JP6575276B2

JP6575276B2 - 治具

Info

Publication number: JP6575276B2
Application number: JP2015194486A
Authority: JP
Inventors: 彰法伊東; 浩松田; 護国本; 博一太田
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2019-09-18
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: JP2017066772A

Description

本発明は、シリンダを作業機械の下部走行体の装着位置に誘導する治具に関する。

作業機械の中には、排土板と当該排土板を昇降させるドーザシリンダとを備えるものが存在する。かかる作業機械では、ドーザシリンダの一端が下部走行体のロワフレームに接続され、他端が排土板に接続される。例えば、特許文献１では、排土板昇降シリンダ（５５）の一端が機体フレーム（５４）の支持ブラケット（５４ｂ）に接続され、他端が排土板（３）のブラケット板（４４）に接続されている。

また、従来、ドーザシリンダの取り付け作業においては、クレーンを利用してドーザシリンダを下部走行体の装着位置に移動させていた。

特開２００５−２１４００８号公報

しかし、下部走行体の上側には上部旋回体が搭載されているため、シリンダをクレーンで吊った状態で、上部旋回体の下側に入り込んだ下部走行体の装着位置にシリンダを位置合わせすることは困難であった。

そこで本発明は、シリンダと下部走行体の装着位置との位置合わせを容易に行うことが可能な治具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、構造物に回動可能に接続された第１端部と前記第１端部とは反対側の第２端部とを備えるシリンダのうち、作業機械の下部走行体の装着位置に前記第２端部を誘導するための治具であって、ダンパーと、前記ダンパーの伸縮に応じて前記ダンパーの伸縮方向に移動可能な移動部材と、前記移動部材と隙間を隔てて配置される第１滑車と、一端側が前記移動部材に接続されると共に他端側が前記第１滑車に巻回されている前記第１ワイヤと、前記第１滑車よりも大きな径を備え、前記第１滑車と同軸に設けられ前記第１滑車と共に回転する第２滑車と、一端側が前記第２滑車に巻回されると共に他端側がシリンダに接続される第２ワイヤと、を備え、前記第１ワイヤは前記第１滑車に第１方向に巻回され、前記第２ワイヤは前記第２滑車に前記第１方向とは逆向きの第２方向に巻回されており、前記ダンパーが収縮すると、前記第１ワイヤが前記第１滑車に更に巻回される一方、前記第２滑車に巻回されていた前記第２ワイヤが引き出されることを特徴とする治具を提供している。

また、前記ダンパーの収縮動作の許容と停止とを切り替える切替手段を更に備えるのが好ましい。

また、前記移動部材を移動させて前記ダンパーを伸長させる力を伝達する伸長伝達手段を更に備えるのが好ましい。

また、前記治具は前記構造物を載置する台座を有し、前記台座には、載置される前記構造物の高さを調整する調整機構が設けられているのが好ましい。

また、前記台座には、前記治具を移動させるための移動手段と、前記移動手段による移動を停止させる停止手段とが設けられているのが好ましい。

また、前記第２ワイヤによる第２滑車と前記シリンダとの接続が予期せずに解除された場合に、前記シリンダの回動を停止させる安全ベルトを更に備えるのが好ましい。

また、前記ダンパーが所定の長さよりも収縮した場合に、前記ダンパーを伸長させる方向に付勢する付勢手段を更に備えるのが好ましい。

本発明によれば、シリンダと下部走行体の装着位置との位置合わせを容易に行うことが可能である。

ドーザ装置を備える油圧ショベルを示す側面図。ドーザ装置及び下部走行体のロワフレームを示す平面図。ドーザ装置が載置されている治具を示す側面図。治具の台座に設けられる高さ調整機構を示す斜視図。図３のＶ矢視図。ダンパーの収縮動作の許容及び停止を切り替える切替機構を示す、斜め前方から見た斜視図。ダンパーと第１滑車と第２滑車との機構を説明するための図。ダンパー収縮後の様子を示す図。

＜１．実施形態＞
本発明の実施形態による治具について図１乃至図８に基づき説明する。以下では、本発明に係る治具の一例として、ドーザシリンダを作業機械の下部走行体に誘導する治具１を例にとって説明する。また、作業機械の一例としては、油圧ショベル１０を例示する。なお、各図面では、必要に応じて前後方向及び左右方向を定義している。

図１に示すように、油圧ショベル１０は、クローラ式の下部走行体２と上部旋回体３とを備えている。上部旋回体３は、下部走行体２上に搭載されており、下部走行体２に対して鉛直軸まわりに旋回することが可能である。下部走行体２は、ドーザ作業に用いるドーザ装置４を備えている。

図２に示すように、ドーザ装置４は、ドーザブレード（排土板）４１と、一対のアーム４３と、ドーザシリンダ４５とを備えている。

一対のアーム４３は、下部走行体２のロワフレーム２１とドーザブレード４１とを接続する部材である。アーム４３の一端側（ロワフレーム２１側）には、ピン穴４３ｈ（図３参照）が形成された装着部４３Ｅが設けられている。

装着部４３Ｅは、ドーザ装置４の装着時において、ロワフレーム２１の回動支持部２３に対して連結ピンにより回動可能に連結される。なお、アーム４３のうち装着部４３Ｅとは反対側の端部はドーザブレード４１の背面に溶接されて固定されている。

ドーザシリンダ４５は、一対のアーム４３を昇降させるためのシリンダである。ドーザシリンダ４５のうち、シリンダチューブの基端４５Ｂは、ドーザブレード４１に対して上下方向に回動可能に接続されている。

また、ロッドの先端（ボス部）４５Ａは、ドーザ装置４の装着時において、ロワフレーム２１の装着位置２５に連結される。このとき、ドーザシリンダ４５のボス部４５Ａは、以下に詳述する治具１を用いて装着位置２５に誘導される。

図３〜図８を参照しながら、ドーザシリンダ４５と装着位置２５との位置合わせを行う治具１について詳細に説明する。以下では、まず、治具１に載置されるドーザ装置４の高さ調整機構及び治具１の移動手段について説明し、その後、ドーザシリンダ４５の位置合わせ機構について説明する。

図３に示すように、治具１は、台座１３と、台座１３の後部に立設するフレーム１１とを備え、側面視Ｌ字形状を有している。

台座１３は、装着前のドーザ装置４を載置するための台である。台座１３には、本発明に係る移動手段の一例である車輪１３１が設けられている。これにより、作業者は、台座１３に載置されているドーザ装置４をロワフレーム２１の近傍に移動させることが可能である。

また、台座１３には、本発明に係る停止手段の一例であるストッパ１３５及び操作レバー１３７が設けられている。ストッパ１３５は台座１３の下面に設けられ、操作レバー１３７は台座１３の側面に設けられている。

ストッパ１３５は、不図示のワイヤを介して操作レバー１３７に接続されている。作業者が操作レバー１３７を引き上げると、ストッパ１３５は地面に密着して台座１３の移動を禁止する。

一方、作業者が操作レバー１３７を引き下げると、ストッパ１３５は地面から離れて台座の移動を許容する。

また、台座１３の上面には、本発明に係る調整機構の一例である円筒支持部２２及びジャッキ部２４が設けられている。

円筒支持部２２は、作業機械の機種に応じて、台座１３に載置されているドーザ装置４の高さを大まかに調整するための機構である。

図４に示すように、円筒支持部２２は、円筒部２２１と、円筒部２２１の上部に設けられている第１スペーサ２２３と、ヒンジ（蝶番）２２５を介して円筒部２２１に接続されている第２スペーサ２２７とを備えて構成される。

第２スペーサ２２７は、ヒンジ２２５を介して第１スペーサ２２３に重畳する位置に移動し、円筒支持部２２の全体の高さを高くすることが可能である。

これにより、例えば、ドーザ装置４を比較的低い位置で支持したい車両では、第２スペーサ２２７を第１スペーサ２２３に重畳させず（図４に示す状態）、ドーザ装置４を第１スペーサ２２３で支持することができる。一方、ドーザ装置４を比較的高い位置で支持したい車両では、第２スペーサ２２７を第１スペーサ２２３に重畳させ、ドーザ装置４を第２スペーサ２２７で支持することができる。

ジャッキ部２４は、台座１３に載置されているドーザ装置４の高さを微調整するための機構である。

図４に示すように、ジャッキ部２４には、回転によって上下方向に移動する回転部２４１が設けられている。ドーザ装置４のアーム４３は、回転部２４１の頭部２４２で支持され、回転部２４１の回転に応じて上下方向に移動する。これにより、ドーザ装置４の高さが微調整される。なお、ジャッキ部２４は、軸部材２７を介して左右方向に移動する台部材２６に載置されており、ドーザ装置４の位置に合わせて左右方向に移動させることが可能である。

図３及び図５に示すように、フレーム１１には、台座１３を移動させる際の持ち手として機能するハンドル１１７Ａ，１１７Ｂが設けられている。ハンドル１１７Ａ，１１７Ｂは、バー１１７Ｃに連結され、左右一体で動作する。

ハンドル１１７Ａは、不図示のワイヤを介して上述のストッパ１３５（図３）に接続されている。そして、ハンドル１１７Ａを上側に回動させると、ストッパ１３５は地面に密着して台座１３の移動を禁止する。すなわち、ハンドル１１７Ａは、上述した操作レバー１３７と同様の機能を備えている。

続いて、ドーザシリンダ４５の位置合わせ機構について説明する。図５に示すように、フレーム１１は、上フレーム１１Ｕと左フレーム１１Ｌと右フレーム１１Ｒとから構成されている。また、上フレーム１１Ｕの上面には、サブフレーム１１３が設けられている。このサブフレーム１１３には、ワイヤ３１１及びフック３１３を備える吊り具３１が設けられている。さらに、フレーム１１には、左右フレーム１１Ｌ，１１Ｒに跨る中央フレーム１１９も設けられている。

図５に示すように、フレーム１１には、３本のダンパー５と、ダンパー５の下側に配置される移動部材５１と、ダンパー５の上側に配置される移動部材５２と、移動部材５１の下側に配置される第１滑車６１及び第２滑車６２とが配置されている。

ダンパー５の上端は移動部材５２に接続されており、ダンパー５の下端は中央フレーム１１９に接続されている。

また、図６に示すように、ダンパー５には、ダンパー５の収縮動作の許容と停止とを切り替える切替機構５５が設けられている。切替機構５５は、第１部材５５Ａと、第１部材５５Ａに対して回動可能に接続される第２部材５５Ｂとを備えて構成される。第１部材５５Ａのうち一端側はダンパー５の基端部に接続されており、その接続部分には不図示のダイヤルが設けられている。そして、後に詳述するように、切替機構５５を上側に持ち上げると、ダイヤルが切り替えられて、ダンパー５の収縮動作が許容される。一方、持ち上げられた切替機構５５を下側に降ろすと、ダイヤルが元に戻り、ダンパー５の収縮動作が停止する。また、切替機構５５が第１部材５５Ａと第２部材５５Ａとの２ピースで構成されているため、例えば、ドーザブレード４１とダンパー５とが近接しているような狭小空間においても、切替機構５５を上側に持ち上げるための作動範囲が確保される。

図５に示すように、移動部材５１と移動部材５２とは、ダンパー５を挟んで対向するように配置され、２本のワイヤ５３を介して接続されている。そして、移動部材５２は、吊り具３１のフック３１３に掛けられている。ダンパー５が収縮すると、移動部材５２と移動部材５１とが一体となって下側に移動する。

破線で示す第１滑車６１は、移動部材５１の下側に隙間を隔てて配置されている。第１滑車６１と移動部材５１とはワイヤ６１０を介して接続されている。ワイヤ６１０のうち、一端側は移動部材５１に接続され、他端側は第１滑車６１に対して方向Ｄ１に巻回されている。

実線で示す第２滑車６２は、第１滑車６１と同軸一体に設けられ、第１滑車６１と共に回転する。ワイヤ６２０のうち、一端側は第２滑車６２に対して向きＤ２（向きＤ１と逆向き）に巻回され、他端側は上フレーム１１Ｕに設けられた滑車３２を介してドーザシリンダ４５に接続されている。

第２滑車６２は、第１滑車６１よりも大きな径を備えている。ここでは、第１滑車６１の径と第２滑車６２の径との比が１：３で構成されている。これにより、ワイヤ６１０の一部が第１滑車６１に巻回されると、その巻回された長さの３倍の長さのワイヤ６２０が第２滑車６２から引き出される。このため、この例ではダンパーストローク（例えば１５０ｍｍ）に対して、ドーザシリンダ４５（より具体的にはボス部４５Ａ）はその３倍の長さ（例えば４５０ｍｍ）回動することができる。つまり、ドーザシリンダ４５の回動量をより大きく確保することができる。

また、フレーム１１には、左右フレーム１１Ｌ，１１Ｒに跨るバー部材１１５が設けられている。バー部材１１５と左右フレーム１１Ｌ，１１Ｒとの接続部１１５Ｌ，１１５Ｒは上下方向に摺動可能に構成されている。また、移動部材５２は、このバー部材１１５に固定されている。かかる構成により、ダンパー５が伸縮した場合、移動部材５１と移動部材５２とバー部材１１５との３つが一体となって伸縮方向に移動する。なお、移動部材５１と移動部材５２とバー部材１１５とは、本発明に係る移動部材の一例である。

続いて、治具１によるドーザシリンダ４５の位置合わせ動作について説明する。図７に示す状態では、ドーザシリンダ４５の重量によりワイヤ６２０が引っ張られ、ワイヤ６２０を第２滑車６２から引き出そうとする力がかかっている。これは即ちワイヤ６１０を第１滑車６１に巻回しようとする力である。ワイヤ６１０は移動部材５１を介して移動部材５２に接続されているため、移動部材５２を下向きに引っ張る力、即ちダンパー５を収縮させようとする力がかかっている。

しかし、切替機構５５がダンパー５の収縮を許容しない位置にあるため、ダンパー５はドーザシリンダ４５の荷重に耐えてその状態を保持している。この状態から、切替機構５５を図７に示す位置から上側に持ち上げると、ダンパー５の収縮動作が許容され、ドーザシリンダの荷重によってダンパー５は徐々に収縮し始める。

そして、図８に示すように、切替機構５５の操作に応じてダンパー５が収縮するとき、移動部材５２が下側に移動すると同時に移動部材５２とワイヤ５３（図５）を介して接続された移動部材５１も下側に移動する。このとき、第１滑車６１が回転してワイヤ６１０の一部が第１滑車６１に巻回される。また、第１滑車６１と共に第２滑車６２も回転してワイヤ６２０の一部が第２滑車６２から引き出される。その結果、ドーザシリンダ４５は、図７に示す位置よりも方向Ｄ３側に倒れていく。一方、切替機構５５を下側に降ろすと、ダンパー５の収縮動作が停止し、ドーザシリンダ４５の移動も停止する。

ところで、ダンパー５の収縮動作の許容又は停止は切替機構５５によって切り替えるが、ダンパー５を伸長動作は別の構成が用いられる。

すなわち、図５に示すように、本実施形態では、ダンパー５を伸長させるための機構としてラック７１及びピニオン７２がフレーム１１に設けられている。

具体的には、ラック７１がバー部材１１５に接続され、ピニオン７２が上フレーム１１Ｕに接続されている。ここで、作業者がピニオン７２を所定方向に回動させると、ラック７１が上側に移動する。ラック７１が上側に移動すると、ラック７１に接続されたバー部材１１５、ひいては、移動部材５２が上側に移動する。移動部材５２が移動すると、ダンパー５が伸長する。このように、ラック７１及びピニオン７２は、移動部材５２を上側に移動させてダンパー５を伸長させる力を伝達する伸長伝達手段として機能する。

また、図５に示すように、左右フレーム１１Ｌ，１１Ｒには、上側に付勢するバネ８１Ｌ，８１Ｒが設けられている。各バネ８１Ｌ，８１Ｒの下端はフレームの所定位置に固定されており、上端に接続部１１５Ｌ，１１５Ｒが当接することにより圧縮されるように構成されている。バネ８１Ｌ，８１Ｒは、ダンパー５が所定の長さよりも収縮した場合に、接続部１１５Ｌ，１１５Ｒに当接して上側に付勢力を付与する。なお、バネ８１Ｌ，８１Ｒは、本発明に係る付勢手段の一例である。

また、図３に示すように、治具１には、ワイヤ６２０による第２滑車６２（図５）とドーザシリンダ４５との接続が予期せずに解除された場合に、ドーザシリンダ４５の回動を停止させる安全ベルト９が設けられている。

最後に、本実施形態による治具１を用いてドーザ装置４を油圧ショベル１０の下部走行体２に装着する手順について簡単に説明する。
１．ドーザシリンダ４５が取り付けられたドーザ装置４を本治具１に載置して、下部走行体２に対する装着位置２５まで移動する。高さ調整機構により、ドーザ装置４のアーム４３に形成されたピン穴４３ｈの位置（高さ）を調整する。ドーザシリンダ４５は装着位置２５よりも高めの位置で保持しておく。
２．アーム４３を回動支持部２３に差込み、ピンを装着する。
３．本治具１を操作してドーザシリンダ４５を徐々に降ろしていき、適切な位置で止める。
４．ドーザシリンダ４５を装着位置２５に差し込んで固定する。

以上のように、本実施形態では、ダンパー５が収縮すると、ワイヤ６１０が第１滑車６１に更に巻回され、第２滑車６２に巻回されていたワイヤ６２０が引き出される。そのため、ドーザシリンダ４５と下部走行体２の装着位置との位置合わせを容易に行うことが可能である。

また、本実施形態では、第２滑車６２は第１滑車６１よりも大きな径（詳細には３倍の径）を有している。このため、ダンパー５の収縮に伴って第２滑車６２から引き出されるワイヤ６２０の引き出し量は、ワイヤ６１０の第１滑車６１への巻回量よりも大きくすることが可能である。その結果、ダンパー５を含む治具１の高さを低減することが可能である。

また、本実施形態では、ダンパー５に切替機構５５が設けられ、ダンパー５の収縮動作の停止又は許容を切り替えられるように構成されている。そのため、ドーザシリンダ４５を適切な位置に調整することが可能である。

また、本実施形態では、バネ８１Ｌ，８１Ｒが左右フレーム１１Ｌ，１１Ｒに設けられている。これにより、ダンパー５の伸長方向への動き出しをスムーズにすることが可能である。

また、本実施形態では、ストッパ１３５を機能させる操作部が２箇所（図３に示す操作レバー１３７及びハンドル１１７Ａ）に設けられている。そのため、一方の操作部にアクセスし難いに場合であっても、他方の操作部を用いてストッパ１３５を機能させることが可能である。

また、本実施形態では、高さ調整機構として円筒支持部２２及びジャッキ部２４が設けられているため、狭いスペース（上部旋回体の下側に入り込んだ空間）においてもアーム４３のピン穴４３ｈの高さを調整（位置合わせ）することが可能である。

＜２．変形例＞
本発明による治具は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

上記実施形態では、本発明に係る治具をドーザ装置４のドーザシリンダ４５の装着に用いる場合を例示したが、これに限定されない。例えば、自動車解体機の車体抑え装置（クランプ装置）を構成する車体抑え用アームを上下方向に移動させるシリンダの装着に上述の治具を用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、治具１が３本のダンパー５を備える場合を例示したが、これに限定されず、より多数のダンパーを備えるようにしてもよく、あるいは、より少数のダンパーを備えるようにしてもよい。

以上のように本発明にかかる構成は、例えば、ドーザ装置のドーザシリンダを下部走行体に装着するのに適している。

１治具、２下部走行体、３上部旋回体、４ドーザ装置、５ダンパー、
９安全ベルト、１０油圧ショベル、１１フレーム、１３台座、
２１ロワフレーム、２２円筒支持部、２３回動支持部、２４ジャッキ部、
２５装着位置、２６台部材、２７軸部材、３１吊り具、３２滑車、
４１ドーザブレード、４３アーム、４３Ｅ装着部、４５ドーザシリンダ、
４５Ａボス部、５１第１移動部材、５２第２移動部材、５３ワイヤ、
５５切替機構、６１第１滑車、６２第２滑車、７１ラック、７２ピニオン、
８１Ｌ，８１Ｒバネ、１１３サブフレーム、１１５バー部材、
１１５Ｌ，１１５Ｒ接続部、１１７Ａ，１１７Ｂハンドル、１１７Ｃバー、
１１９中央フレーム、１３１車輪、１３５ストッパ、１３７操作レバー、
２２１円筒部、２２３第１スペーサ、２２５ヒンジ、２２７第２スペーサ、
２４１回転部、２４２頭部、３１１ワイヤ、３１３フック、
６１０，６２０ワイヤ

Claims

構造物に回動可能に接続された第１端部と前記第１端部とは反対側の第２端部とを備えるシリンダのうち、作業機械の下部走行体の装着位置に前記第２端部を誘導するための治具であって、
ダンパーと、
前記ダンパーの伸縮に応じて前記ダンパーの伸縮方向に移動可能な移動部材と、
前記移動部材と隙間を隔てて配置される第１滑車と、
一端側が前記移動部材に接続されると共に他端側が前記第１滑車に巻回されている第１ワイヤと、
前記第１滑車よりも大きな径を備え、前記第１滑車と同軸に設けられ前記第１滑車と共に回転する第２滑車と、
一端側が前記第２滑車に巻回されると共に他端側がシリンダに接続される第２ワイヤと、
を備え、
前記第１ワイヤは前記第１滑車に第１方向に巻回され、前記第２ワイヤは前記第２滑車に前記第１方向とは逆向きの第２方向に巻回されており、
前記ダンパーが収縮すると、前記第１ワイヤが前記第１滑車に更に巻回される一方、前記第２滑車に巻回されていた前記第２ワイヤが引き出されることを特徴とする治具。
前記ダンパーの収縮動作の許容と停止とを切り替える切替手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の治具。
前記移動部材を移動させて前記ダンパーを伸長させる力を伝達する伸長伝達手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の治具。
前記治具は前記構造物を載置する台座を有し、
前記台座には、載置される前記構造物の高さを調整する調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１から３のうち何れかに記載の治具。
前記台座には、前記治具を移動させるための移動手段と、前記移動手段による移動を停止させる停止手段とが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の治具。
前記第２ワイヤによる第２滑車と前記シリンダとの接続が予期せずに解除された場合に、前記シリンダの回動を停止させる安全ベルトを更に備えることを特徴とする請求項１から５のうち何れかに記載の治具。
前記ダンパーが所定の長さよりも収縮した場合に、前記ダンパーを伸長させる方向に付勢する付勢手段を更に備えることを特徴とする請求項１から６のうち何れかに記載の治具。