JP6678625B2 - Cylinder link mechanism and industrial machine having the same - Google Patents
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Description
本発明は、油圧ショベル、ロボット等の産業用機械に使用することのできるシリンダリンク機構及びこれを備えた産業用機械に関する The present invention relates to a cylinder link mechanism that can be used for industrial machines such as hydraulic excavators and robots, and an industrial machine equipped with the same.
現在、産業用機械として、一般的に使用されている油圧ショベルの構造は、図7に示すように、一般的にその動作部であるア−ム45、ブーム46に、それぞれシリンダ43、44を設置し、これを伸縮させて個別に作業するようになっている。このような油圧ショベルにおける作業機の動力源はブーム、アームにそれぞれ接続された油圧シリンダであるが、それぞれ単体で使用するものであるため、その力は、設置されたシリンダの能力による。
At present, the structure of a hydraulic shovel generally used as an industrial machine has a structure in which
そこで、従来と同じ大きさのブ−ムおよびア−ムを使用して必要時より大きな力を出せるようにしたものに、例えば、実開平1−102239号公報や実公平3−32596号公報等に開示された倍力機構がある。 In order to provide a larger force than necessary by using a boom and an arm having the same size as the conventional one, see, for example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 1-102239 and Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 3-32596. There is a booster mechanism disclosed in US Pat.
実開平1−102239号は、ア−ムの上部に下側に向かって適宜間隔の複数個のピン穴を設け、ア−ム穴に対するブ−ム先端、およびア−ムシリンダのロッドの位置をピンにより差し替えて取付けて掘削力の増大を図るようにした考案が開示されている。 Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 1-102239 discloses a method in which a plurality of pin holes are provided at appropriate intervals downward on the upper part of the arm, and the position of the end of the boom with respect to the arm hole and the position of the rod of the arm cylinder are pinned. Discloses a device designed to increase the excavating force by replacing the device.
実公平3−32596号は、堅い地盤を掬い上げるときに、バケットシリンダのピストンロッドとバケットの上部に位置する第1リンクとの角度を90°になるように別に付設したシリンダによりバケットシリンダのボトム側を移動させて最大モ−メントにより掬い上げ操作を容易にする考案が開示されている。 Japanese Utility Model Publication No. 3-32596 discloses that when scooping up hard ground, the bottom of the bucket cylinder is provided by a cylinder separately provided so that the angle between the piston rod of the bucket cylinder and the first link located above the bucket is 90 °. There is disclosed a device which moves the side to facilitate the scooping operation by the maximum moment.
しかしながら、文献1に記載の方法では、ピンの差し替えに時間が掛かりワンタッチで行うことができないという問題がある。また、文献2に記載の方法では、付設シリンダ内のばね力に抗する必要があり、さらにバケットシリンダのボトム側のピンが付設シリンダ先端のガイド内を滑るときに生ずる摩擦ロスが大きいために移動が困難である。
さらに、一般的に使用されている油圧ショベルの構造では、ブーム、アームの駆動を個別に操作する必要があるため、操作に十分な経験を必要とし、特には、アームの水平方向の操作に熟練の技術が必要となる上、アームの動力源であるシリンダが一つであるため、押出力が弱くなるという問題があった。
However, the method described in
Furthermore, in the structure of a hydraulic excavator that is generally used, since it is necessary to individually operate the boom and the arm, it is necessary to have sufficient experience in the operation, and especially to be skilled in the horizontal operation of the arm. In addition to the above technology, there is a problem that the pushing force is weakened because only one cylinder is used as the power source of the arm.
そこで、本願発明はこれらの従来技術における問題に鑑み、ブーム及びアーム操作を容易にし、経験や技能に依存することなく作業に必要な動きを提供することを目的としてなされたものである。 In view of these problems in the prior art, the present invention has been made to facilitate the operation of a boom and an arm, and to provide a motion necessary for a work without depending on experience or skill.
前記従来技術の問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下の構成により問題点を解決することができることを見出し、本発明に到達した。 As a result of intensive studies in order to solve the problems of the conventional technique, the inventors have found that the following structure can solve the problems, and have reached the present invention.
すなわち、本発明は、動作部とその動作部を駆動操作するための操作部とを有し、
前記動作部は、ブームと、アームと、前記ブーム支持部と、第一のシリンダと、第二のシリンダと、を有し、前記操作部は、一対の操作部とからなり、前記一対の操作部の一方は、第一の操作部と、第一の操作部支持部と、第三の一対のシリンダと、を有し、前記一対の操作部の他方は、第二の操作部と、第二の操作部支持部と、第四の一対のシリンダと、を有し、前記第一の操作部は、前記第一の操作部支持部に回動可能に枢支され、前記第三の一対のシリンダは、前記第一の操作部の端部に、前記第一の操作部を操作することによって共に伸縮するように固定され、前記第二の操作部は、前記第二の操作部支持部に回動可能に枢支され、前記第四の一対のシリンダの一方の端部と他方の端部は、前記第二の操作部を操作したときに、一方のシリンダと他方のシリンダが逆に伸縮するように、前記第二の操作部枢支位置を介して、それぞれ固定され、前記ブームと前記アームとは、相互に回動可能に枢支され、前記ブームは、前記ブーム支持部に回動可能に枢支され、前記ブームの両端部であって、前記ブーム支持部に、第一のシリンダの基端部と第二のシリンダの基端部とが回動可能に枢支され、前記第一のシリンダの作動端部とアームとが回動可能に枢支され、前記第二のシリンダの作動端部はブームに固定され、前記第一のシリンダと、前記第三及び前記第四のシリンダの作動端の一方とが中空管を用いて接続され、前記第二のシリンダと、前記第三及び前記第四のシリンダの作動端の他方とが中空管を用いて接続されることを特徴とする。
That is, the present invention includes an operation unit and an operation unit for driving and operating the operation unit,
The operating section has a boom, an arm, the boom support section, a first cylinder, and a second cylinder, and the operating section includes a pair of operating sections, and the operating section includes a pair of operating sections. One of the sections has a first operating section, a first operating section support section, and a third pair of cylinders, and the other of the pair of operating sections has a second operating section, A second operating portion support portion and a fourth pair of cylinders, wherein the first operating portion is rotatably supported by the first operating portion support portion, and the third pair of cylinders is rotatably supported by the first operating portion support portion. The cylinder is fixed to an end of the first operation unit so as to expand and contract together by operating the first operation unit, and the second operation unit is supported by the second operation unit support unit. One end and the other end of the fourth pair of cylinders are rotatably supported at one end when the second operation unit is operated. The boom and the arm are pivotally supported so as to be rotatable relative to each other via the second operation portion pivot position so that the cylinder and the other cylinder expand and contract in reverse. Are rotatably supported by the boom support section, and the base end of the first cylinder and the base end of the second cylinder are rotated by the boom support at both ends of the boom. Movably pivotally supported, the working end of the first cylinder and the arm are rotatably supported, the working end of the second cylinder is fixed to a boom, and the first cylinder; One of the working ends of the third and fourth cylinders is connected using a hollow tube, and the second cylinder and the other of the working ends of the third and fourth cylinders are hollow. It is characterized by being connected using a tube.
本発明のシリンダリンク機構によれば、ブーム及びアーム操作を容易にし、経験や技能に依存することなく作業に必要な動きを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the cylinder link mechanism of this invention, operation of a boom and an arm is facilitated, and the movement required for work can be provided without depending on experience or skill.
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1を用いて、動作部1について詳細に説明する。動作部1は、ブーム2と、アーム3と、ブーム支持部7と、第一のシリンダ4と、第二のシリンダ5を有している。
ブーム2は、ブーム支持部7に回動可能に支持軸8を用いて枢支され、ブーム2とアーム3は、相互に回動可能に支持軸6を用いて枢支される。更に、第一のシリンダ4及び第二のシリンダ5の各々は、作動端部9、11及び基端部10、12を有している。第一のシリンダ4の基端部10及び第二のシリンダ5の基端部12は、ブームの両端部にブーム2を介し、ブーム支持部7に回動可能に支持軸13、14を用いて枢支される。第一のシリンダ4の作動端部9は、アーム3に回動可能に枢支される。第二のシリンダ5の作動端部11は、ブーム2に固定される。このように前記第一のシリンダ4を固定することにより、第一のシリンダ4を駆動させると、ブーム2及びアーム3を動作させることができる。なお、本発明に用いるシリンダの基端部とは、ピストンが収納されているケース側の端部であり、作動端部とは、ビストン側の端部のことである。また、基端部には、中空管を接続することができる構造となっている。
The
The
次いで、本発明に係る操作部について説明する。操作部は、一対の操作部からなり、一対の操作部の一方(以下、操作部15という。)について図2を用いて説明し、一対の操作部の他方(以下、操作部という。)について図3を用いて説明する。
操作部15は、第一の操作部16と、第一の操作部支持部17,18と、第三の一対のシリンダ19、20を有している。さらに、シリンダ19、20の各々は、作動端部及び基端部を有している(図示せず)。
第一の操作部16は、第一の操作部支持部17、18に支持軸23を用いて回動可能に枢支され、一対のシリンダ19、20の作動端部は、第一の操作部16の端部に支持軸24を用いて固定される。このように固定することによって、第一の操作部16を支持軸23を中心に回動させると、一対のシリンダ19、20は共に伸縮させることができる。
また、第一の一対のシリンダ19、20の基端部は、第一の一対のシリンダ固定部に支持軸25を用いて固定される。
Next, the operation unit according to the present invention will be described. The operation unit includes a pair of operation units. One of the pair of operation units (hereinafter, referred to as an operation unit 15) will be described with reference to FIG. 2, and the other of the pair of operation units (hereinafter, referred to as an operation unit). This will be described with reference to FIG.
The
The
Further, the base ends of the first pair of
次いで、図3を用いて、操作部26について説明する。
操作部26は、第二の操作部27と、第二の操作部支持部28,29と、第四の一対のシリンダ30、31を有している。さらに、シリンダ30、31の各々は、作動端部及び基端部を有している(図示せず)。
第二の操作部27は、第二の操作部支持部28、29に支持軸34を用いて回動可能に枢支される。また、一対のシリンダ30、31の作動端部は、第二の操作部27の前記枢支位置を介して支持軸37、38を用いて固定される。このように固定することによって、第二の操作部27を、支持軸34を中心に回動させたとき、シリンダ30とシリンダ31を互いに逆方向に伸縮させることができる。また、第四の一対のシリンダ30、31の基端部は、第二の一対のシリンダ固定部32、33に支持軸35、36を用いて固定される。
Next, the
The
The
次いで、図4を用いて、前記動作部1、操作部15及び操作部26との連結関係について説明する。 動作部1における第一のシリンダ4の基端部と、操作部15のシリンダ19の基端部と、操作部26のシリンダ30の基端部とを中空管39を用い、三方コック等(図示せず)を用いて接続する。また、動作部1における第二のシリンダ5の基端部と、操作部15のシリンダ20の基端部と、操作部26のシリンダ31の基端部とを中空間40を用い、三方コック等(図示せず)を用いて接続する。このように接続することで、第一の操作部16、第二の操作部27を操作することにより、第一のシリンダ及び第二のシリンダを同時に動作させることができる。
Next, with reference to FIG. 4, a connection relationship between the
次に本発明に係るシリンダリンク機構の動作の一態様を図5及び図6を用いて説明する。図5は、ブーム2をブーム支持部7に対して垂直となるように調節した状態である。次いで、第一の操作部16を固定し、第二の操作部27を操作し、前方に倒すと(図4において、シリンダ設置方向に倒すことをいう)、シリンダ30は、そのシリンダを縮む方向に、シリンダ31は、そのシリンダを伸ばす方向に動作する。ここで、シリンダ30と第一のシリンダ4は中空管を通じて接続されているから、第一のシリンダ4には、シリンダが伸びる方向にベクトルが加わることになる。一方、シリンダ31と第二のシリンダ5は、中空管を通じて接続されているから、第二のシリンダ5には、シリンダが縮む方向にベクトルが加わることになる。このようにブーム2には第一のシリンダからのベクトルと第二のシリンダからのベクトルが作用して、図5中のC方向にブーム2とアーム3は共に動作する。そして、アーム3の先端が設置面に接したときに、この動作は停止する(状態X)。係る状態から、第二の操作部27を前方に倒した距離分を、後方に戻すと(第二の操作部27を元の位置に戻すと)、前記とは逆方向のベクトルがブーム2に作用して、図5中のD方向にブームとアームは動作し、元の状態にて停止する。
Next, one mode of operation of the cylinder link mechanism according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a state where the
次いで、図6を用いて、前記図5の動作中のある状態から、第一の操作部16を操作した場合について説明する。前記状態から、第一の操作部16を前方に倒すと(図4において、シリンダ設置方向に倒すと)、シリンダ19及びシリンダ20は共にシリンダが伸びる方向に動作する。ここで、シリンダ19と第一のシリンダ4及びシリンダ20と第二のシリンダ5は、中空管を通じて接続されているから、第一のシリンダ4及び第二のシリンダ5には、共にシリンダが縮む方向にベクトルが作用する。その結果として、ブーム2は、図6中のE方向に動作する。また、このときアーム3は、支持軸8と先端41を結ぶ直線42に沿って動作する。また、第一の操作部16を前方に倒した距離分を、後方に戻すと(元の位置に戻すと)、前記とは逆方向のベクトルがブーム2に作用して、ブーム2は、図6中のF方向に動作する。また、このときアーム3は、支持軸8と先端41を結ぶ直線42に沿って動作する。
Next, a case where the
したがって、本発明の動作の一態様として、アーム3の先端41を下記のように動作させることができる。まず、支持軸8とアーム3の先端41とを結ぶ直線上に、面との接点が存在するように(一例として、図6中の動作部の設置面)アームの位置を調節する。次いで、第一の操作部16及び第二の操作部26を動作すると、アーム3の先端41が前記面と接する。さらに、第一の操作部16及び第二の操作部26を操作すると、アームの先端41は、前記面に沿って動作する。なお、動作部1、操作部15及び動作部26が同一面にある必要はない。また、前記接点が存在する面上に動作部1が設置されている必要もない。さらに、前記面に対して、任意の高さの位置に動作部を設置してもよい。以上より、本発明に係るシリンダリンク機構は、動力源となるシリンダを二つ利用し、アームの先端を水平に動作させることが可能である。これにより、アームの押出力の向上が可能になる。
Therefore, as one aspect of the operation of the present invention, the
本発明に係るシリンダリンク機構を油圧ショベル、ロボット等の産業用機械に適用して、適宜、利用することも可能である。 The cylinder link mechanism according to the present invention is applicable to industrial machines such as hydraulic excavators and robots, and can be used as appropriate.
Claims (2)
前記動作部は、ブームと、アームと、前記ブーム支持部と、第一のシリンダと、第二のシリンダと、を有し、
前記操作部は、一対の操作部とからなり、前記一対の操作部の一方は、第一の操作部と、第一の操作部支持部と、第三の一対のシリンダと、を有し、
前記一対の操作部の他方は、第二の操作部と、第二の操作部支持部と、第四の一対のシリンダと、を有し、
前記第一の操作部は、前記第一の操作部支持部に回動可能に枢支され、
前記第三の一対のシリンダは、前記第一の操作部の端部に、前記第一の操作部を操作することによって共に伸縮するように固定され、
前記第二の操作部は、前記第二の操作部支持部に回動可能に枢支され、
前記第四の一対のシリンダの一方の作動端部と他方の作動端部は、前記第二の操作部を操作したときに、一方のシリンダと他方のシリンダが逆に伸縮するように、前記第二の操作部枢支位置を介して、それぞれ固定され、
前記ブームと前記アームとは、相互に回動可能に枢支され、
前記ブームは、前記ブーム支持部に回動可能に枢支され、前記ブームの両端部であって、前記ブーム支持部に、第一のシリンダの基端部と第二のシリンダの基端部とが回動可能に枢支され、
前記第一のシリンダの作動端部とアームとが回動可能に枢支され、
前記第二のシリンダの作動端部はブームに固定され、
前記第一のシリンダと、前記第三及び前記第四のシリンダの作動端の一方とが中空管を用いて接続され、
前記第二のシリンダと、前記第三及び前記第四のシリンダの作動端の他方とが中空管を用いて接続されることを特徴とするシリンダリンク機構 An operation unit and an operation unit for driving and operating the operation unit,
The operating section has a boom, an arm, the boom support section, a first cylinder, and a second cylinder,
The operation unit includes a pair of operation units, and one of the pair of operation units includes a first operation unit, a first operation unit support unit, and a third pair of cylinders,
The other of the pair of operation units has a second operation unit, a second operation unit support unit, and a fourth pair of cylinders,
The first operation unit is pivotally supported by the first operation unit support unit so as to be rotatable,
The third pair of cylinders are fixed to an end of the first operation unit so as to expand and contract together by operating the first operation unit,
The second operation unit is pivotally supported by the second operation unit support unit so as to be rotatable,
The one working end and the other working end of the fourth pair of cylinders are configured such that, when the second operating portion is operated, the one cylinder and the other cylinder expand and contract in the opposite direction. Fixed via the second operation part pivot position,
The boom and the arm are pivotally supported to be rotatable with each other,
The boom is rotatably supported by the boom support, and at both ends of the boom, the boom support includes a base end of a first cylinder and a base end of a second cylinder. Is rotatably pivoted,
The working end and the arm of the first cylinder are pivotally supported pivotally,
The working end of the second cylinder is fixed to the boom,
The first cylinder and one of the working ends of the third and fourth cylinders are connected using a hollow tube,
A cylinder link mechanism wherein the second cylinder and the other of the working ends of the third and fourth cylinders are connected using a hollow tube.
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