JP2017008678A - パワーショベルに装着して使用する両つかみアタッチメント - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に優れ、しかも上爪と下爪の姿勢を効率良く変化させることが可能な両つかみアタッチメントを提供する。【解決手段】パワーショベルのシリンダーの先端部が第１リンク７１を回動可能に支持するための第１支持ピン５１と、第１リンク７１と上爪３とを回動可能に連結する第１連結ピン６１と、上爪３の後端部と下爪４の後端部とを回動可能に連結する第３連結ピン６３と、パワーショベルのアーム２の先端部が下爪４を回動可能に支持するための第２支持ピン５２と、下爪４と第２リンク７２の一端とを回動可能に連結する第４連結ピン６４と、第２リンク７２の他端と第１リンク７１とを回動可能に連結する第２連結ピン６２と、第２連結ピン６２の一端に回動可能に連結される第３リンク７３と、アーム２が第３リンク７３を回動可能に支持するための第３支持ピン５３と、を有する両つかみアタッチメント。【選択図】図１

Description

本発明は、建築工事や土木工事にて、パワーショベルに装着して使用する両つかみアタッチメントに関するものである。

建築工事や土木工事にて、パワーショベルに装着して使用する両つかみアタッチメントは、従来から様々なものが実用化されている。たとえば特許文献１には、バケットアタッチメントが開示されており、その技術を両つかみアタッチメントに適用する場合の構成を図３に示す。図３(a)は両つかみアタッチメントの上爪と下爪を開いた姿勢、図３(b)は上爪と下爪を閉じた姿勢の側面図である。なお図３では、補強のための構造物は図示を省略する。

図３中の符号51は、本発明の両つかみアタッチメントをシリンダー１の先端部に取付けるための第１支持ピン、符号52は、両つかみアタッチメントを取付けるためにアーム２の先端部に配設される第２支持ピン、符号53は、両つかみアタッチメントを取付けるためにアーム２の第２支持ピン52よりも後方（図３中の右側）に配設される第３支持ピンである。つまり、両つかみアタッチメントは、第１支持ピン51、第２支持ピン52、第３支持ピン53を介して、パワーショベルのシリンダー１とアーム２に装着され、アタッチメントを取り替える際には、第１支持ピン51、第２支持ピン52、第３支持ピン53を着脱する。

図３中の符号６は、上爪３と下爪４の後端部を回動可能に連結するピン（以下、連結ピンという）である。

図３(a)に示すような開いた姿勢の上爪３と下爪４を閉じる際には、シリンダー１を油圧で延伸させて、第１支持ピン51を前方（図３中の左側）へ移動させる。その第１支持ピン51の移動に伴って、リンク７が第３支持ピン53を支点として回動する。このリンク７の回動によって、上爪３の先端が押し下げられて、上爪３の後端部の連結ピン６が後方（図３中の右側）へ移動する。その結果、連結ピン６で連結された下爪４が第２支持ピン52を支点として回動して、下爪４の先端が持ち上げられて、図３(b)に示すように閉じた姿勢になる。

このような両つかみアタッチメントにおいて、シリンダー１によって第１支持ピン51に作用する駆動力が連結ピン６に集中するので、連結ピン６は損傷を受け易い。

つまり特許文献１に開示された両つかみアタッチメントは、耐久性が劣るという問題がある。また、上爪３と下爪４を開いた姿勢から閉じた姿勢（あるいは、閉じた姿勢から開いた姿勢）へ変化させるのに要するシリンダー１のストロークが長くなり、工事現場における作業効率の低下を招く。

特許第2782015号公報

本発明は、従来の技術の問題点を解消し、耐久性に優れ、しかも上爪と下爪の姿勢を短時間で変化させることが可能な両つかみアタッチメントを提供することを目的とする。

本発明者は、両つかみアタッチメントの耐久性を高める技術について検討し、シリンダーによって第１支持ピンに作用する駆動力を、上爪と下爪に分散させることによって、連結ピンの損傷を防止でき、ひいては両つかみアタッチメントの耐久性を向上できることが分かった。

そこで、シリンダーの駆動力を上爪と下爪に分散させる技術について、さらに詳細に研究し、複数のリンクと複数の連結ピンを組み合わせて、両つかみアタッチメントを構成することによって、シリンダーの駆動力を上爪と下爪に分散できることを見出した。しかも、上爪と下爪の姿勢を変化させるのに要するシリンダーのストロークを短縮できるので、短時間で姿勢を変化させることが可能となり、その結果、工事現場における作業効率を向上することが可能となることが判明した。

本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、パワーショベルに装着して使用する両つかみアタッチメントであって、パワーショベルのシリンダーの先端部が第１リンクを回動可能に支持するための第１支持ピンと、第１リンクと上爪とを回動可能に連結する第１連結ピンと、上爪の後端部と下爪の後端部とを回動可能に連結する第３連結ピンと、パワーショベルのアームの先端部が下爪を回動可能に支持するための第２支持ピンと、下爪と第２リンクの一端とを回動可能に連結する第４連結ピンと、第２リンクの他端と第１リンクとを回動可能に連結する第２連結ピンと、第２連結ピンの一端に回動可能に連結される第３リンクと、アームが第３リンクを回動可能に支持するための第３支持ピンと、を有する両つかみアタッチメントである。

本発明の両つかみアタッチメントを装着するパワーショベルの重量は、0.7〜20.0tonの範囲内が好ましい。より好ましくは9.0〜20.0tonである。

本発明によれば、耐久性に優れ、しかも上爪と下爪の姿勢を短時間で変化させることが可能な両つかみアタッチメントを得ることが可能となり、産業上格段の効果を奏する。

本発明の両つかみアタッチメントの上爪と下爪を開いた例を示す側面図である。 図１中の上爪と下爪を閉じた例を示す側面図である。 従来の両つかみアタッタメントの例を示す側面図である。

図１は、本発明の両つかみアタッチメントをパワーショベルのシリンダー１とアーム２に装着して、上爪３と下爪４を開いた例を示す側面図である。なお図1では、補強のための構造物は図示を省略する。

図１中の符号51は、本発明の両つかみアタッチメントをシリンダー１の先端部に取付けるための第１支持ピン、符号52は、両つかみアタッチメントを取付けるためにアーム２の先端部に配設される第２支持ピン、符号53は、両つかみアタッチメントを取付けるためにアーム２の第２支持ピン52よりも後方（図１中の右側）に配設される第３支持ピンである。つまり、両つかみアタッチメントは、第１支持ピン51、第２支持ピン52、第３支持ピン53を介して、パワーショベルのシリンダー１とアーム２に装着され、アタッチメントを取り替える際には、第１支持ピン51、第２支持ピン52、第３支持ピン53を着脱する。

図１中の符号61〜64は、両つかみアタッチメントを構成する部材（すなわち上爪３、下爪４、第１リンク71、第２リンク72、第３リンク73）同士を回動可能に連結するピン（すなわち連結ピン）である。

第１リンク71には第１支持ピン51が配設されて、シリンダー１の先端部と回動可能に連結される。また第１リンク71には、第１支持ピン51よりも上爪３側に第１連結ピン61が配設されて、上爪３と回動可能に連結される。さらに第１リンク71には、第１支持ピン51よりも第３支持ピン53側に第２連結ピン62が配設されて、後述する第２リンク72と回動可能に連結される。上爪３の後端部は、第３連結ピン63を介して下爪４の後端部と回動可能に連結される。

下爪４は第２支持ピン52を介してアーム２の先端部と回動可能に連結される。また下爪４には、第３連結ピン63よりも先端側に第４連結ピン64が配設され、その第４連結ピン64には第２リンク72の一端が回動可能に連結される。第２リンク72の他端には第２連結ピン62が配設されており、第２リンク72と第１リンク71が回動可能に連結される。さらに第２リンク72には第３リンク73の一端が回動可能に連結され、第３リンク73の他端には第３支持ピン53が配設される。つまり、第３リンク73とアーム２が第３支持ピン53を介して回動可能に連結される。

以下に、本発明の両つかみアタッチメントの上爪３と下爪４を、開いた姿勢（図１参照）から閉じた姿勢（図２参照）へ移行するときの各部材の動作について説明する。

図１に示すような開いた姿勢の上爪３と下爪４を閉じる際には、シリンダー１を油圧で延伸させて、第１支持ピン51を前方（図１中の左側）へ移動させる。その第１支持ピン51の移動に伴って、第２連結ピン62も前方へ移動するが、第３支持ピン53がアーム２に装着されているので、第３リンク73は第３支持ピン53を支点として回動する。

この第３リンク73の回動によって、第２リンク72が下方へ押し下げられ、第４連結ピン64が下方へ移動する。その結果、下爪４が第２支持ピン52を支点として回動するので、下爪４の先端が上方へ上昇する一方で、下爪４の後端が下方へ下降する。そして、下爪４の後端の下降に伴って、第３連結ピン63で連結された上爪３が回動してその先端が下降する。こうして、図２に示すような上爪３と下爪４を閉じた姿勢へ移行する。

このとき上爪３には、上記のシリンダー１の延伸によって第１連結ピン61を押し下げる作用も加わるので、上爪３と下爪４を円滑に閉じることができる。

また、上爪３と下爪４を円滑に閉じた姿勢（図２参照）から開いた姿勢（図１参照）へ移行する場合は、シリンダー１を収縮させる。

このようにして、シリンダー１によって第１支持ピン51に作用する駆動力を、上爪３と下爪４に分散させることが可能となり、その結果、両つかみアタッチメントの耐久性を向上することができる。しかも、上爪３と下爪４を閉じるまで（あるいは開くまで）に要するシリンダー１のストロークを短縮することが可能となり、短時間で上爪３と下爪４を開閉することができる。その結果、両つかみアタッチメントの操作性、ひいては建築工事や土木工事の効率向上に寄与する。

本発明の両つかみアタッチメントは、重量0.7〜20.0tonのパワーショベルに装着することが好ましい。その理由は、建築工事や土木工事において様々な物体（たとえば木材、鉄骨、コンクリート塊等）を、安定して確実に把持することができるからである。重量9.0〜20.0tonのパワーショベルに装着すれば、大寸法の重量物を、安定して確実に把持することができるので一層好ましい。

また、図１、２には上爪３と下爪４の前端部（図１中の左側）を湾曲させた例を示したが、本発明では、上爪３と下爪４の前端部の形状は特に限定しない。つまり、上爪３と下爪４の前端部は、把持する物体の寸法や重量に応じて好適な形状に設計されるが、先端部がどのような形状であっても本発明を適用することが可能である。

図１、２に示す両つかみアタッチメントをパワーショベル（本体重量12ton）に装着し、シリダー（ポンプ圧力35MPa、ピストン径110mm、ピストン表面積9498.5mm²、シリンダー推力332.4KN）を伸縮させて上爪と下爪を開閉するシミュレーションを行なった。これを発明例とする。

そして、その発明例について、上爪と下爪の最大開口（図１参照）、中間開口、最小開口（図２参照）の状態で物体を把持した時に第１支持ピン〜第３支持ピンに作用する負荷を、それぞれ試算した。その結果を表１に示す。

さらに発明例のシミュレーションにて、上爪と下爪の開閉に要するシリンダーのストロークを試算した。その結果を表２に示す。ここでストロークは、開いた姿勢（図１参照）から閉じた姿勢（図２参照）へ移行するまでのシリンダーの延伸量、および閉じた姿勢から開いた姿勢へ移行するまでの収縮量の平均値を示す。

次に、比較例として、図３に示す両つかみアタッチメントをパワーショベルに装着し、シリダーを伸縮させて上爪と下爪を開閉するシミュレーションを行なった。比較例のシミュレーションにおいて、発明例と同様に各支持ピンに作用する負荷を試算した結果を表１に、開閉に要するシリンダーのストロークを試算した結果を表２に併せて示す。

表１から明らかなように、発明例の両つかみアタッチメントは、最小開口の状態で物体を把持した場合の第１支持ピンを除いて、各々の支持ピンに作用する負荷は、いずれも比較例よりも小さかった。なお表１に示す通り、最小開口の状態で物体を把持した場合の第１支持ピンに作用する負荷は比較例と同じであるから、物体を把持した時に第１支持ピン〜第３支持ピンに作用する負荷は、全ての姿勢において比較例と同等、もしくは比較例よりも小さいことが分かった。このことは、発明例の両つかみアタッチメントが耐久性に優れていることを示している。

また表２から明らかなように、発明例の両つかみアタッチメントは、比較例よりも短いストロークで開閉することが可能であった。このことは、発明例の両つかみアタッチメントは、短時間で開閉できることを示しており、上爪と下爪の姿勢を効率良く変化させることが可能であることを意味している。

１ シリンダー
２ アーム
３ 上爪
４ 下爪
51 第１支持ピン
52 第２支持ピン
53 第３支持ピン
６ 連結ピン
61 第１連結ピン
62 第２連結ピン
63 第３連結ピン
64 第４連結ピン
７ リンク
71 第１リンク
72 第２リンク
73 第３リンク

本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、パワーショベルに装着して使用する両つかみアタッチメントであって、パワーショベルのシリンダーの先端部が第１リンクを回動可能に支持するための第１支持ピンと、第１リンクと上爪とを回動可能に連結する第１連結ピンと、上爪の後端部と下爪の後端部とを回動可能に連結する第３連結ピンと、パワーショベルのアームの先端部が下爪を回動可能に支持するための第２支持ピンと、下爪と第２リンクの一端とを回動可能に連結する第４連結ピンと、第２リンクの他端と第１リンクとを回動可能に連結する第２連結ピンと、第２連結ピンに一端を回動可能に連結される第３リンクと、アームが第３リンクの他端を回動可能に支持するための第３支持ピンと、を有する両つかみアタッチメントである。

Claims (2)

1. パワーショベルに装着して使用する両つかみアタッチメントであって、前記パワーショベルのシリンダーの先端部が第１リンクを回動可能に支持するための第１支持ピンと、前記第１リンクと上爪とを回動可能に連結する第１連結ピンと、前記上爪の後端部と下爪の後端部とを回動可能に連結する第３連結ピンと、前記パワーショベルのアームの先端部が前記下爪を回動可能に支持するための第２支持ピンと、前記下爪と第２リンクの一端とを回動可能に連結する第４連結ピンと、前記第２リンクの他端と前記第１リンクとを回動可能に連結する第２連結ピンと、該第２連結ピンの一端に回動可能に連結される第３リンクと、前記アームが前記第３リンクを回動可能に支持するための第３支持ピンと、を有することを特徴とする両つかみアタッチメント。
2. 前記パワーショベルの重量が0.7〜20.0tonであることを特徴とする請求項１に記載の両つかみアタッチメント。

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