(57)【要約】【課題】作業要素を取り外した後に自由状態となった油圧シリンダに対する破損防止作業を行わなくても、油圧シリンダ等の破損を恒久的に防ぐことのできる作業機械を提供する。【解決手段】ブーム（４）と、アーム（５）と、アームシリンダ（８）と、を含み、アームシリンダは、第３連結ピン（１２）を中心として予め定めた作業角度の範囲内においてアームと回動可能に構成されたフロント作業装置（３）を備えた作業機械において、アームシリンダがアームと接続されているときには、アームシリンダが作業角度の範囲内で回動することを許容する一方、アームがアームシリンダから取り外されたときには、アームシリンダが第３連結ピンを中心にブームから作業角度の範囲を超えて離れる方向に回動するのを規制する回動規制手段（１３）を備えた構成としている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１作業要素と、この第１作業要素の一端側に第１連結ピンを介して相対的回動可能に設けられた第２作業要素と、先端部が前記第２作業要素と第２連結ピンを介して相対的回動可能に連結され、後端部が前記第１作業要素と第３連結ピンを介して相対的回動可能に連結されることにより、前記第２作業要素を前記第１連結ピン回りに回動させる油圧シリンダと、を含み、前記油圧シリンダは、前記第３連結ピンを中心として予め定めた作業角度の範囲内において前記第２作業要素と相対的回動可能に構成されたフロント作業装置を備えた作業機械において、
前記油圧シリンダが前記第２作業要素と接続されているときには、前記油圧シリンダが前記作業角度の範囲内で回動することを許容する一方、前記第２作業要素が前記油圧シリンダから取り外されたときには、前記油圧シリンダが前記第３連結ピンを中心に前記第１作業要素から前記作業角度の範囲を超えて離れる方向に回動するのを規制する回動規制手段を備えた
ことを特徴とする作業機械。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記回動規制手段は、常時固定保持される単一構造部材からなることを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項２の記載において、前記第１作業要素には、前記第３連結ピンの両端を支持する一対のブラケットが設けられ、前記単一構造部材は、前記油圧シリンダが前記作業角度の範囲を超えて前記第１作業要素から離れる方向に回動したときに当接する当接部材であり、この当接部材は、前記第３連結ピンよりも前記油圧シリンダの先端部側の位置で前記一対のブラケットに固定されるものであることを特徴とする作業機械。
【請求項４】
請求項２の記載において、前記単一構造部材は、前記油圧シリンダの後端部からさらに後方に延在し、前記油圧シリンダが前記作業角度の範囲を超えて離れる方向に回動したときに前記第１作業要素と当接する当接部材であることを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業要素と、この作業要素を作動させる油圧シリンダとを含むフロント作業装置を備えた作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の作業機械は、フロント作業装置を備えている。このフロント作業装置は、旋回体に傾動可能に設置されたブーム（作業要素）に対して相対的回動可能にピンで軸着されたアーム（作業要素）と、このアームに相対的回動可能にピンで軸着されて掘削作業などを行うバケット（作業具）を備えている。そして、これらの作業要素や作業具をそれぞれ駆動するための油圧シリンダが設けられている。
【０００３】
このフロント作業装置は、作業機械の輸送上の制限などにより、その一部又は全部を取り外さなければならない場合がある。例えば、道路交通法上などの制限により、アームとバケットを取り外さないと作業機械を輸送できない場合があるが、ブームからアームとバケットを取り外すと、アームシリンダ（油圧シリンダ）の先端が自由状態になってしまう。このような状態で、ブームを揺動させると、アームシリンダの先端が自由状態であるため、ブームの揺動に伴って先端部分が暴れてしまい、アームシリンダの後端に極度の応力が発生する。これが原因となって、アームシリンダやアームシリンダに接続された油圧配管などが破損する場合がある。特に、ブームを伏した状態から起立した状態まで揺動させる必要があるときには、ブームが起立するまで揺動して停止したときの慣性力により、アームシリンダがブームから離れる方向に回動してしまう。そして、ある範囲を超えて離れる方向にアームシリンダが回動すると、アームシリンダや、アームシリンダと接続される油圧配管に亀裂が入るなど、破損の程度も甚大となってしまう。
【０００４】
このような事態を防止するために、従来は、作業者が取り外したアームシリンダの先端部分（自由状態の部分）をバンドで束ねてブームに固定するといった対策が施されていた。しかし、このような対策では、作業者の手間がかかるといった問題があった。しかも、作業者がバンドを巻き忘れた場合には、アームシリンダや油圧配管の破損を防止できないこととなる。つまり、この従来技術では、破損の防止が作業者の手に委ねられているため、恒久的な対策とはなっていなかった。
【０００５】
また、特許文献１には、バケットをアームから取り外した後の自由状態となったアーム先端部とバケットシリンダを保持する治具（支持用リンク部材）が考案されている。この公知技術によれば、バケットを取り外した後のアーム先端部分の孔に、当該治具の係合部を嵌め込むだけで、先端部分が自由に動かないように保持できる。しかも、アーム先端部とバケットシリンダ先端部の相対的回動が多少は許容されるようになっているので、バケットシリンダが誤って作動したとしても、無理な負荷がかかることがないので、不測の事態による破損をも防止できる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１００３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術では、作業要素を取り外した後には、必ず自由状態となった部分を動かないように保持するための余分な破損防止作業が発生する。そのため、作業者がこの破損防止作業を忘れてしまう可能性がある限り、恒久的な破損防止の対策とはなり得ないのである。しかも、特許文献１に開示されているような技術では、その構造が複雑であり、自由状態部分を保持するための治具を高い費用で製作しなければならないといった問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業要素を取り外した後に自由状態となった油圧シリンダに対する破損防止作業を行わなくても、その油圧シリンダ、および、その油圧シリンダに接続される油圧配管の破損を恒久的に防ぐことのできる作業機械を提供することにある。また、低コストで破損を防止できる作業機械を提供することも、本発明の別の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、第１作業要素と、この第１作業要素の一端側に第１連結ピンを介して相対的回動可能に設けられた第２作業要素と、先端部が前記第２作業要素と第２連結ピンを介して相対的回動可能に連結され、後端部が前記第１作業要素と第３連結ピンを介して相対的回動可能に連結されることにより、前記第２作業要素を前記第１連結ピン回りに回動させる油圧シリンダと、を含み、前記油圧シリンダは、前記第３連結ピンを中心として予め定めた作業角度の範囲内において前記第２作業要素と相対的回動可能に構成されたフロント作業装置を備えた作業機械において、前記油圧シリンダが前記第２作業要素と接続されているときには、前記油圧シリンダが前記作業角度の範囲内で回動することを許容する一方、前記第２作業要素が前記油圧シリンダから取り外されたときには、前記油圧シリンダが前記第３連結ピンを中心に前記第１作業要素から前記作業角度の範囲を超えて離れる方向に回動するのを規制する回動規制手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】
このように構成した本発明は、油圧シリンダが第２作業要素と接続されているときは、この油圧シリンダが予め定めた作業角度の範囲内で回動することが許容されているので、掘削等の作業を行うことができるうえ、輸送等の問題から第２作業要素を油圧シリンダから取り外したときであっても、油圧シリンダが第３連結ピンを中心に第１作業要素から前記作業角度の範囲を超えて離れる方向に回動することが規制されているので、油圧シリンダが自由に制限なく回動してしまうことがない。つまり、本発明の回動規制手段によって、油圧シリンダの回動範囲は制限されるので、油圧シリンダから第２作業要素が取り外されても、この回動規制手段が油圧シリンダの回動のストッパとなり、油圧シリンダや油圧シリンダに接続される油圧配管が破損することを防止できることとなる。
【００１１】
また、本発明では、第２作業要素を取り外した後で、作業者が油圧シリンダの先端部を第１作業要素と共にバンドで巻いて固定するといった従来の破損防止作業を行う必要は全くない。つまり、本発明によれば、作業要素を取り外した後に余分な破損防止作業を行わなくても、油圧シリンダ等の破損を防止できるうえ、取り外し後の作業が必要ないことから、取り外し後の破損防止作業忘れに起因する油圧シリンダ等の破損の心配は全くない。このように、本発明は、油圧シリンダやその油圧シリンダに接続される油圧配管の破損を恒久的に防ぐことができるのである。
【００１２】
なお、本発明における「予め定めた作業角度の範囲」とは、油圧シリンダが第３連結ピン回りに第２作業要素との相対的回動が可能な範囲のことであるが、その範囲は、作業機械の仕様や構造によって予め定められるものである。
【００１３】
また本発明は、上記発明において、前記回動規制手段は、常時固定保持される単一構造部材からなることを特徴としている。このように構成した本発明は、単一構造部材からなるため、その構造を簡単にすることができ、低コストで破損の防止を図ることができるのである。
【００１４】
また本発明は、上記発明において、前記第１作業要素には、前記第３連結ピンの両端を支持する一対のブラケットが設けられ、前記単一構造部材は、前記油圧シリンダが前記作業角度の範囲を超えて前記第１作業要素から離れる方向に回動したときに当接する当接部材であり、この当接部材は、前記第３連結ピンよりも前記油圧シリンダの先端部側の位置で前記一対のブラケットに固定されるものであることを特徴としている。このように構成した本発明は、単一構造部材が一対のブラケットに固定された当接部材であるので、その構造が至ってシンプルであり、コスト低減に大きく寄与することとなる。
【００１５】
また本発明は、上記発明において、前記単一構造部材は、前記油圧シリンダの後端部からさらに後方に延在し、前記油圧シリンダが前記作業角度の範囲を超えて離れる方向に回動したときに前記第１作業要素と当接する当接部材であることを特徴としている。このように構成した本発明は、単一構造部材が油圧シリンダの後端部から後方に延在する当接部材であるので、その構造が至ってシンプルであり、コスト低減に大きく寄与することとなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回動規制手段が、予め定めた作業範囲内での作業要素と油圧シリンダの相対的回動を可能とし、かつ、作業要素を取り外した後には、油圧シリンダが作業要素から離れる方向への回動を規制するため、取り外し後に自由状態となった油圧シリンダの先端部をバンドで巻いて固定するといったような破損防止作業は一切不要である。しかも、余計な破損防止作業が発生しないので、取り外し後の破損防止作業忘れに起因した破損トラブルは生じない。即ち、本発明によれば、恒久的に油圧シリンダやそれに接続される油圧配管などの破損を防ぐことができるという優れた効果を奏するのである。また、回転規制手段を単一構造部材で構成することができるため、低コストで油圧シリンダ等の破損を防止できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る作業機械の一実施形態である油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】図１に示す一実施形態の要部拡大側面図である。
【図３】図２に示す回動規制手段の外観斜視図である。
【図４】本発明に係る作業機械の別の実施形態における要部拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態例を図面を参照して説明する。本発明に係る作業機械の一実施形態である油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に配置される旋回体２と、この旋回体２に上下方向の回動可能に取付けられ、掘削作業等を行なうことができるフロント作業装置３とを備えている。フロント作業装置３は、旋回体２に回動可能に取付けられるブーム（第１作業要素）４と、このブーム４の先端に第１連結ピン１０を介して相対的回動可能に取り付けられるアーム（第２作業要素）５と、このアーム５の先端に相対的回動可能に取り付けられるバケット６と、ブーム４を駆動させるブームシリンダ７と、アーム５を駆動させるアームシリンダ８と、バケット６を駆動させるバケットシリンダ９と、を備えている。
【００１９】
アームシリンダ８は、その先端部がアーム５と第２連結ピン１１を介して相対的回動可能に連結されており、後端部は第３連結ピン１２を介してブーム４と相対的回動可能に連結されている。これにより、アームシリンダ８を作動させると、アーム５は、第１連結ピン１０を中心にブーム４に対して回動するようになっている。また、図２に示すように、アームシリンダ８には、その作動に用いられる作動油を供給するための油圧配管２０が接続されている。この油圧配管２０は、振動等で破損しないようにサポート２１で適宜固定されている。
【００２０】
ブーム４には、図２に示すように一対のブラケット１５ａ、１５ｂが対面するように固定されており、この一対のブラケット１５ａ、１５ｂに、第３連結ピン１２の両端部が固定されている。よって、アームシリンダ８を第３連結ピン１２に取り付けると、一対のブラケット１５ａ、１５ｂがアームシリンダ８を挟んだ状態となる。なお、図２に示す一対のブラケットのうち手前側のブラケット１５ａは、説明の便宜上、一部を切欠いて図示している。
【００２１】
また、図３に示すように、一対のブラケット１５ａ、１５ｂには、回動規制手段１３としてのバー（当接部材）１４が固定されている。より詳細に説明すると、バー１４は、一様な長さの丸棒からなる単一構造部材であって、その両端が一対のブラケット１５ａ、１５ｂに固着されている。このバー１４は、第３連結ピン１２が取り付けられる孔２２の位置よりもアームシリンダ８の先端部側の位置（図２において第３連結ピン１２より右側の位置）にて一対のブラケット１５ａ、１５ｂに固定されている。このように、バー１４は、ブーム４に対してブラケット１５ａ、１５ｂを介して常時固定された状態となっている。なお、バー１４には、図示しないが、アームシリンダ８と当接したときにアームシリンダ８を傷付けないように、柔らかい素材の保護シートが巻き付けられている。
【００２２】
ここで、バー１４が一対のブラケット１５ａ、１５ｂに取り付けられている高さ位置は、次の動作が許容される位置となっている。即ち、油圧ショベルが掘削等の作業中である場合において、アームシリンダ８が、第３連結ピン１２を中心として、ブーム４に近づく方向（図２の矢印Ａ方向）、または、ブーム４から離れる方向（図２の矢印Ｂ方向）へ回動しても、バー１４がアームシリンダ８と当接することはない高さ位置に設けられている。つまり、アームシリンダ８が作業する角度の範囲内において、アームシリンダ８がぶつからないような位置にバー１４は取り付けられているのである。このように構成された油圧ショベルによれば、バー１４が予め定めた作業角度の範囲内でアームシリンダ８の回動を許容して、掘削等の作業の邪魔をしないため、油圧ショベルに使用に何ら不都合はない。
【００２３】
一方、油圧ショベルを輸送等するために、ブーム４からアーム５とバケット６を取り外した場合には、アームシリンダ８の先端部は自由状態となるため、第３連結ピン１２を中心に図２の矢印Ａ方向、またはＢ方向へ回動する。そのとき、本実施形態ではアームシリンダ８が矢印Ｂの方向へ回動したとしても、バー１４がアームシリンダ８と当接することによって、アームシリンダ８の回動が規制される。つまり、予め定めた作業範囲を超えてアームシリンダ８が矢印Ｂ方向に回動することが、バー１４により阻止されることとなり、アームシリンダ８やアームシリンダ８に接続される油圧配管２０が破損することが防止されるのである。つまり、バー１４がない場合であれば、アームシリンダ８は第３連結ピン１２を中心に約１８０度Ｂ方向（反時計回り）に回動してしまうと、アームシリンダ８と油圧配管２０は変形したり、亀裂が入ったりして大きなダメージを受けかねないところ、本実施形態に係る油圧ショベルによれば、このようなダメージは免れることができるのである。
【００２４】
しかも、アーム５をアームシリンダ８から取り外した際に、本実施形態ではバー１４が設けられているおかげで、アームシリンダ８の先端部をブーム４にバンドで巻くといった余計な破損防止作業は必要としない。よって、取り外し後の破損防止作業を忘れたとしても、アームシリンダ８や油圧配管２０の破損を確実に防ぐことができるという優れた効果を奏するのである。また、取り外し後の破損防止作業が不要であるということは、アーム５の再組立のときにも、余分な作業は発生しない。つまり、取り外したアーム５をアームシリンダ８に接続するだけで良いこととなる。
【００２５】
以上、説明したように、本実施形態によれば、バー１４という簡単で安価な単一構造部材を用いるだけで、アームシリンダ８と油圧配管２０の破損を恒久的に防止でき、しかも、破損防止のための余分な破損防止作業を一切必要としないのである。
【００２６】
次に、本発明に係る作業機械の別の実施形態について、図４を参照して説明するが、上記した一実施形態と同一構成の部分については同一符号を付すことにして、その説明は省略する。図４に示す別の実施形態例に係る回動規制部材１３は、アームシリンダ８の後端部から後方（図４における左方向）に延在するフラットバー２１４からなる単一構造部材で構成されている。このフラットバー２１４は、一様な長さの細長い板状部材であり、この板状部材の一端側にアームシリンダ８に固定するためのリング２１５ａ、２１５ｂが２つ設けられている。これら２つのリング２１５ａ、２１５ｂをアームシリンダ８の後端部に嵌め込むことにより、フラットバー２１４はアームシリンダ８に常時固定されている。
【００２７】
ここで、フラットバー２１４の長さは、次の動作が許容される長さとなっている。即ち、油圧ショベルが掘削等の作業中である場合において、アームシリンダ８が、第３連結ピン１２を中心として、ブーム４に近づく方向（図２の矢印Ａ方向）、または、ブーム４から離れる方向（図２の矢印Ｂ方向）へ回動しても、フラットバー２１４の先端がブーム４と当接することはない長さとなっている。つまり、アームシリンダ８が作業する角度の範囲内において、ブーム４にぶつからないような長さにフラットバー２１４は作られているのである。このように構成された油圧ショベルによれば、フラットバー２１４が予め定めた作業角度の範囲内でアームシリンダ８の回動を許容して、掘削等の作業の邪魔をしないため、油圧ショベルに使用に何ら不都合はない。
【００２８】
一方、油圧ショベルを輸送等するために、ブーム４からアーム５とバケット６を取り外した場合には、アームシリンダ８の先端部は自由状態となるため、第３連結ピン１２を中心に図４の矢印Ａ方向、またはＢ方向へ回動する。そのとき、本実施形態ではアームシリンダ８が矢印Ｂの方向へ回動したとしても、フラットバー２１４がブーム４と当接することによって、アームシリンダ８の回動が規制される。つまり、予め定めた作業範囲を超えてアームシリンダ８が矢印Ｂ方向に回動することが、フラットバー２１４により阻止されることとなり、アームシリンダ８やアームシリンダ８に接続される油圧配管２０が破損することが防止されるのである。つまり、フラットバー２１４がない場合であれば、アームシリンダ８は第３連結ピン１２を中心に約１８０度Ｂ方向（反時計回り）に回動してしまうと、アームシリンダ８と油圧配管２０は変形したり、亀裂が入ったりして大きなダメージを受けかねないところ、本実施形態に係る油圧ショベルによれば、このようなダメージは免れることができるのである。
【００２９】
しかも、アーム５をアームシリンダ８から取り外した際に、本実施形態ではフラットバー２１４が設けられているおかげで、アームシリンダ８の先端部をブーム４にバンドで巻くといった余計な破損防止作業は必要としない。よって、取り外し後の破損防止作業を忘れたとしても、アームシリンダ８や油圧配管２０の破損を確実に防ぐことができるという優れた効果を奏するのである。また、取り外し後の破損防止作業が不要であるということは、アーム５の再組立のときにも、余分な作業は発生しない。つまり、取り外したアーム５をアームシリンダ８に接続するだけで良いこととなる。
【００３０】
以上、説明したように、本実施形態によっても、フラットバー２１４という簡単で安価な単一構造部材を用いるだけで、アームシリンダ８と油圧配管２０の破損を恒久的に防止でき、しかも、破損防止のための余分な破損防止作業を一切必要としないのである。
【００３１】
なお、上記した実施形態では、第１作業要素としてブーム４を、第２作業要素としてアーム５を、油圧シリンダとしてアームシリンダ８を例に挙げた構成に対して回動規制手段１３を適用したケースについて説明したが、この他にも、第１作業要素としてアーム５が、第２作業要素としてバケット６が、油圧シリンダとしてバケットシリンダ９が採用される構成に対して回動規制手段１３を適用することも可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３２】
１  走行体
２  旋回体
３  フロント作業装置
４  ブーム（第１作業要素）
５  アーム（第２作業要素）
６  バケット
７  ブームシリンダ
８  アームシリンダ（油圧シリンダ）
９  バケットシリンダ
１０  第１連結ピン
１１  第２連結ピン
１２  第３連結ピン
１３  回動規制手段
１４  バー（当接部材）
１５ａ、１５ｂ  ブラケット
２０  油圧配管
２１  サポート
２２  孔
２１４  フラットバー（当接部材）
【図１】
2011017202.tif 000003
【図２】
2011017202.tif 000004
【図３】
2011017202.tif 000005
【図４】
2011017202.tif 000006