JP4256359B2 - 建設機械の作業装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械の作業装置に関し、特に長さ方向に伸縮可能な伸縮アームを備えた建設機械の作業装置に関する。

一般に、土木工事に好適に用いられる油圧ショベルは、自走可能な車体と、該車体に設けられた作業装置とにより大略構成され、この作業装置を用いて土砂等の掘削作業を行なうものである。

ここで、油圧ショベルの作業装置には、作業内容に応じて異なる複数の種類があり、例えば、地中に上，下方向に延びる縦坑を掘削するための作業装置は、車体に設けられたブームの先端に取付けられ長さ方向に伸縮する伸縮アーム（テレスコピックアーム）と、該伸縮アームの先端側に設けられたクラムシェルバケットと、クラムシェルバケットを駆動する油圧シリンダに圧油を給排する油圧ホースを巻取るホースリールとにより大略構成されている（例えば、特許文献１、２参照）。

実開平７−２５０５４号公報 特開平１１−６１８７４号公報

この場合、伸縮アームは、ブームの先端に回動可能に取付けられた外側アームと、この外側アーム内に長さ方向に伸縮可能に設けられた１段または複数段の内側アームとからなり、各内側アームのうち最も内側に設けられた内側アームの先端側にはクラムシェルバケットが取付けられている。

そして、上述の如き縦坑掘削用の作業装置は、伸縮アームの外側アームから各内側アームを繰出すことにより、伸縮アームを上，下方向に伸長させて地中にクラムシェルバケットを挿入し、このクラムシェルバケットを油圧シリンダを用いて開，閉させることにより、縦坑を掘削していくものである。

この場合、クラムシェルバケットの油圧シリンダに圧油を給排するための油圧ホースは、伸縮アームに回転可能に設けられたホースリールによって巻取られ、あるいはホースリールから巻出されることにより、縦坑を掘削するクラムシェルバケットの上，下方向の移動に追従する構成となっている。

しかし、上述した従来技術による縦坑掘削用の作業装置は、油圧ホースを巻取るためのホースリールが、伸縮アームを構成する外側アームの上端部に上方に突出して設けられているため、ホースリールを含めた伸縮アームの全長が大きくなっている。

このため、例えば市街地においてマンホール等の縦坑を掘削する作業を行うときに、外側アームの上端部に設けられたホースリールが、作業現場の周囲に存在する電線、立木等に干渉してしまう虞れがある。また、例えば逆打ち工法を用いて建築物の地下工事と地上工事とを同時に行なう場合には、縦坑掘削用の作業装置を用いて地下部分の掘削作業を行なうときに、地上に組立てられた建築物の骨組みにホースリールが干渉してしまう虞れがある。

また、ホースリールが外側アームの上端部に設けられているので、このホースリールとクラムシェルバケット用の油圧シリンダとの間の距離が大きくなる。このため、ホースリールと油圧シリンダとの間で油圧ホースが弛み易くなり、この油圧ホースが伸縮アーム等に擦れることにより早期に摩耗してしまうという問題がある。

さらに、ホースリールから巻出された油圧ホースは、通常、中空な伸縮アームの内部を通ってクラムシェルバケット用の油圧シリンダへと延びる構成となっている。このため、伸縮アームの外側から油圧ホースを目視によって点検することができず、かつ油圧ホースに対する保守作業の作業性も悪いという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、ホースリールを取付けた場合でも伸縮アームの全長を抑えることができるようにした建設機械の作業装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため本発明は、建設機械のブームに取付けられ外側アーム内に１段または複数段の内側アームが長さ方向に伸縮可能に設けられた伸縮アームと、該伸縮アームの内側アームに設けられ油圧アクチュエータによって駆動される作業具と、伸縮アームに回転可能に設けられ作業具の油圧アクチュエータに圧油を給排する油圧ホースが巻回されるホースリールとを備えてなる建設機械の作業装置に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、ホースリールは伸縮アームを構成する外側アームの長さ方向の途中部位に設け、前記ホースリールは、前記油圧ホースが巻回されるホースドラムと、該ホースドラムを前記油圧ホースを巻取る方向に常時付勢する付勢手段とにより構成し、前記ホースドラムは、前記外側アームを挟んで左側位置と右側位置とにそれぞれ１個ずつ設けたことにある。

請求項２の発明は、ホースリールは、伸縮アームを構成する外側アームとブームとの取付位置よりも作業具側に寄った位置に設ける構成としたことにある。

請求項３の発明は、油圧ホースは、ホースリールと油圧アクチュエータとの間を伸縮アームの外側を通って延びる構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、伸縮アームを構成する外側アームの長さ方向の途中部位にホースリールを設けたので、このホースリールが外側アームの長さ方向に突出することがなくなり、伸縮アームの全長を小さくすることができる。これにより、例えば伸縮アームを上，下方向に直立させて縦坑の掘削作業等を行なう場合でも、ホースリールが作業現場の周囲に存在する電線、立木等と干渉するのを確実に防止することができ、地上高さに制限がある作業現場での作業性を高めることができる。
また、ホースリールを構成するホースドラムは、付勢手段によって油圧ホースを巻取る方向に常時付勢されているので、油圧ホースは弛みを生じることなく、伸縮アームの伸縮動作に追従しつつ油圧アクチュエータに適正に圧油を給排することができる。また、ホースドラムは、外側アームを挟んで左側位置と右側位置とにそれぞれ１個ずつ設けたので、各ホースドラムを含んで構成されたホースリールの左，右方向の幅寸法を、作業具の幅寸法よりも小さく抑えることができ、例えば作業具を用いて縦坑を掘削するときに、ホースリールが縦坑の壁面等に干渉するのを防止することができる。

請求項２の発明によれば、外側アームのうちブームとの取付位置よりも作業具側に寄った位置にホースリールを設けたので、ホースリールと作業具用の油圧アクチュエータとの間の距離を小さくすることができる。このため、ホースリールから油圧アクチュエータに至る油圧ホースの長さを短くできるので、油圧ホースが弛んで伸縮アーム等に擦れるのを抑え、該油圧ホースの寿命を延ばすことができる。また、伸縮アームを上，下方向に直立させた状態で、ホースリールの取付け位置を低くすることができるので、ホースリールに対する点検、保守作業を行なうときの作業性を高めることができる。

請求項３の発明によれば、油圧ホースは、伸縮アームの外側を通ってホースリールから油圧アクチュエータへと延びるので、伸縮アームの外側から油圧ホースを容易に目視することができ、かつ油圧ホースの保守作業を伸縮アームの外側から行なうことができ、その作業性を高めることができる。

以下、本発明に係る建設機械の作業装置の実施の形態について油圧ショベルを例に挙げ、図１ないし図１５を参照しつつ詳細に説明する。

まず、図１ないし図１２は本発明の実施の形態を示し、図中、１は縦坑等の掘削作業に用いられる油圧ショベルを示している。ここで、油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とにより車体が構成されている。

そして、上部旋回体３は、支持構造体をなす旋回フレーム４と、該旋回フレーム４の前部左側に設けられ運転室を画成するキャブ５と、旋回フレーム４の後部側に設けられたカウンタウエイト６と、該カウンタウエイト６の前側に設けられ、旋回フレーム４に搭載されたエンジン等の機器類（図示せず）を覆う建屋カバー７とにより大略構成されている。

８は旋回フレーム４の前部側に設けられたブームで、該ブーム８は全体として略く字状に形成されている。ここで、ブーム８の基端側は旋回フレーム４に俯仰動可能に取付けられ、ブーム８の先端部８Ａには後述の作業装置１１が回動可能に取付けられる構成となっている。

１１はブーム８の先端部８Ａに取付けられた作業装置で、該作業装置１１は、後述の伸縮アーム１２、クラムシェルバケット２１、ホースリール２７等により構成され、上，下方向に延びる縦坑等を掘削するために好適に用いられるものである。

１２は後述のブラケット１８を介してブーム８の先端部８Ａに回動可能に取付けられた伸縮アームで、該伸縮アーム１２は、後述の外側アーム１３、第１の内側アーム１４、第２の内側アーム１５、第１シリンダ１６、第２シリンダ１７等により構成されている。そして、伸縮アーム１２は、第１，第２の内側アーム１４，１５が外側アーム１３の長さ方向に伸縮することにより、その長さ寸法が変化するものである。

１３は伸縮アーム１２の外殻をなす外側アームで、該外側アーム１３は、前面板１３Ａ、後面板１３Ｂ、左側面板１３Ｃ、右側面板１３Ｄによって囲まれた四角形の断面形状を有する中空な角筒体として形成されている。ここで、外側アーム１３の先端部（下端部）は、後述する第１の内側アーム１４が挿通される開口部となっている。

１４は外側アーム１３内に設けられた第１の内側アームで、該第１の内側アーム１４は、外側アーム１３よりも一回り小さな四角形の断面形状を有する中空な角筒体として形成されている。ここで、第１の内側アーム１４の先端部（下端部）は、後述する第２の内側アーム１５が挿通される開口部となっている。そして、第１の内側アーム１４は、外側アーム１３の内側にスライドパッド等（図示せず）を介して長さ方向に移動可能に設けられ、後述の第１シリンダ１６により外側アーム１３に沿って移動（スライド）する構成となっている。

１５は第１の内側アーム１４内に設けられた第２の内側アームで、該第２の内側アーム１５は、第１の内側アーム１４よりも一回り小さな四角形の断面形状を有する中空な角筒体として形成されている。そして、第２の内側アーム１５は、第１の内側アーム１４の内側にスライドパッド等（図示せず）を介して長さ方向に移動可能に設けられ、後述の第２シリンダ１７により第１の内側アーム１４に沿って移動（スライド）する構成となっている。また、第２の内側アーム１５の先端部（下端部）には、後述のクラムシェルバケット２１が取付けられる構成となっている。

１６は外側アーム１３に対して第１の内側アーム１４を伸縮させる第１シリンダで、図３及び図４に示すように、第１シリンダ１６は、第２の内側アーム１５内を長さ方向に延びるチューブ１６Ａと、該チューブ１６Ａ内に摺動可能に設けられたピストン（図示せず）と、一端側が該ピストンに取付けられ他端側がチューブ１６Ａから突出したロッド１６Ｂとにより大略構成されている。そして、チューブ１６Ａは軸１６Ｃを用いて第１の内側アーム１４の上端側に取付けられ、ロッド１６Ｂは軸１６Ｄを用いて外側アーム１３の上端側に取付けられている。

１７は第１の内側アーム１４に対して第２の内側アーム１５を伸縮させる第２シリンダで、該第２シリンダ１７は、第２の内側アーム１５内を長さ方向に延びるチューブ１７Ａと、該チューブ１７Ａ内に摺動可能に設けられたピストン（図示せず）と、一端側が該ピストンに取付けられ他端側がチューブ１７Ａから突出したロッド１７Ｂとにより大略構成されている。そして、チューブ１７Ａは第１シリンダ１６のチューブ１６Ａに固定され、ロッド１７Ｂは軸１７Ｃを用いて第２の内側アーム１５の下端側に取付けられている。

ここで、第１シリンダ１６のロッド側油室と第２シリンダ１７のロッド側油室とは油通路（図示せず）を介して連通し、第１シリンダ１６のボトム側油室と第２シリンダ１７のボトム側油室とは油通路（図示せず）を介して連通する構成となっている。

従って、第１シリンダ１６のロッド側油室に圧油を供給すると、第１シリンダ１６のロッド１６Ｂがチューブ１６Ａ内に縮小すると同時に第２シリンダ１７のロッド１７Ｂがチューブ１７Ａ内に縮小する。これにより、図３に示すように、外側アーム１３内に第１の内側アーム１４が収容されると共に第１の内側アーム１４内に第２の内側アーム１５が収容され、伸縮アーム１２全体を縮小させることができる。

一方、第１シリンダ１６のボトム側油室に圧油を供給すると、第１シリンダ１６のロッド１６Ｂがチューブ１６Ａから伸長すると同時に第２シリンダ１７のロッド１７Ｂがチューブ１７Ａから伸長する。これにより、図４に示すように、外側アーム１３内から第１の内側アーム１４が繰出されると共に第１の内側アーム１４内から第２の内側アーム１５が繰出され、伸縮アーム１２全体を伸長させることができる。

１８は伸縮アーム１２の外側アーム１３に設けられたブラケットで、該ブラケット１８は、外側アーム１３の後面板１３Ｂのうち長さ方向中間部に固着されている。そして、ブラケット１８は、ピン１９を用いてブーム８の先端部８Ａに回動可能にピン結合され、このピン１９の位置が、外側アーム１３とブーム８との取付位置となっている。また、ブラケット１８とブーム８との間にはアームシリンダ２０が設けられ、該アームシリンダ２０を伸縮させることにより、伸縮アーム１２がピン１９を中心としてブーム８の先端側で回動する構成となっている。

２１は第２の内側アーム１５の先端側に設けられた作業具としてのクラムシェルバケットで、該クラムシェルバケット２１は、第２の内側アーム１５の先端側から下方に垂下している。そして、クラムシェルバケット２１は、図５及び図６に示すように、後述の油圧シリンダ２２、各クラムシェル２３、各リンク２４等により構成されている。

２２は油圧アクチュエータとしての油圧シリンダで、該油圧シリンダ２２は、チューブ２２Ａと、該チューブ２２Ａ内に摺動可能に設けられたピストン２２Ｂと、軸方向の中間部がピストン２２Ｂに固着され軸方向の両端側がチューブ２２Ａの外部に突出したロッド２２Ｃとにより構成され、該ロッド２２Ｃに沿ってチューブ２２Ａが上，下に移動する構成となっている。そして、ロッド２２Ｃの上端部は第２の内側アーム１５の先端部に取付けられ、ロッド２２Ｃの下端部には、後述の各クラムシェル２３を取付けるための下側ブラケット２２Ｄが設けられている。また、チューブ２２Ａの外周側には、後述する各リンク２４の上端部を取付けるための一対の上側ブラケット２２Ｅが取付けられている。

２３，２３は油圧シリンダ２２を構成するロッド２２Ｃの下端側に取付けられた一対のクラムシェルで、これら一対のクラムシェル２３は、ロッド２２Ｃの下端部に設けられた下側ブラケット２２Ｄに、それぞれピン２３Ａを用いて回動可能にピン結合されている。

２４，２４は油圧シリンダ２２のチューブ２２Ａと各クラムシェル２３との間に設けられた一対のリンクで、これら各リンク２４の上端部は、チューブ２２Ａに取付けた上側ブラケット２２Ｅに回動可能にピン結合され、各リンク２４の下端部は、各クラムシェル２３に回動可能にピン結合されている。

そして、クラムシェルバケット２１は、油圧シリンダ２２のチューブ２２Ａをロッド２２Ｃに沿って上方に移動させることにより、各クラムシェル２３をピン２３Ａを中心として図５に示す開位置へと移動させ、チューブ２２Ａをロッド２２Ｃに沿って下方に移動させることにより、各クラムシェル２３をピン２３Ａを中心として図６に示す閉位置へと移動させるものである。

２５，２６はクラムシェルバケット２１の油圧シリンダ２２に圧油を給排する２本の油圧ホースで、図２等に示すように、油圧ホース２５は後述のホースドラム３２に巻回され、その先端側は油圧シリンダ２２のロッド２２Ｃに接続されている。一方、油圧ホース２６は後述のホースドラム３５に巻回され、その先端側は油圧シリンダ２２のロッド２２Ｃに接続されている。

ここで、油圧ホース２５は、図２及び図５等に示すように、ホースドラム３２に巻回されたドラム側ホース２５Ａと、油圧シリンダ２２のロッド２２Ｃに接続されたシリンダ側ホース２５Ｂと、これらドラム側ホース２５Ａとシリンダ側ホース２５Ｂとの間を接続する接続ブロック２５Ｃとにより構成されている。そして、接続ブロック２５Ｃは、第２の内側アーム１５の先端部に設けられたブラケット１５Ａに固定されている。一方、油圧ホース２６は、図２に示すように、ホースドラム３５に巻回されたドラム側ホース２６Ａと、油圧シリンダ２２のロッド２２Ｃに接続されたシリンダ側ホース２６Ｂと、これらドラム側ホース２６Ａとシリンダ側ホース２６Ｂとの間を接続する接続ブロック２６Ｃとにより構成されている。そして、接続ブロック２６Ｃは、第２の内側アーム１５のブラケット１５Ａに固定されている。

２７は外側アーム１３の長さ方向の途中部位に回転可能に設けられたホースリールで、該ホースリール２７は、図１に示すように、外側アーム１３のうちブーム８との取付位置であるピン１９の位置よりもクラムシェルバケット２１側に寄った位置に設けられている。ここで、ホースリール２７は、伸縮アーム１２の伸縮動作に応じてクラムシェルバケット２１が上，下方向に移動するときに油圧ホース２５，２６を巻取るもので、図７ないし図９に示すように、後述の回転軸２８、各ホースドラム３２，３５、渦巻きばね装置３８等により構成されている。

そして、ホースリール２７を、伸縮アーム１２を構成する外側アーム１３の長さ方向の途中部位に設けることにより、ホースリール２７が外側アーム１３の長さ方向に突出することがなく、従来技術に比較して伸縮アーム１２の全長を短縮することができる構成となっている。

２８は外側アーム１３に回転可能に設けられた回転軸で、該回転軸２８は、外側アーム１３の後面板１３Ｂ上に左，右の軸受２９，３０を用いて回転可能に取付けられ、左，右方向に延びている。ここで、回転軸２８のうち左側の軸受２９の近傍部位には円板状の鍔部２８Ａが一体に設けられ、該鍔部２８Ａよりも左側に延在した部位は、後述するストッパ３９を取付けるためのストッパ取付部２８Ｂとなっている。また、右側の軸受３０の近傍に位置する回転軸２８の右端面には、鍔部２８Ａと等しい外径寸法及び厚さ寸法を有する円板状の鍔部材３１がボルト等を用いて固着されている。

３２は回転軸２８の鍔部２８Ａに取付けられた左側のホースドラムで、この左側のホースドラム３２は、外側アーム１３を挟んで左側位置に設けられ、後述のホースドラム３５と左，右で対向している。ここで、左側のホースドラム３２は、鍔部２８Ａを左，右方向から挟んでボルト等を用いて固着された円板状の一対のフランジ板３２Ａ，３２Ａと、該各フランジ板３２Ａ間に挟込まれた円筒体３２Ｂとにより構成されている。そして、ホースドラム３２は、油圧ホース２５のドラム側ホース２５Ａを各フランジ板３２Ａ間で整列させた状態で円筒体３２Ｂに巻取るものである。また、各フランジ板３２Ａのうち一方には複数個の取付座３２Ｃが溶接等によって固着され、該各取付座３２Ｃには後述のばねケース４２が取付けられる構成となっている。

３３は回転軸２８内に形成された油路で、該油路３３は、一端側が回転軸２８の左端面に開口し、他端側が鍔部２８Ａの外周面に開口している。また、油路３３の一端側にはスイベル継手３４が接続され、油路３３の他端側には、ホースドラム３２に巻回された油圧ホース２５のドラム側ホース２５Ａの基端部が接続されている。そして、ドラム側圧ホース２５Ａの先端部は、図２及び図５に示すように、接続ブロック２５Ｃを介してシリンダ側ホース２５Ｂに接続され、該シリンダ側ホース２５Ｂの先端部は、伸縮アーム１２の外側を通ってクラムシェルバケット２１の油圧シリンダ２２に接続されている。これにより、伸縮アーム１２の外側から油圧ホース２５を容易に点検することができる構成となっている。

３５は鍔部材３１に取付けられた右側のホースドラムで、この右側のホースドラム３５は、外側アーム１３を挟んで右側位置に設けられ、左側のホースドラム３２と左，右で対向している。ここで、右側のホースドラム３５は、鍔部材３１を左，右方向から挟んでボルト等を用いて固着された円板状の一対のフランジ板３５Ａ，３５Ａと、該各フランジ板３５Ａ間に挟込まれた円筒体３５Ｂとにより構成されている。そして、ホースドラム３５は、油圧ホース２６のドラム側ホース２６Ａを各フランジ板３５Ａ間で整列させた状態で円筒体３５Ｂに巻取るものである。

３６は鍔部材３１内に形成された油路で、該油路３６は、一端側が鍔部材３１の右端面に開口し、他端側が鍔部材３１の外周面に開口している。また、油路３６の一端側にはスイベル継手３７が接続され、油路３６の他端側には、ホースドラム３５に巻回された油圧ホース２６の基端部が接続されている。そして、ホースドラム３５に巻回された油圧ホース２６のドラム側ホース２６Ａの先端部は、図２に示すように、接続ブロック２６Ｃを介してシリンダ側ホース２６Ｂに接続され、該シリンダ側ホース２６Ｂの先端部は、伸縮アーム１２の外側を通ってクラムシェルバケット２１の油圧シリンダ２２に接続されている。これにより、伸縮アーム１２の外側から油圧ホース２６を容易に点検することができる構成となっている。

ここで、図８及び図９に示すように、回転軸２８の油路３３に接続された左側のスイベル継手３４と、鍔部材３１の油路３６に接続された右側のスイベル継手３７との間隔を、ホースリール２７の左，右方向の幅寸法ａとすると、図２に示すように、このホースリール２７の左，右方向の幅寸法ａは、クラムシェルバケット２１の左，右方向の幅寸法Ａよりも小さく設定されている（Ａ＞ａ）。これにより、クラムシェルバケット２１を用いて縦坑を掘削するときに、この縦坑の壁面等にホースリール２７が干渉するのを防止することができる構成となっている。

３８は外側アーム１３とホースドラム３２との間に設けられた付勢手段としての渦巻きばね装置で、該渦巻きばね装置３８は、各ホースドラム３２，３５を油圧ホース２５，２６を巻取る方向に常時付勢するものである。そして、渦巻きばね装置３８は、図７ないし図９等に示すように、後述のストッパ３９と、ばねケース４２と、渦巻きばね４３とにより大略構成されている。

３９はホースドラム３２の近傍に位置して外側アーム１３の左側面板１３Ｃに設けられたストッパで、該ストッパ３９は、回転軸２８に設けたストッパ取付部２８Ｂの外周側に複数のローラ４０を介して相対回転可能に取付けられた円筒部３９Ａと、一端側が円筒部３９Ａに固着され他端側が外側アーム１３の左側面板１３Ｃに沿って下向きに延びた平板状のアーム部３９Ｂとにより構成され、アーム部３９Ｂの他端側は外側アーム１３の左側面板１３Ｃ上に立設された固定ピン４１に取付けられている。

この場合、ストッパ３９は、固定ピン４１により外側アーム１３に対して固定されているものの、ストッパ３９の円筒部３９Ａと回転軸２８のストッパ取付部２８Ｂとの間には複数のローラ４０が設けられているので、回転軸２８はストッパ３９に対して円滑に回転できる構成となっている。

４２は左側のホースドラム３２に設けられたばねケースで、該ばねケース４２は、図９等に示すように、ホースドラム３２と同心上に配置されストッパ３９の円筒部３９Ａを全周に亘って取囲む大径な円筒体として形成されている。そして、ばねケース４２は、その内部に後述の渦巻きばね４３を収容するものである。

ここで、ばねケース４２は、ホースドラム３２のフランジ板３２Ａと対面する円板状の取付面４２Ａを有し、該取付面４２Ａはホースドラム３２の各取付座３２Ｃにボルト等を用いて固着されている。また、ばねケース４２の中心部には、ストッパ３９の円筒部３９Ａが隙間をもって挿通されるストッパ挿通孔４２Ｂが形成されている。従って、ばねケース４２は、ホースドラム３２と一体となってストッパ３９の円筒部３９Ａの周囲を回転する構成となっている。

４３はばねケース４２内に収容された渦巻きばね（ぜんまい）で、該渦巻きばね４３の最内周側の端部４３Ａは、リベット等を用いてストッパ３９の円筒部３９Ａの外周面に固着され、渦巻きばね４３の最外周側の端部４３Ｂは、リベット等を用いてばねケース４２の内周面に固着されている。従って、渦巻きばね４３の最内周側の端部４３Ａは、ストッパ３９、固定ピン４１等を介して外側アーム１３に固定され、渦巻きばね４３の最外周側の端部４３Ｂは、ばねケース４２、ホースドラム３２等を介して回転軸２８に取付けられている。そして、渦巻きばね４３は、ホースリール２７の各ホースドラム３２，３５を、油圧ホース２５，２６を巻取る方向（図７中の矢示Ｒ方向）に常時付勢する構成となっている。

なお、渦巻きばね４３によりホースリール２７に付与される巻取り方向への力（回転力）は、伸縮アーム１２を伸長させてクラムシェルバケット２１を下降させたときに、ホースリール２７の各ホースドラム３２，３５から油圧ホース２５，２６が巻出される力よりも充分に小さく設定されている。

これにより、図１０に示すように、伸縮アーム１２を伸長させてクラムシェルバケット２１を下降させたときには、このクラムシェルバケット２１の下降動作に追従して各油圧ホース２５，２６をホースリール２７から円滑に巻出すことができる。一方、図１に示すように、伸縮アーム１２を縮小させてクラムシェルバケット２１を上昇させたときには、このクラムシェルバケット２１の上昇動作に追従して各油圧ホース２５，２６を確実にホースリール２７に巻取ることができ、これら油圧ホース２５，２６が弛みを生じて伸縮アーム１２等に擦れるのを抑えることができる構成となっている。

次に、図１１は油圧シリンダ２２を駆動するための油圧回路を示し、４４は油圧ポンプ、４５は油圧ポンプ４４共に油圧源を構成するタンクで、油圧シリンダ２２は、主管路４６，４７を介して油圧ポンプ４４，タンク４５に接続されている。ここで、油圧シリンダ２２のチューブ２２Ａ内には上，下の油室２２Ａ１，２２Ａ２が形成され、油圧シリンダ２２のロッド２２Ｃには、油室２２Ａ１に連通する油路２２Ｃ１と油室２２Ａ２に連通する油路２２Ｃ２とが形成されている。そして、ロッド２２Ｃの一方の油路２２Ｃ１には、油圧ホース２５の先端が接続され、ロッド２２Ｃの他方の油路２２Ｃ２には、油圧ホース２６の先端が接続されている。

また、図１及び図２に示すように、主管路４６は、ブーム８の先端側からホースドラム３２へと延びスイベル継手３４に接続されたホース４６Ａと、ホースドラム３２から油圧シリンダ２２に向けて延びる油圧ホース２５とを含んで構成されている。一方、主管路４７は、ブーム８の先端側からホースドラム３５へと延びスイベル継手３７に接続されたホース４７Ａと、ホースドラム３５から油圧シリンダ２２に向けて延びる油圧ホース２６とを含んで構成されている。

そして、主管路４６，４７の途中には方向制御弁４８が設けられ、該方向制御弁４８は、例えばキャブ５内に設けられた操作レバー（図示せず）の操作に応じて中立位置（イ）から切換位置（ロ）または（ハ）に切換わることにより、油圧ポンプ４４からの圧油を主管路４６，４７、油圧ホース２５，２６、ロッド２２Ｃの油路２２Ｃ１，２２Ｃ２等を通じてチューブ２２Ａの各油室２２Ａ１，２２Ａ２に給排するものである。

本実施の形態による油圧ショベル１の作業装置１１は上述の如き構成を有するもので、以下、この作業装置１１を用いて地中に縦坑を掘削する作業について説明する。

まず、図１に示すように、油圧ショベル１を作業現場まで走行させた後、ブーム８を俯仰動させて伸縮アーム１２を掘削すべき縦坑の上方で起立させ、この伸縮アーム１２を地面に対してほぼ垂直となる姿勢に保持する。

次に、キャブ５内の操作レバー（図示せず）を操作して図１１に示す方向制御弁４８を切換位置（ロ）に切換え、クラムシェルバケット２１を構成する油圧シリンダ２２の油室２２Ａ１に油圧ポンプ４４からの圧油を供給することにより、図５に示すように、クラムシェルバケット２１の各クラムシェル２３を開位置に移動させる。

この状態で、図３及び図４に示す第１，第２シリンダ１６，１７を伸長させることにより、伸縮アーム１２の外側アーム１３から第１の内側アーム１４を伸長させると共に、第１の内側アーム１４から第２の内側アーム１５を伸長させる。これにより、図１０に示すようにクラムシェルバケット２１が下降し、この開状態となったクラムシェルバケット２１を縦坑の底面に接地させることができる。

このとき、クラムシェルバケット２１の油圧シリンダ２２（ロッド２２Ｃ）に接続された油圧ホース２５，２６は、クラムシェルバケット２１の下降動作に追従してホースリール２７から円滑に巻出される。

次に、図１１に示す方向制御弁４８を切換位置（ハ）に切換え、油圧シリンダ２２の油室２２Ａ２に油圧ポンプ４４からの圧油を供給することにより、図６に示すように、クラムシェルバケット２１の各クラムシェル２３を開位置から閉位置へと移動させる。これにより、各クラムシェル２３によって縦坑の底面を掘削し、縦坑を掘下げることができる。

そして、クラムシェルバケット２１によって縦坑の底面を掘削した後、各クラムシェル２３を閉位置に保持した状態で、図３及び図４に示す第１，第２シリンダ１６，１７を縮小させることにより、外側アーム１３内に第１の内側アーム１４を収容すると共に、第１の内側アーム１４内に第２の内側アーム１５を収容する。これにより、図１に示すように、伸縮アーム１２を縮小させてクラムシェルバケット２１を上昇させ、該クラムシェルバケット２１を縦坑から抜出すことができる。

このとき、ホースリール２７の各ホースドラム３２，３５には、渦巻きばね装置３８によって油圧ホース２５，２６を巻取る方向への力が常時付与されているので、油圧ホース２５，２６のドラム側ホース２５Ａ，２６Ａをクラムシェルバケット２１の上昇動作に追従して確実に各ホースドラム３２，３５に巻取ることができる。

このように、クラムシェルバケット２１の昇降動作に応じてホースリール２７の各ホースドラム３２，３５から必要な長さ分だけの油圧ホース２５，２６を巻出すことができるので、クラムシェルバケット２１の昇降時に油圧ホース２５，２６が弛んで伸縮アーム１２等に擦れるのを抑えることができ、これら油圧ホース２５，２６の寿命を延ばすことができる。

かくして、本実施の形態によれば、伸縮アーム１２を構成する外側アーム１３の長さ方向の途中部位にホースリール２７を設けたので、このホースリール２７が外側アーム１３の長さ方向に突出することがない。従って、例えば図１中に二点鎖線で示す如く伸縮アーム１２の上端側にホースリール２７を設けた場合に比較して、作業装置１１の地上高さを低減することができるので、縦坑の掘削作業時においてホースリール２７が周囲の電線、立木等と干渉するのを防止し、地上高さに制限がある作業現場での作業性を高めることができる。

さらに、例えば図１２に示すように、伸縮アーム１２を水平方向に延ばした輸送姿勢とした状態で油圧ショベル１をトレーラ４９に積載して作業現場に輸送する場合には、例えば二点鎖線で示す如くホースリール２７がトレーラ４９の荷台から食み出すのを防止することができ、輸送作業の作業性、安全性をも高めることができる。

また、ホースリール２７を、外側アーム１３のうちブーム８との取付位置であるピン１９の位置よりもクラムシェルバケット２１側に寄った位置に設けることにより、ホースリール２７から油圧シリンダ２２に至る油圧ホース２５，２６の長さを可及的に短くすることができる。これにより、油圧ホース２５，２６が弛んで伸縮アーム１２等に擦れるのを抑え、該各油圧ホース２５，２６の寿命を延ばすことができる。また、図１に示すように伸縮アーム１２を上，下方向に直立させた状態で、ホースリール２７の取付け位置を低くすることができるので、ホースリール２７に対する点検、保守作業を行なうときの作業性を高めることができる。

また、ホースリール２７の各ホースドラム３２，３５に対し、渦巻きばね装置３８によって油圧ホース２５，２６を巻取る方向への力を常時付与する構成としたので、油圧ホース２５，２６をクラムシェルバケット２１の昇降動作に追従して確実に各ホースドラム３２，３５に巻取ることができる。従って、クラムシェルバケット２１の昇降動作に応じてホースリール２７の各ホースドラム３２，３５から必要な長さ分だけの油圧ホース２５，２６を巻出すことができるので、クラムシェルバケット２１の昇降時に油圧ホース２５，２６が弛んで伸縮アーム１２等に擦れるのを抑えることができ、これら油圧ホース２５，２６の寿命を延ばすことができる。

また、ホースリール２７を構成する各ホースドラム３２，３５を、外側アーム１３を挟んで左側位置と右側位置とにそれぞれ１個ずつ設けたので、図２に示すように、ホースリール２７の左，右方向の幅寸法ａを、クラムシェルバケット２１の左，右方向の幅寸法Ａよりも小さく抑えることができる。これにより、クラムシェルバケット２１を用いて縦坑を掘削するときに、この縦坑内にブーム８の先端部８Ａを挿入したとしても、縦坑の壁面等にホースリール２７が干渉するのを防止することができ、縦坑を深く掘り下げることができる。

さらに、各油圧ホース２５，２６は、ホースリール２７とクラムシェルバケット２１の油圧シリンダ２２との間を、伸縮アーム１２の外側を通って延びるので、伸縮アーム１２の外側から油圧ホース２５，２６を容易に点検することができ、かつ各油圧ホース２５，２６の保守作業を伸縮アーム１２の外側から行なうことができるので、これら油圧ホース２５，２６に対する点検、保守作業の作業性を高めることができる。

次に、図１３ないし図１５は本発明の参考例を示し、本参考例は、ホースリールを１個のホースドラムと渦巻きばね装置とにより構成したものである。なお、参考例では上述した実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図中、５１は参考例による作業装置で、該作業装置５１は、上述した実施の形態による作業装置１１とほぼ同様に、伸縮アーム１２、クラムシェルバケット２１、後述のホースリール５２等により構成されるものの、ホースリール５２の構成が実施の形態によるホースリール２７とは異なっている。

５２は外側アーム１３の長さ方向の途中部位に回転可能に設けられたホースリールで、該ホースリール５２は、後述の回転軸５３、ホースドラム５４、渦巻きばね装置３８等により構成されている。

５３は外側アーム１３に回転可能に設けられた回転軸で、該回転軸５３は、外側アーム１３の後面板１３Ｂ上に左，右の軸受２９，３０を用いて回転可能に取付けられ、左，右方向に延びている。ここで、回転軸５３のうち左側の軸受２９の近傍部位には円板状の広幅な鍔部５３Ａが一体に設けられ、該鍔部５３Ａよりも左側に延在した部位はストッパ３９の円筒部３９Ａを取付けるためのストッパ取付部５３Ｂとなっている。

５４は回転軸５３の鍔部５３Ａに取付けられた１個のホースドラムで、該ホースドラム５４は、鍔部５３Ａを左，右方向から挟んでボルト等を用いて固着された円板状の一対のフランジ板５４Ａ，５４Ａと、該各フランジ板５４Ａ間に挟込まれた円筒体５４Ｂとにより構成されている。また、各フランジ板５４Ａのうち一方には複数個の取付座５４Ｃが溶接等によって固着され、該各取付座５４Ｃには、渦巻きばね装置３８のばねケース４２が取付けられる構成となっている。

ここで、ホースドラム５４は、上述した実施の形態に用いた各ホースドラム３２，３５に比較して、軸方向寸法が大きい広幅なホースドラムとして形成されている。そして、ホースドラム５４は、後述する広幅な油圧ホース５７のドラム側ホース５７Ｃを、各フランジ板５４Ａ間で整列させた状態で円筒体５４Ｂに巻取るものである。

５５，５６は回転軸５３内に形成された２本の油路で、一方の油路５５は、一端側が回転軸５３の左端面に開口し、他端側が鍔部５３Ａの外周面に開口している。また、他方の油路５６は、一端側が回転軸５３の右端面に開口し、他端側が鍔部５３Ａの外周面に開口している。

そして、油路５５の一端側にはスイベル継手３４が接続され、油路５５の他端側には、後述する油圧ホース５７の油路５７Ａが接続されている。また、油路５６の一端側にはスイベル継手３７が接続され、油路５６の他端側には、後述する油圧ホース５７の油路５７Ｂが接続されている。

５７はホースドラム５４に巻回された油圧ホースで、該油圧ホース５７は、互いに平行する２個の油路５７Ａ，５７Ｂが形成された１本の広幅なホースとして形成され、図１３に示すように、ホースリール５２から伸縮アーム１２の外側を通ってクラムシェルバケット２１の油圧シリンダ２２へと延びている。ここで、油圧ホース５７は、ホースドラム５４に巻回されたドラム側ホース５７Ｃと、油圧シリンダ２２のロッド２２Ｃに接続されたシリンダ側ホース５７Ｄと、これらドラム側ホース５７Ｃとシリンダ側ホース５７Ｄとの間を接続する接続ブロック５７Ｅとにより構成されている。そして、接続ブロック５７Ｅは、第２の内側アーム１５のブラケット１５Ａに固定されている。

ここで、ホースドラム５４に巻回された油圧ホース５７（ドラム側ホース５７Ｃ）の基端側は、図１５に示すように油路５７Ａ，５７Ｂに対応した２本のホースに分岐し、油路５７Ａに対応するホースは回転軸５３に形成された油路５５に接続され、油路５７Ｂに対応するホースは回転軸５３に形成された油路５６に接続されている。

また、クラムシェルバケット２１の油圧シリンダ２２に向けて延びる油圧ホース５７（シリンダ側ホース５７Ｄ）の先端側も、図１３及び図１４に示すように油路５７Ａ，５７Ｂに対応した２本のホースに分岐し、これら油路５７Ａ，５７Ｂに対応する２本のホースは、油圧シリンダ２２のロッド２２Ｃにそれぞれ接続されている。

そして、外側アーム１３とホースドラム５４との間には、ストッパ３９、ばねケース４２、渦巻きばね４３等からなる渦巻きばね装置３８が設けられ、該渦巻きばね装置３８によって、ホースドラム５４を油圧ホース５７を巻取る方向に常時付勢することができる構成となっている。

参考例による作業装置５１は、外側アーム１３の長さ方向途中部位に、上述の如きホースリール５２を設ける構成としたもので、その基本的作動は上述した実施の形態によるものと格別差異はない。

然るに、本参考例によれば、ホースリール５２に広幅な１個のホースドラム５４を設け、この１個のホースドラム５４を用いて、２個の油路５７Ａ，５７Ｂが形成された１本の広幅な油圧ホース５７を巻取る構成としている。

これにより、ホースリール５２の構成を簡素化することができ、かつ、クラムシェルバケット２１の油圧シリンダ２２に接続される油圧ホースを１本の油圧ホース５７にまとめることができる。

なお、上述した実施の形態では、外側アーム１３内に、第１の内側アーム１４と第２の内側アーム１５との２段の内側アームを設けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば外側アーム内に１段、または３段以上の内側アームを設ける構成としてもよい。

また、上述した実施の形態では、ホースドラム３２，３５を油圧ホース２５，２６を巻取る方向に常時付勢する付勢手段として、渦巻きばね４３等を用いた渦巻きばね装置３８を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えばモータ等を用いてホースドラム３２，３５を巻取り方向に常時付勢する構成としてもよい。

本発明の実施の形態による作業装置を備えた油圧ショベルを示す正面図である。 油圧ショベルを図１中の矢示II−II方向からみた左側面図である。 図１中の伸縮アームの構造を内側アームが縮小した状態で示す断面図である。 内側アームが伸長した状態を示す図３と同様な断面図である。 図１中のクラムシェルバケットが開いた状態を示す拡大図である。 クラムシェルバケットが閉じた状態を示す拡大図である。 図１中の外側アーム、ホースリール等を拡大して示す要部拡大図である。 外側アーム、ホースリール等を図７中の矢示VIII−VIII方向からみた右側面図である。 ホースリールを構成するホースドラム、渦巻きばね装置等を図８中の矢示IX−IX方向からみた断面図である。 油圧ショベルを用いて縦坑を掘削する状態を示す正面図である。 クラムシェルバケットの油圧シリンダを駆動する油圧回路である。 油圧ショベルをトレーラに積載した状態を示す正面図である。 参考例による作業装置を備えた油圧ショベルを示す図２と同様な左側面図である。 参考例による外側アーム、ホースリール等を示す図８と同様な右側面図である。 ホースリールを構成するホースドラム、渦巻きばね装置等を図１４中の矢示XV−XV方向からみた断面図である。

符号の説明

２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
８ ブーム
１１，５１ 作業装置
１２ 伸縮アーム
１３ 外側アーム
１４ 第１の内側アーム（内側アーム）
１５ 第２の内側アーム（内側アーム）
２１ クラムシェルバケット（作業具）
２２ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
２５，２６，５７ 油圧ホース
２７，５２ ホースリール
３２，３５，５４ ホースドラム
３８ 渦巻きばね装置（付勢手段）
４３ 渦巻きばね

Claims (3)

1. 建設機械のブームに取付けられ外側アーム内に１段または複数段の内側アームが長さ方向に伸縮可能に設けられた伸縮アームと、該伸縮アームの内側アームに設けられ油圧アクチュエータによって駆動される作業具と、前記伸縮アームに回転可能に設けられ前記作業具の油圧アクチュエータに圧油を給排する油圧ホースが巻回されるホースリールとを備えてなる建設機械の作業装置において、
   前記ホースリールは前記伸縮アームを構成する外側アームの長さ方向の途中部位に設け、
   前記ホースリールは、前記油圧ホースが巻回されるホースドラムと、該ホースドラムを前記油圧ホースを巻取る方向に常時付勢する付勢手段とにより構成し、
   前記ホースドラムは、前記外側アームを挟んで左側位置と右側位置とにそれぞれ１個ずつ設ける構成としたことを特徴とする建設機械の作業装置。
2. 前記ホースリールは、前記伸縮アームを構成する前記外側アームと前記ブームとの取付位置よりも前記作業具側に寄った位置に設ける構成としてなる請求項１に記載の建設機械の作業装置。
3. 前記油圧ホースは、前記ホースリールと前記油圧アクチュエータとの間を前記伸縮アームの外側を通って延びる構成としてなる請求項１または２に記載の建設機械の作業装置。

Images