JP2015175137A - フォークとフォーク用油圧回路 - Google Patents

Abstract

【課題】一般的な廃材や資材のみでなく、細かい把持対象物の把持も可能となるフォークとその開閉に用いる油圧回路を提供する。
【解決手段】作業機に取付けられ、互いに開閉可能に組み合わされる一対の主開閉体１７，１８を有する。少なくとも片側の主開閉体１７または１８を複数本の爪によって構成する。主開閉体１７，１８は閉じた状態では片側の主開閉体１７または１８爪間に他側の主開閉体１８または１７の爪が嵌まるように構成する。主開閉体１７，１８の相互の対向方向の外側に、それぞれ、各主開閉体１７，１８に対して回動可能に、主開閉体１７，１８の爪より広幅を有する補助開閉体２２，２３を取付ける。補助開閉体２２，２３は、閉じた際に、先端どうしが当接する。主開閉体１７，１８に、補助開閉体２２，２３を開閉する油圧シリンダ２４，２５を取付ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、作業機の作業用フロントに開閉可能に取付けられる一対の開閉体を有し、少なくとも片側の開閉体が複数本の把持用爪により構成されるフォークと、そのフォーク開閉に用いる油圧回路に係わり、より詳しくは、一般的な把持対象物のみならず、細かい把持対象物も把持可能としたフォークとそのフォーク開閉に用いる油圧回路に関する。

フォークは作業機の作業用アーム等の作業用フロントに取付けられ、各種廃材、金属や木材等の資材等を把持してトラック等への積み込み積み下ろしを行なったり、集積する場合等に使用される。このようなフォークは、例えば特許文献１に記載のように、油圧シリンダにより開閉される一対の開閉体を有し、少なくとも一方の開閉体は複数本の爪により構成され、他方の開閉体の爪が一方の開閉体の爪の間に嵌まるようにして閉じる構成を有している。

特開平１１−６１８７５号公報

しかしながら、従来のフォークは、開閉体の爪どうしが嵌まり合うようにして閉じる構成であって、把持対象物が細かい場合には爪の間から漏れて把持できない。

本発明は、上記問題点に鑑み、一般的な廃材や資材のみでなく、細かい把持対象物の把持も可能となるフォークと、フォーク開閉に用いる油圧回路を提供することを目的とする。

請求項１のフォークは、作業機に取付けられ、互いに開閉可能に組み合わされる一対の主開閉体を有し、少なくとも片側の主開閉体を複数本の爪によって構成し、主開閉体を閉じた状態では片側の主開閉体の爪間に他側の主開閉体の爪が嵌まるように構成したフォークにおいて、
前記各主開閉体の相互の対向方向の外側に、それぞれ、各主開閉体に対して前記対向方向に回動して開閉する補助開閉体を設け、
前記補助開閉体は、主開閉体の爪より広幅を有し、かつ補助開閉体を閉じた際に、主開閉体を補助開閉体の内部に収容し、かつ補助開閉体の先端どうしが当接するように構成し、
前記主開閉体に、前記補助開閉体を開閉する油圧シリンダを取付けたことを特徴とする。

請求項２のフォークは、請求項１に記載のフォークにおいて、
前記各主開閉体にそれぞれ取付けられた前記補助開閉体のうち、片側の補助開閉体の先端を凸状に形成し、他側の補助開閉体の先端を凹状に形成し、補助開閉体を閉じた状態において、前記凸状をなす先端部と前記凹状をなす先端部とが嵌まり合う構成にしたことを特徴とする。

請求項３のフォーク用油圧回路は、請求項１または２に記載のフォークの開閉に用いる油圧回路において、
前記主開閉体を開閉する油圧シリンダの伸縮と、前記補助開閉体を回動させる油圧シリンダの伸縮とに兼用するコントロール弁を備え、
前記コントロール弁の二次側において、前記主開閉体を開閉する油圧シリンダのボトム室、ロッド室にそれぞれ接続されるボトム室側配管、ロッド室側配管に対して、前記補助開閉体を開閉する油圧シリンダのボトム室、ロッド室を、それぞれ前記ボトム室側配管または前記ロッド伸縮用配管の油圧が閾値圧を超えると開くシーケンス弁を介して接続したことを特徴とする。

請求項４のフォーク用油圧回路は、請求項１または２に記載のフォークの開閉に用いる油圧回路において、
前記主開閉体を開閉する油圧シリンダの伸縮と、前記補助開閉体を開閉する油圧シリンダの伸縮とに兼用するコントロール弁を備え、
前記コントロール弁の二次側に、前記主開閉体を開閉する油圧シリンダと、前記補助開閉体を開閉する油圧シリンダとの少なくとも一方を選択的に動作させる選択弁を設けたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、主開閉体の対向方向の外側に、主開閉体の爪より広幅の補助開閉体を設け、主開閉体に設けた補助開閉体用油圧シリンダにより補助開閉体を開閉するようにし、補助開閉体が閉じた際に、補助開閉体の先端どうしが当接するようにしたので、主開閉体により把持する廃材、資材等の通常の把持対象物のみならず、土砂や粉等の細かいものを掴むことが可能となる。

請求項２の発明によれば、一対の補助開閉体を閉じた際に、対をなす補助開閉体の先端が凹凸嵌合によって緊密に閉塞されるため、細かい把持対象物を漏らすことなく把持することができる。

請求項３の発明によれば、主開閉体と補助開閉体の開閉に兼用するコントロール弁を備えたので、油圧回路が単純化されると共に、操作が容易となる。また、既存の油圧回路に補助開閉体用の油圧回路を後付けすることで実現できる。

請求項４の発明によれば、請求項３の効果をあげることができる上、主開閉体、補助開閉体のいずれか一方のみを開閉することができるため、把持対象物の性状に応じていずれか一方を開閉させることが可能となり、把持対象物に応じて能率良く開閉動作を行なわせることが可能となる。

本発明のフォークを適用した作業機の一例を示す側面図である。 本発明のフォークの一実施の形態を主開閉体が開いた状態で示す拡大側面図である。 図２のフォークを主開閉体が閉じた状態で示す側面図である。 図２のフォークを補助開閉体が閉じた状態で示す側面図である。 図３のＥ矢視図である。 図３のＦ矢視図である。 この実施の形態の補助開閉体の先端部を補助開閉体が閉じた状態で示す側面図である。 この実施の形態のフォーク装置の開閉用油圧回路の一例図である。 この実施の形態のフォーク装置の開閉用油圧回路の他の例を示す図である。 この実施の形態のフォーク装置の開閉用油圧回路の他の例を示す図である。

図１は本発明のフォークを適用する作業機の一例を示す側面図である。この作業機は、ホイール式または図示のような履帯式下部走行体１上に旋回装置２を介して上部旋回体３の旋回フレーム３ａを設置する。旋回フレーム３ａには、運転室４、油圧パワーユニット５およびカウンタウエイト６等を搭載して上部旋回体３を構成する。油圧パワーユニット５は、エンジンや電動機からなる原動機により油圧ポンプ（いずれも図示せず）を駆動するものであり、油圧ポンプは下部走行体１の走行モータ、旋回装置２の旋回モータ、および後述の作業用アーム９やフォーク１３に備えるシリンダ７ａ，８ａ，１０，１９，２４，２５の油圧源となるものである。

旋回フレーム３ａの前部にはブーム７、アーム８およびこれらをそれぞれ起伏、回動させるブームシリンダ７ａ、アームシリンダ８ａからなる多関節構造の作業用アーム９を取付け、この作業用アーム９の先端に作業具シリンダ１０により回動されるブラケット１１と、このブラケット１１に取付けた旋回モータ付きの旋回装置１２を介してフォーク１３を取付ける。

図２は本発明のフォーク１３の一実施の形態を示す側面図である。このフォーク１３は、旋回装置１２により旋回されるボックス状のフレーム１４にそれぞれ枢着ピン１５，１６を中心に開閉可能に一対の主開閉体１７，１８を取付け、主開閉体開閉用の油圧シリンダ１９を主開閉体１８の上端とフレーム１４との間に取付けると共に、主開閉体１７,１８間を連動用のリンク２０により連結して構成する。この構成により、油圧シリンダ１９が収縮すると図２に示すように主開閉体１７，１８は開き、伸長すると図３に示すように主開閉体１７，１８は閉じる。

２２，２３はそれぞれ主開閉体１７，１８の外側、すなわち主開閉体１７，１８の相互の対向面の反対側の面に枢着ピン３３，４３を中心に主開閉体１７，１８の対向方向に回動可能に取付けた補助開閉体、２４，２５はそれぞれ補助開閉体２２，２３を回動させて開閉するために、主開閉体１７，１８に取付けた油圧シリンダである。図４は主開閉体１７，１８および補助開閉体２２，２３が共に閉じた状態を示す。

図５は図３のＥ矢視図であり、主開閉体１７と補助開閉体２２を示すものである。この例では主開閉体１７は３本の爪２６ａ〜２６ｃにより構成され、３本の爪２６ａ〜２６ｃは上部を連結体２７ａに溶接して相互に結合すると共に、中間部も上下に隔てた２本の連結体２７ｂ，２７ｃに溶接して相互に結合している。この主開閉体１７の上部には平行板状のブラケット２８を連結体２７ａに溶接して設け、このブラケット２８に、フレーム１４に主開閉体１７を枢着ピン１５（図２〜図４参照）により回動可能に取付けるためのボス２９を設けると共に、上端にはリンク２０の一端を連結するためのピン孔３０を設ける。

補助開閉体２２は１枚の曲成板状をなすものであり、この実施の形態においては、この補助開閉体２２は主開閉体１７の幅とほぼ同じ幅を有する。この補助開閉体２２は、その上端部に設けた取付け板部２２ａを、爪２６ａ，２６ｃに溶接したブラケット３２にピン３３により回動可能に連結する。補助開閉体２２を開閉するための油圧シリンダ２４は、そのボトム側端部を、主開閉体１７の上部に設けたブラケット２８にピン３４により連結し、ピストンロッドを、補助開閉体２２の上端部に設けた連結部２２ｂにピン３５により連結して取付ける。なお、補助開閉体２２を回動可能に取付けるためのブラケット３２は、主開閉体１７の連結体２７ｃに設けてもよい。

図６は図３のＦ矢視図であり、主開閉体１８と補助開閉体２３を示すものである。前述のように一方の主開閉体１７を奇数本(図示例の場合は３本)の爪２６ａ〜２６ｃにより構成した場合、他方の主開閉体１８の爪は偶数本（図示例は２本）の爪３６ａ，３６ｂにより構成する。主開閉体１７，１８が閉じたときは、図３に示すように、一方の主開閉体１７の爪２６ａ〜２６ｃと他方の開閉体１８の爪３６ａ，３６ｂとはこれらの先端側が互いに嵌まるように構成する。

図６に示すように、２本の爪３６ａ，３６ｂは上部を連結体３７ａに溶接して相互に結合すると共に、中間部も上下に隔てた２本の連結体３７ｂ，３７ｃに溶接して相互に結合している。この主開閉体１８の上部には平行板状のブラケット３８を連結体３７ａに溶接して設け、このブラケット３８に、フレーム１４に主開閉体１８を枢着ピン１６（図２〜図４参照）により回動可能に取付けるためのボス３９を設けると共に、上端には油圧シリンダ１９の一端を連結するためのピン孔４０を設ける。

補助開閉体２３は１枚の曲成板状をなすものであり、対をなす補助開閉体２２と同じ幅を有する。この補助開閉体２３は、その上端部に設けた取付け板部２３ａを、爪３６ａ，３６ｂに溶接したブラケット４２にピン４３により回動可能に連結する。補助開閉体２３を開閉するための油圧シリンダ２５は、そのボトム側端部を、主開閉体１８の上部に設けたブラケット３８にピン４４により連結し、ピストンロッドを、補助開閉体２３の上端部に設けた連結部２３ｂにピン４５により連結して取付ける。なお、補助開閉体２３を回動可能に取付けるためのブラケット４２は、主開閉体１７の連結体３７ｃに設けてもよい。

このように、この実施の形態のフォークは、油圧シリンダ１９により開閉される主開閉体１７，１８の外側に補助開閉体２２，２３を油圧シリンダ２４，２５によって開閉されるように取付けたものである。この構成により、図２に示すように、油圧シリンダ１９を収縮させて主開閉体１７，１８を開いた状態から、油圧シリンダ１９を伸長させることにより、図３に示すように、主開閉体１７，１８を閉じ、これにより主開閉体１７，１８間で廃材や資材等を把持することができる。また、さらに、油圧シリンダ２４，２５を伸長させることにより、図４に示すように、補助開閉体２２，２３を、その先端部どうしが当接するようにして閉じることにより、爪２６ａ〜２６ｃと爪３６ａ，３６ｂの間から漏れるような細かいものであっても、漏らすことなく把持することができる。

図７は補助開閉体２２，２３の好ましい先端構造を示す図であり、一方の補助開閉体２２の先端部２２ｃを凹状に形成し、他方の補助開閉体２３の先端部２３ｃを凸状に形成したものである。このように補助開閉体２２，２３の先端部を構成すれば、補助開閉体２２，２３を閉じた際に、補助開閉体２２，２３の先端部が凹凸嵌合によって緊密に閉塞されるため、細かい保持対象物を漏らすことなく保持することができる。

主開閉体１７，１８の開閉を行なう油圧シリンダ１９と、補助開閉体２２，２３の開閉を行なう油圧シリンダ２４，２５とは別々のコントロール弁によって制御するように油圧回路を構成してもよい。しかしながら、図８に示すように油圧回路を構成することにより、これらの油圧シリンダ１９，２４，２５の制御を１つのコントロール弁４７によって行なうことができる。

図８において、４８は油圧パワーユニット５に含まれる油圧ポンプ、４９はその吐出油圧の最高圧を設定するリリーフ弁、４７は油圧シリンダ１９，２４，２５で兼用するコントロール弁である。５０，５１はそれぞれコントロール弁４７の二次側ポートを油圧シリンダ１９のボトム室１９ａ、ロッド室１９ｂに接続するボトム室側配管、ロッド室側配管である。

５２はボトム室側配管５０と油圧シリンダ２４，２５のボトム室２４ａ，２５ａとを接続する油圧配管、５３はこの油圧配管５２に設けられたシーケンス弁、５４はこのシーケンス弁５３に並列に接続された逆止弁である。５５はロッド室側配管５１と油圧シリンダ２４，２５のロッド室２４ｂ，２５ｂとを接続する油圧配管、５６はこの油圧配管５５に設けられたシーケンス弁、５７はこのシーケンス弁５６に並列に接続された逆止弁である。ここで、シーケンス弁５３，５６が開くリリーフ圧（閾値圧）は、主開閉体１７，１８により廃材や資材等を把持するために必要とされるレベル以上に設定される。

図８の油圧回路の構成において、図２に示すように主開閉体１７，１８と補助開閉体２２，２３を開いた状態からコントロール弁４７を左位置に切換えると、油圧シリンダ１９のボトム室１９ａに作動油が供給され、油圧シリンダ１９が伸長をし始め、これに伴い、主開閉体１７，１８が閉じ始める。主開閉体１７，１８が閉じて把持対象物が把持されると、ボトム室側配管５０の油圧が上昇して主開閉体１７，１８が閉じ始めるが、シーケンス弁５３のリリーフ圧以下である状態では油圧シリンダ２４，２５は収縮状態のままであり、補助開閉体２２，２３は開いたままである。主開閉体１７，１８が閉じた状態になり、把持対象物が主開閉体１７，１８によって把持され、ボトム室側配管５０の油圧がシーケンス弁５３のリリーフ圧を超えると、シーケンス弁５３が開いて作動油が油圧シリンダ２４，２５のボトム室２４ａ，２５ａに供給されて油圧シリンダ２４，２５が伸長し、補助開閉体２２，２３が閉じ、細かい把持対象物を把持することができる。

反対に、コントロール弁４７を右位置に切換えると、油圧シリンダ１９のロッド室１９ｂにロッド室側配管５１から作動油が供給され、油圧シリンダ１９が収縮して主開閉体１７，１８が開く。そして、主開閉体１７，１８が最大の開度まで開くと、ロッド室側配管５１の油圧がシーケンス弁５６のリリーフ圧を超え、油圧シリンダ２４，２５のロッド室２４ｂ，２５ｂに作動油が供給されて油圧シリンダ２４，２５が収縮して補助開閉体２２，２３が開く。

図８に示すように、シーケンス弁５３，５６により油圧シリンダ１９の管路５０，５１と油圧シリンダ２４，２５のボトム室２４ａ，２５ａおよびロッド室２４ｂ，２５ｂとをそれぞれ接続することにより、コントロール弁４７が油圧シリンダ１９と２４，２５で共用でき、油圧回路が簡略化される。また、フォーク用の既存のコントロール弁や操作レバーを用いて主開閉体１７，１８のみならず、補助開閉体２２，２３の開閉が可能となる。

図９はこの実施の形態のフォーク装置の開閉用油圧回路の他の例を示す図である。図９において、６０，６１は、油圧シリンダ１９の使用、不使用を選択する選択弁である。これらの選択弁６０，６１は、それぞれ、ボトム室側配管５０、ロッド室側配管５１において、油圧シリンダ２４，２５に接続される配管５２，５５との接続部６２，６３と油圧シリンダ１９との間の部分に設ける。６４，６５は油圧シリンダ２４，２５の使用、不使用を選択する選択弁である。これらの選択弁６４，６５は、配管５２，５５において、シーケンス弁５３，５６と、ボトム室側配管５０、ロッド室側配管５１との接続部６２，６３との間にそれぞれ設ける。

図９において、土砂や粉体あるいは粒体等の細かい把持対象物のみを把持する場合、油圧シリンダ１９を伸長させて主開閉体１７，１８を閉じた後、油圧シリンダ１９のボトム室側配管５０、ロッド室側配管５１にそれぞれ設けた選択弁６０，６１を閉じておく。また、選択弁６４，６５を開いておき、コントロール弁４７を操作することにより、主開閉体１７，１８を開閉することなく、補助開閉体２２，２３のみを開閉して能率良く作業を行なうことができる。

反対に一般的は廃材や資材を把持する場合には、油圧シリンダ２４，２５を収縮させて補助開閉体２２，２３を開いた後、選択弁６４，６５を閉じておく。また、選択弁６０，６１を開いておき、コントロール弁４７を操作することにより、補助開閉体２２，２３の開閉を行なうことなく、主開閉体１７，１８のみの開閉により、把持対象物の把持を行なうことができる。この場合は、把持対象物として細かいものを含まない場合に能率よく作業を行なうことができる。

図１０はこの実施の形態のフォーク装置の開閉用油圧回路の他の例を示す図である。この実施の形態は、油圧シリンダ２４，２５に接続される配管５２，５５に前記選択弁６４，６５を設けると共に、シーケンス弁５３，５６および逆止弁５４，５７を無くしたものである。この実施の形態においては、油圧シリンダ１９に接続された配管５０，５１に設けた選択弁６０，６１と、油圧シリンダ２４，２５に接続された配管５２，５５に設けた選択弁６４，６５のいずれか一方と開き、他方を閉じることにより、油圧シリンダ１９または油圧シリンダ２４，２５のいずれか一方を伸縮させ、主開閉体１７，１８のみ、または補助開閉体２２，２３のみを開閉して作業を行なうことができる。

図１０の油圧回路の構成によれば、細かい把持対象物を把持する場合もシーケンス弁による圧力損失を伴うことなく、補助開閉体２２，２３による把持動作を行なうことができる。なお、図９の油圧回路において、シーケンス弁５３，５６と並列に、選択弁６４，６５とは別の選択弁を設け、補助開閉体２２，２３のみを作動させる際には、その並列に設けた選択弁を開いてシーケンス弁５３，５６による油圧損失を低減するようにしてもよい。

図８ないし図１０において、選択弁６０，６１，６４，６５は手動弁としてもよいが、油圧操作式あるいは電磁操作式の弁としてオペレータが運転室から弁６０，６１，６４，６５を開閉するようにしてもよい。

以上本発明を実施の形態により説明したが、本発明を実施する場合、上記実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。

１：下部走行体、２：旋回装置、３：上部旋回体、３ａ：旋回フレーム、４：運転室、５：油圧パワーユニット、６：カウンタウエイト、７：ブーム、７ａ：ブームシリンダ、８：アーム、８ａ：アームシリンダ、９：作業用アーム、１０：作業具シリンダ、１１：ブラケット、１２：旋回装置、１３：フォーク、１４：フレーム、１５，１６：枢着ピン、１７，１８：主開閉体、２０：リンク、２２，２３：補助開閉体、２４，２５：油圧シリンダ、２６ａ〜２６ｃ：爪、３６ａ，３６ｂ：爪、４７：コントロール弁、５０：ボトム室側配管、５１：ロッド室側配管、５２，５５：油圧配管、５３，５６：シーケンス弁、５４，５７：逆止弁、６０，６１，６４，６５：選択弁

Claims (4)

1. 作業機に取付けられ、互いに開閉可能に組み合わされる一対の主開閉体を有し、少なくとも片側の主開閉体を複数本の爪によって構成し、主開閉体を閉じた状態では片側の主開閉体の爪間に他側の主開閉体の爪が嵌まるように構成したフォークにおいて、
   前記各主開閉体の相互の対向方向の外側に、それぞれ、各主開閉体に対して前記対向方向に回動して開閉する補助開閉体を設け、
   前記補助開閉体は、主開閉体の爪より広幅を有し、かつ補助開閉体を閉じた際に、主開閉体を補助開閉体の内部に収容し、かつ補助開閉体の先端どうしが当接するように構成し、
   前記主開閉体に、前記補助開閉体を開閉する油圧シリンダを取付けたことを特徴とするフォーク。
2. 請求項１に記載のフォークにおいて、
   前記各主開閉体にそれぞれ取付けられた前記補助開閉体のうち、片側の補助開閉体の先端を凸状に形成し、他側の補助開閉体の先端を凹状に形成し、補助開閉体を閉じた状態において、前記凸状をなす先端部と前記凹状をなす先端部とが嵌まり合う構成にしたことを特徴とするフォーク。
3. 請求項１または２に記載のフォークの開閉に用いる油圧回路において、
   前記主開閉体を開閉する油圧シリンダの伸縮と、前記補助開閉体を回動させる油圧シリンダの伸縮とに兼用するコントロール弁を備え、
   前記コントロール弁の二次側において、前記主開閉体を開閉する油圧シリンダのボトム室、ロッド室にそれぞれ接続されるボトム室側配管、ロッド室側配管に対して、前記補助開閉体を開閉する油圧シリンダのボトム室、ロッド室を、それぞれ前記ボトム室側配管または前記ロッド室側配管の油圧が閾値圧を超えると開くシーケンス弁を介して接続したことを特徴とするフォーク用油圧回路。
4. 請求項１または２に記載のフォークの開閉に用いる油圧回路において、
   前記主開閉体を開閉する油圧シリンダの伸縮と、前記補助開閉体を開閉する油圧シリンダの伸縮とに兼用するコントロール弁を備え、
   前記コントロール弁の二次側に、前記主開閉体を開閉する油圧シリンダと、前記補助開閉体を開閉する油圧シリンダとの少なくとも一方を選択的に動作させる選択弁を設けたことを特徴とするフォーク用油圧回路。

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