JP2006132316A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】非常に信頼性の高い建設機械を提供する。
【解決手段】本発明は、車両２と、マスト要素１０と、車両上でマスト要素が横断方向に旋回可能に支持されるヒンジ４０を有する旋回装置とを含む建設機械に関する。この建設機械では、ヒンジ４０は、マスト要素１０上のマスト要素の基部６から間隔を空けた箇所に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両と、マスト要素と、マスト要素が車両の長手方向の面を横切るように車両上に旋回可能に支持されるヒンジを備えた旋回装置とを含む建設機械に関する。

前掲の特許請求の範囲の前段による建設機械は、独国特許第４４３６２６４Ｃ１号等に記載されている。この文献の建設機械は、マストが垂直の動作位置にくるとロックされる上下２つのマスト要素からなる２部分マストを備える。マストの横断方向の旋回のために、下マスト要素の対地端に管状のブームが設けられる。ブームの外面は、建設機械の車両上に設けられるスリーブ状の収容部の内面とともに、すべり嵌めを形成する。これによりマストは、収容部の中心軸に沿って摺動するように、かつ横断方向の旋回動作ではこの中心軸を中心に回転するように、車両上に支持される。

独国特許第４４３６２６４Ｃ１号明細書

本発明の目的は、非常に信頼性の高い建設機械を提供することである。

この目的は、本発明の請求項１の特徴をもつ建設機械によって達成される。前掲の特許請求の範囲の各従属項には、本発明の好適な実施形態を記載する。

本発明に従う建設機械は、マスト要素上でマスト要素の基部から間隔を空けた箇所に、ヒンジが配置されることを特徴とする。

本発明の基本的な考え方は、マスト要素の横断方向の旋回のために、ヒンジをマスト基部上に直接設けるのではなく、マスト基部に対してマスト上方にずらして設けることである。従って本発明では、マストはヒンジの下から突き出る。このためマスト上に設けられるパワーロータリーヘッド等の土壌作業具の案内装置を、ヒンジ下方で作業対象の土壌のすぐ近傍に配置することができ、これにより特に旋回自在な、従って信頼性のある建設機械の土壌作業具の動作が可能となる。本発明に従ってマスト基部より上方にヒンジを配置することにより、ヒンジはまた、建設機械の動作中に土壌面のすぐ近傍で頻発する機械的影響および汚染から保護されるため、建設機械の信頼性がさらに向上する。さらに、本発明による建設機械では、特にパワーロータリーヘッド等の案内装置がヒンジ下方に配置される場合は、マストの横断方向の旋回に必要なトルクが非常に低い。

原理上、本発明による建設機械は、一部分からなるマストまたは複数部分からなるマストを備えた設計が可能であり、一部分マストの場合、マスト要素は１つだけ設けられる。さらに、本発明によれば、好適には車両の長手方向の面において旋回してケーブルガイドプーリを旋回させる、少なくとも１つのブームをマスト頂部に設けてもよい。本発明では、車両の長手方向の面とは、より特定的には車両基部の車両後部から前部へ垂直に延びる面を意味する。

本発明によれば、このマスト要素が長手方向の面を横断する方向に能動的に旋回するように、駆動装置が配置されるのが有利である。マスト要素の能動的な横断方向の旋回のため、少なくとも１つのピボットリニアドライブ、特に油圧ピボットシリンダが設けられ、特定的には、これは一方の側でマスト要素の基部の一部にヒンジ留めされ、他方の側では車両にヒンジ留めされる。特にコンパクトな建設機械を実現できる本実施形態では、従ってピボットリニアドライブの一方側は、マスト要素のヒンジ下方に配置される。ピボットシリンダは、有利には左右両方向に動作するシリンダとして設計されるが、例えばスピンドルドライブまたはラックアンドピニオン式ドライブ等として設計してもよい。

原理上、ピボットリニアドライブは、マスト要素に対して任意に選択した整列位置に設けることができる。例えば、特に低い駆動力では、ピボットリニアドライブをマスト要素に直交するように配置してもよい。それ以外の角度の配置も可能であるが、ピボットリニアドライブはマスト要素に対して少なくともほぼ平行に延びるのが特に好適である。これにより、建設機械の外寸をさらに縮小することができる。ピボットリニアドライブとマスト要素とを平行に配置することにより、リニアドライブの駆動方向がマスト要素に平行に延びることが理解できる。ピボットリニアドライブが油圧ピボットシリンダとして設計される場合は、この平行配置は、ピボットシリンダの長手方向の軸がマスト要素に平行に延びると理解できる。マスト要素に対するピボットリニアドライブの配置は、マスト要素の横断方向の旋回に応じて変化しうる。好適には、マスト要素が横断方向に旋回しない、すなわち長手方向の面に沿って延びる場合は、ピボットリニアドライブとマスト要素とは少なくともほぼ平行に配置される。

基本的には、ピボットリニアドライブは、マスト要素のマスト基部に任意に選択した態様で配置できる。しかし、マスト要素の基部上に、マスト要素を横切るように延びるヨークを設け、これにピボットリニアドライブをヒンジ留めするのが特に好適である。この場合、マスト要素は、その基部部分に、ピボットリニアドライブが設けられる幅広部分をもつように設計される。マスト要素の旋回に十分に高いトルクを得ると同時に、非常に簡単な構成をもつようにするため、ヨークの一方の長手側をマスト要素の下側と整列させるのが有利である。好適には、ヨークは外側へ向かってテーパ付け部分を有する金属薄板として設計される。有利には、ヨークはマスト要素の車両に面する長手側に配置される。

基本的には、マスト要素の能動的な横断方向の旋回のためには、特に左右両方向に動作可能な１つのピボットリニアドライブだけを設けてもよい。しかしながら、マスト要素の両側に、少なくともそれぞれ１つのピボットリニアドライブを設けるのが特に好適である。従って本実施形態では、相互作用する少なくとも２つのピボットリニアドライブが設けられる。また、他のピボットリニアドライブを設けることもできる。車両の正面図、すなわち車両の長手方向の図に見られるように、マスト要素の隣に、少なくとも１つのピボットリニアドライブが適切に配置される。有利には、この少なくとも１つのピボットリニアドライブは、マスト要素の車両に面する長手側と車両との間に設けられる。

本発明によれば、ヒンジが２つの同軸面、特にシリンダ面を有するため、特に簡単な設計の建設機械が提供される。２つの面のうち内側の面は車両上に配置され、外側の面はマスト要素上に配置されるのが特に好適である。または、２つの面のうち外側の面を車両上に配置し、内側の面をマスト要素上に配置してもよい。ヒンジは、例えばボルトを備えたスリーブを含みうる。好適には、スリーブは車両上に設けられ、ボルトはマスト上に設置される。また、スリーブをマスト要素上に設け、ボルトを車両上に設けてもよい。スリーブはまた非連続的な設計のものでもよい。

建設機械の信頼性をさらに向上させるため、ヒンジは、マスト要素の横断方向の旋回動作を阻止できるブロック装置を備えてもよい。この目的のため、ブロック装置は例えばギアリングを備え、この中に少なくとも１つのギア要素が挿入されて阻止動作を行う。このようなフォームロッキング式のブロック装置に代えて、またはこれに加えて、フォースロッキング式のブロック装置を設けてもよい。

本発明による建設機械では、ヒンジが、好適にはヒンジ全体が、マスト要素上でマスト要素の車両に面する長手側から後方にずらされた状態で配置されるため、装置のコンパクト性がさらに向上する。従って本実施形態では、ヒンジはマスト要素から離れて配置されるのではなく、マスト要素の長手側で少なくとも部分的にマスト要素に係合する。すなわち、ヒンジの２つの面は、マスト要素上で、マスト要素の車両に面する長手側から後方にずらして配置できる。マスト要素の車両に面する長手側はまた、適切にはパワーロータリーヘッドまたは切削工具の少なくともいずれかと反対側のマスト要素の長手側となる。

非常に信頼性の高いマスト要素の横断方向の旋回を達成するため、２つのネック型のリニアドライブ、特に２つの油圧ネックシリンダが設けられ、各シリンダの一方の側は車両に、他方の側はヒンジ上方でマスト要素にヒンジ留めされる。有利には、ネック型リニアドライブはピボットリニアドライブに加えて設けられ、この場合、横断方向の旋回動作のためのトルクを、マスト要素のピボット接合部の上下両方に加えることができる。少なくとも１つのピボットリニアドライブは、長手方向の面に少なくともほぼ平行に延びる回転軸を中心に、マスト要素または車両の少なくともいずれかに旋回可能にヒンジ留めされるのが有利だが、ネック型のリニアドライブは、好適には、長手方向の面に少なくともほぼ垂直に延びる回転軸を中心に、マスト要素または車両に旋回可能にヒンジ留めされる。ネック型のリニアドライブは、マスト要素に平行に延びないのが適当であり、このため、このネック型リニアドライブによって、長手方向の面におけるマスト要素の能動的な旋回も可能となる。２つのネック型リニアドライブは、マスト要素の両側に配置されるのが適当である。好ましくは、ピボットリニアドライブとネック型リニアドライブとの移動を調整する制御装置が設けられる。

本発明によれば、２つのネック型リニアドライブが互いに少なくともほぼ平行に配置された、非常にコンパクトな構成の装置が提供される。

本発明によれば、非常に用途の広い構成の装置は、ヒンジと車両との間に、マスト要素の長手方向の旋回のために別のヒンジを設けることを特徴とする。長手方向の旋回とは、車両の長手方向の面における旋回動作を意味する。２つのヒンジの回転軸が互いに少なくともほぼ垂直に延びるという利点があり、装置の構成を特にコンパクトにするために、これら回転軸は交差してもよい。

非常に簡単かつコンパクトな設計の建設機械は、別ヒンジのヒンジ軸が車両上に配置され、ピボットリニアドライブがこのヒンジ軸にヒンジ留めされることを特徴とする。有利には、ヒンジ軸は、マスト要素の少なくとも一方側においてヒンジから横方向に突出し、この場合、ピボットリニアドライブはこの突出部分上に設置できる。

マスト要素の横断方向の旋回のため、好適には矩形の構成が設けられ、矩形の対向する長さ調節可能な２辺は、２つのピボットリニアドライブで構成し、固定長の残り２辺は特にヒンジ軸とヨークとで構成する。２つのピボットリニアドライブの長さを変更することにより、車両上に位置するヒンジ軸に対するヨークの角位置、またこれによりヨーク上に配置されたマスト要素の車両に対する角位置が変化する。

本発明によれば、非常にコンパクトで用途の広い建設機械には、変位装置が設けられ、これにより２つのヒンジのうち少なくとも１つのヒンジが、車両上で長手方向に変位可能に支持される。特に、変位装置は、車両上に設けられ長手方向に変位可能に案内されるスライドを備えてもよく、この上に、少なくとも横断方向の旋回または長手方向の旋回用のヒンジが配置されるが、好適には両方のヒンジが配置される。好ましくは、変位装置は、この少なくとも一方のヒンジを能動的に変位させるための動作ドライブを含む。

以下、図面に示す好適な実施形態の概略図を参照して本発明を詳細に説明する。

図１〜図３に、本発明に従う建設機械を示す。建設機械は、クローラーランニングギアとして設計される車両下部７１と、車両下部７１上に回転可能に支持される車両上部７２とから構成される車両２を含む。マスト要素１０は、車両２の長手方向の面において旋回可能となるように、車両２の車両上部７２にヒンジ留めされる。図１および図２では、マスト要素１０はほぼ垂直方向に延びる動作位置にあるが、図３では、マスト要素１０は車両２を超えて後方へ延びるように車両上部７２の長手方向の面において旋回した輸送位置にある。

マスト要素１０を長手方向に旋回させる、すなわち車両上部７２の長手方向の面において旋回させるため、マスト要素１０の対地側にヒンジ３０が設けられる。ヒンジ３０は、車両上部７２の長手方向の面を横切るように水平に延びるヒンジ軸３２と、マスト要素１０から長手方向に突出し、ここを通ってヒンジ軸が延びる２枚のヒンジ支持板３３とを備える。ヒンジ支持板３３は、マスト要素１０の基部６の上方に配置される。

ヒンジ３０のヒンジ軸３２は、車両上部７２上で長手方向に変位可能に案内されるスライド５０上に配置される。このため、車両上部７２には、車両上部７２と平行かつ長手方向に延びる２つのガイドレール５１，５１’が設けられ、これは横方向かつ下方、すなわち対地側から、Ｌ字型の断面をもつスライド５０の前ガイドスキッド５２，５２’によってそれぞれ包囲される。スライド５０は、２つの前ガイドスキッド５２，５２’の上方に、これら２つのガイドスキッド５２，５２’を接続する横断方向に延びるヨーク５３を有する。このヨーク５３は、ガイドレール５１，５１’の上側に位置する。２つの前ガイドスキッド５２，５２’に加えて、かつこれらから間隔を空けて、スライド５０は、同様のＬ字型断面をもちガイドレール５１，５１’を包囲する２つの後ガイドスキッド５５を有する。ここで「前」および「後」とは、ヒンジ３０に対する用語であり、すなわち前ガイドスキッド５２，５２’は、後ガイドスキッド５５よりもヒンジ３０の近くに配置される。後ガイドスキッド５５も、前ガイドスキッドと同じく横断方向に延びるヨークによって互いに接続される。ガイドスキッド５２，５２’，５５と、これらスキッド間を接続するヨークとによって、スライド５０は、回転が固定された状態で車両２上を案内されると同時に、ガイドレール５１，５１’の長手方向に沿ってガイドレールと平行に単独で変位できる。

スライド５０の前方には、２枚の垂直に延びる保持板５７が設けられ、この保持板を通ってヒンジ軸３２が特に回転するように延びる。スライド５０を能動的に変位するため、車両上部７２上に配置されるスライドの後ろに、油圧動作シリンダ５９が配置される。図３では、動作シリンダ５９のピストンロッドがスライド５０からはずされた状態を示す。

スライド５０によって、ヒンジ３０、およびマスト要素１０の下部を、車両２の車両上部７２に対して水平方向に変位させることができる。特定的には、図３に示すように、建設機械の輸送のため、スライド５０はヒンジ３０とともに車両上部７２上を前方へ変位できる。この結果、マスト要素１０の最大旋回角度、すなわち鉛直方向に対するマスト要素１０の最大角度を広げることができる。この最大旋回角度は、車両上部７２の後部に位置し、マスト要素１０の旋回動作経路を制限するケーブルウインチ７４等の障害物によって特に規定できる。スライド５０によるヒンジ３０の前方変位により、ヒンジ３０とこの障害物との距離が広がり、これにより最大旋回可能角度が大きくなる。

しかしながら、図１に見られるように、スライド５０は建設装置の動作中は格納されており、マスト要素１０の重心は、傾斜に対する抵抗を増大させるように、車両２の重心近くへ配置される。

図１に示すように、本発明に従う建設機械は、本例ではオーガとして設計される土壌作業具６６の動作に用いることができる。この土壌作業具６６は、入れ子式のドリルロッド６０の地面に対する側に設置され、これはパワーロータリーヘッド６５によってマスト要素１０上を長手方向に案内され、かつマスト要素上で回転可能に駆動できる。動作時には、ドリルロッド６０は、その上面でケーブル６７に懸架され、ケーブル６７は、マスト要素１０の頂部に配置される２つのガイドプーリ６８，６８’と、マスト要素１０上で長手方向に配置されるガイドプーリ６９とを介して、車両上部７２の後部に位置するケーブルウインチ７４へ案内される。マスト頂部に位置する２つのガイドプーリのうち、後ガイドプーリ６８’はマスト要素１０の頂部に静止状態で支持され、一方、前ガイドプーリ６８は、ブーム７６によってマスト要素１０上に旋回可能に支持される。ブーム７６を前ガイドプーリ６８とともに能動的に旋回させるため、リニアドライブ７７が設けられる。

図１に示す動作条件では、前ガイドプーリ６８は、ドリルロッド６０と整列した位置にくるように前方へ旋回する。これに対して、図３に示す輸送位置では、リニアドライブ７７の引きこみによって後方へ旋回し、これにより建設機械の垂直方向のクリアランスが減じられる。

さらに、図３に示すように、輸送位置において建設機械の垂直方向のクリアランスをさらに減じるために、ドリルロッド６０は長手方向に案内するパワーロータリーヘッド６５から取り外され、ケーブル６７から離され、マスト要素１０の上部に設けられたサポート６１上に配置できる。

図２に示すように、車両上部７２の中心部には、車両上部７２の長手方向に延びる凹部２０が設けられ、輸送位置ではこの中へマスト要素１０が配置される。凹部２０の両面には、油圧を発生させるための油圧パワーパック２１，２１’がそれぞれ設けられる。さらに、右側のパワーパック２１の前には、パワーパック２１’に横方向に隣接して、車両上部７２上にオペレータ室２４が設けられる。

マスト要素１０の能動的な長手方向の旋回のため、特にその動作位置と輸送位置との間の旋回のため、２つの平行に延びるネックシリンダ１１，１１’が設けられ、これはそれぞれ一方の側でマスト要素１０にヒンジ留めされ、他方の側でスライド５０にヒンジ留めされる。または、ネックシリンダ１１，１１’は、車両上部７２の静止部分にヒンジ留めしてもよい。ただし、ネックシリンダ１１，１１’はスライド５０にヒンジ留めされるので、マスト要素１０の長手方向の旋回は、車両上部７２上のスライド５０の位置に依存する。

図２からさらにわかるように、マスト要素１０は、ヒンジ３０によって長手方向に旋回可能に支持されることに加えて、車両上部７２上で横断方向に旋回可能に設けられる。ここで横断方向の旋回とは、車両上部７２の長手方向の面を横切る方向の旋回動作を意味する。マスト要素１０を車両上部７２上で横断方向に旋回可能に支持するため、ヒンジ３０のヒンジ支持板３３上に別のヒンジ４０が設けられ、この長手方向の回転軸は、ヒンジ３０の回転軸に垂直に配置される。このヒンジ４０は、ヒンジ支持板３３上に形成されるボルトで構成され、これがマスト要素１０上に位置するスリーブ中に係合する。または、スリーブをヒンジ支持板３３上に形成し、ボルトをマスト要素１０上に形成してもよい。ヒンジ３０と同様に、ヒンジ３０のすぐ隣に位置するヒンジ４０も、マスト要素１０の基部６から間隔をあけた位置にある。非常にコンパクトな構造のため、ヒンジ４０は、マスト要素１０の車両に面する長手側４６から、マスト要素１０の内側へ向かって後方にずらされた状態で配置されうる。

図２にさらに示すように、マスト要素１０がヒンジ４０を中心に能動的に横断旋回するため、マスト要素１０の両側に、油圧ピボットシリンダ４３，４３’として設計されるピボットリニアドライブがそれぞれ設けられる。図２に示すピボットシリンダ４３は、異なる旋回状態である。２つのピボットシリンダ４３，４３’は、より特定的には、それぞれその一方の側がヒンジ３０のヒンジ軸３２にヒンジ留めされ、他方の側は、マスト要素１０の基部に位置しマスト要素１０に対して横断する方向に延びるヨーク４４に接続される。これらシリンダの回転軸は、ヒンジ４０の回転軸に少なくともほぼ平行に走る。２つのピボットシリンダ４３，４３’を対向方向に動作させることにより、ヨーク４４およびヨーク４４に接続されたマスト要素１０が、ヒンジ支持板３３および車両上部７２を横断する方向に旋回する。

２つのピボットシリンダ４３，４３と同様、２つのネックシリンダ１１，１１’もまた互いに平行に配置され、この結果、ネックシリンダ１１，１１’の２つのヒンジ点がマスト要素１０上に存在する。マスト要素１０の能動的な横断旋回を促進するため、２つのネックシリンダ１１，１１’は、２つのピボットシリンダ４３，４３’の対向方向の動作と同期するように、同様に対向方向に変位する。

本発明に従う建設機械の側面図であり、マスト要素が略垂直の動作位置にある様子を示す図である。 図１の建設機械において、切削工具、ドリルロッド、またはパワーロータリーヘッドを省略し、マスト要素が動作位置にある様子を示す正面図であり、傾斜状態で切削を行うため、マスト要素は長手方向の面を横切るように旋回し、機械上部を点線で示す図である。 図１の建設機械の輸送状態における側面図であり、マスト要素は輸送位置に旋回された状態を示す図である。

符号の説明

２ 車両、６ マスト要素基部、１０ マスト要素、１１，１１’ ネックシリンダ、３０、４０ ヒンジ、４３，４３’ ピボットシリンダ、５０ スライド、５１，５１’ ガイドレール、５２，５２’ 前ガイドスキッド、４４，５３ ヨーク、５９ 油圧動作シリンダ、７１ 車両下部 ７２ 車両上部、７７ リニアドライブ。

Claims (11)

1. 建設機械であって、
   車両と、
   マスト要素と、
   前記マスト要素が、前記車両の長手方向の面を横断する方向に前記車両上に旋回可能に支持されるヒンジを有する旋回装置とを含み、
   前記ヒンジは、前記マスト要素上で前記マスト要素の基部から間隔を空けた箇所に配置される建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記マスト要素を能動的に横断方向に旋回させるために、少なくとも１つのピボットリニアドライブ、特定的には油圧ピボットシリンダが設けられ、この一方側は前記マスト要素の基部の一部にヒンジ留めされ、他方側は前記車両にヒンジ留めされる建設機械。
3. 請求項２に記載の建設機械において、
   前記ピボットリニアドライブは、前記マスト要素に少なくともほぼ平行に延びる建設機械。
4. 請求項２に記載の建設機械において、
   前記マスト要素の基部上には前記マスト要素を横切るヨークが設けられ、ここに前記ピボットリニアドライブがヒンジ留めされる建設機械。
5. 請求項２に記載の建設機械において、
   前記マスト要素の両側には、それぞれ少なくとも１つのピボットリニアドライブが設けられる建設機械。
6. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記ヒンジは、好適には前記ヒンジ全体は、前記マスト要素上で、前記マスト要素の前記車両に面する長手側から後方にずらされた状態で配置される建設機械。
7. 請求項１に記載の建設機械において、
   ２つのネック型リニアドライブ、特定的には２つの油圧ネックシリンダが設けられ、この一方側は前記車両にヒンジ留めされ、他方側は前記ヒンジ上方で前記マスト要素にヒンジ留めされる建設機械。
8. 請求項７に記載の建設機械において、
   前記２つのネック型リニアドライブは、互いに少なくともほぼ平行に配置される建設機械。
9. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記ヒンジと前記車両との間に、前記マスト要素の長手方向の旋回用の他のヒンジが設けられる建設機械。
10. 請求項９に記載の建設機械において、
    前記他のヒンジは、前記車両上に配置されるヒンジ軸を有し、前記ピボットリニアドライブは前記ヒンジ軸にヒンジ留めされる建設機械。
11. 請求項１に記載の建設機械において、
    変位装置が設けられ、これにより前記２つのヒンジのうち少なくとも１つのヒンジが、前記車両上で長手方向に変位可能に支持される建設機械。
    
    

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