JP2000110189A - 振動式アタッチメント取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】平行四節リンクで干渉が発生したとしてもこの
干渉による衝撃振動の一部を車体に伝わり難くするよう
にして、より快適に振動作業を行えるようにする。 【解決手段】四節リンク１００のリンクアーム２７，３
１間の干渉を検出する干渉検出手段３８，４１と、この
干渉検出手段３８、４１の検出信号に応答して油圧シリ
ンダ２４のボトム側をタンクに連通する油圧バルブ４０
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は車体に連結された
作業機の先端に転圧装置などの振動式アタッチメントを
取り付ける振動式アタッチメント取付装置において、振
動式アタッチメントの振動による車体の振動を軽減する
ためのものである。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルのアーム先端に取り付けら
れるアタッチメントとして、四節リンクを用いた転圧装
置がある。

【０００３】このような四節リンクを用いた転圧装置用
アタッチメントとして、本出願人は特願平１０−１２２
８７６号を既に出願している。この特願平１０−１２２
８７６号には、アタッチメント本体に転圧治具の他にチ
ゼルを選択的に取り付けることができるようにした転圧
破砕共用のアタッチメント構造が示されている。

【０００４】図６は上記特願平１０−１２２８７６号に
示されたアタッチメント構造を示すものである。

【０００５】図６に示すアタッチメント取付構造におい
ては、油圧ショベルのアームＡＭの先端に取付用ブラケ
ット２０の一方の端部を回転可能に配設している。取付
用ブラケット２０には固定リンク２６が固着されてい
る。取付用ブラケット２０の他方の端部にはプッシュリ
ンクＰＬが回転可能に支持されている。プッシュリンク
ＰＬにはアタッチメント用油圧シリンダ２４のピストン
ロッド２５が接続されている。さらに、プッシュリンク
ＰＬが連結された取付用ブラケット２０の端部には、可
動リンク２７が回転可能なように取付けられている。可
動リンク２７の先端および固定リンク２６の先端に中間
ブラケット５５が回転可能に取り付けられている。中間
ブラケット５５に対し２本のリンクアーム５６，５７か
ら成る平行四節リンク１００を取付け、この平行四節リ
ンク１００を介して転圧破砕共用のアタッチメント１０
を取り付けている。この場合、アタッチメント１０には
転圧治具１３が装填されている。なお、中間ブラケット
５５に形成された挿入孔５８およびアタッチメント１０
側に形成された挿入口５９は、破砕作業の際にストッパ
シャフトを挿入してアタッチメント１０を中間ブラケッ
ト５５に固定させておくためのものである。

【０００６】このようにこの種の転圧破砕共用アタッチ
メントにおいては、油圧ショベルのアームＡＭの先端に
アタッチメント用油圧シリンダ２４の作動によって各種
の回転姿勢をとり得るアタッチメント取付用ブラケット
を連結する。図６では、取付用ブラケット２０、固定リ
ンク２６、可動リンク２７および中間ブラケット５５に
よってアタッチメント取付用ブラケットが構成されてい
る。そして、このアタッチメント取付用ブラケットに平
行四節リンク１００を介して転圧破砕共用アタッチメン
ト１０を連結する。

【０００７】前記転圧破砕共用アタッチメント１０は平
行四節リンク５６、５７を介してアタッチメント取付用
ブラケットに連結されている。したがって、転圧破砕共
用アタッチメント１０は上下方向に自由に移動すること
ができる。

【０００８】アタッチメント１０にチゼルを取り付けて
アタッチメントを破砕装置として機能させる場合は、ア
タッチメント１０とアタッチメント取付用ブラケット間
をリジッドに結合したほうが破砕作業を効果的に行なう
ことができる。そこで、平行四節リンクが固定されるよ
うに適宜の位置でアタッチメント取付用ブラケットとア
タッチメント１０間を固定する。図６においては、挿入
孔５８，５９にストッパシャフトを挿入して両者間を固
定する。

【０００９】このように、平行四節リンクはアタッチメ
ントに転圧治具を取り付けて転圧装置として動作させる
場合のみ動作する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような平行四節リ
ンクによってアタッチメント取付用ブラケットとアタッ
チメント間を連結するような構造とした場合、転圧作業
の際には、アタッチメントの上下方向の往復振動に伴っ
て平行四節リンクのアタッチメント側の２節も上下方向
に往復運動する。このとき、アタッチメントの上下方向
移動距離が、平行四節リンクのリンク長と、節間距離に
よって決定される平行四節リンクの最大ストロークに比
べて小さい場合には、平行四節リンクの２本のリンクア
ーム間での干渉を発生させることなく転圧作業を問題な
く行なうことができる。しかしながら、車両全体の重量
バランスなどを考慮して平行四節リンクのリンク長を前
記干渉を発生させない程度に充分に長くとれない場合
は、アタッチメントが振幅の上死点に達する前に平行４
節リンク側が上死点に達してしまう。つまり、リンク間
に干渉が発生する。

【００１１】したがってこの干渉の際の衝撃振動が作業
機油圧シリンダを介して車体、運転室に伝わり、オペレ
ータに不快感を与えてしまう。

【００１２】詳細に説明すると、平行四節リンクが上死
点に達した後もアタッチメント側はまだ上方に移動しよ
うとする。平行四節リンクは既にリジッド結合になって
おり、アタッチメントを上方に押し上げようとする力を
平行四節リンクでは吸収することができない。このよう
な場合、前記アタッチメントを上方に押し上げようとす
る力がアームなどの作業機および油圧シリンダを介して
車体や運転室に伝わり、車体を浮かそうとする。

【００１３】また、アタッチメント本体の起振源を油圧
で駆動するような場合には、油圧変動などによってアタ
ッチメント本体の振幅が許容範囲より大きくなってしま
う場合がある。このような場合には、平行四節リンクの
リンク長をある程度長くとっていたとしても前述したリ
ンク間干渉が発生してしまう。

【００１４】この発明は、振動用アタッチメントを作業
機に連結する平行四節リンクで干渉が発生したとしても
この干渉による衝撃振動を車体に伝わり難くするように
して、より快適に振動作業を行えるようにした振動式ア
タッチメント取付装置を提供することを解決課題とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段及び作用効果】請求項１の
発明では、油圧シリンダの作動によって所定の回転支点
を中心に回転するブラケットと、このブラケットと振動
式アタッチメントとを連結する２本のリンクアームを有
する四節リンクとを備えるようにした振動式アタッチメ
ント取付装置において、前記四節リンクのリンクアーム
間の干渉を検出する干渉検出手段と、この干渉検出手段
の検出信号に応答して前記油圧シリンダのボトム側をタ
ンクに連通する油圧バルブとを備えるようにしている。

【００１６】この請求項１の発明によれば、四節リンク
の干渉を検出した場合、ブラケットの姿勢を変化させる
ための油圧シリンダのボトム側をタンクに連通すること
で、ブラケットの油圧シリンダとの連結位置を浮き状態
にする。この結果、ブラケットは前記回転支点を中心に
フリーに回動可能な状態となる。この結果、リンク干渉
時の衝撃力の一部あるいはリンク干渉の後に振動式アタ
ッチメントを更に上方に押し上げようとする力の一部は
ブラケット、油圧シリンダを介して逃がされることにな
る。

【００１７】したがってこの請求項１の発明では、平行
四節リンクで干渉が発生したとしてもこの干渉による衝
撃振動が車体、運転室に伝わり難くなり、より快適に転
圧等の振動作業を実行することができる。

【００１８】請求項２の発明では、前記ブラケットは、
一方の端部に前記油圧シリンダが接続される取付用ブラ
ケットと、この取付用ブラケットに固定される固定リン
クとを有し、前記取付用ブラケットに前記２本のリンク
アームの一方の端部を回転可能に支持させるとともに、
前記固定リンクの先端部に前記２本のリンクアームの他
方の端部を回転可能に支持させるようにしている。

【００１９】この請求項２の発明によれば、前記ブラケ
ットを取付用ブラケットと固定リンクから成る１つの部
品として構成するようにしているので、中間ブラケット
を介在させるアタッチメント取付構造に比べ、部品点数
を削減することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施形態を添付図
面に従って詳細に説明する。

【００２１】図１に本発明にかかるアタッチメント取付
装置を用いてショベル機械の作業アームの先端に転圧装
置を取り付けた状態を示す。また図１には転圧装置の回
転姿勢角を変化させるための油圧シリンダについての油
圧回路も示している。

【００２２】図１に示すアタッチメント１０は転圧用及
び破砕用に共用のもので、一対のブラケット部１１の間
に保持した起振源１２に対して転圧治具１３および破砕
用治具（チゼル）１４を選択的に取り付けることができ
る。図３にチゼル１４を取り付けた状態を示している。

【００２３】図１において、作業アームＡＭの先端に一
対の取付用ブラケット２０をシャフト２１を介して回転
可能に配設している。取付用ブラケット２０の他方の端
部にはシャフト２２を介してプッシュリンクＰＬが回転
可能に支持されている。プッシュリンクＰＬにはシャフ
ト２３を介してアタッチメント用油圧シリンダ２４のピ
ストンロッド２５が接続されている。取付用ブラケット
２０の端部にはシャフト２２を介して可動リンク２７を
回転可能に連結している。可動リンク２７の他方の端部
はブラケット部１１の一方のアタッチメント連結部のシ
ャフト２８に回転可能に連結されている。

【００２４】取付用ブラケット２０には固定リンク２６
が固着されている。固定リンク２６の先端にはシャフト
３０を介してリンクアーム３１を回転可能に接続してい
る。リンクアーム３１の長さは可動リンク２７よりも長
く設定されている。リンクアーム３１の中央付近はブラ
ケット部１１の他方のアタッチメント連結部のシャフト
３２に回転可能に連結されている。

【００２５】シャフト２２およびシャフト２８間の長さ
とシャフト３０およびシャフト３２間の長さとは等しく
設定されている。またシャフト２２およびシャフト３０
間の長さとシャフト２８およびシャフト３２間の長さと
は等しく設定されている。したがって、可動リンク２７
およびリンクアーム３１によってシャフト２２、２８、
３０、３２を回転軸とする平行四節リンク１００が構成
される。

【００２６】ブラケット部１１にはストッパシャフト挿
入孔３３が形成されており、またリンクアーム３１の先
端付近にもストッパ挿入孔３４が形成されている。すな
わち、図３に示すようにアタッチメント１０にチゼル１
４を取り付けて破砕作業を行なう場合は、これらの挿入
孔３３および３４が一致するように前述の平行四節リン
ク１００を動かし、この状態でストッパシャフト３５を
挿入保持させる。したがって、この場合には、ブラケッ
ト部１１に対しリンクアーム３１が回転することができ
ない。つまり、取付用ブラケット２０とブラケット部１
１との距離と姿勢が固定される。ブラケット部１１に形
成された孔３６は、アタッチメント１０に転圧治具１３
を取り付けて転圧装置として動作させる場合に、ストッ
パシャフト３５を挿入しておくためのものである。

【００２７】リンクアーム３１の先端には上下両側にス
トッパダンパ３７が取り付けられている。ストッパダン
パ３７はゴム材のような衝撃を吸収できる材料で構成さ
れている。すなわち、平行四節リンク１００は、図２
(a)に示すような上死点位置をとり、このときにはリン
クアーム３１の先端がアタッチメント連結部のシャフト
２８に衝突する。また平行四節リンク１００は、図２
(b)に示すような下死点位置をとり、このときにはリン
クアーム３１の先端がストッパシャフト挿入孔３６に挿
入されたストッパシャフト３５に衝突する。したがっ
て、これらの衝突の衝撃をリンクアーム３１の先端に設
けたストッパダンパ３７によって吸収するようにしてい
る。

【００２８】図１および図２に示すように、リンクアー
ム３１の先端には、一端部分が肉厚部３８ａとして形成
され他端側が肉薄部３８ｂとして形成されることで段差
３９が形成されたスイッチ押圧部材３８が取り付けられ
ており、このスイッチ押圧部材３８はリンクアーム３１
と一体的に移動する。

【００２９】一方、ブラケット部１１には、アタッチメ
ント用油圧シリンダ２４に接続されるオンオフ弁４０が
配設されている。このオンオフ弁４０にはスイッチとし
て機能するピストンロッド４１が連結されている。ピス
トンロッド４１は前記スイッチ押圧部材３８によって押
される機械的なスイッチとして機能する。

【００３０】すなわち、ピストンロッド４１は、図２
(b)に示すように平行四節リンク１００が上死点となっ
ていないとき、またはピストンロッド４１にスイッチ押
圧部材の３８の肉薄部３８ｂが当接している状態ではス
トロークしない。一方、ピストンロッドは、図１または
図２(a)に示すように、四節平行リンク１００が上死点
となってリンクアーム３１の先端が可動リンク２７のア
タッチメント側のシャフト２８に干渉する状態を取った
ときに、スイッチ押圧部材３８の肉厚部３８ａの押圧力
によってピストンロッド４１が矢印Ｂ方向にストローク
する。

【００３１】したがって、押圧部材３８およびピストン
ロッド４１によるスイッチ構成によって平行四節リンク
１００の上死点における干渉を検出することができる。

【００３２】次に、上記オンオフ弁４０を含むアタッチ
メント油圧シリンダ２４の油圧回路について説明する。

【００３３】方向制御弁４２はアタッチメント油圧シリ
ンダ２４に油圧接続され、伸縮および保持の通常の３位
置の切替えを行なうものである。転圧破砕用のアタッチ
メント１０を取り付けて転圧または破砕作業を行なう
際、方向制御弁４２は通常は保持位置をとり、取付用ブ
ラケット２０に連結されたシャフト２２を所定の位置に
固定している。オンオフ弁４０は入力ポートが油圧シリ
ンダ２４のボトム側に接続され、前述したピストンロッ
ド４１のストロークによってこのボトム側の油圧をタン
クにドレンするあるいは遮断するかの切替えを行なう。

【００３４】次に、図１〜図３に示す実施形態の転圧作
業時の動作を説明する。

【００３５】方向制御弁４２が保持位置をとっている場
合、取付用ブラケット２０に連結されたシャフト２２は
所定の位置に保持されている。

【００３６】この状態で、起振源１２が駆動されると、
ブラケット部１１は平行四節リンク１００を介して取付
用ブラケット２０に連結されているので、ブラケット部
１１はジャンプしながら地表面に対し上下動する。これ
により転圧作業が行われる。この転圧作業の際、平行四
節リンク１００の可動リンク２７およびリンクアーム３
１はそれぞれシャフト２２および３０を支点に上下に往
復回転している。

【００３７】この転圧作業の際に、ブラケット部１１の
ストロークが大きくなりすぎて、ブラケット部１１の振
動が上死点に達する前に、平行四節リンク１００が上死
点に達したとする。すなわち、図１または図２(a)に示
すようにリンクアーム３１が可動リンク２７にぶつかる
リンク間の干渉が発生したとする。

【００３８】この平行四節リンク１００の上死点でのリ
ンク間の干渉は、スイッチ押圧部材３８およびピストン
ロッド４１から成るスイッチ機構によって検出される。
すなわち、上記リンク間の干渉が発生する位置までリン
クアーム３１が上方に回転すると、スイッチ押圧手段の
肉圧部３８ａによってピストンロッド４１が押される。
よって、ピストンロッド４１が矢印Ｂ方向へ移動する。
この結果、オンオフ弁４０はオンとなって入力ポートを
ドレンポートに接続する。これにより、油圧シリンダ２
４のボトム側の圧油はタンクに導かれ、ボトム側の圧力
がタンク圧となるので、油圧シリンダ２４は浮きの状態
となる。

【００３９】上記リンク間での干渉が発生するまでは、
シャフト２２は方向制御弁４２によって所定位置に保持
される。しかし、上記オンオフ弁４０がオンになると、
シャフト２２は、矢印Ｃ方向に移動できるようになる。

【００４０】この結果、平行四節リンク１００に干渉が
発生したとしてもリンク干渉時の衝撃力の一部あるいは
リンク干渉の後にアタッチメント１０を更に上方に押し
上げようとする力の一部を油圧シリンダ２４を介して逃
がすことができる。

【００４１】このことを図４にて示す。図４は図１を機
構図として示したものである。平行四節リンク１００が
干渉した時点で油圧シリンダ２４を浮きの状態にする事
でシャフト２２が矢印Ｃ方向に逃げることができるよう
にし、これによりアタッチメント１０に対し上方に加わ
る力Ｆのうちの油圧シリンダ２４に平行な方向の成分Ｆ
xを逃がすことができるようになる。

【００４２】また、この実施形態においては、リンクア
ーム３１の先端にストッパダンパ３７を取り付けて平行
四節リンク１００の上死点および下死点での干渉の際の
衝撃力を吸収するようにしている。

【００４３】したがって、この実施形態では、平行四節
リンク１００で干渉が発生したとしてもこの干渉による
衝撃振動が車体、運転室に伝わり難くなり、より快適に
転圧等の振動作業を実行することができる。

【００４４】ところで、転圧作業の際、作業の種類によ
っては方向制御弁４２を前述した保持位置とするのでは
なく、方向制御弁４２によって油圧シリンダ２４を伸縮
させることでアタッチメント１０の姿勢を変化させなが
ら転圧作業を行なう場合がある。このような場合は、一
般に前述した平行四節リンク１００での干渉が発生し易
くなる。したがって、このような作業が行われている場
合には、前述したオンオフ弁４０の作動によって干渉時
の衝撃力を逃がすようにした本発明の手法が更に効果を
発揮する。

【００４５】図５は、ストッパダンパに関しての他の実
施形態を示すものである。

【００４６】図５においては、ブラケット部１１に皿バ
ネストッパ５０、５１を設け、これらの皿バネストッパ
５０，５１によって平行四節リンク１００の上下方向の
動きを制限するようにしている。皿バネストッパ５０は
アタッチメント１０の上方向への動きを制限するもので
ある。皿バネストッパ５０は平行四節リンク１００の上
死点における干渉が発生する直前の段階でリンクアーム
３１の根元側（シャフト３２により図面上で右側）に当
接するように設けられている。

【００４７】皿バネストッパ５１はアタッチメント１０
の下方向への動きを制限するものである。皿バネストッ
パ５１は、平行四節リンク１００の下死点における干渉
が発生する直前の段階でリンクアーム３１の先端側（シ
ャフト３２により図面上で左側）に当接するように設け
られている。

【００４８】図１のストッパダンパ３７の場合は、平行
四節リンク１００において実際にぶつかるリンクアーム
３１の先端に取り付けられている。このため、図１のス
トッパダンパ３７は、リンクアーム３１がアタッチメン
ト連結部のシャフト２８に衝突するリンク間の干渉が実
際に発生したときに衝撃吸収材として機能する。

【００４９】これに対し、図５の皿バネストッパ５０，
５１は平行四節リンク１００の干渉が発生する前に平行
四節リンク１００の動きを停止させるよう平行四節リン
ク１００の上下方向の動きを規制する。さらに図５の皿
バネストッパ５０，５１はその停止の際の衝撃を吸収す
るよう機能する。

【００５０】ところで、リンク干渉時にアタッチメント
用油圧シリンダ２４のボトム側の油圧をドレンして干渉
時の衝撃力を逃がすようにした本発明の手法は、先に説
明した図６に示すようなアタッチメント取付装置を用い
た転圧装置に適用することもできる。

【００５１】すなわち、このようなアタッチメント取付
構造においても、転圧作業時のアタッチメントの飛び過
ぎ等により平行四節リンクが上死点に達し、２本のリン
クアーム５６，５７間に干渉が発生する場合がある。し
たがって、このアタッチメント取付構造においても、先
の図１に示した実施形態のように、平行四節リンクにお
ける上死点での干渉を検出し、干渉を検出した時点でア
タッチメント用油圧シリンダ２４のボトム側をドレンさ
せるようにすれば、２本のリンクアーム５６，５７の干
渉による衝撃力および車体を浮かそうとする力のうちの
油圧シリンダ２４の方向の成分を逃がすことができるよ
うになる。

【００５２】ところで、先の図１に示したアタッチメン
ト取付構造では、図６の可動リンク２７を平行四節リン
ク１００の一方のリンクアームとして用いかつ図６の中
間ブラケット５５を省略するようにしているので、図６
の構造にくらべその部品点数を少なくすることができる
利点を持つ。その反面、図１の構造では、図６のものに
比べ、平行四節リンク１００のリンク長が短くなるので
平行四節リンク１００の上下方向ストロークが短くなっ
てしまい、転圧作業の際にリンク間干渉が発生しやす
い。

【００５３】したがって、図１のアタッチメント取付装
置の方が図６に比べ、リンク干渉時にアタッチメント用
油圧シリンダ２４のボトム側の油圧をドレンして干渉時
の衝撃力を逃がすようにした本発明の手法をより有効に
機能させることができる。

【００５４】なお、図１においては、平行四節リンク１
００の上死点での干渉を検出しこの検出に応答してオン
オフ弁を作動させるために、スイッチ押圧部材３８およ
びピストンロッド４１にから成る機械的な機構を用いる
ようにした。しかし、この部分の構成として、他の任意
の構成を採用するようにしてもよい。例えば、リミット
スイッチなどの適宜の検出手段によって平行四節リンク
の干渉を検出し、この検出信号を電気信号としてオンオ
フ弁に送ることでオンオフ弁を作動させるようにしても
よい。

【００５５】また、上記実施形態では転圧破砕共用のア
タッチメントを取り付けるアタッチメント取付装置に本
発明を適用するようにした。しかし、本発明を転圧専用
のアタッチメントを取り付けるためのアタッチメント取
付装置に適用するようにしてもよい。

【００５６】また、図１に示した方向制御弁４２は、油
圧パイロット操作弁、あるいは電磁弁としてとしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のアタッチメント取付装置の一実施形
態を示す図。

【図２】平行四節リンクの動きを示す図。

【図３】アタッチメントに破砕チゼルを取り付けた状態
を示す図。

【図４】この発明のアタッチメント取付装置のリンク干
渉時の力の状態を説明する図。

【図５】ストッパダンパに関しての他の実施形態を示す
図。

【図６】本発明を適用する他のアタッチメント取付装置
を示す図。

【符号の説明】

１０…転圧破砕共用アタッチメント １１…ブラケッ
ト部 １２…起振源 １３…転圧治具 １４…破砕チゼル ２０…取付用ブラケット ２４…アタッチメント用油
圧シリンダ ２６…固定リンク ２７…可動リンク ３１…リン
クアーム ３７…ストッパダンパ ３８…スイッチ押圧部材
４０…オンオフ弁 ４１…ピストンロッド ４２…方向制御弁 ５０，５１…皿バネストッパ ５５…中間ブラケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 布谷 貞夫 栃木県小山市横倉新田400 株式会社小松 製作所小山工場内 Ｆターム(参考） 2D012 DA01 DA04 HA00 2D052 AC07 BC02 BC06

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧シリンダ(24)の作動によって所定の回
   転支点(21)を中心に回転するブラケット(20,26)と、こ
   のブラケット(20,26)と振動式アタッチメント(10)とを
   連結する２本のリンクアーム(27,31)を有する四節リン
   ク(100)とを備えるようにした振動式アタッチメント取
   付装置において、 前記四節リンクのリンクアーム間の干渉を検出する干渉
   検出手段(38,41)と、 この干渉検出手段(38,41)の検出信号に応答して前記油
   圧シリンダのボトム側をタンクに連通する油圧バルブ(4
   0)と、 を備えるようにしたことを特徴とする振動式アタッチメ
   ント取付装置。
2. 【請求項２】前記ブラケット(20,26)は一方の端部に前
   記油圧シリンダ(24)が接続される取付用ブラケット(20)
   と、この取付用ブラケット(20)に固定される固定リンク
   (26)とを有し、 前記取付用ブラケット(20)に前記２本のリンクアームの
   一方(27)の端部を回転可能に支持させるとともに、前記
   固定リンク(26)の先端部に前記２本のリンクアームの他
   方(31)の端部を回転可能に支持させるようにしたことを
   特徴とする請求項１記載の振動式アタッチメント取付装
   置。