JP2005526194A - 土木作業および、載荷を昇降および移送するなどの他の作業用の可動装置 - Google Patents

Abstract

土木作業および、載荷を昇降および移送するなどの他の作業用の可動装置であって、車輪上に移動可能に設けられたフレームと、作業具、例えば、コンテナ、掘削バケットまたは解体用ハンマーを持ち運ぶためにフレームによって支持された関節式作動アームと、車輪を駆動し、互いに接続されて横軸を中心として相互に旋回する少なくとも３つの関節からなる作動アームを移動させる１つ以上のモータを備え、液圧シリンダのような制御部材が各関節対間に配置される可動装置において、作動アームの最後の第３関節の長さは第２関節の長さよりも大きく、関節が互いに折畳まれるときに取り付けられた作業具が第１関節の自由端において自在に使用可能な可動装置であり、この構成によって、最後の関節を関節アームから単一の昇降アームに変換させることができる。

Description

本発明は、土木作業および、載荷を昇降および移送するなどの他の作業用の可動装置であって、車輪上に移動可能に設けられたフレームと、作業具、例えば、コンテナ、掘削バケットまたは解体用ハンマーを持ち運ぶためにフレームによって支持された関節式作動アームと、車輪を駆動し、互いに接続されて横軸を中心として相互に旋回する少なくとも３つの関節からなる作動アームを移動させる１つ以上のモータを備え、液圧シリンダまたはギアラックのような制御部材が各関節対間に配置される可動装置に関する。

２種類の機械が実際に知られているが、その１つは掘削アームを備える機械である。掘削アームは通常多数の関節からなり、その外端に掘削バケットが配置されている。従って、土木作業が可能であり、この場合、掘削アームの関節によって、掘削バケットを掘削位置から昇降位置または積降し位置に移動させることが可能となっている。

他の例として、請求項の前文に記載される型式の可動装置は単一の昇降アームを備え、その外端にパレット用の挿入フォークなどが配置されている。この可動装置によって、載荷を持ち上げ、積み重ね、あるいは積込み位置から積降し位置まで移送することが可能となっている。

この目的のために、通常、フレームは４つの制御可能に駆動されて装置に良好な操舵性を与える車輪を具備するように構成されている。

前文に記載の型式の装置は、例えば、欧州特許第０２９９１０４号によって知られている。この特許は、例えば、掘削機として使用可能な液圧ローディングシャベルとクレーンを有する装置を記載している。作動アームは、アクチュエータによって作動される５つの関節を有している。これらの関節は、作動アームを短縮するために蛇腹状に折畳み可能である。しかし、蛇腹状に折畳まれても、作動アームの機能に影響を及ぼすことはない。すなわち、作動アームが関節作用位置において掘削機能を有する場合、その作動アームは同様に折畳み位置においても掘削機能を有している。

本発明の目的は、両方の作動を掘削アームと昇降アームを取り替えることなく行うことができる前文に記載の型式の装置を提供することにある。

本発明による装置は、作動アームの最後の第３関節が第２関節よりも大きく、関節が互いに折畳まれたときに、取付けられた作業具が第１関節の自由端において自在に作動可能であるという点に特徴がある。

作動アームの最後の関節が最後から２番目の関節よりも長いので、作動アームを折畳んだときに、その作動アームを関節式アームから単一の昇降アームに変換することが可能となる。最後の関節の外端には、例えば、掘削バケットや昇降装置を自在に取り付けることも可能である。勿論、他の型式の作業具、例えば、解体用のハンマー、溝掘機、およびアスファルトカッターなどを取り付けることも可能である。

本発明の他の特徴によれば、アームに水平軸周りの旋回のみならず垂直軸周りの旋回も与えることができ、その結果、掘削アームを垂直面内において上下に移動させるのみならず、掘削アームを水平面内においてフレームに対して旋回させることも可能となる。このような垂直面内のみならず水平面内におけるアームの旋回は、特にアームの第１関節が他の２つの関節を内側に畳んで介在させる門形の形状を有している場合に、アームの全体またはその一部に対してなされている。

門状の第１関節は、１つの部分からなる門形または多数の異なる部分からなる門形の形状を有し、第３関節が畳み込まれて門形の内側に介在するような寸法を有している。

本発明の範囲内において、掘削アームをフレームの中心に配置せずに、もし運転席があれば、その運転席の横方向に隣接して配置することも可能である。この場合、運転者は取付けた作業具に対して十分な視界を得ることができる。

好適な一実施態様において、本発明はさらに、アームの第１関節部分を上側から見て第２関節部分に対してオフセット（食い違って）配置することによって、折畳みを容易にする構成を提案するものである。第３関節を上側から見て第２関節に対してオフセット配置することによって、折畳みをさらに容易にすることが可能となる。本発明の好適な実施形態によれば、少なくとも３つの関節の全てを上側から見て互いに対してオフセット配置するとよい。

このオフセット配置する実施態様によって、作業具に対する運転者の視界をさらに改善することができる。

他の実施態様によれば、関節を互いに上側および内側に嵌合させるように配置することが可能である。

さらに改善した実施態様によれば、関節の制御を改善するために、少なくとも２つの制御部材が１対または各対の関節間に配置されている。

第３関節は、一般的に複数の部分から組み立てられる作動アームの外端を意味すると理解されるべきである。第１変更例によれば、第３関節は特に第２関節の長さよりも大きい長さを有する脚から形成されている。他の変更例によれば、第３関節は第２関節の長さよりも小さいかまたは等しい長さを有する脚から形成され、その第３関節の外端に平行四辺形のリンク機構が配置され、リンク機構はその脚と平行四辺形のリンク機構の全長が第２関節の長さよりも十分に大きくなるような寸法を有している。このようにして、関節が折畳まれた状態で、取付けられた作業具は第１関節の自由端において使用可能となっている。

さらに他の変更例によれば、第３関節は、第２関節の長さよりも小さいかまたは等しい長さを有する脚から形成され、その第３関節の外端に作業具が配置され、作業具はその脚と作業具の全長が第２関節の長さよりも大きくなるように構成されている。

第３関節の脚の外端に作業具を迅速に着脱するために、好ましくは、迅速作動連結手段を用いるとよい。この構成によって、作業具を手動によって、あるいは流体的、機械的、電気／機械的、または他の適切な方法によって迅速に着脱することができる。

本発明のさらに改善された実施形態によれば、関節は折畳み位置においてそれらを相互接続するかまたはフレームに接続するための接続手段を備えている。この構成によれば、装置の作動位置における全ての静的および／または動的な力を効率的に吸収することができる。これらの接続手段は、機械的、流体的、電磁的、またはそれらの組合せによって作動させることが可能である。

本発明のさらに他の特徴によれば、関節は１つ以上の関節が回転するときに、作業具をフレームに対して実質的に同じ角度で保持する制御部材を備えている。従って、関節の回転は作業具の位置に影響を与えることがない。この構成は、例えば、特に作業具が水平方向に保持される必要のある挿入フォークであるときに望ましい。これらの制御部材は、流体的、機械的、電磁気的、またはそれらの組合せによって作動させることが可能である。

昇降アームと掘削アームを互いに変換させるために、関節を互いに接近および離反させるように自動的に折畳む手段がさらに設けられているとよい。

作動アームはさらに１つ以上の減衰（ダンピング）システムを備えているとよい。この構成によれば、例えば、載荷、作業具、または砂や土のような材料の移送をより迅速かつより容易に実施することができる。これらの減衰システムは、流体的、機械的、電磁気的、空力的、または、特殊なガスを用いて、あるいはこれらの組合せによって作動することが可能である。

本発明は、図面の説明およびそれに続く多数の実施形態によってさらに明らかになるであろう。

図面において、同一の構成要素は同一の参照番号によって示されている。

図１に示す装置は、操舵可能な車輪２によって支持された移動可能なフレーム１を備えている。

本発明の範囲内において、これらの車輪に代わってキャタピラー軌道を用いてもよい。運転台４が載置された回転可能なサブフレーム３は、フレーム１上に配置されている。

作動アーム６の第１関節は、サブフレーム３の左側における回転点５に配置されている。この作動アーム６については後でさらに説明する。図１において、作動アーム６の掘削位置は実線によって示され、その載荷移送位置６’は破線によって示されている。

図２は、作動アーム６の一部を水平面内において枢動可能とし、作動アーム６の端部における掘削バケット７の移動の自由度を最適化させることができる構成を示している。

図３は図１および図２の装置に使用可能な作動アームを詳細に示している。作動アーム６は、第１関節８、第２関節９、および最後の第３関節１０から構成されている。サブフレームは、符号３によって概略的に示されている。このサブフレーム３は、任意の適切な形状を有することが可能である。

第１関節８は、サブフレーム３と、第１関節８の上側における旋回点１２との間に配置されている液圧シリンダ１１によって支持されている。

液圧シリンダ１３は第１関節８の端部における旋回点１２と同一のヒンジ軸１２と、第２関節の端部における回転点１４との間に配置されている。また、この回転点１４は、第３関節１０を第２関節９に対して旋回可能に懸垂させる機能も有し、液圧シリンダ１５が第２関節の旋回点１６と第３関節の旋回点１７との間に配置されている。

掘削バケットまたは他の任意の作業具７が固定された平行四辺形のリンク機構１８は、最終的に第３関節の端部に取り付けられている。このリンク機構１８は、旋回点２２と伸縮自在なヒンジの旋回点２３との間において作用する液圧シリンダ１９によって制御されている。

なお、図４に示すように、第１関節は門形の形状を有し、第１関節８と第２関節９との間の水平軸２０を有するヒンジは門形のほぼ中心に配置されている。

また、２つの関節９，１０を門形８に対して横方向に移動させるために、垂直軸２１を有する第２ヒンジもこの中心に配置されている。この横方向移動は、第２関節９のいずれかの側に位置する液圧シリンダ１３を非対称的に駆動することによって行われている。従って、２つの関節９，１０の横方向における旋回ストロークが可能になる。

本発明によれば、第３関節１０の長さは第２関節９の長さよりも大きく、例えば、図５に示すような状態に折畳むとき、関節１０を関節９に重ね、次いで、関節９および関節１０を共に関節８の門形の間に介在するまでさらに回転させるようになっている。通常、各関節の回転を組合せることによって、単一のアームに折畳むことになる。各関節の寸法は、ここでは掘削バケットとして例示されている作業具７が第１関節８の外端に位置し、その位置において作動可能となるように設定されている。

すなわち、各関節の長さは、回転点１４と平行四辺形のリンク機構１８の旋回点との間の距離がどのような場合でも旋回点１４および２０間の距離よりも大きく保たれるように設定されると理解されるべきである。

各関節が図４ないし図６に示されるような固定の長さの材料から構成される場合、その関節の長さは勿論一定である。

しかし、本発明の範囲内において、各関節を伸縮自在に構成し、その長さを調整可能にすることもできる。本発明の範囲内において、例えば、図５に示す位置に折畳むときに、第２関節９の長さを短縮させ、また図５の位置に至らせるために関節１０の長さを伸ばすことが可能である。従って、旋回点間の距離はそれに対応して増減するようになっている。

図７は２つの実施形態を概略的に示している。各線は前述の図面におけるのと同じ参照番号を付された関節を示している。

図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃは、それぞれ、掘削位置、中間位置、および図５に示す折畳み位置、すなわち、昇降または移送位置を示している。

図７Ｄは図８の平面図にも示す実施形態を示している。第１関節８は門形ではなく単側形であり、関節９を旋回点２０の周りに回転させたときにその関節９が関節８の近傍に位置するように折れ曲がった形状を有している。

この曲げ構成は、図７Ｄに示すように、第１関節の両端側で曲げてもよいし、図８に示すように第１関節の片端側でのみ曲げてもよい。また、このような折畳み構造が得られるように、旋回点２０の枢支ピンを広くしてもよい。この場合、関節８を旋回軸５に対して傾斜させる必要がなくなる。

図８は、必要に応じてヒンジを拡げるために設けられた付加的な強化構成を破線によって示している。

図９は、サブフレーム３に固定される制御用運転台４を概略的に示している。第１関節８はサブフレーム３の片側における旋回点５に配置されているが、図９Ｂに示すように、後側の旋回点５’に配置されていてもよい。この配置によって、関節８が運転者の視界を妨げるのを防ぐことが可能となる。

図１０および図１１は、掘削アームの第２実施形態を示している。この掘削アームは図３の掘削アームと類似しているが、第１関節とサブフレーム３を第３関節に接続するために、第１関節が開口５２内に嵌入可能な液圧ピン５０を備えている点において異なっている。第２関節も同様に、第３関節を第２関節に接続させるために開口５３内に嵌入可能な液圧ピン５１を備えている。

図１２は、掘削アームの左右対称的な変形例を示す平面図である。この例において、第１関節は門形の形状を有している。

図１３ないし図１６は本発明による装置の掘削アームの種々の実施形態を示している。異なる点は、使用される制御部材が配置されていることにある。また、本発明の範囲内において、多くの他の変形も可能である。

図１７ないし図１９は種々の位置にある図１６の変形例を示している。これらの図において、作業具が取り付けられていない状態と作業具が取り付けられている状態が示されている。図１８および図１９は、取り付けた挿入フォークが関節の回転位置と同じ位置に保持されている状態を示している。

種々の他の構成、例えば、重量の均衡を保つために、第１関節８をサブフレーム３の中心に配置する構成も可能である。あるいは、第１関節を変位可能なフレーム１に直接配置する構成も可能である。また、複数の平行四辺形のリンク機構を用いて関節を互いに回転可能とするように構成してもよい。

本発明の範囲内において、種々の他の実施形態をなすことは可能である。

掘削位置と移送位置にある作動アームを備える任意のフレームの縦側面図である。 他の作動位置にある図１の装置の平面図である。 掘削位置にある掘削アームの第１実施形態を示す側面図である。 図３のアームの平面図である。 折畳み位置にあって単一アームとして作用する作動アームの図３に対応する縦面図である。 図５のアームの正面図である。 異なる位置にある図２の作動アームの概略図である。 異なる位置にある図２の作動アームの概略図である。 異なる位置にある図２の作動アームの概略図である。 掘削位置にある作動アームの変更例を示す概略図である。 図７Ｄの概略図における作動アームの平面図である。 作動アームがそれぞれの位置に配置された運転台の実施形態を概略的に示す側面図である。 作動アームがそれぞれの位置に配置された運転台の実施形態を概略的に示す側面図である。 掘削位置における掘削アームの第２実施形態を示す側面図である。 図１０の掘削アームの平面図である。 本発明による掘削アームの第３実施形態を示す平面図である。 図１０の掘削アームにおいて制御部材の配置構成を異ならせた変形例を示す側面図である。 余分の制御部材を有する図１３の掘削アームの第１変形例を示す側面図である。 余分の制御部材を有する図１３の掘削アームの第２変形を示す側面図である。 余分の制御部材を有する図１３の掘削アームの第３変形例であって、第１位置にある状態を示す側面図である。 図１６の掘削アームの第３変形例であって、第２位置にある状態を示す側面図である。 図１６の掘削アームの第３変形例であって、挿入フォークが取り付けられ、第３位置にある状態を示す側面図である。 図１７の掘削アームの第３変形例であって、第４位置にある状態を示す側面図である。

Claims (14)

1. 土木作業および、載荷を昇降および移送するなどの他の作業用の可動装置であって、車輪上に移動可能に設けられたフレームと、作業具、例えば、コンテナ、掘削バケットまたは解体用ハンマーを持ち運ぶために前記フレームによって支持された関節式作動アームと、前記車輪を駆動し、互いに接続されて横軸を中心として相互に旋回する少なくとも３つの関節からなる前記作動アームを移動させる１つ以上のモータを備え、液圧シリンダのような制御部材が各関節対間に配置される可動装置において、前記作動アームの最後の第３関節の長さは第２関節の長さよりも大きく、前記関節が互いに折畳まれるときに前記取り付けられた作業具が前記第１関節の自由端において自在に使用可能であることを特徴とする可動装置。
2. 前記第１関節は、上側から見て前記第２関節に対してオフセット配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１関節は門形であり、その内側の幅は前記作業具が通過可能な大きさを有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 垂直軸を有する旋回点は、前記関節間または前記第１関節と前記フレームとの間の旋回点の少なくとも１つの近くに配置されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１つに記載の装置。
5. 前記フレームは制御運転台を備え、水平および／または垂直軸を有するヒンジが前記運転台の片側に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 前記第３関節は、上側から見て前記第２関節に対してオフセット配置されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１つに記載の装置。
7. 前記少なくとも３つの関節の全てが上側から見て互いにオフセット配置されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１つに記載の装置。
8. 少なくとも２つの制御部材が１つの関節対間または各関節対間に配置されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１つに記載の装置。
9. 前記第３関節は前記第２関節の長さよりも小さい長さを有する脚によって形成され、平行四辺形のリンク機構が前記第３関節の外端に配置されており、このヒンジは、前記脚と前記平行四辺形のリンク機構の全長が前記第２関節の長さよりも大きくなるような寸法を有していることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１つに記載の装置。
10. 前記第３関節は前記第２関節の長さよりも小さい長さを有する脚から形成され、作業具が前記第３関節の外端に配置されており、前記作業具は、前記脚と前記作業具の全長が前記第２関節の長さよりも大きくなるように構成されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１つに記載の装置。
11. 前記関節は、折畳み位置においてそれらを相互に接続するかまたは前記フレームに接続する接続手段を備えていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１つに記載の装置。
12. 前記関節は、１つ以上の前記関節が回転するときに前記フレームに対して実質的に同じ角度で前記作業具を保持する制御部材を備えていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１つに記載の装置。
13. 前記関節を自動的に互いに向き合って折畳む手段が設けられることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１つに記載の装置。
14. 前記作動アームは１つ以上の減衰システムを備えていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１つに記載の装置。

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