JP2006104812A - Construction work machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、破砕作業や掘削作業等を行うフロントアタッチメントを備えた作業機械に関し、より詳細には、破砕作業を行うクラッシャのような重量の大きなフロントアタッチメントをアーム先端に装着した場合に、安定性を確保できる建設作業機械の技術である。 The present invention relates to a work machine including a front attachment that performs crushing work, excavation work, and the like, and more particularly, when a heavy front attachment such as a crusher that performs crushing work is attached to the tip of an arm. It is a technology of construction work machines that can secure.
従来から、図5に示すような、「へ」の字型ブーム109の先端にアームを介して作業具となる把持装置107等を取り付けた作業機械101が広く知られている。
このような作業機械101において、ブーム109基部側とその支持部のブームブラケットとの間に、エクステンションブーム(延長ブーム)110を設けて、作業高さを拡大する技術も公知である(例えば、特許文献1参照)。
このエクステンションブーム110は走行装置前端に配置したブームブラケット上に上下方向に立設して、該エクステンションブーム110上端に従来から使用しているブーム、所謂標準仕様のブームの基部及びブームシリンダの基部を取り付けるものである。
In such a
The extension boom 110 is erected in the vertical direction on a boom bracket disposed at the front end of the traveling apparatus, and a boom that has been used conventionally, that is, a base part of a so-called standard specification boom and a base part of a boom cylinder are provided at the upper end of the extension boom 110. Attached.
このようなエクステンションブーム110を用いることで、従来のフロントアタッチメント(ブームとアーム)がそのまま使用することができ、フロントアタッチメントを延長して上方の作業範囲を拡大することができるが、前方へブームを回動すると、不安定となってしまう。つまり、フロントアタッチメントはエクステンションブーム110を取り付けた分だけ重量(Wx1<Wx2)が重くなり、フロントアタッチメントの重心は本機の重心からの距離も長くなってしまい、エクステンションブーム110を装着したほうが転倒モーメント(Mx1<Mx2)も大きくなってしまう。
さらに、図6に示すようにブーム206の先端にアタッチメントとして重量の大きなクラッシャ207を装着した場合には、先端にかかる荷重W0がさらに大きくなり、転倒モーメントも大きくなって、作業機械201が転倒しやすくなっていた。
By using such an extension boom 110, the conventional front attachment (boom and arm) can be used as it is, and the front attachment can be extended to expand the upper working range. When it rotates, it becomes unstable. In other words, the weight (Wx1 <Wx2) of the front attachment increases as much as the extension boom 110 is attached, and the center of gravity of the front attachment becomes longer from the center of gravity of this machine. (Mx1 <Mx2) also increases.
Furthermore, as shown in FIG. 6, when a
一方、地面を掘削する作業においては、ブーム109を「へ」の字型に曲げたほうが都合がよいが、該ブーム109にはブームセンター109a付近を湾曲させているため、作業時に加わる負荷によって特にブームセンター109a付近に応力が集中してしまうため、補強が施されている。この補強は、例えば、ブーム109の断面形状を箱形とした場合にはその変形を防止するために、断面方向に仕切るように補強板を配設していた。よって、ブーム109は「へ」の字型に構成するために構造が複雑となり、更に、補強板を取り付けるための構造も複雑となり、重量も大きくなって、生産性も悪くなっていた。
On the other hand, in excavation work on the ground, it is convenient to bend the
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、作業機械の機体フレームの前部に支持されるフロントアタッチメントであって、前記機体フレーム前部に立設されるエクステンションブームと、該エクステンションブームの先端に支持されるショートブームと、該ショートブーム先端に支持されるアームと、該アーム先端に支持される作業具とを備えたものである。 That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided a front attachment supported on the front part of the machine body frame of the work machine, the extension boom standing on the front part of the machine body frame, and a short supported on the tip of the extension boom. A boom, an arm supported by the tip of the short boom, and a work tool supported by the tip of the arm are provided.
請求項2においては、前記ショートブームを略直線状とするものである。 According to a second aspect of the present invention, the short boom is substantially linear.
請求項3においては、前記エクステンションブーム下方にアウトリガ装置を備えるものである。 According to a third aspect of the present invention, an outrigger device is provided below the extension boom.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、クラッシャのような重量の大きな作業具をフロントアタッチメントの先端に装着した場合においても、前方へ回動した作業時に安定性を確保することができ、上方への作業高さはブームが短いにも関わらず、従来と変わらない高さで作業することが可能となり、むしろ上方への作業範囲は拡大することができる。
In
請求項2においては、略直線状のショートブームは、への字型のブームのように、湾曲部分に特に応力が集中するようなことがないため、補強を施す必要のあるへの字型のブームに比べて、簡単な構造で軽量なブームを構成できる。よって、フロントアタッチメント自体の荷重が小さくなり、転倒モーメントが減少し、作業機械の安定性がさらに確保できる。 According to the second aspect of the present invention, the substantially straight short boom does not cause stress to concentrate particularly on the curved portion unlike the U-shaped boom. Compared to a boom, a lightweight boom can be configured with a simple structure. Therefore, the load on the front attachment itself is reduced, the falling moment is reduced, and the stability of the work machine can be further ensured.
請求項3においては、アウトリガ装置を備えることで、前後左右方向の安定性を更に高めることができる。 According to the third aspect, by providing the outrigger device, the stability in the front-rear and left-right directions can be further enhanced.
次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の一実施例に係る作業機械の全体的な構成を示した図、図2はショートブームを示す図、図3はエクステンションブームを示す図、図4は作業機械の斜視図、図5は把持装置を装着した従来の作業機械を示す図、図6はクラッシャを装着した従来の作業機械を示す図である。
Next, embodiments of the invention will be described.
1 is a diagram showing an overall configuration of a work machine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a short boom, FIG. 3 is a diagram showing an extension boom, FIG. 4 is a perspective view of the work machine, FIG. 5 is a diagram showing a conventional work machine equipped with a gripping device, and FIG. 6 is a diagram showing a conventional work machine equipped with a crusher.
まず、図1を用いて本発明に係る作業機械の全体構成から説明する。
作業機械1は、左右一対のクローラを装備したクローラ式走行装置3の上部に、図示しないスイベルジョイントを介して機体フレームとなる旋回フレーム2を旋回可能に取り付けたものである。上部構造体である旋回フレーム2の前部にフロントアタッチメント6が配設される。
First, the overall configuration of the work machine according to the present invention will be described with reference to FIG.
The
旋回フレーム2の後部上にはボンネット4が配置されてエンジンや油圧ポンプやバッテリ等を覆い、該ボンネット4上には運転席5が配置される。旋回フレーム2の上部の運転席5の前方かつフロントアタッチメント6の後方となる位置には、フロントアタッチメント6の各種操作(クラッシャ7の破砕操作、アーム8の回動、ショートブーム9の回動、ショートブームブラケット12の回動)や旋回フレーム2の旋回操作、クローラ式走行装置3のクローラの前後進操作、ブレード21の回動操作等を行うための操作レバー群が設けられたフロントコラム20が設けられている。フロントコラム20と運転席5の間、及び、フロントコラム20の両側方にステップ22が延設され、作業者による作業時や走行時の足場が確保されている。クローラ式走行装置3の走行部を支持するトラックフレームより前方にブレード21が上下回動可能に設けられており、該ブレード21の後部に後述するアウトリガ装置23が設けられている。
A
前記旋回フレーム2の前部左右中央に、フロントアタッチメント6が取り付けられる。フロントアタッチメント6は、アタッチメントブラケット11と、エクステンションブーム10と、作業具となるクラッシャ7と、ブーム9と、アーム8と、これらを回動駆動するための油圧式アクチュエータであるシリンダ(より具体的には、後述するブームシリンダ15、アームシリンダ16、作業機シリンダ17)等で構成される。
A
前記アタッチメントブラケット11は旋回フレーム2の前部中央に左右回動可能に支持され、該アタッチメントブラケット11側部と旋回フレーム2の間に図示しないスイングシリンダが介装されて、該スイングシリンダを伸縮させることによりフロントアタッチメント6を左右回動可能としている。該アタッチメントブラケット11の上部にブーム枢支部が設けられ、前部にブームシリンダ取付部が設けられて、従来の「へ」字状のブームを取り付ける場合にはブームとブームシリンダがそれぞれ枢結される。本実施例のフロントアタッチメント6ではエクステンションブーム10を取り付けるため、ブーム枢支部にはエクステンションブーム10の下端後部に形成した固定部10dがピン等により連結され、ブームシリンダ取付部には連結杆14を介してエクステンションブーム10下部に設けた固定部10eが連結される。但し、連結杆14と後述する下取付部10aは一体的に構成することもできる。こうして、エクステンションブーム10下部がアタッチメントブラケット11上部に固定されることになり、エクステンションブーム10はアタッチメントブラケット11上で略鉛直方向に立設されて、フロントコラム20に対して干渉することなくその前方に配置されることになる。
The
エクステンションブーム10は図3に示すように、下取付部10aと本体10bと上取付部10cからなり、下取付部10aは正面視逆U字状にプレートを折り曲げて形成し、側面視で後部に前記ブーム枢支部に対応する位置に枢支孔10dを開口し、前部に前記ブームシリンダ取付部に対応する位置に枢支孔10eが開口されている。
As shown in FIG. 3, the
本体10bは角パイプ等で四角柱状に構成され、下端に下取付部10aを、上端に上取付部10cを溶接等により固定している。上取付部10cは正面視略U字状で側面視略三角形状にプレートを折り曲げて形成され、上端の頂部にブーム取付孔10fを開口し、前下部にブームシリンダ取付孔10gを開口し、該ブーム取付孔10fとブームシリンダ取付孔10gの位置は前記アタッチメントブラケット11に設けたブーム枢支部とブームシリンダ取付部に対応して設けられている。つまり、ブームを上方に平行移動して取り付けられるようにしている。
このように構成したエクステンションブーム10は、その上端位置はフロントコラム20の上部と略一致させ、従来バックホーとして使用する場合の「へ」字状のブームの折り曲げ位置と略一致させている。
The
The
エクステンションブーム10上に取り付けられるブームは、従来バックホーとして使用する場合の「へ」字状のブームよりも短く構成している。よって以下ショートブームと称する。該ショートブーム9の長さはエクステンションブーム10やアーム8の長さと略同じ長さとし、本実施例では、ショートブーム9とエクステンションブーム10を「へ」字状に配置したときの長さが、従来バックホーとして使用する場合の「へ」字状のブームの長さと略同じ長さとしている。
The boom mounted on the
該ショートブーム9について図1、図2より詳述する。
ショートブーム9は角パイプ等により角柱状に構成されて略直線状の強度部材として構成されている。該ショートブーム9の前後一側にブームシリンダ15を配置し、他側にアームシリンダ16を配置し、ショートブーム9とブームシリンダ15とアームシリンダ16を略平行に配置する構成とし、ブームシリンダ15とアームシリンダ16は同じ方向にピストンロッドを配置して同方向に伸縮する構成としている。即ち、前記強度部材の基部側の端部に枢支部9dを設けて回動支点Oとしている。該枢支部9dはボスの軸孔を左右方向に向けて横設し、該枢支部9dを前記エクステンションブーム10上端に設けた上取付部10cのブーム取付孔10fに位置を合わせてピン等により回動自在に枢支している。ショートブーム9の先端側の他端には強度部材からプレート状の取付部9e・9eを左右平行に突設して、該取付部9eの先端側にアーム取付孔9aを開口し、アーム8の基部側をピン等で枢支できるようにしている。また、ショートブーム9の先端側の取付部9eの下部(前側)にはブームシリンダ取付孔9bが設けられ、ブームシリンダ15のピストンロッド先端がピン等で枢支されるようにしている。該ブームシリンダ15の基部側は前記上取付部10cのブームシリンダ取付孔10gにピン等で枢支される。こうして、該ショートブーム9の下側先端部と前記上取付部10cのブームシリンダ取付孔10gとの間にブームシリンダ15が介装され、該ブームシリンダ15の伸縮によりショートブーム9を上下に回動可能としている。
The short boom 9 will be described in detail with reference to FIGS.
The short boom 9 is formed in a prismatic shape by a square pipe or the like, and is configured as a substantially linear strength member. A
また、ショートブーム9の基部側から左右平行に取付部9f・9fが上方に突設され、該取付部9fにアームシリンダ取付孔9cが開口されている。該アームシリンダ取付孔9cにアームシリンダ16の基部側が枢支され、該アームシリンダ16のピストンロッド先端は後述するアームブラケット13に設けられたロッド側支持点13bに枢支される。
Further, mounting
前記アーム8は角パイプ等で直線状に角柱状に構成され、基部側に取付部を設けてショートブーム9の先端部に枢支されて回動可能に取り付けられている。該アーム8の基部よりアームブラケット13が上方に突設され、該アームブラケット13と前記取付部9f・9fの間にアームシリンダ16を介装して、該アームシリンダ16の伸縮によりアーム8を前後に回動可能としている。
The
前記アーム8の先端部の取付部8aには、作業用アタッチメントとしてクラッシャ7が前後回動可能に枢支される。該アーム8の取付部8aの後側近傍にはアームリンク18の一端が回動可能に枢支され、該アームリンク18の他端の枢支部18aには枢支部を設けて作業機シリンダ17のピストンロッド先端を枢支している。該作業機シリンダ17の基部は前記アームブラケット13のシリンダ側支持点13aに枢支されている。
また、前記枢支部18aには連結リンク19の一端が枢支され、該連結リンク19の他端はクラッシャ7の枢支部7aと連結される。
こうして、前記アームブラケット13と枢支部18aとの間に作業機シリンダ17を介装して、該作業機シリンダ17を伸縮させることによりクラッシャ7の挟持アームが回動され、コンクリート等を砕いたりする作業を行うことができる。
A
Further, one end of a
Thus, the work implement
以上のような構成において、前記ショートブーム9は、図6に示したような従来の略「へ」の字型のブーム109に比べて短く(略半分の長さ)構成しているため、各シリンダを操作してクラッシャ7を前方へ位置させた時、フロントアタッチメント6の先端から回動基部となる回動中心Oまでの距離は、図1に示すショートブーム9を用いた距離L1は、図6に示す従来のブーム109を用いた距離L0より短くできる。よって、作業機械1が前方へ倒れようとするモーメントM1は、従来の「へ」の字型のブーム109を有する作業機械201のモーメントM0に比べて小さく、エクステンションブーム10を用いる場合には安定性を高くすることができる。一方、図1において一点鎖線で示すように、ショートブーム9を延長方向となるように上方に回動した場合のクラッシャ7の上端位置は、図6において一点鎖線で示すように、ブーム109を上昇回動したときのクラッシャ7の上端位置は略同じ高さとなる。しかも、図1に示すように、ショートブーム9を用いることで、エクステンションブーム10の略真上までクラッシャ7を位置させることが可能となり、従来よりも上方の作業範囲を拡大することができる。
このように、ショートブーム9を備えたフロントアタッチメント6は、クラッシャ7等の比較的重量の大きな作業具を装着した場合にも、作業機械1の安定性を確保することができる。また、略直線状に構成したショートブームは、湾曲部を備える略「へ」の字型のブームと比べて、簡単な構成で軽量とすることができるため、作業機械1の前方にかかる負担を軽減する。
In the configuration as described above, the short boom 9 is configured to be shorter (substantially half the length) than the conventional substantially “h” -shaped
Thus, the
そして更に作業時の安定性を高めるために、ブレード21にはアウトリガ装置23が装着されている。該アウトリガ装置23について図1、図4を用いて説明する。
アウトリガ装置23は、ショートブーム9の基部側の下方、つまり、エクステンションブーム10の下方に配置して、左右両側に伸縮または回動して、アーム先端に設けた接地体24により突っ張り安定して支持できるようにしている。即ち、具体的構成は、ブレード21の後面から支持フレーム27が後方に突設され、該支持フレーム27の後端はクローラ式走行装置3のトラックフレームに上下回動自在に枢支されている。また、ブレード21の後面とトラックフレームの間に油圧シリンダ29が配置されてブレード21及びアウトリガ装置23を昇降可能としている。
An
The
該アウトリガ装置23は、ブレード21後面または支持フレーム27に車幅方向(左右方向)に取付けた外筒25aと、該外筒25a内に摺動自在に内挿された内筒25bと、該内筒25bの先端部に回動自在に取り付けた接地体24とで構成されている。左右の内筒25b・25bは外筒25aに対し、非作業時は収納し、作業時には左右外方向に張出した状態とする。接地体24は内筒25bの外側端に前後または左右回動自在に取り付けて、下面が地面の凹凸や傾斜に沿うようにし、該接地体24の下端はブレード21の下端と同じか、または、ブレード21下端よりも下方に位置するように配設される。このようにして、作業時には内筒25b及び接地体24を外方向に引き出して、ブレード21を下降させることにより接地体を地面に接地させて突っ張り、作業機械1を安定して支持するよう構成している。但し、アウトリガ装置23はアームの一端をブレードに枢支し、他端に接地体を設けて、アームを下降させて突っ張り支持する構成とすることもできる。
The
1 作業機械
2 旋回フレーム
3 走行装置
6 フロントアタッチメント
7 クラッシャ
8 アーム
9 ショートブーム
10 エクステンションブーム
23 アウトリガ装置
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