(57)【要約】【課題】ブーム部材を構成する鋼板の板厚を小さくするとともに、ブーム部材の座屈を抑制することのできる作業機械用ブームを提供する。【解決手段】ブーム部材４１は、板状部材を屈曲することにより、外周部に対して内側に突出する突出部５０が設けられた断面形状を有し、突出部５０は、ブーム部材４１の外周部から第１屈曲部５３を介して内側に延びる一対の側壁平坦部５１を有し、側壁平坦部５１は、ブーム部材４１の外周部に対して３０度から１２０度の角度の範囲内で内側に屈曲して延びている。これにより、ブーム部材４１の剛性が高められて座屈強度を向上させることが可能となるので、ブーム部材４１を構成する鋼板の板厚を小さくすることができ、ブーム部材４１の軽量化を図ることが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材を筒状に形成したブーム部材を備えた作業機械用ブームであって、
ブーム部材は、板状部材を屈曲することにより、外周部に対して内側または外側に突出する突出部が設けられた断面形状を有し、
突出部は、ブーム部材の外周部から屈曲部を介して内側または外側に延びる一対の側壁平坦部を有し、
側壁平坦部は、ブーム部材の外周部に対して３０度から１２０度の角度の範囲内で内側または外側に屈曲して延びている
ことを特徴とする作業機械用ブーム。
【請求項２】
突出部は、一対の側壁平坦部の先端を互いに接続する屈曲部と、を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械用ブーム。
【請求項３】
突出部は、一対の側壁平坦部の先端を互いに接続する接続平坦部を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械用ブーム。
【請求項４】
ブーム部材は、板状部材を屈曲することにより、多角形状の断面を有し、
突出部は、多角形の辺の中央部に設けられ、
接続平坦部の幅寸法は、多角形の辺における突出部の両側のそれぞれの幅寸法と略同一である
ことを特徴とする請求項３に記載の作業機械用ブーム。
【請求項５】
ブーム部材は、板状部材を屈曲することにより、多角形状の断面を有し、
突出部は、多角形の頂点を跨ぐ位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の作業機械用ブーム。
【請求項６】
ブーム部材の外周部に対する突出部の突出寸法は、屈曲部の曲率半径の２倍以上である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の作業機械用ブーム。
【請求項７】
突出部は、ブーム部材の外周部における、ブーム部材の先端部に対して負荷が作用した場合に圧縮応力が作用する部分に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の作業機械用ブーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばクレーン装置等、ブームを備えた作業機械に適用される作業機械用ブームに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の作業機械用ブームは、ブーム部材を構成する鋼板の板厚を小さくすることで、ブーム部材の軽量化を図っている。しかし、作業機械用ブームは、板厚を小さくすると、ブーム部材の剛性が低下するため、ブーム部材に大きな負荷が作用した場合に座屈しやすくなるという問題点がある。
【０００３】
そこで、座屈を抑制するためのブーム部材の構造として、板状部材を屈曲することによって、平坦部と屈曲部を交互に配置することによってブーム部材の断面形状を多角形状とし、ブーム部材の剛性を向上させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１０７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記作業機械用ブームでは、断面形状を多角形状とすることでブーム部材の剛性を向上させているが、ブーム部材を構成する鋼板の板厚をより小さくした場合に、ブーム部材の剛性も低下するため、依然としてブーム部材の座屈に対する強度の向上が求められている。
【０００６】
本発明の目的とするところは、ブーム部材を構成する鋼板の板厚を小さくするとともに、ブーム部材の座屈を抑制することのできる作業機械用ブームを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記目的を達成するために、板状部材を筒状に形成したブーム部材を備えた作業機械用ブームであって、ブーム部材は、板状部材を屈曲することにより、外周部に対して内側または外側に突出する突出部が設けられた断面形状を有し、突出部は、ブーム部材の外周部から屈曲部を介して内側または外側に延びる一対の側壁平坦部を有し、側壁平坦部は、ブーム部材の外周部に対して３０度から１２０度の角度の範囲内で内側または外側に屈曲して延びている。
【０００８】
これにより、ブーム部材の外周部が突出部によって補強されることから、ブーム部材の剛性が高められて座屈強度が向上する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ブーム部材の剛性が高められて座屈強度を向上させることが可能となるので、ブーム部材を構成する鋼板の板厚を小さくすることができ、ブーム部材の軽量化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態を示す移動式クレーンの側面図である。
【図２】ブーム部材の側面図である。
【図３】ブーム部材の正面断面図である。
【図４】ブーム部材の要部断面図である。
【図５】隣り合うブーム部材との納まりを示す正面断面図である。
【図６】他の突出部の例を示すブーム部材の正面断面図である。
【図７】他の突出部の例を示すブーム部材の正面断面図である。
【図８】他の突出部の例を示すブーム部材の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１乃至図５は、本発明の一実施形態を示すものである。
【００１２】
本発明の作業機械用ブームを備えた移動式クレーン１は、図１に示すように、一般の道路や作業エリア内を走行するための下部走行体１０と、下部走行体１０に対して水平方向に旋回自在に設けられた上部旋回体２０と、を備えている。
【００１３】
下部走行体１０は、前後方向に延びるキャリアフレームの前側及び後側の幅方向両側に設けられた車輪１１と、キャリアフレームの前端部及び後端部の幅方向両側に設けられたアウトリガ１２と、を備えている。
【００１４】
上部旋回体２０は、旋回サークル３０を介して下部走行体１０に連結された旋回台２１と、旋回台２１の幅方向一方に設けられた作業装置としてのクレーン装置２２と、旋回台２１の幅方向他方に設けられ、下部走行体１０の走行及びクレーン装置２２の操作を行うためのキャブ２３と、を備えている。
【００１５】
クレーン装置２２は、旋回台２１に対して起伏自在に設けられた伸縮ブーム４０を備えている。
【００１６】
伸縮ブーム４０は、筒状に形成された複数のブーム部材４１を有し、最先端側を除く各ブーム部材４１の内部に、それぞれ先端側に隣り合うブーム部材４１が収納されている。伸縮ブーム４０は、最先端側を除くブーム部材４１に対してそれぞれ先端側に隣り合うブーム部材４１が移動自在に構成され、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動する伸縮シリンダ及び起伏シリンダによって伸縮動作及び起伏動作を行う。
【００１７】
各ブーム部材４１は、図２及び図３に示すように、鋼板をプレス加工等によって屈曲することにより、断面形状が五角形の筒状に形成されている。各ブーム部材４１は、五角形の各辺に対応する部分として、上部を構成する上板部４１ａと、上板部４１ａの幅方向両側から下方に延びる一対の側板部４１ｂと、一対の側板部４１ｂの下端からそれぞれ幅方向中央部に向かって斜め下方に延びる一対の下板部４１ｃと、を有している。
【００１８】
一対の下板部４１ｃのそれぞれの幅方向中央部には、プレス加工等によって形成され、下板部４１ｃの幅方向両側に対して内側に突出する突出部５０が設けられている。
【００１９】
突出部５０は、下板部４１ｃからブーム部材４１の内側に延びる一対の側壁平坦部５１と、一対の側壁平坦部５１の先端を互いに接続する接続平坦部５２と、を有している。下板部４１ｃとそれぞれの側壁平坦部５１との間には、第１屈曲部５３が位置している。また、それぞれの側壁平坦部と接続平坦部との間には、第２屈曲部５４が位置している。
【００２０】
接続平坦部５２の幅寸法Ｗ１は、図４に示すように、突出部５０の両側の下板部４１ｃの幅寸法Ｗ２と略同一に形成されている。
【００２１】
それぞれの側壁平坦部５１は、下板部４１ｃに対して第１角度θ１の角度でブーム部材４１の内側に屈曲して延びている。また、接続平坦部５２は、側壁平坦部５１に対して第２角度θ２の角度で屈曲して延びている。第１角度θ１及び第２角度θ２は、それぞれ少なくとも７度以上であり、好ましくは３０度から１２０度の範囲内となっている。
【００２２】
また、突出部５０の下板部４１ｃに対する突出寸法Ｈは、第１屈曲部５３の外周側の曲率半径の２倍以上となっている。
【００２３】
以上のように構成された伸縮ブーム４０において、最先端側のブーム部材４１の先端から吊荷を吊り下げると、各ブーム部材４１には、先端側が下方に変位する方向に負荷が作用する。このとき、各ブーム部材４１には、曲げ応力が作用する。
【００２４】
曲げ応力が作用した各ブーム部材４１は、上側に引張応力が作用した状態となり、下側に圧縮応力が作用した状態となる。
【００２５】
本実施形態の各ブーム部材４１では、一対の下板部４１ｃが吊荷の負荷によって座屈が生じやすい部分となる。しかし、一対の下板部４１ｃは、突出部５０によって補強されて剛性が高められているため、圧縮応力が作用することによる座屈が抑制される。
【００２６】
また、突出部５０は、ブーム部材４１の内側に突出しており、図５に示すように、先端側に隣り合うブーム部材４１の突出部５０に対して係合しているため、先端側に隣り合うブーム部材４１の移動時のガイドとして利用される。
【００２７】
このように、本実施形態の作業機械用ブームによれば、ブーム部材４１は、板状部材を屈曲することにより、外周部に対して内側に突出する突出部５０が設けられた断面形状を有し、突出部５０は、ブーム部材４１の外周部から第１屈曲部５３を介して内側に延びる一対の側壁平坦部５１を有し、側壁平坦部５１は、ブーム部材４１の外周部に対して３０度から１２０度の角度の範囲内で内側に屈曲して延びている。
【００２８】
これにより、ブーム部材４１の剛性が高められて座屈強度を向上させることが可能となるので、ブーム部材４１を構成する鋼板の板厚を小さくすることができ、ブーム部材４１の軽量化を図ることが可能となる。
【００２９】
また、突出部５０は、一対の側壁平坦部５１の先端を互いに接続する接続平坦部５２を有している。
【００３０】
これにより、曲げ加工が困難な大きな角度に鋼板を屈曲する必要がなく突出部５０を形成することができるので、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００３１】
また、突出部５０は、ブーム部材４１の外周部に設けられた五角形の辺の中央部に設けられ、接続平坦部５２の幅寸法Ｗ１は、辺における突出部５０の両側のそれぞれの幅寸法Ｗ２と略同一である。
【００３２】
これにより、下板部４１ｃの全体にわたって剛性を高めることが可能となり、ブーム部材４１の座屈を効果的に抑制することが可能となる。
【００３３】
また、ブーム部材４１の外周部に対する突出部５０の突出寸法は、第１屈曲部５３の曲率半径の２倍以上である。
【００３４】
これにより、下板部４１ｃの全体にわたって偏りなく剛性を高めることが可能となり、ブーム部材４１の座屈をより効果的に抑制することが可能となる。
【００３５】
また、突出部５０は、ブーム部材４１の外周部における、ブーム部材４１の先端部に対して負荷が作用した場合に圧縮応力が作用する下板部４１ｃに設けられている。
【００３６】
これにより、ブーム部材４１に負荷が作用した場合に座屈が生じやすい部分の剛性を高めることが可能となり、ブーム部材４１の座屈を効果的に抑制することが可能となる。
【００３７】
尚、前記実施形態では、ブームを備えた作業機械として移動式クレーンを示したが、ブームを備えた作業機械であれば、高所作業車等の作業機械に本発明を適用することができる。
【００３８】
また、前記実施形態では、ブーム部材４１に負荷が作用したときに、ブーム部材４１の下側に圧縮応力が作用するクレーン装置２２の伸縮ブーム４０に本発明を適用したものを示したが、これに限られるものではない。例えば、穴掘建柱車のブームに本発明を適用した場合には、ブーム部材に負荷が作用したときに、ブーム部材の上側に圧縮応力が作用するため、ブーム部材の上側に本発明の突出部を形成すればよい。
【００３９】
また、前記実施形態では、複数のブーム部材４１を有する伸縮ブーム４０に本発明を適用したものを示したが、これに限られるものではなく、一のブーム部材からなるブームであっても、本発明を適用することが可能である。
【００４０】
また、前記実施形態では、ブーム部材４１の一対の下板部４１ｃからブーム部材４１の内側に突出する突出部５０を設けたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、図６に示すように、ブーム部材４１の一対の下板部４１ｃからブーム部材４１の外側に突出する突出部６０を設けるようにしても、前記実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００４１】
また、前記実施形態では、ブーム部材４１の一対の下板部４１ｃのそれぞれに突出部５０を設けたものを示したが、これに限られるものではない。例えば、図７に示すように、ブーム部材４１の一対の下板部４１ｃの間の頂点部分を跨ぐ位置に突出部７０を設けることで、一対の下板部４１ｃの剛性を同時に高めることが可能となり、前記実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００４２】
また、前記実施形態では、突出部５０を、一対の側壁平坦部５１と、一対の側壁平坦部５１の先端を接続する接続平坦部と、から形成したものを示したが、これに限られるものではない。例えば、図８に示すように、突出部８０を、一対の側壁平坦部８１と、一対の側壁平坦部８１の先端を互いに接続する屈曲部８２と、から形成してもよい。この場合、下板部４１ｃに対する側壁平坦部８１の角度θ３及び一方の側壁平坦部８１に対する他方の側壁平坦部８１の角度θ４がそれぞれ、３０度から１２０度の角度の範囲内であれば、前記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
４０…伸縮ブーム、４１…ブーム部材、４１ｃ…下板部、５０…突出部、５１…側壁平坦部、５２…接続平坦部、５３…第１屈曲部、５４…第２屈曲部、６０…突出部、７０…突出部、８０…突出部、８１…側壁平坦部、８２…屈曲部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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