【手続補正書】
【提出日】平成17年5月18日(2005.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】    クレーンブーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】 多段伸縮ブームのクレーンブームであって、その断面形状を水平部および両側の垂直部からなる上部セクションと水平部および両側の立ち上がり部からなる下部セクションの２セクションから構成し、前記上部セクションの垂直部端縁と下部セクションの立ち上がり部端縁の両端縁を溶接して中空のブームを形成し、前記上部セクションの垂直部に長手方向に沿って間隔的に、ブーム内方又は外方へ突出するように矩形あるいは小判形の補強凹部をプレス成形したことを特徴とするクレーンブーム。
【請求項２】 多段伸縮ブームのクレーンブームであって、その断面形状を水平部および両側の垂直部からなる上部セクションと水平部および両側の立ち上がり部からなる下部セクションの２セクションから構成し、前記上部セクションの垂直部端縁と下部セクションの立ち上がり部端縁の両端縁を突き合わせ、その突き合わせ部をブーム内方側から裏金を当て溶接して中空のブームを形成し、前記上部セクションの垂直部に長手方向に沿って間隔的かつブーム内方へ突出するように矩形あるいは小判形の補強凹部をプレス成形したことを特徴とするクレーンブーム。
【請求項３】 多段伸縮ブームのクレーンブームであって、その断面形状を水平部および両側の垂直部からなる上部セクションと水平部および両側の立ち上がり部からなる下部セクションの２セクションから構成し、前記上部セクションの垂直部端縁と下部セクションの立ち上がり部端縁の両端縁を突き合わせ、その突き合わせ部をブーム内方側から裏金を当て溶接して中空のブームを形成し、前記上部セクションの垂直部に長手方向に沿って間隔的かつブーム外方へ突出するように矩形あるいは小判形の補強凸部をプレス成形したことを特徴とするクレーンブーム。
【請求項４】 請求項２または３のクレーンブームにおいて、上記下部セクションの板厚を上記上部セクションの板厚よりも厚く構成したことを特徴とするクレーンブーム。
【請求項５】 請求項２、３または４のクレーンブームにおいて、上記下部セクションの水平部と立ち上がり部の間に斜め部を有することを特徴とするクレーンブーム。
【請求項６】 請求項５のクレーンブームにおいて、上記上部セクションをその断面の水平部中央で２分割された部材を溶接し構成したことを特徴とするクレーンブーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブーム本体の座屈強度を高めた移動式クレーンの多段伸縮ブームを構成するクレーンブームに関する。
【０００２】
【従来の技術】金属板などでブーム本体を構成したクレーンブームにおいて、座屈強度を高めるために側板に絞り形成を施す従来技術として、実公昭６２−１９６７０に示される技術が知られている。長尺な両側板の上下縁を内側へ折り曲げ加工し、上下縁に上下面板を固着することによりブーム本体を構成し、その両側板の側面に長手方向に沿って円形等の補強突部を間隔的に外方へ突出させることにより、製作を容易にしブーム本体の座屈強度を高めようとするものであるが、次のような問題点があった。
【０００３】（１）このような四角ブームの側板のプレスでは側板の中央付近に補強突部が配置されるため、剪断変形には十分効果をもたらすが、曲げ座屈に対しては効果が低い。（２）ブームが大型化すると同様の効果を得るために補強突部も大きくする必要があり、加工も難しくなる。（３）下板の座屈強度を確保しようとすると下板の板厚が厚くなり、重量が大きくなってしまう。
【０００４】また、下板の座屈強度を上げ、しかもブーム本体の組立の溶接量を減らしたものとして、図８に示すクレーンブーム１０が実用化されている。深曲げされた上板１１と曲げ加工された下板１２の二部材より構成されるクレーンブーム（２ピースブーム）であって、下板１２に曲げ加工を施すことにより側板部１４の高さを減らし、かつ側板部１４よりも板厚の大きい下板１２の立ち上がりを高くすることで、側板部１４の座屈強度を高めることができているが、次のような改善要望がされていた。
【０００５】（１）下板１２の板厚が厚いため曲げ座屈に対しては効果が高いが、剪断座屈に対しては効果がやや低い。（２）側板部１４の座屈強度の最も厳しい部分にあわせて下板の立ち上がり長さを決定すると、重量の増加が大きくなる。（３）重量の制約が大きい場合には、部分的に補強を溶接することで重量の増加を抑えているが、溶接を行うことによりブームの歪みも大きくなり修正作業が必要となり多くの工数を要する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、実公昭６２−１９６７０に示されるクレーンブーム、及び図８に示すクレーンブームには上記のような解決すべき課題が残されていた。
【０００７】本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、基本的に下板の座屈強度が高くしかもブーム本体の組立の溶接量を減らすことのできる２ピースブームで構成しながら、ブーム側面に補強凹部あるいは凸部をプレス成形することによりさらに座屈強度を高め、ブーム断面の大型化・ブームの軽量化を図ろうとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願の請求項の発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【０００９】すなわち、請求項１の発明のクレーンブームは、多段伸縮ブームのクレーンブームであって、その断面形状を水平部および両側の垂直部からなる上部セクションと水平部および両側の立ち上がり部からなる下部セクションの２セクションから構成し、前記上部セクションの垂直部端縁と下部セクションの立ち上がり部端縁の両端縁を溶接して中空のブームを形成し、前記上部セクションの垂直部に長手方向に沿って間隔的に、ブーム内方又は外方へ突出するように矩形あるいは小判形の補強凹部をプレス成形したことを特徴としている。
【００１０】これにより、断面を深曲げされた上部セクションと曲げ加工された立ち上がり部を有する下部セクションの２部材より構成される２ピースブームにすることで座屈高さを小さくし、側板部の座屈強度を上げているうえに、上部セクションの垂直部に補強凹部をプレス成形することにより、補強を溶接で追加することなく座屈強度を向上させている。
【００１１】請求項２の発明のクレーンブームは、多段伸縮ブームのクレーンブームであって、その断面形状を水平部および両側の垂直部からなる上部セクションと水平部および両側の立ち上がり部からなる下部セクションの２セクションから構成し、前記上部セクションの垂直部端縁と下部セクションの立ち上がり部端縁の両端縁を突き合わせ、その突き合わせ部をブーム内方側から裏金を当て溶接して中空のブームを形成し、前記上部セクションの垂直部に長手方向に沿って間隔的かつブーム内方へ突出するように矩形あるいは小判形の補強凹部をプレス成形したことを特徴としている。
【００１２】これにより、断面を深曲げされた上部セクションと曲げ加工された立ち上がり部を有する下部セクションの２部材より構成される２ピースブームにすることで座屈高さを小さくし、側板部の座屈強度を上げているうえに、上部セクションの垂直部に補強凹部をプレス成形することにより、補強を溶接で追加することなく座屈強度を向上させている。また、この断面形状の製作には溶接のための裏金が必要であるが、裏金のあるブームの内方側に補強凹部を突出させることでブーム間のスペースを有効に利用できる。さらにこの断面形状のブームは反力により側板部が外側に変形しようとするため、補強凹部はその変形を抑えるのに効果的である。その上部セクションの曲げ加工を行う時にも、補強凹部が内側へ突出しているため、曲げ加工のじゃまにならない。側板部の中央付近に補強凹部が位置するため、剪断座屈に対しても効果が高いものとなっている。
【００１３】請求項３の発明のクレーンブームは、多段伸縮ブームのクレーンブームであって、その断面形状を水平部および両側の垂直部からなる上部セクションと水平部および両側の立ち上がり部からなる下部セクションの２セクションから構成し、前記上部セクションの垂直部端縁と下部セクションの立ち上がり部端縁の両端縁を突き合わせ、その突き合わせ部をブーム内方側から裏金を当て溶接して中空のブームを形成し、前記上部セクションの垂直部に長手方向に沿って間隔的かつブーム外方へ突出するように矩形あるいは小判形の補強凸部をプレス成形したことを特徴としている。
【００１４】これにより、断面を深曲げされた上部セクションと曲げ加工された立ち上がり部を有する下部セクションの２部材より構成される２ピースブームにすることで座屈高さを小さくし、側板部の座屈強度を上げているうえに、上部セクションの垂直部に補強凸部をプレス成形することにより、補強を溶接で追加することなく座屈強度を向上させている。さらにこの断面形状のブームは反力により側板部が外側に変形しようとするため、補強凸部はその変形を抑えるのに効果的である。側板部の中央付近に補強凸部が位置するため、剪断座屈に対しても効果が高いものとなっている。
【００１５】請求項４の発明のクレーンブームは、請求項２または３のクレーンブームにおいて、上記下部セクションの板厚を上記上部セクションの板厚よりも厚く構成したことを特徴としている。これにより、下板の座屈強度を高くしながらも全体を軽量にすることが可能となっている。
【００１６】請求項５の発明のクレーンブームは、請求項２、３または４のクレーンブームにおいて、上記下部セクションの水平部と立ち上がり部の間に斜め部を有することを特徴としている。これにより、さらに下板の座屈強度を高くするとともに、立ち上がり部の高さをおさえる事ができるのでさらに全体を軽量化することが可能となっている。
【００１７】請求項６の発明のクレーンブームは、請求項５のクレーンブームにおいて、上記上部セクションをその断面の水平部中央で２分割された部材を溶接し構成したことを特徴としている。これにより、上部セクションの製作にあたり、加工技術あるいは板取りを考慮した経済的に最適な構造が選択可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１に、本願の実施の形態に係るクレーンブームを搭載したラフテレーンクレーン２０を示す。３０は車両部２１に旋回自在に搭載された旋回台２２に起伏自在に枢着されているクレーンブームである。クレーンブーム３０は本件発明に係る断面形状を採用した各段のクレーンブーム３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…を伸縮自在に嵌挿して構成されている。図１に示されるようにクレーンブーム３０はその伸長状態において先端部に吊荷の負荷が掛かるためその断面には大きな曲げモーメントと剪断力が作用する。クレーンブーム３０はその断面の大きさに比較して薄肉の板材から製作されるため、座屈に対する強度を確保することが従来より要求され種々の工夫がなされてきたが、本願のクレーンブームはさらに座屈強度向上を目的とするものである。
【００１９】図２はクレーンブーム３０の一部の側面を詳細に見たものである。３１は上部セクション、３２は下部セクションであって、上部セクション３１には小判形の補強凹部３３がクレーンブーム３０の長手方向に沿って間隔的に設けられている。なお、補強凹部３３の形状は小判形に限られず矩形形状あるいは楕円形状などでも同様の効果を得ることができる。また補強凹部３３の大きさあるいはその間隔は図２の例に限られるものではない。
【００２０】図３は図２のクレーンブーム３０のＡ−Ａ断面図である。上部セクション３１は水平部３４と両側の垂直部３５から構成されている。下部セクション３２は水平部３６と両側の立ち上がり部３７および水平部３６と立ち上がり部３７の間の斜め部３８から構成されている。下部セクション３２の板厚ｔ２は上部セクション３１の板厚ｔ１よりも厚いものとなっている。上記上部セクション３１の垂直部３５端部と上記下部セクション３２の立ち上がり部３７端部の接合部のブーム内方には裏金３９が当てられ溶接により中空のブームが形成されている。上記上部セクション３１の垂直部３５にはブーム内方へ突出するように補強凹部３３がプレス成形されている。
【００２１】上記断面形状により下記の作用・効果が生まれるのである。（１）下部セクション３２の板厚を上部セクション３１の板厚よりも厚く構成したので下部セクションの座屈強度を高くしながらも全体を軽量にすることができる。（２）図８に示された従来の断面形状での側板部分１４に比較し厚い板厚からなる下部セクション３２の立ち上がり部３７が側板部分の一部を形成するため座屈が問題となる上部セクション３１の垂直部３５の座屈高さを小さくすることができる。（３）垂直部３５に補強凹部３３をプレス成形することにより、補強を溶接で追加することなしに座屈強度を向上させることができる。（４）下部セクション３２の水平部３６と立ち上がり部３７の間に斜め部３８を有することによりさらに下部セクションの座屈強度を高くするとともに、立ち上がり部３７の高さをおさえることができるのでさらに全体を軽量化することができる。
【００２２】また、上部セクション３１はその断面の水平部３４で２分割された部材を溶接し構成してもよい。その場合、上部セクション３１の製作にあたり、加工技術あるいは板取りを考慮した経済的に最適な構造を選択することが可能となるのである。
【００２３】図４は図３のクレーンブーム断面の側板部分の詳細図である。上部セクション３１の垂直部３５端部と下部セクション３２の立ち上がり部３７端部の接合部４０はその溶接のため裏金３９がブーム内方側に必要である。そのためブーム内面の基準面Ｄに対し、裏金の板厚Ｃ寸法だけ内方に裏金が突出してまうのは避けられない。本願発明では、上部セクション３１の垂直部３５に長手方向に沿って間隔的に補強凹部をプレス成形するため、上記基準面Ｄに対し寸法Ｂだけ補強凹部が内方に突出する構成となっている。このように、上記補強凹部３３を内方へ突出するようにし、裏金３９と同一側に突出するようにしたので、ブーム間のスペースを有効に利用することができるのである。
【００２４】図５はブーム間のスペースを有効に利用できることを説明するものである。セカンドブーム３０ｂとサードブーム３０ｃとの幅方向の間隔Ｅ寸法は溶接のため裏金３９により必要となる寸法であるが、上記説明したように補強凹部３３を内方へ突出するようにしたので、上記Ｅ寸法をさらに大きく取らなくてもよいのである。このことは内側のブームの幅寸法を外側のブームの幅寸法に対し最大に取りうることを示しており、ブームの強度あるいは剛性の向上に寄与するものである。
【００２５】図６はブーム３０の負荷時のブーム断面の形状変化を示すものである。伸縮ブーム先端で吊荷を吊り上げた際、各段ブームのラップ間では矢印で示す反力が発生する。外側ブーム下側先端と内側ブームとの接触部では上向きの矢印で示す反力が下部セクション３２の斜め部３８に作用する。内側ブーム上側後端と外側ブームの接触部では下向きの矢印で示す反力が上部セクションのコーナー部分に作用する。実際には両反力の作用点はブーム長手方向において、ほぼラップ寸法だけずれている。この時、ブーム断面の側板部は二点鎖線で示すように外側にふくらんで変形しようとする。しかし、上部セクション３１の垂直部３５にはブーム内方へ突出するように補強凹部３３をプレス成形しているので、上記変形を抑えるよう作用するのである。また、上部セクション３１の垂直部３５にはブーム外方へ突出するように補強凸部をプレス成形した場合も、同様の作用が得られるのである。
【００２６】図７は上部セクション３１のコーナー部を曲げ加工する時の工程を説明するものである。（１）は上部セクション３１がダイス上に載せられて、ポンチが下りてきて曲げ加工が開始する直前の状態を示している。補強凹部３３のプレス加工はコーナー部の曲げ加工がすんだあとでは不可能であるのですでに補強凹部３３のプレス成形がされたのち、突出部が上向きにされダイス上に載せられる。（２）ではさらにポンチが下がり上部セクション３１は大きなＲ形状に約９０度まげられている。このように、補強凹部３３をブーム内方へ突出するようにプレス成形している場合は、上部セクション３１の曲げ加工を行うときも、突出部が曲げの内側に位置するため加工のじゃまにならないのである。
【００２７】上記発明の実施の形態は下部セクション３２に斜め部３８を有するブーム断面を例に説明したが、ブームの幅が狭い時など、斜め部を有しない断面形状としてもよい。さらに、図３に示すブーム断面形状で下部セクション３２の座屈強度に余裕がない場合には下部セクション３２の曲げ個所を増やした多回曲げとすることも有効である。また、長手方向に沿っての矩形あるいは小判形の補強凹部あるいは凸部のプレス成形は等間隔でなく必要とされる座屈強度に合わせ必要最小限のピッチを維持しながらピッチを変化させてもよい。それにより、補強凹部あるいは凸部の個数を最適個数にできるため加工コストを低減することができるのである。
【００２８】
【発明の効果】以上の如く構成し作用することにより、本願発明のクレーンブームでは座屈強度を向上させているので、ブーム断面を薄板化することができ、重量を軽くすることができるのである。また、補強を追加することなく座屈強度を上げているので、同程度の強度を持たせるために補強を溶接する場合と比べると、溶接後の歪み取りの工数を低減できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の実施の形態に係るクレーンブームを搭載したラフタレーンクレーンの側面図である。
【図２】発明に係るクレーンブームの側面図である。
【図３】発明に係るクレーンブームの断面図である。
【図４】発明に係るクレーンブームの側板部分の詳細図である。
【図５】発明に係るクレーンブームのブーム間スペースを説明する図である。
【図６】発明に係るクレーンブームの負荷時の断面の形状変化を説明する図である。
【図７】発明に係るクレーンブームの上部セクションのコーナー部の曲げ加工の工程を説明する図である。
【図８】従来のクレーンブームの断面図である。
【符号の説明】
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ  クレーンブーム
３１  上部セクション
３２  下部セクション
３３  補強凹部
３４、３６  水平部
３５  垂直部
３７  立ち上がり部
３８  斜め部
３９  裏金