JPS6220814A - 高熱作業機等に使用されるブ−ム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は転炉の炉口に付着した溶滓や地金の除去等を行
なう高熱作業機、または高所作業車等、機械のベース（
機台）が作業対象物から離れた位置に設置される各種作
業機械の作業腕として使用されるブーム装置に関するも
のである。

（従来技術） たとえば製鋼所において、転炉の炉口に付着した？８−
滓や地金（以下、付着物と称す）の除去、ｄ３よび転炉
ヤ取鋼内壁の耐火煉瓦の取替時の煉瓦かき取り等の作業
が定期的にあるいは必要に応じて行なわれる。

このような作業は、転炉等の熱損失を防ぐ必要から、転
炉等が高温状態のままでの高熱下作業となるため、でき
るだけ輻射熱の影響を受けないように作業対象物から離
れた位置から行なわなければならない。

従来、この高熱作業は、たとえば付着物の除去の場合、
作業口が手に持った丸太の先で付着物をかき取る等の人
力による手作業で行なっているため、作業能率が非常に
悪いとともに、輻射熱の影響は免れないこと、火花の飛
散や粉塵が発生すること等から非常に危険な作業となっ
ていた。

このような事情から、高熱作業を人力によらず、機械力
によって安全に能率良く行なうことができる作業機の開
発が求められていた。

この高熱作業機の構成どして、作業対象物から離れた位
置に設置される機台に作業腕を取付け、この作業腕の先
端に、付着物のかぎ取り除去等を行なう作業アタッチメ
ントを取イζ］けることが考えられる。そしてこの場合
、作業腕として、たとえば油圧ショベルに採用されてい
る屈伸式のアーム構造が考えられる。しかしこのアーム
式作業腕では、作業腕を構成するアーム体の関節運動に
よってリーチ（作業半径）を変化させる構成で、作業腕
の長さを変化させようとすれば、その先端位置も上下に
大きく変化するため、作業対象物に対する作業アタッチ
メントの位置調節が面倒となる。

一方、油圧トラッククレーンに使用されでいるテレスコ
ープ状に伸縮可能なブーム構造を作業腕に採用すること
も考えられる。このブーム構造によると、作業腕が直線
的に長さ変化するため、作業アタッチメントの位置調節
が上記屈伸７−ム構造の場合よりも容易となる。ところ
が従来公知のブームは、たとえば二段・ブームの場合、
ベースマシン（ＩＩ台）に取付けられたアウタブーム体
にインナブーム体を出入り可能に嵌合させた構成で、イ
ンナブーム体の移動のみによってブーム長を伸縮変化さ
せるようになっているため、このブーム長さの変化の割
合（伸長時のブーム良ざ／縮小時のブーム長さ）がさほ
ど大きくない。したがつ゛Ｃ１リーチを長クシようとす
れば、アウタおよびインナ両ブーム体の長さを長くする
か、ブーム段数を多くしなければならない。しかし、前
者のブーム長そのものを良くする手段では、ブーム縮小
状態でのブーム占有スペースが大ぎくなるため、前記し
た転炉付着物の除去作業等の屋内での作業および移動に
不利となる。また、後者のブーム段数を多くづる手段で
は、ブームおよび伸縮シリンダ等の設備コストが高くな
る。さらに、両手段ともブーム重量が大きくなり、この
ブームを支える機台も大形化、大軍は化しなければなら
ない等の問題がある。

（発明の目的） そこで本発明は、作業アタッチメントの位置調節が簡単
で、しかもブームの伸縮効率が良く、短いブーム長で大
きなリーチを得ることができる高熱作業機等に使用され
るブーム装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明の特徴とするところは、機台に起伏可能に取付け
られたブーム支持体と、このブーム支持体を起伏さぼる
起伏シリンダと、ブーム支持体に支持されたブームとを
備え、このブームは、上記ブーム支持体に対してブーム
軸方向に移動可能でかつブーム軸心まわりに回転可能に
支持されたアウタブーム体と、このアウタブーム体に対
して軸方向移動可能でかつブーム軸心まわりに一体回転
可能に嵌合されたインナブーム体とによってテレスコー
プ状に伸縮可能に構成され、かつ、このブームのアウタ
ブーム体をブーム軸心まわりに回転させるブーム回転手
段と、同ブームのインナブーム体を軸方向移動させてブ
ームを伸縮させるブーム伸縮シリンダと、同アウタブー
ム体を上記ブーム支持体に対して軸方向の少なくとも二
位置で固定しうるブーム位牌固定手段とを具備してなる
高熱作業機等に使用されるブーム装置、にある。

（実施例） この実施例では、本発明装置を高熱作業機の作業腕とし
て適用した場合を例にとっ′Ｃ説明するが、本発明ブー
ム装置は、前記したように機台が作業対象物から離れて
設置される各種Ｖ￥：業機械（高所作業車その他）に適
用することができる。

１は機台、Ａはこの機台１に装着したブーム装置である
。機台１は、油圧ショベル等のベースマシンと同様、ク
ローラ式のＦ部走行体１ａと、この下部走行体１ａ上に
旋回軸受１ｂを介して搭載された上部旋回体１Ｃとから
成っている。この機台１の上部旋回体１Ｃには運転室１
１を設け、この運転室１１内に設（）た主操作部１２と
、旋回体左右両側面部に竪軸まわりに回動可能に設けた
副操作部１３．１４のいずれか任意の操作部によってブ
ーム装置Ａの各杆作動を制御しうるようにしている。

ブーム装＠Ａは、この機台１の上部旋回体１ｃの上部に
装着している。このブーム装置△は、アウタおよびイン
ナ両ブーム体２ａ、２ｂによってテレスコープ状に伸縮
可能に構成したブーム２と、このブーム２を支持するブ
ーム支持体３とを備え、このブーム装置へにおけるブー
ム２の先端（インナブーム体２ｂの先端）に、作業アタ
ッチメントとしての何着物かき取り除去用のリッパ４を
取付けている。

ブーム支持体３は、下端を上部旋回体］Ｃのブラケット
１５に水平軸１６を介して枢着し、起伏シリンダＣ１に
よってこのブーム支持体３を水平軸１６を中心として起
伏回動させつるようにしている。このブーム支持体３は
Ｅ部に筒状のブームホルダー３１を有し、このブームホ
ルダー３１内に筒状の転勤ドラム２１を、軸方向一端部
が軸受２２、他端部が周方向複数個の支持ローラ２３に
よって支持された状態でドラム軸心まわりに回転可能に
嵌合させている。第４．５図において、ｍはこの転動ド
ラム２１を回転駆動するための七−タ（以下、ブーム回
転用モータと称す）で、ブーム支持体３のブームホルダ
ー外周部に取付けている。このモータｌの回転軸にビニ
オンギＭ１を装着し、このピニオンギヤｇ１を、転勤ド
ラム支持用軸受２２の外輪外周に固着したリングギヤｑ
２に噛合させることにより、モータｍの回転をこれらギ
ヤ（１１，（１２を介して転勤ドラム２１に伝えるよう
にしている。

ブーム２のアウタブーム体２ａは四角筒状に形成し、転
勤ドラム２１を貫通する状態ぐ、同じラム２１に対して
軸方向にスライド移動可能に嵌入させている。転勤ドラ
ム２１の内周部には、７ウタブ一ム体２ａの外周面に接
するパッド２１ａを固着し、このパッド２１ａにより、
転勤ドラム２１の回転をアウタブーム体２ａに伝え、か
つアウタブーム体２ａを軸方向スライド自在に支持して
いる。

アウタブーム体２ａは、この作業機の移動時等には第１
図乃至第３図に示り゛ように、転勤ドラム２１からの前
方への突出通が小さい後退位置にセットされ、ブーム２
のリーチ（作業半径）を最大限に長くしたい場合に第７
図に示すように、転勤ドラム２１から前方に最大限突出
した前進位置に後述する手段によって移動させる。ブー
ム支持体３には、アウタブーム体２ａをこの後退、前進
両位買で固定するための固定ピン３２を、後端下部にブ
ラケット３３を介して上下に螺進退移動可能（上下方向
に抜き差し可能としても可）に取付けている。一方、ア
ウタブーム体２ａには、軸方向中間部と後部の各下面に
ビン孔（以下、前部ビン孔、後部ビン孔と称ず）ｔＭ、
ｈ２を設け、固定ビン３２を、アウタブーム体後退位置
で前部ビン孔ｈ１に、同前進位置で後部ビン孔ｈ２にそ
れぞれ挿入することによって、アウタブーム体２ａを両
位置に固定しうるようにしている。

インナブーム体２ｂは、アウタブーム体２ａに軸方向ス
ライド可能に嵌入させた本体部２ｂ１の先端に四角箱状
の先端ブロック２ｂ２を固着し、ざらにこの先端ブロッ
ク２ｂ２に中空二股状のリッパ取付部２ｔ）＋を一体に
連設して成っている。

本体部２ｂ１は、四本のバイブ２４・・・を四隅角部に
備えた、アウタブーム体２ａに対応する四角筒状に形成
し、この本体部２ｔＭの各パイプ２４・・・を、アウタ
ブーム体２ａの前部二個績においてそれぞれ八個のガイ
ドローラ２５・・・によって支持している。このガイド
ローラ２５・・・により、インナブーム体２ｂが軸方向
スライド自在に支持されるとともに、アウタブーム体２
ａの回転がインナブーム体２ｂに伝えられ、両ブーム体
２ａ、２ｂがブーム軸心まわりに一体回転する。Ｃ２は
ブーム２の軸心部に設けたブーム伸縮シリンダで、その
シリンダボトムをアウタブーム体２ａの後端部内方に固
着し、ロッド端をインナブーム体本体部２ｂｌの内方に
ブラケット２６を介して止めつけている。このシリンダ
Ｃ２の伸縮作動により、インナブーム体２ｂが軸方向ス
ライド移動して、ブーム２がいわゆる１段伸縮作動する
こととなる。

リッパ４は、インナブーム体先端のリッパ取付部２ｂ３
に枢軸４１を介して回動可能（角度調節可能）に取付け
ている。Ｃ３はリンパシリンダで、シリンダボトムを前
記インナブーム体本体部２ｂ１内のブラケット２６に止
めつけ、ロンド端をブツシュロッド４２を介してリッパ
４の上部にＷめつけている。４３はブツシュロッド４２
と先端ブロック２ｂ２内面との間に取付ｔノだアイドラ
リンク、４４はこのアイドラリンク４３とブツシュロッ
ド４２を連結する軸、４５はアイドラリンク４３と先端
ブロック２ｂ２とを連結する軸、４６はブツシュロッド
４２の先端とリッパ４とを連結する軸である。リッパ４
は、下側前部に直線状の前部風４ａ、同後部に侵向ぎに
屈曲した後部風４ｂをそれぞれ有し、作業対象物の状況
等に応じてこの２つの爪４ａ　、４ｂが適宜使い分けら
れる。

なお、インナブーム体２ｂの先端ブロック２ｂ２、リン
パ取付部２ｂ３およびリッパ４、ならびにリッパシリン
ダＣ３等のリッパ作動機構は、直接、高熱にさらされる
ため、過熱防止上、これらの冷ｗ対策を講じる必要があ
る。そこでこのブーム装＠Ａにおいては、インナブーム
体２ｂの本体部２ｔＭを構成する四本のバイブ２４・・
・を介して、上記リッパ４等のブーム先端構造物に対す
る冷却水の供給、回収を行なうようにしている。すなわ
ち、先端ブロック２ｂ２は、第８図乃至第１０図に示す
ように二重壁構造とし、内外両壁間に形成された空間部
Ｓを多数の仕切壁２７・・・で周方向に区画することに
よって多数のトンネル状の流路２８．２８ａ、２８ｂを
形成している。なお、第１０図において、先端ブロック
２ｂ２内の構造物の図示を省略している。この流路２８
．２８ａ、２８ｂは、先端ブロック２ｂ２の周囲を冷却
する先端ブロック系と、リンパ取付部２ｂ３およびリッ
パ４を冷却するリンパ系の二つの系統に分け、インナブ
ーム体本体部２ｂ１の四本のバイブ２４・・・のうち二
本（第１０図の左下および右上のバイブ）を先端ブロッ
ク系に対する冷却水の送りと戻りに、他の二本（第１０
図の右下および左上のバイブ）をリンパ系に対する冷却
水の送りと戻りにそれぞれ利用するようにしている。

第８図乃至第１０図において、２８ａはリンパ系の冷却
水送り流路、２８ｂは同戻り流路をそれぞれ示し、これ
ら以外の多数の流路２８・・・が先端ブロック系の冷却
水循環流路を示す。この循環流路２８・・・は順次互い
の一端で連通させ、冷ｌＪＩ水がこの循環流路２８・・
・により先端ブロック２ｂ１の四周を蛇行状に流れて、
先端ブロック２ｂ１が冷却される。第１０図において■
■印は冷却水の流れの方向を示し、また実線矢印および
点線矢印は流路２８・・・間の冷却水の移動方向を示す
。

一方、リンパ系の冷却水送り流路２８ａはリッパ取付部
２ｂ３内に連通させている。このリンパ取付部２ｂ３の
内部は、第９図に示ずＪ：うに、リッパ取付用の枢軸４
１、およびこの枢＠４１に嵌合させたリッパ４のボス部
４７に跨って形成した流入路Ｌ１を介して、リッパ４内
の導水バイブ４８に連通させている。したがって、リン
パ系の冷却水は、送り流路２８ａからリンパ取付部２ｔ
＋＋内、流入路Ｌ１、導水パイプ４８を経てリッパ４内
に送られる。

リッパ取付用枢＠４１およびボス部４７には、流入路し
１とは分離して流出路Ｌ２を設け、この流出路Ｌ２を冷
却水戻り流路２８ｂに連通させることにより、上記リッ
パ４内に送り込まれた冷却水をこの流出路Ｌ２を介して
戻り流路２８ｂに戻すようにしている。また、この流出
路Ｌ２を通る戻り流路とは別に、ブツシュロッド４２の
先端取付軸４６、ブツシュロッド４２、アイドラリンク
４３に跨る戻り流路Ｌ３を形成し、この戻り流路Ｌ３を
排水ホースＨに接続している。こうして、リッパ取付部
２ｂ３、リッパ４、それにリッパ作動機構を冷却するよ
うにしている。

なお、上記排水ホースＨ１およびインナブーム本体部２
ｂ１の四本のバイブ２４・・・の後端には給、排水ホー
ス（図示せず）を接続し、これらホースを、ブーム伸縮
シリンダＣ２等の油圧配管とともにスイベルジヨイント
Ｊ（第３，７図等に示Ｖ）を介してブーム外に導出して
いる。

つぎに、このブーム装置への作用を、作業機全体の作用
とともに説明する（第１１図参照）。

転炉の炉口からの付着物除去作業の場合で説明すると、 ■　機台１の自走および旋回機能により、ブーム２を、
横倒させた転炉りの炉口Ｄ１に向ける。

■　ブーム伸縮シリンダＣ２によるブーム２の伸長作動
、起伏用シリンダＣ１によるブーム２の起伏作動、ブー
ム回転用モータｍによるブーム２のブーム軸心まわりの
回転作動により、リッパ４を、除去しようとする付着物
Ｅに対応する位置および姿勢にセットする。

ＯリッパシリンダＣ３により、前部および後部両爪４ａ
、４ｂのうち使用しようとするものが、付着物Ｅに十分
くい込みつる角度となるようにリッパ４の角度を調整す
る。

■　リッパシリンダＣ３によるリッパ４の回動、または
このリッパ４の回動とブーム２の縮小作動の併用により
、付着物Ｅを炉口Ｄ１からかき取る。

以下、この操作を炉口各部でくり返し行なうことにより
、付着物Ｅをもれなく除去することができる。

また、転炉または取鍋内壁の補修時における耐火煉瓦の
かぎ取り作業も、上記の付着物除去作業と同様の要領で
行なうことができる。

このような作業時において、作業対象物までの距離が良
くて、伸縮シリンダＣ２によるブーム伸縮作用のみによ
ってはブーム２のリーチ（ブーム支持一体３のブームホ
ルダー３１からの突出長さ）Ｒが不足する場合には、つ
ぎのようにしてこのブームリーチＲを伸ばすことができ
る。

（Ｉ）ブーム伸縮シリンダＣ２を伸長させて、インナブ
ーム体２ｂをアウタブーム体２ａから最大限突出させた
状態とする。

（、Ｉ　’）この状態で、第３，４図に示す固定ビン３
２を７ウタブ一ム体２ａの前部ビン孔ｈ１から抜いて、
アウタブーム体２ａの軸方向の固定を解く。

（Ｉ［［）第１２図（イ）に示すように、リッパ４を適
当なある程度頑丈な構造物Ｆに引っ掛けた状態で、ブー
ム伸縮シリンダＣ２を縮小させる。このとぎ、インナブ
ーム体２ｂが構造物Ｆに固定され、機台１がその重量に
よって固定されているため、アウタブーム体２ａが前進
移動して第１２図（イ）の状態から（ロ）の状態となり
、ブーム２全体として全線状態となる。

（ＩＶ）この状態で、第７図に承りように固定ビン３２
をアウタブーム体２ａの後部ビン孔１１２に挿入してア
ウタブーム体２ａを前進位置に固定する。

（Ｖ）この侵、リッパ４を構造物Ｆから外して、再びブ
ーム伸縮シリンダＣ２を伸長さぼれば、第１２図（ハ）
に示すようにブーム２が伸長され、ブームリーチＲが最
伸の状態となる。

また、ブームリーチＲを元通りに縮小したい場合は、リ
ッパ４を構造物Ｆに押し当てた状態で、上記と逆の手順
、操作をとればよい。

このように本ブーム装置へによるときは、ブーム２が、
アウタブーム体２ａとインナブーム体２ｂとから成る二
段ブーム構成でありながら、ア「フタブーム体２ａを前
後移動させることにより、公知の二段ブームより遥かに
大きなブーム伸縮ストロークが得られる。すなわち、短
いブーム長でもって長いブームリーチを得ることができ
る。しかも、アウタブーム体２ａの前後移動を、手近の
構造物と、インナブーム体２ｂの伸縮作動用シリンダＣ
２とを利用して行なわせることができるため、アウタブ
ーム体専用の伸縮シリンダが不要となる。

したがって、ブーム段数が二段であることと相まって、
ブーム、シリンダ等の設備コストが安く、かつ装置重量
が軽くてすむ。

ところで、ブーム装置Ａを支持する機台１は、上記実施
例で示した、油圧ショベル等のベースマシンと同様のク
ローラ式下部走行体１ａと上部旋回体１ｂとからなるも
のに限らず、たとえば下部走行体１ａがホイール式のも
の、あるいは自走機能と旋回機能の一方もしくは両方と
も持たないものを用いることもできる。

また、ブーム先端に取付けられる作業アタッチメントは
、上記したリッパ４以外に、作業の種類等に応じて種々
変更することができる。たとえば、高所作業車の場合に
は、作業台を作業アタッチメントとして用いることがで
きる。一方、上記実施例では、リッパ４を適当な構造物
に引っかけ、もしくは押付けて、インナブーム体２ｂの
前後移動のための反力を支持するようにしたが、リッパ
等の作業アタッチメントとは別に、インナブーム体その
ものに、構造物に対する固定部を設けてもよい。

さらに、上記実施例ではアウタブーム体２ａをブーム支
持体３に対し、後退位置と前進位置の二位置で固定する
ようにしたが、この二位置間の−乃至数位買でも固定し
うるようにしてしよい。

（発明の効果） 以上Ｊべたように本発明のブーム装置によるときは、ブ
ームの伸縮および起伏作動、それにブーム軸心まわりの
回転により、作業対象物に対する作業アタッチメントの
位置および姿勢のＵＡ節が簡単となる等、高熱作業機等
の作業腕としてすぐれた効果を奏する。また、インナブ
ーム体の伸縮作動と、アウタブーム体の軸方向移動とに
よって効率の良い伸縮作用が果されるため、短いブーム
長でもって長いブームリーチを得ることができる。

しかも、アウタブーム体の軸方向移動のためのシリンダ
が不要であるため、上記ブーム長が短くてすむこととあ
わせて、ｖｔ置ロコス１が安く、かつ装置重量が軽くて
ずむものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例にかかるブーム装置が装備され
た高熱作業機の全体側面図、第２図は同平面図、第３図
は同ブーム装置の全体断面図、第４図は同一部拡大図、
第５図は第４図ｖ−■線、第６図は同ＶＩ　−Ｖｌ線に
それぞれ沿う拡大断面図、第７図はブーム装置にお（）
るブームのアウタブーム体を前進位置にセットした状態
の第３図相当図、第８図はブーム先端部およびリッパな
らびにリッパ作動機構の冷却構造を説明するための断面
図、第９図は同一部拡大横断面図、第１０図は第８図Ｘ
−Ｘ線に沿う拡大断面図、第１１図はブーム装置の作用
を説明するための概略側面図、第１２図（イ）　（ロ）
　（ハ）はブームリーチを伸ばすための操作手順を説明
ηるための概略側面図である。 １・・・機台、３・・・ブーム支持体、Ｃ１・・・起伏
シリンダ、２・・・ブーム、２ａ・・・アウタブーム体
、２ｂ・・・インナブーム体、Ｃ２ブーム伸縮シリンダ
、ｍ・・・ブーム回転用モータ、３２・・・ブーム位置
固定用のピン、Ｆ＋　１　、　ｈ　２・・・同ピン孔、
４・・・作業アタッチメントとしてのリンパ。 特許出願人　　　　　　　株式会社神戸製鋼所同　　　
　　　　　　油谷重工株式会社代　理　人　　　　　　
　弁理士　小谷　悦司同　　　　　　　　　弁理士　長
１）　正向　　　　　　　　　弁理士　板谷　康夫第１
ｏ図 第１２図 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、機台に起伏可能に取付けられたブーム支持体と、こ
   のブーム支持体を起伏させる起伏シリンダと、ブーム支
   持体に支持されたブームとを備え、このブームは、上記
   ブーム支持体に対してブーム軸方向に移動可能でかつブ
   ーム軸心まわりに回転可能に支持されたアウタブーム体
   と、このアウタブーム体に対して軸方向移動可能でかつ
   ブーム軸心まわりに一体回転可能に嵌合されたインナブ
   ーム体とによつてテレスコープ状に伸縮可能に構成され
   、かつ、このブームのアウタブーム体をブーム軸心まわ
   りに回転させるブーム回転手段と、同ブームのインナブ
   ーム体を軸方向移動させてブームを伸縮させるブーム伸
   縮シリンダと、同アウタブーム体を上記ブーム支持体に
   対して軸方向の少なくとも二位置で固定しうるブーム位
   置固定手段とを具備してなることを特徴とする高熱作業
   機等に使用されるブーム装置。