JP5342260B2 - ブーム伸縮機構の作動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動式クレーンのブーム伸縮機構に関し、単一の油圧シリンダを用いて複数段ブームを伸縮させる機構に関する。

移動式クレーンのブーム伸縮機構には、複数のブームを入れ子式に組み合わせて構成した伸縮ブーム内に１本の油圧シリンダが設けられ、この油圧シリンダの伸長に伴って、先端側のブームから順に送り出して伸縮ブームを伸長状態にし、油圧シリンダの縮小に伴って、基端側のブームから順に戻して伸縮ブームを縮小状態にするものがある。

このブーム伸縮機構は、隣接するブーム同士をロックするブーム間固定ピンと、油圧シリンダと送り出すブーム同士をロックするシリンダ・ブーム連結ピンを備える。これらのピンは、それぞれが対応する複動油圧シリンダに連結されて、複動油圧シリンダの伸縮によって移動して、ブームに設けられた固定孔に挿抜されてブーム間を固定及び固定解除し、ブームに設けられた連結孔に挿抜されてシリンダ及びブーム間を連結及び連結解除可能である。

複動油圧シリンダは油路を介して対応する方向切換弁に繋がっている。方向切換弁は、複動油圧シリンダのロッド側油室に繋がる油路とボトム側油室に繋がる油路を介して複動油圧シリンダに繋がり、油圧ポンプから供給された作動油を複動油圧シリンダに対して給排制御して複動油圧シリンダの伸縮を制御する。これらの方向切換弁による作動油の給排制御によって、各複動油圧シリンダの伸縮作動が制御されて、一方のピンがブーム間又はブーム・シリンダ間をロックすると、他方のピンがブーム・シリンダ間又はブーム間のロック状態を解除する方向に移動するように構成されている（特許文献１参照）。

特開２００４−２４４１９６号公報（段落番号００５６、００５７，００６０〜００８６、図９）

このように従来のブーム伸縮機構は、２つの複動油圧シリンダと２つの作動制御弁を備え、これらの油圧シリンダと作動制御弁との間に、作動油を給排する２系統の油路が２組、合計４系統の油路が設けられている。このため、従来のブーム伸縮機構は部品点数が多くコストが高くなる。

また従来のブーム伸縮機構に設けられたブーム間固定ピン及びシリンダ・ブーム連結ピンは、対応する複動油圧シリンダの伸縮によって移動し、ブーム間を固定及び固定解除し、シリンダ及びブーム間を連結及び連結解除するが、これらの複動油圧シリンダの伸縮は対応する作動制御弁毎の作動油の給排制御によって行われる。これら２つの作動制御弁は適正に動作するように制御されるが、何らかの不都合でピンが固定側・連結側（安全側）に移動しない又は移動し難くなるとブームが勝手に縮小する事態が生じる虞がある。このため、ブーム間及びシリンダ・ブーム間を確実に固定・連結することが可能なブーム伸縮機構が望まれている。

本発明は、このような背景に鑑みて提案されたものであり、部品点数を抑えてコストの低減が可能であり、ブーム間及びシリンダ・ブーム間を確実に固定し、連結することが可能なブーム伸縮機構の作動制御装置を提供することを目的とする。

このような課題を解決するため、本発明は、ベースブーム内に複数の中間ブーム及びトップブームが入れ子式に組み合わされた伸縮ブーム内に設けられ、ロッド側端部がベースブームの基端部に軸支されて伸縮ブーム長手方向に配置された伸縮シリンダと、伸縮シリンダのシリンダチューブのロッド側端部に設けられ、トップブーム及び中間ブームに設けられた連結孔に向けてシリンダ・ブーム連結ピンを進退することによりロッド側端部とトップブーム又は中間ブームを選択的に連結及び連結解除可能なシリンダ・ブーム連結機構部と、隣接するブームのうちの内側に配置されたブームの基端部に設けられ、外側に配置されたブームに設けられた固定孔に向けてブーム間固定ピンを進退することにより隣接するブーム同士を固定及び固定解除可能なブーム間固定機構部と、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、固定され又は固定解除されるブームに設けられたブーム間固定ピンを進退駆動させる固定ピン駆動手段（例えば、実施形態における単動式第２油圧シリンダ４３）とを有するブーム伸縮機構の作動制御装置であって、シリンダ・ブーム連結機構部は、シリンダ・ブーム連結ピンを連結孔から抜脱する方向に移動させる単動式第１油圧シリンダと、シリンダ・ブーム連結ピンを連結孔側へ付勢する第１付勢手段（例えば、実施形態における第１付勢ばね３５）を備え、ブーム間固定機構部は、ブーム間固定ピンを固定孔側へ付勢する第２付勢手段（例えば、実施形態における第２付勢ばね４７）を備え、固定ピン駆動手段は、ブーム間固定ピンを固定孔から抜脱する方向に移動させる単動式第２油圧シリンダを備え、単動式第２油圧シリンダは、第１油路を介して油圧ポンプから吐出する作動油を給排制御する方向切換弁と連通し、単動式第１油圧シリンダは、第２油路を介して方向切換弁と連通し、方向切換弁によって、作動油が第１油路又は第２油路を介して単動式第１油圧シリンダ及び単動式第２油圧シリンダのいずれか一方に供給されると、作動油が供給された油圧シリンダに対応するブーム間固定ピン又はシリンダ・ブーム連結ピンが抜脱方向に移動されて、隣接するブーム同士の固定が解除され又は伸縮シリンダとこれに隣接するブーム間の連結が解除される一方、作動油が供給されない側の油圧シリンダに対応するブーム間固定ピン又はシリンダ・ブーム連結ピンが対応する付勢手段によって孔側に付勢されて、伸縮シリンダとこれに隣接するブーム同士が連結され又は隣接するブーム同士が固定され、第１油路及び第２油路に、これらの油路を選択的に連通及び遮断可能なオンオフ弁が設けられ、該オンオフ弁によって第１油路及び第２油路が連通状態にされると、油圧ポンプから吐出した作動油は、方向切換弁を通って第１油路及び第２油路のいずれか一方の油路に供給され、オンオフ弁を通っていずれか他方の油路を流れ、方向切換弁を通ってタンクに戻されて、該タンクと前記オンオフ弁との間を循環することを構成要件とする。

単動式第１油圧シリンダは、シリンダ・ブーム連結ピンを連結孔から抜脱する方向に移動させるように構成されていればよく、例えば、油圧シリンダのロッド側端部をシリンダ・ブーム連結ピンに直接的に接続し、また、油圧シリンダのロッド側端部をリンク等の部材を介して間接的にシリンダ・ブーム連結ピンに接続してもよい。

第１付勢手段は、シリンダ・ブーム連結ピンを連結孔側へ付勢するものであり、具体的には、この連結ピンの進退方向後端部に一端側が接する圧縮ばねである。また、単動式第１油圧シリンダが伸長すると、シリンダ・ブーム連結ピンが連結孔から離反するように構成されている場合には、単動式第１油圧シリンダのロッド側油室内に圧縮ばねを設けてもよい。また単動式第１油圧シリンダが伸長すると、シリンダ・ブーム連結ピンが連結孔側に移動するように構成されている場合には、単動式第１油圧シリンダのボトム側油室内に圧縮ばねを設けてもよい。オンオフ弁は、第１油路及び第２油路を選択的に連通及び遮断可能にするものである。オンオフ弁は、例えば、伸縮ブームが伸縮している状態では第１油路及び第２油路を遮断し、伸縮ブームが車体等に格納された格納状態では第１油路及び第２油路を連通状態にする。オンオフ弁は、電磁式及び手動式のいずれでもよい。オンオフ弁によって第１油路及び第２油路が連通状態にされると、油圧ポンプから吐出した作動油は、方向切換弁を通って第１油路及び第２油路のいずれか一方の油路に供給され、オンオフ弁によっていずれか他方の油路を流れ、方向切換弁を通ってタンクに戻されて、該タンクとオンオフ弁との間を循環する。このため、作動油は、循環の過程において方向切換弁やオンオフ弁による絞り抵抗と油路抵抗によって昇温される。

第２付勢手段は、ブーム間固定ピンを固定孔側へ付勢するものであり、具体的には、このブーム間固定ピンの進退方向後端部に一端側が接する圧縮ばねである。また、第１油路が繋がる単動式第２油圧シリンダの油室内に、ブーム間固定ピンを固定孔に挿入する側に付勢する第３付勢部材（例えば、実施形態における第３付勢ばね４９）を設けてもよい（請求項２）。この場合、単動式第２油圧シリンダが伸長すると、ブーム間固定ピンが固定孔側に移動するように構成されている場合には、単動式第２油圧シリンダのボトム側油室内に第３付勢手段を設け、単動式第２油圧シリンダが伸長すると、ブーム間固定ピンが固定孔から離反するように構成されている場合には、単動式第２油圧シリンダのロッド側油室内に第３付勢手段を設ける。

方向切換弁は、油圧ポンプから吐出した作動油を第１油路又は第２油路を介して第１油圧シリンダ又は第２油圧シリンダに供給するものであり、弁の切換は、電磁式及び手動式のいずれでもよい。方向切換弁は、弁を切り換えることで、作動油を第１油圧シリンダ又は第２油圧シリンダに供給するが、弁が中立状態になると、両油圧シリンダはフリーな状態となって付勢手段によってブーム間固定ピン及びシリンダ・ブーム連結ピンのいずれもが各ピンに対応する孔側へ付勢されるように、第１油圧シリンダ及び第２油圧シリンダに繋がる第１油路及び第２油路をタンクに連通するように構成される。このため、伸縮ブームの伸縮が停止状態にあるときは、ブーム間固定ピン及びシリンダ・ブーム連結ピンによって、必ずブーム間が固定されるとともにシリンダ・ブーム間が連結されるので、ブームやシリンダが勝手に伸縮する事態を確実に防止することができる。

第１油路及び第２油路に、これらの油路を連通及び遮断可能なオンオフ弁が設けられ、該オンオフ弁によって第１油路及び第２油路が連通状態にされると、油圧ポンプから吐出した作動油は、方向切換弁を通って第１油路及び第２油路のいずれか一方の油路に供給され、オンオフ弁によっていずれか他方の油路を流れ、方向切換弁を通ってタンクに戻されて、該タンクとオンオフ弁との間を循環することを構成要件とする（請求項３）。

なお、作動油を昇温させる方法として、第１油路及び第２油路の途中に方向切換弁を設けてもよい。具体的には、方向切換弁は、油圧ポンプから吐出した作動油を受け入れるＰポートと、作動油をタンクに戻すタンク油路に連通するＴポートを備え、ＰポートとＴポートは方向切換弁内のスプールの移動にともなって連通自在であり、ＰポートとＴポートが連通状態になると、油圧ポンプから吐出してＰポートに流入した作動油は、Ｔポートから排出され、タンクに戻されて、該タンクと方向切換弁との間を循環する。この作動油の循環によって、作動油は方向切換弁による絞り抵抗と油路抵抗によって昇温される。

本発明に係わるブーム伸縮機構の作動制御装置によれば、ブーム固定ピン及びシリンダ・ブーム連結ピンのそれぞれに単動式油圧シリンダを連結し、これらのピンが同時にロック解除状態にならないように２つの単動油圧シリンダの作動を１つの作動制御弁によって制御し、シリンダ・ブーム連結ピンは第１付勢手段によって連結孔側へ付勢され、ブーム間固定ピンは第２付勢手段によって固定孔側へ付勢されることで、各ピンが複動油圧シリンダに連結された場合と比較して、作動制御弁と油圧シリンダとを繋ぐ油路を４系統から２系統にすることができ、作動油の給排経路を簡素化してコストの低減が可能になり、またブーム固定ピン及びシリンダ・ブーム連結ピンは、対応する孔側への移動時には、油圧シリンダがフリーな状態になって付勢手段によって付勢されて移動し、又は油圧シリンダに設けられた付勢手段によってさらに付勢されて移動して、ブーム間及びシリンダ・ブーム間を確実に固定・連結することが可能なブーム伸縮機構の作動制御装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係わるブーム伸縮機構の作動制御装置の油圧回路図を示す。 本発明の一実施の形態に係わるブーム伸縮機構の作動制御装置が設けられた伸縮ブーム基端部の長手方向断面図を示す。 本発明の一実施の形態に係わるブーム伸縮機構の作動制御装置が設けられた伸縮ブームにおける図２のIIａ−IIａ矢視に相当する部分の幅方向断面図を示し、同図（ａ）はシリンダ・ブーム連結ピンが連結孔に挿入された状態の断面図であり、同図（ｂ）はシリンダ・ブーム連結ピンが連結孔から抜脱された状態の断面図である。 本発明の一実施の形態に係わるブーム伸縮機構の作動制御装置が設けられた伸縮ブームにおける図２のIIｂ−IIｂ矢視に相当する部分の幅方向断面図を示し、同図（ａ）はブーム間固定ピンが固定孔に挿入された状態の断面図であり、同図（ｂ）はブーム間固定ピンが固定孔から抜脱された状態の断面図である。 本発明の一実施の形態に係わるブーム伸縮機構の作動制御装置が設けられた伸縮ブームにおける図２のIIｃ−IIｃ矢視に相当する部分の幅方向断面図を示し、同図（ａ）はブーム間固定ピンが固定孔に挿入された状態の断面図であり、同図（ｂ）はブーム間固定ピンが固定孔から抜脱された状態の断面図である。 本発明の一実施の形態に係わるブーム伸縮機構の作動制御装置が設けられた伸縮ブームにおける図２のIIｄ−IIｄ矢視に相当する部分の断面図を示す。 本発明の一実施の形態に係わるブーム伸縮機構の作動制御装置の他の油圧回路図を示す。

以下、本発明に係わるブーム伸縮機構の作動制御装置の実施形態を図１から図７に基づいて説明する。本実施形態は、移動式クレーンに搭載された多段伸縮ブームのブーム伸縮機構を例にして説明する。

先ず、ブーム伸縮機構の作動制御装置を説明する前に、多段式の伸縮ブームについて説明する。図２は、全縮小状態にある伸縮ブーム１０の基端側の長手方向に沿った断面図を示し、同図に示すように、伸縮ブーム１０は、６段式であり、ベースブーム１１内に、外側から内側にセカンドブーム１２、サードブーム１３、フォースブーム１４、フィフスブーム１５、及びトップブーム１６が入れ子式に組み合わされて構成されている。

これらのブーム１１〜１６は内部が中空に形成され、ベースブーム１１以外の各ブーム１２〜１６の基端側は開口している。これらのブーム１１〜１６内には、ロッド側端部がベースブーム１１の基端部に軸支されてボトム側が伸縮ブーム１０内にブーム長手方向に沿って配置された伸縮シリンダ２０が配設されている。なお、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を、以下、中間ブーム１２〜１５と記す。

このように構成された伸縮ブーム１０にブーム伸縮機構の作動制御装置３０が設けられている。ブーム伸縮機構の作動制御装置３０は、図３（ａ）（断面図）を更に追加して説明すると、伸縮ブーム１０のロッド側端部とトップブーム１６又は中間ブーム１２〜１５を選択的に連結及び連結解除するシリンダ・ブーム連結機構部３１と、ブーム間固定ピン４１、４１'を進退させて隣接するブーム同士を固定及び固定解除するブーム間固定機構部４０と、ブーム間固定ピン４１、４１'を進退駆動させる単動式第２油圧シリンダ４３（図４（ａ）参照）とを有してなる。なお、図３（ａ）は、図２のIIａ−IIａ矢視に相当する部分の断面図を示す。

シリンダ・ブーム連結機構部３１は、伸縮シリンダ２０のシリンダチューブ２１のロッド側端部に設けられ、トップブーム１６及び中間ブーム１２〜１５に設けられた連結孔１７ａに向けてシリンダ・ブーム連結ピン３２を進退することによりシリンダチューブ２１のロッド側端部とトップブーム１６又は中間ブーム１２〜１５のいずれかを選択的に連結及び連結解除する。

連結孔１７ａは、トップブーム１６又は中間ブーム１２〜１５の各基端部における幅方向両側の側壁の下側に取り付けられた連結ボス１７に設けられている。シリンダ・ブーム連結機構部３１は、伸縮シリンダ２０のシリンダチューブ下側の幅方向両外側に延設されてシリンダチューブ２１のロッド側端部を構成するトラニオン部材２２の両端部に形成された連結ピン収納穴２２ａに摺動可能に挿入された一対のシリンダ・ブーム連結ピン３２と、シリンダチューブ上側の幅方向両外側に延設されてトラニオン部材２２と一体構成されたサポート２３の両端部に伸縮シリンダ２０の長手方向に延設された回動軸２４に回動自在に取り付けられた一対の連結ピン駆動レバー３３と、サポート２３の上方に配置され、ロッド側端部が一方の連結ピン駆動レバー３３の上端部に回動自在に取り付けられ、ボトム側端部が他方の連結ピン駆動レバー３３の上端部に回動自在に取り付けられた単動式第１油圧シリンダ３４と、中間ブーム１２〜１５及びトップブーム１６の各基端部に設けられた連結孔１７ａを有してなる。

伸縮シリンダ２０のシリンダチューブ２１とシリンダ・ブーム連結ピン３２との間には、シリンダ・ブーム連結ピン３２を連結孔１７ａ側へ付勢する第１付勢ばね３５が設けられている。この第１付勢ばね３５は圧縮ばねであり、第１付勢ばね３５が伸長するにともなってシリンダ・ブーム連結ピン３２が連結孔側へ移動する。この連結ピンの進退方向後側の側面に連結ピン駆動レバー３３の下端部が回動自在に接続されている。

連結ピン駆動レバー３３は、伸縮シリンダ２０を中央にしてその両側に対称に配置されている。これら一対の連結ピン駆動レバー３３は、対称形状であるので、一方の連結ピン駆動レバー３３のみを説明し、他方の連結ピン駆動レバー３３の説明は省略する。

連結ピン駆動レバー３３は、回動軸２４を回動支点として伸縮シリンダ幅方向に回動自在であり、その上部はサポート２３よりも上方に延びている。一対の連結ピン駆動レバー３３の上端部間に単動式第１油圧シリンダ３４が接続されている。この単動式第１油圧シリンダ３４が縮小すると、一対の連結ピン駆動レバー３３は、これらの上端部が互いに接近する方向に回動する。その結果、一対の連結ピン駆動レバー３３の下端部は互いに離反する方向に移動して、シリンダ・ブーム連結ピン３２が連結孔１７ａ側へ移動する。

また単動式第１油圧シリンダ３４が伸長すると、図３（ｂ）に示すように、一対の連結ピン駆動レバー３３の上端部が互いに離反する方向に回動する。その結果、一対の連結ピン駆動レバー３３の下端部が互いに接近する方向に移動して、シリンダ・ブーム連結ピン３２が連結孔１７ａから抜脱する方向に移動する。このように単動式第１油圧シリンダ３４の伸縮によって連結ピン駆動レバー３３を介してシリンダ・ブーム連結ピン３２を連結孔１７ａに対して挿抜することができる。なお、単動式第１油圧シリンダ３４を駆動させる油圧回路（図１参照）については後述する。

ブーム間固定機構部４０は、図２及び図４（ａ）（図２のIIｂ矢視断面図）に示すように、トップブーム１６の基端部内に設けられている。ブーム間固定機構部４０は、トップブーム基端部に設けられた固定ピン収納部材４２に摺動自在に挿入されたブーム間固定ピン４１、４１'と、フィフスブーム１５の側面に取り付けられた固定ボス１８に設けられた固定孔１８ａと、ブーム間固定ピン４１、４１'に接続されてブーム間固定ピン４１、４１'を固定孔１８ａに対して挿抜させる固定ピンキャッチ４４とを有してなる。

ブーム間固定ピン４１、４１'は、トップブーム１６の基端部の幅方向両側に一対配置されているとともに、フィフスブーム１５、フォースブーム１４、サードブーム１３、セカンドブーム１２の各基端部の幅方向両側に一対設けられている。

固定孔１８ａを有した固定ボス１８は、フィフスブーム１５の基端部の幅方向両側の側面に一対設けられている。またフィフスブーム１５の先端側の両側面には、フィフスブーム１５に対するトップブーム１６の伸長量に応じた位置に固定孔１８ａを有した固定ボス１８が配設されている。固定ボス１８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においてもフィフスブーム１５と略同様の構成である。

固定ピンキャッチ４４は、トップブーム１６内の上部にトップブーム幅方向に延びて配設された移動軸４５に移動自在に挿通されている。移動軸４５は、その両端部がトップブーム１６内に取り付けられた一対の支持板４６、４６'間に取り付けられ、固定ピンキャッチ４４の他端側から延出する移動軸４５には、固定ピンキャッチ４４を移動軸４５の一端側へ付勢する第２付勢ばね４７が装着されている。この第２付勢ばね４７は圧縮ばねであり、固定ピンキャッチ４４を介して一方側に配置されたブーム間固定ピン４１を固定孔側に常に付勢する。このため、固定ピンキャッチ４４は、これを移動軸４５に沿って移動させる後述する単動式第２油圧シリンダ４３がフリーな状態になると、一方側の支持板４６に接触した状態になる。なお、固定ピンキャッチ４４が一方側の支持板４６に接触した状態にあるときの固定ピンキャッチ４４の位置をブーム間固定保持位置Ｐｈと記す。

固定ピンキャッチ４４は、箱状に形成され、その一端側の端部がブーム間固定ピン４１の後端部に回動自在に取り付けられている。固定ピンキャッチ４４は、これがブーム間固定保持位置Ｐｈに移動すると、ブーム間固定ピン４１を固定孔１８ａに挿入して隣接するトップブーム１６とフィフスブーム１５間を固定する。固定ピンキャッチ４４の下部には単動式第２油圧シリンダ４３のロッド側端部に接続された固定ピン駆動レバー４８の先端部を係止する係合凹部４４ａが設けられている。係合凹部４４ａは、断面視矩形状に形成され、固定ピンキャッチ４４の両側面間に亘って延びるとともに、固定ピンキャッチ４４の両側面及び下面で開口している。

他方側のブーム間固定ピン４１'を移動させる固定ピンキャッチ４４、移動軸４５、支持板４６，４６'、第２付勢ばね４７は、図５（ａ）（図２のIIｃ矢視断面図）及び図６に示すように、一方側のブーム間固定ピン４１を移動させる固定ピンキャッチ４４、移動軸４５、支持板４６，４６'、第２付勢ばね４７と同様に設けられているので、同一態様部分については同一符号を附して説明を省略する。

なお、ブーム間固定ピン４１，４１'は、伸縮シリンダ２０の幅方向に対称に配置されている。このため、ブーム間固定ピン４１，４１'を移動させる固定ピンキャッチ４４を一対のブーム間固定ピン４１，４１'の中心軸線上に配置すると、固定ピンキャッチ４４、４４や移動軸４５，４５が接触する虞がある。そこで、一方側に配置されたブーム間固定ピン４１を移動させる固定ピンキャッチ４４及び移動軸４５は、他方側に配置されたブーム間固定ピン４１'を移動させる固定ピンキャッチ４４及び移動軸４５よりも伸縮ブーム基端部側にずれて配設されている。また一方側及び他方側の固定ピンキャッチ４４、移動軸４５、支持板４６、第２付勢ばね４７は、フィフスブーム１５、フォースブーム１４、サードブーム１３、セカンドブーム１２の各基端部に、トップブーム１６に設けられた固定ピンキャッチ４４等と同様に設けられている。

単動式第２油圧シリンダ４３は、図４（ａ）に示すように、伸縮シリンダ２０の基端部の一部を構成するサポート２３上に伸縮シリンダ幅方向に向いた状態で取り付けられている。単動式第２油圧シリンダ４３のロッド側端部には、前述した固定ピン駆動レバー４８が取り付けられている。この固定ピン駆動レバー４８は、その先端側が固定ピンキャッチ４４側に屈曲して延び、先端部には固定ピンキャッチ４４の係合凹部４４ａ内を移動可能であるとともに係合凹部４４ａに係止可能な係止突出部４８ａが設けられている。係止突出部４８ａは係合凹部４４ａの断面形状よりも小さい大きさの相似形を有して箱状に形成されている。このため、係止突出部４８ａは、係止する目的の係止凹部以外の係合凹部４４ａに対して通過することができる。

単動式第２油圧シリンダ４３のシリンダチューブ４３ａのボトム側油室４３ｂ４３ｂ内には単動式第２油圧シリンダ４３を伸長する方向に付勢する第３付勢ばね４９が設けられている。第３付勢ばね４９は圧縮ばねであり、この第３付勢ばね４９によりシリンダチューブ４３ａ内に挿入されたピストン４３ｃが伸長する方向に付勢されている。このため、係合凹部４４ａに固定ピン駆動レバー４８の係止突出部４８ａが挿入された状態で単動式第２油圧シリンダ４３がフリーな状態になると、第３付勢ばね４９の伸長によってピストン４３ｃが伸長方向に押されて、固定ピンキャッチ４４を介してブーム間固定ピン４１が固定孔１８ａに挿入され、隣接するブーム間を固定することができる。

一方、ブーム間固定ピン４１，４１'が固定孔１８ａに挿入された状態で単動式第２油圧シリンダ４３が縮小すると、図４（ｂ）（断面図）及び図５（ｂ）（断面図）に示すように、固定ピン駆動レバー４８が固定ピンキャッチ４４を第２付勢ばね４７に抗して移動軸４５の他端側へ移動させる。その結果、ブーム間固定ピン４１，４１'が固定孔１８ａから抜脱されて隣接するブーム間の固定を解除することができる。

シリンダ・ブーム連結ピン３２を移動させる単動式第１油圧シリンダ３４（図３（ａ）参照）及びブーム間固定ピン４１，４１'を移動させる単動式第２油圧シリンダ４３は、図１に示すように、ブーム伸縮機構の作動制御装置３０の一部を構成する油圧回路６０内に設けられている。

油圧回路６０は、油圧ポンプＰと、油圧ポンプＰから吐出する作動油を給排制御する方向切換弁６１と、方向切換弁６１から供給された作動油によって伸長する単動式第１油圧シリンダ３４及び方向切換弁６１から供給された作動油によって縮小する単動式第２油圧シリンダ４３と、これらの油圧シリンダと方向切換弁６１との間の油路に設けられたオンオフ弁６２とを有してなる。

方向切換弁６１は、４ポート２位置の電磁式方向切換弁であり、中立位置から一方側に切り換えられると、油圧ポンプＰから吐出した作動油を単動式第２油圧シリンダ４３のロッド側油室４３ｄに繋がる第１油路６３に供給し、中立位置から他方側に切り換えられると油圧ポンプＰから吐出した作動油を単動式第１油圧シリンダ３４のボトム側油室３４ａに繋がる第２油路６４に供給し、中立位置に戻されると、タンクＴに連通するタンク油路６５に第１油路６３及び第２油路６４が連通するように構成されている。

第１油路６３及び第２油路６４の方向切換弁６１側には、伸縮ブーム１０（図２参照）の伸縮に伴ってこれらの油路を繰り出し及び巻き取り可能なホースリール６６が設けられている。ホースリール６６よりも油圧シリンダ側の第１油路６３及び第２油路６４にオンオフ弁６２が設けられている。このオンオフ弁６２は、油圧回路６０内の作動油を昇温させる際に切り換えられ、タンクＴとオンオフ弁６２との間の油路で作動油を循環させる。オンオフ弁６２は、４ポート１位置の電磁式シャットオフ弁であり、オフ状態では、第１油路６３及び第２油路６４のそれぞれが連通状態となり、オン状態では、オンオフ弁６２よりも油圧シリンダ側の第１油路６３及び第２油路６４が共に遮断状態になり、オンオフ弁６２よりもホースリール６６側の第１油路６３及び第２油路６４が連通状態になるように構成されている。オンオフ弁６２の詳細については後述する。

油圧ポンプＰと方向切換弁６１との間を連通するポンプ油路６７には、方向切換弁６１に供給する作動油を所定の油圧にするリリーフ弁６８と、油圧回路６０への作動油の供給を遮断可能な電磁式のシャットオフ弁６９が設けられている。また、方向切換弁６１、オンオフ弁６２、シャットオフ弁６９は、これらの作動及び伸縮シリンダ２０の伸縮をコントロールする伸縮シリンダ制御弁Ｖの作動を制御する制御装置７０に電気的に接続されている。制御装置７０は、伸縮ブーム１０を伸縮させる際に操作される操作レバー７１ａを備えた操作装置７１に電気的に接続されている。

次に、このように構成されたブーム伸縮機構の作動制御装置３０によって伸縮ブーム１０を伸縮させる場合について説明する。先ず、図２に示すように、全縮状態にある伸縮ブーム１０を伸長させる場合について説明する。なお、伸縮ブーム１０が全縮状態にある時には、伸縮シリンダ２０のシリンダチューブ２１はシリンダ・ブーム連結ピン３２を介してトップブーム１６に連結され、隣接するブーム同士はブーム間固定ピン４１，４１'を介して固定されている。

先ず、伸縮ブーム１０が伸長するように操作装置７１の操作レバー７１ａ（図１参照）が操作されると、図１に示すように、制御装置７０は、シャットオフ弁６９を遮断状態にし、ポンプ油路６７と第１油路６３が連通するとともにタンク油路６５と第２油路６４が連通するように方向切換弁６１を切り換える。またオンオフ弁６２をオフ状態に維持する。

このような状態になると、油圧ポンプＰから吐出した作動油は、ポンプ油路６７、方向切換弁６１、第１油路６３、オンオフ弁６２を通って単動式第２油圧シリンダ４３のロッド側油室４３ｄに供給され、単動式第２油圧シリンダ４３が縮小し、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すトップブーム１６の基端部に設けられた固定ピンキャッチ４４等を介してブーム間固定ピン４１，４１'が固定孔１８ａから挿抜される。

一方、単動式第１油圧シリンダ３４のボトム側油室３４ａはタンクＴに連通してフリーな状態になる。このため、シリンダ・ブーム連結ピン３２は第１付勢ばね３５の付勢によって図３（ａ）に示すトップブーム１６の基端部に設けられた連結孔１７ａに挿入された状態に維持され、伸縮シリンダ２０のシリンダチューブ２１はトップブーム１６に連結された状態に維持される。

このように、伸縮ブーム１０の伸長時には、単動式第１油圧シリンダ３４はフリーな状態に維持されるので、シリンダ・ブーム連結ピン３２は、第１付勢ばね３５によって連結孔１７ａ側（安全側）に付勢された状態に維持される。このため、伸縮シリンダ２０とトップブーム１６を確実に連結した状態に維持することができる。

このような状態になると、制御装置７０は、伸縮シリンダ制御弁Ｖの作動を制御して伸縮シリンダ２０を伸長させる。伸縮シリンダ２０が伸長して伸縮シリンダ２０のシリンダチューブ２１とともに移動する単動式第２油圧シリンダ４３の固定ピン駆動レバー４８の先端部（係止突出部４８ａ）がフィフスブーム１５の先端部に設けられた固定ピンキャッチ４４の係止凹部４４ａ内に移動すると、伸縮シリンダ２０の縮小動作を停止させる。

そして、制御装置７０は、方向切換弁６１が中立状態になるように方向切換弁６１を制御する。方向切換弁６１が中立状態になると、単動式第１油圧シリンダ３４のボトム側油室３４ａは第２油路６４等を介してタンクＴに連通し、また単動式第２油圧シリンダ４３のロッド側油室４３ｄは第１油路６３等を介してタンクＴに連通する。このため、単動式第１油圧シリンダ３４及び単動式第２油圧シリンダ４３はフリーな状態となり、第１付勢ばね３５、第２付勢ばね４７、第３付勢ばね４９によって、シリンダ・ブーム連結ピン３２及びブーム間固定ピン４１，４１'のいずれもが各ピンに対応する孔側へ付勢され、トップブーム１６の基端部がフィフスブーム１５の先端部に固定され、伸縮シリンダ２０のシリンダチューブ２１とトップブーム１６の基端部が連結された状態に維持される。

そして、制御装置７０は、ポンプ油路６７と第２油路６４が連通し、且つタンク油路６５と第１油路６３が連通するように方向切換弁６１を切り換え、またオンオフ弁６２をオフ状態に維持する。

このようにすると、油圧ポンプＰから吐出した作動油は、ポンプ油路６７、方向切換弁６１、第２油路６４、オンオフ弁６２を通って単動式第１油圧シリンダ３４のボトム側油室３４ａに供給され、単動式第１油圧シリンダ３４が伸長し、連結ピン駆動レバー３３を介してシリンダ・ブーム連結ピン３２が図３（ｂ）に示す連結孔１７ａから挿抜されて、伸縮シリンダ２０とトップブーム１６の連結状態が解除される。

一方、単動式第２油圧シリンダ４３のロッド側油室４３ｄはタンクＴに連通してフリーな状態に維持される。このため、単動式第２油圧シリンダ４３は第３付勢ばね４９の付勢により伸びた状態のままとなり、トップブーム１６に設けられたブーム間固定ピン４１，４１'は図４（ａ）及び図５（ａ）に示す固定孔１８ａに挿入された状態に維持され、トップブーム１６はフィフスブーム１５に対して延びた状態でフィフスブーム１５に固定状態に維持される。

このように、トップブーム１６の伸長が停止状態になると、単動式第２油圧シリンダ４３はフリーな状態に維持されるので、ブーム間固定ピン４１，４１'は、第２付勢ばね４７の他に単動式第２油圧シリンダ４３内に設けられた第３付勢ばね４９によっても固定孔１８ａ側（安全側）に付勢された状態に維持される。このため、隣接するブーム間の固定状態を確実に維持することができ、トップブーム１６がフィフスブーム１５に対して勝手に縮小する事態を確実に防止することができる。

また、トップブーム１６の伸長が停止状態になると、シリンダ・ブーム連結ピン３２及びブーム間固定ピン４１，４１'によって、隣接するブーム間が固定されるとともに、シリンダ・ブーム間の連結状態が維持される。また伸縮シリンダ２０を縮小させる際に伸縮シリンダ２０とトップブーム１６の連結状態が解除されても、トップブーム１６とフィフスブーム１５の固定状態は維持される。このため、トップブーム１６が縮小する事態を確実に防止することができる。

トップブーム１６がフィフスブーム１５に対して延びた状態でフィフスブーム１５に固定され、伸縮シリンダ２０がトップブーム１６に対して連結解除されると、制御装置７０は、伸縮シリンダ制御弁Ｖを切り換えて伸縮シリンダ２０を縮小させる。伸縮シリンダ２０が縮小して単動式第２油圧シリンダ４３の固定ピン駆動レバー４８の先端部がフィフスブーム１５の基端部に設けられた固定ピンキャッチ４４の係止凹部４４ａ内に移動すると、制御装置７０は伸縮シリンダ２０の縮小動作を停止させる。伸縮シリンダ２０の縮小が停止状態になると、制御装置７０は方向切換弁６１を中立状態に切り換える。その結果、第１付勢ばね３５、第２付勢ばね４７、第３付勢ばね４９によって、シリンダ・ブーム連結ピン３２及びブーム間固定ピン４１，４１'のいずれもが各ピンに対応する孔側へ付勢され、伸縮シリンダ２０のシリンダチューブ２１がフィフスブーム１５の基端部に連結された状態になり、フィフスブーム１５とフォースブーム１４の基端部同士の固定状態が維持される。

このように、伸縮シリンダ２０が縮小して停止状態になると、単動式第２油圧シリンダ４３はフリーな状態に維持されるので、ブーム間固定ピン４１，４１'は、第２付勢ばね４７の他に単動式第２油圧シリンダ４３内に設けられた第３付勢ばね４９によっても固定孔１８ａ側（安全側）に付勢された状態に維持される。このため、フィフスブーム１５とフォースブーム１４の基端部同士間の固定状態を確実に維持することができる。

そして、フィフスブーム１５とフォースブーム１４の基端部同士の固定状態が維持されると、制御装置７０は、シリンダ・ブーム連結ピン３２が連結孔１７ａに挿入された状態に維持されるように方向切換弁６１を切り換える。方向切換弁６１の切り換え内容は、トップブーム１６に伸縮シリンダ２０を連結する場合と同様であるので、その説明は省略する。そして、以下、フィフスブーム１５に対してトップブーム１６を伸長させる場合と同様に、フィフスブーム１５、フォースブーム１４、サードブーム１３、セカンドブーム１２を伸長させて、伸縮ブーム１０を全伸長状態にする。

一方、全伸長状態の伸縮ブーム１０を縮小させて全縮小状態にする場合には、先ず、ベースブーム１１に対してセカンドブーム１２を縮小させる。そして、以下、サードブーム１３、フォースブーム１４、フィフスブーム１５、トップブーム１６を縮小させる。なお、伸縮ブーム１０を縮小させる場合のブーム伸縮機構の作動制御装置３０の作動内容については、伸縮ブーム１０を全伸長状態にする場合に準じるのでその説明は省略する。

このように、ブーム伸縮機構の作動制御装置３０における油圧回路６０は、２つの単動式第１油圧シリンダ３４及び単動式第２油圧シリンダ４３とこれらの伸縮を制御する方向切換弁６１との間に、作動油を給排する油路が１組、即ち、第１油路６３及び第２油路６４の２系統の油路が設けられている。このため、本願のブーム伸縮機構の作動制御装置３０は油路の本数が少なく、部品点数を抑えてコストを安価にすることができる。

さて、前述したように油圧回路６０にはオンオフ弁６２が設けられている。このオンオフ弁６２は、気温が低下して油路内の作動油の粘度が高くなると、単動式第１油圧シリンダ３４及び単動式第２油圧シリンダ４３の作動速度が遅くなり、シリンダ・ブーム連結ピン３２やブーム間固定ピン４１，４１'の抜脱速度が低下して、隣接するブーム間の固定・固定解除、及び伸縮シリンダ２０とブーム間の連結・連結解除に時間がかかり、その結果、伸縮ブーム１０の伸縮に時間がかかるという問題を解決するために設けられたものである。

オンオフ弁６２は、オン状態に切り換えられると、オンオフ弁６２よりも作動制御弁側の第１油路６３と第２油路６４を連通状態にする。その結果、油圧ポンプＰから吐出した作動油は、方向切換弁６１→第１油路６３又は第２油路６４→オンオフ弁６２→第２油路６４又は第１油路６３→方向切換弁６１→タンク油路６５を流れてタンクＴに戻され、タンクＴとオンオフ弁６２との間を循環する。この作動油の循環の際に、方向切換弁６１やオンオフ弁６２による絞り抵抗と油路抵抗により、作動油の油温が昇温して作動油の粘度が低下する。これにより、単動式第１油圧シリンダ３４及び単動式第２油圧シリンダ４３の作動速度の低下を抑制することができ、シリンダ・ブーム連結ピン３２やブーム間固定ピン４１，４１'の抜脱速度の低下が防止され、隣接するブーム間の固定・固定解除、及び伸縮シリンダ２０とブーム間の連結・連結解除が迅速に行われ、伸縮ブーム１０の伸縮動作を短時間で行うことができる。

なお、油圧回路６０内において作動油を循環させる手段として、図７に示すように、ホースリール６６よりも単動式油圧シリンダ側の第１油路６３及び第２油路６４に方向切換弁６１'を設けてもよい。方向切換弁６１'は、中立状態でＰポートとＴポートが連通するように構成されたものを使用する。このようにすると、方向切換弁６１'を中立状態にすれば、タンクＴと方向切換弁６１'との間で作動油が循環して作動油を昇温させることができる。

１０ 伸縮ブーム
１１ ベースブーム
１２，１３，１４，１５ 中間ブーム
１６ トップブーム
１７ａ 連結孔
１８ａ 固定孔
２０ 伸縮シリンダ
２１ シリンダチューブ
３０ ブーム伸縮機構の作動制御装置
３１ シリンダ・ブーム連結機構部
３２ シリンダ・ブーム連結ピン
３４ 単動式第１油圧シリンダ
３５ 第１付勢ばね（第１付勢手段）
４０ ブーム間固定機構部
４１、４１' ブーム間固定ピン
４３ 単動式第２油圧シリンダ（固定ピン駆動手段）
４３ｃ ピストン
４７ 第２付勢ばね（第２付勢手段）
４９ 第３付勢ばね（第３付勢手段）
６１ 方向切換弁
６２ オンオフ弁
Ｐ 油圧ポンプ

Claims (2)

1. ベースブーム内に複数の中間ブーム及びトップブームが入れ子式に組み合わされた伸縮ブーム内に設けられ、ロッド側端部が前記ベースブームの基端部に軸支されて伸縮ブーム長手方向に配置された伸縮シリンダと、
   前記伸縮シリンダのシリンダチューブのロッド側端部に設けられ、前記トップブーム及び前記中間ブームに設けられた連結孔に向けてシリンダ・ブーム連結ピンを進退することにより前記ロッド側端部と前記トップブーム又は前記中間ブームを選択的に連結及び連結解除可能なシリンダ・ブーム連結機構部と、
   隣接するブームのうちの内側に配置されたブームの基端部に設けられ、外側に配置されたブームに設けられた固定孔に向けてブーム間固定ピンを進退することにより隣接するブーム同士を固定及び固定解除可能なブーム間固定機構部と、
   前記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、固定され又は固定解除されるブームに設けられた前記ブーム間固定ピンを進退駆動させる固定ピン駆動手段とを有するブーム伸縮機構の作動制御装置であって、
   前記シリンダ・ブーム連結機構部は、前記シリンダ・ブーム連結ピンを前記連結孔から抜脱する方向に移動させる単動式第１油圧シリンダと、前記シリンダ・ブーム連結ピンを前記連結孔側へ付勢する第１付勢手段を備え、
   前記ブーム間固定機構部は、前記ブーム間固定ピンを固定孔側へ付勢する第２付勢手段を備え、
   前記固定ピン駆動手段は、前記ブーム間固定ピンを前記固定孔から抜脱する方向に移動させる単動式第２油圧シリンダを備え、
   前記単動式第２油圧シリンダは、第１油路を介して油圧ポンプから吐出する作動油を給排制御する方向切換弁と連通し、
   前記単動式第１油圧シリンダは、第２油路を介して前記方向切換弁と連通し、
   前記方向切換弁によって、作動油が前記第１油路又は前記第２油路を介して前記単動式第１油圧シリンダ及び前記単動式第２油圧シリンダのいずれか一方に供給されると、作動油が供給された油圧シリンダに対応する前記ブーム間固定ピン又は前記シリンダ・ブーム連結ピンが抜脱方向に移動されて、隣接するブーム同士の固定が解除され又は前記伸縮シリンダとこれに隣接するブーム間の連結が解除される一方、作動油が供給されない側の油圧シリンダに対応する前記ブーム間固定ピン又は前記シリンダ・ブーム連結ピンが対応する付勢手段によって孔側に付勢されて、前記伸縮シリンダとこれに隣接するブーム同士が連結され又は隣接するブーム同士が固定され、
   前記第１油路及び前記第２油路に、これらの油路を選択的に連通及び遮断可能なオンオフ弁が設けられ、該オンオフ弁によって前記第１油路及び前記第２油路が連通状態にされると、前記油圧ポンプから吐出した作動油は、前記方向切換弁を通って前記第１油路及び前記第２油路のいずれか一方の油路に供給され、前記オンオフ弁を通っていずれか他方の油路を流れ、前記方向切換弁を通ってタンクに戻されて、該タンクと前記オンオフ弁との間を循環する
   ことを特徴とするブーム伸縮機構の作動制御装置。
2. 前記第１油路が繋がる前記単動式第２油圧シリンダの油室内に、前記ブーム間固定ピンを前記固定孔に挿入する側に付勢する第３付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のブーム伸縮機構の作動制御装置。

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