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公開番号2021031955
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210301
出願番号2019153087
出願日20190823
発明の名称作業車両
出願人日立建機株式会社
代理人特許業務法人 武和国際特許事務所
主分類E02F 3/38 20060101AFI20210201BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】周囲の環境に拠らず掻き出し作業を行うことができる自由度の高い作業車両を提供する。
【解決手段】作業車両は、起伏平面に沿って起伏可能な状態で上部旋回体に支持され、先端にアームブラケットが取り付けられたブームと、ブームに対して起伏平面に沿って起伏可能な状態で、アームブラケットに支持された第1アームと、第1アームの先端に回動可能に支持された第2アームと、第2アームと同一平面上を回動可能な状態で、第2アームの先端に支持されたバケットとを備え、第1アームは、第2アームを起伏平面上で回動させる掘削位置と、第2アームを起伏平面と異なる平面上で回動させる掻出位置との間を、第1アームの延設方向に延びる回転軸線周りに回転可能に構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
走行可能な下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に支持された上部旋回体と、
前記上部旋回体に支持されたフロント作業機とを備えた作業車両において、
前記フロント作業機は、
起伏平面に沿って起伏可能な状態で前記上部旋回体に支持され、先端にアームブラケットが取り付けられたブームと、
前記ブームに対して前記起伏平面に沿って起伏可能な状態で、前記アームブラケットに支持された第1アームと、
前記第1アームの先端に回動可能に支持された第2アームと、
前記第2アームと同一平面上を回動可能な状態で、前記第2アームの先端に支持されたバケットとを備え、
前記第1アームは、
前記第2アームを前記起伏平面上で回動させる掘削位置と、
前記第2アームを前記起伏平面と異なる平面上で回動させる掻出位置との間を、前記第1アームの延設方向に延びる回転軸線周りに回転可能に構成されていることを特徴とする作業車両。
続きを表示(約 770 文字)【請求項2】
請求項1に記載の作業車両において、
前記第1アームは、
回転軸と、
位置決めピンが挿抜される貫通孔とを有し、
前記アームブラケットは、
前記回転軸を回転可能に保持する保持孔と、
前記第1アームが前記掘削位置のときに前記貫通孔に対面する第1位置決め孔と、
前記第1アームが前記掻出位置のときに前記貫通孔に対面する第2位置決め孔とを有することを特徴とする作業車両。
【請求項3】
請求項2に記載の作業車両において、
前記第1アームは、
前記位置決めピンを前記貫通孔に挿入する向きに付勢する付勢部材と、
前記位置決めピンに取り付けられて、前記付勢部材の付勢力に抗して前記位置決めピンを前記貫通孔から抜去する向きに移動可能な把持部とを有することを特徴とする作業車両。
【請求項4】
請求項1に記載の作業車両において、
前記フロント作業機を操作する操作装置を備え、
前記操作装置は、前記第1アームが前記掻出位置に位置するときに、
前記ブーム及び前記第1アームの複合操作を受付可能な位置決めモードと、
前記第2アーム及び前記バケットの複合操作を受付可能な掻き出しモードとに切換可能に構成されていることを特徴とする作業車両。
【請求項5】
請求項1に記載の作業車両において、
前記フロント作業機を操作する操作装置を備え、
前記操作装置は、前記第1アームが前記掘削位置に位置するときに、前記ブームを起伏させる操作、前記第1アームを起伏させる操作、及び前記バケットを回動させる操作を受付可能で、且つ前記第2アームを回動させる操作を受け付けないことを特徴とする作業車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、落鋼処理を行うことが可能な作業車両に関するものである。
続きを表示(約 5,300 文字)【背景技術】
【0002】
例えば製鉄所などにおいて、港とプラントとの間に敷設されたベルトコンベアで、原料を搬送することが行われている。ベルトコンベア上の原料の一部は、搬送の過程でベルトコンベアから脱落して、ベルトコンベアの下に堆積する。そのため、ベルトコンベアの下から原料(以下、「対象物」と表記する。)を掻き出す作業が必要となる。
【0003】
そこで、例えば特許文献1には、固定側フレームに4節リンク及び縦旋回装置を介して多関節アームが取り付けられた掻き出し用作業機が開示されている。この掻き出し用作業機は、4節リンクで多関節アームを地面と平行にし、縦旋回装置で多関節アームを縦旋回させることにより、掻き出し作業を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2015−175135号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1の多関節アームは、掻き出し用作業機の載置面と同一平面上でしか掻き出し作業ができない。そのため、ベルトコンベアの近傍に段差や傾斜がある場合、ベルトコンベアに沿って線路などの障害物が敷設されている場合などに、掻き出し作業が適切に行えない可能性がある。
【0006】
本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、周囲の環境に拠らず掻き出し作業を行うことができる自由度の高い作業車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明は、走行可能な下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に支持された上部旋回体と、前記上部旋回体に支持されたフロント作業機とを備えた作業車両において、前記フロント作業機は、起伏平面に沿って起伏可能な状態で前記上部旋回体に支持され、先端にアームブラケットが取り付けられたブームと、前記ブームに対して前記起伏平面に沿って起伏可能な状態で、前記アームブラケットに支持された第1アームと、前記第1アームの先端に回動可能に支持された第2アームと、前記第2アームと同一平面上を回動可能な状態で、前記第2アームの先端に支持されたバケットとを備え、前記第1アームは、前記第2アームを前記起伏平面上で回動させる掘削位置と、前記第2アームを前記起伏平面と異なる平面上で回動させる掻出位置との間を、前記第1アームの延設方向に延びる回転軸線周りに回転可能に構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、周囲の環境に拠らず掻き出し作業を行うことができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本実施形態に係る作業車両の側面図である。
第1アームのアームブラケットへの取付部分の正面図及び側面図である。
アームブラケットの第1アームへの取付部分の正面図及び側面図である。
アームブラケット及び第1アームの取付部分の拡大図である。
キャブの内部を示す概略図である。
左右のレバーの操作パターンを示す図である。
コンベアの下に堆積した対象物を掻き出す作業車両を示す図である。
フロント作業機の角度のバリエーションを示す図である。
作業車両の載置面と掻出面とのバリエーションを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明に係る作業車両1の実施形態について、図面を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る作業車両1の側面図である。なお、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、作業車両1に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。すなわち、作業車両1の前後進方向(図1の左右方向)を「前後方向」と定義し、前後方向と直交し且つ作業車両1の載置面GLに平行な方向を「幅方向(左右方向)」と定義する。
【0011】
本実施形態に係る作業車両1は、掘削作業及び掻出作業の両方を行える機械である。掘削作業とは、土砂を掘削する一般的な油圧ショベルの作業を指す。掻出作業とは、ベルトコンベアなどの障害物の下に堆積した対象物を掻き出す作業(所謂、「落鋼処理」)を指す。作業車両1は、図1に示すように、下部走行体2と、上部旋回体3と、フロント作業機4とを主に備える。
【0012】
下部走行体2は、上部旋回体3及びフロント作業機4を支持した状態で、自走(前進、後退、旋回)可能に構成されている。下部走行体2は、一対のクローラ5を備える。エンジン(図示省略)の駆動力が伝達されて走行モータ(図示省略)が回転することによって、クローラ5が回転する。これにより、下部走行体2が走行する。但し、下部走行体2は、クローラ5に代えて、装輪式であってもよい。
【0013】
上部旋回体3は、旋回可能な状態で下部走行体2に支持されている。より詳細には、上部旋回体3は、エンジンの駆動力が伝達されて旋回モータ(図示省略)が回転することによって、下部走行体2に対して旋回する。上部旋回体3は、ベースとなる旋回フレーム6と、旋回フレーム6に支持されるキャブ7と、作業車両1を動作させる駆動力を発生させるエンジンとを主に備える。また、旋回フレーム6の前部には、フロント作業機4が配置されている。
【0014】
フロント作業機4は、作業車両1の前端で且つ作業車両1の幅方向の中央において、起伏動可能な状態で旋回フレーム6に支持されている。フロント作業機4は、ブーム8と、アームブラケット9と、第1アーム10と、第2アーム11と、バケット12と、ブームシリンダ13と、第1アームシリンダ14と、第2アームシリンダ15と、バケットシリンダ16とを主に備える。
【0015】
ブーム8は、基端部が旋回フレーム6に支持され、先端部でアームブラケット9を支持している。また、ブーム8は、上面側が山形状、下面側が谷形状となるように湾曲している。そして、ブーム8は、一端(ボトム側)が旋回フレーム6に連結され、他端(ロッド側)がブーム8に連結されたブームシリンダ13の伸縮によって、旋回フレーム6に対して起伏する。
【0016】
ブーム8は、起伏平面に沿って起伏可能に構成されている。「起伏平面」とは、作業車両1の前後方向を含み且つ作業車両1の載置面GLに直交する平面(すなわち、図1の紙面に平行な平面)である。例えば、作業車両1が水平面上に載置されている場合、起伏平面は、作業車両1の前後方向に沿う鉛直面を指す。
【0017】
第1アーム10は、基端部がアームブラケット9に支持されている。また、第1アーム10は、起伏平面に沿ってブーム8に対して起伏する。すなわち、第1アーム10は、ブーム8と同一平面上を起伏する。より詳細には、第1アーム10は、一端(ボトム側)がブーム8に連結され、他端(ロッド側)がアームブラケット9に連結された第1アームシリンダ14の伸縮によって、ブーム8に対してアームブラケット9と共に起伏する。
【0018】
さらに、第1アーム10は、アームブラケット9に対して、回転軸線Lの廻りに回転可能に構成されている。回転軸線Lは、第1アーム10の延設方向に延びる仮想線である。本実施形態に係る第1アーム10は、第2アームシリンダ15が第1アーム10の上方に位置する掘削位置と、掘削位置から左に90°回転した第1掻出位置と、掘削位置から右に90°回転した第2掻出位置とに回転可能に構成されている。アームブラケット9に対して第1アーム10を回転させる構成は、図2〜図4を参照して後述する。
【0019】
第2アーム11は、第1アーム10の先端に回動可能に支持されている。より詳細には、第2アーム11は、一端(ボトム側)が第1アーム10に連結され、他端(ロッド側)が第2アーム11に連結された第2アームシリンダ15の伸縮によって、第1アーム10に対して回動する。
【0020】
また、第2アーム11及び第2アームシリンダ15は、回転軸線L周りに回転する第1アーム10と共に回転する。そのため、第1アーム10が掘削位置のとき、第2アーム11は起伏平面に沿って回動する。また、第1アーム10が第1掻出位置或いは第2掻出位置のとき、第2アーム11は起伏平面と異なる平面(本実施形態では、作業車両1の前後方向を含み且つ起伏平面と直交する平面、或いは載置面GLと平行な平面)に沿って回動する。
【0021】
バケット12は、第2アーム11の先端に回動可能に支持されている。より詳細には、バケット12は、一端(ボトム側)が第2アーム11に連結され、他端(ロッド側)がバケット12に連結されたバケットシリンダ16の伸縮によって、第2アーム11に対して回動する。また、バケット12及びバケットシリンダ16は、回転軸線L周りに回転する第1アーム10と共に回転する。そのため、バケット12は、第2アーム11と同一平面上で回動する。
【0022】
次に、図2〜図4を参照して、アームブラケット9に対して第1アーム10を回転させる機構を詳細に説明する。図2は、第1アーム10のアームブラケット9への取付部分の正面図及び側面図である。図3は、アームブラケット9の第1アーム10への取付部分の正面図及び側面図である。図4は、アームブラケット9及び第1アーム10の取付部分の拡大図である。
【0023】
図2に示すように、第1アーム10は、回転軸17と、貫通孔18と、ガイド筒19と、廻り止め突起20とを主に備える。回転軸17、貫通孔18、ガイド筒19、及び廻り止め突起20は、対向壁21に形成されている。対向壁21は、第1アーム10がアームブラケット9に取り付けられたときに、アームブラケット9の対向壁30(図3参照)に対向する壁である。
【0024】
回転軸17は、円柱形状の外形を呈する。また、回転軸17は、対向壁21から回転軸線Lに沿って突出している。また、回転軸17の先端には、後述するナット32(図4参照)が螺合されるねじ部22が形成されている。
【0025】
貫通孔18は、対向壁21上の回転軸17から離間した位置において、対向壁21を回転軸線Lの方向に貫通する。貫通孔18には、後述する位置決めピン33(図4参照)が挿抜される。
【0026】
ガイド筒19は、内径寸法が貫通孔18よりと同一か僅かに大きい円筒形状の部材である。ガイド筒19は、対向壁21のアームブラケット9と反対側に配置されている。また、ガイド筒19は、貫通孔18の開口部を囲むように配置されている。さらに、ガイド筒19の周方向の一部には、回転軸線Lの方向に延びるスリット23が設けられている。
【0027】
廻り止め突起20は、対向壁21からアームブラケット9に向けて突出している。廻り止め突起20は、第1アーム10が第1掻出位置のときに後述する廻止部28(図3参照)に当接し、第1アーム10が第2掻出位置のときに後述する廻止部29(図3参照)に当接することによって、第1アーム10が回転し過ぎるのを防止する。
【0028】
図3に示すように、アームブラケット9は、保持孔24と、第1位置決め孔25と、第2位置決め孔26と、第3位置決め孔27と、廻止部28、29と、対向壁30と、奥壁31とを主に備える。
【0029】
保持孔24は、対向壁30を貫通して、回転軸線Lに沿ってアームブラケット9の内部空間に延びている。保持孔24は、回転軸17を受け入れて、回転可能に保持する。対向壁30は、アームブラケット9が第1アーム10に取り付けられたときに、第1アーム10の対向壁21に対向する壁である。奥壁31は、保持孔24の奥側を画定する壁である。すなわち、保持孔24は、対向壁30及び奥壁31の間の円柱形状の空間である。
【0030】
図4に示すように、回転軸17が保持孔24に挿入されると、先端のねじ部22が奥壁31に設けられた貫通孔(図示省略)を通じて保持孔24のさらに先まで到達する。そして、ねじ部22にナット32を螺合させると、回転軸17が保持孔24から脱落することを防止できる。但し、ナット32は、回転軸17が保持孔24内で回転可能な程度の締め付け力で、ねじ部22に螺合される。
(【0031】以降は省略されています)

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