JPH0578509B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば、土木建設装置や高所作業車等
のようにテレスコピツク状となつた複数のブーム
を伸縮させて、その先端と後端の長さを変化させ
ることができるブーム伸縮機構に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来より建設機構、土木機械等ではテレスコピ
ツク状となつた複数のブームを伸縮させて、その
全長を変化させることにより、各種の目的に使用
する機構が多く採用されていた。例えば、バケツ
トを高所に持ち上げるための高所作業車や深い穴
を土中に掘削する為の深穴掘削装置等ではテレス
コピツク状となつたブーム装置が採用されてい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところでこの種のテレスコピツク状に伸縮可能
に構成されたブーム装置を搭載した作業車により
市街地等で作業を行う場合に長いブームを作業を
行う前の待機状態の位置から作業を行う際に設定
すべき作業位置まで、あるいはその逆に移動させ
る際にブームを支持するアームの支点を中心にブ
ーム上端が半円を描くように移動する。このため
に市街地等ではブームが電線と接触し、電線を切
断して停電事故を招くという問題があつた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
であり、ブームを待機位置から作業位置まで、あ
るいはその逆に移動させる際にブーム上端が地表
面から一定高さを越えないように移動させること
ができるテレスコピツク状に伸縮可能に構成され
たブーム伸縮機構を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のブーム伸縮機構は、外径の異なる複数
のブームをテレスコピツク状に挿通し、各ブーム
を同期させて伸縮可能に構成されたブームと、該
ブームを伸縮自在に支持するアームと、アームの
仰角を調整する第１の駆動手段と、前記ブームと
アームとのなす角度を調整する第２の駆動手段
と、前記ブーム全体を長さ方向に進退させる第３
の駆動手段と、待機位置から作業位置まで、また
は作業位置から待機位置まで前記ブーム及びアー
ムを移動させる際にブーム上端が地表面から一定
高さを越えないような軌跡を描くように前記第
１，第２及び第３の駆動手段を協調的に作動させ
る制御手段とを有することを特徴とする。

〔作用〕

上記構成からなるブーム伸縮機構では、第１の
駆動手段としての油圧シリンダ５によりアーム４
の仰角が調整され、アーム４がその調整角度に応
じて上下方向に揺動される。また第２の駆動手段
としての油圧シリンダ８によりブーム１０とアー
ム４とのなす角度が調整されブーム１０は、この
角度に応じて上下方向に揺動される。更に第３の
駆動手段としての油圧モータ２２によりブーム１
０全体がその長さ方向に進退させられるように駆
動される。

これら第１，第２，第３の駆動手段は、待機位
置から作業位置まで、または作業位置から待機位
置までブーム及びアームを移動させる際に制御手
段としての中央制御回路５８により、ブーム上端
が地表面から一定高さを越えないような軌跡を描
くように協調的に作動させられる。

したがつて、長いブームを待機位置から作業位
置に、またはその逆に移動させる際に、市街地等
でブーム上端が電線等との接触事故を防止するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。

本実施例においては地表より内部に垂直の深い
穴を開け、杭等を挿入するための深穴掘削装置に
より実施例を説明している。

車体１の左右にはそれぞれキヤタピラー２が巻
き付けてあり、このキヤタピラー２により車体１
は前後左右に自由に移動することができるもので
ある。この車体１の上部には作業台３が水平方向
に360度自由に旋回できるように設置してあり、
この作業台３の上部前面にはややくの字形に折り
曲げたアーム４が上下方向に揺動できるように軸
支してある。このアーム４の中央と前記作業台３
の前面との間には仰角調整用の油圧シリンダ５が
介在させてある。そしてアーム４の先端にはやや
四角形状の開口を貫通開口させた案内体６がピン
７によつて回動自在に連結してある。このアーム
４と案内体６との間には角度調整用の油圧シリン
ダ８が介在させてあり、この案内体６の上面には
油圧モーター等を収納した作動機構９が載置固定
してある。この案内体６に貫通形成した開口には
断面四角形の細長い直線状をしたブーム１０がそ
の長さ方向に進退できるように挿通してある。そ
してこのブーム１０の下端にはクラムシエルバケ
ツト１１がピン１２によつて連結されている。

次に、第２図は前記作動機構９の内部の構造を
示したものであり、一部スケルトンで示してあ
る。

前記作動機構９内には案内体６の表面と平行に
軸２０が回転自在に軸支してあり、この軸２０の
中央にはピニオン２１が固定してあり、軸２０の
一端には油圧モーター２２が連結してある。そし
て前記ブーム１０の上面の中央にはその長さ方向
に沿つてラツク２３が固定してあり、このラツク
２３と前記ピニオン２１とは噛み合わせてある。

次に第３図、第４図は前記ブーム１０の内部の
構造を示すものである。

このブーム１０は外径がそれぞれ異なつた元ブ
ーム３１、中ブーム３２、先ブーム３３から構成
されており、元のブーム３１の内部には中ブーム
３２が摺動自在に挿通してあり、中ブーム３２の
内部には先ブーム３３が摺動自在に挿通してあ
る。そして中ブーム３２の先端（図中左側）には
プーリー３４が軸支してあり、一端を元ブーム３
１の底に連結した同調ワイヤー３５はこのプーリ
ー３４でその方向を転換され、同調ワイヤー３５
の他端は先ブーム３３の底部に連結されている。
また、前記中ブーム３２の後端（図中右側）には
プーリー３６が軸支されており、このプーリー３
６には一端を元ブーム３１の先端に連結し、他端
を先ブーム３３の後端に連結した同調ワイヤー３
７が巻き回してある。

そして前記先ブーム３３の内部中央には取付け
台３８が固定してあり、この取付け台３８には油
圧シリンダ３９が固定してある。この油圧シリン
ダ３９には油圧の作動力によつて進退できるシリ
ンダロツド４０が設けてあり、このシリンダロツ
ド４０の軸線は先ブーム３３の軸線と平行に位置
させてある。そしてシリンダロツド４０の両端に
はそれぞれプーリー４１，４２が軸支してあり、
先ブーム３３の先端及び後端の内部にはそれぞれ
プーリー４３，４４がそれぞれ軸支してある。そ
して引き込みワイヤー４５の一端は先ブーム３３
の先端に連結してあり、プーリー４１を介して反
転され、更にプーリー４４によつて逆方向に転換
され、この引き込みワイヤー４５の他端に前記中
ブーム３２の内部後端に接続されている。また、
前記先ブーム３３の後端下部にはプーリー４６が
軸支してあり、押し出しワイヤー４７の先端は先
ブーム３３の内部後端に連結されており、プーリ
ー４２によつて反転されるとともにプーリー４４
の外周と接触し、更にプーリー４６によつてその
方向が転換されるとともに先ブーム３３の外側に
引き出され、この押し出しワイヤー４７の他端は
中ブーム３２の先端に接続されている。

次に第５図は本実施例における油圧制御系を示
したものである。

圧力油を貯蔵する油タンク５１は油圧ポンプ５
２の吸引側に連結してあり、この油圧ポンプ５２
は原動機５３によつて作動されている。この油圧
ポンプ５２の吐出側にはそれぞれ切換弁回路５
４，５５，５６，５７にそれぞれ接続されてお
り、各切換弁回路５４，５５，５６の排出側は前
記油タンク５１に回収されている。この切換弁回
路５４には前記油圧シリンダ３９が接続されてお
り、切換弁回路５５には前記油圧シリンダ８が接
続されており、切換弁回路５６には前記油圧シリ
ンダ８が接続されており、切換弁回路５７には前
記油圧モーター２２が接続されている。そしてマ
イコン等を収納した中央制御回路５８の出力はそ
れぞれ切換弁回路５４，５５，５６，５７にそれ
ぞれ独立して制御信号が伝えられており、アーム
４及びブーム１０の駆動制御をするための操作器
５９の出力は前記中央制御回路５８に伝えられて
いる。

次に、本実施例の作用を説明する。

原動機５３によつて油圧ポンプ５２を作動させ
ると油タンク５１より吸引された圧力油は切換弁
回路５４，５５，５６，５７にそれぞれ伝えられ
る。ここにおいて操作器５９の内、アーム４を上
方、或いは下方に揺動させるボタンを操作する
と、中央制御回路５８はその操作指令を判断し、
各切換弁回路５５，５６，５７をそれぞれ適当な
タイミングで制御する。即ち、油圧ポンプ５２か
らの吐出油をそれぞれ油圧シリンダ５，８及び油
圧モーター２２にそれぞれ適当なタイミングで供
給する。これによりアーム４は油圧シリンダ５に
よつて上下に揺動し、同時に油圧シリンダ８が作
動することにより、案内体６がアーム４に対して
ピン７を中心として回動し、ブーム１０を上下に
揺動させることになる。そして作動機構９内に収
納した油圧モーター２２が作動すると、軸２０が
回転され、ピニオン２１を回転させることにより
ラツク２３とブーム１０を案内体６の長さ方向に
移動させることになる。

これら３つの油圧作動機構（油圧シリンダ５，
８、油圧モーター２２）をそれぞれ協調して作動
させることによりクラムシエルバケツト１１は地
面の上方より穴を開ける位置に向かつて下降す
る。クラムシエルバケツト１１が土砂を排土し、
穴が深くなつた場合にはブーム１０は油圧モータ
ー２２によつて案内体６内を摺動し、クラムシエ
ルバケツト１１を深い位置にまで送り込むように
作用する。このクラムシエルバケツト１１を地面
より下方に移動させる動作においては中央制御回
路５８内に設定してある演算機能によつて油圧シ
リンダ５，８、油圧モーター２２を協調して作動
させることができ、ブーム１０の上端はピン７を
中心とした半円弧状の軌跡で回転するのではな
く、なだらかな丘状をした弧を描いて制御するこ
とができる。

このため、第６図で示すように待機状態におけ
るアーム４Ａとブーム１０Ａの位置は実線で示す
ようになつており、アーム４を少し下方に傾けた
４Ｂの位置においてはブーム１０Ｂは少し斜めに
なつて位置し、しかも油圧モーター２２により下
方に向けて少し移動させられている。更にアーム
４が下方に移動し、ブーム１０が作業位置に達し
た４Ｃの状態となつた時にはブーム１０Ｃは垂直
に位置し、この状態においては油圧シリンダ５，
８はそれぞれ作動せず、油圧モーター２２のみが
作動し、ブーム１０を案内体に沿つて下方に移動
させて深い位置における穴を掘削させることがで
きるものである。ここでブーム１０が待機状態の
１０Ａの位置から作業位置である１０Ｃの位置ま
で移動する際には中央制御回路５８の制御信号に
基づいて油圧シリンダ５，８、油圧モータ２２が
駆動され、ブーム１０の上端が地表面から一定高
さを越えないように弧状の軌跡Ｘを描くようにア
ーム４及びブーム１０が駆動される。そして、前
述の動作によりクラムシエルバケツト１１により
穴が順次掘り取られていき、ブーム１０が作動機
構９によつて移動されたとしても穴の底にクラム
シエルバケツト１１が達しないまでに深くなつた
場合にはブーム１０の全長を伸ばし、クラムシエ
ルバケツト１１を更に下方に押し込めることがで
きる。

この場合、操作器５９の伸びる方向のボタンを
押すと、その制御信号は中央制御回路５８で判断
し、切換弁回路５４を動作させ、油圧シリンダ３
９に圧力油を供給する。すると、第３図の状態に
おけるブーム１０が縮小された状態より中ブーム
３２、先ブーム３３が元ブーム３４より押し出さ
れることになる。

即ち油圧シリンダ３９が作動するとシリンダロ
ツド４０は図中Ｂ方向に移動し、プーリー４２を
移動させるこれにより押し出しワイヤー４７はそ
の長さが短縮されて先ブーム３３の内部方向に引
きこまれることになる。このため、先ブーム３３
は中ブーム３２より引き出され、第３図、第４図
において図中左方向に移動することになる。

先ブーム３３が中ブーム３２より引き出される
と先ブーム３３の後端に接続してある同調ワイヤ
ー３７は移動し、プーリー３６を回転させなが
ら、中ブーム３２を元ブーム３１に対して図中左
方向に押し出すように作用する。このため、油圧
シリンダ３９が作動し、シリンダロツド４０が図
中Ｂ方向に移動することで先ブーム３３、中ブー
ム３２は同時に作用し、それぞれが同じ移動速度
で図中左方向に移動することになる。これによ
り、ブーム１０はテレスコピツク状に伸張し、第
３図の状態から第４図の状態に変化してその全長
が長くなる。従つて、先ブーム３３の先端に取り
つけてあるクラムシエルバケツト１１は、掘り下
げた穴の中で更に深い位置にまで押し下げられる
ことになる。

次に、ブーム１０を縮小させてクラムシエルバ
ケツト１１を上方に持ち上げる場合に付いて説明
すると、先ず、操作器５９を操作し、ブーム１０
を縮小させるボタンを押すことで指令を出す。こ
れにより中央制御回路５８はその指令を判断し、
切換弁回路５４によつて油圧の供給を反転し、油
圧シリンダ３９を逆方向に移動させる。そしてシ
リンダロツド４０を図中Ａ方向に移動させてプー
リー４１を図中右方向に移動させる。このため、
プーリー４１に巻き回してある引き込みワイヤー
４５は先ブーム３３内で引き寄せられ、先ブーム
３３を中ブーム３２の内部に移動させるように作
動する。この先ブーム３３が中ブーム３２の中に
移動するように作用すると同時に同調ワイヤー３
５も中ブーム３２の内部に引きこまれ、プーリー
３４を介して引きこまれることから中ブーム３２
は元ブーム３１の内部方向に移動させられること
になる。ブーム１０が縮小してその全長が最小と
なつた状態が第３図に示す状態である。

この状態から油圧モータ２２のみを作動させ、
ブーム１０を案内体６に沿つて上方に移動させ、
第６図においてアーム４が４ｃの状態にまで戻
す。この状態からは油圧シリンダ５，８、油圧モ
ータ２２を中央制御回路５８により強調させて作
動させ、ブーム１０の上端が地表面から一定高さ
を越えないように弧状の軌跡Ｘを描いてアーム４
及びブーム１０が第６図において実線で示す待機
状態の位置（アーム４Ａ、ブーム１０Ａ）まで復
帰するように駆動制御される。

この様にして同調ワイヤー３５，３７及び引き
込みワイヤー４５、押し出しワイヤー４７がそれ
ぞれ一定の張力をもつて張られていることによ
り、中ブーム３２、先ブーム３３はそれぞれその
長さ方向に沿つて遊びがなく、確実に伸張した
り、縮小させられたりすることができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によればテレス
コピツク状に伸縮可能に構成されたブーム及びブ
ームを支持するアームを待機位置から作業位置
に、またはその逆に移動させる際にブーム上端が
地表面から一定高さを越えないような軌跡を描く
ように移動させるようにしたので、市街地等でブ
ーム上端と電線等との接触事故を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である深穴掘削装置
を示す斜視図、第２図は同上の作動機構の構成を
示すスケルトン図、第３図はブームを縮小した場
合における内部構造を示す断面図、第４図はブー
ムを伸張化した場合を示す断面図、第５図は油圧
制御回路を示す回路図、第６図はブームの作動状
態を示す説明図である。 １……車体、１０……ブーム、３１……元ブー
ム、３２……中ブーム、３３……先ブーム、３９
……油圧シリンダ、４０……シリンダロツド、４
５……引き込みワイヤー、４７……押し出しワイ
ヤー、３５，３７……同調ワイヤー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外径の異なる複数のブームをテレスコピツク
   状に挿通し、各ブームを同期させて伸縮可能に構
   成されたブームと、該ブームを伸縮自在に支持す
   るアームと、アームの仰角を調整する第１の駆動
   手段と、前記ブームとアームとのなす角度を調整
   する第２の駆動手段と、前記ブーム全体を長さ方
   向に進退させる第３の駆動手段と、待機位置から
   作業位置まで、または作業位置から待機位置まで
   前記ブーム及びアームを移動させる際にブーム上
   端が地表面から一定高さを越えないような軌跡を
   描くように前記第１，第２及び第３の駆動手段を
   協調的に作動させる制御手段とを有することを特
   徴とするブーム伸縮機構。