JPH1087280A - ブーム起伏シリンダ支持体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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の提供を目的としている。 【解決手段】本発明は、車体フレーム上に旋回可能に搭
載された旋回台５０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
２，２に対して取り付けられ、前記ブームを起伏させる
複数のブーム起伏シリンダ４，４を支持するブーム起伏
シリンダ支持体１０において、ブーム起伏シリンダ支持
体１０を、各ブーム起伏シリンダ４，４を固定的に支持
する複数の支持部１８，１８を有する略箱型の本体と、
前記本体の両端部に固定的に設けられた連結部２２とか
ら構成し、前記本体を前記旋回台から上方に離間させた
状態で、前記連結部２２を支持フレーム２，２に回転可
能に取り付けたものである。

Description

【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体
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１０
４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１
０４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１０
５，１０５の部位に設けられた起伏シリンダフート部１
１２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１０
１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１
０６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１
０５，１０５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１１
２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１
０５，１０５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１０
１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１０
１，１０１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１
０５，１０５間の中央に２本の起伏シリンダ１０１，１
０１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１０１，１０
１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１０
５，１０５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１０
１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１０
５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１
０６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１１
０にはかなりの剛性が要求され、結果的にブラケット１
１０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】上記課題を解決するため
に、本発明は、車体フレーム上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に対して取り
付けられ、前記ブームを起伏させる複数のブーム起伏シ
リンダを支持するブーム起伏シリンダ支持体において、
ブーム起伏シリンダ支持体を、各ブーム起伏シリンダを
固定的に支持する複数の支持部を有する本体と、前記本
体の両端部に固定的に設けられた連結部とから構成し、
前記本体を前記旋回台から上方に離間させた状態で、前
記連結部を支持フレームに回転可能に取り付けたもので
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１
０ａ，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，１０
ｂ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（１３
ａ，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２
０ｂ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１
８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，１１
ｂ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１
０ｃ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１
０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１
０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２
０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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体フレーム上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に対して取り
   付けられ、前記ブームを起伏させる複数のブーム起伏シ
   リンダを支持するブーム起伏シリンダ支持体において、 各ブーム起伏シリンダを固定的に支持する複数の支持部
   を有する本体と、前記本体の両端部に固定的に設けられ
   た連結部とからなり、前記本体が前記旋回台から上方に
   離間された状態で、前記連結部が支持フレームに回転可
   能に取り付けられていることを特徴とするブーム起伏シ
   リンダ支持体。
2. 【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
   を形成していることを特徴とするブーム起伏シリンダ支
   持体。
3. 【請求項３】 前記支持部は、ブーム起伏シリンダの底
   部取付面の中心を通る幅狭な領域でのみブーム起伏シリ
   ンダと接触してこれを支持することを特徴とするブーム
   起伏シリンダ支持体。