JPH0680784U - ブーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クレーン等のブームの強度を低下させること
なく軽量化を図り、且つ、製作コストを低減する。 【構成】 立下げ部１３ａを設けた上板１３と、Ｖ字状
の傾斜部１４ａ，１４ａを備え、且つ立上げ部１４ｂ，
１４ｂを設けた下板１４と、外側へ突出した屈曲部１５
ａ，１５ａを設けた側板１５，１５とからブームを形成
する。ブームの中立軸Ｘ−Ｘより上方に側板１５の屈曲
部１５ａを位置させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はクレーン、高所作業車等の建設機械に使用されるブームに関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

図１は建設機械の一例としてクレーン車を示したものであり、機体１に伸縮式 ブーム２が起伏自在に取り付けられている。従来のブームは一般的に矩形断面形 状が多く、例えば図７に示すように、上板３と下板４との間に左右の側板５，５ をスミ肉溶接して形成されている。

【０００３】 ブームには、全体梁とした曲げモーメント、剪断力、軸力等が生じ、局部的に はスライドシューの反力による曲げモーメント等が生じる。全体強度に対しては 、図７に示したように、中立軸Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙから上板３、下板４、側板５， ５を可及的に遠ざけて強度を確保するとともに、板厚を薄くして軽量化を図って いる。ブームの剛性Ｉは次式により表される。

【０００４】

【数１】

【０００５】 ここに、Ｉ_i ：各板の断面二次モーメント、Ａ_i ：各板の断面積、Ｌ_i ：中立軸 より各板の中心までの距離である。 然し、中立軸Ｘ−Ｘ及びＹ−Ｙからの距離Ｌ_i を極端に大にし、板厚を薄くし 過ぎると、下板４及び側板５，５に壁面座屈が生じ、結果的には全体強度の低下 を招くことになる。壁面座屈強度は（ｔ／Ｂ）² に比例する。ここに、ｔ：板厚 、Ｂ：板幅である。

【０００６】 即ち、Ｘ−Ｘ軸回りの剛性を大きくするために上板３と下板４との間の距離を 大にすれば、側板５，５の板幅Ｂが広くなる。これと同様に、Ｙ−Ｙ軸回りの剛 性を大きくするために側板５，５間の距離を大にすれば、下板４の板幅Ｂが広く なる。下板４及び側板５の板幅Ｂが広くなり過ぎるとブームが大形化するため、 下板４及び側板５に補強板６を固着して、壁面座屈の強度を向上させている。或 いは、補剛板７を固着して強度を増強させることもある。

【０００７】 図８はインナーブーム２ａとアウターブーム２ｂの挿入部分の断面を示し、所 々に補強板６，６…を固着するとともに、隅部にスライドシュー８，８…を固着 して、ブームを上下、左右に支持している。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

従来のブームは矩形断面形状の隅部に溶接個所があり、強度の面でやや問題が ある。また、スライドシュー８が溶接個所の近傍に位置しているため、溶接のス パッタによりスライドシュー８が傷損し易く、スパッタ除去の工数及び検査の工 数が増加する。

【０００９】 そして、補強板６や補剛材７を固着することにより、ブームに波打ち現象が発 生して美観を損なうとともに、ブームが変形してインナーブーム２ａとアウター ブーム２ｂとの間隙がなくなり、ブーム伸縮時に干渉を起こす虞がある。 或いは、逆にブーム組立時の誤差やスライドシュー８の摩耗などにより、スラ イドシュー８と補強板６との間隙Ｓが大となり、ブームの横方向に傾きが生じる 。これによって荷振れが大きくなり、Ｙ−Ｙ方向の曲げモーメントが増大して強 度が低下する。

【００１０】 更に、補剛材７を固着した場合は、インナーブーム２ａとアウターブーム２ｂ との距離が大きくなり、Ｙ−Ｙ方向の剛性が低下する。 そこで、此種ブームの強度を低下させることなく軽量化を図り、且つ、製作コ ストを低減するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本考案はこ の課題を解決することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために提案されたものであり、幅方向の両側を屈 曲して立下げ部を設けた上板と、幅寸法内にＶ字状の傾斜部を備え且つ幅方向の 両側を屈曲して立上げ部を設けた下板と、上下寸法の略１／２の位置を頂点とし てく字状に外側へ突出した屈曲部を設けた左右の側板とからなるブームであって 、上板の立下げ部と下板の立上げ部との間に前記側板を溶着するとともに、断面 形状の上下方向の中立軸位置より上方に前記側板の屈曲部の頂点を位置させ、ア ウターブームの内側であって、断面変形時にインナーブームの前記側板の屈曲部 の頂点が接触する位置にスライドシューを設けたブームを提供するものである。

【００１２】

【作用】

ブームの全体強度に対しては、従来通り上板、下板、左右の側板の４枚により 構成され、個々に板厚を設定できるため効果的に剛性が得られる。下板にはＶ字 状の傾斜部が設けられており、アウターブームの傾斜部でインナーブームの傾斜 部を支持する。自己調心性が生じるため、スライドシューが摩耗した場合でもガ タが発生せず、Ｙ−Ｙ方向の曲げモーメントが小さくなる。

【００１３】 また、下板のＶ字状の傾斜部及び側板のく字状の屈曲部により、壁面座屈に対 する強度が向上し、従来の補強板や補剛板が不要になる。このため、左右の側板 の距離が大となり、Ｙ−Ｙ方向の剛性が向上する。 側板は、上下寸法の略１／２の位置を頂点としてく字状に屈曲されており、上 板及び下板との溶接による波打ち現象が解消される。更に、インナーブームの断 面が変形して側板が外側へ膨拡したときは、側板の屈曲部の頂点がアウターブー ムの内側に設けたスライドシューへ接触し、変形したインナーブームを支持する 。

【００１４】

【実施例】 以下、本考案の一実施例を図１乃至図６に従って詳述する。図１は建設機械の 一例としてクレーン車を示したものであり、機体１に伸縮式ブーム２が起伏自在 に取り付けられている。伸縮式ブーム２の先端にはシーブ９を枢着し、ワイヤー ロープ１０を巻回してフック１１を吊り下げる。

【００１５】 図２は伸縮式ブーム２の挿入部分を示し、図３及び図４はその断面図である。 アウターブーム１２の上板１３は、幅方向の両側を屈曲して立下げ部１３ａ，１ ３ａを設けてある。アウターブーム１２の下板１４は、幅寸法内にＶ字状の傾斜 部１４ａ，１４ａを備えており、更に、その外側には幅方向の両側を屈曲して立 上げ部１４ｂ，１４ｂを設けてある。

【００１６】 アウターブーム１２の側板１５は、上下寸法の略１／２の位置を頂点として、 く字状に外側へ突出した屈曲部１５ａが設けられており、前記上板１３の立下げ 部１３ａ，１３ａと下板１４の立上げ部１４ｂ，１４ｂとの間に、左右の側板１ ５，１５が溶着されている。アウターブーム１２の上板１３、下板１４、側板１ ５の各寸法は、側板１５の屈曲部１５ａの頂点が、アウターブーム１２の断面形 状の上下方向の中立軸位置、即ち、中立軸Ｘ−Ｘより上方に位置するように定め られている。

【００１７】 インナーブーム１６の断面形状はアウターブーム１２の断面形状に略相似して いる。インナーブーム１６の上板１７は、幅方向の両側を屈曲して立下げ部１７ ａ，１７ａを設けてある。インナーブーム１６の下板１８は、幅寸法内にＶ字状 の傾斜部１８ａ，１８ａを備えており、更に、その外側には幅方向の両側を屈曲 して立上げ部１８ｂ，１８ｂを設けてある。

【００１８】 インナーブーム１６の側板１９は、上下寸法の略１／２の位置を頂点として、 く字状に外側へ突出した屈曲部１９ａが設けられており、前記上板１７の立下げ 部１７ａ，１７ａと下板１８の立上げ部１８ｂ，１８ｂとの間に、左右の側板１ ９，１９が溶着されている。インナーブーム１６の上板１７、下板１８、側板１ ９の各寸法は、側板１９の屈曲部１９ａの頂点が、インナーブーム１６の断面形 状の上下方向の中立軸位置、即ち、中立軸Ｘ−Ｘより上方に位置するように定め られている。

【００１９】 図２及び図３に示すように、アウターブーム１２の開口端部には、下板１４の 傾斜部１４ａ，１４ａの内側面にスライドシュー２０，２０を固着または遊着す るとともに、側板１５の屈曲部１５ａの内側面にスライドシュー２１を固着また は遊着する。スライドシュー２０，２０はインナーブーム１６の下板１８の傾斜 部１８ａ，１８ａの外側面に当接して、インナーブーム１６の下部を支持する。 スライドシュー２１は、インナーブーム１６が断面変形して膨拡したとき、側板 １９の屈曲部１９ａの頂点が接触する位置に設けられており、断面変形時に左右 の側板１９，１９の屈曲部１９ａ，１９ａを外側から支持する。

【００２０】 一方、図２及び図４に示すように、インナーブーム１６の端部には、上板１７ の立下げ部１７ａ，１７ａの近傍に隅部１７ｂ，１７ｂを設け、該隅部１７ｂ， １７ｂの外側面にスライドシュー２２，２２を固着または遊着するとともに、下 板１８の傾斜部１８ａ，１８ａの外側面にスライドシュー２３，２３を固着また は遊着する。スライドシュー２２，２２はアウターブーム１２の上板１３の隅部 １３ｂ，１３ｂの内側面に当接して、インナーブーム１６の上部を支持する。ス ライドシュー２３，２３は、インナーブーム１６が自重によって下がったとき、 アウターブーム１２の下板１４の傾斜部１４ａの内側面に当接してインナーブー ム１６を支持する。

【００２１】 而して、図２乃至図４に於いて、吊り荷の重量及びインナーブーム１６の自重 により発生する曲げモーメントに対しては、アウターブーム１２の下板１４の傾 斜部１４ａに設けたスライドシュー２０と、インナーブーム１６の上板１７の隅 部１７ｂに設けたスライドシュー２２によって抵抗する。ブームの全体強度に対 しては、従来通り上板１３，１７、下板１４，１８、左右の側板１５，１９の４ 枚により構成され、個々に板厚を設定できるため効果的に剛性が得られる。

【００２２】 前記下板１４及び１８にはＶ字状の傾斜部１４ａ，１４ａ及び１８ａ，１８ａ が設けられており、アウターブーム１２の傾斜部１４ａ，１４ａに設けたスライ ドシュー２０，２０でインナーブーム１６の傾斜部１８ａ，１８ａを支持するた め、自己調心性を有し、スライドシュー２０，２０が摩耗した場合でもガタが発 生せず、Ｙ−Ｙ方向の曲げモーメントが小さくなる。

【００２３】 また、壁面座屈に対しては、下板１４，１８に設けた前記傾斜部１４ａ，１４ ａ及び１８ａ，１８ａ、並びに側板１５，１９の屈曲部１５ａ，１９ａによって 強度を向上させているため、従来下板及び側板に設けた補強板や補剛板が不要に なっている。このため、左右の側板１５，１５及び１９，１９の距離が大となっ てＹ−Ｙ方向の剛性が向上する。

【００２４】 局部強度に対しては、インナーブーム１６に設けたスライドシュー２２，２２ によりアウターブーム１２の上板１３の隅部１３ｂ，１３ｂを支持するため、強 度が向上するとともに、従来上板に固着していた補強板が不要になる。また、下 板１４，１８に立上げ部１４ｂ，１８ｂを設けてあるため、側板１５，１９への 局部応力が軽減され、側板の板厚を薄くすることができ、ブームの軽量化が図ら れる。

【００２５】 一方、溶接個所について述べれば、従来は矩形断面形状の隅部に溶接個所があ ったが、本考案では、図５に示すように、アウターブーム１２の上板１３の立下 げ部１３ａと側板１５の上端との接合部２４、並びに、下板１４の立上げ部１４ ｂと側板１５の下端との接合部２５に溶接個所があり、中立軸Ｘ−Ｘに近接して いるため強度が向上する。また、側板１５は上下寸法の略１／２の位置を頂点と してく字状に屈曲部１５ａが設けられているため、上板１３及び下板１４との溶 接による波打ち現象が解消される。

【００２６】 そして、側板１５の屈曲部１５ａがアウターブーム１２の断面形状の上下方向 の中立軸位置、即ち、中立軸Ｘ−Ｘより上方に位置しているため、中立軸Ｘ−Ｘ から接合部２４までの距離Ｌ₁ と、中立軸Ｘ−Ｘから接合部２５までの距離Ｌ₂ とを比較すれば、Ｌ₁ ＞Ｌ₂ となる。このため、溶接によって発生する力により 、アウターブーム１２の長手方向に上反りとなる。尚、図示は省略するが、イン ナーブーム１６についても同様の作用効果が生じる。

【００２７】 図６（ａ）はブームＢが直線状に形成されている場合を示し、吊り荷重が掛っ たときは二点鎖線に示すように下方へ撓む。このとき、ブームＢのある一点Ｐか ら先端Ｔまでの距離をＬ₃ とする。図６（ｂ）はブームＢが上反りに形成されて いる場合を示し、吊り荷重が掛ったときは二点鎖線で示すように直線状になる。 このとき、ブームＢのある一点Ｐから先端Ｔまでの距離をＬ₄ とすれば、Ｌ₃ ＞ Ｌ₄ となる。即ち、ブームＢが上反りであると、吊り荷重に対する撓みが小さく なり、中立軸Ｘ−Ｘ回りの曲げモーメントが小となって強度が向上する。

【００２８】 また、図３及び図４に示すように、スライドシュー２０，２１，２２，２３は 前記溶接個所から離れた位置に設けられているため、溶接による傷損がなくなり 、スパッタ除去等の作業及び検査の工数が低減できる。更に、インナーブーム１ ６の断面が変形して側板１９，１９が外側へ膨拡したときは、側板１９，１９の 屈曲部１９ａ，１９ａがアウターブーム１２の内側に設けたスライドシュー２１ ，２１に接触して、変形したインナーブーム１６を支持することができる。

【００２９】 尚、本考案は、本考案の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、 そして、本考案が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００３０】

【考案の効果】

本考案は上記一実施例に詳述したように構成してあるため、ブームの強度を低 下させることなく軽量化が図れる。また、補強板等の溶接が不要となり、構成が 簡素化されたことから製作コストを低減できるとともに、品質の向上に寄与でき る等、諸種の実用的価値ある考案である。

【図面の簡単な説明】

【図１】建設機械の一例としてのクレーン車の正面図。

【図２】伸縮式ブームの挿入部分の一部切欠正面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図。

【図５】ブームの溶接個所を示す断面図。

【図６】（ａ）は直線状のブームの撓みを示す解説図、
（ｂ）は上反りのブームの撓みを示す解説図。

【図７】従来形のブームの断面図。

【図８】従来形のインナーブームとアウターブームの挿
入部分の断面図。

【符号の説明】

１２ アウターブーム １３，１７ 上板 １３ａ，１７ａ 立下げ部 １４，１８ 下板 １４ａ，１８ａ 傾斜部 １４ｂ，１８ｂ 立上げ部 １５，１９ 側板 １５ａ，１９ａ 屈曲部 ２０，２１，２２，２３ スライドシュー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６６Ｆ 11/04

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 幅方向の両側を屈曲して立下げ部を設け
   た上板と、幅寸法内にＶ字状の傾斜部を備え且つ幅方向
   の両側を屈曲して立上げ部を設けた下板と、上下寸法の
   略１／２の位置を頂点としてく字状に外側へ突出した屈
   曲部を設けた左右の側板とからなるブームであって、上
   板の立下げ部と下板の立上げ部との間に前記側板を溶着
   するとともに、断面形状の上下方向の中立軸位置より上
   方に前記側板の屈曲部の頂点を位置させ、アウターブー
   ムの内側であって、断面変形時にインナーブームの前記
   側板の屈曲部の頂点が接触する位置にスライドシューを
   設けたことを特徴とするブーム。