JP2005083060A - 掴み機能付きブレーカ装置およびそれを備えた作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 塊状の破砕物を容易に掴むことができ、しかもチゼルに影響されずに掴み作業を行うことができる掴み機能付きブレーカ装置およびそれを備えた作業機械を提供する。
【解決手段】ブレーカ１８と、チゼル１８ａを突出させた状態でブレーカ１８を収納している本体ケース１９と、この本体ケース１９に設けられる掴み装置とを有し、この掴み装置が、本体ケース１９の左右両側に配置され各基端部が本体ケース１９のチゼル側端部に設けられた回転軸２１，２９に枢支される一対の把持アーム１６，１７と、各把持アーム１６，１７を、本体ケース１９のチゼル側端部としての本体ケース先端部から突出して互いに当接する掴み位置と本体ケース先端部から後退して本体ケース１９の左右の壁面１９ｅ，１９ｆに当接する格納位置との間で上下方向に揺動させる把持アーム駆動機構２７，３３とから構成されている掴み機能付きブレーカ装置である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、破砕作業に好適な掴み機能付きブレーカ装置およびそれを備えた作業機械に関するものである。

従来、一つの作業機で、破砕対象を破砕するとともにその破砕物の除去や搬送を行うことができるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記作業機は、図１３(ａ)に示すように、油圧ショベルやバックホーのアーム６０の先端部に削岩装置６１を備えており、この削岩装置６１のケース６１ａはリンク機構６２ａ，６２ｂを介して揺動シリンダ６３に連結されている。６４はリンク機構６２ａとケース６１ａの後端部とを連結している連結ピンであり、６５はアーム６０の先端部とケース６１ａの後端部とを連結している連結ピンである。

また、ケース６１ａには把持爪６６がピン６７を介して回動自在に枢支されており、この把持爪６６の後端６６ａは、駆動シリンダ６８のロッドに連結されている。従って、その駆動シリンダ６８を伸縮させることにより把持爪６６を矢印Ａ方向に開閉することができ、把持爪６６を閉じ方向に動作させると、ケース６１ａの後面６１ｂと把持爪６６との間に破砕物を把持することができるようになっている。

なお、把持爪６６は図１３(ｂ)に示すように、左右一対設けられ、２本のロッド６９によって接続されている。また、図中、６１ｃはブレーカのチゼルである。
実開平５−２７１５２号公報（第(５)−(６)頁、図１）

しかしながら、従来の作業機では、削岩装置６１の後面６１ｂを静止面として利用し把持爪６６で掬い上げた破砕物をその後面６１ｂとの間に挟み込むように構成されているため、道路の舗装を解体する場合のように薄い層状のものを剥離除去するには適しているものの、塊状の破砕物は掴みにくいという問題がある。また、把持爪６６はケース６１ａから下方に突出しない範囲で開閉動作するため、チゼル６１ｃの軸心Ｃ３を垂直に立てるとチゼル６１ｃが邪魔して破砕物に把持爪６６が届かないという不都合もあった。

本発明は以上のような従来の削岩機における課題を考慮してなされたものであり、塊状の破砕物を容易に掴むことができ、しかもチゼルに影響されずに掴み作業を行うことができる掴み機能付きブレーカ装置およびそれを備えた作業機械を提供するものである。

本発明は、ブレーカと、チゼルを突出させた状態でブレーカを収納している本体ケースと、この本体ケースに設けられる掴み装置とを有し、この掴み装置が、本体ケースの左右両側に配置され各基端部が本体ケースのチゼル側端部に設けられた回転軸に枢支される一対の把持アームと、各把持アームを、本体ケースのチゼル側端部としての本体ケース先端部から突出して互いに当接する掴み位置と本体ケース先端部から後退して上記本体ケースの左右の壁面に沿う格納位置との間で上下方向に揺動させる把持アーム駆動手段とから構成されている掴み機能付きブレーカ装置である。

本発明において、上記把持アームはチゼルから前後方向に外れた位置で掴み動作するように構成することが好ましい。その場合、側面から見てブレーカのチゼル中心軸と把持アームの中心軸とが鋭角に交差する状態でブレーカと把持アームとを配置すれば、把持アームがチゼルから外れた位置で掴み動作するようになる。

また、本体ケースの後端部に作業アームの先端部が連結される第一連結部と、その作業アームのバケットリンクが連結される第二連結部を有する場合、これら第一および第二連結部の各中心を結ぶ直線に対しブレーカのチゼル中心軸が略直交する状態でチゼルを設けることが好ましい。この構成によれば、ブレーカ装置を前後に反転させると、作業アームの掴み位置をチゼルを基準としてその前側または後側のいずれかに切り換えることができ、掴み作業の作業性を向上させることができる。一方、ブレーカ装置を前後に反転させてもチゼルの姿勢は変化しないため、破砕作業も効率良く行える。

本発明において、上記把持アーム駆動手段として、油圧シリンダと、この油圧シリンダと把持アームとを連結する複数のリンクとを有し、油圧シリンダのチューブ側端部を本体ケースの後端部に連結し、油圧シリンダのロッド先端部を複数のリンクのリンク連結点と連結すれば、把持アームを上下方向に揺動させることができる。

本発明において、上記ブレーカに供給する駆動圧の一部を、油圧シリンダにおける把持アーム持ち上げ側油路に合流させる油路を設ければ、格納状態の把持アームを本体ケースの左右の壁面に向けて押圧し固定することができ、ブレーカ作業時に把持アームが振動して騒音の発生することを防止することができる。

本発明は、下部走行体上に上部旋回体を旋回自在に搭載し、この上部旋回体の作業アームの先端部に、上記構成を有する掴み機能付きブレーカ装置を備えた作業機械である。

本発明によれば、塊状の破砕物を容易に掴むことができ、しかもチゼルに影響されずに掴み作業を行うことができるという長所を有する。

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る掴み機能付きブレーカ装置を備えた軌道用作業機の側面図を示したものである。

同図において、軌道用作業機１は、クローラ２ａ，２ｂを装着した下部走行体３とその下部走行体３上に旋回自在に搭載された上部旋回体４とを備えている。

上部旋回体４の前部左側にはキャビン５が、後部にはエンジン（図示しない）を格納したエンジンルーム６がそれぞれ配置され、キャビン５の右側には作業アタッチメント７が装備されている。

この作業アタッチメント７は、起伏動作するブーム８とそのブーム８の先端部に連結され機体前後方向に揺動するアーム９と、そのアーム９の先端部に連結され前後方向に揺動可能に設けられたブレーカ装置１０とから構成され、ブーム８はブームシリンダ１１によって起伏し、アーム９はアームシリンダ１２によって揺動し、ブレーカ装置１０は駆動シリンダ１３によって揺動するようになっている。

下部走行体３の前部には上下方向に揺動する一対の前側アーム１４ａ，１４ｂが備えられ、この前側アーム１４ａ，１４ｂの先端部にそれぞれ前車輪１５ａ，１５ｂが備えられている。

前側アーム１４ａ，１４ｂは図示しない油圧シリンダによって昇降するようになっており、油圧シリンダを伸長させると、前輪１５ａ，１５ｂをレールＲａ，Ｒｂ上に載せることができるようになっている。なお、図示しないが下部走行体３の後部にも上記と同様に一対のアーム、後輪および油圧シリンダが備えられており、前車輪１５ａ，１５ｂの昇降動作と連動するようになっている。

図２は、図１に示したブレーカ装置１０を拡大して示した正面図であり、把持アームを格納した状態を示している。

同図において、１８は従来公知の油圧ブレーカであり、１８ａはそのチゼルである。

この油圧ブレーカ１８はその左右両側に平行に配置されている二枚の側板１９ａ，１９ｂによって保持されている。以下、二枚の側板１９ａ，１９ｂを総称する場合は本体ケース１９と呼ぶ。

詳しくは、本体ケース１９の下部は連結板１９ｃで接続されており、この連結板１９ｃの貫通孔１９ｄに油圧ブレーカ１８を挿通させるとともに、チゼル１８ａを突出させた状態でその油圧ブレーカ１８を固定している。

側板１９ａには外向きに突出して設けられた一対のブラケット２０ａ，２０ｂが前後に固定されており、このブラケット２０ａ，２０ｂの下部に、連結ピン２１を介して左側把持アーム１６の基端部が連結されている。

左側把持アーム１６は、平行な状態で前後に配置された二枚のアームプレート１６ａ，１６ｂからなり、その先端部には鋸刃状部１６ｃが形成されている。

また、左側把持アーム１６における連結ピン２１取付部近傍には第一連結ピン２２を介して第一リンク２３が連結されている。

この第一リンク２３はさらにリンク連結ピン２４を介し第二リンク２５と逆Ｖ字状に連結され、この第二リンク２５の端部は、第二連結ピン２６を介して上述した一対のブラケット２０ａ，２０ｂに連結されている。

上記リンク連結ピン２４は、左側アーム駆動シリンダ２７のロッド２７ａ先端部とも連結されており、左側アーム駆動シリンダ２７のチューブ側ボス２７ｂは、側板１９ａ上部から外向きに突設されたブラケット２８に連結されている。

一方、右側把持アーム１７は左側把持アーム１６と左右対称に側板１９ｂに設けられおり基本的に把持アーム１６と同じ構成となっている。

図中、２９は右側把持アーム１７の回転中心となる連結ピン、３０は第一リンク、３１は第二リンク、３２は両リンクを連結しているリンク連結ピン、３３は右側アーム駆動シリンダ、３４は右側アーム駆動シリンダ３３を側板１９ｂの上部に固定するためのブラケット、３３ｂは連結ピンである。また、３６ａ，３６ｂ（手前側のみ図示）は、ブラケット２０ａ，２０ｂと左右逆向きにして側板１９ｂに設けられた一対のブラケットである。

図３は上記左側把持アーム１６を連結ピン２１を中心とし、また右側把持アーム１７を連結ピン２９を中心としてそれぞれ下向きに回転させた状態を示している。

同図に示すように、両アーム駆動シリンダ２７，３３を伸長させると、まず第二リンク２５，３１が連結ピン２４，３７を回転中心として回転する。

第二リンク２５，３１の回転によってその第二リンク２５，３１に連結されている第一リンク２３，３０が両把持アーム１６，１７を下向きに押し下げ、両把持アーム１６，１７は連結ピン２１，２９を回転中心として回転するように構成されているため、結局、第一リンク２３，３０と把持アーム１６，１７とを連結している第一連結ピン２２，３８は、連結ピン２１，２９の周囲を回転し、同図に示すように両把持アーム１６，１７の鋸刃状部１６ａおよび１７ｄが互いに当接する位置まで回転することができる。

このように、上記アーム駆動シリンダ２７，３３、リンク２３，２５、リンク３０，３１は把持アーム駆動手段として機能し、両把持アーム１６，１７を、本体ケース１９先端部から突出して互いに当接する掴み位置と本体ケース１９先端部から後退して本体ケース１９の左右の壁面１９ｅ，１９ｆに沿う格納位置との間で上下方向に揺動させるようになっている。

図４は上記両リンク３０，３１の分解斜視図を示したものである。

同図において、第一リンク３０はプレート状に形成されており、上下両側にピンを挿入するための貫通孔が形成されている。下端部３０ａは二枚のアームプレート１７ａ，１７ｂの間に挿入され、連結ピン３８でアームプレート１７ａ，１７ｂと連結される。一方、上端部３０ｂの前後方向両側には一対の第二リンク３１の下端部３１ａを対応させて配置し、連結ピン３２で連結する。

第二リンク３１の上端部３１ｂは、一対のブラケット３６ａ，３６ｂの上側貫通孔３６ｃに対応して配置され、連結ピン３７で連結される。

図５は図４に示した方法で組み立られたブレーカ装置１０の右側面図を示したものである。

図５において、ブレーカ１８の中心軸Ｃ１と把持アーム１７を回動させるアーム駆動シリンダ３３の中心軸Ｃ２とは角度θを持って交差している。

それにより、両把持アーム１６，１７はチゼル１８ａの後方（運転者から見て手前側）に外れた位置で掴み動作を行うことができる。また、掴み作業を行う場合には両把持アーム１６，１７が本体ケース１９の下端より突出するため、把持アーム１７を鉛直方向に降下させて掴み作業を行うことが可能になる。

なお、同図に示すようにアームプレート１７ａ，１７ｂは前後方向に配置された接続板１７ｃによって接続されている。

この接続板１７ｃは、図６の正面図に示すように、アームプレート１７ｂの鋸刃状部１７ｄに沿って縦方向に設けられており、鋸刃状部１７ｄの各突起に対応して横板１７ｅが棚板状に形成され接続板１７ｃと接続されている。この横板１７ｅは把持アーム１７の剛性を高めるとともに掴まれた破砕物の落下を防止ように機能する。なお、図６では内部の構造が分かりやすいように一方のアームプレート１７ａを取り外した状態で示している。

図７は、上記構成を有するブレーカ装置１０を動作させる制御回路を示したものである。

同図において、エンジン４０の出力軸は第一油圧ポンプ４１と第二油圧ポンプ４２が接続されており、第一油圧ポンプ４１から吐出される圧油は、ブレーカ操作ペダル４３の操作によって遮断位置ａから連通位置ｂに切り換わるブレーカコントロール弁４４を通じ、油圧ブレーカ１８の入口ポート１８ｂに供給される。

この入口ポート１８ｂに圧油が供給されると、チゼル１８ａが駆動する。なお、油圧ブレーカ１８の出口ポート１８ｃはタンク４５に接続されている。

一方、第二油圧ポンプ４２から吐出される圧油は、把持アーム操作ペダル４６の操作によって中立位置ｃからｄ位置またはｅ位置に切り換わる把持アームコントロール弁４７、油路４８を通じ、左側アーム駆動シリンダ２７のヘッド側油室２７ａおよび右側アーム駆動シリンダ３３のヘッド側油室３３ｃにそれぞれ供給される。

それにより、左側把持アーム１６は矢印Ｂ方向に回転し、右側把持アーム１７は矢印Ｃ方向に回転する。このとき、左側アーム駆動シリンダ２７のロッド側油室２７ｄから排出される圧油は油路４９、把持アームコントロール弁４７を通じてタンク４５に戻される。右側アーム駆動シリンダ３３のロッド側油室３３ｄから排出される圧油も油路４９を流れる戻り油と合流する。

一方、把持アームコントロール弁４７が中立位置ｃからｅ位置に切り換えられると、圧油は油路４９を通じて両アーム駆動シリンダ２７，３３の各ロッド側油室２７ｄおよび３３ｄに供給され、それにより、左側把持アーム１６が矢印Ｂ方向と反対方向に、右側把持アーム１７が矢印Ｃ方向と反対方向に回転し、それにより、両把持アーム１６，１７が本体ケース１９の側壁１９ａ，１９ｂに沿った状態で格納される。

また、ブレーカコントロール弁４４とブレーカ１８とを接続している油路５０から分岐油路５１が分岐しており、この分岐油路５１には逆止弁５２と流量調整弁５３が介設され油路４９と接続されている。

すなわち、この分岐油路５１は、ブレーカ１８の駆動時にそのブレーカ１８に供給する圧油の一部をアーム駆動シリンダ２７，３３のロッド側油室２７ｄ，３３ｄに供給し、各把持アーム１６，１７を本体ケース１９の側壁１９ｅ，１９ｆ（図２参照）に向けて押圧するように機能する。それにより、ブレーカ１８駆動時には両把持アーム１６，１７が固定されて振動しないため、ブレーカ装置１０から騒音の発生することがない。

図８は上記制御回路の変形例を示したものである。

なお、図７と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図８の制御回路において図７と異なる点は把持アームコントロール弁４７′の構成にある。

この把持アームコントロール弁４７′は、中立位置ｆの戻り油路がブロックされておらず、絞り５４を介してタンク４５と連通している。

この構成によれば、ブレーカ１８の駆動時においてそのブレーカ１８に供給する圧油の一部が両アーム駆動シリンダ２７，３３のロッド側油室２７ｄ，３３ｄに供給されるが、ヘッド側油室２７ｃ，３３ｃ内の圧油はロッド側油室２７ｄ，３３ｄ内の圧が高まることによって排出され上記絞り５４を通じてタンク４５に戻される。

従って、図７の構成に比べると、より低い作動圧で各把持アーム１６，１７を本体ケース１９の側壁に押し付けることができるようになる。

図９および図１０は上記ブレーカ装置の把持アーム１６，１７によって破砕物ＦＧを掴んでいる状態を示したものであり、図９はブレーカ装置１０を機体の前方から見たものであり、図１０は運転席から見たものである。

図１０に示すように、両把持アーム１６，１７は従来のように前後方向に開閉する把持アームと異なり、左右方向に開閉するように構成されているため、破砕物ＦＧが両把持アーム１６，１７やチゼル１８ａによって隠れることがなく、簡単に掴むことができるようになっている。しかも、両把持アーム１６，１７は掴み動作時に本体ケース１９から下向きに大きく突出させることができるため、両把持アーム１６，１７を鉛直方向に降下させて破砕物ＦＧをすばやく掴むことが可能になる。

図１１は、破砕物ＦＧをトラックＴＲの荷台にダンプする作業を示したものである。

両把持アーム１６，１７によって掴まれた破砕物ＦＧは、軌道用作業機１の上部旋回体４を旋回させつつ作業アタッチメント７を持ち上げる、いわゆる持ち上げ旋回動作によって荷台の高さまで移動され、両把持アーム１６，１７を開くことによってその荷台上にダンプされる。

なお、上記実施形態ではブレーカ装置１０を軌道用作業機１のアーム先端に装着し、トンネル工事を行う場合を例に取り説明したが、これに限らず、ブレーカ装置１０は油圧ショベルのアーム先端に装着することができる。この場合、構造物の解体作業等を行うことができる。

また、図１２は、ブレーカ装置１０を前後に反転させて作業アタッチメント７に装着した状態を示している。

ブレーカ装置１０における本体ケース１９の後端部には、作業アタッチメント７の先端部に対して連結ピン（図示しない）で連結される第一連結部５５と、作業アタッチメント７のバケットリンク９ａに対して同じく連結ピンで連結される第二連結部５６がそれぞれ設けられている。

これら第一および第二連結部５５，５６に挿入された各連結ピンの中心を結ぶ直線Ｃ４に対し、本実施形態ではチゼル中心軸Ｃ１が略直交する状態で配置されている。

軌道用作業機１の近傍で破砕作業を行う場合、作業アタッチメント７は逆Ｖ字状に折り曲げられる。この状態で把持アーム１６，１７による掴み作業を行う場合には、把持アーム１６，１７はチゼル１８ａの前側に配置されている方が作業性が良い。一方、軌道用作業機１から離れた位置で破砕作業を行う場合には作業アタッチメント７は直線に近づくように前後に延ばされるため、この場合は、把持アーム１６，１７はチゼル１８ａの後側に配置されている方が作業性が良い。

従って、作業環境に応じてブレーカ装置１０を前後に反転させることができる構成にしておくと、把持アーム１６，１７の掴み位置をチゼル１８ａを基準としてその前側または後側のいずれかに切り換えることができ、掴み作業の作業性を向上させることができる。

一方、ブレーカ装置１０を前後に反転させてもチゼル１８ａの姿勢は変化しないため、破砕作業が主体であってもその作業は従来通り、効率良く行うことができる。

本発明に係る軌道用作業機の正面図である。 図１に示すブレーカ装置の把持アーム格納状態を示す正面図である。 把持アーム使用状態を示す図２相当図である。 把持アームのリンク部分の分解斜視図である。 ブレーカ装置の側面図である。 把持アームの構造を示す正面図である。 ブレーカ装置を駆動する油圧制御回路である。 図７の変形例を示す油圧制御回路図である。 把持アームを機体前方から見た説明図である。 把持アームを運転席側から見た説明図である。 軌道作業機によるダンプ動作を示す説明図である。 ブレーカ装置を反転して作業アタッチメントに装着した場合を示す説明図である。 (ａ)は従来の掴み機能を有するブレーカ装置を示す側面図、(ｂ)はその正面図である。

符号の説明

１ 軌道用作業機
２ａ，２ｂ クローラ
３ 下部走行体
４ 上部旋回体
５ キャビン
６ エンジンルーム
７ 作業アタッチメント
８ ブーム
９ アーム
１０ ブレーカ装置
１６，１７ 把持アーム
１８ 油圧ブレーカ
１８ａ チゼル
１９ 本体ケース
１９ａ，１９ｂ 側板
２１，２９ 連結ピン
２３，２５ リンク
２７，３３ アーム駆動シリンダ

Claims (7)

1. ブレーカと、チゼルを突出させた状態で上記ブレーカを収納している本体ケースと、この本体ケースに設けられる掴み装置とを有し、この掴み装置が、上記本体ケースの左右両側に配置され各基端部が上記本体ケースのチゼル側端部に設けられた回転軸に枢支される一対の把持アームと、各把持アームを、上記本体ケースのチゼル側端部としての本体ケース先端部から突出して互いに当接する掴み位置と上記本体ケース先端部から後退して上記本体ケースの左右の壁面に沿う格納位置との間で上下方向に揺動させる把持アーム駆動手段とから構成されていることを特徴とする掴み機能付きブレーカ装置。
2. 上記把持アームは上記チゼルから前後方向に外れた位置で掴み動作するように構成されている請求項１記載の掴み機能付きブレーカ装置。
3. 側面から見て上記ブレーカのチゼル中心軸と上記把持アームの中心軸とが鋭角に交差する状態で上記ブレーカと上記把持アームとを配置することにより、上記把持アームが上記チゼルから外れた位置で掴み動作するように構成した請求項２記載の掴み機能付きブレーカ装置。
4. 上記本体ケースの後端部に作業アームの先端部が連結される第一連結部と、その作業アームのバケットリンクが連結される第二連結部が設けられ、これら第一および第二連結部の各中心を結ぶ直線に対し上記ブレーカのチゼル中心軸が略直交する状態で上記チゼルが設けられている請求項３記載の掴み機能付きブレーカ装置。
5. 上記把持アーム駆動手段として、油圧シリンダと、この油圧シリンダと上記把持アームとを連結する複数のリンクとを有し、上記油圧シリンダのチューブ側端部が上記本体ケースの後端部に連結され、上記油圧シリンダのロッド先端部が上記複数のリンクのリンク連結点と連結されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の掴み機能付きブレーカ装置。
6. 上記ブレーカに供給する駆動圧の一部を、上記油圧シリンダにおける把持アーム持ち上げ側油路に合流させる油路が設けられ、格納状態の上記把持アームを上記本体ケースの左右の壁面に向けて押圧するように構成されている請求項５記載の掴み機能付きブレーカ装置。
7. 下部走行体上に上部旋回体を旋回自在に搭載し、この上部旋回体の作業アームの先端部に、上記請求項１〜６のいずれか１項に記載の掴み機能付きブレーカ装置が備えられていることを特徴とする作業機械。