JP5035122B2

JP5035122B2 - 作業機械のブーム組立構造

Info

Publication number: JP5035122B2
Application number: JP2008147350A
Authority: JP
Inventors: 拓也吉川
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-06-04
Also published as: EP2130977B1; CN101597912B; EP2130977A3; US20090304484A1; US8075242B2; EP2130977A2; JP2009293261A; CN101597912A

Description

本発明は解体作業等を行う作業機械に装備される分割式ブームの組立構造に関するものである。

建物の解体やガラの収集・積み込み、砕石作業等を行う作業機械のアタッチメントは、作業の目的（たとえば解体、ガラ収集、積み込み）や作業高さ（高所、低所）等に応じて異なる仕様のものに組み替えられる（特許文献１参照）。

たとえば、低層構造物の解体作業等を行うときは、図１１（ａ）に示す基本的な仕様である基本セパレート仕様の第１アタッチメントＡ１、中層構造物の解体作業等を行うときは同（ｂ）に示す継ぎ足しセパレート仕様の第２アタッチメントＡ２がそれぞれ使用される。

この両アタッチメントＡ１,Ａ２に共通の構成として、ブーム１の先端にアーム２、このアーム２の先端に作業装置(図示の圧砕機、またはバックホウバケット)３がそれぞれ取付けられ、ブーム１の基端部がベースマシンＢにブームフットピン４を中心として起伏可能に取付けられる。

５はベースマシンＢとブーム１との間に設けられてアタッチメント全体を起伏させる第１ブームシリンダ(起伏シリンダ)、６はブーム１とアーム２との間に設けられてアーム２を回動させるアームシリンダ、７はアーム２と作業装置３との間に設けられて作業装置３を回動させる作業装置シリンダである。

図１１(ａ)の第１アタッチメントＡ１の場合、ブーム１は、基端側のメインブーム体８と、これの先端に水平なピン（以下、回動支軸という）９を中心として回動可能に連結されたフロントブーム体１０とによって構成され、両ブーム体８,１０間に設けられた第２ブームシリンダ１１によってフロントブーム体１０が逆Ｖ字方向に中折れ回動する。

図１１(ｂ)の第２アタッチメントＡ２においては、第１アタッチメントＡ１のメインブーム体８に一乃至複数段(図示の一段場合で説明する)の継ぎ足しブーム体１２が、ブーム水平状態での上下両側で水平なピン１３,１４によって固定状態で接続されるとともに、この継ぎ足しブーム体１２とフロントブーム体１０とが回動支軸９によって連結され、両者間に第２ブームシリンダ１１が取付けられる。

このような作業機械において、図１１（ｂ）の第２アタッチメントＡ２の組立時、または第１アタッチメントＡ１から第２アタッチメントＡ２への組み替え時に、メインブーム体８と継ぎ足しブーム体１２とを接続する構造として特許文献２に示されたものが公知である。

この公知技術を図１２〜図１５によって説明する。

メインブーム体８の先端上部及び継ぎ足し１２の基端上部（ブーム水平状態での上部。以下にいう上下の方向性について同じ）に上部ピン穴１５,１６、同下部に下部ピン穴１７,１８がそれぞれ設けられている。

また、メインブーム体８の先端部における上部ピン穴１５よりも先端側に、上向きに開口するフック１９が設けられる一方、継ぎ足しブーム体１２の基端部における上部ピン穴１６よりも基端側の外側面に、ブーム幅方向に水平に延びるボス（通常は丸ピン）２０が設けられている。

なお、両ブーム体８,１２は箱形に形成され、互いの端部左右両側で対称的にピン接続されるため、ピン穴１５〜１８、フック１９、ボス２０はそれぞれ左右両側に設けられるが、この公知技術の説明、及び後述する実施形態の説明ではその簡略化のため左右の区別を省略する。

両ブーム体８,１２の接続手順は次の通りである。

（ｉ）図１２に示すようにベースマシンＢにメインブーム体８を取付ける一方、継ぎ足しブーム体１２をボス２０が水平となる状態で架台２１上に支持しておく。図では、継ぎ足しブーム体１２を含む他のアタッチメント要素（第２ブーム体、アーム、作業装置各シリンダの図示省略）を先に組立てた状態で架台２１に支持した場合を例示している。

（ｉｉ）ベースマシンＢを移動させて、図１３に示すようにフック１９をボス２０に下から係合させる。この段階では上下ともピン穴１５〜１８は一致していない。

（ｉｉｉ）この状態で第１ブームシリンダ５を伸長作動させてメインブーム体８を上向きに回動させる（すくい上げ動作）。

このすくい上げ動作により、継ぎ足しブーム体１２をボス２０を中心として先下がり方向に回動（下向き回動）させることにより、上部及び下部両ピン穴１５,１６及び１７,１８を一致させる。

（ｉｖ）図１４に示すように、一致した上部ピン穴１５,１６に上部ピン１３、下部ピン穴１７,１８に下部ピン１４をそれぞれ入して両ブーム体８,１２を接続する。
実開昭６４−２８４５２号公報実用新案登録第２５３５６６７号公報

ところが、上記公知技術によると、上下のピン穴１５,１６及び１７,１８が一致した状態（接続状態）で、図１４に示すようにフック１９とボス２０が接触している必要があるため、架台２１を外した段階や組立後の作業時に、アタッチメント負荷が両ピン１３,１４だけでなく、フック１９,２０とボスの係合部分にもかかる。このため、これらが破損するという弊害が生じる。

これを防止するためには、図１５に示すように、上下のピン穴１５,１６及び１７,１８が一致した状態でフック１９とボス２０の係合部分に隙間Ｃができるようにフック１９及びボス２０と両ピン穴１５,１６及び１７,１８の位置関係を設定しなければならない。

しかし、こうすると、図１３のすくい上げ動作時に、両ピン穴１５,１６及び１７,１８がボス中心を中心とする円弧上から外れてしまうため、すくい上げ動作のみによってはピン穴１５,１６及び１７,１８が一致しない。このため、ピン穴合わせが面倒となってフック１９とボス２０によるピン穴合わせの容易化という本来の目的を十分達成できない。

なお、別の策として、上部のピン穴合わせはボス２０を中心とする第１の相対回動で、下部のピン穴合わせは上部ピン１３を中心とする第２の相対回動でそれぞれ行わせる（ピン穴合わせを上部から順に、かつ、中心を変えて行う。以下、これを二段ピン穴合わせ方式という）ことが考えられる。しかし、公知技術では第２の相対回動時にフック１９が上向きに、ボス２０が下向きにそれぞれ移動しようとして干渉するため、回動そのものができない。

そこで本発明は、二段ピン穴合わせ方式をとりながら、上部ピンを中心とする第２の相対回動時のフックとボスの干渉を防止してピン穴合わせを簡単に行うことができるとともに、接続状態でフックとボスの間に隙間を確保してこれらの破損を防止することができる作業機械のブーム組立構造を提供するものである。

請求項１の発明は、第１ブームシリンダによって回動する第１ブーム体の先端部に第２ブーム体が、ブーム水平状態での上下両側でそれぞれのピン穴とピンとによって接続される作業機械のブーム組立構造において、上記第１ブーム体の先端部にブーム幅方向に延びるボス、上記第２ブーム体の基端部に下向きに開口するフックを、それぞれ次の条件を満足する配置で設けたものである。

（Ａ）上記ボスを上記フックに係合させた状態で上記第１ブームシリンダで第１ブーム体を上向きに回動させるすくい上げ動作によって両ブーム体がボス中心を中心に相対回動し、この相対回動によって互いの上部ピン穴同士が一致すること。

（Ｂ）一致した上部ピン穴に上部ピンを挿入した状態で第１ブーム体を上向きに回動させることにより、第２ブーム体が上部ピンを中心に下向きに回動して、上記フックがボスから離間する一方で互いの下部ピン穴同士が一致すること。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、ベースマシンに取付けられるメインブーム体の先端部に継ぎ足しブーム体が、ブーム水平状態での上下両側でそれぞれのピン穴とピンとにより接続されるとともに、この継ぎ足しブーム体の先端部にフロントブーム体が相対回動可能に接続されてブームが構成され、このブームにおける上記メインブーム体を第１ブーム体、継ぎ足しブーム体を第２ブーム体としてボス及びフックを設けたものである。

本発明によると、上向きに回動する第１ブーム体（請求項２ではメインブーム体）にボス、下向きに回動する第２ブーム体（同、継ぎ足しブーム体）に下向きに開口するフックを、特定の条件、すなわち二段ピン穴合わせ方式による第２の相対回動時にフックとボスが離間する一方で下部ピン穴が一致するという条件を満足する配置で設けたから、二段ピン穴合わせ方式によって上下のピン穴合わせを簡単に行うことができる。

また、接続状態でボスとフックとの間に隙間を確保できるため、作業時等のアタッチメント負荷によるこれらの破損を防止することができる。

本発明の実施形態を図１〜図１０によって説明する。

以下の実施形態において、図１１に示す解体機、及び図１２〜図１５に示す公知技術と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。

第１実施形態（図１〜図５参照）
第１実施形態では、図１１（ｂ）に示す継ぎ足しセパレート仕様の第２アタッチメントＡ２においてメインブーム体８に継ぎ足しブーム体１２を接続する場合を例にとっている。

メインブーム体８の先端上部及び継ぎ足しブーム体１２の基端上部に上部ピン穴１５,１６、同下部に下部ピン穴１７,１８がそれぞれ設けられ、上部ピン穴１５,１６に上部ピン１３、下部ピン穴１７,１８に下部ピン１４がそれぞれ挿入されることによって両ブーム体８,１２が接続される。

この実施形態では、メインブーム体８の先端部における上部ピン穴１５よりも基端側の外側面に、ブーム幅方向に水平に延びるボス（通常は丸ピン）２２が設けられる一方、継ぎ足しブーム体１２の基端部における上部ピン穴１６よりも基端側に下向きに開口するフック２３が設けられている。

この実施形態による両ブーム体８,１２の接続手順を説明する。

（Ｉ）図１２と同様に、メインブーム体８をベースマシンに取付け、継ぎ足しブーム体１２を架台に支持した状態でベースマシンを移動させて、図２に示すようにボス２２をフック２３に下から係合させる。この段階では上下ともピン穴１５〜１８は一致していない。

（ＩＩ）この状態で第１ブームシリンダ５を伸長作動させてメインブーム体８を上向きに回動させる（すくい上げ動作）。

このすくい上げ動作により、図２,３に示すように継ぎ足しブーム体１２をボス２２を中心として先下がり方向に回動（下向き回動）させる。これにより、まず上部ピン穴１５,１６を一致させる。

（ＩＩＩ）一致した上部ピン穴１５,１６に上部ピン１３を挿入して両ブーム体８,１２を互いの端部上側で接続する。

（ＩＶ）この後、図３,４に示すように再び第１ブームシリンダ５の伸長作動によってすくい上げ動作を行う。これにより、継ぎ足しブーム体１２を、今度は上部ピン１３（正確には同ピン中心）を中心に下向き回動させることにより、下部ピン穴１７,１８を一致させる。

このとき、図４に示すようにフック２３が上方に移動してボス２２から離間し、ピン穴一致状態で両者間に隙間Ｄが生じる。

（Ｖ）一致した下部ピン穴１７,１８に下部ピン１４を挿入して両ブーム体８,１２の接続が完了する。

このように、ピン穴合わせを上部から順に、かつ、中心を変えて行う二段ピン穴合わせ方式によって両ブーム体８,１２を接続する構成をとっている。

いいかえれば、この二段ピン穴合わせ方式が適用できるように、上向きに回動するメインブーム体（第１ブーム体）８にボス２２、下向きに回動する継ぎ足しブーム体（第２ブーム体）１２に下向きに開口するフック２３が、それぞれ次の条件を満足する配置で設けられている。

（Ａ）すくい上げ動作によって両ブーム体８,１２がボス２２まわりに相対回動し、この相対回動によって互いの上部ピン穴１５,１６同士が一致すること（ボス中心を中心とする円弧状に上部ピン穴１５,１６が位置すること）。

（Ｂ）一致した上部ピン穴１５,１６に上部ピン１３を挿入した状態で、継ぎ足しブーム体１２を上部ピン１３まわりに下向きに回動させたときに、フック２３がボス２２から離間する一方、互いの下部ピン穴１７,１８同士が一致すること（上部ピン中心を中心とする円弧状に下部ピン穴１７,１８が位置すること）。

この組立構造によると、二段ピン穴合わせ方式によって上下のピン穴合わせを簡単に行うことができる。

また、接続状態でボス２２とフック２３との間に隙間Ｄを確保できるため、作業時等のアタッチメント負荷によるこれらの破損を防止することができる。

ところで、図１１（ａ）（ｂ）に示すフロントブーム体１０は、基本セパレート仕様の第１アタッチメントＡ１ではメインブーム体８に、継ぎ足しセパレート仕様の第２アタッチメントＡ２では継ぎ足しブーム体１２にそれぞれ単一のピン（回動支軸９）によって、同支軸９まわりに相対回動可能に接続される。

この場合、図１２〜図１４に示す公知技術をこのフロントブーム体接続用として転用することが考えられる。

しかし、公知技術では、メインブーム体８と継ぎ足しブーム体１２の相対回動がフック１９とボス２０で妨げられる構造であるため、この構造をメインブーム体８または継ぎ足しブーム体１２とフロントブーム体１０の接続構造として転用すると、組立後、フロントブーム体１０の回動が妨げられて作業できなくなる。

つまり、公知技術はフロントブーム体接続時のピン穴合わせには適用できないし、従来、他に有効な技術もない。このため、フロントブーム体接続時のピン穴合わせも面倒となる。

図６〜図８は、基本セパレート仕様の第１アタッチメントＡ１を例にとり、上記実施形態の構成を、メインブーム体８にフロントブーム体１０を取付けるのためのピン穴合わせ構造として応用した場合を示す。

すなわち、フロントブーム体１０の基端部に、回動支軸９が挿入される一つのピン穴２４と、実施形態で説明した継ぎ足しブーム体１２のフック２３に相当する、下向きに開口するフック２５とが設けられ、このフック２５と、メインブーム体８のボス２２とによって、メインブーム体８の上部ピン穴１５とフロントブーム体１０のピン穴２４の位置合わせが行われる。

この場合の操作手順は、実施形態で説明したメインブーム体８と継ぎ足しブーム体１２のそれと基本的に同じで、図６に示すようにボス２２をフック２４に下から係合させた状態ですくい上げ動作を行い、フロントブーム体１０をボス中心まわりに下向きに回動させることによってピン穴１５,２４を一致させ、一致したピン穴１５,２４に回動支軸９を挿入する。

この後、さらにすくい上げ動作を行うことにより、フロントブーム体１０を回動支軸９まわりに下向き回動させ、図７に示すように両ブーム体８,１０のなす角度θが、フロントブーム体１０をメインブーム体８に対して逆Ｖ字方向に中折れ回動させて行う作業時の最大角度となった状態で、第２ブームシリンダ１１を両ブーム体８,１０間に組み付けて接続完了となる。

この場合、ボス２２とフック２５の配置条件として、
「両ブーム体８,１０のなす角度θが作業時の最大角度となった状態で、図７に示すようにフック２５とボス２２が離間する（図７中のＥは両者間の隙間を示す）とともに、図８に示すように両ブーム体８,１０のなす角度θが最大角度から減少するに連れてフック２５とボス２２の離間距離（隙間Ｅ）が大きくなること」
という条件が必要となる。

このように実施形態の構成を応用することにより、メインブーム体８にフロントブーム体１０を中折れ回動可能に接続する場合にも、ピン穴合わせを容易に行うことができる。

なお、この構成は、図１１（ｂ）の第２アタッチメントＡ２において、メインブーム体８に継ぎ足しブーム体１２を接続した状態で、この継ぎ足しブーム体１２にフロントブーム体１０を接続する構成としても適用することができる。

この場合、継ぎ足しブーム体１２の基端部に、メインブーム体８のボス２２に係合するフック２３、先端部に、フロントブーム体１０のフック２５に係合するボス２２を、それぞれ前記条件を満足する配置で設けることとなる。

第２実施形態（図９,１０参照）
上記実施形態では、ボス２２をメインブーム体８（または継ぎ足しブーム体１２）の先端部外側面に設けたのに対し、第２実施形態ではこのボス２２が先端部内側面に設けられている。

この場合、フック２３（または２５）は、ボス２２に対応するブーム幅方向の位置に設けられることはいうまでもない。

この構成によっても、第１実施形態と同じ作用効果を得ることができる。また、ボス２２とフック２３（または２５）の係合部分がブーム内側に位置するため、ガラ等によるこれらの損傷を防止できる利点がある。

なお、上記実施形態では、図１１（ｂ）の第２アタッチメントＡ２においてメインブーム体８と継ぎ足しブーム体１２とを接続する場合を例にとって説明したが、本発明は、同アタッチメントＡ２において複数段の継ぎ足しブーム体が接続される場合の継ぎ足しブーム体同士の接続部分にも適用することができる。

本発明の第１実施形態におけるメインブーム体と継ぎ足しブーム体の接続前の状態を示す側面図である。図１の状態からボスとフックを係合させた状態を示す側面図である。図２の状態からすくい上げ動作によって上部ピン穴を一致させた状態の側面図である。図３の状態からさらにすくい上げ動作によって下部ピン穴を一致させるとともとに下部ピンを挿入して接続完了した状態を示す側面図である。図４の一部拡大図である。第１実施形態の構成をメインブーム体とフロントブーム体の接続部分に応用した場合を示す側面図である。図６の状態からさらにすくい上げ動作によって両ブーム体のなす角度が作業時の最大角度となり、かつ、第２ブームシリンダを取付けた状態を示す側面図である。図７の状態から両ブーム体のなす角度が減少した状態を示す側面図である。本発明の第２実施形態を示す図１相当図である。同実施形態の図４相当図である。（ａ）は基本セパレート仕様の解体機、（ｂ）は継ぎ足しセパレート仕様の解体機をそれぞれ示す概略側面図である。公知技術におけるメインブーム体と継ぎ足しブーム体の接続前の状態を示す側面図である。図１２の一部拡大図である。接続完了状態の側面図である。図１４の一部拡大図である。

符号の説明

５第１ブームシリンダ
８メインブーム体（第１ブーム体）
１１第２ブームシリンダ
１２継ぎ足しブーム体（第２ブーム体）
１５,１６第１、第２両ブーム体の上部ピン穴
１７,１８同下部ピン穴
２２メインブーム体のボス
２３継ぎ足しブーム体のフック
Ｄボスとフックの隙間

Claims

第１ブームシリンダによって回動する第１ブーム体の先端部に第２ブーム体が、ブーム水平状態での上下両側でそれぞれのピン穴とピンとによって接続される作業機械のブーム組立構造において、上記第１ブーム体の先端部にブーム幅方向に延びるボス、上記第２ブーム体の基端部に下向きに開口するフックを、それぞれ次の条件を満足する配置で設けたことを特徴とする作業機械のブーム組立構造。
（Ａ）上記ボスを上記フックに係合させた状態で上記第１ブームシリンダで第１ブーム体を上向きに回動させるすくい上げ動作によって両ブーム体がボス中心を中心に相対回動し、この相対回動によって互いの上部ピン穴同士が一致すること。
（Ｂ）一致した上部ピン穴に上部ピンを挿入した状態で第１ブーム体を上向きに回動させることにより、第２ブーム体が上部ピンを中心に下向きに回動して、上記フックがボスから離間する一方で互いの下部ピン穴同士が一致すること。
ベースマシンに取付けられるメインブーム体の先端部に継ぎ足しブーム体が、ブーム水平状態での上下両側でそれぞれのピン穴とピンとにより接続されるとともに、この継ぎ足しブーム体の先端部にフロントブーム体が相対回動可能に接続されてブームが構成され、このブームにおける上記メインブーム体を第１ブーム体、継ぎ足しブーム体を第２ブーム体としてボス及びフックを設けたことを特徴とする請求項１記載の作業機械のブーム組立構造。