JP4382778B2 - 超小旋回作業機 - Google Patents

Description

本発明は、旋回台に取り付けたブームに作業用アタッチメントを装着し、該作業用アタッチメントを左右にオフセット可能とした超小旋回作業機の構成に関する。

従来から、旋回台に取り付けたブームに作業用アタッチメントを装着し、該作業用アタッチメントを左右に偏心可能とした超小旋回作業機は知られている。このような超小旋回作業機は、例えば、図７に示すように、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の上部には運転席等をキャビン８９で覆った運転部を設けている。該運転部８９横側方には第一ブーム９０を上下回動自在に取り付け、該第一ブーム９０の先端部に第二ブーム９１を左右方向へ回動自在に取り付け、該第二ブーム９１に第三ブーム９２を左右方向へ回動可能に取り付け、該第三ブーム９２にアーム９３を上下方向に回動可能に取り付け、該アーム９３の先端には作業用アタッチメントであるバケット９４を上下回動可能に取り付け、該第二ブーム９１の左右方向への回動によりアーム９３及びバケット９４を左右方向へオフセット可能に構成している。図７における軌跡６５は、第一ブーム９０、アーム９３、及び、バケット９４等の動作に伴って、バケット９４の先端部が通過する軌跡であり、バケット９４の位置によっては、該バケット９４と運転部８９とが干渉するように構成されている。

そして、アーム９３は、該アーム９３と第三ブーム９２との間に介装されたアームシリンダ９７の伸縮により上下回動され、第二ブーム９１が下部回動軸９５を中心にして左右方向に回動することで、アーム９３及びバケット９４が左右に移動して、第一ブーム９０に対してオフセットするように構成している。また、第一ブーム９０と第二ブーム９１とを連結する下部回動軸９５の軸心延長線、及び、第二ブーム９１と第三ブーム９２とを連結する上部回動軸９６の軸心延長線はお互いに平行となるように配置されており、下部回動軸９５は、第一ブーム９１を最大限持ち上げた状態で、該下部回動軸９５のアーム９３方向側が反対方向側よりも低位置に位置するように構成している。また、前記キャビン８９の前面側の支柱８９ａは略垂直に立設されている。

このように構成した超小旋回作業機においては、第一ブーム９０を最大限持ち上げた状態で、前記下部回動軸９５は該下部回動軸９５のアーム９３方向側が反対方向側よりも低位置に位置するので、第二ブーム９１が下部回動軸９５を中心に回動すると、バケット９４は左右にオフセットするとともに、前方から後方へ移動、即ち、運転部８９に近づく方向へ移動する。また、前述の軌跡６５の如くバケット９４の位置によっては、該バケット９４と運転部８９とが干渉するように構成されている。従って、アーム９３及びバケット９４の巻き込み具合によっては、特に、最小旋回半径を得るために、第一ブーム９０を最大限持ち上げてアーム９３及びバケット９４を最大限巻き込んだ場合に、バケット９４を左右方向の運転部８９側へ偏心させると、該バケット９４と運転部８９とが干渉することとなる。

このバケット９４と運転部８９との干渉を避けるために、従来は、バケット９４を巻き込んだ際に該バケット９４と運転部８９とが干渉する恐れがある場合は、バケット９４が干渉範囲内に入らないように、該バケット９４の巻き込み動作や第二ブーム９１の回動動作を制限するストッパ部材等の安全装置を付設して、バケット９４と運転部８９とが干渉することを機械的に回避したり、第二ブーム９１やバケット９４等の動作をマイクロコンピュータを用いて電気的に制御し、バケット９４と運転部８９とが干渉しないように構成したりしていた。例えば、実開平５−７７４８号公報に記載の如くである。
特開平９−３９５３号公報 実開平５−７７４８号公報

本発明が解決しようとする課題は、表面掘削時にバックホウ装置上端部の高さを、アーム支点を上部回動軸の軸心延長線よりも下方に配置した場合の表面掘削時におけるバックホウ装置の上端部の対地高さよりも、低く抑えて、作業時にバックホウ装置の上方に障害物等があったとしても、該バックホウ装置が障害物等に当って損傷することを防止することができ、低い作業スペースしかない場所においても、掘削作業を行うことが可能となるように構成した。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の手段を説明する。
旋回台（４）の運転部（９）横側方に上下回動自在に取り付けられた第一ブーム（１０）、該第一ブーム（１０）の先端部に下部回動軸（１５）を介して、左右方向へのみ回動自在に取り付けられた第二ブーム（１１）、該第二ブーム（１１）の先端部に上部回動軸（１６）を介して、左右方向へのみ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）、該アーム（１３）の先端に取り付けられた作業用アタッチメント（１４）、及び、運転部（９）を覆うキャノピー（７）又はキャビンを有し、該第二ブーム（１１）の左右方向への回動により、作業用アタッチメント（１４）を左右方向へオフセット可能に構成した超小旋回作業機において、該第一ブーム（１０）を最大限持ち上げた状態で、第一ブーム（１０）と第二ブーム（１１）とが、側面左方から見た場合に略逆「く」字状の姿勢となるように構成し、該状態で、地面に対する第二ブーム（１１）の立設角度を、第一ブーム（１０）の立設角度よりも大きく構成し、該第一ブーム（１０）と第二ブーム（１１）とを連結する下部回動軸（１５）と、該第二ブーム（１１）と第三ブーム（１２）とを連結する上部回動軸（１６）とは、互いに平行となるように配置し、該第一ブーム（１０）を最大限持ち上げた状態で、該下部回動軸（１５）は前部が後部よりも高位置となるように構成し、更に、該第一ブーム（１０）を最大限持ち上げた状態で、第三ブーム（１２）とアーム（１３）とを連結するアーム支点（２１）を、第二ブーム（１１）と第三ブーム（１２）とを連結する前記上部回動軸（１６）の軸心延長線よりも上方に配置したものである。

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）の運転部（９）横側方に上下回動自在に取り付けられた第一ブーム（１０）、該第一ブーム（１０）の先端部に下部回動軸（１５）を介して、左右方向へのみ回動自在に取り付けられた第二ブーム（１１）、該第二ブーム（１１）の先端部に上部回動軸（１６）を介して、左右方向へのみ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）、該アーム（１３）の先端に取り付けられた作業用アタッチメント（１４）、及び、運転部（９）を覆うキャノピー（７）又はキャビンを有し、該第二ブーム（１１）の左右方向への回動により、作業用アタッチメント（１４）を左右方向へオフセット可能に構成した超小旋回作業機において、該第一ブーム（１０）を最大限持ち上げた状態で、第一ブーム（１０）と第二ブーム（１１）とが、側面左方から見た場合に略逆「く」字状の姿勢となるように構成し、該状態で、地面に対する第二ブーム（１１）の立設角度を、第一ブーム（１０）の立設角度よりも大きく構成し、該第一ブーム（１０）と第二ブーム（１１）とを連結する下部回動軸（１５）と、該第二ブーム（１１）と第三ブーム（１２）とを連結する上部回動軸（１６）とは、互いに平行となるように配置し、該第一ブーム（１０）を最大限持ち上げた状態で、該下部回動軸（１５）は前部が後部よりも高位置となるように構成し、更に、該第一ブーム（１０）を最大限持ち上げた状態で、第三ブーム（１２）とアーム（１３）とを連結するアーム支点（２１）を、第二ブーム（１１）と第三ブーム（１２）とを連結する前記上部回動軸（１６）の軸心延長線よりも上方に配置したので、運転部とバケットとが干渉することを避けるために、安全装置や制御装置を別途付設する必要がなくなって、バックホウ装置の低コスト化及び軽量化を図ることができる。

更に、第一ブームを最大限持ち上げた状態で、第一ブームと第二ブームとが『逆く』の字状の状態で立設され、地面に対する第二ブームの立設角度が第一ブームの立設角度よりも大きくなるように構成したので、バックホウ装置の後方への突出量を小さく抑えて、該バックホウ装置の旋回半径を小さく構成することが可能となる。

更に、第三ブームとアームとを連結するアーム支点を、第二ブームと第三ブームとを連結する上部回動軸の軸心延長線よりも上方に配置したので、表面掘削時にバックホウ装置上端部の高さ（Ｈ１）を、アーム支点を上部回動軸の軸心延長線よりも下方に配置した場合の表面掘削時におけるバックホウ装置の上端部の対地高さ（Ｈ２）よりも、低く抑えることが可能となり、作業時にバックホウ装置の上方に障害物等があったとしても、該バックホウ装置が障害物等に当って損傷することを防止することができ、低い作業スペースしかない場所においても、掘削作業を行うことが可能となる。

次に、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１は本発明の超小旋回作業機を示す側面図、図２は同じく後面図、図３は第一ブームと第二ブームとを直線状に配置した場合の超小旋回作業機を示す側面図、図４はオフセットロッド及びオフセットシリンダの配置状態を示す側面図、図５はアーム支点を上部回動軸の軸心延長線よりも上方に配置した場合の表面掘削時におけるバックホウ装置の上端部の対地高さを示す側面図、図６はアーム支点を上部回動軸の軸心延長線よりも下方に配置した場合の表面掘削時におけるバックホウ装置の上端部の対地高さを示す側面図、図７は従来の超小旋回作業機を示す側面図である。

本発明の超小旋回作業機の構成について説明する。図１、図２において、左右一対のクローラ走行装置２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７で覆って運転部９を構成し、該運転部９横側方にバックホウ装置５を配置している。運転部９の前方にはバッテリー６１及び燃料タンク６２が配設され、該バッテリー６１及び燃料タンク６２はカバー６３により覆われている。また、前記走行装置１の、例えば、後端部には、排土板３を装着している。

バックホウ装置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、バックホウ装置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、バックホウ装置５について説明する。前記バックホウ装置５は、旋回台４に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１４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４８を上下回動可能としている。図１における軌跡６６は、ブームシリンダ２９、アームシリンダ１７、及び、バケットシリンダ４８等の伸縮に伴ってバケット１４の先端が通過する軌跡であり、軌跡６６の全範囲において、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。

第二ブーム１１は、その下端部で第一ブーム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と第一ブーム１０との間にはオフセットシリンダ３１が介装されている。さらに、第一ブーム１０と第三ブーム１２との間にはオフセットロッド３０が架設され、該オフセットロッド３０の両端部は、第一ブーム１０及び第三ブーム１２にそれぞれ枢着されて、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に対して偏心して左右方向にオフセットされるが、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る。

前記第一ブーム１０と第二ブーム１１とを連結する下部回動軸１５、及び、第二ブーム１１と第三ブーム１２とを連結する上部回動軸１６は、それぞれの軸心延長線Ｏ・Ｐがお互いに平行となるように配置されており、該下部回動軸１５は、第一ブーム１０を最大限持ち上げた状態で、該下部回動軸１５のアーム１３方向側が反対方向側よりも（本実施例においては下部回動軸１５の前部が後部よりも）高位置に位置するように構成している。また、運転席６の上方を覆うキャノピー７は、前部支柱７ａ及び後部支柱７ｂにより支持されており、後部支柱７ｂは略垂直に立設され、前部支柱７ａは後方に傾斜して立設されている。そして、側面視において、該前部支柱７ａと前記下部回動軸１５とがなす角度が略直角となるように構成している。

このように構成したバックホウ装置５において、バケット１４は、第一ブーム１０を最大限持ち上げるとともに、アーム３及びバケット４をオフセットさせないで最大巻き込んだ状態の小旋回格納状態において、側面視において運転部９と干渉しないように構成している。そして、第二ブーム１１を回動してバケット１４を左右にオフセットした場合、該バケット１４は側面視において、下部回動軸１５に対して直角方向に移動する。この場合、キャノピー７の前部支柱７ａは、下部回動軸１５となす角度が略直角となるように運転部９の前端に配置されているので、バケット１４を左右にオフセットすると、該バケット１４は側面視において、前部支柱７ａと略平行に移動することとなる。また、第一ブーム１０を最大限持ち上げた状態で、前記下部回動軸１５のアーム１３方向側が反対方向側よりも高位置に位置するので、第二ブーム１１が下部回動軸１５を中心に回動してバケット１４が左右にオフセットすると、該バケット１４は、側面視において後方から前方へ移動する。即ち、運転部９の先端に配置したキャノピー７の前部支柱７ａを後方に傾斜して立設するとともに、下部回動軸１５となす角度が略直角となるよう構成することにより、バケット１４を左右にオフセットすると、該バケット１４は前方へ前部支柱７ａと略平行に移動するので、バケット１４を左右にオフセットすることによって該バケット１４が運転部９に近づくことはない。

このように、該バケット１４は前記小旋回格納状態にて、側面視において運転部９と干渉しないように構成されており、該バケット１４が左右方向へオフセットされた場合は、該バケット１４が運転部９に近づくことはないので、バケット１４と運転部９とは何れの状態においても干渉することはなく、該バケット１４を、その動作を規制することなく左右のいずれの方向にもオフセットすることができるのである。これにより、運転部９とバケット１４とが干渉することを避けるために、安全装置や制御装置を別途付設する必要がなくなって、バックホウ装置５の低コスト化及び軽量化を図ることができる。

また、前記第一ブーム１０及び第二ブーム１１は、第一ブーム１０を最大限持ち上げた状態において、後方に傾斜した姿勢となるように構成されており、第二ブーム１１よりも先端側部分に連結される第三ブーム１２、アーム１３、及び、バケット１４の前方への突出量が小さくなるようにしている。さらに、第一ブームを最大限持ち上げた状態で、地面に対する第二ブーム１１の立設角度が第一ブーム１０の立設角度よりも大きくなるように構成している。即ち、第二ブーム１１は第一ブーム１０よりも垂直に近い状態で立設されており、該第二ブーム１１と第一ブーム１０とは、側面視において略逆「く」字状となるように連結されている。このように、第一ブームを最大限持ち上げた状態で、第一ブームと第二ブームとが同一方向に傾斜した状態で立設され、地面に対する第二ブームの立設角度が第一ブームの立設角度よりも大きくなるように構成しているのである。これにより、図３に示す、第一ブーム１０と第二ブーム１１とを同じ傾斜角度で立設して直線状に配置した場合の、第二ブーム１１の下端と上端との間の水平方向の寸法Ｘ２よりも、図１に示す、第二ブーム１１の下端と上端との間の水平方向の寸法Ｘ１を小さく構成して、第二ブーム１１の上端部の後方への突出量を抑えるようにしているのである。

このように、第一ブーム１０を最大限持ち上げた状態において、第一ブーム１０及び第二ブーム１１が後方に傾斜した姿勢となるように構成するとともに、地面に対する第二ブーム１１の立設角度が第一ブーム１０の立設角度よりも大きくなるように構成することにより、バックホウ装置５の前方及び後方への突出量を小さく抑えて、該バックホウ装置５の旋回半径を小さく構成することが可能となっている。

前記オフセットロッド３０は、その下端部が第一ブーム１０に形成されたステー１０ａに連結され、上端部が第三ブームに形成されたステー１２ａに連結されている。該ステー１０ａは、第一ブーム１０と第二ブーム１１との連結部の前側に配置され、ステー１２ａは第三ブーム１２の後側に配置されている。そして、該オフセットロッド３０は、下部回動軸１５及び上部回動軸１６と、直交するように配置されている。即ち、オフセットロッド３０の下端部である第一ブーム１０側端部は、第一ブーム１０と第二ブーム１１との連結部の前側に配置され、該オフセットロッド３０の上端部である第三ブーム１２側端部は、第三ブーム１２の後側に配置されている。また、前記オフセットシリンダ３１は、オフセットロッド３０と平行に配置され、その下端部が第一ブーム１０に形成されたステー１０ｂに連結され、上端部が第二ブームに形成されたステー１１ａに連結されている。該ステー１０ｂは、第一ブーム１０と第二ブーム１１との連結部の前端側に配置され、ステー１１ａは第二ブーム１１と第三ブーム１２との連結部の後端側に配置されている。即ち、オフセットシリンダ３１の下端部である第一ブーム１０側端部は、第一ブーム１０と第二ブーム１１との連結部の前側に配置され、該オフセットシリンダ３１の上端部である第二ブーム１１側端部は、第三ブーム１２の後側に配置されている。

以上の如く、オフセットロッド３０及びオフセットシリンダ３１は、その下端部が第一ブーム１０と第二ブーム１１との連結部の前側に配置されるとともに、その上端部が第二ブーム１１と第三ブーム１２との連結部の後側に配置されているので、側面視において、オフセットロッド３０及びオフセットシリンダ３１が、第二ブーム１１の範囲内にほぼ収まり、大きくはみ出すことがない。従って、オフセットロッド３０及びオフセットシリンダ３１の前方及び後方に障害物等があっても、該オフセットロッド３０及びオフセットシリンダ３１に当たることはなく、損傷を防止することができる。

また、図１に示すように、第三ブーム１２とアーム１３とが連結されているアーム支点２１は、第二ブーム１１と第三ブーム１２とを連結している上部回動軸１６の軸心延長線Ｐよりも上方に配置して、図５に示すように、第一ブーム１０を前方に傾倒して表面掘削を行う場合に、第三ブーム１２の地面に対する傾斜角度が小さくなるように構成している。これにより、表面掘削時の第三ブーム１２上端部、即ち、バックホウ装置５の上端部の対地高さＨ１を、図６に示す、アーム支点２１が上部回動軸１６の軸心延長線Ｐよりも下方に配置されていて、表面掘削時に第三ブーム１２の地面に対する傾斜角度が大きくなるように構成した場合における、バックホウ装置５の上端部の対地高さＨ２よりも低く構成することができる。

このように、表面掘削時にバックホウ装置５上端部の高さを低く抑えるように構成することで、作業時にバックホウ装置５の上方に位置する障害物等に、該バックホウ装置５が当って損傷することを防止することができ、低い作業スペースしかない場所においても、掘削作業を行うことが可能となる。

本発明の超小旋回作業機を示す側面図である。 同じく後面図である。 第一ブームと第二ブームとを直線状に配置した場合の超小旋回作業機を示す側面図である。 オフセットロッド及びオフセットシリンダの配置状態を示す側面図である。 アーム支点を上部回動軸の軸心延長線よりも上方に配置した場合の表面掘削時におけるバックホウ装置の上端部の対地高さを示す側面図である。 アーム支点を上部回動軸の軸心延長線よりも下方に配置した場合の表面掘削時におけるバックホウ装置の上端部の対地高さを示す側面図である。 従来の超小旋回作業機を示す側面図である。

Ｏ （下部回動軸の）軸心延長線
Ｐ （上部回動軸の）軸心延長線
１ 走行装置
４ 旋回台
５ バックホウ装置
７ キャノピー
７ａ 前部支柱
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（作業用アタッチメント）
１５ 下部回動軸
１６ 上部回動軸
２１ アーム支点
３０ オフセットロッド
３１ オフセットシリンダ

Claims (1)

1. 旋回台（４）の運転部（９）横側方に上下回動自在に取り付けられた第一ブーム（１０）、該第一ブーム（１０）の先端部に下部回動軸（１５）を介して、左右方向へのみ回動自在に取り付けられた第二ブーム（１１）、該第二ブーム（１１）の先端部に上部回動軸（１６）を介して、左右方向へのみ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）、該アーム（１３）の先端に取り付けられた作業用アタッチメント（１４）、及び、運転部（９）を覆うキャノピー（７）又はキャビンを有し、該第二ブーム（１１）の左右方向への回動により、作業用アタッチメント（１４）を左右方向へオフセット可能に構成した超小旋回作業機において、該第一ブーム（１０）を最大限持ち上げた状態で、第一ブーム（１０）と第二ブーム（１１）とが、側面左方から見た場合に略逆「く」字状の姿勢となるように構成し、該状態で、地面に対する第二ブーム（１１）の立設角度を、第一ブーム（１０）の立設角度よりも大きく構成し、該第一ブーム（１０）と第二ブーム（１１）とを連結する下部回動軸（１５）と、該第二ブーム（１１）と第三ブーム（１２）とを連結する上部回動軸（１６）とは、互いに平行となるように配置し、該第一ブーム（１０）を最大限持ち上げた状態で、該下部回動軸（１５）は前部が後部よりも高位置となるように構成し、更に、該第一ブーム（１０）を最大限持ち上げた状態で、第三ブーム（１２）とアーム（１３）とを連結するアーム支点（２１）を、第二ブーム（１１）と第三ブーム（１２）とを連結する前記上部回動軸（１６）の軸心延長線よりも上方に配置したことを特徴とする超小旋回作業機。

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