JP2005247443A

JP2005247443A - 建設機械用アタッチメントの作動シリンダ連結装置

Info

Publication number: JP2005247443A
Application number: JP2004056053A
Authority: JP
Inventors: Kanji Ogawa; 貫司小川
Original assignee: Marujun Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Marujun Heavy Industry Co Ltd
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】アタッチメントが捩じれ変形した際に、作動シリンダの連結部に作用する捩じれ方向の負荷を防止し、該作動シリンダの磨耗・損傷を防止するとともに、アタッチメントが常時安定して作動できるようにする。
【解決手段】ブーム（１）の先端部に作業用のアタッチメント（５）を回動可能に設け、前記アタッチメント（５）をブーム（１）の動きに対して個別に回動させる作動シリンダ（６）を設け、該作動シリンダ（６）は、一端部が第１継手（１５）を介して前記ブーム（１）側に回動可能に連結され、他端部が第２継手（２５）を介して前記アタッチメント（５）側に回動可能に連結されるとともに、前記第１、第２継手（１５，２５）のうち、少なくとも一方の継手を球面継手（１５）とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、パワーショベル等、建設機械のブームの先端部に取付けて所定の作業が行えるようにする、グラップル、フォーク、バケット等のアタッチメントに関し、特に該アタッチメントをブームの動きに対して個別に回動させる作動シリンダの連結装置に関するものである。

材木をつかんで移動したり、樹木を挟圧して切断、あるいは割ったりする作業が行えるアタッチメントとして、図３に示すグラップルがある。図３において、１はパワーショベル等、建設機械のブームであり、該ブーム１の先端部に連結具２を介してグラップル５を回動可能に取り付ける。上記連結具２は、連結軸３、懸垂ブラケット４を介してブーム１の先端部に回動可能に取り付けられる上部連結具２ａ、及び該上部連結具２ａに上下軸心を中心として回転可能に連結される旋回具２ｂを有する。

上記グラップル５は、円弧状に湾曲された左右一対のグラップルアーム５ａ、５ｂを互いに対向させ、その上端部にて上記旋回具２ｂに支点ピンＰ１，Ｐ２を介して接離（開閉）方向に回動可能に懸垂支持される。各グラップルアーム５ａ、５ｂは、旋回具２ｂの左右側部と各グラップルアーム５ａ、５ｂの外側部とに連結した左右一対の作動シリンダ６，６を伸縮作動させることにより、上記支点ピンＰ１，Ｐ２を中心として回動（開閉）される。

上記各作動シリンダ６，６は共に略同構造となっており、そのうち、左部のものを代表して図４により説明する。図４において、６は作動シリンダであり、シリンダケース６ａにピストン（図示省略）を介してシリンダロッド６ｂを摺動可能に嵌合させ、シリンダケース６ａ内に作動油を供給してシリンダロッド６ｂを出没（伸縮）させるようになっている。上記シリンダケース６ａの上端部に円筒状の上部軸受７を、上記シリンダロッド６ｂの下端部に円筒状の下部軸受８をそれぞれ固定する。また、旋回具２ｂにブラケット２ｃ，２ｃを介して一対の円筒状の上部連結環９，９を固定し、また、グラップルアーム５ａの上下中間部の外側にブラケット５ｃ，５ｃを介して一対の円筒状の下部連結環１０，１０を固定する。

そして、上部連結環９，９間に作動シリンダ６の上部軸受７を同軸に介装するとともに、両者間に上軸ピン１１を挿通し、作動シリンダ６の上部を旋回具２ｂに回動可能に連結する。また、下部連結環１０，１０間に作動シリンダ６の下部軸受８を同軸に介装するとともに、両者間に下軸ピン１２を挿通し、作動シリンダ６の下部をグラップルアーム５ａに回動可能に連結する。これにより、各作動シリンダ６を伸縮作動させて各グラップルアーム５ａ、５ｂを支点ピンＰ１，Ｐ２を中心として回動、つまり開閉させる。
特開平１０−３７４８７号公報

グラップル５で材木をつかんだり、樹木を挟圧したりした際に、グラップルアーム５ａ，５ｂの先端側が大きな荷重によって支点ピンＰ１，Ｐ２の軸線に対して縦向きあるいは横向きに捩じれることがある。この場合、従来のものは、作動シリンダ６が上記支点ピンＰ１，Ｐ２と平行する左右軸線を中心としてのみ回動されるようになっていたので、グラップルアーム５ａ，５ｂが上記支点ピンＰ１，Ｐ２の軸線に対して縦向きあるいは横向きに捩じれると、作動シリンダ６の上下軸受７，８部、及びシリンダケース６ａの摺動部に過大な負荷が発生し、この部の磨耗・損傷が激しくなるとともに、作動シリンダの動きが悪くなるものであった。本発明は、作動シリンダの両端部の継手のうち、少なくとも一方を球面継手にすることにより、上記不具合を解消しようとするようにしたものである。

本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、ブームの先端部に作業用のアタッチメントを回動可能に設け、前記アタッチメントをブームの動きに対して個別に回動させる作動シリンダを設け、該作動シリンダは、一端部が第１継手を介して前記ブーム側に回動可能に連結され、他端部が第２継手を介して前記アタッチメント側に回動可能に連結されるとともに、前記第１、第２継手のうち、少なくとも一方の継手を球面継手としたものである。

作業時に対象物の負荷を受けてアタッチメントの先端側が該アタッチメントの回動軸線に対して縦向きあるいは横向きに捩じれると、この捩じれに追随して作動シリンダの姿勢が偏倚することになる。このとき、作動シリンダの少なくとも一方の継手が球面継手となっているので、該球面継手により上記作動シリンダの姿勢の偏倚が円滑に許容され、該作動シリンダ両端の連結部、及び作動シリンダの摺動部に過大な負荷が発生しなくなる。これにより、上記連結部、及び摺動部にの磨耗・損傷が回避されるとともに、作動シリンダの伸縮作動、従ってアタッチメントの作動が常時安定することになる。また、作動シリンダとの連結部に過大な負荷が発生しなくなるので、該連結部を簡素にして製作費を低減することができる。

以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図面において、図１は本発明が適用されるアタッチメントの正面図、図２はその作動シリンダ部の要部断面側面図である。

図１において、５はアタッチメントをなすグラップルであり、前述したように、連結具２を介してブーム１の先端部に取り付けられ、左右一対のグラップルアーム５ａ、５ｂが作動シリンダ６，６により支点ピンＰ１，Ｐ２を中心として回動（開閉）され、材木をつかんで移動したり、樹木を挟圧して切断、あるいは割ったりする作業が行えるようになっている。

上記各作動シリンダ６，６は、その上端部が第１継手（第１球面継手）１５，１５を介して旋回具２ｂの左右両側に回動可能に連結され、また、各作動シリンダ６，６の下端部が第２継手（第２球面継手）２５，２５を介して各グラップアーム５ａ，５ｂの上下中間部の外側に回動可能に連結されている。上記各第１継手１５，１５、及び第２継手２５，２５は共に略同構造となっており、そのうち、左部のものを代表して図２により説明する。

まず、第１継手１５は以下の如くなっている。即ち、シリンダケース６ａの上端部に上部軸受ユニット１６を取り付ける。この上部軸受ユニット１６は、シリンダケース６ａの上端部に短尺な円筒状の環体１６ａを一体的に連結し、該環体１６ａの内周に内面が球面に形成された円筒状の可動軸受１６ｂを嵌合固定し、該可動軸受１６ｂの内周に外面が球面に形成され、かつ軸心部に軸孔が形成された円筒状のガイド軸受１６ｃを摺動可能に嵌合係止してなる。また、旋回具２ｂにブラケット２ｃ，２ｃを介して左右一対の円筒状の上部連結環１７，１７を固定する。

そして、上記各上部連結環１７，１７間に上部軸受ユニット１６を介装するとともに、両者間に上軸ピン１８を挿通し、該上軸ピン１８の右端部にストッパー１９を係止して抜け止めする。これにより、作動シリンダ６の上部を旋回具２ｂに回動可能に連結する。２０は上部軸受ユニット１６の軸方向の移動を規制するスペーサである。

第２継手２５は以下の如くなっている。即ち、シリンダロッド６ｂの下端部に下部軸受ユニット２６を取り付ける。この下部軸受ユニット２６は、シリンダロッド６ｂの下端部に短尺な円筒状の環体２６ａを一体的に連結し、該環体２６ａの内周に内面が球面に形成された円筒状の可動軸受２６ｂを嵌合固定し、該可動軸受２６ｂの内周に外面が球面に形成され、かつ軸心部に軸孔が形成された円筒状のガイド軸受２６ｃを摺動可能に嵌合係止してなる。また、グラップルアーム５ａの上下中間部の外側にブラケット５ｃ，５ｃを介して左右一対の円筒状の下部連結環２７，２７を固定する。

そして、上記各下部連結環２７，２７間に下部軸受ユニット２６を介装するとともに、両者間に下軸ピン２８を挿通し、該下軸ピン２８の右端部にストッパー２９を係止して抜け止めする。これにより、作動シリンダ６の下部をグラップルアーム５ａに回動可能に連結する。３０は下部軸受ユニット２６の軸方向の移動を規制するスペーサである。その他は前述したグラップル５と略同構造となっている。

上記実施例によれば、各作動シリンダ６を伸縮作動させると、各グラップルアーム５ａ、５ｂが支点ピンＰ１，Ｐ２を中心として回動、つまり開閉され、該グラップルアーム５ａ、５ｂにより材木をつかんで移動させたり、樹木を切断、あるいは割ったりすることができる。このとき、対象物の負荷を受けてグラップルアーム５ａ、５ｂの先端側が支点ピンＰ１，Ｐ２の軸線に対して縦向きあるいは横向きに捩じれると、この捩じれに追随して作動シリンダ６の姿勢が偏倚することになるが、該偏倚は第１、第２継手１５，２５を介して許容されることになる。

これにより、作動シリンダ６の両端部を連結するブラケット２ｃ，５ｃ、作動シリンダ６内のピストン（図示省略）及びシリンダロッド６ｂの摺動部に過大な負荷が発生しなくなり、この部の磨耗・損傷が回避されるとともに、作動シリンダ６の伸縮作動、従ってグラップル５の開閉作動が常時安定することになる。また、ブラケット２ｃ，５ｃ等、連結部に過大な負荷が発生しなくなるので、該連結部の強度を従来のように高くする必要がなくなり、この部を簡素な構造にして製作費を低減させることができる。

なお、第１継手１５、及び第２継手２５の双方を球面継手としたが、これは第１継手１５、又は第２継手２５のうち、一方継手のみを球面継手にするようにしてもよい。また、グラップル５の支点ピンＰ１，Ｐ２がブーム１の先端側に設けられる形式の場合は、上記作動シリンダ６の上端部は第１継手１５を介して上記支点ピンＰ１，Ｐ２の上側に位置するブーム１側に連結するようにする。

本発明が適用されるアタッチメントの正面図である。本発明による作動シリンダ部の要部断面側面図である。従来例によるアタッチメントの正面図である。従来例による作動シリンダ部の要部断面側面図である。

符号の説明

１建設機械のブーム
２連結具
２ａ上部連結具
２ｂ旋回具
２ｃブラケット
３連結軸
４懸垂ブラケット
５グラップル（アタッチメント）
５ａ，５ｂグラップルアーム
５ｃブラケット
６作動シリンダ
６ａシリンダケース
６ｂシリンダロッド
１５第１継手（第１球面継手）
１６上部軸受ユニット
１６ａ環体
１６ｂ可動軸受
１６ｃガイド軸受
１７上部連結環
１８上軸ピン
１９ストッパー
２０スペーサ
２５第２継手（第２球面継手）
２６下部軸受ユニット
２６ａ環体
２６ｂ可動軸受
２６ｃガイド軸受
２７上部連結環
２８上軸ピン
２９ストッパー
３０スペーサ

Claims

ブーム（１）の先端部に作業用のアタッチメント（５）を回動可能に設け、前記アタッチメント（５）をブーム（１）の動きに対して個別に回動させる作動シリンダ（６）を設け、該作動シリンダ（６）は、一端部が第１継手（１５）を介して前記ブーム（１）側に回動可能に連結され、他端部が第２継手（２５）を介して前記アタッチメント（５）側に回動可能に連結されるとともに、前記第１、第２継手（１５，２５）のうち、少なくとも一方の継手を球面継手（１５）としたことを特徴とする建設機械用アタッチメントの作動シリンダ連結装置。