JP3914169B2 - パワーショベルのアタッチメント - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
パワーショベルなどの土木建設機械、特にこれらのものにおいて掘削、土砂移送のほかに土木資材などの運搬車への積み込みや工事に際しての片付けなどの作業に適する多機能を有する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術に於ける問題点】
土木建設現場においては従来からパワーショベルなどのいわゆる重機類が広く用いられているが、これらの設備は大規模な土木建設工事のみでなく、省力化、効率化を図るため身の回りの小規模な工事や造園作業などに広く普及するに至っている。そして、このような用途の広がりと共にそれぞれの用途や作業環境に応じた応用や工夫がなされている。例えば、建設工事や解体工事に際しては地盤の掘削のほか、整地や建造物の破砕作業等があり、それらの各々の作業に適したバケットをそれぞれ作業毎に交換して使用することが行われている。
また、これらのバケットなどをそれぞれの用途に応じて交換して使用することは効果的であるが、実際の作業は一定の作業が順序を決めて連続して行われる訳ではなく、前後錯綜した作業となるためそれに適したバケットへと頻繁に交換作業が必要となり、作業効率が低下することもしばしばである。
これに対して、１つのバケットに各種の作業に適した機能を持たせることによって、作業効率の向上を図る工夫がされている。
【０００３】
【従来技術】
【特許文献１】
特開平10−１８３３５号公報
特許文献1記載のパワーショベルはこのような例であって、パワーショベルのアーム先端に装着されたバケットの開口に対して同じく油圧作動により開閉するカバー部を設けたものである。通常の土木作業に際してはパワーショベルのカバー部を開状態にしてバケットによる作業の邪魔にならないようにし、また、バケットと該カバー部との開閉動作により処理対象物を挟持したり、或いは破砕・圧潰したりする解体作業に適した操作を行うなどの各種の作業ができる。
【０００４】
【従来技術】
【特許文献２】
特開平６−３１６９４７号公報
【特許文献３】
特開平1１−３５０５１６号公報
【特許文献４】
特開２０００−２２０１６３号公報
また、上記特許文献２〜４記載のものも同様にバケットに各種の工夫を加えた多目的パワーショベル類であって、 パワーショベルのバケットの開口に対して開閉動作するカバー部、或いは挟持具を設けて、バケット本来の機能に加えて、これらのカバー部や挟持具とバケットとの相互の開閉動作により、解体作業等に伴って出る、廃材や長尺物を挟持したり、掴み動作することによって所定位置に移送したり、ダンプカーなどの運搬車両に対する積み込み作業を行うことができるようにしたものである。
【０００５】
これらのパワーショベル類に於いては、１台のパワーショベルによって、各種の作業を行うことができるため、確かに作業能率が向上するが、これらの各種の作業に適した多くの機能を持たせるため、その構造が複雑になることは避けられない。
特に、上記の開閉動作を行うカバー部や挟持具などはいずれもその動作のためにバケット駆動用の油圧シリンダのほかに、それぞれの油圧シリンダなどの駆動機構を必要とし、メインテナンス上も負担が大きい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のパワーショベルなどのバケットを備えた土木機械の構造を利用して、簡単な構成により土木工事に付随する廃材の片付け作業、長尺物の挟持、搬送作業を行うことを可能とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
パワーショベルなどのアーム先端に装備され、油圧などの駆動によりアーム先端で回動動作するバケットに対して、その開口部に相対向する挟持部を設けてなる着脱可能なアタッチメントであって、
該挟持部は、バケット開口部に相対して延長されると共にその先端部にバケット先端の爪に相対向して挟持物の脱落を防止する係止部を形成し、
該アタッチメント基部においてアーム先端部に対して着脱可能としてなるパワーショベルなどのバケットのアタッチメントである。
上記アタッチメントの着脱構造は、アタッチメント基部とアーム先端部とにそれぞれ前後方向に向けて嵌合するキーと溝とからなる嵌合構造からなり、その嵌合状態においてボルトなどの締結手段により固定してなるものであり、また、該アタッチメントが大型化したり、より簡単な着脱操作のため、上記アタッチメントの着脱構造を、アタッチメント基部後端を回動軸によりアーム上に回動可能に枢着すると共に着脱可能なピンを介して固定し、また、アーム上の該アタッチメントの回動位置において係合ピンにより係止可能としたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の棒状挟持部を有するアタッチメントを着脱可能に設けたバケットは、通常の整地作業や樹木の掘り起こし作業などにおいては、アタッチメントを取り外した状態で、通常のパワーショベルなどと全く変わることなく作業することができる。
作業を終えて後、片付け作業や掘り起こした樹木の運搬車への積み込み作業等のように廃材や長尺物などの取り扱い上、把持動作や挟持動作を必要とする作業を行う段階に於いて、アタッチメントをアーム先端に装着することによって、油圧により回動動作するショベルと該アタッチメントの棒状挟持部との間でこれらの長尺物などの把持・挟持動作を行うことができる。
【０００９】
前記した従来技術に於いてはこれらの作業を行うため駆動手段を備えたカバー部や挟持具を設けていたが、実際の作業内容を検討するとこれらのバケットは土砂の掬い取り作業などを行うため一定の幅を有し、またその先端には土砂などの掻き取り作業のための爪を備えている。また、バケットは、土砂などの掬い取り作業を行うため、油圧シリンダなどの駆動によりアーム先端で回動する構造を有しており、バケット開口部に対して長尺物などを挟持する機能を有する挟持体を配置すれば、該挟持体に対してこれらの作業に十分な回動角度及び挟持力が得られる。
そして、バケットとの間で長尺物を把持・挟持する場合、上記のバケットの構造を考慮すると挟持体が単純な棒状の構造であっても、バケット開口部と挟持体との間では3点支持状態となり、安定した状態で保持できることとなり、さらにバケット先端の爪と協働する先端部の構造を付加すればその間で把持した長尺物の脱落を防止できる。
従って、上述したような従来の挟持具においてはバケットと相対向してバケットに相応する把持具の構造としているため複雑な構造となるが、上記のとおり単純な棒状材であれば軽量且つ簡単な構造となり、その装着構造にも格別のものは不要であって、その着脱作業も容易且つ迅速に行うことが可能となるから、作業上の必要に応じて任意に着脱して対応することができることとなる。
【００１０】
本発明においては、棒状挟持部を備えたアタッチメントとバケット開口部との間で長尺物などを挟持し、その先端のバケット先端の爪と協働する係止部によってこれらの脱落を防止するが、そのバケット中央部に相対する個所でバケットとの間に十分な間隔を開けるように湾曲させることにより、間隔を開けたバケットと棒状挟持部との間にこれらの廃材や長尺物などを効果的・且つ確実に把持することができる。
また、本発明のアタッチメントの装着に際しては、アーム先端部に固定した固定基材とアタッチメント基部との間の嵌合構造を前後方向、すなわちアームの長手方向に向けて設けられたキーとこれに嵌合する溝とから構成される嵌合構造とすることにより、大きな繰り返し負荷の係る装着構造に十分な強度を持たせることができる。これらの固定は、ボルト、ナットなどからなる締結構造とすることにより、この嵌合状態を強固に維持することができる。また、さらに締結方向を上記の嵌合方向に合わせて締結することによりその状態で強固に固定することができる。
これらの装着構造は、アーム先端部に対してアタッチメントを前後方向にスライドすることによりキーと嵌合溝とが相互に嵌合され、簡単に装着作業を行うことができるため、作業上の必要に応じて作業能率を損なうことは無く、迅速に対処可能である。その簡単な構造ゆえ、どのような構造のパワーショベルのバケットにも装着可能であり、安価な構成により効果的にこれらの作業に適した機能を付加することができる。
さらに、装着構造としてアタッチメント基部後端をアーム先端部に対して回動可能に取り付け、挿脱可能な固定ピンによりアーム上に固定すると共に通常の整地作業などに際しては邪魔にならないようにアタッチメントを反対側に回動した位置に係止しておくことができる。
【００１１】
【実施例】
以下，図面により、本発明を具体的に説明する。
図１は、本発明を適用するバケット構造の斜視図であって、パワーショベルなどの油圧操作されるアーム１先端部にバケット２がリンク機構３を介して装着されており、油圧シリンダ４により駆動されてアーム先端部の廻りを回動する一般的な構造を有する。
このバケットに対してアタッチメント１０は、基部１１、挟持部１２及び棒状挟持部先端の係止部１３からなり、他方アーム側には該アーム先端部に装着するための基部に対応して、固定基材２０を溶接などにより強固に固着して設ける。
固定基材先端側にロックキー２１が設けられ、またその後端側には、上記アタッチメント基部に設けられたロックキー１５に嵌合する後部係合溝２２が設けられている。
【００１２】
一方、アタッチメント基部１１には、ロックキー２１に対応する位置に前部係合溝１６が形成され、その後部に形成されたロックキー１５と共にそれぞれ固定基材のロックキー２１及び後部係合溝２２に嵌合して係止される。
アタッチメントの装着に際しては、アーム上の固定基材に対してアーム付け根方向から２本の固定基材の間に基部スライドガイド部２５を入れた状態でアタッチメントをアーム先端方向に向けてスライドさせれば、上記の各ロックキーと前・後部係合溝とが相互に嵌合する。
その状態で基部１１前方の締結用係合フック１８を基部を貫通する締結用のスクリューボルト２８に嵌合する締結ナット２９を締めて後退させれば、該締結用係合フックの締結用係合溝１９が前記ロックキー２１中央部に係合して締め付けられ、アタッチメント１０が堅固に固定される。
【００１３】
これらの部材はいずれも作業中大きな負荷を受けるため強度のある鋼製であるが、構造上は鋼厚板材から溶接により組み上げてもよく、また、量産向けとしては異型断面として剛性の高い構造として、鋳造により形成しても良い。
【００１４】
アタッチメント１０の構造は、図示のようにバケット中央部に相対する中間部でバケットに対して間隔をあけるように湾曲した構造とすることにより、長尺物などの把持・挟持に適した機能を持たせることができる。このため、この構造は文字どおりに棒状挟持部１２を湾曲させてもよいが、基部から一旦上方に向けて角度を付け、先端部１３で再び基部と略平行となるようすれば板材から容易に形成することができる。
図2に本発明のバケット構造のアタッチメントとアーム先端部を側面から見た装着前の状態を示す。
バケットを装着作業の邪魔にならないように下向きに回動させておき、アタッチメントの締結用フック１８と嵌合溝１６の間に固定基材のロックキー２１が入るように置き、次いでアタッチメントを先端方向にスライドさせれば、ロックキー２１、１５がそれぞれ嵌合溝１６、２２に嵌合する。その状態で締結ナット２９を締めて締結用係合フック１８を後退させれば、フックの係合溝にロックキー２１が嵌合して締結される。
【００１５】
本発明のアタッチメントは、アーム先端に装着した状態で図３の鎖線で示すバケット部の回動位置から油圧シリンダによって、実線で示すように上方に回動して廃材や長尺物等３０をバケットで掬い上げると共に棒状挟持部の湾曲部との間に挟持し、その先端の係止部とバケット先端の爪との間で安定した状態で保持し、ダンプ等の運搬車両に移送して積み込み作業を行うことができる。
このアタッチメント先端の係止部は、図示のように棒状挟持部からバケット先端の爪に向けて間隔を狭めた形状とすることにより、バケットとの間に保持された長尺物等の脱落を防止する効果を発揮するが、その形状／構造は図に示すようにバケットの爪に対応して若干幅を広くした部材を用い、或いは先端をバケットの爪と同様のフォーク状に分岐したものとしてもよく、作業の種類や処理するものの形状などに応じて変更することができる。
特に、処理対象が金属材や石材などであるとバケット及びアタッチメントが共に金属の場合、その間に把持した状態で滑りやすく、また重なった部材の間で十分に把持できずにバケット側面などから脱落する虞があるが、これらアタッチメントの係止部に硬質のゴムなどの弾性・靭性のある材質の部材を適用することにより、摩擦力及び締結力を作用させて脱落を防止することができる。その適用部位は、係止部が効果的であるが、必ずしもこれらの部位に限らず、必要に応じてアタッチメント全体に施し、またその形状も鋸歯状、或いは波状としてもよい。
本発明のアタッチメントを利用して、把持・挟持することのできるものは、これら廃材等の長尺物に限らず、その形状や寸法が大きいなどにより、バケットに収容しきれず、不安定となる対象物に対してもバケット上方から棒状挟持部によりバケット開口部を塞ぐようにして支持することができるため安定した状態に保持することが出来るのであり、安全に取り扱い、移送することができる。
【００１６】
アームに対する本発明のアタッチメントの装着構造として、これらの作業に於ける負荷や、ともすれば予想以上に大きい衝撃に耐える強度を有するものであればいずれでもよいが、これらの条件を満たすと共に上記したような各種の作業に伴う頻繁な着脱操作を可能とするためには、アーム先端部とアタッチメント基部との間に軸方向のスライド操作により相互に嵌合する構造を前後2箇所設けると共に、嵌合した状態でスライド方向に締結して嵌合状態を強固に保持する構造が好適である。
また、アタッチメントが大型化すると重くなるため着脱操作も負担となるが、図4に示すように挟持体を回動軸４０の廻りに回動可能に取り付け、挿脱可能な固定ピン４１によってパワーショベルのアームに固定し、通常の整地作業などの際には固定ピンを外してアタッチメントを上方、すなわち反対方向に回動してアーム上面に係止ピン42によって固定して作業の邪魔にならないようにすることもできる。
【００１７】
【発明の効果】
以上、説明したとおり本発明のバケット装着用アタッチメントは、簡単な構造であって、既存のパワーショベル等のバケットに簡単に装着して用いることが出来るもので、本格的な土木作業に限らず、庭園の手入れ作業や身近な整地工事などに応用することにより、効率的な作業を行うことができ、機械力による省力化を併せて進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアタッチメントを適用したバケット構造斜視図である。
【図２】本発明のアタッチメントを適用したバケット構造側面図である。
【図３】本発明のアタッチメントを適用したバケット構造の動作状態を示す説明図である。
【図４】本発明のアタッチメントを適用したバケット構造の取り付け構造の他の例
【符号の説明】
１ アーム
２ バケット
３ リンク
４ 油圧シリンダ
１０ アタッチメント
１１ アタッチメント基部
１２ 棒状挟持部
１３ 係止部
１５ ロックキー
１６ 前部嵌合溝
１８ 締結用係合フック
１９ 締結用係合溝
２０ 固定基材
２１ ロックキー
２２ 後嵌合溝
２５ 基部スライド部
２８ スクリューネジ
２９ ナット
３０ 長尺物
４０ 回動軸
４１ 固定ピン
４２ 係止ピン

Claims (3)

1. パワーショベルのアームの先端部で回動動作するバケットとの間で被挟持物を挟持可能なアタッチメントであって、
   アタッチメント基部と、
   前記アームの基部から前記先端部を見る方向に前記アタッチメント基部から延びる挟持部と、
   フックと
   を具備し、
   前記アームは、前記方向の逆方向に突き出たアーム側第１凸構造と、前記方向に突き出たアーム側第２凸構造とを備え、
   前記アタッチメント基部は、前記逆方向に後退したアタッチメント側凹構造を備え、
   前記フックは、前記方向に後退したフック側凹構造を備え、
   前記アタッチメント側凹構造から見て前記方向に前記アーム側第１凸構造が配置され、
   前記アーム側第１凸構造から見て前記方向に前記アーム側第２凸構造が配置され、
   前記アーム側第２凸構造から見て前記方向に前記フック側凹構造が配置され、
   前記アタッチメント側凹構造と前記アーム側第１凸構造とは、本アタッチメントが前記アームに対して前記方向に摺動して嵌合し、
   前記フックは、前記フック側凹構造と前記アーム側第２凸構造とが係合するように、前記逆方向に締め付けられる
   パワーショベルのアタッチメント。
2. 前記アームは、前記方向に後退したアーム側凹構造を備え、
   前記アタッチメント基部は、前記方向に突き出たアタッチメント側凸構造を備え、
   前記アタッチメント側凸構造と前記アーム側凹構造とは、本アタッチメントが前記アームに対して前記方向に摺動して嵌合した
   請求項１のパワーショベルのアタッチメント。
3. パワーショベルのアームの先端部で回動動作するバケットとの間で被挟持物を挟持可能なアタッチメントであって、
   アタッチメント基部と、
   前記アームの基部から前記先端部を見る方向に前記アタッチメント基部から延びる挟持部と、
   フックと
   を具備し、
   前記アームは、前記方向に後退したアーム側凹構造と、前記方向に突き出たアーム側凸構造とを備え、
   前記アタッチメント基部は、前記方向に突き出たアタッチメント側凸構造を備え、
   前記フックは、前記方向に後退したフック側凹構造を備え、
   前記アタッチメント側凸構造から見て前記方向に前記アーム側凹構造が配置され、
   前記アーム側凹構造から見て前記方向に前記アーム側凸構造が配置され、
   前記アーム側凸構造から見て前記方向に前記フック側凹構造が配置され、
   前記アタッチメント側凸構造と前記アーム側凹構造とは、本アタッチメントが前記アームに対して前記方向に摺動して嵌合し、
   前記フックは、前記フック側凹構造と前記アーム側凸構造とが係合するように、前記方向の逆方向に締め付けられる
   パワーショベルのアタッチメント。

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