JP2015001079A

JP2015001079A - 建設機械のフロントアタッチメント

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Publication number: JP2015001079A
Application number: JP2013125165A
Authority: JP
Inventors: 泰志内田; Yasushi Uchida; 克哉入枝; Katsuya Irie; 中島　一; Hajime Nakajima; 中島　　一; 上田　員弘; Kazuhiro Ueda; 員弘上田; 山口　善三; Zenzo Yamaguchi; 善三山口; 木下　伸一; Shinichi Kinoshita; 伸一木下
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2015-01-05

Abstract

【課題】軸受部分の磨耗による騒音の発生を防止する。【解決手段】アーム５の先端にバケット６が取付けられ、バケットシリンダ９の伸縮力をリンク機構１０によりバケットに回動力として伝えるように構成された油圧ショベルのフロントアタッチメントにおいて、バケット６の回動に追従して伸縮作動する押し付けシリンダ１８を、そのシリンダ推力が、リンク機構１０まわりの各ピン１３〜１６にピン直径方向の押し付け力として作用する状態で設けた。【選択図】図１

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械に装備されて掘削作業等を行うフロントアタッチメントに関するものである。

油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

油圧ショベルは、図９に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が地面に対して垂直となる軸Ｘのまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２にフロントアタッチメント３が取付けられて構成される。

フロントアタッチメント３は、上部旋回体２に起伏自在に取付けられたブーム４と、このブームの先端に取付けられたアーム５と、このアーム５の先端に取付けられた作業装置としてのバケット６と、ブーム４を起伏作動させるブームシリンダ７と、アーム５を作動させるアームシリンダ８と、バケット６を回動させる作業装置シリンダとしてのバケットシリンダ９と、このバケットシリンダ９の伸縮力をバケット６に回動力として伝えるリンク機構１０から成っている。

リンク機構１０は、図１０(ａ)(ｂ)に示すようにメインリンク１１とアイドラリンク１２を備え、両リンク１１，１２の一端部がそれぞれバケットシリンダ９の先端部(ロッド端部)にシリンダ連結ピン１３によって相対回動可能に連結されている。

メインリンク１１の他端部は、バケット６に設けられたブラケット６ａにバケット連結ピン１４によって、またアイドラリンク１２の他端部はアーム５の先端部にアーム連結ピン１５によってそれぞれ相対回動可能に連結されている。

こうして、リンク機構１０が、バケットシリンダ９の伸縮作動により、アイドラリンク１２で規制される回動半径をもって作動し、このリンク機構１０の作動により、バケット６が、図１０(ａ)に示す掘削時の閉じ姿勢と、同図(ｂ)に示すダンプ時の開き姿勢の間で回動するように構成されている。

図１０(ａ)(ｂ)中、１６はアーム５の先端にバケット６を回動可能に取付けるバケット取付ピンである。

なお、メイン、アイドラ両リンク１１，１２、バケットシリンダ９、アーム５、バケット６における各ピン連結部分には、それぞれピン穴付きのボス部(共通符号「１７」を付している)が設けられ、各ピン１３〜１６がこのボス部１７に挿通される。

また、油圧ショベルを解体機や破砕機等の他の建設機械に転用するために、バケット６に代えて機械に応じた他の作業装置が、バケット６と同様の回動運動を行う状態で取付けられる場合がある。

上記リンク機構１０を構成するための計四個所のピン連結部分(軸受部分)には、長期稼動によってピン１３〜１６、及びピン連結された部材の双方にピン軸方向及びピン直径方向の磨耗が生じ、この磨耗による隙間の発生によって騒音が発生するという問題がある。

このうち、ピン軸方向の隙間対策として、特許文献１に記載されているように、磨耗によってピン軸方向の隙間が発生したときに、この隙間を埋める隙間調整機構をピン軸方向の端部に設ける等の技術が公知である。

特開２００５−３０５００号公報

しかし、公知技術では、ピン直径方向の磨耗によってピン外周に生じる隙間(ピン１３〜１６とボス部１７の内周面の間の隙間。以下、「ピン外周隙間」という)については一切対策が講じられておらず、他に解決策が示された文献も見当たらない。

このため、従来、ショベルの移動時を含む稼動時に、各軸受部分でピン１３〜１６及び部材がピン外周隙間の範囲でピン直径方向に相対移動し、ピン外周隙間の拡大に伴って両者の衝突音及び部材の振動音といった騒音が発生する。

ここで、油圧ショベルを含む建設機械のフロントアタッチメントは、ブーム基端部のみが上部旋回体２に支持された所謂片持ち支持状態であって、振動が発生し易く、かつ、増幅され易い状況にあるため、大きな騒音が発生し、この点が解決すべき課題となっていた。

そこで本発明は、軸受部分の磨耗による騒音の発生を防止することができる建設機械のフロントアタッチメントを提供するものである。

上記課題を解決する手段として、本発明においては、ブームと、このブームの先端に取付けられたアームと、このアームの先端に作業装置取付ピンまわりに回動可能に取付けられたバケット等の作業装置と、この作業装置を回動させる作業装置シリンダと、この作業装置シリンダの伸縮力を上記作業装置に上記作業装置取付ピンまわりの回動力として伝えるリンク機構を具備し、上記リンク機構は、それぞれ一端部が上記作業装置シリンダの先端部にシリンダ連結ピンを中心として回動可能に接続されたメインリンク及びアイドラリンクを備え、上記メインリンクの他端部が上記作業装置に、上記アイドラリンクの他端部が上記アームにそれぞれ作業装置連結ピン、アーム連結ピンによって各ピンまわりに回動可能に取付けられる建設機械のフロントアタッチメントにおいて、上記作業装置の回動に追従して伸縮作動する押し付けシリンダを、そのシリンダ推力が上記すべてのピンにピン直径方向の押し付け力として作用する状態で、上記アームとメインリンクの間に設けたものである。

この構成によれば、押し付けシリンダによって各ピンをピン穴周面に押し付けるため、各軸受部分の磨耗にかかわらず、この押し付け方向のピン外周隙間を無くし、ピンと、ピン連結された部材のピン直径方向の相対移動を防止することができる。

しかも、押し付けシリンダは作業装置の回動に追従して伸縮作動し、作業装置の姿勢変化にかかわらず、常にピンに押し付け力を加えることができる。

このため、ピン外周隙間による騒音の発生を確実に防止することができる。

本発明において、上記押し付けシリンダを、上記作業装置及びリンク機構の全可動域を通じて確保される空間において上記アームとメインリンクの間に設けるのが望ましい(請求項２)。

この構成によれば、とくに、作業装置(バケット)及びリンク機構が大きな角度範囲で回動する油圧ショベルのフロントアタッチメントにあっても、全可動域を通じて、作業装置及びリンク機構及び作業装置の作動を阻害することなくピン押し付け作用を発揮させることができる。

本発明によると、軸受部分の磨耗による騒音の発生を防止することができる。

本発明の実施形態に係る油圧ショベルのフロントアタッチメント先端部のバケット閉じ姿勢での側面図である。図１中の破線丸囲い部分の拡大図である。バケット中間姿勢での図１相当図である。図３中の破線丸囲い部分の拡大図である。バケット開き姿勢での図１相当図である。図５中の破線丸囲い部分の拡大図である。フロントアタッチメント先端の斜視図である。図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線拡大断面図である。本発明の適用対象である油圧ショベルの概略側面図である。 (ａ)は図９中の破線丸囲いイ部分の拡大図、(ｂ)は同破線丸囲いロ部分の拡大図である。

本発明の実施形態を図１〜図８によって説明する。

実施形態は油圧ショベルのフロントアタッチメントを適用対象としている。

実施形態において、次の点は図９及び図１０(ａ)(ｂ)に示す従来技術と同じである。

(ｉ) アーム５の先端に作業装置としてのバケット６がバケット取付ピン１６によって同ピンまわりに回動可能に取付けられる点。

(ｉｉ) バケットシリンダ９の伸縮力をバケット６に回動力として伝えるリンク機構１０が設けられている点。

(ｉｉｉ) リンク機構１０は、メインリンク１１とアイドラリンク１２を備え、両リンク１１，１２の一端部がそれぞれバケットシリンダ９の先端部(ロッド端部)にシリンダ連結ピン１３によって同ピンまわりに相対回動可能に連結される点。

(ｉｖ) メインリンク１１の他端部は、バケット６に設けられたブラケット６ａにバケット連結ピン１４によって、またアイドラリンク１２の他端部はアーム５の先端部にアーム連結ピン１５によってそれぞれ同ピンまわりに相対回動可能に連結される点。

(ｖ) 各ピン連結部分にボス部１７が設けられ、各ピン１３〜１６がこのボス部１７に挿通される点。

(ｖｉ) こうしてリンク機構１０が、バケットシリンダ９の伸縮作動により、アイドラリンク１２で規制される回動半径をもって作動し、このリンク機構１０の作動により、バケット６が、図１，２に示す閉じ姿勢から、図３，４に示す中間姿勢を経て、図５，６に示す開き姿勢まで、またはその逆に回動するように構成される点。

このフロントアタッチメントにおいては、リンク機構１０のメインリンク１１とアーム５の間に油圧シリンダである押し付けシリンダ１８が設けられている。

具体的には、メインリンク１１におけるシリンダ連結ピン１３側の端部の下面側、及びアーム５の先端部におけるアイドラリンク取付部分の上方にあたる上面のアーム幅方向中央部にそれぞれシリンダ取付ブラケット１９，２０(図２，４，６〜８に符号を付している)が突設され、押し付けシリンダ１８の両端(ロッド端及びチューブ端)が両ブラケット１９，２０にピン連結されて同シリンダ１８が取付けられている。

この押し付けシリンダ１８は、バケット６(リンク機構１０)の回動に追従して回動しながら伸縮作動する。

すなわち、同シリンダ１８は、図１，２図に示すバケット閉じ姿勢から、図３，４に示すバケット中間姿勢を経て、図５，６に示すバケット開き姿勢に至るまで(またはその逆)のバケット６及びリンク機構１０の全可動域で、姿勢変化に応じて伸縮しながら、図２，４，６中に太線矢印で示すシリンダ推力Ｆ１がシリンダ連結、バケット連結、アーム連結、バケット取付のすべてのピン１３〜１６に、これらをそれぞれのピン穴周面(ボス部１７の内周面)に押し付ける力(二重線矢印で示す)Ｆ２として作用する状態で設けられている。

ここで、押し付けシリンダ１８をバケット回動に追従して伸縮作動させる具体的な構成として、たとえば同シリンダ１８にバケットシリンダ９の作動圧よりも低圧の油圧を常に伸長方向に加えておき、バケットシリンダ９の伸縮作動(バケット回動運動)に伴ってメインリンク１１から加えられる押し込み力または引張り力によって押し付けシリンダ１８を自動的に伸縮作動させる構成をとることができる。

あるいは、バケットシリンダ９の伸縮作動に追従させるための押し付けシリンダ１８の長さの変化状態は既知であるため、バケットシリンダ９の伸縮作動に応じて切換弁を作動させて圧油の給排を自動制御する方式をとることもできる。

また、押し付けシリンダ１８は、バケット６の閉じ姿勢と開き姿勢の間の全可動域を通じてアーム上面側に確保される空間においてメインリンク１１とアーム５の間に設置されている。

この条件を満足する具体的位置が、上記しかつ図示する、メインリンク１１におけるシリンダ連結ピン１３側の端部の下面側と、アーム５の先端部におけるアイドラリンク取付部分の上方にあたる上面幅方向中央部の間である。

なお、図８は図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う端面図として示し、メインリンク１１とバケット６(ブラケット６ａ)の連結部分及びアイドラリンク１２とアーム５の連結部分等の図示を省略している。

この構成によれば、押し付けシリンダ１８によって各ピン１３〜１６をピン穴周面に押し付けるため、各軸受部分の磨耗にかかわらず、この押し付け方向のピン外周隙間を無くし、ピン１３〜１６と、ピン連結される部材のピン直径方向の相対移動を防止することができる。

しかも、押し付けシリンダ１８はバケット６の作動に追従して伸縮作動し、バケット６の姿勢変化にかかわらず、常にピン１３〜１６に押し付け力を加えることができる。

また、押し付けシリンダ１８を、バケット６及びリンク機構１０の全可動域を通じて確保される空間に設置しているため、とくに、この実施形態で挙げた、作業装置(バケット６)が大きな角度範囲で回動する油圧ショベルのフロントアタッチメントにあっても、全可動域を通じて、バケット６及びリンク機構１０の作動を阻害することなくピン押し付け作用を発揮させることができる。

他の実施形態
(１) 上記実施形態では押し付けシリンダ１８の伸長方向の推力Ｆ１を各ピン１３〜１６に押し付け力Ｆ２として作用させる構成をとったが、同シリンダ縮小方向の推力(引張り力)を各ピン１３〜１６に作用させる構成をとってもよい。

(２) 押し付けシリンダ１８として、エアシリンダ、またはシリンダ内に高圧ガスを封入した、シリンダの一種としてのガススプリングを用いることができる。

(３) 本発明は油圧ショベルのフロントアタッチメントに限らず、先端部にバケット以外の作業装置を取付けた建設機械(たとえば開閉式の破砕装置)取付けた解体機)のフロントアタッチメントにも適用することができる。

３フロントアタッチメント
４ブーム
５アーム
６バケット(作業装置)
９バケットシリンダ(作業装置シリンダ)
１０リンク機構
１１リンク機構を構成するメインリンク
１２同、アイドラリンク
１３シリンダ連結ピン
１４バケット連結ピン
１５アーム連結ピン
１６バケット取付ピン
１７ボス部
１８押し付けシリンダ
Ｆ１シリンダ推力
Ｆ２押し付け力

Claims

ブームと、このブームの先端に取付けられたアームと、このアームの先端に作業装置取付ピンまわりに回動可能に取付けられたバケット等の作業装置と、この作業装置を回動させる作業装置シリンダと、この作業装置シリンダの伸縮力を上記作業装置に上記作業装置取付ピンまわりの回動力として伝えるリンク機構を具備し、上記リンク機構は、それぞれ一端部が上記作業装置シリンダの先端部にシリンダ連結ピンを中心として回動可能に接続されたメインリンク及びアイドラリンクを備え、上記メインリンクの他端部が上記作業装置に、上記アイドラリンクの他端部が上記アームにそれぞれ作業装置連結ピン、アーム連結ピンによって各ピンまわりに回動可能に取付けられる建設機械のフロントアタッチメントにおいて、上記作業装置の回動に追従して伸縮作動する押し付けシリンダを、そのシリンダ推力が上記すべてのピンにピン直径方向の押し付け力として作用する状態で、上記アームとメインリンクの間に設けたことを特徴とする建設機械のフロントアタッチメント。
上記押し付けシリンダを、上記作業装置及びリンク機構の全可動域を通じて確保される空間において上記アームとメインリンクの間に設けたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のフロントアタッチメント。