JP6766608B2 - 建設機械のバックストップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブームを有する建設機械において、当該ブームの後方への転倒を防止するための建設機械のバックストップ装置に関する。

ブームを有する建設機械、例えば、移動式クレーンなどは、旋回体にブームが起伏可能に軸支されている。クレーン作業では、ブームを旋回させることにより自機を中心とした周囲全方向での作業が可能となり、ブームを起立・倒伏させることにより、高所作業も遠方作業も可能なる。こうして、立体空間内での荷役作業が可能となる。ブームを起立させると、ブームにはそれ自体を圧縮する力が大きく作用し、これに風力や旋回慣性力等が加わることで、ブームを横に曲げようとする横曲げモーメントが大きくなって、横たわみが発生する。また、ブームには、横たわみ以外にねじれも生じることがある。つまり、ブームは、横たわみやねじれなどによって形状が変化する。

このようなブームの形状の変化を抑制するため、主ブームの長手方向に対して交差して横方向に延びる横マストを主ブームに取り付け、横マストの両端とブームの先端に設けられたシーブとの間に緊張ロープを張設する技術が特許文献１に開示されている。

特開２０１２−５１７１３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、主ブームに横マスト、シーブ、緊張ロープなど多くの部材を取り付け調整する必要があり、設備が大掛かりになって非常にコストが高くなるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、簡単な構成で且つコストの上昇を抑制しつつブームの形状の変化を抑制することが可能な建設機械のバックストップ装置を提供することである。

本発明の建設機械のバックストップ装置は、旋回体に起伏可能に軸支されたブームの背面と前記旋回体との間に設けられ、前記ブームの後方への転倒を防止するために前記ブームを前方に押す推力を発生する手段としての油圧シリンダをそれぞれ有する一対のバックストップと、前記各油圧シリンダに圧油を供給する供給装置とを有する建設機械のバックストップ装置において、前記一対のバックストップは、一端が前記旋回体に取り付けられており、他端が前記ブームに取り付けられており、前記ブームの形状の変化状態を検知するための検知手段と、前記検知手段によって検知された前記ブームの形状の変化状態によって加えられる押圧力が大きい一方の前記バックストップの前記油圧シリンダの推力を、他方の前記バックストップの前記油圧シリンダの推力よりも大きくするように前記供給装置を制御する制御装置とを備え、前記検知手段は、前記一対のバックストップの前記油圧シリンダのストローク値をそれぞれ検知する一対のストロークセンサを有し、前記制御装置は、前記一対のストロークセンサから出力されたストローク値の小さい一方の前記バックストップの前記油圧シリンダのストローク値を大きくするように、前記供給装置を制御する。

これによると、ブームに横たわみ又はねじれなどが生じて形状が変化しても、当該ブームの形状の変化状態によって加えられる押圧力の大きい一方のバックストップの油圧シリンダの推力を、他方のバックストップの油圧シリンダの推力よりも大きくすることで、当該一方のバックストップに加えられる押圧力に抗することが可能となり、ブームの形状の変化を小さくすることが可能となる。このため、ブームの形状の変化を抑制するための大掛かりな設備をブームなどに設ける必要がなくなり、簡単な構成で且つコストの上昇を抑制しつつブームの形状の変化を抑制することが可能となる。また、ブームの形状の変化状態によって油圧シリンダの内圧よりも大きな押圧力がバックストップの油圧シリンダに加えられると、油圧シリンダのストロークが縮む。このようにストローク値の小さい一方のバックストップの油圧シリンダには他方のバックストップの油圧シリンダよりも大きな押圧力が加えられている。このストローク値の小さい油圧シリンダのストローク値を大きくするように、供給装置を制御することで、一方のバックストップに加えられる押圧力に抗することが可能となり、簡単な構成で、ブームの形状の変化を効果的に小さくすることが可能となる。

本発明において、前記検知手段は、横たわみ又はねじれによる前記ブームの形状の変化状態を検知することが好ましい。これにより、横たわみ又はねじれによるブームの形状の変化状態を検知することが可能となる。

また、本発明において、前記制御装置は、前記一方のバックストップの前記油圧シリンダのストローク値の、他方の前記バックストップの前記油圧シリンダのストローク値に対する差が所定範囲に収まるように、前記供給装置を制御することが好ましい。これにより、簡単な制御でブームの形状の変化を効果的に小さくすることが可能となる。

本発明の建設機械のバックストップ装置によると、ブームに横たわみ又はねじれなどが生じて形状が変化しても、当該ブームの形状の変化状態によって加えられる押圧力の大きい一方のバックストップの油圧シリンダの推力を、他方のバックストップの油圧シリンダの推力よりも大きくすることで、当該一方のバックストップに加えられる押圧力に抗することが可能となり、ブームの形状の変化を小さくすることが可能となる。このため、ブームの形状の変化を抑制するための大掛かりな設備をブームなどに設ける必要がなくなり、簡単な構成で且つコストの上昇を抑制しつつブームの形状の変化を抑制することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るバックストップ装置が採用されたクローラクレーンを示す側面図である。 図１に示すバックストップ装置の油圧制御回路を示す構成図である。 一対のバックストップと下部ブームとを後方から見たときの要部拡大図であって、（ａ）はブームに横たわみが生じていないときの状況図であり、（ｂ）はブームに左方への横たわみが生じたときの状況図である。 一対のバックストップが取り付けられた下部ブームの上面図であって、（ａ）はブームにねじれが生じていないときの状況図であり、（ｂ）はブームに反時計回りのねじれが生じたときの状況図である。

以下、本発明の一実施形態に係るバックストップ装置が採用されたクローラクレーン１００について、図１〜図４を参照しつつ以下に説明する。

本実施形態におけるクローラクレーン１００は、図１に示すように、上部旋回体２、旋回ベアリング３、下部走行体４、キャブ（運転室を画定する筐体）５、カウンタウェイト６、ブーム７及びフック８を有する。上部旋回体２は、旋回ベアリング３を介して下部走行体４に旋回可能に取り付けられている。キャブ５及びカウンタウェイト６は、上部旋回体２の前方及び後方にそれぞれ設けられている。

ブーム７は、ラチス構造であり、上部旋回体２の前部に起伏可能に軸支されている。ブーム７は、下部ブーム７ａと、２つの中間ブーム７ｂ，７ｃと、上部ブーム７ｄとを有している。なお、ブーム７は、中間ブーム７ｂ，７ｃを有していなくてもよいし、中間ブーム７ｂ，７ｃを１つだけ又は３つ以上有していてもよい。なお、ブーム７は、ラチス構造以外の構造から構成されていてもよい。

フック８は、ブーム７（上部ブーム７ｄ）の先端に吊り下げられている。クローラクレーン１００は、フック８によって吊り荷を吊り上げる荷役作業等を行うことができる。また、上部旋回体２には、油圧ポンプ２２（図２参照）を駆動するためのエンジン９が搭載されている。油圧ポンプ２２の駆動により、下部走行体４の走行、上部旋回体２の旋回、ブーム７の起伏等を実現するための各油圧モータに圧油が供給される。

また、クローラクレーン１００は、図１及び図２に示すように、バックストップ装置１０を有する。バックストップ装置１０は、一対のバックストップ１１，１２と、供給装置２０（図２参照）と、制御装置２１（図２参照）とを有する。一対のバックストップ１１，１２は、ブーム７の背面と上部旋回体２との間に設けられ、ブーム７の後方への転倒を防止するためにブーム７を前方に押す推力を発生する手段としての油圧シリンダ１１ａ，１２ａから構成されている。各バックストップ１１，１２を構成する油圧シリンダ１１ａ，１２ａは同じ構成を有している。

２つの油圧シリンダ１１ａ，１２ａは、図３及び図４に示すように、左右方向に互いに離隔して配置されている。より詳細には、バックストップ１１を構成する油圧シリンダ１１ａの下端（一端）は、上部旋回体２に取り付けられ、上端（他端）は下部ブーム７ａの背面（後方）側の左支柱７ａ１（左側端部）に取り付けられている。バックストップ１２を構成する油圧シリンダ１２ａの下端（一端）は、上部旋回体２に取り付けられ、上端（他端）は下部ブーム７ａの背面（後方）側の右支柱７ａ２（右側端部）に取り付けられている。これら２つの油圧シリンダ１１ａ，１２ａの上端の取り付け位置は、上下及び前後方向において、いずれも同じ位置関係にある。なお、２つの油圧シリンダ１１ａ，１２ａの下端の取り付け位置も、上下及び前後方向において、いずれも同じ位置関係にある。また、油圧シリンダ１１ａ，１２ａは、起伏角度が所定角度以上にブーム７が起立された状態において、油圧シリンダ１１ａ，１２ａの推力をブーム７に加えることが可能であれば、上端がブーム７に対して、又は下端が上部旋回体２に対して接離可能に取り付けられていてもよい。

また、油圧シリンダ１１ａ，１２ａには、図２に示すように、自身のストローク値を検知するための公知のストロークセンサ１１ｂ，１２ｂがそれぞれ設けられている。本実施形態におけるストロークセンサ１１ｂ，１２ｂは、油圧シリンダ１１ａ，１２ａのピストンに接触して配置され、ピストンの直線運動を回転運動に変えるローラと、ローラに接続され、油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストローク値を示す信号を制御装置２１に出力するロータリーエンコーダ（ともに不図示）とを有している。ストロークセンサ１１ｂ，１２ｂは、油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストローク値を検知し、制御装置２１にストローク値を出力することが可能であればどのような構成であってもよく、特に限定するものではない。なお、バックストップ１１，１２は、油圧シリンダ１１ａ，１２ａと、油圧シリンダ１１ａ，１２ａの一端に設けられた緩衝装置（例えば、バネ式緩衝装置）とで構成されていてもよい。

供給装置２０は、各油圧シリンダ１１ａ，１２ａに圧油を供給可能な装置であり、油圧ポンプ２２と、油圧配管２３と、圧力制御弁２４ａ，２４ｂと、電磁切換弁２５ａ，２５ｂと、タンク２６とを含む。なお、図２には、一対のバックストップ１１，１２のうちの一方のバックストップ１１に関する油圧回路を示しているが、他方のバックストップ１２も一方のバックストップ１１と同様な油圧回路が構成されている。このため、バックストップ１２に関する油圧回路を構成する部材のうち、共通部材である油圧ポンプ２２、油圧配管２３、タンク２６以外の部材を、図２中にカッコ付きの符号で示す。

油圧ポンプ２２は、油圧配管２３を介して圧油を油圧シリンダ１１ａ，１２ａに供給する。油圧ポンプ２２は、圧力制御弁２４ａ，２４ｂの設定圧よりも大きな圧油を供給することが可能に構成されている。圧力制御弁２４ａ，２４ｂは、油圧シリンダ１１ａ，１２ａの内圧が設定圧よりも大きい場合に、圧油をタンク２６へ開放するリリーフ弁である。また、圧力制御弁２４ａ，２４ｂは、制御装置２１によってその設定圧を変更可能な公知の圧力制御弁である。圧力制御弁２４ａ，２４ｂは、ブーム７の起伏角度が大きくなるほど、設定圧が大きくなるように、制御装置２１によって制御される。このときの圧力制御弁２４ａ，２４ｂの設定圧は同じ圧力に設定される。これにより、油圧ポンプ２２から圧油によって所定の設定圧で油圧シリンダ１１ａ，１２ａを駆動させることが可能となる。

電磁切換弁２５ａは、油圧ポンプ２２と油圧シリンダ１１ａとが連通する連通状態と、油圧ポンプ２２と油圧シリンダ１１ａとの連通を遮断する遮断状態とを選択的にとることが可能に構成されている。電磁切換弁２５ｂは、油圧ポンプ２２と油圧シリンダ１２ａとが連通する連通状態と、油圧ポンプ２２と油圧シリンダ１２ａとの連通を遮断する遮断状態とを選択的にとることが可能に構成されている。なお、図２においては、電磁切換弁２５ａ，２５ｂが遮断状態をとるときの状態を示している。図２中の電磁切換弁２５ａ，２５ｂが左方にスライドすることで、電磁切換弁２５ａ，２５ｂが連通状態をとることができる。

制御装置２１は、判定部２１ａと、弁制御部２１ｂと、ポンプ制御部２１ｃとを有している。判定部２１ａは、ストロークセンサ１１ｂ，１２ｂから出力されたストローク値を示す信号に基づいて、横たわみ又はねじれによるブーム７の形状の変化状態によって加えられる押圧力がいずれの油圧シリンダ１１ａ，１２ａの方が大きいかを判定する。

ここで、横たわみによってブーム７の形状が変化した場合の油圧シリンダ１１ａ，１２ａの状態について説明する。例えば、ブーム７に左方への横たわみが生じた場合、図３（ａ）に示す支柱７ａ１であって横たわみが生じていない支柱７ａ１が、図３（ｂ）に示すように左側に撓む。この支柱７ａ１の撓み（ブーム７の形状の変化）に伴って、油圧シリンダ１１ａにストロークを縮めるような大きな押圧力が油圧シリンダ１１ａに加えられる。このときの油圧シリンダ１１ａの内圧が圧力制御弁２４ａの設定圧を越える場合、油圧シリンダ１１ａと圧力制御弁２４ａとの間の圧油が圧力制御弁２４ａからタンク２６に開放され、油圧シリンダ１１ａのストロークが油圧シリンダ１２ａのストロークよりも長さＴ１だけ縮む。一方、ブーム７に右方の横たわみが生じ、油圧シリンダ１２ａの内圧が圧力制御弁２４ｂの設定圧を越える場合、上述とは逆に、油圧シリンダ１２ａのストロークが油圧シリンダ１１ａのストロークよりも縮む。このように、ストロークセンサ１１ｂ，１２ｂは、ブーム７の形状の変化状態を検知するための検知手段を構成している。

また、ねじれによってブーム７の形状が変化した場合の油圧シリンダ１１ａ，１２ａの状態について説明する。例えば、ブーム７の先端側に、ブーム７の長手方向に沿う中心軸に対して回転する方向の力が作用することで、支柱７ａ１が図４（ａ）に示す位置から図４（ｂ）に示す位置へと変位するようなねじれがブーム７に生じた場合、支柱７ａ１の変位（ブーム７の形状の変化）に伴って、油圧シリンダ１１ａにストロークを縮めるような大きな押圧力が加えられる。このときの油圧シリンダ１１ａの内圧が圧力制御弁２４ａの設定圧を越える場合、油圧シリンダ１１ａと圧力制御弁２４ａとの間の圧油が圧力制御弁２４ａからタンク２６に開放され、油圧シリンダ１１ａのストロークが油圧シリンダ１２ａのストロークよりも長さＴ２だけ縮む。一方、支柱７ａ２が油圧シリンダ１２ａを押圧するように変位するねじれがブーム７に生じ、油圧シリンダ１１ａの内圧が圧力制御弁２４ａの設定圧を越える場合、上述とは逆に、油圧シリンダ１２ａのストロークが油圧シリンダ１１ａのストロークよりも縮む。

このような油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストローク値を示す信号が各ストロークセンサ１１ｂ，１２ｂから制御装置２１に出力されることにより、横たわみ又はねじれによるブーム７の形状の変化状態を検知することが可能となり、判定部２１ａがブーム７の形状の変化状態によって加えられる押圧力がいずれの油圧シリンダ１１ａ，１２ａの方が大きいかを判定可能となる。つまり、ストローク値が小さい方の油圧シリンダに、横たわみ又はねじれによるブーム７の形状の変化状態によって大きな押圧力が加えられていると、判定部２１ａが判定する。なお、ブーム７に横たわみ又はねじれによる形状の変化が生じていない場合は、油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストローク値がほぼ同じになっており、横たわみ又はねじれによってブーム７の形状に変化が生じることで油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストローク値に所定範囲を超えるような大きな差が生じ、これに基づいてブーム７に横たわみ又はねじれによる形状の変化が生じていることが検知可能となる。ここでいう所定範囲とは、許容範囲内の横たわみ又はねじれによってブーム７の形状に変化が生じたときの油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストローク値の差よりも小さいストローク値の差を示す範囲である。

弁制御部２１ｂは、ブーム７の起伏角度が大きくなるほど、圧力制御弁２４ａ，２４ｂの設定圧が大きくなるように、圧力制御弁２４ａ，２４ｂを制御する。また、弁制御部２１ｂは、横たわみ又はねじれによってブーム７の形状に変化が生じている場合、圧力制御弁２４ａ，２４ｂの設定圧を、現状の設定圧よりも高い設定圧に変更するように、圧力制御弁２４ａ，２４ｂを制御する。また、弁制御部２１ｂは、連通状態と遮断状態とを選択的にとるように、電磁切換弁２５ａ，２５ｂを制御する。ポンプ制御部２１ｃは、油圧シリンダ１１ａ，１２ａに圧油を供給するように、油圧ポンプ２２を制御する。

続いて、横たわみによってブーム７の形状に変化が生じたときの動作について、以下に説明する。なお、ブーム７が所定の起伏角度に起立され、圧力制御弁２４ａ，２４ｂの設定圧が所定の設定圧Ｐ１に設定された状態とする。このとき、電磁切換弁２５ａ，２５ｂは遮断状態とされている。

この状態のブーム７に横たわみが生じて形状が変化すると、判定部２１ａがストロークセンサ１１ｂ，１２ｂから出力されたストローク値より、ブーム７の形状の変化状態によって加えられる押圧力がいずれの油圧シリンダ１１ａ，１２ａの方が大きいかを判定する。判定部２１ａは、ブーム７に左方への横たわみが生じている場合、油圧シリンダ１１ａへの押圧力の方が大きいと判定し、ブーム７に右方への横たわみが生じている場合、油圧シリンダ１２ａへの押圧力の方が大きいと判定する。以下、ブーム７に左方への横たわみが生じているとして、説明する。また、このとき、両油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストローク値の差は、所定範囲よりも大きい状態である。

なお、ブーム７に右方への横たわみが生じて形状が変化している場合は、ブーム７に左方への横たわみが生じて形状が変化している場合に行われる油圧シリンダ１１ａ、圧力制御弁２４ａ、電磁切換弁２５ａに対する制御が、油圧シリンダ１２ａ、圧力制御弁２４ｂ、電磁切換弁２５ｂに対する制御へと入れ替わるだけであるため、詳細の説明は省略する。

弁制御部２１ｂは、ブーム７に左方への横たわみが生じて形状が変化している場合、圧力制御弁２４ａの設定圧Ｐ１から当該設定圧Ｐ１よりも高い設定圧Ｐ２に上昇させるように、圧力制御弁２４ａを制御する。このとき、電磁切換弁２５ａは遮断状態をとっている。次に、弁制御部２１ｂは、電磁切換弁２５ａが連通状態をとるように、電磁切換弁２５ａを制御する。このとき、ポンプ制御部２１ｃが、油圧シリンダ１１ａに圧油を供給するように、油圧ポンプ２２を制御する。これにより、油圧シリンダ１１ａに設定圧Ｐ２までの圧油を供給することが可能となり、横たわみによるブーム７の形状の変化状態によって加えられた押圧力に抗するように、油圧シリンダ１１ａの内圧を大きくすることができる。つまり、油圧シリンダ１１ａの推力が油圧シリンダ１２ａの推力よりも大きくなる。こうして、油圧シリンダ１１ａの縮んだストロークを戻すことが可能となる。

制御装置２１は、一方の油圧シリンダ１１ａのストローク値の、他方の油圧シリンダ１２ａのストローク値に対する差が所定範囲に収まるように、供給装置２０を制御する。本実施形態においては、油圧シリンダ１１ａのストローク値と油圧シリンダ１２ａのストローク値とが同じになるように、供給装置２０を制御する。なお、油圧シリンダ１１ａに設定圧Ｐ２までの圧油を供給しても油圧シリンダ１１ａのストロークが戻らない場合、弁制御部２１ｂは、圧力制御弁２４ａの設定圧を設定圧Ｐ２よりも大きな設定圧Ｐ３に上昇させるように、圧力制御弁２４ａを制御する。つまり、圧力制御弁２４ａの設定圧を上昇させて、油圧シリンダ１１ａのストローク値が油圧シリンダ１２ａのストローク値と同じになるように、供給装置２０を制御する。

このように、油圧シリンダ１２ａよりもストローク値の小さい油圧シリンダ１１ａのストローク値を大きくするように、供給装置２０を制御することで、横たわみによるブーム７の形状の変化状態によってバックストップ１１に加えられる押圧力に抗することが可能となり、ブーム７の形状の変化を効果的に小さくすることが可能となる。

次に、弁制御部２１ｂは、ストロークセンサ１１ｂ，１２ｂから出力されたストローク値が同じになったとき（油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストロークの差が所定範囲内のとき）、電磁切換弁２５ａを遮断状態に制御し、油圧シリンダ１１ａのストロークが短くならないように保持する。

この後、ストロークセンサ１１ｂ，１２ｂから出力されたストローク値より、油圧シリンダ１２ａのストローク値が油圧シリンダ１１ａのストローク値よりも小さくなると、ブーム７に生じている左方への横たわみが小さく又は解消されている状態となる。このため、弁制御部２１ｂは、当該タイミングで、圧力制御弁２４ａの設定圧Ｐ２（又はＰ３）を設定圧Ｐ１に戻すように、圧力制御弁２４ａを制御する。これにより、油圧シリンダ１１ａの内圧も設定圧Ｐ１まで低下し、油圧シリンダ１１ａ，１２ａの内圧が等しくなる。ブーム７に生じている横たわみが解消されている場合は、両油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストローク値も等しくなる。こうして、横たわみによってブーム７の形状に変化が生じたときの動作が終了する。

続いて、ねじれによってブーム７の形状に変化が生じたときの動作について、以下に説明する。なお、ブーム７が所定の起伏角度に起立され、圧力制御弁２４ａ，２４ｂの設定圧が所定の設定圧Ｐ１に設定された状態とする。このとき、電磁切換弁２５ａ，２５ｂは遮断状態とされている。

この状態のブーム７にねじれが生じて形状が変化すると、判定部２１ａがストロークセンサ１１ｂ，１２ｂから出力されたストローク値より、ブーム７の形状の変化状態によって加えられる押圧力がいずれの油圧シリンダ１１ａ，１２ａの方が大きいかを判定する。以下、油圧シリンダ１１ａへ大きな押圧力が生じるねじれがブーム７に生じているとして、説明する。また、このとき、両油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストローク値の差は、所定範囲よりも大きい状態である。

なお、油圧シリンダ１２ａへ大きな押圧力が生じるねじれがブーム７に生じて形状が変化している場合は、油圧シリンダ１１ａへ大きな押圧力が生じるねじれがブーム７に生じて形状が変化している場合に行われる油圧シリンダ１１ａ、圧力制御弁２４ａ、電磁切換弁２５ａに対する制御が、油圧シリンダ１２ａ、圧力制御弁２４ｂ、電磁切換弁２５ｂに対する制御へと入れ替わるだけであるため、詳細の説明は省略する。

ブーム７にねじれが生じて形状が変化している場合も、ブーム７に横たわみが生じて形状が変化しているときと同様な制御が行われる。つまり、弁制御部２１ｂは、油圧シリンダ１１ａへ大きな押圧力が生じるねじれがブーム７に生じて形状が変化している場合、圧力制御弁２４ａの設定圧Ｐ１を設定圧Ｐ２に上昇させるように、圧力制御弁２４ａを制御する。このとき、電磁切換弁２５ａは遮断状態をとっている。次に、弁制御部２１ｂは、電磁切換弁２５ａが連通状態をとるように、電磁切換弁２５ａを制御する。このとき、ポンプ制御部２１ｃが、油圧シリンダ１１ａに圧油を供給するように、油圧ポンプ２２を制御する。これにより、油圧シリンダ１１ａに設定圧Ｐ２までの圧油を供給することが可能となり、ねじれによるブーム７の形状の変化状態によって加えられた押圧力に抗するように、油圧シリンダ１１ａの内圧を大きくすることができる。つまり、油圧シリンダ１１ａの推力が油圧シリンダ１２ａの推力よりも大きくなる。こうして、油圧シリンダ１１ａの縮んだストロークを戻すことが可能となる。

制御装置２１は、一方の油圧シリンダ１１ａのストローク値の、他方の油圧シリンダ１２ａのストローク値に対する差が所定範囲に収まるように、供給装置２０を制御する。本実施形態においては、油圧シリンダ１１ａのストローク値と油圧シリンダ１２ａのストローク値とが同じになるように、供給装置２０を制御する。なお、油圧シリンダ１１ａに設定圧Ｐ２までの圧油を供給しても油圧シリンダ１１ａのストロークが戻らない場合、上述と同様に、圧力制御弁２４ａの設定圧をさらに上昇させて、油圧シリンダ１１ａのストローク値が油圧シリンダ１２ａのストローク値と同じになるように、供給装置２０を制御する。

このように、油圧シリンダ１２ａよりもストローク値の小さい油圧シリンダ１１ａのストローク値を大きくするように、供給装置２０を制御することで、ねじれによるブーム７の形状の変化状態によってバックストップ１１に加えられる押圧力に抗することが可能となり、ブーム７の形状の変化を効果的に小さくすることが可能となる。

次に、弁制御部２１ｂは、ストロークセンサ１１ｂ，１２ｂから出力されたストローク値が同じになったとき（油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストロークの差が所定範囲内のとき）、電磁切換弁２５ａを遮断状態に制御し、油圧シリンダ１１ａのストロークが短くならないように保持する。

この後、ストロークセンサ１１ｂ，１２ｂから出力されたストローク値より、油圧シリンダ１２ａのストローク値が油圧シリンダ１１ａのストローク値よりも小さくなると、ブーム７に生じているねじれが小さく又は解消されていることになる。このため、弁制御部２１ｂは、当該タイミングで、圧力制御弁２４ａの設定圧Ｐ２を設定圧Ｐ１に戻すように、圧力制御弁２４ａを制御する。これにより、油圧シリンダ１１ａの内圧も設定圧Ｐ１まで低下し、油圧シリンダ１１ａ，１２ａの内圧が等しくなる。ブーム７に生じているねじれが解消されている場合は両油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストローク値も等しくなる。こうして、ねじれによってブーム７の形状に変化が生じたときの動作が終了する。

以上のように、クローラクレーン１００のバックストップ装置１０によると、ブーム７に横たわみ又はねじれが生じて形状が変化しても、当該ブーム７の形状の変化状態によって加えられる押圧力の大きい一方のバックストップ１１（又は１２）の油圧シリンダ１１ａ（又は１２ａ）の推力を、他方のバックストップ１２（又は１１）の油圧シリンダ１２ａ（又は１１ａ）の推力よりも大きくすることで、当該一方のバックストップ１１（又は１２）に加えられる押圧力に抗することが可能となり、ブーム７の形状の変化を小さくすることが可能となる。このため、ブーム７の形状の変化を抑制するための大掛かりな設備をブーム７などに設ける必要がなくなり、簡単な構成で且つコストの上昇を抑制しつつブーム７の形状の変化を抑制することが可能となる。

また、ブーム７の形状の変化状態によって一方の油圧シリンダ１１ａ（又は１２ａ）の内圧よりも大きな押圧力がバックストップ１１（又は１２）の油圧シリンダ１１ａ（又は１２ａ）ａに加えられると、油圧シリンダ１１ａ（又は１２ａ）のストロークが縮む。このようにストローク値の小さい一方のバックストップ１１（又は１２）の油圧シリンダ１１ａ（又は１２ａ）には他方のバックストップ１２（又は１１）の油圧シリンダ１２ａ（１１ａ）よりも大きな押圧力が加えられている。このストローク値の小さい油圧シリンダのストローク値を大きくするように、供給装置２０を制御することで、一方のバックストップ１１（又は１２）に加えられる押圧力に抗することが可能となり、簡単な構成で、ブーム７の形状の変化を効果的に小さくすることが可能となる。

また、制御装置２１は、一方のバックストップ１１（１２）の油圧シリンダ１１ａ（又は１２ａ）のストローク値の、他方のバックストップ１２（又は１１）の油圧シリンダ１２ａ（又は１１ａ）のストローク値に対する差が所定範囲に収まるように、供給装置２０を制御する。これにより、簡単な制御でブーム７の形状の変化を効果的に小さくすることが可能となる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。上述の実施形態においては、横たわみ又はねじれによってブーム７の形状に変化が生じた場合、ストロークセンサ１１ｂ，１２ｂからのストローク値により、いずれのバックストップ１１，１２の方が加えられる押圧力が大きいかを判定していたが、検知手段として、例えば、ブーム７の左右の端部にそれぞれ歪みゲージを取り付けて、これら歪みゲージからの出力値により、ブーム７の形状の変化状態によって加えられる押圧力がいずれのバックストップ１１，１２の方が大きいかを判定してもよい。つまり、ブーム７に取り付けられた歪みゲージからの出力値により、ブーム７の左端部の方が右端部よりも歪みが大きい場合、油圧シリンダ１１ａに加えられる押圧力が大きいと判定し、ブーム７の右端部の方が左端部よりも歪みが大きい場合、油圧シリンダ１２ａに加えられる押圧力が大きいと判定すればよい。このような検知手段においても、上述の実施形態と同様な効果を得ることができる。なお、検知手段としては、横たわみ及びねじれ以外によるブーム７の形状の変化状態を検知することが可能であってもよく、ブーム７の形状の変化状態を検知することが可能であればよく、ブームの形状の変化状態によって加えられる押圧力がいずれのバックストップ１１，１２の方が大きいかを判定することができれば、どのような構成であってもよい。

また、制御装置２１は、ストロークセンサ１１ｂ，１２ｂからのストローク値によりブーム７の形状に変化が生じていると、押圧力が加えられた一方のバックストップ１１（又は１２）の油圧シリンダ１１ａ（又は１２ａ）のストローク値が、他方のバックストップ１２（又は１１）の油圧シリンダ１２ａ（又は１１ａ）のストローク値と同じになるように、供給装置２０を制御しているが、一方のバックストップ１１（又は１２）の油圧シリンダ１１ａ（又は１２ａ）のストローク値の、他方のバックストップ１２（又は１１）の油圧シリンダ１２ａ（又は１１ａ）のストローク値に対する差が所定範囲に収まるように、供給装置２０が制御されておればよい。つまり、一対のバックストップ１１，１２の油圧シリンダ１１ａ，１２ａのストローク値が所定範囲内であれば多少の差があってもよい。また、制御装置２１は、ブーム７の形状の変化状態によって加えられる押圧力が大きい方のバックストップの油圧シリンダの推力を、他方のバックストップの油圧シリンダの推力よりも大きくするように供給装置２０を制御すればよい。

ブームを有する建設機械であれば、クローラクレーン以外の建設機械にも本発明のバックストップ装置を採用することが可能である。

２ 上部旋回体（旋回体）
７ ブーム
１０ バックストップ装置
１１，１２ バックストップ
１１ａ，１２ａ 油圧シリンダ
１１ｂ，１２ｂ ストロークセンサ（検知手段）
２０ 供給装置
２１ 制御装置
１００ クローラクレーン（建設機械）

Claims (3)

1. 旋回体に起伏可能に軸支されたブームの背面と前記旋回体との間に設けられ、前記ブームの後方への転倒を防止するために前記ブームを前方に押す推力を発生する手段としての油圧シリンダをそれぞれ有する一対のバックストップと、前記各油圧シリンダに圧油を供給する供給装置とを有する建設機械のバックストップ装置において、
   前記一対のバックストップは、一端が前記旋回体に取り付けられており、他端が前記ブームに取り付けられており、
   前記ブームの形状の変化状態を検知するための検知手段と、
   前記検知手段によって検知された前記ブームの形状の変化状態によって加えられる押圧力が大きい一方の前記バックストップの前記油圧シリンダの推力を、他方の前記バックストップの前記油圧シリンダの推力よりも大きくするように前記供給装置を制御する制御装置とを備え、
   前記検知手段は、前記一対のバックストップの前記油圧シリンダのストローク値をそれぞれ検知する一対のストロークセンサを有し、
   前記制御装置は、前記一対のストロークセンサから出力されたストローク値の小さい一方の前記バックストップの前記油圧シリンダのストローク値を大きくするように、前記供給装置を制御することを特徴とする建設機械のバックストップ装置。
2. 前記検知手段は、横たわみ又はねじれによる前記ブームの形状の変化状態を検知することを特徴とする請求項１に記載の建設機械のバックストップ装置。
3. 前記制御装置は、前記一方のバックストップの前記油圧シリンダのストローク値の、他方の前記バックストップの前記油圧シリンダのストローク値に対する差が所定範囲に収まるように、前記供給装置を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の建設機械のバックストップ装置。

Images