(57)【要約】【課題】  つかみ替え式伸縮機構のシリンダ位置検出手段に近接スイッチを使用するにあたり、検出時には確実に被検出体と所定距離となるようにするとともに、シリンダ・ブーム連結手段又はブーム間固定手段の作動時の衝撃により近接スイッチが故障しないようにする。【解決手段】  検出側部材６１がその内部に近接スイッチ６３を内蔵し、かつ前記伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部５１に弾性支持部材６４を介して装着される一方、被検出側部材７０がその内部に被検出体７３を内蔵し、かつ前記中間ブーム３０〜３３及びトップブーム４６の基端部にそれぞれ弾性支持部材７４を介して装着されており、前記検出側部材６１と被検出側部材７０とが接触した状態で前記近接スイッチ６３が前記被検出体７３を検出する。【選択図】        図３
2005089044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースブーム内に中間ブーム及びトップブームがそれぞれ伸縮自在に嵌挿されてなる伸縮ブームと、
当該伸縮ブームに内装されて前記ベースブーム基端部にそのロッド端部が軸支されている伸縮シリンダと、
当該伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に配置され、目的とするブームの基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより選択的にブーム基端部と連結・解除可能なシリンダ・ブーム連結手段と、
隣接するブームの内側ブーム基端部に配置され、外側ブームの適所に設けられた固定穴に向けて内蔵する固定ピンを進退することにより当該隣接するブーム同士を固定・解除可能なブーム間固定手段と、
前記伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に配置され、目的とするブーム基端部の前記固定ピンの内端に作用して進退駆動する固定ピン駆動手段と、
前記伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に配置された検出側部材が、前記中間ブーム及びトップブームの基端部に配置された被検出側部材を検出することにより前記伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部が目的とするブーム基端部に位置することを検出するシリンダ位置検出手段と、を備えたブーム伸縮機構であって、
前記シリンダ位置検出手段は、前記検出側部材がその内部に近接スイッチを内蔵し、かつ前記伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に弾性支持部材を介して装着される一方、前記被検出側部材がその内部に被検出体を内蔵し、かつ前記中間ブーム及びトップブームの基端部にそれぞれ弾性支持部材を介して装着されており、前記検出側部材と被検出側部材とが接触した状態で前記近接スイッチが前記被検出体を検出することを特徴とするブーム伸縮機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動式クレーン等の伸縮ブームに用いられるブーム伸縮機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動式クレーン等の多段の伸縮ブームを１本の伸縮シリンダにより伸縮する伸縮機構が実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図５と図６は特許文献１に記載された伸縮機構を示したものである。ベースブーム２内に中間ブーム３〜５及びトップブーム６が伸縮自在に嵌挿されてなる伸縮ブームが示されており、１本のみの伸縮シリンダ１８が当該伸縮ブームに内装され、ベースブーム基端部８にそのロッド端部１３が軸支されて配置されている。また、シリンダ・ブーム連結手段が、伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部１７に配置され、油圧シリンダ駆動で目的とするブームの基端部２５の連結穴に向けて内臓する連結ピン２０、２１を進退することにより選択的にブーム基端部と連結・解除するようになっている。
【０００４】
さらに、ブーム間固定手段が、隣接するブームの内側ブーム基端部に配置され、外側ブームの適所に設けられた固定穴に向けて内蔵する固定ピン３０〜３３を進退することにより当該隣接するブーム同士を固定・解除するようになっている。
【０００５】
また、固定ピン駆動手段が、前記伸縮シリンダ１８のシリンダチューブロッド側端部１７に配置され、油圧シリンダ駆動で目的とするブーム基端部の前記固定ピン３０〜３３の内端に作用して当該固定ピン３０〜３３を進退駆動するようになっている。
【０００６】
上述した構成を有する特許文献１の伸縮機構は、前記シリンダ・ブーム連結手段により前記伸縮シリンダと目的のブーム基端部を連結するシリンダ・ブーム連結行程と、前記固定ピン駆動手段により前記ブーム間固定手段による内側ブームと外側ブームとの固定を解除するブーム間固定解除行程と、前記伸縮シリンダにより内側ブームを伸縮するブーム伸縮行程と、前記固定ピン駆動手段により前記ブーム間固定手段による内側ブームと外側ブームとを固定するブーム間固定行程と、前記シリンダ・ブーム連結手段による前記伸縮シリンダと目的ブーム基端部との連結を解除するシリンダ・ブーム連結解除行程と、前記伸縮シリンダが次の目的ブーム基端部まで伸縮する伸縮シリンダ伸縮行程と、からなる行程を繰り返すことにより前記伸縮ブームの伸縮を行うようになっている。
【０００７】
なお、上記特許文献１に記載された伸縮機構に対し、さらにもう１本の伸縮シリンダを加え、２本の伸縮シリンダを交互に伸縮させることにより伸縮ブームを伸縮させるようにすることも可能である。上述のような伸縮シリンダのシリンダ・ブーム連結手段が複数のブーム段を順次つかみ替えていく伸縮機構を本件明細書では「つかみ替え式伸縮機構」と呼ぶこととする。
【０００８】
上述したつかみ替え式伸縮機構では、シリンダ・ブーム連結手段が配置された伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部が目的とするブーム基端部に位置することを検出するシリンダ位置検出手段が必須の構成である。
【０００９】
図６に示された３５は、特許文献１に記載されているシリンダ位置検出手段の反射型光電検出器である。この反射型光電検出器３５は、中間ブーム３〜５及びトップブーム６の内壁面上のマークを走査することにより、伸縮シリンダ１８のシリンダチューブロッド側端部１７が目的とするブーム基端部に位置することを検出する。
【００１０】
ところが、この反射型光電検出器３５を用いたシリンダ位置検出手段では、ブーム間の摺動部に塗布されるグリスにより内壁面上のマーク表面が汚損されやすいため、シリンダ位置検出が不正確になるという問題があった。
【特許文献１】特開平７−２６７５８４号公報（第３−５頁、第２図、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のような状況から、つかみ替え式伸縮機構のシリンダ位置検出手段に、反射型光電検出器に代わって近接スイッチを用いることが検討された。近接スイッチの使用にあたっては、周知のように近接スイッチの検出部と検出しようとする相手側の検出片との検出時の距離を所定の間隔に保つことが重要である。
【００１２】
しかし、伸縮シリンダは伸縮ブームに内装された状態では、そのロッド端部がベースブーム基端部に軸支されるものの、一方のシリンダ側端部は伸縮ブーム内部でルーズに拘束されるようになっているため、近接スイッチが配置される伸縮ブームのシリンダチューブロッド側端部においても、伸縮ブームの長手方向に直交する方向に対しては正確な位置決めがされにくい構造となっている。さらに、伸縮ブームを構成するベースブーム、中間ブーム及びトップブームはそれぞれ伸縮自在に嵌挿されており、相互に摺動可能とされることから、もともと伸縮ブームの長手方向に直交する方向に対しては適度なガタを持っている。そのため、伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に配置された近接スイッチにより伸縮ブーム基端部を検出しようとしても検出時に所定の間隔を保つことが困難であった。
【００１３】
そこで、本発明は、近接スイッチを検出側部材に内蔵する構造とする一方、相手側の被検出体を被検出部材に内蔵する構造とし、当該検出側部材と被検出側部材とが接触した状態で前記近接スイッチが被検出体を検出するようにすることにより、検出時には確実に近接スイッチと被検出体とが所定の間隔となるシリンダ位置検出手段を提供しようとするものである。
【００１４】
また、つかみ替え式伸縮機構では、シリンダ・ブーム連結手段又はブーム間固定手段が前記シリンダ位置検出手段の検出側部材と被検出側部材とが接触した状態で動作するようになるので、その際シリンダ・ブーム連結手段の連結ピンの抜き差しあるいはブーム間固定手段の固定ピンの抜き差しによって発生する衝撃がブーム基端部から前被記検出側部材と検出側部材の接触部を経て近接スイッチに伝達され、その衝撃によって近接スイッチが故障する恐れがある。
【００１５】
そこで、本発明では、近接スイッチを内蔵した検出側部材及び検出体を内蔵した被検出側部材ともに、シリンダチューブロッド側端部及び各段ブームの基端部に対して弾性支持部材を介して弾性支持することにより、シリンダ・ブーム連結手段又はブーム間固定手段の作動により発生する衝撃伝達を遮断し、当該衝撃によって故障する恐れのないシリンダ位置検出手段を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願の請求項１に記載されたブーム伸縮機構は、ベースブーム内に中間ブーム及びトップブームがそれぞれ伸縮自在に嵌挿されてなる伸縮ブームと、当該伸縮ブームに内装されて前記ベースブーム基端部にそのロッド端部が軸支されている伸縮シリンダと、当該伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に配置され、目的とするブームの基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することにより選択的にブーム基端部と連結・解除可能なシリンダ・ブーム連結手段と、隣接するブームの内側ブーム基端部に配置され、外側ブームの適所に設けられた固定穴に向けて内蔵する固定ピンを進退することにより当該隣接するブーム同士を固定・解除可能なブーム間固定手段と、前記伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に配置され、目的とするブーム基端部の前記固定ピンの内端に作用して進退駆動する固定ピン駆動手段と、前記伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に配置された検出側部材が、前記中間ブーム及びトップブームの基端部に配置された被検出側部材を検出することにより前記伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部が目的とするブーム基端部に位置することを検出するシリンダ位置検出手段と、を備えたブーム伸縮機構を対象としている。
【００１７】
そして、本願発明のブーム伸縮機構の前記シリンダ位置検出手段は、前記検出側部材がその内部に近接スイッチを内蔵し、かつ前記伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に弾性支持部材を介して装着される一方、前記被検出側部材がその内部に被検出体を内蔵し、かつ前記中間ブーム及びトップブームの基端部にそれぞれ弾性支持部材を介して装着されており、前記検出側部材と被検出側部材とが接触した状態で前記近接スイッチが前記被検出体を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明のブーム伸縮機構では、近接スイッチを検出側部材に内蔵する構造とする一方、相手側の被検出体を被検出部材に内蔵する構造とし、当該検出側部材と被検出側部材とが接触した状態で前記近接スイッチが被検出体を検出するようにしたので、近接スイッチと被検出体とが所定の間隔となることが保証されることとなり、その検出が確実なものとなる。
【００１９】
さらに、本願発明のブーム伸縮機構では、近接スイッチを内蔵した検出側部材及び被検出体を内蔵した被検出側部材ともに、シリンダチューブロッド側端部及び各段ブームの基端部に対して弾性支持部材を介して弾性支持するようにしたので、シリンダ・ブーム連結手段又はブーム間固定手段の作動により発生する衝撃が直接近接スイッチに伝わることが無くなり、近接スイッチが衝撃によって故障する恐れが無くなる。したがって、つかみ替え式伸縮機構に必須の構成であるシリンダ位置検出手段の信頼性を大幅に高めることができる。また、シリンダチューブロッド側端部と各段ブーム基端部との距離がブーム間のガタ等により変化しても前記検出側部材と被検出側部材とを確実に接触するようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図４に、本願発明の実施の形態に係るブーム伸縮機構を搭載した伸縮ブームの長手方向に沿った断面図を示す。なお、図４においては説明の都合から、伸縮シリンダは除いている。４０は、ベースブーム４１内に中間ブーム４２、４３、４４、４５及びトップブーム４６がそれぞれ伸縮自在に嵌挿されてなる伸縮ブームである。
【００２１】
図１は図４のＣ矢視断面図である。図１では説明の便宜のため中間ブームのうちフィフスブーム４５とトップブーム４６のみを抽出して記載している。
【００２２】
５０は伸縮ブーム４０に内装されて前記ベースブーム４１基端部にそのロッド端部が軸支されている伸縮シリンダである。
【００２３】
５２は伸縮シリンダ５０のシリンダチューブロッド側端部５１に配置され、目的とするブーム（図１ではトップブーム４６）の基端部の連結穴に向けて内蔵する連結ピンを進退することによりブーム基端部と連結・解除可能なシリンダ・ブーム連結手段である。
【００２４】
５３はトップブーム４６の基端部に配置され、フィフスブーム４５の適所に設けられた固定穴５４、５５に向けて内蔵する固定ピン５６、５７を進退することにより当該隣接するトップブーム４６とフィフスブーム４５とを固定・解除可能なブーム間固定手段である。
【００２５】
５８は伸縮シリンダ５０のシリンダチューブロッド側端部５１に配置され、目的とするブーム（図１ではトップブーム４６）の基端部の前記固定ピン５６、５７の内端に作用して進退駆動する固定ピン駆動手段である。
【００２６】
５９と６０は伸縮シリンダ５０のシリンダチューブロッド側端部５１の左右位置に配置されたシリンダ位置検出手段である。
【００２７】
図２は図１のＡ部詳細図であって、前記シリンダ位置検出手段５９、６０のうち、左側半分の部分６０の詳細図である。さらに、図３は図２のＢ矢視図である。以下、図２と図３に基き左側のシリンダ位置検出手段６０の詳細を説明する。
【００２８】
シリンダ位置検出手段６０は、伸縮シリンダ５０のシリンダチューブロッド側端部５１に配置された検出側部材６１と、中間ブーム４２〜４５及びトップブーム４６の基端部にそれぞれ配置された被検出側部材７０、・・・とから構成されている。
【００２９】
検出側部材６１の検出側スライドプレート６２には近接スイッチの取付け用ネジ穴を設け、３つの近接スイッチ６３ａ、６３ｂ及び６３ｃを上下方向に並べて等間隔にネジ込んで取付けている。検出側スライドプレート６２の伸縮シリンダ５０の伸縮方向側の両端はテーパ面が設けられており、被検出側部材７０との接触がスムーズに行われるようになっている。
【００３０】
また、検出側スライドプレート６２の被検出側部材７０との接触面６２ａに対して、各近接スイッチ６３の先端部は所定の寸法（数ミリメートル程度）だけ、引っ込んだ状態となっている。検出側スライドプレート６２の材質は、伸縮ブーム４０の摺動部に用いられるものと同じ合成樹脂製のものが用いられる。
【００３１】
さらに、検出側スライドプレート６２は、Ｕ型に曲げられた薄板のばね鋼板６４の一方の端部に取付けられ、当該ばね鋼板６４の他方の端部はシリンダチューブロッド側端部５１にボルトで固定されている。このばね鋼板６４が請求項に記載された弾性支持部材に該当するものであり、係る構成とすることにより上記検出側部材６１の検出側スライドプレート６２は所定の位置に位置決めされつつも、被検出側部材７０と接触する際には、図２の左右方向に変位可能に弾性支持されるようになっている。
【００３２】
一方、被検出側部材７０の被検出側スライドプレート７１の内部には被検出体用穴部７２ａ、７２ｂ及び７２ｃが、前記検出側部材６１の近接スイッチ６３ａ〜６３ｃに対応する高さ位置にそれぞれ３ヶ所設けられている。図２及び図３に示しているトップブーム４６基端部に取付けられた被検出側部材７０では、一番上側の被検出体用穴部７２ａに被検出体（鉄片）７３が埋め込んで取付けられている。また、被検出側スライドプレート７１の検出側部材６１との接触面７１ａに対して、被検出体７３の検出面は所定の寸法（数ミリメートル程度）だけ引っ込んだ状態となっている。
【００３３】
なお、図4にはトップブーム４６基端部に設置された被検出側部材７０、フィフスブーム４５基端部に設置された被検出側部材８０及びフォースブーム４４基端部に設置された被検出側部材８５を示している。被検出側スライドプレート７１に埋め込まれた被検出体７３を塗りつぶして示しているが、トップブーム４６基端部の被検出側部材７０では、一番上の被検出体用穴部７２ａに被検出体７３が埋め込まれ、フィフスブーム４５基端部の被検出側部材８０では中間高さの被検出体用穴部７２ｂに被検出体７３が埋め込まれ、フォースブーム４４基端部の被検出側部材８５では一番下の被検出体用穴部７２ｃに被検出体７３が埋め込まれている。
【００３４】
以上のように構成することにより、伸縮シリンダ５０のシリンダチューブロッド側端部５１に配置された検出側部材６１がトップブーム４６基端部に配置された被検出側部材７０と接触している時は、一番上の近接スイッチ６３ａのみが被検出体７３を検出することになるので、その時には伸縮シリンダ５０のシリンダチューブロッド側端部５１はトップブーム４６の基端部に位置していることが検出できるのである。
【００３５】
同様に検出側部材６１の中間高さの近接スイッチ６３ｂが被検出体７３を検出する時には、シリンダチューブロッド側端部５１がフィフスブーム４５基端部に位置していることが検出され、検出側部材６１の一番下の近接スイッチ６３ｃが被検出体７３を検出する時には、シリンダチューブロッド側端部５１がフォースブーム４４基端部に位置していることが検出される。
【００３６】
図３に示されているように、被検出側部材７０の被検出側スライドプレート７１は、伸縮シリンダ５０伸縮方向側の両端はテーパ面が設けられており、検出側部材６１との接触がスムーズに行われるようになっている。また、被検出側スライドプレート７１の材質についても、伸縮ブーム４０の摺動部に用いられるものと同じ合成樹脂製のものが用いられる。
【００３７】
さらに、被検出側スライドプレート７１は、２回曲げされた薄板のばね鋼板７４の一方の端部に取付けられ、当該ばね鋼板７４の他方の端部はトップブーム４６基端部にボルトで固定されている。このばね鋼板７４が請求項に記載された弾性支持部材に該当するものであり、係る構成とすることにより上記被検出部材７０の被検出側スライドプレート７１は所定の位置に位置決めされつつも、検出側部材６１と接触する際には、図３に示した左右方向に変位可能に弾性支持されるようになっている。
【００３８】
以上、左側のシリンダ位置検出手段６０の構成を説明したが、右側のシリンダ位置検出手段５９も基本的に同じ構成となっている。相違点は、右側のシリンダ位置検出手段５９では、上述した被検出側部材がサードブーム４３とセカンドブーム４２に取付けられている点のみである。
【００３９】
上述したシリンダ位置検出手段によれば、検出側部材６１の近接スイッチ６３の個数を増やすとともに、全てのブーム基端部に被検出側部材を設置することにより、ブーム段数に関係なくシリンダ位置の検出が可能である。
【００４０】
以上のように、検出側部材６１と被検出側部材７０とは、検出側スライドプレート６２と被検出側スライドプレート７１とが直接接触するが、それぞれに内蔵した近接スイッチ６３と被検出体７３とは所定の間隔となって接近することとなる。したがって、近接スイッチ６３は確実に被検出体７３を検出することができる。
【００４１】
また、図１に示したブーム間連結手段５３の固定ピン５６、５７が固定穴５４、５５から抜き差しされる際には大きな衝撃が発生し、またシリンダ・ブーム連結手段５２が作動する際にも大きな衝撃が発生するが、その衝撃がブーム基端部から被検出側部材７０を介して検出側部材６１の近接スイッチ６３に伝達される。しかし、上述したようにその間にはばね支持部材７４が介装されており、また近接スイッチ６３を内蔵した検出側部材６１自体がばね支持部材６４によって支持されているので、近接スイッチ６３には衝撃が遮断されることとなり、近接スイッチが当該衝撃により故障することがない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図4のＣ矢視断面図である。
【図２】図１のＡ部詳細図である。
【図３】図２のＢ矢視図である。
【図４】本願発明の実施の形態に係るブーム伸縮機構を搭載した伸縮ブームの断面図である。
【図５】特許文献１に記載された伸縮機構である。
【図６】特許文献１に記載された伸縮機構である。
【符号の説明】
【００４３】
４０は伸縮ブーム、４１はベースブーム、４２〜４５は中間ブーム、４６はトップブーム、５０は伸縮シリンダ、５１はシリンダチューブロッド側端部、５２はシリンダ・ブーム連結手段、５３はブーム間固定手段、５６と５７は固定ピン、５８は固定ピン駆動手段、５９と６０はシリンダ位置検出手段、６１は検出側部材、６２は検出側スライドプレート、６３は近接スイッチ、６４は弾性支持部材、７０は被検出側部材、７１は被検出側スライドプレート、７３は被検出体、７４は弾性支持部材
【図１】
2005089044.tif 000003
【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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