JP6983741B2 - Work machine - Google Patents
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本発明は、油圧ショベル等の作業機械に係り、特に、高層構造物の解体作業に好適な作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine such as a hydraulic excavator, and particularly relates to a work machine suitable for dismantling a high-rise structure.
作業機械の代表例としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体の上部に旋回可能に搭載された上部旋回体とにより車体が構成され、車体を構成する上部旋回体の前側にフロント装置が上下方向へ回動可能に設けられている。そして、例えば高層建築物等の地上高さが大きな構造物を解体する場合には、上部旋回体の前側に解体作業用のフロント装置が取り付けられた油圧ショベルとして用いられる。 A hydraulic excavator as a typical example of a work machine has a vehicle body composed of a self-propelled lower traveling body and an upper rotating body mounted on the upper part of the lower traveling body so as to be able to turn. A front device is provided on the front side so as to be rotatable in the vertical direction. Then, when dismantling a structure having a large ground height such as a high-rise building, it is used as a hydraulic excavator in which a front device for dismantling work is attached to the front side of the upper swivel body.
通常、解体作業用のフロント装置は、マルチブームと呼ばれる複数のブームを有しており、該マルチブームは、上部旋回体の前部に回動可能に取り付けられた下ブームと、下ブームの先端側に取り付けられた継ぎブームと、継ぎブームの先端側に取り付けられた上ブームとにより構成されている(例えば、特許文献1参照)。そして、上ブームの先端側にミドルアームが回動可能に連結され、ミドルアームの先端側にアームが回動可能に連結され、アームの先端側に圧砕機等の作業具が取り付けられる構成となっている。また、下ブームと上部旋回体との間にブームシリンダが取り付けられ、該ブームシリンダの伸縮によりフロント装置を俯仰動させる構成となっている。 Normally, the front device for dismantling work has a plurality of booms called a multi-boom, and the multi-boom has a lower boom rotatably attached to the front part of the upper swing body and a tip of the lower boom. It is composed of a joint boom attached to the side and an upper boom attached to the tip end side of the joint boom (see, for example, Patent Document 1). Then, the middle arm is rotatably connected to the tip side of the upper boom, the arm is rotatably connected to the tip side of the middle arm, and a work tool such as a crusher is attached to the tip side of the arm. ing. Further, a boom cylinder is attached between the lower boom and the upper swing body, and the front device is moved up and down by the expansion and contraction of the boom cylinder.
このような構成のフロント装置を備えた油圧ショベルによって構造物等を解体する場合、下ブームと上ブームの間に継ぎブームを連結してマルチブームの全長を長くすれば、アームの先端側に取り付けられた圧砕機等の作業高さが高くなるため、高層構造物の解体作業を容易に行うことができる。 When dismantling a structure or the like with a hydraulic excavator equipped with a front device having such a configuration, if a joint boom is connected between the lower boom and the upper boom to lengthen the total length of the multi-boom, it can be attached to the tip side of the arm. Since the work height of the crusher and the like is increased, the dismantling work of the high-rise structure can be easily performed.
ところで、アームの先端側に取り付けられる圧砕機等の作業具は、開口幅に制限があり、掴める壁の厚さにも制限がある。したがって、正面に広がっている壁を正面から掴むことが困難となるため、壁を上方から掴めるようにすると作業効率が向上する。しかし、特許文献1などに開示された従来の油圧ショベルでは、高層構造物の壁などを破砕するためにフロント装置を最大高さに持ち上げると、作業具を下方向に回動させようとしても、作業具を回動させるシリンダのストロークに制限があるため、作業具を垂直姿勢にして高層構造物の壁などを上方から掴むことが困難となり、高層解体時の作業効率が悪いという問題があった。
By the way, the work tool such as a crusher attached to the tip end side of the arm has a limitation in the opening width and a limitation in the thickness of the wall that can be grasped. Therefore, it is difficult to grasp the wall spreading in the front from the front, and if the wall can be grasped from above, the work efficiency is improved. However, in the conventional hydraulic excavator disclosed in
本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、高層解体時の作業効率を高めることができる作業機械を提供することにある。 The present invention has been made from the actual situation of such a prior art, and an object of the present invention is to provide a work machine capable of improving work efficiency at the time of high-rise dismantling.
上記の目的を達成するために、本発明の作業機械は、自走可能な車体と、前記車体に俯仰の動作が可能に取り付けられたブームと、前記ブームの先端側に回動可能に連結されたミドルアームと、前記ミドルアームの先端側に第1支軸を介して回動可能に連結されたアームと、前記アームの先端側に第2支軸を介して回動可能に取り付けられた作業具と、前記ブームと前記ミドルアームとの間に取り付けられたミドルアームシリンダと、前記ミドルアームと前記アームとの間に取り付けられたアームシリンダと、前記アームと前記作業具との間に取り付けられた作業具シリンダと、を備えた作業機械において、前記アームは、前記第1支軸を支持すると共に、前記アームシリンダの一端が腹面に接続された基端側直線状部と、前記第2支軸を支持すると共に、前記作業具シリンダが背面に沿って配置された先端側直線状部と、前記基端側直線状部及び前記先端側直線状部の腹面同士及び背面同士を鈍角に接続する屈曲部とを有し、前記ブームを介して前記作業機械に取り付けられた前記ミドルアーム及び前記アームが屈曲した状態において、前記基端側直線状部の背面を地面に接地させたとき、前記屈曲部が前記第1支軸と前記第2支軸を結ぶ直線に対して下方側に位置し、前記屈曲部は、前記第1支軸より前記第2支軸に近い位置に配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the work machine of the present invention is rotatably connected to a self-propelled vehicle body, a boom attached to the vehicle body so as to be able to move up and down, and the tip side of the boom. Work that is rotatably connected to the tip end side of the middle arm via the first support shaft, and rotatably attached to the tip end side of the arm via the second support shaft. A tool, a middle arm cylinder mounted between the boom and the middle arm, an arm cylinder mounted between the middle arm and the arm, and mounted between the arm and the work tool. In a work machine provided with a work tool cylinder, the arm supports the first support shaft, and has a base end side linear portion in which one end of the arm cylinder is connected to a ventral surface, and the second support. While supporting the shaft, the tip side linear portion in which the work tool cylinder is arranged along the back surface and the ventral surfaces and back surfaces of the proximal end side linear portion and the tip end side linear portion are connected at an blunt angle. When the middle arm and the arm attached to the work machine via the boom have a bent portion and the back surface of the linear portion on the base end side is brought into contact with the ground, the bent portion is formed. The portion is located below the straight line connecting the first support shaft and the second support shaft, and the bent portion is arranged at a position closer to the second support shaft than the first support shaft. It is characterized by.
本発明の作業機械によれば、圧砕機等の作業具を高い作業高さで垂直姿勢に保つことができるため、高層解体時の作業効率を高めることができる。前述した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the work machine of the present invention, since the work tool such as a crusher can be maintained in a vertical posture at a high work height, the work efficiency at the time of high-rise dismantling can be improved. Issues, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the description of the following embodiments.
以下、本発明の実施の形態を図1〜図5を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
図1は、本発明の実施形態に係る作業機械の一例であるマルチブーム式の油圧ショベル1を示す側面図である。図1に示すように、この油圧ショベル1は、自走可能な下部走行体2と、下部走行体2上に旋回可能に搭載されて該下部走行体2と共に車体を構成する上部旋回体3と、上部旋回体3の前側に俯仰の動作が可能に設けられた後述のフロント装置4とにより大略構成され、例えば高層建築物等の地上高さが大きな構造物を解体するのに好適に用いられるものである。
FIG. 1 is a side view showing a multi-boom
上部旋回体3は、ベースとなる旋回フレーム5と、旋回フレーム5の前部左側に配設されて運転室を画成するキャブ6と、旋回フレーム5の後端側に配設されたカウンタウエイト7と、カウンタウエイト7の前側に配置されて図示せぬエンジン、油圧ポンプ等の搭載機器を収容する建屋カバー8とにより大略構成されている。 The upper swivel body 3 includes a swivel frame 5 as a base, a cab 6 arranged on the left side of the front portion of the swivel frame 5 to define a driver's cab, and a counterweight arranged on the rear end side of the swivel frame 5. 7 and a building cover 8 arranged on the front side of the counterweight 7 and accommodating on-board equipment such as an engine and a hydraulic pump (not shown) are roughly configured.
フロント装置4は、下ブーム9、複数の継ぎブーム10、上ブーム11からなるマルチブームと、上ブーム11の先端側に回動可能に連結されたミドルアーム12と、ミドルアーム12の先端側に回動可能に連結されたアーム13と、アーム13の先端側に回動可能に連結された作業具14とにより大略構成されている。
The front device 4 includes a multi-boom consisting of a lower boom 9, a plurality of
下ブーム9の基端側は上部旋回体3の前部右側の旋回フレーム5に回動可能に連結されており、下ブーム9の先端側には複数段の継ぎブーム10がピン結合されている。上ブーム11は継ぎブーム10の先端側にピン結合され、この上ブーム11の先端側に支軸15を介してミドルアーム12の基端側が回動可能に連結されている。そして、下ブーム9と上部旋回体3との間に図示せぬブームシリンダが取り付けられており、このブームシリンダの伸縮により、マルチブーム(下ブーム9、継ぎブーム10、上ブーム11)は上下方向に回動(俯仰動)する。
The base end side of the lower boom 9 is rotatably connected to the swivel frame 5 on the front right side of the upper swivel body 3, and a plurality of
ミドルアーム12の基端側と上ブーム11との間にはミドルアームシリンダ16が取り付けられており、ミドルアーム12はミドルアームシリンダ16の伸縮により支軸15を中心に回動する。
A
ミドルアーム12の先端側には第1支軸17を介してアーム13の基端側が回動可能に連結されており、アーム13の先端側には第2支軸18を介して作業具14が回動可能に取り付けられている。そして、ミドルアーム12とアーム13の基端側との間にアームシリンダ19が取り付けられており、アーム13はアームシリンダ19の伸縮により第1支軸17を中心に回動する。
The base end side of the
アーム13の先端側と作業具14との間には作業具シリンダ20が取り付けられており、作業具14は作業具シリンダ20の伸縮により第2支軸18を中心に回動する。作業具14は油圧ショベル1の作業内容に適した機能を有するアタッチメントであり、高層構造物の解体作業の場合は、アーム13の先端側に圧砕機やブレーカ等の作業具14が取り付けられる。
A
このようなマルチブーム式の油圧ショベル1において、本発明の特徴的構成は、アーム13の形状を工夫したことにある。以下、アーム13の具体的構成と作用効果について詳細に説明する。
In such a multi-boom
図2はアーム13の側面図であり、このアーム13は、第1支軸17が設けられる基端側直線状部13aと、第2支軸18が設けられる先端側直線状部13bと、これら基端側直線状部13aと先端側直線状部13bを鈍角に繋ぐ屈曲部13cとを有し、全体的にくの字状に形成されている。基端側直線状部13aと先端側直線状部13bのなす角度θ1は約155度(±5度)に設定されており、換言すると、先端側直線状部13bは基端側直線状部13aの軸線方向に沿う仮想線に対して約25度(±5度)の角度θ2を持って上向きに屈曲している。作業具シリンダ20は先端側直線状部13bに沿って配設されており、作業具シリンダ20のロッド側は作業具14に支持されている。また、作業具シリンダ20のボトム側は、屈曲部13cと先端側直線状部13bの接続箇所に設けられたシリンダブラケット21に支持されている。
FIG. 2 is a side view of the
図2に示すように、第1支軸17と第2支軸18を結ぶ仮想線を直線Lとすると、アーム13の基端側直線状部13aを地面Eに接地させたとき、アーム13は、屈曲部13cが直線Lの下方側に位置する谷形形状に保持される。これにより、作業具シリンダ20が地面Eと先端側直線状部13bとの間にできる空間内に配置されるため、アーム13を安定した姿勢で地面E上に載置することができ、作業具シリンダ20の損傷も防止される。
As shown in FIG. 2, assuming that the virtual line connecting the
図3は、このような形状のアーム13を備えたフロント装置4の作業姿勢を示す説明図である。図3に示すように、本実施形態に係る油圧ショベル1を用いて高層構造物の解体作業を行う場合、マルチブームおよびミドルアーム12を最大高さに持ち上げ、作業具14が真下に向くように(作業具14を最大に巻き込んで)、アーム13を持ち上げると、アーム13の基端側直線状部13aに対して先端側直線状部13bは所定角度θ2(25±5度)だけ下方に屈曲した状態となる。その結果、先端側直線状部13bに取り付けられた作業具14を垂直な姿勢にしても、作業具シリンダ20の伸び側ストロークに余裕ができるため、作業具14を垂直姿勢に保てる範囲を広くすることができる。したがって、例えば圧砕機を作業具14として用いて高層構造物の壁や煙突などを破砕する場合、圧砕機(作業具14)を垂直姿勢に保ったまま高層構造物の壁や煙突を上方から掴むことのできる高さがより高くなり、高層解体時の作業効率を著しく高めることができる。
FIG. 3 is an explanatory view showing the working posture of the front device 4 provided with the
また、本実施形態に係る油圧ショベル1では、ミドルアーム12を回動して中層部作業を作業する場合でも、作業具14を水平な姿勢にすることができ、中層構造物の床や柱等を圧砕機で横方向から掴んで破砕する等の作業も容易に行うことができる。さらに、フロント装置4を折り畳んで最小姿勢に格納するとき、アーム13の基端側直線状部13aを地面Eに設置させて水平姿勢に保つことができるため、フロント装置4のメンテナンス性を高めることができる。
Further, in the
図4は、本実施形態に係る油圧ショベル1の比較例として、従来の直線状アームを備えたフロント装置の作業姿勢を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a working posture of a front device provided with a conventional linear arm as a comparative example of the
図4に示すように、比較例に係る油圧ショベル100の場合、フロント装置101のアーム102が屈曲部を持たないストレート形状となっているため、マルチブーム103およびミドルアーム104を最大高さに持ち上げ、作業具105が真下に向くように(作業具105を最大に巻き込んで)アーム102を持ち上げると、アーム102の先端側に取り付けられた作業具シリンダ106の伸び側ストロークに余裕がないため、作業具105を垂直な姿勢にすることができなくなる。このため、高層構造物の壁などを破砕しようとしてマルチブーム103およびミドルアーム104を最大高さに持ち上げても、高い位置で作業具105を垂直姿勢にして高層構造物の壁を上方から掴むことが困難となり、高層解体時の作業効率が悪いものとなる。
As shown in FIG. 4, in the case of the
以上説明したように、本実施形態に係る油圧ショベル1は、フロント装置4の構成部材であるアーム13が、屈曲部13cを介して鈍角に連続する基端側直線状部13aと先端側直線状部13bを有していると共に、作業具シリンダ20が先端側直線状部13bに沿って配置されて全体的にくの字状に形成されているため、マルチブームおよびミドルアーム12を最大高さに持ち上げて高層構造物の解体作業を行うとき、先端側直線状部13bに取り付けられた作業具14を垂直姿勢に保てる範囲を広くすることができる。したがって、圧砕機等の作業具14を用いて高層構造物の壁などを破砕する場合、作業具14を垂直姿勢に保ったまま高層構造物の壁などをより高い位置で上方から掴むことができ、高層解体時の作業効率を著しく高めることができる。
As described above, in the
また、本実施形態に係る油圧ショベル1は、アーム13の基端側直線状部13aを地面Eに接地させたとき、ミドルアーム12寄りの第1支軸17と作業具14寄りの第2支軸18を結ぶ直線Lに対して屈曲部13cが下方側に位置すると共に、作業具シリンダ20が地面Eと先端側直線状部13bとの間にできる空間内に配置されるため、フロント装置4の格納姿勢時にアーム13を水平な姿勢で接地させることができ、フロント装置4のメンテナンス性を高めることができる。
Further, in the
なお、アーム13の基端側直線状部13aと先端側直線状部13bのなす角度θ1が小さ過ぎると、高層部解体時に作業具14を垂直姿勢に保てる範囲を広くすることが困難となり、その反対に上記角度θ1が大き過ぎると、中層部解体時に作業具14を水平な姿勢にすることが困難となる。このような理由から、本実施形態に係る油圧ショベル1では、基端側直線状部13aと先端側直線状部13bのなす角度θ1を約155度(±5度)に設定しているため、高層部から中層部に亘る広い範囲での作業効率を高めることができる。
If the angle θ1 formed by the base end side
図5は、アーム13の変形例を示す側面図である。図5(a)に示すように、変形例に係るアーム13は、ミドルアーム12に第1支軸17を介して回動可能に連結される下アーム13dと、基端側直線状部13aと先端側直線状部13bおよび屈曲部13cを有する上アームとからなり、これら下アーム13dと上アームは脱着ピン22を介して連結されている。そして、図5(b)に示すように、脱着ピン22を取り外すことにより、アーム13を下アーム13dと上アームとに分割できるようになっている。
FIG. 5 is a side view showing a modified example of the
このように構成された変形例に係るアーム13では、基端側直線状部13aと先端側直線状部13bの寸法比を異ならせたり、屈曲部13cの屈曲角度を異ならせる等、予め形状が異なる数種類の上アームを準備しておくことにより、解体構造物の高さや作業内容等に応じた最適な上アームを下アーム13dに連結してアーム13を構成することができる。
The
なお、上記した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。 It should be noted that the above-described embodiments are examples for the purpose of explaining the present invention, and the scope of the present invention is not limited to those embodiments. Those skilled in the art can practice the invention in various other embodiments without departing from the gist of the invention.
1 油圧ショベル
2 下部走行体
3 上部旋回体
4 フロント装置
9 下ブーム
10 継ぎブーム
11 上ブーム
12 ミドルアーム
13 アーム
13a 基端側直線状部(直線状の延出部分)
13b 先端側直線状部(直線状の延出部分)
13c 屈曲部
13d 下アーム
14 作業具
15 支軸
16 ミドルアームシリンダ
17 第1支軸
18 第2支軸
19 アームシリンダ
20 作業具シリンダ
21 シリンダブラケット
L 直線
E 地面
1
13b Tip side straight part (straight extension part)
Claims (4)
前記アームは、
前記第1支軸を支持すると共に、前記アームシリンダの一端が腹面に接続された基端側直線状部と、
前記第2支軸を支持すると共に、前記作業具シリンダが背面に沿って配置された先端側直線状部と、
前記基端側直線状部及び前記先端側直線状部の腹面同士及び背面同士を鈍角に接続する屈曲部とを有し、
前記ブームを介して前記作業機械に取り付けられた前記ミドルアーム及び前記アームが屈曲した状態において、前記基端側直線状部の背面を地面に接地させたとき、前記屈曲部が前記第1支軸と前記第2支軸を結ぶ直線に対して下方側に位置し、
前記屈曲部は、前記第1支軸より前記第2支軸に近い位置に配置されていることを特徴とする作業機械。 A self-propelled vehicle body, a boom attached to the vehicle body so that it can move up and down, a middle arm rotatably connected to the tip side of the boom, and a first support shaft on the tip side of the middle arm. An arm rotatably connected via a working tool, a work tool rotatably attached to the tip end side of the arm via a second support shaft, and a boom and a middle arm. In a work machine including a middle arm cylinder, an arm cylinder attached between the middle arm and the arm, and a work tool cylinder attached between the arm and the work tool.
Said arm,
A linear portion on the base end side in which one end of the arm cylinder is connected to the ventral surface while supporting the first support shaft.
A linear portion on the tip side in which the work tool cylinder is arranged along the back surface while supporting the second support shaft, and
It has a bent portion that connects the ventral surfaces and the back surfaces of the proximal end-side linear portion and the distal end-side linear portion at an obtuse angle.
When the middle arm attached to the work machine via the boom and the arm are bent and the back surface of the linear portion on the base end side is brought into contact with the ground, the bent portion becomes the first support shaft. It is located on the lower side of the straight line connecting the second support axis and
A work machine characterized in that the bent portion is arranged at a position closer to the second support shaft than the first support shaft.
前記作業具シリンダの一端部を支持するシリンダブラケットが前記屈曲部に近接して設けられていることを特徴とする作業機械。 In the work machine according to claim 1,
A work machine characterized in that a cylinder bracket that supports one end of the work tool cylinder is provided close to the bent portion.
前記アームが、前記ミドルアームに前記第1支軸を介して回動可能に連結された下アームと、前記下アームに脱着可能なピンを介して連結された上アームとに分割されており、前記上アームに前記基端側直線状部、前記先端側直線状部、及び前記屈曲部が設けられていることを特徴とする作業機械。 In the work machine according to claim 1,
The arm is divided into a lower arm rotatably connected to the middle arm via the first support shaft and an upper arm connected to the lower arm via a detachable pin. A work machine characterized in that the upper arm is provided with the base end side linear portion, the tip end side linear portion, and the bent portion.
前記ブームを介して前記作業機械に取り付けられた前記ミドルアーム及び前記アームが屈曲した状態において、前記基端側直線状部の背面を地面に接地させたとき、前記先端側直線状部の背面と地面とのなす交差角度が25±5度の範囲に設定されていることを特徴とする作業機械。 In the work machine according to claim 1,
When the middle arm attached to the work machine via the boom and the back surface of the base end side linear portion are brought into contact with the ground in a bent state, the back surface of the tip end side linear portion and the back surface of the linear portion. A work machine characterized in that the crossing angle with the ground is set in the range of 25 ± 5 degrees.
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