JP6467959B2 - 伸縮ブームの伸縮装置 - Google Patents

Description

この発明は、移動式クレーンに搭載された伸縮ブームを伸縮させる装置に関するものである。

たとえばラフテレーンクレーン等の移動式クレーンは、一般に多段式の伸縮ブームを備えており、この伸縮ブームの伸縮動作は、一般に油圧シリンダにより行われる。特に、単一の複動式油圧シリンダが伸縮ブームを伸縮させる装置（以下、「伸縮装置」と称される。）が、従来より提案されている（たとえば、特許文献１〜特許文献３参照）。

この伸縮装置の構造は、次のとおりである。

多段式の伸縮ブームでは、これを構成する最下段及び最上段のブームがそれぞれベースブーム及びトップブームであり、これらの中間に配置された単一又は複数のブームが中間ブームである。伸縮ブームが複数の中間ブームを有する場合は、トップブームと隣り合う中間ブームを第１中間ブーム、これと隣り合う中間ブームを順に第２、第３中間ブームとする。各ブームは隣り合うブームに対して伸縮（スライド）し、全縮小状態及び全伸長状態でブーム固定ピン（以下、「Ｂピン」と称される。）によって当該状態を維持される。伸縮ブームは、トップブームから順に伸長され、トップブームに続いて中間ブームが伸長される。

このような伸縮装置では、単一の油圧シリンダの一端部（シリンダロッド側の端部）がベースブームの基端部に連結されている。各ブームが全縮小状態であるときは、隣り合うブーム同士がＢピンによって連結されている。まず、油圧シリンダのシリンダチューブがトップブームと連結される。両者は、シリンダ固定ピン（以下、「Ｃピン」と称される。）によって連結されると共に、トップブームと第１中間ブームとを連結していたＢピンが外され、第１中間ブームに対してトップブームがスライド可能となる。この状態で油圧シリンダが伸長すると、第１中間ブームに対してトップブームが伸長する。

トップブームが第１中間ブームに対して全伸長状態となれば、再びＢピンによってトップブームが第１中間ブームに連結される。トップブームと油圧シリンダとを連結していたＣピンが外され、油圧シリンダが縮小する。次に、油圧シリンダが第１中間ブームにＣピンを介して連結されると共に第１中間ブームと第２中間ブームとを連結しているＢピンが外され、その状態で油圧シリンダが伸長される。これにより、第２中間ブームが第３中間ブームに対して伸長する。このような要領にて各ブームが順次隣り合うブームに対して伸長し、最終的に伸縮ブームの全体が全伸長状態となる。この要領と逆の要領にて伸縮ブームが縮小される。

従来の伸縮装置では、上記Ｂピン及びＣピンは、油圧アクチュエータにより駆動される。この油圧アクチュエータは、一般に上記油圧シリンダのシリンダチューブの近傍に配置されているため、上記油圧アクチュエータの駆動源としての圧油（作動油）は、油圧配管を介して油圧源(油圧ポンプ）から送給される。前述のように各ブームは、隣り合うブームに対してスライドされるから、作動油を送給する配管は、一般にホースリールを備えた油圧ホースが採用される。

特開平７−２６７５８４号公報 特許第４６１２１４４号公報 特許第４７０９４１５号公報

ところで、移動式クレーンの仕様により伸縮ブームの長さは様々であり、場合によっては油圧源から上記油圧アクチュエータまでの距離が非常に長くなる。他方、移動式クレーンの作業時の環境温度は、−２０℃（摂氏）から９０℃が想定されており、特に低温環境下では、作動油の粘性の上昇が問題を引き起こす。すなわち、作動油の粘性が上がることにより、Ｂピン及びＣピンの動作速度が低下し、その結果、伸縮ブームの伸縮動作のレスポンスが低下する。この現象は、上記油圧配管が長いほど顕著である。

このような不都合を回避するために、従来では上記油圧配管の容量が増大されている。つまり、ホースリールの径が拡大されることにより作動油の流動抵抗ないし圧力損失が低減されている。かかる対策が施されることにより一定の効果（Ｂピン及びＣピンの動作速度の向上）が発揮されるが、一方で、ホースリールが大型化し、その重量及びコストが大幅に増加してしまうという新たな問題が生じる。また、このような移動式クレーンでは、ホースリール等の補機類は可能な限り小型軽量化の要請があり、そのような要請にも反する。

本発明はかかる背景のもとになされたものであって、その目的は、低温環境下でもＢピン及びＣピンの円滑な駆動を実現し得る小型軽量且つコスト安価な伸縮ブームの伸縮装置を提供することである。

(1) 本発明に係る伸縮ブームの伸縮装置は、ベースブーム、当該ベースブーム内に挿入された中間ブーム及び当該中間ブーム内に挿入されたトップブームを有し、互いに隣り合う一方のブームが他方のブームに対してスライド可能に配置された伸縮ブームと、シリンダチューブ及びシリンダロッドを有し、シリンダロッドが上記ベースブームに連結された状態で上記各ブームの長手方向に沿って伸縮ブームに内蔵された単一の伸縮シリンダと、上記トップブーム又は中間ブームのいずれかのブームに選択的に係合し、当該係合したブームと上記シリンダチューブとを連結する第１油圧アクチュエータを有するシリンダ・ブーム連結機構と、互いに隣り合うブーム同士を連結して両者の相対的スライドを規制すると共に、所要時に特定のブーム間同士の連結を解除し得る第２油圧アクチュエータを有するブーム間固定機構と、上記シリンダ・ブーム連結機構及びブーム間固定機構を駆動する駆動機構とを備えている。この駆動機構は、上記シリンダチューブに設けられ、上記第１油圧アクチュエータ又は第２油圧アクチュエータに選択的に作動油を供給する油圧供給部と、空気圧を供給する空圧供給部を有し、当該空気圧に基づいて上記油圧供給部に所定圧力の作動油を発生させる駆動源発生部とを備えている。上記油圧供給部は、エアオーバーハイドロリックブースタ（ＡＯＨ）を備え、上記駆動源発生部は、ＡＯＨに接続された空圧供給ユニットを備えている。

この構成によれば、シリンダ・ブーム連結機構及びブーム間固定機構を駆動する油圧供給部が伸縮シリンダのシリンダチューブに設けられている。このため、上記油圧供給部の回路長は従来に比べてきわめて短くなり、作動油の粘性変化に伴うシリンダ・ブーム連結機構及びブーム間固定機構の作動レスポンスの低下はきわめて小さくなる。また、駆動源発生部は、油圧供給部に空気圧を供給するので、仮に空圧供給部と油圧供給部との距離が長い場合であっても、環境温度の変化にともなう空気の圧力損失は小さいため、シリンダ・ブーム連結機構及びブーム間固定機構の作動レスポンスに影響を与えない。したがって、空圧供給部は、空気の圧力損失を考慮して大型化される必要はなく、軽量小型化が実現される。ＡＯＨが採用されるので、小さな圧力の空圧源（たとえば１ＭＰａ）に基づいて上記第１油圧アクチュエータ又は第２油圧アクチュエータに所要の油圧（たとえば１０ＭＰａ）の作動油が簡単且つ確実に供給され得る。

(2) 上記油圧供給部は、上記シリンダチューブを基準として対称に配置された一対のＡＯＨを備えているのが好ましい。

この構成では、各ＡＯＨが軽量小型化され得るので、ブーム内へのＡＯＨのレイアウトが容易になる。しかも、ブーム内の重量配分が均一になる。

(3) 上記空圧供給ユニットは、空圧源とＡＯＨとを接続する空圧ホース及びホースリールを備えているのが好ましい。

この構成では、従来から一般的に使用されている空圧ユニットが上記空圧供給ユニットに採用される。したがって、空圧ユニットが安価に構成される。しかも、前述のように空圧ユニットが供給する圧縮空気の圧力損失は環境温度に影響されにくいから、特に低温環境下での動作を考慮して大径の空圧ホースが採用される必要はない。そのため、空圧ホース及びホースリールの軽量小型化が実現される。

(4) 上記ＡＯＨは、エアピストン及びエアチューブを有するエアシリンダを備えており、上記エアピストンは、エアチューブに対していずれの方向にも付勢されることなくスライド自在な状態であるのが好ましい。

前述のように油圧供給部が上記シリンダチューブに設けられるから、ＡＯＨは、油圧回路としては閉じた回路を構成するのが通常である。このような閉じた回路において、たとえば環境温度が変化して当該回路内の作動油の圧力が上昇した場合、上記エアピストンがフリーの状態であるから、このエアピストンと対をなす油圧シリンダのピストンは容易に変位する。すなわち、上記エアピストンがフリーの状態となることにより、上記油圧シリンダにリザーバータンクが設けられたと同様の機能が発揮される。したがって、ＡＯＨに別途リザーバータンクを設ける必要がなく、ＡＯＨの構造ひいては油圧供給部が小型軽量化される。

この発明によれば、低温環境下でもシリンダ・ブーム連結機構及びブーム間固定機構の円滑な駆動が実現され、しかも小型軽量且つコスト安価な伸縮ブームの伸縮装置が提供される。

図１は、本発明の一実施形態に係る伸縮ブームの伸縮装置が採用された移動式クレーンの要部拡大図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る伸縮ブームの構造を示す模式図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る駆動機構の構造を示す模式図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る伸縮ブームの縦断面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る伸縮ブームの横断面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る駆動機構の回路系統図である。 図７は、本発明の一実施形態に係るトップブームの断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態が、適宜図面が参照されつつ説明される。なお、本実施の形態は、本発明に係る伸縮ブームの伸縮装置の一態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様が変更されてもよいことは言うまでもない。

＜概略構成と特徴点＞

図１は、本発明の一実施形態に係る伸縮ブームの伸縮装置１０が採用された移動式クレーン（典型的にはラフテレーンクレーン）の要部拡大図である。

同図が示すように、この移動式クレーンでは、旋回台１１が設けられており、この旋回台１１に起伏中心軸１２を介して伸縮ブーム１３が支持されている。後に詳述されるように、伸縮ブーム１３は複数の筒状のブームを備えており、これらはテレスコピック構造を構成している。伸縮ブーム１３は、起伏中心軸１２を中心にして回動可能となっており、図示されていない起伏シリンダが伸縮することによって起伏動作をする。また、単一の伸縮シリンダ１４が伸縮ブーム１３に搭載されており、伸縮シリンダ１４が伸縮することによって、伸縮ブーム１３は、後述される要領で長手方向に伸縮するようになっている。

図２は、伸縮ブーム１３の構造を示す模式図である。

図１及び図２が示すように、伸縮ブームの伸縮装置（以下、単に「伸縮装置」と称される。）１０は、上記伸縮ブーム１３及びこれを伸縮させる伸縮シリンダ１４と、この伸縮シリンダ１４を伸縮ブーム１３の所定部に連結させるシリンダ・ブーム連結機構１５と、伸縮ブーム１３を構成する複数のブームのうち隣り合うブーム同士を連結させるブーム間固定機構１６と、シリンダ・ブーム連結機構１５及びブーム間固定機構１６を駆動する駆動機構１７（図１参照）とを備えている。

図３は、駆動機構１７の構造を示す模式図である。

本実施形態に係る伸縮装置１０の特徴とするところは、駆動機構１７の構造である。図１及び図３が示すように、駆動機構１７は、後に詳述される油圧供給部１８及び駆動源発生部１９を備えており、駆動源発生部１９は、空気圧に基づいて油圧供給部１８に所定の油圧を発生させるようになっている。油圧供給部１８は、後述の要領にてブーム連結機構１５及びブーム間固定機構１６（図２参照）に油圧を供給し、これらを作動させる。また、上記駆動源発生部１９は、後述の空圧供給部４１を採用しており、圧縮空気を油圧供給部１８に送給するようになっている。つまり、駆動機構１７は、空気圧を油圧に変換してブーム連結機構１５及びブーム間固定機構１６を駆動するものであり、これにより、駆動機構１７全体が大幅に軽量・小型化され得るという効果が奏される。

＜伸縮ブームの動作＞

図２が示すように、伸縮ブーム１３は、ベースブーム２０及びトップブーム２１を備え、両者の間に４本の中間ブーム２２〜２５が配置されている。これら中間ブーム２２〜２５は、トップブーム２１に隣り合うものから順に第１中間ブーム２２、第２中間ブーム２３、第３中間ブーム２４及び第４中間ブーム２５と称される。つまり、本実施形態では、伸縮ブーム１３は６段編成である。ベースブーム２０に対してその余の各ブーム２１〜２５が長手方向３８にスライドするように組み立てられており、前述のように、伸縮ブーム１３は、テレスコピック構造を構成している。もっとも、伸縮ブーム１３が６段編成である必要はなく、中間ブームの数は特に限定されない。

本実施形態では、単一の伸縮シリンダ１４が伸縮ブーム１３に内蔵されている。伸縮シリンダ１４は、油圧式複動シリンダであり、シリンダロッド３９の先端部がベースブーム２０の基端に連結されている。伸縮シリンダ１４は、伸縮ブーム１３の長手方向３８に沿って配置されており、シリンダチューブ３６は、図２の状態ではトップブーム２１の内側に配置されている。伸縮シリンダ１４が伸縮動作をすることにより、後述のように伸縮シリンダ１４が伸縮する。

図２は、伸縮ブーム１３が全縮小状態であることを示している。この状態では、互いに隣り合うブーム同士は、ブーム間固定機構１６により常時連結されている。

図４及び図５は、それぞれ伸縮ブーム１３の縦断面図及び横断面図であり、図５は、図４においてＶ−Ｖ面における断面図である。これらの図は、シリンダ・ブーム連結機構１５及びブーム間固定機構１６の構造を模式的に示している。

図２、図４及び図５が示すように、ブーム間固定機構１６は、５本のブーム固定ピン(以下、「Ｂピン」と称される。）２６〜３０並びにこれを駆動する油圧シリンダ３１（特許請求の範囲に記載された「第２油圧アクチュエータ」に相当）とを備えている。ブーム間固定機構１６の構造は既知である。Ｂピン２６は、隣り合うトップブーム２１及び第１中間ブーム２２に貫通することにより、両者の相対的スライドを規制する。図２及び図５が示すように、Ｂピン２６は、トップブーム２１側に設けられており、第１中間ブーム２２に対して進退することにより第１中間ブーム２２を貫通し、あるいは第１中間ブーム２２から離反する。常時において、Ｂピン２６は図示されていないバネにより第１中間ブーム２２側へ付勢されている。第１中間ブーム２２においてＢピン２６が貫通する部位は、基端部及び先端部であり、当該部位にＢピン２６が挿通されるボス３２、３３が設けられている（図２参照）。このボス３２、３３が設けられた部位は、第１中間ブーム２２に対してトップブーム２１がそれぞれ全縮小状態及び全伸長状態となったときに、Ｂピン２６が対向する位置である。すなわち、トップブーム２１は、第１中間ブーム２２に対して全縮小あるいは全伸長した状態で、Ｂピン２６によって両者が連結固定される。図５が示すように、油圧シリンダ３１が作動することにより、Ｂピン２６が第１中間ブーム２２から引き抜かれる。これにより、第１中間ブーム２２に対してトップブーム２１が相対的にスライド可能となる。なお、Ｂピン２７〜３０の挙動についてもＢピン２６と同様である。

図２、図４及び図５が示すように、シリンダ・ブーム連結機構１５は、シリンダ連結ピン(以下、「Ｃピン」と称される。）３４並びにこれを駆動する油圧シリンダ３５（特許請求の範囲に記載された「第１油圧アクチュエータ」に相当）を備えている。シリンダ・ブーム連結機構１５の構造は既知である。Ｃピン３４は、伸縮シリンダ１４のシリンダチューブ３６側に設けられており、図２が示す状態では、常にトップブーム２１と嵌合している。図５が示すように、油圧シリンダ３５は、リンク機構４０を備えている。このリンク機構４０は、油圧シリンダ３５が作動することによってＣピン３４を同図において左右方向にスライドさせる。常時において、Ｃピン３４は、図示されていないバネによりトップブーム２１側へ付勢されている。トップブーム２１の基端部にはボス３７が設けられており、Ｃピン３４は、このボス３７と嵌合する。油圧シリンダ３５が作動することにより、上記リンク機構４０を介してＣピン３４が伸縮シリンダ１４側へ引っ張られる。Ｃピン３４がボス３７から引き抜かれると、伸縮シリンダ１４は、トップブーム２１から力学的に分離される。つまり、常時において伸縮シリンダ１４は、トップブーム２１と連結するように構成されており、油圧シリンダ３５が作動したときは、伸縮シリンダ１４が伸縮ブーム１３に対してスライドすることができる。各中間ブーム２２〜２５の基端部にもボス３７が設けられており、Ｃピン３４は、後述の要領にて各中間ブーム２２〜２５と選択的に連結することができる。

図５（ａ）は、Ｂピン２６が第１中間ブーム２２から引き抜かれ且つＣピン３４がトップブーム２１に連結された状態を示しており、同図（ｂ）は、Ｂピン２６が第１中間ブーム２２に連結され且つＣピン３４がトップブーム２１から引き抜かれた状態を示している。

図５（ａ）の状態から伸縮シリンダ１４が伸長すると、図２が示すように、伸縮シリンダ１４のシリンダチューブ３６と共にトップブーム２１が第１中間ブーム２２に対して矢印３８の方向左向きにスライドする。Ｂピン２６がボス３３と対向する位置まで伸縮シリンダ１４が伸びると、油圧シリンダ３１の作動が停止され、上記バネによってＢピン２６が第１中間ブーム２２側に復帰し、ボス３３と嵌合する。これにより、第１中間ブーム２２に対してトップブーム２１が全伸長した状態で両者が固定される。次に、図５（ｂ）が示すように、油圧シリンダ３５が作動し、リンク機構４０を介してＣピン３４とトップブーム２１との連結が解除される。すなわち、Ｃピン３４がトップブーム２１のボス３７から引き抜かれる。この状態で伸縮シリンダ１４が縮小すると、シリンダチューブ３６のみがベースブーム２０の基端側（図２において右側）に移動する。

この間、油圧シリンダ３５は作動したままであり、Ｃピン３４は、図５（ｂ）の状態が保たれる。伸縮シリンダ１４が縮小してＣピン３４が第１中間ブーム２２に設けられたボス３７の位置まで移動すると、伸縮シリンダ１４の縮小動作が停止されると共に油圧シリンダ３５の作動が停止され、図５（ａ）が示すようにＣピン３４が第１中間ブーム２２のボス３７と連結される。続いて第２中間ブーム２２が伸長される場合は、トップブーム２１が伸長される場合と同様の動作がなされ、順次第２中間ブーム２３、第３中間ブーム２４、第４中間ブーム２５が伸長される。なお、伸縮ブーム１３が縮小される場合は、前述と逆の動作がなされる。

＜伸縮装置の駆動回路＞

図６は、駆動機構１７の回路系統図である。

駆動機構１７は、前述のようにシリンダ・ブーム連結機構１５及びブーム間固定機構１６を駆動する。同図が示すように、本実施形態に係る駆動機構１７は、油圧供給部１８及び駆動源発生部１９とを備えており、駆動源発生部１９は、圧縮空気を作動流体として作動する。つまり、駆動機構１７は、油圧・空圧複合形式である。

油圧供給部１８は、電磁切換弁４７、４８及びチェック弁４９、５０と、一対のエアーオーバーハイドロリックブースタ（ＡＯＨ）５１とを備えている。これらは、油圧シリンダ３１及び油圧シリンダ３５と接続されている。ブーム固定ピン２６〜３０及びシリンダ連結ピン３４は、油圧シリンダ３１及び油圧シリンダ３５によって前述のように駆動される。油圧供給部１８は、油圧シリンダ３１及び油圧シリンダ３５と共にいわゆる閉じた回路を構成し、伸縮シリンダ１４のシリンダチューブ３６に設けられている。ＡＯＨ５１は、空圧入力ポート５２及び油圧出力ポート５３を有し、空圧入力ポート５２に入力された空気圧に対応する所定圧力の油圧を油圧出力ポート５３から出力する。

本実施形態では、ＡＯＨ５１は、入力シリンダ６６（特許請求の範囲に記載された「エアチューブ」に相当）及びエアピストン６７と、出力シリンダ６８及び油圧ピストン６９とを備えている。入力シリンダ６６に上記空圧入力ポート５２が設けられ、出力シリンダ６８に上記油圧出力ポート５３が設けられている。エアピストン６７と油圧ピストン６９は、主軸７０によって連結されており、両者は、一体となってスライドする。本実施形態では、エアピストン６７は、入力シリンダ６６内でフリーの状態で保持されている。つまり、エアピストン６７は、入力シリンダ６６内で両者間に発生する摩擦力のみで保持されている。すなわち、エアピストン６７は、入力シリンダ６６内でフリーであり、入力シリンダ６６内でいずれの方向にも付勢されていない。エアピストン６７がフリーであることによる作用効果については後述される。

駆動源発生部１９は、空圧供給ユニット５４を含む空圧供給部４１と、制御バルブユニット５５とを備えている。

空圧供給ユニット５４は、クイックリリース弁５６と、エアホース５７及びホースリール５８とを備えている。クイックリリース弁５６は、入力ポート５９及び出力ポート６０を有し、出力ポート６０がＡＯＨ５１の空圧入力ポート５２と接続されている。エアホース５７は、所定の長さに裁断されており、ホースリール５８に引き出し自在に巻き取られている。本実施形態では、ホースリール５８は、図１及び図３が示すように旋回台１１の後方に取り付けられている。エアホース５７の長さは適宜設定されるが、本実施形態では、伸縮シリンダ１４のストロークに対応している。空圧供給部４１は、図示されていない空圧源を備えている。この空圧源としては、たとえば移動式クレーンに備えられたエアタンクが採用され得る。空圧源の圧力は、たとえば１ＭＰａである。

制御バルブユニット５５は、圧力制御弁（減圧弁６１及びリリーフ弁６２）と、電磁切換弁６３とを備えている。上記空圧源が減圧弁６１の入力ポート６４に接続されており、出力ポート６５に電磁切換弁６３が接続されている。減圧弁６１と電磁切換弁６３との間にリリーフ弁６２が設けられている。

前述のように、伸縮ブーム１３が伸長されるときは、Ｂピン２６〜３０及びＣピン３４が操作される。この操作は、次の要領で行われる。

図２が示す状態からトップブーム２１が伸長するときは、駆動源発生部１９から圧縮空気が油圧供給部１８に送られる。具体的には、電磁切換弁６３が切り替わり（図６においてシンボルが入れ替わる。）圧縮空気がエアホース５７に送られる。エアホース５７はホースリール５８に巻回されているが、このエアホース５７によって圧縮空気は、クイックリリース弁５６に送られる。この圧縮空気はクイックリリース弁５６を作動させてＡＯＨ５１に到達する。

電磁切換弁６３と共に電磁切換弁４７、４８も切り替わる（図６においてシンボルが入れ替わる。）。ＡＯＨ５１は、圧縮空気の供給を受けて所定圧力（たとえば、１０ＭＰａ）の油圧を発生する。つまり、油圧出力ポート５３から高圧の作動油を送り出す。作動油は、チェック弁４９及び電磁切換弁４８を経て、油圧シリンダ３１に供給される。油圧シリンダ３１が作動してＢピン２６がトップブーム２１から離脱する。この時点で、電磁切換弁６３の励磁が解除されて（シンボルが図６に示された状態に復帰する。）、圧縮空気の供給が遮断される。このように圧縮空気の供給が遮断されたとしても、電磁切換弁４７及びチェック弁４９により、油圧シリンダ３１の圧力は維持される。この状態で伸縮シリンダ１４が伸長することにより、トップブーム２１は伸長する。

トップブーム２１が全伸長状態となれば伸縮シリンダ１４が停止する。これに伴って電磁切換弁４７、４８の励磁も解除される（シンボルが図６に示された状態に復帰する。）。これにより、油圧シリンダ３１へ供給された作動油は、チェック弁５０及び電磁切換弁４７を経てＡＯＨ５１の出力シリンダ６８に戻る。Ｂピン２６はボス３３と嵌合し、再びトップブーム２１と第１中間ブーム２２とが連結される。

前述のように、ＡＯＨ５１のエアピストン６７は、入力シリンダ６６内でフリーの状態で保持されているから、出力シリンダ６８に作動油が戻されると、油圧ピストン６９と共にエアピストン６７がスライドする。エアピストン６７内の空気は、クイックリリース弁５６側に送られるが、この空気は、そのままクイックリリース弁５６から排気（大気開放）される。

続いて、電磁切換弁６３が切り替わり（図６においてシンボルが入れ替わる。）、圧縮空気がエアホース５７に送られる。つまり、再び駆動源発生部１９から圧縮空気が油圧供給部１８に送られる。前述と同様に、圧縮空気は、エアホース５７によってクイックリリース弁５６に送られ、ＡＯＨ５１に到達する。ＡＯＨ５１は、所定圧力の作動油を油圧出力ポート５３から送り出す。

電磁切換弁６３と共に電磁切換弁４７が切り替わる（図においてシンボルが入れ替わる。）。作動油は、チェック弁４９及び電磁切換弁４８を経て、油圧シリンダ３５に供給される。油圧シリンダ３５が作動してＣピン３４がトップブーム２１から離脱する。この時点で、電磁切換弁６３の励磁が解除されて圧縮空気の供給が遮断される。このように圧縮空気の供給が遮断されたとしても、電磁切換弁４７及びチェック弁４９により、油圧シリンダ３５の圧力は維持される。この状態で伸縮シリンダ１４が縮小することにより（図２参照）、トップブーム２１が第１中間ブーム２２に全伸長状態で保持されたまま、シリンダチューブ３６のみが第１中間ブーム２２の基端部側へスライドする。

伸縮シリンダ１４が縮小し、Ｃピン３４が第１中間ブーム２２のボス３７の位置まで移動すれば伸縮シリンダ１４が停止する。これに伴って電磁切換弁４７の励磁も解除される。これにより、油圧シリンダ３５へ供給された作動油は、電磁切換弁４８、４７を経てＡＯＨ５１の出力シリンダ６８に戻る。その結果、Ｃピン３４は上記ボス３７と嵌合し、伸縮シリンダ１４は第１中間ブーム２２と連結される。出力シリンダ６８に作動油が戻されると、ＡＯＨ５１のエアピストン６７が入力シリンダ６６内でフリーの状態で保持されているから、油圧ピストン６９と共にエアピストン６７がスライドする。エアピストン６７内の空気は、クイックリリース弁５６側に送られるが、この空気は、そのままクイックリリース弁５６から排気（大気開放）される。

同様にして第２〜第４中間ブーム２３〜２５が伸長される。また、伸縮シリンダ１４が縮小されるときも上記油圧供給部１８及び駆動源発生部１９は、同様に作動する。なお、本実施形態では、制御バルブユニット５５が圧力制御弁（減圧弁６１及びリリーフ弁６２）を備えているから、負荷に応じて適切な圧力の圧縮空気が空圧源から駆動源発生部１９に送給される。

図７は、トップブーム２１の断面図である。

本実施形態では油圧供給部１８は、２つのＡＯＨ５１を備えている。これらＡＯＨ５１は、図７が示すように、伸縮シリンダ１４のシリンダチューブ３６の近傍に配置されている。これらは、伸縮シリンダ１４の中心を含む仮想面７１を基準に径方向に対称（同図では、左右対称）に配置されている。このように、２つのＡＯＨ５１が左右対称に配置されていることによる作用効果については後述される。

＜本実施形態に係る伸縮装置の作用効果＞

本実施形態に係る伸縮装置１０によれば、油圧供給部１８が伸縮シリンダ１４のシリンダチューブ３６に設けられているため、当該油圧供給部１８と油圧シリンダ３１、３５との距離がきわめて短くなる。つまり、駆動機構１７の油圧系統において回路長が従来に比べてきわめて短くなり、作動油の粘性変化に伴うシリンダ・ブーム連結機構１５及びブーム間固定機構１６の作動レスポンスが大きく低下することはない。しかも、油圧供給部１８は、駆動源発生部１９から送給された圧縮空気に基づいて所定圧力の油圧を発生させるので、本実施形態のように駆動機構１７の空圧系統において回路長が長い場合であっても、環境温度の変化にともなう空気の圧力損失は小さいため、シリンダ・ブーム連結機構１５及びブーム間固定機構１６の作動レスポンスに影響を与えない。

したがって、本実施形態において空圧供給部４１は、空気の圧力損失を考慮して大型化される必要はなく、軽量且つ小型にデザインされ得る。すなわち、エアホース５７が細径化されると共にホースリール５８がコンパクトに設計され、従来に比べてこれらが大幅に軽量化され得る。その結果、旋回台１１の周辺における補機類の配置スペースが広くなり、ホースリール５８のレイアウトの自由度が向上する。特に、図１が示すようにホースリール５８が旋回台１１の上方、たとえば伸縮ブーム１３に含まれる起伏中心軸１２の近傍に配置され得る。

また、本実施形態では、上記油圧供給部１８がＡＯＨ５１を備えているので、空圧源の圧力が小さく抑えられる一方で、油圧シリンダ３１、３５に供給する作動油の圧力は大きくなる。つまり、油圧シリンダ３１、３５が作動するために必要な油圧が簡単に得られる。

さらに、本実施形態では、一対のＡＯＨ５１が設けられている。これにより、必要な油圧を発生させるために単一のＡＯＨ５１が負担する割合が小さくなり、各ＡＯＨ５１がコンパクト化され、本実施形態のようにシリンダチューブ３６とトップブーム２１の内壁との間にレイアウトされ得る。しかも、各ＡＯＨ５１がシリンダチューブ３６を基準として対称に配置されることにより、伸縮ブーム１３内の重量配分が均一になるという利点もある。

特に本実施形態では、ＡＯＨ５１は、油圧回路として閉じた回路を構成しつつ、ＡＯＨ５１のエアピストン６７がフリーの状態で入力シリンダ６６内に配置されている。たとえば、環境温度が変化して油圧供給部１８内の作動油の圧力が上昇した場合、エアピストン６７がフリーの状態であるから、このエアピストン６７と対をなす油圧ピストンは容易に変位する。すなわち、エアピストン６７がフリーの状態となることにより、出力シリンダ６８にリザーバータンクが設けられたと同様の機能が発揮される。したがって、ＡＯＨ５１に別途リザーバータンクを設ける必要がない。その結果、ＡＯＨ５１の構造の簡素化、油圧供給部１８の小型軽量化が実現される。

＜本実施形態の変形例＞

本実施形態では、一対のＡＯＨ５１が採用されているが単一のＡＯＨが採用されてもよい。また、空圧供給部４１が備えるエアタンクは、ブレーキ用エアタンク等が兼用され得るが、ＡＯＨ５１用に別途エアタンクその他の空圧源が設けられていてもよい。本実施形態では、空圧供給ユニット５５に供給される圧縮空気の圧力は１ＭＰａに設定されるが、これに限定されるものではなく、ＡＯＨ５１の出力として１０ＭＰａが実現されるのであれば、空圧源の圧力は適宜設定され得る。

１０・・・伸縮ブームの伸縮装置
１１・・・旋回台
１３・・・伸縮ブーム
１４・・・伸縮シリンダ
１５・・・シリンダ・ブーム連結機構
１６・・・ブーム間固定機構
１７・・・駆動機構
１８・・・油圧供給部
１９・・・駆動源発生部
２０・・・ベースブーム
２１・・・トップブーム
２２・・・第１中間ブーム
２３・・・第２中間ブーム
２４・・・第３中間ブーム
２５・・・第４中間ブーム
２６・・・ブーム固定ピン
２７・・・ブーム固定ピン
２８・・・ブーム固定ピン
２９・・・ブーム固定ピン
３０・・・ブーム固定ピン
３１・・・油圧シリンダ
３４・・・シリンダ連結ピン
３５・・・油圧シリンダ
３６・・・シリンダチューブ
３９・・・シリンダロッド
４０・・・リンク機構
４１・・・空圧供給部
５１・・・ＡＯＨ
５７・・・エアホース
５８・・・ホースリール
６６・・・入力シリンダ
６７・・・エアピストン
６８・・・出力シリンダ
６９・・・油圧ピストン

Claims (4)

1. ベースブーム、当該ベースブーム内に挿入された中間ブーム及び当該中間ブーム内に挿入されたトップブームを有し、互いに隣り合う一方のブームが他方のブームに対してスライド可能に配置された伸縮ブームと、
   シリンダチューブ及びシリンダロッドを有し、シリンダロッドが上記ベースブームに連結された状態で上記各ブームの長手方向に沿って伸縮ブームに内蔵された単一の伸縮シリンダと、
   上記トップブーム又は中間ブームのいずれかのブームに選択的に係合し、当該係合したブームと上記シリンダチューブとを連結する第１油圧アクチュエータを有するシリンダ・ブーム連結機構と、
   互いに隣り合うブーム同士を連結して両者の相対的スライドを規制すると共に、所要時に特定のブーム間同士の連結を解除し得る第２油圧アクチュエータを有するブーム間固定機構と、
   上記シリンダ・ブーム連結機構及びブーム間固定機構を駆動する駆動機構とを備えた伸縮ブームの伸縮装置であって、
   上記駆動機構は、
   上記シリンダチューブに設けられ、上記第１油圧アクチュエータ又は第２油圧アクチュエータに選択的に作動油を供給する油圧供給部と、
   空気圧を供給する空圧供給部を有し、当該空気圧に基づいて上記油圧供給部に所定圧力の作動油を発生させる駆動源発生部とを備え、
   上記油圧供給部は、エアオーバーハイドロリックブースタ（ＡＯＨ）を備え、
   上記駆動源発生部は、ＡＯＨに接続された空圧供給ユニットを備えている伸縮ブームの伸縮装置。
2. 上記油圧供給部は、上記シリンダチューブを基準として対称に配置された一対のＡＯＨを備えている請求項１に記載の伸縮ブームの伸縮装置。
3. 上記空圧供給ユニットは、
   空圧源とＡＯＨとを接続する空圧ホース及びホースリールを備えている請求項１又は２に記載の伸縮ブームの伸縮装置。
4. 上記ＡＯＨは、
   エアピストン及びエアチューブを有するエアシリンダを備えており、
   上記エアピストンは、エアチューブに対していずれの方向にも付勢されることなくスライド自在な状態である請求項１から３のいずれかに記載の伸縮ブームの伸縮装置。
   
   

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