JPS6360888A - 伸縮式吊具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、吊点間隔を変えることのできる伸縮式吊具、
特にコンテナ用スプレッダに好適なフレーム構造に関す
るものである。

〔従来の技術〕

コンテナ用の伸縮自在なスプレッダは、例えば特開昭５
１−７６６１号公報、あるいは昭和５７年６月３０日発
行の特許庁今報の周知・慣用技術集「クレーン」の第１
１頁のテレスコピツクスプレッグのごとく、固定部分（
主フレーム）と移動部分（伸縮ビーム）に分け、移動部
分を油圧、電動などの駆動源を利用して伸縮させ、コン
テナの長さに応じて長さを調整できるようになっている
。

伸縮ビームの先端にコンテナをつかむための装置を設置
している。

主フレームはその両端部において、その上部に位置する
トロリーとワイヤーロープで結合され、このワイヤーロ
ープを巻き取ることによりスプレッダ全体を上下に移動
させる。伸縮ビームは主フレームの内面に設けられた滑
り板に沿って伸縮する。

いま、伸縮ビームを最大限に伸ばした状態を考えると、
伸縮ビームは主フレームの両端部を固定端としだ片持梁
の状態でコンテナ重量を支持することになる。この負荷
状態で、伸縮ビームには、主フレームとの境界で最大の
曲げモーメントが発生し、これによる最大応力を許容値
以内に納めるだめの断面剛性を確保する必要がある。伸
縮ビームの断面形状としては、Ｉ型あるいは箱形のもの
が一般的に使用されているが、伸縮ビームの先端では上
記の曲げモーメントがほぼ零となるため、軽量化の観点
から、先端に近づくほど断面寸法を小さくする構造を採
っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記伸縮ビームの構造では、ｌ１ｆｉ化の観点から、等
応力梁的な形状とするため、構造が複雑となり、製作工
数が増大する。

伸縮ビームは、本部材に作用する主な荷重の性格上、片
持梁としての部材特性を備える必要がある。いま、伸縮
ビームの断面形状として一般的に用いられているＩ形断
面の梁を考えた場合、各断面で等応力梁とするためには
、その断面の高さは吊荷からの距離の１次あるいは２次
曲線に比例した値とすれば良い。しかし、このような断
面形状とするには、市販の形鋼が使用できず、特別の加
工を要するため、製作工数が増大することになる。

さらに、機構上、伸縮ビームは主フレームの内円なガイ
ドとして前後に移動する構造となっている。そのため、
主フレームの内面には伸縮ビームをガイドするガイド部
材を上、下位置および左。

右の位置に多数取付けており、伸縮ビームが滑らかに移
動できるように、ガイド部材の高さの調整を適正に行う
必要がある。現状では、このガイド部材の調整にも多大
な工数を要している。

本発明の目的は軽量で、製作工数を最小限に押えること
のできるフレーム構造を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、薄板で構成された工形あるいは箱形断面の
伸縮ビームの上、下面において、各断面に必要な断面２
次モーメントを満足する一定の厚板を設け、該厚板にガ
イド用の溝を設け、主フレーム側のガイド部材は前記厚
板のみに接するようにすることにより、達成される。

〔作　　用〕

伸縮ビームの上、下面に取付けた厚板に設けた嘴と主フ
レームに取付けたガイド部材の凸部が対応し、この溝で
摺動することにより、伸縮ビームが滑らかに移動する。

各部材の構成が簡単であり、製作２組立工数ともに安価
にできる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を図により説明する。

本実施例のスプレッダ装置の８点の間隔は２段階に変え
ることができる。例えば、伸縮ビームを縮めたときが２
０フイートであり、伸縮ビームを伸ばしたときが４０フ
イートである。

第１図〜第３図において、スプレッダ装置のフレームは
基本的には、主フレーム１．伸縮ビーム２およびこの伸
縮ビームの両端を結合する端フレーム３で構成されてい
る。この端フレーム３の両端には、コンテナを吊り上げ
るためのツイストロック装置！４を設けている。伸縮ビ
ーム２は主フレームｌの左右に設置している。

伸縮ビーム１の伸縮の駆動源として油圧シリンダ５を用
い、一端を主フレームｌに、他端を端フレーム３に固定
している。

伸縮ビーム２は主フレームｌの簡１ａ、ｌｂ内に差込ま
れており、この筒内の上下面に設けた複数のガイド部材
加に沿って伸縮する。このガイド部材加は、伸縮ビーム
２を縮めたときの該伸縮ビーム２の端部２ａよりもツイ
ストロック装ｗ４側に寄った位置の簡の上面に設けたガ
イド部材２０ａと、伸縮ビーム２を伸ばしたときの該伸
縮ビーム２の端部２ａに対応する筒の上面に設けたガイ
ド部材２０ｃと、主フレームｌの端部側の簡の下面に設
けたガイド部材２０ｄで、同じく上面に設けたガイド部
材２０ｅとからなる。

ガイド部材２０ａ、２０ｃ、２０ｄは、伸縮ビーム２の
上面、下面に接する台座部２０ｆと、該台座部加ｆの中
央において伸縮ビーム２の伸縮方向に沿って伸縮ビーム
２側に突出した凸部２０ｇとからなる。

ガイド部材２０ｅは台座部２Ｏｆのみである。ガイド部
材加は荷を吊った伸縮ビーム２を支えるものであるので
、その台座部２０ｆは比較的大きく設けている。

各ガイド部材は支点反力を受けるものである。

即ち、伸縮ビーム２を縮めたときにはガイド部材２０ａ
とカイト部材２０ｄで伸縮ビーム２を支え、伸縮ビーム
２を伸ばしたときにはガイド部材２０ｃとガイド部材２
０ｄで伸縮ビーム２を支える。ガイド部材２０　ｅは、
伸縮ビーム２のそれぞれの位置において、コンテナをつ
かむためにスプレッダを下降させること番こより、ツイ
ストロック装置４がコンテナに衝突した時の伸縮ビーム
２の上方への回転を防止するものである。

ガイド部材加はボルト（図示せず）によって着脱自在に
主フレームｌに固定している。ガイド部材頒には固定の
ためのめねじを設けている。

一方、第１図において、伸縮ビーム２は断面が箱形状で
あり、その上面および下面には前記ガイド部材に対応す
るレール１０ａ、１０ｂを固定している。伸縮ビーム２
はチャンネル状に折曲げた二つの薄板材２ｃ、２ｃおよ
びこの薄板材の内側に所定間隔で溶接した補強板２ｄと
から構成されている。二つの薄板材２ｃ、２Ｃはその上
下面に厚板材１０ａ、１０ｂを溶接することにより一体
となっている。薄板材２ｃ、２Ｃからなる伸縮ビームの
高さは伸縮方向に同一である。

厚板材１０ａ、１０ｂは厚板であり、その上下面にはガ
イド部材加の凸部２０ｇの入る溝１１ａ、ｌｌｂを設け
ている。厚板材１０ａ、１０ｂの上下面は台座部２Ｏｆ
に接触可能である。

第４図において、左側は伸縮ビーム２の端部２ａで主フ
レームｌの簡に差込まれる。右側は端フレーム３との連
結部であり、２ｂは連結用のフランジである。

厚板材１０ａ、１０ｂの水平方向の幅は伸縮ビーム２の
伸縮方向に沿って変化している。伸縮ビーム２を伸ばし
たときにガイド部材２０ｄに対応する位１ｉｊ　１３　
ｂは幅が広（、これを基準に端部２ａ、　　２ｂに向け
て幅が小さζなっている。その幅は、後述するように、
伸縮ビームが分担する力学的特性によって定める。幅は
加工を容易にするため直線的に変化させている。但し、
伸縮ビームを伸ばしたとき、縮めたときにおいて、ガイ
ド部材２０ａ、　２０ｃ、２０ｄの台座部２０ｆに接触
する位１１１３ａ、１３ｃ。

１３ｄは幅広の台座部を構成している。下面の厚板材１
０　ｂの位置１３　ｂは台座部となる。台座部１３の幅
は伸縮ビーム２の幅に近い。ガイド部材２０ｅに対応す
る厚板材１０　ａの位置には台座部を設けていないが、
同様に台座部を設けることができる。

厚板材１０　ａの溝１１　ａは端部２ａ側から台座部１
３Ｃ１で設けている。厚板材１０　ｂの渭１１　ｂは台
座部１３　ｂから台座部１３ｄまで設けている。幅方向
の形状を図のように切断した厚板材１０ａ、１０ｂを薄
板材２Ｃ，２Ｃに溶接した後、厚板材１０ａ、１０ｂの
上面を切削し、また１１．１ａ、ｌｌｂを切削する。

かかる構成の組立てについて説明する。先ず、ガイド部
材２０ａ、２０ｃ、２０ｅを簡の端部から差込み、ボル
トで主フレームｌに固定する。次に、伸縮ビーム２を筒
内に差込む。次に、伸縮ビーム２の下側のレールＩＯｂ
と簡の下面との間にガイド部材２０ｄを差込み、ボルト
で主フレーノ、ｌに固定する。

伸縮ビーム２の伸縮（こ不具合がある場合（こは、各ガ
イド部材加と主フレームｌとの間にスペーサを配置して
再組立てを行う。

端フレーム３の取付けは、伸縮ビーム２を主ビームに挿
入する前、又は挿入後行う。

かかる構成において、油圧シリンダ５を伸縮させると、
伸縮ビーム２は主フレームｌに設けたガイド加に沿って
移動する。

このような構造を採用することにより、従来、主ビーム
１の内面の上下、左右に取付けていたガイド部材で伸縮
ビーム２を支持していたのに対し、上下のガイド部材筒
のみで運転できるため、長時間を要していたガイド部材
の取付調整を容易に行うことができ、組立コストを安価
にできるものである。また、ガイド部材の個数を大幅に
減らすことができるため、部品点数、材料費の面でも有
利となる。即ち、一つのガイド部材筒は台座部２０ｆと
凸部２０ｇとからなるので、取付けおよび調整を容易に
できるものである。

一方、伸縮ビーム側のガイドは溝であるので、１箇所の
切削で済むことができ、加工を簡単にできるものである
。

また、厚板材１０ａ、１０ｂの幅は伸縮ビーム分分担す
る力学的特性に合わせて伸縮方向に変化させているので
、余分な部材が不要となり、伸縮ビームを軽量にできる
ものである。

次に、伸縮ビーム２に生じる応力について考えてみる。

いま、伸縮ビーム２を最も拡げた状態（強度的に最も厳
しい条件となる。）を考えると、伸縮ビーム２に作用す
る曲げモーメント分布は第７図に示すとおりとなる。コ
ンテナの重量なＷ。

伸縮ビーム２の全長なり、伸縮ビーム２と主フレームｌ
のラップ長さを１！１とすると、伸縮ビーム２に作用す
る曲げモーメントは、ツイストロック装置４より距離ｌ
の位置で、 Ｍ＝（Ｗ／４）・ｌ　　　　・・・・・・・・・・・・
・・・　（１）となる。伸縮ビームに作用する最大曲げ
モーメントＭｍａｘ　　は主ビームとの境界Ｈａの位置
に生じ、Ｍｍａｘ　＝　（Ｗ／　４　）・ｌ！２　　　
・・・・・・・・・・・・・・・　（２）となる。

このように、伸縮ビームに作用する曲げモーメントは端
フレームからの距離ｌに比例して直線的に増加すること
になる。

そこで、本発明では伸縮ビームの工作性を考慮し、基本
となるフレームの高さを変化させず、そ１２　。

の上、下面に取付ける一定板厚る厚板材１０ａ、１０ｂ
の幅を変化させ、各断面で等応力梁的部材とすることに
した。

この厚板の幅は次のようにして決める。簡単化するため
、第８図に示したＩ形断面の伸縮ビームを考え、全体の
断面２次モーメントに及ぼす基本部材となるＩ形断面の
ウェブ３２ａのしめる割合が厚板材１０ａ、１０ｂに対
して十分小さく、また、厚板材１０ａ、１０ｂの断面積
に比べ、Ｉ形断面のフランジ３２ｂの断面積が十分小さ
く、さらに、溝１１の断面積も十分小さいものと仮定す
る。

伸縮ビーム全体の高さをＨ２厚板の厚さをり。

その幅をＢ（第７図に示した、ツイストロック装置１４
から距離ｌの点）とし、Ｈがｈに比較して十分大きいと
する。厚板の断面ＭＡは、 Ａ：Ｂ−ｈ　　　　　　　　　・・・・・・・・・・・
・・・・　（３）伸縮ビーム全体の断面２次モーメント
Ｉは、■中２人・（Ｈ／２）２　　・・・・・・・・・
・・・・・・　（４）ただし、伸縮ビームの重心から厚
板の重心までの距離はＨ＞　ｈであることから近似的に
（Ｈ／２）とした。

この位置での断面係数２は Ｚ中Ｉ／（Ｈ／２） ＝Ａ−Ｈ・・・曲・・・・・・・・　１５）曲げ応力σ
ｂは、式（１）２式（３）〜（５）よりσｂ＝Ｍ／ｚ ＝ＷＪ／Ａ　−Ｈ・・・・・・・・・・・・・・・　（
６）いま、曲げ応力が各断面で一定（等応力梁）とする
ため、式（６）より Ａ＝Ｗｌ！／σｂ−Ｈ・・・・・・・・・・・・・・・
　（７）厚板の幅Ｂは式（７）より Ｂ中Ｗｌ／（σｂ・Ｈ−ｈ） ここで、Ｗｌ　σｂ、Ｈ１ｈは固定の値であるから次式
が得られる◎ Ｂべに−７・・・・・・・・・・・・・・・　（匍・ｋ
は一定値 したがって、伸縮ビームの上、下面にそれぞれ取付ける
厚板（１０ａ、１０ｂ）の幅Ｂは式（８）より近値的に
はツイストロック装置からの距離ｌに比例して決めるこ
とができる。

以上のように、厚板の断面寸法は式（８）で決められる
が、実際にコンテナを吊る場合、伸縮ビームと主フレー
ムとの当り面（主フレームに取付けたガイド部材の位り
では、上記の曲げ応力の他に、大きな面圧が作用するこ
とになるため、３０面圧な緩和するため、第２．第３図
に示したように、伸縮に対応させた位置に、台座部１３
を設けた構造とする。

これによれば、特に第４図に示した箱形断面の伸縮ビー
ムの場合、プレス用の型が一種類ですみ、製作コスト低
減に太き（寄与することになる。

なお、伸縮ビーム２の端部２ａ、２ｂの位置の曲げモー
メントは小さいので、厚板（１０ａ、１０ｂ）を設ける
必要はないが、薄板材２ｃ、２ｃを接続するために厚板
材１０ａ、１０ｂを設け、厚板に溶接することによって
薄板材２Ｃと２０を結合している。

伸縮ビームとしては前記の如く市販の１形鋼を用いるこ
とができるものである。

上記実施例では伸縮ビームのねじりを防止する１５゜ ために垂直な補強板２ｄを用いたが、薄板材２ｃ。

２Ｃの垂直部に所定間隔で穴をあけ、パイプを通して溶
接したものでもよい。また、このパイプの代りに、プレ
ス成形で薄板材２ｃから筒部（穴あり）を膨出させ、こ
の筒部同士を溶接してもよい。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、伸縮ビームの上下面に厚板
材を設けているので、全断面等応力梁的部材となり、各
部材の構成が単純となり、多大の製作工数を必要としな
い。さらに、厚板にガイド用の溝を設けているので、ガ
イドの構成、加工が簡単となり、主フレーム側のガイド
部材の個数を極端に少なくすることができるとともに、
ガイドの高さ調整も容易となり、組立工数も少なく、伸
縮ビーム全体の製作コストを下げることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の伸縮ビームの縦断面図、第
２図は吊具の平面図、第３図は伸縮ビームを伸ばした状
態の主フレームと伸縮ビームとの、１６ 関係図、第４図（Ａ）、　（Ｂ）はそれぞれ伸縮ビーム
の平面図、底面図、第５図は第４図（Ａ）のＡ−Ａ断面
図、第６図は第４図（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、第７図は伸
縮ビームの曲げモーメント分布を説明する図、第８図は
伸縮ビームの他の例の縦断面図である。 １・・・・・・主フレーム、２・・・・・・伸縮ビーム
、１０ａ。 １０ｂ・・・・・・厚板材、１１　ａ　、　１１　ｂ　
・−溝、１３ａ、１３ｂ。 １３　ｃ　、　１３　ｄ　・−、、台座部、２０ａ、２
０ｃ、２０ｄ、　２０ｅイ１図 ４４図 才５園　　　　　１６図 オフ図 ２０ＣＭ埴 侃ノ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主フレームと、該主フレームの両側面からそれぞれ
   突出しており、該主フレームに設置したガイド部材に沿
   って伸縮自在に設けた伸縮ビームとからなる伸縮式吊具
   において、 前記ガイド部材は後述する上下面の厚板材のみに接触す
   るように設けており、上面側の少くとも一つのガイド部
   材と下面側の少くとも一つのガイド部材とはその幅方向
   の中央から厚板材側に向けて突出する凸部を設けており
   、 前記伸縮ビームの上下面にそれぞれ厚板材を固定してお
   り、前記それぞれのガイド部材の凸が入る溝を該伸縮ビ
   ームの伸縮方向に沿って前記それぞれの厚板材に設け、
   該溝を設けた範囲の該それぞれの厚板材の板厚を該伸縮
   ビームの伸縮方向に同一に設けると共に、該上下の厚板
   材間の高さを同一に設けたことを特徴とする伸縮式吊具
   。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記それぞれの厚
   板材の水平方向の幅は、該伸縮ビームが分担する力学的
   特性に合せて該伸縮ビームの長さ方向に変化させて設け
   ていることを特徴とする伸縮式吊具。 ３、特許請求の範囲第２項において、吊具の長さに応じ
   て支点反力を受ける位置の前記上下の厚板材の水平方向
   の幅を大きく設けていることを特徴とする伸縮式吊具。