(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記センターフレームは、一側面に第1取付孔と第2取付孔とを備えた補強板を備え、前記第1取付孔を貫通するボルトにより前記駆動シリンダを固定し、前記第2取付孔に前記タイロッドを貫通させるようにしたことを特徴とする請求項1記載のコンクリートポンプ。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図1に示すように、このコンクリートポンプ車Vは、打設位置に生コンクリートを供給するためのブーム装置Bと、生コンクリートを圧送するためのコンクリートポンプPと、これらブーム装置B及びコンクリートポンプPが固定されるとともに当該コンクリートポンプ車VのシャシフレームFに搭載固定されたサブフレームSを有している。
【0012】
シャシフレームFは、車両前後方向に延びる長尺の部材であり、車幅方向に所定の間隔を置いて平行に左右一対配置されて当該コンクリートポンプ車Vの車体を構成している。
【0013】
サブフレームSは、左右一対のシャシフレームFの上面に沿って固定配置された長尺の部材であり、シャシフレームFと同様、車両前後方向に延びるとともに車幅方向に所定の間隔を置いて平行に一対配置されている。
【0014】
ブーム装置Bは、車両前後方向に延びるサブフレームSの前部に配置されており、サブフレームSに固定された旋回台11と、この旋回台11上に設けられ、鉛直軸線回りに旋回自在な支柱12と、この支柱12の先端に設けられたブーム13とを有している。ブーム13は、互いに屈曲可能に連結された第1〜第4ビーム131〜134により構成されたいわゆる4段ブームである。
【0015】
これら旋回台11及び第1〜第4ビーム131〜134は、それぞれの連結部分がブーム駆動手段14によって回動駆動することができる。
【0016】
また、コンクリートポンプ車Vには、サブフレームSに固定され走行姿勢のブーム13(特に第4ビーム134)の車幅方向に対する移動を規制するブーム受け16を備えており、支柱12及びブーム13には、コンクリートポンプPから圧送される生コンクリートをブーム13の先端135まで導くブーム用配管15が、当該支柱12及びブーム13に沿って固定されている。
なお、ビームはその他の本数であってもよく、ブーム装置Bそのものを搭載しない配管車であってもよい。
【0017】
図2に示すように、コンクリートポンプPは、生コンクリートなどの流体を圧送するためのものであり、サブフレームS上に搭載されたコンクリートポンプ本体2と、コンクリートポンプ本体2の後方に設けたバルブ装置3とを備えている。
【0018】
図2に示すように、コンクリートポンプ本体2は、油圧駆動の復動式ピストンポンプであって、互いに並列する左側のポンプシリンダ21と右側のポンプシリンダ22とを備えている。それらのポンプシリンダ21,22の基端には、左側のポンプシリンダ21を駆動させる左側駆動シリンダ23、右側のポンプシリンダ22を駆動させる駆動シリンダ24がセンターフレーム26を介して一体に接続されている。一対のポンプシリンダ21,22内にはそれぞれ摺動自在に嵌合されるポンプピストン21a,22aが、一対の駆動シリンダ23,24内にはそれぞれ摺動自在に嵌合される駆動ピストン23a、24aが設けられている。左側のポンプシリンダ21内のポンプピストン21aと左側の駆動シリンダ23内の駆動ピストン23a、右側のポンプシリンダ22内のポンプピストン22aと右側の駆動シリンダ24内の駆動ピストン24aとが、センターフレーム26を摺動自在に貫通するピストンロッド25によりそれぞれ一体に連結されている。そして各駆動ピストン23a、24aは、対応する駆動シリンダ23,24内をピストンロッド側の先部油室23b,24bと、ピストン側の基部油室23c、24cとに区画している。各ポンプシリンダ21,22の先端は、吐出端21b,22bとして開口されている。この各ポンプシリンダ21,22の吐出端21b,22bはバルブ装置3の前面に接続され、連通している。
【0019】
図2および
図3に示すように、バルブ装置3はバルブケーシング31と、底蓋32と、Sバルブ33(即ち揺動バルブ管)と、Sバルブ駆動手段34と、吐出配管35とを備えている。バルブケーシング31は前壁31a、後壁31b、及び両側壁31cとにより枠状に形成されており、下部は開口部31dにより開口されている。底蓋32はバルブケーシング31下部の開口部31dをシリンダ等(図示せず)にて開閉するものである。
【0020】
バルブケーシング31の下部には、湾曲管状のSバルブ33が収容支持されている。このSバルブ33は、Sバルブ33と一体で各ポンプシリンダ21,22の軸線と平行な回動支軸33aの軸線まわりに回動自在であり、一対のポンプシリンダ21,22の先部(即ち吐出端21b,22b)と吸入口33bとを交互に切換連通可能である。
【0021】
図2及び
図3に示すように、回動支軸33aには、これを両ポンプピストン21a,22aの作動と同期して回動させて、Sバルブ33を切換駆動するためのSバルブ駆動手段34が接続される。このSバルブ駆動手段34は、互いに協働して構成する左側の単動式バルブ駆動シリンダ34aおよび右側の単動式バルブ駆動シリンダ34bの先部が、該回動支軸33aより一体に延びる連結アーム34cを介して連結され、その両バルブ駆動シリンダ34a,34bの基部が、コンクリートポンプ本体2に回動可能に連結されて構成される。
【0022】
コンクリートポンプPの運転時に、この一対のバルブ駆動シリンダ34a,34bは、一対のポンプシリンダ21,22のうち、生コンクリートの吸入状態にあるものをバルブケーシング31内に、また生コンクリートの圧送状態にあるものを吸入口33bに交互に接続するように、Sバルブ33を切換駆動制御して生コンクリートを円滑に圧送する。即ち、Sバルブ33は、吸入口33bを左側のポンプシリンダ21の吐出端21bに接続する第1切換位置と、吸入口33bを右側のポンプシリンダ22の吐出端22bに接続する第2切換位置との間を往復移動(揺動)可能であり、その第1切換位置へは左側のバルブ駆動シリンダ34aの伸長作動により、またその第2切換位置へは右側のバルブ駆動シリンダ34bの伸長作動によりそれぞれ切換保持される。
【0023】
図2に示すように、吐出配管35は、その前端がバルブケーシング31の後壁31bに接続されており、Sバルブ33に常時連通されており、その後端は、ブーム装置Bのブーム用配管15に接続されている(
図1参照)。また、吐出配管35を下方に向けて地上配管17(
図1に一点鎖線で図示)に接続するようにしてもよい。
【0024】
図1および
図3に示すように、ホッパHはバルブケーシング31の上部に連結され、生コンクリートを受け入れるようになっている。
【0025】
図4〜
図6を参照してセンターフレーム26の詳細構造について説明する。
図4はコンクリートポンプ本体2のうちセンターフレーム26部を拡大した図であり、
図5は
図4のB−B線断面図である。そして、
図6はコンクリートポンプ本体2を模式的に示した図である。
センターフレーム26は、前板261と後板262と2枚の側板263と底板264と2枚の天板265とを溶接固定することで箱状に形成されている。2枚の側板263は、その平面を前板261および後板262の左右両端に当接して溶接固定している。底板264は、矩形状の鋼板であって、その4つの端部をそれぞれ前板261,後板262および側板263の側面に当接させた状態で溶接固定している。2枚の天板265は、略凹字状に切断した鋼板であって、凹みを対向するようにセンターフレーム26の上部に固定されている。具体的に説明すると、天板265は、前板261及び後板262の上側部に設けられた切欠に挿入されるとともに、その下面を側板263の上縁に当接した状態で溶接固定している。
【0026】
箱状のセンターフレーム26の底に位置する底板264にはドレン264aが設けられており、通常はゴム製の栓264bが詰められることで塞がっている。
センターフレーム26は、2枚の天板265の凹部に挟まれた箇所が開口部26aとして解放されている。そして、センターフレーム26の開口部26aは着脱可能な蓋266により閉鎖することができる。
【0027】
センターフレーム26の内部であって、前板261の後面には、補強板267が溶接固定されている。そして、センターフレーム26内部にはリブ268を備えている。リブ268は、その前後端を補強板267の側面と後板262の側面とに、下端を底板264の上面にそれぞれ当接した状態で溶接固定している。
【0028】
補強板267には駆動シリンダ23,24を取り付けるための複数の第1取付孔267aと、後述の第1タイロッドを取り付けるための第2取付孔267bと、ピストンロッド25を貫通させるための2つの貫通孔267cとを備えている。第1取付孔267aは貫通孔267cの周回に等間隔で配置されており、第2取付孔267bは2つの貫通孔267cの間であって、リブ268の上方に配置されている。そして、前板261の第1取付孔267aと同じ位置には取付孔261aが、第2取付孔267bと同じ位置にはネジ孔261bが設けられている。
【0029】
駆動シリンダ23,24は、シリンダチューブのフランジ部23e,24eにカバー23f,24fを複数のボルト23g,24gにて締結固定している。そして、駆動シリンダ23,24は、センターフレーム26の前板261の前面に複数のボルト23h,24hにより固定されている。具体的には、ボルト23h,24hをセンターフレーム26の内側より、補強板267の第一取付孔267aおよび前板261の取付孔261aとを貫通させて、カバー23f,24fのネジ孔に螺入することで、駆動シリンダ23,24をセンターフレーム26の前板261に固定している。
【0030】
センターフレーム26の後板262の後面には断面長方形のパイプ状のポンプフレーム27が溶接により固定されており、ポンプフレーム27の後端にはバルブケーシング31(前壁31a)が溶接により固定されている。また、後板262には中央の取付孔262aと2つの側部取付孔262bと2つの連通孔262cとが穿設されている。
【0031】
ポンプピストン21a,22aと駆動ピストン23a,24aとを連結する2本のロッド25は、前板261の貫通穴261c,補強板267の貫通孔267c,後板262の連通孔262cを通ってポンプシリンダ21,22内に導入されている。
【0032】
コンクリートポンプ本体2を補強するためのタイロッド28について説明する。タイロッド28はセンターフレーム26を補強するための第1タイロッド281aとポンプフレーム27を補強するための第2タイロッド282aとがある。
第1タイロッド281aは両端をタッピングした丸棒であり、その一端は補強板267の第2取付孔267bを貫通し前板261のネジ孔261bに螺入するとともに、当該一端部に予め挿入されたナット281bを補強板267側に締め付けることにより固定されている。そして、第1タイロッド281aの他端は後板262の中央の取付孔262aに挿入し後板262の後面より突出させて、突出した箇所にダブルナット281cを締め付け固定している。これによりセンターフレーム26の前板261が前方に引っ張られた時には、第1タイロッド281aの一端も前方に引っ張られるが、他端はダブルナット281cにより後板262の前方への移動を制限されている。これにより前板261と後板262とが相対的に離れることを制限する。
【0033】
第2タイロッド282aは、両端をタッピングした丸棒であり、その一端はバルブケーシングの前壁31aのネジ孔31eに螺入するとともに、当該一端部に予め挿入されたナット282bを前壁31a側に締め付けることにより固定されている。そして、第2タイロッド282aの他端はセンターフレームの後板262の側部取付孔262bに挿入し後板262の前面より突出させて、突出した箇所にダブルナット282cを締め付け固定している。これにより、センターフレーム26とバルブケーシング31とが相対的に離れることを制限する。
【0034】
以上のごとく構成されたコンクリートポンプ車Vの動作について説明する。
まずブーム装置Bを動作させることでブームの先端135を打設位置まで展開する。そして、生コンクリートを圧送する場合には、まず、Sバルブ33及びポンプシリンダ21,22を作動させる。すなわち、右側のバルブ駆動シリンダ34bを伸長させてSバルブ33をバルブケーシング31内で右側に揺動させ、Sバルブ33の吸入口33bを右側のポンプシリンダ21の吐出端22bに接続し、吐出配管35と右側のポンプシリンダ22とを連通させる。
その状態で左側ポンプシリンダ21のポンプピストン21aを前方に移動させるとともに、右側のポンプシリンダ22のポンプピストン22aを後方に移動させて、左側のポンプシリンダ21内にバルブケーシング31内の生コンクリートを吸入する。
【0035】
この時、右側の駆動シリンダ24では、基部油室24cに高圧の作動油が流入しているため、駆動ピストン24aを後進させる力(
図6の矢印X1)と同じ大きさの力で駆動シリンダ24を前方に移動させようとする(
図6の矢印X2)。この矢印X2の力はカバー24fを介してボルト24hに伝わり、ボルト24hにより前板261の右側は前方に引っ張られる。一方、左側の駆動シリンダ23では、先部油室23bに高圧の作動油が流入することで後方に押す力X3がカバー23fに加わっている。この力X3はそのまま前板261に伝わり、前板261の左側を押しこむ。生コンクリートを吸入するために要する力と同じX3よりも生コンクリートを吐出するために要する力X2のほうが大きいため、前板261は全体としてX2−X3の力で前方に引っ張られる。しかしながら、前板261に第1タイロッド281aの一端を固定し、その他端を後板262の後面からダブルナット281cにて相対的に移動を制限しているため、前板261や補強板267を前方に引っ張る力を後板262に伝達し、駆動シリンダ23,24から加わる力を前板261,補強板267だけでなく後板262に分散して受けることができる。したがって、センターフレーム26の強度を向上させることができる。
【0036】
また、第1タイロッド281aは、補強板267に設けた略同直径の取付孔267bを貫通しているため、補強板267に加わった力を前板261を介して第1タイロッド281aに伝達する際に前板261のネジ孔261b部の周囲に負荷が集中することを防止することができる。
【0037】
両駆動シリンダ23,24には、駆動ピストン23a,34bがセンターフレーム26側のストロークエンドに達した位置にあることを検知する近接センサLS3,LS4(図示せず)を備えている。左側の駆動シリンダ24がセンターフレーム26の直前まで移動し、近接センサLS4が駆動ピストン24aを検知してストロークエンドに達すると、制御装置CはSバルブの揺動を開始させる。即ちバルブ切換弁V3を切り換えることで、左側のバルブ駆動シリンダ34aを伸長させてSバルブ33を左側に揺動させ、Sバルブ33を左側のポンプシリンダ21に連通させる。近接センサLS2が連結アーム34cを検知すると、Sバルブ33の左揺動が完了したと制御装置Cは判断する。
この状態で一対のポンプピストン21a,22aを前記と逆の作動をさせる。つまり、右側ポンプシリンダ22のポンプピストン22aを前方に移動させるとともに、左側のポンプシリンダ21のポンプピストン21aを後方に移動させる。これにより、右側のポンプシリンダ22は、その内部にバルブケーシング31内の生コンクリートを吸い込み、左側のポンプシリンダ21は、その内部に吸入しておいた生コンクリートをSバルブ33に押し出すとともに吐出配管35内に圧送する。この時作用力X1〜X3は前述とは左右が逆転しただけであり、同様に前板261と補強板267と後板262とで分散して受けている。
【0038】
近接センサLS3が左側の駆動ピストン23aを検知してセンターフレーム26側のストロークエンドに達したことを検知すると、Sバルブ33を右揺動させて、Sバルブ33を右側のポンプシリンダ22と連通させる。この近接センサLS1の検知によりSバルブ33の右揺動が完了したと判断すると、再びポンプピストン21aを前方移動とポンプピストン22aを後方移動とを開始させる。
上記作動を繰り返すことによりバルブケーシング31内の生コンクリートを吐出配管35に連続的に圧送することができる。
【0039】
なお、本実施例では近接センサLS1〜LS4を用いて電気信号に基づいてコンクリートポンプPを駆動させたが、油圧シーケンス、即ち各シリンダのストロークエンドにパイロット油路を設け、パイロット圧によりシリンダの駆動を制御するようにしてもよい。
【0040】
次に
図5を参照してコンクリートポンプ本体2のメンテナンス作業について説明する。
ポンプシリンダ21,22はポンプピストン21a、22bの前後方向の往復運動により生コンクリートを吸入および吐出している。ポンプシリンダ21,22やポンプピストン21a,22aに生コンクリートが付着したまま放置すると生コンクリートが固着してしまう。そこで、生コンクリートの打設作業が終わると、ポンプシリンダ21,22やポンプピストン21a,22aを洗浄している。
また、ポンプピストン21a,22aは生コンクリートを圧送するときにポンプシリンダ21,22の内壁を摺動するため、その外周が磨耗する。摩耗が進行するとポンプピストン21a,22aとポンプシリンダ21,22との間のシール性が低下し、生コンクリートの吸入・圧送ができなくなったり、ポンプピストン21a,22aから漏れてしまったりする。そこでポンプピストン21a,22aが磨耗した時には新たなポンプピストン21a,22aに交換する必要がある。
【0041】
そこで、ポンプシリンダ21,22やポンプピストン21a,22aの洗浄するときや、ポンプピストン21a,22aを交換するときには、ポンプピストン21a,22aをセンターフレーム26まで移動させ、センターフレーム26内で上記作業を行う。
【0042】
まず、ポンプピストン21a,22aの詳細構造について説明する。
図7はポンプピストン21a,22aを分解した図である。
ポンプピストン21a,22aは、ロッド25側からベース291,カラー293,2個のパッキン295,パッキン295の間に配置したスペーサ296,カバー297とを組み立てることで構成している。パッキン295は鋼製のリング295aに高分子材料製のパッキン部295bを接合している。パッキン部295bの外径はポンプシリンダ21,22の内径よりもやや大きく設定されており、パッキン部295bの弾性により隙間なくポンプピストン21a,22a内に挿入される。
段差を有したベース291は、ピストンロッド25の先端にナット292にて固定しており、カラー293は鋼鉄製のリングであり、貫通穴293aに通したボルト294をネジ孔291aに螺入することによりベース291に固定している。カラー293の外側には、1つ目のパッキン295(穴295c),スペーサ296(穴296a),2つ目のパッキン295の順に嵌める。2つ目のパッキン295の外側よりカバー297を当てて、複数のボルト298をカバーに設けた孔297aとカラーに設けた孔293bとを貫通しベース291のネジ孔291bに螺入することでパッキン295,スペーサ296,カバー297を固定する。
【0043】
パッキン295のパッキン部295bは、前述のとおり高分子材料製であり、ポンプシリンダ21,22内を摺動するにつれて徐々に磨耗する。そこで、摩耗が進むとパッキン295を取り替えなければならない。まず、磨耗したパッキン295を取り外すためにはパッキン295を固定しているボルト298を取り外す必要がある。
図4は両ポンプピストン21a,22aを最前端まで移動させた状態を示している。ポンプピストン21a,22aはセンターフレーム26の中央よりも前方に位置し、開口部26aから視認することができるようになっている。このときパッキン295を固定したボルト298も視認することができる。本実施例においてはボルト298は6角頭ボルトを用いているため、スパナT1を用いて回転させると取り外すことができる。センターフレーム26の内部には第1タイロッド281aが通っているため、スパナT1をまわすとスパナT1と第1タイロッド281aとが接触し、
図5の一点鎖線で示すような範囲でしか旋回させることができなくなってしまう。
第1タイロッド281aは、センターフレーム26に着脱可能に取り付けているため、スパナT1を使用する時にはセンターフレーム26から取り外すことで、スパナT1と接触することを防ぎ、スパナT1の旋回範囲を広くすることができる。また、第1タイロッド281aは、その一端部を前板261のネジ孔261bに螺入し、他方は後板262に固定していないため、ネジ孔261bから取り外すことにより後方に移動させることができる。これにより、取り外し作業が容易になるとともに、メンテナンス終了後にはタイロッド281aを前方に移動させ、前板261に螺入するだけで固定することができ、固定作業も容易におこなうことができる。
【0044】
また、駆動シリンダ23,24のメンテナンスにあたりセンターフレーム26から取外す場合には、駆動シリンダ23,24をセンターフレーム26の前板261に固定するボルト23h,24hは、その頭部がセンターフレーム26内にあるため、センターフレーム26内に工具を挿入することで取り外す。具体的には、ボルト23h,24hは六角穴付きボルトであり、頭部に六角穴を有している。その六角穴に六角レンチT2を挿入し旋回することでボルト23h,24hが外れ、駆動シリンダ23,24のカバー23f,24fより先をセンターフレーム26から取り外すことができる。このとき、六角レンチT2の旋回範囲には第1タイロッド281aがあるが、上記のように第1タイロッド281aをセンターフレーム26から取り外すことで、六角レンチT2と接触することを防ぐことができるため、六角レンチT2の旋回範囲を広くすることができる。
【0045】
なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。上記のコンクリートポンプPは車両に搭載されたいわゆる車載式のコンクリートポンプを例に挙げたが、定置式のコンクリートポンプであってもよい。また、エンジンにかえて電動モータを用いて油圧ポンプを駆動するようにしてもよい。
第1タイロッド281aは、メンテナンスの際に前板261から外して後方に移動させるようにしたが、前板261に設けたネジ孔と後板262に設けた取付孔とを前後逆に配置し、第1タイロッド281aを前方に移動させるようにしても良い。
また、前後板261,262の両方を取付孔として、タイロッド281aを前後板261,262より外方に突出するようにし、タイロッド281aの突出した箇所にダブルナットを締めることで固定するようにしてもよい。この場合、前後いずれか一方のダブルナットを外せば第1タイロッド281aを前後いずれか一方に移動することができるため、作業者がよいと判断する方向に第1タイロッド281aを移動させることができる。
【0046】
第1タイロッド281aはセンターフレーム26の前板261と後板262との間に亘って配置されているが、後板262からの突出部をSバルブケーシング31の前壁31aまで延長し、固定することで第2タイロッド282aの機能(ポンプフレームの補強)を兼用してもよい。
【0047】
センターフレーム26やその他の部品を溶接またはボルト・ナットにより固定しているが、その固定構造は上記実施例に限らない。例えば、補強板267は、センターフレーム26の前板261に溶接にて固定したが、ボルト・ナットなどの着脱可能な固定手段を用いて、破損した時に交換できるようにしてもよい。