JP6390058B2 - 伸縮ブームの伸縮装置 - Google Patents

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Description

本発明は、クレーン車、高所作業車等の作業機に設けられる4段式以上の伸縮ブームの伸縮に使用される伸縮装置に関する。
従来、クレーン車、高所作業車等の作業機に設けられる伸縮ブームの中で4段式以上の伸縮ブームの伸縮に使用される伸縮装置としては、例えば特許文献1に開示されているような伸縮装置が提案されている。
この伸縮装置は、トップブーム以外の複数のブームを伸縮する少なくとも2本の伸縮シリンダと、少なくとも2本の伸縮シリンダの内でトップブーム側の伸縮シリンダの伸縮動作に連動してトップブームを伸縮する伸縮機構とを備えている。この伸縮機構には、2つのシーブ(伸長用シーブと縮小用シーブ)と2本のワイヤ(伸長用ワイヤと縮小用ワイヤ)が使用されている。
実公昭63−038219号公報
しかしながら、従来の伸縮装置では、伸長用シーブがサードブームの先端に固定されるような場合は、差し込み作業において障害物に干渉して損傷する場合がある。したがって、差し込み作業の効率が良くない。なお、差し込み作業とは、建物内部へ吊荷を搬入するときや、造園作業において木の枝が密集している現場等で伸縮ブームを伸長させる作業のことである。
また、従来の伸縮装置では、少なくとも2本の伸縮シリンダを使用するために、伸縮シリンダの伸縮制御が複雑になりコスト高になる。
また、伸縮時には各伸縮シリンダが順に伸縮していくため、伸縮シリンダの切り替わり時には伸縮ブームの伸縮速度が変化して伸縮ブームにショック(ブームの段替わり時のショック)が生じてしまう。したがって、伸縮ブームの操作性が良くない。
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、低コスト化を図りつつ伸縮ブームの操作性を改善することができ、且つ、差し込み作業の効率化を図ることができる伸縮ブームの伸縮装置を提供することを目的とする。
本発明者等は、鋭意研究の結果、前記課題を解決するために以下のような伸縮ブームの伸縮装置を採用した。
本発明の伸縮ブームの伸縮装置は、作業機に設けられる4段式以上の伸縮ブームの伸縮に使用される伸縮ブームの伸縮装置であって、
全縮時にトップブーム内に配置されて前記トップブームの2段下以降のブームを伸縮する少なくとも1本の伸縮シリンダと、当該少なくとも1本の伸縮シリンダの内で前記トップブーム側に位置する伸縮シリンダの伸縮動作に連動して前記トップブームおよびその1段下のブームを同時に伸縮する伸縮機構とを備え、
前記伸縮機構は、前記トップブームの1段下のブーム内の基端側に一端側が固定されて前記トップブーム内に配置される棒状サポート部材を備え、当該棒状サポート部材は、その先端側に前記トップブームを伸長するためのトップブーム伸長用シーブを配置して前記トップブームに内蔵するように形成されていることを特徴とする。
また、本発明の伸縮ブームの伸縮装置において、前記トップブーム側に位置する前記伸縮シリンダの先端側に、前記トップブームの1段下のブームを伸長するための伸長用シーブを前記トップブームに内蔵するように配置することが好ましい。
さらに、本発明の伸縮ブームの伸縮装置において、前記トップブームを縮小するためのトップブーム縮小用シーブを前記トップブームの1段下のブーム内の基端側に配置し、前記トップブームの1段下のブームを縮小するための縮小用シーブを前記トップブームの2段下のブーム内の基端側に配置することが好ましい。
また、本発明の伸縮ブームの伸縮装置において、前記トップブーム伸長用シーブの前記棒状サポート部材に対する配置位置は、前記トップブーム伸長用シーブの回転中心を前記棒状サポート部材の長さ方向に通る水平線が、前記棒状サポート部材の中立軸と一致または当該中立軸の近傍に位置するように設定されていることが好ましい。
本発明の伸縮ブームの伸縮装置では、棒状サポート部材を使用してトップブーム伸長用シーブをトップブームに内蔵するようにした。これにより差し込み作業時にはトップブーム伸長用シーブが障害物に干渉することがなくなる。よって、本発明の伸縮ブームの伸縮装置は、差し込み作業の効率化を図ることができる。
さらに、本発明の伸縮ブームの伸縮装置では、トップブームの1段下のブームを伸縮するための伸縮シリンダの代わりに伸縮機構を使用した。これにより伸縮シリンダの使用本数が従来よりも1本減少するため、伸縮シリンダの伸縮動作の制御を従来よりも簡単にすることが可能になる。よって、本発明の伸縮ブームの伸縮装置は、低コスト化を図ることができる。
また、本発明の伸縮ブームの伸縮装置では、伸縮機構を使用することによりトップブームおよびその1段下のブームの同時伸縮が可能となるので、ブームの段替わり時のショックをなくす、またはショックの回数を減らすことが可能になる。よって、本発明の伸縮ブームの伸縮装置は、伸縮ブームの操作性を改善することができる。
本発明の一実施の形態の伸縮ブームの全縮時の内部の右側面である。 同実施の形態の伸縮装置の斜視図である。 図2の基端側の部分の拡大図である。 図1の状態から伸縮ブームを全伸した状態を示す図である。 図1においてトップブーム伸長用シーブを中心とした拡大図である。
以下、本発明の実施の形態を4段式の伸縮ブームを例に図にしたがって説明する。
図1は、本発明の一実施の形態の伸縮ブーム1の全縮時の内部の右側面である。この伸縮ブーム1は、クレーン車、高所作業車等の作業機に設けられるものである。また、この伸縮ブーム1は4段式の伸縮ブームであり、ブーム本体2と、ブーム本体2を油圧により伸縮する伸縮装置3とを備えている。なお、図1の伸縮ブーム1において前側が先端側、後側が基端側である。以降の各図面においても同様である。
ブーム本体2は、4本のブームが基端側から入れ子式に挿入されて伸縮ブーム1の長さ方向Aに伸縮可能に形成されている。4本のブームは、基端側から、ベースブーム21、セカンドブーム22、サードブーム23、トップブーム24である。各ブームは筒状に形成されている。
伸縮装置3は、セカンドブーム22を伸縮する伸縮シリンダ4と、サードブーム23とトップブーム24を伸縮する伸縮機構5とを備えている。
伸縮シリンダ4は、トップブーム24内に配置されている。この伸縮シリンダ4は、筒状のシリンダチューブ41と、シリンダチューブ41内にスライド自在に配置されたピストン(図示せず)と、ピストンに一端が固定されてシリンダチューブ41の基端から抜出したシリンダロッド42とを備えている。
シリンダロッド42は、基端部42aがベースブーム21の基端側に固定されている。シリンダチューブ41は、基端部41aがセカンドブーム22の基端側に固定されてトップブーム24内に配置されている。このシリンダチューブ41は油圧により長さ方向Aに移動し、この移動により伸縮シリンダ4が伸縮するように構成されている。
伸縮機構5は、伸縮シリンダ4の伸縮動作に連動してサードブーム23とトップブーム24を同時に伸縮するものである。この伸縮機構5は、棒状サポート部材10と、2つの伸長用ワイヤ機構と、2つの縮小用ワイヤ機構とを備えている。
[棒状サポート部材10]
最初に、図1を用いて棒状サポート部材10について説明する。棒状サポート部材10は、後述のトップブーム伸長用シーブ71,(71)をトップブーム24に内蔵するためのものである。この棒状サポート部材10は、下方に開口した断面U字型の棒状に形成されている。この棒状サポート部材10は、一端側がサードブーム23内の基端側に固定され、トップブーム24内に長さ方向Aに沿うように配置されている。なお、カッコ書きの部分は左側にあるため図示していない。以下の説明においても同様である。
[2つの伸長用ワイヤ機構]
次に、図1〜図3を用いて2つの伸長用ワイヤ機構について説明する。2つの伸長用ワイヤ機構は、サードブーム伸長用ワイヤ機構6とトップブーム伸長用ワイヤ機構7である。
サードブーム伸長用ワイヤ機構6は、サードブーム23を伸長するものである。このサードブーム伸長用ワイヤ機構6は、サードブーム伸長用シーブ61と、複数のサードブーム伸長用ワイヤ62とを備えている。
サードブーム伸長用シーブ61は、シリンダチューブ41の先端側に設けられたシリンダチューブ先端側支持部11に固定されている。このサードブーム伸長用シーブ61は棒状サポート部材10内に位置しており、トップブーム24に内蔵されている。
また、サードブーム伸長用シーブ61は、回転軸(図示せず)が、シリンダチューブ先端側支持部11に対して水平になるように配置されている。なお、サードブーム伸長用シーブ61は、サードブーム伸長用ワイヤ62が掛けられることが可能な範囲で、回転軸がシリンダチューブ先端側支持部11に対して傾いて配置されても良い。
シリンダチューブ先端側支持部11は、長さ方向Aに沿って形成されている。このシリンダチューブ先端側支持部11の先端部の下側には、左右にローラ11a,(11a)が取り付けられている。このローラ11a,(11a)は、伸縮ブーム1の伸縮時にブーム本体2内の下側を接触しながら移動して伸縮装置3を支持するものである。
各サードブーム伸長用ワイヤ62は、サードブーム伸長用シーブ61に掛けられている。各サードブーム伸長用ワイヤ62の両端は、シリンダロッド42の基端部42aの下側と、棒状サポート部材10内の基端側とに設けられたサードブーム伸長用ワイヤ固定部12,13に固定されている。
トップブーム伸長用ワイヤ機構7は、トップブーム24を伸長するものである。このトップブーム伸長用ワイヤ機構7は、一対のトップブーム伸長用シーブ71,(71)と、トップブーム伸長用ワイヤ72とを備えている。
一対のトップブーム伸長用シーブ71,(71)は、棒状サポート部材10の先端側に設けられた棒状サポート部材先端側支持部14において左右に配置されて固定されている。各トップブーム伸長用シーブ71は、回転軸(図示せず)が、棒状サポート部材10に対して水平になるように配置されている。なお、各トップブーム伸長用シーブ71は、トップブーム伸長用ワイヤ72が掛けられることが可能な範囲で、回転軸が棒状サポート部材10に対して傾いて配置されても良い。
トップブーム伸長用ワイヤ72は、一対のトップブーム伸長用シーブ71,(71)にシリンダチューブ先端側支持部11を介して掛けられている(図2参照)。トップブーム伸長用ワイヤ72の両端は、トップブーム24内の基端側の上面に設けられたトップブーム伸長用ワイヤ固定部15に固定されている。
次に、2つの伸長用ワイヤ機構と伸縮シリンダ4を利用した伸縮ブーム1の全伸動作(図1→図4)について説明する。
(1)セカンドブーム22の伸長
油圧によりシリンダチューブ41が伸縮ブーム1の先端側に移動する。これにより、シリンダチューブ41が固定されているセカンドブーム22が先端側に移動して伸ばされる。
(2)サードブーム23の伸長
シリンダチューブ41が先端側に移動すると、シリンダチューブ41の先端側に固定されているサードブーム伸長用シーブ61も先端側へ移動する。
ここで、サードブーム伸長用シーブ61に掛けられているサードブーム伸長用ワイヤ62の両端は、シリンダロッド42の基端部42aと、棒状サポート部材10内の基端側とに固定されている。
したがって、サードブーム伸長用シーブ61が先端側へ移動しても、サードブーム伸長用ワイヤ62は、一端がシリンダロッド42の基端部42aに固定されたままなので、もう一端で棒状サポート部材10を先端側に引っ張る。これにより棒状サポート部材10は先端側に移動する。これに伴い、棒状サポート部材10が固定されているサードブーム23が先端側に移動して伸ばされる。
(3)トップブーム24の伸長
棒状サポート部材10が先端側に移動すると、棒状サポート部材10の先端側に固定されているトップブーム伸長用シーブ71,(71)も先端側に移動する。
ここで、トップブーム伸長用シーブ71,(71)にシリンダチューブ先端側支持部11を介して掛けられているトップブーム伸長用ワイヤ72の両端は、トップブーム24内の基端側に固定されているので、トップブーム24を先端側に引っ張る。これによりトップブーム24が先端側に移動して伸ばされる。
また、図5に示すように各トップブーム伸長用シーブ71の棒状サポート部材10に対する配置位置は、トップブーム伸長用シーブ71の回転中心71sを棒状サポート部材10の長さ方向(伸縮ブーム1の長さ方向A)に通る水平線71tが、棒状サポート部材10の中立軸10tの下側近傍に位置するように設定されている。なお、水平線71tが中立軸10tの上側近傍に位置するように各トップブーム伸長用シーブ71の配置位置を設定しても良い。
中立軸10tとは、棒状サポート部材10に曲げモーメントをかけたときに棒状サポート部材10が負荷を受けていない部分である。棒状サポート部材10は棒状に形成されているため、中立軸10tは通常水平線71tと一致する。しかし、棒状サポート部材10は、前述したように下方へ開口した断面U字型に形成されているため上部の強度が高くなり、中立軸10tは水平線71tよりも上側に位置している。
また、棒状サポート部材先端側支持部14の先端側にはローラ取り付け部141が設けられている。このローラ取り付け部141の上部と下部には、それぞれ上部ローラ14b,(14b)と下部ローラ14a,(14a)が取り付けられている。
上部ローラ14b,(14b)と下部ローラ14a,(14a)は、それぞれ伸縮ブーム1の伸縮時にブーム本体2内の上側と下側に接触しながら移動して伸縮装置3を支持するものである。
[2つの縮小用ワイヤ機構]
次に、図1〜図3を用いて2つの縮小用ワイヤ機構について説明する。2つの縮小用ワイヤ機構は、サードブーム縮小用ワイヤ機構8とトップブーム縮小用ワイヤ機構9である。
サードブーム縮小用ワイヤ機構8は、サードブーム23を縮小するものである。このサードブーム縮小用ワイヤ機構8は、一対のサードブーム縮小用シーブ81,(81)と、サードブーム縮小用ワイヤ82とを備えている。
一対のサードブーム縮小用シーブ81,(81)は、セカンドブーム22内の基端側に左右に配置されて固定されている。
また、サードブーム縮小用シーブ81,(81)は、回転軸(図示せず)が、セカンドブーム22に対して水平になるように配置されている。なお、サードブーム縮小用シーブ81,(81)は、サードブーム縮小用ワイヤ82が掛けられることが可能な範囲で、回転軸がセカンドブーム22に対して傾いて配置されても良い。
サードブーム縮小用ワイヤ82は、一対のサードブーム縮小用シーブ81,(81)に、棒状サポート部材10の基端側に設けられた棒状サポート部材基端側支持部16を介して掛けられている(図3参照)。サードブーム縮小用ワイヤ82の両端は、ベースブーム21の先端側に設けられたサードブーム縮小用ワイヤ固定部17に固定されている。
トップブーム縮小用ワイヤ機構9は、トップブーム24を縮小するものである。このトップブーム縮小用ワイヤ機構9は、一対のトップブーム縮小用シーブ91,(91)と、トップブーム縮小用ワイヤ92とを備えている。
一対のトップブーム縮小用シーブ91,(91)は、棒状サポート部材10の基端側に左右に配置されて固定されている。
また、トップブーム縮小用シーブ91,(91)は、回転軸(図示せず)が、棒状サポート部材10に対して水平になるように配置されている。なお、トップブーム縮小用シーブ91,(91)は、トップブーム縮小用ワイヤ92が掛けられることが可能な範囲で、回転軸が棒状サポート部材10に対して傾いて配置されても良い。
トップブーム縮小用ワイヤ92は、一対のトップブーム縮小用シーブ91,(91)にシリンダチューブ先端側支持部11を介して掛けられている(図2参照)。トップブーム縮小用ワイヤ92の両端は、トップブーム24内の基端側の上面に設けられたトップブーム縮小用ワイヤ固定部18に固定されている。このトップブーム縮小用ワイヤ固定部18は、トップブーム伸長用ワイヤ固定部15よりも基端側に配置され、トップブーム伸長用ワイヤ固定部15と対向している。
次に、2つの縮小用ワイヤ機構と伸縮シリンダ4を利用した伸縮ブーム1の全縮動作(図4→図1)について説明する。
(1)セカンドブーム22の縮小
油圧によりシリンダチューブ41が伸縮ブーム1の基端側に移動する。これによりシリンダチューブ41が固定されているセカンドブーム22が基端側に移動して縮められる。
(2)サードブーム23の縮小
セカンドブーム22が基端側に移動すると、セカンドブーム22内の基端側に固定されているサードブーム縮小用シーブ81,(81)も基端側に移動する。
ここで、サードブーム縮小用シーブ81,(81)に棒状サポート部材基端側支持部16を介して掛けられているサードブーム縮小用ワイヤ82は、両端が棒状サポート部材10の基端側を介してベースブーム21の先端側に固定されている。
したがって、サードブーム縮小用ワイヤ82は、サードブーム縮小用シーブ81,(81)が基端側に移動すると、両端がベースブーム21の先端側に固定されたままなので、中間部分で棒状サポート部材10を基端側に引っ張る。これにより棒状サポート部材10は基端側に移動する。これに伴い、棒状サポート部材10が固定されているサードブーム23が基端側に移動して縮められる。
(3)トップブーム24の縮小
棒状サポート部材10が基端側に移動すると、棒状サポート部材10の基端側に固定されているトップブーム縮小用シーブ91,(91)も基端側に移動する。
ここで、トップブーム縮小用シーブ91,(91)にシリンダチューブ先端側支持部11を介して掛けられているトップブーム縮小用ワイヤ92は、両端がトップブーム24内の基端側に固定されているのでトップブーム24を基端側に引っ張る。これによりトップブーム24が基端側に移動して縮められる。
このように本実施の形態の伸縮ブーム1の伸縮装置3は、1本の伸縮シリンダ4と伸縮機構5を使用して伸縮ブーム1を伸縮するようにした。
従来の伸縮装置では、本実施の形態のような4段式の伸縮ブームにおいてセカンドブームとサードブームを伸縮するために2本の伸縮シリンダを使用した。しかし、本実施の形態の伸縮装置3では、サードブーム23を伸縮するために伸縮シリンダの代わりに伸縮機構5を使用した。これにより伸縮シリンダの使用本数が従来よりも1本減少して1本になるので、伸縮シリンダの伸縮動作の制御を従来よりも簡単にすることが可能になる。よって、本実施の形態の伸縮装置3は、低コスト化を図ることができる。
また、本実施の形態の伸縮装置3では、伸縮機構5を使用することにより伸縮シリンダの使用本数が従来よりも1本減少して1本になるので各ブームの同時伸縮が可能になり、ブームの段替り時のショックをなくすことが可能になる。よって、本実施の形態の伸縮装置3は、伸縮ブーム1の操作性を改善することができる。
さらに本実施の形態の伸縮装置3では、棒状サポート部材10を使用してトップブーム伸長用シーブ71,(71)をトップブーム24に内蔵するようにした。
これにより差し込み作業時には、トップブーム伸長用シーブ71,(71)が障害物に干渉することがなくなる。よって、本実施の形態の伸縮装置3は、差し込み作業の効率化を図ることができる。
また、本実施の形態の伸縮装置3では、シリンダチューブ先端側支持部11にサードブーム伸長用シーブ61を配置してトップブーム24に内蔵するようにした。
これにより差し込み作業時には、サードブーム伸長用シーブ61も障害物に干渉することがなくなる。よって、本実施の形態の伸縮装置3は、差し込み作業の効率化をさらに図ることができる。
また、本実施の形態の伸縮装置3では、各トップブーム伸長用シーブ71の配置位置を、回転中心71sを通る水平線71tが、棒状サポート部材10の中立軸10tの近傍に位置するように設定した。このため、伸縮装置3は、棒状サポート部材10にかかる曲げモーメントを抑制することが可能になる。したがって、棒状サポート部材10の断面をできるだけ小さく設定することが可能になり、棒状サポート部材10の設置スペースを抑えることが可能になる。これに伴い、棒状サポート部材10が内蔵されるトップブーム24の断面も小さく設定することが可能になる。よって、本実施の形態の伸縮装置3は、伸縮ブーム1全体の断面(大きさ)を小さく設定でき、軽量化、低コスト化を図ることができる。
以上、本発明に係る実施の形態を例示したが、本実施の形態は本発明の内容を限定するものではない。また、本発明の請求項の範囲を逸脱しない範囲であれば、各種の変更等は可能である。
例えば、本実施の形態では、トップブーム縮小用シーブ91,(91)を棒状サポート部材10の基端側に配置したが、棒状サポート部材10が固定されているサードブーム23内の基端側に配置しても良い。
また、本実施の形態では、各トップブーム伸長用シーブ71の配置位置を、回転中心71sを通る水平線71tが棒状サポート部材10の中立軸10tの近傍に位置するように設定したが、棒状サポート部材10の中立軸10tと一致するように設定しても良い。
また、本実施の形態では、4段式の伸縮ブームに本発明の伸縮装置を適用した場合について説明した。しかし、本発明の伸縮装置は、4段式以上の伸縮ブームであれば適用することが可能である。具体的には、伸縮装置を構成する伸縮シリンダは、トップブームの2段下以降のブームを伸縮するために使用し、伸縮装置を構成する伸縮機構は、トップブームおよびその1段下のブームを伸縮するために使用する。
また、本発明の伸縮装置を4段式以上の伸縮ブームに適用する場合に、トップブームの1段下のブームを伸長するための伸長用シーブは、トップブーム側に位置する伸縮シリンダの先端側にトップブームに内蔵するように配置される。さらに、トップブーム縮小用シーブはトップブームの1段下のブーム内の基端側に配置され、トップブームの1段下のブームを縮小するための縮小用シーブはトップブームの2段下のブーム内の基端側に配置される。
1 伸縮ブーム
3 伸縮装置
4 伸縮シリンダ
5 伸縮機構
10 棒状サポート部材
10t 棒状サポート部材の中立軸
22 セカンドブーム(トップブームの2段下以降のブーム)
23 サードブーム(トップブームの1段下のブーム)
24 トップブーム
61 サードブーム伸長用シーブ
71 トップブーム伸長用シーブ
71s トップブーム伸長用シーブの回転中心
71t 水平線
81 サードブーム縮小用シーブ
91 トップブーム縮小用シーブ
A 伸縮ブームの長さ方向(棒状サポート部材の長さ方向)

Claims (3)

  1. 作業機に設けられる4段式以上の伸縮ブームの伸縮に使用される伸縮ブームの伸縮装置であって、
    全縮時にトップブーム内に配置されて前記トップブームの2段下以降のブームを伸縮する少なくとも1本の伸縮シリンダと、当該少なくとも1本の伸縮シリンダの内で前記トップブーム側に位置する伸縮シリンダの伸縮動作に連動して前記トップブームおよびその1段下のブームを同時に伸縮する伸縮機構とを備え、
    前記伸縮機構は、前記トップブームの1段下のブーム内の基端側に一端側が固定されて前記トップブーム内に配置される棒状サポート部材を備え、当該棒状サポート部材は、その先端側に前記トップブームを伸長するためのトップブーム伸長用シーブを配置して前記トップブームに内蔵するように形成され、
    前記トップブーム側に位置する前記伸縮シリンダの先端側に、前記トップブームの1段下のブームを伸長するための伸長用シーブを前記トップブームに内蔵するように配置したことを特徴とする伸縮ブームの伸縮装置。
  2. 請求項1に記載の伸縮ブームの伸縮装置において、
    前記トップブームを縮小するためのトップブーム縮小用シーブを前記トップブームの1段下のブーム内の基端側に配置し、前記トップブームの1段下のブームを縮小するための縮小用シーブを前記トップブームの2段下のブーム内の基端側に配置したことを特徴とする伸縮ブームの伸縮装置。
  3. 請求項1又は2に記載の伸縮ブームの伸縮装置において、
    前記トップブーム伸長用シーブの前記棒状サポート部材に対する配置位置は、前記トップブーム伸長用シーブの回転中心を前記棒状サポート部材の長さ方向に通る水平線が、前記棒状サポート部材の中立軸と一致または当該中立軸の近傍に位置するように設定されていることを特徴とする伸縮ブームの伸縮装置。
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