(57)【要約】【課題】  アームを交換することなく、荷重に耐える軸受装置と耐摩耗性に優れた軸受装置との両方を簡単に得ることにより、作業面、コスト面の負担を低減する。【解決手段】  アーム１３の先端側に設けた標準仕様の軸受装置１４よりも摩耗に対する耐久性が高い耐久型軸受装置３４を備えた耐摩耗トップ３２を、バケット１５に代えてアーム１３の先端側に取付ける構成とした。従って、荷重が作用する作業を行う場合には、アーム１３の軸受装置１４にバケット１５を直接的に取付ける。一方、土砂等の侵入による摩耗が懸念される作業を行う場合には、耐久型軸受装置３４を備えた耐摩耗トップ３２をアーム１３の先端側に取付け、この耐久型軸受装置３４にバケット１５を取付ける。これにより、簡単な作業で荷重に耐える軸受装置１４と耐摩耗性に優れた耐久型軸受装置３４との両方を得ることができる。【選択図】        図４
2007277930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の車体に俯仰動可能に設けられたブームと、該ブームの先端側に回動可能に設けられ先端側にピン結合用の軸受装置を備えたアームと、該アームの先端側に軸受装置を介して回動可能に取付けられる作業具とにより構成してなる建設機械の作業装置において、
前記軸受装置よりも摩耗に対する耐久性が高い耐久型軸受装置を備えた耐摩耗トップを、前記作業具に代えて前記アームの先端側に取付けることができるように予め用意しておき、
該耐摩耗トップを前記アームの先端側に取付けたときには、該耐摩耗トップに対して前記耐久型軸受装置を用いて前記作業具を取付ける構成としたことを特徴とする建設機械の作業装置。
【請求項２】
前記アームの先端側には、作業具シリンダの伸縮動作を前記作業具に伝えるリンク機構を取付けるための他の軸受装置を設け、
前記耐摩耗トップには、前記アームの軸受装置に連結ピンを用いて取付けられる第１の取付穴と前記他の軸受装置に連結ピンを用いて取付けられる第２の取付穴とを設ける構成としてなる請求項１に記載の建設機械の作業装置。
【請求項３】
前記耐摩耗トップは、前記第１の取付穴と第２の取付穴との間隔寸法と、耐久型軸受装置と第１の取付穴との間隔寸法とをほぼ同じ寸法に設定してなる請求項２に記載の建設機械の作業装置。
【請求項４】
前記耐摩耗トップの耐久型軸受装置は、前記耐摩耗トップの先端側に設けられたボス部材と、該ボス部材内に嵌着された外側ブッシュと、外周側が該外側ブッシュ内に摺動可能に嵌合され内周側が連結ピンに嵌着された内側ブッシュと、該内側ブッシュの端部と前記ボス部材の端部との間をシールする第１のシール部材と、前記内側ブッシュの端部と前記連結ピンの外周との間をシールする第２のシール部材とからなる二重ブッシュ構造として構成してなる請求項１，２または３に記載の建設機械の作業装置。
【請求項５】
建設機械の車体に俯仰動可能に設けられたブームと、該ブームの先端側に回動可能に設けられ先端側にピン結合用の第１の軸受装置と第２の軸受装置とが長さ方向に離間して配設されたアームと、該アームの先端側に第１の軸受装置を介して回動可能に取付けられる作業具と、該作業具を作動するために基端側が前記アームに取付けられ先端側が自由端となって該作業具の近傍に延在する作業具シリンダと、該作業具シリンダの伸縮動作を前記作業具に伝えるため該作業具シリンダの先端側を前記作業具とアーム先端の前記第２の軸受装置とに連結するリンク機構とにより構成してなる建設機械の作業装置において、
前記作業具に代えて前記アームの先端に取付けることができる交換トップを予め用意しておき、
該交換トップは、前記アームの先端側に取付けられるケーシングと、該ケーシングの長さ方向の中央位置に設けられ連結ピンを用いて前記アームの第１の軸受装置に取付けられる第１の取付穴と、前記ケーシングの長さ方向の基端側に設けられ連結ピンを用いて前記アームの第２の軸受装置に取付けられる第２の取付穴と、前記ケーシングの先端側に設けられた交換用軸受装置とにより構成し、
前記交換トップを前記アームの先端側に取付けたときには、前記交換トップに対して前記交換用軸受装置を用いて前記作業具を取付ける構成としたことを特徴とする建設機械の作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばアームの先端側で作業具を回動操作することにより各種の作業を行う建設機械の作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械としての油圧ショベルに搭載される作業装置は、旋回フレームの前側に俯仰動可能に設けられたブームと、該ブームの先端側に回動可能に設けられたアームと、該アームの先端側に回動可能に設けられたバケットと、前記旋回フレームとブームとの間に設けられ、該ブームを俯仰動させるブームシリンダと、前記ブームとアームとの間に設けられ、該アームを回動させるアームシリンダと、前記アームの先端側に位置して該アームとバケットとに連結されたリンク機構と、前記アームとリンク機構との間に設けられ、該リンク機構を介して前記バケットを回動させるバケットシリンダとにより大略構成されている。
【０００３】
また、アームの先端側には軸受装置が取付けられ、バケットには前記アームの軸受装置を挟む間隔をもって一対のブラケットが設けられている。そして、バケットのブラケットからアームの軸受装置内に連結ピンを挿着することにより、前記アームに対してバケットを回動可能に取付ける構成としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１５４７９号公報
【０００５】
ここで、油圧ショベルは、泥濘地での掘削作業、水中の土砂や堆積した泥土の排出作業等を行うことがあり、このような作業では、アームの先端側が泥土中、水中に漬かることになる。この場合、軸受装置に１つのシール部材を取付けていても、水圧、流動性等の影響によって微小な土砂がシール部材を通り抜けてしまい、摺動部位に侵入して摩耗を生じてしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、他の作業装置には、アームの先端に微小な土砂等が侵入するのを阻止し、摩耗に対する耐久性を高めた軸受装置を備えたものがある。この軸受装置は、ボス部材と、該ボス部材内に嵌着された外側ブッシュと、外周側が該外側ブッシュ内に摺動可能に嵌合されると共に内周側が連結ピンに嵌着された内側ブッシュと、該内側ブッシュの端部と前記ボス部材の端部との間をシールする第１のシール部材と、前記内側ブッシュの端部と前記連結ピンの外周との間をシールする第２のシール部材とにより構成されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献２】特開平１１−１０７３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した特許文献２による軸受装置では、ボス部材内に外側ブッシュと内側ブッシュとを設け、また内側ブッシュとボス部材との間に第１のシール部材を設け、内側ブッシュと連結ピンとの間に第２のシール部材を設ける構成としている。これにより、軸受装置は、２つのシール部材により微小な土砂が侵入するのを阻止し、泥濘地での掘削作業、水中での排出作業等で、摩耗に対する耐久性を特許文献１による軸受装置よりも高めることができる。
【０００９】
しかし、特許文献２の軸受装置が採用している二重ブッシュ構造は、部品点数が多く高価になるばかりでなく、大きな荷重が作用する地上での掘削作業等には適していない。従って、荷重が作用するような作業を行う場合には、アームを通常の軸受装置（特許文献１による軸受装置）が取付けられたものに交換しなくてはならず、作業面、コスト面の負担が増大するという問題がある。
【００１０】
また、アームの先端側に設けた軸受装置は、例えば長期の使用によってブッシュ等が摩耗したり、無理な作業、落石等によって損傷を生じる場合があり、この場合には軸受装置を交換する必要がある。しかし、軸受装置を交換するためには、アームの先端側に溶接されている軸受装置を切断し、新たな軸受装置をアームの先端側に再度溶接して取付けるという大変な作業を行う必要がある。
【００１１】
さらに、アームの先端部位が損傷した場合には、アーム全体を新たな軸受装置を備えた他のアームに交換するという大変な作業を行わなくてはならず、交換作業に多大な手間を要してしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、アームを交換することなく、荷重に耐える軸受装置と耐摩耗性に優れた軸受装置との両方を簡単に得ることができ、作業面、コスト面の負担を低減できるようにした建設機械の作業装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、軸受装置が摩耗や損傷をした場合に、溶接作業、アームの交換作業等を行うことなく、簡単な作業で新たな軸受装置をアームの先端側に設けることができるようにした建設機械の作業装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による建設機械の作業装置は、建設機械の車体に俯仰動可能に設けられたブームと、該ブームの先端側に回動可能に設けられ先端側にピン結合用の軸受装置を備えたアームと、該アームの先端側に軸受装置を介して回動可能に取付けられる作業具とにより構成している。
【００１５】
そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記軸受装置よりも摩耗に対する耐久性が高い耐久型軸受装置を備えた耐摩耗トップを、前記作業具に代えて前記アームの先端側に取付けることができるように予め用意しておき、該耐摩耗トップを前記アームの先端側に取付けたときには、該耐摩耗トップに対して前記耐久型軸受装置を用いて前記作業具を取付ける構成としたことにある。
【００１６】
請求項２の発明では、前記アームの先端側には、作業具シリンダの伸縮動作を前記作業具に伝えるリンク機構を取付けるための他の軸受装置を設け、前記耐摩耗トップには、前記アームの軸受装置に連結ピンを用いて取付けられる第１の取付穴と前記他の軸受装置に連結ピンを用いて取付けられる第２の取付穴とを設ける構成としたことにある。
【００１７】
請求項３の発明では、前記耐摩耗トップは、前記第１の取付穴と第２の取付穴との間隔寸法と、耐久型軸受装置と第１の取付穴との間隔寸法とをほぼ同じ寸法に設定したことにある。
【００１８】
請求項４の発明では、前記耐摩耗トップの耐久型軸受装置は、前記耐摩耗トップの先端側に設けられたボス部材と、該ボス部材内に嵌着された外側ブッシュと、外周側が該外側ブッシュ内に摺動可能に嵌合され内周側が連結ピンに嵌着された内側ブッシュと、該内側ブッシュの端部と前記ボス部材の端部との間をシールする第１のシール部材と、前記内側ブッシュの端部と前記連結ピンの外周との間をシールする第２のシール部材とからなる二重ブッシュ構造として構成したことにある。
【００１９】
請求項５の発明による建設機械の作業装置は、建設機械の車体に俯仰動可能に設けられたブームと、該ブームの先端側に回動可能に設けられ先端側にピン結合用の第１の軸受装置と第２の軸受装置とが長さ方向に離間して配設されたアームと、該アームの先端側に第１の軸受装置を介して回動可能に取付けられる作業具と、該作業具を作動するために基端側が前記アームに取付けられ先端側が自由端となって該作業具の近傍に延在する作業具シリンダと、該作業具シリンダの伸縮動作を前記作業具に伝えるため該作業具シリンダの先端側を前記作業具とアーム先端の前記第２の軸受装置とに連結するリンク機構とにより構成している。
【００２０】
そして、上述した課題を解決するために、請求項５の発明が採用する構成の特徴は、前記作業具に代えて前記アームの先端に取付けることができる交換トップを予め用意しておき、該交換トップは、前記アームの先端側に取付けられるケーシングと、該ケーシングの長さ方向の中央位置に設けられ連結ピンを用いて前記アームの第１の軸受装置に取付けられる第１の取付穴と、前記ケーシングの長さ方向の基端側に設けられ連結ピンを用いて前記アームの第２の軸受装置に取付けられる第２の取付穴と、前記ケーシングの先端側に設けられた交換用軸受装置とにより構成し、前記交換トップを前記アームの先端側に取付けたときには、前記交換トップに対して前記交換用軸受装置を用いて前記作業具を取付ける構成としたことにある。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、地上での地均し作業、通常の掘削作業等を行う場合には、アームに耐摩耗トップを取付けずに、該アームの軸受装置に作業具を回動可能に取付ける。これにより、アームの先端側には、大きな荷重に耐えうる通常の軸受装置に作業具を取付けることができる。
【００２２】
一方、泥濘地での掘削作業、水中の土砂や堆積した泥土の排出作業等のように軸受装置の摩耗が懸念されるような作業を行う場合には、アームから作業具を取外し、該作業具に代えてアームの先端側に摩耗に対する耐久性が高い耐久型軸受装置を備えた耐摩耗トップを取付ける。これにより、アームの先端側には、耐摩耗性に優れた耐久型軸受装置に作業具を取付けることができる。
【００２３】
従って、予め用意した耐摩耗トップをアームの先端側に取付け、取外しするという簡単な作業で、通常の軸受装置と耐摩耗性に優れた耐久型軸受装置との両方を得ることができる。この結果、アームの交換作業を行う必要がなく、アームを２本用意する必要もなくなるから、作業性を向上でき、またコスト面の負担を低減することができる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、アームの先端側に予め設けられている軸受装置と他の軸受装置を利用し、一の連結ピンを耐摩耗トップの第１の取付穴とアームの軸受装置とに挿着し、他の連結ピンを耐摩耗トップの第２の取付穴とアームの他の軸受装置とに挿着する。これにより、既存のアームに対して別途加工を施すことなく、耐摩耗トップを簡単な作業でアームに取付けることができる。
【００２５】
請求項３の発明によれば、耐摩耗トップに設けた第１の取付穴と第２の取付穴との間隔寸法と、耐久型軸受装置と第１の取付穴との間隔寸法とをほぼ同じ寸法にしているから、耐摩耗トップは、アーム先端から耐久型軸受装置までの突出寸法を短く抑えることができ、また全長を短く形成することができる。これにより、耐摩耗トップを用いるときにも、作業装置を軽量かつコンパクトに形成することができ、組立作業性、可搬性等を向上することができる。また、作業具シリンダを伸縮したときの作業具の回動量を、作業具をアームに直接的に取付けた場合とほぼ同じにすることができるから、操作性、作業性を向上することができる。
【００２６】
請求項４の発明によれば、二重ブッシュ構造をなす耐久型軸受装置は、第１のシール部材によりボス部材と内側ブッシュとの間をシールすることができ、第２のシール部材により内側ブッシュと連結ピンとの間をシールすることができる。これにより、２つのシール部材は、外側ブッシュと内側ブッシュとの間の摺動面に土砂等が侵入するのを確実かつ長期に亘って阻止することができるから、耐久型軸受装置の摩耗に対する耐久性を向上することができる。
【００２７】
請求項５の発明によれば、アームの先端側に設けている軸受装置が、例えば長期の使用によって摩耗したり、無理な作業、落石等によって損傷を生じた場合には、アームの先端側に交換用軸受装置を備えた交換トップを取付ける。これにより、溶接作業、アームの交換作業等を行うことなく、簡単な作業で新たな交換用軸受装置を作業具に交換してアームの先端側に設けることができ、該交換用軸受装置に作業具を取付けることができる。
【００２８】
また、交換トップは、アームの先端側に予め設けられている第１の軸受装置と第２の軸受装置を利用し、交換トップの第１の取付穴を連結ピンを用いてアームの第１の軸受装置に取付けることができ、交換トップの第２の取付穴を連結ピンを用いてアームの第２の軸受装置に取付けることができる。これにより、交換トップは、既存のアームに対して別途加工を施すことなく、簡単な作業でアームに取付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態に適用される建設機械の作業装置として、油圧ショベルの作業装置を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００３０】
まず、図１ないし図１２は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、１は建設機械としての油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載され該下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体３と、該上部旋回体３の前側に設けられた後述の作業装置１１，３１とにより大略構成されている。ここで、上部旋回体３は、旋回フレーム４と、該旋回フレーム４の左前側に搭載されたキャブ５、前記旋回フレーム４の後部に取付けられたカウンタウエイト６およびエンジン（図示せず）等を含んで構成されている。
【００３１】
次に、１１は上部旋回体３の前側に設けられた第１の実施の形態による作業装置を示している。この作業装置１１は、例えば泥濘地での掘削作業、水中での泥土のすくい出し作業、平地、崖地での掘削作業等、環境や負荷が異なる様々な作業を行うものである。この場合、泥濘地での掘削作業、水中での泥土のすくい出し作業は、作業時の負荷が小さいものの、水圧、流動性等の作用により水と一緒に微小な土砂が摺動部位に侵入してこの摺動部位が摩耗することが懸念される。一方、平地、崖地での掘削作業は、摺動部位に多量の土砂が侵入することは考えられないものの、作業時の衝撃等による負荷が大きくなる。
【００３２】
ここで、図１ないし図３に示す作業装置１１は、作業時の負荷が大きな作業、例えば平地、崖地等の掘削作業等を行うときの形態であり、後述するアーム１３の先端側にバケット１５を直接的に取付けている。また、図４ないし図１２に示す作業装置３１は、微小な土砂が摺動部位に侵入して摩耗することが懸念される作業、例えば泥濘地作業、水中作業を行うときの形態であり、アーム１３の先端側にバケット１５と代えて耐摩耗トップ３２を取付け、該耐摩耗トップ３２にバケット１５を取付けている。
【００３３】
そこで、第１の実施の形態では、最初に、大きな負荷が作用する作業に適している標準仕様の作業装置１１の形態について説明する。この標準仕様の作業装置１１は、後述のブーム１２、アーム１３、バケット１５、バケット連結ピン１６、リンク機構１７、リンク連結ピン１８、ブームシリンダ１９、アームシリンダ２０、バケットシリンダ２１等により大略構成されている。
【００３４】
１２は基端側が旋回フレーム４の前側に俯仰動可能に取付けられたブームを示している。このブーム１２は、内部が中空で横断面が四角形状のボックス構造体として形成され、全体としては「へ」字状に折り曲げられている。また、ブーム１２の長さ方向の中間部には、後述するブームシリンダ１９のロッド１９Ｂ先端が取付けられるブームシリンダ取付部１２Ａ（左側のみ図示）と、後述するアームシリンダ２０のチューブ２０Ａ基端が取付けられるアームシリンダブラケット１２Ｂとが設けられている。
【００３５】
１３はブーム１２の先端部に回動可能に取付けられたアームを示している。このアーム１３は、上フランジ１３Ａ、下フランジ１３Ｂ、左ウェブ１３Ｃ（図７等に図示）および右ウェブ１３Ｄにより内部が中空で横断面が四角形状のボックス構造体として形成されている。また、アーム１３は、図２に示すように、上フランジ１３Ａと下フランジ１３Ｂとが先端側に向けて漸次接近し、これにより、左ウェブ１３Ｃと右ウェブ１３Ｄとは先細り形状となっている。
【００３６】
また、アーム１３の基端部には、後方に突出してアームシリンダ２０のロッド２０Ｂ先端が取付けられるアームシリンダ取付部１３Ｅが設けられている。また、左，右のウェブ１３Ｃ，１３Ｄの基端側には、下フランジ１３Ｂ側に位置してブーム１２の先端部が回動可能に取付けられるブーム取付部１３Ｆ（右側のみ図示）が設けられている。さらに、上フランジ１３Ａの基端側には、後述するバケットシリンダ２１のチューブ２１Ａ基端を取付けるバケットシリンダブラケット１３Ｇが設けられている。
【００３７】
一方、左，右のウェブ１３Ｃ，１３Ｄの先端側には、図１１に示す如く、後述するリンク機構１７の第２のリンク１７Ｂを回動可能に支持する他の軸受装置としてのリンク用軸受装置１３Ｈが設けられている。また、アーム１３の先端部には、後述の軸受装置１４が設けられている。
【００３８】
１４はアーム１３の先端部に設けられた標準仕様の軸受装置で、該軸受装置１４は、アーム１３の一部を構成している。この軸受装置１４は、後述のバケット連結ピン１６を介してバケット１５を回動可能に支持するものである。ここで、標準仕様の軸受装置１４は、図３に示すように、後述のブッシュ１４Ｂがバケット連結ピン１６の外周面に対して広い接触面積をもって摺接することにより、掘削するときに生じる衝撃等を受け止めることができ、大きな負荷にも耐えることができる構造となっている。
【００３９】
そして、標準仕様の軸受装置１４は、アーム１３の先端部に左，右方向に延びて取付けられた円筒状のボス部材１４Ａと、該ボス部材１４Ａ内に嵌着され、内周側にバケット連結ピン１６が摺動可能に挿着されるブッシュ１４Ｂと、該ブッシュ１４Ｂの両端側に位置して前記ボス部材１４Ａ内に取付けられた一対のシール部材１４Ｃとにより大略構成されている。また、ボス部材１４Ａとブッシュ１４Ｂには、該ブッシュ１４Ｂとバケット連結ピン１６との摺動面に潤滑油を充填するために給油通路１４Ｄが設けられている。
【００４０】
１５はアーム１３の先端側に回動可能に設けられたバックホウ式のバケットで、該バケット１５は、作業装置１１の先端部に取付けられる作業具の一つを構成している。そして、バケット１５は、凹状に湾曲して形成された底板１５Ａと、該底板１５Ａの左，右両側に固着された側板１５Ｂと、前記底板１５Ａの基端側に間隔をもって立設された左，右のブラケット１５Ｃとによって大略構成されている。
【００４１】
また、バケット１５の各ブラケット１５Ｃには、アーム用ピン穴１５Ｃ1とリンク用ピン穴１５Ｃ2とが形成されている。そして、バケット１５は、各ブラケット１５Ｃに設けられたアーム用ピン穴１５Ｃ1からアーム１３の軸受装置１４に後述のバケット連結ピン１６を挿着することにより、アーム１３の先端側に回動可能に連結されている。
【００４２】
１６はバケット１５をアーム１３の先端側に取付けるためのバケット連結ピンを示している。このバケット連結ピン１６は、バケット１５の各ブラケット１５Ｃに設けられたアーム用ピン穴１５Ｃ1からアーム１３の軸受装置１４に挿着されることにより、アーム１３の先端側にバケット１５を回動可能に連結するものである。また、バケット連結ピン１６は、バケット１５を後述する耐摩耗トップ３２の耐久型軸受装置３４に取付けるときにも使用することができる。
【００４３】
また、１７はアーム１３の先端側に位置して該アーム１３とバケット１５とに連結されたリンク機構で、該リンク機構１７は、バケット１５の回動角度を大きくするものである。そして、リンク機構１７は、一端側がバケット１５の各ブラケット１５Ｃに設けられたリンク用ピン穴１５Ｃ2にリンク連結ピン１８を介して回動可能に連結された第１のリンク１７Ａと、一端が該第１のリンク１７Ａの他端を挟む位置に連結ピン１７Ｃを介して回動可能に連結された第２のリンク１７Ｂとにより構成されている。また、第２のリンク１７Ｂの他端は、アーム１３のリンク用軸受装置１３Ｈにリンク連結ピン１８を介して回動可能に取付けられている。
【００４４】
１９は旋回フレーム４とブーム１２との間に設けられた２本のブームシリンダ（右側のみ図示）で、該各ブームシリンダ１９は、ブーム１２を俯仰動するものである。また、ブームシリンダ１９は、チューブ１９Ａの基端が旋回フレーム４の前端部に回動可能に取付けられ、ロッド１９Ｂの先端がブーム１２のブームシリンダ取付部１２Ａに回動可能に取付けられている。
【００４５】
２０はブーム１２とアーム１３との間に設けられたアームシリンダで、該アームシリンダ２０は、ブーム１２に対してアーム１３を回動するものである。また、アームシリンダ２０は、チューブ２０Ａの基端がブーム１２のアームシリンダブラケット１２Ｂに回動可能に取付けられ、ロッド２０Ｂの先端がアーム１３のアームシリンダ取付部１３Ｅに回動可能に取付けられている。
【００４６】
２１はアーム１３とバケット１５との間に設けられたバケットシリンダで、該バケットシリンダ２１は、バケット１５をアーム１３の先端で回動するものである。また、バケットシリンダ２１は、チューブ２１Ａの基端がアーム１３のバケットシリンダブラケット１３Ｇに回動可能に取付けられ、ロッド２１Ｂの先端がリンク機構１７の連結ピン１７Ｃに各リンク１７Ａ，１７Ｂと一緒に回動可能に取付けられている。
【００４７】
このような標準仕様の作業装置１１は、アーム１３の先端部に設けた標準仕様の軸受装置１４にバケット連結ピン１６を介してバケット１５を取付けている。このときに軸受装置１４は、広い接触面積を有するブッシュ１４Ｂによりバケット連結ピン１６を回動可能に支持しているから、軸受装置１４は、バケット１５から伝達する衝撃を十分に受け止めることができる。これにより、標準仕様の作業装置１１は、例えば平地、崖地等を掘削する作業、建築物の解体作業等に適している。
【００４８】
次に、土砂、水分が摺動部位に侵入して摩耗する虞のある作業に適している耐摩耗仕様の作業装置３１の形態について、図４ないし図１２を参照しつつ説明する。この耐摩耗仕様の作業装置３１は、前述した標準仕様の作業装置１１に後述の耐摩耗トップ３２等を取付けたものである。詳しくは、アーム１３の先端側にバケット１５に代えて耐摩耗トップ３２を取付け、この耐摩耗トップ３２の耐久型軸受装置３４にバケット連結ピン１６を用いてバケット１５を取付ける構成となっている。そこで、標準仕様の作業装置１１を耐摩耗仕様の作業装置３１に簡単に変更することができる耐摩耗トップ３２について説明する。
【００４９】
３２はアーム１３の先端側に着脱可能に取付けられる耐摩耗トップを示している。この耐摩耗トップ３２は、土砂等が摺動部位に侵入して摩耗することが考えられる作業、例えば泥濘地作業、水中作業等を行うときに用いられるもので、その先端側にはバケット１５を回動可能に取付けることができる。これにより、耐摩耗トップ３２は、バケット１５を回動したときの摺動部位の摩耗を抑制して寿命を延ばすものである。そして、耐摩耗トップ３２は、図５、図７に示す如く、後述のケーシング３３と耐久型軸受装置３４とにより大略構成されている。
【００５０】
３３は耐摩耗トップ３２のケーシングで、該ケーシング３３は、図８、図９に示すように、基端側がコ字状に切欠かれ、先端部が狭幅に形成されている。また、ケーシング３３の左，右の側面には、長さ方向のほぼ中間部に位置して、アーム１３の軸受装置１４に後述の連結ピン３６を用いて取付けられる第１の取付穴３３Ａと、基端部に位置してアーム１３のリンク用軸受装置１３Ｈに連結ピン３６を用いて取付けられる第２の取付穴３３Ｂとを有している。また、各取付穴３３Ａ，３３Ｂには、ブッシュ（図示せず）が挿嵌されている。さらに、ケーシング３３の先端部には、後述の耐久型軸受装置３４が取付けられている。
【００５１】
ここで、第１の取付穴３３Ａと第２の取付穴３３Ｂとの間隔寸法Ｌ1と耐久型軸受装置３４と第１の取付穴３３Ａとの間隔寸法Ｌ2とは、ほぼ同じ寸法に設定されている（Ｌ1≒Ｌ2）。これにより、ケーシング３３をアーム１３の先端側に取付けたときに、該アーム１３の先端から耐久型軸受装置３４までの突出寸法を短く抑えることができ、当該ケーシング３３の全長を短くすることができる。
【００５２】
この構成とすることにより、耐摩耗トップ３２を用いるときにも、作業装置３１を軽量かつコンパクトに形成することができ、組立作業性、可搬性等を向上することができる。また、耐摩耗トップ３２を含むアーム１３の全長を短く抑えることができるから、該アーム１３、バケットシリンダ２１等に作用する負荷を低減することができる。さらに、バケットシリンダ２１を伸縮したときにリンク機構１７を介してバケット１５が回動する量（角度）を、バケット１５をアーム１３に直接的に取付けた場合とほぼ同じにすることができ、操作性、作業性を向上することができる。
【００５３】
３４はケーシング３３の先端部に設けられた耐久型軸受装置で、該耐久型軸受装置３４は、標準仕様の軸受装置１４とほぼ同様に、アーム１３の先端側にバケット１５を回動可能に取付けるものである。しかし、耐久型軸受装置３４は、標準仕様の軸受装置１４よりも摩耗に対する耐久性が高い構造を有している。
【００５４】
即ち、耐久型軸受装置３４は、図１０に示す如く、ケーシング３３の先端部に左，右方向に延びて取付けられた円筒状のボス部材３４Ａと、該ボス部材３４Ａ内の軸方向の両側に嵌着された外側ブッシュ３４Ｂと、該各外側ブッシュ３４Ｂ内に摺動可能に嵌合され、内周側がバケット連結ピン１６に嵌着される内側ブッシュ３４Ｃと、該内側ブッシュ３４Ｃの端部とボス部材３４Ａの端部との間を２段でシールする第１のシール部材３４Ｄと、前記内側ブッシュ３４Ｃの端部とバケット連結ピン１６の外周との間をシールする第２のシール部材３４Ｅ等とにより二重ブッシュ構造として構成されている。また、ボス部材３４Ａと外側ブッシュ３４Ｂには、該外側ブッシュ３４Ｂと内側ブッシュ３４Ｃとの間の摺動面に潤滑油を供給するための給油通路３４Ｆが設けられている。
【００５５】
ここで、二重ブッシュ構造をなす耐久型軸受装置３４は、外側ブッシュ３４Ｂと内側ブッシュ３４Ｃとの間を摺動面とし、外部からこの摺動面に通じる部位に２段の第１のシール部材３４Ｄと１段の第２のシール部材３４Ｅを配置している。これにより、各シール部材３４Ｄ，３４Ｅにより摺動面側に微小な土砂、水等が侵入するのを効率よく阻止することができ、外側ブッシュ３４Ｂ、内側ブッシュ３４Ｃの耐久性を高めて寿命を延ばすことができる。
【００５６】
３５は耐摩耗トップ３２を構成する２個の追加リンクを示している。この追加リンク３５は、一端がリンク機構１７の第１のリンク１７Ａの他端と後述する追加ロッド３７の先端に回動可能に連結され、他端がケーシング３３の第１の取付穴３３Ａに回動可能に取付けられている。ここで、追加リンク３５は、ケーシング３３の第１の取付穴３３Ａと第２の取付穴３３Ｂとの間隔寸法Ｌ1と耐久型軸受装置３４と第１の取付穴３３Ａとの間隔寸法Ｌ2とをほぼ同じ寸法に設定したことにより、既存のリンク機構１７で使用している第２のリンク１７Ｂと同じ長さ、形状のものを共通部品として使用することができる。
【００５７】
３６は４本の長尺な連結ピンを示している。この４本の連結ピン３６のうちの２本は、耐摩耗トップ３２のケーシング３３をアーム１３の先端側に取付けるのに使用される。そして、２本の連結ピン３６のうちの１本は、図１１、図１２等に示す如く、アーム１３の軸受装置１４にケーシング３３の第１の取付穴３３Ａと追加リンク３５の他端とを位置決めし、この状態で挿着されることにより、アーム１３に耐摩耗トップ３２のケーシング３３を取付け、該ケーシング３３に追加リンク３５を回動可能に取付けるものである。また、もう１本の連結ピン３６は、アーム１３のリンク用軸受装置１３Ｈにケーシング３３の第２の取付穴３３Ｂとリンク機構１７の第２のリンク１７Ｂの他端とを位置決めし、この状態で挿着されることにより、アーム１３にケーシング３３を取付け、該ケーシング３３に第２のリンク１７Ｂを回動可能に取付けるものである。
【００５８】
また、他の１本の連結ピン３６は、リンク機構１７の第１のリンク１７Ａと追加リンク３５と後述の追加ロッド３７とを連結するのに用いられている。さらに他の連結ピン３６は、リンク機構１７の第２のリンク１７Ｂとバケットシリンダ２１のロッド２１Ｂ先端部と追加ロッド３７とを連結するのに用いられている。
【００５９】
このように、４本の連結ピン３６は、アーム１３よりも耐摩耗トップ３２のケーシング３３が広幅となっている分だけリンク連結ピン１８等よりも長尺に形成されている。また、各連結ピン３６のうちの２本は、別途締着手段等を用いることなく、標準仕様のアーム１３に予め設けられている軸受装置１４とリンク用軸受装置１３Ｈとを利用して耐摩耗トップ３２のケーシング３３を簡単に固定して取付けることができ、また簡単に取外すことができる。
【００６０】
３７はリンク機構１７の第１のリンク１７Ａとバケットシリンダ２１とを連結する追加ロッドで、該追加ロッド３７は、基端側が二股に分岐したＹ字状に形成されている。また、追加ロッド３７は、基端部をバケットシリンダ２１のロッド２１Ｂ先端部と同軸に配置し、該基端部を両側から挟むようにスペーサ３８と第２のリンク１７Ｂの一端とを配置した状態で、これらに亘って連結ピン３６が挿着されている。また、追加ロッド３７の先端部は、第１のリンク１７Ａの他端と同軸に配置され、該第１のリンク１７Ａを両側から挟むようにスペーサ３８と追加リンク３５の一端とが配置された状態で連結ピン３６が挿着されている。これにより、追加ロッド３７は、耐摩耗トップ３２を設けて離間したバケット１５とバケットシリンダ２１とを連結することができる。
【００６１】
第１の実施の形態に適用される油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、作業内容に応じて、平地、崖地等での掘削作業に適した標準仕様の作業装置１１と、土砂等が摺動部位に侵入して摩耗することが考えられる泥濘地、水中での作業に適した耐摩耗仕様の作業装置３１とに変更することができる。
【００６２】
まず、標準仕様の作業装置１１は、アーム１３の先端部に設けた標準仕様の軸受装置１４にバケット連結ピン１６を介してバケット１５を取付けることにより、ブッシュ１４Ｂをバケット連結ピン１６に対して広い接触面積で摺接させることができ、バケット１５から伝達する衝撃を十分に受承することができる。これにより、標準仕様の作業装置１１は、例えば平地、崖地等を掘削する作業、建築物の解体作業等を行うことができる。
【００６３】
一方、土砂が摺動部位に侵入して摩耗する虞がある作業を行う場合には、アーム１３の先端側に摩耗に対する耐久性が高い耐久型軸受装置３４を備えた耐摩耗トップ３２を取付ける。このときの作業は、連結ピン３６を用いてアーム１３の先端側に予め用意された耐摩耗トップ３２をバケット１５に代えて取付け、この耐摩耗トップ３２の耐久型軸受装置３４にバケット連結ピン１６等を用いてバケット１５を取付ける。このように、簡単な作業で標準仕様の作業装置１１を耐摩耗仕様の作業装置３１に変更することができる。
【００６４】
これにより、耐摩耗仕様の作業装置３１は、二重ブッシュ構造をなす耐久型軸受装置３４により、摺動面側に土砂、水等が侵入するのを効率よく阻止することができる。従って、外側ブッシュ３４Ｂ、内側ブッシュ３４Ｃの耐久性を高めることができるから、耐摩耗仕様の作業装置３１は、土砂の侵入による摩耗が懸念される泥濘地作業、水中作業等を行う場合でも、急激な摩耗を生じることなく長期間に亘って安定して使用することができる。
【００６５】
このように構成される第１の実施の形態によれば、例えば掘削時の衝撃等による荷重が作用する平地、崖地等を掘削する作業、地均し作業、建築物の解体作業等を行う場合には、アーム１３に耐摩耗トップ３２を取付けずに、該アーム１３の軸受装置１４にバケット連結ピン１６を挿着し、バケット１５の各ブラケット１５Ｃを取付ける。これにより、アーム１３の先端側には、比較的に大きな荷重が作用する作業に適した標準仕様の軸受装置１４にバケット１５を取付けることができる。
【００６６】
一方、泥濘地作業、水中作業等を行う場合には、アーム１３の先端側に土砂や水の侵入を阻止することで摩耗に対する耐久性が高い耐久型軸受装置３４を備えた耐摩耗トップ３２を、バケット１５に代えて取付けることができ、該耐摩耗トップ３２の耐久型軸受装置３４にバケット連結ピン１６を介してバケット１５を取付けることができる。これにより、アーム１３の先端側には、泥濘地作業、水中作業等に適した耐摩耗トップ３２を取付けることができ、該耐摩耗トップ３２にバケット１５を取付けることができる。
【００６７】
従って、第１の実施の形態では、予め用意した耐摩耗トップ３２をアーム１３の先端側に取付け、取外しするという簡単な作業で、荷重に耐える標準仕様の軸受装置１４と、耐摩耗性に優れた耐久型軸受装置３４との両方を得ることができる。この結果、アーム１３の交換作業を行う必要がなく、アーム１３を２本用意する必要もなくなるから、作業装置１１，３１を切換えるときの作業性を向上でき、また顧客のコスト面の負担を低減することができる。
【００６８】
また、耐摩耗トップ３２は、既存のアーム１３の先端側に予め設けられている軸受装置１４とリンク用軸受装置１３Ｈを利用し、連結ピン３６を用いて取付けることができる。これにより、耐摩耗トップ３２は、アーム１３に対して別途加工を施すことなく簡単に取付けることができる。
【００６９】
しかも、耐摩耗トップ３２は、第１の取付穴３３Ａと第２の取付穴３３Ｂとの間隔寸法Ｌ1と、耐久型軸受装置３４と第１の取付穴３３Ａとの間隔寸法Ｌ2とをほぼ同じ寸法に設定している。これにより、耐摩耗トップ３２のケーシング３３は、アーム１３先端から耐久型軸受装置３４までの突出寸法を短く抑えることができ、また、全長を短くすることができる。
【００７０】
この結果、耐摩耗トップ３２を用いたときに、該耐摩耗トップ３２を含むアーム１３の全長が不用意に長くなるのを抑制することができるから、作業装置３１を軽量かつコンパクトに形成することができ、組立作業性、可搬性等を向上することができる。また、アーム１３、バケットシリンダ２１等に作用する負荷を低減することができる。さらに、バケットシリンダ２１を伸縮したときにリンク機構１７を介してバケット１５が回動する量（角度）を、バケット１５をアーム１３に直接的に取付けた場合とほぼ同じにすることができ、操作性、作業性を向上することができる。
【００７１】
また、ケーシング３３の第１の取付穴３３Ａと第２の取付穴３３Ｂとの間隔寸法Ｌ1と耐久型軸受装置３４と第１の取付穴３３Ａとの間隔寸法Ｌ2とをほぼ同じ寸法に設定したことにより、耐摩耗トップ３２の追加リンク３５は、既存のリンク機構１７で使用している第２のリンク１７Ｂと同じ長さ、形状とすることができる。これにより、追加リンク３５と第２のリンク１７Ｂとを共通部品とすることができるから、誤組付けの防止、コストの削減等を図ることができる。
【００７２】
さらに、泥濘地作業、水中作業等に用いる耐久型軸受装置３４は、外側ブッシュ３４Ｂと内側ブッシュ３４Ｃとの摺動面を第１のシール部材３４Ｄ、第２のシール部材３４Ｅによりシールすることができる。これにより、外側ブッシュ３４Ｂと内側ブッシュ３４Ｃとの摺動面に土砂等が侵入するのを確実かつ長期に亘って阻止することができ、耐久型軸受装置３４の摩耗に対する耐久性を向上することができる。
【００７３】
次に、図１３ないし図１５は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、作業具に代えてアームの先端側に交換用軸受装置を設けた交換トップを取付ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７４】
図１３において、４１はアーム１３の先端側に着脱可能に取付けられる第２の実施の形態による交換トップを示している。この交換トップ４１は、アーム１３の先端側に設けている軸受装置１４が、例えば長期の使用によって摩耗したり、無理な作業、落石等によって損傷を生じた場合に、バケット１５に代えてアーム１３の先端側に取付けるものである。そして、交換トップ４１は、図１４、図１５に示す如く、後述するケーシング４２と交換用軸受装置４３とにより大略構成されている。
【００７５】
４２は交換トップ４１のケーシングを示している。このケーシング４１は、前述した第１の実施の形態によるケーシング３３とほぼ同様に、長さ方向のほぼ中間部に位置してアーム１３の第１の軸受装置となる軸受装置１４に連結ピン３６を用いて取付けられる第１の取付穴４２Ａと、長さ方向の基端側に位置してアーム１３の第２の軸受装置となるリンク用軸受装置１３Ｈに連結ピン３６を用いて取付けられる第２の取付穴４２Ｂとを有している。
【００７６】
４３はケーシング４２の先端部に設けられた交換用軸受装置を示している。この交換用軸受装置４３は、アーム１３の先端側にバケット１５を回動可能に取付けるもので、第１の実施の形態による標準仕様の軸受装置１４とほぼ同様に構成されている。
【００７７】
ここで、交換トップ４１は、第１の実施の形態による耐摩耗トップ３２とほぼ同様に、ケーシング４２の第１の取付穴４２Ａと第２の取付穴４２Ｂとの間隔寸法Ｌ1と交換用軸受装置４３と第１の取付穴４２Ａとの間隔寸法Ｌ2とをほぼ同じ寸法に設定している（Ｌ1≒Ｌ2）。
【００７８】
かくして、このように構成された第２の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、アーム１３の先端側に設けている軸受装置１４が、例えば長期の使用によって摩耗したり、無理な作業、落石等によって損傷を生じた場合には、バケット１５に代えて交換用軸受装置４３を備えた交換トップ４１を取付けることができる。これにより、溶接作業、アーム１３の交換作業等を行うことなく、簡単な作業で新たな交換用軸受装置４３を得ることができ、該交換用軸受装置４３にバケット１５を取付けて作業を行うことができる。
【００７９】
なお、第１の実施の形態では、耐久型軸受装置３４を、アーム１３の先端側に設けられたボス部材３４Ａと、該ボス部材３４Ａ内に嵌着された外側ブッシュ３４Ｂと、外周側が該外側ブッシュ３４Ｂ内に摺動可能に嵌合され内周側がバケット連結ピン１６に嵌着された内側ブッシュ３４Ｃと、該内側ブッシュ３４Ｃと前記ボス部材３４Ａとの間をシールする第１のシール部材３４Ｄと、前記内側ブッシュ３４Ｃとバケット連結ピン１６との間をシールする第２のシール部材３４Ｅとからなる二重ブッシュ構造として構成した場合を例に挙げて説明した。
【００８０】
しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１６に示すような変形例による耐久型軸受装置５１を用いてもよい。この場合、耐久型軸受装置５１は、円筒状のボス部材５１Ａと、該ボス部材５１Ａ内に嵌着され、内周側にバケット連結ピン１６が摺動可能に挿着されるブッシュ５１Ｂと、該ブッシュ５１Ｂの両端側に位置して前記ボス部材５１Ａ内に２個ずつ取付けられたシール部材５１Ｃとにより構成すればよい。この構成でも、２段に配置されたシール部材５１Ｃが土砂や水の侵入を防止し、摩耗に対する耐久性を高めることができる。また、高性能な１段のシール部材を用いたり、ボス部材、ブッシュの構造を変更して土砂等の侵入を防止するようにした耐久型軸受装置としてもよい。
【００８１】
一方、第１の実施の形態では、リンク機構１７の第１のリンク１７Ａとバケットシリンダ２１のロッド２１Ｂとを連結する追加ロッド３７を、基端側が二股に分岐したＹ字状に形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば追加リンク３５のように板体に２個のピン穴を形成したものを追加ロッドとして用い、リンク機構１７の第１のリンク１７Ａとバケットシリンダ２１のロッド２１Ｂとを連結する構成としてもよい。即ち、追加ロッドは、リンク機構１７の第１のリンク１７Ａとバケットシリンダ２１のロッド２１Ｂとを連結できる構造であれば、例示した形状以外の形状を採用してもよいものである。この構成は第２の実施の形態にも同様に適用することができるものである。
【００８２】
さらに、各実施の形態では、作業装置１１，３１の先端側に作業具としてバケット１５を取付けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、アーム１３の先端側に例えばブレーカ、フォークグラップル、圧砕機等の作業具を取付ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に適用される油圧ショベルを標準仕様の作業装置を備えた状態で示す正面図である。
【図２】図１中のアームとバケットとリンク機構とバケットシリンダを拡大して示す正面図である。
【図３】標準仕様の軸受装置とバケット連結ピンを図２中の矢示III−III方向からみた拡大断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に適用される油圧ショベルを耐摩耗仕様の作業装置を備えた状態で示す正面図である。
【図５】図４中のアームとバケットとリンク機構とバケットシリンダと耐摩耗トップを拡大して示す正面図である。
【図６】アームの先端側に耐摩耗トップを取付ける状態を示す動作説明図である。
【図７】図５に示すアームとリンク機構とバケットシリンダと耐摩耗トップを拡大して示す平面図である。
【図８】耐摩耗トップを拡大して示す正面図である。
【図９】耐摩耗トップを拡大して示す平面図である。
【図１０】耐久型軸受装置とバケット連結ピンを図５中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた拡大断面図である。
【図１１】アームとバケットとリンク機構とバケットシリンダと耐摩耗トップ等を分解した状態で示す分解正面図である。
【図１２】アームとバケットとリンク機構とバケットシリンダと耐摩耗トップ等を分解した状態で示す分解平面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に適用される交換トップをアームの先端側に取付ける状態を示す動作説明図である。
【図１４】交換トップを拡大して示す正面図である。
【図１５】交換トップを拡大して示す平面図である。
【図１６】本発明の変形例による耐久型軸受装置をバケット連結ピンと一緒に示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  油圧ショベル（建設機械）
２  下部走行体（車体）
３  上部旋回体（車体）
１１  標準仕様の作業装置
１２  ブーム
１３  アーム
１３Ａ  上フランジ
１３Ｂ  下フランジ
１３Ｃ  左ウェブ
１３Ｄ  右ウェブ
１３Ｅ  アームシリンダ取付部
１３Ｆ  ブーム取付部
１３Ｇ  バケットシリンダブラケット
１３Ｈ  リンク用軸受装置
１４  標準仕様の軸受装置
１５  バケット
１５Ａ  底板
１５Ｂ  側板
１５Ｃ  ブラケット
１６  バケット連結ピン
１７  リンク機構
１７Ａ  第１のリンク
１７Ｂ  第２のリンク
１７Ｃ，３６  連結ピン
１８  リンク連結ピン
２１  バケットシリンダ
３１  耐摩耗仕様の作業装置
３２  耐摩耗トップ
３３，４２  ケーシング
３３Ａ，４２Ａ  第１の取付穴
３３Ｂ，４２Ｂ  第２の取付穴
３４，５１  耐久型軸受装置
３４Ａ  ボス部材
３４Ｂ  外側ブッシュ
３４Ｃ  内側ブッシュ
３４Ｄ  第１のシール部材
３４Ｅ  第２のシール部材
３５  追加リンク
３７  追加ロッド
４１  交換トップ
４３  交換用軸受装置
Ｌ1  ケーシングの第１の取付穴と第２の取付穴との間隔寸法
Ｌ2  軸受装置とケーシングの第１の取付穴との間隔寸法
【図１】
2007277930.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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