JP6111903B2

JP6111903B2 - 作業機械のアタッチメント格納装置

Info

Publication number: JP6111903B2
Application number: JP2013138534A
Authority: JP
Inventors: 松井　幹; 幹松井
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2033-07-02
Also published as: JP2015010443A

Description

本発明はブームとアームを備えた作業用のアタッチメントをベースマシンに取付けて構成される解体機等の作業機械において、アームをブーム下面側に折り畳んだ格納状態でブームに固定するアタッチメント格納装置に関するものである。

高層構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７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上に旋回自在に搭載された上部旋回体２とから成る自走式かつ旋回式のベースマシン３に作業用のアタッチメントＡが取付けられて構成される。

アタッチメントＡは、上部旋回体２にブームフットピン４を中心として起伏作動可能に取付けられたブーム５と、このブーム５の先端にブームポイントピン(左右方向の水平軸。以下の各ピンについて同じ)６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７と、このインターブーム７の先端にアーム取付ピン８まわりに回動可能に取付けられたアーム９と、このアーム９の先端に取付けられたバケットや圧砕装置等の作業装置(図示省略)とをアタッチメント構成部材として備えている。

なお、ブーム５は、実際には図示のような単一物ではなく、上部旋回体２に取付けられるメインブームに複数段のフロントブームを継ぎ足し連結して構成されるが、この点の構成は本発明とは直接関係がないため、単一物として図示し説明する。

また、アタッチメントＡを作動させる油圧シリンダとして、ブーム５を起伏作動させるブームシリンダ１０と、インターブーム７を回動させるインターブームシリンダ１１と、アーム９を回動させるアームシリンダ１２、それに作業装置を回動させる作業装置シリンダ１３が設けられている。１４は作業装置シリンダ１３の推力を作業装置に回動力に変換して伝えるリンク機構である。

アーム９は、アームシリンダ１２の伸縮作動により、作業時にはブーム５の先端(正確にはインターブーム７の先端)から張り出され、組立／分解時にはブーム下面側に折り畳まれる。

図７は、このアーム折り畳み状態でアタッチメントＡ全体を倒した状態を示し、この状態でアタッチメント組立または分解のための作業が行われる。

なお、図示省略しているがこの状態で地上に置かれた架台によってブーム５が支持される。

以下、図７の状態をアタッチメント格納状態といい、この状態でのアーム９の姿勢をアーム格納姿勢という。また、以下にいう各部についての「上下」「左右」は、図７，８の方向性に従うものとし、「左右」はブーム５及びアーム９の長さ方向である。

アーム９は、アーム格納姿勢でその幅方向の両側においてステー１５によってブーム５に固定される。

このステー１５の構成とその取付構造を図８に拡大して示す。

ステー１５は、図示のように両端にブーム側及びアーム側取付部１５ａ，１５ｂを備えたリンク状に形成され、ブーム下面及びアーム上面にそれぞれ突設されたブーム側、アーム側両ブラケット１６，１７間に垂直姿勢で架け渡された状態で、両取付部１５ａ，１５ｂが両ブラケット１６，１７にブーム側、アーム側両取付ピン１８，１９によって取付けられる。

ここで、ブーム５、アーム９、アームシリンダ１２の各寸法には製作誤差が生じるため、アーム格納姿勢でのブーム５とアーム９との間の距離(以下、格納時距離という)Ｄが設計値よりも大きい側または小さい側にずれ、ステー１５を取付けることができなくなるおそれがある。

そこで従来は、図８に示すようにステー１５のアーム側取付部１５ｂに上下に長い長穴２０を設け、この長穴２０を通して同取付部１５ｂとアーム側ブラケット１７をアーム側取付ピン１９で取付けることにより、上記ずれを吸収できるようにしている。

また、格納時距離Ｄのずれ吸収のための他の技術として、アーム側ブラケット１７をアーム９に対してシムを介して着脱可能に取付け、シム調節によってずれに対応する技術(特許文献１)、及びステー１５を、互いに逆ねじが切られた二本のねじ軸と雌ねじ部材によってターンバックル式に長さ調整可能に構成した技術(特許文献２参照)が公知である。

実開昭６４−３７５５９号公報実開昭６４−５３２５３号公報

図７，８に示す従来技術によると、格納時距離Ｄのずれを長穴２０によって吸収できるものの、アーム側取付ピン１９が長穴２０内で固定されていないため、時間が経過するとアーム９が自重によって自然降下する可能性がある。すなわち、アーム９の降下を防止できない。

ここで、超ロングアタッチメント等では格納状態のままで、油圧配管を含めてベースマシン３から分離して保管、輸送する場合があるため、分離状態で上記自然降下が生じると、アームシリンダ１２の伸びによって配管内の圧力が上がり、次にアタッチメントＡをベースマシン３に取付ける際に配管の接続が困難となる。

一方、特許文献１の技術(シム方式)によると、ステー取付状態で格納時距離を固定してアームの自重降下を防止できる半面、ステー取付時に、アーム側ブラケット１７を一旦取外し、シムの枚数を増減した上で再度取付ける手順を踏まなければならず、調整作業がきわめて面倒で時間がかかる。しかも、シムの厚み単位でしか調整できないため、正確な調整ができない可能性がある。

特許文献２の技術(ターンバックル方式)によると、ステー１５を三部材から成るターンバックルとして構成するため、ステー長さが必然的に長くなり、格納時距離Ｄをできるだけ小さくしたいという要請に応えられない場合がある。

また、ステー１５が三部材で構成されること、及びアーム自重に耐えられるねじ強度が必要となること等から大幅なコストアップとなる。

さらに、ステー１５の長さ調整時に、ねじ込み量が過大となってブーム５、アーム９、アームシリンダ１２等に無理な負荷がかかり、破損に至るおそれがある。

そこで本発明は、ステーを単一物として構成することを前提として、ステーを、製作誤差による格納時間距離のずれを吸収した状態で簡単に、かつ、ずれに合わせて正確に取付けることができるとともに、ステー取付後のアームの降下を確実に防止することができる作業機械のアタッチメント格納装置を提供するものである。

上記課題を解決する手段として、本発明においては、ベースマシンに取付けられるブームと、このブームの先端に水平なアーム取付ピンまわりに回動可能に取付けられたアームとをアタッチメント構成部材として備え、上記アームは、油圧シリンダの伸縮作動により、上記ブームの先端から張り出される張り出し姿勢と、ブームの下面側に折り畳まれる格納姿勢とに姿勢変更可能で、かつ、上記格納姿勢で上記ブームとアームの間に架け渡されたステーによって固定される作業機械のアタッチメント格納装置において、次の(ｉ)〜(ｖ)のすべての要件を具備するものである。

(ｉ) 上記ステーの一端部を、上記ブーム及びアームのうち一方のアタッチメント構成部材に水平なステー支軸のまわりに回動可能に取付けたこと。

(ｉｉ) 他方のアタッチメント構成部材に、同部材の長さ方向に長い長穴を備えたブラケットを設けたこと。

(ｉｉｉ) 上記ステー格納姿勢で、上記ステーの他端部を、上記長穴の長さ方向に移動可能でかつ着脱可能に挿通させたステー固定ピンによって上記ブラケットに取付けるように構成したこと。

(ｉｖ) 上記ステーは、上記アーム格納姿勢での上記ブームとアームの間の距離の設計値からのずれに対して上記ステー支軸まわりに回動して上記ずれを吸収するように、上記アーム取付ピンを中心とするアームの回動方向に対して傾いた状態でブームとアームの間に架け渡されるように構成したこと。

(ｖ) 上記ブラケットに対する上記ステー他端部の取付状態で、上記アームの自重によって上記ステー固定ピンに作用する荷重を受け止めて上記長穴内での上記ステー固定ピンの移動を阻止するストッパ手段を有すること。

この構成によれば、製作誤差によって格納時距離が設計値からずれても、長穴によるステーの角度変化によってずれを吸収することができる。すなわち、シム調整方式のような特別な位置調整作業を行うことなくステーを簡単に、しかもずれにあわせて正確に取付けることができる。

この場合、ステーをアーム回動方向に対して傾けた状態でブームとアームの間に取付けるため、格納時距離が設計値よりも大きい側にずれた場合と小さい側にずれた場合の双方でずれを吸収することができる。

また、ステー取付後、アーム自重によるステーの動きをストッパ手段によって阻止できるため、アームの自重降下を確実に防止し、アーム降下による油圧配管内圧力の上昇を防止できる。

この場合、ブラケットの長穴をアーム長さ方向、つまりアームの自重が作用する方向に対してほぼ直交して設けているため、ストッパ手段にかかる荷重は自重荷重よりもはるかに小さくなる。このため、小さいストッパ手段でステーの動きを確実に阻止することができる。

しかも、ステーを単一部材で構成し、その両端部をブーム側とアーム側にピン着するだけで取付けることができるため、ターンバックル式のステーと比べてステー長さを短くできるとともに、格納時距離を縮める方向の荷重をかけない。このため、ブーム、アーム、油圧シリンダ等の各部材に余計な負荷をかけるおそれがない。

本発明において、上記油圧シリンダをストロークエンドまで縮小させたシリンダ最縮小状態でのアーム姿勢をアーム格納姿勢として、このアーム格納姿勢で上記ステーが上記アーム回動方向に対して傾いた状態で取付けられるように上記ステー支軸とステー固定ピンの中心間距離を設定するのが望ましい(請求項２)。

ステー支軸とステー固定ピンの中心間距離は格納時距離に基づいて設定されるが、その設定の基準となるアーム格納姿勢が格納作業ごとに異なると、格納時距離も製作誤差に関係なく変動し、ステーを取付けることができなかったり、ステーによるずれ吸収作用が発揮できなかったりする可能性がある。

この点、請求項２の構成によると、シリンダ最縮小状態でのアーム格納姿勢(格納時距離)を基準として上記中心間距離を設定するため、上記のような不都合が生じるおそれがない。

また本発明においては、上記アームの自重によって上記ステー固定ピンに作用する荷重を受け止めるストッパ部材を、上記長穴の長さ方向に位置調整可能な状態で上記ブラケットに取付けて上記ストッパ手段を構成するのが望ましい(請求項３，４)。

ストッパ部材をブラケットに取付けてストッパ手段を構成する場合、最初の格納作業時にストッパ部材の位置を決めて取付ければ、これがずれを吸収する最適位置となるため、基本的には次回以降の格納作業時にこの位置から動かす必要はなく、溶接等の半永久的な固定手段によって固定することも理論上は可能である。

しかし、経年変化によるガタ等によってブーム、アーム間距離が変化してしまう可能性があるため、請求項３，４の発明のようにストッパ部材を長穴長さ方向に位置調整可能に取付けることにより、格納時距離の変動に対応して最適位置を確保することができる。

この場合、上記ストッパ部材を、上記ステーの他端部に当接してステー固定ピンに作用する荷重を受け止める状態で、上記長穴に通したボルトによって上記ブラケットに取付けるのが望ましい(請求項４)。

この構成によれば、ステーを取付けるための長穴をストッパ部材の取付手段として兼用するため、余分なボルト穴を設ける必要がなく、構造の簡素化、コンパクト化に寄与する。

本発明によると、ステーを単一物として構成することを前提として、ステーを、製作誤差による格納時間距離のずれを吸収した状態で簡単に、かつ、ずれに合わせて正確に取付けることができるとともに、ステー取付後のアームの降下を確実に防止することができる。

本発明の実施形態に係る格納装置を示す側面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。 (ａ)は格納時距離が設計値通りの場合のステーの状況、(ｂ)は格納時距離が設計値よりも大きくなった場合のステーの状況をそれぞれ模式的に示す図である。ステーに対するアーム自重とその分力の作用状況を示す側面図である。本発明の他の実施形態を示す図１相当図である。本発明の適用対象例である超ロングアタッチメント付きの解体機におけるアタッチメント格納状態の概略側面図である。図７中の破線丸囲い部分の拡大図である。

本発明の実施形態を図１〜図６によって説明する。

実施形態は、図７に示す超ロングアタッチメント付きの解体機を適用対象としている。

実施形態において、格納装置を除くアタッチメント全体の構成は図７，８に示す従来技術と同じであり、図１は図８に対応する。

図１〜図３に示すように、アタッチメント格納状態におけるブーム５の下面にブーム側ブラケット２１、アーム９の上面にアーム側ブラケット２２がそれぞれ相対向して設けられ、アーム格納姿勢でこの両ブラケット２１，２２間にステー２３が架け渡されてアーム９が格納姿勢に固定される。

ブラケット２１，２２及びステー２３は、ブーム５及びアーム９の幅方向の中央部のみに設けてもよいが、通常は、従来同様、幅方向両側に対称に設けられる。図では片側のみを示す。

ステー２３は、両端にブーム側及びアーム側両取付部２３ａ，２３ｂを備えたリンク状に形成され、ブーム側取付部２３ａがブーム側ブラケット２１の左側端部にステー支軸２４まわりに回動可能に取付けられている。

また、ブーム側ブラケット２１の右側端部、及びステー２３のアーム側取付部２３ｂにそれぞれピン穴２５，２６が設けられ、ステー２３の不使用時(アタッチメント格納時以外)に、ステー２３が図１中二点鎖線で示すようにブーム下面(ブーム側ブラケット２１)に沿って格納された状態で、一致したピン穴２５，２６に図示しない格納ピンが差し込まれることによってステー２３が格納状態に固定される。

アーム側ブラケット２２には、左右方向(アーム長さ方向)に長い長穴２７が設けられ、アーム格納姿勢で、この長穴２７とステー２３のピン穴２６とに跨ってステー固定ピン２８が挿通される。

図２中、２９はステー固定ピン２８の先端部に貫挿した抜け止めピンである。なお、図の簡素化のため、図１においてこの抜け止めピン２９の図示を省略している。

こうして、ステー２３がステー支軸２４を中心として左右に回動可能で、かつ、そのアーム側取付部２３ｂがアーム側ブラケット２２に左右方向に移動可能でかつ着脱可能な状態で取付けられる。

この場合、ステー２３は、図１，４，５に示すように、図７中のアーム取付ピン８を中心とするアーム９の回動方向、つまりアーム自重によるアーム９の降下方向(図１中に二重線矢印で真下の向きとして示す)に対して左倒れに傾いた状態でブーム５とアーム９の間(両側ブラケット２１，２２間)に架け渡される。

ここで、図７中のアームシリンダ１２をストロークエンドまで縮小させたシリンダ最縮小状態でのアーム格納姿勢で上記のようにステー２３が傾いて取付けられるように、ステー支軸２４とステー固定ピン２８の中心間距離Ｌ(図４参照)が設定されている。

図４(ａ)は誤差による格納時距離Ｄのずれが無い場合、同(ｂ)はずれαが生じた場合をそれぞれ示し、図４(ａ)中のＸはずれが無い場合のステー２３の傾斜角度、図４(ｂ)中のＹはずれαが生じた場合のステー２３の傾斜角度である。

一方、図５はこのステー取付状態での荷重のかかり方を示し、ステー固定ピン２８に対して真下方向にアーム自重荷重Ｆ１が作用するとともに、その分力としてステー長さ方向の荷重(軸力)Ｆ２、及びこれと直交する方向の荷重Ｆ３が作用する。

このうち荷重Ｆ３によってステー固定ピン２８が長穴２７内で左側に移動しようとするため、このままではアーム９が降下してしまう。

そこで、ステー固定ピン２８に作用する荷重Ｆ３を受け止めて長穴２７内でのステー固定ピン２８の移動を阻止するストッパ手段としてのストッパ部材３０が設けられる。

ストッパ部材３０は円板状に形成され、ステー２３のアーム側取付部２３ｂに互いの周側面で相当接して上記荷重Ｆ３を受け止める状態で、長穴２７に通したボルト３１及びナット３２によってアーム側ブラケット２２に着脱可能かつ長穴長さ方向に位置調整可能に取付けられる。

このアタッチメント格納装置によると、製作誤差によって格納時距離Ｄが設計値からずれても、図４に示す、長穴２７によるステー２３の角度変化によってずれを吸収することができる。すなわち、シム調整方式のような特別な位置調整作業を行うことなくステー２３を簡単に、しかもずれに合わせて正確に取付けることができる。

この場合、ステー２３をアーム回動方向に対して傾けた状態でブーム５とアーム９の間に取付けるため、格納時距離Ｄが設計値よりも大きい側にずれた場合と小さい側にずれた場合の双方でずれを吸収することができる。

また、ステー取付後、アーム自重によるステー２３の動きをストッパ部材３０によって阻止できるため、アーム９の降下が起こらず、これによる油圧配管内圧力の上昇を防止できる。

この場合、アーム側ブラケット２２の長穴２７をアーム長さ方向、つまりアーム自重が作用する方向に対してほぼ直交して設けているため、ストッパ部材３０にかかる荷重は図５に示す自重荷重Ｆ１よりもはるかに小さくなる。このため、小さいストッパ部材３０でステー２３の動きを確実に阻止することができる。

しかも、ステー２３を単一部材によって低コストで製作できるとともに、その両端部をブーム側とアーム側にピン着するだけで取付けることができるため、ターンバックル式のステーと比べてステー長さを短くできる。また、ターンバックル式のステーのように格納時距離Ｄを縮める方向の荷重をかけるおそれがないため、ブーム５、アーム９、図７中のアームシリンダ１２等の各部材に余計な負荷をかけるおそれがない。

また、この格納装置によると、次の効果を得ることができる。

(ａ) アームシリンダ１２をストロークエンドまで縮小させたシリンダ最縮小状態でのアーム格納姿勢でステー２３がアーム回動方向に対して傾いた状態で取付けられるように、ステー支軸２４とステー固定ピン２８の中心間距離Ｌを設定しているため、格納時距離Ｄが製作誤差に関係なくアーム格納作業ごとに変動してステー２３を取付けることができなかったり、ステー２３によるずれ吸収作用が発揮できなかったりするおそれがない。

(ｂ) アーム９の自重によってステー固定ピン２８に作用する荷重を受け止めるストッパ部材３０を、長穴２７の長さ方向に位置調整可能な状態でアーム側ブラケット２２に取付けているため、もし経年変化によるガタ等によって格納時距離Ｄが変化しても、ストッパ部材３０を長穴長さ方向に位置調整することにより、格納時距離Ｄの変動に対応して最適位置を確保することができる。

(ｃ) ストッパ部材３０を、ステー２３のアーム側取付部２３ｂに当接してステー固定ピン２８に作用する荷重を受け止める状態で、長穴２７に通したボルト３１によってアーム側ブラケット２２に取付けるため、いいかえれば、ステー２３のアーム側取付部２３ｂをアーム側ブラケット２２に取付けるための長穴２７をストッパ部材３０の取付手段として兼用するため、余分なボルト穴を設ける必要がなく、構造の簡素化、コンパクト化に寄与する。

他の実施形態
(１) 図６に示すように、ステー２３を、上記実施形態とは左右逆の右倒れの傾斜状態でブーム側、アーム側両ブラケット２１，２２間に取付けるようにしてもよい。

この場合、ストッパ部材３０はステー２３のアーム側取付部２３ｂの右側に設けられる。

あるいは、ステー２３を、アーム側取付部２３ｂ側を支点として回動する状態で両ブラケット２３ａ，２３ｂ間に取付けるようにしてもよい。

この場合、ステー支軸２４が下側(アーム側ブラケット２２)に、ステー固定ピン２８及びストッパ部材３０が上側(ブーム側ブラケット２１にそれぞれ取付けられる。

(２) 前記のようにストッパ部材３０は最初の格納作業時に位置を決めて取付ければ、これがずれを吸収する最適位置となって基本的に動かす必要がない。従って、経年変化によるガタの発生のおそれがない場合や、ガタが実際上問題とならない場合には、上記最適位置に溶接等によって固定してもよい。

この場合、ストッパ部材３０は、必ずしも上記実施形態のような円板状とする必要も、また長穴２７上に設ける必要もない。

Ａアタッチメント
１下部走行体
２上部旋回体
３ベースマシン
５ブーム
７インターブーム
８アーム取付ピン
９アーム
Ｄ格納時距離
１２アームシリンダ
２３ステー
２３ａステーのブーム側取付部
２３ｂステーのアーム側取付部
２４ステー支軸
２７長穴
２８ステー固定ピン
Ｌステー支軸とステー固定ピンの中心間距離
３０ストッパ部材
３１ストッパ部材を取付けるボルト
３２同ナット

Claims

ベースマシンに取付けられるブームと、このブームの先端に水平なアーム取付ピンまわりに回動可能に取付けられたアームとをアタッチメント構成部材として備え、上記アームは、油圧シリンダの伸縮作動により、上記ブームの先端から張り出される張り出し姿勢と、ブームの下面側に折り畳まれる格納姿勢とに姿勢変更可能で、かつ、上記格納姿勢で上記ブームとアームの間に架け渡されたステーによって固定される作業機械のアタッチメント格納装置において、次の(ｉ)〜(ｖ)のすべての要件を具備することを特徴とする作業機械のアタッチメント格納装置。
(ｉ) 上記ステーの一端部を、上記ブーム及びアームのうち一方のアタッチメント構成部材に水平なステー支軸のまわりに回動可能に取付けたこと。
(ｉｉ) 他方のアタッチメント構成部材に、同部材の長さ方向に長い長穴を備えたブラケットを設けたこと。
(ｉｉｉ) 上記ステー格納姿勢で、上記ステーの他端部を、上記長穴の長さ方向に移動可能でかつ着脱可能に挿通させたステー固定ピンによって上記ブラケットに取付けるように構成したこと。
(ｉｖ) 上記ステーは、上記アーム格納姿勢での上記ブームとアームの間の距離の設計値からのずれに対して上記ステー支軸まわりに回動して上記ずれを吸収するように、上記アーム取付ピンを中心とするアームの回動方向に対して傾いた状態でブームとアームの間に架け渡されるように構成したこと。
(ｖ) 上記ブラケットに対する上記ステー他端部の取付状態で、上記アームの自重によって上記ステー固定ピンに作用する荷重を受け止めて上記長穴内での上記ステー固定ピンの移動を阻止するストッパ手段を有すること。
上記油圧シリンダをストロークエンドまで縮小させたシリンダ最縮小状態でのアーム格納姿勢で上記ステーが上記アーム回動方向に対して傾いた状態で取付けられるように、上記ステー支軸とステー固定ピンの中心間距離を設定したことを特徴とする請求項１記載の作業機械のアタッチメント格納装置。
上記アームの自重によって上記ステー固定ピンに作用する荷重を受け止めるストッパ部材を、上記長穴の長さ方向に位置調整可能な状態で上記ブラケットに取付けて上記ストッパ手段を構成したことを特徴とする請求項１または２記載の作業機械のアタッチメント格納装置。
上記ストッパ部材を、上記ステーの他端部に当接してステー固定ピンに作用する荷重を受け止める状態で、上記長穴に通したボルトによって上記ブラケットに取付けたことを特徴とする請求項３記載の作業機械のアタッチメント格納装置。