JP5601223B2

JP5601223B2 - 作業機械

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Publication number: JP5601223B2
Application number: JP2011015319A
Authority: JP
Inventors: 克哉入枝; 隆典山崎
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: EP2354327A1; CN102140851B; US20110188982A1; EP2354327B1; CN102140851A; JP2011174365A; US8684198B2

Description

本発明はベースマシンに作業アタッチメントを取付けて構成される解体機等の作業機械に関するものである。

高層建造物の解体に使用される超ロングアタッチメント付きの解体機を例にとって背景技術を説明する。

この解体機は、図１２に示すようにクローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に垂直軸まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体２とから成るベースマシン３の前部に作業アタッチメント４が装着されて構成される。

作業アタッチメント４は、ベースマシン３(上部旋回体２)に起伏自在に取付けられたブーム５と、作業範囲の拡大を目的としてこのブーム５の先端に水平軸まわりに回動可能に取付けられた短尺のインターブーム６と、このインターブーム６の先端に水平軸まわりに回動可能に取付けられたアーム７と、このアーム７の先端に取付けられた作業装置８(図例ではニブラと称される圧砕装置を示す)とを具備する。

ブーム５は、下段側のメインブーム５ａに上段側のフロントブーム５ｂが着脱自在に連結されて成り、ベースマシン３とメインブーム５ａの組と、メインブーム５ａを除く作業アタッチメント４の組とに分解されて輸送される。

なお、フロントブーム５ｂは、通常、複数段のブーム体を着脱自在に連結して構成されるが、ここでは図の簡略化のため単一のものとして示す。

また、作業アタッチメント４を作動させるシリンダ(油圧シリンダ)として、ブーム５(アタッチメント全体)を起伏させるブームシリンダ９と、インターブーム６を作動させるインターブームシリンダ１０と、アーム７を作動させるアームシリンダ１１、それに作業装置８を作動させる作業装置シリンダ１２が設けられている。

インターブーム、アーム両シリンダ１０，１１は、それぞれアタッチメント前面側においてブーム５(フロントブーム５ｂ)とインターブーム６との間、インターブーム６とアーム７との間に設けられている。

以上の構成は特許文献１に示されている。

特開２００７−２０３２２１号公報

このような超ロングアタッチメント付きの解体機を分解するときは、図１２実線及び図１３に示すように作業アタッチメント４を、インターブーム６を境としてブーム５が上側、アーム７が下側となる三つ折れ状態に折り畳んで地上に置き、前記のようにベースマシン３とメインブーム５ａの組と、メインブーム５ａを除く作業アタッチメント４の組とに切り離して輸送する。

この場合、作業アタッチメント４の組は、組全体が折り畳み姿勢のまま輸送される。

あるいは、さらに大形のものになると、折り畳み姿勢での全高が過大となるため、図１４に示すようにインターブーム６とその前後に接続されたパーツを伸ばした状態のまま台車に載せて輸送する。

上記前後のパーツとは、通常、フロントブーム５ｂの最上段のブーム体５ｂ１と、アーム７の下段セクション７ａであり、インターブーム、アーム両シリンダ１０，１１は取付けたまま輸送される。

なお、図面の複雑化を避けるため、上記ブーム体及びアーム下段セクションの符号５ｂ１，７ａは図１４のみに付している。

以下、図１２，１３のアタッチメント姿勢を「アタッチメント折り畳み姿勢」、この姿勢でのアタッチメント輸送時を「アタッチメント折り畳み輸送時」という。

また、図１４のインターブーム６、ブーム体５ｂ１、アーム下段セクション７ａの三者を合わせたものを、輸送時の１単位という意味で「ユニット」、これを伸ばした姿勢を「ユニット伸展姿勢」、この姿勢でのユニットの輸送時を「ユニット伸展輸送時」という。

一方、輸送後の組立も図１２，１３または図１４の状態で行われる。

ここで、公知技術では、インターブーム、アーム両シリンダ１０，１１が、同位相(アタッチメント折り畳み姿勢で上から見てアタッチメント幅方向の同じ位置)に配置されているため、両シリンダ１０，１１間にこれらが干渉しない間隔を保つ必要がある。

このため、両シリンダ１０，１１の高さ方向の占有スペースが大きくなる。

一方、図１３に示すように、インターブーム６に対するブーム５及びアーム７の取付点をＸ１，Ｘ２、インターブーム６に対する両シリンダ１０，１１の取付点(シリンダ推力の作用点)をＹ１，Ｙ２とすると、インターブーム６及びアーム７を作動させる力は、Ｘ１−Ｙ１間、Ｘ２−Ｙ２間の距離(以下、モーメント長という)α１，α２に比例するため、必要な作動力を確保する上でモーメント長α１，α２に一定の大きさが必要となる。

以上の結果、アタッチメント折り畳み姿勢でのブーム５とアーム７との距離、つまり、インターブーム６の長さＬ１が大きくなるため、アタッチメント４の地上高さ(先端高さＨ１及び全体高さＨ２)が大きくなる。

このため、分解・組立作業が高所作業となり、安全性及び作業性の点で好ましくなかった。

また、アタッチメント輸送時の全高も大きくなるため、重量的には法制限内であってもトラック輸送ができず、低床のトレーラ輸送とせざるを得ないことからコスト高になるという問題があった。

一方、図１４に示すユニット伸展姿勢での輸送時においても、インターブーム長さＬ１が長くなることでユニット全長Ｚ１が長くなり、輸送台車に積載困難となる。

そこで本発明は、必要なモーメント長を確保しながら、インターブームの長さを短縮し、アタッチメント折り畳み姿勢での輸送時のアタッチメントの高さ寸法、またはユニット伸展姿勢での全長寸法を縮小して輸送性を改善することができる作業機械を提供するものである。

請求項１の発明は、ベースマシンに作業アタッチメントが取付けられ、この作業アタッチメントは、上記ベースマシンに起伏自在に取付けられたブームと、このブームの先端に水平軸まわりに回動自在に取付けられたインターブームと、このインターブームの先端に水平軸まわりに回動自在に取付けられたアームと、このアームの先端に取付けられた作業装置とを具備するとともに、上記ブームを起伏させるブームシリンダと、アタッチメント前面側で上記ブームとインターブームとの間に設けられてインターブームを回動させるインターブームシリンダと、アタッチメント前面側で上記インターブームとアームとの間に設けられてアームを作動させるアームシリンダとを備えた作業機械において、上記インターブーム、アーム両シリンダを次の(Ｉ)(ＩＩ)の条件を満足する状態で設けたものである。

(Ｉ) 上記インターブーム、アーム両シリンダが上下に位置するように上記インターブームを境として上記ブームが上側、アームが下側となる三つ折れ式に折り畳んだ状態において、上記インターブームに対する上記インターブーム、アーム両シリンダの取付点をＡ，Ｂとして、上記アタッチメント折り畳み姿勢で、上記取付点Ａが下側、取付点Ｂが上側に位置すること。

(ＩＩ) 上記両取付点Ａ，Ｂがインターブームの幅方向に位置ずれしていること。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記インターブーム、アーム両シリンダを、上記アタッチメント折り畳み姿勢でアタッチメント側面から見てＸ形に交差する状態で設けたものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、上記インターブーム、アーム両シリンダのうち一方のシリンダを二本として上記インターブームの幅方向の両外側に配置し、他方のシリンダを内側に配置したものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、上記取付点Ａ，Ｂの少なくとも一方について、取付点Ａの場合はインターブームとアームの接続点と同じ位置に、取付点Ｂの場合はインターブームとブームの接続点と同じ位置に設定したものである。

請求項５の発明は、請求項１の構成において、上記インターブーム、アーム両シリンダにそれぞれリンクを、上記アタッチメント折り畳み姿勢で互いにインターブームの幅方向に位置ずれしかつ側面から見て交差する状態で取付け、この両リンクの先端を取付点Ａ，Ｂとしてインターブームに取付けたものである。

請求項６の発明は、請求項５の構成において、上記インターブーム、アーム両シリンダの少なくとも一方について、インターブームシリンダの場合は上記ブーム内に、アームシリンダの場合は上記アーム内に少なくとも一部を収容したものである。

本発明によると、インターブームに対するインターブーム、アーム両シリンダの取付点をＡ，Ｂとして、アタッチメント折り畳み姿勢で、取付点Ａが下側、取付点Ｂが上側に位置すること、及び両取付点Ａ，Ｂがインターブームの幅方向に位置ずれしていることの二つの条件を満足する状態、すなわち、両シリンダそのもの(請求項２〜４)、またはシリンダに取付けたリンク(請求項５，６)が側面視でＸ形に交差する状態で両シリンダを取付けたから、公知技術と比較して、同等のモーメント長を確保しながら、両シリンダの高さ方向の占有スペースを縮小することができる。

これにより、アタッチメント折り畳み姿勢でのブーム−アーム間距離、つまり、インターブームの長さを縮小できるため、アタッチメント折り畳み姿勢でのアタッチメント高さ(先端高さ及び全体高さ)寸法を低くし、分解・組立作業の安全性及び作業性を向上させることができる。

また、アタッチメント輸送時の全高を低くできるため、公知技術ではできなかったトラック輸送が可能となり、コストダウンを実現できるとともに、アタッチメントの重心が低くなることで輸送時の安定性が向上する。

一方、インターブームとその前後に接続されたパーツから成るユニットの伸展姿勢においても、インターブーム長さを縮小できることでその全長寸法を短縮することができる。

このため、従来は困難であった大形のものでもユニット伸展姿勢での輸送が容易となる。

ここで、請求項４の発明によると、シリンダそのものを交差させる場合に、取付点Ａ，Ｂの少なくとも一方について、インターブームとアームの接続点、またはインターブームとブームの接続点と同じ位置に設定したから、いいかえればアーム接続点またはブーム接続点にシリンダを取付ける構成としたから、シリンダの高さ方向の占有スペースをさらに縮小し、アタッチメント高さを低くすることができる。

また、取付ピンの共用化により部品点数を削減し、構造の簡素化、コストダウンを実現することができる。

一方、請求項５，６の発明によると、両シリンダにリンクを、アタッチメント折り畳み姿勢で交差する状態で取付けるため、両シリンダを１本として同位相に配置すること、つまり、インターブームの幅外に出ない状態とすることができるため、解体ガラ等との接触によるシリンダの破損のリスクが低くなるとともに、シリンダ数が少なくてすむことでコストダウンとなる。

この場合、請求項６の発明によると、両シリンダの少なくとも一方について、少なくとも一部をブーム(インターブームシリンダの場合)またはアーム(アームシリンダの場合)に収容したから、シリンダ占有スペースをさらに縮小してアタッチメント高さを一層低くすることができる。

本発明の第１実施形態に係る超ロングアタッチメント付き解体機の折り畳み状態の概略側面図である。図１の一部拡大図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。ユニット伸展輸送時の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。図４の一部拡大図である。図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線拡大断面図である。本発明の第３実施形態を示す図１相当図である。本発明の第４実施形態を示す図１相当図である。図９の一部拡大図である。図１０のＸＩ−ＸＩ線拡大断面図である。従来の解体機を示す概略側面図である。図１２の一部拡大図である。ユニット伸展輸送時の状態を示す側面図である。

以下の実施形態では、背景技術の説明に合わせて超ロングアタッチメント付き解体機を適用対象としている。

各実施形態において、
(ｉ) クローラ式の下部走行体２１と、この下部走行体２１上に垂直軸まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体２２とによってベースマシン２３が構成され、このベースマシン２の前部に作業アタッチメント２４が取付けられて解体機が構成される点、
(ｉｉ) 作業アタッチメント２４は、ベースマシン２３(上部旋回体２２)に起伏自在に取付けられたブーム２５(メインブーム２５ａとフロントブーム２５ｂとから成る)と、このブーム２５の先端に水平軸まわりに回動可能に取付けられた短尺のインターブーム２６と、このインターブーム２６の先端に水平軸まわりに回動可能に取付けられたアーム２７と、このアーム２７の先端に取付けられた作業装置２８とを具備する点、
(ｉｉｉ) 作業アタッチメント２４を作動させるシリンダとして、ブーム２５(アタッチメント全体)を起伏させるブームシリンダ２９と、インターブーム２６を作動させるインターブームシリンダ３０と、アーム２７を作動させるアームシリンダ３１、それに作業装置２８を作動させる作業装置シリンダ３２が設けられる点、
(ｉｖ) インターブームシリンダ、アーム両シリンダ１０，１１は、それぞれアタッチメント前面側においてブーム５(フロントブーム５ｂ)とインターブーム６との間、インターブーム６とアーム７との間に設けられる点、
(ｖ) 作業アタッチメント２４の折り畳み輸送時には、同アタッチメント２４を、インターブーム２６を境としてブーム２５が上側、アーム２７が下側となる三つ折れ状態に折り畳んで地上に置き、ベースマシン３とメインブーム５ａの組と、メインブーム５ａを除く作業アタッチメント４の組とに切り離して輸送し、輸送後、同じ状態で組立てる点、
(ｖｉ) 作業アタッチメント２４の一部であるインターブーム２６とその前後のパーツをユニットとして伸展姿勢で輸送する場合がある点。

は、図１２，１３に示す公知技術と同じである。

第１実施形態(図１〜図４参照)
インターブーム２６に対するインターブーム、アーム両シリンダ３０，３１の取付点をＡ，Ｂとして、両シリンダ３０，３１は、取付点Ａがアタッチメント折り畳み姿勢での下側、取付点Ｂが上側に位置し、かつ、両取付点Ａ，Ｂがインターブーム２６の幅方向に位置ずれした状態で設けられている。

詳述すると、一本のインターブームシリンダ３０が、ブーム２５及びインターブーム２６の幅方向の中央部において、ブーム２５(フロントブーム２５ｂ)と、インターブーム２６の高さ方向の中間部(取付点Ａ)との間に取付けられている。

そして、二本のアームシリンダ３１，３１が、このインターブームシリンダ３０を左右から挟む状態でインターブーム２６及びアーム２７の幅方向両側に配置され、一端(ロッド端)がアーム２７に、他端(チューブ端)がインターブームシリンダ取付点Ａよりも高い位置でブラケット３３，３３を介してインターブーム２６に取付けられている(取付点Ｂ)。

ブラケット３３，３３は、インターブーム２６の高さ方向の中間上部寄りの位置に、アタッチメント折り畳み姿勢での後向きに突設されている。

これにより、両シリンダ３０，３１が互いの位相をずらした状態で、かつ、側面視でＸ形に交差して設けられている。

この構成によると、図１１，１２に示すように両シリンダ１０，１１を同位相で上下に分離して設けた公知技術と比較して、必要なモーメント長β１，β２(公知技術のモーメント長α１，α２と同等かそれ以上)を確保しながら、両シリンダ３０，３１の高さ方向の占有スペースを縮小することができる。

これにより、アタッチメント折り畳み姿勢でのブーム２５−アーム２７間距離、つまり、インターブーム２６の長さＬ２を縮小できるため、アタッチメント高さ(先端高さＨ３及び全体高さＨ４)を低くし、分解・組立作業の安全性及び作業性を向上させることができる。

また、アタッチメント輸送時の全高を低くできるため、重量制限さえクリアすれば公知技術ではできなかったトラック輸送が可能となり、コストダウンを実現することができるとともに、アタッチメント重心を低くできることで輸送時の安定性を向上させることができる。

一方、インターブーム２６とその前後に接続されたパーツ(フロントブーム２５ｂの最上段のブーム体２５ｂ１、下段アーム２７ａ。図４のみに符号を付している)から成るユニットの伸展姿勢においても、インターブーム長さＬ２を縮小できることでユニット全長Ｚ２寸法を短縮することができる。

このため、従来は困難であった大形のものでも輸送ユニット伸展姿勢での輸送が容易となる。

第２実施形態(図５〜図７参照)
第２実施形態では、第１実施形態の構成を前提として、アームシリンダ３１，３１の対インターブーム取付点Ｂが、インターブーム２６に対するブーム２５の接続点と同じ位置に設定されている。

いいかえれば、取付点Ｂとなるアームシリンダヘッドピンとブームヘッドピンとが共用されている。

なお、アームシリンダ３１，３１の対アーム取付側の端部は、アーム２７の左右両側面にアタッチメント折り畳み姿勢での上向きに突出して設けられたブラケット３４，３４を介してアーム２７に取付けられている。

このブラケット３４，３４によりアームシリンダ３１，３１の対アーム取付点がブーム２５に近い高位に設定され、モーメント長β２が確保されている。

また、この結果、両シリンダ３０，３１は、互いのシリンダ軸心はシリンダ延長上でＸ形に交差するがシリンダそのものは交差せずに上下に位置する。

この構成によると、インターブーム２６の長さＬ２及び折り畳み姿勢でのアタッチメント高さ、ユニット伸展姿勢での全長寸法をさらに縮小することができる。

第３実施形態(図８参照)
第３実施形態では、第１または第２実施形態(図では第２実施形態)の構成を前提として、作業装置シリンダ３２が、第１、第２実施形態とは上下反転した状態、すなわち、アタッチメント折り畳み姿勢での上面側に取付けられている。

こうすれば、アタッチメント折り畳み姿勢でのアーム２７の下面側から作業装置シリンダ３２とその配管を排除し、アーム２７を直接接地させることが可能となるため、アタッチメント高さＨ３，Ｈ４をさらに縮小することができる。

なお、第１〜第３各実施形態において、インターブームシリンダ３０を二本としてインターブーム幅方向の両側に配置し、中央部に一本のアームシリンダ３１を配置してもよい。

第４実施形態(図９〜図１１参照)
第４実施形態においては、それぞれ一本のインターブーム、アーム両シリンダ３０，３１にそれぞれリンク３５，３６が、左右一対ずつ、互いにインターブーム２６の幅方向に位置ずれし、かつ、アタッチメント折り畳み姿勢での側面視でＸ形に交差する状態で取付けられ、この両リンク３５，３６の先端が取付点Ａ，Ｂとしてインターブーム２６に取付けられている。

ここで、インターブームシリンダ３０はブーム２５(フロントブーム２５ｂ)内に、アームシリンダ３１はアーム２７内に、それぞれ先端側部分を除く多くの部分が収容されている。

また、両シリンダ３０，３１には、リンク３５，３６を支えてシリンダ推力をインターブーム２６に伝えるための左右一対ずつの補助リンク３７，３８が、リンク３５，３６とでＶ字を形成する配置で取付けられ、この補助リンク３７，３８がブーム２５(フロントブーム２５ｂ)、アーム２７にそれぞれ取付けられている。

図９，１０中、３９はインターブームシリンダ３０のリンク３５を取付けるためにインターブーム２６に突設されたブラケットである。

この構成によると、インターブーム長さＬ２、アタッチメント折り畳み姿勢での高さＨ３，Ｈ４を公知技術よりも低くできるという基本的効果に加えて、両シリンダ３０，３１を１本として同位相に配置すること、つまり、インターブーム２６の幅外に出ない状態とすることができるため、両シリンダ３０，３１の一方を二本としてインターブーム幅外に出る状態で設けた場合と比較して、解体ガラ等との接触によるシリンダ３０，３１の破損のリスクが低くなるとともに、シリンダ数が少なくてすむことでコストダウンとなる。

また、両シリンダ３０，３１の多くの部分をブーム２５、アーム２７内に収容したから、シリンダ占有スペースをさらに縮小してインターブーム長さＬ２を短縮し、アタッチメント折り畳み姿勢での高さ及びユニット伸展姿勢での全長を一層縮小することができる。

ところで、本発明は解体機に限らず、アタッチメント先端にマグネットを取付けたリフマグ機等の他の作業機械にも適用することができる。

２１ベースマシンの下部走行体
２２同、上部旋回体
２３ベースマシン
２４作業アタッチメント
２５作業アタッチメントを構成するブーム
２６同、インターブーム
２７同、アーム
２８同、作業装置
２９同、ブームシリンダ
３０同、インターブームシリンダ
３１アームシリンダ
３２作業装置シリンダ
３５，３６リンク
３７，３８補助リンク
Ａインターブームに対するインターブームシリンダの取付点
Ｂインターブームに対するアームシリンダの取付点
Ｂ対インターブーム取付点
β１モーメント長
β２モーメント長

Claims

ベースマシンに作業アタッチメントが取付けられ、この作業アタッチメントは、上記ベースマシンに起伏自在に取付けられたブームと、このブームの先端に水平軸まわりに回動自在に取付けられたインターブームと、このインターブームの先端に水平軸まわりに回動自在に取付けられたアームと、このアームの先端に取付けられた作業装置とを具備するとともに、上記ブームを起伏させるブームシリンダと、アタッチメント前面側で上記ブームとインターブームとの間に設けられてインターブームを回動させるインターブームシリンダと、アタッチメント前面側で上記インターブームとアームとの間に設けられてアームを作動させるアームシリンダとを備えた作業機械において、上記インターブーム、アーム両シリンダを次の(Ｉ)(ＩＩ)の条件を満足する状態で設けたことを特徴とする作業機械。
(Ｉ) 上記インターブーム、アーム両シリンダが上下に位置するように上記インターブームを境として上記ブームが上側、アームが下側となる三つ折れ式に折り畳んだ状態において、上記インターブームに対する上記インターブーム、アーム両シリンダの取付点をＡ，Ｂとして、上記アタッチメント折り畳み姿勢で、上記取付点Ａが下側、取付点Ｂが上側に位置すること。
(ＩＩ) 上記両取付点Ａ，Ｂがインターブームの幅方向に位置ずれしていること。
上記インターブーム、アーム両シリンダを、上記アタッチメント折り畳み姿勢でアタッチメント側面から見てＸ形に交差する状態で設けたことを特徴とする請求項１記載の作業機械。
上記インターブーム、アーム両シリンダのうち一方のシリンダを二本として上記インターブームの幅方向の両外側に配置し、他方のシリンダを内側に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の作業機械。
上記取付点Ａ，Ｂの少なくとも一方について、取付点Ａの場合はインターブームとアームの接続点と同じ位置に、取付点Ｂの場合はインターブームとブームの接続点と同じ位置に設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業機械。
上記インターブーム、アーム両シリンダにそれぞれリンクを、上記アタッチメント折り畳み姿勢で互いにインターブームの幅方向に位置ずれしかつ側面から見て交差する状態で取付け、この両リンクの先端を取付点Ａ，Ｂとしてインターブームに取付けたことを特徴とする請求項１記載の作業機械。
上記インターブーム、アーム両シリンダの少なくとも一方について、インターブームシリンダの場合は上記ブーム内に、アームシリンダの場合は上記アーム内に少なくとも一部を収容したことを特徴とする請求項５記載の作業機械。