第３単位シリンダ６が先端側に位置する状態で、第１単位シリンダ４が第１段ブーム体に固定される点、
(ｉｉ) 第１及び第２両単位シリンダ４,５はそれぞれ中空のチューブとして形成され、それぞれ上段側に隣接する単位シリンダ(第２単位シリンダ５の場合は第３単位シリンダ６、第１単位シリンダ４の場合は第２単位シリンダ５)のロッドを兼ねる状態で相嵌合されている点、
(ｉｉｉ) 第１単位シリンダ４のロッド側(基端側)の端面に、伸び側及び縮み側両ポートが設けられ、この両ポートが、ベースマシン側の油圧源及びタンクに図示しない配管及びコントロールバルブを介して接続される点、
(ｉｖ) 伸び側ポートは、シリンダ内部の通路によってヘッド側(伸び側)圧力室に連通している点、
(ｖ) 縮み側ポートは、各単位シリンダ４,５,６の連通路と、縮み側外部配管としての可撓性を備えたホース１５とによって第２、第３両単位シリンダ５,６の縮み側圧力室に連通している点
は、図８,９に示すものと同じであるため、図８,９とその説明を援用するものとしてここでは図示及び説明を省略する。

第１実施形態(図１〜図３参照)
ホース１５は、図１,２に示すように第２単位シリンダ５の基端下部(図８,９の連通路１４)と、第３単位シリンダ６の基端上部(同、連通路１６)との間でＵターン状に折り返して配置され、図１(ａ)〜(ｄ)に示すように多段シリンダ体２の伸縮作動(第２単位シリンダ５に対する第３単位シリンダ６の移動)に従って上下の折り返し部分１５ａ,１５ｂの長さが変化する。

第２及び第３両単位シリンダ５,６間でこのホース１５を保護するホースガイド装置２１は、第３単位シリンダ６(チューブ)の外面に固定されたガイドレール２２と、一端部(ブーム基端側の端部。図１,２の右側)が第２単位シリンダ５に取付けられたスライドレール２３とから成っている。

ガイドレール２２は上下両側にＬ字形に折れ曲がったガイド部(上部、下部ガイド部)２４,２５を備え、この両側ガイド部２４,２５間に垂直な側面カバー部２６が設けられた枠状に形成されている。

また、ガイドレール２２の先端側には、スライドレール２３をガイドする細幅ガイド部２７が先端側に延設され、この細幅ガイド部２７を含めてガイドレール２２の長さ方向複数個所が第３単位シリンダ６の外面にブラケット２８(図３参照)によって取付けられている。

スライドレール２３は断面Ｕ字形に形成され、ガイドレール２２の下部ガイド部２５内に同ガイド部２５に沿ってブーム長さ方向に移動し得る状態で挿入されている。

このスライドレール２３の基端部は、第２単位シリンダ５に対して左右方向の水平軸２９(図２参照)を中心として回動可能に取付けられている。

また、スライドレール２３の下面の長さ方向複数個所に、両レール２２,２３間の摩擦抵抗を軽減する手段として、下部ガイド部２５に接して水平なローラ支軸３０まわりに回転するローラ３１が設けられている。

この構成において、図１(ａ)に示す全縮状態から第２単位シリンダ５が伸長作動すると、同(ｂ)に示すように同シリンダ５に取付けられたスライドレール２３がブーム先端側に移動するとともに、ホース１５も同シリンダ５と一体に移動する。

このとき、第３単位シリンダ６及びガイドレール２２も第２単位シリンダ５と一体に移動するため、両レール２２,２３間に相対運動は生じないし、ホース１５の折り返し状態にも変化は生じない。

次に、図１(ｃ)(ｄ)に示すように第３単位シリンダ６が伸長作動すると、スライドレール２３は停止したままガイドレール２２が先端側に移動し、両レール２２,２３間に相対運動が生じる。

このとき、ホース１５に力が働くが、上側折り返し部分１５ａがガイドレール２２の上部ガイド部２４から離れて下側折り返し部分１５ｂ(スライドレール２３)に移行するだけで、ガイドレール２２及びスライドレール２３とホース１５との間にも相対運動は生じない。

また、シリンダ縮小時には、ホースガイド装置２１及びホース１５は、伸長時と逆に図１(ｄ)から(ｃ)の状態、そして(ｂ)(ａ)の状態に復原するのみで、やはりホース１５とホースガイド装置２１との間に相対運動は生じない。

上記作用により、シリンダ伸縮作動によるホース１５の摩耗を確実に防止することができる。

この場合、スライドレール２３に支持されないホース上側折り返し部分１５ａ、及び転回部分は、ガイドレール２２の上部ガイド部２４及び側面カバー部２６によってカバーされるため、ブーム本体との接触を防止することができる。これにより、ホース１５を全長に亘って保護し、その摩耗を防止することができる。

また、スライドレール２３は第２単位シリンダ５に対して左右方向の水平軸２９を中心として回動可能に取付けたから、ブーム本体または多段シリンダ体２の撓みによって第２、第３両単位シリンダ５,６間(ガイドレール２２とスライドレール２３との間)に上下方向の位置ずれが生じた場合でも、スライドレール２３が上下方向に回動することでこの位置ずれ分を吸収することができる。

これにより、両レール２２,２３間に無理な力が作用せず、両レール２２,２３の破損を防止してホース保護効果を長期に亘って確保することができる。

さらに、唯一、相対運動を行うガイド、スライド両レール２２,２３間は、ローラ３１の回転によって摩擦抵抗が最小限に抑えられるため、両レール２２,２３の摩耗を軽減することができる。

第２実施形態(図４,５参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。

第２実施形態においては、ガイド、スライド両レール２２,２３間の摩擦を軽減する手段として、第１実施形態のローラ３１に代えて、ガイドレール２２の下部ガイド部２５に対して摺動するスライディングパッド３２がスライドレール２３の下面に設けられている。

この構成によっても、両レール２２,２３間の摩擦を軽減し、両者の摩耗を防止することができる。

また、スライディングパッド３２を用いることにより、ローラ３１と比較して、レール幅方向の占有スペースが小さくてすむ。このため、スライドレール２３、ひいてはガイドレール２２における下部ガイド部２５の幅寸法を小さくすることができる。

ところで、ローラ３１またはスライディングパッド３２は、上記実施形態とは逆にガイドレール２２側に設けてもよい。

また、上記実施形態の構成は、図６,７に示す第２多段シリンダ体３についても同様に適用し、同様の効果を得ることができる。

一方、本発明は、両多段シリンダ体２,３を逆向きに結合して構成される多段シリンダ１に限らず、２本の多段シリンダ体２,３を同じ向きに配置し、それぞれの各単位シリンダを各段ブーム体に取付ける構成をとる場合にも適用することができる。

さらに、上記実施形態では、図６,７に示すようにブーム本体Ｂの段数と多段シリンダ１の段数が同じブームを適用対象として挙げたが、本発明はこれらが異なる場合にも適用することができる。

この場合、シリンダストロークと各段ブーム体のストロークとが異なり、その分、ブーム本体Ｂとホース１５の相対運動が起こり易いが、本発明によるとこの場合にもホース１５の摩耗を確実に防止することができる。

(ａ)(ｂ)(ｃ)(ｄ)は本発明の第１実施形態によるホース支持状態をシリンダ伸長作動の状況とともに示す側面図である。図１(ａ)の状態での一部拡大図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。本発明の第２実施形態を示す図２相当図である。同図３相当図である。ブームの概略構成を示すブーム伸長状態の側面図である。同ブーム縮小状態の側面図である。ブーム本体と多段シリンダの構成を一部について拡大しかつ模式的に示す図である。図８の状態からブーム本体を伸長させた状態の図である。

符号の説明

Ｂブーム本体
１多段シリンダ
２第１多段シリンダ体
３第２多段シリンダ体
４第２多段シリンダ体を構成する第１単位シリンダ
５同第２単位シリンダ
６同第３単位シリンダ
１５縮み側ホース
２１ホースガイド装置
２２ガイドレール
２３スライドレール
２４ガイドレールの上部ガイド部
２５同下部ガイド部
２６同側面カバー部
２９スライドレールの回動中心となる水平軸
３０ローラ支軸
３１ローラ
３２スライディングパッド

Claims

複数段のブーム体をテレスコープ状に伸縮自在に嵌合させてブーム本体を構成するとともに、このブーム本体内に複動式の多段シリンダを設け、この多段シリンダは、径が異なる複数段の単位シリンダを互いの圧力室同士が連通する状態で嵌合させて構成し、この多段シリンダによってブーム本体を伸縮させる伸縮ブームにおいて、上記多段シリンダにおける相隣接する両単位シリンダの一方にガイドレール、他方にこのガイドレールに支持された状態でガイドレールに対してブーム長さ方向に相対的に移動するスライドレールをそれぞれ設けてホースガイド装置を構成し、上記両単位シリンダの縮み側圧力室同士を連通させる可撓性を備えたホースを、ブーム本体内であって多段シリンダ外に、上記ホースガイド装置のスライドレールに支持された状態で配置したことを特徴とする伸縮ブーム。
請求項１記載の伸縮ブームにおいて、ブーム本体内に二本の多段シリンダを、互いに逆向きで、かつ、それぞれの最大径の単位シリンダ同士を一体化した状態で設け、この一体化された単位シリンダにホースガイド装置のガイドレール、この単位シリンダに隣接する単位シリンダにスライドレールをそれぞれ取付けたことを特徴とする伸縮ブーム。
請求項１または２記載の伸縮ブームにおいて、ガイドレールを、上部及び下部にガイド部を備えた枠状に形成し、ホースをＵターン状の折り返し状態で、かつ、上側の折り返し部分がガイドレールの上部ガイド部に収容され、他方の折り返し部分がガイドレールの下部ガイド部内でスライドレールに支持された状態で配置したことを特徴とする伸縮ブーム。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の伸縮ブームにおいて、スライドレールを、単位シリンダに対して左右方向の水平軸を中心として回動可能に取付けたことを特徴とする伸縮ブーム。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の伸縮ブームにおいて、ガイドレールとスライドレールとの間の摩擦抵抗を小さくする摩擦軽減手段を設けたことを特徴とする伸縮ブーム。
請求項５記載の伸縮ブームにおいて、摩擦軽減手段としてガイドレールとスライドレールの一方に、他方に接して回転するローラを設けたことを特徴とする伸縮ブーム。
請求項５記載の伸縮ブームにおいて、摩擦軽減手段としてガイドレールとスライドレールの一方に、他方に対して摺接するスライディングパッドを設けたことを特徴とする伸縮ブーム。