(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
従来、この種のブーム伸縮機構としては、複数のブーム部材を有し、最先端側のブーム部材以外のブーム部材に対して先端側に隣り合うブーム部材を移動させることによって伸縮するブームと、シリンダロッド及びシリンダチューブの一方が最基端側のブーム部材に連結され、ブームの伸縮動作を行う1本の伸縮シリンダと、を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
前記ブーム伸縮機構は、伸縮シリンダのシリンダロッド及びシリンダチューブの他方と最基端側のブーム部材以外のブーム部材との連結及び連結の解除が可能なシリンダ・ブーム連結機構と、互いに隣り合うブーム部材同士の固定及び固定の解除が可能なブーム間連結機構と、を有している。
【0004】
前記ブーム伸縮機構では、シリンダ・ブーム連結機構及びブーム間連結機構を、それぞれ油圧式の複動シリンダによって駆動させている。このため、シリンダ・ブーム連結機構及びブーム間連結機構を駆動させる各複動シリンダに対して、作動油を供給及び排出するための油圧ホースが2本ずつ必要となる。各複動シリンダは、伸縮シリンダのシリンダロッド及びシリンダチューブの他方に設けられているため、伸縮シリンダの伸縮動作に応じてブームの基端部に対する位置が変化する。このため、各複動シリンダに接続された油圧ホースは、ブームの基端部が連結された旋回台に設けられたホースリールに巻き回されており、ブームの伸縮動作に応じて繰り出されたり巻き取られたりする。また、各複動シリンダに接続される油圧ホースは、複動シリンダ毎に一対の作動油流路が一体に設けられたツインホースによって接続されている。
【0005】
また、前記ブーム伸縮機構では、伸縮シリンダがいずれのブーム部材と連結しているかを検出するブーム検出センサを有している。このため、ブーム検出センサの検出信号を伝送するための通信ケーブルが必要となる。ブーム検出センサは、伸縮シリンダのシリンダロッド及びシリンダチューブの他方に設けられているため、伸縮シリンダの伸縮動作に応じてブームの基端部に対する位置が変化する。このため、通信ケーブルは、ホースリールと同様に旋回台に設けられたコードリールに巻き回されており、ブームの伸縮動作に応じて繰り出されたり巻き取られたりする。
【0006】
前記ブーム伸縮機構では、ツインホースからなる油圧ホースを巻き回すためのホースリールが2つ必要となるとともに、通信ケーブルを巻き回すためのコードリールが必要となるため、部品点数が多くブームの基端部の構造が複雑となる。
【0007】
また、ツインホースが巻き回されるホースリールは、ツインホースを案内するシーブとの関係においてフリートアングルを所定の角度以下とするために、通常、ツインホースを径方向外側に順に巻きつけるものとなる。このため、ツインホースが巻き回されるホースリールは、径方向の寸法が大きくなる。したがって、ホースリールは、旋回台に取り付けられると、旋回台から後方に大きく張り出した状態で取り付けられることになる。これにより、旋回台の後側に取り付けられるカウンタウエイトは、さらに後方に大きく張り出して旋回範囲が大きくなり、作業性が悪化するおそれがある。
【0008】
カウンタウエイトの旋回範囲が大きくなるという問題を解消可能なブーム伸縮機構としては、シリンダ・ブーム連結機構及びブーム間連結機構を、それぞれ油圧式の単動シリンダによって駆動させ、各単動シリンダに供給する作動油の流路を伸縮シリンダのシリンダチューブ及びシリンダロッドのそれぞれの内部に設けるものが考えられる。このブーム伸縮機構では、各単動シリンダに供給する作動油の流路が伸縮シリンダの伸縮動作に伴って伸縮するため、伸縮シリンダに設けられた作動油の流路の流出口と各単動シリンダとを接続すればよく、ホースリールが不要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
ホースリールが不要なブーム伸縮機構では、旋回台の後側の旋回範囲を小さくすることが可能であるが、作動油の流路が伸縮シリンダの内部に設けられているため、構造が複雑になり、伸縮シリンダに不具合が生じた場合の対応が困難となる。
【0011】
本発明の目的とするところは、簡単な構造で旋回台の後側の旋回範囲を小さくすることのできるクレーン装置のブーム伸縮機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、前記目的を達成するために、複数のブーム部材を有し、最先端側のブーム部材以外のブーム部材に対して先端側に隣り合うブーム部材を移動させることによって伸縮するブームと、最基端側のブーム部材の基端部を支持する基台と、シリンダロッド及びシリンダチューブの一方が最基端側のブーム部材に連結され、ブームの伸縮動作を行う1本の伸縮シリンダと、伸縮シリンダのシリンダロッド及びシリンダチューブの他方と最基端側のブーム部材以外のブーム部材との連結及び連結の解除が可能なシリンダ・ブーム連結機構と、互いに隣り合うブーム部材同士の固定及び固定の解除が可能なブーム間連結機構と、シリンダ・ブーム連結機構に対して、供給された作動油によってシリンダとブーム部材とを連結及び連結の解除の一方の操作を行い、作動油の供給を停止することによってシリンダとブーム部材との連結及び連結の解除の他方の操作を行うシリンダ・ブーム連結切換シリンダと、ブーム間連結機構に対して、供給された作動油によって互いに隣り合うブーム部材同士の固定及び固定の解除の一方の操作を行い、作動油の供給を停止することによって互いに隣り合うブーム部材同士の固定及び固定の解除の操作を行うブーム間連結切換シリンダと、基台側からシリンダ・ブーム連結切換シリンダ及びブーム間連結切換シリンダに作動油を供給する油圧ホースと、油圧ホースを介して供給される作動油の流路を、シリンダ・ブーム連結切換シリンダ側またはブーム間連結切換シリンダ側に切り換える流路切換機構と、伸縮シリンダの伸長動作に応じて油圧ホースを繰り出し、短縮動作に応じて油圧ホースを巻き取るホースリールと、伸縮シリンダのシリンダロッド及びシリンダチューブの他方に設けられた機器に対する基台側からの電力の供給や、基台側に機器からの信号の伝送を行うケーブルと、伸縮シリンダの伸長動作に応じてケーブルを繰り出し、短縮動作に応じてケーブルを巻き取るコードリールと、を備え、ホースリール及びコードリールは、
ブームの下方において、互いに基台のブームの伸縮方向に配置されている。
【0013】
これにより、シリンダ・ブーム連結切換シリンダ及びブーム間連結切換シリンダを駆動させる作動油を1本の油圧ホースによって供給することができることから、ホースリールの回転軸方向の寸法を大きくするとともに、径方向の寸法を小さくすることが可能となり、ホースリールの旋回台の後方から張り出す寸法が小さくなる。また、ホースリール及びコードリールが互いに基台の伸縮方向に配置されることから、油圧ホースとケーブルとを互いに近接させてシリンダロッド及びシリンダチューブの他方に向かって延ばすことが可能となる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、ホースリールの回転軸方向の寸法を大きくするとともに、径方向の寸法を小さくすることが可能となり、ホースリールの旋回台の後方から張り出す寸法を小さくすることができるので、簡単な構造で旋回台の後側の旋回範囲を小さくすることができる。また、油圧ホースとケーブルとを互いに近接させてシリンダロッド及びシリンダチューブの他方に向かって延ばすことが可能となるので、ブームの幅方向寸法の小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図1乃至
図8は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態では、本発明のブーム伸縮機構を備えたクレーン装置として移動式クレーン1を示す。
【0017】
移動式クレーン1は、
図1に示すように、走行する車両10と、作業部としてのクレーン装置20と、を備えている。
【0018】
車両10は、車輪11を有し、図示しないエンジンを動力源として走行する。また、車両10の前側および後側の左右両側には、クレーン作業時に車両10の転倒を防止するとともに、車両10を安定的に支持するためのアウトリガ12が設けられている。アウトリガ12は、幅方向外側に移動可能であるとともに、図示しない油圧式のジャッキシリンダによって下方に伸長可能である。アウトリガ12は、下端を接地させることにより車両10を地面に対して安定的に支持する。
【0019】
クレーン装置20は、車両10の前後方向略中央部に水平面上を旋回可能に設けられた基台としての旋回台21と、旋回台21に対して起伏可能に設けられるとともに、伸縮可能に設けられたブーム22と、旋回台21の前側に設けられ、車両10の走行およびクレーン装置20による作業に関する操作を行うためのキャビン23と、を備えている。
【0020】
旋回台21は、ボールベアリング式またはローラベアリング式の旋回サークルを介して車両10に対して旋回自在に設けられ、図示しない油圧式の旋回モータによって旋回する。
【0021】
ブーム22は、複数のブーム部材22a,22b,22c,22d,22e,22fからなり、ブーム部材22a,22b,22c,22d,22eの内部に先端側に隣り合うブーム部材22b,22c,22d,22e,22fが収納可能なテレスコープ式である。本実施時形態のブーム22は、基端側から順に、ベースブーム22a、セカンドブーム22b、サードブーム22c、フォースブーム22d、フィフスブーム22e、トップブーム22fからなる6段式である。
【0022】
ベースブーム22aは、基端部が旋回台21のブラケット21aに揺動自在に連結されている。ベースブーム22aとブラケット21aとの間には、油圧式の起伏シリンダ22gが連結されており、起伏シリンダ22gの伸縮動作によってブーム22を起伏させる。
【0023】
ブーム22は、ブーム伸縮機構30によって伸縮動作を行う。
【0024】
ブーム伸縮機構30は、
図2及び
図3に示すように、ベースブーム22aを除くブーム部材22b,22c,22d,22e,22fを移動させるための伸縮シリンダ31と、ベースブーム22aを除くブーム部材22b,22c,22d,22e,22fと伸縮シリンダ31とを係脱可能に連結するためのシリンダ・ブーム連結機構32と、ブーム部材22a,22b,22c,22d,22eと先端側に隣り合うブーム部材22b,22c,22d,22e,22fとを互いに係脱可能に連結するための複数のブーム間連結機構33と、ブーム間連結機構33のブーム部材22a,22b,22c,22d,22eと先端側に隣り合うブーム部材22b,22c,22d,22e,22fとの連結を解除するためのブーム間連結解除機構34と、を有している。
【0025】
伸縮シリンダ31は、
図2に示すように、シリンダチューブ31aとシリンダロッド31bとを有し、ベースブーム22a内においてシリンダロッド31bの先端部がベースブーム22aの基端部に連結されている。伸縮シリンダ31は、油圧ポンプ40から吐出された作動油によってシリンダロッド31bに対してシリンダチューブ31aがブーム22の伸縮方向に移動する。
【0026】
シリンダ・ブーム連結機構32は、
図3に示すように、伸縮シリンダ31のシリンダチューブ31aの外周部に設けられ、ベースブーム22aを除くブーム部材22b,22c,22d,22e,22fに係合可能な一対のシリンダピン32aと、ベースブーム22aを除くブーム部材22b,22c,22d,22e,22fに対して一対のシリンダピン32aを係脱させる動作を行うためのシリンダ・ブーム連結切換シリンダ32bと、を有している。
【0027】
ベースブーム22aを除くブーム部材22b,22c,22d,22e,22fのそれぞれの基端側には、
図2に示すように、シリンダピン32aが係合可能な凹状のシリンダピン係合部32cが設けられている。
【0028】
一対のシリンダピン32aは、シリンダチューブ31aの径方向に移動自在であり、それぞれ径方向外側に移動させることによってシリンダピン係合部32cに係合し、径方向内側に移動させることによってシリンダピン係合部32cとの係合が解除される。
【0029】
シリンダ・ブーム連結切換シリンダ32bは、スプリングリターン式の単動シリンダであり、シリンダピン32aをシリンダピン係合部32cと係合する方向に付勢している。シリンダ・ブーム連結切換シリンダ32bは、作動油を供給することによってシリンダピン32aとシリンダピン係合部32cとの係合を解除する。
【0030】
各ブーム間連結機構33は、
図2に示すように、先端側に位置するブーム部材22b,22c,22d,22e,22fに設けられたブーム間連結ピン33aと、基端側に位置するブーム部材22a,22b,22c,22d,22eに設けられ、ブーム間連結ピン33aが係合可能なピン係合孔33bと、を有している。
【0031】
ブーム間連結ピン33aは、
図2に示すように、先端が基端側に隣り合うブーム部材22a,22b,22c,22d,22eのピン係合孔33bと係合する方向に付勢されている。ブーム間連結ピン33aには、ブーム間連結解除機構34の後述する連結解除レバーが係合するレバー係合部33cが設けられている。
【0032】
ピン係合孔33bは、
図2に示すように、ブーム部材22a,22b,22c,22d,22eの基端側及び先端側に設けられている。ピン係合孔33bは、ブーム部材22a,22b,22c,22d,22eの基端側及び先端側以外に、基端側のブーム部材22a,22b,22c,22d,22eに対する先端側のブーム部材22b,22c,22d,22e,22fの張出量に応じた位置に設けられる。
【0033】
ブーム間連結解除機構34は、
図3に示すように、伸縮シリンダ31のシリンダチューブ31aの外周部に設けられ、いずれかのブーム間連結ピン33aのレバー係合部33cに係合可能な連結解除レバー34aと、連結解除レバー34aを動作させるためのブーム間連結切換シリンダ34bと、を有している。
【0034】
連結解除レバー34aは、一対のシリンダピン32aがシリンダピン係合部32cに係合する位置でブーム間連結ピン33aのレバー係合部33cに係合可能となっている。また、連結解除レバー34aは、ブーム間連結切換シリンダ34bの駆動によってブーム間連結ピン33aのブーム部材間の連結を解除する動作を行う。
【0035】
ブーム間連結切換シリンダ34bは、スプリングリターン式の単動シリンダであり、作動油を供給すると、ブーム間連結ピン33aのブーム部材間の連結を解除する方向に連結解除レバー34aを動作させる。
【0036】
また、ブーム伸縮機構30は、油圧ポンプ40から吐出された作動油をシリンダ・ブーム連結切換シリンダ32b及びブーム間連結切換シリンダ34bに供給するための作動油供給回路35を有している。
【0037】
作動油供給回路35は、
図3に示すように、油圧ポンプ40から吐出された作動油をシリンダ・ブーム連結切換シリンダ32b及びブーム間連結切換シリンダ34bに流通させるための油圧ホース35aと、油圧ホース35aの作動油の流出側の流路をシリンダ・ブーム連結切換シリンダ32bまたはブーム間連結切換シリンダ34bに切り換えるための流路切換弁35bと、を有している。
【0038】
油圧ホース35aは、可撓性を有する部材からなり、伸縮シリンダ31が最大限伸長した状態でシリンダ・ブーム連結切換シリンダ32b及びブーム間連結切換シリンダ34bに作動油を供給可能な長さ寸法を有する。油圧ホース35aは、ホースリール35cに巻き掛けられており、伸縮シリンダ31の伸長動作に応じてホースリール35cから繰り出され、伸縮シリンダ31の短縮動作に応じてホースリール35cに巻き取られる。
【0039】
ホースリール35cは、
図4乃至
図6に示すように、ブラケット21aのベースブーム22aの基端部の下方に位置する部分に取り付けられている。ホースリール35cは、油圧ホース35aを回転中心軸方向に順に並べて巻き掛けることが可能な軸方向寸法を有するとともに、油圧ホース35aを径方向外側に順に巻き掛けることが可能な径方向寸法を有する。ホースリール35cに巻き掛けられる油圧ホース35aは、第1シーブ35dに案内されてシリンダ・ブーム連結切換シリンダ32b及びブーム間連結切換シリンダ34b側に延びている。第1シーブ35dは、ホースリール35cの上方に位置するベースブーム22aの基端部に回転自在に設けられている。
【0040】
また、ブーム伸縮機構30は、
図3に示すように、シリンダ・ブーム連結切換シリンダ32b及びブーム間連結切換シリンダ34bの駆動状態を検出するため、及び、シリンダピン32aがいずれのブーム部材22b,22c,22d,22e,22fと連結しているかを検出するための複数の近接スイッチ36を有している。これらの近接スイッチ36や流路切換弁35bを駆動させるソレノイドは、例えば車両10に設けられたコントローラに、ケーブル37を介して接続されている。ケーブル37は、可撓性を有する複数の信号線からなり、伸縮シリンダ31が最大限伸長した状態で近接スイッチ36や流路切換弁35bに届く長さ寸法を有する。ケーブル37は、コードリール37aに巻き掛けられており、伸縮シリンダ31の伸長動作に応じてコードリール37aから繰り出され、伸縮シリンダ31の短縮動作に応じてコードリール37aに巻き取られる。
【0041】
コードリール37aは、
図4乃至
図6に示すように、ブラケット21aのベースブーム22aの基端部の下方に位置するとともに、ホースリール35cの前方に位置する部分に取り付けられている。コードリール37aは、ケーブル37を回転中心軸方向に順に並べて巻き掛けることが可能な軸方向寸法を有するとともに、ケーブル37を径方向外側に順に巻き掛けることが可能な径方向寸法を有する。コードリール37aに巻き掛けられるケーブル37は、ローラガイド37b及び第2シーブ37cに案内されて近接スイッチ36及び流路切換弁35b側に延びている。ローラガイド37bは、ブラケット21aのコードリール37aの後方の斜め上方に位置する部分に回転自在に設けられている。また、第2シーブ37cは、ローラガイド37bの上方に位置するベースブーム22aの基端部に、第1シーブ35dと同軸上に回転自在に設けられている。
【0042】
ここで、ホースリール35cと第1シーブ35dとの関係、及び、コードリール37aと第2シーブ37cとの関係は、それぞれ所謂フリートアングルを満たす必要がある。
【0043】
フリートアングルとは、
図7に示すように、シーブの回転軸方向中心とリールの回転軸方向中心とを結ぶ線Aと、シーブの回転軸方向中心とリールの回転軸方向のフランジの内面とを結ぶ線Bと、がなす角度θである。本実施形態では、フリートアングルが例えば2度以内となるように、ホースリール35cと第1シーブ35dとの位置関係、コードリール37aと第2シーブ37cとの位置関係、ホースリール35c及びコードリール37aの回転軸方向の寸法が決定される。
【0044】
以上のように構成されたクレーン装置のブーム伸縮機構において、ブーム22を伸長させる動作を行う場合には、基端側に位置するブーム部材22a,22b,22c,22d,22eに収納されている状態のブーム部材22b,22c,22d,22e,22fのうち、最先端側に位置するブーム部材から順に移動させる。また、ブーム22を短縮させる動作を行う場合には、基端側に位置するブーム部材22a,22b,22c,22d,22eから張り出している状態のブーム部材22b,22c,22d,22e,22fのうち、最基端側に位置するブーム部材から順に移動させる。
【0045】
ブーム22の伸縮動作を行う際、ブーム伸縮機構30は、まず、シリンダ・ブーム連結切換シリンダ32bに作動油を供給してシリンダピン32aを係合解除状態として伸縮シリンダ31を駆動させる(
図8(a))。次に、ブーム伸縮機構30は、伸縮シリンダ31を駆動させて移動させるブーム部材のシリンダピン係合部32cに対向する位置までシリンダピン32aを移動させ、シリンダ・ブーム連結切換シリンダ32bへの作動油の供給を停止してシリンダピン32aの係合解除状態を解除する。これにより、シリンダピン32aは、移動させるブーム部材のシリンダピン係合部32cに係合した状態となる(
図8(b))。シリンダピン係合部32cにシリンダピン32aを係合させた後、ブーム伸縮機構30は、ブーム間連結切換シリンダ34bに作動油を供給して移動させるブーム部材とその基端側のブーム部材との連結を解除する。この状態で、ブーム伸縮機構30は、伸縮シリンダ31を駆動させ、ブーム22の伸縮動作を行う(
図8(c))。移動させるブーム部材を所定の位置まで移動させると、ブーム伸縮機構30は、ブーム間連結切換シリンダ34bへの作動油の供給を停止して移動させたブーム部材とその基端側のブーム部材とを連結する。
【0046】
このように、本実施形態のクレーン装置のブーム伸縮機構によれば、旋回台21側からシリンダ・ブーム連結切換シリンダ32b及びブーム間連結切換シリンダ34bに作動油を供給する油圧ホース35aと、油圧ホース35aを介して供給される作動油の流路を、シリンダ・ブーム連結切換シリンダ32b側またはブーム間連結切換シリンダ34b側に切り換える流路切換弁35bと、伸縮シリンダ31の伸長動作に応じて油圧ホース35aを繰り出し、短縮動作に応じて油圧ホース35aを巻き取るホースリール35cと、流路切換弁35b駆動させるソレノイドに対する旋回台21側からの電力の供給や、旋回台21側に近接スイッチ36からの信号の伝送を行うケーブル37と、伸縮シリンダ31の伸長動作に応じてケーブル37を繰り出し、短縮動作に応じてケーブル37を巻き取るコードリール37aと、を備え、ホースリール35c及びコードリール37aが、互いに旋回台21のブーム22の伸縮方向に配置されている。
これにより、ホースリール35cの回転軸方向の寸法を大きくするとともに、径方向の寸法を小さくすることが可能となり、ホースリール35cの旋回台21の後方から張り出す寸法を小さくすることができるので、簡単な構造で旋回台21の後側の旋回範囲を小さくすることができる。また、油圧ホース35aとケーブル37とを互いに近接させてシリンダチューブ31a側に向かって延ばすことが可能となるので、ブーム22の幅方向寸法の小型化を図ることが可能となる。
【0047】
尚、前記実施形態では、本発明のブーム伸縮機構を移動式クレーンに適用したものを示したがこれに限られるものではなく、例えば、タワークレーン等、固定式のクレーン装置に対しても適用可能である。