(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームに旋回可能に搭載された旋回台上に対向して立設され、且つクレーン装置のブームを起伏可能に支持する一対の支持フレームと、
前記ブームを起伏させる複数のブーム起伏シリンダの基底部を支持したブーム起伏シリンダ支持体と、
前記ブーム起伏シリンダ支持体の両端夫々に設けられ、前記旋回台から上方に離間された状態で前記ブーム起伏シリンダ支持体を前記一対の支持フレームに夫々回転可能に取り付ける連結部と、
を具備したことを特徴とするブーム起伏シリンダ支持装置。
【請求項２】
前記連結部は、任意の平面内で前記支持フレームに対して回転または傾くことができる自在継手を構成していることを特徴とする請求項１に記載のブーム起伏シリンダ支持装置。
【請求項３】
前記ブーム起伏シリンダの基底部を前記ブーム起伏シリンダ支持体に支持する支持部は、前記ブーム起伏シリンダ基底部における取付面の中心を含む領域でのみブーム起伏シリンダ基底部と接触して前記ブーム起伏シリンダを支持することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブーム起伏シリンダ支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブームを起伏させるシリンダを支持するためのブーム起伏シリンダ支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自走式クレーンは、図４に示すように、車体フレーム１０７上に旋回可能に取り付けられた旋回台１０６を有し、この旋回台１０６上にブーム１０４を含むクレーン装置を備えている。
【０００３】
ブーム１０４は、旋回台１０６上に立設された互いに対向する一対の支持フレーム１０５，１０５間で起伏可能に支持されている。具体的には、各支持フレーム１０５の後方側上端部にブームフート部１０８が設けられ、これらのブームフート部１０８でブーム１０４の起伏（回動）中心となるピンの両端が支持されている。
【０００４】
このように起伏可能に支持されたブーム１０４は、油圧作動の起伏シリンダ１０１によって積極的に起伏される。この場合、起伏シリンダ１０１は、ブームフート部１０８の前方側に位置する支持フレーム１０５，１０５の部位に設けられた起伏シリンダフート部１１２に傾動可能に取付けられている。
【０００５】
ところで、クレーンの大型化に伴ってブーム１０４の重量が増大すると、その重量を支えてブーム１０４を起伏させる起伏シリンダ１０１は、複数本、例えば図５に示すように２本必要となる。２本の起伏シリンダ１０１，１０１によってブーム１０４を起伏させる場合、起伏シリンダ１０１，１０１は、従来、例えば図６に示すような状態で支持フレーム１０５，１０５に取り付けられている。
【０００６】
すなわち、各起伏シリンダ１０１，１０１は、支持フレーム１０５，１０５間の左右に位置され、別個の支持シャフト１１１，１１１によって個別に支持される。この場合、各起伏シリンダ１０１，１０１を支持する支持シャフト１１１，１１１は、その一端がいずれかの支持フレーム１０５によって支持され、他端が旋回台１０６上に固着されたブラケット１１０によって支持される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、起伏シリンダ１０１によってブーム１０４を支持する（起伏させる）場合、起伏シリンダ１０１には、ブーム１０４の重量（あるいは、ブーム１０４の重量およびブーム１０４によって吊り上げられた吊り荷の重量Ｗ）に伴う圧縮荷重が軸方向に作用する。一般に、圧縮荷重が所定の限界値（座屈荷重）を越えると、起伏シリンダ１０１が座屈するが、クレーン装置にあっては、こうした座屈が生じないよう強度上において何等かの対策が必要であることは言うまでもない。
【０００８】
また、これに関連した問題として考えるべきことは、起伏シリンダ１０１の軸方向に作用する圧縮荷重が座屈荷重を越えない場合でも、起伏シリンダ１０１を支持する構造物に何等かの変形が生じて起伏シリンダ１０１にその軸心からそれる偏心荷重が加わった場合には、起伏シリンダ１０１が座屈し（あるいは、曲げられ）易くなるということである。したがって、起伏シリンダ１０１を支持する部分では、起伏シリンダ１０１の中心軸から大きく荷重がずれないよう、すなわち、起伏シリンダ１０１にできるだけ偏心荷重が作用しないような構造上の対策が必要となる。
【０００９】
起伏シリンダ１０１を支持する構造物の変形の主たるものは、支持フレーム１０５および旋回台１０６の変形である。図４からも分かるように、一般に、支持フレーム１０５，１０５は旋回台１０６上にその前部が固着された状態で立設されており、支持フレーム１０５，１０５から長く延びるブーム１０４の重量によって支持フレーム１０５，１０５の後方上端部（ブームフート部１０８の近傍）に上向きの引張力が作用し、また、起伏シリンダ１０１に作用する圧縮荷重によって支持フレーム１０５，１０５の起伏シリンダフート部１１２の近傍に下向きの押圧力が作用する。そして、支持フレーム１０５，１０５に加わるこうした力によって、旋回台１０６は支持フレーム１０５，１０５間の部位が上方に撓む（盛り上がる）ような微小変形を起こし、また、これに伴って、支持フレーム１０５，１０５も外側に開くような微小変形を起こす。なお、支持フレーム１０５，１０５と旋回台１０６のこうした変形を極端に示した状態が図６に一点鎖線で示されている。
【００１０】
こうした支持フレーム１０５および旋回台１０６の変形によって起伏シリンダ１０１に偏心荷重が極力作用しないような構造上の対策を起伏シリンダ１０１を支持する部分で講じる必要があることは前述した通りであるが、図６に示された従来のシリンダ支持構造では、左右に偏って配置された２本の起伏シリンダ１０１，１０１の両端が個別に支持され且つ支持要素であるブラケット１１０が変形の主体となる旋回台１０６に固着されていることから、以下に述べるような幾つかの問題が生じる。
【００１１】
すなわち、前述したように、支持フレーム１０５，１０５間の旋回台１０６の部位が上方に撓む（盛り上がる）ような微小変形を起こすと、図６の一点鎖線で示すように、旋回台１０６に固着されたブラケット１１０も旋回台１０６とともに上方に変位する。そして、このブラケット１１０の変位によって起伏シリンダ１０１の起点（支点）が外側に移動され、この移動に伴う力が起伏シリンダ１０１に対しては偏心荷重として作用する。このように起伏シリンダ１０１の起点が変動して長尺な起伏シリンダ１０１に偏心荷重が作用することは、非常に好ましくなく、起伏シリンダ１０１の座屈を助長する結果となる。
【００１２】
こうした問題は、図６に示すように、起伏シリンダ１０１を２本（あるいはそれ以上）設けた場合において生じる特有のものである。すなわち、起伏シリンダ１０１が１本である場合には、旋回台１０６の上方への撓みの山の部分となる支持フレーム１０５，１０５間の略中央部位に起伏シリンダ１０１を位置させ、この部位で起伏シリンダ１０１の両端を支持すれば、起伏シリンダ１０１の両側で旋回台１０６の撓み量が略均等であることから、起伏シリンダ１０１の起点の左右への変動を防止でき、起伏シリンダ１０１に偏心荷重が作用することを防止できる。つまり、旋回台１０６の撓みが起伏シリンダ１０１に対して偏心荷重にならない。しかし、起伏シリンダ１０１が２本である場合には、旋回台１０６の上方への撓みの山の部分となる支持フレーム１０５，１０５間の中央に２本の起伏シリンダ１０１，１０１を位置させることができず、したがって、各起伏シリンダ１０１，１０１を支持フレーム１０５，１０５間の左右のいずれかに偏って位置するしかなく、また、旋回台１０６の上方への撓みの山の部分の近傍にブラケット１１０，１１０が位置される結果となるため、旋回台１０６の撓みの影響が起伏シリンダ１０１，１０１に大きく作用して起伏シリンダ１０１，１０１の起点の変動が大きくなる。これにより、起伏シリンダ１０１，１０１の座屈の危険性が大きくなる。
【００１３】
また、起伏シリンダ１０１，１０１によってブーム１０４を支持する（起伏させる）際、支持フレーム１０５，１０５には、その断面に平行な内力、すなわち、ブーム１０４の重量に伴う上向きの引張力によって生じる上向きの剪断力と、起伏シリンダ１０１に作用する圧縮荷重に伴う下向きの押圧力によって生じる下向きの剪断力とが、互いに偶力をなすように作用する。このように互いに相反する剪断力の釣り合いがとれていない場合には、当然のことながら、支持フレーム１０５，１０５に大きな剪断変形が生じて、支持フレーム１０５，１０５が剪断破壊を起こし易くなる。したがって、支持フレーム１０５に上向きの引張力を作用させるブーム荷重の反力が起伏シリンダ１０１に作用する圧縮荷重であることを考えれば、理想的には、起伏シリンダ１０１の圧縮荷重に伴う下向きの力の全てを直接に支持フレーム１０５に作用させ、それに伴って支持フレーム１０５に生じる下向きの剪断力によって、ブーム１０４の引張力によって支持フレーム１０５に作用する上向きの剪断力をキャンセルすること（互いに相反する上下方向の剪断力の釣り合いをとること）が望ましい。
【００１４】
しかしながら、図６の支持構造では、起伏シリンダ１０１に作用する圧縮荷重がブラケット１１０側と支持フレーム１０５側とに分配されるため、起伏シリンダ１０１の圧縮荷重の全てが支持フレーム１０５に直接に伝搬されず、支持フレーム１０５に作用する前記上向きの剪断力を起伏シリンダ１０１の圧縮荷重に伴う下向きの剪断力でうまくキャンセルすることができない。
【００１５】
また、ブラケット１１０を通じて旋回台１０６に下向きに作用する押圧力により、旋回台１０１の撓み状態が非常に複雑となる。したがって、構造上非常に好ましくないとともに、起伏シリンダ１０１の座屈条件を求めることが難かしくなる。
【００１６】
さらに、起伏シリンダ１０１に作用する非常に大きな圧縮荷重を支持するために、ブラケット１１０にはかなりの剛性が要求され、結果的にブラケット１１０の重量がかなり重くなる。これは、軽量化が望まれるクレーン装置にとって非常に好ましくない。
【００１７】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、支持フレームおよび旋回台の変形によって起伏シリンダに偏心荷重が極力作用しないように複数の起伏シリンダを支持するとともに、起伏シリンダに作用する圧縮荷重を直接に支持フレームに作用させて支持フレームにおける剪断力の釣り合いを理想的に実現し得る軽量なブーム起伏シリンダ支持体を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車体フレームに旋回可能に搭載された旋回台上に対向して立設され、且つクレーン装置のブームを起伏可能に支持する一対の支持フレームと、
前記ブームを起伏させる複数のブーム起伏シリンダの基底部を支持したブーム起伏シリンダ支持体と、
前記ブーム起伏シリンダ支持体の両端夫々に設けられ、前記旋回台から上方に離間された状態で前記ブーム起伏シリンダ支持体を前記一対の支持フレームに夫々回転可能に取り付ける連結部と、
を具備したことを特徴とするブーム起伏シリンダ支持装置である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。
図１ないし図３は本発明の一実施形態を示している。図１および図３（図１のＢーＢ線に沿う断面図）に示すように、本実施形態に係るブーム起伏シリンダ支持体１０の本体は、互いに対向する一対の横方向側板１０ａ，１０ｂと、横方向側板１０ａ，１０ｂに対して略直角に延びる一対の縦方向側板１０ｅ，１０ｆと、上板１０ｃおよび底板１０ｄとからなり、これらの板を互いに溶着することによって略箱型に形成されて成るものである。この場合、上板１０ｃおよび底板１０ｄの両側端部は、横方向側板１０ａ，１０ｂの側方に突出して延びるフランジ部１１ａ，１１ｂ（１３ａ，１３ｂ）を形成している。なお、上板１０ｃ（底板１０ｄ）は、フランジ部１１ａ，１１ｂ（１３ａ，１３ｂ）のいずれか一方を形成する互いに別個の離間する二部材から構成されていても良い。この場合には、上板１０ｃ（底板１０ｄ）の長手方向に沿って大きな開口が形成される。
【００２０】
図１に示すように、略箱型のシリンダ支持体１０は、互いに離間して対向する一対の支持フレーム２，２間に架設されている。この場合、支持フレーム２，２は、例えば図５に示された支持フレーム１０５，１０５と同様に、自走式クレーンの車体フレーム上に旋回可能に取り付けられた旋回台    ５０上に立設されている。つまり、シリンダ支持体１０は、旋回台５０から上方に離間された状態で、その両端が支持フレーム２，２に支持されているものである。
【００２１】
具体的には、シリンダ支持体１０は、その本体の両側から延びる支持シャフト２２，２２を介して、支持フレーム２，２に回転可能に支持されている。すなわち、各支持シャフト２２，２２の一端側は、シリンダ支持体１０内に各支持シャフト２２，２２に対応して設けられたシャフト取付板１９の取付穴１９ａに固定的に取り付けられている。また、各支持シャフト２２，２２の他端側は縦方向側板１０ｅ，１０ｆを通じて外部に突出して延びており、その突出する部位の外周には球面を有する連結体２０ｂが固定的に取り付けられている。そして、支持シャフト２２，２２は、この連結体２０ｂの球面を介して、支持フレーム２，２に設けられた軸受部２０ａに回転可能に軸支されている。すなわち、軸受部２０ａと連結体２０ｂは、任意の平面内で回転または傾くことができる球関節を持ったボールジョイント、つまり自在継手２０を構成している。
【００２２】
クレーン装置のブームを起伏させる一対のブーム起伏シリンダ４，４（油圧作動）がシリンダ支持体１０の上板１０ｃに固定的に取り付けられている。具体的には、起伏シリンダ４，４の底部取付面とシリンダ支持体１０の上板１０ｃとの間に所定の厚さの当接板１８を介在させ、この当接板１８をこれらの間で挟み込むようにして起伏シリンダ４，４をシリンダ支持体１０に対して固定している。
【００２３】
この場合、当接板１８は、起伏シリンダ４，４の中心を通って、上板１０ｃの幅方向（縦方向側板１０ｅ，１０ｆと略平行な方向）に沿って一杯に延びている（図２（図１のＡーＡ線に沿う断面図）参照）。また、図１に示すように、当接板１８の幅は、極力狭く設定されており、起伏シリンダ４，４がその底部取付面の狭い領域でのみ当接板１８と接するようになっている。
【００２４】
また、シリンダ支持体１０に対する起伏シリンダ４の固定は、２つの固定ボルト１２ａ，１２ｂによってなされる。固定ボルト１２ａ，１２ｂは、シリンダ支持体１０の底板１０ｄのフランジ部１３ａ，１３ｂを貫通して横方向側板１０ａ，１０ｂの外側を上方に延び、その先端側が上板１０ｃのフランジ部１１ａ，１１ｂとこれに接する当接板１８とを貫通して起伏シリンダ４の底部取付面に捩じ込まれている。
【００２５】
つまり、起伏シリンダ４，４とシリンダ支持体１０は、起伏シリンダ４，４の底部取付面と上板１０ｃとの間で当接板１８を挟み込むようにして、起伏シリンダ４，４の底部取付面の周縁部の２箇所（具体的には、互いに周方向に略１８０度離間する周縁部の２箇所）に捩じ込まれた固定ボルト１２ａ，１２ｂにより、締結されている。
【００２６】
また、起伏シリンダ４，４に圧油を供給する配管４０，４０が例えば起伏シリンダ４，４間の空間を通じて延びている。これらの配管４０，４０の一端側はバルブ（図示せず）を介して油圧供給源に接続されている。また、配管４０，４０の他端側は、例えばシリンダ支持体１０の上板１０ｃ側からシリンダ支持体１０内に導入され、起伏シリンダ４，４の底部に形成された油供給ポート３１に口金３２を介して接続されている。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態のブーム起伏シリンダ支持体１０は、旋回台５０から上方に離間された状態で、その両端が支持フレーム２，２に支持されている。したがって、旋回台５０の撓みによる影響がシリンダ支持体１０に直接作用することがなく、シリンダ支持体１０によって支持される起伏シリンダ４，４に偏心荷重が作用することを極力防止することができる。
【００２８】
すなわち、前述したように、支持フレーム２，２には、ここから長く延びるブームの重量によって上向きの引張力が作用し、また、起伏シリンダ４，４に作用する圧縮荷重によって下向きの押圧力が作用する。そして、支持フレーム２，２に加わるこうした力によって、旋回台５０は支持フレーム２，２間の部位が上方に撓む（盛り上がる）ような微小変形を起こし、また、これに伴って、支持フレーム２，２も外側に開くような微小変形を起こす。このように支持フレーム２，２および旋回台５０が変形する場合にあっては、図６の従来の支持構造のように旋回台に固着されたブラケットによって起伏シリンダを支持すると、起伏シリンダに旋回台の変形の影響が直接に作用してしまい、起伏シリンダにはその起点を大きく変動させる偏心荷重が作用することとなる。しかしながら、本実施形態のシリンダ支持体１０は、旋回台５０に固着されることなく、旋回台５０から上方に離間された状態でその両端が支持フレーム２，２に支持されているため、旋回台５０の上方への撓みの影響を殆ど受けることなく、２本の起伏シリンダ４，４を安定して支持することができる。したがって、起伏シリンダ４，４が偏心荷重によって座屈することを極力防止することができる。
【００２９】
また、前述したように、起伏シリンダ４，４によってブームを支持する（起伏させる）際、支持フレーム２，２には、ブームの重量に伴う上向きの引張力によって生じる上向きの剪断力と、起伏シリンダ１０１に作用する圧縮荷重に伴う下向きの押圧力によって生じる下向きの剪断力とが、互いに偶力をなすように作用する。このように互いに相反する剪断力の釣り合いがとれていない場合には、支持フレーム２，２に大きな剪断変形が生じて、支持フレーム２，２が剪断破壊を起こし易くなる。しかしながら、本実施形態の起伏シリンダ支持体１０は、支持フレーム２，２にのみ直接に支持されているため、起伏シリンダ４，４の圧縮荷重（支持フレーム２，２に上向きの引張力を作用させるブーム荷重の反力）に伴う下向きの力の全てを直接に支持フレーム２，２に作用させることができ、それに伴って支持フレーム２，２に生じる下向きの剪断力により、ブームの引張力によって支持フレーム２，２に作用する上向きの剪断力をほぼキャンセルすることができる。つまり、起伏シリンダ支持体１０は、起伏シリンダ４，４に作用する圧縮荷重を直接に支持フレーム２，２に作用させて、支持フレーム２，２における剪断力の釣り合いを理想的に実現し得る。
【００３０】
また、本実施形態の起伏シリンダ支持体１０は、１本の中実な軸ではなく、その本体が略箱型に形成されている。これは、仮に起伏シリンダ支持体１０を１本の中実な軸として形成すると、２本の起伏シリンダ４，４を備えるような大型のクレーン車にあっては、軸の長さが長くなってその重量が大きくなってしまい、クレーンの軽量化を図ることができないためである。本実施形態の起伏シリンダ支持体１０のように箱型に形成すれば、軽量な支持体を構成することができる。実際に、箱型のシリンダ支持体１０と、１本の中実なシャフトからなるシリンダ支持体（ボスなどの付設要素も含む）とを比較したところ、箱型のシリンダ支持体１０の方が十分に軽いことが判明した。
【００３１】
また、本実施形態の起伏シリンダ支持体１０は自在継手２０によって支持フレーム２，２に取り付けられている。したがって、起伏シリンダ４，４に作用する圧縮荷重等によって起伏シリンダ支持体１０が変形（あるいは旋回台５０の変形等によって支持フレーム２，２が変形）して支持シャフト２２，２２の軸心が軸受部２０ａの軸心に対してずれた場合でも、自在継手２０の作用により、支持シャフト２２，２２（起伏シリンダ支持体１０）の滑らかな回転が可能となり、ブーム起伏時に生じる起伏シリンダ４，４の起伏動作が妨げられることがない。
【００３２】
また、本実施例の起伏シリンダ支持体１０は当接板１８を介した極力狭い領域でのみ起伏シリンダ４，４と接しているため、起伏シリンダ支持体１０が撓んでも、その影響が殆ど起伏シリンダ４，４に作用せず、したがって、起伏シリンダ支持体１０の撓みによって起伏シリンダ４，４に偏心荷重が作用することを極力防止できる。
【００３３】
なお、起伏シリンダ支持体１０は箱型にすることにより若干撓み易くなる傾向があるが、この点は前記自在継手２０の作用により補われるとともに、起伏シリンダ支持体１０と起伏シリンダ４，４との接触面積が小さいこと、また、ブーム起伏シリンダ４，４自体が油の圧縮性によりある程度伸縮することから、仮にシリンダ支持体１０に撓みが生じても問題にはならない。無論、起伏シリンダ支持体１０を、箱型に形成することなく、例えば「エ」もしくは「Ｉ」の字型に形成しても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のブーム起伏シリンダ支持体は、支持フレームおよび旋回台の変形によって起伏シリンダに偏心荷重が極力作用しないように複数の起伏シリンダを支持することができ、起伏シリンダに作用する圧縮荷重を直接に支持フレームに作用させて支持フレームにおける剪断力の釣り合いを理想的に実現し得る軽量なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るブーム起伏シリンダ支持体の側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】ブームとこれを起伏させる起伏シリンダとを支持するための支持構造を示す図である。
【図５】２本の起伏シリンダを備えるクレーン装置の斜視図である。
【図６】ブーム起伏シリンダ支持体の従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
２…支持フレーム
４…起伏シリンダ
１０…ブーム起伏シリンダ支持体
１８…当接板（支持部）
２２…支持シャフト（連結部）
５０…旋回台
【図１】
0003616207.tif 000002
【図２】
0003616207.tif 000003
【図３】
0003616207.tif 000004
【図４】
0003616207.tif 000005
【図５】
0003616207.tif 000006
【図６】
0003616207.tif 000007