(57)【要約】【課題】先端側ブームが伸長したときの、先端側ブームの破損が防止されて伸縮式ブームの安全性が高められたスライド装置を提供する。【解決手段】スライド装置１は、先端側ブームと、先端側ブームが挿入された基端側ブーム１００と、を備える伸縮式ブームに設けられ、先端側ブームをスライド可能に支持するスライド装置である。スライド装置１は、基端側ブーム１００の内側の底部１２０に、先端側を揃えられた状態で、基端側ブーム１００の周方向に並べられた複数のスライドプレート１０Ａ−１０Ｊを備え、複数のスライドプレート１０Ａ−１０Ｊのうち、少なくとも１つには、先端側に切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉが形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側ブームと、該先端側ブームが挿入された基端側ブームと、を備える伸縮式ブームに設けられ、前記先端側ブームをスライド可能に支持するスライド装置であって、
前記基端側ブームの内側の底部に、先端側を揃えられた状態で、前記基端側ブームの周方向に並べられた複数のプレートを備え、
前記複数のプレートのうち、少なくとも１つには、先端側に切り欠きが形成されている、
スライド装置。
【請求項２】
前記スライド装置は、
前記プレートを３つ以上備え、
前記切り欠きは、
前記基端側ブームの周方向の両端に位置するプレート以外の少なくとも一つのプレートに形成されている、
請求項１に記載のスライド装置。
【請求項３】
前記スライド装置は、
前記プレートを３つ以上備え、
前記切り欠きは、
少なくとも、前記基端側ブームの周方向の両端に位置するプレートに形成されている、
請求項１に記載のスライド装置。
【請求項４】
前記複数のプレートそれぞれの前記切り欠きの形状は、底面視長方形である、
請求項１から３のいずれか１項に記載のスライド装置。
【請求項５】
前記スライド装置は、
前記基端側ブームの基準線に平行な軸を対称軸とする対称形状である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のスライド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスライド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
伸縮式ブームには、基端側ブームの内側に、先端側ブームをスライド可能に支持するスライド装置が設けられたものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、先端側ブームの軸方向に延在する複数の溝が形成されたプレート状のスライド装置が開示されている。特許文献１に記載のスライド装置は、基端側ブームの内側に設けられている。そして、溝の先端と基端が揃えられている。特許文献１に記載のスライド装置では、複数の溝がブームの周方向に変形することで、先端側ブームが縮小して基端側ブームに収容されたときの、基端側ブームの応力を緩和している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４２４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のスライド装置は、先端側ブームが基端側ブームに収容されたときの、基端側ブームの応力を緩和しているだけである。特許文献１では、先端側ブームが伸長したときに、スライド装置が先端側ブームにかかる応力を緩和しているか明らかでない。また、そのときの、破壊荷重が抑制されているか明らかでない。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、先端側ブームが伸長したときの、先端側ブームの破損が防止されて伸縮式ブームの安全性が高められたスライド装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るスライド装置は、
先端側ブームと、該先端側ブームが挿入された基端側ブームと、を備える伸縮式ブームに設けられ、前記先端側ブームをスライド可能に支持するスライド装置であって、
前記基端側ブームの内側の底部に、先端側を揃えられた状態で、前記基端側ブームの周方向に並べられた複数のプレートを備え、
前記複数のプレートのうち、少なくとも１つには、先端側に切り欠きが形成されている、
ことを特徴とする。
【０００８】
前記スライド装置は、
前記プレートを３つ以上備え、
前記切り欠きは、
前記基端側ブームの周方向の両端に位置するプレート以外の少なくとも一つのプレートに形成されていてもよい。
【０００９】
前記スライド装置は、
前記プレートを３つ以上備え、
前記切り欠きは、
少なくとも、前記基端側ブームの周方向の両端に位置するプレートに形成されていてもよい。
【００１０】
前記複数のプレートそれぞれの前記切り欠きの形状は、底面視長方形であってもよい。
【００１１】
前記スライド装置は、
前記基端側ブームの基準線に平行な軸を対称軸とする対称形状であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成によれば、先端側ブームが伸長したときの、先端側ブームの破損を防止して伸縮式ブームの安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスライド装置が備え付けられた基端側ブームの側面図
【図２】本発明の実施の形態１に係るスライド装置が備え付けられた基端側ブームの先端側の拡大正面図
【図３】本発明の実施の形態１に係るスライド装置を基端側ブームから取り外したときの平面図
【図４】本発明の実施の形態１に係るスライド装置を基端側ブームから取り外したときの正面図
【図５】先端側ブームが伸長したときの、従来のスライド装置と先端側ブームの断面図
【図６】先端側ブームが伸長したときの、基端側ブームの断面図
【図７】先端側ブームが伸長したときの、実施の形態１に係るスライド装置と先端側ブームの断面図
【図８】本発明の実施の形態１に係るスライド装置が備えるスライドプレートの切り欠き部の斜視図
【図９】本発明の実施の形態１に係るスライド装置が備えるスライドプレートの切り欠き部の斜視図
【図１０】本発明の実施の形態１に係るスライド装置が備えるスライドプレートの切り欠き部の斜視図
【図１１】本発明の実施の形態２に係るスライド装置を基端側ブームから取り外したときの平面図
【図１２】本発明の実施の形態２に係るスライド装置を基端側ブームから取り外したときの正面図
【図１３】先端側ブームが伸長したときの、実施の形態２に係るスライド装置と先端側ブームの断面図
【図１４】実施例の構造解析で使用したスライド装置の形状と先端側ブームの形状を示す底面図
【図１５】実施例１Ａに係るスライド装置の斜視図
【図１６】実施例１Ｂに係るスライド装置の斜視図
【図１７】実施例１Ｃに係るスライド装置の斜視図
【図１８】実施例２Ａに係るスライド装置の斜視図
【図１９】実施例２Ｂに係るスライド装置の斜視図
【図２０】実施例２Ｃに係るスライド装置の斜視図
【図２１】実施例１Ａ−１Ｃ及び２Ａ−２Ｃに係るスライド装置の構造解析結果のグラフを示す図
【図２２】比較例に係るスライド装置又は実施例１Ｃに係るスライド装置で先端側ブームを支持したときの破壊荷重の構造解析結果を示す斜視図
【図２３】比較例に係るスライド装置又は実施例２Ａに係るスライド装置で先端側ブームを支持したときの局部応力の構造解析結果を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係るスライド装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。また、本明細書において、先端側とは、伸縮式ブームが伸長する側のことをいい、基端側とは、その反対側のことをいう。
【００１５】
（実施の形態１）
実施の形態１に係るスライド装置は、クレーン、高所作業車等に使用される伸縮式ブームのスライド装置である。このスライド装置は、基端側ブームの内壁の周方向に並べられ、先端側ブームをスライド可能に支持する複数のスライドプレートを備えている。複数のスライドプレートの一部には、破壊荷重の低下を防止するために、切り欠きが形成されている。
【００１６】
まず、図１−図２を参照して、基端側ブームとスライド装置の構成について説明する。続いて、図３−図４を参照してスライド装置が備えるスライドプレートの構成について説明する。次に、図５−図６を参照してスライド装置の作用について説明する。以下、クレーンに使用される伸縮式ブームを例に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態１に係るスライド装置が備え付けられた基端側ブーム１００の側面図である。図２は、基端側ブーム１００の先端側Ｆの拡大正面図である。
図１に示すように、基端側ブーム１００は、側面視長方形の角筒の形状に形成されている。基端側ブーム１００の基端側Ｂには、クレーンの旋回体に連結するためのブームフット１１０が設けられている。これに対して、先端側Ｆには、図示しない先端側ブームを挿入するため、図２に示すように、開口が形成されている。その開口では、底部１２０側が下側に向かって湾曲している。そして、底部１２０の内面側には、先端側ブームをスライド可能に支持するため、スライド装置１が設けられている。
【００１８】
スライド装置１は、スライドプレート１０Ａ−１０Ｊで構成されている。そして、スライドプレート１０Ａ−１０Ｊは、底部１２０の内面側に沿って、基端側ブーム１００の周方向に並べられている。続いて、図３−図４を参照して、スライド装置１が備えるスライドプレート１０Ａ−１０Ｊの構成について説明する。
【００１９】
図３は、基端側ブーム１００から取り外したときのスライド装置１の平面図である。図４は、その正面図である。なお、図３及び図４における周方向Ｃとは、図２に示す基端側ブーム１００の周方向に対応する方向のことである。
スライドプレート１０Ａ−１０Ｊは、図３に示すように、平面視、すなわち底面視で長方形状に形成されている。そして、スライドプレート１０Ａ−１０Ｊは、形状、大きさが揃えられている。スライドプレート１０Ａ−１０Ｊは、先端方向に先端側Ｆの位置が揃えられた状態で、互いに長手方向を平行にしている。スライドプレート１０Ａ−１０Ｊは、１０Ａ、１０Ｂ・・の順序で短手方向に、すなわち図３に示す周方向Ｃに並べられている。
【００２０】
スライドプレート１０Ａ−１０Ｊの間には、図４に示すように、基端側ブーム１００の湾曲した底部１２０に設置可能とするため、隙間が設けられている。この隙間が設けられた状態で、スライドプレート１０Ａ−１０Ｊは、図３に示すように、隣り合わされている。そして、スライドプレート１０Ａ−１０Ｊは、底部１２０側で連結されている。
【００２１】
スライドプレート１０Ａ−１０Ｊの先端側Ｆと基端側Ｂには、先端側ブームのスライドを容易にするため、面取り部１１が形成されている。一方、スライドプレート１０Ａ−１０Ｊのうち、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｉには、先端側Ｆに切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉが形成されている。
【００２２】
切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉは、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｉの先端側Ｆに形成されている。切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉでは、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｉの先端側Ｆから基端側Ｂに向かって上面側が切り欠かれている。その幅は、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｉの幅Ｗと同じであり、その長さは、幅Ｗと同じである。すなわち、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉの形状は、平面視正方形状である。これにより、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉは、先端側ブームの破壊荷重の低下を抑制する作用を生じさせている。
【００２３】
また、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉは、スライド装置１の周方向Ｃの両端にあるスライドプレート１０Ａ、１０Ｊ以外のスライドプレート１０Ｂ−１０Ｉに形成されている。これにより、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉ全体は、スライド装置１の周方向Ｃの中心を通る中心線Ａを対称軸とする対称形状である。ここで、中心線Ａは、基端側ブーム１００に取り付けたときに基端側ブーム１００の基準線と平行になる線である。このような全体形状であることにより、スライド装置１全体の形状が対称形状となる。その結果、破壊荷重の低下がより抑制される作用が生じている。
【００２４】
次に、図５−図６を参照して、スライド装置１での切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉの作用について説明する。
なお、以下の説明では、切り欠き部を総称する場合、符号１２Ｂ−１２Ｉではなく符号１２を付し、切り欠き部１２と称するものとする。
【００２５】
図５は、先端側ブーム２００が伸長したときの、従来のスライド装置５と先端側ブーム２００の断面図である。図６は、先端側ブーム２００が伸長したときの、基端側ブーム１００の概念図である。図７は、先端側ブーム２００が伸長したときの、実施の形態１に係るスライド装置１と先端側ブーム２００の断面図である。なお、図５及び図７では、従来のスライド装置５と実施の形態１に係るスライド装置１の先端側Ｆの断面を図示している。また、理解を容易にするため、先端側ブーム２００の底部２２０の外形を、５つの平板が断面視で多角形の一部を形成する形状に簡略化している。従来のスライド装置５と実施の形態１に係るスライド装置１も、底部２２０の５つの平板それぞれを支持する５枚のスライドプレートを備える構成に簡略化している。また、図７に示す実施の形態１に係るスライド装置１は、スライドプレート１０Ａ−１０Ｅのうち、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｄに切り欠き部１２Ｂ−１２Ｄが形成されているものとしている。また、図６は、理解を容易にするため、先端側ブーム２００、基端側ブーム１００の詳細な構造を省略し、断面長方形状としている。
【００２６】
従来のスライド装置５では、先端側ブーム２００の底部２２０は、図５に示すように、スライド装置５のスライドプレート５０Ａ−５０Ｅによって囲まれている。このため、底部２２０は、外側に向かって変形することが抑制された状態にある。この状態で、先端側ブーム２００が伸長すると、底部２２０がスライドプレート５０Ａ−５０Ｅと接触することで、底部２２０にスライドプレート５０Ａ−５０Ｅから反力が加えられる。これにより、底部２２０には、接触反力Ｆ１−Ｆ５がかかる。その結果、底部２２０は、内側に向かって変形する。すなわち、底部２２０の５つの平板が内側に向かってしなった形状に変形する。
【００２７】
図６に示すように、先端側ブーム２００が伸長した場合、先端側ブーム２００の先端には、後端よりも大きいモーメントＭが作用する。このため、図５に示すスライド装置５の先端側Ｆでは、上述した反力が大きく、その反力による先端側ブーム２００の底部２２０の変形も大きい。これにより、反力が大きすぎる場合には、底部２２０の５つの平板がより内側に向かってしなった形状に変形して、座屈荷重が低下する。その結果、破壊荷重が低下する。
【００２８】
これに対して、実施の形態１に係るスライド装置１には、上述したように、両端のスライドプレート１０Ａ、１０Ｅに切り欠き部１２が形成されていないが、それらの間の、両端から離れた位置にあるスライドプレート１０Ｂ−１０Ｄには、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｄが形成されている。そして、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｄは、それらの先端側Ｆに形成されている。このため、図７に示すように、両端のスライドプレート１０Ａ、１０Ｅと対向する、底部２２０の両端２つの平板は、外側に向かって変形することが抑制された状態にある。一方で、両端から離れた位置にあるスライドプレート１０Ｂ−１０Ｄと対向する、底部２２０の中央３つの平板は、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｄの先端側Ｆで、外側に変形可能な状態にある。
【００２９】
この状態で、先端側ブーム２００が伸長すると、両端のスライドプレート１０Ａ、１０Ｅの先端側Ｆには、先端側ブーム２００の底部２２０が接触して荷重が加えられる。これにより、底部２２０には、スライドプレート１０Ａ、１０Ｅから反力が加えられる。その結果、底部２２０の、スライドプレート１０Ａ、１０Ｅと接触する部分には、接触反力Ｆ１、Ｆ５が加えられ、さらに内側に向かって変形する。
【００３０】
一方で、中央側のスライドプレート１０Ｂ−１０Ｄの先端側Ｆには、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｄが形成されているため、底部２２０と接触しない。これにより、底部２２０には、接触反力もかからない。その結果、底部２２０の、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｄと対向する部分は、外側に向かって変形する。
【００３１】
このように、底部２２０は、一部分が内側に向かって変形すると共に、他の部分が外側に向かって変形する。そして、内側に向かって変形する部分と外側に向かって変形する部分とが隣接している。これにより、これらの部分が座屈の節として機能し、座屈強度が高まる。さらに、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｄ全体が中心線Ａに対して対称形状のため、その節の位置も対称となって座屈強度がより高まる。その結果、スライド装置１では、従来のスライド装置５よりも先端側ブーム２００の破壊荷重の低下が抑制される。
【００３２】
また、中央側のスライドプレート１０Ｂ−１０Ｄは、両端のスライドプレート１０Ａ、１０Ｅよりも底側のより荷重がかかりやすい位置にある。このため、底部２２０が強く接触し、底部２２０に加えられる反力も大きい。この反力が大きい中央側のスライドプレート１０Ｂ−１０Ｄに切り欠き部１２Ｂ−１２Ｄが形成されているため、底部２２０が内側に向かって大きく変形することが防止される。さらに、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｄ全体が上述したように、対称形状のため、偏った変形が生じにくい。その結果、先端側ブーム２００の破壊荷重の低下がより抑制される。
【００３３】
さらに、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｄの、先端側Ｆから幅Ｗと同じ長さの部分は、図６を参照して説明したモーメントＭによって、反力が大きくなる部分である。例えば、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｄの、先端側Ｆから幅Ｗの１／４〜１／２の範囲は、反力が大きい。スライドプレート１０Ｂ−１０Ｄでは、この部分に切り欠き部１２Ｂ−１２Ｄが形成されているため、底部２２０にその反力が伝わりにくい。また、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｄがスライドプレート１０Ｂ−１０Ｄの幅Ｗと同じ幅に形成されているため、反力が加わりにくい。その結果、先端側ブーム２００の破壊荷重の低下がさらに抑制される。
【００３４】
以上のように、本発明の実施の形態１に係るスライド装置１では、スライドプレート１０Ａ−１０Ｊが（なお、図７では、スライドプレート１０Ａ−１０Ｅである。以下、図３及び図４に示すスライドプレート１０Ａ−１０Ｊで説明する）、基端側ブーム１００の内側の底部１２０に周方向Ｃに、先端側Ｆが揃えられた状態で、並べられている。そして、スライドプレート１０Ａ−１０Ｊのうち、周方向Ｃの両端から離れて配置されたスライドプレート１０Ｂ−１０Ｉにだけ、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉが形成されている。このため、スライド装置１では、座屈強度を高めて、先端側ブーム２００の破壊荷重の低下を抑制することができる。その結果、スライド装置１は、先端側ブーム２００の破損を防止して安全性を高めることができる。
【００３５】
なお、スライド装置１では、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉが、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｉの幅Ｗと同じ幅、かつ幅Ｗと同じ長さに形成されている。すなわち、正方形状に形成されている。しかし、スライド装置１では、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｉの先端側Ｆに切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉが形成されていればよく、その形状は任意である。例えば、切り欠き部１２が平面視で多角形であってもよい。この場合、切り欠き部１２は、平面視で四角形であることが望ましい。また、長方形状に形成されていることがより望ましい。ここで、四角形とは、４つの線分で囲まれた多角形のこことであり、その線分が曲線、例えば、湾曲した線、波線である場合が含まれる。長方形とは、４つの角度が等しい四角形のことをいい、長方形には正方形が含まれる。また、スライド装置１では、切り欠き部１２が、以下に説明する大きさに形成されてることが望ましい。その大きさについて、切り欠き部１２は平面視で長方形である場合を例にして、図８−図１０を参照して説明する。
【００３６】
図８−図１０は、スライド装置１が備えるスライドプレート１０Ｂ−１０Ｉの切り欠き部１２の斜視図である。なお、図８−図１０では、理解を容易にするため、面取り部１１を省略している。
図８に示すように、切り欠き部１２の幅ＫＷは、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｉの幅をＷとする場合に、
ＫＷ≧Ｗ／２・・・（式１）
を満たす幅に形成されるとよい。
【００３７】
図９に示すように、切り欠き部１２の長さＫＬは、
ＫＬ≧Ｗ／３・・・（式２）
を満たす長さに形成されるとよい。
なお、切り欠き部１２は、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｉの先端から形成されている必要はなく、上述したように、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｉの先端側Ｆに形成されていればよい。詳細には、先端から幅Ｗと同じ長さまでの範囲内に形成されるとよい。これは、上述した反力が大きくなる部分が、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｉの先端よりも後端側に位置するからである。
【００３８】
また、図１０に示すように、切り欠き部１２の、深さＫＴは、スライドプレート１０Ｂ−１０Ｉの厚みをＴとする場合に、
ＫＴ≧Ｔ／５・・・（式３）
を満たす深さに形成されるとよい。また、深さＫＴは、３ｍｍ以上であるとよい。
なお、式１−３の幅ＫＷと長さＫＬは、切り欠き部１２の平面視形状が長方形以外である場合、切り欠き部１２の最小幅、最小長さである。また、深さＫＴは、最小深さである。
【００３９】
以上の形状に切り欠き部１２を形成することで、反力の大きくなる部分で先端側ブーム２００との接触をより防止することができる。その結果、破壊荷重の低下をより抑制することができる。
【００４０】
また、実施例で後述するように、切り欠き部１２の長さは、幅Ｗよりも長くてもよい。上述した望ましい形状よりもスライドプレート１０Ｂ−１０Ｉとしてのスライド機能が小さくなるものの、反力の大きくなる部分で先端側ブーム２００との接触を防ぐことができ、破壊荷重の低下を抑制することができる。
【００４１】
実施例で後述するように、切り欠き部１２は、周方向Ｃの両端にあるスライドプレート１０Ａ、１０Ｊ以外のスライドプレート１０Ｂ−１０Ｉのうち、少なくとも１つに形成されているとよい。換言すると、切り欠き部１２は、周方向Ｃの両端から離れた位置にあるスライドプレート１０Ｂ−１０Ｉのうちの少なくとも１つに形成されているとよい。この場合、切り欠き部１２が形成されたスライド装置１全体の形状は、基端側ブーム１００の基準線に平行な中心線Ａを対称軸とした対称形状であるとよい。また、複数のスライドプレート１０Ｂ−１０Ｉそれぞれに切り欠き部１２が形成されている場合、切り欠き部１２それぞれの形状は、異なっていてもよい。この場合、周方向Ｃの中央に位置するスライドプレート１０Ｅ又は１０Ｆに形成された切り欠き部１２の長さＫＬが他の切り欠き部１２の長さＫＬより大きいとよい。このような形態でも、破壊荷重の低下を抑制することができる。
【００４２】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るスライド装置２は、応力集中を防止するため、スライドプレート２０Ａ−２０Ｊのうち、周方向Ｃの両端にあるスライドプレート２０Ａ、２０Ｊに切り欠き部２２Ａ、２２Ｊが形成されたスライド装置である。以下、図１１−図１３を参照して、実施の形態２に係るスライド装置２の構成を説明する。実施の形態２では、実施の形態１と異なる構成について説明する。なお、実施の形態２においても、切り欠き部を総称する場合、符号２２Ａ、２２Ｊではなく符号２２を付して切り欠き部２２と称するものとする。
【００４３】
図１１は、基端側ブーム１００から取り外したときのスライド装置２の平面図である。図１２は、その正面図である。
図１１及び図１２に示すように、スライド装置２は、実施の形態１で説明したスライドプレート１０Ａ−１０Ｊと同様の平面視長方形の形状、大きさに形成されたスライドプレート２０Ａ−２０Ｊで構成されている。
【００４４】
スライドプレート２０Ａ−２０Ｊは、図１１に示すように、実施の形態１のスライドプレート１０Ａ−１０Ｊと同様に配置されている。そして、スライドプレート２０Ａ−２０Ｊのうち、周方向Ｃの両端に配置されたスライドプレート２０Ａと２０Ｊには、切り欠き部２２Ａ、２２Ｊが形成されている。
【００４５】
切り欠き部２２Ａ、２２Ｊは、スライドプレート２０Ａと２０Ｊの先端側Ｆに、スライドプレート２０Ａと２０Ｊの幅Ｗとほぼ同じ幅、かつ幅Ｗと同じ長さに形成されている。そして、切り欠き部２２Ａ、２２Ｊが形成されることにより、実施の形態１と同様に、スライド装置２全体の形状は、周方向Ｃの中心を通る中心線Ａを対称軸とする対称形状である。これにより、切り欠き部２２Ａ、２２Ｊは、先端側ブーム２００の応力集中を緩和させる作用を生じさせている。次に、図５と図１３を参照して、スライド装置２での切り欠き部２２Ａ、２２Ｅの作用について説明する。
【００４６】
図１３は、先端側ブーム２００が伸長したときの、実施の形態２に係るスライド装置２と先端側ブーム２００の断面図である。なお、図１３では、スライド装置２の先端側Ｆの断面を図示している。また、理解を容易にするため、先端側ブーム２００の底部２２０の外形を、図５及び図７と同様の５つの平板からなる形状に簡略化している。また、スライド装置２も、５枚のスライドプレートを備える装置に簡略化している。そして、スライド装置２は、スライドプレート２０Ａ−２０Ｅのうち、スライドプレート２０Ａと２０Ｅに切り欠き部２２Ａ、２２Ｅが形成されているものとしている。
【００４７】
従来のスライド装置５は、実施の形態１で説明したように、先端側ブーム２００が伸長すると、スライドプレート５０Ａ−５０Ｅによって底部２２０に反力が加えられる。これにより、底部２２０には、図５に示す接触反力Ｆ１−Ｆ５がかかる。スライド装置５の先端側Ｆで反力が大きいことから、接触反力Ｆ１−Ｆ５は、底部２２０の、スライド装置５の先端側Ｆに接触する部分に強く作用する。このため、応力集中が発生して、先端側ブーム２００が破損されてしまうことがある。
【００４８】
また、図５に示すように、底部２２０の両端、すなわち、側面部との境界には、スライドプレート５０Ａと５０Ｅからの反力によって曲げモーメントＭ１、Ｍ２が作用する。その結果、曲げ変形が生じて、先端側ブーム２００が破損されてしまうことがある。
【００４９】
これに対して、実施の形態２に係るスライド装置２では、上述したように、中央３つのスライドプレート２０Ｂ−２０Ｄに切り欠き部２２が形成されていないが、両端のスライドプレート２０Ａ、２０Ｅには、切り欠き部２２Ａ、２２Ｅが形成されている。そして、切り欠き部２２Ａ、２２Ｅは、それらの先端側Ｆに形成されている。このため、図１３に示すように、スライドプレート２０Ｂ−２０Ｄと対向する、底部２２０の中央３つの平板は、外側に向かって変形することが抑制される状態であるが、その一方で、スライドプレート２０Ａと２０Ｅに対向する、底部２２０の両端２つの平板は、外側に変形可能な状態にある。
【００５０】
この状態で、先端側ブーム２００が伸長すると、底部２２０には、スライドプレート２０Ｂ−２０Ｄによって接触反力Ｆ２−Ｆ４がかかる。このため、底部２２０の中央３つの平板は、内側に向かって変形する。一方、底部２２０の両端２つの平板には、スライドプレート２０Ａ、２０Ｅに切り欠き部２２Ａ、２２Ｅが形成されているため、接触反力がかからない。その結果、底部２２０の両端２つの平板は、外側に向かって変形する。これにより、応力集中が緩和される。そして、切り欠き部２２Ａ、２２Ｅが中心線Ａに対して対称形状のため、底部２２０の、応力集中が緩和される箇所が偏らない。また、曲げモーメントＭ３、Ｍ４が小さくなり、先端側ブーム２００の曲げ変形が生じにくくなる。その結果、先端側ブーム２００が破損しにくくなる。
【００５１】
以上のように、本発明の実施の形態２に係るスライド装置２では、スライドプレート２０Ａ−２０Ｊ（なお、図１３では、スライドプレート２０Ａ−２０Ｅである。以下、図１１及び図１２に示すスライドプレート２０Ａ−２０Ｊで説明する）のうち、周方向Ｃの両端に配置されたスライドプレート２０Ａと２０Ｊにだけ切り欠き部２２Ａ、２２Ｊが形成されている。このため、スライド装置２と接触する先端側ブーム２００の応力集中を緩和すると共に、曲げ変形を防止することができる。その結果、スライド装置２は、先端側ブーム２００の破損を防止して安全性を高めることができる。
【００５２】
なお、スライド装置２では、切り欠き部２２Ａ、２２Ｊが、スライドプレート２０Ａと２０Ｊの幅Ｗと同じ幅、かつ先端から幅Ｗと同じ長さに形成されている。しかし、スライド装置２では、実施の形態１と同様に、スライドプレート２０Ａ、２０Ｊの先端側Ｆに切り欠き部２２Ａ、２２Ｊが形成されていればよく、その形状は任意である。例えば、切り欠き部２２Ａ、２２Ｊが平面視で四角形であることが望ましく、平面視で長方形状に形成されていることがより望ましいことは、実施の形態１の切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉと同じである。また、切り欠き部２２Ａ、２２Ｊが、図８−図１０を参照して説明した大きさに形成されていることが望ましいことは、実施の形態１の切り欠き部１２Ｂ−１２Ｉと同じである。このため、実施の形態２では、切り欠き部２２Ａ、２２Ｊの望ましい形態の説明を省略する。
【００５３】
また、実施例で後述するように、切り欠き部２２は、周方向Ｃの両端に位置するスライドプレート２０Ａ、２０Ｊに少なくとも形成されているとよい。この場合、それらの間にあるスライドプレート２０Ｂ−２０Ｉの少なくとも１つが、切り欠き部２２を有しない形態であるとよい。換言すると、スライドプレート２０Ａ、２０Ｊに加え、これらの間にあるスライドプレート２０Ｂ−２０Ｉに、切り欠き部２２が形成されるとよい。
【実施例】
【００５４】
次に、実施の形態１及び２について実施例を説明する。図１４は、実施例の構造解析で使用したスライド装置１、２の形状と先端側ブーム２００の形状を示す底面図である。図１５−図２０は、実施例１Ａ−１Ｃ及び２Ａ−２Ｃに係るスライド装置１Ａ−１Ｃ及び２Ａ−２Ｃの斜視図である。なお、図１５−図２０では、理解を容易にするため、スライドプレート１０Ａ−１０Ｅ及び２０Ａ−２０Ｅの長さを強調している。
実施例の構造解析では、図１４に示すように、先端側ブーム２００として、図７及び図１３に示す先端側ブーム２００と同様に、底部２２０が、長手方向を平行にして短手方向に並べられた５つの長方形状の平板で構成されたものを使用した。そして、図示しないが、５つの長方形状の平板は、底部側に向かって凸状に湾曲した形状に組み合わせた。
【００５５】
これに対して、スライド装置１、２には、図７及び図１３に示す場合と同様に、５つのスライドプレート１０Ａ−１０Ｅ及び２０Ａ−２０Ｅで構成されるものを使用した。また、スライドプレート１０Ａ−１０Ｅ及び２０Ａ−２０Ｅは、長さＬが幅Ｗの３倍とした。
【００５６】
スライドプレート１０Ａ−１０Ｅ及び２０Ａ−２０Ｅを、先端側Ｆから３つの区画に分割して、分割された各区画のうち、先端側Ｆの１区画分又は２区画に、幅が幅Ｗと同じで、長さが幅Ｗと同じ又は２倍の切り欠き部１２、２２を形成するものとした。これにより、図１５−図２０に示すスライド装置１Ａ−１Ｃ及び２Ａ−２Ｃを作製した。また、比較例として、切り欠き部１２、２２が形成されてないスライド装置５を作製した。なお、スライドプレート１０Ａ−１０Ｅ、２０Ａ−２０Ｅそれぞれについて、上述した式（１）−式（３）を満たす切り欠き部１２、２２を形成するものとした。
【００５７】
ここで、スライド装置１Ａ−１Ｃは、実施の形態１で説明したスライド装置１に相当するスライド装置である。スライド装置１Ａは、図１５に示すように、スライドプレート１０Ａ−１０Ｅのうち、中央側に配置された３つのスライドプレート１０Ｂ−１０Ｄに、長さが幅Ｗと同じ切り欠き部１２Ｂ−１２Ｄが形成された装置である。スライド装置１Ｂは、図１６に示すように、両端のスライドプレート１０Ａ、１０Ｅに隣接するスライドプレート１０Ｂ、１０Ｄに、スライド装置１Ａと同じ長さの切り欠き部１２Ｂ、１２Ｄが形成された装置である。スライド装置１Ｃは、図１７に示すように、中央側に配置された３つのスライドプレート１０Ｂ−１０Ｄに、切り欠き部１２Ｂ−１２Ｄが形成された装置である。そして、中央にある切り欠き部１２Ｃの長さは、切り欠き部１２Ｂ、１２Ｄの長さよりも大きい。その長さは、切り欠き部１２Ｂ、１２Ｄの長さの２倍、すなわち幅Ｗの２倍である。いずれのスライド装置１Ａ−１Ｃ全体の形状も、周方向Ｃの中心を通る中心線Ａを対称軸とした対称形状である。
【００５８】
また、スライド装置２Ａ−２Ｃは、実施の形態２で説明したスライド装置２に相当するスライド装置である。スライド装置２Ａは、図１８に示すように、スライドプレート２０Ａ−２０Ｅのうち、両端に配置された２つのスライドプレート２０Ａ、２０Ｅに、長さが幅Ｗと同じ切り欠き部２２Ａ、２２Ｅが形成された装置である。スライド装置２Ｂは、図１９に示すように、両端に配置された２つのスライドプレート２０Ａ、２０Ｅに加えて、中央のスライドプレート２０Ｃに切り欠き部２２Ａ、２２Ｅと同じ長さの切り欠き部２２Ｃが形成された装置である。スライド装置２Ｃは、図２０に示すように、中央のスライドプレート２０Ｃを除いたスライドプレート２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｄ及び２０Ｅに、長さが幅Ｗと同じ切り欠き部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ及び２２Ｅが形成された装置である。スライド装置２Ａ−２Ｃの全体の形状も、スライド装置１Ａ−１Ｃと同様に、周方向Ｃの中心を通る中心線を対称軸Ａとした対称形状である。
【００５９】
これらのスライド装置１Ａ−１Ｃ及び２Ａ−２Ｃが基端側ブーム１００に設けられた伸縮式ブームについて、先端側ブーム２００に定格負荷を加えたときの構造解析を行った。また、先端側ブーム２００に定格負荷よりも大きい負荷を加えて先端側ブーム２００が破壊される段階の構造解析を行った。そして、それらの構造解析から破壊安全率と定格負荷時の局部応力を求めた。それらの結果を図２１−図２３と表１に示す。
【００６０】
図２１は、実施例１Ａ−１Ｃ及び２Ａ−２Ｃに係るスライド装置１Ａ−１Ｃ及び２Ａ−２Ｃの構造解析結果のグラフを示す図である。図２２は、比較例に係るスライド装置５又は実施例１Ｃに係るスライド装置１Ｃで先端側ブーム２００を支持したときの破壊荷重の構造解析結果を示す斜視図である。図２３は、比較例に係るスライド装置５又は実施例２Ａに係るスライド装置２Ａで先端側ブーム２００を支持したときの局部応力の構造解析結果を示す斜視図である。
【００６１】
【表１】
2020023378.tif 000003
【００６２】
表１及び図２１に示すように、実施例１Ａ−１Ｃは、比較例よりも破壊安全率が高い。また、図２２に示すように、実施例１Ｃは、先端側ブーム２００が破壊される荷重が比較例よりも高い。これらの結果から、実施例１Ａ−１Ｃとこれらに相当する実施の形態１に係るスライド装置１が、従来のスライド装置５よりも破壊荷重の低下を抑制していることがわかる。そして、先端側ブーム２００の破損を防止していることがわかる。
【００６３】
また、表１及び図２１に示すように、実施例２Ａ−２Ｃは、比較例よりも定格負荷時の局部応力が小さい。この結果から、実施例２Ａ−２Ｃとこれらに相当する実施の形態２に係るスライド装置２が、従来のスライド装置５よりも、応力集中を緩和していることがわかる。また、図２３に示すように、実施例２Ａでは、比較例よりも先端側ブーム２００の底部と側部との間のコーナー部で、局部応力が小さい。そして、スライド装置２が対称形状であるため、局部応力がより均一化している。この結果から、曲げ変形が抑制されていることがわかる。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、実施の形態１及び２では、基端側ブーム１００の底部１２０と先端側ブーム２００の底部２２０が下側に向かって湾曲している。しかし、本発明は、これに限定されない。本発明では、基端側ブーム１００の底部１２０の形状は、スライドプレート１０Ａ−１０Ｊ、２０Ａ−２０Ｊが周方向に向かって並べることが可能である限りにおいて、任意である。例えば、底部１２０の形状は、平坦な形状であってもよい。
【００６５】
また、実施の形態１及び２では、スライド装置１及び２にスライドプレート１０Ａ−１０Ｊ、２０Ａ−２０Ｊが１０枚備えられている。しかし、本発明は、これに限定されない。本発明では、スライド装置１及び２は、スライドプレート１０Ａ−１０Ｊ、２０Ａ−２０Ｊを複数枚、備えていればよい。そして、複数枚のスライドプレート１０Ａ−１０Ｊ、２０Ａ−２０Ｊのうち、少なくとも１つのスライドプレートの、先端側Ｆに切り欠き部１２、２２が形成されていればよい。このような構成であれば、先端側ブームの破損を防止して伸縮式ブームの安全性を高めることができる。
【００６６】
また、本発明では、スライド装置１及び２がスライドプレート１０Ａ−１０Ｊ、２０Ａ−２０Ｊを３つ以上、備えているとよい。この場合、破壊荷重の低下を防止するため、実施の形態１に係る切り欠き部１２は、基端側ブーム１００の周方向Ｃの両端に位置するプレート以外の少なくとも一つのプレート１０Ａ−１０Ｊに形成されているとよい。また、応力集中を防止するため、実施の形態２に係る切り欠き部２２は、少なくとも、基端側ブーム１００の周方向Ｃの両端に位置するプレート２０Ａ−２０Ｊに形成されているとよい。
【００６７】
なお、実施の形態１及び２では、スライドプレート１０Ａ−１０Ｊ、２０Ａ−２０Ｊと称しているが、本発明では、単にプレートと称してもよい。
【００６８】
本発明は、伸縮式ブームを備える建設機械全般に適用可能である。例えば、ラフテレーンクレーン、トラッククレーン、高所作業車等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１，１Ａ−１Ｃ      スライド装置
２，２Ａ−２Ｃ      スライド装置
５                  スライド装置
１１                  面取り部
１２，１２Ｂ−１２Ｉ  切り欠き部
２２，２２Ａ−２２Ｅ，２２Ｊ  切り欠き部
１０Ａ−１０Ｊ        スライドプレート
２０Ａ−２０Ｊ        スライドプレート
５０Ａ−５０Ｅ        スライドプレート
１００                  基端側ブーム
１１０                  ブームフット
１２０                  底部
２００                  先端側ブーム
２２０                  底部
Ａ                  中心線
Ｂ                  基端側
Ｃ                  周方向
Ｆ                  先端側
Ｆ１−Ｆ５          接触反力
Ｌ                  長さ
Ｔ                  厚み
Ｗ                  幅
Ｗ                  長さ
ＫＷ                幅
ＫＬ                長さ
ＫＴ                深さ
Ｍ                  モーメント
Ｍ１−Ｍ４          曲げモーメント
【図１】
2020023378.tif 000004
【図２】
2020023378.tif 000005
【図３】
2020023378.tif 000006
【図４】
2020023378.tif 000007
【図５】
2020023378.tif 000008
【図６】
2020023378.tif 000009
【図７】
2020023378.tif 000010
【図８】
2020023378.tif 000011
【図９】
2020023378.tif 000012
【図１０】
2020023378.tif 000013
【図１１】
2020023378.tif 000014
【図１２】
2020023378.tif 000015
【図１３】
2020023378.tif 000016
【図１４】
2020023378.tif 000017
【図１５】
2020023378.tif 000018
【図１６】
2020023378.tif 000019
【図１７】
2020023378.tif 000020
【図１８】
2020023378.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2020023378.tif 000024
【図２２】
2020023378.tif 000025
【図２３】
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