(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状空間を有する外箱部材と、前記柱状空間に入れ子状に挿入される内箱部材と、前記内箱部材の後端部に取付けられて前記外箱部材の内面に摺接するスライド部材と、を備えるブームであって、
前記外箱部材の断面の上板部両端が下方へ折り曲げられて斜板部が形成されるとともに、前記スライド部材は、前記外箱部材の断面の前記斜板部の上下両曲げ部近傍のみに摺接するように単一の部材で形成されたものであることを特徴とするブーム。
【請求項２】
前記スライド部材は、前記ブームの軸方向と直交する方向の断面が、前記斜板部側に向いた面が凹んで形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のブーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高所作業車や移動式クレーンなどの作業車のブームに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高所作業車や移動式クレーンなどの作業車のブームとして、様々な断面形状を有するものが知られており、さらに外箱部材と内箱部材の間にスライド部材が配置されたものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、外箱部材と内箱部材の間に設置するスライド部材として、上面スライダと側面スライダとを備えており、それらがブーム長手方向（軸方向）に離れて取り付けられた構成が開示されている。この構成によれば、外箱部材が自由に弾性変形するため内部応力を抑えることができる。
【０００４】
また、特許文献２には、上部セクションと下部セクションとを溶接して中空のブームを形成し、上部セクションの垂直部に長手方向に沿って間隔をあけて矩形や小判型の補強凹部をプレス成形した構成が開示されている。この構成によれば、溶接量を減らしつつ座屈強度を高めて、ブーム断面の大型化とブームの軽量化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８０１５７３号公報
【特許文献２】特開２０００−１６７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１の構成では、上板部のスライドプレート反力が大きくなり疲労強度が問題となるため、板厚を厚くしたり補強板を貼ったりする必要があった。
【０００７】
また、前記特許文献２の構成では、強度は高くなるものの、上半部と下半部の二枚板構造となるため、加工に時間がかかるうえに費用も高くなるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、外箱部材の応力を分散できるうえに加工の容易なブームを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明のブームは、柱状空間を有する外箱部材と、前記柱状空間に入れ子状に挿入される内箱部材と、前記内箱部材の後端部に取付けられて前記外箱部材の内面に摺接するスライド部材と、を備えるブームであって、前記外箱部材の断面の上板部両端が下方へ折り曲げられて斜板部が形成されるとともに、前記スライド部材は、前記外箱部材の断面の前記斜板部の上下両曲げ部近傍のみに摺接するように単一の部材で形成されたものであることを特徴とする。
【００１０】
また、前記スライド部材は、前記外箱部材の断面の上板部に摺接する構成とすることができる。
【００１１】
さらに、前記スライド部材は、前記外箱部材の断面の側板部に摺接する構成とすることができる。
【００１２】
そして、前記スライド部材は、前記ブームの軸方向と直交する方向の断面が、前記斜板部側に向いた面が凹んで形成されたものであることができる。
【発明の効果】
【００１３】
このように、本発明のブームは、外箱部材と内箱部材とスライド部材とを備えるブームであって、外箱部材の断面の上板部両端が下方へ折り曲げられて斜板部が形成されるとともに、スライド部材は斜板部の上下両曲げ部近傍のみに摺接することで、外箱部材に生じる応力を分散できるうえに、外箱部材の外面に引張応力が生じるため亀裂が生じても目視によって確認しやすくなる。
【００１４】
また、スライド部材は、外箱部材の断面の上板部に摺接する構成とすることで、上板部の移動や変形を抑制して、ブームの縦方向の曲げに対する強度を高めることができる。
【００１５】
さらに、スライド部材は、外箱部材の断面の側板部に摺接する構成とすることで、側板部の移動や変形を抑制して、ブームの横方向の座屈に対する強度を高めることができる。
【００１６】
そして、スライド部材は、外箱部材の断面の斜板部の上下両曲げ部近傍のみに摺接する構成とすることで、斜板部の中央部を押圧しなくなるため、外箱部材の内面に引張応力が生じにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１のブームの構成を説明する断面図である。（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大して説明する拡大断面図である。
【図２】高所作業車の全体構成を説明する側面図である。
【図３】ブームの構成を説明する斜視図である。（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は力の作用図である。
【図４】外箱部材に発生する応力状態を説明する説明図である。
【図５】実施例２のブームの構成を説明する断面図である。（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大して説明する拡大断面図である。
【図６】実施例３のブームの構成を説明する断面図である。（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大して説明する拡大断面図である。
【図７】実施例４のブームの構成を説明する断面図である。（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大して説明する拡大断面図である。
【図８】実施例５のブームの構成を説明する側面図である。（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大して説明する拡大断面図である。
【図９】実施例５のブームの構成を分解して説明する分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１９】
まず、図２を用いて本発明のブーム１４を備える高所作業車１の全体構成を説明する。なお、本実施例では、本発明のブーム１４を備える作業車として高所作業車１について説明するが、これに限定されるものではなく、ラフテレーンクレーンなどの移動式クレーンにも本発明のブーム１４を適用できる。
【００２０】
本実施例の高所作業車１は、図２に示すように、走行機能を有する車両の本体部分である車体１０と、車体１０の前方に取付けられた走行用キャビン１１と、車体１０に旋回可能に取り付けられた旋回台１２と、旋回台１２に立設されたブラケット１３と、ブラケット１３に取り付けられたブーム１４と、車体１０の四隅に設けられた転倒防止用のアウトリガ９，・・・と、を備えている。
【００２１】
また、ブーム１４は、基端ブーム１７と中間ブーム１８と先端ブーム１９によって３段の入れ子式に構成されており、内部の伸縮シリンダ（不図示）を伸縮することによって伸縮できるようになっている。
【００２２】
この基端ブーム１７及び中間ブーム１８（先端ブーム１９も同様）は、図１に示すように、一枚の高張力鋼板をプレス加工により八角形の筒状に折り曲げ、上板部１７１，１８１の中央近傍で接合部を溶接によって繋ぎ合わせて形成される。
【００２３】
すなわち、基端ブーム１７及び中間ブーム１８（先端ブーム１９も同様）は、上半部を４回折り曲げるとともに、下半部も４回折り曲げることによって、全体として八角形断面に形成されている。
【００２４】
また、基端ブーム１７の基端側は、ブラケット１３に水平に設置された軸に搖動可能に取り付けられており、ブラケット１３と基端ブーム１７との間に架け渡された起伏シリンダ１６を伸縮することでブーム１４全体を起伏させることができる。
【００２５】
さらに、先端ブーム１９の先端側には、作業者が高所作業を行うために搭乗する作業台としてのバケット１５が左右に搖動自在に取り付けられている。
【００２６】
加えて、このブーム１４は、外箱部材としての基端ブーム１７と、この基端ブーム１７に入れ子状に挿入される内箱部材としての中間ブーム１８と、に加えて、中間ブーム１８の後部に取付けられて外側の基端ブーム１７の内面に摺接するスライド部材２，３，４と、を備えている。なお、外箱部材としての中間ブーム１８と内箱部材としての先端ブーム１９の間にも略同様のスライド部材が配置されるがここでは説明を省略する。
【００２７】
そして、本発明のブーム１４では、図１（ａ）に示すように、基端ブーム１７の断面の上板部１７１の両端が下方に折り曲げられて一対の斜板部１７４，１７４が左右対称に形成されるとともに、スライド部材２はこの斜板部１７４の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａに摺接している。
【００２８】
この斜板部１７４は、図１（ａ）に示すように、上板部１７１の両端を中央近傍に対して所定の折曲角度である４５°下側に折り曲げて形成される。なお、この折曲角度としては、３０°〜６０°であればある程度の応力分散効果を得ることができるが、略４５°にすることが好ましい。
【００２９】
また、断面の上部に配置されるスライド部材２は、図１（ｂ）に示すように、ナイロン等の合成樹脂や金属によって所定の長さと厚みを有する板状に形成されるもので、ビス（不図示）などによって中間ブーム１８の斜板部１８４に固定されている。
【００３０】
すなわち、このスライド部材２は、中間ブーム１８の基端ブーム１７に対する摩擦を減少させてスムーズに摺動できるように、基端ブーム１７と中間ブーム１８の間に形成された空隙の幅に相当するだけの厚みを有して形成されている。
【００３１】
そして、本実施例のスライド部材２は、図１（ｂ）に示すように、斜板部１７４において、曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａと、中央近傍１７４ｂと、の両方に摺動可能に接触している。
【００３２】
より詳細には、スライド部材２は、斜板部１７４の曲げ部１７６，１７７からやや内側の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａには摺接しているものの、折り曲げ位置である曲げ部１７６，１７７自体には接触していない。
【００３３】
さらに、スライド部材２は、ブーム軸方向については図３（ａ）に示すように、バケット１５からのモーメント荷重を基端ブーム１７に伝達できるように、中間ブーム１８の後端部近傍に取り付けられている。
【００３４】
したがって、ブーム１４の自重に加えて、図３（ｂ）に示すように、基端ブーム１７の先端近傍の下部のスライド部材５を支点としてＷ×ａ＝Ｒ２×ｂが成立するから、Ｒ２＝ａ／ｂ×Ｗの反力が基端ブーム１７の上部に集中して作用する。
【００３５】
なお、この斜板部１７４を上板部１７１の面方向に射影した曲げ幅Ｂと板厚ｔとの関係は、曲げ部加工性、摺接面圧、摺接作動性からＢ／ｔ＝５以上となるように構成することが好ましい。
【００３６】
さらに、側部に配置されるスライド部材３及び下部に配置されるスライド部材４は、それぞれビス（不図示）などによって中間ブーム１８の側板部１８３及び下部の斜板部１８５に取付けられている。
【００３７】
次に、本実施例のブーム１４の作用について説明する。
【００３８】
このように、本発明のブーム１４は、外箱部材としての基端ブーム１７と内箱部材としての中間ブーム１８とスライド部材２，３，４とを備えるブーム１４である。
【００３９】
このため、外箱部材としての基端ブーム１７と内箱部材としての中間ブーム１８との間の摩擦を減少させて、中間ブーム１８をスムーズに移動させることができる。
【００４０】
そして、基端ブーム１７の断面の上板部１７１両端が下方へ折り曲げられて斜板部１７４が形成されるとともに、スライド部材２は少なくとも斜板部１７４の上下両側の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａに摺接することで、基端ブーム１７に生じる応力を分散できるうえに、基端ブーム１７の外面に引張応力が生じるため亀裂が生じても目視によって確認しやすくなる。
【００４１】
つまり、図３（ｂ）に示すように、基端ブーム１７にはスライド部材２を通じて中間ブーム１８の基端部から上向き（内面から外面向き）の力が作用することになる。
【００４２】
そうすると、この力に反力を及ぼすために基端ブーム１７には、図４に示すような内部応力が発生する。なお、この図４の中で、斜板部１７４に描いた曲線は、引張応力度の等しい点を連ねた等引張応力度線であり、外面側から内面側に向かって引張応力度が徐々に減少していく様子を表している。
【００４３】
この図４に示すように、本実施例の斜板部１７４とスライド部材２とを備える構成によれば、従来のような曲げ部１７６，１７７内面側の引張応力は抑制され、斜板部１７４の中央近傍１７４ｂの外面側と曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａの外面側に引張応力が生じることになる。また、生じる引張応力の絶対値も従来に比べて小さいものとなっている。
【００４４】
これは、スライド部材２が斜板部１７４を斜めに押し上げることによって、上板部１７１と側板部１７３の両方を押し広げることになるため、どちらか一方を押す場合と比べて全体を均一に押すことになって内側が引張られないことによる。
【００４５】
このような作用から、疲労強度確保のために従来行われていた全体の板厚を厚くしたり部分的に補強板を貼ったりする方法を採用しなくてもよく、ブーム１４を構成する基端ブーム１７や中間ブーム１８を一枚板で製作することができる。
【００４６】
また、本願発明では、一枚板で製作するためプレス加工費、ひずみ取り、繋ぎ合わせの溶接（一箇所）を減らすことができるうえ、板厚を厚くしたり補強板を貼ったりする必要がなくなるため、軽量化を図りつつ、二枚板で製作する場合と比べてプレス加工、ひずみ取り、溶接に要する費用を抑制することができる。
【実施例２】
【００４７】
以下、図５を用いて、前記実施例とは別のスライド部材２Ａを備えるブーム１４について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００４８】
まず、構成について説明すると、本実施例のブーム１４では、図５（ａ）に示すように、基端ブーム１７の上板部１７１の両端が下方へ折り曲げられて斜板部１７４，１７４が形成されるとともに、スライド部材２Ａは斜板部１７４の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａに摺接している。
【００４９】
そして、このスライド部材２Ａは、図５（ｂ）に示すように、合成樹脂又は金属によって折り曲げた板状に形成されるもので、斜板部１７４に摺接する斜板摺接部２１と、斜板摺接部２１に対して４５°の角度をもって折り曲げられて上板部１７１に摺接する上板摺接部２２と、を一体に備えて形成されている。
【００５０】
したがって、スライド部材２Ａの斜板摺接部２１は、斜板部１７４において、曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａと、中央近傍１７４ｂと、の両方に摺動可能に接触している。
【００５１】
さらに、スライド部材２Ａの上板摺接部２２は、外箱部材としての基端ブーム１７の断面の上板部１７１に摺動可能に接触している。
【００５２】
次に、作用について説明すると、本実施例のブーム１４は、斜板部１７４が形成されるとともに、スライド部材２Ａは斜板部１７４の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａに摺接することで、基端ブーム１７に生じる応力を分散できるうえに、基端ブーム１７の外面に引張応力が生じるため亀裂が生じても目視によって確認しやすくなる。
【００５３】
加えて、スライド部材２Ａは、外箱部材としての基端ブーム１７の断面の上板部１７１に摺接する上板摺接部２２を有するため、上板部１７１の移動や変形を抑制して、ブーム１４の縦方向の曲げに対する強度を高めることができる。
【００５４】
なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。
【実施例３】
【００５５】
以下、図６を用いて、前記実施例とは別のスライド部材２Ｂを備えるブーム１４について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００５６】
まず、構成について説明すると、本実施例のブーム１４では、図６（ａ）に示すように、基端ブーム１７の上板部１７１の両端が下方へ折り曲げられて斜板部１７４，１７４が形成されるとともに、スライド部材２Ｂは斜板部１７４の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａに摺接している。
【００５７】
そして、このスライド部材２Ｂは、図６（ｂ）に示すように、合成樹脂又は金属によって折り曲げた板状に形成されるもので、斜板部１７４に摺接する斜板摺接部２１と、斜板摺接部２１に対して４５°の角度をもって折り曲げられて側板部１７３に摺接する側板摺接部２３、を一体に備えて構成されている。
【００５８】
したがって、スライド部材２Ｂの斜板摺接部２１は、斜板部１７４において、曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａと、中央近傍１７４ｂと、の両方に摺動可能に接触している。
【００５９】
さらに、スライド部材２Ｂの側板摺接部２３は、外箱部材としての基端ブーム１７の断面の側板部１７３に摺動可能に接触している。
【００６０】
次に、作用について説明すると、本実施例のブーム１４は、斜板部１７４が形成されるとともに、スライド部材２Ｂは斜板部１７４の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａに摺接することで、基端ブーム１７に生じる応力を分散できるうえに、基端ブーム１７の外面に引張応力が生じるため亀裂が生じても目視によって確認しやすくなる。
【００６１】
加えて、スライド部材２Ｂは、外箱部材としての基端ブーム１７の断面の側板部１７３に摺接する側板摺接部２３を有するため、側板部１７３の移動や変形を抑制して、ブーム１４の横方向の座屈に対する強度を高めることができる。
【００６２】
なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。
【実施例４】
【００６３】
以下、図７を用いて、前記実施例とは別のスライド部材２Ｃを備えるブーム１４について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００６４】
まず、構成について説明すると、本実施例のブーム１４では、図７（ａ）に示すように、基端ブーム１７の上板部１７１の両端が下方へ折り曲げられて斜板部１７４，１７４が形成されるとともに、スライド部材２Ｃは斜板部１７４の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａのみに摺接している。
【００６５】
そして、このスライド部材２Ｃは、図７（ｂ）に示すように、合成樹脂又は金属によって板状に形成されるもので、斜板部１７４に摺接する斜板摺接部２１と、この斜板摺接部２１の幅方向の中央近傍に設けた凹部２１ａと、を一体に備えて形成されている。
【００６６】
したがって、スライド部材２Ｃの斜板摺接部２１は、斜板部１７４において、曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａのみに摺動可能に接触しており、斜板部１７４の中央近傍１７４ｂには接触していない。
【００６７】
次に、作用について説明すると、本実施例のブーム１４は、斜板部１７４が形成されるとともに、スライド部材２Ｃは斜板部１７４の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａに摺接することで、基端ブーム１７に生じる応力を曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａにのみ負荷できるうえに、基端ブーム１７の外面に引張応力が生じるため亀裂が生じても目視によって確認しやすくなる。
【００６８】
加えて、スライド部材２Ｃは、外箱部材としての基端ブーム１７の断面の斜板部１７４の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａのみに摺接するため、曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａに荷重を伝達して外側に押し広げつつ中央近傍１７４ｂは押し広げないことで、基端ブーム１７の曲げ部１７６，１７７の内側に引張応力が生じにくくなる。
【００６９】
なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。
【００７０】
また、この実施例４では、スライド部材２Ｃは単一の部材として形成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、２枚に分割して形成されるものであってもよい。
【実施例５】
【００７１】
以下、図８，９を用いて、前記実施例とは別のスライド部材２Ｄを備えるブーム１４について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００７２】
まず、構成について説明すると、本実施例のブーム１４では、図８（ａ）に示すように、基端ブーム１７の上板部１７１の両端が下方へ折り曲げられて斜板部１７４，１７４が形成されるとともに、スライド部材２Ｄは斜板部１７４の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａに摺接している。
【００７３】
そして、このスライド部材２Ｄは、図８（ｂ），図９に示すように、合成樹脂又は金属によって板状に形成されて斜板部１７４に摺接する斜板摺接部２１と、中間ブーム１８に溶接されて斜板摺接部２１を支持する台座としてのリテーナ２４と、斜板摺接部２１と斜板部１７４との間隔を調整する薄い板状のシム２５，２６と、を備えている。
【００７４】
このリテーナ２４は、力を伝達する本体部の両側に直立部を有しており、この直立部にはボルト孔が設けられて、ボルト２７は斜板摺接部２１の端面に設けた長孔に係合するようになっている。
【００７５】
また、一方のシム２６には、板面の中央近傍に開口部２６ａが設けられており、反力を受けた斜板摺接部２１の中央近傍が内側に変形できるようになっている。
【００７６】
次に、作用について説明すると、本実施例のブーム１４は、斜板部１７４が形成されるとともに、スライド部材２Ｄは斜板部１７４の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａのみに摺接する。
【００７７】
シム２６には、中央近傍に開口部２６ａがあるため、スライド部材２Ｄは、反力を受けると中央近傍が窪むように変形して、外箱部材としての基端ブーム１７の断面の斜板部１７４の曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａにのみ反力を受けることになる。
【００７８】
そこで、基端ブーム１７に生じる応力を曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａにのみ負荷できるうえに、基端ブーム１７の外面に引張応力が生じるため亀裂が生じても目視によって確認しやすくなる。
【００７９】
このため、曲げ部近傍１７４ａ，１７４ａにのみ荷重を伝達して外側に押し広げつつ中央近傍１７４ｂは押し広げないことで、基端ブーム１７の曲げ部１７６，１７７の内側に引張応力が生じにくくなる。
【００８０】
なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。
【００８１】
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００８２】
例えば、前記実施例２，３では、斜板摺接部２１と、上板摺接部２２及び側板摺接部２３は一体に形成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、別部材として形成されてブーム１４軸方向にずらして配置することもできる。
【００８３】
また、前記実施例では、ブーム１４が基端ブーム１７、中間ブーム１８及び先端ブーム１９の３段で構成されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、２段であっても４段以上であっても本発明を適用可能である。
【００８４】
さらに、前記実施例では、ブーム１４の下半部が４回曲げられて全体として八角形断面に形成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、下半部の断面形状として３回曲げ、４回曲げ、５回曲げ以上の多点曲げであっても本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００８５】
１          高所作業車
１４        ブーム
１７        基端ブーム（外箱部材）
１７１      上板部
１７４      斜板部
１７４ａ    曲げ部近傍
１７４ｂ    中央近傍
１８        中間ブーム（内箱部材）
１８１      上板部
１８４      斜板部
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ  スライド部材
２１        斜板摺接部
２１ａ      凹部
２２        上板摺接部
２３        側板摺接部
２４        リテーナ
２５        シム
２６        シム
２６ａ      開口部
３，４，５  スライド部材
【図１】
0005570206.tif 000002
【図２】
0005570206.tif 000003
【図３】
0005570206.tif 000004
【図４】
0005570206.tif 000005
【図５】
0005570206.tif 000006
【図６】
0005570206.tif 000007
【図７】
0005570206.tif 000008
【図８】
0005570206.tif 000009
【図９】
0005570206.tif 000010