JP6008525B2 - コンクリートポンプ - Google Patents

Description

本発明は、生コンクリートを吸入吐出するコンクリートポンプに関する。

従来、油圧ポンプより吐出された作動油により駆動シリンダを伸縮させ、駆動シリンダに連結したポンプシリンダを進退することによりコンクリートを吸入および吐出するようにしている。そして、ポンプシリンダから吐出されたコンクリートはブームに設けられたブーム配管または、地上配管を通して所定の箇所に圧送するようにしている。
余分な作動油はリリーフ弁を介してタンクに還流するのだが、ブーム配管や地上配管といった使用する配管に応じて低圧リリーフ回路か高圧リリーフ回路を選択し、リリーフ圧（動作圧）を変更するようにしている。
このようなコンクリートポンプによれば、使用する配管にあった動作圧でコンクリートを圧送するため、配管に過剰な負荷が加わることによる破損を防止することができる。

特開平４−１６１６６１号公報

しかし、余分な作動油は駆動シリンダに供給されるまでにリリーフ弁を介してオイルタンクに還流されているため、油圧ポンプは駆動シリンダの伸縮動作に関わらない作動油を吐出することになる。油圧ポンプは、車載のコンクリートポンプ車であれば車両のエンジンにより回転されており、余分な作動油の吐出は無駄な燃料消費につながり不経済である。

本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたものであり、駆動シリンダの動作圧力を任意に調整しつつ、還流を少なくすることができるコンクリートポンプを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため本発明のコンクリートポンプは、原動機により駆動する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから送られた作動油にて伸縮する駆動シリンダと、前記駆動シリンダに連結したポンプシリンダと、油圧ポンプと駆動シリンダとの間の油路より分岐するとともにオイルタンクと接続した還流油路と、前記還流油路に備えられ入力される電気信号に応じてリリーフ圧を調整するリリーフ弁と、前記油圧ポンプと前記駆動シリンダとの間の圧力油路の圧力を把握する圧力把握手段と、コンクリートポンプの高圧動作と低圧動作とを指示する操作手段と、前記操作手段からの動作指示に基づき第一の設定圧と第二の設定圧を選択し、前記リリーフ弁に第一の設定圧に対応する制御信号を出力し、前記圧力把握手段が、第一の設定圧よりも小さい第二の設定圧であると判断すると油圧ポンプの吐出流量を減少させる制御装置を有する吐出流量調整手段とを備えたことを特徴とする。本発明によると、リリーフ弁のリリーフ圧を調整することで駆動シリンダの動作圧力を任意に調整することができる。そして、制御装置は作動油が還流油路を通ると判断すれば油圧ポンプの吐出流量を減少させるため、リリーフ弁が開放することを抑えることができる。そうして、油圧ポンプが吐出した作動油のうち還流油路を通って戻る作動油量を少なくすることができ、油圧ポンプを駆動させている原動機のエネルギの浪費を抑制することができる。

また、リリーフ圧である第一の設定圧に至るまでに油圧ポンプの吐出流量を減少させるため、リリーフ弁の開放をさらに抑制することができる。
また、リリーフ圧である第一の設定圧と油圧ポンプの吐出流量を調整するための第二の設定圧とを作業者がそれぞれ設定する必要がない。

また、前記油圧ポンプは、押しのけ容積を変更可能な可変容量式の油圧ポンプであり、前記制御装置は、第一の設定圧よりも小さい第二の設定圧であると判断すると押しのけ容積を減少させることで油圧ポンプの吐出流量を減少させるようにしてもよい。

また、前記制御装置は、第一の設定圧よりも小さい第二の設定圧であると判断すると原動機の回転数を減少させることで油圧ポンプの吐出流量を減少させるようにしてもよい。これによると、油圧ポンプを駆動させている原動機そのものの出力を減少させるため原動機を稼働するためのエネルギの浪費をさらに抑制することができる。

このような構成のコンクリートポンプによれば、油圧ポンプが吐出した作動油のうち還流油路を通って戻る作動油量を少なくすることができ、油圧ポンプを駆動させている原動機のエネルギの浪費を抑制することができる。

本発明を適用したコンクリートポンプ車の一実施形態を示した側面図である。 コンクリートポンプの要部拡大平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 低圧（標準圧）で生コンクリートを圧送する場合におけるコンクリートポンプの油圧回路図である。 高圧で生コンクリートを圧送する場合におけるコンクリートポンプの油圧回路図である。 図４のうち油圧ポンプの詳細を示した油圧回路図である。 操作装置を示した図である。 制御装置の記憶部に記憶した設定圧を示した表であり（ａ）は第一の設定圧の値を、（ｂ）は第二の設定圧の値をそれぞれ示している。 油圧ポンプの他の実施形態を示した油圧回路図である。

図１に示すように、このコンクリートポンプ車Ｖは、打設位置に生コンクリートを供給するためのブーム装置Ｂと、生コンクリートを圧送するためのコンクリートポンプＰと、これらブーム装置Ｂ及びコンクリートポンプＰが固定されるとともに当該コンクリートポンプ車ＶのシャシフレームＦに搭載固定されたサブフレームＳを有している。

シャシフレームＦは、車両前後方向に延びる長尺の部材であり、車幅方向に所定の間隔を置いて平行に左右一対配置されて当該コンクリートポンプ車Ｖの車体を構成している。

サブフレームＳは、左右一対のシャシフレームＦの上面に沿って固定配置された長尺の部材であり、シャシフレームＦと同様、車両前後方向に延びるとともに車幅方向に所定の間隔を置いて平行に一対配置されている。

ブーム装置Ｂは、車両前後方向に延びるサブフレームＳの前部に配置されており、サブフレームＳに固定された旋回台１１と、この旋回台１１上に設けられ、鉛直軸線回りに旋回自在な支柱１２と、この支柱１２の先端に設けられたブーム１３とを有している。ブーム１３は、互いに屈曲可能に連結された第１〜第４ビーム１３１〜１３４により構成されたいわゆる４段ブームである。

これら旋回台１１及び第１〜第４ビーム１３１〜１３４は、それぞれの連結部分がブーム駆動手段１４によって回動駆動することができる。

また、コンクリートポンプ車Ｖには、サブフレームＳに固定され走行姿勢のブーム１３（特に第４ビーム１３４）の車幅方向に対する移動を規制するブーム受け１６を備えており、支柱１２及びブーム１３には、コンクリートポンプＰから圧送される生コンクリートをブーム１３の先端１３５まで導くブーム用配管１５が、当該支柱１２及びブーム１３に沿って固定されている。
なお、ビームはその他の本数であってもよく、ブーム装置Ｂそのものを搭載しない配管車であってもよい。

図２に示すように、コンクリートポンプＰは、生コンクリートなどの流体を圧送するためのものであり、サブフレームＳ上に搭載されたコンクリートポンプ本体２と、コンクリートポンプ本体２の後方に設けたバルブ装置３とを備えている。

図２に示すように、コンクリートポンプ本体２は、油圧駆動の復動式ピストンポンプであって、互いに並列する左側のポンプシリンダ２１と右側のポンプシリンダ２２とを備えている。それらのポンプシリンダ２１，２２の基端には、左側のポンプシリンダ２１を駆動させる左側の駆動シリンダ２３、右側のポンプシリンダ２２を駆動させる右側の駆動シリンダ２４がセンターフレーム２６を介して一体に接続されている。一対のポンプシリンダ２１，２２内にはそれぞれ摺動自在に嵌合されるポンプピストン２１ａ，２２ａが、一対の駆動シリンダ２３，２４内にはそれぞれ摺動自在に嵌合される駆動ピストン２３ａ、２４ａが設けられている。左側のポンプシリンダ２１内のポンプピストン２１ａと左側の駆動シリンダ２３内の駆動ピストン２３ａ、右側のポンプシリンダ２２内のポンプピストン２２ａと右側の駆動シリンダ２４内の駆動ピストン２４ａとが、センターフレーム２６を摺動自在に貫通するピストンロッド２５によりそれぞれ一体に連結されている。そして各駆動ピストン２３ａ、２４ａは、対応する駆動シリンダ２３，２４内をピストンロッド側の先部油室２３ｂ，２４ｂと、ピストン側の基部油室２３ｃ、２４ｃとに区画している。各ポンプシリンダ２１，２２の先端は、吐出端２１ｂ，２２ｂとして開口されている。この各ポンプシリンダ２１，２２の吐出端２１ｂ，２２ｂはバルブ装置３の前面に接続され、連通している。

図２に示すように、バルブ装置３はバルブケーシング３１と、底蓋３２と、Ｓバルブ３３（即ち揺動バルブ管）と、Ｓバルブ駆動手段３４と、吐出配管３５とを備えている。バルブケーシング３１は前壁３１ａ、後壁３１ｂ、及び両側壁３１ｃとにより枠状に形成されており、下部は開口部３１ｄにより開口されている。底蓋３２はバルブケーシング３１下部の開口部３１ｄをシリンダ等（図示せず）にて開閉するものである。

バルブケーシング３１の下部には、湾曲管状のＳバルブ３３が収容支持されている。このＳバルブ３３は、Ｓバルブ３３と一体で各ポンプシリンダ２１，２２の軸線と平行な回動支軸３３ａの軸線まわりに回動自在であり、一対のポンプシリンダ２１，２２の先部（即ち吐出端２１ｂ，２２ｂ）と吸入口３３ｂとを交互に切換連通可能である。

図２及び図３に示すように、回動支軸３３ａには、これを両ポンプピストン２１ａ，２２ａの作動と同期して回動させて、Ｓバルブ３３を切換駆動するためのＳバルブ駆動手段３４が接続される。このＳバルブ駆動手段３４は、互いに協働して構成する左側の単動式バルブ駆動シリンダ３４ａおよび右側の単動式バルブ駆動シリンダ３４ｂの先部が、該回動支軸３３ａより一体に延びる連結アーム３４ｃを介して連結され、その両バルブ駆動シリンダ３４ａ，３４ｂの基部が、コンクリートポンプ本体２に回動可能に連結されて構成される。

コンクリートポンプＰの運転時に、この一対のバルブ駆動シリンダ３４ａ，３４ｂは、一対のポンプシリンダ２１，２２のうち、生コンクリートの吸入状態にあるものをバルブケーシング３１内に、また生コンクリートの圧送状態にあるものを吸入口３３ｂに交互に接続するように、Ｓバルブ３３を切換駆動制御して生コンクリートを円滑に圧送する。即ち、Ｓバルブ３３は、吸入口３３ｂを左側のポンプシリンダ２１の吐出端２１ｂに接続する第１切換位置と、吸入口３３ｂを右側のポンプシリンダ２２の吐出端２２ｂに接続する第２切換位置との間を往復移動（揺動）可能であり、その第１切換位置へは左側のバルブ駆動シリンダ３４ａの伸長作動により、またその第２切換位置へは右側のバルブ駆動シリンダ３４ｂの伸長作動によりそれぞれ切換保持される。

図２に示すように、吐出配管３５は、その前端がバルブケーシング３１の後壁３１ｂに接続されており、Ｓバルブ３３に常時連通されており、その後端は、ブーム装置Ｂのブーム用配管１５に接続されている（図１参照）。また、吐出配管３５を下方に向けて地上配管１７（図１に一点鎖線で図示）に接続するようにしてもよい。

図１に示すように、ホッパＨはバルブケーシング３１の上部に連結され、生コンクリートを受け入れるようになっている。

図４から図６を参照してコンクリートポンプ２とブーム装置Ｂとを駆動する油圧回路について説明する。図４は低圧（標準圧）で生コンクリートを圧送する場合におけるコンクリートポンプの油圧回路図であり、図５は高圧で生コンクリートを圧送する場合におけるコンクリートポンプの油圧回路図である。

コンクリートポンプ車Ｖは、そのエンジンＥｎ（原動機）により駆動する可変容量式の第１油圧ポンプＰＵ１及び第２油圧ポンプＰＵ２を備えている。両油圧ポンプＰＵ１，ＰＵ２は、可変容量式の油圧ポンプ（本実施例ではアキシャルピストンポンプ）であり、斜板を操作することにより吐出容量を変更することができる。第１油圧ポンプＰＵ１は左右の駆動シリンダ２３，２４の動作方向を切り換える切換弁Ｖ１と、左右の駆動シリンダ２３，２４の動作圧力を切り換える切換弁Ｖ２とを介してコンクリートポンプ本体２に接続されている。また、コンクリートポンプ車ＶはＳバルブ用油圧源８を備えており、Ｓバルブ用油圧源８に接続した油路８１は、Ｓバルブの揺動方向を切り換えるバルブ切換弁Ｖ３を介してＳバルブ駆動手段３４に接続されている。
一方、第２油圧ポンプＰＵ２はブーム切換弁Ｖ４を介してブーム駆動手段１４が接続されている。
なお、第１油圧ポンプＰＵ１（アキシャルピストンポンプ７０）と第２油圧ポンプＰＵ２とＳバルブ用油圧源８のギヤポンプ８０とは駆動軸４３により直列接続されており、コンクリートポンプ車ＶのエンジンＥｎにて駆動する。

コンクリートポンプＰは、第１油圧ポンプＰＵ１と左右一対の駆動シリンダ２３，２４とを供給油路６により接続している。これにより、駆動シリンダ２３、２４の駆動ピストン２３ａ，２４ａは第１油圧ポンプＰＵ１から吐出された圧力油により前後に移動することができる。
この油圧回路について詳細に説明する。前記第１油圧ポンプＰＵ１の吸込側は油タンクＴに連通し、吐出側には吐出油路６１を接続している。そして、吐出油路６１は、切換弁Ｖ１の入口側のポートｐ１に接続している。切換弁Ｖ１のもう一つの入口側のポートｐ２は戻り油路６２が接続されており、戻り油路６２は油タンクＴに連通されている。
吐出油路６１の途中より分岐した還流油路６５は、リリーフ弁ＲＶを介して油タンクＴに連通している。

前記切換弁Ｖ１の出口側の２つのポートｐ３、ｐ４には、圧力油路６３、６４がそれぞれ接続されている。一方の圧力油路６３は、高低圧切換弁Ｖ２を介して先部側油路６３ａと基部側油路６３ｂとに分岐されている。先部側油路６３ａは左側の駆動シリンダ２３の先部油室２３ｂに接続され、基部側油路６３ｂは右側の駆動シリンダ２４の基部油室２４ｃに接続されている。また、他方の圧力油路６４は、高低圧切換弁Ｖ２を介して先部側油路６４ａと基部側油路６４ｂとに分岐されている。そして、先部側油路６４ａは右側の駆動シリンダ２４の先部油室２４ｂに接続され、基部側油路６４ｂは左側の駆動シリンダ２３の基部油室２３ｃに接続されている。

切換弁Ｖ２について詳細に説明する。切換弁Ｖ２は６基の方向制御弁６６ａ〜６６ｆと２基の電磁弁６６ｇ，６６ｈを有する。
一方の圧力油路６３から分岐した先部側油路６３ａは、方向制御弁６６ａを介して左側の駆動シリンダ２３の先部油室２３ｂに連通され、基部側油路６３ｂは方向制御弁６６ｂを介して右側の駆動シリンダ２４の基部油室２４ｃに連通される。
他方の圧力油路６４からに分岐した先部側油路６４ａは方向制御弁６６ｃを介して右側の駆動シリンダ２４の先部油室２４ｂに連通され、基部側油路６４ｂは方向制御弁６６ｄを介して左側の駆動シリンダ２３の基部油室２３ｃに連通される。前記先部側油路６３ａ、６４ａは、方向制御弁６６ｅを介在した連接油路６４ｃにより相互に連通され、さらに前記基部側油路６４ｂの途中には、方向制御弁６６ｆを介在している。

前記吐出油路６１には、パイロット油路６７ａが接続され、このパイロット油路６７ａは、パイロット油路６７ｂとパイロット油路６７ｃとに分岐されている。パイロット油路６７ｂは、電磁弁６６ｈを介して方向制御弁６６ａ，６６ｂ，６６ｆの制御油室に接続されており、電磁弁６６ｈを切り換えることにより方向制御弁６６ａ，６６ｂ，６６ｆの制御油室をパイロット油路６７ｂあるいは油タンクＴに開放する戻り油路６７ｄに選択的に切換連通される。
また、パイロット油路６７ｃは、電磁弁６６ｇを介して方向制御弁６６ｃ，６６ｄ，６６ｅの制御油室に接続されており、電磁弁６６ｇを切り換えることにより方向制御弁６６ｃ，６６ｄ，６６ｅの制御油室をパイロット油路６７ｃあるいは油タンクＴに切換連通する。
そして、方向制御弁６６ａ〜６６ｆの制御油室に第１油圧ポンプＰＵ１から吐出される圧力油の油圧がパイロット油路６７ｂあるいはパイロット油路６７ｃを介してパイロット油圧として作用するとき、方向制御弁６６ａ〜６６ｆはロック状態に保持される。

図６は、第１油圧ポンプＰＵ１とリリーフ弁ＲＶの詳細な油圧回路図である。
第１油圧ポンプＰＵ１は可変容量式のアキシャルピストンポンプ７０とその斜板７０ａを変更する吐出調整回路７１と、斜板７０ａの傾きを調整するスライダ７２と、切換弁７３と、電磁比例形の減圧弁７４とを備えている。
アキシャルピストンポンプ７０は、スライダ７２が図示右方向に移動すると斜板７０ａの傾斜角が大きくなり、押しのけ容積Ｑ（回転数当たりの吐出流量）を増加させる。一方、スライダ７２が図６の左方向に移動すると押しのけ容積Ｑを減少させる。
次に、吐出調整回路７１について説明する。アキシャルピストンポンプ７０の吐出側の油路にチェック弁７１ａを内蔵した油路７１ｂが接続され、油路７１ｂはチェック弁７１ａの下流より分岐した油路７１ｃを介してスライダ７２の小径室７２ａに接続している。油路７１ｃの下流より分岐した油路７１ｄは途中に切換弁７３を介してスライダ７２の大径室７２ｂに接続している。油路７１ｂは油路７１ｄの分岐よりも下流に電磁比例形の減圧弁７４が接続され、減圧弁７４の切換弁７３のスプール７３ａを左側に移動させるプッシャ７３ｂに接続している。なお、切換弁７３にはスプリング７３ｃが内蔵されており、スプリング７３ｃによりスプール７３ａは右側に付勢されている。

以上のように構成された第１油圧ポンプＰＵ１の動作について説明する。油路７１ｂに導入された作動油は油路７１ｃを通ってスライダ７２の小径室７２ａに常に流入している。ソレノイドＳＯＬ１０により設定した第一の設定圧までの圧力であれば、油路７１ｂに導入された作動油は減圧弁７４を通って油路７１ｂに流入する。これにより、プッシャ７３ｂは押し出され、スプリング７３ｃに抗してスプール７３ａを左側に切り替える。するとスライダ７２の大径室７２ｂはタンクと連通し、スライダ７２は小径室７２ａに導入された作動油により右側に移動する。従って、アキシャルピストンポンプ７０の斜板７０ａの傾斜角が大きくなり、吐出流量が増加する。
一方、アキシャルピストンポンプ７０の吐出圧がソレノイドＳＯＬ１０により設定された圧力値（第一の設定圧）を超えると、油路７１ｂの圧力も増大する。すると、減圧弁７４は閉じられて、１次側と２次側とを遮断するとともに２次側すなわち油路７１ｅをタンクに連通させる。するとプッシャ７３ｂはその左方向への押付力を失うため、スプリング７３ｃによる付勢力によりスプール７３ａは右位置に切り替わる。これにより油路７１ｄ（油路７１ｂとスライダの大径室７２ｂと）が連通し、スライダの小径室７２ａと大径室７２ｂの両方に作動油が導入される。このとき、スライダ７２は、その両端の断面積の差により右側（大径室７２ｂ）から受ける作用力の方が左側（小径室７２ａ）から受ける作用力よりも大きいため、左側に移動を始める。すると、スライダ７２に連結された斜板７０ａの傾斜角は小さくなりその吐出流量も減少する。
以上により、第１油圧ポンプＰＵ１はその吐出圧を、制御装置Ｃにて設定された第一の設定圧を上限とする吐出圧に制御される。なお、制御装置Ｃをはじめ、スライダ７２，切替弁７３，減圧弁７４とそれらに付帯する部品が吐出流量調整手段を構成している。

次に、リリーフ弁ＲＶの詳細構造について説明する。リリーフ弁ＲＶは前述のとおり還流油路６５の途中に内蔵されており、電磁比例形のリリーフ弁７５とロジック弁７６と切換弁７７とを備えている。
吐出油路６１に接続した１次側の還流油路６５ａは、ロジック弁７６のポート７６ａに接続し、ロジック弁７６のポート７６ｂには還流油路６５の２次側６５ｂを接続している。２次側の還流油路６５ｂの他端は油タンクＴに接続している。
ロジック弁７６のパイロットポート７６ｃにはパイロット油路７８ａが接続され、切換弁７７と接続されている。切換弁７７のその他のポートはパイロット油路７８ｂ〜７８ｄが図示のように接続されており、パイロット油路７８ｂと７８ｃとは油タンクＴに接続している。切換弁７７はスプリング７７ａにより常時左側に付勢されており、ソレノイドＳＯＬ２１が励磁された時には右位置にスプール７７ｂが移動する。パイロット油路７８ｃは、リリーフ弁７５の１次側に接続され、リリーフ弁７５の２次側はパイロット油路７８ｅを介して油タンクＴに接続されている。リリーフ弁７５は電磁比例形のリリーフ弁であり、ソレノイドＳＯＬ２２に対する入力信号に応じてリリーフ圧を変更することができる。

以上のようなリリーフ弁ＲＶの作用について説明する。コンクリートポンプを動作させない時にはソレノイドＳＯＬ２１を励磁せず、切換弁７７のスプール７７ｂをスプリング７７ａの付勢力により右位置に保持する。これによりパイロット油路７８ａと７８ｂとが連通し、ロジック弁７６のパイロットポート７６ｃは油タンクＴと連通する。するとロジック弁７６のポペット７６ｄは下側に自由に動くことができるため、還流油路６５（吐出油路６１と油タンクＴ）を連通させてアキシャルピストンポンプ７０より吐出された作動油のほとんど全てを油タンクＴに戻す。
一方、コンクリートポンプを動作させる時には、ソレノイドＳＯＬ２１を励磁してパイロット油路７８ａとパイロット油路７８ｃとを連通させる。これによりロジック弁７６のパイロットポート７６ｃはリリーフ弁７５の１次側と接続され、ポペット７６ｄは自由に動くことができなくなる。吐出油路６１の圧力の増大に伴いロジック弁７６のポート７６ａの圧力が増加すると、ポペット７６ｄを通してパイロット油路７８ａ，７８ｃの圧力が増大する。パイロット油路７８ｃの圧力がソレノイドＳＯＬ２２により設定された圧力値（第二の設定圧）を超えると、電磁比例形リリーフ弁７５は解放されて１次側と２次側とが連通する。するとポペット７６ｄは自由に動くことができるようになるため、ポート７６ａとポート７６ｂとを連通し、吐出油路６１と油タンクＴとを接続する。
以上により、リリーフ弁ＲＶは吐出油路６１の圧力を、制御装置Ｃにて設定された第二の設定圧を上限に制御する。
なお、各ソレノイドは制御装置Ｃからの出力信号によりその動作を制御されている。

コンクリートポンプ車Ｖは、制御装置Ｃを備えており（図１）、制御装置Ｃは操作装置ＲＣからの入力より作業者の指示を受け、制御装置Ｃは、必要に応じてコンクリートポンプＰを適切に動作させるために各ソレノイドに指示信号を出力する。また、第１油圧ポンプＰＵ１に連結した吐出油路６１には圧力センサＰＳが接続されており（図６参照）、圧力センサＰＳは吐出油路６１の作動油圧に応じた出力信号を制御装置Ｃに出力する。制御装置Ｃは該出力信号により現在の作動油圧を把握することができる。なお、本実施例において制御装置Ｃはプログラマブルロジックコントローラ（略してＰＬＣ）を用いているが、その他の制御装置を用いてもよい。

図７は操作装置ＲＣ（操作手段）を示した図であり、作業者が携帯して操作すると操作に応じた無線信号をコンクリートポンプ車Ｖに送信する。操作装置ＲＣは、操作装置ＲＣの主電源スイッチ５１と、コンクリートポンプＰの生コンクリート圧送作業を開始するためのポンプ起動スイッチ５２と、エンジンの回転数を増減させる回転数スイッチ５３ａ，５３ｂと、コンクリートポンプＰの吐出量を増減させる吐出コントロールスイッチ５４ａ、５４ｂと、ブーム装置Ｂを左右に旋回させる右旋回スイッチ５５ａ及び左旋回スイッチ５５ｂと、各ビームを起伏回動させるビーム起伏スイッチ５６ａ〜５６ｈと、ブーム装置Ｂの動作速度を調整するブーム速度コントロールスイッチ５７ａ，５７ｂと、逆転スイッチ５８を備えている。

主電源スイッチ５１押下後にポンプ起動スイッチ５２を押下すると、ホッパＨ内に投入した生コンクリートを吸入し吐出配管３５に吐出するようにコンクリートポンプＰを駆動し、逆転スイッチ５８を押下すると吐出配管３５内の生コンクリートをホッパＨに戻すようにコンクリートポンプＰを駆動する。

回転数スイッチの「高」スイッチ５３ａを押下するとエンジンＥｎを現在の回転数よりも高い回転数にて動作させる指示を、「低」スイッチ５３ｂを押下すると現在の回転数よりも低い回転数にて動作させる指示を制御装置Ｃに出力する。そして、制御装置Ｃは回転数指示に基づきエンジンＥｎのガバナＧに指示を出力し、エンジンＥｎの回転数を増減させる。

吐出コントロールスイッチの「増」スイッチ５４ａを押下すると、第１油圧ポンプＰＵ１の押しのけ容積Ｑを増加させて吐出量を増加させる指示を、「減」スイッチ５４ｂを押下すると吐出量を減少させる指示を制御装置Ｃに出力する。そして、制御装置Ｃは吐出量指示に基づき斜板７０ａの傾きを変化させる。

各スイッチは、作業者が押下し続ける間はそのスイッチに割り当てられた指示を制御装置Ｃに出力するように構成している。各スイッチを複数回押下するいわゆるインチング操作により指示するようにしてもよく、押しボタン式のスイッチではなくジョイスティック式などにより指示するようにしてもよい。

また、コンクリートポンプ車Ｖの制御装置Ｃには、操作装置ＲＣに備えた各スイッチ５１〜５８と同機能を有するスイッチが設けられていると共に、高低圧切換スイッチ５９（図示せず）が設けられている。そして、制御装置Ｃの内部には記憶部（図示せず）を備えており、記憶部には第一の設定圧Ｘと第二の設定圧Ｙとを予め記憶している。図８は、制御装置の記憶部に記憶した設定圧を示した表であり（ａ）は第一の設定圧Ｘの値を、（ｂ）は第二の設定圧Ｙの値をそれぞれ示している。例えば、高低圧切換スイッチ５９を「低圧（標準圧）」にセットし、「正転」する場合には、第一の設定圧の値として「Ｘ１」を，第二の設定圧の値として「Ｙ１」をそれぞれ呼び出す。なお、いずれの組み合わせであっても、第一の設定圧Ｘのほうが第二の設定圧Ｙよりも大きな値になるように記憶させている。

以上のごとく構成されたコンクリートポンプ車Ｖの動作について説明する。
はじめに、コンクリートポンプＰが低圧（標準圧）で生コンクリートを圧送する場合について、図４を参照して説明する。

ブーム装置Ｂを動作させることでブームの先端１３５を打設位置まで展開する。作業者は図示しない高低圧切換スイッチ５９を低圧（標準圧）にセットする。電磁弁６６ｇ，６６ｈのソレノイドＳＯＬ．Ｄ，ＳＯＬ．Ｃはいずれも非励磁で、図４に示すように左位置にある。これにより、方向制御弁６６ｂ，６６ｄおよび６６ｅの制御油室には、第１油圧ポンプＰＵ１からのパイロット油圧が作用して、それらの弁６６ｂ，６６ｄおよび６６ｅがロック状態に保持されるので、駆動シリンダ２３，２４の基部側油室２３ｃ，２４ｄ同士を接続するとともに先部側油室２３ｂ，２４ｂを切換弁Ｖ１と接続する。
生コンクリートを圧送する場合には、まず、Ｓバルブ３３及びポンプシリンダ２１，２２を作動させる。すなわち、右側のバルブ駆動シリンダ３４ｂを伸長させてＳバルブ３３をバルブケーシング３１内で右側に揺動させ、Ｓバルブ３３の吸入口３３ｂを右側のポンプシリンダ２１の吐出端２２ｂに接続し、吐出配管３５と右側のポンプシリンダ２２とを連通させる。
その状態で左側ポンプシリンダ２１のポンプピストン２１ａを前方に移動させるとともに、右側のポンプシリンダ２２のポンプピストン２２ａを後方に移動させて、左側のポンプシリンダ２１内にバルブケーシング３１内の生コンクリートを吸入する。

両駆動シリンダ２３，２４には、駆動ピストン２３ａ，３４ｂがセンターフレーム２６側のストロークエンドに達した位置にあることを検知する近接センサＬＳ３，ＬＳ４（ピストン位置把握手段）を備えている。左側の駆動シリンダ２４がセンターフレーム２６の直前まで移動し、近接センサＬＳ４が駆動ピストン２４ａを検知してストロークエンドに達すると、制御装置ＣはＳバルブの揺動を開始させる。即ちバルブ切換弁Ｖ３を切り換えることで、左側のバルブ駆動シリンダ３４ａを伸長させてＳバルブ３３を左側に揺動させ、Ｓバルブ３３を左側のポンプシリンダ２１に連通させる。近接センサＬＳ２が連結アーム３４ｃを検知すると、Ｓバルブ３３の左揺動が完了したと制御装置Ｃは判断する。

この状態で一対のポンプピストン２１，２２を前記と逆の作動をさせる。つまり、右側ポンプシリンダ２２のポンプピストン２２ａを前方に移動させるとともに、左側のポンプシリンダ２１のポンプピストン２１ａを後方に移動させる。これにより、右側のポンプシリンダ２２は、その内部にバルブケーシング３１内の生コンクリートを吸い込み、左側のポンプシリンダ２１は、その内部に吸入しておいた生コンクリートをＳバルブ３３に押し出すとともに吐出配管３５内に圧送する。近接センサＬＳ３が左側の駆動ピストン２３ａを検知してセンターフレーム２６側のストロークエンドに達したことを検知すると、Ｓバルブ３３を右揺動させて、Ｓバルブ３３を右側のポンプシリンダ２２と連通させる。この近接センサＬＳ１の検知によりＳバルブ３３の右揺動が完了したと判断すると、再びポンプピストン２１ａを前方移動とポンプピストン２２ａを後方移動とを開始させる。

上記作動を繰り返すことによりバルブケーシング３１内の生コンクリートを吐出配管３５に連続的に圧送することができる。このように、低圧（標準圧）にて生コンクリートを圧送する場合には、前述のように第１油圧ポンプＰＵ１からの圧力油は、左右一対の駆動シリンダ２３，２４の先部油室２３ｂ，２４ｂに交互に供給される。この場合、駆動ピストン２３ａ，２４ａの先部油室２３ｂ，２４ｂ側（ロッド側）の受圧面積は、その基部油室２３ｃ，２４ｃ側（ピストン側）の受圧面積よりも小さいので、左右一対の駆動シリンダ２３，２４は低圧駆動されることとなる。これにより、左右一対の駆動シリンダ２３，２４から低圧の生コンクリートが吐出配管３５を介してブーム用配管１５へと圧送される。したがって、低圧（標準圧）にて生コンクリートを圧送する場合においては、重量軽減のため薄肉に形成されたブーム用配管１５の破損や、配管外れなどを生起することがない。

生コンクリートがブーム用配管１５内で詰まってしまい（以下閉塞とも呼ぶ）コンクリートポンプＰが生コンクリートを吐出してもブーム先端１３５から排出されなくなってしまった場合には、閉塞を取り除くためにブーム配管１５に圧送した生コンクリートをホッパＨに戻すことがある。作業者は閉塞が生じたと判断すると、操作装置ＲＣの逆転スイッチ５８を押下する。すると、制御装置Ｃは、左側の駆動シリンダ２３の駆動ピストン２３ａを前進させるときにはバルブ切換弁Ｖ３を切り換えてＳバルブ３３の吸入口３３ｂを左側のポンプシリンダ２１と接続させてブーム配管１５内の生コンクリートを左側のポンプシリンダ２１が吸引する。一方、右側のポンプシリンダ２２はホッパＨと連通しており、右側の駆動シリンダ２４の後退に伴いポンプシリンダ２２内の生コンクリートをホッパＨに排出している。
左側の駆動ピストン２３ａの前進および右側の駆動ピストン２４ａの後退が完了すると、制御装置Ｃはバルブ切換弁Ｖ３を切り換えてＳバルブ３３を右側のポンプシリンダ２２と接続する。そして、先ほどとは逆に右側の駆動ピストン２４ａを前進（ブーム配管１５内の生コンクリートを吸引）させるとともに左側の駆動ピストン２３ａを後退（ポンプシリンダ２１内の生コンクリートをホッパＨに排出）させる。
この動作を繰り返すことによりブーム配管１５に圧送した生コンクリートをホッパＨに戻すことができ、閉塞時であればブーム配管１５内の生コンクリート圧力を低下させて閉塞を取り除くことができる。

次に、コンクリートポンプＰが高圧で生コンクリートを圧送する場合を、図５を参照して説明する。以下においては、ブーム装置Ｂが格納位置にあって、吐出配管３５を下方に向けて地上配管１７と接続した状態として説明する。

作業者は図示しない高低圧切換スイッチ５９を高圧にセットする。すると制御装置Ｃは電磁弁６６ｇ，６６ｈのソレノイドＳＯＬ．Ｄ，ＳＯＬ．Ｃを励磁して、図５に示すように右位置に切り換える。これにより、方向制御弁６６ａ，６６ｃおよび６６ｆの制御油室には、第１油圧ポンプＰＵ１からのパイロット油圧が作用して、それらの弁６６ａ，６６ｃおよび６６ｆがロック状態に保持されるので、駆動シリンダ２３，２４の先部側油室２３ｂ，２４ｂ同士を接続するとともに基部側油室２３ｃ，２４ｄを切換弁Ｖ１と接続する。
この状態で切換弁Ｖ１を切り換えることにより第１油圧ポンプＰＵ１から吐出された作動油を左右の駆動シリンダ２３，２４の基部側油室２３ｃ，２４ｃに交互に供給することで後方に移動させ、ホッパＨに投入された生コンクリートを吐出配管３５から地上配管１７に圧送する。

高圧にて生コンクリートを圧送する場合には、前述のように第１油圧ポンプＰＵ１からの吐出された作動油は、左右一対の駆動シリンダ２３、２４の基部油室２３ｃ、２４ｃに交互に供給されている。この場合、駆動ピストン２３ａ，２４ａの基部油室２３ｃ、２４ｃ側（ピストン側）の受圧面積は、その駆動ピストン２３ａ、２４ａの先部油室２３ｂ、２４ｂ側（ロッド側）の受圧面積よりも大きいので、左右一対の駆動シリンダ２３、２４は高圧駆動されることになり、コンクリートポンプＰからの高圧の生コンクリートが地上配管１７へと圧送される。したがって、比較的肉厚に形成されて破裂の心配がない地上配管１７を通して、生コンクリートを高圧で効率よく圧送することができる。

また、高圧で生コンクリートを圧送する場合であっても逆転スイッチ５８を押下すれば前進する駆動シリンダ２３，２４に連結したポンプシリンダ２１，２２とＳバルブ３３とを接続する一方、後退する駆動シリンダ２４，２３に連結したポンプシリンダ２２，２１とホッパＨとを連通することで、地上配管１７に吐出した生コンクリートをホッパＨに戻すことができる。

なお、本実施例では近接センサＬＳ１〜ＬＳ４を用いて電気信号に基づいてコンクリートポンプＰを駆動させたが、油圧シーケンス、即ち各シリンダのストロークエンドにパイロット油路を設け、パイロット圧によりシリンダの駆動を制御するようにしてもよい。

ここで、制御装置Ｃが第１油圧ポンプＰＵ１とリリーフ弁ＲＶとを制御する動作について詳細に説明する。
生コンクリート打設するにあたり、作業者はブーム装置Ｂと地上配管１７とのどちらを用いるかを判断する。そして、ブーム装置Ｂを用いる場合であれば高低圧切換スイッチ５９を「低圧」にセットする。通常はホッパＨに投入された生コンクリートをブーム先端１３５に向けて吐出するためコンクリートポンプＰを「正転」させるため、制御装置Ｃは記憶部より第一の設定圧として「Ｘ１」の値を第二の設定圧として「Ｙ１」の値を呼び出す。そして、制御装置Ｃは、呼び出した第一の設定圧「Ｘ１」に相当する制御信号をリリーフ弁７５のソレノイドＳＯＬ２２に出力する。このように、本実施例のような制御装置Ｃであれば、第一の設定圧として「Ｘ１」を第二の設定圧として「Ｙ１」を予め記憶しておいた値を用いるため、打設準備時に第一および第二の設定圧を作業者が決めて制御装置Ｃに設定しなくてもよく、準備を容易におこなうことができる。

作業者がポンプ起動スイッチ５２を押下すると、制御装置ＣはコンクリートポンプＰを駆動させ、ホッパＨに投入された生コンクリートを吐出配管３５から吐出する。そして、制御装置Ｃは、圧力センサＰＳ出力信号から吐出油路６１及び吐出油路６１と連通した油圧機器に加わる作動油圧が上昇し、第二の設定圧「Ｙ１」を超えたと判断すると、ソレノイドＳＯＬ１０に制御信号を出力する。すると、減圧弁７４は閉じられ、前述のとおり第１油圧ポンプＰＵ１の斜板７０ａの傾斜角を小さくさせる。これにより第１油圧ポンプＰＵ１の吐出流量は減少し、吐出油路６１の作動油圧の上昇を抑制する。このとき、第一の設定圧「Ｘ１」にリリーフ圧が設定されたリリーフ弁ＲＶは、第二の設定圧「Ｙ１」では開放されないため、還流油路６５を作動油が流れ、作動油が循環（油タンクＴから吸入された作動油がすぐに油タンクＴに戻る）することはない。

斜板７０ａの調整が遅れた場合や、吐出油路６１の作動油圧が突発的に上昇した場合、高圧の作動油が駆動シリンダ２３，２４に供給され、その圧力に対応した圧力でポンプシリンダ２１，２２は生コンクリートを吐出してしまう。すると、高圧で吐出された生コンクリートは、ブーム配管１５が破裂や配管外れなどを生起してしまう恐れがある。しかしながら、本発明のコンクリートポンプＰであれば、第一の設定圧「Ｘ１」を超えるとリリーフ弁ＲＶが解放されるため、過剰な作動油圧が駆動シリンダ２３，２４に加わることを防止することができ、ブーム配管１５の破裂や配管外れを予防することができる。

閉塞時に作業者が逆転スイッチ５８を押下した時には、制御装置Ｃはまず記憶部より第一および第二の設定圧として「Ｘ２」「Ｙ２」を呼び出し、その圧力に応じた制御信号をソレノイドＳＯＬ１０及びＳＯＬ２２に出力することで減圧弁７４及びリリーフ弁７５の動作圧をそれぞれ変更する。この作業が完了すると、コンクリートポンプＰを逆転動作させる。

また、制御装置Ｃは高低圧切換スイッチ５９を「高圧」にセットして逆転スイッチ５８の押下有無によっても第一および第二の設定圧を記憶部から呼び出して、それらに対応した制御信号を出力する。よって、作業者の操作装置ＲＣに対する操作指示すなわちコンクリートポンプＰの動作に合わせて減圧弁７４及びリリーフ弁７５を動作させることができ、打設準備を簡素化することができる。

次に、図９を参照して他の実施例について説明する。
主要な構成は前述の実施例と重複するため説明は省略する。図９は、油圧ポンプの他の実施形態を示した油圧回路図である。
エンジンＥｎには、エンジンＥｎの回転数を測定して測定結果に合わせた出力信号を発する回転数センサＳｅ（回転数把握手段）を取り付けてある。そうして、制御装置Ｃは、圧力センサＰＳからの入力より吐出油路６１及びそれらと連通した状態の油圧機器の動作圧を、回転数センサＳｅからの入力よりエンジンＥｎの動作状況を、それぞれ把握することができる。前記実施例に示したように制御装置Ｃは、操作装置ＲＣの操作入力に基づき第一の設定圧Ｘ１〜Ｘ４のいずれか一つの値を呼び出し、第一の設定圧に相当する出力信号をソレノイドＳＯＬ２２に出力し、リリーフ弁ＲＶが第一の設定圧に至るとリリーフするように制御している。

作業者が操作装置ＲＣへの駆動開始指示をすると、制御装置Ｃは、コンクリートポンプＰを始動させる。また、制御装置Ｃは圧力センサＰＳからの出力信号により現在の吐出油路６１の圧力を把握している。
そして、第１油圧ポンプＰＵ１から吐出される作動油量が多い場合や、コンクリートの吐出負荷が増大すると、吐出油路６１の圧力が上昇する。圧力センサＰＳからの信号が、第二の設定圧に至った時、制御装置Ｃは還流油路６５を作動油が通ると判断し、第１油圧ポンプＰＵ１の吐出流量を減少する制御を開始する。具体的には、制御装置Ｃはエンジン回転数を減少するためにエンジンＥｎのガバナＧに指示信号を出力し、エンジンＥｎの回転数が減少するにつれて第１油圧ポンプＰＵ１の吐出流量も減少する。そうして吐出油路６１に供給される作動油量が減少することで圧力の上昇量を抑え、第二の設定圧を超えて第一の設定圧までに至り、リリーフ弁が解放されてしまうことを防止することができる。また、本実施例によれば、第１油圧ポンプＰＵ１の吐出流量を減少させるにあたり、ガバナＧに指示信号を出力してエンジンＥｎの回転数を減少させるため、エンジンＥｎを駆動させるための燃料の消費量を少なくすることができる。なお、本実施例においては制御装置ＣとガバナＧとが吐出流量調整手段を構成している。

なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。上述の実施例において制御装置Ｃは、操作装置ＲＣの逆転スイッチ５８と高低圧切換スイッチ５９との操作に基づき第一および第二の設定圧を記憶部から呼び出して第一油圧ポンプＰＵ１の吐出流量を調整するようにしたが、第一および第二の設定圧を作業者が直接設定するようにしてもよい。また、第一および第二の設定圧を決めるにあたり、その他のスイッチ操作を組み合わせることで細かな条件分けをしておき、細かな条件分けに対応した第一および第二の設定圧を記憶部に記憶するようにしてもよく、計算式を決めておき、操作装置ＲＣに対する操作指示に応じて第一および第二の設定圧を都度算出するようにしてもよい。

また、第１油圧ポンプＰＵ１の押しのけ容積を変更するにあたり、スライダ７２を移動することで斜板７０ａの傾斜角を変更するようにしたが、電動アクチュエータ等の他の手段により斜板７０ａの傾斜角を変更するようにしてもよい。制御装置Ｃは、圧力センサＰＳが検出した圧力値が第二の設定圧「Ｙ１」を超えると第１油圧ポンプＰＵ１に斜板７０ａを変化させるように出力信号を変化させたが、第１油圧ポンプＰＵ１として吐出圧を調整可能な油圧ポンプを用いて、呼び出した第二の設定圧「Ｙ１」に相当する制御信号を第１油圧ポンプＰＵ１に出力し、第１油圧ポンプＰＵ１の吐出圧を第二の設定圧「Ｙ１」に維持するようにしてもよい。

上記実施例ではコンクリートポンプＰはコンクリートポンプ車Ｖとして車両に搭載し、原動機として車両のエンジンＥｎを利用したが、コンクリートポンプＰを車両に搭載しない所謂定置式のコンクリートポンプに採用してもよい。また、原動機はエンジンＥｎに限らず、電動モータを使用してもよく、電動モータの回転数を減少するようにすれば消費電力を低減することができる。

Ｐ コンクリートポンプ
２ コンクリートポンプ本体
２１ 左側のポンプシリンダ
２２ 右側のポンプシリンダ
２３ 左側駆動シリンダ
２３ａ 駆動ピストン
２４ 右側の駆動シリンダ
２４ａ 駆動ピストン
３ バルブ装置
３３ Ｓバルブ
ＰＵ１ 第１油圧ポンプ
７０ アキシャルピストンポンプ
７０ａ 斜板
７２ スライダ
７４ 電磁比例形減圧弁
ＳＯＬ１０ ソレノイド
６５ 還流油路
ＲＶ リリーフ弁
７５ 電磁比例形リリーフ弁
ＳＯＬ２２ ソレノイド
７６ ロジック弁
Ｃ 制御装置
ＲＣ 操作装置
Ｅｎ エンジン（原動機）

Claims (3)

1. 原動機により駆動する油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから送られた作動油にて伸縮する駆動シリンダと、
   前記駆動シリンダに連結したポンプシリンダと、
   油圧ポンプと駆動シリンダとの間の油路より分岐するとともにオイルタンクと接続した還流油路と、
   前記還流油路に備えられ入力される電気信号に応じてリリーフ圧を調整するリリーフ弁と、
   前記油圧ポンプと前記駆動シリンダとの間の圧力油路の圧力を把握する圧力把握手段と、
   コンクリートポンプの高圧動作と低圧動作とを指示する操作手段と、
   前記操作手段からの動作指示に基づき第一の設定圧と第二の設定圧を選択し、前記リリーフ弁に第一の設定圧に対応する制御信号を出力し、前記圧力把握手段が、第一の設定圧よりも小さい第二の設定圧であると判断すると油圧ポンプの吐出流量を減少させる制御装置を有する吐出流量調整手段とを備えたことを特徴とするコンクリートポンプ。
2. 前記油圧ポンプは、押しのけ容積を変更可能な可変容量式の油圧ポンプであり、
   前記制御装置は、第一の設定圧よりも小さい第二の設定圧であると判断すると押しのけ容積を減少させることで油圧ポンプの吐出流量を減少させる請求項１記載のコンクリートポンプ。
3. 前記制御装置は、第一の設定圧よりも小さい第二の設定圧であると判断すると原動機の回転数を減少させることで油圧ポンプの吐出流量を減少させる請求項１記載のコンクリートポンプ。

Images