(57)【要約】【課題】作業高さを拡大するようブームの支持部にエクステンションブーム（延長ブーム）を設けた作業機械のアタッチメント先端に、重量の大きなクラッシャ等を装着した場合には、転倒モーメントが大きく、作業機械の安定性が確保できなかった。【解決手段】作業機械１の機体フレーム２の前部に支持されるフロントアタッチメント６であって、前記機体フレーム２前部に立設されるエクステンションブーム１０と、該エクステンションブーム１０の先端に支持されるショートブーム９と、該ショートブーム９先端に支持されるアーム８と、該アーム８先端に支持される作業具７とを備える作業機械１を構成した。前記ショートブーム９を略直線状とし、前記エクステンションブーム１０下方にアウトリガ装置２３を備えた。【選択図】図１
2006104812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械の機体フレームの前部に支持されるフロントアタッチメントであって、前記機体フレーム前部に立設されるエクステンションブームと、該エクステンションブームの先端に支持されるショートブームと、該ショートブーム先端に支持されるアームと、該アーム先端に支持される作業具とを備えることを特徴とする建設作業機械。
【請求項２】
前記ショートブームを略直線状とすることを特徴とする、請求項１に記載の建設作業機械。
【請求項３】
前記エクステンションブーム下方に、アウトリガ装置を備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の建設作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、破砕作業や掘削作業等を行うフロントアタッチメントを備えた作業機械に関し、より詳細には、破砕作業を行うクラッシャのような重量の大きなフロントアタッチメントをアーム先端に装着した場合に、安定性を確保できる建設作業機械の技術である。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図５に示すような、「へ」の字型ブーム１０９の先端にアームを介して作業具となる把持装置１０７等を取り付けた作業機械１０１が広く知られている。
このような作業機械１０１において、ブーム１０９基部側とその支持部のブームブラケットとの間に、エクステンションブーム（延長ブーム）１１０を設けて、作業高さを拡大する技術も公知である（例えば、特許文献１参照）。
このエクステンションブーム１１０は走行装置前端に配置したブームブラケット上に上下方向に立設して、該エクステンションブーム１１０上端に従来から使用しているブーム、所謂標準仕様のブームの基部及びブームシリンダの基部を取り付けるものである。
【特許文献１】実公平７−２７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなエクステンションブーム１１０を用いることで、従来のフロントアタッチメント（ブームとアーム）がそのまま使用することができ、フロントアタッチメントを延長して上方の作業範囲を拡大することができるが、前方へブームを回動すると、不安定となってしまう。つまり、フロントアタッチメントはエクステンションブーム１１０を取り付けた分だけ重量（Ｗｘ１＜Ｗｘ２）が重くなり、フロントアタッチメントの重心は本機の重心からの距離も長くなってしまい、エクステンションブーム１１０を装着したほうが転倒モーメント（Ｍｘ１＜Ｍｘ２）も大きくなってしまう。
さらに、図６に示すようにブーム２０６の先端にアタッチメントとして重量の大きなクラッシャ２０７を装着した場合には、先端にかかる荷重Ｗ０がさらに大きくなり、転倒モーメントも大きくなって、作業機械２０１が転倒しやすくなっていた。
【０００４】
一方、地面を掘削する作業においては、ブーム１０９を「へ」の字型に曲げたほうが都合がよいが、該ブーム１０９にはブームセンター１０９ａ付近を湾曲させているため、作業時に加わる負荷によって特にブームセンター１０９ａ付近に応力が集中してしまうため、補強が施されている。この補強は、例えば、ブーム１０９の断面形状を箱形とした場合にはその変形を防止するために、断面方向に仕切るように補強板を配設していた。よって、ブーム１０９は「へ」の字型に構成するために構造が複雑となり、更に、補強板を取り付けるための構造も複雑となり、重量も大きくなって、生産性も悪くなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、作業機械の機体フレームの前部に支持されるフロントアタッチメントであって、前記機体フレーム前部に立設されるエクステンションブームと、該エクステンションブームの先端に支持されるショートブームと、該ショートブーム先端に支持されるアームと、該アーム先端に支持される作業具とを備えたものである。
【０００７】
請求項２においては、前記ショートブームを略直線状とするものである。
【０００８】
請求項３においては、前記エクステンションブーム下方にアウトリガ装置を備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１０】
請求項１においては、クラッシャのような重量の大きな作業具をフロントアタッチメントの先端に装着した場合においても、前方へ回動した作業時に安定性を確保することができ、上方への作業高さはブームが短いにも関わらず、従来と変わらない高さで作業することが可能となり、むしろ上方への作業範囲は拡大することができる。
【００１１】
請求項２においては、略直線状のショートブームは、への字型のブームのように、湾曲部分に特に応力が集中するようなことがないため、補強を施す必要のあるへの字型のブームに比べて、簡単な構造で軽量なブームを構成できる。よって、フロントアタッチメント自体の荷重が小さくなり、転倒モーメントが減少し、作業機械の安定性がさらに確保できる。
【００１２】
請求項３においては、アウトリガ装置を備えることで、前後左右方向の安定性を更に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る作業機械の全体的な構成を示した図、図２はショートブームを示す図、図３はエクステンションブームを示す図、図４は作業機械の斜視図、図５は把持装置を装着した従来の作業機械を示す図、図６はクラッシャを装着した従来の作業機械を示す図である。
【００１４】
まず、図１を用いて本発明に係る作業機械の全体構成から説明する。
作業機械１は、左右一対のクローラを装備したクローラ式走行装置３の上部に、図示しないスイベルジョイントを介して機体フレームとなる旋回フレーム２を旋回可能に取り付けたものである。上部構造体である旋回フレーム２の前部にフロントアタッチメント６が配設される。
【００１５】
旋回フレーム２の後部上にはボンネット４が配置されてエンジンや油圧ポンプやバッテリ等を覆い、該ボンネット４上には運転席５が配置される。旋回フレーム２の上部の運転席５の前方かつフロントアタッチメント６の後方となる位置には、フロントアタッチメント６の各種操作（クラッシャ７の破砕操作、アーム８の回動、ショートブーム９の回動、ショートブームブラケット１２の回動）や旋回フレーム２の旋回操作、クローラ式走行装置３のクローラの前後進操作、ブレード２１の回動操作等を行うための操作レバー群が設けられたフロントコラム２０が設けられている。フロントコラム２０と運転席５の間、及び、フロントコラム２０の両側方にステップ２２が延設され、作業者による作業時や走行時の足場が確保されている。クローラ式走行装置３の走行部を支持するトラックフレームより前方にブレード２１が上下回動可能に設けられており、該ブレード２１の後部に後述するアウトリガ装置２３が設けられている。
【００１６】
前記旋回フレーム２の前部左右中央に、フロントアタッチメント６が取り付けられる。フロントアタッチメント６は、アタッチメントブラケット１１と、エクステンションブーム１０と、作業具となるクラッシャ７と、ブーム９と、アーム８と、これらを回動駆動するための油圧式アクチュエータであるシリンダ（より具体的には、後述するブームシリンダ１５、アームシリンダ１６、作業機シリンダ１７）等で構成される。
【００１７】
前記アタッチメントブラケット１１は旋回フレーム２の前部中央に左右回動可能に支持され、該アタッチメントブラケット１１側部と旋回フレーム２の間に図示しないスイングシリンダが介装されて、該スイングシリンダを伸縮させることによりフロントアタッチメント６を左右回動可能としている。該アタッチメントブラケット１１の上部にブーム枢支部が設けられ、前部にブームシリンダ取付部が設けられて、従来の「へ」字状のブームを取り付ける場合にはブームとブームシリンダがそれぞれ枢結される。本実施例のフロントアタッチメント６ではエクステンションブーム１０を取り付けるため、ブーム枢支部にはエクステンションブーム１０の下端後部に形成した固定部１０ｄがピン等により連結され、ブームシリンダ取付部には連結杆１４を介してエクステンションブーム１０下部に設けた固定部１０ｅが連結される。但し、連結杆１４と後述する下取付部１０ａは一体的に構成することもできる。こうして、エクステンションブーム１０下部がアタッチメントブラケット１１上部に固定されることになり、エクステンションブーム１０はアタッチメントブラケット１１上で略鉛直方向に立設されて、フロントコラム２０に対して干渉することなくその前方に配置されることになる。
【００１８】
エクステンションブーム１０は図３に示すように、下取付部１０ａと本体１０ｂと上取付部１０ｃからなり、下取付部１０ａは正面視逆Ｕ字状にプレートを折り曲げて形成し、側面視で後部に前記ブーム枢支部に対応する位置に枢支孔１０ｄを開口し、前部に前記ブームシリンダ取付部に対応する位置に枢支孔１０ｅが開口されている。
【００１９】
本体１０ｂは角パイプ等で四角柱状に構成され、下端に下取付部１０ａを、上端に上取付部１０ｃを溶接等により固定している。上取付部１０ｃは正面視略Ｕ字状で側面視略三角形状にプレートを折り曲げて形成され、上端の頂部にブーム取付孔１０ｆを開口し、前下部にブームシリンダ取付孔１０ｇを開口し、該ブーム取付孔１０ｆとブームシリンダ取付孔１０ｇの位置は前記アタッチメントブラケット１１に設けたブーム枢支部とブームシリンダ取付部に対応して設けられている。つまり、ブームを上方に平行移動して取り付けられるようにしている。
このように構成したエクステンションブーム１０は、その上端位置はフロントコラム２０の上部と略一致させ、従来バックホーとして使用する場合の「へ」字状のブームの折り曲げ位置と略一致させている。
【００２０】
エクステンションブーム１０上に取り付けられるブームは、従来バックホーとして使用する場合の「へ」字状のブームよりも短く構成している。よって以下ショートブームと称する。該ショートブーム９の長さはエクステンションブーム１０やアーム８の長さと略同じ長さとし、本実施例では、ショートブーム９とエクステンションブーム１０を「へ」字状に配置したときの長さが、従来バックホーとして使用する場合の「へ」字状のブームの長さと略同じ長さとしている。
【００２１】
該ショートブーム９について図１、図２より詳述する。
ショートブーム９は角パイプ等により角柱状に構成されて略直線状の強度部材として構成されている。該ショートブーム９の前後一側にブームシリンダ１５を配置し、他側にアームシリンダ１６を配置し、ショートブーム９とブームシリンダ１５とアームシリンダ１６を略平行に配置する構成とし、ブームシリンダ１５とアームシリンダ１６は同じ方向にピストンロッドを配置して同方向に伸縮する構成としている。即ち、前記強度部材の基部側の端部に枢支部９ｄを設けて回動支点Ｏとしている。該枢支部９ｄはボスの軸孔を左右方向に向けて横設し、該枢支部９ｄを前記エクステンションブーム１０上端に設けた上取付部１０ｃのブーム取付孔１０ｆに位置を合わせてピン等により回動自在に枢支している。ショートブーム９の先端側の他端には強度部材からプレート状の取付部９ｅ・９ｅを左右平行に突設して、該取付部９ｅの先端側にアーム取付孔９ａを開口し、アーム８の基部側をピン等で枢支できるようにしている。また、ショートブーム９の先端側の取付部９ｅの下部（前側）にはブームシリンダ取付孔９ｂが設けられ、ブームシリンダ１５のピストンロッド先端がピン等で枢支されるようにしている。該ブームシリンダ１５の基部側は前記上取付部１０ｃのブームシリンダ取付孔１０ｇにピン等で枢支される。こうして、該ショートブーム９の下側先端部と前記上取付部１０ｃのブームシリンダ取付孔１０ｇとの間にブームシリンダ１５が介装され、該ブームシリンダ１５の伸縮によりショートブーム９を上下に回動可能としている。
【００２２】
また、ショートブーム９の基部側から左右平行に取付部９ｆ・９ｆが上方に突設され、該取付部９ｆにアームシリンダ取付孔９ｃが開口されている。該アームシリンダ取付孔９ｃにアームシリンダ１６の基部側が枢支され、該アームシリンダ１６のピストンロッド先端は後述するアームブラケット１３に設けられたロッド側支持点１３ｂに枢支される。
【００２３】
前記アーム８は角パイプ等で直線状に角柱状に構成され、基部側に取付部を設けてショートブーム９の先端部に枢支されて回動可能に取り付けられている。該アーム８の基部よりアームブラケット１３が上方に突設され、該アームブラケット１３と前記取付部９ｆ・９ｆの間にアームシリンダ１６を介装して、該アームシリンダ１６の伸縮によりアーム８を前後に回動可能としている。
【００２４】
前記アーム８の先端部の取付部８ａには、作業用アタッチメントとしてクラッシャ７が前後回動可能に枢支される。該アーム８の取付部８ａの後側近傍にはアームリンク１８の一端が回動可能に枢支され、該アームリンク１８の他端の枢支部１８ａには枢支部を設けて作業機シリンダ１７のピストンロッド先端を枢支している。該作業機シリンダ１７の基部は前記アームブラケット１３のシリンダ側支持点１３ａに枢支されている。
また、前記枢支部１８ａには連結リンク１９の一端が枢支され、該連結リンク１９の他端はクラッシャ７の枢支部７ａと連結される。
こうして、前記アームブラケット１３と枢支部１８ａとの間に作業機シリンダ１７を介装して、該作業機シリンダ１７を伸縮させることによりクラッシャ７の挟持アームが回動され、コンクリート等を砕いたりする作業を行うことができる。
【００２５】
以上のような構成において、前記ショートブーム９は、図６に示したような従来の略「へ」の字型のブーム１０９に比べて短く（略半分の長さ）構成しているため、各シリンダを操作してクラッシャ７を前方へ位置させた時、フロントアタッチメント６の先端から回動基部となる回動中心Ｏまでの距離は、図１に示すショートブーム９を用いた距離Ｌ１は、図６に示す従来のブーム１０９を用いた距離Ｌ０より短くできる。よって、作業機械１が前方へ倒れようとするモーメントＭ１は、従来の「へ」の字型のブーム１０９を有する作業機械２０１のモーメントＭ０に比べて小さく、エクステンションブーム１０を用いる場合には安定性を高くすることができる。一方、図１において一点鎖線で示すように、ショートブーム９を延長方向となるように上方に回動した場合のクラッシャ７の上端位置は、図６において一点鎖線で示すように、ブーム１０９を上昇回動したときのクラッシャ７の上端位置は略同じ高さとなる。しかも、図１に示すように、ショートブーム９を用いることで、エクステンションブーム１０の略真上までクラッシャ７を位置させることが可能となり、従来よりも上方の作業範囲を拡大することができる。
このように、ショートブーム９を備えたフロントアタッチメント６は、クラッシャ７等の比較的重量の大きな作業具を装着した場合にも、作業機械１の安定性を確保することができる。また、略直線状に構成したショートブームは、湾曲部を備える略「へ」の字型のブームと比べて、簡単な構成で軽量とすることができるため、作業機械１の前方にかかる負担を軽減する。
【００２６】
そして更に作業時の安定性を高めるために、ブレード２１にはアウトリガ装置２３が装着されている。該アウトリガ装置２３について図１、図４を用いて説明する。
アウトリガ装置２３は、ショートブーム９の基部側の下方、つまり、エクステンションブーム１０の下方に配置して、左右両側に伸縮または回動して、アーム先端に設けた接地体２４により突っ張り安定して支持できるようにしている。即ち、具体的構成は、ブレード２１の後面から支持フレーム２７が後方に突設され、該支持フレーム２７の後端はクローラ式走行装置３のトラックフレームに上下回動自在に枢支されている。また、ブレード２１の後面とトラックフレームの間に油圧シリンダ２９が配置されてブレード２１及びアウトリガ装置２３を昇降可能としている。
【００２７】
該アウトリガ装置２３は、ブレード２１後面または支持フレーム２７に車幅方向（左右方向）に取付けた外筒２５ａと、該外筒２５ａ内に摺動自在に内挿された内筒２５ｂと、該内筒２５ｂの先端部に回動自在に取り付けた接地体２４とで構成されている。左右の内筒２５ｂ・２５ｂは外筒２５ａに対し、非作業時は収納し、作業時には左右外方向に張出した状態とする。接地体２４は内筒２５ｂの外側端に前後または左右回動自在に取り付けて、下面が地面の凹凸や傾斜に沿うようにし、該接地体２４の下端はブレード２１の下端と同じか、または、ブレード２１下端よりも下方に位置するように配設される。このようにして、作業時には内筒２５ｂ及び接地体２４を外方向に引き出して、ブレード２１を下降させることにより接地体を地面に接地させて突っ張り、作業機械１を安定して支持するよう構成している。但し、アウトリガ装置２３はアームの一端をブレードに枢支し、他端に接地体を設けて、アームを下降させて突っ張り支持する構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例に係る作業機械の全体的な構成を示した図。
【図２】ショートブームを示す図。
【図３】エクステンションブームを示す図。
【図４】作業機械の斜視図。
【図５】把持装置を装着した従来の作業機械を示す図。
【図６】クラッシャを装着した従来の作業機械を示す図。
【符号の説明】
【００２９】
１    作業機械
２    旋回フレーム
３    走行装置
６    フロントアタッチメント
７    クラッシャ
８    アーム
９    ショートブーム
１０  エクステンションブーム
２３  アウトリガ装置
【図１】
2006104812.tif 000003
【図２】
2006104812.tif 000004
【図３】
2006104812.tif 000005
【図４】
2006104812.tif 000006
【図５】
2006104812.tif 000007
【図６】
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