(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースブーム内に複数のブームがそれぞれ伸縮自在に順次嵌挿された多段伸縮ブームと、
当該伸縮ブームに内装されて前記ベースブームに取付けられている１本の伸縮シリンダと、
前記伸縮シリンダに伸縮シリンダを駆動する作動油を供給する油圧供給手段と、
当該伸縮シリンダと前記多段ブームのうち伸縮するブームとを連結・解除可能なシリンダ
・ブーム連結手段と、
前記多段伸縮ブームの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、
前記伸縮シリンダでブームの伸縮を行う時には、前記シリンダ・ブーム連結手段を連結し
た状態で、前記多段ブームのうち伸縮するブームと前記伸縮するブームと隣接する伸縮し
ないブームとのブーム間固定手段を解除して前記伸縮シリンダを伸縮することによりブー
ムを伸縮し、
伸縮シリンダを単独で伸縮する際には、前記ブーム間固定手段を固定した状態でシリンダ
・ブーム連結手段を解除して伸縮シリンダを伸縮し、
前記ブームの伸縮と伸縮シリンダの単独での伸縮を組み合わせることで、多段ブーム全体
の伸縮を行う伸縮ブームの伸縮機構であって、
前記シリンダ・ブーム連結手段が連結しているブームが何段目のブーム段であるかを検出
するブーム段検出手段を備え、
前記油圧供給手段は前記ブーム段検出手段からの信号により伸長側油路リリーフセット圧を変更する伸長側油路リリーフセット圧変更手段を備えており、前記ブーム段検出手段の検出したブーム段数に基づいて、多段ブーム
のブーム段数が先端側である場合のリリーフセット圧が基端側のブーム段数である場合の
リリーフセット圧よりも低圧になるよう変更することを特徴とする伸縮ブームの伸縮機構
。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、1本の伸縮シリンダにより多段伸縮ブームを構成するブーム段を１段ずつ伸縮
駆動する伸縮機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動式クレーンの多段伸縮ブームの伸縮機構として、１本の伸縮シリンダにより伸縮させ
ようとするブーム段を１段ずつ伸縮駆動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。）。この伸縮機構は伸縮シリンダが１本であるため、伸縮機構全体を軽量化
できるといる利点を有している。
【０００３】
この伸縮機構は、一本の伸縮シリンダが伸縮ブームに内装されて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。そして、この伸縮機構の特有の構成として、シリンダ・
ブーム連結手段とブーム間固定手段と固定ピン駆動手段を有している。
【０００４】
前記シリンダ・ブーム連結手段は、当該伸縮シリンダのシリンダチューブのロッド側端部
に配置され、目的とするブーム段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
ことにより選択したブーム段と連結・解除可能とするものである。
【０００５】
前記ブーム間固定手段は、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・解除可能とするものである。
【０００６】
前記固定ピン駆動手段は、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その固定ピンを進退駆動する
ものである。
【０００７】
そして、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
段による目的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
シリンダにより目的ブームを伸縮する目的ブーム伸縮行程と、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目的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
の伸縮を行うものである。
【０００８】
図４は上記伸縮機構における伸縮シリンダが伸長するときの作動圧と座屈に至る作動圧の
一例を図示したものである。折れ線１はブームのみを伸長したときの伸長段により変化す
る伸長作動圧をプロットしたものである。これから判るように、伸長作動圧はトップブー
ムでは２０kgf/cm2であるがセカンドブームでは８０kgf/cm2まで上昇している。また、折
れ線２はブーム先端にジブを装着して伸長した時の伸長段により変化する伸長作動圧をプ
ロットしたものである。この場合は、トップブームでは６０kgf/cm2であるがセカンドブ
ームでは１５０kgf/cm2まで上昇している。さらに、折れ線３は伸縮シリンダが全伸長し
た状態でロッドが座屈するときの作動圧を伸長段ごとにプロットしたものである。トップ
ブームでは１６０kgf/cm2であるがセカンドブームでは２００kgf/cm2まで上昇している。
【０００９】
図５はトップブーム４を最大伸長したときの伸縮シリンダ５の状態を図示したものである
。伸縮シリンダ５はトップブーム４のみを伸長しているため、押し上げなければならない
荷重は小さい。このため上述したようにトップブームの作動圧が低くてもよいこととなる
。一方、図６はセカンドブーム６を最大伸長したときの伸縮シリンダ５の状態を図示した
ものである。伸縮シリンダ５はセカンドブーム６のみならず、サードブーム７、フォース
ブーム８、フィフスブーム９及びトップブーム４を一度に押し上げなければならず、その
荷重は大きなものとなる。このため、上述したようにセカンドブームの作動圧がトップブ
ームよりも高くなることとなる。さらに、トップブーム先端にジブを装着した場合には、
全てのブーム段の伸長時にはジブの重量をも同時に押し上げなければならない。そのため
、ジブ装着時の作動圧は全ての伸長段においてブームのみの作動圧よりも高くなる。
【００１０】
図５に示した寸法ＳＴはトップブーム４の伸縮ストロークであり、寸法Ｌ１は全縮小時ト
ップブーム４のブーム基端部連結穴と伸縮シリンダ５のロッド端部との距離である。寸法
ＬＴは伸縮シリンダが全伸長時のロッド長さである。図６に示した寸法ＳＴはセカンドブ
ーム６の伸縮ストロークでありトップブームの伸縮ストロークと同じである。また、寸法
Ｌ２は全縮小時セカンドブーム６のブーム基端部連結穴と伸縮シリンダ５のロッド端部と
の距離である。寸法ＬＳは伸縮シリンダが全伸長時のロッド長さである。Ｌ１＞Ｌ２であ
ることから、全伸長時のロッド長さはＬＴ＞ＬＳとなる。そのため、トップブーム全伸長
時のロッドが座屈に至る作動圧はセカンドブームの場合よりも低くなることとなる。
【特許文献１】特開２００３−２５８３号公報（第３−８頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記特許文献１に記載された伸縮機構をはじめ従来の1本の伸縮シリンダによ
る伸縮機構は、前記シリンダ・ブーム連結手段が連結し伸長するブーム段に関わりなく伸
縮シリンダ伸長時のリリーフセット圧は一定であった。
【００１２】
伸長側油路リリーフセット圧は、一番高い作動圧が必要とされるジブ付きでのセカンドブ
ームの作動圧を基準に、余裕を見てそれよりも少し高めの圧力が選定されていた。そのた
め、トップブームを伸長する際には不必要な高いリリーフセット圧力となっていた。さら
に、そのリリーフセット圧とトップブーム全伸長時の一番長いロッド長さを基準に座屈に
耐えるロッドを選定していた。
【００１３】
なお、クレーン作業では吊荷により伸縮ブーム縮小方向に大きな圧縮力が作用するが、１
本の伸縮シリンダによる伸縮機構では上記ブーム間固定手段を介してブーム段の間でその
圧縮力が伝達される。したがって、伸縮シリンダの設計に当たっては吊荷により発生する
圧縮力は考慮する必要は無い。
【００１４】
このため、上記条件に適合するための座屈強度を有するロッド（必要断面二次モーメント
を有するロッド）としていたため、ロッドの重量が重くなり伸縮機構軽量化の妨げとなっ
ていた。
【００１５】
そこで、本願発明では、1本の伸縮シリンダを用いた伸縮機構では先端側のブーム段を伸
長する際の作動圧が基端側のブーム段を伸長する際の作動圧よりも低くなることに注目し
、伸縮シリンダの油圧供給手段が伸縮段に応じて伸長側リリーフセット圧が変更されるも
のとすることにより、軽量化が可能な伸縮機構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】
本願の伸縮ブームの伸縮機構は、ベースブーム内に複数のブームがそれぞれ伸縮自在に順次嵌挿された多段伸縮ブームと、当該伸縮ブームに内装されて前記ベースブームに取付けられている１本の伸縮シリンダと、前記伸縮シリンダに伸縮シリンダを駆動する作動油を供給する油圧供給手段と、当該伸縮シリンダと前記多段ブームのうち伸縮するブームとを連結・解除可能なシリンダ・ブーム連結手段と、前記多段伸縮ブームの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、前記伸縮シリンダでブームの伸縮を行う時には、前記シリンダ・ブーム連結手段を連結した状態で、前記多段ブームのうち伸縮するブームと前記伸縮するブームと隣接する伸縮しないブームとのブーム間固定手段を解除して前記伸縮シリンダを伸縮することによりブームを伸縮し、
伸縮シリンダを単独で伸縮する際には、前記ブーム間固定手段を固定した状態でシリンダ
・ブーム連結手段を解除して伸縮シリンダを伸縮し、前記ブームの伸縮と伸縮シリンダの単独での伸縮を組み合わせることで、多段ブーム全体の伸縮を行う伸縮ブームの伸縮機構であって、前記シリンダ・ブーム連結手段が連結しているブームが何段目のブーム段であるかを検出するブーム段検出手段を備え、
前記油圧供給手段は前記ブーム段検出手段からの信号により伸長側油路リリーフセット圧を変更する伸長側油路リリーフセット圧変更手段を備えており、前記ブーム段検出手段の検出したブーム段数に基づいて、多段ブームのブーム段数が先端側である場合のリリーフセット圧が基端側のブーム段数である場合のリリーフセット圧よりも低圧になるよう変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明の伸縮ブームの伸縮機構は、前記伸縮シリンダが先端側のブーム段を伸長する際
のリリーフセット圧が、前記伸縮シリンダが基端側のブーム段を伸長する際のリリーフセ
ット圧よりも低圧になるよう変更されるので、全伸長時のロッド長さが最大で座屈が問題
となるトップブーム伸長時のロッドに作用する圧縮荷重を従来よりも小さい値とすること
ができる。そこで座屈強度の決定要因であるロッドの断面二次モーメントを従来のものよ
り小さいものとできる。すなわち、ロッド径が同じであれば肉厚を薄くできるし、肉厚が
同じであれば、ロッド径を小さくできる。その結果、ロッドの断面積が小さくなりロッド
の重量が従来のものより小さくなる。そうして、伸縮機構の軽量化が達成できるのである
。
【００１８】
また、本願発明の伸縮ブームの伸縮機構は、前記伸縮シリンダの伸長ロッド長さが増大す
るに応じてリリーフセット圧が低圧になるよう変更されるので、ロッドの座屈が問題とな
るロッド長さが大きな状態での圧縮荷重が小さくなり、従来のものよりもロッドの重量を
小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に、本発明の実施の形態に係る1本の伸縮シリンダ５を用いた伸縮ブーム１０の伸縮
機構の断面図を示す。
【００２０】
伸縮ブーム１０はベースブーム１１にセカンドブーム６、サードブーム７、フォースブー
ム８、フィフスブーム９及びトップブーム４が順次伸縮自在に嵌挿されている。伸縮ブ
ーム１０には1本の伸縮シリンダ５が内装されており、当該伸縮シリンダ５は、ベースブ
ーム基端部１１ａにそのロッド端部１２がピン１３により軸支されている。
【００２１】
１４は伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部１５に配置され、目的とするブーム
の基端部の連結穴５１に向けて内蔵する連結ピン５２を進退することにより目的ブーム基
端部と連結・解除可能なシリンダ・ブーム連結手段である。
【００２２】
１６は隣接するセカンドブーム６とベースブーム１１の内側ブームであるセカンドブーム
基端部６ａに配置されたセカンドブームのブーム間固定手段である。セカンドブームのブ
ーム間固定手段１６は外側ブームであるベースブーム１１の長手方向適所に複数設けられ
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、隣接するセカンドブーム６と
ベースブーム１１同士を固定・解除可能とするものである。
【００２３】
以下同様に、１７はサードブーム７のブーム間固定手段、１８はフォースブーム８のブー
ム間固定手段、１９はフィフスブーム９のブーム間固定手段、２０はトップブーム４のブ
ーム間固定手段である。
【００２４】
２５は伸縮シリンダ５のシリンダチューブロッド側端部１５に配置され、目的とするブー
ム基端部の固定ピンの内端に作用して固定ピンを進退駆動する固定ピン駆動手段である。
【００２５】
２６はシリンダ・ブーム連結手段１４が連結しているブーム段を検出する連結ブーム段検
出手段である。連結ブーム段検出手段２６は、セカンドブーム基端部６ａ〜トップブーム
基端部４ａにそれぞれ検出片を配置し、伸縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部１
５に配置した検出器（近接スイッチ）により、シリンダ・ブーム連結手段１４が連結状態
にあるブーム段を検出するようにしたものである。
【００２６】
２７はベースブーム基端部１１ａに配置されたロッド伸長長さ検出手段である。ロッド伸
長長さ検出手段２７はコード巻取器とその回転軸の回転数を検出するポテンショメータが
一体となった長さ検出器で構成されており、コード巻取器から繰出されたコード２８は伸
縮シリンダのシリンダチューブロッド側端部に連結されている。
【００２７】
図２は本願発明の実施の形態に係る伸縮機構の油圧供給手段３０を説明する回路図である
。３１は伸縮切換え弁であって、ポンプ３２からの作動油圧を伸縮シリンダ５に供給切換
えするものである。伸縮切換え弁３１は、パイロット油圧源３３からのパイロット油圧を
制御する伸長側電磁比例減圧弁３４及び縮小側電磁比例減圧弁３５からのパイロット圧に
より切換えられるようになっている。３６は伸縮シリンダの伸長側油室３７と伸縮切換え
弁３１の出口ポートとを連絡する伸長側油路である。３８は伸長側油路３６に介装された
カウンタバランス弁である。３９は伸縮シリンダの縮小側油室４０と伸縮切換え弁３１の
出口ポートとを連絡する縮小側油路である。
【００２８】
４１は前記伸長側油路３６とタンク４３の間に介装された伸長側油路ポートリリーフ弁で
あり、４２は前記縮小側油路３９とタンク４３の間に介装された縮小側油路ポートリリー
フ弁である。４４は伸長側油路リリーフセット圧変更手段であって、伸長側油路ポートリ
リーフ弁４１のベント油路４８に介装された二位置切換え弁４５と、当該二位置切換え弁
４５に接続された第１リリーフ弁４６及び第２リリーフ弁４７とから構成されている。第
１リリーフ弁４６のリリーフセット圧は１４０kgf/cm2であって、第２リリーフ弁４６の
リリーフセット圧は１７０kgf/cm2である。
【００２９】
５０は伸縮操作手段であって、移動式クレーンのオペレータが伸縮ブームの伸縮操作を
行うための操作手段である。２６は連結ブーム段検出手段であって、図１において具体的
なその構成を既に説明したものである。伸縮操作手段５０と連結ブーム段検出手段２６か
らの信号はコントローラ５０に入力され、コントローラからは上述した伸長側油路リリー
フセット圧変更手段の二位置切換え弁４５、伸長側電磁比例減圧弁３４、及び縮小側電磁
比例減圧弁３５に操作信号が出力される。
【００３０】
以上説明した伸縮機構の作用は以下の通りである。伸縮操作手段５０により伸長操作信号
が出力されると、コントローラ５１から伸長側電磁比例減圧弁３４に操作信号が出力され
、伸縮切換え弁３１は伸長側に切換えられる。その際、連結ブーム段検出手段２６からの
信号により、伸縮シリンダ５が先端側のブーム段であるトップブーム４あるいはフィフス
ブーム９を伸長する際には前記二位置切換え弁４５はベント油路４８に前記第１リリーフ
弁４６を接続する。一方、前記伸縮シリンダ５が基端側のブーム段であるフォースブーム
８、サードブーム７あるいはセカンドブーム６を伸長する際には前記二位置切換え弁４５
はベント油路４８に前記第２リリーフ弁４７を接続する。
【００３１】
図４に示した棒グラフ２２は各伸長段のリリーフセット圧を表している。図４から明らか
なように、リリーフセット圧は伸縮シリンダ５が全伸長した状態でロッド２１が座屈する
作動圧（折れ線３）よりも低く設定されているのでロッドが座屈する恐れは無い。一方、
リリーフセット圧（棒グラフ２２）は、ブーム先端にジブを装着して伸長した時の伸長段
により変化する伸長作動圧（折れ線２）よりも高く設定されているので、想定される伸縮
動作を問題なく行うことができる。
【００３２】
以上のように、本願発明の伸縮機構は伸長段によって変化する作動圧と座屈する作動圧と
の間にその変化傾向にあわせて変化するリリーフセット圧を設定することができる。これ
により、全伸長時のロッド長さが最大で座屈が問題となるトップブーム伸長時のロッドに
作用する圧縮荷重を従来よりも小さい値で設計することができる。そこで座屈強度に有利
となり伸縮シリンダの軽量化が達成できるのである。
【００３３】
また、本願発明の伸縮ブームの伸縮機構は、前記伸長側油路リリーフセット圧変更手段を
、入手が容易な伸長側油路ポートリリーフ弁、二位置切換え弁と、第１リリーフ弁及び第
２リリーフ弁で構成したので、比較的簡便な装置でもって安価に伸長側油路リリーフセッ
ト圧を二段階に変更することができる。
【００３４】
図３は第２の実施の形態に係る伸縮ブームの伸縮機構の油圧供給手段３０を説明する回路
図である。図２に示した第１の実施の形態に係る油圧回路と共通する部分は説明を省略し
、以下相違する部分について説明する。２７は図１でその構成を説明したロッド伸長長さ
検出手段であって、その検出信号はコントローラ５１に入力される。４４は伸長側油路リ
リーフセット圧変更手段であって、本実施例では電磁比例リリーフ弁５０が用いられてい
る。前記伸長側油路ポートリリーフ弁４１のベント油路４８に上記電磁比例リリーフ弁５
０が介装されている。電磁比例リリーフ弁５０にはコントローラ５１から操作信号が出力
される。コントローラ５１にはロッド伸長長さが増大するに応じて低圧になるリリーフセ
ット圧が記憶されている。そのリリーフセット圧は、図４に示したジブ装着時の作動圧（
折れ線２）よりも高く、伸縮シリンダ５が全伸長した状態でロッド２１が座屈するリリー
フセット圧（折れ線３）よりも低い値がロッド長さと関係付けて連続的に又は段階的に設
定されている。
【００３５】
以上説明した第２の実施の形態に係る伸縮機構の作用は以下の通りである。伸縮シリンダ
５が伸長しロッド伸長長さが長くなってくるとコントローラは、記憶しているロッド長さ
に応じたリリーフセット圧を読み出し電磁比例リリーフ弁５０に出力する。これにより、
全伸長時のロッド長さが最大で座屈が問題となるトップブーム伸長時のロッドに作用する
圧縮荷重を従来よりも小さい値で設計することができる。そこで座屈強度に有利となり伸
縮シリンダの軽量化が達成できるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係る1本の伸縮シリンダ５を用いた伸縮機構の断面図    である。
【図２】本願発明の実施の形態に係る伸縮機構の油圧供給手段３０を説明する回路図    である。
【図３】第２の実施の形態に係る伸縮ブームの伸縮機構の油圧供給手段３０を説明す    る回路図である。
【図４】伸縮シリンダが伸長するときの作動圧の一例を図示したものである。
【図５】トップブーム４を最大伸長したときの伸縮シリンダ５の状態を図示したもの    である。
【図６】セカンドブーム６を最大伸長したときの伸縮シリンダ５の状態を図示したも    のである。
【符号の説明】
【００３７】
４：トップブーム
５：伸縮シリンダ
１０：伸縮ブーム
１１：ベースブーム
１２：ロッド端部
１４：シリンダ・ブーム連結手段
１５：シリンダチューブロッド側端部
１６〜２０：ブーム間固定手段
２５：固定ピン駆動手段
２６：連結ブーム段検出手段
２７：ロッド伸長長さ検出手段
４１：伸長側油路ポートリリーフ弁
４４：伸長側油路リリーフセット圧変更手段
４５：二位置切換え弁
４６：第１リリーフ弁
４７：第２リリーフ弁
４８：ベント油路
【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】
0005048260.tif 000007