JP4292221B2 - 旋回作業機 - Google Patents

Description

本発明は、バックホー等の旋回作業機の技術に関する。

従来より、クローラー式走行装置等の走行装置上方に旋回台フレームを水平方向に旋回可能に軸支し、該旋回台フレーム上の左右片側上部に運転部が載置され、該運転部の側方から後方にかけてエンジンや燃料及び作業油タンク等が載置されボンネットによって被装されていた。

また、前記運転部の横側方には掘削作業装置が配置されており、図１５に示すように、掘削作業装置の三つに分割されたブームの第一ブーム９０の基部が上下回動自在に取り付けられ、該第一ブーム９０先端に第二ブーム９１が左右回動可能に取り付けられ、その先端に第三ブーム９２が左右回動可能に取り付けられ、第三ブーム９２先端部に上下回動可能に取り付けたアーム９３を介して作業機アタッチメントであるバケット９４が昇降可能に連結されている。

前記第一ブーム９０と第三ブーム９２との間にオフセットシリンダー９５を介装するとともに、この間にオフセットロッド９６の両端部が枢着され、第一ブーム９０と第二ブーム９１と第三ブーム９２とオフセットロッド９６とで平行四連リンクが構成される。

そして、前記オフセットシリンダー９５の伸縮駆動で第二ブーム９１を左右に回動させると、アーム９３及びバケット９４が前後方向に保たれたまま左右にオフセット（偏心）され、機体の進行方向である前後方向に沿って側溝掘り作業を行うようにし、この掘削作業装置の重量バランスを向上するために第一ブームの先端をオフセットさせた技術が公知となっている。例えば、実用新案登録第２５６３５７４号の技術である。

しかし、従来の技術において、オフセット部材取付部、つまり、平行リンクを構成するためにオフセットロッド９６と第一ブーム９０とを連結する部分、及び、オフセットロッド９６とオフセットシリンダー９５を連結する部分は第一ブーム９０または第三ブーム９２より側方に突出してしまう。

その為、溝堀り作業等において、土止めのために打ち込んだ矢板９８近傍を掘るときには、前記オフセット部材取付部が矢板９８に当たることがあり、ぎりぎりまで掘ることができなかったり、連結部に損傷を与えることがあった。つまり、一般的に矢板は真っ直ぐ垂直に打ち込むことは難しく、多少傾斜して打ち込まれ、また、土止めの荷重で傾斜したりする。従って、オフセット部材取付部がバケットの側面よりも内側に位置していても、実際に掘るときには当たることがあったのである。

また、従来の技術では、深い穴を掘削したときには、図１０におけるオペレーターの目と地表面の先端を結ぶＺ線よりも下方は、オペレーターから見えないので、従来では、もう一人が穴の側方または前方に位置して、オペレーターに合図して掘削位置や作業方向を教えるようにしていた。よって、作業者が複数必要で、コミニュケーションがうまくいかないと作業もスムースに進まなかったのである。
実用新案登録第２５６３５７４号公報

本発明のようにミラー３４を配置することによって、穴手前側壁から穴の最深部まで見ることが可能となり、オペレーターは直接的に作業状態を把握することができ、作業性も向上することができるのである。

本発明は、以上の不具合を解消するために、次の如く構成したものである。
旋回台（４）上の運転部（９）側方に、上下回動自在に取り付けられたブームを、第一ブーム（１０’）と、該第一ブーム（１０’）の先端部に左右方向へ回動自在に取り付けられた第二ブーム（１１’）と、該第二ブーム（１１’）の先端に左右方向へ回動可能に取り付けられた第三ブーム（１２’）より構成し、該第三ブーム（１２’）は左右方向へ平行移動してオフセット可能に構成すると共に、該第三ブーム（１２’）先端に上下回動可能に取り付けたアーム（１３’）を介してバケット（１４’）を装着した掘削作業装置を有する旋回作業機において、前記第三ブーム（１２’）の第二ブーム（１１’）側の本機側である下側に、位置調整可能にミラー（３４）を設け、該ミラー（３４）は凸面鏡とし、左右方向へ平行移動する第三ブーム（１２’）と共に左右に移動し、深い穴を掘削したときには、運転部（９）のオペレーターの目と地表面の先端を結ぶ線よりも下方の、穴手前側壁から穴の最深部まで見ることを可能としたものである。

本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
旋回台（４）上の運転部（９）側方に、上下回動自在に取り付けられたブームを、第一ブーム（１０’）と、該第一ブーム（１０’）の先端部に左右方向へ回動自在に取り付けられた第二ブーム（１１’）と、該第二ブーム（１１’）の先端に左右方向へ回動可能に取り付けられた第三ブーム（１２’）より構成し、該第三ブーム（１２’）は左右方向へ平行移動してオフセット可能に構成すると共に、該第三ブーム（１２’）先端に上下回動可能に取り付けたアーム（１３’）を介してバケット（１４’）を装着した掘削作業装置を有する旋回作業機において、前記第三ブーム（１２’）の第二ブーム（１１’）側の本機側である下側に、位置調整可能にミラー（３４）を設け、該ミラー（３４）は凸面鏡とし、左右方向へ平行移動する第三ブーム（１２’）と共に左右に移動し、深い穴を掘削したときには、運転部（９）のオペレーターの目と地表面の先端を結ぶ線よりも下方の、穴手前側壁から穴の最深部まで見ることを可能としたので、穴掘り作業時に、運転席からミラーを介して手前側壁から穴の最深部まで見ることが可能となり、オペレーターは他の作業者の指示を仰ぐことなく直接的に作業状態を把握することができ、作業性も向上することができるのである。
また、ミラー３４は第三ブーム１２’の基部に配設されているため、図８に示すように、左側へオフセットして作業するときには、丁度正面にミラー３４が位置し、作業がやり易く、また、右側へオフセットさせた時は、第一ブーム１０’と第二ブーム１１’は平面視「く」字状に構成されるので死角とならず、また、第三ブーム１２’は平行移動するので、ミラー３４の角度や位置調節も必要なく、何れの位置でも見ることが可能である。

本発明の解決すべき課題及び構成は以上の如くであり、次に添付の図面に示した本発明の実施例を説明する。図１は旋回作業機としてのバックホーの全体側面図、図２は同じく全体平面図、図３はアーム及びバケットの前後の軸芯をオフセット可能とする掘削作業装置の平面図、図４はオフセット別形態の掘削作業装置を有する旋回作業機の側面図、図５はオフセット別形態の第三ブームの平面図である。

図６は同じく後面図、図７はオフセット別形態の掘削作業装置の平面図、図８は同じく作業状態を示す正面図、図９は第三ブームの他の構成例を示す掘削作業装置の平面図、図１０はブームの本機側面にミラーを取り付けたバックホーの作業時の側面図、図１１は本構成のブラケット板と排土板昇降シリンダーの分解斜視図、図１２は同じく組み立てた状態の側面図、図１３は同じく平面図、図１４は図１３におけるＷ−Ｗ矢視断面図である。

図１、図２において、本発明の旋回作業機の構成について説明する。左右一対のクローラ走行装置を装備した走行装置１の上部に、旋回可能に旋回台４を取り付け、該旋回台４上部の一側方には運転席６を配設し、該運転席６の上方をキャノピー等で覆って運転部９を構成し、該運転部９横側方に掘削作業装置５を配置している。運転部９の後部には図示せぬバッテリーやエンジン等が配設され、カバー６３で覆われている。また、前記走行装置１の前端部には、後述する排土板３を装着している。

掘削作業装置５は、第一ブーム１０を最大限持ち上げるとともに、アーム１３及びバケット１４を左右にオフセットせずに最大限巻き込んだ状態（図１の二点鎖線に示す姿勢にある状態）においては、全体が旋回台４の旋回径内に格納できるように構成している。そして、掘削作業装置５全体が旋回台４の旋回径内に格納される小旋回格納状態において、バケット１４と運転部９とが干渉しないように構成している。

次に、掘削作業装置５について説明する。前記掘削作業装置５は、旋回台４に前後方向で上下回動自在に取り付けた第一ブーム１０、該第一ブーム１０の先端部に左右方向へ回動自在に取り付けた第二ブーム１１、該第二ブーム１１に左右方向へ回動可能に取り付けられた第三ブーム１２、該第三ブーム１２に上下方向に回動可能に取り付けられたアーム１３、及び、該アーム１３の先端に取り付けられた作業用のアタッチメントであるバケット１４を有し、第二ブーム１１の左右方向への回動によりアーム１３及びバケット１４を左右方向へオフセット可能に構成している。

そして、第一ブーム１０と旋回台４との間にブームシリンダ２９を介装して、該ブームシリンダ２９の伸縮により第一ブーム１０を上下回動可能とし、第三ブーム１２とアーム１３との間にアームシリンダ１７を介装して、該アームシリンダ１７の伸縮によりアーム１３を上下回動可能とし、アーム１３とバケット１４との間にバケットシリンダ４８を介装して、該バケットシリンダ４８の伸縮によりバケット１４を上下回動可能としている。

図３に示すように、第二ブーム１１は、その基端部で第一ブーム１０の上端部と下部回動軸１５により左右回動自在に連結され、該第二ブーム１１の上端部は上部回動軸１６により第三ブーム１２を左右回動自在に連結しており、第二ブーム１１の左側方で第三ブーム１２よりオフセット部材取付部となるステー２３が突設され、該ステー２３にオフセットシリンダ３１のピストンロッド３１ａ先端とオフセットロッド３０前端が枢支され、第二ブーム１１の基部側より突設したステー２６にオフセットシリンダ３１のボトム側が枢支され、前記オフセットロッド３０の後部は第一ブーム１０の先端より左側方に突設したステー２４に枢結され、該オフセットロッド３０、第一ブーム１０、第二ブーム１１及び、第三ブーム１２により平行四連リンク機構を構成している。

そして、オフセットシリンダ３１を伸縮させることで、バケット１４が第一ブーム１０に対して左右方向にオフセット回動されるが、この場合、平行四連リンク機構により、正面視又は後面視における第一ブーム１０と、第三ブーム１２、アーム１３及びバケット１４との角度は変化せずに、平行状態を保ったままオフセットされ、側溝掘りを可能としている。

そして図３に示すように、本構成は、第二ブーム１１を前後方向に向けた状態において、第一ブーム１０と第二ブーム１１の左右中心線２０に対して、アーム１３とアームシリンダ１７及びバケット１４の左右中心線２１を、オフセット部材となるオフセットロッド３０及びオフセットシリンダ３１の配置側に距離Ｙだけオフセットして配置している。即ち、前記のようにオフセットさせるために、前記第三ブーム１２の第二ブーム１１側、つまり、右側板の後上部を外側（紙面右側）に曲げて、第三ブーム１２の後部１２ａの左右幅が右側に膨出して広がる構成とし、この後部１２ａにアームシリンダ１７のシリンダケース前側部より左右水平方向に突設した枢支ボス１７ａ・１７ａが枢支軸４１によって回転自在に支持される構成としている。よって、第三ブーム１２を製造する右側板の形状を変更する簡単な設計変更で左右中心位置をオフセットできる。この位置の下方に第二ブーム１１先端部に枢支する前記上部回動軸１６が配置され、該上部回動軸１６の中心とアームシリンダ１７の軸心との間を距離Ｙだけオフセットさせている。

そしてこの連結構成において、従来と同様に左右オフセット回動させるには、オフセットロッド３０及びオフセットシリンダ３１とステー２３を枢支する枢支軸３２の軸心と、前記上部回動軸１６の軸心との距離を従来と同じ長さとすれば、前記ステー２３が第三ブーム１２より側方に突設する長さは従来よりも短くなる。よって、バケット１４の左端の前後方向の延長線と、前記ステー２３の左端との間の距離Ｘは従来の長さＸ”（図１５）よりも長くなるのである。従って、矢板２５を打ち込んで溝掘り作業を行う場合には、矢板２５が多少機体側（掘削側）に傾いたとしても、ステー２３は矢板２５に接触することなく掘削作業ができるのである。

また、図４に示すように、第三ブーム１２’を長く構成して深掘りを可能とした別形態の旋回作業機においても前記同様にオフセット配置することが可能である。この場合図７において、第一ブーム１０’先端より左側方にステー２４’を突設し、該ステー２４’にオフセットロッド３０’とオフセットシリンダ３１’の後部を枢支し、オフセットロッド３０’先端は第三ブーム１２’の後部側面より左方へ突設したステー２３’に枢支し、オフセットシリンダ３１’のピストンロッド３１ａ’の先端は第二ブーム１１側面より左方へ突設したステー３８に枢支している。

そして、図５、図６に示すように、第三ブーム１２’は第二ブーム１１’側、つまり、その後部の左右幅は前部の左右幅よりも広く、第三ブーム１２’の右側の後部側板を右側へ膨出するように広げた構成としている。この広げた後部１２ａ’において、第二ブーム１１’の左右中心線２０’の延長上に上部回動軸１６が配置され、アーム１３’とアームシリンダ１７’及びバケット１４’の左右中心線２１’を前記左右中心線２０’から距離Ｙだけオフセットロッド３０とオフセットシリンダ３１取付側（オフセット部材取付部側）にオフセットさせている。

そして、アームシリンダ１７’のボトム側を支持するためのボス部３３の左右長を長くして、アームシリンダ１７’の枢支位置は左右中心線２１’上に配置している。また、従来と同様にオフセット回動させるために、ステー２３’に連結されるオフセットロッド３０’先端の枢支軸の中心と上部回動軸１６の中心との距離を従来と同じとすれば、第三ブーム１２’後部左側面に突設したステー２３’の突出長さは短くできる。

よって、図７に示すように、オフセットシリンダ３１を伸縮駆動させて第二ブーム１１先端側を左右に回動し、特に左側に回動させた場合には、ステー２３’の左端とバケット１４左端との間には距離Ｘ’だけ距離があるので、側溝掘り作業においてステー２３’が矢板２５に当接することがなく、矢板の近傍までバケット１４’で掘削作業ができ、掘り残しがなく作業性を向上できるのである。

また、第三ブーム１２’は図９に示すように構成してバケット１４左端とオフセット部材取付部左端との距離を長く構成することもできる。即ち、オフセット部材および第三ブーム１２’の後部は従来と同じ連結構成とし、第三ブーム１２’のアーム１３側、つまり、前部の左右幅を左側に膨出して広げる構成としている。よって、アーム１３’及びバケット１４’は左側へ距離Ｙだけオフセットすることが可能となり、バケット１４’の左端とステー２３の左端の間の距離Ｘ’を長くすることができるのである。なお、アームシリンダ１７’の基部側の取付部分もオフセットさせる必要がある。

また本発明では、図１０に示すように、第三ブーム１２’の基部（第二ブーム１１側）の本機側（凹側）にミラー３４が配置されており、（なお、図１の構成例の作業機では第一ブーム１０先端の下側（凹側）、または、第三ブーム１２の下側に配置される）、該ミラー３４は凸面鏡により構成されて、幅広く見ることができるようにし、取付部は上下左右に位置調整可能とし、左右オフセットさせたときに干渉しない位置に配設している。そして、運転席６に座ったオペレーターから直接見える位置に配設している。このように構成することによって、深い穴を掘削したときには、図１０におけるオペレーターの目と地表面の先端を結ぶＺ線よりも下方は、オペレーターから見えないので、従来では、もう一人が穴の側方または前方に位置して、オペレーターに合図して掘削位置や作業方向を教えるようにしていた。よって、作業者が複数必要で、コミニュケーションがうまくいかないと作業もスムースに進まなかったのである。

本発明のように、ミラー３４を配置することによって、穴手前側壁から穴の最深部まで見ることが可能となり、オペレーターは直接的に作業状態を把握することができ、作業性も向上することができるのである。なお、ミラー３４は第三ブーム１２’の基部に配設されているため、図８に示すように、左側へオフセットして作業するときには、丁度正面にミラー３４が位置し、作業がやり易く、また、右側へオフセットさせた時は、第一ブーム１０’と第二ブーム１１’は平面視「く」字状に構成されるので死角とならず、また、第三ブーム１２’は平行移動するので、ミラー３４の角度や位置調節も必要なく、何れの位置でも見ることが可能である。

次に、図１１〜図１４より排土板３の取付構成を説明する。図１１において、前記走行装置１を支持する左右のトラックフレーム５３・５３は機体フレーム５４に連結して支持され、該機体フレーム５４の中央にスイベルジョイントを支持する開口部５４ａが形成され、該機体フレーム５４の後面の左右中央より後方に支持ブラケット５４ｂを突設し、該支持ブラケット５４ｂに排土板昇降シリンダー５５のピストンロッド５５ａを上下回動自在に枢支している。

また、前記支持ブラケット５４ｂの両側に支持サイドブラケット５４ｃ・５４ｃが突設され、該支持サイドブラケット５４ｃ・５４ｃに排土板３より平行に突設した押しフレーム４３・４３の後端が枢支される。該押しフレーム４３・４３の中途部は連結フレーム４３ａによって連結固定される。また、該押しフレーム４３・４３を取付基部の間には排土板３背面よりブラケット板４４が突設され、該ブラケット板４４に前記排土板昇降シリンダー５５のボトム側が枢結される。

図１１、図１３に示すように、該排土板昇降シリンダー５５のボトム側には二股クレビス３５が設けられ、該二股クレビス３５に前記ブラケット板４４が挿入されて、ピン３６によって枢支して枢結部２６を構成し、該ピン３６は端部に取付プレート３６ａが固設されてボルト３７によって二股クレビス３５に固定される。

そして、前記ブラケット板４４は一枚のプレートで構成して、図１４に示すように、上面が逆Ｖ字状または山形として、上面に土等が溜まり難い形状とし、排土板昇降シリンダー５５を枢支するためのピン孔４４ａの前後方向の位置は、図１２に示すように、排土板３の背面より距離Ｌ離れた位置として、排土作業時に排土板３の上面より乗り越えた土が直接枢結部２６に載らない位置としている。

更に、前記ピン孔４４ａの上下方向の位置は排土板３下端より長さＨとし、その高さＨは排土板３の高さと略同じ位まで上げている。なお、本構成例では排土板３の上端よりも若干低い位置としているが、好ましくは上端よりも高い位置とするほうがよい。よって、排土作業時に排土板３の上面より乗り越えた土はその後方の略同じ高さに位置する枢結部４６を乗り越えることは殆どなくなるのである。

このように構成することによって、排土板３によって排土作業を行った時に、排土板３の上端より土等が乗り越えても、ブラケット板４４は一枚であり、その上面は山形となっているために、乗り越えた土はその上面に堆積し難く、振動等によって速やかに落下する。そして、枢結部４６は排土板３の後方で高い位置となっているために、排土板３を乗り越えた土が枢結部４６まで至ることが殆どなくなり、たとえ枢結部４６上に土が溜まるようになっても、従来のように、ブラケット板が二枚でなく一枚であり、二股クレビス３５上面の面積は小さいために、堆積する量は少なく、振動や上下動等で容易に落下させることができ、路面に落ちても片づける量は少ないのである。

旋回台上の運転部側方に上下回動自在に取り付けられたブームを、第一ブームと、該第一ブームの先端部に左右方向へ回動自在に取り付けられた第二ブームと、該第二ブームの先端に左右方向へ回動可能に取り付けられた第三ブームより構成し、左右方向へオフセット可能に構成すると共に、該第三ブーム先端に上下回動可能に取り付けたアームを介してバケットを装着した掘削作業装置を有する旋回作業機において、掘削作業装置を前後方向を向けた状態で、第一ブームと第二ブームの幅方向中心線に対し、アーム及びバケットの幅方向中心線をオフセット部材の取付側へオフセットさせたので、オフセット部材取付部がバケットの左右幅より内側に位置するようになり、溝等内にバケットを挿入して掘削作業を行う時に、オフセット部材取付部が掘り取った溝や溝施工時に山止めとして用いる矢板等に当たって損傷が及ぶことがなく、深い位置までバケットを挿入して掘り取ることができるのである。また、溝の底のオフセットロッドの支持側の隅部分までバケットで確実に掘り取ることができ、掘り残しがなくなり作業者が溝内に降りて手作業で掘り取り作業を行う必要がなくなり、作業性が向上できる。

また、前記第三ブームの第二ブーム側の左右幅を広げて、オフセット部材の取付側と反対側にオフセットして、第三ブームと第二ブームを枢支する回動軸を設けたので、第三ブームと第二ブームを枢支する部材及び第三ブームの一側の側板を変更するだけでよく、簡単に第三ブームを製作できて、大幅な設計変更なく、コストアップも最小限で済む。

また、前記第三ブームのアーム側の左右幅を広げて、オフセット部材の取付側と同側へオフセットして、第三ブーム先端にアームを取り付けたので、アームの上下回動部分の変更だけで容易に製作することが可能となり、オフセット部材やその取付部の変更をする必要がなく従来のまま使用でき、後付けも簡単にできる。

旋回作業機としてのバックホーの全体側面図である。 同じく全体平面図である。 アーム及びバケットの前後の軸芯をオフセット可能とする掘削作業装置の平面図である。 オフセット別形態の掘削作業装置を有する旋回作業機の側面図である。 オフセット別形態の第三ブームの平面図である。 同じく後面図である。 オフセット別形態の掘削作業装置の平面図である。 同じく作業状態を示す正面図である。 第三ブームの他の構成例を示す掘削作業装置の平面図である。 ブームの本機側面にミラーを取り付けたバックホーの作業時の側面図である。 本構成のブラケット板と排土板昇降シリンダーの分解斜視図である。 同じく組み立てた状態の側面図である。 同じく平面図である。 図１３におけるＷ−Ｗ矢視断面図である。 従来の掘削作業装置の平面図である。 従来のブラケット板と排土板昇降シリンダーの組立斜視図である。 同じく作業状態を示す側面図である。

符号の説明

４ 旋回台
５ 掘削作業装置
９ 運転部
１０ 第一ブーム
１１ 第二ブーム
１２ 第三ブーム
１３ アーム
１４ バケット
２３ ステー
３０ オフセットロッド
３１ オフセットシリンダー
３４ ミラー

Claims (1)

1. 旋回台（４）上の運転部（９）側方に、上下回動自在に取り付けられたブームを、第一ブーム（１０’）と、該第一ブーム（１０’）の先端部に左右方向へ回動自在に取り付けられた第二ブーム（１１’）と、該第二ブーム（１１’）の先端に左右方向へ回動可能に取り付けられた第三ブーム（１２’）より構成し、該第三ブーム（１２’）は左右方向へ平行移動してオフセット可能に構成すると共に、該第三ブーム（１２’）先端に上下回動可能に取り付けたアーム（１３’）を介してバケット（１４’）を装着した掘削作業装置を有する旋回作業機において、前記第三ブーム（１２’）の第二ブーム（１１’）側の本機側である下側に、位置調整可能にミラー（３４）を設け、該ミラー（３４）は凸面鏡とし、左右方向へ平行移動する第三ブーム（１２’）と共に左右に移動し、深い穴を掘削したときには、運転部（９）のオペレーターの目と地表面の先端を結ぶ線よりも下方の、穴手前側壁から穴の最深部まで見ることを可能としたことを特徴とする旋回作業機。

Images