特開 2024-67200 ショベル系掘削機活用型作業機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024067200

(43)【公開日】2024-05-17

(54)【発明の名称】ショベル系掘削機活用型作業機

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/38 20060101AFI20240510BHJP

   E02F 3/36 20060101ALI20240510BHJP

【ＦＩ】

E02F3/38 B

E02F3/36 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022177083

(22)【出願日】2022-11-04

(71)【出願人】

【識別番号】517442410

【氏名又は名称】株式会社Ｄｉｅ Ｋｒａｆｔ

(74)【代理人】

【識別番号】100089004

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 力

(72)【発明者】

【氏名】亀谷 亮太

【テーマコード（参考）】

2D012

【Ｆターム（参考）】

2D012DA03

(57)【要約】

【課題】ブームに対してアームを鋭角的に屈曲させ得るようにしてブームの上方空間の作業を可能にしたショベル系掘削機転用型作業機を提供すること。
【解決手段】 ショベル系掘削機(1)のアーム(6)の先端部にバケット(7)に代えて又はバケット(7)と共に着脱可能なアタンチメント手段を取付けたショベル系掘削機活用型作業機において、アーム(6)の基端部に固着され且つバケットシリンダ(10)とアームシリンダ(9)とがピン結合されるアームブラケット(14)を設け、ブーム(5)にはアームブラケット(14)とアームシリンダ(9)を導入可能な導入空間(11)を形成し、アームシリンダ(9)の基端部をブームに結合するピン結合部(19)を下方且つアームに接近する方向へ切換えるリンク変更機構(20)を設け、リンク変更機構(20)によりアームシリンダ(9)の先端部のピン結合部(18)を死点(X)を越えて死点(X)よりも下側へ移動可能に構成した。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ショベル系掘削機の掘削機本体と、ブームと、アームと、ブームを揺動させる為のブームシリンダと、アームを揺動させる為のアームシリンダと、バケットシリンダとを有し、アームの先端部にバケットに代えて又はバケットと共に着脱可能なアタンチメント手段を取付けたショベル系掘削機活用型作業機において、
前記アームの基端部に固着され且つバケットシリンダの基端部とアームシリンダの先端部とが夫々ピン結合されるアームブラケットを設け、
前記ブームは前記アームブラケットとアームシリンダを導入可能な導入空間を部材と部材の間に形成した二部材構造に形成され、
前記アームシリンダの基端部をブームに結合する第１ピン結合部を下方且つ前記アームに接近する方向へ切換えるリンク変更機構を設け、
前記アームシリンダを最大限収縮させた死点位置で且つ前記アームシリンダの油圧をロックした状態で、前記リンク変更機構により前記アームシリンダの基端部の第１ピン結合部の位置を切換えることで、アームシリンダの先端部の第２ピン結合部を前記死点を越えて死点よりも下側へ移動させるように構成したことを特徴とするショベル系掘削機活用型作業機。

【請求項2】

前記アームシリンダを最大限収縮させた状態で、アームの基端部をブームに結合する第３ピン結合部と、アームシリンダの先端部の第２ピン結合部と、アームシリンダの基端部の第１ピン結合部とが一直線上に整列することを特徴とする請求項１に記載のショベル系掘削機活用型作業機。

【請求項3】

前記アームシリンダの先端部の第２ピン結合部を前記死点よりも下方へ移動させた状態において、前記アームシリンダの油圧ロックを解除し、前記アーム及びアタンチメント手段により前記ブームの上方の作業空間における作業を実施可能にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のショベル系掘削機活用型作業機。

【請求項4】

前記リンク変更機構は、少なくとも一部が前記導入空間に配置された三角ブラケットであって、前記掘削機本体側の基端部が前記ブームにピン結合され且つ上端側先端部に前記アームシリンダの基端部がピン結合された三角ブラケットと、
前記三角ブラケットを前記リンク変更機構が作動しない通常位置から、この通常位置よりも下方へ回動させたリンク変更位置に切換える油圧シリンダを有することを特徴とする
請求項１又は２に記載のショベル系掘削機活用型作業機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ショベル系掘削機のアームの先端部にアタッチメント手段を取り付けた作業機に関する。

【背景技術】

【0002】

ショベル系掘削機は、掘削機本体と、この掘削機本体に連結されたブームと、このブームの先端部に連結されたアームと、アームの先端部に連結されたバケット、ブームを揺動させる為のブームシリンダと、アームを揺動させる為のアームシリンダと、バケットを揺動させるバケットシリンダとを有する（特許文献１～４参照）。
前記ショベル系掘削機のアームの先端部に着脱可能なアタンチメント手段を取付けた種々の作業機も実用化されており、剪断や切断用アタンチメント手段を用いる建物や土木構造物の解体用の作業機、掴み動作用アタンチメント手段を用いる木材等のハンドリングや物資の運搬等に供する種々の作業機が活用されている。

【0003】

本願の図５に示すように、従来のショベル系掘削機１００は、掘削機本体１０１と、この掘削機本体１０１に連結されたブーム１０２と、このブーム１０２の先端部に連結されたアーム１０３と、ブーム１０２を揺動させる為のブームシリンダ１０４と、アーム１０３を揺動させる為のアームシリンダ１０５と、バケットシリンダ１０６とを有する。
掘削機本体１０１は、左右１対のクローラを備えた下部走行体１０１ａと、この下部走行体１０１ａの上部に旋回自在に装備され且つ運転質を備えた上部旋回体１０１ｂとを有している。この掘削機１００においては、ブーム１０２が１部材からなる一体構造であり、このブーム１０２の上側にアームシリンダ１０５が配設されている。

【0004】

ブーム１０２を最大限上方揺動させ、アーム１０３を最大限上方揺動させた状態において、アーム１０３の基部のピン結合部１０７ａと、アームシリンダ１０５の先端部のピン結合部１０５ａと、アームシリンダ１０５の基端部のピン結合部１０５ｂとが一直線上に整列することはなく、ピン結合部１０５ａ，１０５ｂがブーム１０２の上面から外側に離隔した状態になっている。そのため、アーム１０３を図示の状態よりも上方へ揺動させることは出来ず、ブーム１０１の上半部とアーム１０３とがほぼ一直線状に並んだ状態がアーム１０３の最大揺動位置となる。バケットの最大揺動姿勢も図示のとおりである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３－１１９８３２号公報

【特許文献2】特開２０２１－１１６５４７号公報

【特許文献3】特開平７－７６４９２号公報

【特許文献4】特開平１１－２４７２１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のショベル系掘削機では、ブームに対してアームを上方へ屈曲状態に揺動させることはできないため、掘削機の上方空間の解体作業等を行うには、アームの姿勢に制約があり、作業能率を高めることは困難であった。しかも、バケットやアタッチメント手段の上向き方向への姿勢変更にも制約があり、作業能率を高めることは困難であった。
本発明の目的は、ブームに対してアームを鋭角的に屈曲させ得るようにしてブームの上方空間の作業を可能にしたショベル系掘削機転用型作業機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１のショベル系掘削機転用型作業機は、ショベル系掘削機の掘削機本体と、ブームと、アームと、ブームを揺動させる為のブームシリンダと、アームを揺動させる為のアームシリンダと、バケットシリンダとを有し、アームの先端部にバケットに代えて又はバケットと共に着脱可能なアタンチメント手段を取付けたショベル系掘削機活用型作業機において、前記アームの基端部に固着され且つバケットシリンダの基端部とアームシリンダの先端部とが夫々ピン結合されるアームブラケットを設け、前記ブームは前記アームブラケットとアームシリンダを導入可能な導入空間を部材と部材の間に形成する二部材構造に形成され、前記アームシリンダの基端部をブームに結合する第１ピン結合部を下方且つ前記アームに接近する方向へ切換えるリンク変更機構を設け、前記アームシリンダを最大限収縮させた死点位置で且つ前記アームシリンダの油圧をロックした状態で、前記リンク変更機構により前記アームシリンダの基端部の第１ピン結合部の位置を切換えることで、アームシリンダの先端部の第２ピン結合部を前記死点を越えて死点よりも下側へ移動させるように構成したことを特徴としている。

【0008】

以上の構成によれば、ブームが導入空間を有する二部材構造であるため、アームシリンダを最大限収縮させた死点位置で且つアームシリンダの油圧をロックした状態で、リンク変更機構によりアームシリンダの基端部の第１ピン結合部の位置を下方且つ前記アームに接近する方向へ切換えることで、アームシリンダの先端部の第２ピン結合部を死点を越えて死点よりも下側へ移動させる。
こうすると、アームシリンダの油圧ロックを解除してアームシリンダを機能させることで、アームをブームに対して上方へ鋭角的に屈曲させることができ、ブームの上方の作業空間における作業を能率的に実施可能になるうえ、アタンチメント手段の動作方向の切り換えの自由度も増して作業能率が向上する。

【0009】

請求項２のショベル系掘削機転用型作業機は、請求項１の発明において、前記アームシリンダを最大限収縮させた状態で、アームの基端部をブームに結合する第３ピン結合部と、アームシリンダの先端部の第２ピン結合部と、アームシリンダの基端部の第１ピン結合部とが一直線上に整列することを特徴としている。

【0010】

以上の構成によれば、上記の状態のとき、アームシリンダの先端部の第２ピン結合部が死点位置にあるため、アームシリンダの基端部の第１ピン結合部の位置を僅かに移動させるだけで、アームシリンダの先端部の第２ピン結合部が死点を越えることができる。

【0011】

請求項３のショベル系掘削機転用型作業機は、請求項１又は２の発明において、前記アームシリンダの先端部の第２ピン結合部を前記死点よりも下方へ移動させた状態において、前記アームシリンダの油圧ロックを解除し、前記アーム及びアタンチメント手段により前記ブームの上方の作業空間における作業を実施可能にしたことを特徴としている。

【0012】

以上の構成によれば、アームをブームに対して上方へ鋭角的に屈曲させることができ、ブームの上方の作業空間における作業を能率的に実施可能になるうえ、アタンチメント手段の動作方向の切り換えの自由度も増して作業能率が向上する。

【0013】

請求項４のショベル系掘削機転用型作業機は、請求項１又は２の発明において、前記リンク変更機構は、少なくとも一部が前記導入空間に配置された三角ブラケットであって、前記掘削機本体側の基端部が前記ブームにピン結合され且つ上端側先端部に前記アームシリンダの基端部がピン結合された三角ブラケットと、前記三角ブラケットを前記リンク変更機構が作動しない通常位置から、この通常位置よりも下方へ回動させたリンク変更位置に切換える油圧シリンダを有することを特徴としている。

【0014】

以上の構成によれば、三角ブラケットと、油圧シリンダとからなる簡単な構成のリンク変更機構を採用することができ、製作コスト面で有利である。

【発明の効果】

【0015】

上記のように、本発明によれば種々の作用効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係るショベル系掘削機の側面図である。

【図2】ショベル系掘削機の平面図である。

【図3】閉状態のアタッチメント手段の側面図である。

【図4】開状態のアタッチメント手段の側面図である。

【図5】従来のショベル系掘削機の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に、本発明に係るショベル系掘削機活用型作業機について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、このショベル系掘削機１（油圧ショベル）は、掘削機本体４と、この掘削機本体４に水平の連結ピンにより連結されたブーム５と、このブーム５の先端部に基端部が水平の連結ピンにより連結されたアーム６と、このアーム６の先端部に水平の連結ピンにより連結されたバケット７と、ブームシリンダ８と、アームシリンダ９と、バケットシリンダ１０とを有する。

【0018】

掘削機本体４は、左右１対のクローラ２ａを備えた下部走行体２と、この下部走行体２ の上部に旋回自在に装備され操作者が乗り込む運転室３ａを備えた上部旋回体３とを有している。上部旋回体３の後部には、油圧供給源としての油圧ポンプ（図示略）と、この油圧ポンプを駆動すると共に左右のクローラを駆動するエンジン等が搭載されている。
尚、前記ブーム５は、上部旋回体３の前端部に水平連結ピンにより連結されている。

【0019】

ショベル系掘削機活用型作業機は、上記のショベル系掘削機１のバケット７に代えてアーム６の先端部に着脱可能なアタッチメント手段５０（図３、図４ 参照）を取付けたものであり、本願の特徴はアーム６を揺動させる機構にあるので、主にショベル系掘削機１に基づいて以下に説明する。尚、以下の説明において「基端部」とは、掘削機本体４側の端部を意味し、「先端部」とは、掘削機本体４と反対側の端部を意味する。

【0020】

尚、アタッチメント手段５０は、例えば、建物の解体を行う為の鋏型のアタッチメント手段であるが、アタッチメント手段５０はこれに限定されるものではなく、種々のアタッチメント手段を適用可能である。
尚、バケット７を残した状態でアタッチメント手段をアームの先端に取付け、バケット７とアタッチメント手段との協働で作業を行うように構成する場合もある。

【0021】

ここで、アタッチメント手段５０について、図３、図４に基づいて説明する。
アタッチメント手段５０は、爪部材５１と、爪部材５２と、爪部材５１に固着の腕部材５４をアーム６の先端部にピン結合するピン結合部５３と、爪部材５１，５２の基端部同士をピン結合するピン結合部５５と、爪部材５２に固着の腕部材５７の端部をバケットシリンダ１０のロッドの先端に連結するピン結合部５６とを有する。

【0022】

バケットシリンダ１０のロッドを最大限収縮させると、図４のように開状態となり、バケットシリンダ１０のロッドを伸長させると、図３のように閉状態となる。

【0023】

図１、図２に示すように、ブーム５は、例えば側面視Ｌ形の２枚の板部材５ａの間に、アームブラケット１４とアームシリンダ９を導入可能な導入空間１１（図２参照）を空けるように形成された二部材構造のものである。ブームシリンダ８の基端部は、上部旋回体３の前端部に水平連結ピンを用いたピン結合部１２により連結されている。ブームシリンダ８のロッド８ａの先端部は、ブーム５の長さ方向途中部に水平連結ピンを用いたピン結合部（図示略）により連結されている。

【0024】

このブーム５の先端部にアーム６の基端部が挿入されて水平連結ピンを用いたピン結合部１３（第３ピン結合部）により連結されている。アーム６の基端部にはほぼ台形状のアームブラケット１４が固着され、このアームブラケット１４は、ブーム５の導入空間１１内へ導入可能に形成されている。

【0025】

上記のアームブラケット１４の上端部のうち先端側部分にはバケットシリンダ１０の基端部が水平連結ピンを用いたピン結合部１５により連結され、バケットシリンダ１０のロッド１０ａの先端部はバケットリンク１６ａ，１６ｂに水平連結ピンを用いたピン結合部１７により連結されている。アームブラケット１４の上端部のうち基端側部分にはアームシリンダ９のロッド９ａの先端部が水平連結ピンを用いたピン結合部１８（第２ピン結合部）により連結されている。

【0026】

前記アームシリンダ９の基端部をブーム５に連結するピン結合部１９（第１ピン結合部）を下方且つ前記アーム６に接近する方向へ切換えるリンク変更機構２０が設けられている。

【0027】

リンク変更機構２０は、少なくとも一部がブーム５の導入空間１１に配置された三角ブラケット２１であって、基端部がブーム５に水平連結ピンを用いたピン結合部２２により連結され且つ上端側先端部にアームシリンダ９の基端部が水平連結ピンを用いたピン結合部１９により連結された三角ブラケット２１と、三角ブラケット２１をリンク変更機構２０が作動しない通常位置から、この通常位置よりも下方へ約３０°回動させたリンク変更位置に切換える油圧シリンダ２３を有する。

【0028】

前記アームシリンダ９のロッド９ａの先端のピン結合部１８の移動軌跡は、図１のピン結合部１３を中心とする一点鎖線の円２４である。そのため、アームシリンダ９を最大限収縮させた状態で、アーム６の基端部をブーム５に結合するピン結合部１３と、アームシリンダ９のロッド９ａの先端部のピン結合部１８と、アームシリンダ９の基端部のピン結合部１９とが一直線２５上に整列する。このときのアームシリンダ９のロッド９ａの先端部のピン結合部１８の位置が死点Ｘ（思案点）である。

【0029】

前記アーム６及びアタンチメント手段５０によりブームの上方の作業空間における作業を実施する場合には、アームシリンダ９を最大限収縮させた死点Ｘの位置で且つアームシリンダ９の油圧をロックした状態で、リンク変更機構２０の油圧シリンダ２３を収縮させることで、三角ブラケット２１を下方へ約３０°回動させて、アームシリンダ９の基端部のピン結合部１９の位置を下方且つアーム６に接近する方向へ切換えて、アームシリンダ９のロッド９ａの先端部のピン結合部１８を死点Ｘを越えて死点Ｘよりも下側へ移動させる。

【0030】

アームシリンダ９の先端部のピン結合部１８を死点Ｘを越えて死点Ｘよりも下方へ移動させた状態において、アームシリンダ９の油圧ロックを解除し、アームシリンダ９を伸長させてピン結合部１８を例えば位置Ｙまで移動させると、アーム６は図示のように、ブーム５との間の開角が約５０°～６０°になるように屈曲して上方へ揺動する。

【0031】

それ故、アーム６及びアタンチメント手段５０によりブーム５の上方の作業空間における作業を能率的に実施可能になる。しかも、バケット７やアタッチメント手段５０の動作方向の切り換えの自由度も増すため、作業能率が向上する。

【0032】

次に、以上のショベル系掘削機活用型作業機の作用効果について説明する。
アームシリンダ９を最大限収縮させた死点位置で且つアームシリンダ９の油圧をロックした状態で、リンク変更機構２０によりアームシリンダ９の基端部のピン結合部１９の位置を下方且つアーム６に接近する方向へ切換えることで、アームシリンダ９のロッド９ａの先端部のピン結合部１８を死点Ｘを越えて死点Ｘよりも下側へ移動させる。

【0033】

こうしてから、アームシリンダ９の油圧ロックを解除してアームシリンダ９を動作させることで、アーム６をブーム５に対して上方へ鋭角的に屈曲させることができ、ブーム５の上方の作業空間における作業を能率的に実施可能になるうえ、アタッチメント手段５０の動作方向の切り換えの自由度も増して作業能率が向上する。

【0034】

アームシリンダ９を最大限収縮させると、アームシリンダ９のロッド９ａの先端部のピン結合部１８が死点Ｘの位置になるため、アームシリンダ９の基端部のピン結合部１９の位置を僅かに移動させるだけで、アームシリンダ９の先端部のピン結合部１９が死点Ｘを越えることができる。

【0035】

上記のように、アームシリンダ９のロッド９ａの先端部のピン結合部１８が死点Ｘを越えた状態において、アームシリンダ９を作動させることで、アーム６をブーム５に対して上方へ鋭角的に屈曲させることができ、ブーム５の上方の作業空間における作業を能率的に実施可能になるうえ、バケット７やアタンチメント手段５０の動作方向の切り換えの自由度も増して作業能率が向上する。
三角ブラケット２１と、油圧シリンダ２３とからなる簡単な構成のリンク変更機構２０を採用することができ、製作コスト面で有利である。

【0036】

なお、アーム６を元の状態に復帰させる際には、アームシリンダ９を最大収縮状態にしてその油圧をロックした状態で、リンク変更機構２０の油圧シリンダ２３を伸長させ、その後アームシリンダ９の油圧ロックを解除すれば、ピン結合１８が死点Ｘの上方へ復帰するため、通常動作が可能になる。

【符号の説明】

【0037】

１ ショベル系掘削機
４ 掘削機本体
５ ブーム
５ａ 板部材
６ アーム
７ バケット
８ ブームシリンダ
９ アームシリンダ
１０ バケットシリンダ
１１ 導入空間
１３ 第３ピン結合部
１４ アームブラケット
１８ 第２ピン結合部
１９ 第１ピン結合部
２０ リンク変更機構
２１ 三角ブラケット
２３ 油圧シリンダ
５０ アタッチメント手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】