JP7439637B2

JP7439637B2 - ブーム構造

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Publication number: JP7439637B2
Application number: JP2020082829A
Authority: JP
Inventors: 輝山下
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2020-05-08
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2024-02-28
Anticipated expiration: 2040-05-08
Also published as: JP2021176800A

Description

本発明は、ブーム構造に関する。

従来、伸縮可能な多段式のブームでは、ブーム間にスライドプレートを設ける構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、内側ブームの後方側端部の外面に、上部スライディングパッド、及び、下部スライディングパッドが設置される構成が開示されている。これにより、スライディングパッドは、内側ブームと外側ブームとの摺動を容易にする。

特開２０１１－０８４３５０号公報

ところで、一般的に、基端ブームの外周面に溶接された支持リブを介して、基端ブームが支持される。また、基端ブームの外周面が溶接されると、溶接歪により、基端ブームの支持リブの周辺の内周面は狭くなる。

しかしながら、特許文献１には、支持リブとスライドプレートとの位置に関する記載はなく、ブームの伸縮時に、スライドプレートの通過に伴って発生する、支持リブの周辺の基端ブームを押し広げる力を分散することができない、という問題がある。

この問題は、支持リブの溶接によって生じる溶接歪において発生するものに限らず、例えば、基端ブームに形成された補強のための溶接によって生じる溶接歪においても発生する。

そこで、本発明は、ブームの伸縮時に、スライドプレートの通過に伴って発生する、溶接部の周辺の基端ブームを押し広げる力を分散することができるブーム構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のブーム構造は、基端ブームと、前記基端ブームの内側を摺動する内側ブームと、前記基端ブームの外周面に形成された溶接部と、前記内側ブームの外周面に、略全周にわたって設けられている複数のスライドプレートと、を備え、前記溶接部が延在する範囲に対応する、前記内側ブームの外周面の範囲に配置されている前記スライドプレートは、前記溶接部の延在方向に並んで配置されている主スライドプレートと、前記主スライドプレートに対して、前記内側ブームの軸方向に、ずらして配置されている副スライドプレートと、を有することを特徴とする。

このように構成された本発明のブーム構造は、ブームの伸縮時に、スライドプレートの通過に伴って発生する、溶接部の周辺の基端ブームを押し広げる力を分散することができる。

実施例１の高所作業車を示す側面図である。実施例１のブームを示す斜視図である。実施例１の基端ブームと第１中間ブームを示す側面図である。実施例２のブームを示す斜視図である。実施例２のブームとブーム支持部材の構成を示す側面図である。

以下、本発明によるブーム構造を実現する実施形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

実施例１におけるブーム構造は、高所作業車に適用される。

［高所作業車の構成］
図１は、実施例１の高所作業車を示す側面図である。図２は、実施例１のブームを示す斜視図である。以下、実施例１の高所作業車の構成を説明する。なお、ブームの軸方向を軸方向Ｄとする。

図１に示すように、高所作業車１は、車体２と、旋回体４と、ブーム１０と、を備えている。

車体２は、アウトリガー６と、キャビン３と、道路や作業現場を自走するための走行装置等を備えている。

アウトリガー６は、作業時に、水平方向及び垂直方向に張り出し、車体２全体を持ち上げて、姿勢を安定させる。

キャビン３は、車体２の走行を制御するための操作部（例えば、ステアリング、シフトレバー、アクセルペダル、及びブレーキペダル等）を有する。

旋回体４は、車体２の上方に設けられ、車体２に対して、回転可能となっている。また、旋回体４は、旋回体４やブーム１０等を操作する操作部を有する。作業者は、操作部を操作して、旋回体４を旋回させ、ブーム１０を起伏及び伸縮させて作業を行う。

図２に示すように、ブーム１０は、基端ブーム１１と、内側ブームとしての第１中間ブーム１２と、第２中間ブーム１３と、第３中間ブーム１４と、先端ブーム１５とで構成されている。

基端ブーム１１は、高張力鋼板を、プレス加工により、多角形の筒状に折り曲げて形成される。第１中間ブーム１２と、第２中間ブーム１３と、第３中間ブーム１４と、先端ブーム１５も、基端ブーム１１と同様に形成される。

第１中間ブーム１２と、第２中間ブーム１３と、第３中間ブーム１４と、先端ブーム１５とは、基端ブーム１１の内部に格納される入れ子式になっている。すなわち、内側ブームとしての第１中間ブーム１２は、基端ブーム１１の内側を摺動するようになっている。

図１に示すように、先端ブーム１５の先端には、作業者が高所作業を行うために搭乗するバケット７が左右や上下に揺動自在に取り付けられている。

基端ブーム１１は、ブーム支持部材２０を介して、旋回体４に設けられた起伏シリンダ５に支持されている。起伏シリンダ５が伸縮することで、ブーム１０は起伏し、伸縮シリンダ（不図示）が伸縮することによって、ブーム１０が伸縮する。

［ブーム支持部材の構成］
図３は、実施例１の基端ブーム１１と第１中間ブーム１２を示す側面図である。以下、実施例１のブーム支持部材２０の構成を説明する。

図２及び図３に示すように、ブーム支持部材２０は、支持ブラケット２１と、支持リブ２２を備える。

支持リブ２２は、例えば、鋼板によって、略Ｕ字状の板状に形成される。支持リブ２２は、軸方向Ｄに垂直な垂直面上を、基端ブーム１１の下面から側面の中央付近まで延在するように形成される。すなわち、支持リブ２２は、軸方向Ｄに垂直に延在する。

支持リブ２２は、基端ブーム１１の外周面に溶接されて、基端ブーム１１を下方から支持する。支持リブ２２が基端ブーム１１に溶接された部分は、溶接部２２ａが形成される。すなわち、溶接部２２ａは、基端ブーム１１の外周面に形成される。

支持リブ２２は、支持ブラケット２１を介して、起伏シリンダ５に接続される。

［スライドプレートの構成］
以下、実施例１のスライドプレートの構成を説明する。

図２に示すように、第１中間ブーム１２の基端側（後側）の外周面に、複数のスライドプレート３０が全周にわたって取り付けられる。スライドプレート３０は、ナイロン等の合成樹脂や金属によって所定の長さと厚さを有する板状に形成される。

スライドプレート３０は、基端ブーム１１と第１中間ブーム１２の間に形成された空隙の幅に相当するだけの厚さを有して形成され、第１中間ブーム１２の基端ブーム１１に対する摩擦を減少させてスムーズに摺動できるようになっている。

スライドプレート３０は、主スライドプレート３０Ａと、副スライドプレート３０Ｂと、上部スライドプレート３０Ｃと、で構成される。

主スライドプレート３０Ａは、ブーム１０の軸線Ｇを含む垂直面Ｐに対して、一方の側に配置されている。副スライドプレート３０Ｂは、ブーム１０の軸線Ｇを含む垂直面Ｐに対して、他方の側に配置されている。すなわち、垂直面Ｐの一方の側に主スライドプレート３０Ａが配置され、垂直面Ｐの他方の側に副スライドプレート３０Ｂが配置されている。

言い換えると、垂直面Ｐの左右に、主スライドプレート３０Ａと副スライドプレート３０Ｂとがそれぞれ配置されている。主スライドプレート３０Ａと副スライドプレート３０Ｂとは、垂直面Ｐに対して、非対称に配置されている。

図３に示すように、主スライドプレート３０Ａは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、支持リブ２２が延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲に配置されている。支持リブ２２が延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲は、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、支持リブ２２が延在する範囲と略同じ範囲をいう。すなわち、主スライドプレート３０Ａは、ブーム１０が伸縮した際に、支持リブ２２と重なる範囲に配置されている。

主スライドプレート３０Ａは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、溶接部２２ａが延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲に配置されている。溶接部２２ａが延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲は、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、溶接部２２ａが延在する範囲と略同じ範囲をいう。すなわち、主スライドプレート３０Ａは、ブーム１０が伸縮した際に、溶接部２２ａと重なる範囲に配置されている。

主スライドプレート３０Ａは、支持リブ２２の延在方向に並んで５つ配置されている。言い換えると、主スライドプレート３０Ａは、溶接部２２ａの延在方向に並んで５つ配置されている。すなわち、主スライドプレート３０Ａは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上に沿って配置されている。

副スライドプレート３０Ｂは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、支持リブ２２が延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲に配置されている。すなわち、副スライドプレート３０Ｂは、ブーム１０が伸縮した際に、支持リブ２２と重なる範囲に配置されている。

副スライドプレート３０Ｂは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、溶接部２２ａが延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲に配置されている。すなわち、副スライドプレート３０Ｂは、ブーム１０が伸縮した際に、溶接部２２ａと重なる範囲に配置されている。

副スライドプレート３０Ｂは、支持リブ２２の延在方向に並んで５つ配置されている。言い換えると、副スライドプレート３０Ｂは、溶接部２２ａの延在方向に並んで５つ配置されている。すなわち、副スライドプレート３０Ｂは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上に沿って配置されている。

副スライドプレート３０Ｂは、軸方向Ｄにおいて、主スライドプレート３０Ａに対して、前方にずらして配置されている。すなわち、副スライドプレート３０Ｂは、軸方向Ｄにおいて、主スライドプレート３０Ａと異なる位置に配置されている。

副スライドプレート３０Ｂと主スライドプレート３０Ａとは、異なる厚さで形成することができる。すなわち、副スライドプレート３０Ｂの厚さを、主スライドプレート３０Ａより厚くしてもよいし、薄くしてもよい。なお、副スライドプレート３０Ｂと主スライドプレート３０Ａとは、同じ厚さとしてもよい。

上部スライドプレート３０Ｃは、第１中間ブーム１２の上面に２つ配置されている。上部スライドプレート３０Ｃは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、支持リブ２２が延在しない範囲に配置されている。すなわち、上部スライドプレート３０Ｃは、ブーム１０が伸縮した際に、支持リブ２２と重ならない範囲に配置されている。

［ブームの動き］
以下、実施例１のブーム１０の動きを説明する。

図３に示すように、第１中間ブーム１２が、伸張した状態から、基端ブーム１１に収容された状態に移動する際、スライドプレート３０は、矢印Ｅの方向に、基端ブーム１１の先端から基端に移動する。

また、第１中間ブーム１２が、基端ブーム１１に収容された状態から、伸張した状態に移動する際、スライドプレート３０は、矢印Ｅとは反対の方向に、基端ブーム１１の基端から先端に移動する。

この際、スライドプレート３０は、基端ブーム１１の内周面を摺動しながら移動し、主スライドプレート３０Ａと副スライドプレート３０Ｂは、支持リブ２２が設けられた範囲を通過する。すなわち、主スライドプレート３０Ａと副スライドプレート３０Ｂは、支持リブ２２が設けられた範囲に対応する、基端ブーム１１の内周面を通過する。言い換えると、主スライドプレート３０Ａと副スライドプレート３０Ｂは、溶接部２２ａが設けられた範囲を通過する。

［ブーム構造の作用］
以下、実施例１のブーム構造の作用を説明する。実施例１のブーム構造は、基端ブーム１１と、基端ブーム１１の内側を摺動する内側ブーム（第１中間ブーム１２）と、基端ブーム１１の外周面に形成された溶接部２２ａと、内側ブーム（第１中間ブーム１２）の外周面に、略全周にわたって設けられている複数のスライドプレート３０と、を備え、溶接部２２ａが延在する範囲に対応する、内側ブーム（第１中間ブーム１２）の外周面の範囲に配置されているスライドプレート３０は、溶接部２２ａの延在方向に並んで配置されている主スライドプレート３０Ａと、主スライドプレート３０Ａに対して、内側ブーム（第１中間ブーム１２）の軸方向に、ずらして配置されている副スライドプレート３０Ｂと、を有する（図３）。

これにより、ブーム１０の伸縮時に、副スライドプレート３０Ｂが溶接部２２ａの周辺を通過するタイミングと、主スライドプレート３０Ａが溶接部２２ａの周辺を通過するタイミングと、をずらすことができる。そのため、スライドプレート３０の通過に伴って発生する、基端ブーム１１の溶接部２２ａの周辺を押し広げる力を分散することができる。その結果、溶接部２２ａにかかる応力を低減することができる。

また、スライドプレート３０は、内側ブーム（第１中間ブーム１２）の外周面に、全周にわたって配置されているので、ブーム１０が軸線周りに回転してしまうことを防止することができる。

実施例１のブーム構造において、主スライドプレート３０Ａは、内側ブーム（第１中間ブーム１２）の軸線Ｇを含む垂直面Ｐに対して、一方の側に配置され、副スライドプレート３０Ｂは、垂直面Ｐに対して、他方の側に配置されている（図２）。

これにより、ブーム１０の伸縮時に、一方の側に配置されている主スライドプレート３０Ａが溶接部２２ａの周辺を通過するタイミングと、他方の側に配置されている副スライドプレート３０Ｂが溶接部２２ａの周辺を通過するタイミングと、をずらすことができる。そのため、スライドプレート３０の通過に伴って発生する、基端ブーム１１の溶接部２２ａの周辺を押し広げる力を分散することができる。その結果、溶接部２２ａにかかる応力を低減することができる。

実施例１のブーム構造において、副スライドプレート３０Ｂは、主スライドプレート３０Ａと、異なる厚さで形成されている。

ところで、ブーム１０に左右方向の外力が加わると、ブーム１０には左右方向のたわみが発生する。垂直面Ｐに対して、左右非対称に配置されているスライドプレート３０では、第１中間ブーム１２の基端側のスライドプレート３０と、基端ブーム１１の先端側スライドプレートとのスライドプレート間距離（ラップ長さ）が左右で異なるため、ラップ長さが短い側のたわみが顕著なものとなる。

実施例１では、主スライドプレート３０Ａと副スライドプレート３０Ｂの厚さを変えることで、中間ブーム（第１中間ブーム１２）の後端を、基端ブーム１１に対して左右方向にずらして配置することができる。そのため、ブーム１０が外力による左右方向にたわみに対して、あらかじめ左右方向の傾きを与えることができ、左右方向のたわみを同等とすることができる。

実施例２のブーム構造は、スライドプレートの配置が異なる点で、実施例１のブーム構造と相違する。

［ブーム支持部材の構成］
図４は、実施例２のブームを示す斜視図である。図５は、実施例２のブームとブーム支持部材の構成を示す側面図である。以下、実施例２のブーム構造の構成を説明する。なお、上記実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一の用語又は同一の符号を用いて説明する。

図４及び図５に示すように、スライドプレート３０は、主スライドプレート１３０Ａと、副スライドプレート１３０Ｂと、上部スライドプレート３０Ｃと、で構成される。

図４に示すように、主スライドプレート１３０Ａ及び副スライドプレート１３０Ｂは、ブーム１０の軸線Ｇを含む垂直面Ｐに対して、左右対称に配置されている。

主スライドプレート１３０Ａは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、支持リブ２２が延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲に配置されている。支持リブ２２が延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲は、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、支持リブ２２が延在する範囲と略同じ範囲をいう。すなわち、主スライドプレート１３０Ａは、ブーム１０が伸縮した際に、支持リブ２２と重なる範囲に配置されている。

主スライドプレート１３０Ａは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、溶接部２２ａが延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲に配置されている。溶接部２２ａが延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲は、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、溶接部２２ａが延在する範囲と略同じ範囲をいう。すなわち、主スライドプレート１３０Ａは、ブーム１０が伸縮した際に、溶接部２２ａと重なる範囲に配置されている。

主スライドプレート１３０Ａは、支持リブ２２の延在方向に並んで６つ配置されている。言い換えると、主スライドプレート１３０Ａは、溶接部２２ａの延在方向に並んで６つ配置されている。すなわち、主スライドプレート１３０Ａは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上に沿って配置されている。

副スライドプレート１３０Ｂは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、支持リブ２２が延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲に配置されている。すなわち、副スライドプレート１３０Ｂは、ブーム１０が伸縮した際に、支持リブ２２と重なる範囲に配置されている。

副スライドプレート１３０Ｂは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、溶接部２２ａが延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲に配置されている。すなわち、副スライドプレート１３０Ｂは、ブーム１０が伸縮した際に、溶接部２２ａと重なる範囲に配置されている。

副スライドプレート１３０Ｂは、支持リブ２２の延在方向に並んで４つ配置されている。言い換えると、副スライドプレート１３０Ｂは、溶接部２２ａの延在方向に並んで４つ配置されている。すなわち、副スライドプレート１３０Ｂは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上に沿って配置されている。副スライドプレート１３０Ｂは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、主スライドプレート１３０Ａの間に配置される。

副スライドプレート１３０Ｂは、軸方向Ｄにおいて、主スライドプレート１３０Ａに対して、前方にずらして配置されている。すなわち、副スライドプレート１３０Ｂは、軸方向Ｄにおいて、主スライドプレート１３０Ａと異なる位置に配置されている。

［ブームの動き］
以下、実施例２のブームの動きを説明する。

図５に示すように、第１中間ブーム１２が、伸張した状態から、基端ブーム１１に収容された状態に移動する際、スライドプレート３０は、矢印Ｅの方向に、基端ブーム１１の先端から基端に移動する。

この際、スライドプレート３０は、基端ブーム１１の内周面を摺動しながら移動し、主スライドプレート１３０Ａと副スライドプレート１３０Ｂは、支持リブ２２が設けられた範囲を通過する。すなわち、主スライドプレート１３０Ａと副スライドプレート１３０Ｂは、支持リブ２２が設けられた範囲に対応する、基端ブーム１１の内周面を通過する。言い換えると、主スライドプレート１３０Ａと副スライドプレート１３０Ｂは、溶接部２２ａが設けられた範囲を通過する。

［ブーム構造の作用］
以下、実施例２のブーム構造の作用を説明する。実施例２のブーム構造は、主スライドプレート１３０Ａと、副スライドプレート１３０Ｂとは、内側ブーム（第１中間ブーム１２）の軸線Ｇを含む垂直面Ｐに対して、左右対称に配置されている（図４）。

これにより、ブーム１０の伸縮時に、主スライドプレート１３０Ａが溶接部２２ａの周辺を通過するタイミングと、副スライドプレート１３０Ｂが溶接部２２ａの周辺を通過するタイミングと、をずらすことができる。そのため、スライドプレート３０の通過に伴って発生する、基端ブーム１１の溶接部２２ａの周辺を押し広げる力を分散することができる。その結果、溶接部２２ａにかかる応力を低減することができる。

なお、他の構成及び作用効果については、上記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

以上、本発明のブーム構造を実施例１及び実施例２に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、これら実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、副スライドプレート３０Ｂを５つ配置し、実施例２では、副スライドプレート１３０Ｂを４つ配置する例を示した。しかし、副スライドプレートは、この態様に限定されず、いくつ配置されてもよい。

実施例２では、副スライドプレート１３０Ｂは、軸方向Ｄに垂直な垂直面上の上下方向において、主スライドプレート１３０Ａの間に配置される例を示した。しかし、副スライドプレートとしては、この態様に限定されず、溶接部２２ａの延在する部分に対応する範囲に配置することができる。

実施例１及び実施例２では、溶接部２２ａが延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲に配置されているスライドプレート３０は、軸方向Ｄの位置が異なる、主スライドプレート３０Ａ，１３０Ａと副スライドプレート３０Ｂ，１３０Ｂとの２種類を有する例を示した。しかし、溶接部２２ａが延在する範囲に対応する、第１中間ブーム１２の外周面の範囲に配置されているスライドプレート３０は、軸方向Ｄに位置が異なる、３種類以上のスライドプレートを有してもよい。

実施例１及び実施例２では、副スライドプレート３０Ｂ，１３０Ｂは、主スライドプレート３０Ａ，１３０Ａに対して、軸方向Ｄの前方にずらして配置する例を示した。しかし、副スライドプレート３０Ｂ，１３０Ｂは、主スライドプレート３０Ａ，１３０Ａに対して、軸方向Ｄの後方にずらして配置してもよい。

実施例１及び実施例２では、本発明のブーム構造を、軸方向Ｄに垂直に延在する溶接部２２ａに適用する例を示した。しかし、本発明のブーム構造は、軸方向Ｄに対して傾斜した傾斜面に沿って延在する溶接部に適用することもできる。

実施例１及び実施例２では、溶接部２２ａを、基端ブーム１１を下方から支持する支持リブ２２を基端ブーム１１の外周面に溶接した部分とする例を示した。しかし、溶接部は、この態様に限定されず、基端ブーム１１の先端や後端のリブを溶接した部分や、補強のためにリブを有しないで溶接された部分としてもよい。

実施例１及び実施例２では、本発明のブーム構造を、高所作業車１のブーム１０に適用する例を示した。しかし、本発明のブーム構造は、ジブやアウトリガーに適用することもできる。

実施例１及び実施例２では、本発明のブーム構造を、高所作業車１に適用する例を示した。しかし、本発明は、ブームの伸縮に伴ってスライドプレートが移動する、クレーン車等に適用することができる。

１高所作業車
１１基端ブーム
１２第１中間ブーム（内側ブームの一例）
２２ａ溶接部
３０スライドプレート
３０Ａ主スライドプレート
３０Ｂ副スライドプレート
Ｄ軸方向
Ｇ軸線
Ｐ垂直面

Claims

基端ブームと、
前記基端ブームの内側を摺動する内側ブームと、
前記基端ブームの外周面に形成された溶接部と、
前記内側ブームの外周面に、略全周にわたって設けられている複数のスライドプレートと、を備え、
前記溶接部が延在する範囲に対応する、前記内側ブームの外周面の範囲に配置されている前記スライドプレートは、
前記溶接部の延在方向に並んで配置されている主スライドプレートと、
前記主スライドプレートに対して、前記内側ブームの軸方向に、ずらして配置されている副スライドプレートと、を有する
ことを特徴とする、ブーム構造。
前記主スライドプレートは、前記内側ブームの軸線を含む垂直面に対して、一方の側に配置され、
前記副スライドプレートは、前記垂直面に対して、他方の側に配置されている
ことを特徴とする、請求項１に記載のブーム構造。
前記副スライドプレートは、前記主スライドプレートと、異なる厚さで形成されている
ことを特徴とする、請求項２に記載のブーム構造。
前記主スライドプレート及び前記副スライドプレートは、前記内側ブームの軸線を含む垂直面に対して、左右対称に配置されている
ことを特徴とする、請求項１に記載のブーム構造。