JP2019112181A

JP2019112181A - 伸縮機構

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Publication number: JP2019112181A
Application number: JP2017246389A
Authority: JP
Inventors: 川野貴史; Takashi Kawano
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-07-11

Abstract

【課題】ＡＯＨ式でありながらも応答性に優れた１本シリンダ伸縮機構を提供する。
【解決手段】油圧供給部１は、空圧源２０と、前記空圧源２０からの空圧を遮断又は連通する空圧供給用電磁切換弁２１と、前記空圧供給用電磁切換弁２１から空気が送出され、伸縮シリンダ固定側２２と可動部４とを連絡する空圧路２３と、前記空圧路２３からの空圧を遮断又は連通する予圧機能用電磁切換弁３０と、前記予圧機能用電磁切換弁３０からの空圧を油圧に変換し、第１と第２の油圧シリンダに油圧を供給する空油圧変換部３２と、を有する。油圧供給の際には、前記予圧機能用電磁切換弁３０が遮断された状態で前記空圧供給用電磁切換弁２１が連通されることで前記空圧路２３の空圧が予圧される。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動式クレーンの伸縮ブームを１本の伸縮シリンダにより１段ずつ伸縮する伸縮機構（以下、「１本シリンダ伸縮機構」という。）に関し、特に、その１本シリンダ伸縮機構の油圧回路の技術に関する。

伸縮機構全体を軽量化できる１本シリンダ伸縮機構が実用化されている（例えば特許文献１）。１本シリンダ伸縮機構は、ベースブーム、中間ブーム及びトップブームを含む複数のブームがそれぞれ伸縮自在に嵌装された伸縮ブームに内装されて、ベースブームの基端部にその一端が軸支された一本の伸縮シリンダを有する。

また、１本シリンダ伸縮機構は、固定ピン（以下、「Ｂピン」という。）を中間ブーム及びトップブームに有し、そのＢピンを進退させる油圧シリンダ（以下、「Ｂピンシリンダ」という。）を伸縮シリンダ可動部に有し、複数のブームのうちの隣接する２つのブームをＢピンにより固定するブーム間固定手段を有する。

さらに、１本シリンダ伸縮機構は、連結ピン（以下、「Ｃピン」という。）及びＣピンを進退させるＣピンシリンダを伸縮シリンダ可動部に有し、ベースブームを除く複数のブームのうちの伸縮させる特定ブームと伸縮シリンダとをＣピンにより連結するシリンダ・ブーム連結手段を有する。

加えて、１本シリンダ伸縮機構は、伸縮シリンダ可動部に配置されたＢピンシリンダ及びＣピンシリンダに対し、伸縮シリンダ固定部側から油圧を供給するための、ホースリール等から構成される油圧供給部を有する。

上記構成を有する１本シリンダ伸縮機構は、特定ブームと伸縮シリンダとが連結され、かつ特定ブームを含む隣接する２つのブームの固定状態が解除された状態で、伸縮シリンダを伸縮させることにより、ベースブームを除く複数のブームを１段ずつ伸縮する。

１本シリンダ伸縮機構は、Ｂピンシリンダ及びＣピンシリンダが伸縮シリンダ可動部に配置されるため、伸縮シリンダ固定部側の油圧源からＢピンシリンダ及びＣピンシリンダまでの距離が非常に長くなる。そのため、低温作動下で作動油粘度が高い状態でのＢピン及びＣピンの円滑な動作を確保するためには油圧管路内径を大きくする必要があり、ホースリールのサイズが大きくなる。

そこで、出願人は、伸縮シリンダ可動部にエア・オーバー・ハイドロリック・ブースター（以下、「ＡＯＨブースター」と称する。）を配置し、伸縮シリンダ固定部側から伸縮シリンダ可動部に至る長い管路部分では空気圧を利用する１本シリンダ伸縮機構（以下、「ＡＯＨ式」という。）を提案している（特許文献２）。ＡＯＨ式では、ＡＯＨブースターで空気圧から油圧に変換され、変換後の油圧によりＢピンシリンダ及びＣピンシリンダが駆動される。空気圧管路では作動流体の粘性による圧力損失はほとんど問題とならない。さらに、ＡＯＨブースターからＢ・Ｃピンシリンダまでの油圧管路は短いため、ＡＯＨ式では低温時の流体の粘度上昇に伴う圧力損失が問題とならなくなりホースリールのコンパクト化が図れる。

特開平７−２６７５８４特開２０１６―１４１５４２

しかし、空気は作動油に比べ圧縮率がはるかに大きい流体であるので、空圧管路の昇圧に時間がかかってしまう。すなわち、伸縮シリンダ固定側に配置された電磁切換弁を切り換え空気を空圧管路に供給してＡＯＨブースターが作動する圧力まで昇圧するのに時間がかかる。そこで、本発明は、Ｂ・Ｃピンシリンダへの油圧供給の際に空圧管路の空気を予圧しておくことにより、ＡＯＨ式でありながらも応答性に優れた１本シリンダ伸縮機構を提供することを目的とする。

第１発明に係る伸縮機構は、ベースブーム、中間ブーム及びトップブームを含む複数のブームがそれぞれ伸縮自在に嵌装された伸縮ブームに内装されて前記ベースブームの基端部にその一端が軸支された一本の伸縮シリンダと、固定ピン及び前記固定ピンを進退させる第１油圧シリンダを伸縮シリンダ可動部に有し、前記複数のブームのうちの隣接する２つを前記固定ピンにより固定するブーム間固定手段と、連結ピン及び前記連結ピンを進退させる第２油圧シリンダを伸縮シリンダ可動部に有し、前記ベースブームを除く前記複数のブームのうちの伸縮させる特定ブームと前記伸縮シリンダとを前記連結ピンにより連結するシリンダ・ブーム連結手段と、前記第１油圧シリンダ及び前記第２油圧シリンダに油圧を供給する油圧供給部と、を備え、前記特定ブームと前記伸縮シリンダとが連結され、かつ前記特定ブームを含む前記隣接する２つのブームの固定状態が解除された状態で、前記伸縮シリンダを伸縮させることにより、前記ベースブームを除く前記複数のブームを１段ずつ伸縮する伸縮機構であって、前記油圧供給部は、空圧源と、前記空圧源からの空圧を遮断又は連通する空圧供給用電磁切換弁と、前記空圧供給用電磁切換弁から空気が送出され、前記伸縮シリンダ固定側と可動部とを連絡する空圧路と、前記空圧路からの空圧を遮断又は連通する予圧機能用電磁切換弁と、前記予圧機能用電磁切換弁からの空圧を油圧に変換し、前記第１と第２のシリンダに油圧を供給する空油圧変換部と、を有し、前記空圧源及び前記空圧供給用電磁切換弁は前記伸縮シリンダ固定側に配置され、前記予圧機能用電磁切換弁及び空油圧変換部は前記伸縮シリンダ可動部に配置されており、油圧供給の際には、前記予圧機能用電磁切換弁が遮断された状態で前記空圧供給用電磁切換弁が連通されることで前記空圧路の空圧が予圧されることを特徴とする。

第１発明に係る伸縮機構は、油圧供給の際には、前記予圧機能用電磁切換弁が遮断された状態で前記空圧供給用電磁切換弁が連通されることで前記空圧路の空圧が予圧されるので、予圧機能用電磁切換弁を連通側に切り換えると瞬時に空気がＡＯＨブースターに供給されＡＯＨブースターが作動し油圧に変換される。そのため、ＡＯＨ式でありながらもＢ・Ｃピンシリンダへの応答性に優れた油圧供給が可能となる。

第２発明に係る伸縮機構は、前記油圧供給部は、空圧源と、前記空圧源からの空気を通過させ戻りはブロックする逆止弁と、前記逆止弁からの空気を遮断、第１出口ポートに連通、又は第２出口ポートに連通、の３位置に切り換え可能な空圧供給用電磁切換弁と、前記第１出口ポートから送出される空気が流通する第１空圧路と、前記第１空圧路からの空圧を遮断又は連通する第１予圧機能用電磁切換弁と、前記第１予圧機能用電磁切換弁からの空圧を油圧に変換し、前記第１油圧シリンダに油圧を供給する第１空油圧変換部と、前記第２出口ポートから送出される空気が流通する第２空圧路と、前記第２空圧路からの空圧を遮断又は連通する第２予圧機能用電磁切換弁と、前記第２予圧機能用電磁切換弁からの空圧を油圧に変換し、前記第２油圧シリンダに油圧を供給する第２空油圧変換部と、を備え、油圧供給の際には、供給される油圧シリンダにつながる空圧路の前記予圧機能用電磁切換弁が遮断された状態で前記空圧供給用電磁切換弁が連通されることで前記空圧路の空圧が予圧されることを特徴とする。

第２発明に係る伸縮機構は、２つのＡＯＨブースターのうち作動させる側のＡＯＨブースターにつながる第１空圧路又は第２空圧路がそれぞれ事前に予圧されるので、ＡＯＨ式でありながらもＢ・Ｃピンシリンダへの応答性に優れた油圧供給が可能となる。さらに、第２発明に係る伸縮機構は、第１油圧シリンダ又は第２油圧シリンダ（Ｂピンシリンダ又はＣピンシリンダ）への油圧供給の切り換えを伸縮シリンダ固定側に配置された空圧供給用電磁切換弁で行うことができるので、従来伸縮シリンダ可動部に配置されていた切換用電磁弁を無くすことができる。伸縮シリンダ可動部には予圧機能用電磁切換弁だけとなるので、故障リスクが低減する。

第３発明に係る伸縮機構は、前記予圧機能用電磁切換弁は、通電ＯＦＦ時に連通されることを特徴とする。

第３発明に係る伸縮機構は、予圧機能用電磁切換弁が通電ＯＦＦ時に連通されるので、断線等により切り換えできなくなった場合であっても、第１油圧シリンダ又は第２油圧シリンダ（Ｂピンシリンダ又はＣピンシリンダ）に油圧供給することができる。

本発明の伸縮機構は、油圧供給の際に空圧管路の空気を予圧しておくことにより、ＡＯＨ式でありながらもＢ・Ｃピン駆動時の応答性に優れた１本シリンダ伸縮機構とすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る油圧供給部の油圧回路図である。本発明の第２の実施の形態に係る油圧供給部の油圧回路図である。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る、油圧供給部１について図１を用いて説明する。油圧供給部１は、１本シリンダ伸縮機構のＣピンシリンダ５とＢピンシリンダ１１に油圧を供給する。なお、本発明が適用される伸縮ブーム及び伸縮シリンダは、特許文献２に記載された構成と同じなので、その詳細な説明を省略する。図１に示すように、油圧供給部１は、ブーム間固定手段２のＢピンシリンダ１１、及びシリンダ・ブーム連結手段３のＣピンシリンダ５に油圧を供給する。

伸縮シリンダ可動部４に配置されているＣピンシリンダ５は、目的とするブームの連結穴に向けて内蔵するＣピン６を進退する。Ｃピンシリンダ５は、伸縮シリンダ可動部４と目的とするブームとを選択的に連結・解除する。Ｃピン６は、引っ張りコイルばね７により連結側に付勢されている。Ｃピンシリンダ５とＣピン６は、Ｃピン駆動レバー８によって関係付けられている。Ｃピンシリンダ５は、単動油圧シリンダである。Ｃピンシリンダ５は、油圧管路１０を経由して油圧が供給されると伸長する。Ｃピンシリンダ５は伸長することにより、Ｃピン６を解除側に駆動する。油圧管路１０への油圧供給が遮断されると、引っ張りコイルバネ７の付勢力によりＣピンシリンダ５は縮小する。また、引っ張りコイルばね７の付勢力により、Ｃピン６は連結側に駆動される。

Ｂピンシリンダ１１は、伸縮シリンダ可動部４に配置されている。Ｂピンシリンダ１１は、目的とするブームのＢピン１２を進退駆動する。Ｂピン１２は、圧縮コイルバネ１３により固定側に付勢されている。Ｂピンシリンダ１１は、圧縮コイルばね１４が内蔵されて縮み側に付勢されている。Ｂピンシリンダ１１は、単動油圧シリンダである。Ｂピンシリンダ１１とＢピン１２とは、Ｂピン駆動レバー１５によって関連付けされる。Ｂピンシリンダ１１は、１本の油圧管路１６を経由して油圧供給され伸長する。伸長したＢピンシリンダ１１は、Ｂピン１２を解除側に駆動する。Ｂピンシリンダ１１は、油圧管路１６への油圧供給が遮断されると、圧縮コイルばね１４の付勢力により縮小する。その時同時にＢピン１２は、圧縮コイルばね１３の付勢力により固定側に駆動される。

油圧供給部１は、空圧源２０と空圧供給用電磁切換弁２１を備える。空圧源２０と空圧供給用電磁切換弁２１は、伸縮シリンダ固定側２２に配置される、空圧源２０は、例えば、エアコンプレッサ、エアドライヤ、エアタンクにより構成される。これらの構成は既知のものであるので、詳細な説明は省略する。なお、空圧源２０として、伸縮機構専用の空圧源を設けてもよいし、移動式クレーンの車両ブレーキ等に使用されている空圧源を利用するようにしてもよい。空圧供給用電磁切換弁２１は、３ポート２位置切換弁であって、空圧路２３に空圧を供給するか、空圧源２０からの空圧を遮断し空圧路２３内の空気を排気するかを選択する。

油圧供給部１は、伸縮シリンダ固定側２２と伸縮シリンダ可動部４とを連絡する空圧路２３を備える。空圧路２３には空圧供給用電磁切換弁２１からの空気が送出される。図１に示した第１の実施形態では、空圧路２３として空圧用ホースリール２４が使用されている。

油圧供給部１は、予圧機能用電磁切換弁３０、自動急速排気弁３１、及び空油圧変換部３２を備える。予圧機能用電磁切換弁３０、自動急速排気弁３１、及び空油圧変換部３２は、伸縮シリンダ可動部４に配置される。予圧機能用電磁切換弁３０は、３ポート２位置切換弁であって、空圧路２３からの空圧を連通又は遮断（上流側排気）する。自動急速排気弁３１は、予圧機能用電磁切換弁３０が遮断（上流側排気）側に切り換わると自動急速排気弁３１以降の管路に充填された空気を急速に排気する。空油圧変換部３２は、予圧機能用電磁切換弁３０と自動急速排気弁３１とを経由して供給される空圧を油圧に変換してＣピンシリンダ５又はＢピンシリンダ１１に供給する。具体的には、空油圧変換部３２としてエア・オーバー・ハイドロリック・ブースター（以下、「ＡＯＨブースター」と称する。）３３が使用される。

油圧供給部１は、保持用電磁切換弁３４とシリンダ選択用電磁切換弁３５とを備える。保持用電磁切換弁３４とシリンダ選択用電磁切換弁３５は、伸縮シリンダ可動部４に配置される。保持用電磁切換弁３４は、２ポート２位置切換弁であって、空油圧変換部３２（ＡＯＨブースター３３）からの油圧をＢピンシリンダ１１又はＣピンシリンダ５に供給するか、供給した油圧を保持するかを選択する。シリンダ選択用電磁切換弁３５は、３ポート２位置切換弁であって、Ｂピンシリンダ１１に油圧を供給するか、Ｃピンシリンダ５に油圧を供給するかを選択する。シリンダ選択用電磁切換弁３５の入口ポートには保持用電磁切換弁３４の出口ポートが接続される。シリンダ選択用電磁切換弁３５の出口ポートには、油圧管路１０と油圧管路１６が接続される。

図１に示すように、空圧供給用電磁切換弁２１とコントローラ３６とは、信号線３８とによって連絡されている。予圧機能用電磁切換弁３０とコントローラ３６とは、コードリール３７を介して信号線４０とによって連絡されている。保持用電磁切換弁３４とコントローラ３６とは、コードリール３７を介して信号線４１とによって連絡されている。シリンダ選択用電磁切換弁３５とコントローラ３６とは、コードリール３７を介して信号線４２とによって連絡されている。空圧供給用電磁切換弁２１、予圧機能用電磁切換弁３０、保持用電磁切換弁３４、及びシリンダ選択用電磁切換弁３５は、コントローラ３６からの信号により駆動される。コントローラ３６は、１本シリンダ伸縮機構の伸縮工程に対応して所定の駆動信号を出力する。

表１に１本シリンダ伸縮機構の伸長工程に伴う、図１に示したＣピンシリンダ５、Ｂピンシリンダ１１の伸縮動作と油圧供給部１の４つの電磁切換弁２１、３０、３４、３５の通電状態を示す。表１に示されるように、１本シリンダ伸縮機構は停止（ＳＴＥＰ０）からブーム間固定解除工程（ＳＴＥＰ１）、ブーム伸長工程（ＳＴＥＰ２）、ブーム間固定工程（ＳＴＥＰ３）、シリンダ・ブーム連結解除工程（ＳＴＥＰ４）、伸縮シリンダ縮小工程（ＳＴＥＰ５）、シリンダ・ブーム連結工程（ＳＴＥＰ６）の各工程を経ることにより１段のブームを伸長する。複数段のブームを伸長する場合は、さらにＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ６を繰り返す。なお、伸縮ブームを縮小する場合は、上記の工程を逆に行う。

図１に示したＢピンシリンダ１１を伸長させる時の油圧供給部１の動作について表１に従って説明する。停止工程（ＳＴＥＰ０）では、空圧供給用電磁切換弁２１はＯＮ（連通）、予圧機能用電磁切換弁３０はＯＮ（遮断）となっている。そのため、空圧源２０の空気は空圧路２３に供給されており空圧用ホースリール２４内の空気は予圧されている。

次のブーム間固定解除工程（ＳＴＥＰ１）では、Ｂピンシリンダ１１が伸長されている。この時、空圧供給用電磁切換弁２１はＯＮ（連通）、予圧機能用電磁切換弁３０はＯＦＦ（連通）となっている。そのため、空圧源２０の空気はＡＯＨブースター３３に供給されており、ＡＯＨブースター３３は油圧を発生している。また、この時、保持用電磁切換弁３４はＯＦＦ（連通）、シリンダ選択用電磁切換弁３５はＯＮ（Ｂピン側油圧管路１６に接続）となっている。そのため、発生した油圧はＢピンシリンダ１１に供給され、Ｂピンシリンダ１１は伸長状態となっている。

したがって、停止工程（ＳＴＥＰ０）からブーム間固定解除工程（ＳＴＥＰ１）に入り予圧機能用電磁切換弁３０がＯＮ（遮断）からＯＦＦ（連通）に切り換わった瞬間に予圧されていた空圧路２３の空気がＡＯＨブースター３３に供給される。そして、ＡＯＨブースター３３から吐出された油圧を、保持用電磁切換弁３４、シリンダ選択用電磁切換弁３５、油圧管路１６を経由してＢピンシリンダ１１に供給することにより、応答性良くＢピンシリンダ１１を伸長させることができる。

次のブーム伸長工程（ＳＴＥＰ２）では、Ｂピンシリンダ１１の伸長が継続されている。この時、空圧供給用電磁切換弁２１はＯＦＦ（遮断）、予圧機能用電磁切換弁３０はＯＮ（遮断）となっている。そのため、空圧路２３の空気は空圧供給用電磁切換弁２１によって大気中に放出され、ＡＯＨブースター３３内の空気は自動急速排気弁３１によって大気中に放出されている。またこの時、保持用電磁切換弁３４はＯＮ（遮断）、シリンダ選択用電磁切換弁３５はＯＮ（Ｂピン側油圧管路１６に接続）となっている。そのため、Ｂピンシリンダ１１の伸び側油室内で作動油が保持状態となっており、Ｂピンシリンダ１１の伸長が継続される。さらに、コントローラ３６から図示しない伸縮シリンダ伸縮油圧回路に伸長信号がだされ、伸縮シリンダの伸長側油室に作動油が供給される。伸縮シリンダが伸長することにより、伸縮シリンダ可動部４とＣピン６によって連結されているブーム（特定ブーム）が伸長される。

次のブーム間固定工程（ＳＴＥＰ３）では、Ｂピンシリンダ１１が縮小される。ブーム間固定工程（ＳＴＥＰ３）では、空圧供給用電磁切換弁２１はＯＮ（連通）、予圧機能用電磁切換弁３０はＯＮ（遮断）となっている。空圧源２０の空気は空圧路２３に供給されており空圧用ホースリール２４内の空気は予圧されている。またこの時、保持用電磁切換弁３４はＯＦＦ（連通）、シリンダ選択用電磁切換弁３５はＯＮ（Ｂピン側油圧管路１６に接続）となっている。そのため、Ｂピンシリンダ１１の伸び側油室内の作動油が油圧管路１６を通ってＡＯＨブースター３３に吸収される。そして、Ｂピンシリンダ１１は圧縮コイルバネ１４の付勢力により縮小する。Ｂピンシリンダ１１が縮小すると、Ｂピン駆動レバー１５によりＢピン１２が固定側に駆動され、特定ブームが外側のブームと固定される。

表1に示されるように、次のシリンダ・ブーム連結解除工程（ＳＴＥＰ４）では、Ｃピンシリンダ５が伸長されている。この時、空圧供給用電磁切換弁２１はＯＮ（連通）、予圧機能用電磁切換弁３０はＯＦＦ（連通）となっている。そのため、空圧源２０の空気はＡＯＨブースター３３に供給されており、ＡＯＨブースター３３は油圧を発生している。また、この時、保持用電磁切換弁３４はＯＦＦ（連通）、シリンダ選択用電磁切換弁３５はＯＦＦ（Ｃピン側油圧管路１０に接続）となっている。そのため、発生した油圧はＣピンシリンダ５に供給され、Ｃピンシリンダ５は伸長状態となっている。

したがって、ブーム間固定工程（ＳＴＥＰ３）からシリンダ・ブーム連結解除工程（ＳＴＥＰ４）に入り予圧機能用電磁切換弁３０がＯＮ（遮断）からＯＦＦ（連通）に切り換わった瞬間に予圧されていた空圧路２３の空気がＡＯＨブースター３３に供給される。そして、ＡＯＨブースター３３から吐出された油圧を、保持用電磁切換弁３４、シリンダ選択用電磁切換弁３５、油圧管路１０を経由してＣピンシリンダ５に供給することにより、応答性良くＣピンシリンダ５を伸長させることができる。

次の伸縮シリンダ縮小工程（ＳＴＥＰ５）では、Ｃピンシリンダ５の伸長が継続されている。この時、空圧供給用電磁切換弁２１はＯＦＦ（遮断）、予圧機能用電磁切換弁３０はＯＮ（遮断）となっている。そのため、空圧路２３の空気は空圧供給用電磁切換弁２１によって大気中に放出され、ＡＯＨブースター３３内の空気は自動急速排気弁３１によって大気中に放出されている。またこの時、保持用電磁切換弁３４はＯＮ（遮断）、シリンダ選択用電磁切換弁３５はＯＦＦ（Ｃピン側油圧管路１０に接続）となっている。そのため、Ｃピンシリンダ５の伸び側油室内で作動油が保持状態となっており、Ｃピンシリンダ５の伸長が継続される。さらに、コントローラ３６から図示しない伸縮シリンダ伸縮油圧回路に縮小信号がだされ、伸縮シリンダの縮小側油室に作動油が供給される。そして、伸縮シリンダ可動部４はどのブームともＣピン６によって連結されていないので、伸縮シリンダだけが縮小する。

次のシリンダ・ブーム連結工程（ＳＴＥＰ６）では、Ｃピンシリンダ６が縮小される。シリンダ・ブーム連結工程（ＳＴＥＰ６）では、空圧供給用電磁切換弁２１はＯＮ（連通）、予圧機能用電磁切換弁３０はＯＮ（遮断）となっている。そのため、空圧源２０の空気は空圧路２３に供給されており空圧用ホースリール２４内の空気は昇圧されている。またこの時、保持用電磁切換弁３４はＯＦＦ（連通）、シリンダ選択用電磁切換弁３５はＯＦＦ（Ｃピン側油圧管路１０に接続）となっている。そのため、Ｃピンシリンダ５の伸び側油室内の作動油が油圧管路１０を通ってＡＯＨブースター３３に吸収される。そして、Ｃピンシリンダ５は圧縮コイルバネ７の付勢力により縮小する。Ｃピンシリンダ５が縮小すると、Ｃピン駆動レバー８によりＣピン６が固定側に駆動され、伸縮シリンダ可動部４が特定ブームと連結される。

以上のように、本発明の伸縮機構の油圧供給部１によれば、Ｂピンシリンダ１１とＣピンシリンダ５に対する油圧供給の際に空圧路２３の空気を予圧しておくことにより、ＡＯＨ式でありながらも応答性に優れた１本シリンダ伸縮機構とすることができる。また、予圧機能用電磁切換弁３０は非通電時連通となるものであるので、断線等により切り換えができない場合であっても、空油圧変換部３２（ＡＯＨブースター３３）に空気を送ることができる。すなわち、非常操作としてＢピンシリンダ１１によりＢピン１２を駆動したり、Ｃピンシリンダ５によりＣピン６を駆動したりすることができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る、油圧供給部４０について図２を用いて説明する。油圧供給部４０は、１本シリンダ伸縮機構のＣピンシリンダ５とＢピンシリンダ１１に油圧を供給する。なお、第１の実施の形態に係る油圧供給部１と共通する構成については、同符号を用いるとともにその詳細な説明を省略する。図２に示すように、油圧供給部４０は、ブーム間固定手段２、シリンダ・ブーム連結手段３を備える。

伸縮シリンダ可動部４に配置されているＣピンシリンダ５は、油圧管路４１を経由して油圧が供給される。伸縮シリンダ可動部４に配置されているＢピンシリンダ１１は、油圧管路４２を経由して油圧供給される。

油圧供給部４０は、空圧源２０、逆止弁４３、及び空圧供給用電磁切換弁４４を備える。空圧源２０、逆止弁４３、及び空圧供給用電磁切換弁４４は、伸縮シリンダ固定側２２に配置される。空圧源２０の空気は、逆止弁４３を経由して空圧供給用電磁切換弁４４に供給される。空圧供給用電磁切換弁４４は、５ポート３位置切換弁であって、空圧源２０からの空気を遮断（上流側空気を排気）、第１出口ポート４５に連通、及び第２出口ポート４６に連通の３位置に切り換え可能である。

また、油圧供給部４０は、伸縮シリンダ固定側２２と伸縮シリンダ可動部４とを連絡する第１空圧路４７と第２空圧路４８を備える。第１空圧路４７には空圧供給用電磁切換弁４４の第１出口ポート４５からの空気が送出される。第２空圧路４８には空圧供給用電磁切換弁４４の第２出口ポート４６からの空気が送出される。図２に示した第２の実施の形態では、第１空圧路４７、第２空圧路４８として空圧用ホースリール２４がそれぞれ使用されている。

さらに、油圧供給部４０は、第１と第２の予圧機能用電磁切換弁３０、第１と第２の自動急速排気弁３１、及び第１と第２の空油圧変換部３２を備える。これらの予圧機能用電磁切換弁３０、自動急速排気弁３１、及び空油圧変換部３２は、全て伸縮シリンダ可動部４に配置される。図２に示すように、空圧供給用電磁切換弁４４の第１出口ポート４５を出る空気は、第１空圧路４７、第１予圧機能用電磁切換弁３０、第１自動急速排気弁３１を経由して第１空油圧変換部３２（第１ＡＯＨブースター３３）に供給される。第１空油圧変換部３２（第１ＡＯＨブースター３３）から出る油圧は、油圧管路４２を経由してＢピンシリンダ１１（第１油圧シリンダ）に供給される。また、空圧供給用電磁切換弁４４の第２出口ポート４６を出る空気は、第２空圧路４８、第２予圧機能用電磁切換弁３０、第２自動急速排気弁３１、第２空油圧変換部３２（第２ＡＯＨブースター３３）に供給される。第２空油圧変換部３２（第２ＡＯＨブースター３３）から出る油圧は、油圧管路４１を経由してＣピンシリンダ５（第２油圧シリンダ）に供給される。以上のように、第２の実施の形態では、第１がつく構成はＢピンシリンダ１１に関係する構成であり、第２が付く構成はＣピンシリンダ５に関係する構成として識別される。

図２に示すように、空圧供給用電磁切換弁４４とコントローラ５０とは、信号線５１、信号線５２とによって連絡されている。第１と第２の予圧機能用電磁切換弁３０とコントローラ５０とは、コードリール３７を経由して信号線５３、信号線５４とによって連絡されている。空圧供給用電磁切換弁４４、第1と第２の予圧機能用電磁切換弁３０は、コントローラ５０からの信号により駆動される。コントローラ５０は、１本シリンダ伸縮機構の伸縮工程に対応して所定の駆動信号を出力する。

表２に１本シリンダ伸縮機構の伸長工程に伴う、図２に示したＣピンシリンダ５、Ｂピンシリンダ１１の伸縮動作と空圧供給用電磁切換弁４４、第１予圧機能用電磁切換弁３０、及び第２予圧機能用電磁切換弁３０の通電状態を示す。表２に示されるように、１本シリンダ伸縮機構は停止（ＳＴＥＰ０）からブーム間固定解除工程（ＳＴＥＰ１）、ブーム伸長工程（ＳＴＥＰ２）、ブーム間固定工程（ＳＴＥＰ３）、シリンダ・ブーム連結解除工程（ＳＴＥＰ４）、伸縮シリンダ縮小工程（ＳＴＥＰ５）、シリンダ・ブーム連結工程（ＳＴＥＰ６）の各工程を経ることにより１段のブームを伸長する。複数段のブームを伸長する場合は、さらにＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ６を繰り返す。なお、伸縮ブームを縮小する場合は、上記の工程を逆に行う。

まず、Ｂピンシリンダ１１伸長時の油圧供給部４０の動作について表２に従って説明する。停止工程（ＳＴＥＰ０）では、空圧供給用電磁切換弁４４は第１出口ポート側ＯＮ（連通）、第１予圧機能用電磁切換弁３０はＯＮ（遮断）となっている。そのため、空圧源２０の空気は第１空圧路４７に供給されており第１空圧用ホースリール２４内の空気は予圧されている。

表２に示されるように、ブーム間固定解除工程（ＳＴＥＰ１）では、Ｂピンシリンダ１１が伸長されている。この時、空圧供給用電磁切換弁４４は第１出口ポート側ＯＮ（連通）、第１予圧機能用電磁切換弁３０はＯＦＦ（連通）となっている。そのため、空圧源２０の空気は第１ＡＯＨブースター３３に供給されており、第１ＡＯＨブースター３３は油圧を発生している。発生した油圧はＢピンシリンダ１１に供給され、Ｂピンシリンダ１１は伸長状態となっている。

したがって、ブーム間固定解除工程（ＳＴＥＰ１）に入り第１予圧機能用電磁切換弁３０がＯＮ（遮断）からＯＦＦ（連通）に切り換わった瞬間に予圧されていた空気が第１ＡＯＨブースター３３に供給される。そして、第１ＡＯＨブースター３３から吐出された油圧が、油圧管路４２を経由してＢピンシリンダ１１に供給されることにより、応答性良くＢピンシリンダ１１が伸長する。

次のブーム伸長工程（ＳＴＥＰ２）では、Ｂピンシリンダ１１の伸長が継続されている。この時、空圧供給用電磁切換弁４４の第１出口ポート側はＯＮ（連通）、第１予圧機能用電磁切換弁３０はＯＦＦ（連通）となっている。そのため、第１空圧路４７の空気は充填されたままであり、油圧管路４２の油圧は保持されたままとなっている。そのため、Ｂピンシリンダ１１の伸び側油室内で作動油が保持状態となっており、Ｂピンシリンダ１１の伸長が継続される。さらに、コントローラ３６から図示しない伸縮シリンダ伸縮油圧回路に伸長信号が出され、伸縮シリンダの伸長側油室に作動油が供給される。伸縮シリンダが伸長することにより、伸縮シリンダ可動部４とＣピン６によって連結されているブーム（特定ブーム）が伸長される。

次のブーム間固定工程（ＳＴＥＰ３）では、Ｂピンシリンダ１１が縮小される。ブーム間固定工程（ＳＴＥＰ３）では、空圧供給用電磁切換弁４４の第１出口ポート側ＯＦＦ（遮断）、第２出口ポート側ＯＮ（連通）、第1予圧機能用電磁切換弁３０はＯＮ（遮断）、第２予圧機能用電磁切換弁３０はＯＮ（遮断）となっている。そのため、空圧源２０の空気は第２空圧路４８に供給されており第２空圧用ホースリール２４内の空気は予圧されている。また、Ｂピンシリンダ１１の伸び側油室内の作動油が油圧管路４２を通って第1ＡＯＨブースター３３に吸収される。そして、Ｂピンシリンダ１１は圧縮コイルバネ１４の付勢力により縮小する。Ｂピンシリンダ１１が縮小すると、Ｂピン駆動レバー１５によりＢピン１２が固定側に駆動され、特定ブームが外側のブームと固定される。

表２に示されるように、シリンダ・ブーム連結解除工程（ＳＴＥＰ４）では、Ｃピンシリンダ５が伸長されている。この時、空圧供給用電磁切換弁４４は第２出口ポート側ＯＮ（連通）、第２予圧機能用電磁切換弁３０はＯＦＦ（連通）となっている。そのため、空圧源２０の空気は第２ＡＯＨブースター３３に供給されており、第２ＡＯＨブースター３３は油圧を発生している。そのため、発生した油圧はＣピンシリンダ５に供給され、Ｃピンシリンダ５は伸長状態となっている。

したがって、シリンダ・ブーム連結解除工程（ＳＴＥＰ４）に入り第２予圧機能用電磁切換弁３０がＯＮ（遮断）からＯＦＦ（連通）に切り換わった瞬間に予圧されていた第２空圧路４８の空気が第２ＡＯＨブースター３３に供給される。そして、第２ＡＯＨブースター３３から吐出された油圧が、油圧管路４１を経由してＣピンシリンダ５に供給されることにより、Ｃピンシリンダ５が応答性良く伸長する。

次の伸縮シリンダ縮小工程（ＳＴＥＰ５）では、Ｃピンシリンダ５の伸長が継続されている。この時、空圧供給用電磁切換弁４４の第２出口ポート側はＯＮ（連通）、第２予圧機能用電磁切換弁３０はＯＦＦ（連通）となっている。そのため、第２空圧路４８の空気は充填されたままであり、油圧管路４１の油圧は保持されたままとなっている。そのため、Ｃピンシリンダ５の伸び側油室内で作動油が保持状態となっており、Ｃピンシリンダ５の伸長が継続される。さらに、コントローラ３６から図示しない伸縮シリンダ伸縮油圧回路に縮小信号がだされ、伸縮シリンダの縮小側油室に作動油が供給される。この時、伸縮シリンダ可動部４はどのブームともＣピン６によって連結されていないので、伸縮シリンダだけが縮小する。

次のシリンダ・ブーム連結工程（ＳＴＥＰ６）では、Ｃピンシリンダ６が縮小される。シリンダ・ブーム連結工程（ＳＴＥＰ６）では、空圧供給用電磁切換弁４４の第１出口ポート側はＯＮ（連通）、第１予圧機能用電磁切換弁３０はＯＮ（遮断）となっている。そのため、空圧源２０の空気は第１空圧路４７に供給されており空圧用ホースリール２４内の空気は予圧されている。またこの時、空圧供給用電磁切換弁４４の第２出口ポート側はＯＦＦ（遮断）、第２予圧機能用電磁切換弁３０はＯＮ（遮断）となっている。そのため、第２空圧路４８の空気は開放される。また、Ｃピンシリンダ５の伸び側油室内の作動油が油圧管路４１を通って第２ＡＯＨブースター３３に吸収される。そして、Ｃピンシリンダ５は圧縮コイルバネ７の付勢力により縮小する。Ｃピンシリンダ５が縮小すると、Ｃピン駆動レバー８によりＣピン６が固定側に駆動され、伸縮シリンダ可動部４が特定ブームと連結される。

以上のように、第２の実施の形態に係る油圧供給部４０によれば、Ｂピンシリンダ１１とＣピンシリンダ５に対する油圧供給の際に空圧路４７又は４８の空気を予圧しておくことにより、ＡＯＨ式でありながらも応答性に優れた１本シリンダ伸縮機構とすることができる。また、第１と第２の予圧機能用電磁切換弁３０は非通電時連通となるものであるので、断線等により切り換えができない場合であっても、第１と第２の空油圧変換部３２（ＡＯＨブースター３３）に空気を送ることができ、油圧シリンダによりＢ・Ｃピンを駆動することができる。

１：油圧供給部
２：ブーム間固定手段
３：シリンダ・ブーム連結手段
４：伸縮シリンダ可動部
５：第２油圧シリンダ（Ｃピンシリンダ）
６：連結ピン（Ｃピン）
１１：第１油圧シリンダ（Ｂピンシリンダ）
１２：固定ピン（Ｂピン）
２０：空圧源
２１：空圧供給用電磁切換弁
２２：伸縮シリンダ固定側
２３：空圧路
３０：予圧機能用電磁切換弁
３２：空油圧変換部
４４：空圧供給用電磁切換弁
４７：第１空圧路
４８：第２空圧路

Claims

ベースブーム、中間ブーム及びトップブームを含む複数のブームがそれぞれ伸縮自在に嵌装された伸縮ブームに内装されて前記ベースブームの基端部にその一端が軸支された一本の伸縮シリンダと、
固定ピン及び前記固定ピンを進退させる第１油圧シリンダを伸縮シリンダ可動部に有し、前記複数のブームのうちの隣接する２つを前記固定ピンにより固定するブーム間固定手段と、
連結ピン及び前記連結ピンを進退させる第２油圧シリンダを伸縮シリンダ可動部に有し、前記ベースブームを除く前記複数のブームのうちの伸縮させる特定ブームと前記伸縮シリンダとを前記連結ピンにより連結するシリンダ・ブーム連結手段と、
前記第１油圧シリンダ及び前記第２油圧シリンダに油圧を供給する油圧供給部と、を備え、
前記特定ブームと前記伸縮シリンダとが連結され、かつ前記特定ブームを含む前記隣接する２つのブームの固定状態が解除された状態で、前記伸縮シリンダを伸縮させることにより、前記ベースブームを除く前記複数のブームを１段ずつ伸縮する伸縮機構であって、
前記油圧供給部は、
空圧源と、
前記空圧源からの空圧を遮断又は連通する空圧供給用電磁切換弁と、
前記空圧供給用電磁切換弁から空気が送出され、前記伸縮シリンダ固定側と可動部とを連絡する空圧路と、
前記空圧路からの空圧を遮断又は連通する予圧機能用電磁切換弁と、
前記予圧機能用電磁切換弁からの空圧を油圧に変換し、前記第１と第２の油圧シリンダに油圧を供給する空油圧変換部と、を有し、
前記空圧源及び前記空圧供給用電磁切換弁は前記伸縮シリンダ固定側に配置され、前記予圧機能用電磁切換弁及び空油圧変換部は前記伸縮シリンダ可動部に配置されており、
油圧供給の際には、前記予圧機能用電磁切換弁が遮断された状態で前記空圧供給用電磁切換弁が連通されることで前記空圧路の空圧が予圧されることを特徴とする伸縮機構。
前記油圧供給部は、
空圧源と、
前記空圧源からの空気を通過させ戻りはブロックする逆止弁と、
前記逆止弁からの空気を遮断、第１出口ポートに連通、又は第２出口ポートに連通、の３位置に切り換え可能な空圧供給用電磁切換弁と、
前記第１出口ポートから送出される空気が流通する第１空圧路と、
前記第１空圧路からの空圧を遮断又は連通する第１予圧機能用電磁切換弁と、
前記第１予圧機能用電磁切換弁からの空圧を油圧に変換し、前記第１油圧シリンダに油圧を供給する第１空油圧変換部と、
前記第２出口ポートから送出される空気が流通する第２空圧路と、
前記第２空圧路からの空圧を遮断又は連通する第２予圧機能用電磁切換弁と、
前記第２予圧機能用電磁切換弁からの空圧を油圧に変換し、前記第２油圧シリンダに油圧を供給する第２空油圧変換部と、
を備え、
油圧供給の際には、供給される油圧シリンダにつながる空圧路の前記予圧機能用電磁切換弁が遮断された状態で前記空圧供給用電磁切換弁が連通されることで前記空圧路の空圧が予圧されることを特徴とする、
請求項１に記載の伸縮機構。
前記予圧機能用電磁切換弁は、通電ＯＦＦ時に連通されることを特徴とする、
請求項１〜２に記載の伸縮機構。