JP2019015075A

JP2019015075A - 機体の手摺装置

Info

Publication number: JP2019015075A
Application number: JP2017132413A
Authority: JP
Inventors: 桂次坂井; Keiji Sakai
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2037-07-06
Also published as: JP7024229B2

Abstract

【課題】工具を用いることなく、手摺を安定した状態で足場に取り付けることが可能な機体の手摺装置を提供する。【解決手段】円柱部材３は、足場２１の側面２１ａの長手方向に沿って隙間を空けて配置されている。手摺２は、手摺本体１１と、手摺本体１１の下端部に設けられ、円柱部材３と側面２１ａとの隙間に挿入される挿入部１２と、を有する。円柱部材３と側面２１ａとの隙間は、挿入部１２の下部の幅より広く、挿入部１２の上部の幅より狭い。【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、機体の足場に着脱可能に取り付けられる手摺を備えた機体の手摺装置に関する。

例えば、特許文献１に開示されているように、クレーン等の建設機械において、オペレータの足場の周囲には、オペレータの安全を確保するための手摺が設けられている。

建設機械では、分解して輸送する際の輸送幅制限の関係上、手摺はオペレータが着脱できるように設計されている。しかし、手摺をボルトで足場に取り付ける構成では、工具が必要で着脱に時間を要し、部品点数が多いのみならず、高所での作業で危険が伴う。

そこで、特許文献２には、手すり枠の下端部に設けられた、下方が尖ったくさび形のフックを、脚柱の上端に設けたフック受けに嵌合させることで、手すり枠を足場に取り付ける枠組足場が開示されている。

特開２００３−１９２２７２号公報特開平７−５４４８０号公報

しかしながら、特許文献２の構成では、製作誤差によりフックとフック受けとの間に隙間が生じていると、足場に取り付けた際に手摺がぐらつくという問題がある。高所において手摺がぐらつくと、オペレータは安全性に不安を感じ、安心して作業を行うことができない。

そこで、本発明は、工具を用いることなく、手摺を安定した状態で足場に取り付けることが可能な機体の手摺装置を提供することを目的とする。

本発明の機体の手摺装置は、機体の足場に着脱可能に取り付けられる手摺と、前記足場に設けられた断面円形の円柱部材と、を備え、前記円柱部材は、前記足場の側面の長手方向に沿って隙間を空けて配置されており、前記手摺は、手摺本体と、前記手摺本体の下端部に設けられ、前記円柱部材と前記側面との隙間に挿入される挿入部と、を有し、前記円柱部材と前記側面との隙間は、前記挿入部の下部の幅より広く、前記挿入部の上部の幅より狭いことを特徴とする。

本発明によると、足場の側面と円柱部材との隙間に挿入部を挿入することで、手摺が足場に取り付けられる。このとき、足場の側面と円柱部材との隙間は、挿入部の下部の幅より広く、挿入部の上部の幅より狭いため、挿入部は、足場の側面と円柱部材とにそれぞれ当接する。これにより、手摺がぐらつくことが抑制される。よって、工具を用いることなく、手摺を安定した状態で足場に取り付けることができる。

手摺が足場に取り付けられる前の、機体の手摺装置の斜視図である。図１の要部Ａの拡大側面図である。図１の要部Ａの拡大正面図である。手摺が足場に取り付けられた後の、機体の手摺装置の斜視図である。図３の要部Ｂの拡大側面図である。図３の要部Ｂの拡大正面図である。抜け止めピンが挿入された状態の、図３の要部Ｂの拡大正面図である。図５を下方から見た斜視図である。左方向の力が手摺本体の上端部に作用する場合において、手摺に作用する力を説明する、図３の要部Ｂの拡大側面図である。右方向の力が手摺本体の上端部に作用する場合において、手摺に作用する力を説明する、図３の要部Ｂの拡大側面図である。傾斜面に作用する力の模式図である。円柱部材の回転を説明する、図１の要部Ａの拡大側面図である。円柱部材の回転を説明する、図３の要部Ｂの拡大側面図である。変形例における、図３の要部Ｂの拡大側面図である。他の変形例における、図３の要部Ｂの拡大側面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（機体の手摺装置の構成）
本実施形態の機体の手摺装置は、建設機械であるクローラクレーンに設けられている。クローラクレーンは、下部走行体に上部旋回体が旋回可能に搭載された構成となっており、オペレータの足場は、例えば上部旋回体に設けられている。なお、機体は、建設機械に限定されない。また、建設機械は、クローラクレーンに限定されず、ホイール式のクレーンであってもよいし、クローラ式やホイール式のショベル等であってもよい。

機体の手摺装置１は、斜視図である図１に示すように、手摺２と、円柱部材３と、を有している。手摺２は、建設機械の足場２１に着脱可能に取り付けられる。円柱部材３は、断面円形であり、足場２１に設けられている。

図１の要部Ａの拡大側面図である図２Ａ、および、図１の要部Ａの拡大正面図である図２Ｂに示すように、円柱部材３は、足場２１の側面２１ａの長手方向に沿って隙間を空けて配置されており、側面２１ａの中央部に対向配置されている。円柱部材３が対向配置された側面２１ａは、足場２１における上部旋回体側の側面とは反対側の側面である。

円柱部材３は、足場２１の側面２１ａから左右方向に延びる一対の板状の支持部材２２によって、その軸を中心に回転自在に支持されている。円柱部材３は金属製であるが、これに限定されない。なお、円柱部材３は、その軸を中心に回転しない構成であってもよい。

手摺２は、手摺本体１１と、手摺本体１１の下端部に設けられた挿入部１２と、を有している。

挿入部１２は、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入される。挿入部１２は、下に凸の形状である。円柱部材３と側面２１ａとの隙間は、挿入部１２の下部の幅より広く、挿入部１２の上部の幅より狭い。

挿入部１２の側面２１ａ側の部分は、側面２１ａに平行な平行面１２ａである。一方、挿入部１２の円柱部材３側の部分は、上から下に向かって側面２１ａ側に傾斜する傾斜面１２ｂを有している。なお、後述するように、傾斜面１２ｂは、挿入部１２を足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入した際に、円柱部材３に当接する部分に設けられていればよく、傾斜面１２ｂよりも上側や下側の部分は、上下方向に平行な面などであってよい。

本実施形態において、足場２１の側面２１ａは、上下方向に平行かそれと同等であるが、上から下にかけて円柱部材３側に傾斜していてもよい。この場合、挿入部１２の平行面１２ａも、側面２１ａに平行するように、上から下にかけて円柱部材３側に傾斜することになる。

また、挿入部１２には、後述する抜け止めピンが挿入されるピン孔１２ｃが設けられている。

斜視図である図３に示すように、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２が挿入されることで、手摺２が足場２１に取り付けられる。

図３の要部Ｂの拡大側面図である図４Ａ、および、図３の要部Ｂの拡大正面図である図４Ｂに示すように、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２を挿入することで、手摺２を容易に足場２１に取り付けることができる。このとき、挿入部１２が下に凸の形状のために、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２を容易に挿入することができる。足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２が挿入されると、傾斜面１２ｂが円柱部材３に線接触するとともに、平行面１２ａが足場２１の側面２１ａに面接触する。この状態から、手摺２を持ち上げれば、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間から挿入部１２が抜ける。このように、足場２１に対して手摺２を容易に着脱することができる。

また、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間は、挿入部１２の下部の幅より広く、挿入部１２の上部の幅より狭いため、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２を挿入すると、挿入部１２は、足場２１の側面２１ａと円柱部材３とにそれぞれ当接する。これにより、手摺２がぐらつくことが抑制される。よって、工具を用いることなく、手摺２を安定した状態で足場２１に取り付けることができる。

また、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２を挿入すると、挿入部１２の傾斜面１２ｂが円柱部材３に当接し、挿入部１２が足場２１側に押される。その結果、足場２１の側面２１ａに平行な挿入部１２の平行面１２ａが足場２１の側面２１ａに面で密着する。そして、手摺２の自重で挿入部１２の傾斜面１２ｂが円柱部材３に当接し続けると、挿入部１２の平行面１２ａが足場２１の側面２１ａに密着し続ける。これにより、手摺２がぐらつくことを一層抑制することができる。

ここで、挿入部１２を挿入した際に、手摺２の製作時の公差によって、挿入部１２の位置が上下方向にずれる場合がある。例えば、挿入部１２が大きめに製作されていた場合、挿入部１２の位置が上方向にずれ、挿入部１２が小さめに製作されていた場合、挿入部１２の位置が下方向にずれる。このような場合であっても、挿入部１２は、足場２１の側面２１ａと円柱部材３とにそれぞれ当接し、挿入部１２の平行面１２ａが足場２１の側面２１ａに密着するので、手摺２がぐらつくことが抑制される。よって、手摺２の製作時の公差に関わらず、手摺２を安定した状態で足場２１に取り付けることができる。

また、手摺２の製作時の公差に応じて、挿入部１２の位置が上下方向にずれることで、手摺本体１１の両端間に高さの差が生じ、水平方向に対して手摺本体１１が傾く場合がある。例えば、最大公差で手摺本体１１および挿入部１２が製作された場合であって、製作時のレーザ切断による公差が±０．５ｍｍ、傾斜面１２ｂの上下方向に対する傾斜角度θが１１°の場合、一方の挿入部１２の位置が下方向にずれ、他方の挿入部１２の位置が上方向にずれることで、手摺本体１１の両端間における高さの差は１０ｍｍ程度となる。この場合であっても、手摺本体１１の水平方向の長さは１ｍ以上あるので、手摺本体１１の水平方向に対する傾きは１％以下となり、手摺２の使用に問題は生じない。よって、どの足場２１に対しても、問題なく手摺２を取り付けることができる。

図３の要部Ｂの拡大正面図である図５、および、図５を下方から見た斜視図である図６に示すように、手摺２が足場２１に取り付けられた後には、挿入部１２のピン孔１２ｃに抜け止めピン１３が挿入される。これにより、手摺２が足場２１に抜け止めされる。

ここで、円柱部材３と挿入部１２とが接触している部分の摩擦係数をμとすると、上下方向に対する傾斜面１２ｂの傾斜角度θが、以下の式（１）を満たしている。
θ≦ｔａｎ^-1μ ・・・式（１）

図３の要部Ｂの拡大側面図である図７Ａおよび図７Ｂに示すように、オペレータによって、手摺本体１１の上端部に横方向の力が作用する場合を考える。ここで、円柱部材３は足場２１の側面２１ａの中央に対向配置されている。

図７Ａに示すように、図中左方向の力Ｆが手摺本体１１の上端部に作用する場合、足場２１の側面２１ａと挿入部１２の平行面１２ａとの接触領域の上端から円柱部材３の中心までの上下方向の長さを「１」とすると、手摺本体１１の力が作用している箇所から円柱部材３の中心までの上下方向の長さは、「１」のＢ倍であるＢと表せる。すると、円柱部材３の中心には図中右方向にＢＦ（ＦのＢ倍）の力が作用し、上記した接触領域の上端には図中左方向にＢＦ（ＦのＢ倍）の力が作用する。

また、図７Ｂに示すように、図中右方向の力Ｆが手摺本体１１の上端部に作用する場合、足場２１の側面２１ａと挿入部１２の平行面１２ａとの接触領域の下端から円柱部材３の中心までの上下方向の長さを「１」とすると、手摺本体１１の力が作用している箇所から円柱部材３の中心までの上下方向の長さは、「１」のＢ倍であるＢと表せる。すると、上記した接触領域の下端には図中左方向にＢＦ（ＦのＢ倍）の力が作用し、円柱部材３の中心には図中右方向にＢＦ（ＦのＢ倍）の力が作用する。

傾斜面１２ｂに作用する力の模式図である図８に示すように、円柱部材３の中心にＢＦの力が作用すると、反力ＢＦが生じる。円柱部材３の中心に作用するＢＦの力は、傾斜面１２ｂに直交する成分と、傾斜面１２ｂに沿って上方向に向いた成分とで構成される。また、反力ＢＦは、傾斜面１２ｂに直交する垂直抗力と、傾斜面１２ｂに沿って下方向に向いた摩擦力とで構成される。上記の上方向に向いた成分が、上記した摩擦力以下であれば、手摺本体１１の上端部に横方向の力が作用しても、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間から挿入部１２が抜けることがない。

反力と垂直抗力とがなす角度は、傾斜面１２ｂの上下方向に対する傾斜角度θである。垂直抗力を「１」とすると、摩擦力は摩擦係数μで表され、上方向に向いた成分は１・ｔａｎθで表される。上方向に向いた成分が、摩擦力以下であるので、次式（２）が成り立つ。
ｔａｎθ≦μ／１・・・式（２）

式（２）から、上記の式（１）が導出される。この式（１）を満たすことで、手摺本体１１の上端部に横方向の力が作用しても、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間から挿入部１２が抜けないようにすることができる。

ここで、摩擦係数μが０．２の場合、θ≦１１°となる。手摺２の自重Ｗを１５ｋｇとすると、θ＝１１°のときに、挿入部１２の平行面１２ａが足場２１の側面２１ａに密着する力Ｐは、以下のように計算される。
Ｐ＝Ｗ／ｔａｎ１１°＝１５／０．１９４＝７７ｋｇ

また、この場合、手摺２を外すのに必要な力Ａは、以下のように計算される。
Ａ＝Ｐ＊μ＋Ｗ＝７７ｋｇ＊０．２＋１５ｋｇ＝３０ｋｇ

また、摩擦係数μが０．５の場合、θ≦３０°となる。手摺２の自重Ｗを１５ｋｇとすると、θ＝３０°のときに、挿入部１２の平行面１２ａが足場２１の側面２１ａに密着する力Ｐは、以下のように計算される。
Ｐ＝Ｗ／ｔａｎ３０°＝１５／０．５７７＝２６ｋｇ

また、この場合、手摺２を外すのに必要な力Ａは、以下のように計算される。
Ａ＝Ｐ＊μ＋Ｗ＝２６ｋｇ＊０．５＋１５ｋｇ＝２８ｋｇ

以上から、挿入部１２の平行面１２ａが足場２１の側面２１ａに強固に密着していることがわかる。また、手摺２を取り外すのに、手摺２の自重Ｗの２倍程度の力が必要なことがわかる。

また、図１の要部Ａの拡大側面図である図９に示すように、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２を挿入する際に、円柱部材３が図中反時計回りに回転する。これにより、挿入部１２を滑らかに挿入することができる。

一方、図３の要部Ｂの拡大側面図である図１０に示すように、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間から挿入部１２を抜去する際に、円柱部材３が図中時計回りに回転する。これにより、挿入部１２を滑らかに抜去することができる。

（変形例）
なお、図３の要部Ｂの拡大側面図である図１１に示すように、機体の手摺装置１は、円柱部材３に固定された平板（当接部材）１４をさらに有していてもよい。平板１４は、傾斜面１２ｂに当接可能な平面を有しており、円柱部材３とともに回転する。

足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２を挿入すると、平板１４が円柱部材３とともに回転し、平板１４の平面が挿入部１２の傾斜面１２ｂに当接する。これにより、平板１４の平面を介して傾斜面１２ｂが円柱部材３に当接する。その結果、挿入部１２を円柱部材３に面接触させることができるので、挿入部１２を円柱部材３に線接触させるのに比べて、接触部にかかる面圧を下げることができる。よって、手摺２や円柱部材３を破損し難くすることができる。

一対の支持部材２２の間には、平板１４の回転を規制する回転止め１５が、円柱部材３の上方と下方にそれぞれ設けられている。一対の回転止め１５が、平板１４の回転を規制することで、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２を挿入した際に、平板１４の平面が傾斜面１２ｂに確実に当接するようにすることができる。

また、図３の要部Ｂの拡大側面図である図１２に示すように、機体の手摺装置１は、円柱部材３に固定された断面多角形の角柱部材（当接部材）１６をさらに有していてもよい。角柱部材１６は、円柱部材３が中心に位置するように円柱部材３に固定されている。角柱部材１６は、傾斜面１２ｂに当接可能な平面を複数有しており、円柱部材３とともに回転する。本変形例において、角柱部材１６の断面形状は四角形であるが、三角形や五角形であってもよい。足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２を挿入した際に、傾斜面１２ｂは、角柱部材１６のいずれかの平面を介して円柱部材３に当接する。このような構成であっても、接触部にかかる面圧を下げることができる。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る機体の手摺装置１によると、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２を挿入することで、手摺２が足場２１に取り付けられる。このとき、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間は、挿入部１２の下部の幅より広く、挿入部１２の上部の幅より狭いため、挿入部１２は、足場２１の側面２１ａと円柱部材３とにそれぞれ当接する。これにより、手摺がぐらつくことが抑制される。よって、工具を用いることなく、手摺を安定した状態で足場に取り付けることができる。

また、上下方向に対する傾斜面１２ｂの傾斜角度θが、上記の式（１）を満たすことで、手摺本体１１の上端部に横方向の力が作用しても、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間から挿入部１２が抜けないようにすることができる。

また、円柱部材３が、その軸を中心に回転自在である。そのため、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２を挿入する際に、円柱部材３が回転することで、挿入部１２を滑らかに挿入することができる。また、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間から挿入部１２を抜去する際に、円柱部材３が回転することで、挿入部１２を滑らかに抜去することができる。

また、平板１４や角柱部材１６といった当接部材を設けた場合、足場２１の側面２１ａと円柱部材３との隙間に挿入部１２を挿入すると、当接部材が円柱部材３とともに回転し、当接部材の平面が挿入部１２の傾斜面１２ｂに当接する。これにより、当接部材の平面を介して傾斜面１２ｂが円柱部材３に当接する。その結果、挿入部１２を円柱部材３に面接触させることができるので、挿入部１２を円柱部材３に線接触させるのに比べて、接触部にかかる面圧を下げることができる。よって、手摺２や円柱部材３を破損し難くすることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１機体の手摺装置
２手摺
３円柱部材
１１手摺本体
１２挿入部
１２ａ平行面
１２ｂ傾斜面
１３抜け止めピン
１４平板（当接部材）
１５回転止め
１６角柱部材（当接部材）
２１足場
２１ａ側面
２２支持部材

Claims

機体の足場に着脱可能に取り付けられる手摺と、
前記足場に設けられた断面円形の円柱部材と、
を備え、
前記円柱部材は、前記足場の側面の長手方向に沿って隙間を空けて配置されており、
前記手摺は、
手摺本体と、
前記手摺本体の下端部に設けられ、前記円柱部材と前記側面との隙間に挿入される挿入部と、
を有し、
前記円柱部材と前記側面との隙間は、前記挿入部の下部の幅より広く、前記挿入部の上部の幅より狭いことを特徴とする機体の手摺装置。
前記挿入部を前記円柱部材と前記側面との隙間に挿入した状態で、
前記挿入部の前記側面側の部分は、前記側面に平行な平行面であり、
前記挿入部の前記円柱部材側の部分は、上から下に向かって前記側面側に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の機体の手摺装置。
前記側面は、前記足場における前記機体側の側面とは反対側の側面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の機体の手摺装置。
前記円柱部材と前記挿入部とが接触している部分の摩擦係数をμとすると、
上下方向に対する前記傾斜面の傾斜角度θが、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の機体の手摺装置。
θ≦ｔａｎ^-1μ
前記円柱部材が、その軸を中心に回転自在であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の機体の手摺装置。
前記円柱部材に固定されて、平面を有する当接部材をさらに備え、
前記挿入部は、前記当接部材の前記平面を介して前記円柱部材に当接することを特徴とする請求項５に記載の機体の手摺装置。
前記機体が建設機械であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の機体の手摺装置。