JPS5913437B2 - クレ−ンブ−ム組立体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクレーンブームの構造に関し、特にその側面板
に関するものである。

クレーンブームを設計する場合、成る寸法の制限の下で
出来るだけ大きな荷重運搬能力を生ずることが望ましい
。

ブームは持上げ荷重とブームの自重との両方を支持しな
ければならない。

従って、ブーム部材は使用材料の重量に対し最大の強度
を与えるものでなければならない。

ブーム組立体が伸縮自在で片持て取りつけられている場
合は、ブーム部材に生ずる応力は比較的大きい。

更に、入れ子犬のブーム部材はブーム部材の間の接触点
で集中反力を受け、該接触点はブーム部材が伸縮する際
にブームの全長に亘り移動する場合がある。

ブーム部材の側面板は上述のように集中荷重を受ける接
触点で挫屈に耐えることが出来なければならない。

米国特許第３，６２０，５７９号には多数の入れ子犬の
ブーム部材を有するトラック積載の片持ブーム組立体が
記載されている。

この先行例では、各各のブーム部材は４本の直角アング
ル材の隅部材を有し、隅部材より厚さの小さい上面板、
下面板及び側面板で該隅部材を間隔を置いた位置に保持
している。

この構成は、ブーム部材の曲げ及び捩りに対する抵抗が
最大である四隅に最大量の金属材料を配置している。

側面板の厚さは該板に水平及び垂直に作用する剪断力に
よる挫屈に耐え得るだけの充分な大きさのものでなけれ
ばならない。

側面板は均一厚さの金属板で作る。

米国特許第２，６８４，１５９号及び第 ３．１５７，２８８号には、伸縮自在々ブームの側面板
に間隔を置いて開口を設はブームの重量を軽減するると
もにブームの内側に保守のため手を入れ得るようにしだ
ものが記載されている。

又、米国特許第３，４２６，９１７号に記載されている
ような格子桁構造のブームにより、一定の重量で最大の
強度を与えようにすることも周知である。

このようにブームの重量を軽減する為に側面板の金属材
料の不要部分を除去することは望ましい。

しかし、荷重を支持する側面板の厚さが小さく且開口を
有する場合は該側面板の挫屈が問題である。

本発明は、最下部ブーム部材と、該最下部ブーム部材の
中に入れ子犬に嵌め込まれた中間ブーム部材と、算嶌間
ブーム部材の中に入れ子犬に嵌め込捷れた ブーム部
材とから成り、各ブーム部材の横断面が略矩形である伸
縮自在なりレーンブーム組立体において、上記各ブーム
部材は矩形横断：に、；、Ｅ客角アングル材の弦材で形
成され、十−の上側の左右１対の弦材の水平フ ランジを該水平７ランジの外面と同平面の外面を有する
ように突合せ溶接された上面板が連結し、上記矩形横断
面の下側の左右１対の弦材の水平フランジを該水平フラ
ンジの外面に重ね溶接された下側板力（連結し、上記矩
形横断面の両側の上下１対の弦材の垂直フランジの外面
と同平面の外面を有す乏ように突合せ溶接された側面板
が連結し、上記側面板は、長手方向に間隔を置いて一列
に並ぶ、かつ、ブーム部材の内側へ凹んだ菱形の成形部
分を有し、該菱形の成形部分は、その長軸が上記上面板
および下面板に対し略垂直に配向され、上記中間ブーム
部材および先端ブーム部材の上記側面板は、上記菱形の
成形部分の底に同様な菱形の開口を有し、上記中間ブー
ム部材は、上記側面板の内側に、上記上下１対の弦材の
内面を連結する当て板が配置され、該当て板は、上記側
面板の菱形成形部分の底に重なり、かつ、該菱形成形部
分の上記菱形開口に略整合する菱形の開口を有している
ことを特徴とするものである。

本発明のクレーンブーム組立体は、各ブーム部材の側面
板に剛性を増大するため菱形成形部分を設けるとともに
、最下部ブーム部材に比較して曲げ荷重の小さな先端ブ
ーム部材と中間ブーム部材とには側面板に重量軽減用の
開口を設け、さらに先端ブーム部材より曲げ荷重の大き
な中間ブーム部材の側面板には補強用の当て板を重ねて
菱形成形部分の底の菱形開口のまわりの厚さを増すこと
により、中間ブーム部材の中を先端ブーム部材が伸縮す
る時に偏心荷重によシ中間ブーム部材の弦材が捩れるの
を防止するから、ブーム組立体の重量軽減と補強とを曲
げ荷重の異なる各ブーム部材に対しそれぞれ適切に効果
的に行うものである。

又、ブーム部材の矩形横断面の４隅にアングル材の弦材
を配置し、矩形横断面の上下および両側辺を薄板で構成
することによシ、最小の重量で最大の強度を得るように
している。

以下、図面を参照し本発明の詳細な説明する。

第１図を見ると、モビールクレーン１０がトラツり型の
運搬車１２の上に取りつけられている。

該クレーンは入れ子犬のブーム部材１６，１８及び２０
を有する伸縮自在なブーム組立体１４を有する。

ブーム部材１６は他のブーム部材の外側に嵌合しブーム
組立体の最下部を形成する。

この最下部ブーム部材の中には中間ブーム部材１８が摺
動可能に嵌合し、中間ブーム部材の中には先端ブーム部
材２０が摺動可能に嵌合している。

最下部ブーム部材の１端は上側機械台２４の上の取付枠
２２の中に枢動可能に連結する。

ブーム組立体を持上げる為の伸縮自在々ストラット２６
は１端が上記取付枠から離れた所で最下部ブーム部材に
枢動可能に連結し該ストラットの他端は上側機械台に枢
動可能に連結する。

この上側機械台は運搬車の上の大体水平な平面内で旋回
する。

次に第２図を見ると、最下部ブーム部材１６は中間ブー
ム部材１８を包囲する大体矩形の断面を有し、中間ブー
ム部材は先端ブーム部材２０を包囲する。

最下部ブーム部材の四隅は水平及び垂直のフランジを有
するアングル材の弦材２８，２９゜３０及び３１で形成
する。

各々のアングル弦材は矩形の断面の１つの隅を形成しブ
ーム部材の縦方向に延在しその縦の隅縁を画成している
。

上面板３２が上側のアングル材の弦材２８゜２９０間に
水平に延在し該アングル材の水平々フランジの段のつい
た凹みに溶接されている。

下面板３３は下側のアングル弦材３０，３１の間に水平
に延在し該アングル材の下に重ねて溶接されている。

側面板３４はアングル弦材２８及び３０の垂直フランジ
の間に大体垂直に延び、側面板３５は同様にアングル弦
材２９及び３０の間に延びている。

側面板３４．３５はアングル弦材の垂直フランジの凹み
部に嵌合しそこへ溶接されている。

側面板３４は上縁３６、下縁３７及び１対の側面３８，
３９を有し、該側面は上下縁との接続部で平行な間隔を
隔てた平面Ｐ１及びＰ２に位置する。

該側面板は平面Ｐ１及びＰ２の間隔と同じ略均−な厚さ
ｔを有する。

該側面の上下両縁の中間の位置に成形部４０を形成し、
該成形部を上記の平面ＰＩ、Ｐ２から横方向に最下部ブ
ーム部材１６の内側へ凹ませる。

成形部４０は、第１図に示すように側面板３４゜３５の
縦方向に一列に間隔を置いて設ける。

各々の成形部分は、基本的には大体菱形の底面を有する
四角錐台の規則的な幾伺学的なパターンを有し、該四角
錐台のかどは丸くして菱形の鋭いかどに応力が集中しな
いで滑らかに流れ得るようにするとともに美観を与える
ようにしている。

菱形の底面は該菱形の長軸が上面板および下面板に略垂
直となるように配向されている。

該成形部分は最下部ブーム部材１６の平行な平面Ｐ１．
．Ｐ２から内側ヘテーパーしている。

各々の成形部分は、第２図に示すように上記の平行な平
面ＰＩ、Ｐ２から間隔を置いて平行な内側のパネル４１
を有する。

この様に、成形部分は側面板の側面３９に凸面を形成し
、反対側の側面３８には該凸面に対応する凹面を形成し
ている。

側面板の一部を平面ＰＬＰ２から横方向に隔てることに
よって側面板の剛性を増し耐挫屈強度を大きくしている
。

成形部分の横方向の突出量Ｐは充分な耐挫屈強度を与え
る距離でなければならない。

厚さ４８ｍｍ（３／１６インチ）、幅７４９ｍｍ（２９
−１／ ２インチ）の側面板の場合、突出量Ｐは約２５
．４．ｍｍ（１インチ）で充分であることがわかった。

最下部ブーム部材１６の反対側の側面板３５も側面板３
４と同じである。

中間ブーム部材１８及び先端ブーム部材２０も上述の最
下部ブーム部材と大体類似しており、その対応する部分
は同一の参照数字に添字■及びＴを附して示す。

第２図で、中間ブーム部材は側面板３４Ｉの裏側に当て
板４４で裏打し側面板３５Ｉに当て板４５で裏打してい
るのが注目される。

当て板は上側のアングル弦材２８Ｉ又は２９Ｉの垂直下
方へ延びるフランジと下側アングル弦材３０Ｉ又は３１
１の水平に延びるフランジとの間に延在し、側面板３４
Ｉ及び３５Ｉの成形部の内側パネル４１１に接している
。

第３図に明瞭に示すように、側面板３４Ｔの各成形部の
内側パネル４１Ｔに開口４６Ｔを設け、側面板３５Ｔに
も同様の開口を設ける。

又、第２図に示すように、側面板３４Ｉ、３５Ｉの内側
パネルに同様な開口４６Ｉを、当て板４４．４５に同様
な開口４６Ｄを設ける。

再び第２図を見ると、側面板３５の上下縁に沿う溶接部
４８と成形部４０の最も近い部分との距離ｅが示されて
いる。

この距離は側面板がその部分で大きな曲率半径の円弧を
描いて横に曲がり得る程大きくなければならないが、充
分な耐挫屈強度を有するため板厚に比しあまり太き過ぎ
てはならない。

板の厚さ４８ｍｍ（３／１６インチ）、板の幅７４９闘
（２９−１／２インチ）の場合距離ｅは３８．１〜５０
．８ｇｍ（］、 −１／ ２〜２インチ）であるのがよ
い。

次に第３図を再び見ると、内側パネル４１Ｔは成形部４
０Ｔの外側の縁と中央の開口４６Ｔとの間に幅Ｗのフラ
ンジを有し、開口の捷わりの側面板成形部の剛性を増す
ようになされている。

適当なフランジ幅Ｗは１９〜２５ｍｒ／Ｌ（３／４〜１
インチ）である。

隣り合う成形部分４０Ｔの中心間の距離Ｓはブーム部材
２０の上下幅ｄと略等しい。

ブーム部材２０の上下縁と成形部分の中心を通り該上下
縁に垂直々線とで形成される矩形の対角線は上記上下縁
から角度ａをなし成形部分の菱形の側縁と平行である。

ブーム部材の下縁は側面板の上縁３６Ｔ及び下縁３７Ｔ
に平行である。

角度ａが約６０°であれば、側面板３４Ｔの隣り合う成
形部分の間の部分は該部分の水平の剪断力で生じる半径
方向の曲げ応力は均一に分布される。

成形部分４０Ｔの寸法を一定とした場合、該中心間距離
と側面板の幅を充分なものとすれば、側面板の上下縁の
中心に生じる応力集中を減少することができる。

１つの成形部分の菱形の直線の一辺とその隣の成形部分
の菱形の直線の一辺から延長した前者の菱形の一辺に平
行な直線との間隔ＳＰは約２５．４ｍｍ（１インチ）で
あるのが好ましい。

側面板３４．３５は展性の大きな鋼の薄板で作り成形部
分４０はダイで成形する。

４６Ｔのような中央の開口は成形部分の内側パネルから
打抜又は切断により成形する。

成形部分により耐挫屈強度を増しているから側面板とし
て比較的薄い板を用いることが出来、したがって重量が
軽減される。

又、成形部分の内側パネルの不要部を切り取って開口と
しているので更に重量が軽減される。

さて第４図を見ると、伸縮自在なブーム組立体１４は液
圧シリンダー５６及び５８によって伸縮する。

最下部ブーム部材１６に取シ付けたマウント６０には作
動腕６２の伸張端をピンで取シつける。

この作動腕６２は液圧シリンダー５８から突出しており
、該シリンダーは１端をブラケット６４で中間ブーム部
材１８に取りつけ、他端を先端ブーム部材２０の中のロ
ーラー組位体６６で支持している。

作動腕６２が液圧シリンダー５８から伸張すると、中間
ブーム部材は最下部ブーム部材から繰出される。

中間ブーム部材に取りつけたマウント６８には作動腕７
０をピンで取りつけている。

この作動腕７０は液圧シリンダー５６から突出しており
、該シリンダーはブラケット７２及びピン７４で先端ブ
ーム部材に取りつけられている。

作動腕７０が液圧シリンダー５６から伸張すると、先端
ブーム部材は中間ブーム部材から繰出される。

入れ子犬に伸縮するブーム部材１６，１８及び２０は互
に摺動し得るように支持されている。

第６図に示すように最下部ブーム部材１６の前端の下面
の内側に１対の前側シュー組立体７６を取りつけ中間ブ
ーム部材のアングル弦材３０Ｌ３１１を支持する。

第４図に示す通り１対のバンパーパッド７８を最下部ブ
ーム部材の前端上面の内側に取りつけ、又１対のストッ
パー８０を最下部ブーム部材の後端上面の内側に取りつ
け中間ブーム部材の後端上面の外側に取りつけたシュー
組立体の行程を制限するようになっている。

中間ブーム部材の後端下面の外側に１対のバンパーパッ
ド８４を取シつけ中間ブーム部材を繰出した時読バンパ
ーパッドがシュー組立体７６と係合するようになってい
る。

中間ブーム部材１８の前端下面の内側に１対の前側シュ
ー組立体８６を取付け、先端ブーム部材２０を支持する
。

中間ブーム部材の前端上面の内側には１対のバンパーパ
ッド８８を取付け、又中間ブーム部材の後端上面の内側
に１対のストッパー９０を取りつけ先端ブーム部材の後
端上面の外側に取りつけた１対のシュー組立体９２の行
程を制限している。

先端ブーム部材の後端下面の外側に１対のバンパーパッ
ド９４を有し、該バンパーパッドは先端ブーム部材が繰
出された時前側のシュー組立体８６に係合する。

中間ブーム部材１８を最下部ブーム部材１６から繰出す
際、シュー組立体７６は中間ブーム部材の下側のシュー
組立体８６とバンパーパッド８４との中間の所に集中反
力荷重を加える。

中間ブーム部材の前端のシュー組立体８６と中間ブーム
部材の後端（シュー組立体８２の所で）にも集中荷重が
加えられる。

先端ブーム部材２０を中間ブーム部材から繰出す際、先
端ブーム部材の前端とバンパーパッド９４との中間の所
でシュー組立体８６が集中反力荷重を与える。

以上のように中間ブーム部材の全長に亘り集中荷重の位
置が変るから、側面板３４Ｉ、３５■を補強する当て板
４４゜４５が必要となる。

これらの当て板はアングル弦材が偏心荷重により捩れる
のを防ぐのである。

当て板は側面板と共に耐挫屈強度の大きな二重壁を形成
し中間ブーム部材の断面係数を著しく増大する。

第５図に示すブーム部材１６，１８及び２０の横断面は
他の図に見られる横断面と少し異なるが、これはブーム
部材の後端には大きな集中荷重に耐えるための補強フレ
ームが設けられているからである。

以上述べたように、本発明は強度、剛性が大きく、軽量
で、特に集中荷重に適した側面板を有する伸縮自在なり
レーンブームを提供する。

アングル弦材を薄い板で間隔を隔てた位置に保持するブ
ーム部材の構成により鋼材の主たる部分をブームの隅に
配置し最小の重量で最大の強度を与えることが出来る。

アングル弦材は局部的なシューの反力を広い部分に分散
し得る充分な剛性があり、側面板は成形部分により補強
されて耐挫屈強度が太きい。

側面板の隣り合う成形部分の間の部分は側面板の上下両
縁の間の応力を伝達する。

成形部分の寸法、形状、隣り合う成形部分の中心間距離
、成形部分の縁と側面板の上下縁に沿う溶接部との距離
、及び成形部分の内側板の中心孔のまわりのフランジ幅
は全て、薄い板を補強し伸縮自在なりレーンブーム組立
体の側面板として役立つようにするように定める。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である伸縮自在な片持ブーム組
立体を有するモービルクレーンの斜視図。 第２図は第１図のブーム組立体の２−２視拡犬横断面図
。 第３図はブーム部材の側面板の成形部分を示すブーム部
材の部分斜視図。 第４図は第１図に示すブーム組立体の縦断面図。 第５図は第４図の５−５視断面図。 第６図は第４図の６−６視断面図。 １４・・・・・・ブーム組立体、１６・・・・・・最下
部ブーム部材、１８・・・・・・中間ブーム部材、２０
・・・・・・先端ブーム部材、２８〜３１・・・・・・
アングル弦材、３２・・・・・・上面板、３３・・・・
・・下面板、３４．３５・・・・・・側面板、３８・・
・・・・側面、ＰＩ、Ｐ２・・・・・・平行な平面、４
０・・・・・・成形部分、４１・・・・・・内側パネル
、４４゜４５・・・・・・当て板、４６・・・・・・開
口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 最下部ブーム部材と、該最下部ブーム部材の中に入
   れ子式に嵌め入まれだ中間ブーム部材と、該中間ブーム
   部材の中に入れ子式に嵌め込まれた先端ブーム部材とか
   ら成り、各ブーム部材の横断面が略矩形である伸縮自在
   なりレーンブーム組立体において、上記各ブーム部材は
   矩形横断面の４隅が直角アングル材の弦材で形成され、
   上記矩形横断面の上側の左右１対の弦材の水平フランジ
   を該水平フランジの外面と同平面の外面を有するように
   突合せ溶接された上面板が連結し、上記矩形横断面の下
   側の左右１対の弦材の水平フランジを該水平フランジの
   外面に重ね溶接された下面板が連結し、上記矩形横断面
   の両側の上下１対の弦材の垂直フランジを該垂直フラン
   ジの外面と同平面の外面を有するように突合せ溶接され
   た側面板が連結し、上記側面板は、長手方向に間隔を置
   いて一列に並ぶ、かつ、ブーム部材の内側へ凹んだ菱形
   の成形部分を有し、該菱形の成形部分は、その長軸が上
   記上面板および下面板に対し略垂直に配向され、上記中
   間ブーム部材および先端ブーム部材の上記側面板は、上
   記菱形の成形部分の底に同様な菱形の開口を有し、上記
   中間ブーム部材は、上記側面板の内側に、上記上下１対
   の弦材の内面を連結する当て板が配置され、該当て板は
   、上記側面板の菱形成形部分の底に重なり、かつ、該菱
   形成形部分の上記菱形開口に略整合する菱形の開口を有
   していることを特徴とするクレーンブーム組立体。 ２ 全ての上記菱形の成形部分の深さが略同−である特
   許請求の範囲第１項のクレーンブーム組立体。 ３ 上記上面板および側面板の外面が隣接する上記弦材
   の外面と同一平面をなすよう、該弦材の上記上面板又は
   側面板が重なるフランジの外面に段が形成されている特
   許請求の範囲第１項のクレーンブーム組立体。 ４ 上記当て板が、上記矩形横断面の上側の弦材の垂直
   フランジの内面と該矩形横断面の下側の弦材の水平フラ
   ンジの内面とを連結している特許請求の範囲第１項のク
   レーンブーム組立体。