JP3745674B2 - 建設機械の作業用アタッチメント格納装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械における機械本体の先端部又は後端部に、前後方向に起伏可能かつ左右方向に傾動可能に取り付けられた作業用アタッチメントを、所定の姿勢で格納するための装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、杭打機のリーダー支持装置として以下のような構成が公知である(実公平5-26111号公報)。ここでは、図5及び図6に示すように、杭打機500のベースマシン501からフロントブラケット502を突設している。このフロントブラケット502にリーダー支持フレーム503を前後2組のブラケット504を介してピン505にてベースマシン501の左右方向に傾転(回動)可能に軸支している。このリーダー支持フレーム503に、リーダー506と起伏用シリンダ507の基端をピン結合しており、さらにリーダー支持フレーム503の側端部をフロントブラケット502に立設した傾転用シリンダ508とピン結合している。
【0003】
そして、傾転用シリンダ508の伸縮動作により、リーダー支持フレーム503をベースマシン501の左右方向に回動し、これによりリーダー506は左右方向に傾転する。また、起伏用シリンダ507の伸縮動作によりリーダー506はベースマシン501の前後方向へ起伏し、起伏用シリンダ507を最大限度まで縮小することにより、輸送時にはリーダー506をベースマシン501の上部に略水平に倒して格納する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現地での作業終了後、リーダー506を傾転したままの状態でベースマシン501の上部に格納すると、リーダー506がベースマシン501の上部からはみ出して、輸送困難となってしまう。また、リーダー506の格納位置が上部構造体509の横側にあるような小型機では(図5はその例である)、リーダー506がベースマシン501の上部構造体509に接触してこれを破損等するおそれもあった。そこで、オペレータは、傾転用シリンダ508を縮小して、リーダー506の左右方向の傾転をなくした上で、起伏用シリンダ507を縮小することとしている。
【0005】
その際、従来はオペレータがリーダー506の姿勢を目視で確認しながら上記格納作業を行うため、リーダー506を杭打機500の所定位置に確実に格納するのが困難であり、特に狭隘なスペース内での格納作業を余儀なくされる小型機にあっては、その作業が大変であった。なお、上部構造体509とリーダー506の干渉防止用のガード部材を設けることもあるが、その場合には、視認性を阻害し、コストアップともなる。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作業用アタッチメントの格納作業を容易化する建設機械の作業用アタッチメント格納装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、機械本体の先端部又は後端部に取り付けられた作業用アタッチメントを起立位置と倒伏位置との間で前後方向に起伏させる起伏用アクチュエータと、同作業用アタッチメントを左右方向に傾転させる傾転用アクチュエータとを備え、起伏用アクチュエータを駆動して作業用アタッチメントを機械本体の上部の格納場所に倒伏させた状態で格納する建設機械の作業用アタッチメント格納装置であって、上記作業用アタッチメントの傾転角度を検出する傾転検出手段と、制御手段とを備え、制御手段は、上記傾転検出手段で検出される傾転角度が上記格納場所に対応した設定値を超える範囲では、作業用アタッチメントが倒伏位置に向かう起伏用アクチュエータの動作を制限することを特徴とするものである。
【0008】
この構成によれば、制御手段の働きによって、傾転検出手段で検出される傾転角度が上記格納場所に対応した設定値を超える範囲では、作業用アタッチメントが倒伏位置に向かう起伏用アクチュエータの動作が制限されるので、オペレータは、作業用アタッチメントの傾転角度が設定値を超える範囲にある間は、たとえ作業用アタッチメントを誤って倒伏するように起伏用アクチュエータを操作したとしても同アクチュエータが直ちに動作することはない。したがって、作業用アタッチメントを傾転させたまま倒伏させるおそれがなくなる。
【0009】
請求項2記載の発明は、機械本体の先端部又は後端部に取り付けられた作業用アタッチメントを起立位置と倒伏位置との間で前後方向に起伏させる起伏用アクチュエータと、同作業用アタッチメントを左右方向に傾転させる傾転用アクチュエータとを備え、起伏用アクチュエータを駆動して作業用アタッチメントを機械本体の上部の格納場所に倒伏させた状態で格納する建設機械の作業用アタッチメント格納装置であって、上記作業用アタッチメントの起伏角度を検出する起伏検出手段と、制御手段とを備え、制御手段は、上記起伏検出手段で検出される起伏角度が上記格納場所に対応した設定値の範囲内では、作業用アタッチメントを傾転させる傾転用アクチュエータの動作を制限することを特徴とするものである。
【0010】
この構成によれば、制御手段の働きによって、起伏検出手段で検出される起伏角度が上記格納場所に対応した設定値の範囲内では、作業用アタッチメントを傾転させる傾転用アクチュエータの動作が制限されるので、オペレータは、作業用アタッチメントの起伏角度が設定値の範囲内にある間は、たとえ作業用アタッチメントを誤って傾転するように傾転用アクチュエータを操作したとしても同アクチュエータが直ちに動作することはない。したがって、作業用アタッチメントを倒伏させたまま傾転させるおそれがなくなる。
【0011】
請求項1記載の発明において、上記機械本体は上記格納場所の横側に設けられた上部構造体を有し、上記設定値は上記格納場所に対応した値であって、かつ上記作業用アタッチメントの起伏動作によりこの作業用アタッチメントが前記上部構造体に干渉しない値に設定されることとすれば(請求項3)、作業用アタッチメントが格納時に機械本体の上部構造体に接触して破損等するおそれがなくなるので、機械本体の上部構造体の横側に作業用アタッチメントを格納するような構造を有する小型の建設機械に好適である。
【0012】
請求項2記載の発明において、上記機械本体は上記格納場所の横側に設けられた上部構造体を有し、上記設定値は上記格納場所に対応した値であって、かつ上記作業用アタッチメントの傾転動作によりこの作業用アタッチメントが前記上部構造体に干渉しない値に設定されることとすれば(請求項4)、作業用アタッチメントが格納時に機械本体の上部構造体に接触して破損等するおそれがなくなるので、機械本体の上部構造体の横側に作業用アタッチメントを格納するような構造を有する小型の建設機械に好適である。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態に係る油圧ショベルのリーダーの起立状態を示す側面図、図2はそのリーダーの格納状態を示す側面図である。以下、建設機械として、油圧ショベルを例にとって説明する。
【0014】
図1及び図2に示すように、油圧ショベルの車体は、下部走行体1と、上部旋回体(機械本体)2とより構成されており、この上部旋回体2の前部には作業用アタッチメント3が前後方向に起伏可能かつ左右方向に傾転可能に装着されている。
【0015】
下部走行体1は、左右のクローラフレーム4及びクローラ(いずれも片側のみ図示)5からなり、両側クローラ5が、左右の走行モータ6により個別に回転駆動されて走行する。この下部走行体1の後部には、ドーザ7が装着されている。
【0016】
上部旋回体2は、旋回フレーム8、キャビン(上部構造体)9、機械室10等からなり、キャビン9には、操作レバー11や計器盤12が配置されている。また、機械室10には、図示しない油圧ポンプ等を駆動するエンジンが横置きに配置されている。なお、キャビン9は、上部旋回体2の幅方向中央から偏心した位置に設けられ、作業用アタッチメント3は、このキャビン9の位置と反対側に偏心した位置に取り付けられているので、キャビン9の横側の空きスペースが作業用アタッチメント3の格納場所となる。
【0017】
作業用アタッチメント3としてのリーダー17は、上下スプロケット171,172間に掛け渡され、油圧モータ173で駆動されるチェーン174により、図示しないドリル等を駆動する油圧駆動装置175を上下動させるようになっている。リーダー17の下端部には、アウトリガ176が装着されている。
【0018】
また、このリーダー17には、上記油圧ポンプからの圧油により伸縮動作してリーダー17を、起立位置と倒伏位置との間で前後方向に起伏させる起伏用シリンダ(起伏用アタッチメント)18と、この起伏角度を検出する起伏センサ(起伏検出手段)19と、上記油圧ポンプからの圧油により伸縮動作してリーダー17を左右方向に傾転させる傾転用シリンダ(傾転用アクチュエータ)20と、この傾転角度を検出する傾転センサ(傾転検出手段)21とが備わっている。これらの要素と、後述する制御手段とにより本発明のリーダー格納装置が構成される。
【0019】
図3はリーダー格納装置の主要部の構成を示す図であって、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【0020】
図3(a),(b)において、下部走行体1の前部に突出するフロントブラケット101に、マウントブラケット103を介して、リーダー取付ブラケット102が取り付けられている。
【0021】
このリーダー取付ブラケット102は、底板1021上に2枚の側板1022が左右方向に並設されており、両側板1022の上部と下部の各対向位置にはそれぞれピン孔1023,1024が穿設されている。その片方の側板1022には、外側に突出するブラケット1027が設けられている。一方、リーダー17の中央部と下部は、リーダー起立時に後ろ向きに突出しており、その突出部1701,1702にはそれぞれピン孔1703,1704が穿設されている(図1参照)。
【0022】
そして、リーダー17の下部突出部1702を、リーダー取付ブラケット102の両側板1022間の上部に挿入して、両者を左右方向の水平ピンでピン結合している。また、リーダー17の中央部突出部1701のピン孔1703に、起伏用シリンダ18の伸縮ロッド先端をピン結合し、そのシリンダ本体の基端をリーダー取付ブラケット102の両側板1022間の下部に挿入して、両者を左右方向の水平ピンでピン結合している。このようにして、リーダー17は起伏用シリンダ18の動作により前後方向に起伏可能となっている。
【0023】
マウントブラケット103は、底板1031上に2枚づつの側板1032が所定の間隔をあけて前後方向に2組並設されており、各側板1032の上部の対向位置にはそれぞれピン孔1033が穿設されている。一方、リーダー取付ブラケット102の底板1021の下面には、上記マウントブラケット103の各側板1032に対応するように突出したブラケット1025が設けられており、各ブラケット1025にはピン孔1026がそれぞれ穿設されている。そして、このリーダー取付ブラケット102の底板1021のブラケット1025を、マウントブラケット103の側板1032間に挿入し、両者を前後方向の水平ピンでピン結合している。
【0024】
フロントブラケット101は、適当個所にリブ材を設けた箱状の剛構造であり、その上面にマウントブラケット103の底板1031を固定しており、その横側に、シリンダ支持用の2枚のブラケット104を並設している。そして、リーダー取付ブラケット102の側板1022から突出したブラケット1027のピン孔1028に、傾転用シリンダ20の伸縮ロッド先端をピン結合し、そのシリンダ本体の基端をシリンダ支持用のブラケット104間に挿入して、両者を前後方向の水平ピンでピン結合している。このようにして、リーダー17は傾転用シリンダ20の動作により左右方向に傾転可能となっている。また、起立時のリーダー17の全荷重は、リーダー取付ブラケット102とマウントブラケット103を介してフロントブラケット101により支持されているので、傾転用シリンダ20は小型のものですむ。
【0025】
なお、フロントブラケット101の後部には、起伏用シリンダ18の倒伏時に当接可能なゴム等の弾性体1012を貼設した干渉防止部材1011が突設されている。
【0026】
起伏センサ19及び傾転センサ21は、例えばエンコーダ、ポテンショ、リミットスイッチ等であるが、図示の例では、角度計に5°ピッチのスリットを設けて、リーダー17の起伏或いは傾転に伴うスリット数の変化を光学的に検出して起伏角度及び傾転角度を検出している。なお、この角度計の指示が図1の計器盤12に表示されるようになっている。
【0027】
そして、両センサ19,21のマウントが適所に配設され、電線ケーブルが適当なルートで布線されている。また、起伏用シリンダ18、傾転用シリンダ20等の油圧配管も適当なルートで導設されている。図4は本格納装置の簡単化した油圧制御回路図である。
【0028】
図4に示すように、傾転用シリンダ20と起伏用シリンダ18へは、油圧ポンプ30から油圧配管31を経由して圧油が供給され、この圧油によって両シリンダ18,20が作動する。両シリンダ18,20の操作は、図1のキャビン9内でオペレータが計器盤12を見ながら、操作レバー11(11a,11b)を操作することにより、それぞれ3つの切換位置イ,ロ,ハを有するコントロールバルブ(方向制御弁)32,33を適宜作動させて、上記油圧ポンプ30から各シリンダ18,20に対する圧油の供給方向と供給量とを切り換えることにより行う。また、制御手段としてのコントローラ40は、各センサ19,21の検出角度に応じて各コントロールバルブ32,33のパイロットライン34,35中にそれぞれ設けられたカット弁36,37で各パイロット圧を遮断することにより、各シリンダ18,20の動作を制御するようになっている。
【0029】
以下、図1〜図4を参照して本格納装置の動作について説明する。
【0030】
いま、現場における作業が終了して、オペレータが起立状態のリーダー17を倒伏させて所定位置に格納しようとしているものとする。
【0031】
このとき、まずオペレータは計器盤12を見ながら、傾転用の操作レバー11bを図中のA方向に操作する。すると、同用コントロールバルブ33のスプールがハ位置に切り換わり、油圧ポンプからの圧油が傾転用シリンダ20のロッド室に入って伸縮ロッドを縮小させる。この傾転用シリンダ20の動作により、リーダー17が正面視で時計方向に傾転する。この傾転角度を傾転センサ21で検出する。そして、この検出値が設定値(例えば上部旋回体2の旋回軸に対して±6°:ただし、+は左方、−は右方への傾きを示す。)を超える範囲となると、傾転センサ21は検出信号aを発する。
【0032】
また、このときのリーダー17の起伏角度を起伏センサ19で検出する。そして、この検出値が設定値(例えば上部旋回体2の旋回軸に対して+5°〜+90°:ただし、+は後方への傾きを示す。)の範囲内になると、起伏センサ19は検出信号bを発する。
【0033】
両検出信号a,bがともに発せられていないときには、コントローラ40は、指令信号cを発せず、コントロールバルブ33のパイロットライン34に介装されたカット弁36を開き、起伏用シリンダ18を動作可能としている。一方、コントローラ40は、このときには、指令信号dも発せず、コントロールバルブ33のパイロットライン35に介装されたカット弁37を開き、傾転用シリンダ20を動作可能としている。
【0034】
すなわち、オペレータは、リーダー17を倒伏させるように起伏用シリンダ18の操作レバー11aを操作すれば同シリンダ18が動作して、リーダー17を起伏させることができ、リーダー17を傾転させるように傾転シリンダ20の操作レバー11bを操作すれば同シリンダ20が動作して、リーダー17を傾転させることができる。したがって、このときには、オペレータは、リーダー17を自由に操作できる。
【0035】
ついで、リーダー17を傾転させて、傾転センサ21で検出される傾転角度が上記設定値を超える範囲になると、この傾転センサ21から検出信号aが発せられる。ただし、検出信号bは発せられていないものとする。このときには、コントローラ40は、指令信号cを発してコントロールバルブ33のパイロットライン34に介装されたカット弁36を閉じ、起伏用シリンダ18を動作不可能とする。一方、コントローラ40は、指令信号dを発しないままであり、コントロールバルブ33のパイロットライン35に介装されたカット弁37を開いて、傾転用シリンダ20を動作可能としている。
【0036】
すなわち、オペレータは、リーダー17の傾転角度が上記設定値以上である間は、リーダー17を誤って倒伏するように起伏用シリンダ18の操作レバー11aを操作したとしても同シリンダ18は動作しないので、リーダー17を傾転させたまま倒伏させるおそれがなくなる。
【0037】
なお、上記設定値は、リーダー17の起伏動作により、このリーダー17が上部旋回体2のキャビン9等(上部構造体)と干渉しない値に設定されている。この場合、リーダー17が格納時に上部旋回体2のキャビン9等に接触して破損等するおそれがなくなるので、本実施形態のように、キャビン2の横側にリーダー17を格納するような場合に特に適している。
【0038】
ついで、上記傾転用シリンダ20の動作により、傾転センサ21で検出される傾転角度が上記設定値以下になると、この傾転センサ21から検出信号aが発せられなくなる。すると、コントローラ40は、指令信号cを停止してコントロールバルブ32のパイロットライン34に介装されたカット弁36を開き、起伏用シリンダ18を動作可能とする。そして、オペレータは、操作レバー11aを図中のB方向に操作してこの起伏用シリンダ18のスプールをハ位置に切り換える。すると、油圧ポンプ30からの圧油が起伏用シリンダ18のロッド室に入って伸縮ロッドを縮小させ、リーダー17を後方に倒伏させることができる。或いは、オペレータは、操作レバー11aをB方向と反対方向に操作してもよい。その場合には、リーダー17は、−5°となるまで前方に倒伏させることができる。このような操作により、リーダー17を若干傾けてするような通常の作業も可能となる。
【0039】
ついで、リーダー17を後方に倒伏させると、起伏センサ19で検出される起伏角度がその設定値の範囲内となって、起伏センサ19から検出信号bが発せられる。すると、コントローラ40は、指令信号dを発してコントロールバルブ33のパイロットライン35に介装されたカット弁37を閉じ、傾転用シリンダ20は動作不可能となる。
【0040】
すなわち、リーダー17の格納作業中に、オペレータが傾転用シリンダ20を誤って操作したとしても同シリンダ20は動作しないので、リーダー17を傾転させたまま倒伏させるおそれがない。
【0041】
上記起伏角度に対する設定値は、リーダー17の傾転動作により、このリーダー17が上部旋回体2のキャビン9等(上部構造体)と干渉しない値に設定されている。この場合も、リーダー17が格納時に上部旋回体2のキャビン9等に接触して破損等するおそれがなくなるので、本実施形態のように、キャビン2の横側にリーダー17を格納するような場合に特に適している。
【0042】
以上により、オペレータはリーダー17の所定位置への格納を容易に行うことができる。
【0043】
なお、上記実施形態では、建設機械の作業用アタッチメントとして、油圧ショベルに装着されたリーダー17を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、リーダー17に代えて他の作業用アタッチメントを装着したショベル、ミニショベル、さらには、クレーンその他の建設機械であってもよい。また、作業用アタッチメントは機械本体の先端部に取り付けられたものに限らず、後端部に取り付けられたものであってもよい。
【0044】
また,上記実施形態では、制御手段として、コントローラ40を介在させているが、例えば起伏センサ19の検出信号bで直接カット弁37を閉じ、かつ、傾転センサ21の検出信号aで直接カット弁36を閉じるようにすることにより、制御系を簡単化することもできる。その場合には、各検出信号ライン等により制御手段が構成される。
【0045】
また、上記実施形態では、傾転センサ21の検出信号aはその設定値を超える範囲で発せられ、起伏センサ19の検出信号bはその設定値の範囲内で発せられるものとしたが、逆に、傾転センサ21の検出信号aはその設定値を超えない範囲で発せられ、起伏センサ19の検出信号bはその設定値の範囲外で発せられるようにしてもよい。また、コントローラ40からの指令信号c,dについても同様にそれらの発生条件等を適宜選択することができる。
【0046】
また、上記実施形態では、カット弁36,37を開閉動作させて、上記傾転角度に対する設定値の範囲を超えた場合や上記起伏角度の設定値の範囲外となったときには、直ちに両シリンダ18,20を動作不可能としているが、そのようなときでも必ずしも動作を直ちに止めてしまう必要はなく、そのカット弁36,37の開度制御を行うことで、オペレータがリーダー17の起伏動作と傾転動作についてインチング操作等できるようにしてもよい。このことは、さらに格納スペースが狭い超小型機等に有効である。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、オペレータは、作業用アタッチメントの傾転角度が上記格納場所に対応した設定値を超える範囲にある間は、たとえ作業用アタッチメントを誤って倒伏するように起伏用アクチュエータを操作したとしても同アクチュエータが直ちに動作することはない。したがって、作業用アタッチメントを傾転させたまま倒伏させるおそれがなくなるので、オペレータは作業用アタッチメントの所定位置への格納を容易に行うことができる。
【0048】
請求項2記載の発明によれば、オペレータは、作業用アタッチメントの起伏角度が上記格納場所に対応した設定値の範囲内にある間は、たとえ作業用アタッチメントを誤って傾転するように傾転用アクチュエータを操作したとしても同アクチュエータが直ちに動作することはない。したがって、作業用アタッチメントを倒伏させたまま傾転させるおそれがなくなるので、オペレータは作業用アタッチメントの所定位置への格納を容易に行うことができる。
【0049】
請求項3,4記載の発明によれば、作業用アタッチメントが格納時に機械本体の上記格納場所の横側に設けられた上部構造体に接触して破損等するおそれがなくなるので、機械本体の上部構造体の横側に作業用アタッチメントを格納するような構造を有する小型の建設機械に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルのリーダーの起立状態を示す側面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルのリーダーの格納状態を示す側面図である。
【図3】リーダー格納装置の主要部の構成を示す図であって、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図4】リーダー格納装置の油圧制御回路図である。
【図5】従来のリーダー格納装置の主要部の構成を示す側面図である。
【図6】図5の部分的な正面図である。
【符号の説明】
1 下部走行体
2 上部旋回体(機械本体)
3 作業用アタッチメント
4 クローラフレーム
9 キャビン(上部構造体)
11(11a,11b) 操作レバー
17 リーダー(作業用アタッチメント)
18 起伏用シリンダ(起伏用アクチュエータ、油圧シリンダ)
19 起伏センサ(起伏検出手段)
20 傾転用シリンダ(傾転用アクチュエータ、油圧シリンダ)
21 傾転センサ(傾転検出手段)
30 油圧ポンプ(油圧源)
31 油圧配管
32,33 コントロールバルブ(方向制御弁)
34,35 コントロールライン
36,37 カット弁
40 コントローラ(制御手段)
Claims (4)
- 機械本体の先端部又は後端部に取り付けられた作業用アタッチメントを起立位置と倒伏位置との間で前後方向に起伏させる起伏用アクチュエータと、同作業用アタッチメントを左右方向に傾転させる傾転用アクチュエータとを備え、起伏用アクチュエータを駆動して作業用アタッチメントを機械本体の上部の格納場所に倒伏させた状態で格納する建設機械の作業用アタッチメント格納装置であって、
上記作業用アタッチメントの傾転角度を検出する傾転検出手段と、制御手段とを備え、制御手段は、上記傾転検出手段で検出される傾転角度が上記格納場所に対応した設定値を超える範囲では、作業用アタッチメントが倒伏位置に向かう起伏用アクチュエータの動作を制限することを特徴とする建設機械の作業用アタッチメント格納装置。 - 機械本体の先端部又は後端部に取り付けられた作業用アタッチメントを起立位置と倒伏位置との間で前後方向に起伏させる起伏用アクチュエータと、同作業用アタッチメントを左右方向に傾転させる傾転用アクチュエータとを備え、起伏用アクチュエータを駆動して作業用アタッチメントを機械本体の上部の格納場所に倒伏させた状態で格納する建設機械の作業用アタッチメント格納装置であって、
上記作業用アタッチメントの起伏角度を検出する起伏検出手段と、制御手段とを備え、制御手段は、上記起伏検出手段で検出される起伏角度が上記格納場所に対応した設定値の範囲内では、作業用アタッチメントを傾転させる傾転用アクチュエータの動作を制限することを特徴とする建設機械の作業用アタッチメント格納装置。 - 上記機械本体は上記格納場所の横側に設けられた上部構造体を有し、上記設定値は上記格納場所に対応した値であって、かつ上記作業用アタッチメントの起伏動作によりこの作業用アタッチメントが前記上部構造体に干渉しない値に設定されることを特徴とする請求項1記載の建設機械の作業用アタッチメント格納装置。
- 上記機械本体は上記格納場所の横側に設けられた上部構造体を有し、上記設定値は上記格納場所に対応した値であって、かつ上記作業用アタッチメントの傾転動作によりこの作業用アタッチメントが前記上部構造体に干渉しない値に設定されることを特徴とする請求項2記載の建設機械の作業用アタッチメント格納装置。
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