JP2002129590A

JP2002129590A - 回転式作業装置

Info

Publication number: JP2002129590A
Application number: JP2000324158A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Miyaoka; 諭宮岡; Atsuro Akiyama; 敦朗秋山; Masayoshi Nishizuka; 正義西塚; Masaru Torikai; 勝鳥飼; Hironori Yamaguchi; 拓則山口; Osamu Otani; 修大谷
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】旋回ベアリングをコンパクト化することによ
り、コンパクトな破砕機を提供する。【解決手段】破砕機５０のブラケット本体５２，５
２′を、回転機構取付板部材５３に旋回ベアリング５４
を固着する固定ボルトのボルト穴の径方向の中心を通る
ボルトピッチ円Ｃp に沿うように湾曲形成すると共に、
凹曲面側を相対して回転機構取付板部材５３に突設す
る。さすれば、荷重が分散して固定ボルトに伝達される
ので、最も大きな軸力を受けるアイドラリンクピン穴２
２側の２か所の固定ボルトの軸力が低減され、固定ボル
トを小径にすることができるから旋回ベアリング５４を
コンパクトにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業車両本体、例
えば油圧ショベル本体の起伏、かつ屈曲自在な作業腕の
先端に着脱自在に装着され、破砕機、圧砕機、およびフ
ォーク等の回転式作業装置の改善に関し、より詳しく
は、回転機構を構成する旋回ベアリングの小型化によ
り、軽量にし得るようにした回転式作業装置の技術分野
に属する。

【０００２】

【従来の技術】作業車両、例えば油圧ショベル本体は、
その斜視図の図８に示すように構成されている。即ち、
油圧ショベル本体１５０は履帯走行式の下部走行体１５
１と、この下部走行体１５１の上に旋回自在に搭載され
てなる上部旋回体１５２と、この上部旋回体１５２に搭
載されてなる運転室１５３と、前記上部旋回体１５２に
起伏自在に装着され、ブーム１５４ａとアーム１５４ｂ
とからなる屈曲自在な作業腕１５４とを備えている。こ
のような油圧ショベル本体１５０の作業腕１５４のアー
ム１５４ｂの先端には、作業目的に応じて種々の形式の
作業アタッチメントが装着されるが、それらの中に破砕
機１がある。

【０００３】周知のとおり、前記破砕機は、主として鉄
筋・鉄骨コンクリート構造物の解体作業に使用される
が、この破砕機１は、その側面図の図９（ａ）と、図９
（ａ）のＤ矢視図の図９（ｂ）とに示すように構成され
ている。即ち、前記油圧ショベル本体の作業腕のアーム
の先端に、回転機構取付部である回転機構取付板部材３
が、この回転機構取付板部材３に設けられた平行な２枚
の取付用ブラケット２，２′を介して回動可能に装着さ
れ、前記回転機構取付板部材３の取付用ブラケット２，
２′の反対側に、回転機構である旋回ベアリング４が図
示しない固定ボルトにより固着されている。さらに、こ
の旋回ベアリング４の回転機構取付板部材３の反対側に
枠状フレーム５が取付けられており、この枠状フレーム
５に開閉支持ピン６を介してコンクリート構造物を破砕
する開閉作業体である破砕刃７，７′が取付けられてい
る。この破砕刃７，７′は、前記枠状フレーム５に設け
られた油圧シリンダ８で開閉されると共に、前記開閉支
持ピン６と直交する軸心を中心として回転されるもので
ある。

【０００４】前記取付用ブラケット２，２′には、アー
ムの先端に連結するための連結ピン穴２１と、破砕機１
を前記連結ピン穴２１を支点として回動させるアイドラ
リンクが連結される連結部であるアイドラリンクピン穴
２２とが設けられている。なお、前記破砕刃７，７′の
相対する側であって、かつ開閉支持ピン６付近に配設さ
れてなるものは、鉄筋を切断する開閉作業体であるカッ
ター７１である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例に係る破砕
機による鉄筋・鉄骨コンクリート構造物の解体作業にあ
っては、鉄筋や鉄骨等を引きちぎる、引き抜くといった
作業が頻繁に行われる。このような作業が行われるとき
には、破砕機本体を回転させる旋回ベアリングに大きな
引張力が作用する。また、作業腕を伸ばした状態におけ
る作業においても、油圧ショベル本体の安定性を得るた
めに、破砕機等の作業装置は可能な限り軽量であること
が好ましく、旋回ベアリングについても、破砕機本体を
コンパクトに設計できるようコンパクトなものを採用す
る方が好ましい。

【０００６】ところで、旋回ベアリングの寸法は伝達す
る荷重の大きさにより決められる。但し、旋回ベアリン
グの周方向に対して不均一に荷重が伝達される場合に
は、大荷重が伝達されている部分に合わせて旋回ベアリ
ングのサイズを選定する必要がある。何故なら、大荷重
が伝達されている部分付近から破損が生じることになる
からである。従って、旋回ベアリングを可能な限りコン
パクトにするためには、旋回ベアリングに均一に荷重を
伝達させる、つまり旋回ベアリングの固定ボルトに作用
するボルト反力を極力均一化することが理想的である。

【０００７】しかしながら、取付用ブラケットを、アー
ムへの連結側から見たときには、取付用ブラケット装置
付近の構成説明図の図１０（ａ）と、図１０（ａ）のＥ
矢視図の図１０（ｂ）とに示すように、取付用ブラケッ
ト２，２′と、旋回ベアリング４を回転機構取付板部材
３に固着する固定ボルトのボルトピッチ円Ｃp とが丸印
で示す４か所で交差する。４か所の交差部分は高剛性で
あるため、伝達される荷重が４か所の交差部分に集中す
る。特に、アイドラリンクピン穴（連結ピン穴よりも板
部材に近い位置に設けられている。）側の２か所の交差
部分に大荷重が伝達される。そのため、アイドラリンク
ピン穴側の２か所の交差部分の固定ボルトには、縦軸に
比ボルト軸力（ボルト軸力／平均ボルト軸力）をとり、
横軸にボルトピッチ円Ｃp の角度（ｄｅｇｒｅｅ）をと
って示す、固定ボルトの比ボルト軸力説明図の図１１に
示すように、これ以外の位置の他の固定ボルトよりも大
きな軸力が発生する。

【０００８】アイドラリンクピン穴側の２か所の交差部
分の固定ボルトの破損を防止するためには、この交差部
分の固定ボルトを大径にしなければならないので旋回ベ
アリングが大きくなり、コンパクトな破砕機を設計する
ことができない。つまり、破砕機のコスト低減が困難で
あるばかりでなく、油圧ショベル本体の安定性を得るた
めに必要以上に大型の油圧ショベル本体が必要になる
等、解体作業コストの関しても不利になるという経済上
の解決すべき課題があった。取付用ブラケットと回転機
構取付板部材との間には、上記図９（ａ）から良く理解
されるように、通常、補強リブが設けられているが、こ
れはあくまでも取付用ブラケットと回転機構取付板部材
との固着部の応力軽減を目的としており、アイドラリン
クピン穴側の２か所の交差部分の固定ボルトの軸力を軽
減させるというものではなかった。

【０００９】従って、本発明の目的は、アイドラリンク
ピン穴側の２か所の交差部分の固定ボルトのボルト反力
を低減することにより、コンパクトな回転式作業装置を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記実情に鑑み
てなされたものであって、従って上記課題を解決するた
めに、本発明の請求項１に係る回転式作業装置が採用し
た手段は、作業車両本体に起伏可能に枢支された作業腕
の先端に装着される回転式作業装置において、前記回転
式作業装置は、前記作業腕の先端に回動可能に装着され
る一対の取付用ブラケット装置と、この一対の取付用ブ
ラケット装置に取付けられた回転機構取付部と、この回
転機構取付部に取付けられた円形の取付部を有する回転
機構と、この回転機構により回転される開閉作業体とを
備え、前記回転機構取付部には、前記回転機構の取付部
を複数の固定ボルトにより固定する複数のボルト穴が形
成され、前記一対の取付用ブラケット装置のそれぞれ
は、前記複数のボルト穴の径方向の中心を通るボルトピ
ッチ円と交差するように前記回転機構取付部に固着され
ると共に、前記取付用ブラケット装置とボルトピッチ円
との交差部分に発生する応力集中を分散させる応力分散
手段が構成されてなることを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項２に係る回転式作業装置が
採用した手段は、請求項１に記載の回転式作業装置にお
いて、前記応力分散手段は、前記取付用ブラケット装置
の前記回転機構取付部との固着部分を、前記ボルトピッ
チ円の円弧形状に略沿った形状に構成されてなることを
特徴とする。

【００１２】本発明の請求項３に係る回転式作業装置が
採用した手段は、請求項１に記載の回転式作業装置にお
いて、前記取付用ブラケット装置は、前記作業腕との枢
着部を有するブラケット本体と、補強リブとを有し、前
記応力分散手段は、前記補強リブを前記ブラケット本体
と連結すると共に、前記ボルトピッチ円と交差するよう
に固着することにより構成されてなることを特徴とす
る。

【００１３】本発明の請求項４に係る回転式作業装置が
採用した手段は、請求項３に記載の回転式作業装置にお
いて、前記ブラケット本体には、前記取付用ブラケット
装置を押し引きして前記枢着部回りに前記取付用ブラケ
ット装置を回動させるアイドラリンクを枢着するアイド
ラリンク枢着部が設けられ、前記補強リブは前記アイド
ラリンク枢着部付近まで延設されてなることを特徴とす
る。

【００１４】本発明の請求項５に係る回転式作業装置が
採用した手段は、請求項１乃至４のうちの何れか一つの
項に記載の回転式作業装置において、前記応力分散手段
は、前記複数のボルト穴の少なくとも３つを強度的に連
結するように構成されてなることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態１に係
る回転式作業装置を、この回転式作業装置が破砕機５０
である場合を例として、その取付用ブラケット装置５１
付近の構成説明図の図１（ａ）と、図１（ａ）のＡ矢視
図の図１（ｂ）と、固定ボルトの比ボルト軸力説明図
（固定ボルトの軸力の相違を明確にするために、本実施
の形態１の場合を実線で示し、また従来例の場合を破線
で示している。）の図２とを順次参照しながら、従来例
と同一のもの並びに同一機能を有するものには同一符号
を付して、その相違する点について説明する。但し、破
砕機を装着する油圧ショベル本体は、段落番号〔０００
２〕において説明した従来例に係る油圧ショベル本体と
同構成であるから、本発明の実施の形態においては油圧
ショベル本体の構成に係る説明は割愛する。

【００１６】図１（ａ），（ｂ）に示す符号５０は、破
砕機（回転機構取付部より先端側は従来例と同様である
ので省略してある。）である。この破砕機５０の取付用
ブラケット装置５１を構成するブラケット本体５２，５
２′は、図１（ｂ）から良く理解されるように、旋回ベ
アリング５４を回転機構取付板部材５３に固着する固定
ボルトのボルト穴の径方向の中心を通るボルトピッチ円
Ｃp に沿うように湾曲形成されており、凹曲面側を相対
して回転機構取付板部材５３に突設されてなる構成にな
っている。この場合、前記ブラケット５２，５２′の形
状が応力分散手段を構成するものである。

【００１７】上記構成になる破砕機５０では、回転機構
取付板部材５３から旋回ベアリング５４のより広い範囲
に荷重が伝達されるから、固定ボルトに作用する最大の
軸力が効果的に低減される。より具体的には、図２にお
いて実線で示すように、アイドラリンク枢着部であるア
イドラリンクピン穴２２側の２か所の交差部分に対応す
る位置の固定ボルトの最大の比ボルト軸力は、破線で示
す従来例では６．５であるのに対して、本実施の形態１
では４．０になっており、約３８％も低下している。し
かも、連結ピン穴２１側の２か所の交差部分に対応する
位置の固定ボルトの軸力も低下している。

【００１８】本実施の形態１に係る破砕機５０によれ
ば、上記のとおり、アイドラリンクピン穴２２側の２か
所の交差部分に対応する位置の固定ボルトの最大の比ボ
ルト軸力が、従来例よりも大幅に低減されるから、従来
例よりもコンパクトな旋回ベアリングを採用することが
できる。

【００１９】従って、破砕機本体のコンパク設計が可能
になるから、破砕機５０の製造コストの低減、油圧ショ
ベル本体の安定性の向上に寄与することが可能になる。
また、従来例に係る破砕機の場合よりも、軽量の補助ウ
エイトを備えた油圧ショベル本体（後部旋回半径が減少
する。）、あるいはより小型の油圧ショベル本体に装着
することができるから、従来よりも狭い作業現場での解
体作業が可能になるのに加えて、解体作業コストの低減
（燃費の減少等）が可能になるという優れた経済効果を
発揮することができる。

【００２０】本発明の実施の形態２に係る破砕機６０
を、その取付用ブラケット装置６１付近の構成説明図の
図３（ａ）と、図３（ａ）のＢ矢視図の図３（ｂ）と、
固定ボルトの比ボルト軸力説明図（固定ボルトの軸力の
相違を明確にするために、本実施の形態２の場合を実線
で示し、従来例の場合を破線で示している。）の図４と
を順次参照しながら、従来例と同一のもの並びに同一機
能を有するものには同一符号を付して、その相違する点
について説明する。なお、本実施の形態２が上記実施の
形態１と相違するところは、取付用ブラケット装置の構
成の相違にあるから、破砕機６０の構成については取付
用ブラケット装置の説明だけに止める。

【００２１】ブラケット本体６２，６２′は台形山形状
に折曲げ形成され、凸部側を相反する方向に向け、各平
面の下端が固定ボルトのボルト穴の径方向の中心を通る
ボルトピッチ円Ｃp の弦となる位置に固着されている。
この場合は、ブラケット本体６２，６２′により取付用
ブラケット装置６１が構成されると共に、これらブラケ
ット本体６２，６２′の形状が応力分散手段を構成する
ものである。なお、符号６３は回転機構取付板部材であ
り、符号６４は旋回ベアリングである。

【００２２】本実施の形態２に係る破砕機６０によれ
ば、アイドラリンクピン穴２２側の２か所の交差部分に
対応する位置の固定ボルトの最大の比ボルト軸力は、図
４中に実線で示すように、４．７であり、破線で示す従
来例の場合は６．５である。従って、本実施の形態２で
は、従来例よりも約２８％低下しているから、上記実施
の形態１よりも破砕機のコンパクト化効果は劣るもの
の、コンパクト化効果がある。

【００２３】本発明の実施の形態３に係る回転機構を備
えた破砕機７０を、その取付用ブラケット装置７１付近
の構成説明図の図５（ａ）と、図５（ａ）のＣ矢視図の
図５（ｂ）と、その取付用ブラケット部付近の斜視図の
図６とを参照しながら、従来例と同一のもの並びに同一
機能を有するものには同一符号を付して、その相違する
点について説明する。なお、本実施の形態３が上記実施
の形態１または２と相違するところは、取付用ブラケッ
トの構成の相違にあるから、構成については取付用ブラ
ケットの説明だけに止める。

【００２４】本実施の形態３に係る破砕機１の回転機構
取付板部材７３に一対の平行なブラケット本体７２，７
２′が固着されている。そして、前記一対のブラケット
本体７２，７２′それぞれの外側面側と前記回転機構取
付板部材７３のブラケット本体７２，７２′側との間
に、一端側の上端部が前記ブラケット本体７２，７２′
に設けられたアイドラリンクピン穴２２付近まで延びる
と共に、他端側の下端部が前記回転機構取付板部材７３
に旋回ベアリング７４を取付ける固定ボルト７６のボル
ト穴の径方向の中心を通るボルトピッチ円Ｃp に沿う状
態に補強リブ７５，７５′が配設されている。この場
合、ブラケット本体７２，７２′と補強リブ７５，７
５′とにより取付用ブラケット装置が構成されるもので
ある。

【００２５】本実施の形態３に係る破砕機７０によれ
ば、補強リブ７５，７５′により、アイドラリンクピン
穴２２側の２か所の交差部分に対応する位置の固定ボル
トの近傍の複数の固定ボルトに荷重が分散されて伝達さ
れることとなる。従って、アイドラリンクピン穴２２側
の２か所の交差部分に対応する位置の固定ボルト７６に
作用する軸力が効果的に低減されるから、本実施の形態
３は上記実施の形態１または２と同等の効果を期待する
ことができる。即ち、補強リブ７５，７５′により応力
分散手段が構成されるものである。

【００２６】ところで、本実施の形態３では、図６から
良く理解されるように、前記補強リブ７５，７５′は三
角形に形成されている。しかしながら、これら補強リブ
７５，７５′の形状は四角形に形成されていても良い。
また、補強リブ７５，７５′として平板を用いたが、回
転機構取付板部材７３側がボルトピッチ円Ｃp に沿う円
弧状に形成されていても良い。

【００２７】さらに、上記実施の形態３においては、上
記のとおり、補強リブ７５，７５′の下端部がボルトピ
ッチ円Ｃp に沿うように配設されて溶接されているが、
実施の形態４に係る破砕機の取付用ブラケット装置８１
付近の斜視図の図７に示すように、アイドラリンクピン
穴２２側の２か所の交差部分に対応する位置の固定ボル
ト７６よりも連結ピン穴側よりの固定ボルト７６に、荷
重の一部が伝達されるように、つまり補強リブ８３と回
転機構取付板部材７３とのなす連結ピン穴側の角度θが
９０°よりも大角度になるように、補強リブ８３を配設
してもアイドラリンクピン穴２２側の２か所の交差部分
に対応する位置の固定ボルト７６に作用する軸力を低減
させることが可能である。

【００２８】ところで、以上の実施の形態においては、
回転式作業装置が破砕機である場合を例として説明し
た。しかしながら、圧砕機やフォーク等に対しても本発
明の技術的思想を適用することができるので、上記実施
の形態によって本発明の技術的思想を適用し得る回転式
作業装置の種類が限定されるものではない。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る回転
式作業装置によれば、回転機構取付部から、この回転機
構取付部に回転機構を取付ける固定ボルトに、ブラケッ
ト本体を介して、またはブラケット本体と補強リブとを
介して荷重が分散して伝達される。そして、ブラケット
本体のアイドラリンクの連結部側の２か所の交差部分に
対応する位置の固定ボルトの最大の比ボルト軸力が効果
的に低減され、従来よりもコンパクトな回転機構を採用
することができるから、作業装置本体のコンパク設計が
可能になる。

【００３０】従って、回転式作業装置の製造コストの低
減、油圧ショベル本体の安定性の向上に寄与することが
可能になる。また、従来例に係る回転式作業装置の場合
よりも、軽量の補助ウエイトを備えた油圧ショベル本
体、あるいはより小型の油圧ショベル本体に装着するこ
とができるから、従来よりも狭い作業現場での解体作業
が可能になるのに加えて、解体作業コストの低減が可能
になるという優れた経済効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係り、図１（ａ）は破
砕機の取付用ブラケット装置付近の構成説明図、図１
（ｂ）は図１（ａ）のＡ矢視図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係り、固定ボルトの比
ボルト軸力説明図である。

【図３】本発明の実施の形態２に係り、図３（ａ）は破
砕機の取付用ブラケット装置付近の構成説明図、図３
（ｂ）は図３（ａ）のＢ矢視図である。

【図４】本発明の実施の形態２に係り、固定ボルトの比
ボルト軸力説明図である。

【図５】本発明の実施の形態３に係り、図５（ａ）は破
砕機の取付用ブラケット装置付近の構成説明図、図５
（ｂ）は図５（ａ）のＣ矢視図である。

【図６】本発明の実施の形態３に係り、破砕機の取付用
ブラケット装置付近の斜視図である。

【図７】本発明の実施の形態３に係り、破砕機の取付用
ブラケット装置付近の斜視図である。

【図８】油圧ショベル本体の斜視図である。

【図９】従来例に係り、図９（ａ）は破砕機の側面図で
あり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＤ矢視図である。

【図１０】従来例に係り、図１０（ａ）は取付用ブラケ
ット装置付近の構成説明図であり、図１０（ｂ）は図１
０（ａ）のＥ矢視図である。

【図１１】従来例に係り、固定ボルトの比ボルト軸力説
明図である。

【符号の説明】

１，５０，６０，７０…破砕機，５１，６１，７１，８
１…取付用ブラケット装置，２，２′，５２，５２′，
６２，６２′，７２，７２′…ブラケット本体，２１…
連結ピン穴，２２…アイドラリンクピン穴，３，５３，
６３，７３…回転機構取付板部材，７６…固定ボルト，
４，５４，６４，７４…旋回ベアリング，５…枠状フレ
ーム，６…開閉支持ピン，７，７′…破砕刃，７１…カ
ッター，７５，７５′，８３…補強リブ．８…油圧シリ
ンダ，Ｃp …ボルトピッチ円。

フロントページの続き (72)発明者秋山敦朗広島県広島市安佐南区祇園３丁目12番25号コベルコ建機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者西塚正義広島県広島市安佐南区祇園３丁目12番25号コベルコ建機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者鳥飼勝広島県広島市安佐南区祇園３丁目12番25号コベルコ建機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者山口拓則兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者大谷修兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社コベルコ科研受託研究事業部内Ｆターム(参考） 2D012 DA02 DA03 2E176 DD57 DD59 4D063 AA06 AA13 GA02 GA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業車両本体に起伏可能に枢支された作
業腕の先端に装着される回転式作業装置において、前記
回転式作業装置は、前記作業腕の先端に回動可能に装着
される一対の取付用ブラケット装置と、この一対の取付
用ブラケット装置に取付けられた回転機構取付部と、こ
の回転機構取付部に取付けられた円形の取付部を有する
回転機構と、この回転機構により回転される開閉作業体
とを備え、前記回転機構取付部には、前記回転機構の取
付部を複数の固定ボルトにより固定する複数のボルト穴
が形成され、前記一対の取付用ブラケット装置のそれぞ
れは、前記複数のボルト穴の径方向の中心を通るボルト
ピッチ円と交差するように前記回転機構取付部に固着さ
れると共に、前記取付用ブラケット装置とボルトピッチ
円との交差部分に発生する応力集中を分散させる応力分
散手段が構成されてなることを特徴とする回転式作業装
置。
【請求項２】前記応力分散手段は、前記取付用ブラケ
ット装置の前記回転機構取付部との固着部分を、前記ボ
ルトピッチ円の円弧形状に略沿った形状に構成されてな
ることを特徴とする請求項１に記載の回転式作業装置。
【請求項３】前記取付用ブラケット装置は、前記作業
腕との枢着部を有するブラケット本体と、補強リブとを
有し、前記応力分散手段は、前記補強リブを前記ブラケ
ット本体と連結すると共に、前記ボルトピッチ円と交差
するように固着することにより構成されてなることを特
徴とする請求項１に記載の回転式作業装置。
【請求項４】前記ブラケット本体には、前記取付用ブ
ラケット装置を押し引きして前記枢着部回りに前記取付
用ブラケット装置を回動させるアイドラリンクを枢着す
るアイドラリンク枢着部が設けられ、前記補強リブは前
記アイドラリンク枢着部付近まで延設されてなることを
特徴とする請求項３に記載の回転式作業装置。
【請求項５】前記応力分散手段は、前記複数のボルト
穴の少なくとも３つを強度的に連結するように構成され
てなることを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか
一つの項に記載の回転式作業装置。