JP3595652B2

JP3595652B2 - ブームの伸縮構造

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Publication number: JP3595652B2
Application number: JP20027597A
Authority: JP
Inventors: 達也早川; 努小林
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2017-07-25
Also published as: JPH1143289A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伸縮自在に構成され、高所作業車等に取り付けられるブームの伸縮構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高所作業車の車体上には、ブームが旋回・起伏自在に取り付けられている。この種のブームは、概して伸縮自在に構成されており、例えば、第１（基端）〜第３（先端）ブームを入れ子式に伸縮自在に構成してなる。第３ブームの先端には、作業者搭乗用の作業台が取り付けられ、ブームを適宜旋回、起伏、伸縮作動させて作業台を所望高所に移動し、作業台に搭乗した作業者により高所作業を行わせることができるようになっている。ところで、この種の高所作業車は、電線等の配電設備の工事等の高所作業に用いられることが多いため、第３ブームをＦＲＰ等の絶縁性部材から構成することにより、作業台（電線）側と車体（大地）側の電気的な絶縁を図り、安全に電線等の配電設備の工事等を行えるようにしている。
【０００３】
このような構成では、第３ブーム（絶縁ブーム）が伸長して外側の絶縁部の長さが長くなるにつれて絶縁性が高まり安全性が向上する。ところが、従来では一般的にブームの伸縮作動は、第２ブームの第１ブームに対する伸縮および第３ブームの第２ブームに対する伸縮を同時、且つ同じ割合で行わせるようになっており、第３ブームを伸長させて高い絶縁性を得るためには、ブーム全体を大きく伸長させなければならない。このようなことから、第２ブームの第１ブームに対する伸縮と、第３ブームの第２ブームに対する伸縮を、別々の伸縮シリンダによって行わせるように構成し、それぞれの伸縮シリンダを伸縮制御することにより、第３ブームから伸長し、第３ブームが全伸長した後に第２ブームが伸長するように構成したものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成では、伸縮シリンダが複数取り付けられるため、
ブームが太くなったり、重量が増加するという問題がある。また、この場合、第３ブームの第２ブームに対する伸縮を行うためこれらに結合した伸縮シリンダが、第３ブーム内に固定されることになる。このため、作業台側と車体側の間における絶縁部の距離が短くなり、絶縁効率が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、一本の伸縮シリンダを用いて、先端の絶縁ブームから順次伸長作動させることのできるブームの伸縮構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のブームの伸縮構造は、第１ブームと、この第１ブーム内に格納位置からブーム先端方向に伸長自在に取り付けられた第２ブームと、この第２ブーム内に格納位置からブーム先端方向に伸長自在に取り付けられた第３ブームとからなるブームの伸縮構造であり、第３ブーム内には、シリンダチューブ、このシリンダチューブにブーム基端側に伸長自在に設けられた基端側ロッド、このシリンダチューブにブーム先端側に伸長自在に設けられた先端側ロッドからなる伸縮シリンダが、基端側ロッドの伸側端部（先端部）が第１ブーム基端部に枢結され、ブーム先端側に延びて配設される。
【０００７】
そして、先端側ロッドと第３ブームは、第１連結手段により連結され、シリンダチューブと第２ブームは、第２連結手段により連結される。これにより、先端側ロッドの伸縮作動により第３ブームが伸縮作動し、基端側ロッドの伸縮作動により第２ブームが伸縮作動するが、基端側ロッドの伸縮作動は、先端側ロッドが全伸長した状態においてのみ行われるようにその作動が制御される。
【０００８】
このような構成によれば、先端側ロッドが全伸長しない限りは、基端側ロッドの伸縮作動が行われないので、伸長時には、初めに先端側ロッドが伸長作動し、先端側ロッドが全伸長した後に基端側ロッドが伸長作動する。縮小時には、先端側ロッドを全伸長させた状態のまま基端側ロッドが縮小作動し、基端側ロッドが格納位置に位置した後に先端側ロッドが縮小作動する。このため、第３ブームから順次伸長作動し、第２ブームから順次縮小作動する。
【０００９】
そして、伸縮シリンダは、具体的には、油圧シリンダから構成し、先端側ロッドが、第１ボトム側油室および第１ロッド側油室に油が給排されて伸縮作動するように構成し、基端側ロッドが、第２ボトム側油室および第２ロッド側油室内に油が給排されて伸縮作動するように構成し、基端側ロッド内には、第１油路、第２油路および第３油路を形成し、この第１油路は、常時第２ロッド側油室に繋がり、第２および第３油路は、基端側ロッドが全縮小した状態においては、その一方が第１ボトム側油室に繋がるとともにその他方が第１ロッド側油室に繋がり、先端側ロッドが全伸長した状態においては、その両方が第２ボトム側油室に繋がるように構成することが好ましい。
【００１０】
この場合、伸縮制御手段は、基端側ロッドが全縮小した状態において、第２油路および第３油路を介して第１ボトム側油室および第１ロッド側油室への作動油の給排を行って、先端側ロッドのみを伸縮作動させる。また、先端側ロッドが全伸長した状態において、第１油路と、第２油路または第３油路の一方とを介し、第２ボトム側油室および第２ロッド側油室への作動油の給排を行って、基端側ロッドのみを伸縮作動させる。
【００１１】
このような構成によれば、基端側ロッドが全縮小しない限りは基端側ロッドが伸縮作動されないので、先端側ロッドの伸縮作動時には、確実に基端側ロッドを全縮小した状態とすることができる。また、先端側ロッドが全伸長しない限りは、基端側ロッドが伸縮作動されないので、基端側ロッドの伸縮作動時には、確実に先端側ロッドを全伸長した状態とすることができる。
【００１２】
なお、第１連結手段は、具体的には、第２ブームの基端部に取り付けられた第１シーブと、第２ブームの先端部に取り付けられた第２シーブと、先端側ロッドの伸側端部に取り付けられてブーム基端部に延び、先端側ロッドの伸縮に伴ってシリンダチューブに沿ってスライド移動するスライド手段と、スライド手段のブームの基端側の端部に取り付けられた第３シーブと、先端側ロッドの伸側端部に取り付けられた第４シーブと、一端が第１ブームの基端部に結合され、第４シーブに掛け回されて延び、他端が第３ブームの基端部に結合される第１伸長用ワイヤと、一端が第１ブームの先端部に結合され、第１シーブ、第２シーブ、第３シーブにこの順に掛け回されて延び、他端が第３ブームの基端部に結合される第１縮小用ワイヤとから構成することが好ましい。なお、上記の先端側ロッドの伸側端部は、先端側ロッドの先端だけでなく、スライド手段におけるブームの先端側の端部も含む。
【００１３】
第２連結手段は、シリンダチューブのブーム基端側の端部に取り付けられた第５シーブと、シリンダチューブのブーム先端側の端部に取り付けられた第６シーブと、
一端が第１シーブの基端部に結合され、第６シーブに掛け回されて延び、他端が第２ブームの基端部に結合される第２伸長用ワイヤと、一端が第１ブームの先端部に結合され、第５シーブに掛け回されて延び、他端が第２ブームの基端部に結合される第２縮小用ワイヤとから構成することが好ましい。
【００１４】
このように構成した場合、第２および第３ブームをそれぞれ格納位置に位置させた状態からブームの伸長操作を行うと、まず、伸縮シリンダにおいて先端側ロッドが伸長作動し、第１伸長用ワイヤによってブーム先端側へ引っ張られて第３ブームのみが伸長作動する。そして、先端側ロッドが全伸長し、まず第３ブームが全伸長状態となる。この後、基端側ロッドが伸長作動してシリンダチューブがブーム先端側へ移動し、第２伸長用ワイヤによってブーム先端側へ引っ張られて第２ブームが伸長作動する。このとき、シリンダチューブの移動に伴って先端側ロッドもブーム先端側へ移動し、第１伸長用ワイヤに引っ張られて第２ブームの伸長量と同じだけ第３ブームが伸長するため、第２ブームは、第３ブームを全伸長させた状態のまま伸長作動する。
【００１５】
このような状態から、ブームの縮小操作を行うと、まず、伸縮シリンダにおいて基端側ロッドが縮小作動してシリンダチューブがブーム基端側へ移動し、第２縮小用ワイヤによってブーム基端側へ引っ張られて第２ブームが縮小作動する。このとき、第１縮小用ワイヤに引っ張られて第２ブームの縮小量と同じだけ第３ブームが縮小するため、第２ブームは、第３ブームを全伸長させたまま縮小作動する。そして、基端側ロッドが全縮小し、まず第２ブームが格納状態となる。この後、先端側ロッドが縮小作動し、第１縮小用ワイヤによってブーム基端側へ引っ張られて第３ブームが縮小作動する。
【００１６】
伸縮シリンダの非作動時においては、第１伸長用ワイヤおよび第１縮小用ワイヤにより、第３ブームの伸縮作動が規制され、第２伸長用ワイヤおよび第２縮小用ワイヤにより、第２ブームの伸縮作動が規制される。また、伸縮時においても、この第１伸長用ワイヤおよび第１縮小用ワイヤにより、伸縮シリンダの作動と無関係に第３ブームが伸縮することが規制され、第２伸長用ワイヤ及び第２縮小用ワイヤにより、伸縮シリンダの作動とは無関係に第２ブームが伸縮することが規制される。
【００１７】
このような構成によれば、ブームを伸長させることにより、第３ブームが伸縮シリンダに対してブーム先端方向へ相対移動する。このため、伸縮シリンダを配設可能な限り大きく形成して、全縮状態におけるその全長を各ブーム長と同程度とした場合でも、これは、第３ブームのみが全伸長した状態においては第３ブーム内に半分程度しか残らず、ブーム全体が全伸長した状態となれば第３ブーム内にほとんど残らない。
【００１８】
なお、上述した、第２油路および第３油路と、第１ボトム側油室および第１ロッド側油室、第２ボトム側油室との接続切換は、具体的には、以下のような構成により達成することができる。
【００１９】
まず、第１ボトム側油室と第２ボトム側油室とを第４油路により繋げるとともに、この第４油路には第１チェックバルブを設け、第１ロッド側油室と第２ボトム側油室とを第５油路により繋げるとともに、この第５油路には第２チェックバルブを設ける。この第１および第２チェックバルブは、それぞれ、ポペットが第２ボトム側油室側に付勢されて弁が閉じ、弁が閉じた状態においては、ポペットが第２ボトム側油室内まで突出するように構成する。
【００２０】
そして、基端側ロッドが全縮小した状態においては、ポペットにおける突出部が基端側ロッドに押し込められて弁が開き、第２油路が第４油路を介して第１ボトム側油室と繋がり、第３油路が第５油路を介して第１ロッド側油室と繋がるように構成する。また、先端側ロッドが全伸長した状態においては、第２および第３油路が第２ボトム側油室に繋がるようにする。この場合、上述したように、第２ボトム側油室に作動油が供給されるとともに第２ロッド側油室内の油が排出されることにより基端側ロッドが伸長する。このため、第２油路と第４油路、第３油路と第５油路における接続が、それぞれ解除されてポペットが第２ボトム側油室内に突出して弁が閉じることになり、第１および第２チェックバルブにより第１ボトム側油室および第１ロッド側油室内の油の流出が阻止されて先端側ロッドの全伸長状態が保持される。
【００２１】
このような構成によれば、第２油路および第３油路と、第１ボトム側油室および第１ロッド側油室、第２ボトム側油室との接続切換が機械的に行われるので、確実である。
【００２２】
なお、第３ブームを、絶縁性部材により構成すれば、各ブームを同時且つ均等に伸長させる場合と比較して、同一ブーム全長における外側の絶縁部の長さが長くなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図を参照して説明する。図１４には、本発明の伸縮構造を有するブーム１０を備えた高所作業車の構成を示している。図に示すように、この高所作業車の車体１上には、旋回台２が旋回自在に取り付けられている。この旋回台２の上部には、ブーム１０が起伏自在に取り付けられており、起伏シリンダ４により起伏作動するように構成されている。ブーム１０は、第１ブーム１１、第２ブーム１２、第３ブーム１３からなり、これら３段のブームは入れ子式に伸縮自在に構成されている。第３ブーム１３の先端には、垂直ポスト６が揺動自在に取り付けられており、この垂直ポスト６には、作業者搭乗用の作業台７が首振り（旋回）自在に取り付けられている。垂直ポスト６は、レベリングシリンダ８により常時垂直に保持されており、これにより作業台７が常時水平に保持されるようになっている。
【００２４】
このような高所作業車によれば、作業台７に搭乗した作業者は操作装置９を操作して、ブーム１０を適宜旋回、起伏、伸縮作動させて作業台７を所望高所に移動し、電線等の配電設備の工事等、高所作業を行うことができる。ここで、ブーム１０は、本発明の伸縮構造を有しており、第３ブーム１３から先に伸長作動し、第３ブーム１３が全伸長した後に第２ブーム１２が伸長作動するように構成されている。
【００２５】
以下、このブーム１０の伸縮構造について図１〜図４を加えて説明する。なお、図１〜図４においては、説明の都合上、各ブームの太さの比を実際よりも大きく示している。第１および第２ブーム１１，１２は、ともに金属製の中空の角柱状部材から構成されている。第３ブーム１３は、作業台７（電線）側と車体１（大地）側の電気的な絶縁を図るために、ＦＲＰ等の絶縁性部材からなる中空の角柱状部材から構成されている。なお、これら第１〜第３ブーム１１〜１３の全長は同程度となっている。
【００２６】
作業を行わない状態においては、図１に示すように、第２ブーム１２は、第１ブーム１１に対して完全に縮小して格納位置に位置しており、第３ブーム１３は、第２ブーム１２に対して完全に縮小して格納位置に位置している。
【００２７】
第３ブーム１３内には、伸縮シリンダ（油圧シリンダ）２０が配設されている。この伸縮シリンダ２０は、シリンダチューブ２１と、このシリンダチューブ２１に対してブーム先端側に伸縮自在な先端側ロッド（シリンダロッド）２２と、シリンダチューブ２１に対してブーム基端側に伸縮自在な基端側ロッド（シリンダロッド）２３とからなり、両ロッド２２，２３を完全に縮小した状態におけるその全長は、各ブーム１１〜１３と同程度となっている。
【００２８】
先端側ロッド２２の先端部（伸側端部）には、図４からもわかるように、連結板２４の一方の端部が枢結している。この連結板２４はブーム基端側に延び、その他端がスライド部材２５に結合している。このスライド部材２５はシリンダチューブ２１に長手方向にスライド移動自在に取り付けられており、このスライド部材２５は、先端側ロッド２２の伸縮作動に伴って、スライド移動するようになっている。なお、これら連結板２４およびスライド部材２５が請求項のスライド手段に相当する。
【００２９】
そして、この伸縮シリンダ２０は、基端側ロッド２３の先端（伸側端部）を、枢結ピン１４を介して第１ブーム１１の基端部に取り付け、先端側ロッド２２側をブーム先端方向へ向けて配設されている。先端側ロッド２２の先端部には、さらにガイドローラ１５が取り付けられており、伸縮シリンダ２０の伸縮時には、これが第３ブーム１３内面に沿って転がり、ガイドをなすようになっている。なお、第３ブーム１３の先端部内には、レベリングシリンダ８が揺動自在に取り付けられている。
【００３０】
第２ブーム１２におけるその基端部には、第１シーブ１２ａが回転自在に取り付けられており、先端部内には、第２シーブ１２ｂが回転自在に取り付けられている。また、伸縮シリンダ２０においてシリンダチューブ２１のブーム基端側端部（図１における左側の端部）には、第５シーブ２１ａが回転自在に取り付けられており、シリンダチューブ２１のブーム先端側端部（図１における右側の端部）には、第６シーブ２１ｂが回転自在に取り付けられている。さらに、スライド部材２５には、第３シーブ２４ａが回転自在に取り付けられており、先端側ロッド２２の先端部には、第４シーブ２４ｂが回転自在に取り付けられている。なお、第３シーブ２４ａは連結板２４におけるブーム基端側の端部に取り付けてもよく、第４シーブ２４ｂは連結板２４におけるブーム先端側の端部に取り付けてもよい。
【００３１】
第１ブーム１１の基端部には、第１伸長用ワイヤ（以下、伸１ワイヤという）３１ａの一端および第２伸長用ワイヤ（以下、伸２ワイヤという）３１ｂの一端が結合している。伸１ワイヤ３１ａの他端は、ブーム先端側（図１における右側）へ延び、第４シーブ２４ｂに掛け回されてブーム基端側（図１における左側）へ延び、第３ブーム１３の基端部に結合している。伸２ワイヤ３１ｂの他端は、ブーム先端側へ延び、第６シーブ２１ｂに掛け回されてブーム基端側へ延び、第２ブーム１２の基端部に結合している。
【００３２】
第１ブーム１１の先端部には、第１縮小用ワイヤ（以下、縮１ワイヤという）３２ａの一端および第２縮小用ワイヤ（以下、縮２ワイヤという）３２ｂの一端が結合している。縮１ワイヤ３２ａの他端は、ブーム基端側へ延び、第１シーブ１２ａに掛け回されてブーム先端側へ延び、第２シーブ１２ｂに掛け回されてブーム基端側へ延び、第３シーブ２４ａに掛け回されてブーム先端側へ延び、第３ブーム１３の基端部に結合している。
【００３３】
縮２ワイヤ３２ｂの他端は、ブーム基端側へ延び、第５シーブ２１ａに掛け回されてブーム先端側へ延び、第２ブーム１２の基端部に結合している。なお、図において、伸ワイヤ３１ａ，３１ｂは、縮ワイヤ３２ａ，３２ｂと区別するために破線で示している。また、説明の都合上、各ワイヤがたるんで取り付けられているように示しているが、実際は各ワイヤはたるみのないように掛け回されている。
【００３４】
このようなワイヤ掛け回し構成により、伸縮シリンダ２０の伸縮作動によりブーム１０が伸縮作動するようになっており、図６〜図１１には、この伸縮シリンダ２０の内部の概略構成およびこの伸縮シリンダ２０への作動油の給排経路を示している。図に示すように、伸縮シリンダ２０は、オイルポンプＰから供給される作動油により作動するが、第１ソレノイドバルブ（以下、第１バルブという）６０ａまたは第２ソレノイドバルブ（以下、第２バルブという）６０ｂにより油の経路が切り換えられてその伸縮作動が制御されるようになっている。
【００３５】
図８からもわかるように、伸縮シリンダ２０は、その内部が中間ブロック４０により仕切られている。そのブーム先端側（図８における右側）は、先端側ロッド２２のピストン２２ａにより第１ボトム側油室５２ａと第１ロッド側油室５２ｂとに分けられており、そのブーム基端側（図８における左側）は、基端側ロッド２３のピストン２３ａにより第２ボトム側油室５３ａと第２ロッド側油室５３ｂとに分けられている。
【００３６】
基端側ロッド２３内には、第１ロッド内油路（第１油路）２３ｂ、第２ロッド内油路（第２油路）２３ｃ、第３ロッド内油路（第３油路）２３ｄの３つの油路が形成されている。そして、第１バルブ６０ａから延びる油路６１，６２のうち、一方の油路６１は、油路６５、第２ロッド内油路２３ｃを介して第２ボトム側油室５３ａに繋がっており、他方の油路６２は第１ロッド内油路２３ｂを介して第２ロッド側油室５３ｂに繋がっている。油路６１には、パイロットチェックバルブ６１ａが設けられ、油路６２には、パイロットチェックバルブ６２ａが設けられている。これらは、いわゆるダブルパイロットチェックバルブを構成しており、チェックバルブ６１ａは油路６２の油圧により弁が開くようになっており、チェックバルブ６２ａは油路６１の油圧により弁が開くようになっている。
【００３７】
また、第２バルブ６０ｂから延びる油路６３，６４のうち、一方の油路６３は、油路６５、第２ロッド内油路２３ｃを介して第２ボトム側油室５３ａに繋がっており、他方の油路６４も第３ロッド内油路２３ｄを介して第２ボトム側油室５３ａに繋がっている。油路６３には、パイロットチェックバルブ６３ａが設けられ、油路６４には、パイロットチェックバルブ６４ａが設けられている。これらは、いわゆるダブルパイロットチェックバルブを構成しており、チェックバルブ６３ａは油路６４の油圧により弁が開くようになっており、チェックバルブ６４ａは油路６３の油圧により弁が開くようになっている。
【００３８】
中間ブロック４０内には、チェックバルブ４０ａ，４０ｂが設けられており、チェックバルブ４０ａを介して、第２ボトム側油室５３ａが第１ボトム側油室５２ａに繋がっており、チェックバルブ４０ｂを介して、第２ボトム側油室５３ａが第１ロッド側油室５２ｂに繋がっている。
【００３９】
図５に示すように、チェックバルブ４０ａ，４０ｂは、それぞれポペット４１とスプリング４２とからなり、通常時にはスプリング４２によりブーム基端側に付勢されて弁が閉じ、油室５２ａ，５２ｂ内の油の流出がそれぞれ阻止されるようになっている。両チェックバルブ４０ａ，４０ｂにおいて、ポペット４１の先端（図５における左側の端部）は第２ボトム側油室５３ａ内まで突出しており、この突出部４１ａの周囲における中間ブロック４０のブーム基端側の端部（図５における左側の端部）には、オイルシール４３が取り付けられている。
【００４０】
ここで、上述した第２ロッド内油路２３ｃにおける油室５３ａ側の開口部位置は、チェックバルブ４０ａにおけるポペット４１の突出部４１ａの位置に合うようになっており、第３ロッド内油路２３ｄにおける油室５３ａ側の開口部位置は、チェックバルブ４０ｂにおけるポペット４１の突出部４１ａの位置に合うようになっている。これにより、基端側ロッド２３が全縮した状態においては（図７参照）、ピストン２３ａがオイルシール４３に密着するとともにポペット４１がピストン２３ａに押されてチェックバルブ４０ａ，４０ｂの両方が開放状態となり、第２ロッド内油路２３ｃが第１ボトム側油室５２ａと繋がり、第３ロッド内油路２３ｄが第１ロッド側油室５２ｂと繋がるようになっている。
【００４１】
したがって、基端側ロッド２３が全縮した状態においては、図７に示すように、油路６１および油路６３は油路６５を介して第１ボトム側油室５２ａに繋がり、油路６４は第１ロッド側油室５２ｂに繋がるようになっている。
【００４２】
図１２には、バルブ６０ａ，６０ｂの作動制御を行う装置構成を示しており、コントローラ７１には、操作装置９からの操作信号、第１伸縮センサ７２、第２伸縮センサ７３からの信号が入力する。これらの信号に基づき、コントローラ７１から、第１または第２バルブ６０ａ，６０ｂに作動信号が出力され、これらの作動が制御されるようになっている。
【００４３】
ここで、第１伸縮センサ７２は、第３ブーム１３が第２ブーム１２に対して全伸長した位置にあるか否かを検出するものであり、第２伸縮センサ７３は、第２ブーム１２が格納位置にあるか否かを検出するものである。なお、その検出方法としては、ブームの伸長位置を直接検出するようにしても、伸縮シリンダ２０におけるロッド２２，２３の伸長状態からこれを検出するようにしてもどちらでもよい。
【００４４】
ブーム１０の伸縮構造は以上の構成からなり、次に、その作動について、まず、伸長作動から説明する。上述したように、作動前においては、図１に示すように、第２、第３ブーム１２，１３は、それぞれ格納位置に位置している。この状態においては、図６に示すように、第１、第２バルブ６０ａ，６０ｂはともに中立位置に位置している。基端側ロッド２３は、全縮した状態となっており、チェックバルブ４０ａ，４０ｂの両方が開放状態となって、油路６１および油路６３は油路６５を介して第１ボトム側油室５２ａに繋がり、油路６４は第１ロッド側油室５２ｂに繋がっている。
【００４５】
油室５２ａ内の油はパイロットチェックバルブ６１ａ，６３ａにより、油室５２ｂ内の油はパイロットチェックバルブ６４ａにより止められているため、先端側ロッド２２は全縮状態においてその伸縮が規制されている。また、第２ロッド側油室５３ｂ内の油は、パイロットチェックバルブ６２ａにより止められているため、基端側ロッド２３はその伸長作動が規制され、基端側ロッド２３は全縮状態で保持されている。
【００４６】
伸縮シリンダ２０の非作動時においては、伸１ワイヤ３１ａおよび縮１ワイヤ３２ａにより、第３ブーム１３の伸縮作動が規制され、伸２ワイヤ３１ｂおよび縮２ワイヤ３２ｂにより、第２ブーム１２の伸縮作動が規制されるため、ブーム１０は、全縮状態においてその伸縮作動が規制されている（図１参照）。
【００４７】
操作装置９を伸操作すると、操作信号がコントローラ７１に入力し、第２バルブ６０ｂに右動信号が出力され（図１２参照）、図７に示すように、第２バルブ６０ｂが右動する。このとき、第２ロッド側油室５３ｂ内の油はパイロットチェックバルブ６２ａにより止められているので、基端側ロッド２３の全縮状態は保持されたままである。
【００４８】
このため、チェックバルブ４０ａ，４０ｂが開放状態となっているので、オイルポンプＰからの作動油は油路６３、油路６５、第２ロッド内油路２３ｃを通って第１ボトム側油室５２ａに流入する。油路６３の油圧により、パイロットチェックバルブ６４ａが開くので、第１ロッド側油室５２ｂ内の油は第３ロッド内油路２３ｄ、油路６４を通ってタンクＴに戻される。これにより、先端側ロッド２２が伸長作動し、伸１ワイヤ３１ａによってブーム先端側へ引っ張られて第３ブーム１３のみが伸長作動する（図１、図２参照）。
【００４９】
さらに、伸操作を続行して、先端側ロッド２２が、図７に示すように全伸長すると、第３ブーム１３が第２ブーム１２に対して全伸長した位置となる（図２参照）。すると、これが第１伸縮センサ７２により検出され、この検出信号がコントローラ７１に入力し、第２バルブ６０ｂへの右動信号の出力が停止されるとともに第１バルブ６０ａへ右動信号が出力される（図１２参照）。これにより、第２バルブ６０ｂの右動が解除されてこれが中立位置に戻るとともに、第１バルブ６０ａが右動する（図８参照）。
【００５０】
この場合、油路６１の油圧によりパイロットチェックバルブ６２ａが開くので、オイルポンプＰからの作動油は、油路６１、油路６５、第２ロッド内油路２３ｃを通って第２ボトム側油室５３ａに流入し、ロッド側油室５３ｂ内の油は油路６２を通ってタンクＴに戻される。このとき、第１ボトム側油室５２ａおよびロッド側油室５２ｂ内の油は、チェックバルブ４０ａ，４０ｂによって止められているため、先端側ロッド２２の全伸長状態が保持される。
【００５１】
このため、先端側ロッド２２を全伸長状態としたまま基端側ロッド２３が伸長作動する。これにより、シリンダチューブ２１がブーム先端側へ移動し、伸２ワイヤ３１ｂによってブーム先端側へ引っ張られて第２ブーム１２が伸長作動する。このとき、シリンダチューブ２１の移動に伴って先端側ロッド２２もブーム先端側へ移動し、伸１ワイヤ３１ａに引っ張られて第２ブーム１２の伸長量と同じだけ第３ブーム１３が伸長する。このため、第２ブーム１２は、第３ブーム１３を全伸長させた状態のまま伸長作動する（図２、図３参照）。そして、基端側ロッド２３が、図８に示すように全伸長すると、第２ブーム１２が第１ブーム１１に対して全伸長し、ブーム１０は、図３に示すように完全に伸長した状態となる。
【００５２】
そして、操作装置９の伸操作を止めると、操作信号の入力が停止し、第１バルブ６０ａへの右動信号の出力が停止される（図１２参照）。これにより、第１バルブ６０ａの右動が解除されてこれが中立状態となり、第１、第２バルブ６０ａ，６０ｂがともに中立状態となる（図９参照）。この状態においては、第２ボトム側油室５３ａ内の油はパイロットチェックバルブ６１ａ，６３ａにより、第２ロッド側油室５３ｂ内の油はパイロットチェックバルブ６２ａにより止められるため、基端側ロッド２３の全伸長状態が保持される。このため、ブーム１０は完全に伸長した状態で保持される。
【００５３】
なお、上述した第２ブーム１２の伸長作動時には、第２ボトム側油室５３ａ内の圧力がブーム先端側の両油室５２ａ，５２ｂ内の圧力よりも大きくなり、チェックバルブ４０ａ，４０ｂが開放状態となる可能性がある（図８参照）。しかし、この場合、第１両油室５２ａ，５２ｂ内の圧力が第２ボトム側油室５３ａ内の圧力と等しくなり、ピストン２２ａ前後の面積差により先端側ロッド２２には伸長方向に力が作用することになるため、その全伸長状態が保持される。
【００５４】
ここで、ブーム１０を伸長させることにより、第３ブーム１３が伸縮シリンダ２０に対してブーム先端方向へ相対移動し、伸縮シリンダ２０は、図２に示す状態においては第３ブーム１３内に半分程度しか残らず、図３に示す状態においては第３ブーム１３内にほとんど残らない状態となる。このため、作業台７側に繋がるレベリングシリンダ８と、車体１側に繋がる伸縮シリンダ２０との間の距離が長くなり、絶縁効率が向上する。
【００５５】
さらに、第３ブーム１３から伸長することにより、各ブームを同時且つ均等に伸長させる場合と比較して、同一ブーム全長における外側の絶縁部（第３ブーム）の長さが長くなり、安全性が高い。また、重量の重い第２ブーム１２が、重量の軽い第３ブーム１３が全伸長した後に伸長するので、同一ブーム全長におけるブーム１０の重心位置が車体１の重心に近づくため、作業範囲を拡大することができる。
【００５６】
次に、ブーム１０の縮小作動について、図３に示すように全伸長した状態から縮小作動させる場合について説明する。まず、操作装置９を縮操作すると、操作信号がコントローラ７１に入力し、第１バルブ６０ａに左動信号が出力され（図１２参照）、図１０に示すように、第１バルブ６０ａが左動する。この場合、油路６２の油圧によりパイロットチェックバルブ６１ａが開くので、オイルポンプＰからの作動油は、油路６２、第１ロッド内油路２３ｂを通って第２ロッド側油室５３ｂに流入し、第２ロッド側油室５３ｂ内の油は、第２ロッド内油路２３ｃ、油路６１を通ってタンクＴに戻される。このとき、第１ボトム側油室５２ａおよびロッド側油室５２ｂ内の油は、チェックバルブ４０ａ，４０ｂによって止められているため、先端側ロッド２２の全伸長状態が保持される。
【００５７】
このため、先端側ロッド２２を全伸長状態としたまま基端側ロッド２３が縮小作動する。これにより、シリンダチューブ２１がブーム基端側へ移動し、縮２ワイヤ３２ｂによってブーム基端側へ引っ張られて第２ブームが縮小作動する。このとき、シリンダチューブ２１の移動に伴って先端側ロッド２２もブーム基端側へ移動し、縮１ワイヤ３２ａに引っ張られて第２ブーム１２の伸長量と同じだけ第３ブーム１３が縮小する。このため、第２ブーム１２は、第３ブーム１３を全伸長状態としたまま縮小作動する。（図２、図３参照）。
【００５８】
さらに、縮操作を続行して、基端側ロッド２３が、図１０に示すように全縮小すると、第２ブーム１２が格納位置に位置して格納状態となる（図２参照）。すると、これが第２伸縮センサ７３により検出され、この検出信号がコントローラ７１に入力し、第１バルブ６０ａへの左動信号の出力が停止されるとともに第２バルブ６０ｂへ左動信号が出力される（図１２参照）。これにより、第１バルブ６０ａの左動が解除されてこれが中立位置に戻るとともに、第２バルブ６０ｂが左動する（図１１参照）。
【００５９】
このとき、第２ロッド側油室５３ｂ内の油はパイロットチェックバルブ６２ａにより止められているので、基端側ロッド２３の全縮小状態は保持されたままである。このため、チェックバルブ４０ａ，４０ｂが開放状態となっているので、オイルポンプＰからの作動油は油路６４、第３ロッド内油路２３ｄを通って第１ロッド側油室５２ｂに流入する。油路６４の油圧により、パイロットチェックバルブ６３ａが開くので、ボトム側油室５２ａ内の油は第２ロッド内油路２３ｃ、油路６５を通ってタンクＴに戻される。
【００６０】
これにより、先端側ロッド２２が縮小作動し、縮１ワイヤ３２ａによってブーム基端側へ引っ張られて第３ブーム１３が縮小作動する（図１、図２参照）。そして、先端側ロッド２２が、図１１に示すように全縮小すると、第３ブーム１３が格納位置に位置し、ブーム１０は、図１に示すように格納状態となる。
【００６１】
途中でブーム１０の伸縮作動を止めた場合、例えば第３ブーム１３のみを伸縮作動させている途中でその伸縮作動が止められた場合には、図６に示す伸長前の状態と同様に、第１ボトム側油室５２ａ内の油はパイロットチェックバルブ６１ａ，６３ａにより、第１ロッド側油室５２ｂ内の油はパイロットチェックバルブ６４ａにより止められるため、先端側ロッド２２はその伸長状態においてその伸縮が規制される。この状態においては基端側ロッド２３の伸縮は規制されているため、ブーム１０はその伸長状態において伸縮が規制される。
【００６２】
第２ブーム１２を伸縮作動させている途中でその伸縮作動が止められた場合には、図９に示す全伸長後の状態と同様に、第２ボトム側油室５３ａ内の油はパイロットチェックバルブ６１ａ，６３ａにより、第２ロッド側油室５３ｂ内の油はパイロットチェックバルブ６２ａにより止められるため、基端側ロッド２３はその伸長状態においてその伸縮が規制される。この状態においては先端側ロッド２２の伸縮は規制されているため、ブーム１０はその伸長状態において伸縮が規制される。
【００６３】
なお、伸縮時においては、伸１ワイヤ３１ａおよび縮１ワイヤ３２ａにより、伸縮シリンダ２０の作動と無関係に第３ブームが伸縮することが規制され、伸２ワイヤ３１ｂおよび縮２ワイヤ３２ｂにより、伸縮シリンダ２０の作動と無関係に第２ブーム１２が伸縮することが規制される。
【００６４】
なお、当該例においては、第１および第２バルブ６０ａ，６０ｂの作動制御により、伸縮シリンダ２０の伸縮作動を制御するように構成したが、図１３に示すように、第３〜第５バルブ６０ｃ〜６０ｅの作動制御によりそれを行うように構成してもよい。この場合、油路６１、油路６２が第４バルブ６０ｄに繋げられ、油路６３、油路６４が第５バルブ６０ｅに繋げられ、これら第４および第５バルブ６０ｄ，６０ｅは第３バルブ６０ｃを介してオイルポンプＰ、タンクＴに繋げられる。
【００６５】
そして、第３バルブ６０ｃは、操作装置９において、伸操作が行われると右動し、縮操作が行われると左動する。このとき、第２伸縮センサ７２において第２ブーム１２が格納位置に位置していることが検出されている場合には、第５バルブ６０ｅが右動する。第１伸縮センサ７１において第３ブーム１３が全伸長した状態にあることが検出されている場合には、第４バルブ６０ｄが右動する。このような構成によれば、第１および第２バルブ６０ａ，６０ｂの作動による油路の切換と同じように油路を切り換えることができ、同様に伸縮シリンダ２０の伸縮作動を制御することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明のブームの伸縮構造によれば、伸縮シリンダが、ブーム基端側に伸長自在な基端側ロッドと、ブーム先端側に伸長自在な先端側ロッドとを有して構成され、基端側ロッドの伸側端部が第１ブームの基端部に枢結され、先端側ロッドが第１連結手段により第３ブームに連結され、シリンダチューブが第２連結手段により第２ブームに連結されことにより、先端側ロッドの伸縮作動により第３ブームが伸縮作動し、基端側ロッドの伸縮作動により第２ブームが伸縮作動するように構成され、且つ基端側ロッドの伸縮作動が、先端側ロッドが全伸長した状態においてのみ行われるので、一本の伸縮シリンダの伸縮作動により、第３ブームから順次伸長作動させ、第２ブームから順次縮小作動させることができる。このため、複数の伸縮シリンダにより、ブームが太くなったり、重量が増加したりするといったことがない。
【００６７】
さらに、第１および第２連結手段をワイヤ掛け回し構成にして、ブームの伸長に伴って第３ブームが伸縮シリンダに対してブーム先端方向へ相対移動するように構成することにより、ブーム伸長時には、大地に繋がる伸縮シリンダと電線側との間の絶縁部の距離が長くなり、絶縁効率が向上する。
【００６８】
また、伸縮シリンダにおいて、基端側ロッド内に３つの油路を形成し、これらのうちの２つの油路は、基端側ロッドが全縮小した状態においては、先端側ロッド側の油室に繋がり、先端側ロッドが全伸長した状態においては、基端側ロッド側の油室に繋がるように構成することにより、先端側ロッドの伸縮作動時には、確実に基端側ロッドを全縮小した状態とすることができ、基端側ロッドの伸縮作動時には、確実に先端側ロッドを全伸長した状態とすることができる。また、これにより、この伸縮シリンダへの作動油の給排を行うための送油管は、基端側ロッドに接続すればよいことになるが、この基端側ロッドは第１ブームの基端部に枢結されており、伸縮シリンダの伸縮作動に伴って送油管の接続部が移動するといったことがないので、移動長さを考慮して送油管を長くする必要がない。さらに、この送油管は３本あればよいため、送油管の配設スペースを節約することができる。
【００６９】
上記のような油路の接続切換は、先端側ロッド側の油室と基端側ロッド側の油室との間に設けられ、基端側ロッドが全縮小すると、この基端側ロッドにポペットが押し込められて弁が開くように構成されたチェックバルブを用いて行うことにより、機械的に行うことができ、確実である。
【００７０】
なお、第３ブームが絶縁性部材により構成されていれば、第３ブームから伸長することによって、各ブームを同時且つ均等に伸長させる場合と比較して、同一ブーム全長における絶縁部の長さが長くなり、安全性が高まる。さらに、重量の重い第２ブームが、重量の軽い第３ブームが全伸長した後に伸長するので、各ブームを同時且つ均等に伸長させる場合と比較して、同一ブーム全長におけるブームの重心位置がブーム基端側に近づくため、作業範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の伸縮構造を有するブーム１０の構成を、格納状態で示す側断面図である。
【図２】図１のブーム１０において、第３ブーム１３を第２ブーム１２に対して全伸長させた状態を示す側断面図である。
【図３】図１のブーム１０において、第３ブーム１３および第２ブーム１２を全伸長させた状態を示す側断面図である。
【図４】本発明の伸縮構造を有するブーム１０の構成を示す斜視図である。
【図５】伸縮シリンダ２０における中間ブロック４０近傍の構成を示す断面図である。
【図６】伸縮シリンダ２０への作動油の給排系路を、伸縮操作が行われないで、伸縮シリンダ２０が全縮した状態で示す油圧回路図である。
【図７】伸縮シリンダ２０への作動油の給排経路を、伸長操作が行われ、先端側ロッド２２が全伸長した状態で示す油圧回路図である。
【図８】伸縮シリンダ２０への作動油の給排経路を、伸長操作が行われ、先端側ロッド２２および基端側ロッド２３が全伸長した状態で示す油圧回路図である。
【図９】伸縮シリンダ２０への作動油の給排経路を、先端側ロッド２２および基端側ロッド２３が全伸長し、伸縮操作を止めた状態で示す油圧回路図である。
【図１０】伸縮シリンダ２０への作動油の給排経路を、縮小操作が行われ、図９の状態から基端側ロッド２３が全縮小した状態で示す油圧回路図である。
【図１１】伸縮シリンダ２０への作動油の給排経路を、縮小作動が行われ、図１０の状態から先端側ロッド２２が全縮小した状態で示す油圧回路図である。
【図１２】第１および第２ソレノイドバルブ６０ａ，６０ｂの作動制御を行う装置構成を示すブロック図である。
【図１３】伸縮シリンダ２０の伸縮作動制御を行うための他のソレノイドバルブ構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の伸縮構造を有するブーム１０を備えた高所作業車の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ブーム
１１第１ブーム
１２第２ブーム
１２ａ第１シーブ
１２ｂ第２シーブ
１３第３ブーム
２０伸縮シリンダ
２１シリンダチューブ
２１ａ第５シーブ
２１ｂ第６シーブ
２２先端側ロッド
２３基端側ロッド
２４連結板（スライド手段）
２４ａ第３シーブ
２４ｂ第４シーブ
２５スライド部材（スライド手段）
３１ａ第１伸長用ワイヤ
３１ｂ第２伸長用ワイヤ
３２ａ第１縮小用ワイヤ
３２ｂ第２縮小用ワイヤ

Claims

第１ブームと、この第１ブーム内に格納位置からブーム先端方向に伸長自在に取り付けられた第２ブームと、この第２ブーム内に格納位置からブーム先端方向に伸長自在に取り付けられた第３ブームとからなるブームの伸縮構造であって、
シリンダチューブ、前記シリンダチューブにブーム基端側に伸長自在に設けられた基端側ロッド、前記シリンダチューブにブーム先端側に伸長自在に設けられた先端側ロッドからなり、前記基端側ロッドの伸側端部が前記第１ブーム基端部に枢結され、ブーム先端側に延びて前記第３ブーム内に配設された伸縮シリンダと、
前記先端側ロッドおよび前記第３ブームを連結する第１連結手段と、
前記シリンダチューブおよび前記第２ブームを連結する第２連結手段と、
前記先端側ロッドを伸縮作動させて前記第３ブームを伸縮作動させ、前記基端側ロッドを伸縮作動させて前記第２ブームを伸縮作動させ、前記基端側ロッドの伸縮作動は、前記先端側ロッドが全伸長した状態においてのみ行わせる伸縮制御手段とからなり、
前記伸縮シリンダが油圧シリンダからなり、
前記先端側ロッドが、第１ボトム側油室および第１ロッド側油室に油が給排されて伸縮作動するように構成され、前記基端側ロッドが、第２ボトム側油室および第２ロッド側油室内に油が給排されて伸縮作動するように構成され、
前記基端側ロッド内には、第１油路、第２油路および第３油路が形成され、前記第１油路は、常時前記第２ロッド側油室に繋がり、前記第２および第３油路は、前記基端側ロッドが全縮小した状態においては、その一方が前記第１ボトム側油室に繋がるとともにその他方が前記第１ロッド側油室に繋がり、前記先端側ロッドが全伸長した状態においては、両方が前記第２ボトム側油室に繋がるように構成されてなり、
前記伸縮制御手段は、
前記基端側ロッドが全縮小した状態において、前記第２油路および前記第３油路を介して前記第１ボトム側油室および前記第１ロッド側油室への作動油の給排を行って、前記先端側ロッドのみを伸縮作動させ、
前記先端側ロッドが全伸長した状態において、前記第１油路と、前記第２油路または第３油路の一方とを介し、前記第２ボトム側油室および前記第２ロッド側油室への作動油の給排を行って、前記基端側ロッドのみを伸縮作動させることを特徴とするブームの伸縮構造。
前記第１連結手段が、
前記第２ブームの基端部に取り付けられた第１シーブと、
前記第２ブームの先端部に取り付けられた第２シーブと、
前記先端側ロッドの伸側端部に取り付けられてブーム基端部に延び、前記先端側ロッドの伸縮に伴って前記シリンダチューブに沿ってスライド移動するスライド手段と、
前記スライド手段のブームの基端側の端部に取り付けられた第３シーブと、
前記先端側ロッドの伸側端部に取り付けられた第４シーブと、
一端が前記第１ブームの基端部に結合され、前記第４シーブに掛け回されて延び、他端が前記第３ブームの基端部に結合される第１伸長用ワイヤと、
一端が前記第１ブームの先端部に結合され、前記第１シーブ、前記第２シーブ、前記第３シーブにこの順に掛け回されて延び、他端が前記第３ブームの基端部に結合される第１縮小用ワイヤとからなり、
第２連結手段が、
前記シリンダチューブのブーム基端側の端部に取り付けられた第５シーブと、
前記シリンダチューブのブーム先端側の端部に取り付けられた第６シーブと、
一端が前記第１シーブの基端部に結合され、前記第６シーブに掛け回されて延び、他端が前記第２ブームの基端部に結合される第２伸長用ワイヤと、
一端が前記第１ブームの先端部に結合され、前記第５シーブに掛け回されて延び、他端が前記第２ブームの基端部に結合される第２縮小用ワイヤとからなることを特徴とする請求項１に記載のブームの伸縮構造。
前記第１ボトム側油室と前記第２ボトム側油室とが第４油路により繋げられるとともに、この第４油路には第１チェックバルブが設けられ、前記第１ロッド側油室と前記第２ボトム側油室とが第５油路により繋げられるとともに、この第５油路には第２チェックバルブが設けられ、
前記第１および第２チェックバルブは、それぞれ、ポペットが前記第２ボトム側油室側に付勢されて弁が閉じ、弁が閉じた状態においては、前記ポペットが前記第２ボトム側油室内まで突出するように構成されてなり、
前記基端側ロッドが全縮小した状態においては、前記ポペットにおける突出部が前記基端側ロッドに押し込められて弁が開き、前記第２油路が前記第４油路を介して前記第１ボトム側油室と繋がり、前記第３油路が前記第５油路を介して前記第１ロッド側油室と繋がり、
前記先端側ロッドが全伸長した状態においては、前記第２および第３油路が前記第２ボトム側油室側に繋がるとともに、前記第１および第２チェックバルブにより前記第１ボトム側油室および前記第１ロッド側油室内の油の流出が阻止されて前記先端側ロッドの全伸長状態が保持されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブームの伸縮構造。
前記第３ブームは、絶縁性部材からなることを特徴とする請求項１から請求項３に記載のブームの伸縮構造。