JP2005104633A - 吊下式アタッチメント着脱装置とハンドリング機 - Google Patents

Abstract

【課題】荷役用作業具の取付けを、作業具のブラケットを保持しておくことなく容易に行え、もって省力化、作業の安全性の向上が達成できる吊下式アタッチメント着脱装置とその装置を備えたハンドリング機を提供する。
【解決手段】自走式ハンドリング機の作業用アーム６に吊下式アタッチメント着脱装置７を介して荷役用アタッチメント９を取付ける。作業用アーム６にピン８により前後方向に揺動自在に連結して第１のブラケット１０を垂下する。該第１のブラケット１０にピン１１により左右方向に揺動自在に連結して第２のブラケット１２を垂下する。第２のブラケット１２に、荷役用アタッチメント９に着脱自在に結合する着脱装置本体１３を備える。第１のブラケット１０、第２のブラケット１２および着脱装置本体１３は自重により自動的に垂直姿勢をとり、荷役用アタッチメント９を作業員が保持しておかなくてもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、船舶や車両への積載物の積み込み、積み卸し、あるいは廃棄物等の積み込み、積み卸しを行うためのハンドリング機に取付けられるリフティングマグネット、グラップル、クラムシェルバケット等の荷役用作業具を着脱する装置およびその着脱装置を備えたハンドリング機に関する。

この種のハンドリング機は、走行体上に旋回装置を介して旋回体を取付け、旋回体に多関節構造の作業用アームを取付け、作業用アームの先端にリフティングマグネット、グラップル（把持用の複数の爪を有する作業具）、クラムシェルバケット等の作業具を取付けて構成される（例えば特許文献１、２参照）。

このようなハンドリング機においては、地面や船舶あるいは車両上に置いてある廃棄物や土砂等を保持するかあるいは積載、設置するため、作業具は作業用アームから垂直に吊下げられる。このため、作業具は、作業用アームの先端に左右方向に向けて設けられる横ピンによりブラケットを取付け、そのブラケットに前後方向に向けて設けた縦ピンにより作業具の上部を連結して取付けられる。

特開平７−１５８１０３号公報 実開平５−８１１７９号公報

前記従来のハンドリング機は、一般的にはそれぞれ個々のものが専用機としてユーザーに購入されるかあるいは用いられている。しかしながら、このように用途の異なる例えばリフティングマグネット、グラップル、クラムシェルバケットをそれぞれ作業用アームに取付けて専用機として構成すれば、経済的負担が大きくなる。このためベースマシンを共用し、作業具だけを交換して、個々の用途に対応できるようにすれば、ベースマシンの台数を減らすことができ、経済化が達成できる。

しかしながら、従来の作業具の前記取付け構造によると、作業具を交換する際に、新たに取付ける作業具は、作業用アームに作業具の頂部のブラケットをピンにより連結して取付けることになる。この場合、ブラケットは、縦ピンによって作業具に左右に揺動自在に取付けられているので、１人または２人の作業員がブラケットが倒れないように保持しておき、オペレータが走行体、旋回装置および作業用アームを操作することにより、ブラケットのピン孔と作業用アームのピン孔の位置合わせをしてピンの取付け作業を行う必要がある。

このように、従来のハンドリング機においては、作業具の取付けの際に、作業員がブラケットの姿勢を保持しておく必要があるため、作業具の取付けに２人以上の人員が必要となる上、作業用アームが作業員に近接する作業となるため、作業の安全性の面で問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、荷役用作業具の取付けを、作業具のブラケットを保持しておくことなく容易に行え、もって省力化、作業の安全性の向上が達成できる吊下式アタッチメント着脱装置とその装置を備えたハンドリング機を提供することを目的とする。

（１）本発明の吊下式アタッチメント着脱装置は、ハンドリング機の作業用アームに荷役用アタッチメントを取付ける吊下式アタッチメント着脱装置であって、
作業用アームにピンにより揺動自在に連結して垂下される第１のブラケットと、
該第１のブラケットにピンにより揺動自在に連結して垂下される第２のブラケットと、
前記第２のブラケットに設けられ、荷役用アタッチメントに対して第２のブラケットを着脱自在に結合する着脱装置とを備えたことを特徴とする。

（２）また、本発明の吊下式アタッチメント着脱装置は、前記（１）において、
前記第２のブラケットに設けられた着脱装置は、荷役用アタッチメントの上面に設けられた係止受部に着脱自在に係止される係止部材と、該係止部材を前記係止受部に対して係合離脱させる駆動装置とからなることを特徴とする。

（３）また、本発明の吊下式アタッチメント着脱装置は、前記（２）において、
前記荷役用アタッチメントの上面に、前記係止受部を有する突起を設け、
前記第２のブラケットに、該係止部材を前記係止受部に対して係合離脱させる駆動装置として油圧シリンダを設けたことを特徴とする。

（４）また、本発明の吊下式アタッチメント着脱装置は、前記（３）において、
前記荷役用アタッチメントの上面の中央部に前記突起を設け、
該突起の前後または左右の両側に前記係止受部を設け、
前記第２のブラケットの前後または左右両側に、前記係止部材を駆動する油圧シリンダを設けたことを特徴とする。

（５）また、本発明の吊下式アタッチメント着脱装置は、前記（３）または（４）において、
前記油圧シリンダと前記係止部材との間に、一端が係止部材に連結され、他端が油圧シリンダに連結された第１のリンクと、前記油圧シリンダおよび前記第１のリンクに一端が連結され、他端が第２のブラケットに連結された第２のリンクとを備え、
前記第１および第２のリンクは、前記係止部材が前記係止受部に係合した状態において、両リンク間でなす角度が前記油圧シリンダ側で１８０度未満となり、かつ両リンク間の連結部が前記第２のブラケットに設けたストッパに当接することを特徴とする。

（６）また、本発明の吊下式アタッチメント着脱装置は、前記（１）から（５）までのいずれかにおいて、
前記第２のブラケットに、荷役用アタッチメントの第２のブラケットに対する着脱状態をオペレータに表示する表示手段を設けたことを特徴とする。

（７）本発明のハンドリング機は、前記（１）から（６）までのいずれかに記載の吊下式アタッチメント着脱装置を有することを特徴とする。

このように、本発明は、作業用アームに前後左右に揺動可能な第１のブラケットをピン付けし、その第１のブラケットに左右に揺動可能に第２のブラケットをピン付けし、その第２のブラケットに、荷役用アタッチメントとの着脱装置を設けたから、作業用アームからこれらの第１のブラケットおよび第２のブラケットを吊下げた状態では、これらのブラケットおよび着脱装置自身の重量により、この着脱装置を自動的に垂直姿勢に保つことができる。このため、地面等の水平面においた荷役用アタッチメントに対してこの垂直姿勢の着脱装置を下ろして結合することにより、作業員がブラケットの姿勢を保持する必要なく、結合が行える。このため、荷役用アタッチメントの取付けが容易に行え、もって省力化、作業の安全性の向上が達成できる。

図１は本発明による吊下式アタッチメント着脱装置を有するハンドリング機の一実施の形態を示す側面図である。このハンドリング機は、走行体１上に旋回装置２を介して旋回体３を設置し、旋回体３上に運転室４やパワーユニット５を登載すると共に、作業用アーム６を取付けて構成される。本例の作業用アーム６は、油圧ショベルに用いられる一般的なくの字形のブーム６ａと、その先端に回動自在に取付けられるアーム６ｂと、ブーム６ａを起伏させるブームシリンダ６ｃと、アーム６ｂを回動させるアームシリンダ６ｄとからなる例を示すが、さらに関節数を多くしたり、アームを伸縮式にしたり、任意本数のブーム（アーム）を継ぎ足す構造にしてもよい。

７は前記作業用アーム６の先端にピン８により吊下げて取付けられた吊下式アタッチメント着脱装置、９は該着脱装置７に着脱自在に結合される荷役用アタッチメントであり、本例ではこのアタッチメントがリフティングマグネットである場合を示している。

前記吊下式アタッチメント着脱装置７は、図２ないし図５に示すように、前記ピン８により作業用アーム６に前後方向に揺動自在に連結して垂下される第１のブラケット１０と、該第１のブラケット１０にピン１１により左右方向に揺動自在に連結して垂下される第２のブラケット１２と、該第２のブラケット１２に設けられ、荷役用アタッチメント９に対して第２のブラケット１２を着脱自在に結合する着脱装置本体１３とを備える。

前記荷役用アタッチメント９には、従来よりアーム等への取付けのために設けられていた取付け部９ａに、前記着脱装置７に取付けるための平板部１６ａを有するブラケット１６を取付ける。該ブラケット１６は、図6に示すように、天板部１６ａの中央部に、前記着脱装置本体１３に着脱自在に結合するための突起１５を有する。そして該突起１５の左右両側には後述の係止部材１９を係合させる係止受部を構成する溝１５ａを有する。また、突起１５の頂部には、前記第２のブラケット１２の底板１７の中央に設けた開口部１７aへの挿入を容易にするためにテーパー面１５ｂに形成している。また、前記取付け部９ａに合わせる両側板部１６ｄには、取付け部９ａに設けられているピン孔に合わせるピン孔１６ｃを有し、これらのピン孔に図２〜図５に示したピン１６ｂを挿着してリフティングマグネット９にブラケット１６を着脱自在に取付ける。これにより、既存のリフティングマグネット９へのこの着脱装置７への適用が可能となる。

前記第２のブラケット１２の底板１７の開口部１７ａの両側には、ガイドブロック２１がボルト２０により固定され（図７参照）、該ガイドブロック２１に、前記溝１５ａに着脱自在に係合する板状の係止部材（コマ）１９が、前記溝１５ａに向けて進退して係合、離脱可能となるように保持されている。

２２はそれぞれ前記板状の係止部材１９を前記溝１５ａに係合、離脱させる駆動装置として、第２のブラケット１２の左右に設けた油圧シリンダである。２４は左右のガイドブロック２１にそれぞれ対向するように底板１７の外側の上面に固定されたリンク固定用ブロックである。前記左（右）の油圧シリンダ２２は、左（または右）のガイドブロック２１の上面と、左（右）のリンク固定用ブロック２４の上面に、油圧シリンダ２２に溶接したフランジ２２ｂをボルト２５により固定して取付けられる。

前記油圧シリンダ２２のピストンロッド２２ａと前記係止部材１９とは、第１のリンク２６およびその両端のピン２７、２８により連結する。また、第２のリンク２９が、その一端を前記油圧シリンダ２２のピストンロッド２２ａに前記ピン２７により連結し、他端を前記リンク固定用ブロック２４にピン３０により連結して取付けられる。

なお、ピストンロッド２２ａとリンク２６、２９とを連結するピン２７は、図１０に示すように、ピストンロッド２２ａに固定したブラケット３１に設けた横長の長孔３１ａに挿着することにより、油圧シリンダ２２の伸縮に伴うピン２７の横移動が可能となるように構成している。

図９において、３２は油圧シリンダ２２を伸縮させるためのソレノイドバルブであり、運転室４にいるオペレータが遠隔操作するものである。

前記リンク固定用ブロック２４に回動自在に結合したピン３０は第２のブラケット１２の後方に延出させ、その延出部に、運転室４にいるオペレータが目視できるように、この着脱装置による着脱状態を表示するための表示手段である指針３３が取付けられ、ピン３０の回動、すなわち係止部材１９の進退に伴い、該指針３３が回動するように構成されている。

この吊下式アタッチメント着脱装置を用いて荷役用アタッチメント９を取付ける場合は、図１、図２に示すように、荷役用アタッチメント９を水平に置き、オペレータが必要に応じて走行体１を操作し、また、旋回装置２の操作による旋回と、作業用アーム６の操作により、着脱装置７を荷役用アタッチメント９の上に位置させる。このとき、油圧シリンダ２２は収縮状態にしておいて係止部材１９をガイドブロック２１内に没入させておく。そして、第２のブラケット１２の底板１７の開口部１７ａを荷役用アタッチメント１９の突起１５の上に位置させ、作業用アーム６を下げると、突起１５の頂部の左右のテーパー部１５ｂがガイドとなって突起１５に開口部１７ａが嵌合され、荷役用アタッチメント１９の上部に設けたブラケット１６の天板部１６ａに第２のブラケット１２の底板１７が重なる。

この場合、前記ピン８により作業用アーム６に前後方向に揺動自在に第1のブラケット１０が垂下され、該第１のブラケット１０にピン１１により左右方向に揺動自在に第２のブラケット１２が垂下され、該第２のブラケット１２に着脱装置本体１３が設けられているので、作業用アームからこの着脱装置７を垂下した状態では、これらのブラケット１０、１２および着脱装置本体１３自身の重量により、この着脱装置７を自動的に垂直姿勢に保つことができる。このため、地面等の水平面においた荷役用アタッチメント９上の突起１５に対して、この垂直姿勢の着脱装置７の第２のブラケット１２の底板１７の開口部１７ａを容易に嵌合することができ、従来のように作業員がブラケットの姿勢を保持する必要がなく、作業員の危険がなく、安全性が向上するとともに、省力化できる。

前記のように開口部１７ａを突起１５に嵌合し、かつ前記天板部１６ａに第２のブラケット１２の底板１７を重ねた状態で油圧シリンダ２２を伸長させると、リンク２６、２９により係止部材１９が溝１５ａ側に押し出され、溝１５ａに係合する。この状態では突起１５と開口部１７ａとの嵌合により前後左右の相対移動が防止され、図１１に示すように、溝１５ａと係止部材１９との係合により第２のブラケット１２と荷役用アタッチメント９との上下の相対移動が防止され、両者は結合状態となる。

この結合状態においては、図１１に示すように、リンク２６、２９どうしで形成される油圧シリンダ２２側の角度θは１８０度未満に、すなわち谷形状に形成されると共に、リンク２６、２９どうしの連結部は、底板１７上に固定したストッパ３４（なおこのストッパは高さ調整可能に取付ける。）に当接してより以上の下降を防止する。

このように、係止部材１９が溝１５ａに係合された状態において、リンク２６、２９でなす角度θが１８０度未満となるようにしておけば、作業における振動によってリンク２６、２９の連結部が上方に動くような力が作用しても、その力の分力によって係止部材１９が溝１５ａに圧接されるため、油圧シリンダ２２に無理な力が作用することが防止され、油圧シリンダ２２の損傷が防止される。

本発明を実施する場合、油圧シリンダ２２等の係止部材１９の駆動装置は必ずしも必要ではなく、荷役用アタッチメント９と第２のブラケット１２とを重ねた後に、両者に設けたピン孔に作業員がピンを挿着する等の構成とすることで、このような駆動装置を不用にしてもよいが、このような油圧シリンダ２２等の駆動装置を設けることによってさらなる省力化が達成できる。

また、油圧シリンダ２２を１本設けた構成も採用できるが、本実施の形態のように荷役用アタッチメント９の上面の中央部に前記突起１５を設け、該突起１５の左右（前後でもよい）の両側に前記係止受部としての溝１５ａを設け、前記第２のブラケット１２の左右両側に、前記係止部材１９を駆動する油圧シリンダ２２を設けた構成とすることにより、左右のバランスを容易にとることができ、かつ１本の油圧シリンダを設ける場合に比較して小型の油圧シリンダ２２を用いることができるので、総高を低くすることができる。

また、第２のブラケット１２と荷役用アタッチメント９との係止部材としてピンを用い、係止受部としてピン孔を設けてもよいが、本実施の形態のように、係止受部として溝１５ａを設け、係止部材１９として板状体を設ければ、両者の結合面積が広く、安定的かつ強固に結合することができる。

また、前記第２のブラケット１２に、荷役用アタッチメント９の第２のブラケット１２に対する着脱状態をオペレータに表示する指針３３等の表示手段を設けたので、オペレータは運転室４に居ながらにして荷役用アタッチメント９の着脱状態を確認することができ、着脱のたびにオペレータが運転室４から下りて着脱を確認する必要がない。

図１２は前記吊下式アタッチメント着脱装置７にグラップル３５（３５ａは取付け用ブラケット、３５ｂは旋回装置、３５ｃは旋回装置３５ｂの被旋回体に複数本取付けられた把持用爪、３５ｄは把持用爪３５ｃを開閉する油圧シリンダである。）を取付けた状態を示しており、この場合グラップル３５のブラケット３５ａにピン１６ｂにより取付けた前記ブラケット１６の天板部１６ａに、前記突起１５等の結合手段を設けておくことにより、共通の吊下式アタッチメント着脱装置７にリフティングマグネット９と互換性を有してこのグラップル３５を取付けることができる。この他、前記したクラムシェルバケットにも同様な突起１５等の結合手段を有する構造あるいは汎用性を持たせるための前記ブラケット１６の天板部１６ａに前記突起１５を設けることにより、リフティングマグネットやグラップルと互換性を有してクラムシェルバケットを取付けることができる。したがってユーザーはベースマシンを１台備えておけば、用途に応じて作業具を交換することで目的とする荷役作業を行うことができるので、経済化が達成できる。

本発明によるハンドリング機の一実施の形態を示す側面図である。 本発明による吊下式アタッチメント着脱装置の一実施の形態を荷役用アタッチメントを外した状態で示す側面図である。 本発明による吊下式アタッチメント着脱装置の一実施の形態を荷役用アタッチメントを外した状態で示す正面図である。 本発明による吊下式アタッチメント着脱装置の一実施の形態を荷役用アタッチメントを取付けた状態で示す側面図である。 図４の正面図である。 （Ａ）は本発明による吊下式アタッチメント着脱装置を構成する荷役用アタッチメント側ブラケットの一例を示す平面図、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれその正面図、側面図である。 本実施の形態の吊下式アタッチメント着脱装置の部分拡大一部断面側面図である。 本実施の形態の吊下式アタッチメント着脱装置の一部断面平面図である。 本実施の形態の吊下式アタッチメント着脱装置の部分拡大側面図である。 図８の部分拡大断面図である。 本実施の形態の吊下式アタッチメント着脱装置において、係止部材と溝との係合状態を示す部分拡大正面図である。 本実施の形態の吊下式アタッチメント着脱装置を用いてグラップルを取付けた状態を示す側面図である。

符号の説明

１：走行体、２：旋回装置、３：旋回体、４：運転室、５：パワーユニット、６：作業用アーム、７：吊下式アタッチメント着脱装置、８：ピン、９：荷役用アタッチメント、１０：第１のブラケット、１１：ピン、１２：第２のブラケット、１３：着脱装置本体、１５：突起、１５ａ：溝（係止受部）、１５ｂ：テーパー部、１６：ブラケット、１６ａ：天板部、１６ｂ：ピン、１６ｃ：ピン孔、１６ｄ：側板部、１７：底板、１７ａ：開口部、１９：係止部材、２０：ボルト、２１：ガイドブロック、２２：油圧シリンダ、２２ａ：ピストンロッド、２２ｂ：フランジ、２４：リンク固定用ブロック、２５：ボルト、２６：第１のリンク、２７、２８：ピン、２９：第２のリンク、３０：ピン、３１：ブラケット、３１ａ：長孔、３２：ソレノイドバルブ、３３：指針、３４：ストッパ、３５：グラップル

Claims (7)

1. ハンドリング機の作業用アームに荷役用アタッチメントを取付ける吊下式アタッチメント着脱装置であって、
   作業用アームにピンにより揺動自在に連結して垂下される第１のブラケットと、
   該第１のブラケットにピンにより揺動自在に連結して垂下される第２のブラケットと、
   前記第２のブラケットに設けられ、荷役用アタッチメントに対して第２のブラケットを着脱自在に結合する着脱装置とを備えたことを特徴とする吊下式アタッチメント着脱装置。
2. 請求項１に記載の吊下式アタッチメント着脱装置において、
   前記第２のブラケットに設けられた着脱装置は、荷役用アタッチメントの上面に設けられた係止受部に着脱自在に係止される係止部材と、該係止部材を前記係止受部に対して係合、離脱させる駆動装置とからなることを特徴とする吊下式アタッチメント着脱装置。
3. 請求項２に記載の吊下式アタッチメント着脱装置において、
   前記荷役用アタッチメントの上面に、前記係止受部を有する突起を設け、
   前記第２のブラケットに、前記係止部材を前記係止受部に対して係合、離脱させる駆動装置として油圧シリンダを設けたことを特徴とする吊下式アタッチメント着脱装置。
4. 請求項３に記載の吊下式アタッチメント着脱装置において、
   前記荷役用アタッチメントの上面の中央部に前記突起を設け、
   該突起の前後または左右の両側に前記係止受部を設け、
   前記第２のブラケットの前後または左右両側に、前記係止部材を前記係止受部に対して係合、離脱させる油圧シリンダを設けたことを特徴とする吊下式アタッチメント着脱装置。
5. 請求項３または４に記載の吊下式アタッチメント着脱装置において、
   前記油圧シリンダと前記係止部材との間に、一端が係止部材に連結され、他端が油圧シリンダに連結された第１のリンクと、前記油圧シリンダおよび前記第１のリンクに一端が連結され、他端が第２のブラケットに連結された第２のリンクとを備え、
   前記第１および第２のリンクは、前記係止部材が前記係止受部に係合した状態において、両リンク間でなす角度が前記油圧シリンダ側で１８０度未満となり、かつ両リンク間の連結部が前記第２のブラケットに設けたストッパに当接することを特徴とする吊下式アタッチメント着脱装置。
6. 請求項１から５までのいずれかに記載の吊下式アタッチメント着脱装置において、
   前記第２のブラケットに、荷役用アタッチメントの第２のブラケットに対する着脱状態をオペレータに表示する表示手段を設けたことを特徴とする吊下式アタッチメント着脱装置。
7. 請求項１から６までのいずれかに記載の吊下式アタッチメント着脱装置を有することを特徴とするハンドリング機。

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