(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースマシンに作業アタッチメントが取付けられ、この作業アタッチメントは、上記ベースマシンに起伏自在に取付けられたブームの先端にインターブーム、このインターブームの先端にアーム、このアームの先端に作業装置がそれぞれ左右方向の水平軸を中心として回動可能に取付けられて構成され、上記作業アタッチメントは、同アタッチメント前方に設定された作業領域のみで多関節回動運動を行うように構成された作業機械において、上記ブーム、インターブーム、アームをそれぞれ最大限に起こしたアタッチメント最大起こし状態で、上記ブームに対するインターブームの取付点、上記インターブームに対する上記アームの取付点、及び上記アームに対する上記作業装置の取付点が、地面に対して垂直な直線であって上記ブームの起伏支点を通る起伏支点ラインよりも後方に位置するように、上記ブームが後反りに構成されたことを特徴とする作業機械。
【請求項２】
上記ブームは、ブームシリンダによって起伏する状態で上記ベースマシンに取付けられたメインブームと、先端に上記インターブームが取付けられるフロントブームとから成り、このフロントブームはメインブームに対し、両ブームのなす角度が１８０°以上となる後反り状態で取付けられたことを特徴とする請求項１記載の作業機械。
【請求項３】
上記メインブームとフロントブームとは、互いの端部で複数のピンによって連結され、上記アタッチメント最大起こし状態で上記インターブーム、アーム、作業装置の各取付点が上記起伏支点ラインよりも後方に位置する第１のフロントブーム取付状態と、上記各取付点が上記起伏支点ラインよりも前方に位置する第２のフロントブーム取付状態との間で転換可能となるように両ブームに連結用のピン穴が設けられたことを特徴とする請求項２記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はベースマシンに作業アタッチメントを取付けて構成される解体機等の作業機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高層建造物の解体に使用される超ロングアタッチメント付きの解体機(超ロング解体機)を例にとって背景技術を説明する。
【０００３】
この解体機は、図６に示すようにクローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に垂直軸まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体２とから成るベースマシン３の前部に超ロングの作業アタッチメント４が装着されて構成される。
【０００４】
この作業アタッチメント４は、ベースマシン３(上部旋回体２)に起伏自在に取付けられたブーム５と、作業範囲の拡大を目的としてこのブーム５の先端に水平軸まわりに回動可能に取付けられた短尺のインターブーム６と、このインターブーム６の先端に水平軸まわりに回動可能に取付けられたアーム７と、このアーム７の先端に取付けられた作業装置８(図例ではニブラと称される圧砕装置を示す)とを具備し、これらによってアタッチメント前方の作業領域のみで多関節回動運動を行う。
【０００５】
ブーム５は、下段側のメインブーム９に上段側のフロントブーム１０が着脱自在にピン連結されて成り、ベースマシン３とメインブーム９の組と、メインブーム９を除く作業アタッチメント４の組とに分解されて輸送される。
【０００６】
なお、フロントブーム１０は、通常、複数段のブーム体を着脱自在に連結して構成されるが、ここでは図の簡略化のため単一のものとして示す。
【０００７】
また、作業アタッチメント４に多関節回動運動を行わせるシリンダ(油圧シリンダ)として、ブーム５(アタッチメント全体)を起伏させるブームシリンダ１１と、インターブーム６を作動させるインターブームシリンダ１２と、アーム７を作動させるアームシリンダ１３、それに作業装置８を作動させる作業装置シリンダ１４が設けられている。
【０００８】
図６中、１５はブーム５の起伏支点となるブームフットピン、１６，１７はメイン、フロント両ブーム９，１０をブーム水平状態での上下両側で連結するブーム連結ピン、１８はブーム先端に対するインターブーム６の取付ピン、Ｏは上部旋回体２の旋回中心である。
【０００９】
また、図６において、αはメイン、フロント両ブーム９，１０のなす角度(ピン１５，１６を通る直線とピン１６，１８を通る直線のなす角度として示す)であって、１８０°未満となっている。
【００１０】
以上の構成は特許文献１，２に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２０３２２１号公報
【特許文献２】実開平５−６７６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この超ロング解体機での解体作業は、通常、作業アタッチメント前方において高所からＧＬ付近までの上下に長い作業領域Ａが必要とされるため、長いアーム７を取付けたロングアーム仕様に設定される。
【００１３】
なお、作業領域Ａは、作業装置８が取付けられたアーム先端ピンの可動領域として図示している。
【００１４】
ところが、ベースマシン３と解体対象となる建造物との距離を十分とることができない狭い現場や機械後方に障害物がある現場のように、建造物に接近して作業せざるを得ない状況では、長いアーム７が却って障害となって作業が困難となる。すなわち、「狭所作業性」が悪くなる。
【００１５】
そこで、このような状況に対しては、二点鎖線で示すようにロングアーム７よりも短いアーム(標準アームという)７ｓを取付けた標準アーム仕様としている。
【００１６】
このときの作業領域は破線で示すＢとなり、上方作業時に機械の近くをアーム先端が移動するため、建造物に接近しての作業が可能となる。
【００１７】
しかし、この標準アーム仕様では、ＧＬ付近での下方作業域がベースマシン３から遠くなり、ベースマシン３の近くでの作業に不利となる。すなわち、「足元作業性」が悪くなる。
【００１８】
いいかえれば、従来の機械では、「足元作業性」と「狭所作業性」の一方が犠牲になっていた。
【００１９】
このため、ユーザー側では、作業現場に応じて二種類の仕様を使い分けなければならないことで使い勝手が悪く、メーカー側では二種類の仕様を設定しなければならないことで開発や在庫管理等の面で不利となっていた。
【００２０】
この問題は解体機に限らず、作業装置８としてバケットを取付けるロングレンジショベルや、ブレーカを取付ける破砕機等にも同様にあり、この点の解決が望まれていた。
【００２１】
そこで本発明は、「足元作業性」と「狭所作業性」を両立させることができる作業機械を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
請求項１の発明は、ベースマシンに作業アタッチメントが取付けられ、この作業アタッチメントは、上記ベースマシンに起伏自在に取付けられたブームの先端にインターブーム、このインターブームの先端にアーム、このアームの先端に作業装置がそれぞれ左右方向の水平軸を中心として回動可能に取付けられて構成され、上記作業アタッチメントは、同アタッチメント前方に設定された作業領域のみで多関節回動運動を行うように構成された作業機械において、上記ブーム、インターブーム、アームをそれぞれ最大限に起こしたアタッチメント最大起こし状態で、上記ブームに対するインターブームの取付点、上記インターブームに対する上記アームの取付点、及び上記アームに対する上記作業装置の取付点が、地面に対して垂直な直線であって上記ブームの起伏支点を通る起伏支点ラインよりも後方に位置するように、上記ブームが後反りに構成されたものである。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記ブームは、ブームシリンダによって起伏する状態で上記ベースマシンに取付けられたメインブームと、先端に上記インターブームが取付けられるフロントブームとから成り、このフロントブームはメインブームに対し、両ブームのなす角度が１８０°以上となる後反り状態で取付けられたものである。
【００２４】
請求項３の発明は、請求項２の構成において、上記メインブームとフロントブームとは、互いの端部で複数のピンによって連結され、上記アタッチメント最大起こし状態で上記インターブーム、アーム、作業装置の各取付点が上記起伏支点ラインよりも後方に位置する第１のフロントブーム取付状態と、上記各取付点が上記起伏支点ラインよりも前方に位置する第２のフロントブーム取付状態との間で転換可能となるように両ブームに連結用のピン穴が設けられたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、アタッチメント最大起こし状態で、ブームに対するインターブーム取付点、インターブームに対するアームの取付点、及びアームに対する上記作業装置の取付点が、地面に対して垂直な直線であってブーム起伏支点を通る起伏支点ラインよりも後方に位置するように、ブームを後反りに構成したから、従来機械のロングアーム仕様での長所である足元作業性と、標準アーム仕様での長所である狭所作業性を両立させることが可能となる。
【００２６】
このため、ユーザー側では現場や作業内容に応じて二種類の仕様機を使い分ける必要がなくなって使い勝手が良くなり、メーカー側では仕様別の開発や在庫管理のロスがなくなる。
【００２７】
ここで、請求項２，３の発明によると、ブームがメイン、フロント両ブームによって構成される一般的な機械において、フロントブームをメインブームに対し、両ブームのなす角度が１８０°以上となる後反り状態で取付けたから、メインブーム側(形状、起伏支点、最大起こし角度等)は従来と同じままで、フロントブーム側のみについて、上記後反り状態が得られるように対メインブーム取付構造(たとえば両ブームをピン連結する機械ではピン穴の位置)を変える等の小規模の改造を加えればよい。
【００２８】
このため、既存の機械に対しても、フロントブームのみを取り替え、あるいはピン穴を増設する等の最小限の改造によって低コストで対応することができる。
【００２９】
ところで、フロントブームを後反り状態で取付けると、機械の後方安定度が低下する。この問題に対しては、予め、アーム先端の可動領域内に、機械の後方転倒のおそれがある危険領域を設定しておき、アーム先端がこの危険領域に侵入しないように警報を発したりアタッチメント作動を制限したりすることで対処することができる。
【００３０】
但し、こうすることで安全性は確保できても、アタッチメント作動範囲に制限を受けることでオペレータの精神的な負担は従来機械よりも大きくなる。
【００３１】
この点、請求項３の発明によると、メイン、フロント両ブームをピン連結する機械において、アタッチメント最大起こし状態で上記各取付点が起伏支点ラインよりも後方に位置する第１のフロントブーム取付状態(本発明本来のフロントブーム後反り仕様)と、各取付点が起伏支点ラインよりも前方に位置する第２のフロントブーム取付状態(従来仕様)との間で転換可能となるように両ブームに連結用のピン穴を設けたから、現場の状況やオペレータの要望に応じて機械の仕様をフロントブーム後反り仕様と従来仕様の間で任意に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る解体機を示す概略側面図である。
【図２】同解体機において機械の後方安定度を確保するための制御装置のブロック構成図である。
【図３】同装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る解体機を示す概略側面図である。
【図５】(ａ)(ｂ)は図４実線の状態と二点鎖線の状態でのメイン、フロント両ブームの連結状態を示す一部拡大図である。
【図６】従来の解体機を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。
【００３４】
以下の実施形態において、次の点は図６に示す解体機と同じである。
【００３５】
(ｉ)  クローラ式の下部走行体２１と、この下部走行体２１上に垂直軸まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体２２とから成るベースマシン２３の前部に超ロングの作業アタッチメント２４が装着されて解体機が構成される点。
【００３６】
(ｉｉ)  作業アタッチメント２４は、ベースマシン２３(上部旋回体２２)に起伏自在に取付けられたブーム２５と、作業範囲の拡大を目的としてこのブーム２５の先端に水平軸まわりに回動可能に取付けられた短尺のインターブーム２６と、このインターブーム２６の先端に水平軸まわりに回動可能に取付けられたアーム２７と、このアーム２７の先端に水平軸まわりに回動可能に取付けられた作業装置(図例ではニブラと称される圧砕装置を示す)２８とを具備し、これによってアタッチメント前方の作業領域のみで多関節運動を行う点。
【００３７】
(ｉｉｉ)  ブーム２５は、下段側のメインブーム２９に上段側のフロントブーム３０が着脱自在にピン連結されて成り、ベースマシン２３とメインブーム２９の組と、メインブーム２９を除く作業アタッチメント２４の組とに分解されて輸送される点。
【００３８】
(ｉｖ)   作業アタッチメント２４に多関節運動を行わせるシリンダ(油圧シリンダ)として、ブーム２５(アタッチメント全体)を起伏させるブームシリンダ３１と、インターブーム２６を作動させるインターブームシリンダ３２と、アーム２７を作動させるアームシリンダ３３、それに作業装置２８を作動させる作業装置シリンダ３４が設けられている点。
【００３９】
図１中、３５はブーム２５の起伏支点となるブームフットピン、３６，３７はメイン、フロント両ブーム２９，３０をブーム水平状態での上下両側で連結するブーム連結ピン、３８はインターブーム２６の対ブーム取付ピン、３９はアーム２７の対インターブーム取付ピン、４０は作業装置２８の対アーム取付ピン(アーム先端ピン)、Ｏは上部旋回体２の旋回中心である。
【００４０】
この解体機においては、図示のように、ブーム２５、インターブーム２６、アーム２７をそれぞれ最大限に起こしたアタッチメント最大起こし状態で、ブーム２５に対するインターブーム２６の取付点、インターブーム２６に対するアーム２７の取付点、及びアーム２７に対する作業装置２８の取付点が、地面に対して垂直な直線であってブーム起伏支点(ブームフットピン３５の中心)を通る起伏支点ラインＬよりも後方に位置するように、フロントブーム３０がメインブーム２９に対して後反り状態で取付けられている。
【００４１】
図１において、βは両ブーム２９，３０のなす角度(ピン３５，３６を通る直線とピン３６，３８を通る直線のなす角度して示す)であり、１８０°以上となる。
【００４２】
図１中、Ｃはアーム２７として従来のロングアーム７と同じ長さのものを取付けた場合の作業領域を示す。
【００４３】
なお、この作業領域Ｃはアーム先端ピン４０の可動領域として示し、太線より図左側が安全に作業し得る領域、太線より右側の斜線を付した領域が後方転倒のおそれがある危険領域をそれぞれ示す。
【００４４】
この解体機によると、図示のように上方作業時及び下方作業時に、従来のロングアーム仕様での作業領域Ａとほぼ同等のレベルを確保しながら、上方作業時に従来の標準アーム仕様での作業領域Ｂと同様に機械の近くをアーム先端が移動する。
【００４５】
従って、機械を建造物に接近させながら、高所からＧＬ付近までの上下に長い作業領域を確保すること、つまり、「足元作業性」と「狭所作業性」を両立させることが可能となる。
【００４６】
また、この第１実施形態では、フロントブーム３０をメインブーム２９に後反り状態(β＞１８０°)で取付けることにより、アタッチメント最大起こし状態でインターブーム取付点(取付ピン)３８、アーム取付点(取付ピン)３９、作業装置取付点(取付ピン)４０が起伏支点ラインＬよりも後方に位置する構成としたから、メインブーム側(形状、起伏支点、最大起こし角度等)は従来と同じままで、フロントブーム側のみについて、上記後反り状態が得られるように対メインブーム取付構造(たとえば両ブームをピン連結する機械ではピン穴の位置)を変える等の小規模の改造を加えればよい。
【００４７】
このため、既存の機械に対しても、フロントブーム３０のみを取り替え、あるいはピン穴を増設する等の最小限の改造によって低コストで対応することができる。
【００４８】
ところで、フロントブーム３０を後反り状態で取付けると、機械の後方安定度が低下する。
【００４９】
そこでこの実施形態では、後方安定度を確保するための構成がとられている。
【００５０】
これを図２，３によって説明する。
【００５１】
センサとして、ブーム２５の角度(たとえば対地角度)を検出するブーム角度センサ４１と、インターブーム２６の対ブーム角度を検出するインターブーム角度センサ４２と、アーム２７の対インターブーム角度を検出するアーム角度センサ４３が設けられ、これらよって検出された角度がコントローラ４４に入力される。
【００５２】
このコントローラ４４には、機械の危険側の動きを制限する手段として、ブーム、インターブーム、アーム各シリンダ回路におけるコントロールバルブ作動用のパイロットラインに設けられた作業規制弁(たとえば電磁比例弁。ここでは一つのものとして示す)４５と警報ブザー４６とが接続され、これらによって機械の危険側の作動が規制される。
【００５３】
図３のフローチャートを併用してこの点の作用を説明する。
【００５４】
コントローラ４４には、たとえば機械の出荷時に、ブームフットピン３５、インターブーム取付ピン３８、アーム取付ピン３９の位置関係と、アーム取付ピン３９の可動領域のうち機械の後方転倒のおそれがある危険領域Ｄ(図１参照)とがインプットされる。
【００５５】
作業開始とともにステップＳ１でブーム、インターブーム、アーム各角度が検出され、ステップＳ２でこの各角度に基づいてアーム先端位置(アーム先端ピン４０の位置)が算出される。
【００５６】
ステップＳ３では、算出されたアーム先端位置が危険領域Ｄ内にあるか否かが判断され、ＮＯ(危険領域内にない)と判断されたときは、ステップＳ４で警報ブザー非作動、作業制限無しの処理が行われた後、ステップＳ１に戻る。
【００５７】
一方、ステップＳ３でＹＥＳ(危険領域内にある)となると、ステップＳ５，Ｓ６で警報ブザー４６に作動信号、作業規制弁４５に作業制限信号がそれぞれ出力されてステップＳ１に戻る。
【００５８】
これにより、警報ブザー４６が警報作動してオペレータに危険事態を通報するとともに、作業規制弁４５が作動してアタッチメント作動に制限を加える。
【００５９】
この場合、ブーム、インターブーム、アーム各シリンダ３１〜３３の作動を制限してもよいし、実際に動いているシリンダのみの作動を制限してもよい。
【００６０】
また、制限の仕方として、危険側のシリンダ作動を「停止」させてもよいし、同シリンダ作動を減速させ、警報に応えたオペレータの危険回避操作を待つようにしてもよい。
【００６１】
あるいは、警報のみを行い、とくに作業規制は加えないようにしてもよい。
【００６２】
第２実施形態(図４，５参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００６３】
第２実施形態においては、メインブーム２９とフロントブーム３０とが、図４実線及び図５(ａ)に示すようにアタッチメント最大起こし状態でインターブーム２６の対フロントブーム取付ピン３８、アーム取付ピン３９、作業装置取付ピン４０が起伏支点ラインＬよりも後方に位置する第１のフロントブーム取付状態と、図４二点鎖線及び図５(ｂ)に示すように同ピン３８，３９が起伏支点ラインＬよりも前方に位置する第２のフロントブーム取付状態(図６に示す従来機械と同じ取付状態)との間で転換可能に構成されている。
【００６４】
具体的には、図５に示すようにメインブーム２９の先端部におけるブーム水平状態での上下両側に上部、下部両ピン穴４７，４８が設けられている。
【００６５】
一方、フロントブーム３０の基端部におけるブーム水平状態での上側に上部ピン穴４９が設けられるとともに、この上部ピン穴４９の中心を中心とする円弧上に二つの下部ピン穴(第１、第２両下部ピン穴)５０，５１が設けられている。
【００６６】
この構成において、図５(ａ)に示すように、メイン、フロント両ブーム２９，３０の上部ピン穴４７，４９に上部ピン３６、メインブーム２９の下部ピン穴４８とフロントブーム３０の第１下部ピン穴５０とに下部ピン３７がそれぞれ挿入されることによって第１のフロントブーム取付状態となる。
【００６７】
なお、図５において、ピンが挿入されたピン穴に斜線を付している。
【００６８】
この状態から、下部ピン３７を抜き、フロントブーム３０を上部ピン３６を中心に前方に回動させて第２下部ピン穴５１をメインブーム２９の下部ピン４８に一致させ、この一致したピン穴４８，５１に下部ピン３７を挿入することによって第２のフロントブーム取付状態に転換することができる。
【００６９】
この構成によると、現場の状況やオペレータの要望に応じて機械の仕様をフロントブーム後反り仕様(第１のフロントブーム取付状態)と、従来仕様(第２のフロントブーム取付状態)の間で任意に変更することができる。
【００７０】
なお、この第２実施形態の変形形態として、フロントブーム３０の基端部におけるブーム水平状態での上側に第１、第２両ピン穴を設け、フロントブーム３０を下部ピンを中心に回動させて第１及び第２両フロントブーム取付状態に転換させるようにしてもよい。
【００７１】
また、メインブーム２９側の上部または下部に二つのピン穴を設け、フロントブーム３０側の上部または下部ピン穴をこの二つのピン穴に選択的に一致させる構成をとってもよい。
【００７２】
こうすれば、従来のフロントブームをそのまま使用することができる。
【００７３】
ところで、上記両実施形態では、ブーム２５を構成するメイン、フロント両ブーム２９，３０をピン連結する構成を前提として、フロントブーム３０を後反り状態で取付ける構成をとったが、ブーム２５全体としてくの字の後反り形状に一体に形成してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  下部走行体
２  上部旋回体
３  ベースマシン
４  作業アタッチメント
２１  下部走行体
２２  上部旋回体
２３  ベースマシン
２４  作業アタッチメント
２５  ブーム
２６  インターブーム
２７  アーム
２８  作業装置
２９  ブームを構成するメインブーム
３０  同、フロントブーム
３１  ブームシリンダ
３２  インターブームシリンダ
３３  アームシリンダ
３４  作業装置シリンダ
３５  ブームの起伏支点となるブームフットピン
Ｌ  起伏支点ライン
３６  メイン、フロント両ブームを連結する上部ピン
３７  同、下部ピン
３８  インターブーム取付ピン
３９  アーム取付ピン(アーム取付点)
４０  作業装置取付ピン(作業装置取付点)
４７  メインブームの上部ピン穴
４８  同、下部ピン穴
４９  フロントブームの上部ピン穴
５０  同、第１下部ピン穴
５１  同、第２下部ピン穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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