JP2014080764A - 小型アタッチメント - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、部品数が少なく、組立が容易で、かつ円滑な回動が期待できる回動機構を備えた小型アタッチメントを提供するものである。
【解決手段】パワーショベル等の作業機に取り付けるためのブラケットと、同ブラケットに固定された油圧シリンダとでなる駆動機構部と、先端に切断刃を有する二つの作業アームがそれぞれその後端部が作業アーム支持体に枢着され、中間部に前記油圧シリンダのピストンロッドの先端との間に前記作業アームを開閉するリンク機構を設けてなる作業機構部と、前記駆動機構部と作業機構部の間に、前記駆動機構部と作業機構部とを回動可能に連結させるためのボールベアリングでなる回動機構部を介在させ、かつ、前記ブラケット油圧シリンダの固定熔着又は油圧シリンダの外筒上面及び側面のに設けたブラケット装着板のいずれか一方にボルトで締着可能にしてなる小型アタッチメント。
【選択図】図１

Description

本発明は、パワーショベル等の作業機に取り付けて鋼材や木材の切断、破砕を行う小型アタッチメントに関する。

パワーショベル等の作業機に取り付けて構築物を破砕し鋼材等を切断する破砕装置やカッターにおいては、先端に破砕刃が設けられ中間部が作業アーム支持体に枢着された一対のアームを油圧シリンダで開閉するように構成されている。そして従来は、主に前記油圧シリンダの両端を、前記アーム支持体と、中間部がアーム支持体に枢着された前記一対のアームそれぞれの他端とに枢着された２台の油圧シリンダーが備えられ、装置が大きくて重く、狭い場所での作業が困難という問題があった。また、破砕刃が非破砕物を挟持する角度が随時変わるため前記アーム支持体と、前記パワーショベル等の作業機に破砕機やカッターを取り付けるためのブラケットとが回動可能な構造とされ、前記２台の油圧シリンダへの油圧の供給にスイベルジョイントの使用や油圧ホースの設置に基づく問題もあった。
上記の問題の解決方法として、「油圧シリンダをアーム開閉方向に対して垂直に配備し、前記油圧シリンダーの外筒をブラケットに回動不能に固定すると共にアーム支持体を前記ブラケットに対し回動自在に装着した」構築物破砕装置の発明が特許文献１（特許第２５５４５６２号公報）に開示されている。

特許第２５５４５６２号公報

前記特許文献１の発明におけるアーム支持体をブラケットに対して回動自在に装着する機構は、その明細書の段落〔００２４〕〜〔００２６〕、〔００２８〕に
『〔００２４〕（油圧シリンダ４）の外筒３２の外周フランジ３５には、貫通孔３６と段付周溝３７とを有し段付周溝３７に軸方向断面「Ｌ」字型のブッシュ３５を内嵌した環状体３８が、反シリンダヘッド側から嵌挿される。
〔００２５〕外周フランジ３５に環状体３８を嵌挿した外筒３２は作業機用ブラケット５の環状体２７に反シリンダヘッド側から挿通され、更に、この挿通作業時に、環状体２７の内周面に刻設されたキー溝３１と外筒３２の外周面に刻設されたキー溝４０との間にキー４１を嵌合して外筒３２が作業機用ブラケット５の環状体２７に対して回動不能とされると共に、外筒３２の略中央部外周に刻設された雄ネジ部に雌ネジ４２，４３を締結して該外筒３２が作業機用ブラケット５の環状体２７に対し軸方向移動不能に固定される。
〔００２６〕雌ネジ４３は外筒３２の外周フランジ３５とブッシュ３９および環状体３８並びに作業機用ブラケット５の環状体２７を軸方向に共締めして締結するものではない。雌ネジ４３は雌ネジ４２との間の締結力によって軸方向の位置を固定され、外周フランジ３５との間で余裕をもってブッシュ３９および環状体３８と環状体２７を保持するものであり、環状体３８は外筒３２および作業機用ブラケット５に対して回動自在である。
〔００２８〕アーム支持体６の環状フランジ１１における段付周溝２６にはブッシュ３９と同等のブッシュ４６が内嵌されており、環状フランジ１１を外筒３２の外周フランジ３５と嵌合させて環状体３８の外周部と環状フランジ１１の外周部とをボルト４７で締結することにより、アーム支持体６が作業機用ブラケット５に対して回動自在かつ軸方向移動不能に装着される。』
と記載されており、その図面の図２と照合すると、シリンダ４の外筒３２の外周フランジ３５の上下に環状体３８とアーム支持体の環状フランジ１１とを嵌合させて配置し、両者の外周部をボルト４７で締結することによって形成され、また両者を締結する際、前記シリンダ４の外筒３２の外周フランジ３５の上に配置される環状体３８の軸方向の位置を固定するための環状体２７と、同環状体２７を固定する雌ねじ４２、４３が設けられ、そして前記シリンダ４の外筒３２と環状体３８及び環状体１１との間には「Ｌ」字型のブッシュが介在されていると理解できる。
上記のように特許文献１の発明に係るアーム支持体をブラケットに対して回動自在に装着する機構は、構成部品数が多く組立に手間が掛かること、回動が主に前記シリンダ４の外筒３２の外周フランジ３５と、環状体３８及び環状体１１に内嵌されたブッシュと間での摺動によって行われるので、前記ブッシュとの摺動抵抗及び磨耗によって円滑な回動が損なわれるおそれがあること、そして前記ブッシュの定期的な交換が必要になることなどの問題点がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、部品数が少なく、組立が容易で、かつ円滑な回動が期待できる回動機構を備えた小型カッター装置を提供するものである。

本発明者は上記課題を下記の手段により解決した。
（１）パワーショベル等の作業機に取り付けて構造物の破砕を行うための小型アタッチメントであって、
前記パワーショベル等の作業機に取り付けるためのブラケットと、同ブラケットにその外筒が固定された油圧シリンダとでなる駆動機構部と、
先端に被切断物を切断する切断刃を有する二つの作業アームがそれぞれその後端部を作業アーム支持体に枢着され、また中間部に前記油圧シリンダのピストンロッドの先端に装着され前記作業アームを開閉するリンク機構の一端を枢着してなる作業機構部と、
前記駆動機構部と作業機構部との間に介在させて前記作業機構部が前記駆動機構部に対して回動可能に連結させるための回動機構部とからなることを特徴とする小型アタッチメント。
（２）前記回動機構部は、前記油圧シリンダの外筒下端部に具備されたフランジと、前記作業アーム支持体の上端部の環状フランジに内輪と外輪とが固定されるボールベアリングであることを特徴とする前項（１）に記載の小型アタッチメント。
（３）前記作業機構部の作業アームが、前記切断刃に代えて、被圧砕物を圧砕する圧砕刃を有するもの、あるいは、鋼材や木材等の資材を掴持して運搬、移動させるための掴持刃を有するものであることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の小型アタッチメント。
（４）前記ブラケットと前記油圧シリンダの外筒との固定が、熔着、又は油圧シリンダの上部に熔着された方形のブラケット装着板、又は側面にリブを介して熔着された方形のブラケット装着板のいずれか一方にボルト締めによってなされることを特徴とする前項（１）〜（３）のいずれか１項に記載の小型アタッチメント。

本発明の小型アタッチメントによって下記の効果が発揮できる。
〈１〉本発明の小型アタッチメントが、前記パワーショベル等の作業機に取り付けるためのブラケットと、同ブラケットにその外筒が固定された油圧シリンダとでなる駆動機構部と、
先端に被切断物を切断する切断刃を有する二つの作業アームがそれぞれその後端部をアーム支持体に枢着され、また中間部に前記油圧シリンダのピストンロッドの先端に装着され前記作業アームを開閉するリンク機構の一端を枢着してなる作業機構部と、
前記駆動機構部と作業機構部との間に介在させて前記作業機構部が前記駆動機構部に対して回動可能に連結させるための回動機構部とからなり、
前記回動機構部は、前記油圧シリンダの外筒下端部に具備されたフランジと、前記作業アーム支持体の上端部の環状フランジに内輪と外輪とが固定されるボールベアリングであるので、部品数が少なく組立も容易で、かつ長期間にわたって円滑な回動が可能な小型アタッチメントが提供できる。
〈２〉前記作業機構部の作業アームが、前記切断刃に代えて、被圧砕物を圧砕する圧砕刃を有するもの、あるいは、鋼材や木材等の資材を掴持して運搬、移動させるための掴持刃を有するもので多様な建設作業へ適合できる小型アタッチメントが提供できる。
〈３〉前記ブラケットと前記油圧シリンダの外筒との固定が、熔着、又は油圧シリンダの上部に熔着された方形のブラケット装着板、又は側面にリブを介して熔着された方形のブラケット装着板のいずれか一方にボルト締めによってなされるよう構成されているので、特に後者の場合には、作業現場の状況に応じて小型アタッチメントの油圧シリンダへの取付位置が変えられ、作業現場の空間的制約を減少し、効率的な切断、圧砕、あるいは掴持作業が実施できる。

本発明の小型アタッチメントの作業アームが開かれた状態を示す正面図（ａ）と作業アームが閉じられた状態の正面図（ｂ） 作業アームが閉じた状態における正面図（ａ）と側面図（ｂ） 回動機構部の断面図 シリンダ側面にブラケットを装着した小型アタッチメントの正面図

本発明の小型アタッチメントを実施するための形態を、実施例の図に基づいて説明する。
図１は本発明の小型アタッチメントの作業アームが開かれた状態を示す正面図（ａ）と作業アームが閉じられた状態の正面図（ｂ）、図２は作業アームが閉じた状態における正面図（ａ）と側面図（ｂ）、図３は回動機構部の拡大断面図、図４はシリンダ側面にブラケットを装着した小型アタッチメントの正面図である。
図において１はブラケット、２は油圧シリンダ、２ａはピストンロッド、２ｂはフランジ、２ｃは外筒、３は作業アーム、３ａは切断刃、４は作業アーム支持体、４ａは環状フランジ、５はリンク機構、５ａはリンクアーム、５ｂは連結アーム、６はボールベアリング、６ａは内輪、６ｂは外輪、７はリンク機構取付具、８、８’はボルト、２０、２０’はブラケット装着板、２１はボルト、２２はリブを示す。

本発明の小型アタッチメントは、パワーショベル等の作業機に取り付けるためのブラケット１と、同ブラケット１に固定された油圧シリンダ２とでなる駆動機構部と、
先端に被切断物を切断する切断刃３ａを有する二つの作業アーム３、３がそれぞれその後端部をアーム支持体４に枢着され、また中間部に前記油圧シリンダ２のピストンロッド２ａの先端に装着され前記作業アーム３，３を開閉するリンク機構５の一端を枢着してなる作業機構部と、
前記駆動機構部と作業機構部との間に介在させて前記作業機構部が前記駆動機構部に対して回動可能に連結させるための回動機構部とで構成されている。

図１及び図２に示した実施例においては、前記ブラケット１と油圧シリンダ２の固定が、前記油圧シリンダ２の外筒２ｃの上面に熔着された方形のブラケット熔着板２０に複数のボルト２１で締着されることによってなされているが、この固定は必要に応じて熔着によってなされることを妨げるものではない。
そして、前記回動機構部は、図３の断面図に示すように、前記油圧シリンダ２の外筒２ｃ下端部に具備されたフランジ２ｂにボールベアリング６の内輪６ａの上部が固定され、前記作業アーム支持体４の上端部に具備された環状フランジ４ａに前記ボールベアリング６の外輪６ｂの下部が固定されて構成されている。
なお、本実施例においては、作業アーム３，３を切断刃３ａを有するものとして説明するが、請求項３の記載事項に見られるように、作業アームが、被圧砕物を圧砕する圧砕刃を有するもの、あるいは、鋼材や木材等の資材を掴持して運搬、移動させるための掴持刃を有するものである場合も、刃の形状が異なる以外は同一構造であり、切断刃３を圧砕刃、又は掴持刃に読み替えていただければよい。

図２及び図３に基づいて本発明の小型アタッチメントの構造をより詳細に説明する。
ａ．図３に見られるように、油圧シリンダ２の外筒２ｃの下部内壁にフランジ付き円筒体が嵌入固着されて前記外筒２ｃにフランジ２ｂが形成されている。このフランジ付き円筒体の内壁は油圧シリンダ２のピストンロッド２ａが円滑に出入できかつ自在に回動できる滑らかさを有している。
ｂ．そして回動機構部は、図３に見られるように、その内輪６ａと外輪６ｂとが上下に段差を有してなるボールベアリング６で形成されている。
ｃ．また、作業機構部は、図２に見られるように、先端に切断刃３ａを有する二つの作業アーム３、３がそれぞれその後端部を前後２枚の板状の作業アーム支持体４（側面図参照）に枢着され、また中間部に前記油圧シリンダ２のピストンロッド２ａの先端にリンク機構取付具７によってその中心部が装着されたリングアーム５ａと、前記リングアーム５ａの両端にそれぞれその一端が枢着され他端が前記作業アーム３の中間部に枢着される二つの連結アーム５ｂとからなるリンク機構５を備え、前記作業アーム３の開閉を可能にしている。
なお、前記連結アームは、前記作業アーム３を挟持するように前後２枚の板状体で構成されている（側面図参照）。
また、前記作業アーム支持体４の上端部には前記回動機構に接続するための環状フランジ４ａが具備されている。
ｄ．前記駆動機構と回動機構との結合は、図３に見られるように、油圧シリンダ２の外筒２ｃに形成されたフランジ２ａと回動機構のボールベアリング６の内輪６ａとを複数のボルト８で締結することによって行われている。
また、回動機構と作業機構との結合も作業アーム支持体４の上端部に具備された環状フランジ４ａと回動機構のボールベアリング６の外輪６ｂとを複数のボルト８’で結合することによって行われている。

本発明の小型アタッチメントは、前記ブラケット１をパワーショベル等の作業機に取り付け、油圧シリンダ２に作業機から油圧を供給することによって作動する。
図１（ａ）は、作業機からシリンダーの下部に供給される油圧によって油圧シリンダ２のピストンロッド２ａが外筒２ｃ内に押し上げられて作業アーム３の切断刃３ａが開いた状態の小型アタッチメントを示している。
この状態で被切断物を二つの切断刃の間に取り込み、シリンダ２の上部から油圧を加えてピストンロッド２ａを押し下げると、ピストンロッド２ａの先端に装着されたリンク機構５によって、作業アーム３は、作業アーム支持体４との枢着軸を支点としてその先端が閉じる方向に回動して被切断物を先端の切断刃３ａによって切断する。
作業アームが圧砕刃を有するものである場合は被圧砕物を圧砕し、掴持刃を有するものである場合は被掴持物を掴持して移動、運搬する作用を発揮するのはいうまでもない」。 図１（ｂ）は、作業アーム３が閉じられた状態の小型アタッチメントを示している。

本小型アタッチメントによって被切断物を切断する場合、被切断物が二つの切断刃３ａの摺動面と直交して存在するとは限らない。この場合、切断応力が被切断体に傾斜角を有して加わるので、切断効率が低下するばかりでなく、被切断物を切断しきれずに押しつぶされた状態の被切断物が二つの切断刃３ａの摺動面に挟まってしまうおそれもある。そこで作業機に固定される駆動機構部と作業アーム３を有する作業機構部との間に回動機構部を介在させ、二つの切断刃３ａが被切断物に当接したとき、その摺動面が被切断物に直交するように切断機構部をピストンロッド２ａとともに回動させ、前記おそれが発生しないない切断作業のできる作業機構を構成している。
なお、前記回動機構にボールベアリング６が使用されているので、被切断物と切断刃３ａの摺動面の僅かな傾斜角の相違によっても円滑に回動するので、切断効率のよい小型アタッチメントが提供できる。
さらに、前記油圧シリンダ２がブラケット１に固定されているので、従来のアーム支持体と一対の作業アームとの間にそれぞれ油圧シリンダが設けられていたものに比べれば、スイベルジョイントが不要になり、油圧シリンダが２台から１台に減少したので、小型化と軽量化が図られ、生産コストも低減でき、また油圧ホースの巻き付きなどの問題もなくなり使い勝手のよいものとなっている。

本発明の小型アタッチメントは、前記ブラケット１と前記油圧シリンダ２の外筒２ｃとの固定が、熔着、又は油圧シリンダ２の上部に熔着された方形のブラケット装着板２０、又は側面にリブ２２を介して熔着された方形のブラケット装着板２０’のいずれか一方にボルト２１締めによってなされるよう構成されているので、後者の場合には、使用にあたっては作業現場の状況に応じて、前記ブラケット１を、油圧シリンダ２の上面又は側面のブラケット装着板２０、２０’のいずれか一方を選択して装着する。
図４に、油圧シリンダ２の外筒２ｃの側面にリブ２２を介して熔着されたブラケット装着板２０’にブラケット１をボルト２１によって装着した状態の小型アタッチメントの正面図を示した。上方に構造物などがあり作業機のアームの使用高さに制限のある作業現場では、この状態での使用が有効となる。

１：ブラケット
２：油圧シリンダ
２ａ：ピストンロッド
２ｂ：フランジ
２ｃ：外筒
３：作業アーム
３ａ：切断・圧砕刃
４：作業アーム支持体
４ａ：環状フランジ
５：リンク機構
５ａ：リンクアーム
５ｂ：連結アーム
６：ボールベアリング
６ａ：内輪
６ｂ：外輪
７：リンク機構取付具
８、８’：ボルト
２０、２０’：ブラケット装着板
２１：ボルト
２２：リブ

Claims (4)

1. パワーショベル等の作業機に取り付けて構造物の破砕を行うための小型アタッチメントであって、
   前記パワーショベル等の作業機に取り付けるためのブラケット（１）と、同ブラケット（１）にその外筒（２ｃ）が固定された油圧シリンダ（２）とでなる駆動機構部と、
   先端に被切断物を切断する切断刃（３ａ）を有する二つの作業アーム（３、３）がそれぞれその後端部を作業アーム支持体（４）に枢着され、また中間部に前記油圧シリンダ（２）のピストンロッド（２ａ）の先端に装着され前記作業アーム（３）を開閉するリンク機構（５）の一端を枢着してなる作業機構部と、
   前記駆動機構部と作業機構部との間に介在させて前記作業機構部が前記駆動機構部に対して回動可能に連結させるための回動機構部とからなることを特徴とする小型アタッチメント。
2. 前記回動機構部は、前記油圧シリンダ（２）の外筒（２ｃ）下端部に具備されたフランジ（２ｂ）と、前記作業アーム支持体（４）の上端部の環状フランジ（４ａ）に内輪（６ａ）と外輪（６ｂ）とが固定されるボールベアリング（６）であることを特徴とする請求項１に記載の小型アタッチメント。
3. 前記作業機構部の作業アーム（３、３）が、前記切断刃に代えて、被破砕物を圧砕する圧砕刃を有するもの、あるいは、鋼材や木材等の資材を掴持して運搬、移動させるための掴持刃を有するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の小型アタッチメント。
4. 前記ブラケット（１）と前記油圧シリンダ（２）の外筒（２ｃ）との固定が、熔着、又は油圧シリンダの上部に熔着された方形のブラケット装着板（２０）、又は側面にリブを介して熔着された方形のブラケット装着板（２０’）のいずれか一方にボルト（２１）締めによってなされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の小型アタッチメント。
   

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