專利名稱：伸縮臂的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種伸縮臂，能夠俯仰地安裝在輪式起重機等的回旋自如的上部回旋體上。更詳細地，涉及一種伸縮臂，不僅輕便且壓曲強度高，
臂及底座(八°、7 K)的制作性優異，組裝時的墊片調整容易。
背景技術：
能夠俯仰地安裝在輪式起重機等的回旋自如的上部回旋體上的伸縮臂，出于輕便化以及小型化的目的而優選使其盡量小。此外，優選能夠通過簡單的制造工序進行制造。
作為這樣的伸縮臂的第一現有技術，公知有例如特表平9-501384號公報所述的發明。在該現有技術中，在沿垂直于臂的長度方向的方向切斷的^l截面形狀中，背面側的上部側半部形成為半箱型部，并且腹面側的下部側半部形成為平滑的圓弧狀。該以往的伸縮臂與將4張鋼板組裝成矩形的伸縮臂相比壓曲強度優異。
接著，作為伸縮臂的第二現有技術，公知有例如歐洲專利(M99208B2號公報所述的發明。在該現有技術中，在橫截面形狀中，背面側的上部側半部形成為半箱型部，并且腹面側的下部側半部形成為平滑的半橢圓形。該以往的伸縮臂，在橫截面的橫寬尺寸和縱寬尺寸的比率、以及板厚的比率相同的情況下，背面側的上部側半部的半箱型部的平行的側板的寬度尺寸的比例比第一現有技術的伸縮臂的該比例小，所以具有平行的側板不易壓曲的優點。
上述兩個現有技術的伸縮臂認為都4艮有用。但是，在現有技術1的伸
縮臂的情況下，其背面側的上部側半部的半箱型部的平行的側板的寬度尺寸與現有技術2的伸縮臂的該尺寸相比是大尺寸。由此，平行的側板易被壓曲，存在與現有技術2的伸縮臂相比上部側半部的半箱型部的平行的側板的壓曲強度較弱的問題。
另一方面，關于上部側半部的半箱型部的平行的側板的壓曲強度，上述現有技術2的伸縮臂比上述現有技術1的伸縮臂優異。但是，因為橢圓形的最下端部的曲率半徑比現有技術l的伸縮臂的曲率半徑小，所以存在該部位易被壓曲的問題。此外，因為必須形成為橢圓形，所以存在臂的制造成本增大的問題。進而，因為支承伸縮的嵌插臂的底座的加工困難，所以存在底座的成本也增大的問題。進而，在臂的組裝時，還存在難以使用墊片來進行臂間的間隙調整的問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種伸縮臂，不僅輕便且壓曲強度高，臂和底座的制作性優異，且臂的組裝時的臂間的間隙調整容易。
本發明的伸縮臂包括基本臂、和伸縮套筒式地嵌插在該基本臂內的嵌插臂。至少一個的嵌插臂為，沿垂直于長度方向的方向上切斷的橫截面由腹面側的下部側半部和背面側的上部側半部形成。該下部側半部包4舌呈沿半圓以下的虛擬圓孤延伸的形狀的圓弧狀部分，所述半圓以下的虛擬圓弧具有比嵌插臂的外寬寬度小的開口寬度；和左右一對的側部傾斜平板部，與該圓弧狀部分相連。通過形成在下部側半部的側部傾斜平板部來連結上部側半部的左右的端部和上述下部側半部的左右的端部。
本發明的伸縮臂不僅輕便且壓曲強度高，臂和底座的制作性優異，而且，能夠利用墊片調整而使側部平板部與底座密接，因此臂的組裝作業容易。此外，能夠精度良好地進行臂間的間隙調整，因此能夠抑制臂伸縮中的偏心。
此外，作為本發明的伸縮臂的優選方式有下述方式，即圓弧狀部分是周面與上述虛擬圓弧相接、且圓弧狀部分的外寬或者內寬與虛擬圓弧的開口寬度一致的圃弧部。作為與虛擬圓弧相接的方式，有其周面與虛擬圓弧內接的情況和外接的情況。該方式的伸縮臂通過形成為圓弧狀而能夠消除角部，因此壓曲強度高。
此外，作為本發明的伸縮臂的其他的優選的方式有下述方式，即圓弧狀部分是多邊形部。該多邊形部由通過折曲部連結而成的多個平板部形成。此外，該多邊形部中，折曲部或者平板部的內側平面中的任意一方與虛擬圓弧相接，且圓弧狀部分的外寬或者內寬與虛擬圓弧的開口寬度一致。作為與虛擬圓弧相接的方式，有折曲部或者平板部的內側平面中的任意一方與虛擬圓弧內接的情況和外接的情況。該方式的伸縮臂由平板部形成，因此與形成為圓弧狀的情況相比，能夠降低加工工時，制造容易。此外，該方式的伸縮臂通過使平面狀的底座與平板部的平坦面密接而能夠進行臂間的支承，因此與形成為圓弧狀的情況相比，底座的加工較容易，臂間的間隔的調整容易，進而間隔的精度高。
進而，作為本發明的伸縮臂的優選的方式有下述方式，即形成圓弧狀部分的多個平板部的寬度尺寸相互相等的方式，進而側部傾斜平板部的寬度尺寸也全部相互相等的方式，進而形成圓弧狀部分的多個平板部相互以等角度折曲而形成的方式。這樣的方式中，能夠使用相同的模具進行加工，臂的制造更加容易。
此外，作為本發明的伸縮臂的其他的優選方式有下述方式，即以形成階梯差的方式進行連接，使得上述下部側半部的側部傾斜平板部的端部的外表面比上述上部側半部的左右端部的外表面更向外突出。這樣的方式在焊接加工性上較優異，臂的強度和可靠性高。
圖1是搭栽有本發明的實施方式1的伸縮臂的自行進式起重機的側視圖。
圖2是構成本發明的實施方式1的伸縮臂的一部分的第一中間臂的橫截面形狀的說明圖。
圖3是構成本發明的實施方式2以及實施方式3的伸縮臂的一部分的
第一中間臂的橫截面形狀的說明圖。
圖4A至圖4H是臂的沿垂直于長度方向的方向切斷的橫截面中的背面側的上部側半部的結構的i兌明圖。
具體實施例方式
以下，說明本發明的實施方式的伸縮臂。首先，參照圖l和圖2說明本發明的實施方式1的伸縮臂。
圖1所示的附圖標記11是表示搭載有下述伸縮臂B的自行進式起重機。該實施方式1的自行進式起重機是輪式起重機。該自行進式起重機ll具備移動臺車12，該移動臺車12在該圖中右側的行進方向的前側配設有前輪12a，在該圖中左側的行進方向的后側配設有后輪12b。在該移動臺車12上搭載有經由回旋軸承12c而繞垂直軸心自如回旋的上部回旋體13。在該上部回旋體13的前側配置有駕駛室14。在該駕駛室14的一側面側配置有借助臂俯仰壓力缸15的桿的伸縮而俯仰的伸縮臂B。而且，繩索16利用收納在上述上部回旋體13的內側的未圖示的絞盤 而沿上述伸縮臂B的背面而巻起/抽出。利用該繩索16而升降的用于吊持 懸吊載荷的勾17垂設在上述伸縮臂B的頂端。另外，附圖標記13a表示 配重。
本發明的實施方式l的伸縮臂B是五級式的。即，包括基本臂l， 被上述上部回旋體13俯仰自如地支承；笫一中間臂2，伸縮套筒式地嵌 插到該基本臂l內；第二中間臂3，伸縮套筒式地嵌插到該第一中間臂2 內；第三中間臂4，伸縮套筒式地嵌插到該第二中間臂3內；頂端臂5， 伸縮套筒式地嵌插到該第三中間臂4內。這些第一至第三中間臂2至4以 及頂端臂5是被稱為嵌插臂(inserted boom)的臂。該實施方式1的伸 縮臂是五級式的，但四級式以下、六級式以上都可以。
圖2表示本發明的實施方式1的沿垂直于各臂的長度方向的方向切 斷的橫截面的形狀。該實施方式l的情況下，任意的臂的橫截面的形狀都 是相同的形狀，因此在此以第一中間臂2作為例子進行說明。即，在正交 于該第一中間臂2的長度方向的方向上切斷的橫截面中的背面側的上部 側半部上，形成有向下側開口的半箱型部21。另一方面，在該橫截面中 的腹面側的下部側半部上連接有圓弧部23和側部傾斜平板部(inclined flat plate portion) 24、 24。圓弧部23具有事先設定的曲率半徑R。 此外，圓弧部23的外周面與半圓以下的虛擬圓弧22內接，該半圓以下的 虛擬圓弧22具有比垂直于第一中間臂2的長度方向的橫截面中的左右方 向的外寬即上述半箱型部21的外寬Wo寬度小的開口寬度Wr。進而，該 虛擬圓弧22的開口寬度與上述半箱型部21的外寬Wo—致。在此，所謂 一致，不僅包括完全地一致的情況，也包含大致一致的情況。另一方面， 側部傾斜平板部24、 24與上述半箱型部21的平行的側板21a的端部側、 上述圓弧部23的開口側相連。
另外，上迷虛擬圓弧22的曲率半徑R設定為上述上部側半部的半 箱型部21的內寬Wi的1/2加上其板厚T！的尺寸(R-1/2 Wi+T,)，或者 半箱型部21的內寬Wi的1/2加上側部傾斜平板部24的板厚L的尺寸 (R-1/2 'Wi+T2)。 此外，包含上述側部傾斜平板部24和圓弧部23的下 部側半部的高度尺寸設定為在上述上部側半部的半箱型部21的高度尺寸 以下。可是，在與上述半箱型部21的板厚Tl相比上述側部傾斜平板部 24的板厚T2較厚的情況下，在上述半箱型部21和上述側部傾斜平板部24的端部彼此的焊接加工的關系上，將上述虛擬圓孤22的曲率半徑R設 定為(1/2 Wi+T2)，如圖2所示，優選以側部傾斜平板部24的接合側 端部的外緣比半箱型部21的側板21a的外表面向外方突出的方式設置有 階梯差。
因為該第一實施方式的伸縮臂B的第一中間臂2在腹面側的下部側半 部形成有圓弧部23，所以與現有技術同樣地輕便。此外，與保持高壓曲 強度并且臂的下部側半部形成為半橢圃形的現有技術2的情況相比，能夠 減少臂的加工工時。進而，因為只是側部傾斜平板部24和圓弧部23，所 以底座的加工也變得容易。進而，通過利用墊片進行調整而能夠容易地4吏 側部平板部24與底座密接，因此臂的組裝加工容易，且能夠抑制該笫一 中間臂2的伸縮中的偏心。
接著，參照圖3說明本發明的實施方式2的伸縮臂。另外，本發明的 實施方式2與上述實施方式1不同的地方在于垂直于臂的長尺寸的方向上 切斷的橫截面中的腹面側的下部側半部的形狀不同，這以外是相同結構， 所以對起到相同的作用的部件標記相同的附圖標記而進行說明。
在本發明的實施方式2中，在垂直于第一中間臂2的長度方向的方向
上切斷的橫截面中的背面側的上部側半部上，形成有向下側開口的半箱型 部21。另一方面，該;鏡截面的腹面側的下部側半部上形成有多邊形部25， 該多邊形部25具有事先設定的寬度尺寸的多個的平板部26。該多邊形部 25也具有事先設定的曲率半徑R。此外，該多邊形部25的折曲部27的凸 部與半圓以下的虛擬圓弧22內接，該虛擬圓弧22具有比該第一中間臂2 的半箱型部21的外寬Wo寬度小的開口寬度Wr。進而，該圓孤部23的外 寬與上述虛擬圓弧22的開口寬度Wr—致，在此，所謂一致，不僅包括完 全地一致的情況，也包含大致一致的情況。而且，側部傾斜板部24、 24 與該第一中間臂2的半箱型部21的平行的側板21a的端部側和上述多邊 形部25的開口側相連。此外，上迷多邊形部25的平板部26的寬度設定 為與上述側部傾斜板部24的寬度相比寬度小。
另外，上述虛擬圓弧22的曲率半徑R與上述實施方式1的情況同樣 地設定為上述上部側半部的半箱型部21的內寬Wi的1/2加上其板厚 T！的尺寸(R-1/2 Wi+T!)，或者半箱型部21的內寬Wi的1/2加上側部 傾斜平板部24的板厚L的尺寸(R=l/2 . Wi+T2)。 此外，包含上迷側部 傾斜平板部24和多邊形部25的下部側半部的高度尺寸設定為在上述上部側半部的半箱型部21的高度尺寸以下。
根據該實施方式2的第一中間臂2，因為在腹面側的下部側半部形成 有多邊形部25,該多邊形部25具有事先設定的寬度尺寸的平板部26，所 以輕便且能夠保持高壓曲強度。而且，多邊形部25形成為每隔事先設定 的寬度尺寸而折曲，因此能夠用相同的模具加工臂的下部側半部的多邊形 部25的全部。另外，盡管用模具的加工性下降，但平板部26的寬度尺寸 不一定必須是相同的尺寸。
因而，在實施方式2的情況下，與上述實施方式1的情況相比能夠用 較少的加工工時制造臂。進而，因為平板部26只是平坦面，所以底座的
加工變得更加容易。進而，通過利用墊片進行調整而能夠容易地使側部平 板部24和平板部26與底座密接，因此臂的組裝加工較容易，且能夠抑制 該第一中間臂2的伸縮中的偏心。
也參照用于實施方式2的說明的圖3來說明本發明的實施方式3的伸 縮臂。另外，本發明的實施方式3和上述實施方式2不同的地方是多邊形 部的平板部的寬度和折曲角度不同，這以外是_相同結構。
本發明的實施方式3的多邊形部25的折曲部27以等角度折曲為與虛 擬圓弧22內接。根據該實施方式3，多邊形部25形成為每隔事先設定的 寬度尺寸以等角度折曲，因此能夠用相同模具、相同推壓力、相同推入量 加工多邊形部25的全部。因而，通過本發明的實施方式2的情況，能夠
更加容易地制造臂。
接著，對將本發明的實施方式4的伸縮臂在垂直于其長度方向的方向
上切斷的橫截面的形狀進行說明。在構成上述實施方式3的伸縮臂的一部 分的第一中間臂的情況下，多邊形部的平板部的寬度尺寸設定為比側部傾 斜平板部的寬度尺寸寬度小。相對于此，在本發明的實施方式4的伸縮臂 的情況下，側部傾斜平板部的寬度尺寸設定為與多邊形部的等角度地折曲
的等寬尺寸的平板部的寬度尺寸相同的尺寸。
根據本發明的實施方式4的伸縮臂，不僅是多邊形部的平板部，側部
傾斜平板部的寬度尺寸也設定為相同尺寸。因而，能夠用相同模具、相同 推壓力、相同推入量加工側部傾斜平板部和多邊形部的平板部的全部，因 此本發明的實施方式4的伸縮臂與上述實施方式3的伸縮臂相比，能夠用 更加少的加工工時進行加工，能夠更加低價地制造伸縮臂。
在以上的實施方式1至4的伸縮臂中，以下述情況為例進行了說明，上形成有半箱型部21的情況，所述半箱型部21包括左右的平行的側板 21a、 21a;上部平板部，經由具有既定的彎曲半徑的左右的R面而與上述 左右的側板21a、 21a的上側相連。
但是，伸縮臂的上部側半部的結構不限定于上述的半箱型部21的形 狀，能夠采用下迷的各種的結構的上部側半部。以下，參照圖4A至圖4H 順序說明該上部側半部的結構的各種的具體例。圖4A至圖4H所示的上部 側半部的結構是前述上述實施方式1至4的半箱型部21的變形例。
圖4A所示的上部側半部具備隨著朝向該第一中間臂2的背面側而逐 漸間隔擴大的上擴的左右的側板。而且，具備經由具有既定的彎曲半徑的 左右的R面而與上述左右的側板的上側相連的上部平板部。圖4A所示的 上部側半部整體形成為倒梯形。
圖4B所示的上部側半部具備隨著朝向該第一中間臂2的背面側而逐 漸間隔狹窄的上窄的左右的側板。圖4A所示的上部側半部整體形成為梯 形。
圖4C所示的上部側半部具備左右的平行的側板、直角地與上述左右 的平行的側板的上側相連的上部平板部。
圖4D所示的上部側半部具備左右的平行的側板。而且，以既定的傾
斜角度傾斜的左右的傾斜板部與上述左右的平行的側板的上側連結，而將 該左右的傾斜板部的端部連結。圖4D所示的上部側半部整體形成為本壘 狀。
圖4E所示的上部側半部具備左右的平行的側板。而且，以既定的傾 斜角度傾斜的左右的傾斜板部與上述左右的平行的側板的上部連結，上部 平板部與該傾斜板部的上側連結。
圖4F所示的上部側半部具備下側開口的彎曲的左右的側板、與這些 左右的側板相連的向上側突出的上部彎曲板。更具體地，形成為在左右的 寬方向上具有短徑并且在上下方向上具有長徑的半橢圓形。
圖4G所示的上部側半部具備左右的平行的側板、下部開口端與這些 左右的平行的側板的上部相連的上部半圓弧板。此外，該笫一中間臂2的 背面側的上部側半部的結構可以是如圖4H所示的結構。圖4H所示的上部 側半部具備左右的平行的側板、和與這些左右的平行的側板相連的半橢圓 形板。該半橢圓形板在左右的寬方向上具有長徑，并且在上下方向上具有
9短徑。
在以上說明了伸縮臂的上部側半部的各種的結構。但是，上述的上部 側半部的結構都不過只是具體例，本發明并不限定于這些的上部側半部的 結構。
可是，在以上的實施方式1至4的伸縮臂中，作為在垂直于長度方向 的方向上切斷的;f黃截面中的腹面側的下部側半部上形成有圓弧部的臂，以 圓弧部的外周面與半圓以下的虛擬圓弧內接的情況作為例子進行了說明， 其中該虛擬圓弧具有比臂的外寬寬度小的開口寬度。但是，本發明也可以 是圓弧部的內周面與上述虛擬圓弧外接。此外，作為在該橫截面的腹面側 的下部側半部上形成有具有平板部的多邊形部的臂，將多邊形部的折曲部 與半圓以下的虛擬圓弧內接的情況作為例子進行了說明，該虛擬圓弧具有 比臂的外寬寬度小的開口寬度。但是，該情況也可以是多邊形部的平板部 的內側平面與上述虛擬圓弧外接。
另外，在以上的實施方式1至4的伸縮臂中，都以第一中間臂作為例 子進行了說明，但任意的臂都是相同的。進而，以上的實施方式1至4的 伸縮臂將共用起重操作用的駕駛室和行進操作用的駕駛室的類型的輪式 起重機用的情況作為例子進行說明，但并不特別地限定于該類型的輪式起 重機用。例如也可以適用于分體地具備起重操作用的駕駛室和行進操作用 的駕駛室的汽車起重機的伸縮臂、或具備履帶式的行進臺車的履帶行進式 起重機用的伸縮臂。
雖然參照附圖和優選實施方式對本發明進行了描述，但顯然可以在不 脫離本發明的權利要求的范圍內進行等同或者替換。
權利要求
1. 一種伸縮臂，具備基本臂(1)、伸縮套筒式地嵌插到該基本臂(1)內的至少一個的嵌插臂(2、3、4或5)，上述嵌插臂(2、3、4或5)為，沿垂直于長度方向的方向上切斷的橫截面由腹面側的下部側半部和背面側的上部側半部形成，其特征在于，上述下部側半部包括呈沿半圓以下的虛擬圓弧(22)延伸的形狀的圓弧狀部分，該半圓以下的虛擬圓弧具有比上述嵌插臂(2、3、4或5)的外寬(Wo)寬度小的開口寬度(Wr)；左右一對的側部傾斜平板部(24)，與該圓弧狀部分相連，通過形成在下部側半部的側部傾斜平板部(24)來連結上述上部側半部的左右的端部和上述下部側半部的左右的端部。
2. 如權利要求1所述的伸縮臂，其特征在于，上述圓弧狀部分是下述圓弧部(23)，即周面與上述虛擬圓孤(22)相接，且該圓弧狀部分的外寬或者內寬與上述虛擬圓弧(22)的開口寬度(Wr) —致。
3. 如權利要求1所述的伸縮臂，其特征在于，上述圓弧狀部分是下述多邊形部(25),即由通過折曲部(27)而連結的多個平板部(26)形成，上述折曲部(27)或者上述平板部(26)的內側平面中的任意一方與上述虛擬圓弧(22)相接，且該圓弧狀部分的外寬或者內寬與上述虛擬圓弧(22)的開口寬度(Wr) —致。
4. 如權利要求3所述的伸縮臂，其特征在于，形成上述圓弧狀部分的多個平板部(26)的寬度尺寸相互相等。
5. 如權利要求3所述的伸縮臂，其特征在于，形成上述圓弧狀部分的多個平板部(26)的寬度尺寸和上述側部傾斜平板部(24)的寬度尺寸相互全部相等。
6. 如權利要求3或4所述的伸縮臂，其特征在于，形成上述圓弧狀部分的多個平板部(26 )形成為以相互相等的角度折曲
7.如權利要求1所迷的伸縮臂，其特征在于，以形成階梯差的方式進行連接，使得上述下部側半部的側部傾斜平板部出,
全文摘要
本發明的伸縮臂包括基本臂(1)、伸縮套筒式地嵌插到該基本臂(1)內的嵌插臂(2)至(5)。嵌插臂(2)至(5)為，在垂直于長度方向的方向上切斷的橫截面由腹面側的下部側半部和背面側的上部側半部形成。下部側半部包括沿半圓以下的虛擬圓弧(22)的形狀圓弧狀部分，該虛擬圓弧具有比上述嵌插臂(2)至(5)的外寬(Wo)寬度小的開口寬度(Wr)；左右一對的側部傾斜平板部(24)，與該圓弧狀部分相連。用形成在下部側半部的側部傾斜平板部(24)連結上部側半部的左右的端部和上述下部側半部的左右的端部。本發明的伸縮臂不僅輕便且壓曲強度高，臂和底座的制作性優異，且臂的組裝時的臂間的間隙調整較容易。
文檔編號B66C23/687GK101481070SQ20091000204
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月8日 優先權日2008年1月9日
發明者中山浩樹, 元山功, 塙洋二, 奧村昌好, 橫山俊輔 申請人:神鋼起重機株式會社