JP6581065B2 - 作業機械 - Google Patents
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Description
図1は本発明の一実施形態に係る作業機械の側面図である。以降、運転席に着いた作業者の前側(図1中の左側)、後側(同右側)、左側(同図中の紙面直交方向手前側)、右側(同億側)を作業機械の前、後、左、右として、それぞれ単に前側、後側、左側、右側と記載する。図1では繁雑防止のため後述する緊張装置を図示省略している。同図に示した作業機械は油圧ショベルをベースマシンとし、作業腕21(後述)に対して作業用のアタッチメントである作業具22としてフォークグラップルを装着した形態を例示している。
図2は作業具の拡大図である。同図に示す作業具22はフォークグラップルであり、ブラケット31、旋回装置32、フレーム33、フォーク34及び油圧シリンダ35を備えている。ブラケット31はピン穴36,37を有している。ピン穴36にはアーム24の先端が、ピン穴37には第2リンク29の一端が、それぞれ回動可能に連結される(図1参照)。これにより作業具22がアーム24の先端に回動可能に連結され、作業具シリンダ27の伸縮に伴って第1リンク28及び第2リンク29を介して作業具22が回動する。フレーム33はブラケット31に旋回装置32を介して取り付けられている。旋回装置32は図示していないが旋回輪と旋回モータからなる。フレーム33にはフォーク34が取り付けられる。フォーク34は、それぞれ複数本を一組とした爪38,39からなる。爪38,39はそれぞれフレーム33にピン41,42を介して回動自在に取り付けてある。上記油圧シリンダ35の一端はピン43を介してフレーム33に、他端はピン44を介して爪39に連結されている。また、爪38,39は連動用リンク45で連結されている。油圧シリンダ35の伸縮に伴って爪39が回動し、爪39の回動に伴って爪38が回動する。これによりフォーク34が開閉する構造である。旋回装置32の旋回モータと油圧シリンダ35が、作業具22に備わった油圧アクチュエータである。
図3は作業腕と作業具を抜き出して表した側面図である。図3では作業具シリンダ27を図示省略している。同図に示すように、アーム24の左側面には少なくとも1つ(本例では3つ)の配管継手51が設けられている。配管継手51は旋回体12に搭載されたコントロールバルブ(不図示)を介して油圧ポンプ(不図示)及び作動油タンク(不図示)に接続されている。作業具22のブラケット31の左側面にも少なくとも1つの配管継手52が設けられている。図3では配管継手52を1つだけ図示しているが、配管継手52は作業具22に搭載された旋回モータや油圧シリンダ35(図2)に個別に接続されるため、少なくとも2つは必要である。配管継手51,52は少なくとも1本の可撓性の油圧ホース53によって繋がれる。油圧ホース53は作業具22に備わった油圧アクチュエータ(旋回モータや油圧シリンダ35)に対して給排される作動油を通す管路である。本実施形態では油圧ホース53を1本のみ図示しているが、作業具22の旋回機能と爪開閉機能の双方を用いる場合には少なくとも2本の油圧ホース53で配管継手51,52が接続される。油圧ホース53の長さは、作業具シリンダ27が伸長して配管継手51,52の距離が最長になった場合の配管継手51,52の間隔より長い。この油圧ホース53は緊張装置60に掛け回れている。
図4はアーム先端部の上面と共に緊張装置の構成を表した平面図、図5は緊張装置の斜視図、図6は緊張装置の分解図である。前述した通り緊張装置60はアーム24の左右両側に各1つ設けられており、左右のもの同士は左右対称である点を除いて同一構成である(図4参照)。図5及び図6では左側の緊張装置60を図示している。緊張装置60は油圧ホース53の弛みを吸収する装置であり、ベースフレーム61、シャフト62、第1滑車63、第2滑車64、バネ65を備えている。
作業具シリンダ27の伸長に伴って鉛直面内でアーム24に対して作業具22が回動する。例えば図3のように作業具シリンダ27を伸ばした状態から作業具シリンダ27を収縮させると、図7のように作業具22が上側(ショベルで言うダンプ側)に回動する。第1リンク28はアーム24に連結された一端側を支点にして他端がアーム先端側に向かう姿勢(図3)からアーム基端側に向かう姿勢(図7)に回動する。作業具シリンダ27を伸長させる場合は逆の動作をする。このように作業具22が回動すると第1リンク28と一体となって緊張装置60も回動する。その際、第1滑車63及び第2滑車64は油圧ホース53に転動しながら、油圧ホース53から受ける力に応じたバネ65の伸縮動作によって互いの距離を変化させる。これにより油圧ホース53に常時適当な張力が作用する。
(1)油圧ホースの弛み抑制
図8及び図9は一比較例に係る作業機械に備えられた作業腕と作業具を抜き出して表した側面図である。図8及び図9は図3及び図7に対応している。比較例に係る構成では緊張装置60が備わっていない。油圧ホースHはアームAに対する作業具Bの回動を許容するためにアームA及び作業具Bの配管継手C,Dの間隔の最大値よりも長くする必要がある。そのため、例えば作業具Bをショベルで言うクラウド側(図8)からダンプ側(図9)に作業具Bを回動させると、図9に示したように配管継手C,Dが近付き、油圧ホースHの弛みが大きくなる。図9では左右方向から見て弛んだ油圧ホースHがアームAの外形から下側に大きくはみ出している。このような状態では、例えば旋回体12を旋回させた際等に鉄筋等の周囲の障害物等に油圧ホースが引っ掛かり易い。
仮に緊張装置60をアーム24に直接取り付けてアーム24に対して回動しない構成とすると、作業具22の回動運動に伴う作業具22の配管継手52のアーム24に対する変位量が配管継手52と緊張装置60の相対的な位置関係に直接的に反映される。そのため、油圧ホース53で結ばれる緊張装置60から配管継手52までの距離の変化量が大きく、第1滑車63及び第2滑車64の間隔の可変量を大きくする必要からバネ65を長くする必要がある。
本実施形態では第1滑車63及び第2滑車64の外周に沿って油圧ホース53を折り返す構成であるが、第1滑車63及び第2滑車64の半径は油圧ホース53の最小曲げ半径以上に設定してある。これにより最小曲げ半径で定義される曲率を超えて油圧ホース53が曲がることがなく、油圧ホース53の仕様に応じた耐久性を確保することができる。
上記実施形態では図5等では第1滑車63及び第2滑車64に断面V字状の溝を有するプーリ66を例示したが、滑車の溝の断面形状はV型に限定されず平プーリ等を用いても良い。また、溝が1本のみのプーリ66を例示したが、複数本の油圧ホースを掛けることを想定する場合、複数本の溝を有するプーリを用いても良い。
Claims (3)
- 作業機械本体、前記作業機械本体の前部に回動可能に連結された作業腕、及び前記作業腕の先端に回動可能に連結された油圧アクチュエータ付きの作業具を備えた作業機械において、
前記作業腕に一端が回動可能に連結された第1リンクと、
前記第1リンク及び前記作業具に両端が回動可能に連結された第2リンクと、
前記第1リンク及び前記第2リンクの少なくとも一方と前記作業腕とに両端が回動可能に連結された作業具シリンダと、
前記第1リンクに固定したベースフレームと、
前記ベースフレームに支持されたシャフトと、
前記シャフトに装着され、少なくとも一方が前記シャフトに沿ってスライド可能な第1滑車及び第2滑車と、
前記シャフトに装着され、前記第1滑車及び前記第2滑車を離反させる方向にばね力を作用させるバネと、
前記作業腕及び前記作業具に設けた配管継手を繋ぎ前記作業具の油圧アクチュエータに対して給排される作動油を通す管路であって、前記第1滑車及び第2滑車に掛け回された可撓性の油圧ホースを備えたことを特徴とする作業機械。 - 請求項1に記載の作業機械において、
前記シャフトは前記第1リンクの延在方向に延び、前記第1リンクの一端に近い側に前記第1滑車が、前記第1リンクの他端に近い側に前記第2滑車が装着されており、
前記油圧ホースは、前記作業腕に設けた配管継手との接続部を基端として、前記第1滑車に掛け回して前記第1滑車と前記第2滑車の間を通し、前記第2滑車に掛け回して前記作業具に設けた配管継手に接続してあることを特徴とする作業機械。 - 請求項1に記載の作業機械において、前記第1滑車及び第2滑車の半径が前記油圧ホースの最小曲げ半径以上であることを特徴とする作業機械。
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