JP2011106218A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】副腕の作業性を保ちつつ、輸送時に全幅を通常の油圧ショベルと同等な車幅限界内に納めることができる作業機械を提供する。
【解決手段】走行体１と、走行体上に旋回可能に設けた上部旋回体２と、上部旋回体の前方左側に設けた運転室３と、上部旋回体の前方で前記運転室の右側方に俯仰可能に設けた多関節形式の第１の作業腕６と、上部旋回体の運転室の下方にその基端が装着され、その先端が上部旋回体２の左右方向に揺動可能に設けた第１の揺動装置と、第１の揺動装置の先端にその基端部が軸支され、その先端部が左右方向に揺動可能に設けた第２の揺動装置と、第２の揺動装置の先端部に、上部旋回体２の前後方向軸線回りに回動可能に設けた回動装置９と、回動装置の前方に俯仰可能に基端を装着した多関節形式の第２の作業腕７とを備え、第１の揺動装置は、回動装置９及び第２の作業腕７を走行体１の左右方向の全幅よりも内側に揺動可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建設廃材等の産業廃棄物の分別作業に用いる作業機械に関する。

近年、高度成長期に建設され耐用年数の近づいたビルや、耐震基準に適合しなくなったビルを解体するビル解体の需要が高まってきている。このようなコンクリート造のビルの解体作業においては、例えば、鉄筋が入り込んだコンクリート等が発生するが、このような少なくとも２つの部材が結合した建設系の産業廃棄物は、それらの部材を解体して分別し、リサイクル又は廃棄処理する必要がある。

このような、被解体物から１つの部材を引き離し分離する解体分別作業に使用する作業機械として、被解体物の一方の部材を保持可能な第１の作業腕と被解体物の他方の部材を把持可能な第２の作業腕とを備えた油圧ショベルをベースとした双腕の作業機械がある（例えば、非特許文献１参照。）。

後久卓哉、他５名「解体・スクラップ処理に適した双腕型作業機械の開発」 第２６回日本ロボット学会学術講演会 ２００８年９月

上述した作業機械は、通常の油圧ショベルと同様に、大略、走行体とこの走行体上に載置した上部旋回体とから構成されている。上述した第１の作業腕は、通常の油圧ショベルが備える多関節型の作業腕（アーム）に該当し、主腕として上部旋回体の前方の略中央部に装設されている。一方、第２の作業腕は、副腕として第１の作業腕と協調作業を行う必要があるため、運転室左前方が副腕の揺動中心点となるように上部旋回体の前方左側の運転室の下方に装設されている。

また、主腕と副腕との間で協調作業を行うためには、主腕と副腕との間にある程度の距離を設ける必要があること、及び、副腕不使用時における運転室の良好な視界を確保することなどの理由から、第２の作業腕は、正面視で上部旋回体の左側面より外側に突出する形で装設されている。このため、作業機械の全幅は、通常の油圧ショベルの全幅より大きくなってしまう。

この結果、この作業機械を輸送するためには、機械の大きさによっては、例えば、道路管理者の発行する「特殊車両通行許可（認定）証」が必要になるなど、ベースとなる油圧ショベルより１ランク大きな油圧ショベルの輸送と同等な手間と機材及び大型の運搬車両が必要になるという問題がある。

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、副腕の作業性を保ちつつ、輸送時に全幅を通常の油圧ショベルと同等な車幅限界内に納めることができる作業機械を提供するものである。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、走行体と、前記走行体上に旋回可能に設けた上部旋回体と、前記上部旋回体の前方左側に設けた運転室と、前記上部旋回体の前方で前記運転室の右側方に俯仰可能に設けた多関節形式の第１の作業腕と、前記上部旋回体の前記運転室の下方にその基端が装着され、その先端が前記上部旋回体の左右方向に揺動可能に設けた第１の揺動装置と、前記第１の揺動装置の先端にその基端部が軸支され、その先端部が左右方向に揺動可能に設けた第２の揺動装置と、前記第２の揺動装置の先端部に、前記上部旋回体の前後方向軸線回りに回動可能に設けた回動装置と、前記回動装置の前方に俯仰可能に基端を装着した多関節形式の第２の作業腕とを備え、前記第１の揺動装置は、輸送に際して、前記回動装置及び前記第２の作業腕を前記走行体の左右方向の全幅よりも内側に揺動可能とすることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記第１の揺動装置は、リンク部材と、前記上部旋回体側に設けた運転室取付架台と、前記運転室取付架台と前記リンク部材とを回動自在に連結するピン軸と、前記運転室取付架台と前記リンク部材の基端部との間に設けた第１の揺動シリンダとを備え、前記第２の揺動装置は、前記回動装置に取り付けられた揺動連結用ブラケットと、前記リンク部材の先端部と前記揺動連結用ブラケットとを回動自在に連結するピン軸と、前記揺動連結用ブラケットと前記リンク部材の基端部との間に設けた第２の揺動シリンダとを備えたことを特徴とする。

更に、第３の発明は、第１の発明において、前記第１の揺動装置は、リンク部材と、前記上部旋回体側に設けた運転室取付架台と、前記運転室取付架台と前記リンク部材とを回動自在に連結するピン軸と、前記リンク部材の基端部を所定の部位で前記運転室取付架台に軸支する切換リンク機構とを備え、前記第２の揺動装置は、前記回動装置に取り付けられた揺動連結用ブラケットと、前記リンク部材の先端部と前記揺動連結用ブラケットとを回動自在に連結するピン軸と、前記揺動連結用ブラケットと前記リンク部材の基端部との間に設けた第２の揺動シリンダとを備えたことを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記回動装置は、前記第２の揺動装置側に固定した内筒と、前記第２の作業腕のブームの基部ブラケット側に固定した外筒と、この外筒と前記内筒との間に設けた軸受と、前記外筒の外周に設けたブラケットと、このブラケットと前記揺動装置側との間に設けられ、前記外筒を前記内筒に対して回動させる回動用のシリンダとを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、作業機械の副腕の揺動動作を２段階揺動機構で行う構成としたので、輸送時に作業機械の全幅を狭めた状態にすることができる。この結果、輸送時の全幅を、通常の油圧ショベルと同等な車幅限界内に納めることが可能となり、副腕の作業性を保ちつつ容易に輸送することができる作業機械を提供することができる。

本発明の作業機械の一実施の形態を示す斜視図である。 図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する第２の作業腕を拡大して示す斜視図である。 本発明の作業機械の一実施の形態における輸送時の第２の作業腕を拡大して示す斜視図である。 本発明の作業機械の一実施の形態における解体分別作業の一例を示す平面図である。 本発明の作業機械の一実施の形態における輸送時の一例を示す平面図である。 本発明の作業機械の他の実施の形態を構成する第２の作業腕を拡大して示す斜視図である。 本発明の作業機械の他の実施の形態における輸送時の第２の作業腕を拡大して示す斜視図である。

以下に、本発明の作業機械の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１及び図２は本発明の本発明の作業機械の一実施の形態を示すもので、図１は、本発明の作業機械の一実施の形態を示す斜視図、図２は図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する第２の作業腕を拡大して示す斜視図である。

本発明の作業機械は、図１に示すように、走行体フレーム１ａとこの走行体フレーム１ａにそれぞれ設けた無限軌道履帯１ｂとからなる走行体１と、この走行体１上に旋回可能に取り付けた上部旋回体２とを備えている。上部旋回体２の前方左側には、運転室３が取り付けられている。上部旋回体２の後方には、エンジンおよび油圧ポンプを含む動力源装置４とカウンタウエイト５が設けられている。なお、以下の説明では、図１及び図２に示すように前後左右および上下の方向を規定して、これらの方向に基づいて説明する。

上部旋回体２の前方で運転室３の右側方には、第１の作業腕６が、また、上部旋回体２の前方左側には第２の作業腕７がそれぞれ装設されている。
まず、第１の作業腕６の構成を図１を用いて説明すると、第１の作業腕６は、上部旋回体２の前方右側にシリンダ６１により俯仰動（上下動）可能に装着したブーム６２と、このブーム６２の先端にシリンダ６３により回動（上下動）可能に設けたアーム６４と、このアーム６４の先端にシリンダ６５により回動（上下動）可能に設けた旋回装置６６と、この旋回装置６６に旋回可能に設けた開閉爪を有する第１作業具６７を備え、多関節形式の作業腕となっている。これにより、第１の作業腕６の先端の第１作業具６７は、上下方向に移動可能であり、また前後方向軸線回りの旋回可能である。
この第１の作業腕６は、例えば、廃棄物を把持したり移送したり、部材の引き離し作業時に、部材が埋め込まれた一方の部材を把持し固定保持するために用いられる。

次に、第２の作業腕７部分の構成を、図１及び図２を用いて説明すると、第２の作業腕７の基部には、上部旋回体２の前方左側に設けられ、左右方向に揺動する揺動装置８と、この揺動装置８の前方側に設けられ、前後方向軸線回りに回動する回動装置９とが設けられている。

揺動装置８は、図２に示すように、リンク部材８１と、上部旋回体２の運転室取付架台１０と、運転室取付架台とリンク部材８１とを回動自在に取り付けるピン軸Ａと、そのピストンロッド８２Ａの先端部をリンク部材８１の基端側に接続する第１揺動シリンダ８２とを備える第１揺動装置と、揺動連結用ブラケット８３と、リンク部材８１の先端側と揺動連結用ブラケット８３とを回動自在に取り付けるピン軸Ｂと、揺動連結用ブラケット８３の内側側面に設けた第２揺動シリンダ連結用のブラケット８４と、リンク部材８１に設けられそのピストンロッド８４Ａの先端部を第２揺動シリンダ連結用のブラケット８４に接続する第２揺動シリンダ８５とを備える第２揺動装置とから構成される２段階揺動機構の揺動装置８となっている。

第２の作業腕７の基部は、回動装置９に装設されており、回動装置９の前方側にシリンダ７１によって回動自在に設けた第１のブーム７２と、この第１のブーム７２の先端にシリンダ７３によって回動可能に設けた第２のブーム７４と、この第２のブーム７４の先端にシリンダ７５によって回動自在に設けたアーム７６と、このアーム７６の先端にシリンダ７７によって回動自在に設けた旋回装置７８と、この旋回装置７８に旋回自在に設けた第２作業具７９とを備え、多関節形式の作業腕となっている。

これにより、第２の作業腕７における第１のブーム７２、第２のブーム７４、アーム７６及び第２作業具７９は、揺動装置８によって上下方向の軸線回りに揺動自在であり、また回動装置９により前後方向の軸線回りに旋回自在である。更に、第２作業具７９は、旋回装置７８により、アーム７６の先端で旋回自在である。
この第２の作業腕７は、例えば、部材の引き離し作業時に、部材内に埋め込まれた一方の部材を他方の部材内から引き離するために用いられる。

次に、前述した第２の作業腕７に設けた揺動装置８及び回動装置９の構成を、図２及び図３を用いて説明する。図３は本発明の作業機械の一実施の形態における輸送時の第２の作業腕を拡大して示す斜視図である。図３において、図１及び図２と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

まず、第２の作業腕７が装設される上部旋回体２の前方左側の構成を説明すると、図２及び図３に示すように、運転室３が取り付けられる部分の下方には、フレーム形状の運転室取付架台１０が設けられている。この運転室取付架台１０には、後述するリンク部材を取り付けるリンク取付部材１０１が、上方から前方に突出する形態で設けられている。

次に、揺動装置８の詳細構成を説明すると、上方視屈曲レバー形状のリンク部材８１は、その屈曲部が、垂直方向のピン軸Ａによってリンク取付部材１０１に回動自在に連結されている。屈曲レバー形状のリンク部材８１の短辺側先端部には、その基端部８２Ｂを運転室取付架台１０に取り付けた第１揺動シリンダ８２のピストンロッド８２Ａの先端と、後述する第２揺動シリンダ８５の基端部８５Ｂが接続されている。この構成により、リンク部材８１と、運転室取付架台１０と、ピン軸Ａと、第１揺動シリンダ８２とを備える第１揺動装置は、リンク部材８１の先端を上部旋回体２の左右方向に揺動させることができる。

また、屈曲レバー形状のリンク部材８１の長辺側先端部には、垂直方向のピン軸Ｂによって回動装置９と連結する揺動連結用ブラケット８３が回動自在に連結されている。揺動連結用ブラケット８３の内側側面には、第２揺動シリンダ連結用のブラケット８４が設けられ、このブラケット８４には、揺動用の第２揺動シリンダ８５のピストンロッド８５Ａの先端が連結されている。この構成により、揺動連結用ブラケット８３と、ピン軸Ｂと、第２揺動シリンダ連結用のブラケット８４と、第２揺動シリンダ８５とを備える第２揺動装置は、揺動連結用ブラケット８３を左右方向に揺動させることができる。この結果、例えば、第２の作業腕７が対向する方向を左右に揺動させることができる。

図２は、揺動装置８のリンク部材８１を左方向一杯に揺動させた状態であって、第１の作業腕６との協調作業を行う場合や第２の作業腕７不使用時における運転室３の良好な視界を確保する場合の状態を示す。図３は、揺動装置８のリンク部材８１を前方向に揺動させた状態であって、回動装置９及び第２の作業腕７を走行体１の左右方向の全幅よりも内側に揺動して作業機械を輸送する場合の状態を示す。

次に、回動装置９の詳細構成を説明すると、第２の揺動装置の揺動連結用ブラケット８３の前方面に固定され、前後方向の軸線を有する円筒状の内筒９１と、第２の作業腕７における第１のブーム７２の基部ブラケット７２Ａに固定され、前後方向の軸線を有する円筒状の外筒９２と、この外筒９２の内周面と内筒９１の外周面との間に設けた軸受９３と、外筒９２を内筒９１に対して回動させる回動用のシリンダ９４とを備えている。このシリンダ９４は揺動装置８の揺動連結用ブラケット８３の上面に設けたブラケット９５に揺動可能に連結され、図示しないピストンロッドの先端は、第２の作業腕７における第１のブーム７２の基部ブラケット７２Ａに設けたブラケット９６に連結されている。このブラケット９６には、外筒９２が固定されている。この結果、シリンダ９４におけるピストンロッドの伸縮により、第２の作業腕７の第１のブーム７２、第２のブーム７４、アーム７６及び第２作業具７９は、前後方向の軸線回りに旋回自在となる。

次に、上述した本発明の作業機械の一実施の形態による解体分別作業の一例を、図１乃至図５を用いて説明する。図４は本発明の作業機械の一実施の形態における解体分別作業の一例を示す平面図、図５は本発明の作業機械の一実施の形態における輸送時の一例を示す平面図である。図４及び図５において、図１乃至図３と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

図１及び図４は、本発明の作業機械の一実施の形態によって、コンクリート片Ｃ内の鉄筋Ｒを、コンクリート片Ｃから切り離す作業を行う例を示してある。
まず、第２の作業腕７を図５に示す輸送時の形態から図４に示す第１の作業腕６との協調作業実施の形態に変更する。具体的には、図３に示す揺動装置８のリンク部材８１を前方向に揺動させた状態から、第１揺動シリンダ８２のピストンロッド８２Ａを伸長させることによりピン軸Ａを中心にリンク部材８１を左方向一杯に揺動させて、第２の作業腕７を図２に示す状態に変更する。

次に、適当な長さに切断されたコンクリート片Ｃに対向するように、本発明の作業機械を位置決めする。その後、第１の作業腕６を操作し、その第１の作業具６７によって、コンクリート片Ｃを把持する。これにより、鉄筋Ｒが組み込まれているコンクリート片Ｃは、固定状態になる。

次に、揺動装置８、回動装置９及び第２の作業腕７を駆動操作して、第２の作業具７９の先端を、コンクリート片Ｃの切断部端部に略直角対向させたのち、更に、第２の作業具７９の把持爪７９１を開き、第２の作業腕７を駆動操作して、第２の作業具７９の把持爪７９１を閉じて、コンクリート片Ｃに組み込まれた鉄筋Ｒの切断部端部を把持する。

この状態で、図４に示す揺動装置８の第２揺動シリンダ８５のピストンロッド８５Ａを伸長させることによりピン軸Ｂを中心に揺動連結用ブラケット８３を左方向に揺動させる。この結果、第２の作業椀７が左方向に移動し、鉄筋Ｒには、鉄筋Ｒをコンクリート片Ｃから切り離すための引張り力が作用するので、コンクリート片Ｃに組み込まれた鉄筋Ｒを、コンクリート片Ｃから切り離すことができ、コンクリート片Ｃと鉄筋Ｒとをリサイクル物として分別することができる。

解体分別作業終了後に、作業機械を輸送する場合には、第２の作業腕７を図４に示す第１の作業腕６との協調作業実施の形態から図５に示す輸送時の形態に変更する。具体的には、図２に示す揺動装置８のリンク部材８１を左方向一杯に揺動させた状態から、第１揺動シリンダ８２のピストンロッド８２Ａを縮小させることによりピン軸Ａを中心にリンク部材８１を前方向に揺動させて、第２の作業腕７を図３に示す状態に変更する。この結果、作業機械の全幅は、図５に示すように走行体１の幅とすることができる。

上述した本発明の作業機械の一実施の形態によれば、作業機械の第２の作業腕７の揺動動作を２段階揺動機構で行う構成としたので、輸送時に作業機械の全幅を、狭めた状態にすることができる。この結果、輸送時に全幅を通常の油圧ショベルと同等な車幅限界内に納めることが可能となり、第２の作業腕７の作業性を保ちつつ容易に輸送することができる作業機械を提供することができる。

また、本発明の作業機械の一実施の形態によれば、第２の作業腕７は作業対象物に対して、鉛直方向の作業のみならず、斜め方向、又は横方向からの作業（例えば、引張り力を加える作業等）を行うことができる。この結果、第２の作業腕７先端の第２の作業具７９を、作業し易い方向に位置決めして、作業することができるので、各種の解体処理作業性を向上させることができる。

次に、本発明の作業機械の他の実施の形態を図６及び図７を用いて説明する。図６は本発明の作業機械の他の実施の形態を構成する第２の作業腕を拡大して示す斜視図、図７は本発明の作業機械の他の実施の形態における輸送時の第２の作業腕を拡大して示す斜視図である。なお、図６及び図７において、図１乃至図５に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。

本実施の形態においては、大略、一実施の形態の揺動装置８の第１揺動シリンダ８２を省略し、リンク部材８１の揺動位置を切り換える切換リンク機構８６を設けたものである。つまり第１揺動装置は、リンク部材８１と、運転室取付架台１０と、運転室取付架台１０とリンク部材８１とを回動自在に連結するピン軸Ａと、切換リンク機構８６とを備える。

切換リンク機構８６は、図６及び図７に示すように、屈曲レバー形状のリンク部材８１の短辺側先端部に設けられたピン支持部材８１Ａと、運転室架台１０の上方に設けられ、リンク部材８１の揺動位置を前方向に切り換えるピン孔１０２ａと同じく左方向一杯に切り換えるピン孔１０２ｂとが設けられたリンク取付部材１０２と、ピン孔１０２ａ又は１０２ｂのいずれかとピン支持部材８１Ａを垂直に貫通して軸支するピン軸８７とを備えている。

この構成により、リンク部材８１と、運転室取付架台１０と、ピン軸Ａと、切換リンク機構８６とを備える第１揺動装置は、リンク部材８１の先端を上部旋回体２の左右方向に揺動させることができる。図６は、揺動装置８のリンク部材８１を左方向一杯に揺動させた状態であって、第１の作業腕６との協調作業を行う場合や第２の作業腕７不使用時における運転室３の良好な視界を確保する場合の状態を示す。図７は、揺動装置８のリンク部材８１を前方向に揺動させた状態であって、回動装置９及び第２の作業腕７を走行体１の左右方向の全幅よりも内側に揺動して作業機械を輸送する場合の状態を示す。

本発明の作業機械の他の実施の形態によれば、上述した一実施の形態と同様な効果を得ることができる。

また、本実施の形態においては、運転室架台３の内部に設ける第１揺動シリンダ８２を省略するので、製造コストの低減化が図れるとともに、運転室架台３の周辺部の構成が単純化されるので、生産性及び保守性が向上する。

１ 走行体
２ 上部旋回体
３ 運転室
６ 第１の作業腕
７ 第２の作業腕
８ 揺動装置
８１ リンク部材
８２ 第１揺動シリンダ
８３ 揺動連結用ブラケット
８４ 第２揺動シリンダ連結用のブラケット
８５ 第２揺動シリンダ
８６ 切換リンク機構
９ 回動装置
１０ 運転室取付架台
１０１ リンク取付部材

Claims (4)

1. 走行体と、
   前記走行体上に旋回可能に設けた上部旋回体と、
   前記上部旋回体の前方左側に設けた運転室と、
   前記上部旋回体の前方で前記運転室の右側方に俯仰可能に設けた多関節形式の第１の作業腕と、
   前記上部旋回体の前記運転室の下方にその基端が装着され、その先端が前記上部旋回体の左右方向に揺動可能に設けた第１の揺動装置と、
   前記第１の揺動装置の先端にその基端部が軸支され、その先端部が左右方向に揺動可能に設けた第２の揺動装置と、
   前記第２の揺動装置の先端部に、前記上部旋回体の前後方向軸線回りに回動可能に設けた回動装置と、
   前記回動装置の前方に俯仰可能に基端を装着した多関節形式の第２の作業腕とを備え、
   前記第１の揺動装置は、輸送に際して、前記回動装置及び前記第２の作業腕を前記走行体の左右方向の全幅よりも内側に揺動可能とする
   ことを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記第１の揺動装置は、リンク部材と、前記上部旋回体側に設けた運転室取付架台と、前記運転室取付架台と前記リンク部材とを回動自在に連結するピン軸と、前記運転室取付架台と前記リンク部材の基端部との間に設けた第１の揺動シリンダとを備え、
   前記第２の揺動装置は、前記回動装置に取り付けられた揺動連結用ブラケットと、前記リンク部材の先端部と前記揺動連結用ブラケットとを回動自在に連結するピン軸と、前記揺動連結用ブラケットと前記リンク部材の基端部との間に設けた第２の揺動シリンダとを備えた
   ことを特徴とする作業機械。
3. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記第１の揺動装置は、リンク部材と、前記上部旋回体側に設けた運転室取付架台と、前記運転室取付架台と前記リンク部材とを回動自在に連結するピン軸と、前記リンク部材の基端部を所定の部位で前記運転室取付架台に軸支する切換リンク機構とを備え、
   前記第２の揺動装置は、前記回動装置に取り付けられた揺動連結用ブラケットと、前記リンク部材の先端部と前記揺動連結用ブラケットとを回動自在に連結するピン軸と、前記揺動連結用ブラケットと前記リンク部材の基端部との間に設けた第２の揺動シリンダとを備えた
   ことを特徴とする作業機械。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の作業機械において、
   前記回動装置は、前記第２の揺動装置側に固定した内筒と、前記第２の作業腕のブームの基部ブラケット側に固定した外筒と、この外筒と前記内筒との間に設けた軸受と、前記外筒の外周に設けたブラケットと、このブラケットと前記揺動装置側との間に設けられ、前記外筒を前記内筒に対して回動させる回動用のシリンダとを備えた
   ことを特徴とする作業機械。

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