JP2021042611A - Work arm device of construction machine - Google Patents

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Abstract

To provide a work arm device capable of releasing impact by a relatively simple configuration.SOLUTION: A work arm device 2 comprises: an arm 4; a link piece 6 whose one end portion is connected with a tip side of the arm 4; a work tool 8 connected with the arm 4 further at the tip side of the arm 4 than the one end portion of the link piece 6; a work tool cylinder 10 whose one end portion is connected with a base end side of the arm 4 and the other end portion of which is connected with the other end portion of the link piece 6; and an impact absorbing cylinder 12 whose one end portion is connected with the other end portion of the link piece 6 and the other end portion of the work tool cylinder 10 and the other end portion of which is connected with the work tool 8. When an impact load over a predetermined value is applied to the work tool 8, the impact absorbing cylinder 12 is contracted to absorb the impact.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に装着される作業腕装置に関する。 The present invention relates to a work arm device mounted on a construction machine such as a hydraulic excavator.

建設機械の代表例である油圧ショベルは、下部走行体と、下部走行体に旋回自在に支持された上部旋回体と、上部旋回体に装着された作業腕装置とを備える。作業腕装置は、基端部が上部旋回体に連結されたブームと、基端部がブームの先端部に連結されたアームと、アームの先端部に連結された作業具と、上部旋回体に対してブームを揺動させるブームシリンダと、ブームに対してアームを揺動させるアームシリンダと、アームに対して作業具を揺動させる作業具シリンダとを含む。そして、油圧ショベルにおいては、作業腕装置のブーム、アームおよび作業具を各シリンダで揺動させることにより各種作業を行うようになっている。 A hydraulic excavator, which is a typical example of a construction machine, includes a lower traveling body, an upper swinging body rotatably supported by the lower traveling body, and a working arm device attached to the upper swinging body. The working arm device includes a boom whose base end is connected to the upper swivel body, an arm whose base end is connected to the tip of the boom, a work tool connected to the tip of the arm, and an upper swivel body. On the other hand, it includes a boom cylinder that swings the boom, an arm cylinder that swings the arm with respect to the boom, and a work tool cylinder that swings the work tool with respect to the arm. Then, in the hydraulic excavator, various operations are performed by swinging the boom, arm and work tool of the work arm device with each cylinder.

作業腕装置の作業具としてバケットがアームの先端に連結された場合、油圧ショベルにおいては主として土砂の掘削作業が行われるが、バケットを地面に激しく叩きつけることが行われるときもある。このようなときには、作業腕装置に大きな衝撃荷重が作用し、ブームの溶接部分やアームの溶接部分等に亀裂が生じるおそれがある。 When the bucket is connected to the tip of the arm as a working tool of the working arm device, the excavator mainly excavates earth and sand, but sometimes the bucket is violently struck on the ground. In such a case, a large impact load acts on the working arm device, which may cause cracks in the welded portion of the boom, the welded portion of the arm, and the like.

この点に関して、下記特許文献１には、作業具に作用する衝撃を緩和することができる建設機械の作業用アタッチメントが開示されている。この作業用アタッチメントは、アームに取り付けられるアーム側ブラケットと、アーム側ブラケットに支持される作業具側ブラケットと、作業具側ブラケットに取り付けられた作業具と、アーム側ブラケットと作業具側ブラケットとの間に設けられ作業具に作用する衝撃を緩衝する弾性部材とを備える。 In this regard, Patent Document 1 below discloses a work attachment for a construction machine capable of alleviating an impact acting on a work tool. This work attachment includes an arm-side bracket attached to the arm, a work tool-side bracket supported by the arm-side bracket, a work tool attached to the work-tool-side bracket, and an arm-side bracket and a work-tool-side bracket. It is provided with an elastic member provided between them to cushion the impact acting on the work tool.

下記特許文献１に開示された作業用アタッチメントによれば、作業具が硬い地面等に衝突し、作業具に衝撃が加わると、作業具側ブラケットとアーム側ブラケットとの間で弾性部材が変形し、弾性部材の変形によって作業具が受ける衝撃を緩和すると共に、作業具からアーム側ブラケットに伝わる衝撃を緩和することができ、作業具の破損、アームの損傷等を抑えることができる。 According to the work attachment disclosed in Patent Document 1 below, when the work tool collides with a hard ground or the like and an impact is applied to the work tool, the elastic member is deformed between the work tool side bracket and the arm side bracket. , The impact received by the work tool due to the deformation of the elastic member can be alleviated, and the impact transmitted from the work tool to the arm side bracket can be alleviated, and damage to the work tool, damage to the arm, etc. can be suppressed.

特開２００２−５４１７０号公報JP-A-2002-54170

上記特許文献１に開示された作業用アタッチメントにおいては、アーム側ブラケット、作業具側ブラケットおよび弾性部材がアームと作業具との間に設けられており、構成が複雑であり部品点数が増加してしまうという問題がある。 In the work attachment disclosed in Patent Document 1, an arm side bracket, a work tool side bracket, and an elastic member are provided between the arm and the work tool, and the configuration is complicated and the number of parts increases. There is a problem that it ends up.

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、比較的簡易な構成で衝撃を緩和することができる作業腕装置を提供することである。 An object of the present invention made in view of the above facts is to provide a working arm device capable of cushioning an impact with a relatively simple configuration.

本発明は上記課題を解決するために以下の建設機械の作業腕装置を提供する。すなわち、アームと、一端部が前記アームの先端側に連結されたリンク片と、前記リンク片の一端部よりも更に前記アームの先端側において前記アームに連結された作業具と、一端部が前記アームの基端側に連結されると共に他端部が前記リンク片の他端部に連結された作業具シリンダと、一端部が前記リンク片の他端部および前記作業具シリンダの他端部に連結されると共に他端部が前記作業具に連結された衝撃吸収用シリンダとを備え、所定値を超える衝撃荷重が前記作業具に作用した場合に前記衝撃吸収用シリンダが収縮して衝撃を吸収する建設機械の作業腕装置を本発明は提供する。 The present invention provides the following work arm device for construction machinery in order to solve the above problems. That is, the arm, a link piece having one end connected to the tip end side of the arm, a work tool connected to the arm on the tip end side of the arm further than one end portion of the link piece, and one end portion thereof. A work tool cylinder connected to the base end side of the arm and the other end connected to the other end of the link piece, and one end to the other end of the link piece and the other end of the work tool cylinder. A shock absorbing cylinder that is connected and the other end is connected to the working tool is provided, and when an impact load exceeding a predetermined value acts on the working tool, the shock absorbing cylinder contracts to absorb the shock. The present invention provides a working arm device for a construction machine.

好ましくは、前記衝撃吸収用シリンダのロッド側端部は前記リンク片の他端部および前記作業具シリンダの他端部に連結され、前記衝撃吸収用シリンダのヘッド側端部は前記作業具に連結されている。前記衝撃吸収用シリンダのヘッド側油室にはリリーフ弁が接続されているのが好適である。前記作業具シリンダの一方の油室と前記衝撃吸収用シリンダのヘッド側油室とを接続する油路が設けられ、前記油路には、前記一方の油室から前記ヘッド側油室への流れを許容し、かつ前記ヘッド側油室から前記一方の油室への流れを阻止するチェック弁が配置されているのが好都合である。前記衝撃吸収用シリンダのヘッド側油室にはアキュムレータが接続されており、前記ヘッド側油室内の圧力が所定値を超えると前記ヘッド側油室から前記アキュムレータに油が流れるのが好ましい。前記ヘッド側油室内の圧力が所定値以下になると前記アキュムレータから前記ヘッド側油室に油が供給されるのが好適である。前記アームに付設された加速度センサと、前記衝撃吸収用シリンダのヘッド側油室とタンクとを接続する油路に設けられた電磁弁と、を備え、前記加速度センサによって計測された前記アームの加速度が所定値を超えると前記電磁弁が開き前記ヘッド側油室から前記タンクに油が排出されるのが好都合である。 Preferably, the rod-side end of the shock-absorbing cylinder is connected to the other end of the link piece and the other end of the work tool cylinder, and the head-side end of the shock-absorbing cylinder is connected to the work tool. Has been done. It is preferable that a relief valve is connected to the oil chamber on the head side of the shock absorbing cylinder. An oil passage connecting one oil chamber of the work tool cylinder and the head side oil chamber of the shock absorbing cylinder is provided, and the flow from the one oil chamber to the head side oil chamber is provided in the oil passage. It is convenient that a check valve is arranged to allow the oil to flow from the head-side oil chamber to the one oil chamber. An accumulator is connected to the head-side oil chamber of the shock absorbing cylinder, and it is preferable that oil flows from the head-side oil chamber to the accumulator when the pressure in the head-side oil chamber exceeds a predetermined value. When the pressure in the head-side oil chamber becomes equal to or lower than a predetermined value, it is preferable that oil is supplied from the accumulator to the head-side oil chamber. An acceleration sensor attached to the arm and a solenoid valve provided in an oil passage connecting the head-side oil chamber of the shock absorbing cylinder and a tank are provided, and the acceleration of the arm measured by the acceleration sensor is provided. When exceeds a predetermined value, it is convenient that the solenoid valve opens and oil is discharged from the head-side oil chamber to the tank.

本発明の建設機械の作業腕装置においては、所定値を超える衝撃荷重が作業具に作用した場合に衝撃吸収用シリンダが収縮して衝撃を吸収するので、比較的簡易な構成で作業腕装置に作用する衝撃を緩和することができる。 In the work arm device of the construction machine of the present invention, when an impact load exceeding a predetermined value acts on the work tool, the shock absorbing cylinder contracts to absorb the impact, so that the work arm device has a relatively simple configuration. The acting impact can be mitigated.

本発明に従って構成された作業腕装置の第１の実施形態の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a first embodiment of a working arm device configured according to the present invention. 図１に示す作業腕装置の回路図。The circuit diagram of the working arm device shown in FIG. 本発明に従って構成された作業腕装置の第２の実施形態の回路図。The circuit diagram of the second embodiment of the working arm device configured according to the present invention. 本発明に従って構成された作業腕装置の第３の実施形態の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a third embodiment of a working arm device configured according to the present invention. 本発明に従って構成された作業腕装置の第４の実施形態の回路図。The circuit diagram of the 4th Embodiment of the working arm device configured according to this invention.

まず、本発明に従って構成された建設機械の作業腕装置の第１の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 First, the first embodiment of the working arm device of a construction machine configured according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１に示すとおり、油圧ショベルやバックホウローダ等の建設機械に装着される作業腕装置２は、アーム４と、リンク片６と、作業具８と、作業具シリンダ１０と、衝撃吸収用シリンダ１２とを備える。 As shown in FIG. 1, the working arm device 2 mounted on a construction machine such as a hydraulic excavator or a backhoe loader includes an arm 4, a link piece 6, a working tool 8, a working tool cylinder 10, and a shock absorbing cylinder 12. And.

鋼板等から箱型状に形成されているアーム４の基端部は、ブーム（図示していない。）等の部材に揺動自在にアーム基端ピン（図示していない。）によって連結される。また、アーム４の基端部には、アーム基端ピンを中心としてアーム連結部に対してアーム４を揺動させるアームシリンダの先端部が連結される。図１に示すとおり、アーム４の基端部には、アーム基端ピンが挿入される連結ボス１４と、アームシリンダの先端部が連結されるアームシリンダブラケット１６と、作業具シリンダ１０の一端部が連結される作業具シリンダブラケット１８とが設けられている。 The base end portion of the arm 4 formed in a box shape from a steel plate or the like is swingably connected to a member such as a boom (not shown) by an arm base end pin (not shown). .. Further, the tip end portion of the arm cylinder that swings the arm 4 with respect to the arm connecting portion is connected to the base end portion of the arm 4 with the arm base end pin as the center. As shown in FIG. 1, at the base end portion of the arm 4, a connecting boss 14 into which the arm base end end pin is inserted, an arm cylinder bracket 16 to which the tip end portion of the arm cylinder is connected, and one end portion of the work tool cylinder 10 are provided. Is provided with a work tool cylinder bracket 18 to which the work tool cylinder bracket 18 is connected.

リンク片６は、アーム４の幅方向両側に左右一対配置されている。一対のリンク片６の一端部は、アーム４の先端側に揺動自在にリンク連結ピン２０によって連結されている。図１に示すとおり、作業具８は、リンク片６の一端部よりも更にアーム４の先端側において、第１の作業具連結ピン２２によってアーム４に揺動自在に連結されている。図示の実施形態の作業具８はバケットであるが、グラップルやブレーカ、カッター等であってもよい。 A pair of left and right link pieces 6 are arranged on both sides of the arm 4 in the width direction. One end of the pair of link pieces 6 is swingably connected to the tip end side of the arm 4 by a link connecting pin 20. As shown in FIG. 1, the work tool 8 is swingably connected to the arm 4 by the first work tool connecting pin 22 on the tip end side of the arm 4 more than one end of the link piece 6. Although the working tool 8 of the illustrated embodiment is a bucket, it may be a grapple, a breaker, a cutter, or the like.

作業具シリンダ１０の一端部は、アーム４の基端側の作業具シリンダブラケット１８に第１の作業具シリンダ連結ピン２４によって揺動自在に連結されている。作業具シリンダ１０の他端部は、リンク片６の他端部に第２の作業具シリンダ連結ピン２６によって揺動自在に連結されている。 One end of the work tool cylinder 10 is swingably connected to the work tool cylinder bracket 18 on the base end side of the arm 4 by a first work tool cylinder connecting pin 24. The other end of the work tool cylinder 10 is swingably connected to the other end of the link piece 6 by a second work tool cylinder connecting pin 26.

図１に示すとおり、図示の実施形態の衝撃吸収用シリンダ１２は左右一対設けられている。衝撃吸収用シリンダ１２の一端部（図示の実施形態ではロッド側端部）は、リンク片６の他端部および作業具シリンダ１０の他端部に第２の作業具シリンダ連結ピン２６によって揺動自在に連結されている。衝撃吸収用シリンダ１２の他端部（図示の実施形態ではヘッド側端部）は、第２の作業具連結ピン２８によって揺動自在に作業具８に連結されている。衝撃吸収用シリンダ１２は、ピストン１２ａ（図２参照。）によりヘッド側油室１２ｂとロッド側油室１２ｃとに仕切られている。ピストン１２ａはヘッド側のストロークエンドには位置づけられておらず、衝撃吸収用シリンダ１２の長さは収縮可能な初期長さに設定されている。なお、衝撃吸収用シリンダ１２は１個でもよい。 As shown in FIG. 1, a pair of left and right shock absorbing cylinders 12 according to the illustrated embodiment are provided. One end of the shock absorbing cylinder 12 (the end on the rod side in the illustrated embodiment) swings at the other end of the link piece 6 and the other end of the work tool cylinder 10 by the second work tool cylinder connecting pin 26. It is freely connected. The other end of the shock absorbing cylinder 12 (the end on the head side in the illustrated embodiment) is swingably connected to the work tool 8 by the second work tool connecting pin 28. The shock absorbing cylinder 12 is divided into a head side oil chamber 12b and a rod side oil chamber 12c by a piston 12a (see FIG. 2). The piston 12a is not positioned at the stroke end on the head side, and the length of the shock absorbing cylinder 12 is set to a contractable initial length. The number of shock absorbing cylinders 12 may be one.

図２を参照して説明すると、衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂとタンク３０とを接続する油路３２が設けられ、油路３２にはリリーフ弁３４が配置されている。また、作業具シリンダ１０の一方の油室と衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂとを接続する油路３６が設けられ、油路３６にはチェック弁３８が配置されている。このチェック弁３８は、作業具シリンダ１０の一方の油室から衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂへの流れを許容し、かつヘッド側油室１２ｂから作業具シリンダ１０の一方の油室への流れを阻止するようになっている。なお、油路３６としては、たとえば、作業具シリンダ１０のロッドの内部と、第２の作業具シリンダ連結ピン２６の内部と、衝撃吸収用シリンダ１２のロッドの内部とを通る流路であって、作業具シリンダ１０のヘッド側油室から衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂとを接続する流路を用いることができる。 Explaining with reference to FIG. 2, an oil passage 32 for connecting the head side oil chamber 12b of the shock absorbing cylinder 12 and the tank 30 is provided, and a relief valve 34 is arranged in the oil passage 32. Further, an oil passage 36 for connecting one oil chamber of the work tool cylinder 10 and an oil chamber 12b on the head side of the shock absorbing cylinder 12 is provided, and a check valve 38 is arranged in the oil passage 36. The check valve 38 allows the flow from one oil chamber of the work tool cylinder 10 to the head side oil chamber 12b of the shock absorbing cylinder 12, and also allows the flow from the head side oil chamber 12b to one oil chamber of the work tool cylinder 10. It is designed to block the flow to. The oil passage 36 is, for example, a flow path that passes through the inside of the rod of the work tool cylinder 10, the inside of the second work tool cylinder connecting pin 26, and the inside of the rod of the shock absorbing cylinder 12. A flow path connecting the head-side oil chamber of the work tool cylinder 10 to the head-side oil chamber 12b of the shock absorbing cylinder 12 can be used.

作業腕装置２においては、作業具シリンダ１０が伸縮することにより、リンク片６および衝撃吸収用シリンダ１２を介し、第１の作業具連結ピン２２を中心としてアーム４に対して作業具８が揺動するようになっている。そして、作業腕装置２においては、掘削作業等の際に所定値を超える衝撃荷重が作業具８に作用して、衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂ内の圧力が所定値を超えると、リリーフ弁３４が開き、衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂ内の油がタンク３０に排出される。これによって、衝撃吸収用シリンダ１２が収縮して作業腕装置２に作用する衝撃が緩和される。 In the working arm device 2, as the working tool cylinder 10 expands and contracts, the working tool 8 swings with respect to the arm 4 about the first working tool connecting pin 22 via the link piece 6 and the shock absorbing cylinder 12. It is designed to work. Then, in the work arm device 2, when an impact load exceeding a predetermined value acts on the work tool 8 during excavation work or the like, and the pressure in the head side oil chamber 12b of the impact absorbing cylinder 12 exceeds the predetermined value. , The relief valve 34 opens, and the oil in the head side oil chamber 12b of the shock absorbing cylinder 12 is discharged to the tank 30. As a result, the shock absorbing cylinder 12 contracts and the shock acting on the working arm device 2 is alleviated.

作業具８が衝撃を受けた後、衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂ内の圧力が所定値以下になると、リリーフ弁３４が閉じる。この状態において作業具シリンダ１０が伸長または縮小すると、作業具シリンダ１０の一方の油室からタンク３０に戻る油の一部が油路３６およびチェック弁３８を通って衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂに供給される。これによって、衝撃吸収用シリンダ１２の長さが初期長さに戻る。なお、掘削作業等の際に作業具８に作用する衝撃荷重が所定位置以下である場合には衝撃吸収用シリンダ１２は収縮せず、作業具シリンダ１０の運動が衝撃吸収用シリンダ１２およびリンク片６を介して作業具８に伝達される。 After the work tool 8 receives an impact, the relief valve 34 closes when the pressure in the oil chamber 12b on the head side of the impact absorbing cylinder 12 becomes equal to or less than a predetermined value. When the work tool cylinder 10 expands or contracts in this state, a part of the oil returning from one oil chamber of the work tool cylinder 10 to the tank 30 passes through the oil passage 36 and the check valve 38 on the head side of the shock absorbing cylinder 12. It is supplied to the oil chamber 12b. As a result, the length of the shock absorbing cylinder 12 returns to the initial length. When the impact load acting on the work tool 8 during excavation work or the like is equal to or less than a predetermined position, the shock absorbing cylinder 12 does not contract, and the movement of the work tool cylinder 10 causes the shock absorbing cylinder 12 and the link piece. It is transmitted to the work tool 8 via 6.

次に、本発明に従って構成された作業腕装置の第２の実施形態について図３を参照しつつ説明する。なお、第２の実施形態における第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the working arm device configured according to the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment in the second embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図３に示す作業腕装置４０においては、衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂとポンプ４２とを接続する油路４４が設けられ、油路４４には電磁弁４６およびチェック弁４８が配置されている。電磁弁４６は、コントローラ５０に電気的に接続されており、コントローラ５０により通電されていない場合には閉じ、コントローラ５０により通電された場合には開くようになっている。コントローラ５０は、キャブ（図示していない。）に配置された操作具５２に電気的に接続されており、操作具５２から出力された信号に基づいて電磁弁４６に通電するようになっている。図３に示すとおり、チェック弁４８は、ポンプ４２から衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂへの流れを許容し、かつヘッド側油室１２ｂからポンプ４２への流れを阻止するようになっている。 In the working arm device 40 shown in FIG. 3, an oil passage 44 for connecting the head side oil chamber 12b of the shock absorbing cylinder 12 and the pump 42 is provided, and an electromagnetic valve 46 and a check valve 48 are arranged in the oil passage 44. Has been done. The solenoid valve 46 is electrically connected to the controller 50 and is closed when not energized by the controller 50 and opened when energized by the controller 50. The controller 50 is electrically connected to an operating tool 52 arranged in a cab (not shown), and energizes the solenoid valve 46 based on a signal output from the operating tool 52. .. As shown in FIG. 3, the check valve 48 allows the flow from the pump 42 to the head side oil chamber 12b of the shock absorbing cylinder 12 and blocks the flow from the head side oil chamber 12b to the pump 42. ing.

第２の実施形態の作業腕装置４０においても、掘削作業等の際に所定値を超える衝撃荷重が作業具８に作用して、衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂ内の圧力が所定値を超えると、リリーフ弁３４が開きヘッド側油室１２ｂ内の油がタンク３０に排出される。これによって、衝撃吸収用シリンダ１２が収縮して作業腕装置４０に作用する衝撃が緩和される。 Also in the work arm device 40 of the second embodiment, an impact load exceeding a predetermined value acts on the work tool 8 during excavation work or the like, and the pressure in the head side oil chamber 12b of the impact absorption cylinder 12 is predetermined. When the value is exceeded, the relief valve 34 opens and the oil in the oil chamber 12b on the head side is discharged to the tank 30. As a result, the shock absorbing cylinder 12 contracts and the shock acting on the working arm device 40 is alleviated.

作業具８が衝撃を受けた後、ヘッド側油室１２ｂ内の圧力が所定値以下になりリリーフ弁３４が閉じた状態において、操作具５２に操作が加えられて操作具５２からコントローラ５０に信号が出力されると、電磁弁４６が開く。そうすると、ポンプ４２からヘッド側油室１２ｂに油が供給される。これによって、衝撃吸収用シリンダ１２の長さが初期長さに戻る。 After the work tool 8 is impacted, when the pressure in the oil chamber 12b on the head side becomes equal to or less than a predetermined value and the relief valve 34 is closed, an operation is applied to the operation tool 52 and a signal is sent from the operation tool 52 to the controller 50. Is output, the solenoid valve 46 opens. Then, oil is supplied from the pump 42 to the oil chamber 12b on the head side. As a result, the length of the shock absorbing cylinder 12 returns to the initial length.

次に、本発明に従って構成された作業腕装置の第３の実施形態について図４を参照しつつ説明する。なお、第３の実施形態における第１・第２の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 Next, a third embodiment of the working arm device configured according to the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those of the first and second embodiments in the third embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図４に示す作業腕装置５４においては、衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂに油路５６を介してアキュムレータ５８が接続されている。衝撃吸収用シリンダ１２とアキュムレータ５８との間の油路５６には、電磁切換弁６０および圧力計６２が配置されている。電磁切換弁６０および圧力計６２はコントローラ６４に電気的に接続されている。電磁切換弁６０においては、コントローラ６４により通電されていない場合には第１の連通位置６０ａとなり、コントローラ６４により通電された場合には第２の連通位置６０ｂに切り換わるようになっている。 In the working arm device 54 shown in FIG. 4, the accumulator 58 is connected to the head side oil chamber 12b of the shock absorbing cylinder 12 via the oil passage 56. An electromagnetic switching valve 60 and a pressure gauge 62 are arranged in an oil passage 56 between the shock absorbing cylinder 12 and the accumulator 58. The electromagnetic switching valve 60 and the pressure gauge 62 are electrically connected to the controller 64. In the electromagnetic switching valve 60, when the controller 64 does not energize, the first communication position 60a is set, and when the controller 64 energizes the electromagnetic switching valve 60, the electromagnetic switching valve 60 switches to the second communication position 60b.

図４に示すとおり、第１の連通位置６０ａでは、アキュムレータ５８から衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂへの流れを許容し、かつヘッド側油室１２ｂからアキュムレータ５８への流れを阻止するようになっている。第２の連通位置６０ｂでは、衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂからアキュムレータ５８への流れを許容し、かつアキュムレータ５８からヘッド側油室１２ｂへの流れを阻止するようになっている。 As shown in FIG. 4, at the first communication position 60a, the flow from the accumulator 58 to the head side oil chamber 12b of the shock absorbing cylinder 12 is allowed, and the flow from the head side oil chamber 12b to the accumulator 58 is blocked. It has become like. At the second communication position 60b, the flow from the head side oil chamber 12b of the shock absorbing cylinder 12 to the accumulator 58 is allowed, and the flow from the accumulator 58 to the head side oil chamber 12b is blocked.

圧力計６２によって計測されたヘッド側油室１２ｂ内の圧力はコントローラ６４に送られる。コントローラ６４は、ヘッド側油室１２ｂ内の圧力が所定値以下である場合には電磁切換弁６０に通電せず、ヘッド側油室１２ｂ内の圧力が所定値を超えると、電磁切換弁６０に通電し、電磁弁６０の連通位置を第１の連通位置６０ａから第２の連通位置６０ｂに切り換える。 The pressure in the head side oil chamber 12b measured by the pressure gauge 62 is sent to the controller 64. The controller 64 does not energize the solenoid switching valve 60 when the pressure in the oil chamber 12b on the head side is equal to or less than a predetermined value, and turns on the solenoid switching valve 60 when the pressure in the oil chamber 12b on the head side exceeds a predetermined value. The current is applied, and the communication position of the solenoid valve 60 is switched from the first communication position 60a to the second communication position 60b.

第３の実施形態の作業腕装置５４においては、掘削作業等の際に所定値を超える衝撃荷重が作業具８に作用して、圧力計６２によって計測されたヘッド側油室１２ｂ内の圧力が所定値を超えると、コントローラ６４により電磁切換弁６０に通電され、電磁弁６０の連通位置が第１の連通位置６０ａから第２の連通位置６０ｂに切り換わる。そうすると、衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂからアキュムレータ５８に油が流れ、アキュムレータ５８に圧力が蓄えられる。これによって、衝撃吸収用シリンダ１２が収縮して作業腕装置５４に作用する衝撃が緩和される。 In the work arm device 54 of the third embodiment, an impact load exceeding a predetermined value acts on the work tool 8 during excavation work or the like, and the pressure in the head side oil chamber 12b measured by the pressure gauge 62 is increased. When the value exceeds a predetermined value, the solenoid switching valve 60 is energized by the controller 64, and the communication position of the solenoid valve 60 is switched from the first communication position 60a to the second communication position 60b. Then, oil flows from the oil chamber 12b on the head side of the shock absorbing cylinder 12 to the accumulator 58, and pressure is stored in the accumulator 58. As a result, the shock that the shock absorbing cylinder 12 contracts and acts on the working arm device 54 is alleviated.

作業具８が衝撃を受けた後、圧力計６２によって計測されたヘッド側油室１２ｂ内の圧力が所定値以下になると、コントローラ６４による電磁切換弁６０への通電が停止し、第２の連通位置６０ｂから第２の連通位置６０ａに切り換わる。そうすると、圧力が蓄えられたアキュムレータ５８からヘッド側油室１２ｂに油が供給される。これによって、衝撃吸収用シリンダ１２の長さが初期長さに戻る。 After the work tool 8 is impacted, when the pressure in the oil chamber 12b on the head side measured by the pressure gauge 62 becomes equal to or less than a predetermined value, the energization of the electromagnetic switching valve 60 by the controller 64 is stopped, and the second communication is performed. The position 60b is switched to the second communication position 60a. Then, oil is supplied from the accumulator 58 in which the pressure is stored to the oil chamber 12b on the head side. As a result, the length of the shock absorbing cylinder 12 returns to the initial length.

次に、本発明に従って構成された作業腕装置の第４の実施形態について図５を参照しつつ説明する。なお、第４の実施形態における第１ないし第３の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。 Next, a fourth embodiment of the working arm device configured according to the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those of the first to third embodiments in the fourth embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図５に示す作業腕装置６６は、アーム４の先端に付設された加速度センサ６８と、衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂとタンク３０とを接続する油路７０に設けられた電磁弁７２と、を備える。加速度センサ６８および電磁弁７２はコントローラ７４に電気的に接続されている。加速度センサ６８によって計測されたアーム４の加速度はコントローラ７４に送られるようになっている。電磁弁７２は、コントローラ７４により通電されていない場合には閉じ、コントローラ７４により通電された場合には開くようになっている。 The working arm device 66 shown in FIG. 5 is a solenoid valve provided in an oil passage 70 that connects an acceleration sensor 68 attached to the tip of the arm 4 and a head-side oil chamber 12b of a shock absorbing cylinder 12 and a tank 30. 72 and. The accelerometer 68 and the solenoid valve 72 are electrically connected to the controller 74. The acceleration of the arm 4 measured by the acceleration sensor 68 is sent to the controller 74. The solenoid valve 72 is closed when it is not energized by the controller 74, and opens when it is energized by the controller 74.

第４の実施形態の作業腕装置６６においては、掘削作業等の際に所定値を超える衝撃荷重が作業具８に作用して、加速度センサ６８によって計測されたアーム４の加速度が所定値を超えると、コントローラ７４により電磁弁７２が通電される。そうすると、電磁弁７２が開き、ヘッド側油室１２ｂ内の油がタンク３０に排出される。これによって、衝撃吸収用シリンダ１２が収縮して作業腕装置６６に作用する衝撃が緩和される。 In the work arm device 66 of the fourth embodiment, an impact load exceeding a predetermined value acts on the work tool 8 during excavation work or the like, and the acceleration of the arm 4 measured by the acceleration sensor 68 exceeds the predetermined value. Then, the solenoid valve 72 is energized by the controller 74. Then, the solenoid valve 72 is opened, and the oil in the oil chamber 12b on the head side is discharged to the tank 30. As a result, the shock absorbing cylinder 12 contracts and the shock acting on the working arm device 66 is alleviated.

なお、図示していないが、第４の実施形態において衝撃吸収用シリンダ１２の長さが初期長さに戻るようにするために、第１の実施形態と同様に、作業具シリンダ１０の一方の油室からタンク３０に戻る油の一部が油路３６およびチェック弁３８を通って衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂに供給されるようになっていてもよい。あるいは、第２の実施形態のように電磁弁４６が開き、ポンプ４２からヘッド側油室１２ｂに油が供給されるようになっていてもよい。 Although not shown, in order to make the length of the shock absorbing cylinder 12 return to the initial length in the fourth embodiment, as in the first embodiment, one of the work tool cylinders 10 is used. A part of the oil returning from the oil chamber to the tank 30 may be supplied to the head side oil chamber 12b of the shock absorbing cylinder 12 through the oil passage 36 and the check valve 38. Alternatively, as in the second embodiment, the solenoid valve 46 may be opened to supply oil from the pump 42 to the head side oil chamber 12b.

以上のとおりであり、第１ないし第４の実施形態の作業腕装置２、４０、５４、６６のいずれにおいても、所定値を超える衝撃荷重が作業具８に作用した場合に衝撃吸収用シリンダ１２が収縮して衝撃を吸収するので、比較的簡易な構成で作業腕装置２、４０、５４、６６に作用する衝撃を緩和することができる。 As described above, in any of the working arm devices 2, 40, 54, and 66 of the first to fourth embodiments, the shock absorbing cylinder 12 when an impact load exceeding a predetermined value acts on the working tool 8. Shrinks to absorb the impact, so that the impact acting on the working arm devices 2, 40, 54, 66 can be alleviated with a relatively simple configuration.

なお、第１・第２の実施形態の作業腕装置２、４０においては、一対の衝撃吸収用シリンダ１２に１個のリリーフ弁３４が接続されていてもよく、あるいは一対の衝撃吸収用シリンダ１２のそれぞれにリリーフ弁３４が接続されていてもよい。すなわち、一対の衝撃吸収用シリンダ１２の収縮動作は同時になされるようになっていてもよく、あるいは一対の衝撃吸収用シリンダ１２の収縮動作が別々になされるようになっていてもよい。この点に関しては、第３の実施形態の作業腕装置５４におけるアキュムレータ５８および第４の実施形態の作業腕装置６６における電磁弁７２についても同様である。 In the working arm devices 2 and 40 of the first and second embodiments, one relief valve 34 may be connected to the pair of shock absorbing cylinders 12, or the pair of shock absorbing cylinders 12 A relief valve 34 may be connected to each of the above. That is, the pair of shock absorbing cylinders 12 may be contracted at the same time, or the pair of shock absorbing cylinders 12 may be contracted separately. The same applies to the accumulator 58 in the working arm device 54 of the third embodiment and the solenoid valve 72 in the working arm device 66 of the fourth embodiment.

一対の衝撃吸収用シリンダ１２の収縮動作が別々になされた場合には、一方の衝撃吸収用シリンダ１２の長さと他方の衝撃吸収用シリンダ１２の長さに差が生じ、収縮前の衝撃吸収用シリンダ１２の軸方向に対して収縮後の衝撃吸収用シリンダ１２の軸方向が傾斜することになる。したがって、少なくとも一方の衝撃吸収用シリンダ１２が傾斜した際における部材間の干渉（たとえば衝撃吸収用シリンダ１２同士の干渉）を回避するため、衝撃吸収用シリンダ１２の軸方向端部には面取り加工が施されているのが好ましい。 When the contraction operation of the pair of shock absorbing cylinders 12 is performed separately, there is a difference between the length of one shock absorbing cylinder 12 and the length of the other shock absorbing cylinder 12, which is used for shock absorption before shrinkage. The axial direction of the shock absorbing cylinder 12 after contraction is inclined with respect to the axial direction of the cylinder 12. Therefore, in order to avoid interference between members when at least one of the shock absorbing cylinders 12 is tilted (for example, interference between the shock absorbing cylinders 12), the axial end portion of the shock absorbing cylinder 12 is chamfered. It is preferably applied.

本発明の作業腕装置においては、衝撃吸収用シリンダ１２に加えて、第２の作業具シリンダ連結ピン２６と第２の作業具連結ピン２８との間にコイルばね等を有する衝撃吸収用ダンパが設けられていてもよい。また、衝撃吸収用シリンダ１２のヘッド側油室１２ｂの内部に軸方向に延びるコイルばねが設けられていてもよい。 In the working arm device of the present invention, in addition to the shock absorbing cylinder 12, a shock absorbing damper having a coil spring or the like between the second working tool cylinder connecting pin 26 and the second working tool connecting pin 28 is provided. It may be provided. Further, a coil spring extending in the axial direction may be provided inside the oil chamber 12b on the head side of the shock absorbing cylinder 12.

また、衝撃吸収用シリンダ１２に供給される油は、作業具シリンダ１０等の建設機械のアクチュエータに供給される作動油と同一でもよく、異なるものであってもよい。 Further, the oil supplied to the shock absorbing cylinder 12 may be the same as or different from the hydraulic oil supplied to the actuator of the construction machine such as the work tool cylinder 10.

２：作業腕装置
４：アーム
６：リンク片
８：作業具
１０：作業具シリンダ
１２：衝撃吸収用シリンダ
１２ａ：ピストン
１２ｂ：ヘッド側油室
１２ｃ：ロッド側油室
３４：リリーフ弁
３６：油路（作業具シリンダ−衝撃吸収用シリンダ）
３８：チェック弁
４０：作業腕装置（第２の実施形態）
５４：作業腕装置（第３の実施形態）
５８：アキュムレータ
６６：作業腕装置（第４の実施形態）
６８：加速度センサ
７０：油路
７２：電磁弁 2: Working arm device 4: Arm 6: Link piece 8: Working tool 10: Working tool cylinder 12: Shock absorbing cylinder 12a: Piston 12b: Head side oil chamber 12c: Rod side oil chamber 34: Relief valve 36: Oil passage (Work tool cylinder-shock absorption cylinder)
38: Check valve 40: Working arm device (second embodiment)
54: Working arm device (third embodiment)
58: Accumulator 66: Working arm device (fourth embodiment)
68: Accelerometer 70: Oil passage 72: Solenoid valve

Claims (7)

アームと、一端部が前記アームの先端側に連結されたリンク片と、前記リンク片の一端部よりも更に前記アームの先端側において前記アームに連結された作業具と、一端部が前記アームの基端側に連結されると共に他端部が前記リンク片の他端部に連結された作業具シリンダと、一端部が前記リンク片の他端部および前記作業具シリンダの他端部に連結されると共に他端部が前記作業具に連結された衝撃吸収用シリンダとを備え、
所定値を超える衝撃荷重が前記作業具に作用した場合に前記衝撃吸収用シリンダが収縮して衝撃を吸収する建設機械の作業腕装置。 An arm, a link piece whose one end is connected to the tip end side of the arm, a work tool connected to the arm on the tip end side of the arm further than one end of the link piece, and one end of the arm. A work tool cylinder that is connected to the base end side and the other end is connected to the other end of the link piece, and one end is connected to the other end of the link piece and the other end of the work tool cylinder. Also provided with a shock absorbing cylinder whose other end is connected to the work tool.
A work arm device of a construction machine that contracts the shock absorbing cylinder to absorb an impact when an impact load exceeding a predetermined value acts on the work tool. 前記衝撃吸収用シリンダのロッド側端部は前記リンク片の他端部および前記作業具シリンダの他端部に連結され、前記衝撃吸収用シリンダのヘッド側端部は前記作業具に連結されている、請求項１に記載の建設機械の作業腕装置。 The rod-side end of the shock absorbing cylinder is connected to the other end of the link piece and the other end of the work tool cylinder, and the head side end of the shock absorption cylinder is connected to the work tool. , The working arm device of the construction machine according to claim 1. 前記衝撃吸収用シリンダのヘッド側油室にはリリーフ弁が接続されている、請求項１または２に記載の建設機械の作業腕装置。 The work arm device for a construction machine according to claim 1 or 2, wherein a relief valve is connected to the oil chamber on the head side of the shock absorbing cylinder. 前記作業具シリンダの一方の油室と前記衝撃吸収用シリンダのヘッド側油室とを接続する油路が設けられ、前記油路には、前記一方の油室から前記ヘッド側油室への流れを許容し、かつ前記ヘッド側油室から前記一方の油室への流れを阻止するチェック弁が配置されている、請求項３に記載の建設機械の作業腕装置。 An oil passage connecting one oil chamber of the work tool cylinder and the head side oil chamber of the shock absorbing cylinder is provided, and the flow from the one oil chamber to the head side oil chamber is provided in the oil passage. The working arm device of a construction machine according to claim 3, wherein a check valve is arranged to allow the oil to flow from the head-side oil chamber to the one oil chamber. 前記衝撃吸収用シリンダのヘッド側油室にはアキュムレータが接続されており、前記ヘッド側油室内の圧力が所定値を超えると前記ヘッド側油室から前記アキュムレータに油が流れる、請求項１または２に記載の建設機械の作業腕装置。 An accumulator is connected to the head-side oil chamber of the shock absorbing cylinder, and when the pressure in the head-side oil chamber exceeds a predetermined value, oil flows from the head-side oil chamber to the accumulator. Work arm device for construction machinery as described in. 前記ヘッド側油室内の圧力が所定値以下になると前記アキュムレータから前記ヘッド側油室に油が供給される、請求項５に記載の建設機械の作業腕装置。 The work arm device of a construction machine according to claim 5, wherein oil is supplied from the accumulator to the head side oil chamber when the pressure in the head side oil chamber becomes equal to or less than a predetermined value. 前記アームに付設された加速度センサと、前記衝撃吸収用シリンダのヘッド側油室とタンクとを接続する油路に設けられた電磁弁と、を備え、
前記加速度センサによって計測された前記アームの加速度が所定値を超えると前記電磁弁が開き前記ヘッド側油室から前記タンクに油が排出される、請求項１または２に記載の建設機械の作業腕装置。 It is provided with an acceleration sensor attached to the arm and a solenoid valve provided in an oil passage connecting the oil chamber on the head side of the shock absorbing cylinder and the tank.
The working arm of a construction machine according to claim 1 or 2, wherein when the acceleration of the arm measured by the acceleration sensor exceeds a predetermined value, the solenoid valve opens and oil is discharged from the oil chamber on the head side to the tank. apparatus.
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