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JP2006021877A - Telescopic boom - Google Patents

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JP2006021877A
JP2006021877A JP2004201423A JP2004201423A JP2006021877A JP 2006021877 A JP2006021877 A JP 2006021877A JP 2004201423 A JP2004201423 A JP 2004201423A JP 2004201423 A JP2004201423 A JP 2004201423A JP 2006021877 A JP2006021877 A JP 2006021877A
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boom
section
lower section
shape
telescopic boom
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JP2004201423A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Murayama
裕二 村山
Kunihiro Arima
邦裕 有馬
Kazufumi Miyake
和文 三宅
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Tadano Ltd
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Tadano Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a telescopic boom, capable of improving resistance to buckling at a lower section of a boom without causing problems in conventional devices such as a larger change ratio of boom cross sectional size when combined in a case of addition of a reinforcement member to the lower section of the boom, and increase in manufacturing manhours or cost due to longer welding required. <P>SOLUTION: The lower section 22 of a boom 20 for each stage for composing a telescopic boom has a cross section in a roughly U-shaped form by use of a continuous plate member. On the part of the roughly U-shaped form of the lower section 22, a small sectional part 27 is formed in a separate form from the roughly U-shaped form. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、移動式クレーンあるいは高所作業車等の作業車に用いられる伸縮ブームであって、特に座屈強度に優れた断面形状を有する伸縮ブームに関するものである。   The present invention relates to a telescopic boom used for a work vehicle such as a mobile crane or an aerial work vehicle, and particularly to a telescopic boom having a cross-sectional shape with excellent buckling strength.

移動式クレーンあるいは高所作業車等の作業車は少しでも作業可能な高さを高くしてほしいという要望に答えるため、その伸縮ブームの全伸長時の長さが長くなる傾向にある。その一方、作業車の総重量は公道を走行する車両を規制する法律等によって所定の重量以下になるよう押さえられているため、伸縮ブーム全体の重量を増やすことができない。したがって、伸縮ブームを構成する各段のブームは長手方向の単位長さ当たりの重量を軽量化しつつ、伸縮ブーム全伸長時の長さを長くせざるを得ない。   Work vehicles such as mobile cranes and aerial work platforms tend to increase the length of the telescopic boom when it is fully extended in order to respond to the desire to increase the workable height. On the other hand, since the total weight of the work vehicle is suppressed to a predetermined weight or less by a law or the like that regulates a vehicle traveling on a public road, the weight of the entire telescopic boom cannot be increased. Therefore, the booms of the respective stages constituting the telescopic boom must be lengthened when the telescopic boom is fully extended while reducing the weight per unit length in the longitudinal direction.

上記要請に応えるため、ブームに使用する鋼板の板厚を薄くし、材料を従来よりもさらに高応力まで使用できる高張力鋼板が採用されるようになっている。そのため、ブーム断面の圧縮応力が発生する側の座屈に対する強度が問題となってきた。   In order to meet the above requirements, a high-tensile steel sheet that can reduce the thickness of the steel sheet used for the boom and can use the material to a higher stress than before has been adopted. Therefore, the strength against buckling on the side where the compressive stress of the boom section is generated has been a problem.

上述した問題を解決するものとして、近年伸縮ブームを構成する各段ブームの下部セクションの断面が連続した板材により略U字形状に形成されるものが現れてきた(例えば、特許文献1参照。)。図1は特許文献1に記載された伸縮ブームから1つのブームの断面形状を取り出して説明するものである。ブーム1の下部セクション2は大きな円弧状の部分3、5と当該円弧状部分3、5に挟まれた直線部分4とから構成されている。係る下部セクションの形状とすることにより、圧縮応力が発生する下部セクション2のうちの円弧状部分3、5が座屈しにくい形状であるため、下部セクション2全体の座屈強度も高いものとなっている。   In order to solve the above-described problem, in recent years, a material in which a section of a lower section of each stage boom constituting the telescopic boom is formed into a substantially U-shape by a continuous plate material has appeared (for example, see Patent Document 1). . FIG. 1 explains the cross-sectional shape of one boom from the telescopic boom described in Patent Document 1. FIG. The lower section 2 of the boom 1 is composed of large arc-shaped portions 3 and 5 and a linear portion 4 sandwiched between the arc-shaped portions 3 and 5. By adopting the shape of the lower section, since the arc-shaped portions 3 and 5 of the lower section 2 where compressive stress is generated are difficult to buckle, the buckling strength of the entire lower section 2 is also high. Yes.

さらに、各段ブームの下部セクションの断面形状を略U字形状とするものとして、図2に示す特許文献2に記載されたものも提案されている。ブーム10の下部セクション11はその小径部分が下部セクション11の最下点部12となる楕円形状となっている。すなわち、最下点部12の曲率R1が最小であって、当該最下点部12を離れるにしたがって下部セクションの断面の曲率はR2、R3とだんだんと大きくなるようになっている。座屈に対しては上記曲率が小さいほど当該部分の強度が大きいことから、圧縮応力が最大となる下部セクション11の最下点の曲率が最小となる特許文献2の断面形状は非常に合理的なものである。
特許第2828779号公報(第7図) EP0499208B1号公報(第2図)
Furthermore, what was described in patent document 2 shown in FIG. 2 as what makes the cross-sectional shape of the lower section of each step boom into a substantially U shape is also proposed. The lower section 11 of the boom 10 has an elliptical shape with a small diameter portion serving as the lowest point portion 12 of the lower section 11. That is, the curvature R1 of the lowest point portion 12 is the smallest, and the curvature of the cross section of the lower section gradually increases as R2 and R3 as the distance from the lowest point portion 12 increases. For buckling, the smaller the curvature is, the greater the strength of the portion is. Therefore, the cross-sectional shape of Patent Document 2 in which the curvature of the lowest point of the lower section 11 at which the compressive stress is maximum is minimal is very reasonable. It is a thing.
Japanese Patent No. 28287979 (FIG. 7) EP 0499208B1 (Fig. 2)

ところが、近年さらなるブームの長尺・軽量化の要望から従来よりもさらに高張力の鋼板により高応力で使用するようになってきたため、上述した特許文献1あるいは特許文献2に記載された断面形状でも座屈強度が十分とは言えなくなってきた。   However, in recent years, because of the demand for further boom lengthening and weight reduction, it has come to be used at a higher stress by a steel plate having a higher tension than before, so even with the cross-sectional shape described in Patent Document 1 or Patent Document 2 described above. The buckling strength is no longer sufficient.

特許文献1に記載されたブーム1(図1)では、図3に示すように直線部4に長手方向に沿ってコの字形状補強部材6を追加した断面形状とすることにより、下部セクション2の座屈強度の向上を図ることが考えられる。ところが、このブーム断面形状では外側のブームと組み合わせた際にコの字形状補強部材6を避けるための大きな間隔が必要となり、結果として伸縮ブームの各段ブーム断面寸法の変化割合が大きなものとなってしまう。このことは、全伸長時のブーム長さを長くする手法としてブーム段数を増やす場合に特に大きな問題となる。また、長尺のコの字形状補強部材を取付けるための非常に長い溶接が必要となり、製作工数あるいはコストの面でも問題となる。   In the boom 1 (FIG. 1) described in Patent Document 1, the lower section 2 is formed by forming a cross-sectional shape by adding a U-shaped reinforcing member 6 along the longitudinal direction to the straight portion 4 as shown in FIG. It is conceivable to improve the buckling strength of the steel. However, this boom cross-sectional shape requires a large space for avoiding the U-shaped reinforcing member 6 when combined with the outer boom, and as a result, the ratio of change in the cross-sectional dimensions of each stage of the telescopic boom becomes large. End up. This is a particularly serious problem when the number of boom stages is increased as a method of increasing the boom length when fully extended. In addition, a very long welding for attaching the long U-shaped reinforcing member is required, which causes a problem in terms of manufacturing man-hours or cost.

特許文献2に記載されたブーム10(図2)においても、さらなる高応力での使用に対しては座屈強度が不足することとなるため、上述したような補強部材の追加が必要となる。この場合も同じ問題が発生することとなる。そこで、本発明は、上述したような問題が発生することなくブームの下部セクションの座屈強度を向上することができる伸縮ブームを提供しようとするものである。   Also in the boom 10 (FIG. 2) described in Patent Document 2, the buckling strength is insufficient for use at a higher stress, and thus the addition of a reinforcing member as described above is necessary. In this case, the same problem occurs. Therefore, the present invention seeks to provide an extendable boom that can improve the buckling strength of the lower section of the boom without causing the above-described problems.

本願の請求項1に記載された伸縮ブームは、ベースブーム内に中間ブーム及びトップブームがそれぞれ伸縮自在に組み込まれる伸縮ブームであって、当該伸縮ブームを構成する各段ブームの下部セクションの断面が連続した板材により略U字形状に形成されており、さらに当該下部セクションの略U字形状部分には当該略U字形状とは独立した形状からなる小区画部を形成したことを特徴とする。   The telescopic boom described in claim 1 of the present application is a telescopic boom in which an intermediate boom and a top boom are respectively telescopically incorporated in a base boom, and a cross section of a lower section of each stage boom constituting the telescopic boom is provided. It is formed in a substantially U shape by a continuous plate material, and further, a small partition portion having a shape independent of the substantially U shape is formed in a substantially U shape portion of the lower section.

さらに、本願の請求項2に記載された伸縮ブームは、請求項1に記載された伸縮ブームにおいて、前記小区画部は、前記略U字形状部の外方に突出して形成されていることを特徴とする。   Furthermore, in the telescopic boom described in claim 2 of the present application, in the telescopic boom described in claim 1, the small partition portion is formed to protrude outward from the substantially U-shaped portion. Features.

また、本願の請求項3に記載された伸縮ブームは、請求項1に記載された伸縮ブームにおいて、前記小区画部は、前記略U字形状部分の中央部に下方に突出した1個の台形形状に形成されていることを特徴とする。   Moreover, the telescopic boom described in claim 3 of the present application is the telescopic boom according to claim 1, wherein the small partition portion is one trapezoid protruding downward from a central portion of the substantially U-shaped portion. It is formed in a shape.

請求項1に記載された伸縮ブームでは、下部セクションの略U字形状部分の当該略U字形状とは独立した形状からなる小区画部が高い座屈強度を有することから、下部セクションの略U字形状部分全体の座屈強度が向上する。さらに、別の補強部材を追加することなく、連続した板材により形成された略U字形状の一部を独立した形状からなる小区画部を形成するようにしたので、重量の増加が無く溶接作業も不要である。また、上記小区画部の形状を各段ブームに同じ位置・形状で設けることにより、外側のブームと組み合わせた際の間隔を増やす必要がない。そのため、結果として伸縮ブームの各段ブーム断面寸法の変化割合を小さなものとすることができる。   In the telescopic boom according to claim 1, since the small section portion having a shape independent of the substantially U shape of the substantially U-shaped portion of the lower section has high buckling strength, The buckling strength of the entire character-shaped part is improved. In addition, a small section made up of an independent U-shaped part formed by a continuous plate material is formed without adding another reinforcing member, so there is no increase in weight and welding work. Is also unnecessary. Moreover, it is not necessary to increase the space | interval at the time of combining with the outside boom by providing the shape of the said small division part in each step boom in the same position and shape. Therefore, as a result, the change rate of the cross-sectional dimensions of each stage of the telescopic boom can be reduced.

請求項2に記載された伸縮ブームでは、請求項1に記載された伸縮ブームの構成に加えて前記小区画部を外方に突出して形成したので、ブーム全体の曲げに対する強度の低下を招くことなく下部セクションの座屈強度が向上する。   In the telescopic boom according to the second aspect, in addition to the configuration of the telescopic boom according to the first aspect, the small partition portion protrudes outward, so that the strength of the entire boom against bending is reduced. The buckling strength of the lower section is improved.

請求項3に記載された伸縮ブームでは、請求項1に記載された伸縮ブームの構成に加えて、圧縮応力が最大となる前記下部セクション中央部に1個の小区画部を形成したので、座屈に対する強度を効率的に高めることができる。さらに、前記小区画部の形状を単純な形状である突出した台形形状としたので、容易にその小区画部を形成することができる。   In the telescopic boom according to the third aspect, in addition to the configuration of the telescopic boom according to the first aspect, since one small partition portion is formed in the central portion of the lower section where the compressive stress is maximized, The strength against bending can be increased efficiently. Furthermore, since the shape of the small partition portion is a simple trapezoidal shape, the small partition portion can be easily formed.

上述した特許文献1のブーム断面(図1)と特許文献2のブーム断面(図2)に対して本願発明を実施した場合について、発明を実施するための最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the invention will be described in the case where the present invention is applied to the above-described boom section of Patent Document 1 (FIG. 1) and boom section of Patent Document 2 (FIG. 2).

図4に、本発明の実施の形態に係る伸縮ブームのブーム20を示す。ブーム20の断面は連続した板材により構成された上部セクション21と同じく連続した板材により構成された下部セクション22とから構成されている。   FIG. 4 shows a boom 20 of the telescopic boom according to the embodiment of the present invention. The cross section of the boom 20 is composed of an upper section 21 made of continuous plate material and a lower section 22 made of continuous plate material.

上部セクション21の板材の板厚はt1であり、全体が略コの字形状となっている。上部セクション21には比較的大きな曲げ半径であるR4により2ヶ所が直角に曲げられている。上部セクション21の断面の両端部分23と24は互いに平行となっている。   The thickness of the plate material of the upper section 21 is t1, and the whole is substantially U-shaped. The upper section 21 is bent at two right angles by R4, which is a relatively large bending radius. Both end portions 23 and 24 of the cross section of the upper section 21 are parallel to each other.

下部セクション22は上部セクションの板厚t1よりもやや厚い板厚t2の板材が用いられている。下部セクション22の全体形状は略U字形状に形成されている。下部セクション22の断面の両端部分25と26は互いに平行となっており、その内側の間隔は上部セクション21の両端部分23と24との間隔と同じ寸法となっている。そして、上部セクション21と下部セクション22とはその断面の両端部23と25および、24と26がそれぞれ溶接により接合され、全体としてブーム20の断面が形成される。   The lower section 22 is made of a plate material having a thickness t2 that is slightly thicker than the thickness t1 of the upper section. The overall shape of the lower section 22 is substantially U-shaped. Both end portions 25 and 26 of the cross section of the lower section 22 are parallel to each other, and the inner space is the same as the distance between the both end portions 23 and 24 of the upper section 21. The upper section 21 and the lower section 22 are joined to each other at both ends 23 and 25 and 24 and 26 in the cross section to form a cross section of the boom 20 as a whole.

下部セクション22中央部には下方に突出した台形形状からなる1個の小区画部27が形成されている。図5は小区画部27の詳細図である。図5に示されたように小区画部27は小さな曲げRであるR6の曲げ個所を4ヶ所設けることにより全体として下方に突出した台形形状に形成されている。台形の上下辺の寸法L1、L2と高さ寸法Hは、下部セクション22の板厚t2との関係で施行可能な寸法が選定される。小区画部27の曲げ加工の方法としては、ブーム20を長尺なダイスに載せ、同じく長尺なポンチでプレスすることにより長手方向を一度に曲げるようにしてもよいし、あるいはロール曲げによりブーム20を長手方向に送りながら小区画部27の台形形状に曲げていくようにしてもよい。   One small partition portion 27 having a trapezoidal shape protruding downward is formed at the center of the lower section 22. FIG. 5 is a detailed view of the small section 27. As shown in FIG. 5, the small partition portion 27 is formed in a trapezoidal shape that protrudes downward as a whole by providing four bent portions of R6 that are small bends R. The dimensions L1 and L2 and the height dimension H of the upper and lower sides of the trapezoid are selected according to the relationship with the plate thickness t2 of the lower section 22. As a method of bending the small section 27, the boom 20 may be bent at once by placing the boom 20 on a long die and pressing it with a long punch, or by bending the roll. You may make it bend | fold in the trapezoid shape of the small division part 27, sending 20 to a longitudinal direction.

図5に示した小区画部27を形成するための曲げR6は下部セクション22の略U字形状を形成するための曲げR5に比べて非常に小さいものであるため、小区画部27部分の局部的な座屈強度は非常に大きなものとなる。そして、小区画部27が形成される下部セクション22の中央部は下部セクション22の中で一番圧縮応力が高い部分であり、座屈が発生する場合の起点となる個所であるため、当該部分の局部的な座屈強度を向上させることにより、下部セクション22全体の座屈強度を向上させることができる。   Since the bend R6 for forming the small section 27 shown in FIG. 5 is much smaller than the bend R5 for forming the substantially U-shape of the lower section 22, the local portion of the small section 27 portion is shown. The buckling strength is very large. And since the center part of the lower section 22 in which the small division part 27 is formed is a part with the highest compressive stress in the lower section 22, it is a part that becomes a starting point when buckling occurs. By improving the local buckling strength, the buckling strength of the entire lower section 22 can be improved.

図6はブーム20を外側のブーム30に組み合わせた時の断面を示したものである。外側のブーム30の断面は連続した板材により構成された上部セクション31と同じく連続した板材により構成された下部セクション32とから構成されている。33は外側のブーム30の下部セクション中央部に下方に突出した台形形状からなる1個の小区画部である。ブーム30の断面形状はブーム20の断面形状と相似形となっており、本願発明に係るブーム20の小区画部27とブーム30の小区画部33も、共に相似な台形形状である。そのため、図3に示した従来のコの字形状補強部材を追加した場合のように隣り合うブーム間における断面寸法の変化が大きくならず、隣り合うブーム間の相似比を非常に近接したものとすることができる。したがって、伸縮ブームのブーム段数を増やしても、ベースブームに対するトップブームの断面寸法が小さくなりすぎることがない。言い換えると、伸縮ブームの先端側のブーム断面寸法を大きく取ることができるので、同じ強度を持たせるのにより薄い板厚でブーム断面を構成すればよくなり、結果として伸縮ブーム全体の軽量化を図ることができる。   FIG. 6 shows a cross section when the boom 20 is combined with the outer boom 30. The cross section of the outer boom 30 is composed of an upper section 31 made of a continuous plate material and a lower section 32 made of a continuous plate material. Reference numeral 33 denotes one small partition portion having a trapezoidal shape protruding downward at the center of the lower section of the outer boom 30. The cross-sectional shape of the boom 30 is similar to the cross-sectional shape of the boom 20, and the small partition portion 27 of the boom 20 and the small partition portion 33 of the boom 30 according to the present invention are also similar trapezoidal shapes. Therefore, as in the case where the conventional U-shaped reinforcing member shown in FIG. 3 is added, the change in cross-sectional dimension between adjacent booms does not increase, and the similarity ratio between adjacent booms is very close. can do. Therefore, even if the number of boom stages of the telescopic boom is increased, the cross-sectional dimension of the top boom with respect to the base boom does not become too small. In other words, since the boom cross-sectional dimension at the distal end side of the telescopic boom can be increased, it is only necessary to configure the boom cross section with a thinner plate thickness to give the same strength, and as a result, the overall telescopic boom can be reduced in weight. be able to.

図7は、特許文献2に記載されたブーム断面形状(図2)に本願発明を適用したブーム40を示すものである。ブーム40の下部セクション41は断面が連続した板材により略U字形状に形成されており、さらに当該下部セクション41の略U字形状部分には当該略U字形状とは独立した形状からなる3つの小区画部(42、43、44)が前記略U字形状部分の外方に突出して形成されている。3つの小区画部は共に略U字形状部の曲率(R1、R2、R3)に比べて十分に小さい曲率R8からなる小円弧状に形成されている。そして、第1の小区画部42は略U字形状部分の中央に配置され、第2の小区画部43と第3の小区画部44は、前記第1の小区画部42に近接して対称な位置に配置されている。   FIG. 7 shows a boom 40 in which the present invention is applied to the boom cross-sectional shape described in Patent Document 2 (FIG. 2). The lower section 41 of the boom 40 is formed in a substantially U shape by a plate material having a continuous cross section. Further, the substantially U-shaped portion of the lower section 41 has three shapes that are independent of the substantially U shape. Small partition portions (42, 43, 44) are formed to protrude outward from the substantially U-shaped portion. All of the three small sections are formed in a small arc shape having a curvature R8 that is sufficiently smaller than the curvatures (R1, R2, R3) of the substantially U-shaped section. The first small section 42 is disposed at the center of the substantially U-shaped portion, and the second small section 43 and the third small section 44 are adjacent to the first small section 42. It is arranged in a symmetrical position.

ブーム40の下部セクション41には、略U字形状部の曲率(R1、R2、R3)に比べて十分に小さい曲率R8からなる小円弧状に形成された3つの小区画部(42、43、44)を配置するよう形成したので、従来のブーム10の下部セクション11の座屈に対する強度を向上することができる。   The lower section 41 of the boom 40 has three small partition portions (42, 43, formed in a small arc shape having a curvature R8 that is sufficiently smaller than the curvature (R1, R2, R3) of the substantially U-shaped portion. 44), the strength against buckling of the lower section 11 of the conventional boom 10 can be improved.

特許文献1に記載されたブーム断面である。It is a boom section indicated in patent documents 1. 特許文献2に記載されたブーム断面である。It is a boom section indicated in patent documents 2. 特許文献1に記載されたブーム断面にコの字形状補強部材6を追加したものである。A U-shaped reinforcing member 6 is added to the boom cross section described in Patent Document 1. 本発明の実施例1に係る伸縮ブームのブーム20である。It is the boom 20 of the telescopic boom which concerns on Example 1 of this invention. 図4の小区画部27の詳細図である。FIG. 5 is a detailed view of a small section 27 in FIG. 4. ブーム20を外側のブーム30に組み合わせた時の断面を示したものである。The cross section when the boom 20 is combined with the outer boom 30 is shown. 本発明の実施例2に係る伸縮ブームのブーム40である。It is the boom 40 of the telescopic boom which concerns on Example 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

20:ブーム
22:下部セクション
27:小区画部
40:ブーム
41:下部セクション
42、43、44:小区画部
20: Boom 22: Lower section 27: Small section 40: Boom 41: Lower sections 42, 43, 44: Small section

Claims (3)

ベースブーム内に中間ブーム及びトップブームがそれぞれ伸縮自在に組み込まれる伸縮ブームであって、
当該伸縮ブームを構成する各段ブームの下部セクションの断面が連続した板材により略U字形状に形成されており、さらに当該下部セクションの略U字形状部分には当該略U字形状とは独立した形状からなる小区画部を形成したことを特徴とする伸縮ブーム。
A telescopic boom in which an intermediate boom and a top boom are each telescopically incorporated in a base boom,
The section of the lower section of each step boom constituting the telescopic boom is formed in a substantially U shape by a continuous plate material, and the substantially U shape portion of the lower section is independent of the substantially U shape. A telescopic boom, characterized in that a small section having a shape is formed.
請求項1に記載された伸縮ブームにおいて、
前記小区画部は、前記略U字形状部分の外方に突出して形成されていることを特徴とする伸縮ブーム。
The telescopic boom according to claim 1,
The telescopic boom, wherein the small partition portion is formed to protrude outward from the substantially U-shaped portion.
請求項1に記載された伸縮ブームにおいて、
前記小区画部は、前記略U字形状部分の中央部に下方に突出した1個の台形形状に形成されていることを特徴とする伸縮ブーム。
The telescopic boom according to claim 1,
The telescoping boom is characterized in that the small partition part is formed in one trapezoidal shape projecting downward at a central part of the substantially U-shaped part.
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