JP6007827B2

JP6007827B2 - ブーム伸縮機構の制御装置

Info

Publication number: JP6007827B2
Application number: JP2013035337A
Authority: JP
Inventors: 宏明河合; 下村　耕一; 耕一下村
Original assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Current assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: JP2014162595A

Description

本発明は、クレーンに装備する３段以上の伸縮ブームを伸縮させるためのブーム伸縮機構の制御装置に関し、特に、伸縮ブーム内に配置した１本の伸縮シリンダの伸長動作と縮小動作とを繰り返すことで伸縮ブームを１段ずつ伸縮させるものに係わる。

一般に、伸縮ブーム付きクレーンにおいては、伸縮ブームが装備され、この伸縮ブームの先端から吊り下げた吊りフックを用いて吊り作業を行う構成になっている。伸縮ブーム、特に３段以上の複数段に伸縮可能な伸縮ブームは、最も外側の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それぞれ伸縮自在に挿入されてなり、伸長時にベースブームから複数の中間ブームが順次伸長し、中間ブームからトップブームが伸長する構成になっている。

そして、このような伸縮ブームの伸縮機構として、例えば特許文献１に開示されているように、伸縮ブーム内に１本の伸縮シリンダを配置し、この伸縮シリンダの伸長動作と縮小動作とを繰り返すことで伸縮ブームを１段ずつ伸縮させるようにしたものが開発されている。すなわち、このブーム伸縮機構は、伸縮ブーム内に配置されかつピストンロッド端部がベースブームの基端部に連結された１本の伸縮シリンダと、この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、目的とするブーム（中間ブーム又はトップブーム）の基端部に設けた連結孔に対し内蔵する連結ピンを挿入することにより伸縮シリンダと目的のブーム基端部とを解除可能に連結するシリンダ・ブーム連結手段と、隣接するブーム（ベースブームと中間ブーム、中間ブーム同士、又は中間ブームとトップブーム）の内側ブームの基端部にそれぞれ設けられ、外側ブームの適所に設けた固定孔に対し内蔵する固定ピンを挿入することにより隣接するブーム同士を解除可能に固定する複数のブーム間固定手段と、上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、目的とするブームの基端部に設けられたブーム間固定手段の固定ピンを進退駆動する固定ピン駆動手段とを備え、上記シリンダ・ブーム連結手段により伸縮シリンダと目的のブーム基端部とを連結するシリンダ・ブーム連結工程と、上記固定ピン駆動手段により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工程と、上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工程と、上記固定ピン駆動手段により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工程と、上記シリンダ・ブーム連結手段による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・ブーム連結解除工程と、上記伸縮シリンダが次の目的ブーム基端部まで伸縮するシリンダ伸縮工程とを繰り返すことにより、伸縮ブームの伸縮を行う構成になっている。

このようなブーム伸縮機構においては、シリンダ・ブーム連結工程に至るシリンダ伸縮工程でシリンダ・ブーム連結手段の連結ピンが目標とするブームの基端部の連結孔に、また、ブーム間固定工程に至る目的ブーム伸縮工程で固定ピン駆動手段が作用するブーム間固定手段の固定ピンが目標とするブームの固定孔にそれぞれ対向するように伸縮シリンダの伸縮動作などを適切に制御する必要がある。このため、ブーム伸縮機構は、その制御装置として、シリンダ伸縮工程又は目的ブーム伸縮工程で伸縮シリンダの特定箇所の位置（例えばシリンダチューブのロッド側端部に設けられるシリンダ・ブーム連結手段の連結ピンの中心位置、又は固定ピン駆動手段が作用するブーム間固定手段の固定ピンの中間位置）であるシリンダ位置が伸縮ブーム内面の目標停止位置（例えばブーム基端部の連結孔の中心位置、又は固定孔の中心位置）に対向して位置することを検出するシリンダ位置検出手段と、このシリンダ位置検出手段の検出信号を受け、フィードバック制御などにより伸縮シリンダの動作を制御する制御手段とを備えることがある。

上記シリンダ位置検出手段としては、特許文献１に記載されているように、反射型光電検出器を用いたものの場合ブーム間の摺動部に塗布されるグリスにより内壁面上のマーク表面が汚損され易く、位置検出が不正確になることから、反射型光電検出器の代わりに、近接センサ（近接スイッチともいう）を用いたものが提案されている。

特開２００５−８９０４４号公報

ところが、上記提案の近接センサを用いたシリンダ位置検出手段では、検出精度を高めるために、近接センサを検出側部材に、被検出体を被検出側部材にそれぞれ内蔵する構造とし、検出側部材と被検出側部材とが接触した状態で近接センサが被検出体を検出することにより、検出時に近接センサと被検出体とが所定の間隔となるようにしている。また、検出側部材と被検出側部材とが接触した状態でシリンダ・ブーム連結手段又はブーム間固定手段が動作するとそれによって発生する衝撃が近接センサに伝達して近接センサが故障する虞があることから、近接センサを内蔵した検出側部材及び被検出体を内蔵する被検出側部材を、それぞれ伸縮シリンダのシリンダチューブのロッド側端部及び各段ブームの基端部に対して弾性支持部材を介して弾性支持する構成にしている。このような構成のため、提案の近接センサを用いたシリンダ位置検出手段では、非接触の特性が損なわれるだけでなく、部品点数が多くなり、コスト的に高くなるとともに、組み付けが面倒なものになるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、近接センサのうち、特に磁気式近接センサである磁気センサを用いてシリンダ位置検出手段を適切に構成することにより、非接触の特性を維持しつつ、また部品点数を少なくしてコストの低廉化及び組み付けの容易化を図りつつ、検出精度を高め、ひいては制御の信頼性を高め得るブーム伸縮機構の制御装置を提供せんとするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、３段以上の複数段に伸縮可能な伸縮ブーム内に１本の伸縮シリンダを配置し、この伸縮シリンダの伸長動作と縮小動作とを繰り返すことで伸縮ブームを１段ずつ伸縮させるように構成されたブーム伸縮機構の制御装置として、上記伸縮シリンダの伸長動作時又は縮小動作時に伸縮シリンダの特定箇所の位置（例えばシリンダチューブのロッド側端部に設けられるシリンダ・ブーム連結手段の連結ピンの中心位置、又は固定ピン駆動手段が作用するブーム間固定手段の固定ピンの中間位置）であるシリンダ位置が伸縮ブーム内面の目標停止位置（例えばブーム基端部の連結孔の中心位置、又は固定孔の中心位置）に対向して位置することを検出するシリンダ位置検出手段と、このシリンダ位置検出手段の検出信号を受け、上記伸縮シリンダの動作を制御する制御手段とを備える。そして、上記シリンダ位置検出手段を、上記シリンダ位置に設けられかつ磁気に反応する磁気センサと、上記目標停止位置に設けられかつ上記シリンダ位置が目標停止位置に近づいたとき磁気センサに達する磁界を形成する永久磁石と、この永久磁石の磁界が及ぶ範囲内でかつ所望の磁界限界領域を設定するように上記伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って配置された複数の磁性体とによって構成する。

この構成では、シリンダ位置検出手段の構成要素のうち、磁気センサが伸縮シリンダの特定箇所の位置であるシリンダ位置に設けられ、被検出体である永久磁石が伸縮ブーム内面の目標停止位置に設けられているだけでなく、複数の磁性体が永久磁石の磁界が及ぶ範囲内でかつ所望の磁界限界領域を設定するように伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って配置されているため、目標停止位置に対する永久磁石の磁界限界領域ひいては磁気センサの検知領域を適切に狭めることができ、その分検出精度を高めることができる。

その上、上記シリンダ位置検出手段の磁気センサは、被検出体である永久磁石に対し非接触でその磁気に反応して検出を行うものであり、非接触の特性をそのまま維持することができる。また、磁性体の配置に拘わらず、シリンダ位置検出手段の可動部（磁気センサ）と固定部（永久磁石及び磁性体）との間の距離を十分に確保することができるので、伸縮シリンダが伸縮ブーム内でクリアランス分だけ移動したときでも双方が接触するのを回避することができる。さらに、シリンダ位置検出手段は、その構成要素として、磁気センサと永久磁石と磁性体とを有するに過ぎず、部品点数が少なくて済み、構成も簡単なものになる。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のブーム伸縮機構の制御装置において、上記磁気センサを、シリンダ位置でかつ伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に複数設けるとともに、上記永久磁石を、目標停止位置でかつ伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に複数設け、また、上記磁性体を、この複数の永久磁石のうち、少なくとも伸縮シリンダの伸縮動作方向に対して両端の永久磁石の外側位置に設ける構成にする。この構成では、伸縮シリンダの伸縮動作時そのシリンダ位置が目標停止位置に対して近づくときあるいは遠ざかるときには、シリンダ位置でかつ伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に設けられた複数の磁気センサは、目標停止位置でかつ伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に複数設けられた永久磁石の磁気を１つずつ検出しあるいは検出しなくなるため、シリンダ位置が目標停止位置に対し現在どれだけ離れているかを段階的に検知することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１記載のブーム伸縮機構の制御装置において、上記磁気センサを、シリンダ位置でかつ伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に複数設けるとともに、上記永久磁石を、伸縮ブームの各段ブーム内面の目標停止位置毎に異なるパターンで１つ又は複数配置し、また、上記磁性体を、伸縮ブームの各段ブーム内面の目標停止位置毎に異なるパターンに応じて、複数の永久磁石のうち、伸縮シリンダの伸縮動作方向に対して両端の永久磁石の外側位置及び隣接する２つの永久磁石の間に設ける構成にする。この構成では、伸縮シリンダの伸縮動作時そのシリンダ位置が目標停止位置に対向して位置するときには、シリンダ位置でかつ伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に設けられた複数の磁気センサは、伸縮ブームの各段ブーム内面の目標停止位置毎に異なるパターンで１つ又は複数配置された永久磁石の磁気を検出するため、シリンダ位置が伸縮ブームのどのブーム段の目標停止位置に対向して位置しているかという位置情報を読み取ることができる。

以上のように、本発明におけるブーム伸縮機構の制御装置によれば、磁気センサがシリンダ位置に、永久磁石が伸縮ブーム内面の目標停止位置にそれぞれ設けられているだけでなく、複数の磁性体が永久磁石の磁界が及ぶ範囲内でかつ所望の磁界限界領域を設定するように伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って配置されているため、目標停止位置に対する永久磁石の磁界限界領域ひいては磁気センサの検知領域を適切に狭めることができ、その分検出精度を高めることができ、ひいては制御の信頼性を高めることができる。しかも、磁気センサは、永久磁石に対し非接触でその磁気に反応して検出を行うものであり、非接触の特性をそのまま維持することができる上、シリンダ位置検出手段は、その部品点数が少なく済み、かつ構成も簡単なものであるので、コストの低廉化及び組み付けの容易化などに寄与することができる。

特に、請求項２に係る発明では、シリンダ位置が目標停止位置に対し現在どれだけ離れているかを段階的に検知することができるので、シリンダ位置を目標停止位置に対し確実に停止させることができ、制御の信頼性をより高めることができる。

また、請求項３に係る発明では、シリンダ位置が伸縮ブームのどのブーム段の目標停止位置に対向して位置しているかという位置情報を読み取ることができるので、シリンダ位置を適正な目標停止位置に対し確実に停止させることができ、制御の信頼性をより高めることができる。

図１は本発明の第１の実施形態に係るブーム伸縮機構を備える伸縮ブームの概略構成を示す縦断側面図である。図２は上記ブーム伸縮機構の主要部を示す構成図である。図３は上記ブーム伸縮機構の主要部を分解した分解構成図である。図４は永久磁石及び磁性体の配置状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図５は磁気センサと永久磁石などとの位置関係を示す正面図である。図６は第２の実施形態を示す図４相当図である。図７は同じく図５相当図である。図８は第３の実施形態を示す図４相当図である。図９は磁気センサによる永久磁石の磁気検出を説明するための説明図である。

以下、本発明を実施するための形態である実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の第１の実施形態に係るブーム伸縮機構を備える伸縮ブームの概略構成を示す。この伸縮ブーム１は、走行クレーンに装備されるものであって、ベースブーム２内に複数（図では１つ）の中間ブーム３及びトップブーム４がそれぞれ伸縮自在に挿入されてなる多段（３段以上の複数段）式のものであり、トップブーム４の先端部は、ブームトップ５により構成されている。

上記伸縮ブーム１内には、１本の伸縮シリンダの伸長動作と縮小動作の繰り返しにより多段式の伸縮ブーム１を１段ずつ伸縮させるブーム伸縮機構１０が装備されている。すなわち、このブーム伸縮機構１０は、伸縮ブーム１内に配置された１本の油圧シリンダよりなる伸縮シリンダ１１を備えており、この伸縮シリンダ１１のピストンロッド１１ａの端部は、ベースブーム２の基端部に連結されている。伸縮シリンダ１１のシリンダチューブ１１ｂのロッド側端部にはアクチュエータブロック１２が装着されている。

上記アクチュエータブロック１２には、図２及び図３にも示すように、シリンダチューブ１１ｂと中間ブーム３又はトップブーム４とを連結するためのシリンダ・ブーム連結手段の連結ピン１３が設けられている。一方、中間ブーム３及びトップブーム４の各基端部にはそれぞれ連結孔１４（トップブーム４の場合図２及び図３参照）が設けられており、上記連結ピン１３をこの連結孔１４に挿入することにより、伸縮シリンダ１１のシリンダチューブ１１ｂと中間ブーム３又はトップブーム４とがシリンダ・ブーム連結手段を介して連結されるようになっている。この状態で伸縮シリンダ１１が伸縮動作をすることにより、伸縮ブーム１の内側ブーム（中間ブーム３又はトップブーム４）が外側ブーム（ベースブーム２又は中間ブーム３）に対して伸縮する。

また、上記伸縮ブーム１には、図示していないが、隣接するブーム２，３又は３，４同士をそれぞれ固定ピンにより解除可能に固定する複数のブーム間固定手段が設けられており、この各ブーム間固定手段は、外側のブームに設けた固定孔に対し、内側のブームに摺動可能に支持された固定ピンを挿入することによりブーム同士を固定するようになっている。一方、上記アクチュエータブロック１２には、同じく図示していないが、目的のブーム間固定手段の固定ピンを進退駆動する固定ピン駆動手段が設けられている。

そして、本発明の特徴点として、上記ブーム伸縮機構１０は、その制御装置として、上記伸縮シリンダ１１の伸縮動作時（詳しくは伸長動作時又は縮小動作時）に伸縮シリンダ１１の特定箇所であるシリンダ・ブーム連結手段の連結ピン１３の中心位置（シリンダ位置）が目的とするブームの基端部の連結孔１４の中心位置（目標停止位置）に対向して位置する、換言すれば伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に一致して位置することを検出するシリンダ位置検出手段２０と、このシリンダ位置検出手段２０の検出信号を受け、フィードバック制御などにより上記伸縮シリンダ１１の動作を制御する制御手段としてのコントローラ３０とを備えている。

上記シリンダ位置検出手段２０は、上記シリンダ位置である連結ピン１３の中心位置下側のアクチュエータブロック１２に設けられ、磁気に反応する３つの磁気センサ２１，２１，２１と、上記目標停止位置であるブーム基端部の連結孔１４の下側に設けられた合成樹脂やアルミニウムなどの非磁性体よりなる取付プレート２２と、この取付プレート２２上に取り付けられ、上記シリンダ位置が目標停止位置に近づいたとき磁気センサ２１に達する磁界を形成する３つの丸形の永久磁石２３，２３，２３と、この３つの永久磁石２３，２３，２３を伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に挟むように取付プレート２２に取り付けられた２つの鉄などの磁性体２４，２４とを有している。

上記３つの磁気センサ２１，２１，２１は、図５に拡大詳示するように、いずれも先端を目標停止位置側に向けた状態でかつ伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に平行に並んで設けられている。各磁気センサ２１は、例えばリードスイッチからなり、その検出信号としてのＯＮ信号は、いずれもコントローラ３０に入力される。

上記３つの永久磁石２３，２３，２３は、図４に拡大詳示するように、いずれも取付プレート２２上に表面側の磁極（Ｎ極又はＳ極）を同一にして突出させた状態でかつ伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に横並びで取り付けられている。また、上記２つの磁性体２４，２４は、図５に示すように、３つの永久磁石２３，２３，２３により形成される磁界２５の伸縮シリンダ１１伸縮動作方向端部を磁性体２４の配置位置付近で絞り込むように、伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に対して両端の永久磁石２３，２３の外側位置にそれぞれ設けられている。

次に、上記第１の実施形態の作用効果を説明するに、伸縮シリンダ１１の伸縮動作時にその伸縮シリンダ１１の特定箇所であるシリンダ・ブーム連結手段の連結ピン１３の中心位置（シリンダ位置）が目的とするブームの基端部の連結孔１４の中心位置（目標停止位置）に対向して位置することを検出するシリンダ位置検出手段２０は、その構成要素として、シリンダ位置に設けられた磁気センサ２１と、目標停止位置に設けられた永久磁石２３とを有するだけでなく、永久磁石２３の磁界２５の伸縮シリンダ１１伸縮動作方向端部を絞り込むように、伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に対して永久磁石２３を挟む外側位置にそれぞれ設けられた２つの磁性体２４，２４を有しているため、目標停止位置に対する永久磁石２３の磁界限界領域ひいては磁気センサ２１の検知領域を適切に狭めることができ、その分検出精度を高めることができる。

その上、上記シリンダ位置検出手段２０の磁気センサ２１は、被検出体である永久磁石２３に対し非接触でその磁気に反応して検出を行うものであり、非接触の特性をそのまま維持することができる。また、磁性体２４の配置に拘わらず、シリンダ位置検出手段２０の可動部（磁気センサ２１）と固定部（永久磁石２３及び磁性体２４）との間の距離を十分に確保することができるので、伸縮シリンダ１１が伸縮ブーム１内でクリアランス分だけ移動したときでも双方が接触するのを回避することができる。さらに、シリンダ位置検出手段２０は、その構成要素として、磁気センサ２１と取付プレート２２と永久磁石２３と磁性体２４とを有するだけであり、部品点数が少なくて済み、また構成も簡単なものであるので、コストの低廉化及び組み付けの容易化などに寄与することができる。

特に、上記第１の実施形態においては、上記磁気センサ２１を、シリンダ位置でかつ伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に３つ設けるとともに、上記永久磁石２３を、目標停止位置でかつ伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に３つ設け、また、上記磁性体２４を、この３つの永久磁石２３，２３，２３のうち、伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に対して両端の永久磁石２３の外側位置に設けているため、伸縮シリンダ１１の伸縮動作時そのシリンダ位置が目標停止位置に対して近づくときあるいは遠ざかるときには、上記３つの磁気センサ２１，２１，２１は、表１に示すように、シリンダ位置の目標停止位置（連結孔位置）に対する偏差に応じて、段階的にかつ方向別にＯＮ・ＯＦＦ信号を出力する。そして、コントローラ３０は、この信号に基づいて伸縮シリンダ１１の伸縮動作を適切に制御するため、制御の信頼性をより高めることができる。

尚、表１中、センサ１は図５でブーム先端側の磁気センサであり、センサ２は中央の磁気センサであり、センサ３はブーム基端側の磁気センサである。

図６及び図７は本発明の第２の実施形態としてシリンダ位置検出手段の別の形態を示す。このシリンダ位置検出手段４０は、シリンダ位置である連結ピン１３（図２参照）の中心位置下側のアクチュエータブロック１２（図２参照）に設けられ、磁気に反応する１つの磁気センサ４１と、目標停止位置であるブーム基端部の連結孔１４（図２参照）の下側に設けられた合成樹脂やアルミニウムなどの非磁性体よりなる取付プレート４２と、この取付プレート４２上に取り付けられ、シリンダ位置が目標停止位置に近づいたとき磁気センサ４１に達する磁界を形成する１つの丸形の永久磁石４３と、この１つの永久磁石４３を伸縮シリンダ１１（図２参照）の伸縮動作方向に挟むように取付プレート４２に取り付けられた２つの鉄などの磁性体４４，４４とを有している。

上記磁気センサ４１は、先端を目標停止位置側に向けた状態で設けられている。磁気センサ４１は、第１の実施形態の場合における磁気センサ２１と同じく、リードスイッチからなり、その検出信号としてのＯＮ信号は、コントローラ３０（図２参照）に入力される。

上記永久磁石４３は、取付プレート４２上に表面側の磁極（Ｎ極又はＳ極）を突出させた状態で取り付けられている。また、上記２つの磁性体４４，４４は、永久磁石４３により形成される磁界４５の伸縮シリンダ１１伸縮動作方向端部を磁性体４４の配置位置付近で絞り込むように、伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に対して永久磁石４３の両側位置にそれぞれ設けられている。

そして、上記第２の実施形態においても、第１の実施形態の場合と同じく、シリンダ位置検出手段４０は、その構成要素として、シリンダ位置に設けられた磁気センサ４１と、目標停止位置に設けられた永久磁石４３とを有するだけでなく、永久磁石４３の磁界４５の伸縮シリンダ１１伸縮動作方向端部を絞り込むように、伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に対して永久磁石４３を挟む両側位置にそれぞれ設けられた２つの磁性体４４，４４を有しているため、目標停止位置に対する永久磁石４３の磁界限界領域ひいては磁気センサ４１の検知領域を適切に狭めることができ、その分検出精度を高めることができる。

その上、上記シリンダ位置検出手段４０の磁気センサ４１は、被検出体である永久磁石４３に対し非接触でその磁気に反応して検出を行うものであり、非接触の特性をそのまま維持することができる。また、磁性体４４の配置に拘わらず、シリンダ位置検出手段４０の可動部（磁気センサ４１）と固定部（永久磁石４３及び磁性体４４）との間の距離を十分に確保することができるので、伸縮シリンダ１１が伸縮ブーム１内でクリアランス分だけ移動したときでも双方が接触するのを回避することができる。さらに、シリンダ位置検出手段４０は、その構成要素として、磁気センサ４１と取付プレート４２と永久磁石４３と磁性体４４とを有するだけであり、部品点数が少なくて済み、また構成も簡単なものであるので、コストの低廉化及び組み付けの容易化などに寄与することができる。

図８及び図９（ａ）は本発明の第３の実施形態としてシリンダ位置検出手段の別の形態を示す。このシリンダ位置検出手段５０は、シリンダ位置である連結ピン１３（図２参照）の中心位置下側のアクチュエータブロック１２（図２参照）に設けられ、磁気に反応する３つの磁気センサ５１，５１，５１と、目標停止位置であるブーム基端部の連結孔１４（図２参照）の下側に設けられた合成樹脂やアルミニウムなどの非磁性体よりなる取付プレート５２と、この取付プレート５２上に取り付けられ、シリンダ位置が目標停止位置に近づいたとき磁気センサ５１に達する磁界を形成する丸形の永久磁石５３と、この永久磁石５３の磁界５５が及ぶ範囲内でかつ所望の磁界限界領域を設定するように伸縮シリンダ１１（図２参照）の伸縮動作方向に沿って取付プレート５２上に取り付けられた複数の鉄などの磁性体５４とを有している。

上記３つの磁気センサ５１，５１，５１は、いずれも先端を目標停止位置側に向けた状態でかつ伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に平行に並んで設けられている。各磁気センサ５１は、第１の実施形態の場合における磁気センサ２１と同じく、リードスイッチからなり、その検出信号としてのＯＮ信号は、いずれもコントローラ３０（図２参照）に入力される。

上記永久磁石５３は、伸縮ブーム１の各段ブーム内面の目標停止位置（各ブーム基端部の連結孔１４）毎に異なるパターンで取付プレート２２上に１つ又は複数取り付けられており、複数の場合は表面側の磁極を同一にして突出させた状態でかつ伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に沿って所定の間隔を隔てて取り付けられている。また、上記磁性体５４は、伸縮シリンダ１１の各段ブーム内面の目標停止位置毎に異なるパターンに応じて、複数の永久磁石５３のうち、伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に対して両端の永久磁石５３の外側位置及び隣接する２つの永久磁石５３，５３の間に取り付けられている。

ここで、目標停止位置毎に異なるパターンとは、シリンダ位置が伸縮ブーム１の各段ブーム内面の目標停止位置に対向して位置するとき３つの磁気センサ５１，５１，５１が目標停止位置毎に異なるパターンで検出信号を出力することを意味する。例えば６段式の伸縮シリンダの場合、表２に示すように、検出段が異なる毎に３つの磁気センサ５１，５１，５１が異なるパターンで検出信号（表２のセンサ信号「１」が相当）を出力するように設定されている。

尚、表２中、センサ１は図９（ａ）でブーム先端側の磁気センサであり、センサ２は中央の磁気センサであり、センサ３はブーム基端側の磁気センサである。また、図８及び図９（ａ）に示す永久磁石５３と磁性体５４の配置パターンは、表２の検出段が５段の場合に相当する。

そして、上記第３の実施形態においては、伸縮シリンダ１１の伸縮動作時シリンダ位置が目標停止位置に対向して位置するときには、シリンダ位置でかつ伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に設けられた３つの磁気センサ５１，５１，５１は、伸縮ブーム１の各段ブーム内面の目標停止位置毎に異なるパターンで１つ又は複数配置された永久磁石５３の磁気を検出するため、シリンダ位置が伸縮ブーム１のどのブーム段の目標停止位置に対向して位置しているかという位置情報を読み取ることができる。この結果、シリンダ位置を適正な目標停止位置に対し確実に停止させることができ、制御の信頼性を高めることができる。

また、この場合でも、永久磁石５３の磁界５５が及ぶ範囲内でかつ所望の磁界限界領域を設定するように伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に沿って取付プレート５２上に取り付けられた複数の磁性体５４，５４，…により、永久磁石５３の磁界５５が伸縮シリンダ１１の伸縮動作方向に拡がるのを抑制することができるので、位置情報を正確に読み取ることができ、制御の信頼性をより高めることができる。

尚、図９（ｂ）は第３の実施形態との比較のために比較例を示す。この比較例の場合、磁性体５４は、複数（図では２つ）の永久磁石５３，５３のうち、伸縮シリンダの伸縮動作方向に対して両端の永久磁石５３，５３の外側位置に設けられているだけであり、隣接する２つの永久磁石５３，５３の間には設けられていない。このため、隣接する２つの永久磁石５３，５３の間に磁界５６が大きく拡がり、中央の磁気センサ５１が誤った検出信号を出力する。

本発明は上記第１ないし第３の実施形態に限定されるものではなく、その他種々の形態をも包含するものである。例えば上記各実施形板では、いずれも伸縮シリンダ１１の特定箇所の位置であるシリンダ位置がシリンダ・ブーム連結手段の連結ピン１３の中心位置であり、伸縮ブーム内面の目標停止位置がブーム基端部の連結孔１４の中心位置である場合について述べたが、本発明は、シリンダ位置が固定ピン駆動手段が作用するブーム間固定手段の固定ピンの中間位置であり、目標停止位置が隣接するブームの外側ブームの適所に設けた固定孔の中心位置である場合にも同様に適用することができる。

また、上記各実施形態では、いずれもシリンダ位置検出手段２０，４０，５０の永久磁石２３，４３，５３として、丸形のものを使用したが、本発明は、角形やリング状のものなどを使用しても良いのは勿論である。

１伸縮ブーム
２ベースブーム
３中間ブーム
４トップブーム
１０ブーム伸縮機構
１１伸縮シリンダ
２０，４０，５０シリンダ位置検出手段
２１，４１，５１磁気センサ
２３，４３，５３永久磁石
２４，４４，５４磁性体
２５，４５，５５磁界
３０コントローラ（制御手段）

Claims

３段以上の複数段に伸縮可能な伸縮ブーム内に１本の伸縮シリンダを配置し、この伸縮シリンダの伸長動作と縮小動作とを繰り返すことで伸縮ブームを１段ずつ伸縮させるように構成されたブーム伸縮機構において、
上記伸縮シリンダの伸長動作時又は縮小動作時に伸縮シリンダの特定箇所の位置であるシリンダ位置が伸縮ブーム内面の目標停止位置に対向して位置することを検出するシリンダ位置検出手段と、
このシリンダ位置検出手段の検出信号を受け、上記伸縮シリンダの動作を制御する制御手段とを備えており、
上記シリンダ位置検出手段は、上記シリンダ位置に設けられかつ磁気に反応する磁気センサと、上記目標停止位置に設けられかつ上記シリンダ位置が目標停止位置に近づいたとき磁気センサに達する磁界を形成する永久磁石と、この永久磁石の磁界が及ぶ範囲内でかつ所望の磁界限界領域を設定するように上記伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って配置された複数の磁性体とを有してなることを特徴とするブーム伸縮機構の制御装置。
上記磁気センサは、シリンダ位置でかつ伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に複数設けられており、上記永久磁石は、目標停止位置でかつ伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に複数設けられており、上記磁性体は、この複数の永久磁石のうち、少なくとも伸縮シリンダの伸縮動作方向に対して両端の永久磁石の外側位置に設けられている請求項１記載のブーム伸縮機構の制御装置。
上記磁気センサは、シリンダ位置でかつ伸縮シリンダの伸縮動作方向に沿って所定の間隔毎に複数設けられており、上記永久磁石は、伸縮ブームの各段ブーム内面の目標停止位置毎に異なるパターンで１つ又は複数配置されており、上記磁性体は、伸縮ブームの各段ブーム内面の目標停止位置毎に異なるパターンに応じて、複数の永久磁石のうち、伸縮シリンダの伸縮動作方向に対して両端の永久磁石の外側位置及び隣接する２つの永久磁石の間に設けられている請求項１記載のブーム伸縮機構の制御装置。