JP2005249185A - 作業機械のピン連結装置、作業機械及びそのブーム組立・分解方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブームセクションの連結・分離(ブームの組立・分解)作業を安全に能率良く行う。
【解決手段】 ブームを構成するブームセクション同士をブーム長さ方向に連結する手段として、相連結される両ブームセクションＳ１,Ｓ２の相対向する端部の上下両側においてブームセクションＳ１,Ｓ２の断面幅寸法内にピン連結装置１５を設ける。このピン連結装置１５は、両ブームセクションＳ１,Ｓ２の左右両側に設けられた第１ブラケット１６ａ,１６ｂ,１８及び第２ブラケット１７ａ,１７ｂ,１９と、第１ブラケット同士を連結・分離する油圧シリンダ兼用の第１ピン２２と、この第１ピン２２の作動時に反対方向にストローク作動して第２ブラケット同士を連結する第２ピン２３とによって構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は作業機械の構成要素同士を連結するピン連結装置、このピン連結装置によってブームセクション同士が連結される作業機械及びそのブーム組立・分解方法に関するものである。

高層構造物の解体に使用される超ロングアタッチメント付きの解体機を例にとって背景技術を説明する。

この解体機は、図１５,１６に示すようにクローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に垂直軸まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体２とから成るベースマシンＡの前部に、四周が閉じた箱形の長尺のブーム３を備えた作業アタッチメントＢが装着されて構成される。

この作業アタッチメントＢのブーム３は、下から順に第１段、第２段、第３段、第４段の各ブーム４，５，６，７が、隣り合うもの同士、水平軸まわりに相対回動可能に連結されて構成され、第１段ブーム４の下端部がベースマシンＡの上部旋回体２に取付けられる。

また、上部旋回体２と第１段ブーム４との間に第１段ブーム４(ブーム全体)を起伏作動させる第１ブームシリンダ８、第１段ブーム４の先端部と第２段ブーム５との間に第２段ブーム５を起伏させる第２ブームシリンダ９、第２段ブーム５と第３段ブーム６との間に第３段ブーム６を起伏作動させる第３ブームシリンダ１０、第３段ブーム６と第４段ブーム７との間に第４段ブーム７を起伏作動させる第４ブームシリンダ１１がそれぞれ設けられている。

各ブームシリンダ８〜１１はブーム下面側に設けられ、この各ブームシリンダ８〜１１によってブーム３全体が起伏し、かつ、図１５中に破線で示すように各段ブームの連結部分を関節として屈伸動作を行う。

そして、このブーム３の先端(第４段ブーム７の先端)に作業装置である開閉式の圧砕装置１２が設けられ、この圧砕装置１２によりコンクリート塊等が圧砕されて建物等の解体が行われる。

図１５中、１３は圧砕装置１２を水平軸まわりに上下に回動させる圧砕装置用シリンダである。また、圧砕装置１２は、向きが可変となるように回転可能に構成され、作業装置用アクチュエータとしての図示しない油圧モータによって回転駆動される。

このような長尺のブーム３においては、第２段ブーム５以外の各段ブーム４，６，７はそれぞれ１ブロックとしては輸送時の長さ及び重量の制限を超えるため、複数のブームセクションに分解されて輸送され、現場で組立てられる。

たとえば第１段ブーム４は、箱形の第１(基本)、第２、第３、第４の四つのブームセクションＳ…に分解され、これらが相対向する端部でピン連結される。

図１６は第１、第２両ブームセクションＳ，Ｓを上下(ブーム倒伏状態での上下。以下、ブームセクションＳの上下の方向性について同じ)両側で連結した状態を示している。

この場合、従来は、両ブームセクションＳ,Ｓの相対向する端部の上下(または左右)両側において、連結部としてのピン穴付きブラケットを左右に対向する状態で設け、このブラケットのピン穴に上下(または左右)各１本、計２本のピン１４,１４を挿入する構成をとっている(特許文献１参照)。
特開平７−３１０４４２号

ところが、ここで例示した超ロングアタッチメント用の大形のブーム３においては、連結用のピン１４も大径かつ大重量となるため、ブーム組立・分解時にこれを人力で出し入れする従来の構成によると、重労働で作業能率も悪かった。

また、ブーム３を地上に倒した状態でブーム組立・分解作業を行うにしても
ブーム３の地上高さが高くて高所での作業となるため、益々作業能率が悪く、危険でもあった。

なお、特許文献１に記載された上下(または左右)のピンを２分割し、計４本のピンでブラケット同士を連結する技術も公知であるが、ピン単体は軽量となるものの連結個所が増えるため、作業能率が悪い点に変わりはない。また、組立時にはブームの外側からピンを差し込み、分解時には内側から外向きにピンを叩き出すため、このピンの取外し作業が面倒となる。この点は、とくに連結部分の内側にアクセスしにくい箱形ブームの場合に顕著となる。

そこで本発明は、作業機械の構成要素である二部材の連結・分離作業を安全に能率良く行うことができる作業機械のピン連結装置を提供するものである。

また本発明は、構成要素であるブームセクション同士の連結・分離作業を安全に能率良く行うことができる作業機械及びそのブーム組立・分解方法を提供するものである。

請求項１の発明(ピン連結装置)は、作業機械の構成要素である相連結される二部材のそれぞれに間隔を置いて対向する第１連結部及び第２連結部が設けられ、上記第１連結部同士を連結する第１ピンと、上記第２連結部同士を連結する第２ピンが、両連結部間において直列に並んでかつ互いに反対方向にストローク作動する状態で設けられ、かつ、この両ピンを上記両連結部のピン穴に対して挿入・離脱させる油圧アクチュエータを具備するものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、第１ピンは、第１連結部のピン穴に対して挿入・離脱するピン本体としてのシリンダチューブとピストンロッドから成る油圧アクチュエータとしての油圧シリンダを兼ねる構成とされる一方、上記第２ピンは、上記第１ピンのピストンロッドと一体に移動して上記第２連結部のピン穴に対して挿入・離脱しかつ離脱状態で第１ピンのシリンダチューブ外周に嵌まり込む中空体として構成され、かつ、この第１及び第２両ピンをストローク作動可能な状態で支持する支持手段が設けられたものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成において、第１ピンのシリンダチューブが、チューブ体と、このチューブ体に被せて一体に結合されたピン部とによって構成されたものである。

請求項４の発明は、請求項２または３の構成において、第１及び第２両連結部間において第１及び第２両ピンの外周側にそれぞれ支持手段としてのガイド部材が設けられる一方、両ピンにそれぞれ外周側に突出する凸部が設けられ、この凸部が上記ガイド部材により回り止めされた状態でガイドされてストローク作動し得るように構成されたものである。

請求項５の発明は、請求項４の構成において、両ガイド部材が筒状に形成されるとともに、その周壁一部に両ピンのストローク方向に延びる長穴が設けられ、両ピンの凸部がこの長穴に嵌まり込むことによって両ピンが回り止め及びガイドされるように構成されたものである。

請求項６の発明は、請求項５の構成において、第１及び第２両ピンの外周に鍔部が設けられる一方、両ガイド部材に、第１及び第２両ピンが両連結部のピン穴に挿入された状態で上記鍔部が当接する第１ストッパと、両ピンがピン穴から離脱した状態で鍔部が当接する第２ストッパが設けられたものである。

請求項７の発明は、請求項５または６の構成において、第１ピンの一方の油室に対して油圧を給排する第１管路が第１ピンに、他方の油室に対して油圧を給排する第２管路が第１ピンと第２ピンとに跨って、それぞれトンネル状の通路として設けられ、かつ、上記第１管路に接続される第１油圧配管、及び上記第２管路に接続される第２油圧配管が、それぞれ両ガイド部材の長穴に通されたものである。

請求項８の発明(作業機械)は、複数のブームセクションがピン連結装置により着脱可能に連結されて構成されるブームを備え、上記ピン連結装置として請求項１乃至７のいずれか１項に記載のピン連結装置が設けられたものである。

請求項９の発明は、請求項８の構成において、ピン連結装置は、ブームセクションの断面幅寸法内に配置されたものである。

請求項１０の発明は、請求項８または９の構成において、相連結されるブームセクションが、四周が閉じた箱形に形成され、この両ブームセクションの相対向する端部に連結部としてのブラケットがブームセクションの長さ方向に突出して設けられたものである。

請求項１１の発明は、請求項８乃至１０のいずれかの構成において、二組のピン連結装置が上下または左右に対称配置で設けられるとともに、両ピン連結装置の油圧アクチュエータの作動を切換える切換手段が設けられたものである。

請求項１２の発明は、請求項８乃至１１のいずれかの構成において、ブームの先端に作業装置が設けられるとともに、この作業装置を駆動する油圧アクチュエータに対する油圧給排用の作業装置用アクチュエータ配管が各ブームセクションに跨って設けられ、ピン連結装置の油圧アクチュエータが上記作業装置用アクチュエータ配管に対して連通・遮断両位置間で切換操作される切換弁を介して接続され、かつ、上記作業装置用アクチュエータ配管の油の流れを制御するコントロールバルブが設けられたものである。

請求項１３の発明(作業機械のブーム組立・分解方法)は、請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の作業機械のブーム組立・分解方法であって、相連結される両ブームセクションの相対向する端部に二組のピン連結装置を上下または左右に対称配置で設け、この両ピン連結装置を順次作動させることにより、両ブームセクションの上下または左右両側を順次連結または分離するものである。

本発明のピン連結装置、作業機械及びそのブーム組立・分解方法によると、ピンを油圧アクチュエータ(請求項２では油圧シリンダ)により作動させて、作業機械の構成要素である二部材(請求項８〜１３ではブームセクション)同士を連結・分離するため、大径かつ大重量の連結ピンを用いる超ロングアタッチメント付きの解体機のような大型の作業機械においても、二部材の連結・分離(ブームの組立・分解)作業を安全に能率良く行うことができる。

しかも、本発明のピン連結装置によると、一つの油圧アクチュエータで二本のピンを作動させて両側連結部を同時に連結するため、両ピンを別々の油圧アクチュエータで作動させる場合と比較して、油圧配管を含めて装置全体を小型化しかつ安価にできる。

とくに請求項２〜７の発明によると、一つの油圧シリンダで二本のピンを作動させる１本シリンダ式において、油圧シリンダを兼ねる第１ピンの縮小状態で、同ピンのシリンダチューブ外周に筒状の第２ピンを嵌合させる構成としたから、一つの油圧シリンダのロッド側端部とヘッド側端部にそれぞれピンを設けただけの構成と比較して、装置全長寸法を縮小させることができる。

また、１本シリンダ式で、ピストンとヘッドカバー部はもちろん一つでよいため、背中合わせに直列配置した二つの油圧シリンダのロッド端同士を連結し、この両シリンダの同時伸縮作動によってシリンダチューブとしての中空状の両ピンをストローク作動させる構成をとった場合と比較しても、一方のピストンとヘッドカバー部の合計厚み寸法分だけ装置全長を縮小することができる。

このため、十分なピンストロークを確保しながら、装置をコンパクト化でき、狭いブーム幅内にも十分収めることが可能となる。

この場合、請求項３の発明によると、第１ピンのシリンダチューブを、チューブ体と、このチューブ体に被せて一体に結合されたピン部とによって構成したから、シリンダチューブとピン部を一体物として構成する場合と比較して、第１ピンの製作が容易となる。

請求項４〜７の発明によると、両ピンをストローク作動可能な状態で支持する支持手段として両ピンの外周側にそれぞれガイド部材を設け、両ピンの外周に設けた凸部をこの両ガイド部材(請求項４，５ではガイド部材の長穴)によって回り止めしながらストロークガイドする構成としたから、両ピンが傾いたり回転したりせずに安定良くストローク作動する。

また、両ピンのそれぞれにガイド部材を設けたから、共通のガイド部材の内側に両ピンを組み込む場合と比較して組立が容易となる。

この場合、請求項６の発明によると、両ピンの外周に設けられた鍔部と、両ガイド部材に設けられた第１及び第２両ストッパとによって両ピンを挿入・離脱位置に確実に停止させることができる。

また、請求項７の発明によると、油圧シリンダである第１ピンの両側油室に対して油の給排を行うための第１、第２両管路を両ピンにトンネル状の通路として設け、この両管路に接続される油圧配管をそれぞれ両ガイド部材の長穴に通したから、たとえば油圧ホースを外部から第１ピンとガイド部材の隙間に導入して第１ピンの両側油室に直接接続し、同ピンのストローク作動に合わせて出入りさせる構成をとった場合と比較して、配管作業が簡単となるとともに、ホースを出入りさせるための余分な処理が不要となる等、配管処理が容易となる。

一方、ブーム付き作業機械における効果として、請求項９の発明によると、ピン連結装置がブームセクションの断面幅寸法内に収められ、ブーム外に突出しないため、解体機のように建物に近接して作業する機械においても、ピン連結装置が建物等と干渉するおそれがない。

また、請求項１０の発明によると、連結部分の内側にアクセスしにくい箱形ブームにおいても、ブームセクションの連結・分離作業を自動で簡単・迅速に行うことができる。

請求項１１,１３の発明によると、二組のピン連結装置によってブームセクション同士を対称二個所で強固に安定良く連結することができる。

また、両ピン連結装置を順次作動させて、片側を連結した上で反対側を連結する手順によって一層作業能率を高めることができる。

一方、請求項１２の発明によると、ブーム先端に設けられる作業装置用油圧アクチュエータに対する既設配管(アクチュエータ配管)を、そのままブーム分解・組立時におけるピン連結装置のシリンダ配管として兼用できるため、専用のシリンダ配管を新たに追加する必要がなくなる。

このため、配管のためのコストが安くてすむとともに、ブームを軽量化することができる。

以下の実施形態では、図１５,１６に示す解体機を適用対象として例にとっている。

第１実施形態(図１〜図６参照)
図１５,１６の解体機のブーム３を構成する第１、第３、第４各段ブーム４,６,７は、前記のように複数のブームセクションを連結して構成される。

図１,２は隣り合う二つのブームセクションの連結部分を示す。ここでは、ブーム基端側のブームセクションについて符号Ｓ１、これのブーム先端側に隣接するブームセクションについて符号Ｓ２を付している。

両ブームセクションＳ１,Ｓ２は四周が閉じた箱形に形成され、この両ブームセクションＳ１,Ｓ２が、相対向する端部の上下両側(片側のみ図示)に設けられたピン連結装置１５によって連結される。

このピン連結装置１５は、ブーム幅外に突出しないようにブームセクションＳ１,Ｓ２の断面幅寸法内において上下対称配置され、次のように構成されている。

第１ブームセクションＳ１の左右片側に第１連結部としての内外一対の第１ブラケット１６ａ,１６ｂ、反対側に第２連結部としての内外一対の第２ブラケット１７ａ,１７ｂがブームセクション長さ方向に突出して設けられている。

また、第２ブームセクションＳ２の左右片側に、第１ブームセクションＳ１の第１ブラケット１６ａ,１６ｂ間に挟み込まれる第１連結部としての第１ブラケット１８、反対側に、第１ブームセクションＳ１の第２ブラケット１７ａ,１７ｂ間に挟み込まれる第２連結部としての第２ブラケット１９がそれぞれブームセクション長さ方向に突出して設けられている。

両ブームセクションＳ１,Ｓ２の第１ブラケット１６ａ,１６ｂ,１８には第１ピン穴２０、第２ブラケット１７ａ,１７ｂ,１９には第２ピン穴２１がそれぞれ設けられ、油圧駆動式の第１及び第２両ピン２２,２３が互いに反対方向にストローク作動して、両側ピン穴２０,２１に対して挿入(図２)、離脱(図１)する。以下、図１の状態をピン離脱状態、図２の状態をピン挿入状態といい、このときの両ピン２２,２３の位置を離脱位置、挿入位置という。

第１ピン２２は、第１ピン穴２０に対して挿入・離脱するピン本体としてのシリンダチューブ２４と、ピストン２５と、ピストンロッド２６とを有する油圧シリンダ(油圧アクチュエータ)として構成され、外部から管路２７，２８を通して行われる圧油の給排作用によって伸縮作動する。

第２ピン２３は中空体として形成され、第１ピン２２と同軸上でそのロッド端に連結されることにより、第１ピン２２の伸縮運動に連動して反対方向にストローク作動する。

第１ピン２２のシリンダチューブ２４は、ロッド側の半部が小径となった段付き状に形成され、図１のピン離脱状態でこのチューブ小径部分で両ピン２２，２３が雄雌嵌合するようになっている。

また、両ピン２２，２３の外周側には、それぞれピン２２，２３を回り止めしつつ挿入位置と離脱位置との間で水平にストローク作動させるための支持手段としての筒状のガイド部材２９，２９が設けられている。

このガイド部材２９，２９は、第１ブームセクションＳ１における第１及び第２両ブラケット１６ａ,１６ｂ,１７ａ,１７ｂのうちの内側ブラケット１６ａ，１７ａに片持ち状態で固定され、図３にも示すように、両ピン２２，２３の外周に設けられた鍔部３０，３０がこのガイド部材２９，２９の内面に接することによって両ピン２２，２３が水平状態に保持される。

また、両ガイド部材２９，２９における固定側端部に第１ストッパ３１、反対側の端部に第２ストッパ３２がそれぞれ内向きに設けられ、両ピン２２，２３の鍔部３０，３０が、挿入位置で第１ストッパ３１に、離脱位置で第２ストッパ３２にそれぞれ当接して両位置に確実に停止する。

さらに、両ピン２２，２３の鍔部３０，３０に、周方向一部からさらに外周側に突出する凸部３０ａ，３０ａ(図３参照)が設けられる一方、両ガイド部材２９，２９の周壁一部にピンストローク方向に延びる長穴３３，３３が設けられ、凸部３０ａ，３０ａが長穴３３，３３に係合することによって両ピン２２，２３が回り止めされる。

第１ピン２２の両側油室に対して圧油を給排するための管路２７，２８うち、伸び側油室に対する圧油給排用の第１管路２７は、第１ピン２２のシリンダチューブ周壁にトンネル状の通路として設けられている。

一方、縮み側油室に対する油給排用の第２管路２８は、第２ピン２３の周壁とピストンロッド２６とピストン２５とに跨って同じくトンネル状の通路として形成されている。

これら両管路２７，２８を図示しないポンプ回路及びタンク回路に接続するための第１及び第２両油圧配管３４，３５は、それぞれガイド部材２９，２９の長穴３３，３３を通って両管路２７，２８に接続され、両ピン２２，２３のストローク作動時に長穴３３，３３内を移動する。

この解体機においては、上記のようにピン２２,２３を油圧力によりストローク作動させてブームセクション同士を連結・分離する自動着脱方式をとっているため、ピン２２,２３が大径かつ大重量となる大形の解体機においてもブームセクション同士の連結・分離(ブームの組立・分解)作業を安全に能率良く行うことができる。

とくに、この実施形態で挙げたような、連結部分の内側にアクセスしにくい箱形ブームにおいても、分解時に、公知の手動４本ピン方式のようにピンを内側から叩き出す厄介な作業が不要となる。

このため、ブームセクションＳ１,Ｓ２の連結・分離作業を自動で簡単・迅速に行うことができる。

また、ピン連結装置１５がブームセクションＳ１,Ｓ２の断面幅寸法内に収められ、ブーム幅外に突出しないため、建物に近接して作業する解体機においても、ピン連結装置１５が建物等と干渉するおそれがないし、落下する破砕片が当たってピン連結装置１５が損傷するおそれもない。

さらに、このピン連結装置１５を、相連結されるブームセクションＳ１,Ｓ２の上下両側に対称配置で設けるため、ブームセクション同士を上下両側で強固に安定良く連結することができる。

この場合、上下両側のピン連結装置１５を順次作動させ、片側を連結した上で反対側を連結する手順をとることができる。そして、この操作手順をとること、及びこの手順での連結操作を油圧による操作(遠隔操作)で行い得ることによって、作業能率を飛躍的に高めることができる。

さらに、ベースマシン(ブーム基端)側から順次、ブームセクションを連結していくことができるため、機械組立作業の効率も良いものとなる。

なお、ピン連結装置１５は、ブームセクションＳ１,Ｓ２の断面高さ方向に対しても突出しない状態で設けるのが望ましいが、断面幅寸法外に突出する場合ほどの実害はないため、必要に応じて断面高さ寸法外に突出する状態で設けてもよい。

一方、この実施形態のピン連結装置１５を用いることにより、次のような固有の効果を得ることができる。

(ｉ) 二本のピン(第１、第２両ピン)２２,２３を一つの油圧シリンダ(第１ピン２２)で駆動して左右両側の連結部(ブラケット１６ａ,１６ｂ,１８及び１７ａ,１７ｂ,１９)を同時に連結するため、両ピン２２,２３を別々の油圧シリンダで作動させる場合と比較して作業能率を一層高めることができるとともに、ピン連結装置１５を小型かつ安価にできる。

(ｉｉ) 油圧シリンダとしての第１ピン２２の縮小状態で、同ピン２２のシリンダチューブ外周に中空体である第２ピン２３を嵌合させる構成としたから、両ピン２２,２３を別々の油圧シリンダでストローク作動させる構成とした場合や、一つの油圧シリンダのロッド側端部とヘッド側端部にそれぞれピンを設けた構成とした場合と比較して、装置全長寸法を縮小させることができる。

また、１本シリンダ式で、ピストン２５とヘッドカバー部はもちろん一つでよいため、背中合わせに直列配置した二つの油圧シリンダのロッド端同士を連結し、この両シリンダの同時伸縮作動によってシリンダチューブとしての中空状の両ピンをストローク作動させる構成をとった場合と比較しても、一方のピストンとヘッドカバー部の合計厚み寸法分だけ装置全長を縮小することができる。

このため、十分なピンストロークを確保しながら、ピン連結装置１５全体をコンパクト化することができる。このため、狭い断面幅寸法内にも十分収めることが可能となる。

(ｉｉｉ) 両ピン２２，２３をストローク作動可能な状態で支持する支持手段として両ピン２２，２３の外周側にそれぞれガイド部材２９，２９を設け、両ピン２２，２３の外周に設けた凸部３０ａをこの両ガイド部材２９，２９(長穴３３)によって回り止めしながらストロークガイドする構成としたから、両ピン２２，２３が傾いたり回転したりせずに安定良くストローク作動する。

(ｉｖ) 両ピン２２，２３のそれぞれにガイド部材２９，２９を設けたから、共通のガイド部材の内側に両ピン２２，２３を組み込む場合と比較して組立が容易となる。

(ｖ) 両ピン２２，２３の外周に設けた鍔部３０，３０と、両ガイド部材２９，２９に設けた第１及び第２両ストッパ３１，３２とによって両ピン２２，２３を挿入位置及び離脱位置に確実に停止させることができる。

(ｖｉ) 油圧シリンダ(第１ピン)２２は、ピストン２５の両側受圧面積の差から縮み側の推力(ピン２２,２３を抜く力)が伸び側の推力(同、挿入する力)よりも小さくなる。

ここで、この実施形態のピン連結装置１５によると、両ピン２２,２３を内側から外側にスライドさせてピン穴２０,２１に挿入する構成であるため、アタッチメント分解時に、上記推力差によって万が一、ピン２２,２３が抜き難くなっても、ハンマー等でピン２２,２３を外側から叩いてその離脱を助けることができる。

一方、このピン連結装置１５を図１５,１６に示す超ロングアタッチメント付きの解体機におけるブーム各セクションの連結部分に適用するについて、ブーム３の基端から先端まで新たに専用のシリンダ配管を設けるとなるとコスト及び重量の点で不利となる。

そこで、ブーム先端の圧砕装置１２を回転させるための油圧モータに対する油圧配管(モータ配管)をピン連結装置用シリンダ配管として兼用する構成をとるのが望ましい。これを図５，６によって説明する。

両図において、３６は圧砕装置回転用の油圧モータ、３７,３８はこの油圧モータ３６に対する両側モータ配管、３９は同モータドレン配管である。

ここでは、連結・分離される各ブームセクションについて同一の符号Ｓを付して示している。

両側モータ配管３７,３８及びモータドレン配管３９は、連結・分離されるブームセクションＳ‥ごとに分割されて、ブームセクションＳ…に固定配管として設けられ、現場でのアタッチメント組立時に、ブームセクション同士を連結すると同時に、隣り合う両側モータ配管３７,３８及びモータドレン配管３９がそれぞれ継手(所謂クイックカプラ)４０‥によって接続される。

なお、アタッチメントの組立は、通常、ブーム基端側から行なわれ、両側モータ配管３７,３８も順次ブーム基端側から先端側に向かって伸ばされるが、最終的に圧砕装置１２が取付けられるまでは、接続が終了したブームセクションの先端部でクイックカプラ４０により閉塞された回路となっている。

各ブームセクションＳ‥には、油圧シリンダ(第１ピン)２２を備えたピン連結装置１５が上下両側(図５，６では便宜上、左右に並べて示す)に装備されている。

このピン連結装置１５の油圧シリンダ２２は、両側モータ配管３７，３８に切換手段としての手動式の切換弁４１，４１を介して接続され、この切換弁４１，４１により油圧シリンダ２２が両側モータ配管３７，３８に対して連通・遮断される。

すなわち、アタッチメント組立・分解時に、図６中に示すように切換弁４１が連通位置に操作されることにより、連結する先端側ブームセクションＳの油圧シリンダ２２が両側モータ配管３７，３８に連通して作動可能となり、この状態でピン連結装置１５における両ピン２２，２３の挿入・離脱作用が行われる。

このように、各ブームセクションＳ…に設けられるモータ配管３７,３８が各ブームセクションＳ…の連結位置で分岐され、切換弁４１,４１を介してピン連結装置１５に接続される構成となっているため、図１５,１６のベースマシンＡから各ブームセクションＳ…を経由して、ブーム中間に位置するブームセクションＳのピン連結装置１５に圧油を供給することができる。

ここで、組立・分解時には、ブームセクションＳ,Ｓの上下両側を順次ピン連結・分離する手順をとる。図６には、左側に示す基端側ブームセクションＳにおける上側ピン連結装置用の切換弁４１，４１を連通位置にセットし、下側のピン連結装置用の切換弁４１,４１は遮断位置にセットした状態、つまり上側ピンを作動させた状態を示している。

そして、組立後は切換弁４１,４１が図５に示す遮断位置に操作されることにより、油圧シリンダ２２が両側モータ配管３７，３８に対し遮断されて(このときドレン管路４２を介してモータドレン配管３９に接続される)作動不能となり、代わって本来の油圧モータ３６に対する圧油の給排作用が行われる。

一方、ここではモータ両側配管３７，３８の油の流れを制御するコントロールバルブ４３をそのままピン連結装置１５のシリンダ制御用コントロールバルブとして兼用する構成をとっている。

コントロールバルブ４３は、解体機の上部旋回体２に設けられたキャビン内のレバースイッチ４４により操作されて圧油の給排方向が切換えられるように構成され、このコントロールバルブ４３の切換作用により、組立・分解時に油圧シリンダ２２が伸縮作動してブームセクション同士の連結・分離操作が行われる。

このように、既設のモータ配管３７，３８及びモータドレン配管３９を、そのままブーム分解・組立時におけるピン連結装置１５のシリンダ配管及びドレン配管として兼用できるため、ピン連結装置専用のシリンダ配管及びドレン配管を新たに追加する必要がなくなる。このため、配管のためのコストが安くてすむとともに、ブームを軽量化することができる。

しかも、ベースマシンＡからブーム沿いにブーム基端側からブーム先端まで設けられた圧砕装置用モータ配管３７,３８を分岐してピン連結装置用の油圧シリンダ２２に接続するため、この一種類のモータ配管３７,３８からすべての連結部分(ピン連結装置１５)に圧油を供給することができる。

加えて、モータ制御用のコントロールバルブ４３をシリンダ制御用コントロールバルブとして兼用するため、さらにコストダウンすることができる。

第２実施形態(図７参照)
第１実施形態では、第１ピン２２のシリンダチューブ２４が全体一体物としてそのままピン本体となる構成をとったが、第２実施形態では、チューブ体２４ａの外周に中空状のピン部２４ｂ被せ、これらをボルト等で一体に結合してシリンダチューブを構成している。なお、第１ピン２２の鍔部３０はピン部２４ｂに設けている。

この構成によると、第１実施形態と比較して第１ピン２２の製作が容易となる。

第３実施形態(図８,９参照)
両連結部における内側のブラケット１６ａ,１７ａは、ピン２２,２３の離脱状態でその頭部が嵌まり込むため、元々ピン支持作用を発揮する。

そこで第３実施形態では、ガイド部材２９,２９を省略し、代わりに内側ブラケット１６ａ,１７ａに十分な厚みを持たせ、同ブラケット１６ａ,１７ａを支持手段として兼用する構成をとっている。

こうすれば、ガイド部材２９,２９を省略できることで構造を簡素化し、コストを安くすることができる。

また、この実施形態では、両ピン２２,２３を離脱位置に停止させるストッパとして、たとえば両ピン間にブロック状のストッパ４５を設け、両ピン２２,２３の鍔部３０,３０をこのストッパ４５に当接させる構成をとっている。

さらに、両ピン２２,２３の回り止め手段として、断面凹字形の回り止め部材４６を設け、両ピン２２,２３の凸部３０ａ,３０ａをこの回り止め部材４６に係合させる構成をとっている。

なお、図８では、第１ピン２２のシリンダチューブをチューブ体２４ａとピン部２４ｂで構成した場合を例示しているが、第３実施形態の構成は第１実施形態のシリンダチューブ構造をとる場合にも同様に適用することができる。

また、第１及び第２両ピン２２,２３をストローク作動可能な状態で支持する支持手段は、上記各実施形態で例示した筒状のガイド部材２９,２９を用いる構成、及び両側連結部の内側ブラケット１６ａ,１７ａと回り止め部材４５を併用する構成に限らず、その所期の目的を達成し得る構成であれば他に種々変更することができる。

第４実施形態(図１０参照)
第１及び第２両ピン２２,２３は、挿入状態で抜け止めするのが望ましい。

この抜け止め手段として、油圧シリンダ(第１ピン)２２の油圧回路をブロックしてその縮小動作を止める方法が考えられるが、バルブの誤作動や油のリークのおそれがあるため、安全上はメカニカルな構成をとるのが望ましい。

ただし、ピン先端部に割りピンを差し込む公知の抜け止め方式では、ピン先端部を外部に大きく突出させる必要からピンストロークを大きくとらなければならないため、ピン連結装置全体が長くなり、ブーム断面幅寸法内に収めるのが困難となる。

そこで第４実施形態では、図１０に示すようにピン挿入状態で両ピン２２,２３の先端部にこれを覆う状態で抜け止め用のキャップ４７,４７をボルト４８,４８によって取付ける構成をとっている。

この抜け止め構造によると、ピン２２,２３を確実に抜け止めできる上に、両ピン２２,２３の先端突出量が最小限に小さくてよいことからピンストロークが小さくてすむため、ピン連結装置１５をブーム断面幅寸法内に十分収めることができる。

また、ピン先端部をキャップ４７,４７で覆うため、ピン先端部を破砕片等から保護してその損傷を防止できるとともに、ピン２２,２３の作動不良の原因となるピン外周隙間からのごみや水の侵入を防止することができる。

なお、キャップ４７,４７に目立つ着色を施しておけば、万が一キャップ４７,４７が脱落した場合も一目瞭然となる。

第５及び第６実施形態(図１１,１２参照)
ピン連結装置として、図１１に示す第５実施形態、または図１２に示す第６実施形態を採用することができる。ここでは抜け止め手段(たとえば第４実施形態のキャップ構成)の図示を省略している。

第５実施形態のピン連結装置４９においては、一つの油圧シリンダ５０のロッド側端部に第１ピン５１、ヘッド側端部に第２ピン５２をそれぞれ設け、油圧シリンダ５０の伸縮作動により両ピン５１，５２を互いに反対方向にストローク作動させてピン穴２０,２１に対し同時に挿入し離脱させる構成をとっている。

第６実施形態のピン連結装置５３においては、背中合わせに直列配置した二つの油圧シリンダ５４，５５のロッド端同士を連結し、この両シリンダ５４，５５の同時伸縮作動により、シリンダチューブとしての中空状の両ピン５６，５７をピン穴２０，２１に対して挿入し離脱させる構成をとっている。

この２例のピン連結装置４９,５３を用いると、第１〜第４各実施形態のピン連結装置１５を用いた場合と比較して装置全長が長くなる不利点があるが、ブームセクションの断面幅寸法が十分大きい場合にはこれらを用いてもよい。

なお、上記各実施形態では、ピン連結装置１５,４９,５３を、相連結されるブームセクションの端部において上下両側に対称配置で設けたが、これを左右両側に対称配置で設けてもよい。

第７実施形態(図１３,１４参照)
第７実施形態では、油圧シリンダとリンクを組み合わせてピン連結装置５８,２９を構成している。

このピン連結装置５８,５９は、第１及び第２両ブームセクションＳ１,Ｓ２の連結部分(第１ブラケット１６ａ,１６ｂ,１８の組と第２ブラケット１７ａ,１７ｂ,１９の組との間)に形成される空間Ｘ内の上下両側に設けられている。

なお、ここでは、第２ブームセクションＳ２のブラケット１６ａ,１６ｂ,１７ａ,１７ｂがブームセクション断面の高さ方向(上下両側)に突出して設けられた場合を例示している。

この両ピン連結装置５８,５９は、それぞれ空間Ｘの左右方向の中央部に配置された油圧シリンダ６０と、この油圧シリンダ６０を挟んで左右両側に配置された屈曲状の第１及び第２両リンク６１,６２と、油圧シリンダ６０の推力をリンク６１,６２を介して左右方向のスライド力として加えられる第１及び第２両ピン６３,６４とを具備している。

両リンク６１,６２は、それぞれ上下方向の一端部が第２ブームセクションＳ２の内側ブラケット１６ａ,１７ａにピン着され、このピン着点を支点として回動する。

両リンク６１,６２の中間部は、力点として油圧シリンダ６０(第１リンク６１はシリンダチューブ端、第２リンク６２はロッド端)にピン連結される一方、支点と反対側の端部が、作用点としてピン６３,６４にピン連結されている。

この構成において、油圧シリンダ６０が伸長すると、その推力によってリンク６１,６２が回動し、このリンク回動力によりピン６３,６４が外向きにスライドしてピン穴２０,２１に嵌まり込む(図１４における上側のピン連結装置５８の状態)。

一方、油圧シリンダ６０が縮小すると、リンク６１,６２が反対方向に回動し、このリンク回動力により両ピン６３,６４が内向きにスライドしてピン穴２０,２１から離脱する(同、下側のピン連結装置５９の状態)。

図１４中、６５…はピン６３,６４をガイドするピンガイド部材である。

この構成によると、ピン連結装置５８,５９の全長寸法を小さくできるため、ブームセクションＳ１,Ｓ２の断面幅寸法が小さい場合でも容易に組み込むことができる。

また、両ピン６３,６４を中実ピンとして構成できるため、ピン強度を高くとることができる。

さらに、油圧シリンダ６０が両ピン６３,６４の軸心からずれた位置にあるため、油圧配管の組み付け、保守が容易となるとともに、製作も簡単でコストが安くてすむ。

その他の実施形態
(１) 上記実施形態では、ブーム先端に設けられる油圧アクチュエータ用の油圧配管をピン連結装置の油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)に対する圧油供給手段として兼用する構成をとったが、このような既設配管がない場合等には専用の油圧配管を設けてもよい。

(２) 上記実施形態ではベースマシン側の油圧源を利用してピン連結装置を駆動する構成をとったが、これに限らず、別の油圧源を用いてもよいし、ベースマシン側の油圧源と別の油圧源とを併用してもよい。

この場合、別の油圧源によってブーム先端側(たとえば図１５中の第３段ブーム６)のブームセクションを先に(または基端側と並行して)連結する手順をとってもよい。

(３) 上記実施形態では箱形のブームセクションによって構成されるブームを例示したが、本発明はラチス構造のブームについても適用することができる。

(４) 本発明は解体機に限らず、ブームを備え、このブームが複数のブームセクションによって構成される作業機械に広く適用することができる。

本発明の第１実施形態を示すブームセクション連結部分の断面図である。 同実施形態による連結状態の断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。 同実施形態におけるピン連結装置の部分斜視図である。 同装置を備えたブームの油圧配管の構成図である。 同ブームの組立中の配管状態を示す図である。 本発明の第２実施形態を示す図１相当図である。 本発明の第３実施形態を示す図１相当図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線拡大断面図である。 本発明の第４実施形態を示す図２相当図である。 本発明の第５実施形態を示す図１相当図である。 本発明の第６実施形態を示す図１相当図である。 本発明の第７実施形態にかかるブームセクション連結部分の側面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線拡大断面図である。 解体機の概略側面図である。 解体機の組立・分解時の部分側面図である。

符号の説明

３ ブーム
４,６,７ 複数のブームセクションを連結して構成される各段ブーム
Ｓ ブームセクション
１５ ピン連結装置
１６ａ,１６ｂ,１８ ピン連結装置を構成する第１連結部としてのブラケット
１７ａ,１７ｂ,１９ ピン連結装置を構成する第２連結部としてのブラケット
２０,２１ ピン穴
２２ ピン連結装置を構成する第１ピン(油圧シリンダ)
２３ 同、第２ピン
２７ 第１管路
２８ 第２管路
２９,２９ 支持手段としてのガイド部材
３０,３０ 鍔部
３０ａ,３０ａ 鍔部の凸部
３１ 第１ストッパ
３２ 第２ストッパ
３３,３３ 長穴
３４,３５ 第１、第２両油圧配管
３６ 作業装置用油圧アクチュエータとしての油圧モータ
３７,３８ 同モータに対する両側油圧配管
４１ 切換弁(切換手段)
４３ コントロールバルブ
４９,５３ ピン連結装置
５０,５４,５５ ピン連結装置を構成する油圧シリンダ(油圧アクチュエータ)
５１,５４ 同、第１ピン
５２,５５ 同、第２ピン
５８,５９ ピン連結装置
６０ ピン連結装置を構成する油圧シリンダ
６１,６２ 同、リンク
６３ 同、第１ピン
６４ 同、第２ピン

Claims (13)

1. 作業機械の構成要素である相連結される二部材のそれぞれに間隔を置いて対向する第１連結部及び第２連結部が設けられ、上記第１連結部同士を連結する第１ピンと、上記第２連結部同士を連結する第２ピンが、両連結部間において直列に並んでかつ互いに反対方向にストローク作動する状態で設けられ、かつ、この両ピンを上記両連結部のピン穴に対して挿入・離脱させる油圧アクチュエータを具備することを特徴とする作業機械のピン連結装置。
2. 請求項１記載の作業機械のピン連結装置において、第１ピンは、第１連結部のピン穴に対して挿入・離脱するピン本体としてのシリンダチューブとピストンロッドから成る油圧アクチュエータとしての油圧シリンダを兼ねる構成とされる一方、上記第２ピンは、上記第１ピンのピストンロッドと一体に移動して上記第２連結部のピン穴に対して挿入・離脱しかつ離脱状態で第１ピンのシリンダチューブ外周に嵌まり込む中空体として構成され、かつ、この第１及び第２両ピンをストローク作動可能な状態で支持する支持手段が設けられたことを特徴とする作業機械のピン連結装置。
3. 請求項２記載の作業機械のピン連結装置において、第１ピンのシリンダチューブが、チューブ体と、このチューブ体に被せて一体に結合されたピン部とによって構成されたことを特徴とする作業機械のピン連結装置。
4. 請求項２または３記載の作業機械のピン連結装置において、第１及び第２両連結部間において第１及び第２両ピンの外周側にそれぞれ支持手段としてのガイド部材が設けられる一方、両ピンにそれぞれ外周側に突出する凸部が設けられ、この凸部が上記ガイド部材により回り止めされた状態でガイドされてストローク作動し得るように構成されたことを特徴とする作業機械のピン連結装置。
5. 請求項４記載の作業機械のピン連結装置において、両ガイド部材が筒状に形成されるとともに、その周壁一部に両ピンのストローク方向に延びる長穴が設けられ、両ピンの凸部がこの長穴に嵌まり込むことによって両ピンが回り止め及びガイドされるように構成されたことを特徴とするピン連結装置。
6. 請求項５記載の作業機械のピン連結装置において、第１及び第２両ピンの外周に鍔部が設けられる一方、両ガイド部材に、第１及び第２両ピンが両連結部のピン穴に挿入された状態で上記鍔部が当接する第１ストッパと、両ピンがピン穴から離脱した状態で鍔部が当接する第２ストッパが設けられたことを特徴とするピン連結装置。
7. 請求項５または６記載の作業機械のピン連結装置において、第１ピンの一方の油室に対して油圧を給排する第１管路が第１ピンに、他方の油室に対して油圧を給排する第２管路が第１ピンと第２ピンとに跨って、それぞれトンネル状の通路として設けられ、かつ、上記第１管路に接続される第１油圧配管、及び上記第２管路に接続される第２油圧配管が、それぞれ両ガイド部材の長穴に通されたことを特徴とするピン連結装置。
8. 複数のブームセクションがピン連結装置により着脱可能に連結されて構成されるブームを備え、上記ピン連結装置として請求項１乃至７のいずれか１項に記載のピン連結装置が設けられたことを特徴とする作業機械。
9. 請求項８記載の作業機械において、ピン連結装置は、ブームセクションの断面幅寸法内に配置されたことを特徴とする作業機械。
10. 請求項８または９記載の作業機械において、相連結されるブームセクションが、四周が閉じた箱形に形成され、この両ブームセクションの相対向する端部に連結部としてのブラケットがブームセクションの長さ方向に突出して設けられたことを特徴とする作業機械。
11. 請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の作業機械において、二組のピン連結装置が上下または左右に対称配置で設けられるとともに、両ピン連結装置の油圧アクチュエータの作動を切換える切換手段が設けられたことを特徴とする作業機械。
12. 請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の作業機械において、ブームの先端に作業装置が設けられるとともに、この作業装置を駆動する油圧アクチュエータに対する油圧給排用の作業装置用アクチュエータ配管が各ブームセクションに跨って設けられ、ピン連結装置の油圧アクチュエータが上記作業装置用アクチュエータ配管に対して連通・遮断両位置間で切換操作される切換弁を介して接続され、かつ、上記作業装置用アクチュエータ配管の油の流れを制御するコントロールバルブが設けられたことを特徴とする作業機械。
13. 請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の作業機械のブーム組立・分解方法であって、相連結される両ブームセクションの相対向する端部に二組のピン連結装置を上下または左右に対称配置で設け、この両ピン連結装置を順次作動させることにより、両ブームセクションの上下または左右両側を順次連結または分離することを特徴とする作業機械のブーム組立・分解方法。

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