JP4111333B2 - 吊下式アタッチメント着脱装置とハンドリング機 - Google Patents

Description

本発明は、船舶や車両への積載物の積み込み、積み降し、あるいは廃棄物等の積み込み、積み降しを行うためのハンドリング機に取付けられるリフティングマグネット、グラップル、クラムシェルバケット等の荷役用作業具を着脱する装置およびその着脱装置を備えたハンドリング機に関する。

この種のハンドリング機は、走行体上に旋回装置を介して旋回体を取付け、旋回体に多関節構造の作業用アームを取付け、作業用アームの先端にリフティングマグネット、グラップル（把持用の複数の爪を有する作業具）、クラムシェルバケット等の荷役用アタッチメントを取付けて構成される（例えば特許文献１、２参照）。

このようなハンドリング機においては、地面や船舶あるいは車両上に置いてある廃棄物や土砂等を保持するかあるいは積載、設置するため、荷役用アタッチメントは作業用アームから垂直に吊下げられる。このため、荷役用アタッチメントは、作業用アームの先端に左右方向に向けて設けられる横ピンによりブラケットを取付け、そのブラケットに前後方向に向けて設けた縦ピンにより荷役用アタッチメントの上部を連結して取付けられる。

特開平７−１５８１０３号公報 実開平５−８１１７９号公報

前記従来のハンドリング機は、一般的にはそれぞれ個々のものが専用機としてユーザーに購入されるかあるいは用いられている。しかしながら、このように用途の異なる例えばリフティングマグネット、グラップル、クラムシェルバケットをそれぞれ作業用アームに取付けて専用機として構成すれば、経済的負担が大きくなる。このためベースマシンを共用し、荷役用アタッチメントだけを交換して、個々の用途に対応できるようにすれば、ベースマシンの台数を減らすことができ、経済化が達成できる。

しかしながら、従来の荷役用アタッチメントの前記取付け構造によると、荷役用アタッチメントを交換する際に、新たに取付ける荷役用アタッチメントは、作業用アームに荷役用アタッチメントの頂部のブラケットをピンにより連結して取付けることになる。この場合、左右のブラケットは、縦ピンによって荷役用アタッチメントに左右に揺動自在に取付けられているので、１人または２人の作業員がブラケットが倒れないように保持しておき、オペレータが走行体、旋回装置および作業用アームを操作することにより、ブラケットのピン孔と作業用アームのピン孔の位置合わせをしてピンの取付け作業を行う必要がある。

このように、従来のハンドリング機においては、荷役用アタッチメントの取付けの際に、作業員がブラケットの姿勢を保持しておく必要があるため、荷役用アタッチメントの取付けに２人以上の人員が必要となる上、作業用アームが作業員に近接する作業となるため、作業の安全性の面で問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、荷役用アタッチメントの取付けを、アタッチメントのブラケットを保持しておくことなく容易に行え、もって省力化、作業の安全性の向上が達成できる吊下式アタッチメント着脱装置とその装置を備えたハンドリング機を提供することを目的とする。

（１）本発明の吊下式アタッチメント着脱装置は、ハンドリング機の作業用アームに荷役用アタッチメントを取付ける吊下式アタッチメント着脱装置であって、
作業用アームにピンにより垂下されるブラケットと、
前記ブラケットの下面に設けられ、荷役用アタッチメントの上部に設けられた第１、第２の結合用ピンにそれぞれ係合させる第１、第２の凹部と、
前記第１、第２の凹部の近傍にそれぞれ設けられ、前記各結合用ピン上に載せるピン受け部と、
前記ブラケットに変位可能に取付けられ、前記第２の凹部との間で前記第２の結合用ピンを把持する把持爪と、
前記ブラケットに取付けられ、前記把持爪を駆動する油圧シリンダとを備え、
前記荷役用アタッチメントの前記第１、第２の結合用ピン上に前記各ピン受け部を載せ、前記油圧シリンダにより前記把持爪を駆動して前記把持爪と第２の凹部との間で前記第２の結合用ピンを把持することにより、前記ブラケットを前記荷役用アタッチメントに対して相対的に移動させて前記第１のピンに前記第１の凹部を係合させる構成を有することを特徴とする。

（２）また、本発明の吊下式アタッチメント着脱装置は、前記（１）において、
前記ブラケットに、前記第１、第２の結合用ピンを前記第1、第２の凹部に係合させた状態で前記把持爪を前記ブラケットにロックするロック機構を有することを特徴とする。

（３）また、本発明の吊下式アタッチメント着脱装置は、前記（１）または（２）において、
前記ブラケットに、荷役用アタッチメントへの電源を供給する電気ケーブル用コネクタおよび圧油を供給する油圧配管用継手を設けたことを特徴とする。

（４）本発明のハンドリング機は、前記（１）から（３）までのいずれかに記載の吊下式アタッチメント着脱装置を有することを特徴とする。

このように、本発明は、作業用アームから垂下するブラケットの下面に、荷役用アタッチメントの上部に設けた第１、第２の結合用ピンにそれぞれ係合させる第１、第２の凹部と、各凹部の近傍に設けられ、第１、第２の結合用ピン上にそれぞれ載せるピン受け部と、第２の凹部との間で第２の結合用ピンを把持する把持爪と、把持爪を駆動する油圧シリンダとを備えたので、地面等の水平面においた荷役用アタッチメントの第１、２の結合用ピンに対して、前記ブラケットの第１、２の凹部を載せ、油圧シリンダを作動させて第２の結合用ピンを把持爪により移動させて第２の凹部と第２の結合用ピンとの間で把持すると、これに伴い、ブラケットも荷役用アタッチメントに対して相対的に移動して第１の結合用ピンが第１の凹部に係合されるので、従来のように作業員が荷役用アタッチメント側のブラケットを保持する必要なく、結合が行える。このため、荷役用アタッチメントの取付けが容易に行え、もって省力化、作業の安全性の向上が達成できる。

図１は本発明による吊下式アタッチメント着脱装置を有するハンドリング機の一実施の形態を示す側面図である。このハンドリング機は、走行体１上に旋回装置２を介して旋回体３を設置し、旋回体３上に運転室４やパワーユニット５を搭載すると共に、作業用アーム６を取付けて構成される。本例の作業用アーム６は、油圧ショベルに用いられる一般的なくの字形のブーム６ａと、その先端に回動自在に取付けられるアーム６ｂと、ブーム６ａを起伏させるブームシリンダ６ｃと、アーム６ｂを回動させるアームシリンダ６ｄとからなる例を示すが、さらに関節数を多くしたり、アームを伸縮式にしたり、任意本数のブーム（アーム）を継ぎ足す構造にしてもよい。

７は前記作業用アーム６の先端にピン８により吊下げて取付けられた吊下式アタッチメント着脱装置、９は該着脱装置７に着脱自在に結合される荷役用アタッチメントであり、図５に示すように、本例ではこのアタッチメント９が、上部に第１、第２の結合用ピン１０、１１を有するリフティングマグネットである場合を示している。

前記吊下式アタッチメント着脱装置７は、図２に示すように、前記ピン８により作業用アーム６から垂下したブラケット１２に前記第１、２の結合用ピン１０、１１に対する後述の結合手段を設けて構成される。本実施の形態においては、ブラケット１２を、前後方向に揺動自在に連結して垂下される第１のブラケット１３と、該第１のブラケット１３にピン１４により左右方向に揺動自在に連結して垂下される第２のブラケット１５とからなる例について示す。このブラケット１２としては、単に前後方向に揺動自在に取付けてピン１４を省略した構造や、ピン８として球面部を有するユニバーサル構造のものを用いて前後左右に揺動自在にブラケット１３を垂下し、ピン１４を無くした構造も採用できる。第２のブラケット１５の下部体１６は、下面開口のボックス構造を有する。

前記下部体１６の下面には、荷役用アタッチメント９の上部に設けられた第１、第２の結合用ピン１０、１１にそれぞれ係合させる第１、第２の凹部１７、１８と、前記第１、第２の凹部１７、１８の近傍にそれぞれ連続して設けられ、前記結合用ピン１０、１１上に載せるピン受け部１９、２０とを有する。図７に示すように、ピン受け部１９、２０は、作業用アーム６から垂下した状態において同じ高さとなるようにすることが好ましい。また、第１の凹部１７はほぼ横向きに形成され、第２の凹部１８はほぼ下向きに形成される。また、これらの凹部１７、１８は、下部体１６に溶接された半円筒体によって構成することにより、第１、第２の結合用ピン１０、１１との接触面積を拡大して強度を上げ、かつ摩耗しにくい構造として長期使用に耐えるようにしている。

２１は把持爪であり、該把持爪２１は、前記下部体１６内にピン２２を中心として油圧シリンダ２３により回動可能に取付けられる。図２に示すように、前記把持爪２１は、第２の凹部１８との間で第２の結合用ピン１１を把持するものである。該把持爪２１は、図６に示すように、前記ピン２２を通すピン孔２１aと、前記油圧シリンダ２３を連結するピン２４を通すピン孔２１ｂと、後述のロックピン２５（図２、図４参照）を通すピン孔２１ｃと、第２の結合用ピン１１の把持部２１ｄとを有する。本実施の形態においては、前記ピン孔２１ａを、２本の平行板２１ｙ、２１ｙに貫通して溶接した円筒体２１ｅにより構成し、前記把持部２１ｄを、平行板２１ｙ、２１ｙに溶接した半円筒体によって構成することにより、把持爪２１の強度を上げ、かつ第２の結合用ピン１１との当接面積を拡げて摩耗しにくく、長期使用に耐える構造としている。前記ピン孔２１ｂ、２１ｃも円筒体２１ｆ、２１ｇにより構成している。

前記油圧シリンダ２３は、図２〜図４に示すように、一端を前記下部体１６にピン２６により結合し、他端を前記ピン２４により把持爪２１に結合して取付けられる。

作業用アーム６には、荷役用アタッチメント９がリフティングマグネットである場合に電源を供給するための電気ケーブルと、荷役用アタッチメント９が油圧式クラムシェルやグラップルである場合の圧油を供給するための油圧配管（いずれも図示せず）が添設され、図２に示すように、前記ブラケット１２には、前記電気ケーブルおよび油圧配管にそれぞれ接続される電気ケーブル２７および油圧ホース２９と、荷役用アタッチメント９側の電気ケーブルに接続されるコネクタ３０と、油圧ホースに接続される継手３１が設けられている。

この着脱装置７に前記荷役用アタッチメント９を取付ける場合には、油圧シリンダ２３を縮めて把持爪２１を図８に２点鎖線で示すように退避させた状態にし、かつ荷役用アタッチメント９を水平の地面に置いておき、作業機の旋回装置２による旋回体３の旋回および作業用アーム６の作動により、着脱装置７の位置を調整し、荷役用アタッチメント９の前記第１、第２の結合用ピン１０、１１上に前記ピン受け部１９、２０を載せる。

次に前記油圧シリンダ２３を図８の矢印３２のように伸長させて前記把持爪２１を矢印３３のようにピン２２を中心に回動させて前記把持爪２１を第２の結合用ピン１１に当接させ、さらに第２の結合用ピン１１を下部体１６に対して相対的に矢印３４に示すように移動させる（実際には下部体１６がピン８を中心に回動して矢印３４の反対方向に移動する。）ことにより、同時に第１の結合用ピン１０も矢印３５に示すように下部体１６に対して相対的に移動させる。これにより、図２に示すように、第２の結合用ピン１１を第２の凹部１８と把持爪２１との間で把持し、同時に第１の結合用ピン１０を第１の凹部１７に係合させ、荷役用アタッチメント９がブラケット１２に結合される。

このようにして荷役用アタッチメント９をブラケット１２に結合した状態において、図２、図４に示すように、ロックピン２５を下部体１６に設けたピン孔１６aと把持爪２１のピン孔２１ｃに挿着することにより、把持爪２１をロックする。

上記した本実施の形態の着脱装置を用いれば、作業用アーム６から垂下されたブラケット１２のピン受け部１９、２０を荷役用アタッチメント９の２本のピン１０、１１上に載せ、油圧シリンダ２３を作動させることにより、着脱装置７に荷役用アタッチメント９を結合することができるので、作業員がブラケットの姿勢を保持する必要なく、荷役用アタッチメント９の結合が行える。このため、荷役用アタッチメント９の取付けが容易に行え、もって省力化、作業の安全性の向上が達成できる。

また、本実施の形態においては、図２に示すように、前記ブラケット１２に、前記第１、第２の結合用ピン１０、１１を前記第1、第２の凹部１７、１８に係合させた状態で前記把持爪２１をブラケット１２の下部体１６にロックするロック機構を設けたので、何らかの原因によって油圧シリンダ２３の油圧喪失などが生じた場合にも、荷役用アタッチメント９が下部体１６から外れて落下するおそれがない。

また、前記ブラケット１２に、荷役用アタッチメント９への電源を供給する電気ケーブル用コネクタ３０および圧油を供給する油圧ホース用継手３１を設けたので、電気ケーブルや油圧ホースのさばきが整然と行なわれる。

本発明を実施する場合、図２において、第１の凹部１７の向きを図面上左側が開口された構造にし、第２の凹部１８の左側にピン受け部２０が形成された構造にし、油圧シリンダ２３を収縮させることにより、把持爪２１と第２の凹部１８とで第２の結合用ピン１１を把持する構造にしてもよい。また、図２の左右を反転させた構造、あるいは図２を上述のように改変した構造を反転させた構造にしてもよい。また、前記把持爪２１は回動により変位させるのではなく、スライドにより変位させる構成にしてもよい。

また、図９に示すように、荷役用アタッチメントの第1、２の結合用ピン１０、１１を挿通するボス４０の内面に好適な幅の筒状またはリング状のスペーサ４１をボルト４２またはボルト、ナットによって固定することにより、サイズの異なる種々の荷役用アタッチメント９に対応することが可能となる。

本発明によるハンドリング機の一実施の形態を示す側面図である。 本発明による吊下式アタッチメント着脱装置の一実施の形態を荷役用アタッチメントを取付けた状態で示す一部断面側面図である。 図２のＥ矢視図であり、ロックピンを図示を省略している。 本実施の形態におけるロックピンによるロック状態を示す断面図である。 本実施の形態で結合される荷役用アタッチメントを示す側面図である。 （Ａ）は本実施の形態における把持爪の側面図、（Ｂ）はそのＦ矢視図である。 本実施の形態のブラケットの下部体の下部構造を示す断面図である。 本実施の形態の荷役用アタッチメントの結合工程を示す説明図である。 本発明における荷役用アタッチメントの結合部の他の例を示す図３相当図である。

符号の説明

１：走行体、２：旋回装置、３：旋回体、４：運転室、５：パワーユニット、６：作業用アーム、７：吊下式アタッチメント着脱装置、８：ピン、９：荷役用アタッチメント、１０：第１の結合用ピン、１１：第２の結合用ピン、１２：ブラケット、１３：第１のブラケット、１４：ピン、１５：第２のブラケット、１６：下部体、１７：第１の凹部、１８：第２の凹部、１９、２０：ピン受け部、２１：把持爪、２２：ピン、２３：油圧シリンダ、２４：ピン、２５：ロックピン、２６：ピン、２７：電気ケーブル、２９：油圧ホース、３０：コネクタ、３１：継手、４１：スペーサ

Claims (4)

1. ハンドリング機の作業用アームに荷役用アタッチメントを取付ける吊下式アタッチメント着脱装置であって、
   作業用アームにピンにより垂下されるブラケットと、
   前記ブラケットの下面に設けられ、荷役用アタッチメントの上部に設けられた第１、第２の結合用ピンにそれぞれ係合させる第１、第２の凹部と、
   前記第１、第２の凹部の近傍にそれぞれ設けられ、前記各結合用ピン上に載せるピン受け部と、
   前記ブラケットに変位可能に取付けられ、前記第２の凹部との間で前記第２の結合用ピンを把持する把持爪と、
   前記ブラケットに取付けられ、前記把持爪を駆動する油圧シリンダとを備え、
   前記荷役用アタッチメントの前記第１、第２の結合用ピン上に前記各ピン受け部を載せ、前記油圧シリンダにより前記把持爪を駆動して前記把持爪と第２の凹部との間で前記第２の結合用ピンを把持することにより、前記ブラケットを前記荷役用アタッチメントに対して相対的に移動させて前記第１のピンに前記第１の凹部を係合させる構成を有することを特徴とする吊下式アタッチメント着脱装置。
2. 請求項１に記載の吊下式アタッチメント着脱装置において、
   前記ブラケットに、前記第１、第２の結合用ピンを前記第1、第２の凹部に係合させた状態で前記把持爪を前記ブラケットにロックするロック機構を有することを特徴とする吊下式アタッチメント着脱装置。
3. 請求項１または２に記載の吊下式アタッチメント着脱装置において、
   前記ブラケットに、荷役用アタッチメントへの電源を供給する電気ケーブル用コネクタおよび圧油を供給する油圧配管用継手を設けたことを特徴とする吊下式アタッチメント着脱装置。
4. 請求項１から３までのいずれかに記載の吊下式アタッチメント着脱装置を有することを特徴とするハンドリング機。

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