JPH0431995B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、吊点間隔を変えることのできる伸縮
式吊具、特にコンテナ用スプレツダに好適なフレ
ーム構造に関するものである。

〔従来の技術〕

コンテナ用の伸縮自在なスプレツダは、例えば
特開昭51−7661号公報、あるいは昭和57年６月30
日発行の特許庁今報の周知・慣用技術集「クレー
ン」の第11頁のテレスコピツクスプレツダのごと
く、固定部分（主フレーム）と移動部分（伸縮ビ
ーム）に分け、移動部分を油圧、電動などの駆動
源を利用して伸縮させ、コンテナの長さに応じて
長さを調整できるようになつている。伸縮ビーム
の先端にコンテナをつかむための装置を設置して
いる。

主フレームはその両端部において、その上部に
位置するトロリーとワイヤーロープで結合され、
このワイヤーロープを巻き取ることによりスプレ
ツダ全体を上下に移動させる。伸縮ビームは主フ
レームの内面に設けられた滑り板に沿つて伸縮す
る。

いま、伸縮ビームを最大限に伸ばした状態を考
えると、伸縮ビームは主フレームの両端部を固定
端とした片持梁の状態でコンテナ重量を支持する
ことになる。この負荷状態で、伸縮ビームには、
主フレームとの境界で最大の曲げモーメントが発
生し、これによる最大応力を許容値以内に納める
ための断面剛性を確保する必要がある。伸縮ビー
ムの断面形状としては、Ｉ型あるいは箱形のもの
が一般的に使用されているが、伸縮ビームの先端
では上記の曲げモーメントがほぼ零となるため、
軽量化の観点から、先端に近づくほど断面寸法を
小さくする構造を採つている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記伸縮ビームの構造では、軽量化の観点か
ら、等応力梁的な形状とするため、構造が複雑と
なり、製作工数が増大する。

伸縮ビームは、本部材に作用する主な荷重の性
格上、片持梁としての部材特性を備える必要があ
る。いま、伸縮ビームの断面形状として一般的に
用いられているＩ形断面の梁を考えた場合、各断
面で等応力梁とするためには、その断面の高さは
吊荷からの距離の１次あるいは２次曲線に比例し
た値とすれば良い。しかし、このような断面形状
とするには、市販の形鋼が使用できず、特別の加
工を要するため、製作工数が増大することにな
る。

さらに、機構上、伸縮ビームは主フレームの内
内をガイドとして前後に移動する構造となつてい
る。そのため、主フレームの内面には伸縮ビーム
をガイドするガイド部材を上、下位置および左、
右の位置に多数取付けており、伸縮ビームが滑ら
かに移動できるように、ガイド部材の高さの調整
を適正に行う必要がある。現状では、このガイド
部材の調整にも多大な工数を要している。

本発明の目的は軽量で、製作工数を最小限に押
えることのできるフレーム構造を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、薄板で構成されたＩ形あるいは箱
形断面の伸縮ビームの上、下面において、各断面
に必要な断面２次モーメントを満足する一定の厚
板を設け、該厚板にガイド用の溝を設け、主フレ
ーム側の凸状のガイド部材は前記厚板のみに接す
るように設け、さらに、伸縮ビームを突出させた
状態において該伸縮ビームを支える支点から該伸
縮ビームの両端に向けて前記それぞれの厚板材の
水平方向の幅を順次小さく設けることにより、達
成される。

〔作 用〕

伸縮ビームの上、下面に取付けた厚板に設けた
溝と主フレームに取付けたガイド部材の凸部が対
応し、この溝で摺動することにより、伸縮ビーム
が滑らかに移動する。また、厚板材は主フレーム
の凸状のガイド部材に接して伸縮ビームの伸縮の
ためのガイドレールになつている。厚板材はその
幅を長手方向に沿つて変化させて伸縮ビームを等
応力梁に構成している。このように、厚板材はガ
イドレールになると共に等応力梁を構成する重要
な部材になつている。厚板材の幅を変化させてい
るので伸縮ビームを構成するＩ形又は箱形の部材
は長手方向に沿つて同一形状にできる。このた
め、全体として、各部材の構成が簡単になり、安
価にできるものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図により説明する。

本実施例のスプレツダ装置の吊点の間隔は２段
階に変えることができる。例えば、伸縮ビームを
縮めたときが20フイートであり、伸縮ビームを伸
ばしたときが40フイートである。

第１図〜第３図において、スプレツダ装置のフ
レームは基本的には、主フレーム１、伸縮ビーム
２およびこの伸縮ビームの両端を結合する端フレ
ーム３で構成されている。この端フレーム３の両
端には、コンテナを吊り上げるためのツイストロ
ツク装置４を設けている。伸縮ビーム２は主フレ
ーム１の左右に設置している。

伸縮ビーム１の伸縮の駆動源として油圧シリン
ダ５を用い、一端を主フレーム１に、他端を端フ
レーム３に固定している。

伸縮ビーム２は主フレーム１の筒１ａ，１ｂ内
に差込まれており、この筒内の上下面に設けた複
数のガイド部材２０に沿つて伸縮する。このガイ
ド部材２０は、伸縮ビーム２を縮めたときの該伸
縮ビーム２の端部２ａよりもツイストロツク装置
４側に寄つた位置の筒の上面に設けたガイド部材
２０ａと、伸縮ビーム２を伸ばしたときの該伸縮
ビーム２の端部２ａに対応する筒の上面に設設け
たガイド部材２０ｃと、主フレーム１の端部側の
筒の下面に設けたガイド部材２０ｄと、同じく上
面に設けたガイド部材２０ｅとからなる。

ガイド部材２０ａ，２０ｃ，２０ｄは、伸縮ビ
ーム２の上面、下面に接する台座部２０ｆと、該
台座部２０ｆの中央において伸縮ビーム２の伸縮
方向に沿つて伸縮ビーム２側に突出した凸部２０
ｇとからなる。ガイド部材２０ｅは台座部２０ｆ
のみである。ガイド部材２０は荷を吊つた伸縮ビ
ーム２を支えるものであるので、その台座部２０
ｆは比較的大きく設けている。

各ガイド部材は支点反力を受けるものである。
即ち、伸縮ビーム２を縮めたときにはガイド部材
２０ａとガイド部材２０ｄで伸縮ビーム２を支
え、伸縮ビーム２を伸ばしたときにはガイド部材
２０ｃとガイド部材２０ｄで伸縮ビーム２を支え
る。ガイド部材２０ｅは、伸縮ビーム２のそれぞ
れの位置において、コンテナをつかむためにスプ
レツダを下降させることにより、ツイストロツク
装置４がコンテナに衝突した時の伸縮ビーム２の
上方への回転を防止するものである。

ガイド部材２０はボルト（図示せず）によつて
着脱自在に主フレーム１に固定している。ガイド
部材２０には固定のためのめねじを設けている。

一方、第１図において、伸縮ビーム２は断面が
箱形状であり、その上面および下面には前記ガイ
ド部材に対応するレール１０ａ，１０ｂを固定し
ている。伸縮ビーム２はチヤンネル状に折曲げた
二つの薄板材２ｃ，２ｃおよびこの薄板材の内側
に所定間隔で溶接した補強板２ｄとから構成され
ている。二つの薄板材２ｃ，２ｃはその上下面に
厚板材１０ａ，１０ｂを溶接することにより一体
となつている。薄板材２ｃ，２ｃからなる伸縮ビ
ームの高さは伸縮方向に同一である。

厚板材１０ａ，１０ｂは厚板であり、その上下
面にはガイド部材２０の凸部２０ｇの入る溝１１
ａ，１１ｂを設けている。厚板材１０ａ，１０ｂ
の上下面は台座部２０ｆに接触可能である。

第４図において、左側は伸縮ビーム２の端部２
ａで主フレーム１の筒に差込まれる。右側は端フ
レーム３との連結部であり、２ｂは連結用のフラ
ンジである。

厚板材１０ａ，１０ｂの水平方向の幅は伸縮ビ
ーム２の伸縮方向に沿つて変化している。伸縮ビ
ーム２を伸ばしたときにガイド部材２０ｄに対応
する位置１３ｄは幅が広く、これを基準に端部２
ａ，２ｂに向けて幅が小さくなつている。その幅
は、後述するように、伸縮ビームが分担する力学
的特性によつて定める。幅は加工を容易にするた
め直線的に変化させている。但し、伸縮ビームを
伸ばしたとき、縮めたときにおいて、ガイド部材
２０ａ，２０ｃ，２０ｄの台座部２０ｆに接触す
る位置１３ａ，１３ｃ，１３ｄは幅広の台座部を
構成している。下面の厚板部材１０ｂの位置１３
ｂは台座部となる。台座部１３の幅は伸縮ビーム
２の幅に近い。ガイド部材２０ｅに対応する厚板
材１０ａの位置には台座部を設けていないが、同
様に台座部を設けることができる。

厚板材１０ａの溝１１ａは端部２ａ側から台座
部１３ｃまで設けている。厚板材１０ｂの溝１１
ｂは台座部１３ｂから台座部１３ｄまで設けてい
る。幅方向の形状を図のように切断した厚板材１
０ａ，１０ｂを薄板材２ｃ，２ｃに溶接した後、
厚板材１０ａ，１０ｂの上面を切削し、また溝１
１ａ，１１ｂを切削する。

かかる構成の組立てについて説明する。先ず、
ガイド部材２０ａ，２０ｃ，２０ｅを筒の端部か
ら差込み、ボルトで主フレーム１に固定する。次
に、伸縮ビーム２を筒内に差込む。次に、伸縮ビ
ーム２の下側のレール１０ｂと筒の下面との間に
ガイド部材２０ｄを差込み、ボルトで主フレーム
１に固定する。

伸縮ビーム２の伸縮に不具合がある場合には、
各ガイド部材２０と主フレーム１との間にスペー
サを配置して再組立てを行う。

端フレーム３の取付けは、伸縮ビーム２と主ビ
ームに挿入する前、又は挿入後行う。

かかる構成において、油圧シリンダ５を伸縮さ
せると、伸縮ビーム２は主フレーム１に設けたガ
イド２０に沿つて移動する。

このような構造を採用することにより、従来、
主ビーム１の内面の上下、左右に取付けていたガ
イド部材で伸縮ビーム２を支持していたのに対
し、上下のガイド部材２０のみで運転できるた
め、長時間を要していたガイド部材の取付調整を
容易に行うことができ、組立コストを安価にでき
るものである。また、ガイド部材の個数を大幅に
減らすことができるため、部品点数、材料費の面
でも有利となる。即ち、一つのガイド部材２０は
台座部２０ｆと凸部２０ｇとからなるので、取付
けおよび調整を容易にできるものである。

一方、伸縮ビーム側のガイドは溝であるので、
１箇所の切削で済むことができ、加工を簡単にで
きるものである。

また、厚板材１０ａ，１０ｂの幅は伸縮ビーム
が分担する力学的特性に合わせて伸縮方向に変化
させているので、余分な部材が不要となり、伸縮
ビームを軽量にできるものである。

次に、伸縮ビーム２に生じる応力について考え
てみる。いま、伸縮ビーム２を最も拡げた状態
（強度的に最も厳しい条件となる。）を考えると、
伸縮ビーム２に作用する曲げモーメント分布は第
７図に示すとおりとなる。コンテナの重量をＷ，
伸縮ビーム２の全長をＬ、伸縮ビーム２と主フレ
ーム１のラツプ長さをl₁とすると、伸縮ビーム２
に作用する曲げモーメントは、ツイストロツク装
置４より距離ｌの位置で、 Ｍ＝（Ｗ／４）・ｌ ……(1) となる。伸縮ビームに作用する最大曲げモーメン
トM_naxは主ビームとの境界１ａの位置に生じ、 M_nax＝（Ｗ／４）・l₂ ……(2) となる。

このように、伸縮ビームに作用する曲げモーメ
ントは端フレームからの距離ｌに比例して直線的
に増加することになる。

そこで、本発明では伸縮ビームの工作性を考慮
し、基本となるフレームの高さを変化させず、そ
の上、下面に取付ける一定板厚の厚板材１０ａ，
１０ｂの幅を変化させ、各断面で等応力梁的部材
とすることにした。

この厚板の幅は次のようにして決める。簡単化
するため、第８図に示したＩ形断面の伸縮ビーム
を考え、全体の断面２次モーメントに及ぼす基本
部材となるＩ形断面のウエブ３２ａのしめる割合
が厚板材１０ａ，１０ｂに対して十分小さく、ま
た、厚板材１０ａ，１０ｂの断面積に比べ、Ｉ形
断面のフランジ３２ｂの断面積が十分小さく、さ
らに、溝１１の断面積も十分小さいものと仮定す
る。

伸縮ビーム全体の高さをＨ、厚板の厚さをｈ，
その幅をＢ（第７図に示した、ツイストロツク装
置４から距離ｌの点）とし、Ｈがｈに比較して十
分大きいとする。厚板の断面積Ａは、 Ａ≒Ｂ・ｈ ……(3) 伸縮ビーム全体の断面２次モーメントＩは、 Ｉ≒2A・（Ｈ／２）² ……(4) ただし、伸縮ビームの重心から厚板の重心まで
の距離はＨ≫ｈであることから近似的に（Ｈ／
２）とした。

この位置での断面係数Ｚは Ｚ≒Ｉ（Ｈ／２） ＝Ａ・Ｈ ……(5) 曲げ応力σ_bは、次式(1)、式(3)〜(5)より σ_b＝Ｍ／Ｚ ＝Wl／Ａ・Ｈ ……(6) いま、曲げ応力が各断面で一定（等応力梁）と
するため、式(6)より Ａ＝Wl／σ_b・Ｈ ……(7) 厚板の幅Ｂは式(7)より Ｂ≒Wl／（σ_b・Ｈ・ｈ） ここで、Ｗ，σ_b，Ｈ，ｈは固定の値であるから
次式が得られる。

Ｂ∝ｋ・ｌ ……(8) ｋは一定値 したがつて、伸縮ビームの上、下面にそれぞれ
取付ける厚板１０ａ，１０ｂの幅Ｂは式(8)より近
使的にはツイストロツク装置からの距離ｌに比例
して決めることができる。

以上のように、厚板の断面寸法は式(8)で決めら
れるが、実際にコンテナを吊る場合、伸縮ビーム
と主フレームとの当り面（主フレームに取付けた
ガイド部材の位置）では、上記の曲げ応力の他
に、大きな面圧が作用することになるため、この
面圧を緩和するため、第２，第３図に示したよう
に、伸縮に対応させた位置に、台座部１３を設け
た構造とする。

これによれば、特に第４図に示した箱形断面の
伸縮ビームの場合、プレス用の型が一種類です
み、製作コスト低減に大きく寄与することにな
る。

なお、伸縮ビーム２の端部２ａ，２ｂの位置の
曲げモーメントは小さいので、、厚板１０ａ，１
０ｂを設ける必要はないが、薄板材２ｃ，２Ｃを
接続するために厚板材１０ａ，１０を設け、厚板
に溶接することによつて薄板材２ｃと２ｃを結合
している。

伸縮ビームとしては前記の如く市販のＩ形鋼を
用いることができるものである。

上記実施例では伸縮ビームのねじりを防止する
ために垂直な補強板２ｄを用いたが、薄板材２
ｃ，２ｃの垂直部に所定間隔で穴をあけ、パイプ
を通して溶接したものでもよい。また、このパイ
プの代りに、プレス成形で薄板材２ｃから筒部
（穴あり）を膨出させ、この筒部同士を溶接して
もよい。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、伸縮ビームの上下
面の厚板材の幅を長手方向に沿つて変化させてい
るので、全断面等応力梁的部材となり、各部材の
構成が単純となり、多大の製作工数を必要としな
い。さらに、厚板にガイド用の溝を設けているの
で、ガイドの構成、加工が簡単となり、主フレー
ム側のガイド部材の個数を極端に少なくすること
ができるとともに、ガイドの高さ調整も容易とな
り、組立工数も少なく、伸縮ビーム全体の製作コ
ストを下げることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の伸縮ビームの縦断面
図、第２図は吊具の平面図、第３図は伸縮ビーム
を伸ばした状態の主フレームと伸縮ビームとの関
係図、第４図Ａ，Ｂはそれぞれ伸縮ビームの平面
図、底面図、第５図は第４図ＡのＡ−Ａ断面図、
第６図は第４図ＡのＢ−Ｂ断面図、第７図は伸縮
ビームの曲げモーメント分布を説明する図、第８
図は伸縮ビームの他の例の縦断面図である。 １…主フレーム、２…伸縮ビーム、１０ａ，１
０ｂ…厚板材、１１ａ，１１ｂ…溝、１３ａ，１
３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…台座部、２０ａ，２０
ｃ，２０ｄ，２０ｅ…ガイド部材、２０ｇ…凸
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主フレームと、該主フレームの両端からそれ
   ぞれ突出しており、該主フレームに設置したガイ
   ド部材に沿つて伸縮自在に設けた伸縮ビームとか
   らなる伸縮式吊具において、 前記ガイド部材は後述する上下面の厚板材のみ
   に接触するように設けており、上面側の少なくと
   も一つのガイド部材と下面側の少なくとも一つの
   ガイド部材とはその幅方向の中央から厚板材側に
   向けて突出する凸部を設けており、 前記伸縮ビームの上下面にそれぞれ厚板材を固
   定しており、前記それぞれのガイド部材の凸部が
   入る溝を該伸縮ビームの伸縮方向に沿つて前記そ
   れぞれの厚板材に設け、該溝を設けた範囲の該そ
   れぞれの厚板材の板厚を該伸縮ビームの伸縮方向
   に同一に設けると共に、該上下の厚板材間の高さ
   を同一に設けており、該伸縮ビームを突出させた
   状態において該伸縮ビームを支える支点から該伸
   縮ビームの両端に向けて前記それぞれの厚板材の
   水平方向の幅を順次小さく設けていること、を特
   徴とする伸縮式吊具。 ２ 特許請求の範囲第１項において、支点反力を
   受ける位置の前記上下の厚板材の水平方向の幅を
   大きく設けていることを特徴とする伸縮式吊具。