JPH0318470Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、荷重が作用する外箱と内箱との間に
シリンダを介装してなるクレーンの伸縮ブーム等
の伸縮装置に関するものである。

（従来技術） 例えば、トラツククレーン等の油圧伸縮ブーム
は、荷重が作用する外箱と内箱との間にピストン
ロツドおよびチユーブからなる油圧シリンダを介
装して、この油圧シリンダにより、外箱に対して
内箱を伸縮操作するように構成している。この油
圧伸縮ブームにおいて、油圧シリンダのチユーブ
は内箱および外箱の一方に、油圧シリンダのピス
トンロツドは他方に、それぞれ軸線をピストンロ
ツドに対して直交させるようにして配設されたピ
ンを介して回動自在に連結されている。

このような油圧伸縮ブームでは、外箱と内箱と
の間に大きな軸圧縮荷重が作用すると、その軸圧
縮荷重が油圧シリンダにかかるため、断面積の小
さいピストンロツドが座屈してしまう恐れがあ
る。これを解消するには、ピストンロツドの断面
積を大きくしてシリンダの座屈荷重を大きくして
やればよいのであるが、このようにすると、油圧
シリンダが大きくなつて、伸縮ブーム全体が大型
化するという問題がある。

そこで、実公昭58−11825号公報に示されるよ
うに、回動固定装置を設け、この回動固定装置で
ピン軸線回りのピストンロツドの回動を止めるこ
とにより、シリンダの座屈荷重を大きくすること
が考え出された。

ピン軸線回りのピストンロツドの回動を止める
ようにすれば、座屈荷重を大きくすることができ
るのは、次の理由による。一般に座標荷重Pcr
は、下記の式で表わされる。

Pcr＝（ｎ・π²・Ｅ・Ｉ）／² ｎ：端末係数 Ｉ：断面二次モーメント Ｅ：縦弾性係数 ：支持点間長さ 上式において、両端ピン支持の場合、ｎは１に
なり、片端固定で片端ピン支持の場合、ｎは２に
なる。したがつて、ピストンロツドの回動を止め
るようにして、片端固定で片端ピン支持とすれ
ば、端末係数が両端ピン支持の場合と比べて大き
くなり、座屈荷重を大きくすることができるので
ある。

ところが、実公昭58−11825号公報に示される
ようにすれば、シリンダの座屈荷重を大きくする
ことができるが、その反面、構造が複雑になり、
回動固定装置を設けるためのスペースを確保しな
ければならなかつたり、コストアツプになつたり
するという問題があつた。また、ピン軸線回りの
回動を止めるようにするため、ピン軸線回りの回
動が必要な場合には用いることができなかつた。

（考案の目的） 以上の問題点を解消するため、本考案は、構造
が簡単で、大型化することがなく、かつ、コスト
アツプとなることがなく、しかも、ピン軸線回り
の回動が必要な場合であつても、シリンダの座屈
荷重を大きくすることができる伸縮装置を提供す
ることを目的としている。

（考案の構成） 本考案は、荷重が作用する２つの部材間にシリ
ンダが介装され、前記２つの部材の一方にシリン
ダのピストンロツドが連結されているとともに、
他方に前記シリンダのチユーブが連結されてい
て、これら部材の一方とシリンダのピストンロツ
ド、および部材の他方とシリンダのチユーブと
が、それぞれ軸線をピストンロツド軸線に対して
直交する方向へ向けるようにして配設されたピン
によつて回動自在に連結されている伸縮装置にお
いて、前記チユーブ側のピンがチユーブのピスト
ンロツド突出側端部に設けられ、前記２つのピン
の少なくとも一方が、その軸線を前記ピストンロ
ツド軸線からずらせて配設され、そのずらせる方
向は、前記２つのピン間のシリンダ部分が前記荷
重によつて前記ピストンロツド軸線に対したわむ
方向に設定されていることを特徴とする伸縮装置
をその要旨としている。

以上の構成によれば、荷重によつて生じるピン
軸線回りのモーメントに対して、逆回りのモーメ
ントが生じるようになり、シリンダの座屈荷重が
大きくなる。しかも、支持点間長さが短くなるこ
とによつて、さらにシリンダの座屈荷重を大きく
することができる。

（実施例） 第１図ａおよびｂは本考案にかかる伸縮装置の
一実施例を表わし、第２図はそれをクレーンに使
用した状態を表している。これらの図に示すよう
に、この伸縮装置は、伸縮ブームであつて、外箱
１とこの外箱１に通された内箱２と、これら外箱
１および内箱２間に介装された油圧シリンダ３と
を備えている。油圧シリンダ３は、チユーブ４と
このチユーブ４内に摺動自在に通されたピストン
ロツド５とからなつている。チユーブ４のピスト
ンロツド５突出側端部両側およびピストンロツド
５の先端部両側には、それぞれ外箱１の内面およ
び内箱２の内面に向つて突出するボス４１，５１
が形成されている。

外箱１のボス４１に向かい合う位置および内箱
２のボス５１に向かい合う位置には、それぞれピ
ン１１，２１が固着されている。ピン１１，２１
は、その軸線１１ａ，２１ａをピストンロツド５
の軸線５ａに対して直交する方向へ向けるように
して配設されている。但し、ピン２１は、その軸
線２１ａをピストンロツド軸線５ａと交差させる
ようにして配設されているが、ピン１１は、その
軸線１１ａをピストンロツド軸線５ａから、後述
するように２つのピン１１，２１間のシリンダ３
部分が軸圧縮荷重Pa′によつてたわむ方向に、距
離ｂだけずらせて配設されている。各ピン１１，
２１の先端部は、それぞれボス４１に形成された
穴４１ａおよびボス５１に形成された穴５１ａに
嵌め込まれている。このようにして、ピストンロ
ツド５が外箱１に、チユーブ４が内箱２に、それ
ぞれピン１１，２１によつて回動自在に連結され
ている。

外箱１および内箱２は、それぞれブラケツト１
０，２０に固着され、このブラケツト２０には、
滑車７が取り付けられている。この滑車７には、
荷物９を吊りさげたワイヤ８が掛けられ、このワ
イヤ８の他端部はウインチ７１に巻き付けられて
いる。これにより、外箱１と内箱２との間には荷
重Ｗによつて軸圧縮荷重Pa′が作用している。こ
の軸圧縮荷重Pa′が外箱１と内箱２との間に作用
すると、次の理由によつて、２つのピン１１，２
１間のシリンダ３部分が常にピストンロツド５の
軸線５ａに対して第１図ａ中、上側に凸になるよ
うにたわむ。

すなわち、厳密に説明すると、もともと（軸圧
縮荷重Pa′が外箱１と内箱２との間に作用してい
なくても）２つのピン１１，２１間のシリンダ３
部分は、シリンダ３の自重等により第７図に示す
ようになつている。つまり、このシリンダ３の支
持構造では、チユーブ４のピン２１支持位置がピ
ストンロツド突出側端部位置となつているため、
ピン２１からチユーブ４のピストンロツド非突出
側端部までのシリンダ３部分の重量がチユーブ４
の重量とチユーブ４内の作動油の重量との和とな
り、そのピストンロツド非突出側端部までの部分
の重量がピン１１，２１間のシリンダ３部分の重
量よりも重くなる。このため、ピン２１からチユ
ーブ４のピストンロツド非突出側端部までの部分
がピストンロツド５の軸線５ａよりも下がり、逆
にピン１１，２１間のシリンダ３部分がピストン
ロツド５の軸線５ａよりも持ち上げられ、この結
果、ピン１１，２１間のシリンダ３部分は、もと
もとピストンロツド５の軸線５ａに対して僅かに
上側に凸にたわんだ状態となつている。したがつ
て、軸圧縮荷重Pa′が外箱１と内箱２との間に作
用すると、ピン１１，２１間のシリンダ３部分
は、常にピストンロツド５の軸線５ａに対して上
側に凸にたわむようになる。

ピストンロツド５先端部に形成されたボス５１
の一方には、係合具６１がピストンロツド軸線５
ａに対して傾斜するようにして取り付けられて一
体化されている。この係合具６１の自由端部６１
ａは、外箱１に固定されたコ字形の固定具６２内
に臨んでいて、固定具６２の両対辺６２ａ，６２
ａに螺合されたボルト６３ａ，６３ｂによつて挾
着されている。ボルト６３ａ，６３ｂは、ロツク
ナツト６４によつて緩み止めされている。

このようにして、係合具６１は、その動きが固
定具６２によつて拘束されている。前述したよう
に、軸圧縮荷重Pa′によりシリンダ３がたわむ
と、ピン軸線１１ａを中心として、第１図ａおよ
び第２図中、右回りにモーメントが生じ、この結
果、ピストンロツド５がピン軸線１１ａを中心と
して右回りに回動しようとする。このとき、ピス
トンロツド５と一体化された係合具６１の動きが
固定具６２によつて拘束されていると、ピン軸線
１１ａ回りのピストンロツド５の回動が係合具６
１、ボルト６３ａ，６３ｂ、ナツト６４および固
定具６２によつて止められる。つまり、係合具６
１、固定具６２、ボルト６３ａ，６３ｂおよびナ
ツト６４は、ピストンロツド５がピン軸線１１ａ
回りに回動するのを防止する回動固定装置６とな
つている。

以上に示したように、この伸縮ブームは、油圧
シリンダ３のピストンロツド５と外箱１、および
チユーブ４と内箱２とがそれぞれピン１１，２１
によつて回動自在に連結され、チユーブ４側のピ
ン２１がチユーブ４のピストンロツド突出側端部
に設けられ、ピストンロツド５側のピン１１がそ
の軸線１１ａをピストンロツド軸線５ａからずら
せて配設され、そのずらせる方向は、２つのピン
１１，２１間のシリンダ３部分が軸圧縮荷重
Pa′によつてピストンロツド軸線５ａに対したわ
む方向に設定されている。

第３図ａは、この伸縮ブームの油圧シリンダ３
に軸圧縮荷重Pa′が作用した状態を模式的に表わ
している。また、第３図ｂは、ピストンロツド５
と外箱１とを連結するピン１１がその軸線１１ａ
をピストンロツド軸線５ａからずらさないように
して配設された伸縮ブームの油圧シリンダ３に軸
圧縮荷重Paが作用した状態を模式的に表わして
いる。両図において、Ｍ，M′はモーメント、Ｘ，
X′はシリンダのたわみ量、Ｆ，F′は回動固定装
置６に作用する力を表わしている。油圧シリンダ
３に軸圧縮荷重Pa′，Paが作用すると、ピン１１
の軸線１１ａを中心として右回りにモーメントＭ
が生じる。このとき、第３図ａに示したように、
ピン１１が、その軸線１１ａをピストンロツド軸
線５ａから軸圧縮荷重Pa′によつてピン１１，２
１間のシリンダ３部分がたわむ方向にずらせて配
設されていると、ピン１１の軸線１１ａ回りに、
モーメントＭに対して、逆回り（左回り）のモー
メントM′が生じるようになる。この結果、シリ
ンダのたわみ量X′は、第３図ｂに示した場合の
シリンダのたわみ量Ｘと比べて軸圧縮荷重Pa′，
Paが同じであれば、小さくなる。つまり、ピン
軸線１１ａをピン１１，２１間のシリンダ３部分
のたわみ方向にずらせるようにすれば、軸圧縮荷
重が大きくてもシリンダのたわみ量が小さくな
る。すなわち、シリンダの座屈荷重を大きくする
ことができるのである。また、この伸縮ブームの
構成では、チユーブ４側のピン２１がチユーブ４
のピストンロツド突出側端部に設けられているた
めに、支持点間長さ（第１図参照）を短くする
ことができ、これによりシリンダの座屈荷重をさ
らに大きくすることができる。

このため、同じ容量のシリンダを用いても吊上
げ能力が向上する。また、同じ耐座屈強度のシリ
ンダを用いれば、シリンダが小型化できる。これ
により、伸縮ブームの軽量化ができ、伸縮ブーム
を備えたクレーン車などにおいて全体重量の軽減
化が果たせる。

しかも、この実施例のように、回動固定装置６
を設け、ピン軸線１１ａ回りのピストンロツド５
の回動を止めるようにすれば、前述したように座
屈荷重を求める式で端末係数を大きくできること
から、シリンダの座屈荷重を一層大きくすること
ができる。また、このように、回動固定装置６を
設けた場合において、ピン軸線１１ａをずらせる
ようにすれば、逆回りのモーメントM′が生じる
結果、回動固定装置６に作用する力F′を小さくす
ることができる。したがつて、回動固定装置６を
小さく構成することができ、回動固定装置６の重
量およびコストを低減できる。

第４図は、ピン軸線１１ａをピストンロツド軸
線５ａから距離ｂだけずらせた場合（ピンのずれ
量ｂの場合）の座屈荷重Pcr′とピン軸線１１ａを
ピストンロツド軸線５ａからずらさない場合（ピ
ンのずれ量０の場合）の座屈荷重Pcrとの比を表
わしている。この図からわかるように、ピン軸線
１１ａをずらせるようにすれば、座屈荷重Pcr′が
大きくなり、しかも、ピンのずれ量ｂが大きくな
ればなるほど、座屈荷重Pcr′がほぼ比例して大き
くなる。ただし、ピンのずれ量ｂを大きくしすぎ
ると、シリンダ３が逆方向に（下凸に）たわむよ
うになるので、あまり大きくしすぎないようにす
る。

第５図は、ピンのずれ量ｂの場合の回動固定装
置６に作用する力F′とピンのずれ量０の場合の回
動固定装置６に作用する力Ｆとの比を表わしてい
る。この図からわかるように、ピン軸線１１ａを
ずらせるようにすれば、回動固定装置６に作用す
る力が小さくなる。特に、ピンのずれ量ｂを10mm
にすれば、回動固定装置６には力が全く作用しな
くなる。ただし、ピンのずれ量ｂが10mmを越える
と、ピンのずれ量ｂが大きくなるに従つて、再び
回動固定装置６に力が作用するようになる。

ところで、実公昭58−11825号公報に示された
回動固定装置は、固定具と係合具との位置が合わ
なければ、固定具に係合具を固定することができ
ないようになつていた。このため、組立時には、
ピンと固定具との芯合せを行なう必要があり、作
業性が悪かつた。

これに対し、この実施例の回動固定装置６は、
係合具６１が固定具６２にその両対辺６２ａ，６
２ａに螺合されたボルト６３ａ，６３ｂによつて
挾着されて固定されている。このため、固定具６
２に対する係合具６１の位置が少々狂つたとして
も、係合具６１を固定具６２に問題なく固定する
ことができる。したがつて、ピン１１と固定具６
２との芯合せを行なう必要がなく、作業性が良
い。

なお、ピストンロツド５をピン軸線１１ａ回り
に回動させる必要がある場合には、回動固定装置
６を設けないようにする。回動させる必要がない
場合にも、回動固定装置６を設けないようにして
も良い。前記実施例では、外箱１とピストンロツ
ド５とを連結するピン１１を、その軸線１１ａが
ピストンロツド軸線５ａ上からずれるようにして
配設していたが、第６図に示すように、内箱２と
チユーブ４とを連結するピン２１を、その軸線２
１ａがピストンロツド軸線５ａ上からずれるよう
にして配設してもよい。また、両ピン１１，２１
共、その軸線１１ａ，２１ａがピストンロツド軸
線５ａ上からずれるようにして配設してもよい。
ただし、いずれの場合も、ずらせる方向は、２つ
のピン１１，２１間のシリンダ３部分が軸圧縮荷
重Pa′によつてピストンロツド軸線５ａに対した
わむ方向とする。前記実施例では、内箱および外
箱にピンが固着され、チユーブおよびピストンロ
ツドにピンを嵌め込むボス穴が形成されていた
が、チユーブおよびピストンロツドにピンが固着
され、内箱および外箱にピンを嵌め込むボス穴が
形成されていてもよい。また、ピンは、内箱、外
箱、チユーブおよびピストンロツドのいずれにも
固着されていなくてもよい。シリンダは、油圧シ
リンダであつても、水圧シリンダであつても、エ
アーシリンダであつてもよい。前記実施例では、
伸縮装置として伸縮ブームを例に挙げて説明した
が、伸縮ブームに限らず、シリンダを用いて伸縮
操作を行う他の伸縮装置であつてもよい。

（考案の効果） 以上に説明したように、本考案に係る伸縮装置
は、荷重が作用する２つの部材間にシリンダが介
装され、前記２つの部材の一方にシリンダのピス
トンロツドが連結されているとともに、他方に前
記シリンダのチユーブが連結されていて、これら
部材の一方とシリンダのピストンロツド、および
部材の他方とシリンダのチユーブとが、それぞれ
軸線をピストンロツド軸線に対して直交する方向
へ向けるようにして配設されたピンによつて回動
自在に連結されており、前記チユーブ側のピンが
チユーブのピストンロツド突出側端部に設けら
れ、前記２つのピンの少なくとも一方が、その軸
線を前記ピストンロツド軸線からずらせて配設さ
れ、そのずらせる方向は、前記２つのピン間のシ
リンダ部分が前記荷重によつて前記ピストンロツ
ド軸線に対したわむ方向に設定されている。この
ため、荷重によつて生じる軸線回りのモーメント
に対して逆回りのモーメントが生じるようにな
り、シリンダの座屈荷重を大きくすることができ
る。また、支持点間長さを短くすることができる
ために、シリンダの座屈荷重をさらに大きくする
ことができる。しかも、シリンダの座屈荷重を大
きくするに当たつて、単にピンをその軸線がピス
トンロツド軸線からずれるように配設しただけ
で、他に特別な装置を必要としないので、構造が
簡単で、大型化せず、かつ、コストアツプとなる
ことがない。また、ピン軸線回りの回動が拘束さ
れることがないので、ピン軸線回りの回動が必要
な場合であつてもシリンダの座屈荷重を大きくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本考案に係る伸縮装置の一実施例を
示す垂直断面図、第１図ｂはその水平断面図、第
２図はこれをクレーンに使用した状態を示す断面
図、第３図ａはその油圧シリンダに軸圧縮荷重が
作用した状態を模式的に示す説明図、第３図ｂは
ピン軸線をずらさないように構成した場合におい
て油圧シリンダに軸圧縮荷重が作用した状態を模
式的に示す説明図、第４図はピンのずれ量と座屈
荷重との関係を示すグラフ、第５図はピンのずれ
量と回動固定装置に作用する力との関係を示すグ
ラフ、第６図は別の実施例を示す垂直断面図、第
７図は第１図に示す実施例において油圧シリンダ
に軸圧縮荷重が作用していない状態を模式的に示
す説明図である。 １……外箱（部材）、２……内箱（部材）、３…
…シリンダ、４……チユーブ、５……ピストンロ
ツド、５ａ……ピストンロツド軸線、１１，２１
……ピン、１１ａ，２１ａ……ピン軸線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 荷重が作用する２つの部材間にシリンダが介装
   され、前記２つの部材の一方にシリンダのピスト
   ンロツドが連結されているとともに、他方に前記
   シリンダのチユーブが連結されていて、これら部
   材の一方とシリンダのピストンロツド、および部
   材の他方とシリンダのチユーブとが、それぞれ軸
   線をピストンロツド軸線に対して直交する方向へ
   向けるようにして配設されたピンによつて回動自
   在に連結されている伸縮装置において、前記チユ
   ーブ側のピンがチユーブのピストンロツド突出側
   端部に設けられ、前記２つのピンの少なくとも一
   方が、その軸線を前記ピストンロツド軸線からず
   らせて配設され、そのずらせる方向は、前記２つ
   のピン間のシリンダ部分が前記荷重によつて前記
   ピストンロツド軸線に対したわむ方向に設定され
   ていることを特徴とする伸縮装置。