JP4709431B2

JP4709431B2 - 伸縮機構

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Publication number: JP4709431B2
Application number: JP2001192164A
Authority: JP
Inventors: 直人川淵
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: JP2003002583A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１本の伸縮シリンダにより多段伸縮ブームを構成するブーム段を１段ずつ伸縮駆動する伸縮機構の伸縮シリンダの駆動油圧回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両搭載型クレーンの多段伸縮ブームの伸縮機構として、１本の伸縮シリンダにより伸縮させようとするブーム段を１段ずつ伸縮駆動する伸縮機構が実用化されている。この伸縮機構は伸縮シリンダが１本であるため、伸縮機構全体を軽量化できるという利点を有している。
【０００３】
この伸縮機構は、一本の伸縮シリンダが伸縮ブームに内装されてベースブーム基端部にそのロッド端部が軸支されている。そして、この伸縮機構の特有の構成として、シリンダ・ブーム連結手段とブーム間固定手段と固定ピン駆動手段を有している。
【０００４】
前記シリンダ・ブーム連結手段は、当該伸縮シリンダのシリンダチューブのロッド側端部に配置され、目的とするブームの基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより選択的にブーム基端部と連結・解除可能とするものである。
【０００５】
前記ブーム間固定手段は、隣接するブームの内側ブーム基端部に配置され、外側ブームの適所に設けられた固定穴に向けて内蔵する固定ピンを進退することにより当該隣接するブーム同士を固定・解除可能とするものである。
【０００６】
前記固定ピン駆動手段は、前記伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に配置され、目的とするブーム基端部の前記固定ピンの内端に作用して進退駆動するものである。
【０００７】
そして、前記シリンダ・ブーム連結手段により前記伸縮シリンダと目的のブーム基端部を連結するシリンダ・ブーム連結行程と、前記固定ピン駆動手段により前記ブーム間固定手段による目的ブームと外側ブームとの固定を解除するブーム間固定解除行程と、前記伸縮シリンダにより目的ブームを伸縮する目的ブーム伸縮行程と、前記固定ピン駆動手段により前記ブーム間固定手段による目的ブームと外側ブームとを固定するブーム間固定行程と、前記シリンダ・ブーム連結手段による前記伸縮シリンダと目的ブーム基端部との連結を解除するシリンダ・ブーム連結解除行程と、前記伸縮シリンダが次の目的ブーム基端部まで伸縮する伸縮シリンダ伸縮行程と、からなる行程を繰り返すことにより前記伸縮ブームの伸縮を行うものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した伸縮機構は１本の伸縮シリンダにより伸縮させようとするブーム段を１段ずつ伸縮駆動するものであるため、上述した伸縮行程中において伸縮シリンダのみがブーム段の伸縮駆動を行うことなく伸縮動作を行う伸縮シリンダ伸縮行程が必要であり、この行程に要する時間が発生するものである。そのため伸縮ブーム全体を目的とする伸縮状態にするまでの要するトータル時間が複数本の伸縮シリンダを有する伸縮機構と比較すると長時間となっていた。
【０００９】
そこで、本発明は、１本の伸縮シリンダによる伸縮機構であってその伸縮ブーム全体を目的とする伸縮状態にするまでの要するトータル時間を短縮することができる伸縮機構を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に記載された発明は、上記伸縮ブームを伸縮する伸縮シリンダを駆動する駆動油圧供給手段を、前記伸縮シリンダの伸長側油室と伸縮操作切換弁の第１の出口ポートとの間を伸長側油路により連絡し、前記伸縮シリンダの縮小側油室と前記伸縮操作切換弁の第２の出口ポートとの間に差動切換弁を介装し、当該差動切換弁を切換えることにより前記伸縮シリンダの縮小側油室と前記伸縮操作切換弁の第２の出口ポートと連絡する通常伸縮油路と、前記伸縮シリンダの縮小側油室と前記伸縮操作切換弁の第１の出口ポートとを連絡する差動伸長油路とに切換可能としたことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、前記伸縮シリンダを前記差動伸長油路により伸長する際には前記通常伸長油路による場合に比べるとその伸長に要する必要油量が少なくて済むため、その伸長に要する時間が短時間となるのである。したがって、伸縮ブーム全体を目的とする伸縮状態にするまでの要するトータル時間を短縮することができるのである。
【００１２】
さらに、本願の請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された構成に加えて、さらに前記伸縮機構制御装置は伸縮ブーム起伏角度検出器を有しており、前記コントローラは当該伸縮ブーム起伏角度検出器からの検出信号により、前記伸縮ブームが所定の起伏角度以上の場合のみ前記差動切換弁を前記差動伸長油路へ切換可能に制御することを特徴とすることを特徴としている。
【００１３】
前記伸縮シリンダを差動伸長させる場合は通常伸長と比較するとその伸長出力が減少するため、伸縮ブームの各段ブーム間における反力が大きくなるブーム起伏角度が小さい範囲での伸長動作させるのは好ましくない。そのため、請求項２に記載された発明の構成により、差動伸長油路による伸長動作が可能となるブーム起伏角度が所定の角度以上の場合のみ前記伸縮シリンダを差動伸長させることができるのである。
【００１４】
また、本願の請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された構成に加えて、さらに前記伸縮機構制御装置は伸縮シリンダ負荷検出器を有しており、前記コントローラは当該伸縮シリンダ負荷検出器からの検出信号により、前記伸縮シリンダが所定の負荷以下の場合のみ前記差動切換弁を前記差動伸長油路へ切換可能に制御することを特徴としている。
【００１５】
前記伸縮シリンダを差動伸長させる場合は通常伸長と比較するとその伸長出力が減少するため、伸縮シリンダの負荷が大きい状態での伸長動作をさせるのは好ましくない。そのため、請求項３に記載された発明の構成により、差動伸長油路による伸長動作が可能となる伸縮シリンダが所定の負荷以下の場合のみ前記伸縮シリンダを差動伸長させることができるのである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
１本の伸縮シリンダによる伸縮機構の構成
図１は１本の伸縮シリンダによる伸縮機構が使用された６段伸縮ブームの伸縮シリンダに沿った断面図であって、全縮小状態の基端部を示している。伸縮ブーム１０はベースブーム１１内に、セカンドブーム１２、サードブーム１３、フォースブーム１４、フィフスブーム１５、およびトップブーム１６がそれぞれ伸縮自在に嵌挿されて構成されている。１は伸縮シリンダであって、シリンダチューブ２、シリンダチューブロッド側端部３、ロッド４、ロッド端部５とから構成されている。伸縮シリンダ１は、前記伸縮ブーム１０に内装されており、前記ベースブーム１１の基端部１１ａに前記伸縮シリンダロッド端部５が軸支されている。以下、１本の伸縮シリンダによる伸縮機構の主要構成を説明する。
（シリンダ・ブーム連結手段）図２は図１のＡ−Ａ断面図である。２０はシリンダ・ブーム連結手段であって、前記伸縮シリンダ１のシリンダチューブロッド側端部３に配置された連結ピン駆動シリンダ２１、連結ピン駆動レバー２２、連結ピン２３、および前記トップブーム基端部１６ａに配置された連結ボス１６ｃの連結穴１６ｂから構成されている。連結ピン２３は前記伸縮シリンダロッド側端部３を構成するトラニオン部材２５の連結ピン収納穴２６に摺動可能に組み付けられている。連結ピン駆動レバー２２は、前記トラニオン部材２５から上方に一体構成されたサポート２４に揺動可能に軸支されている。図２では連結穴１６ｂは、トップブーム基端部１６ａに設けられたもののみ示しているが、図１で二点鎖線で示すようにセカンドブーム基端部１２ａ、サードブーム基端部１３ａ、フォースブーム基端部１４ａ、フィフスブーム基端部１５ａ、にも同様にそれぞれ連結穴１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ、が設けられている。
【００１７】
前記連結ピン２３と連結ピン駆動レバー２２は左右に一対配置されている。連結ピン駆動レバー２２の一端は連結ピン２３に枢着され、その他端は前記連結ピン駆動シリンダ２１のロッド側端部２１ａおよびシリンダ側端部２１ｂにそれぞれ枢着されている。
（ブーム間連結手段）図２に示す５０はトップブーム１６のブーム間連結手段であって、トップブーム基端部１６ａの固定ピン収納部材１６ｅに摺動可能に組み付けられたトップブーム固定ピン１６ｄとフィフスブーム１５の側面に取付られた固定ボス５２に設けられた固定穴５１とから構成されている。３３はトップブーム固定ピン１６ｄの内端に位置して設けられた連結部材である。連結部材３３は一部が開口した箱型形状をしており、後述する固定ピン駆動手段の固定ピン駆動レバーと連結可能となっている。図２に示すようにトップブーム固定ピン１６ｄは左右に一対配置されている。同様に、図示しないセカンドブーム基端部１２ａ、サードブーム基端部１３ａ、フォースブーム基端部１４ａ、フィフスブーム基端部１５ａにも同様にそれぞれセカンドブーム固定ピン１２ｄ、サードブーム固定ピン１３ｄ、フォースブーム固定ピン１４ｄ、フィフスブーム固定ピン１５ｄが左右に一対配置されている。
【００１８】
また、上述したフィフスブーム側面に取付られた固定ボス５２の他に、フィフスブーム側面にはその長手方向にトップブーム１６の伸長長さに応じて複数個の固定ボスが配置されており、各固定ボスはそれぞれ固定穴を有している。固定ボスの配置に関しては、ベースブーム１１、セカンドブーム１２、サードブーム１３、フォースブーム１４においてもほぼ同様の構成である。
【００１９】
図３は図２のＢ−Ｂ矢視図である。３４は固定ピン１６ｄのボールロック機構である。前記固定ピン１６ｄにはノッチ３６が切られており、ボールロック機構３４のバネ付勢されたボール３５が当該ノッチ３６にはまり込むことにより、前記固定ピン１６ｄはその先端部５３が前記外側ブームの固定穴５１に入ったブーム間固定位置で位置保持されるようになっている。
（固定ピン駆動手段）図３に示す４０は固定ピン駆動手段であって、固定ピン駆動シリンダ４１、固定ピン駆動レバー４２、ローラー４４とから構成されている。固定ピン駆動レバー４２は前記伸縮シリンダ１のシリンダチューブロッド側端部３と一体に形成されたサポート４５に揺動自在に軸支されており、かつ左右一対配置されている。固定ピン駆動レバー４２の一端にはローラー４４が回転自在に軸支されており、その他端は前記固定ピン駆動シリンダ４１のロッド側端部４１ａ及びシリンダ側端部４１ｂにそれぞれ枢着されている。
【００２０】
固定ピン駆動手段４０はその全体が伸縮シリンダ１のシリンダチューブロッド側端部３と一体構造となっている。そのため、伸縮シリンダ１の伸縮動作により各段ブームの基端部に配置された前記トップブーム１６のブーム間固定手段５０等の固定ピン１２ｄ〜１６ｄのうちの任意の固定ピンの連結部材３３内に前記ローラ４４を位置させることができ、当該固定ピンを駆動することが可能となっている。その際の伸縮シリンダ１の伸縮動作時には、前記固定ピンの内端部に設けられた連結部材３３は一部が開口した箱型形状をしているため、前記固定ピン駆動レバー４２は目的としない固定ピンの連結部材３３の開口部分を通過していくことができるようになっている。
伸縮機構の制御装置の構成
図４に、本願発明の実施の形態に係る伸縮機構の制御装置のブロック図と油圧回路図を示す。
（伸縮機構操作手段）６０は伸縮機構操作手段であって、伸縮操作レバー６１、最終ブーム状態入力手段６３、伸縮関連情報表示手段７０とから構成されており、図示しないクレーン運転室内に配置されている。伸縮操作レバー６１は伸縮操作のレバー操作量を電気信号に変換し、コントローラ６５に出力する。最終ブーム状態入力手段６３は、前記伸縮機構によって伸縮ブーム１０を伸縮させる際の最終のブーム状態を入力するものであって、後述する伸縮関連情報表示手段７０と一体となって操作されるものである。最終ブーム状態入力手段６３の操作信号も、前記コントローラ６５に出力される。伸縮関連情報表示手段７０は伸縮機構の操作に関する情報を、前記コントローラ６５からの信号によりグラフィック表示するものである。
【００２１】
前記伸縮関連情報表示手段７０はその表示内容を切換可能となっており、図５は前記伸縮関連情報表示手段７０による表示画面を示すものである。ブーム条件を表す伸縮ブームの伸長長さ７１と各段ブームの伸長割合７２が複数表示されており、前記最終ブーム状態入力手段６３に含まれる送り・戻りキーにより箱型カーソル７３を上下に移動できるようになっている。箱型カーソル７３を目的とするブーム条件の行へ移動させたのち、前記最終ブーム状態入力手段６３に含まれるセットキーを操作すると、前記コントローラ６５に目的とする伸縮ブームの最終ブーム状態を入力することができる。選択した最終ブーム状態は、丸印７４により表示される。
（伸縮状態検出手段）７５は伸縮状態検出手段であって、以下の検出手段から構成されている。すなわち、８０はブーム基端位置検出手段であって、前記シリンダ・ブーム連結手段２０がどのブームの基端位置に位置しているかを検出し、その信号を前記コントローラ６５に出力するものである。９０はシリンダ長さ検出手段であって、前記伸縮シリンダ１のシリンダ長さを検出し、その信号を前記コントローラ６５に出力するものである。コントローラ６５は、当該シリンダ長さ検出手段９０の検出値に基き、記憶している前記ブーム間固定手段の固定穴の位置により決定される仕様伸縮長さを読み出し、当該仕様伸縮長さを前記ブーム伸縮行程における伸縮長さとするのである。１１０は連結ピン状態検出手段であって、前記シリンダ・ブーム連結手段２０により駆動される連結ピンの状態を検出し、その信号を前記コントローラ６５に出力するものである。１２０は固定ピン状態検出手段であって、前記固定ピン駆動手段４０により駆動される固定ピンの状態を検出し、その信号を前記コントローラ６５に出力するものである。
【００２２】
図６は、前記ブーム基端位置検出手段８０の具体例を示すものであって、図１のＤ−Ｄ矢視図である。近接スイッチ８２〜８６がサポート８１、８１を介して前記伸縮シリンダ１のシリンダチューブロッド側端部３に位置するトラニオン２５に取付けられている。１６ｆは前記トップブーム基端部１６ａに取付けられた検出片である。図６は近接スイッチ８６がトップブーム基端部１６ａの検出片１６ｆを検出した状態を表している。同様に他のブーム基端部にも上記近接スイッチ８２〜８５に対応する位置に検出片１２ｆ〜１５ｆが設けられており、前記近接スイッチ８２〜８５が上記検出片をそれぞれ検出するようになっている。この構成により、どの近接スイッチが検出片を検出しているかにより、前記ブーム・シリンダ連結手段２０の連結ピン２３がどのブームの基端部の連結穴に位置しているかが判断できるようになっている。
【００２３】
図１には前記シリンダ長さ検出手段９０が前記伸縮ブーム１０に取付けられた状態を示している。シリンダ長さ検出手段９０はベースブーム基端部１１ａに取付けられており、長さ検出器９５から引き出されたコード９１はガイドローラ９２、９３を介して、前記伸縮シリンダ１のシリンダチューブロッド側端部３のサポート９４に連結されている。伸縮シリンダ１の伸縮動作に伴ない、前記コード９１は長さ検出器９５から出し入れされるようになっており、コード９１の引き出し量により、伸縮シリンダ１のシリンダ長さが検出されるようになっている。
【００２４】
図７は図２のＣ−Ｃ矢視図であって、前記連結ピン状態検出手段１１０の詳細を示したものである。１１２と１１３は前記連結ピン駆動シリンダ２１のシリンダ部に取付けられた近接スイッチであり、１１１は前記連結ピン駆動シリンダ２１のロッド部に取付られたコ字状の検出片である。図２はシリンダ・ブーム連結手段の連結ピン２３がトップブーム１６の連結穴１６ｂに入ったシリンダ・ブーム連結状態となっており、この時前記一方の近接スイッチ１１２が前記検出片１１１を検出するようになっている。前記連結ピン駆動シリンダ２１が駆動され、連結ピン２３の先端部が前記連結穴１６ｂから抜けると、他方の近接スイッチ１１３が前記検出片１１１を検出するようになっている。
【００２５】
図３の１２０は前記固定ピン状態検出手段の具体例を示したものである。１２２と１２３は前記固定ピン駆動シリンダ４１のシリンダ部に取付けられた近接スイッチであり、１２１は前記連結ピン駆動シリンダ４１のロッド部に取付られたコ字状の検出片である。図３はトップブーム基端部１６ａの固定ピン１６ｄの先端部５３がフィフスブーム１５の固定穴５１から出たブーム間固定解除状態となっており、この時前記一方の近接スイッチ１２３が前記検出片１２１を検出するようになっている。前記固定ピン駆動シリンダ４１が駆動され、固定ピン１６ｄの先端部５３が前記固定穴５１に入ると、他方の近接スイッチ１２２が前記検出片１２１を検出するようになっている。
（その他の検出器）図４に示された１４０は過負荷防止装置であって、車両搭載型クレーンに一般的に搭載されるものである。過負荷防止装置１４０には伸縮ブーム起伏角度検出器１４１、伸縮ブーム長さ検出器１４２および伸縮ブームモーメント検出器１４３からの検出信号が入力される。過負荷防止装置１４０は前記入力信号に基き伸縮シリンダ負荷を算出する。前記過負荷防止装置１４０からは前記コントローラ６５に対し、伸縮ブーム起伏角度と伸縮シリンダ負荷の信号が出力される。
（駆動油圧供給手段）１００は駆動油圧供給手段であって、前記コントローラ６５からの信号を受取り、伸縮機構を構成する前記伸縮シリンダ１、シリンダ・ブーム連結手段２０、固定ピン駆動手段４０を駆動するものである。
【００２６】
図４は前記駆動油圧供給手段１００を構成する具体的な油圧回路の例を示したものである。当該駆動油圧供給手段１００は、前記伸縮シリンダ１、カウンタバランス弁１０４と油圧源、タンクとの間に介装されたパイロット式切換弁１０３、当該パイロット式切換弁１０３を切換えるパイロット圧を送る電磁比例弁１０１、１０２およびフロコン弁１０９から構成されている。当該電磁比例弁１０１と１０２は前記コントローラ６５からの信号により比例制御されるようになっている。
【００２７】
１３０は前記伸縮シリンダ１の伸長側油室１３１とパイロット式切換弁１０３の第１の出口ポートとの間を連絡する伸長側油路である。１３３は前記伸縮シリンダ１の縮小側油室１３４とパイロット式切換弁１０３の第２の出口ポート１３５との間に介装されたハイドロ弁であって、当該ハイドロ弁１３３を切換えることにより前記伸縮シリンダ１の縮小側油室１３４と前記パイロット切換弁１０３の第２の出口ポート１３５とを連絡する通常伸縮油路１３６と、前記伸縮シリンダ１の縮小側油室１３４と前記パイロット式切換弁１０３の第１の出口ポート１３２とを連絡する差動伸長油路１３７とに切換可能となっている。１３８は前記ハイドロ弁１３３に油圧源から切換パイロット圧を給排するソレノイド弁であって、前記コントローラ６５からの切換信号により切換動作するようになっている。なお、前記ハイドロ弁１３３とソレノイド弁１３８とによって、請求項１に記載された差動切換弁を構成している。
【００２８】
前記連結ピン駆動シリンダ２１と固定ピン駆動シリンダ４１はそれぞれ、ソレノイド切換弁１０７、１０８を介して油圧源とタンクに接続されており、ソレノイド切換弁１０７、１０８は前記コントローラ６５からの信号により切換操作されるようになっている。
伸縮機構の作動
図１に示す６段伸縮ブーム１０の全縮小状態から、図８に示したトップブーム１６とフィフスブーム１５が伸長した状態に至る間の伸縮機構の伸長動作に対応させて、本願発明の制御装置の制御内容を説明する。
（ブーム条件設定）伸縮ブーム１０は全縮小状態にり、起伏角度は最大起伏角であると仮定する。このとき、図１に示したようにシリンダ・ブーム連結手段２０はトップブーム１６の基端部１６ｂと連結状態にあり、各段ブームのブーム間固定手段は全て固定状態にある。最終ブーム状態入力手段６３に含まれる送り・戻りキーにより図５に示された伸縮関連情報表示手段７０の表示画面上でブーム条件を選択する。今は、仮にトップブーム（６段目）が９３％伸長し、フィフスブーム（５段目）が９３％伸長するNo５のブーム条件を選んだと仮定する。最終ブーム状態入力手段６３に含まれるセットキーを操作すると、選択したブーム条件がコントローラ６５に出力され、コントローラ６５に記憶される。次に伸縮操作レバー６１を伸長側に操作し、その操作を継続する限り、以降コントローラ６５は伸縮機構を自動制御し、伸縮機構のサイクルを繰り返し、上記設定したブーム条件となるまで伸縮動作を続ける。なお、伸縮操作レバー６１を中立位置に戻すと、コントローラ６５は伸縮機構の動作をその時点で停止させる。
（ブーム間固定解除行程）コントローラ６５は固定ピン駆動手段４０へ固定ピン１６ｄの抜き信号を出力する。具体的には、図４のソレノイド切換弁１０８対し信号を送り、固定ピン駆動シリンダ４１が駆動され、固定ピン１６ｄが抜き側に動かされる。すなわち、前記固定ピン駆動手段４０の固定ピン駆動シリンダ４１を伸長動作すると、前記固定ピン駆動レバー４２が揺動し、当該固定ピン駆動レバー４２の一端に位置するローラ４４が前記固定ピン１６ｄの内端に位置する連結部材３３の開口側３７に作用する。すると、ボールロック機構３４のボール３５は前記固定ピン１６ｄのノッチ３６を外れて押し戻され、固定ピン１６ｄの先端部５３は前記フィフスブーム１５の固定穴５１を抜けることになる。これにより、トップブーム１６のブーム間固定手段５０によるトップブーム基端部１６ａとフィフスブーム１５との固定が解除される。
（ブーム伸縮行程）図４に示した前記固定ピン状態検出手段１２０からの信号により、前記トップブーム基端部１６ａのブーム間固定手段５０の固定ピン１６ｄとフィフスブーム１５の固定穴５１との固定解除が確認されると、コントローラ６５から駆動油圧供給手段１００へ伸長信号が出力され、伸縮シリンダ１はトップブーム１６の伸長動作を開始する。
【００２９】
具体的には、このとき前記コントローラ６５は過負荷防止装置１４０から伸縮ブーム起伏角度と伸縮シリンダ負荷の信号を受取っており、起伏角度は所定の角度以上であり、伸縮シリンダ負荷は所定の負荷以下であるので、前記ソレノイド切換弁１３８に切換信号を出力する。すると、前記ハイドロ弁１３３にパイロット圧が作用し、ハイドロ弁が切換られるため、前記伸縮シリンダ１の縮小側油室１３４と前記パイロット切換弁１０３の第１の出口ポート１３２が連絡される差動伸長油路１３７に切換られる。
【００３０】
図４のコントローラ６５から電磁比例弁１０１に信号が出力され、パイロット式切換弁１０３にパイロット圧が作用し切換えられ、伸縮シリンダ１が伸長することによりトップブーム１６を伸長させる。
【００３１】
このとき、伸縮シリンダ１は差動回路により伸長されるため、前記ハイドロ弁１３３通常伸縮油路１３６に切換わっている時にくらべればその伸長速度が速いものとなる。したがって、このブーム伸縮行程に要する時間が短いものとなる。
【００３２】
さらに、コントローラ６５はシリンダ長さ検出手段９０の信号に基き、前記固定ピン駆動手段４０が把持する前記固定ピン１６ｄが前記フィフスブーム１５の目的とする固定穴５４に対し所定の距離まで接近したと判断した時に、前記駆動油圧供給手段１００に対し伸縮シリンダ減速信号を出力する。具体的には、ブーム伸長行程中において、既述したシリンダ長さ検出手段９０は伸縮シリンダ１の伸長長さ信号をコントローラ６５に送り続けており、減速開始点に到達したことをコントローラ６５が判断すると、コントローラ６５は電磁比例弁１０１への出力信号値を減少させ始める。パイロット式切換弁１０３は徐々に中立側へ切換えられ、スプールの開口面積が減少する。前記フロコン弁１０９の作用も伴ない、伸縮シリンダ１の負荷に関わりなくパイロット式切換弁１０３を通過する流量が減少するので伸縮シリンダ１の伸長速度が低下していく。減速終了点に達したところでコントローラ６５から電磁比例弁１０１への出力は所定の低い値で一定となる。すなわち、伸縮シリンダ１の伸長速度は低速度を維持する。そして、コントローラ６５が前記固定ピン１６ｄが目的とする固定穴の位置に達したと判断した時に次述するブーム間固定行程に移行する。
【００３３】
上記ブーム伸縮行程の終了後、伸縮機構の制御装置のシリンダ長さ検出手段９０は、前記目的ブーム伸縮行程における前記伸縮シリンダの伸縮長さを検出する。コントローラ６５は当該シリンダ長さ検出手段の検出値に基き、記憶している前記ブーム間固定手段の固定穴の位置により決定される仕様伸縮長さを読み出し、当該仕様伸縮長さを前記目的ブーム伸縮行程における伸縮長さとする。そして、さらにコントローラ６５は、伸縮動作前ブーム状態と前記ブーム伸縮行程における伸縮長さとから伸縮動作後ブーム状態を判断する。
（ブーム間固定行程）ブーム伸縮行程の前後におけるブーム・シリンダ連結手段２０、ブーム間固定手段５０および固定ピン駆動手段４０の構成は同じであるので、先に使用した図２を用いて説明する。５５はフィフスブーム１５の先端部の側面に設けられた固定ボスであって、その内部には固定穴５４が設けられている。図４のコントローラ６５からソレノイド弁１０８に信号が出力され、固定ピン駆動手段４０の固定ピン駆動シリンダ４１が縮小すると、固定ピン１６ｄの先端部５３は前記固定穴５４に入る。トップブーム基端部１６ａのブーム間固定手段５０のボールロック機構３４のボール３５は固定ピン１６ｄのノッチ３６に入り込み、固定ピン１６ｄはその先端部５３を固定穴５４に入れた状態で保持される。これにより、トップブーム基端部１６ａとフィフスブーム１５が固定される。
（シリンダ・ブーム連結解除行程）さらに、前記伸縮操作レバー６１の伸長側操作を継続していると、コントローラ６５はシリンダ・ブーム連結手段２０へ連結ピン２１の抜き信号を出力する。具体的には、図４のソレノイド切換弁１０７に対し信号を送り、連結ピン駆動シリンダ２１が駆動され連結ピン２３が抜き側に動かされる。すなわち、図２に示した状態から、前記シリンダ・ブーム連結手段２０の連結ピン駆動シリンダ２１を伸長すると、前記連結ピン２３はトップブーム基端部１６ａの連結穴１６ｂから抜き出される。これにより、伸縮シリンダ１のシリンダチューブロッド側端部３とトップブーム基端部１６ａとの連結が解除される。
（伸縮シリンダ伸縮行程）前記連結ピン状態検出手段１１０からの信号により、前記シリンダ・ブーム連結手段２０と、トップブーム基端部１６ａとの連結解除が確認されると、コントローラ６５から駆動油圧供給手段１００へ信号が送られ、伸縮シリンダ１はどのブームも駆動することなく単独で伸縮動作を開始する。この場合、伸縮シリンダ１は縮小動作をするので、前記差動切換弁を構成するハイドロ弁１３３は差動伸長油路１３７側に切換わることはなく、通常伸縮油路１３６側に連通されたままである。
【００３４】
伸縮シリンダ伸縮行程の内容として具体的には、図４のコントローラ６５から電磁比例弁１０２に信号が出力され、パイロット式切換弁１０３にパイロット圧が作用し切換えられ、伸縮シリンダ１が縮小する。
【００３５】
さらに、コントローラ６５はシリンダ長さ検出手段９０の信号に基き、前記シリンダ・ブーム連結手段２０の連結ピン２３がフィフスブーム基端部１５ａの連結穴１５ｂに対し所定の距離まで接近したと判断した時に、前記駆動油圧供給手段１００に対し伸縮シリンダ減速信号を出力する。具体的には、伸縮シリンダ縮小行程中において、既述したシリンダ長さ検出手段９０は伸縮シリンダ１の伸縮長さ信号をコントローラ６５に送り続けており、減速開始点に到達したことをコントローラ６５が判断すると、コントローラ６５は電磁比例弁１０２への出力信号値を減少させ始める。パイロット式切換弁１０３は徐々に中立側へ切換えられ、スプールの開口面積が減少する。前記フロコン弁１０９の作用も伴ない、伸縮シリンダ１の負荷に関わりなくパイロット式切換弁１０３を通過する流量が減少するので伸縮シリンダ１の伸長速度が低下していく。減速終了点に達したところでコントローラ６５から電磁比例弁１０２への出力は所定の低い値で一定となる。すなわち、伸縮シリンダ１の縮小速度は低速度を維持する。
【００３６】
シリンダ・ブーム連結行程に移行する目標位置は、前記シリンダ長さ検出器９０の信号とともに、前記ブーム基端位置検出手段８０の信号により判断される。具体的には、図６に示した近接スイッチ８５がフィフスブーム基端部１５ａに設置した検出片１５ｆを検出することにより、目標位置に到達したことが判断され、次述するシリンダ・ブーム連結行程に移行する。
（シリンダ・ブーム連結行程）前記コントローラ６５から前記シリンダ・ブーム連結手段２０に連結信号が出力される。具体的には図４のソレノイド弁１０７へコントローラ６５から信号が出力され、図２に示す前記連結ピン駆動シリンダ２１が縮小動作すると、前記連結ピン駆動レバー２２が揺動し前記連結ピン２３が前記フィフスブーム基端部１５ａの連結穴１５ｂへ入る。これにより、伸縮シリンダ１のシリンダチューブロッド側端部３とフィフスブーム基端部１５ａが一体となって連結されたことになる。
【００３７】
以降は、既述した各行程を繰り返すことにより、フィフスブーム１５を伸長し、図８に示す目的とする最終ブーム状態となると、伸縮機構の制御装置はその動作を終了するのであるが、従来のように差動回路を用いない伸縮シリンダの場合に比べると伸縮動作を開始して最終ブーム状態になるまでのトータルの時間が短いものとなっている。
【００３８】
なお、本願の発明の伸縮機構によれば、ブームを駆動するかどうかに関わらず、伸縮シリンダの伸長時のスピードを上昇させその時間短縮を図るものであるため、伸縮ブーム１０全体を伸長させる場合のみならず、伸縮ブーム１０全体を縮小させる縮小操作時のトータル時間短縮となることも勿論である。
【００３９】
【発明の効果】
本願の請求項１に記載された発明によると、前記伸縮シリンダを前記差動伸長油路により伸長する際にはその伸長に要する時間が前記通常伸長油路による場合に比べるとその伸長の要する油量が少なくて済むため短時間となるのである。したがって、伸縮ブーム全体を目的とする伸縮状態にするまでの要するトータル時間を短縮することができるのである。
【００４０】
本願の請求項２に記載された発明によると、前記伸縮機構制御装置が前記伸縮ブームが所定の起伏角度以上の場合のみ前記差動切換弁を前記差動伸長油路へ切換えるので、伸縮機構制御装置の制御により自動的に差動伸長油路による伸長動作が可能となる所定の角度以上の場合のみ前記伸縮シリンダを差動伸長させることができるのである。
【００４１】
本願の請求項３に記載された発明によると、前記伸縮機構制御装置が前記伸縮シリンダの負荷が所定の負荷以下の場合のみ前記差動切換弁を前記差動伸長油路へ切換えるので、伸縮機構制御装置の制御により自動的に差動伸長油路による伸長動作が可能となる所定の負荷以下の場合のみ前記伸縮シリンダを差動伸長させることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】１本の伸縮シリンダによる伸縮機構が使用された６段伸縮ブームの伸縮シリンダに沿った断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】本願の発明の実施の形態に係る伸縮機構の制御装置のブロック図と油圧回路図である。
【図５】伸縮関連情報表示手段の表示画面である。
【図６】ブーム基端位置検出手段の具体例である。
【図７】図２のＣ−Ｃ矢視図である。
【図８】伸縮ブーム最大起伏角度でトップブームとフィフスブームを伸長した状態を示す図である。
【符号の説明】
１は伸縮シリンダ、２はシリンダチューブ、３はシリンダチューブロッド側端部、４はロッド、５はロッド端部、１０は伸縮ブーム、１１はベースブーム、１２はセカンドブーム、１３はサードブーム、１４はフォースブーム、１５はフィフスブーム、１６はトップブーム、１６ａはトップブーム基端部、１６ｃは連結ボス、１６ｂは連結穴、１６ｅは固定ピン収納部材、１６ｄは固定ピン、１６ｆは検出片、２０はシリンダ・ブーム連結手段、２１は連結ピン駆動シリンダ、２２は連結ピン駆動レバー、２３は連結ピン、２５はトラニオン部材、３３は連結部材、３４はボールロック機構、３５はボール、３６はノッチ、４０は固定ピン駆動手段、４１は固定ピン駆動シリンダ、４２は固定ピン駆動レバー、５０はトップブームのブーム間固定手段、５１と５４はフィフスブームの固定穴、５２と５５はフィフスブームの固定ボス、５３は固定ピンの先端部、６０は伸縮機構操作手段、６１は伸縮操作レバー、６３は最終ブーム状態入力手段、６５はコントローラ、７０は伸縮関連情報表示手段、７５は伸縮状態検出手段、８０はブーム基端位置検出手段、８２〜８６は近接スイッチ、９０はシリンダ長さ検出手段、９１はコード、９５は長さ検出器、１００は駆動油圧供給手段、１０１と１０２は電磁比例弁、１０３はパイロット式切換弁、１０４はカウンタバランス弁、１０９はフロコン弁、１０７と１０８はソレノイド切換弁、１１０は連結ピン状態検出手段、１１１は検出片、１１２と１１３は近接スイッチ、１２０は固定ピン状態検出手段、１２１は検出片、１３０は伸長側油路、１３１は伸長側油室、１３２はパイロット式切換弁の第１の出口ポート、１３３はハイドロ弁、１３４は縮小側油室、１３５はパイロット式切換弁の第２の出口ポート、１３６は通常伸縮油路、１３７は差動伸長油路、１３８はソレノイド弁、１４０は過負荷防止装置、１４１は伸縮ブーム起伏角度検出器、１４２は伸縮ブーム長さ検出器、１４３は伸縮ブームモーメント検出器

Claims

ベースブーム内に中間ブームおよびトップブームがそれぞれ伸縮自在に嵌挿されてなる伸縮ブームと、
当該伸縮ブームに内装されて前記ベースブーム基端部にそのロッド端部が軸支されている一本の伸縮シリンダと、
当該伸縮シリンダのシリンダチューブのロッド側端部に配置され、目的とするブームの基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより選択的にブーム基端部と連結・解除可能なシリンダ・ブーム連結手段と、
隣接するブームの内側ブーム基端部に配置され、外側ブームの適所に設けられた固定穴に向けて内蔵する固定ピンを進退することにより当該隣接するブーム同士を固定・解除可能なブーム間固定手段と、
前記伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に配置され、目的とするブーム基端部の前記固定ピンの内端に作用して進退駆動する固定ピン駆動手段と、から構成された伸縮機構であって、
前記伸縮機構に含まれる油圧アクチュエータに駆動油圧を供給する駆動油圧供給手段と、
前記伸縮ブームの最終ブーム状態を入力し、その最終ブーム状態となるまで伸縮機構を操作する伸縮機構操作手段と、
前記伸縮シリンダのシリンダ長さと、前記シリンダ・ブーム連結手段の連結ピンの連結状態と、前記ブーム間固定手段の固定ピンの固定状態と、前記シリンダ・ブーム連結手段が位置するブームのブーム基端位置と、を検出する伸縮状態検出手段と、
前記伸縮機構操作手段からの操作信号と前記伸縮状態検出手段からの検出信号とが入力され、前記駆動油圧供給手段に駆動信号を出力するコントローラと、から構成された伸縮機構制御装置の制御により前記中間ブームおよびトップブームを１段ずつ伸縮駆動する伸縮機構において、
前記駆動油圧供給手段は、前記伸縮シリンダの伸長側油室と伸縮操作切換弁の第１の出口ポートとの間を伸長側油路により連絡し、前記伸縮シリンダの縮小側油室と前記伸縮操作切換弁の第２の出口ポートとの間に差動切換弁を介装し、当該差動切換弁を切換えることにより前記伸縮シリンダの縮小側油室と前記伸縮操作切換弁の第２の出口ポートと連絡する通常伸縮油路と、前記伸縮シリンダの縮小側油室と前記伸縮操作切換弁の第１の出口ポートとを連絡する差動伸長油路とに切換可能としたことを特徴とする伸縮機構。
請求項１の伸縮機構において、
前記伸縮機構制御装置は伸縮ブーム起伏角度検出器を有しており、前記コントローラは当該伸縮ブーム起伏角度検出器からの検出信号により、前記伸縮ブームが所定の起伏角度以上の場合のみ前記差動切換弁を前記差動伸長油路へ切換可能に制御することを特徴とする伸縮機構。
請求項１の伸縮機構において、
前記伸縮機構制御装置は伸縮シリンダ負荷検出器を有しており、前記コントローラは当該伸縮シリンダ負荷検出器からの検出信号により、前記伸縮シリンダが所定の負荷以下の場合のみ前記差動切換弁を前記差動伸長油路へ切換可能に制御することを特徴とする伸縮機構。