JP2020029749A - 作業アタッチメント - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械のアームに装着する作業アタッチメントにおいて、アタッチメント本体を小さくする。【解決手段】バケット12を駆動部用軸121、フォーク14を従動部用軸141によりアタッチメント本体15に軸着し、前記駆動部用軸121及び従動部用軸141を結ぶ仮想線Ｓと作動シリンダ11の伸縮方向とが平行になるように、作動シリンダ11のチューブ113を前記駆動部用軸121近傍のチューブ用軸114、前記作動シリンダ11のロッド111を前記従動部用軸141近傍のロッド用軸112により軸着し、前記仮想線Ｓとリンク13の延在方向とが交差するように、リンク13の一端を前記駆動部用軸近傍121の一端用軸131、前記リンク13の他端を前記従動部用軸141近傍の他端用軸132により軸着した作業アタッチメント１である。【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械に用いる作業アタッチメントのうち、一対の駆動部及び従動部があり、駆動部に連動して従動部が開閉する作業アタッチメントに関する。

建設機械の作業アタッチメントのうち、掴みアタッチメントに代表されるように、作動シリンダのロッドを伸縮させて駆動部を開閉すると、前記駆動部とリンクで繋がれたら従動部も連動して開閉する作業アタッチメントがある（例えば特許文献１）。特許文献１は、駆動部及び従動部として幅の狭い上爪体及び下爪体を開閉させる作業アタッチメント（掴み機）で、幅の狭い爪体ででも砂や小石をすくうため、前記爪体の側面から掬い片を張り出している（特許文献１・［請求項１］）。

特許文献１が開示する作業アタッチメントは、駆動部である下爪体と従動部である上爪体とがアタッチメント本体（ベースブロック）に開閉自在に軸着され、前記下爪体及び上爪体がリンクにより接続され、前記アタッチメント本体にチューブを軸支した作動シリンダ（油圧シリンダ）のロッドが下爪体に接続される。こうして、作動シリンダが下爪体を開閉させると、リンクが上爪体を動かし、下爪体に連動して前記上爪体を開閉させる。

特開平11-003421号公報

特許文献１が開示する作業アタッチメントは、作動シリンダがチューブをアタッチメント本体に軸支され、ロッドを下爪体に接続している。このため、アタッチメント本体は、上爪体及び下爪体を軸着する部分のほか、作動シリンダのチューブを軸着する部分が必要で、大きくなりやすい。また、特許文献１が開示する作業アタッチメントは、作動シリンダ及びリンクを同一線上に並べているため、アタッチメント本体が更に大きくなり、上爪体及び下爪体がアームの先端から遠い。これは、上爪体及び下爪体が開閉する際に発生するモーメントによるアームに対する負荷が大きくなることを意味する。

一対の駆動部及び従動部が連動して開閉する作業アタッチメントでも、特許文献１が開示する作業アタッチメントのように、駆動部及び従動部が比較的軽量な爪体は、開閉に際するモーメントが比較的小さくて済み、アームに対する負荷も大きな問題とならない。しかし、駆動部がフォーク、従動部がバケットである作業アタッチメントは、開閉に際するモーメントが大きくなり、アームに対する負荷も無視できなくなる。そこで、アタッチメント本体を小さくするため、作動シリンダ及びリンクの配置関係を検討した。

検討の結果開発したものが、作動シリンダのロッドを伸縮させて駆動部を開閉すると、前記駆動部とリンクで繋がれたら従動部も連動して開閉する作業アタッチメントにおいて、駆動部を駆動部用軸、従動部を従動部用軸によりアタッチメント本体に軸着し、前記駆動部用軸及び従動部用軸を結ぶ仮想線と作動シリンダの伸縮方向とが平行になるように、作動シリンダのチューブ又はロッドの一方を前記駆動部用軸の近傍のチューブ用軸又はロッド用軸の一方により駆動部に軸着し、前記作動シリンダのチューブ又はロッドの他方を前記従動部用軸の近傍のチューブ用軸又はロッド用軸の他方により従動部に軸着し、前記駆動部用軸及び従動部用軸を結ぶ仮想線とリンクの延在方向とが交差するように、リンクの一端を前記駆動部用軸近傍の一端用軸により駆動部に軸着し、前記リンクの他端を前記従動部用軸近傍の他端用軸により従動部に軸着したことを特徴とする作業アタッチメントである。

本発明の作業アタッチメントは、駆動部用軸及び従動部用軸を結ぶ仮想線と作動シリンダの伸縮方向とが平行になるように作動シリンダで駆動部及び従動部を結ぶことにより、作動シリンダをアタッチメント本体に軸着しなくて済むので、前記アタッチメント本体を小さくできる。また、リンクは、前記仮想線と交差するように駆動部及び従動部を結ぶので、作動シリンダと平行に配置され、アタッチメント本体を更に小さくする。このように、作動シリンダ及びリンクは、アタッチメント本体に軸着しないので、アタッチメント本体の外側に配置することもできる。

「駆動部用軸及び従動部用軸を結ぶ仮想線と作動シリンダの伸縮方向とが平行」とは、前記仮装線と伸縮方向とが概ね平行と評価できる位置関係にあることを意味し、作動シリンダが伸縮して伸縮方向が仮想線に対して若干斜めになる場合を含む。作業シリンダは、チューブ用軸及びロッド用軸の間隔を拡大又は縮小できればよいので、例えば駆動部にロッド又はチューブのどちらを接続しても構わない。

作業シリンダ及びリンクは、駆動部用軸及び従動部用軸を挟んで平行に２列で並べて配置してもよい。しかし、作業シリンダ及びリンクを平行に２列に並べた場合、作業シリンダからリンクに伝達される運動による負荷が左右に偏ってしまう虞があることから、リンクは、作動シリンダを挟んで左右一対設けるとよい。これにより、作業シリンダからリンクに伝達される運動による負荷が左右均等に分配される。

本発明の作業アタッチメントは、アタッチメント本体が小さくでき、駆動部及び従動部の開閉に際するモーメントを抑制し、アームに対する負荷も小さくできる。これは、重量のある駆動部及び従動部を組み合わせた多様な作業アタッチメントの提供を可能にする。また、本発明の作業アタッチメントは、作動シリンダを挟んで、リンクを左右一対設けて負荷を左右均等に分配することにより、不具合や破損を回避できる。

本発明を適用した作業アタッチメントの一例をアームに装着した建設機械を表す側面図である。 バケット及びフォークを開いた本例の作業アタッチメントの正面図である。 バケット及びフォークを開いた本例の作業アタッチメントの右側面図である。 バケット及びフォークを開いた本例の作業アタッチメントの背面図である。 バケット及びフォークを開いた本例の作業アタッチメントの平面図である。 バケット及びフォークを開いた本例の作業アタッチメントの底面図である。 バケット及びフォークを開いた本例の作業アタッチメントの作動シリンダ及びリンクの位置関係を表す右側面図相当の模式図である。 バケット及びフォークを閉じた本例の作業アタッチメントの正面図である。 バケット及びフォークを閉じた本例の作業アタッチメントの右側面図である。 バケット及びフォークを閉じた本例の作業アタッチメントの背面図である。 バケット及びフォークを閉じた本例の作業アタッチメントの平面図である。 バケット及びフォークを閉じた本例の作業アタッチメントの底面図である。 バケット及びフォークを閉じた本例の作業アタッチメントの作動シリンダ及びリンクの位置関係を表す右側面図相当の模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明の作業アタッチメント１は、図１に見られるように、建設機械２のアーム21に先端に装着される。本例の作業アタッチメントは、対となって開閉するバケット12及びフォーク14のうち、前記バケット12に電磁石122を一体に設けた電磁石付きアタッチメントである。本例の作業アタッチメント１は、バケット12の開閉に際するモーメントの影響がアームに対して大きくなりやすいことから、本発明が好適に利用される。

本例の作業アタッチメント１は、作動シリンダ11がロッド111を縮めるとバケット12及びフォーク14を開き（図２〜図７参照）、前記作動シリンダ11がロッド111を伸ばすとバケット12及びフォーク14を閉じる（図８〜図13参照）。作動シリンダ11は、バケット12の駆動部用軸121とフォーク14の従動部用軸141に掛け渡され、アタッチメント本体15に軸着されていない。本例は、便宜上、バケット12を駆動部、フォーク14を従動部と呼んでいるが、フォーク14を駆動部、バケット12を従動部と呼んでもよい。

図２〜図６により、本例の作業アタッチメント１の構成を説明する。バケット12は、左右側面から少し内側に寄った位置に一端用接続ブラケット124を、前記一端用接続ブラケット124の内側にバケット用取付ブラケット125を、そして前記バケット用取付ブラケット125の内側にチューブ用接続ブラケット123を、それぞれ左右一対で設けている（図４参照）。バケット12は、バケット用取付ブラケット125それぞれに設けた駆動部用軸121により、アタッチメント本体15の左右の側板153それぞれに軸着している。駆動部用軸121は、作動シリンダ11を挟むように左右に分かれているため、アタッチメント本体15に内蔵される作動シリンダ11に干渉しない。

フォーク14は、左右側面から少し内側に寄った位置に他端用接続ブラケット143を、前記他端用接続ブラケット143の内側にフォーク用取付ブラケット144を、そして前記にフォーク用取付ブラケット144の内側にロッド用接続ブラケット142を、それぞれ左右一対で設けている（図４参照）。フォーク14は、フォーク用取付ブラケット144それぞれに設けた従動部用軸141により、アタッチメント本体15の左右の側板153それぞれに軸着している。従動部用軸141は、作動シリンダ11を挟むように左右に分かれているため、アタッチメント本体15に内蔵される作動シリンダ11に干渉しない。

アタッチメント本体15は、左右の側板153を有する略箱形構造で、作動シリンダ11を左右中央位置に内蔵し、駆動部用軸121及び従動部用軸141を前記側板153それぞれに軸着している。アーム連結軸151は、側板153に架設されたパイプで、２本一組設けられている。このほか、本例のアタッチメント本体15は、側板153に点検用窓152を設けている。点検用窓152は、バケット12及びフォーク14を開き切った状態で、ロッド用軸112にアクセスできる（図３及び図７参照）。

作動シリンダ11は、駆動部用軸121及び従動部用軸141を結ぶ仮想線Ｓと作動シリンダ11の伸縮方向とが平行になるように、前記駆動部用軸121近傍のチューブ用接続ブラケット123に設けられたチューブ用軸114によりチューブ113をバケット12に軸着し、前記従動部用軸141近傍のロッド用接続ブラケット142に設けられたロッド用軸113によりロッド111をフォーク14に軸着している。作動シリンダ11は、ロッド用軸113をバケット12側に、チューブ用軸114をフォーク14側に設けてもよい。

チューブ用軸114は、バケット12に設けられた左右一対のチューブ用接続ブラケット123に挟まれ、作動シリンダ11のチューブ113を軸着させている（図２及び図４は、図示の便宜上、チューブ用軸114に軸着したチューブ113端を符号で指している）。本例のチューブ用軸114は、駆動部用軸121から後方（アーム連結軸151寄り）に設けられており、リンク13の一端用軸131と同軸になる位置関係にある（図３及び図７中、チューブ用軸114及び一端用軸131が同じ部位を指している）。

ロッド用軸112は、フォーク14に設けられた左右一対のロッド用接続ブラケット142に挟まれ、作動シリンダ11のロッド111を軸着させている（図２及び図４は、図示の便宜上、ロッド用軸112に軸着したチューブ113端を符号で指している）。本例のロッド用軸112は、従動部用軸141から後方（アーム連結軸151寄り）に設けられている（図３及び図７参照。図３中ロッド用軸112が点検用窓152から覗く）。

リンク13は、一方向に延在する板状部材で、駆動部用軸121及び従動部用軸141を結ぶ仮想線Ｓと延在方向とが交差するように、前記駆動部用軸121近傍の一端用接続ブラケット124に設けられた一端用軸131により一端（図３及び図７中上端）をバケット12に軸着し、前記従動部用軸141近傍の他端用接続ブラケット143に設けられた他端用軸132により他端（図３及び図７中下端）をフォーク14に軸着している。一端用軸131及び他端用軸132は、作動シリンダ11を挟んで左右一対設けられているので、リンク13は作動シリンダ11を挟んで左右一対設けられる。

一端用軸131は、バケット12に設けられた左右一対の一端用接続ブラケット124それぞれに設けられ、左右それぞれのリンク13の一端を軸着させている。本例の一端用軸131は、駆動部用軸121から後方（アーム連結軸151寄り）に設けられており、作動シリンダ11のチューブ用軸114と同軸になる位置関係にある（図３及び図７中、チューブ用軸114及び一端用軸131が同じ部位を指している）。他端用軸132は、フォーク14に設けられた左右一対の他端用接続ブラケット143それぞれ設けられ、リンク13の他端を軸着させている。本例の他端用軸132は、従動部用軸141から前方（フォーク14先端寄り）に設けられている（図３及び図７参照）。

本例の作業アタッチメント１は、図７に見られるように、作動シリンダ11のロッド111が縮んで駆動部用軸121及び従動部用軸141の間隔を狭め、バケット12及びフォーク14を同時に開く。このとき、バケット12は、駆動部用軸121後方に位置する一端用軸131をフォーク14に接近させる（図７中下方へ移動）。これにより、リンク13は、従動部用軸141の前方に位置する他端用軸132を押す。こうして、本例の作業アタッチメント１は、従動部用軸141後方のロッド用軸112がロッド111を縮めた作動シリンダ11に引っ張られ、前記従動部用軸141前方の他端用軸132がリンク13に押されることにより、フォーク14が円滑に開くようになり、バケット12も円滑に開くことができる。

本例の作業アタッチメント１は、図８〜図13に見られるように、作動シリンダ11のロッド111が伸びて駆動部用軸121及び従動部用軸141の間隔を広げ、バケット12及びフォーク14を同時に閉じる。このとき、バケット12は、駆動部用軸121後方に位置する一端用軸131をフォーク14から離反させる（図13中上方へ移動）。これにより、リンク13は、従動部用軸141の前方に位置する他端用軸132を引っ張る。こうして、本例の作業アタッチメント１は、従動部用軸141後方のロッド用軸112がロッド111を伸ばした作動シリンダ11に押され、前記従動部用軸141前方の他端用軸132がリンク13に引っ張られることにより、フォーク14が円滑に閉じるようになり、バケット12も円滑に閉じることができる。

ここで、バケット12及びフォーク14を開いた作業アタッチメント１（図７参照）と、バケット12及びフォーク14を閉じた作業アタッチメント１（図13参照）とを比較すると、作業シリンダ11及びリンク13の姿勢が大きく変化していないことがわかる。これは、バケット12及びフォーク14の開閉に際し、作業シリンダ11及びリンク13の姿勢変化が小さく、前記作業シリンダ11及びリンク13の姿勢変化を許容する空間をアタッチメント本体15に要求しないことを意味する。これにより、本発明の作業アタッチメント１は、アタッチメント本体15が小さく、特にアーム連結軸151と駆動部用軸121及び従動部用軸141までの距離が小さくなって、バケット12及びフォーク14の開閉に際するアーム21への影響を低減する効果を得ている。

１ 作業アタッチメント
11 作動シリンダ
111 ロッド
112 ロッド用軸
113 チューブ
114 チューブ用軸
12 バケット
121 駆動部用軸
122 電磁石
123 チューブ用接続ブラケット
124 一端用接続ブラケット
125 バケット用取付ブラケット
13 リンク
131 一端用軸
132 他端用軸
14 フォーク
141 従動部用軸
142 ロッド用接続ブラケット
143 他端用接続ブラケット
144 フォーク用取付ブラケット
15 アタッチメント本体
151 アーム連結軸
152 点検用窓
153 側板
２ 建設機械
21 アーム
Ｓ 仮想線

Claims (2)

1. 作動シリンダのロッドを伸縮させて駆動部を開閉すると、前記駆動部とリンクで繋がれたら従動部も連動して開閉する作業アタッチメントにおいて、
   駆動部を駆動部用軸、従動部を従動部用軸によりアタッチメント本体に軸着し、
   前記駆動部用軸及び従動部用軸を結ぶ仮想線と作動シリンダの伸縮方向とが平行になるように、作動シリンダのチューブ又はロッドの一方を前記駆動部用軸の近傍のチューブ用軸又はロッド用軸の一方により駆動部に軸着し、前記作動シリンダのチューブ又はロッドの他方を前記従動部用軸の近傍のチューブ用軸又はロッド用軸の他方により従動部に軸着し、
   前記駆動部用軸及び従動部用軸を結ぶ仮想線とリンクの延在方向とが交差するように、リンクの一端を前記駆動部用軸近傍の一端用軸により駆動部に軸着し、前記リンクの他端を前記従動部用軸近傍の他端用軸により従動部に軸着したことを特徴とする作業アタッチメント。
2. リンクは、作動シリンダを挟んで左右一対設けた請求項１記載の作業アタッチメント。
   
   

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