(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の起伏自在な作業腕の先端に回動自在に装着された外筒体に中間筒体が嵌挿され、この中間筒体に、先端に作業アタッチメントが装着される先端筒体が嵌挿され、第１シリンダの端部が前記外筒体と中間筒体とに枢着されると共に、第２シリンダの端部が前記中間筒体と先端筒体とに枢着され、前記第１シリンダと第２シリンダとのヘッド側ポート同士およびボトム側ポート同士を連通させてなる建設機械の多段伸縮アームにおいて、前記中間筒体の前記外筒体側の基端部に第１折返し部材を設けると共に、中間筒体の先端部に第２折返し部材を設け、前記外筒体に一端側を係止した第１支持索を第１折返し部材を介して前記先端筒体の方向に折返し、折返した第１支持索の他端側を前記先端筒体に係止すると共に、同じく前記外筒体に一端側を係止した第２支持索を第２折返し部材を介して前記外筒体の方向に折返し、折返した第２支持索の他端側を前記先端筒体に係止したことを特徴とする建設機械の多段伸縮アーム。
【請求項２】
前記第１シリンダが、そのシリンダチューブのヘッド部分に設けられたチューブ連結ピンを介して中間筒体に枢着され、前記第１折返し部材が前記第１シリンダのチューブ連結ピンに外嵌されたことを特徴とする請求項１に記載の建設機械の多段伸縮アーム。
【請求項３】
前記第２折返し部材が、前記第１シリンダのボトム端面に取付けられることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の多段伸縮アーム。
【請求項４】
前記第１シリンダと前記第２シリンダとの内径を同寸にすると共に、ロッド径を同寸にしたことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の建設機械の多段伸縮アーム。
【請求項５】
前記第１シリンダのストロークと前記第２シリンダのストロークとでストローク差を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の建設機械の多段伸縮アーム。
【請求項６】
建設機械の起伏自在な作業腕の先端に回動自在に装着された外筒体に順次小寸の中間筒体が嵌挿されると共に、先端側に位置する中間筒体に、先端に作業アタッチメントが装着される先端筒体が嵌挿され、前記各筒体同士を伸縮自在に連結する複数のシリンダが内設され、これら各シリンダのヘッド側ポート同士およびボトム側ポート同士のそれぞれを連通させてなる建設機械の伸縮アームにおいて、前記嵌挿される複数の中間筒体の基端部と先端部とのそれぞれに支持索を折返す折返し部材を設け、前記基端部側の折返し部材は、前記中間筒体が嵌挿される側の筒体に一端側が係止されると共に挿通する側の筒体に他端側が係止される支持索を前記挿通する側の筒体の方向に折返し、前記先端側の折返し部材は、前記中間筒体が嵌挿される側の筒体に一端側が係止されると共に挿通する側の筒体に他端側が係止される支持索を前記嵌挿される側の筒体の方向に折返す構成であることを特徴とする建設機械の伸縮アーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械の多段伸縮アームの改善に関し、より詳しくは、伸縮同調性能が優れ、しかも構成が簡単な建設機械の多段伸縮アームの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械、例えば周知の構成になる油圧ショベルの本体には種々のアタッチメントが装着される。種々のアタッチメントの中に、開閉自在なクラムシェルバケットがあるが、このようなクラムシェルバケットは、油圧ショベルの本体のブームまたはブームとアームとからなる作業腕の先端に装着され、この作業腕の先端に装着されて回動される外筒体と、この外筒体に嵌挿された中間筒体と、この中間筒体に嵌挿された先端筒体とを備えた多段伸縮アームの内筒の先端に装着されることにより深穴掘削機が構成される。ところで、伸縮アームは種々の伸縮手段により伸縮されるが、伸縮手段としては、中間筒体を伸縮させる第１のシリンダと、この第１のシリンダのヘッド側とボトム側とが逆向きになるように排泄され、前記先端筒体を伸縮させる第２のシリンダとからなるものがある。このようなシリンダからなる伸縮手段を備えたものとしては、例えば特開平１０−１４１３１１号に開示されてなるものが公知である。
【０００３】
以下、上記従来例に係る深穴掘削機の多段伸縮アームを、多段伸縮アーム縮小時における同調回路を示す図の図７を参照しながら説明すると、多段伸縮アーム５３の外筒体５３ａと、これに嵌挿されてなる中間筒体５３ｂとが第１シリンダ５６で連結され、また中間筒体５３ｂと、これに嵌挿されてなる先端筒体５３ｃとが第２シリンダ５７で連結されている。第１シリンダ５６のヘッド側（ロッド側である。）のＡ室と第２シリンダ５７のボトム側（チューブ側である。）のＢ室とが連通管路５８で連通している。また、第２シリンダ５７のヘッド側のＤ室からチャージ油路６３が分岐されると共に、連通管路５８の途中に切換弁６４が介装されている。この切換弁６４の一方には第１シリンダ５６のＡ室のポートが連通管路５８を介して連通し、他方には第２シリンダ５７のＢ室のポートが連通すると共に、Ｄ室がチャージ油路６３を介して連通している。また、第１シリンダ５６のボトム側のＣ室にはアーム伸び側の管路６０が連通し、第２シリンダ５７のＤ室には中間筒体５３ｂの図における右側上端部に設けられたホースシーブ６２に掛装されてなるアーム縮み側の管路６１が連通している。そして、前記第１シリンダ５６のＡ室と、第２シリンダ５７のＢ室との受圧面積が等しくなるように設定されると共に、これらＡ室、Ｂ室および連通管路５８の内部は作動油で満たされている。
【０００４】
従って、Ａ室とＢ室との作動油が移動することにより、第１シリンダ５６と第２シリンダ５７とは同時に伸縮し、伸縮ストロークも同一になる。ところで、油漏れやエアの混入等によって、Ａ室〜Ｂ室間の作動油量が減少することがある。
さすれば、アーム伸び側の管路６０を介してＣ室に作動油を供給して第１シリンダ５６をフルストロークさせたとしても、第２シリンダ５７がフルストロークすることができなくなる。そこで、このような不具合を解消するために、アーム縮み側の管路６１を介して第２シリンダ５７のＤ室に作動油を供給し、第２シリンダ５７を収縮方向にフルストロークさせる。次いで、止め弁６５を開弁して切換弁６４を「イ位置」から「ロ位置」に切換え、第２シリンダ５７のＤ室、チャージ油路６３を介して作動油を供給して第１シリンダ５６をフルストロークさせることによりＡ室〜Ｂ室間を作動油で充満させて、Ａ室〜Ｂ室間の作動油量の減少分を補充するようにしている。なお、先端筒体５３ｃの先端に装着されてなるものは、クラムシェルバケット５５である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例に係る建設機械の多段伸縮アームは、それなりに優れていると考えられる。しかしながら、この多段伸縮アームには、下記に説明するような種々の解決すべき課題がある。
(1)  第１シリンダが第２シリンダよりも大径であり、シリンダの重量増や多段伸縮アームの大寸化に伴ってこの多段伸縮アームの重量が大重量になるので、深穴掘削機の安定性が低下する結果、作業時において転倒する恐れが生じるので、深穴掘削機の本体に大重量のカウンターウェイトを搭載する必要があり、また本体の強度アップを図る必要があるため、深穴掘削機自体のコストアップにつながり、経済上の観点から好ましくない。
(2)  油漏れやエアの混入等によるシリンダストロークのストローク差を修正するために切換弁が設けられている関係上、油圧管路が複雑になるのでコスト増を来たすばかりでなく、油漏れ等の不具合が生じ易くなる。
(3)  油漏れやエアの混入等により、次第に同調が得られなくなり、中間筒に設けられたホースシーブに掛装されると共に折返されて第２のシリンダに接続されたアーム縮み側の管路に過大な負荷が作用し、損傷する恐れがある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、重量増を来たすことがなく、構造が簡単であるにもかかわらず確実に同期伸縮させることを可能ならしめる建設機械の多段伸縮アームを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る建設機械の多段伸縮アームが採用した手段は、建設機械の起伏自在な作業腕の先端に回動自在に装着された外筒体に中間筒体が嵌挿され、この中間筒体に、先端に作業アタッチメントが装着される先端筒体が嵌挿され、第１シリンダの端部が前記外筒体と中間筒体とに枢着されると共に、第２シリンダの端部が前記中間筒体と先端筒体とに枢着され、前記第１シリンダと第２シリンダとのヘッド側ポート同士およびボトム側ポート同士を連通させてなる建設機械の多段伸縮アームにおいて、前記中間筒体の前記外筒体側の基端部に第１折返し部材を設けると共に、中間筒体の先端部に第２折返し部材を設け、前記外筒体に一端側を係止した第１支持索を第１折返し部材を介して前記先端筒体の方向に折返し、折返した第１支持索の他端側を前記先端筒体に係止すると共に、同じく前記外筒体に一端側を係止した第２支持索を第２折返し部材を介して前記外筒体の方向に折返し、折返した第２支持索の他端側を前記先端筒体に係止したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に係る建設機械の多段伸縮アームが採用した手段は、請求項１に記載の建設機械の多段伸縮アームにおいて、前記第１シリンダが、そのシリンダチューブのヘッド部分に設けられたチューブ連結ピンを介して中間筒体に枢着され、前記第１折返し部材が前記第１シリンダのチューブ連結ピンに外嵌されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に係る建設機械の多段伸縮アームが採用した手段は、請求項１に記載の建設機械の多段伸縮アームにおいて、前記第２折返し部材が、前記第１シリンダのボトム端面に取付けられることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４に係る建設機械の多段伸縮アームが採用した手段は、請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の建設機械の多段伸縮アームにおいて、前記第１シリンダと前記第２シリンダとの内径を同寸にすると共に、ロッド径を同寸にしたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５に係る建設機械の多段伸縮アームが採用した手段は、請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の建設機械の多段伸縮アームにおいて、前記第１シリンダのストロークと前記第２シリンダのストロークとでストローク差を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６に係る建設機械の多段伸縮アームが採用した手段は、建設機械の起伏自在な作業腕の先端に回動自在に装着された外筒体に順次小寸の中間筒体が嵌挿されると共に、先端側に位置する中間筒体に、先端に作業アタッチメントが装着される先端筒体が嵌挿され、前記各筒体同士を伸縮自在に連結する複数のシリンダが内設され、これら各シリンダのヘッド側ポート同士およびボトム側ポート同士のそれぞれを連通させてなる建設機械の伸縮アームにおいて、前記嵌挿される複数の中間筒体の基端部と先端部とのそれぞれに支持索を折返す折返し部材を設け、前記基端部側の折返し部材は、前記中間筒体が嵌挿される側の筒体に一端側が係止されると共に挿通する側の筒体に他端側が係止される支持索を前記挿通する側の筒体の方向に折返し、前記先端側の折返し部材は、前記中間筒体が嵌挿される側の筒体に一端側が係止されると共に挿通する側の筒体に他端側が係止される支持索を前記嵌挿される側の筒体の方向に折返す構成であることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態１に係る建設機械の多段伸縮アームを、建設機械が深穴掘削機であって、かつ多段伸縮アームが３段である場合を例として、多段伸縮アームを装着した深穴掘削機の側面図の図１と、多段伸縮アームの模式的断面構成説明図の図２と、多段伸縮アームを伸縮させるシリンダ同士を連通させる連通路構成説明図の図３とを参照しながら説明する。
【００１４】
先ず、深穴掘削機の構成を、図１を参照しながら説明すると、符号１は深穴掘削機である。即ち、周知の構成になる油圧ショベルの本体２の作業腕である起伏自在なブーム３の先端に後述する構成になる３段式の多段伸縮アーム４が装着されている。この多段伸縮アーム４はアームシリンダ５のロッドの伸縮動作により回動されるようになっており、そしてこの多段伸縮アーム４の先端には周知の構成になるクラムシェルバケット６が装着されている。この多段伸縮アーム４は、前記ブーム３の先端に装着される外筒体４１と、この外筒体４１に伸縮可能に嵌挿されてなる中間筒体４２と、この中間筒体４２に伸縮可能に嵌挿され、先端にクラムシェルバケット６が装着される先端筒体４３とから構成されている。そして、この多段伸縮アーム４の内側には、この多段伸縮アーム４を伸縮させる第１シリンダ７と第２シリンダ８とが内設されている。
【００１５】
より詳しくは、図２に示すように、前記第１シリンダ７のロッド７ｒの先端が前記外筒体４１にロッド連結ピンＰｒ１を介して枢着され、そのシリンダチューブのヘッド部分がチューブ連結ピンＰｔ１を介して中間筒体４２に枢着されている。また、前記第１シリンダ７と反対向きの第２シリンダ８のボトム側の端部がボトム連結ピンＰｂ２を介して中間筒体４２に枢着され、この第２シリンダ８のロッド８ｒの先端がロッド連結ピンＰｒ２を介して先端筒体４３に枢着されている。
【００１６】
前記中間筒体４２の外筒体４１への嵌挿側の基端部に第１折返し部材である第１シーブ１０が取付けられ、またこの第１シーブ１０取付け位置の反対側であって、かつこのこの中間筒体４２の先端部に第２折返し部材である第２シーブ１１が取付けられている。また、第１シーブ１０には、一端側が外筒体４１の内側に係止された第１支持索である縮小側ロープ１４が掛けられて先端筒体４３方向に折返され、折返されたこの縮小側ロープ１４の他端側が先端筒体５３の中間筒体４２への嵌挿側の基端部外側に係止されている。そして、第２シーブ１１には、一端側が前記外筒体４１の先端部外側に係止された第２支持索である伸長側ロープ１５が掛けられて外筒体４１の方向に折返され、折返されたこの伸長側ロープ１５の他端側が先端筒体４３の中間筒体４２への嵌挿側の基端部外側に係止されている。
【００１７】
そして、第１シリンダ７と第２シリンダ８とのボトム側ポート同士は、図３に示すように、ボトム側連通管１８を介して連通しており、第１シリンダ７のボトム側圧力室７ｂと第２シリンダ８のボトム側圧力室８ｂとの間で作動油が自由に行き来し得るように構成されている。また、第１シリンダ７と第２シリンダ８とのヘッド側ポート同士はヘッド側連通管１９を介して連通しており、第１シリンダ７のヘッド側圧力室７ａと第２シリンダ８のヘッド側圧力室８ａとの間で作動油が自由に行き来し得るように構成されている。
【００１８】
さらに、第１シリンダ７と第２シリンダ８とのシリンダ径は同内径に設定されると共に、この第１シリンダ７のロッド７ｒと第２シリンダ８のロッド８ｒとの外径も同外径に設定されている。そして、第１シリンダ７のロッド７ｒには、この第１シリンダ７のボトム側圧力室７ｂに作動油を供給し、かつボトム側圧力室７ｂ内の作動油を逃がす第１作動油給排路７ｃと、この第１シリンダ７のヘッド側圧力室７ａに作動油を供給し、かつヘッド側圧力室７ａ内の作動油を逃がす第２作動油給排路７ｄとが設けられている。
【００１９】
つまり、油圧ショベルの本体２側に設けられてなる作動油供給源から前記第１作動油給排路７ｃに作動油を供給すると、第１シリンダ７のボトム側圧力室７ｂと第２シリンダ８のボトム側圧力室８ｂとに作動油が流入し、第１シリンダ７のヘッド側圧力室７ａと第２シリンダ８のヘッド側圧力室８ａ内の作動油が第２作動油給排路７ｄを介して流出してこれら第１シリンダ７と第２シリンダ８とが伸長する。一方、前記第２作動油給排路７ｄに作動油を供給すると、第１シリンダ７のヘッド側圧力室７ａと第２シリンダ８のヘッド側圧力室８ａとに作動油が流入し、第１シリンダ７のボトム側圧力室７ｂと第２シリンダ８のボトム側圧力室８ｂ内の作動油が第１作動油給排路７ｃを介して流出してこれら第１シリンダ７と第２シリンダ８とが縮小するように構成されている。
【００２０】
そして、前記第１シリンダ７のロッド７ｒと第２シリンダ８のロッド８ｒとのストロークにストローク差が設けられている。このようにストローク差を設けて小ストロークのシリンダの方を常に先にストロークエンドさせるようにすると、縮小・伸長側ロープ１４，１５の張り調整方向が定まるので、縮小・伸長側ロープ１４，１５の張り調整作業が容易になるという効果がある。例えば、いま、第２シリンダ８のストロークを、前記第１シリンダ７のストロークよりも小ストロークにしたとする。この場合には、第２シリンダ８が先に伸長してストロークエンドし、次に第１シリンダ７がストロークエンドになると、伸長側ロープ１５が緊張し、縮小側ロープ１４が緩む。また、第２シリンダ８が先に縮小して次に第１シリンダ７がストロークエンドになると、伸長側ロープ１５が緩み、縮小側ロープ１４が緊張する。従って、この場合には、伸縮アーム４を完全に縮小させて縮小側ロープ１４の張力を適正に調整すると共に、完全に伸長させて伸長側ロープ１５の張力を適正に調整することにより、縮小・伸長側ロープ１４，１５に過大な負荷が作用するのを防止することができる。
【００２１】
逆に、第１シリンダ７のストロークを第２シリンダ８のストロークよりも小ストロークにしたとする。この場合には、第１シリンダ７がストロークエンドし、次に第２シリンダ８がストロークエンドになると、伸長側ロープ１５が緩み、縮小側ロープ１４が緊張する。また、第１シリンダ７が先に縮小して次に第２シリンダ７がストロークエンドになると、伸長側ロープ１５が緊張し、縮小側ロープ１４が緩む。つまり、緊張と緩みとが上記の場合と全く逆の関係になるので、伸縮アーム４を完全に伸長させて縮小側ロープ１４の張力を適正に調整すると共に、完全に縮小させて伸長側ロープ１５の張力を適正に調整することにより、伸長・縮小側ロープ１４，１５に過大な負荷が作用するのを防止することができる。以上の説明から良く理解されるように、第１シリンダ７と第２シリンダ８とのうち、何れか一方のシリンダのストロークを他方のシリンダのストロークよりも
小ストロークにすれば良いものである。
【００２２】
以下、上記建設機械の多段伸縮アーム４の作用態様を説明すると、通常、第１シリンダ７と第２シリンダ８との間には配管抵抗等による負荷の差があるため、たとえ第１シリンダ７と第２シリンダ８とのシリンダ径同士が同寸、かつロッド径同士が同寸に設定されていたとしても、負荷が小さい方のシリンダのロッドが先に伸縮してストロークエンドした後に、負荷が大きい方のシリンダのロッドが先に伸縮することになる。しかしながら、この多段伸縮アーム４には、縮小側ロープ１４と伸長側ロープ１５とが設けられているために、一方のシリンダが他方のシリンダよりもより速く、かつより多く伸縮することができない。従って、この多段伸縮アーム４の中間筒体４２と先端筒体４３とは同時に、同速度で、しかも確実に同期して伸縮することになる。
【００２３】
また、本実施の形態１に係る多段伸縮アーム４によれば、第１シリンダ７と第２シリンダ８とのシリンダ径が同寸、かつロッド径が同寸であって、従来例のように第１シリンダが第２シリンダよりも大径でなく、また上記のとおり、第１シリンダ７と第２シリンダ８とのシリンダ径が同寸、かつロッド径とが同寸であるため、縮小側ロープ１４と伸長側ロープ１５とには、これら第１シリンダ７と第２シリンダ８との負荷の差分の力が作用するだけである。
【００２４】
このように、負荷の差分の力が作用するだけであるから、これら縮小側ロープ１４と伸長側ロープ１５との径を細くすることができ、第１シーブ１０や第２シーブ１１の小径化が可能になる。その結果、外筒体４１や中間筒体４２のさらなる細寸化が可能になり、これに伴って多段伸縮アーム４が軽量化されるので、深穴掘削機の安定性が損なわれるようなことがなくなる。また、たとえ、第１シリンダ７や第２シリンダ８の連結ピンが損傷したとしても、縮小側ロープ１４と伸長側ロープ１５とが設けられているために、中間筒体４２や先端筒体４３の落下を防止することができるという効果もある。
【００２５】
さらに、縮小側ロープ１４と伸長側ロープ１５とが設けられていて、上記のとおり、多段伸縮アーム４が確実に同期伸縮するために、油漏れやエアの混入等があったとしても、第１シリンダ７と第２シリンダ８とは共にストロークエンドになる。従って、従来例に係る多段伸縮アームのように、シリンダストロークの誤長を修正するために切換弁を設ける必要がなく、油圧管路が簡略化されるので、多段伸縮アーム４の製造コストの点に関して有利になるばかりでなく、油漏れ等の不具合の発生確率を低下させることができ、メンテナンスの容易化にも寄与することができるという優れた効果がある。
【００２６】
勿論、このような多段伸縮アーム４では、その先端筒体４３の先端に装着されるクラムシェルバケット等の作業アタッチメントを作動させる油圧シリンダに作動油を給排する作動油給排管が設けられている。この作動油給排管は、第１シーブ１０のシリンダ側に設けられたホースシーブ（図示省略）に掛装されているが、上記のとおり、多段伸縮アーム４の中間筒体４２と先端筒体４３とは同時に、同速度で、しかも確実に同期して伸縮するので、作動油給排管に過大な負荷が作用するようなことがなく、この作動油給排管が損傷を受ける恐れが少なくなる。
【００２７】
本発明の実施の形態２に係る建設機械の多段伸縮アームを、その側面断面構成説明図の図４と、図４のＡ−Ａ線断面図の図５（ａ）と、図４のＢ−Ｂ線断面図の図５（ｂ）とを参照しながら、上記実施の形態１に係る建設機械の多段伸縮アームと同一のものには同一符号を付して説明する。但し、本実施の形態２に係る多段伸縮アームが上記実施の形態１に係る多段伸縮アームと相違するところは、第１シーブと第２シーブとの取付け構成の相違にあり、他は全て同構成であるから、その相違する点についてだけの説明に止める。
【００２８】
即ち、第１シーブ１０は第１シリンダ７のシリンダチューブのヘッド部分を中間筒体４２に連結するチューブ連結ピンＰｔ１に外嵌されて、間接的にこの第１シリンダ７のシリンダチューブに取付けられと共に、第２シーブ１１は同じ第１シリンダ７のボトム端面に固着してなるシーブ取付ブラケット２０にシーブ連結ピンＰｓを介して取付けられてなる構成になっている。なお、図５（ａ）において、第１シリンダ７の左側であって、かつ第１シーブ１０と一体的に形成されてなるものは第１ホースシーブ２１であり、また第１シリンダ７の右側に設けられてなるものは第２ホースシーブ２２である。
【００２９】
以上の説明から良く理解されるように、本実施の形態２に係る多段伸縮アーム４によれば、第１シーブ１０と第２シーブ１１とは、中間筒体４２と共に移動する第１シリンダ７のシリンダチューブに取付けられている。従って、この第１シリンダ７のシリンダチューブは中間筒体４２と共に移動し、相対位置が変化しないから、中間筒体４２に取付けられている場合と同等の機能を果たすことができる。また、上記実施の形態１の場合よりも中間筒体４２と外筒体４１とを細くすることができ、多段伸縮アーム４のさらなる軽量化が可能になるという優れた効果を期待することができる。さらに、縮小側ロープ１４と伸長側ロープ１５とは共に、多段伸縮アーム４の内側に収納されているので、障害物との干渉によるこれら縮小側ロープ１４と伸長側ロープ１５との損傷を防止することができるという効果もある。
【００３０】
ところで、本実施の形態２に係る多段伸縮アーム４の場合にあっては、第１シーブ１０と第２シーブ１１とが共に第１シリンダ７のシリンダチューブに取付けられている場合を例として説明した。しかしながら、これら第１シーブ１０と第２シーブ１１とのうちの何れか一方が、この第１シリンダ７のシリンダチューブに取付けられていれば、外筒体４１または中間筒体４２のうちの何れか一方を細寸化することができるので、多段伸縮アーム４を上記実施の形態１の場合よりも軽量化することが可能である。
【００３１】
本発明の実施の形態３に係る多段伸縮アームを、多段伸縮アームが４段である場合を例として、多段伸縮アームの模式的断面構成説明図の図６（ａ）と、多段伸縮アームを伸縮させるシリンダ同士を連通させる連通路構成説明図の図６（ｂ）とを参照しながら、上記実施の形態１と同一のものには同一符号を付して説明する。
【００３２】
この実施の形態３に係る多段伸縮アーム４は、ブームの先端に装着される外筒体４１と、この外筒体４１に伸縮可能に嵌挿された第１中間筒体４２ａと、この第１中間筒体４２ａに伸縮可能に嵌挿された第２中間筒体４２ｂと、この第２中間筒体４２ｂに伸縮可能に嵌挿され、先端部にクラムシェルバケットが装着される先端筒体４３とから構成されている。そして、この多段伸縮アーム４の内側には、この多段伸縮アーム４を伸縮させる第１シリンダ７、第２シリンダ８および第３シリンダ９が内設されている。
【００３３】
詳しくは、前記第１シリンダ７のロッド７ｒの先端が前記外筒体４１にロッド連結ピンＰｒ１を介して枢着され、そのシリンダチューブのヘッド部分がチューブ連結ピンＰｔ１を介して第１中間筒体４２ａに枢着されている。また、第２シリンダ８のボトム側の端部がボトム連結ピンＰｂ２を介して第１中間筒体４２ａに枢着され、この第２シリンダ８のロッド８ｒの先端がロッド連結ピンＰｒ２を介して第２中間筒体４２ｂに枢着されている。さらに、前記第３シリンダ９のロッド９ｒの先端が前記第２中間筒体４２ｂにロッド連結ピンＰｒ３を介して枢着され、そのシリンダチューブのヘッド部分がチューブ連結ピンＰｔ３を介して先端筒体４３に枢着されている。
【００３４】
前記第１中間筒体４２ａの基端部には折返し部材である第１シーブ１０が取付けられ、この第１中間筒体４２ａの先端部には折返し部材である第２シーブ１１が取付けられている。また、前記第２中間筒体４２ｂの基端部には折返し部材である第３シーブ１２が取付けられ、この第２中間筒体４２ｂの先端部には折返し部材である第４シーブ１３が取付けられている。
【００３５】
そして、第１シーブ１０には、一端側が外筒体４１の先端部の内側に係止された縮小側ロープ１４が掛けられて先端筒体４３の方向に折返され、折返されたこの縮小側ロープ１４の他端側が第２中間筒体４２ｂの基端部の外側に係止されている。第２シーブ１１には、一端側が前記外筒体４１の先端部の外側に係止された伸長側ロープ１５が掛けられて外筒体４１の方向に折返され、折返された伸長側ロープ１５の他端側が第２中間筒体４２ｂの基端部外側に係止されている。つまり、外筒体４１から第２中間筒体４２ｂまでの構成は、上記実施の形態１と同等である。
【００３６】
第３シーブ１２には、一端側が第１中間筒体４２ａの先端部の内側に係止された第２縮小側ロープ１６が掛けられて先端筒体４３の方向に折返され、折返されたこの第２縮小側ロープ１６の他端側が先端筒体４３の基端部外側に係止されている。第４シーブ１３には、一端側が前記第１中間筒体４２ａの先端部の外側に係止された第２伸長側ロープ１７が掛けられて外筒体４１方向に折返され、折返されたこの第２伸長側ロープ１７の他端側が先端筒体４３の基端部外側に係止されている。つまり、第１中間筒体４２ａから先端筒体４３までの構成も、上記実施の形態１と同等である。
【００３７】
前記第１シリンダ７と第２シリンダ８と第３シリンダ９とのボトム側ポート同士およびヘッド側ポート同士は互いに連通している。より詳しくは、図６（ｂ）に示すように、第１シリンダ７と第２シリンダ８とのボトム側ポートはボトム側連通管１８を介して連通すると共に、第１シリンダ７と第３シリンダ９とのボトム側ポートは第２ボトム側連通管１８ａを介して連通している。また、第１シリンダ７と第２シリンダ８とのヘッド側ポート同士はヘッド側連通管１９を介して連通すると共に、第１シリンダ７と第３シリンダ９とのヘッド側ポートは第２ヘッド側連通管１９ａを介して連通している。さらに、第１，２，３シリンダ７，８，９のシリンダ径は同内径に設定されると共に、これら第１，２，３シリンダ７，８，９のロッド７ｒ，８ｒ，９ｒの外径も同外径に設定されている。
【００３８】
そして、第１シリンダ７のロッド７ｒには、この第１シリンダ７のボトム側圧力室７ｂに作動油を供給し、かつボトム側圧力室７ｂ内の作動油を逃がす第１作動油給排路７ｃと、この第１シリンダ７のヘッド側圧力室７ａに作動油を供給し、かつヘッド側圧力室７ａ内の作動油を逃がす第２作動油給排路７ｄとが設けられると共に、第３シリンダ９のロッド９ｒには、この第３シリンダ９のボトム側圧力室９ｂに作動油を供給し、かつボトム側圧力室９ｂ内の作動油を逃がす第３作動油給排路９ｃと、この第３シリンダ９のヘッド側圧力室９ａに作動油を供給し、かつヘッド側圧力室９ａ内の作動油を逃がす第４作動油給排路９ｄとが設けられている。
【００３９】
つまり、油圧ショベルの本体２側に設けられてなる作動油供給源から前記第１作動油給排路７ｃと第３作動油給排路９ｃとに作動油を供給すると、第１，２，３シリンダ７，８，９のボトム側圧力室７ｂ，８ｂ，９ｂに作動油が流入すると共に、ヘッド側圧力室７ａ，８ａ内の作動油が第２作動油給排路７ｄを介して、またヘッド側圧力室９ａ内の作動油が第４作動油給排路９ｄを介して流出し、これら第１，２，３シリンダ７，８，９が伸長する。一方、前記第２作動油給排路７ｄと第４作動油給排路９ｄに作動油を供給すると、第１，２，３シリンダ７，８，９のヘッド側圧力室７ａ，８ａ，９ａに作動油が流入すると共に、ボトム側圧力室７ｂ，８ｂ内の作動油が第１作動油給排路７ｃを介して、またボトム側圧力室９ｂ内の作動油が第３作動油給排路９ｃを介して流出し、これら第１，２，３シリンダ７，８，９が縮小するように構成されている。
【００４０】
以上の説明から良く理解されるように、本実施の形態３に係る多段伸縮アームが上記実施の形態１に係る多段伸縮アームと相違するところは、本実施の形態３に係る多段伸縮アームが４段構成であるのに対して、上記実施の形態１に係る多段伸縮アームが３段構成である点が相違するだけである。従って、本実施の形態３は記実施の形態１と同効である。
【００４１】
ところで、以上では、深穴掘削機の多段伸縮アームが３段構成と４段構成とである場合を例として説明した。しかしながら、例えば、外筒体と第１中間筒体と第２中間筒体との筒体組、また第１中間筒体と第２中間筒体と第３中間筒体との筒体組というようにそれぞれ３つの筒体とからなる組合わせを考え、それぞれの筒体組の中間の筒体の基端部と先端部とにシーブを設け、最も大寸の筒体に一端側を係止したロープをシーブを介して折返すと共に、その他端側を最も小寸の筒体に係止することにより５段以上の多段伸縮アームでも同期伸縮させることができ、さらに４段以上の多段伸縮アームのシリンダに対してシーブを設けることもできるので、上記実施の形態１，２または３によって本発明の技術的思想の範囲が限定されるものではない。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１乃至５に係る建設機械の多段伸縮アームによれば、第１支持索と第２支持索とが設けられていて、多段伸縮アームの各筒体が確実に同期伸縮するために、油漏れやエアの混入等があったとしても、第１シリンダと第２シリンダとは共にストロークエンドになる。従って、従来例のように、シリンダストロークの誤長を修正するために切換弁を設ける必要がなく油圧管路が簡略化されるので、多段伸縮アームの製造コストの点に関して有利になるばかりでなく、油漏れ等の不具合の発生確率を低下させることができ、多段伸縮アームのメンテナンスの容易化にも寄与することができる。また、上記のとおり、この多段伸縮アームの中間筒体と先端筒体とは同時に、同速度で、しかも確実に同期して伸縮するので、従来のように、作動油給排管に過大な負荷が作用するようなことがなく、この作動油給排管が損傷を受ける恐れが少なくなる。さらに、たとえ、第１シリンダや第２シリンダの連結ピンが損傷したとしても、第１支持索と第２支持索とが設けられているために、中間筒体や先端筒体の落下を防止することができるという効果もある。
【００４３】
本発明の請求項２または３に係る多段伸縮アームによれば、第１折返し部材と第２折返し部材が、第１シリンダに設けられていて多段伸縮アームの小寸化が可能になるので、深穴掘削機の安定性が損なわれるようなことがなく、深穴掘削機のコストに関して有利になるという効果がある。
【００４４】
本発明の請求項４に係る多段伸縮アームによれば、第１シリンダと第２シリンダとのシリンダ径とロッド径とが同一であって、従来例のように第１シリンダが第２シリンダよりも大径でなく、第１支持索と第２支持索とには、これら第１シリンダと第２シリンダとの摩擦抵抗差分の力が作用するだけで、これら第１支持索と第２支持索との径を細くすることができる。従って、第１シーブや第２シーブの小径化が可能になり、外筒体や中間筒体のさらなる細寸化が可能になるので、多段伸縮アームの軽量化に大いに寄与することができる。
【００４５】
本発明の請求項５に係る多段伸縮アームによれば、第１シリンダと第２シリンダとのストロークにストローク差が設けられているので、伸縮させて小ストロークのシリンダの方を常に先にストロークエンドさせることにより、第１支持索と第２支持索との張り調整方向が定まるので、これら第１，２支持索の張り調整作業が容易になるという効果がある。
【００４６】
本発明の請求項６に係る多段伸縮アームによれば、支持索により多段伸縮アームが確実に同期伸縮するために、油漏れやエアの混入等があったとしても、複数のシリンダが共にストロークエンドになる。従って、従来例のように、シリンダストロークの誤長を修正するために切換弁を設ける必要がなく油圧管路が簡略化されるので、多段伸縮アームの製造コストの点に関して有利になるばかりでなく、油漏れ等の不具合の発生確率を低下させることができ、メンテナンスの容易化にも寄与することができる。また、上記のとおり、この多段伸縮アームの各筒体は同時に、同速度で、しかも確実に同期して伸縮するので、従来のように、作動油給排管に過大な負荷が作用するようなことがなく、この作動油給排管が損傷を受ける恐れが少なくなる。さらに、たとえ、シリンダの連結ピンが損傷したとしても、支持索が設けられているために、各筒体の落下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係り、伸縮アームを装着した深穴掘削機の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係り、伸縮アームの模式的断面構成説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係り、伸縮アームを伸縮させるシリンダ同士を連通させる連通路構成説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係り、伸縮アームの模式的断面構成説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係り、図５（ａ）は図４のＡ−Ａ線断面図であり、図５（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係り、図６（ａ）は伸縮アームの模式的断面構成説明図であり、図６（ｂ）は伸縮アームを伸縮させるシリンダ同士を連通させる連通路構成説明図である。
【図７】従来例２に係り、伸縮アーム縮小時における同調回路を示す図である。
【符号の説明】
１…深穴掘削機，２…油圧ショベルの本体，３…ブーム，４…多段伸縮アーム，４１…外筒体，４２…中間筒体，４２ａ…第１中間筒体，４２ｂ…第２中間筒体，４３…先端筒体，５…アームシリンダ，６…クラムシェルバケット，７…第１シリンダ，７ａ…ヘッド側圧力室，７ｂ…ボトム側圧力室，７ｃ…第１作動油給排路，７ｄ…第２作動油給排路，７ｒ…ロッド，８…第２シリンダ，８ａ…ヘッド側圧力室，８ｂ…ボトム側圧力室，８ｒ…ロッド，９…第３シリンダ，９ａ…ヘッド側圧力室，９ｂ…ボトム側圧力室，９ｃ…第３作動油給排路，９ｄ…第４作動油給排路，９ｒ…ロッド，１０…第１シーブ，１０ａ…ロープシーブ，１１…第２シーブ，１２…第３シーブ，１３…第４シーブ，１４…縮小側ロープ，１５…伸長側ロープ，１６…第２縮小側ロープ，１７…第２伸長側ロープ，１８…ボトム側連通管，１８ａ…第２ボトム側連通管，１９…ヘッド側連通管，１９ａ…第２ヘッド側連通管，２０…シーブ取付ブラケット
Ｐｒ１…第１シリンダのロッド連結ピン，Ｐｔ１…第１シリンダのチューブ連結ピン，Ｐｒ２…第２シリンダのロッド連結ピン，Ｐｂ２…第２シリンダのボトム連結ピン，Ｐｒ３…第３シリンダのロッド連結ピン，Ｐｔ３…第３シリンダのチューブ連結ピン，Ｐｓ…シーブ連結ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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