JP2004124466A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】アーム５の先端に脱着可能なエクステンションアーム３０を備える作業機械において、エクステンションアーム３０の脱着作業の容易化及び、作業時間の短縮を図ることを課題とする。
【解決手段】アーム５先端にアタッチメント脱着装置３１を配置し、該アタッチメント脱着装置３１に回動部材３２を介してエクステンションアーム３０の基部側と連結するとともに、前記回動部材３２をエクステンションアーム３０に回転自在に枢支する枢支軸とアタッチメント脱着装置をアーム先端に枢支する枢支軸を同一軸心上に配置することである。
【選択図】　　　　図９

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアームの先端に脱着可能な延長アーム（以下エクステンションアーム）を備える作業機械に関し、特に、バックホーにおけるエクステンションアームの脱着作業の容易化及び作業時間短縮を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、バックホーやローダ等の作業機械においては、深層掘り等を行うためにアームの先端にエクステンションアームを脱着可能に備えたものが知られている。このエクステンションアームの脱着作業は通常オペレータ一人で行うことが困難となっており、オペレータと共に手元と称する作業員が共同で行う必要があったため、人手を要すると共に時間がかかるものであった。このため、従来技術では、エクステンションアームの脱着作業を容易にするため、脱着作業の際にアームとエクステンションアームとの結合部を運転部から目視できる構造とし、アームの先端部をガイドするガイド板を設けてピン孔を合致し易いようにしたものが公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
また、アームの先端に作業機脱着装置を設けて、バケット等のアタッチメントを容易に脱着して変更できるようにした技術も公知となっている（例えば、特許文献２参照）
【０００３】
【特許文献１】
実公平５−１００４０号公報
【特許文献２】
特開平６−２６４４６６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来技術においては、複数のピンを差し替える必要があり、まだ大変な作業を必要としていたのである。具体的な延べ作業時間は一人×１．５Ｈｒ＝１．５Ｈｒの作業時間を要するものであり、現実にはまだまだ作業時間は長くかかっている。
また、作業機脱着装置をアームの先端に装着してそのまま使用してエクステンションアームを脱着するには、アームとエクステンションアームを直線上に配置することは難しく、脱着姿勢に無理が生じる。更に、例え、装着できてもエクステンションアームを回動することはできても、バケット等のアタッチメントだけを操作することはできなかったのである。
このため、本発明においてはエクステンションアームの脱着作業のさらなる容易化を図り、作業時間の短縮を図り、アタッチメントの操作もできるようにするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、アームの先端にアタッチメントを備えたエクステンションアームを脱着可能とする作業機械において、アーム先端にアタッチメント脱着装置を配置し、該アタッチメント脱着装置に回動部材を介してエクステンションアームの基部側と連結することである。
【０００７】
請求項２においては、前記エクステンションアームの基部側に収納空間を形成し、該収納空間に前記回動部材を配置するとともに、前記アタッチメント脱着装置の係合部を前記収納空間に挿入して連結することである。
【０００８】
請求項３においては、前記回動部材をエクステンションアームに回転自在に枢支する枢支軸と、アタッチメント脱着装置をアーム先端に枢支する枢支軸を同一軸心上に配置したことである。
【０００９】
請求項４においては、前記回動部材にアタッチメント作動用の連結部材を連結したことである。
【００１０】
請求項５においては、前記連結部材の基部側を略Ｙ字状に構成したことである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係るエクステンションアームを有するバックホーの側面図、図２はエクステンションアームの構成を示す作業機の側面図、図３は同じく正面図、図４はアタッチメント脱着装置の構成を示す作業機の側面図、図５はエクステンションアーム取付工程の第一工程を示す図、図６は同じく第二工程を示す図、図７は同じく第三工程を示す図、図８は同じく第四工程を示す図、図９はアタッチメントを回動するための駆動装置を示す作業機の側面図、図１０はバケットシリンダの最伸長時におけるバケットの状態を示す図、図１１はバケットシリンダがやや短縮した時のバケットの状態を示す図、図１２は図１１に比してバケットシリンダがやや短縮した時のバケットの状態を示す図、図１３はバケットシリンダの最短縮時におけるバケットの状態を示す図、図１４はエクステンションアーム基部に取り付けた連結部材を示す作業機の正面図、図１５はエクステンションアーム先端に装着された把持装置を示す作業機の側面図である。
【００１２】
まず、本発明に係るエクステンションアームを装着する作業機械としてバックホーを実施例として説明する。図１において、バックホーは、機体１３の前部に作業機７を装着しており、機体１３はクローラ式走行装置１の上部中央に旋回台軸受１７を介して旋回フレーム２を左右旋回可能に支持しており、該クローラ式走行装置１の前後一端部には、ブレード３を上下回動自在に配設している。旋回フレーム２の上部にはエンジン等を被覆するボンネット１４が配設されるとともに、運転操作部１５及び運転席１６が設けられ、該運転操作部１５及び運転席１６の上方にはキャノピー８が配設されている。
【００１３】
前記クローラ式走行装置１は前後一側に駆動スプロケット４１が配置され、他側に従動スプロケット４２が配置され、該駆動スプロケット４１と従動スプロケット４２の間に履帯４３が巻回されている。そして、該駆動スプロケット４１は油圧モータ４４によって駆動される。また、前記旋回フレーム２と旋回台軸受１７の間には旋回モータ４５が配置され、該旋回モータ４５により旋回フレーム２を旋回可能としている。
【００１４】
また、運転席１６の左右両側には、作業機７を操作するパイロット操作装置となる油圧操作レバー２１・２２がそれぞれ配設され、該油圧操作レバー２１・２２はレバースタンド２８・２９に一体的に取り付けられ、該レバースタンド２８・２９からは、油圧操作レバー２１・２２による作業機７の操作を入切（作動・非作動）するためのロックレバー２３・２４が前方へ延出されている。
【００１５】
該ロックレバー２３・２４は上下回動可能に構成されており、該ロックレバー２３・２４を下方回動操作すると油圧操作レバー２１・２２の操作による作業機７の作動が可能となる状態となり、ロックレバー２３・２４を上方回動操作すると油圧操作レバー２１・２２を操作しても作業機７が作動しなくなるロック状態にロックされるように構成されている。
【００１６】
また、旋回フレーム２の前端部にはブームブラケット１２が左右回動自在に取り付けられ、該ブームブラケット１２にはブーム６の下端部が上下回動自在に支持されている。ブーム６は途中部で前方に屈曲して略「く」字状に形成されており、該ブーム６の上端部にはアーム５が回動自在に支持され、該アーム５の先端部にはアタッチメント脱着装置３１を介してエクステンションアーム３０が支持され、該エクステンションアーム３０の先端部にバケット４等のアタッチメントが回動可能に支持されている。これらのブーム６、アーム５、エクステンションアーム３０、及びバケット４等により作業機７が構成されている。前記エクステンションアーム３０先端にアタッチメントとして掘削バケット４を装着することで、深堀機として使用可能となり、エクステンションアーム３０先端に図１５に示すように把持装置７０を装着することで、高所解体用として使用可能となる。
【００１７】
そして、前記ブーム６はブームブラケット１２とブーム６の中途部の間に介装したブームシリンダ１１により回動動作され、アーム５はブーム６の中途部とアーム５基部の間に介装したアームシリンダ１０により回動動作され、バケット４はアーム５の基部と先端との間に介装した（詳しくは後述する）バケットシリンダ９により回動され、ブームブラケット１２は図示しないスイングシリンダにより左右回動される。
前記ブームシリンダ１１、アームシリンダ１０、及びバケットシリンダ９、スイングシリンダは油圧シリンダにより構成され、各シリンダ９・１０・１１および旋回モータ４５および走行油圧モータ４４は、運転操作部１５に配設される油圧操作レバー２１・２２や走行レバー２５やペダル等の回動操作によりパイロットバルブが切り換えられて、該パイロット操作バルブから主バルブを切り換えて、旋回台２のボンネット１４内に配設される油圧ポンプから油圧ホースを通じて圧油が供給されることにより伸縮駆動や回転駆動されている。
【００１８】
次に、本発明に係るエクステンションアーム３０の構成について図２、図３を用いて詳説する。
前述の如く、作業機７のアーム５先端部にはアタッチメント脱着装置３１と回動部材を介して、エクステンションアーム３０が脱着可能とされている。そして、アタッチメント脱着装置３１をアーム５先端に枢支する枢支軸と、回動部材をエクステンションアーム３０に回転自在に枢支する枢支軸とを同一軸心上に配置している。
即ち、図２に示すように、前記アーム５の先端部における下面にはステー３５が溶接等により下方に突設されており、該ステー３５にはピン孔３５ａが左右方向に開口されて、該ピン孔３５ａとエクステンションアーム３０の基端部に設けたピン孔にピン６０を挿入して、アーム５先端にエクステンションアーム３０を固定するようにしている。つまり、アタッチメント脱着装置３１の後方位置（本機側）にエクステンションアーム３０の固定部を設けて固定するようにしている。また、前記アーム５の最先端部にはアタッチメント脱着装置３１が枢支軸となるピン６５により回動自在に枢支され、該ピン６５の位置に合わせて回動部材となる回動板３２とエクステンションアーム３０が共に枢支軸となるピン６１により回動自在に枢支されており、アタッチメント脱着装置３１の回動支点と回動板３２の回動支点とが同軸上となる構成としている。
【００１９】
また、図２、図３、図５に示すように、前記エクステンションアーム３０の基部は左右側板３０ｄ・３０ｄを略コ状に左右側方に膨出するように構成して、先端部よりも基部側が左右に幅を広げるように構成して、左右側板３０ｄ・３０ｄの間に収納空間５９を形成している。エクステンションアーム３０の基端部は幅を狭めて固定孔３０ａを左右方向に開口し、該固定孔３０ａと前記ステー３５のピン孔３５ａに前記ピン６０を挿入して固定できるようにしている。前記側板３０ｄ・３０ｄの内側に側面視菱形状の回動板３２・３２を配置して一端を枢支している。つまり、該回動板３２・３２の各頂部にはそれぞれピン孔３２ａ・３２ｂ・３２ｃ・３２ｄが開口され、図５における後上部の頂部のピン孔３２ａとエクステンションアーム３０の基部の中途上部に開口したピン孔がピン６１・６１により枢支されている。このピン６１が前記ピン６５が同一軸心上に位置する。該左右の回動板３２・３２の下側の前後に開口したピン孔３２ｂ・３２ｂ・３２ｃ・３２ｃ間はそれぞれピン６２・６３が左右水平方向に横架して固設されて一体的に構成している。該左右の回動板３２・３２の上側の前部に開口したピン孔３２ｄ・３２ｄにはピン６４・６４により後述する連結ロッド３６前端が枢支されている。
こうして、前記回動板３２・３２はピン６１・６１によりエクステンションアーム３０に回動自在に枢支されている。
そして、前記収納空間５９内にアタッチメント脱着装置３１を収納可能な大きさとしており、前記回動板３２・３２間に左右方向に横架した二本のピン６２・６３がアタッチメント脱着装置３１の係合部により拘束されて固定されようにしている。
【００２０】
ここで、前記アタッチメント脱着装置３１について図４により説明する。
アタッチメント脱着装置３１はフロントフック５０とリアフック５１と、該両者間に配置されるシリンダ５２等から構成されている。前記リアフック５１は略三角形状に構成されてその一頂部はピン６５等の軸によりアーム５先端に枢結され、他の一頂部はフロントフック５０とフロントストラップ５５の一端とをピン６６の軸により枢結され、残りの頂部に後方を開放した凹部を形成して係合部となるフック部５１ａが形成されている。また、フロントフック５０は、前述の如く一端がピン６６によりフロントストラップ５５とリアフック５１に枢支され、他端に前方を開放した凹部を形成して係合部となるフック部５０ａが形成されている。該フック部５０ａが前記回動板３２に固設したピン６３と係合し、前記リアフック５１のフック部５１ａはピン６２と係合するように配設されている。そして、フロントフック５０の中途部とリアフック５１の中途部にシリンダ５２の両端が枢結され、該シリンダ５２を伸長させることにより両フック５０・５１のフック部５０ａ・５１ａが広がるように回動してピン６３・６２と係合して拘束して固定する構成している。逆にシリンダ５２を縮小することにより係合は解除される。
【００２１】
また、前記フロントストラップ５５の他端はバケットシリンダ９のピストンロッド先端と、リアストラップ５６の一端に枢結され、該リアストラップ５６の他端はアーム５の先端部、つまり、先端に位置するピン６５よりも後方位置に枢支されて、アタッチメントの操作リンク機構が形成されている。
【００２２】
次に、前記アタッチメント脱着装置３１とエクステンションアーム３０との結合工程について図５乃至図８により説明する。
まず、エクステンションアーム３０の取付作業は、図５に示すように、エクステンションアーム３０に枢支した回動板３２のピン６２・６３が水平方向に位置し、ピン６３とピン６２が前後に位置するようにして、エクステンションアーム３０が地面に置かれた状態としておく。
そして、この状態でブーム６を下方へ回動するように駆動して、アーム５が略垂直方向を向いた状態で、アタッチメント脱着装置３１の係合部が下方を向いた状態で収納空間５９内に挿入し、フック部５０ａ・５１ａがピン６３・６２と略対向した位置で、図６に示すように、シリンダ５２を伸長させて、フロントフック５０とリアフック５１が開くように回動して、フック部５０ａ・５１ａがそれぞれ回動板３２のピン６２・６３に係合して把持し固定する。この把持固定により、回動板３２・３２と両フック５０・５１は一体となり、ピン６１とピン６５は同一軸心上に位置し、該ピン６１・６５はエクステンションアーム３０の回動支点上に位置する。
次に、図７に示す如く、ブームシリンダ１１またはアームシリンダ９を縮小してブーム６とアーム５を上昇回動させると、エクステンションアーム３０は前部の方が重いので、ピン６１・６１を中心に反時計方向に回動し、図８の如く、エクステンションアーム３０の上端（基端）部３０ｂがアーム５の下面に当接した位置で停止する。なお、この状態では、ステー３５に穿孔されたピン孔３５ａとエクステンションアームの固定孔３０ａが同じ位置（同一軸心上）となり、ステー３５の両側に側板３０ｄ・３０ｄの基端部が位置して、該ピン孔３５ａと固定孔３０ａにピン６０を挿通して固定することで、取付が完了するのである。なお、前記固定孔３０ａが穿孔されるエクステンションアーム３０の上端部３０ｂがアーム５の下面に当接した位置において前記ピン孔３５ａと固定孔３０ａとの位置が合致するように構成されているため、オペレータは目視により確認を行うことなく位置合わせを行うことができる。また、取外し作業は以上に説明した手順と逆の手順で行われる。
【００２３】
このように、アタッチメント脱着装置３１で回動板３２を把持して、安定した状態でピンを挿入してアーム５とエクステンションアーム３０を固定することができるため、エクステンションアームの脱着作業をきわめて容易に行うことができる。また、具体的な作業時間は一人×０．１＝０．１Ｈｒとなり、従来技術に比して約１／１５程度の時間で作業を完了することができる。
そして、前述のようにアタッチメント脱着装置３１により回動板３２・３２を装着することで回動板３２・３２と両フック５０・５１は一体となり、同一軸心上のピン６１・６５を中心に回動可能となり、ピン６１・６５は一本のピンとみなすことができる。更に、ステー３５のピン孔３５ａとエクステンションアーム３０の固定孔３０ａにピン６０を挿通して固定することで、アーム５とエクステンションアーム３０を固定することとなって、一体的に回動できるようになる。
【００２４】
次に、バケット４等のアタッチメントが備えられるエクステンションアーム３０の先端部の構成について説明する。
図９、図１４に示すように、前記回動板３２の一頂部に開口したピン孔３２ｄにはピン６４によって連結部材となる連結ロッド３６の一端（基端側）が枢支されている。該連結ロッド３６は図１４における正面視では略Ｙ字状に構成されて、上部３６ａが前記収納空間５９の外周に位置するようにＵ字状として、アタッチメント操作時等の回動時に、アタッチメント脱着装置３１やフロントストラップ５５及びリアストラップ５６等と干渉しない構成としている。更に、上部（基部側）３６ａは図９に示すように、側面視で外側（反エクステンションアーム３０側）に湾曲した構成として、アタッチメント回動操作時にピン６１と干渉しないようにしている。
該連結ロッド３６の下部（先端側）３６ｂは一本の棒状としてエクステンションアーム３０先端方向へ延設されており、該連結ロッド３６の先端部はエクステンションアーム３０の先端部とバケット４に回動自在に枢支された２本のストラップ３７・３８の一端と枢結されている。該後ストラップ３８の他端はエクステンションアーム３０のピン６８よりも後方の先端部枢支され、前ストラップ３７の他端はバケット４の回動基部側の背面に枢支されて、装着レールリンク機構を構成している。該バケット４の基部はエクステンションアーム３０先端の連結部３０ｃにピン６８により枢支され、該ピン６８がバケット４の回動支点となっているのである。なお、前記ストラップ３７・３８と前記ストラップ５５・５６の長さの比は略同じとして、アタッチメント操作時に変形等が生じないようにしている。
【００２５】
このように前記回動板３２とエクステンションアーム３０に装着したバケット４（アタッチメント）の操作リンク機構との間を連結ロッド３６を介して連結することにより、バケットシリンダ９を伸縮させることにより、フロントストラップ５５を介してアタッチメント脱着装置３１と回動板３２はピン６１を中心に回動され（ピン６１とピン６０の位置関係は不変であり、エクステンションアーム３０とアーム５の位置関係も変わらない）、この回動にて連結ロッド３６が上下移動する。この連結ロッド３６の移動により先端部に連結された２本のストラップ３７・３８を介してバケット４がエクステンションアーム３０の先端部にある連結部３０ｃを支点として回動するのである。
【００２６】
より具体的には、前記バケット４は図１０乃至図１３に示すように動作する。まず、図１０においては、バケットシリンダ９が最も伸長された時のバケットの状態を示しており、エクステンションアーム３０の先端に取り付けられたバケット４は先端の爪部を機体１３側へ向けた状態（掘削）となる。
次に、図１１及び図１２においては、バケットシリンダ９が縮小される経過状態を示しており、バケットシリンダ９が縮小するにつれてアタッチメント脱着装置３１はピン６５を支点として前方へ回動し、同時に該アタッチメント脱着装置３１に把持された回動板３２も前方方向へ回動する。そして、前記回動板３２に固定された連結ロッド３６が回動板３２の回転に伴って上方へ引っ張られると、連結ロッド３６先端に連結されるストラップ３７・３８を介してバケット４がエクステンションアーム３０との連結部３０ｃを支点として回動（ダンプ）するのである。
そして、図１３においては、バケットシリンダ９が最大に短縮された時のバケットの状態を示しており、この時にバケット４が最大に前方へ開放された状態となるのである。
【００２７】
以上のように、回動板３２に連結ロッド３６を連結したのでアタッチメントを回動する為の駆動装置を設けることができ、エクステンションアーム３０の先端に取り付けたアタッチメントを回動することが可能となるのである。
なお、本実施例においては、エクステンションアーム３０の先端に掘削用のバケット４を取り付けたものであるが、他のアタッチメントを取り付けることも可能である。そして、このエクステンションアーム３０をアーム５の先端に取り付けることで、作業長さ（アーム長）を長くすることができ、高所解体等で作業範囲を増加することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００２９】
即ち、請求項１に示す如く、アームの先端にアタッチメントを備えたエクステンションアームを脱着可能とする作業機械において、アーム先端にアタッチメント脱着装置を配置し、該アタッチメント脱着装置に回動部材を介してエクステンションアームの基部側と連結するので、アタッチメント脱着装置により容易にエクステンションアームを脱着することができ、固定用のピンを挿入する時に安定した状態に保持でき、確実にエクステンションアームを固定することができる。そして、脱着作業の作業時間を大幅に短縮することができる。
【００３０】
請求項２に示す如く、前記エクステンションアームの基部側に収納空間を形成し、該収納空間に前記回動部材を配置するとともに、前記アタッチメント脱着装置の係合部を前記収納空間に挿入して連結するので、回動部材及びアタッチメント脱着装置を収納空間で保護することができて、損傷を防止できる。そして、脱着作業時に収納空間内で容易に位置決めができて、脱着作業が容易にできる。また、収納空間を形成することでエクステンションアーム基部の剛性を高めることもできる。
【００３１】
請求項３に示す如く、前記回動部材をエクステンションアームに回転自在に枢支する枢支軸と、アタッチメント脱着装置をアーム先端に枢支する枢支軸を同一軸心上に配置したので、アタッチメント脱着装置に回動部材を装着した状態で枢支軸を中心にエクステンションアームを回動することができ、両者を固定するときの位置合わせが容易にできる。また、エクステンションアーム先端に装着したアタッチメントを操作するときに、回動部材の回動がスムースに行え、無理な力がかからない。
【００３２】
請求項４に示す如く、前記回動部材にアタッチメント作動用の連結部材と連結したので、エクステンションアームの先端に取り付けたアタッチメントを作動用の連結リンク等をエクステンションアームの回動基部に新たに設ける必要がなくなり、回動部材が作動用リンクと兼用できるので部品点数を削減して、コスト低減化を図ることができる。
【００３３】
請求項５に示す如く、前記連結部材の基部側を略Ｙ字状に構成したので、エクステンションアームの先端に取り付けたアタッチメントを作動するときに、回動部材やアタッチメント脱着装置が同時に回動するが、Ｙ字部分で連結部材との干渉を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエクステンションアームを有するバックホーの側面図。
【図２】エクステンションアームの構成を示す作業機の側面図。
【図３】同じく正面図。
【図４】アタッチメント脱着装置の構成を示す作業機の側面図。
【図５】エクステンションアーム取付工程の第一工程を示す図。
【図６】同じく第二工程を示す図。
【図７】同じく第三工程を示す図。
【図８】同じく第四工程を示す図。
【図９】アタッチメントを回動するための駆動装置を示す作業機の側面図。
【図１０】バケットシリンダの最伸長時におけるバケットの状態を示す図。
【図１１】バケットシリンダがやや短縮した時のバケットの状態を示す図。
【図１２】図１１に比してバケットシリンダがやや短縮した時のバケットの状態を示す図。
【図１３】バケットシリンダの最短縮時におけるバケットの状態を示す図。
【図１４】エクステンションアーム基部に取り付けた連結部材を示す作業機の正面図。
【図１５】エクステンションアーム先端に装着された把持装置を示す作業機の側面図。
【符号の説明】
５　アーム
３０　エクステンションアーム
３１　アタッチメント脱着装置
３２　回動部材

Claims (5)

1. アームの先端にアタッチメントを備えた延長アーム（以下エクステンションアーム）を脱着可能とする作業機械において、アーム先端にアタッチメント脱着装置を配置し、該アタッチメント脱着装置に回動部材を介してエクステンションアームの基部側と連結することを特徴とする作業機械。
2. 前記エクステンションアームの基部側に収納空間を形成し、該収納空間に前記回動部材を配置するとともに、前記アタッチメント脱着装置の係合部を前記収納空間に挿入して連結することを特徴とする請求項１記載の作業機械。
3. 前記回動部材をエクステンションアームに回転自在に枢支する枢支軸と、アタッチメント脱着装置をアーム先端に枢支する枢支軸を同一軸心上に配置したことを特徴とする請求項１記載の作業機械。
4. 前記回動部材にアタッチメント作動用の連結部材を連結したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の作業機械。
5. 前記連結部材の基部側を略Ｙ字状に構成したことを特徴とする請求項４記載の作業機械。

Images