特開 2024-94644 建設機械

(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】P2024094644

(43)【公開日】2024-07-10

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/00 20060101AFI20240703BHJP

   E21B 19/02 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

E02F9/00 B

E21B19/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022211318

(22)【出願日】2022-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128358

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 良彦

(74)【代理人】

【識別番号】100086210

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 一彦

(72)【発明者】

【氏名】吉仲 智彦

【テーマコード（参考）】

2D015

2D129

【Ｆターム（参考）】

2D015BA01

2D129AA00

2D129AB16

2D129AB21

2D129BB04

2D129DA18

2D129DC01

2D129EB38

(57)【要約】

【課題】簡単な構造で作業装置に接続した配管部材の着脱性を向上させることが可能な配管固定構造を備えた建設機械を提供する。
【解決手段】下部走行体の上部に上部旋回体を旋回可能に設けたベースマシンと、上部旋回体の前部に立設したリーダと、該リーダの前面に沿って昇降可能な作業装置（例えばケリードライブ）２５とを備え、該作業装置２５は、上部旋回体との間で配管固定構造３３を経由した油圧ホースや電気ケーブルなどの配管部材１８による接続がなされている建設機械において、配管固定構造３３は、作業装置２５に設けられた本体部３５と、該本体部３５に対して配管部材１８と一体で着脱可能に取り付けられた配管クランプ部材３６とを有し、配管クランプ部材３６には、吊りロープが着脱可能な吊り部４６ａが設けられている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部走行体の上部に上部旋回体を旋回可能に設けたベースマシンと、前記上部旋回体の前部に立設したリーダと、該リーダの前面に沿って昇降可能な作業装置とを備え、該作業装置は、前記上部旋回体との間で配管固定構造を経由した配管部材による接続がなされている建設機械において、
前記配管固定構造は、前記作業装置に設けられた本体部と、該本体部に対して前記配管部材と一体で着脱可能に取り付けられた配管クランプ部材とを有し、
前記配管クランプ部材には、吊りロープが着脱可能な吊り部が設けられていることを特徴とする建設機械。

【請求項2】

前記配管クランプ部材は、前記吊り部が設けられる上ブラケットと、該上ブラケットと対をなして前記配管部材を挟み込む下ブラケットと、上下ブラケットを互いに分離可能に締結する締結手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の建設機械。

【請求項3】

前記本体部は、上に凸となる曲面形状に前記配管部材を載せ置く載置部を有し、
前記載置部には、前記下ブラケットの下端が没して前記配管部材の曲げ状態を前記曲面形状に整合させる開口が設けられていることを特徴とする請求項２記載の建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械に関し、詳しくは、作業装置に接続した配管を固定する配管固定構造を備えた建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

基礎工事で使用される杭施工機や掘削機などの建設機械は、機体本体と作業装置との間に、制御信号の伝達や電源を供給するためのケーブル及び油圧駆動力を与えるためのホースが連結されており、そのケーブルやホース（以下、配管部材と称する）により伝達される制御信号及び駆動力で、作業装置の昇降や回転駆動が行われる。こうした複数本の配管部材は、リーダに沿う作業装置の昇降範囲に対応して十分余裕を持った長さを有し、作業装置に付設の中継器に対して端末部（例えばホース口金）を接続しているのが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－１４０９０５号公報（図２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の各種建設機械は、輸送車の積載質量制限がある場合には、作業装置を部品状態で輸送することが行われている。しかしながら、リーダから作業装置を取り外す際には、いわゆるハンガーといわれる配管固定構造により作業装置に掛け下げられた配管部材に対して、その拘束状態を一本ずつ解かなければならず、作業効率の低下を招く要因となっていた。

【0005】

そこで本発明は、簡単な構造で作業装置に接続した配管部材の着脱性を向上させることが可能な配管固定構造を備えた建設機械を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の建設機械は、下部走行体の上部に上部旋回体を旋回可能に設けたベースマシンと、前記上部旋回体の前部に立設したリーダと、該リーダの前面に沿って昇降可能な作業装置とを備え、該作業装置は、前記上部旋回体との間で配管固定構造を経由した配管部材による接続がなされている建設機械において、前記配管固定構造は、前記作業装置に設けられた本体部と、該本体部に対して前記配管部材と一体で着脱可能に取り付けられた配管クランプ部材とを有し、前記配管クランプ部材には、吊りロープが着脱可能な吊り部が設けられていることを特徴としている。

【0007】

また、前記配管クランプ部材は、前記吊り部が設けられる上ブラケットと、該上ブラケットと対をなして前記配管部材を挟み込む下ブラケットと、上下ブラケットを互いに分離可能に締結する締結手段とを備えていることを特徴としている。

【0008】

さらに、前記本体部は、上に凸となる曲面形状に前記配管部材を載せ置く載置部を有し、前記載置部には、前記下ブラケットの下端が没して前記配管部材の曲げ状態を前記曲面形状に整合させる開口が設けられていることを特徴としている。

【発明の効果】

【0009】

本発明の建設機械によれば、作業装置に接続される配管部材の配管固定構造が、本体部に対して配管部材と一体で着脱可能に取り付けられた配管クランプ部材を有しているので、クランプ状態の複数本の配管部材をまとめて着脱することが可能となり、従来では必要であったハンガーに対して配管部材の拘束を一本ずつ解く手間が省け、さらには吊り部を用いた配管クランプ部材の吊り動作も安定して行えることから、作業装置の着脱作業における効率や安全の確保に資するものである。

【0010】

また、配管クランプ部材において、吊り部が設けられる上ブラケットと、該上ブラケットと対をなして配管部材を挟み込む下ブラケットと、上下ブラケットを互いに分離可能に締結する締結手段（例えばボルト・ナット）とを備えているので、配管部材の保守（交換など）の作業も容易かつ安全に行えるという利点がある。

【0011】

さらに、本体部が、上に凸となる曲面形状に配管部材を載せ置く載置部を有し、この載置部において、下ブラケットの下端が没して配管部材の曲げ状態を曲面形状に整合させる開口を設けているので、配管クランプ部材の取付位置を確定する際に、載置部との部品干渉（上下位置ずれ）に起因した配管部材の局所的な摩耗、損傷などを効果的に防止できることから、着脱作業の繰り返し使用に耐える実用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の建設機械の一形態例を示す掘削機械の側面図である。

【図2】同じく要部側面図である。

【図3】同じく要部拡大側面図である。

【図4】同じく要部拡大平面図である。

【図5】同じく要部拡大正面図である。

【図6】図５のＶＩ－ＶＩ断面図である。

【図7】同じく配管固定構造における配管クランプ部材の吊り動作の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１乃至図７は、本発明を建設機械の一例である掘削機械に適用した一形態例を示している。掘削機械１１は、図１に示すように、掘削や地盤改良、杭の埋設などの各種施工が可能な兼用施工機であって、クローラを備えた下部走行体１２と、該下部走行体１２上に旋回可能に設けられた上部旋回体１３とで構成されたベースマシン１４と、上部旋回体１３の前部に立設したリーダ１５と、該リーダ１５を後方から支持するリーダ起伏シリンダ１６とを備えている。また、上部旋回体１３の前部には、リーダ１５を起伏可能に支持するリーダサポート１７が設けられ、上部旋回体１３の前部上方には、リーダ１５の後方で油圧ホースや電気ケーブルなどの複数の配管部材１８を支持する配管案内アーム１９が設けられている。さらに、上部旋回体１３の右側部には運転用のキャブ２０が、左側部にはエンジンや油圧源となる油圧ポンプを搭載した動力部２１がそれぞれ設けられている。

【0014】

リーダ１５は、断面が角筒状に形成された複数のリーダ部材を互いに連結したもので、リーダサポート１７に設けられた車幅方向の支軸に回動可能に取り付けられている。リーダ１５の上端部には、ケリーバ２２のケリーロープ２３などが巻掛けられるトップシーブ２４が、リーダ１５の前面にはケリーバ２２を回転駆動する作業装置の一例であるケリードライブ２５及びケリーバ２２のガイド装置２６がそれぞれ装着されている。リーダ１５の前面中央には、ラックピニオン式昇降装置の構成部品としてラックギヤ２７が、両側面前端部には左右一対のガイドパイプ２８，２８が、リーダ１５の全長にわたってそれぞれ連続的に設けられ、ケリードライブ２５やガイド装置２６の装着部となる。

【0015】

ケリードライブ２５は、ケリーバ２２を回転可能に備えた装置本体２５ａを中心に構成され、リーダ１５のガイドパイプ２８，２８に摺接する左右一対のガイドギブ２５ｂ，２５ｂが後方に突出して設けられるとともに、ラックギヤ２７に歯合する左右一対のピニオンを昇降用油圧モータ（図示せず）によって回転駆動することにより、リーダ１５の前面に沿って昇降する。

【0016】

また、ケリードライブ２５は、装置本体２５ａ内の減速機構に接続される回転駆動用油圧モータ２５ｃと、これに付設される電磁比例減圧弁（図示せず）とを備えている。回転駆動用油圧モータ２５ｃは、斜板の傾転角を変更することで容量の変更が可能な斜板式の可変容量型油圧モータである。斜板の傾転角、すなわち、押しのけ容積（モータ１回転当たりの吐出量）は、レギュレータによって調節される。これにより、回転駆動用油圧モータ２５ｃは、流量一定ならば、押しのけ容積が小さいほどモータは高速回転し、押しのけ容積が大きいほど回転数は低くなるものの、多くの作動油を使用して回転することから、大きなトルクを発生させる。

【0017】

ケリーバ２２は、硬質地盤では強い押付け力の伝達が可能なロック手段を備えた周知のロッキングケリーバが採用され、多段のケリーバ部材を組み合わせた構造（例えば４段構造）を有し、掘削深さに応じて伸縮するように形成されている。ロック手段は、隣り合うケリーバ部材同士に対で設けられたプレート構造からなり、これらが互いに嵌合してロックされることによって、押付け力をケリーバ２２の先端（下端）に取り付けられた掘削具へ効率よく伝達する。

【0018】

配管案内アーム１９は、リーダサポート１７の外側面から屈曲して上方に延びたベース部材２９と、配管部材１８を沿わせて前後方向に傾動可能に軸支されたアーム本体３０と、ベース部材２９及びアーム本体３０間に跨設されたアーム起伏シリンダ３１とを有し、該アーム起伏シリンダ３１の伸縮動作により、アーム本体３０を鉛直に保持した起立位置（図１）と、水平に保持した倒伏位置との間で起伏可能に構成されている。

【0019】

アーム本体３０は、固定バンドにより拘束された配管部材（油圧ホース）１８を接続する金属配管３０ａが設けられている。配管部材１８の基部は、上部旋回体（フレーム側面）１３に備えられた集中コネクタ（油圧コネクタ）３２に接続され、アーム本体３０に沿って拘束状態で案内されるとともに、金属配管３０ａにより中継した部分の先端（Ｊ字状屈曲部先端）において拘束が解かれ、無拘束状態でケリードライブ２５に設けられた配管固定構造３３まで延びている。そして、図２にも示すように、後述する配管固定構造３３に掛け下げられた配管部材１８の先端（ホース口金）が集中コネクタ（油圧コネクタ）３４に接続されている。

【0020】

アーム本体３０からケリードライブ２５までの配管部材１８は、無拘束部分の最下端がＵ字状の弛みを有し、ケリードライブ２５の昇降動作に追随して上下方向に移動可能である。配管部材１８の長さは、施工機の仕様にもよるが、基本的にはリーダ１５の長さに対して整合が図られた長さに、すなわち、アーム本体３０を起立位置に保持した状態で、ケリードライブ（杭打機の場合ではオーガ）２５がリーダ１５の上部（上昇限界位置）及び下部（下降限界位置）に十分到達する長さに設定されている。

【0021】

ここで、掘削機械１１をケーシング掘削を目的として使用する場合には、掘削具にケーシング（図示せず）が使用される。ケーシングは、ケリーバ２２の先端にカップリングを介して連結される。これにより、ケーシングは、円筒状の本体がケリードライブ２５の回転軸と同心に設けられて一体回転され、ケリーバ２２を回転駆動させながらケリードライブ２５を下降させることによってケーシング先端の掘削ビットで地盤を掘削、あるいは、旧基礎などの障害物を切削する。

【0022】

ところで、現場間で掘削機械１１を輸送する場合、例えば、重量物である下部走行体１２や上部旋回体１３、ケリードライブ２５などを分解して別々に輸送し、次の現場で組み立てて使用している。しかしながら、リーダ１５からケリードライブ２５を取り外す際には、従来式のハンガー（配管固定構造）においては、固定された配管部材１８の拘束状態を一本ずつ解かなければならず、その上、組立作業においても一本ずつ固定するという作業負担を強いられていた。そこで、掘削機械１１には、簡単な構造でケリードライブ２５に接続した配管部材１８の着脱性を向上させる配管固定構造３３が備えられている。

【0023】

配管固定構造３３は、図３乃至図７に示すように、ケリードライブ２５に設けられた本体部３５と、該本体部３５に対して配管部材１８と一体で着脱可能に取り付けられた配管クランプ部材３６とを有している。本体部３５は、主に、ガイドギブ２５ｂの一側上端部に固着した取付腕３７を介してボルト止めされるベース板部３８と、上に凸となる円弧状の曲面形状３９ａに配管部材１８を載せ置く載置部３９と、該載置部３９の幅方向（図５の左右方向）両側に設けられた一対の側板部４０，４０と、ベース板部３８に設けられて載置部３９を支持する横断面Ｈ型（図３）の補強部４１とで形成された溶接構造である。

【0024】

載置部３９は、複数本の配管部材１８を整列状態で載せ置くために十分な幅の曲面形状３９ａを有し、その頂部（中央部）を基準に前後方向（図３の左右方向）に所定間隔あけて配置した一対の分割体からなるものである。両分割体は、それぞれの周方向両端部が丸パイプ３９ｂ，３９ｂによって曲面形状３９ａに連続する丸みを帯びている。そして、頂部の両丸パイプ３９ｂ，３９ｂ間には、図４や図６などに示すように、平面視で矩形状の開口４２が設けられ、この開口４２に対して配管クランプ部材３６の下端が上下方向に出没可能になっている。

【0025】

一対の側板部４０，４０は、配管部材１８の載置部３９からの脱落を防止するためのガイド板であって、載置部３９の曲面形状（上に凸となる円弧状）３９ａに対応するように板面全体が逆Ｕ字状に形成され、上端部外側面には、配管クランプ部材３６の取付位置を確定させる一対の取付部４３，４３が設けられている。両取付部４３，４３は、アングル材から形成され、上面２個所に取付ボルト４４を挿通するボルト孔（合計４箇所）が設けられている。

【0026】

配管クランプ部材３６は、図７にも示すように、主に、吊りロープ４５，４５が着脱可能な一対の吊り部（吊り耳）４６ａ，４６ａが設けられる上ブラケット４６と、該上ブラケット４６と対をなして配管部材１８を挟み込む下ブラケット４７と、上下ブラケット４６，４７を互いに分離可能に締結するボルト・ナット（締結手段）４８とを備えている。なお、上下ブラケット４６，４７は、配管部材１８との一体性や人手による取扱性などを考慮して極力、小型・軽量に形成されている。

【0027】

上ブラケット４６は、図４に示すように、矩形平板材の長手方向中間部が幅狭になるように緩やかな形状変化（断面変化）を有するもので、一対の吊り部４６ａ，４６ａが長手方向両端部上面に固着されるとともに、４つの角隅部において、本体部３５に取付ボルト４４で固定するため、本体部３５のボルト孔に対応した位置にボルト孔が設けられている。また、上ブラケット４６の幅狭部分に設けられた２箇所のボルト孔を使用することで、ボルト・ナット４８による下ブラケット４７との締結が可能である。

【0028】

下ブラケット４７は、図５に示すように、上ブラケット４６の幅狭部分に対応する矩形板材を略コ字形状に曲げ形成したもので、上方に開放するコ字形状の内側領域に対して、配管部材１８を上下２段で幅方向（図５の左右方向）に整列配置するゴム製のブロック４９及びプレート５０（クランプ用部材）が組み込めるようになっている。例えば、横並びの２つのブロック４９，４９には上下に貫通するボルト孔がそれぞれ設けられ、ボルト・ナット４８を締め付けて、各ブロック４９，４９が上下ブラケット４６，４７間に固定される。また、各ブロック４９，４９の四隅には配管部材１８を固定するため、配置される配管部材１８のサイズに合わせた略矩形の切欠きが設けられている。

【0029】

プレート５０は、各ブロック４９，４９の上下左右の４面に対応する合計８枚からなり、あらかじめ上下ブラケット４６，４７との間で接着剤を用いた接合（接着）がなされている。この場合、上下プレート５０，５０には、ブロック４９と同様に上下に貫通するボルト孔が設けられている。上下ブラケット４６，４７間において配管部材１８は、ブロック４９の切欠き形状で複数本の油圧ホースが位置決め固定され、ボルト・ナット４８を締め付けてクランプされる。こうしたクランプ状態では、送油に伴う油圧ホースの振動が抑えられている。また、ブロック４９，４９同士の間に設けられた隙間空間には複数本の電気ケーブルが通されている。

【0030】

ここで、配管部材１８のクランプ状態で、上ブラケット４６が取付部４３，４３にボルト止めされると、本体部３５に対する配管クランプ部材３６の取付位置が確定される。この取付状態で、下ブラケット４７は、図６などに示すように、本体部３５の側板部４０，４０間に配置され、かつ、その下面（下端）が開口４２に没する。これにより、下プレート５０の上下方向の位置が曲面形状３９ａの上端部とほぼ等しい位置に揃えられる。

【0031】

ここで、下段の配管部材１８は、載置部３９に対して面接触で曲面形状３９ａに載せ置かれた状態となり、その曲げ状態が曲面形状３９ａに整合した状態になる。すなわち、配管部材１８は、曲面形状３９ａに接している下面が該曲面形状３９ａと等しい曲げ半径（内曲げ半径）に保持され、上段の配管部材１８を含む全本数が一体で配管固定構造３３に固定される。

【0032】

このように形成された掘削機械１１では、ケリードライブ２５を部品状態で輸送する場合に、まず、ケリードライブ２５をリーダ１５の下端部に保持し、集中コネクタ３４などの接続部から配管部材１８を全て取り外す。次いで、リーダ１５の上部側を倒伏させてケリードライブ２５の上方スペースを使用可能にした後、配管固定構造３３において、用意した吊りロープ４５，４５を配管クランプ部材３６の吊り部４６ａ，４６ａに取り付け、クレーンによる２点吊りが行える状態とする。

【0033】

その後、４箇所の取付ボルト４４を全て外し、図７に示すように、クレーンの巻き上げ動作で、配管クランプ部材３６と配管部材１８とを一体で吊り上げて本体部３５から分離させる。このようにして固定解除された配管部材１８は、番線（比較的柔らかい鉄線）などを用いて、例えば、上部旋回体１３において配管案内アーム１９の基部に固定される。そして、クレーンを用いた既知の方法でケリードライブ２５をリーダ１５から取り外した後は、吊り状態のまま輸送車の荷台へと運ばれる。こうして部品輸送されたケリードライブ２５は、施工現場でこれと逆の手順によってリーダ１５に取り付けられ、組立作業の最終段階で配管固定構造３３を経由した配管部材１８との接続がなされる。

【0034】

このように、本発明の建設機械によれば、作業装置２５に接続される配管部材１８の配管固定構造３３が、本体部３５に対して配管部材１８と一体で着脱可能に取り付けられた配管クランプ部材３６を有しているので、クランプ状態の複数本の配管部材１８をまとめて着脱することが可能となり、従来では必要であったハンガーに対して配管部材１８の拘束を一本ずつ解く手間が省け、さらには吊り部４６ａを用いた配管クランプ部材３６の吊り動作も安定して行えることから、作業装置２５の着脱作業における効率や安全の確保に資するものである。

【0035】

また、配管クランプ部材３６において、吊り部４６ａが設けられる上ブラケット４６と、該上ブラケット４６と対をなして配管部材１８を挟み込む下ブラケット４７と、上下ブラケット４６，４７を互いに分離可能に締結する締結手段（例えばボルト・ナット４８）とを備えているので、配管部材１８の保守（交換など）の作業も容易かつ安全に行えるという利点がある。

【0036】

さらに、本体部３５が、上に凸となる曲面形状３９ａに配管部材１８を載せ置く載置部３９を有し、この載置部３９において、下ブラケット４７の下端が没して配管部材１８の曲げ状態を曲面形状３９ａに整合させる開口４２を設けているので、配管クランプ部材３６の取付位置を確定する際に、載置部３９との部品干渉（上下位置ずれ）に起因した配管部材１８の局所的な摩耗、損傷などを効果的に防止できることから、着脱作業の繰り返し使用に耐える実用性の高いものである。

【0037】

なお、本発明は、前記形態例に限定されるものではなく、配管固定構造を構成する本体部や配管クランプ部材の大きさ、形状、配管部材の並びの設定などについては任意であり、作業装置の仕様に応じて適宜変更することができる。また、各部の組み付けに用いられる締結手段についても、例えばピン締結などの簡便な手段が考えられる。さらに、建設機械として掘削機械を例示したが、これに限られず、杭打機や地盤改良機など、リーダの前面に沿って昇降する作業装置を備えた各種建設機械に適用することができる。

【符号の説明】

【0038】

１１…掘削機械、１２…下部走行体、１３…上部旋回体、１４…ベースマシン、１５…リーダ、１６…リーダ起伏シリンダ、１７…リーダサポート、１８…配管部材、１９…配管案内アーム、２０…キャブ、２１…動力部、２２…ケリーバ、２３…ケリーロープ、２４…トップシーブ、２５…ケリードライブ、２５ａ…装置本体、２５ｂ…ガイドギブ、２５ｃ…回転駆動用油圧モータ、２６…ガイド装置、２７…ラックギヤ、２８…ガイドパイプ、２９…ベース部材、３０…アーム本体、３０ａ…金属配管、３１…アーム起伏シリンダ、３２…集中コネクタ、３３…配管固定構造、３４…集中コネクタ、３５…本体部、３６…配管クランプ部材、３７…取付腕、３８…ベース板部、３９…載置部、３９ａ…曲面形状、３９ｂ…丸パイプ、４０…側板部、４１…補強部、４２…開口、４３…取付部、４４…取付ボルト、４５…吊りロープ、４６…上ブラケット、４６ａ…吊り部、４７…下ブラケット、４８…ボルト・ナット、４９…ブロック、５０…プレート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】