JPH05280201A - 壁面作業工具の装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 作業機械用のフロントアタッチメントとし
て、上下に回動するブーム、アームを設け、該アームの
先端に壁面作業工具を装着し、壁面に沿って上下に移動
させる作業の運転操作を容易にしようとするものであ
る。 ［構成］ 有効長さが一定であるアームに代え、リヤア
ームと、その長手方向に沿って摺動自在なフロントアー
ムとから構成され、両者の間に設けたテレスコープシリ
ンダの伸縮により、その有効長さを加減することのでき
るテレスコピックアームを装備し、該フロントアームの
先端に壁面作業工具を装備するとともに、上記テレスコ
ープシリンダの伸縮操作を運転席から操作できるように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は作業機械における作業
用アタッチメント追ずい機構の油圧回路に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】第６図は、作業機械１’が上部旋回体
２’のフロント部に従来技術の作業用アタッチメント
３’を装着した全体側面図で、４はブーム、５はブーム
シリンダ、６はブームフートピン、７’はアーム、８は
アームシリンダ、１２は掻落し工具、１７は側壁であ
り、第６図の掻落し工具１２および側壁１７とをＡより
見たときの要部詳細は、第２図に示すものと同一で、１
３は掻落し工具１２先端に取付けられたローラ、該ロー
ラ１３は、上記掻落し工具１２が側壁１７にそって上下
に移動するにともない転動するようになっている。ま
た、１４はプレートで、側壁１７または溝部１８に付着
した付着物を掻落すためのへら状のものである。１５は
アーム７’に対して掻落し工具１２を左右方向に回動可
能に枢支するピン、１６は掻落し工具１２の左右側面と
アーム７’先端部の左右側面との間に取付けられたスプ
リングで掻落し工具１２に左右方向から所定値以上の外
力が作用しない限り、これを前方に向けて保持している
ものである。第６図では、アーム７’先端に取付けた掻
落し工具１２により、側壁１７に付着している付着物を
掻落す作業をしている。側壁１７は直立平面のみなら
ず、第２図の如く垂直方向に溝部１８を有する凸凹面も
ある。たとえば、粉炭や鉱石運搬用大型船舶の船倉内壁
面が上記溝部１８を有する凸凹直立面となっていること
も往々にしてある。それで粉炭や鉱石などの陸上げ荷役
時には、その材料が船倉内壁の溝部１８に付着し、詰ま
った状態で残る。そのために第６図の如く、作業機械
１’の作業用アタッチメント３’に掻落し工具１２を左
右方向に回動自在に装着して付着物を掻落することがな
されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、作業機械１’の運転者が上方に上げた掻落し工具１
２を側壁１７にそって下方に下げる場合に、単にブーム
シリンダ５を縮小せしめると掻落し工具１２先端のロー
ラ１３は、第６図の如くブームフートピン６を中心とし
て半径Ｒなる軌跡をたどるので掻落し作業はできない。
そこで運転者は、ブームシリンダ５およびアームシリン
ダ８を同時操作してローラ１３を側壁１７にそって下方
移動するように操作レバ（図示なし）を操作する。しか
し運転者が特に熟練していないかぎりこの掻落し作業の
仕上がりは平滑でなかったり、壁面を傷つけたりして不
具合が多い。また第６図のアーム７’の代わりに、テレ
スコピック方式アームを装着して掻落し作業をしても、
同様に掻落し作業には非常に高度の運転技両が要求さ
れ、これが得られないときの直立壁面や傾斜壁面の付着
物掻落し作業の多くは、作業者が梯子や足場などを利用
し、人力でへら状プレートを使用して行っていたので多
大な時間と労力とを要していた。この発明はこの様な掻
落し作業をすべて運転容易な機械力で行いうるようにす
ることを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に講じたこの発明の手段は、 イ．運転室内に設けた操作手段により、作業用アタッチ
メントを作動させる油圧切換弁を切換えて各種アクチュ
エータを作動させる操作方式の作業機械に、作業アタッ
チメントとしてブームの先端に、テレスコープシリンダ
の作動により、その有効長が伸縮するテレスコピックア
ームを取付け、そしてそのテレスコピックアーム先端に
は、所定値以上の外力が作用すると左右方向に回動自在
となる如く作業工具を装着した。 ロ．運転室内に、上記テレスコピックアーム伸縮作動用
油圧切換弁の操作手段と、上記操作手段を油圧切換弁が
中立以外すなわち、正逆に切換わる位置に操作したとき
のみ、信号を発する信号手段を設ける。 ハ．常時所定の低圧油の供給が可能な如く低圧リリーフ
弁を備えた低圧油圧源を別途設ける。 ニ．テレスコープシリンダのヘッド側油室と前記油圧切
換弁とを接続する油路の中間に、外部信号により切換わ
る第１の切換弁を設け、該切換弁に信号が作用しないと
きは、油圧切換弁からの油路を遮断し、低圧油圧源から
の圧油をテレスコープシリンダのヘッド側油室へ送油す
るが、信号が作用すると、前記油圧切換弁との接続油路
のみをヘッド側油室に通じる如くする。 ホ．テレスコープシリンダのロッド側油室に通じる油路
から分岐しヘッド側油室に通じる油路に連通する分岐油
路を設け、該分岐油路の中間に、外部信号により切換わ
る第２の切換弁を設け、該第２の切換弁に信号が作用し
ないときには内部油路を開路し、信号が作用すると、閉
路して、テレスコープシリンダのヘッド側油室とロッド
側油室とに通じる分岐油路を遮断する如くする。 ヘ．さらに、前述の信号手段と上記第１の切換弁と第２
切換弁の受信部とを接続する。

【０００５】

【作用】 イ．テレスコピックアーム先端に取付けた作業工具が側
壁に接触していない場合に、運転者がテレスコピックア
ームが伸長する方向へと操作手段を操作すると、油圧切
換弁が切換わると同時に、信号手段からの信号が第１お
よび第２の切換弁に作用し、該弁は切換わるので、低圧
油圧源と分岐油路は遮断され、油圧切換弁からの圧油は
テレスコープシリンダのヘッド側油室へ送油され、ロッ
ド側油室からの戻り油は油圧切換弁を介して油タンクへ
戻る。その結果、テレスコピックアームは伸長し、その
先端部に装着した作業工具は前進する。 ロ．上記イ項と逆の作動をしようとするには、運転者が
テレスコピックアームの縮小側へと操作手段を操作する
と、油圧切換弁は上記イ項とは逆に切換わる。しかし、
信号手段からの信号は上記イ項と同様に第１および第２
の切換弁の受信部に作用し、その位置機能はイ項と同じ
である。従って、油圧切換弁からの圧油はテレスコープ
シリンダのロッド側油室へ送油され、ヘッド側油室から
の戻り油は油圧切換弁を介して油タンクへ戻る。その結
果、テレスコピックアームは縮小し、その先端の作業工
具は後退する。 ハ．テレスコピックアーム先端に取付けた作業工具を側
壁上方に接触させ、運転者がブームシリンダを縮小作動
せしめると、作業工具が下方へ下がるにしたがって、テ
レスコープシリンダは強制的に縮小されようとする。こ
のとき、テレスコープシリンダ用の操作手段は中立位置
にあり、信号手段から信号は発せられないので、ヘッド
側油室には第１の切換弁を介し、ロッド側油室には第１
および第２の切換弁を介して低圧油圧源の圧油が同時に
作用し、それによる限定された伸長力が、このテレスコ
ープシリンダに発生しているが、これを越える縮小力が
作用すると、ヘッド側油室の低圧油はロッド側油室へ、
第２の切換弁を通って流入し、また、余剰の低圧油は第
１の切換弁を通り、低圧油圧源側に設けられた低圧リリ
ーフ弁を介して油タンクへ流出する。

【０００６】この結果、作業工具は上記限定された伸長
力で側壁を押圧したまま、これに沿って下方へ移動して
ゆく。すなわち、作業工具を壁面に沿って下降させるに
は、主として、ブームシリンダのみの操作でよい。次
に、上記とは逆に、作業工具を側壁下方に接触させて、
運転者がブームシリンダを伸長作動せしめて作業工具を
上方へ移動させてゆく場合には、上記と同様第１および
第２の切換弁には信号が作用せず、テレスコープシリン
ダは限定された伸長力を保持しており、また、テレスコ
ープシリンダが伸長しても、それにともないヘッド側油
室ヘは、ロッド側油室の低圧油が第２の切換弁を経由
し、また、低圧油圧源から第１の切換弁を介して低圧油
が補給される。その結果、作業工具は上記限定された伸
長力で側壁を押圧したまま、これに沿い、上方へ移動し
てゆく。すなわち、作業工具を壁面に沿い上昇させるに
も、主としてブームシリンダのみの操作で十分である。

【０００７】また、壁面の溝部と作業工具の上下移動方
向とが一致しないとき作業工具に左右方向の外力が加わ
るが、この外力が所定値を超えると該作業工具はテレス
コピックアームに対し回動する如く装着されているので
無益な掻落し抵抗力はなく、円滑な作業が可能である。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。第１図は本発明の油圧回路をそなえた作
業機械１が、作業用アタッチメント３先端に作業工具の
１種である掻落し工具１２を取付け、側壁１７に付着し
た付着物の掻落し作業を行っている全体側面図である。
２は上部旋回体、４はブーム、５はブームシリンダ、６
はブームフートピン、７はテレスコピックアーム、８は
アームシリンダ、９はテレスコピックアーム７のリヤア
ーム、１０はテレスコピックアーム７のフロントアーム
である。そのフロントアーム１０はリヤアーム９に沿っ
て伸縮自在に摺動する様に構成され、両者の間にはテレ
スコープシリンダ１１があり、該テレスコープシリンダ
１１の伸縮作動によりテレスコピックアーム７が伸縮す
る。

【０００９】第２図は第１図の掻落し工具１２と側壁１
７をＡ矢視方向から見た平面図である。第３図は本発明
の油圧回路図を示し、１９は運転者が操作する足踏式ペ
ダル、２１はペダル様リンク２０を介しペダル１９の動
きに連動して電気接点の開閉を行うリミットスイッチで
ある。２２はペダル１９の操作に連動するリモートコン
トロール弁であるが、その内部にはパイロット弁２３お
よび２４を有している。２５はリモートコントロール弁
２２により切換作動される油圧切換弁で、テレスコープ
シリンダ１１を伸縮作動させる。油圧切換弁２６、２
７、２８は、他のそれぞれのリモートコントロール弁
（図示なし）からのパイロット圧によって切換作動され
各種アクチュエータ（ブームシリンダ、アームシリンダ
などであるが、図示なし）を切換作動させるものであ
る。２９、３０はリモートコントロール弁２２から送油
されるパイロット圧油が流入する油圧切換弁２５用の左
右パイロット油室である。３１はテレスコープシリンダ
１１のピストンロッド、３２はヘッド側油室、３３はロ
ッド側油室、３４、３５は電磁弁、３６は背圧保持用の
低圧リリーフ弁、３７、３８、３９はリリーフ弁、４
０、４１はチェック弁、４２は主油圧ポンプ、４３はパ
イロットポンプ、４４は追ずいポンプ、４５はポンプ駆
動用原動機、４６は油タンク、４７、４８、４９、５
０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５
８、５９、６０、６１、６２、は油路である。

【００１０】本発明の構成は上記の如きものであるが、
次に本油圧回路の作動詳細について説明する。まず作業
機械１の原動機４５を始動し、ブームシリンダ５を伸長
させて、作業アタッチメント３先端の掻落し工具１２を
側壁１７上方の高さに上げる。掻落し工具１２がまだ側
壁１７に接触していない状態で、運転者が足踏式ペダル
１９を操作していない場合にはリモートコントロール弁
２２は第３図の如く中立位置にある。その時には、リミ
ットスイッチ２１の電気接点は開路しているので、電磁
弁３４はイ位置、電磁弁３５はハ位置にあり、パイロッ
ト弁２３、２４は作動せず油圧切換弁２５は中立位置で
ある。一方、追ずいポンプ４４からの圧油は油路４７、
チェック弁４０、油路４８、４９、電磁弁３４のイ位置
を経て、油路５０を通りテレスコープシリンダ１のヘッ
ド側油室３２へ達し、また、油路５０から分岐した５
１、電磁弁３５のハ位置、油路５２を経て、ロッド側油
室３３へも作用する。そうすると、テレスコープシリン
ダ１１のロッド側油室３２の内径断面積Ｓ1 はロッド側
油室３３の内径有効断面積Ｓ2 より大きいので、その作
動力の差によってテレスコープシリンダ１１は伸長し、
ロッド側油室３３内の油は油路５２、電磁弁３５のハ位
置、油路５１を通り、油路５０に合流する。このとき
の、追ずいポンプ４４より吐出される圧油は、背圧保持
用の低圧リリーフ弁３６、油路５３を通り油タンク４６
へ戻るので、ヘッド側油室３２、ロッド側油室３３に作
用する圧力が制限され、テレスコープシリンダ１１の伸
長力も、制限された所定の値となる。したがって、掻落
し工具１２が側壁１７に接触していない状態で、ペダル
１９に連結されているリモートコントロール弁２２が中
立位置にある場合には、掻落し工具１２はテレスコープ
シリンダ１１により上記所定の値の伸長力で前進する。

【００１１】次に、掻落し工具１２が側壁１７に接触し
ていない状態であって、テレスコープシリンダが収縮し
ているとき上記の場合よりはやい速度または、強力な伸
長力で掻落し工具１２を前進させる場合の油圧機能につ
いて述べる。第４図の如く、運転者はペダル１９の前方
踏込部６３を踏込み、リモートコントロール弁２２のパ
イロット弁２３を作動させる。この動作により、ペダル
用リンク２０はリミットスイッチ２１に作用し、その電
気接点を閉路するので、電磁弁３４はロ位置に電磁弁３
５はニ位置に切換わる（電気回路の図示省略）。これら
の結果からパイロットポンプ４３からの圧油は油路５
４、パイロット弁２３を経由し、パイロット圧としてパ
イロット油路５６からパイロット油室２９へ達するの
で、油圧切換弁２５はホ位置に切換わる。従って主油圧
ポンプ４２の吐出油は、油路５７、５８、油圧切換弁２
５のホ位置、油路５９、電磁弁３４のロ位置、油路５０
を経て、テレスコープシリンダ１１のヘッド側油室３２
へ送油される。それでピストンロッド３１は前進し、ロ
ッド側油室３３からの戻り油は、油路５２、６０、油圧
切換弁２５のホ位置、油路６１、６２を通り油タンク４
６へ戻る。このとき電磁弁３５はニ位置にあり油路５
０、５２は遮断され、圧油の流出入はない。なお、追ず
いポンプ４４からの吐出油は、油路４７、チェック弁４
０、油路４８を経て油路４９に達するが、電磁弁３４の
ロ位置にて油路が遮断されているので、低圧リリーフ弁
３６、油路５３を通り油タンク４６へ戻る。したがっ
て、ペダル１９の前方踏込部６３を踏込操作すると、フ
ロントアーム１０および掻落し工具１２は前進する。

【００１２】次に、テレスコピックアームを伸長させた
状態で、作業機械１を前進させ掻落し工具１２先端のロ
ーラ１３を側壁１７の上方に接触させる。この場合には
第１図の如く、ブームフートピン６とローラ１３との中
心を結ぶ半径をＲ、ブームフートピン６から側壁１７ま
での水平距離をｌ1 とすれば、テレスコープシリンダ１
１のストロークＳ0 は長さｌ2 （ここに、ｌ2 ＝Ｒ−ｌ
1 ）より大きくしておく。この状態から掻落し作業を行
うには、ブームシリンダ５を縮小させ、ブーム４を下方
に回動させることにより掻落し工具１２先端部のローラ
１３およびプレート１４を下げていく。その場合、運転
者はペダル１９を操作しないので、その時の油圧機能を
示す油圧回路図は第３図となる。すなわち、リモートコ
ントロール弁２２は中立位置であるので、油圧切換弁２
５は切換わることなく中立位置である。また、リミット
スイッチ２１の電気接点は開いたままであるので、電磁
弁３４はイ位置、電磁弁３５はハ位置にある。それで、
ブームシリンダ５を縮小させて掻落し工具１２を側壁１
７に当てたまま下方に下げてゆくと、フロントアーム１
０に連結されているピストンロッド３１は、テレスコー
プシリンダ１１内に押込まれて縮小しようとする。すな
わち、テレスコープシリンダ１１のヘッド側油室３２内
の油は油路５０、５１、電磁弁３５のハ位置、油路５２
を通りロッド側油室３３へ送油される。

【００１３】また、追ずいポンプ４４から吐出される圧
油は、背圧保持用の低圧リリーフ弁３６で所定の圧力を
保持し、これがヘッド側油室３２、ロッド側油室３３
に、同時に作用するので、前述したように、テレスコー
プシリンダ１１は制限された所定の伸長力を発揮する。
従って、ブームシリンダを縮小させることにより、上記
伸長力以上の外力が加わると、ヘッド側油室３２の圧油
は、ロッド側油室３３、または低圧リリーフ弁３６を通
り油タンク４６へと流出するので、テレスコープシリン
ダ１１は縮小する。したがって、ブームシリンダ５を縮
小作動させると、掻落し工具１２を側壁１７に所定の力
で押圧したまま、これに沿って下降せしめることができ
る。なお、床面６５からの、ローラ１３の高さがブーム
フートピン６の高さより小さくなり、テレスコープシリ
ンダ１１が、ブームシリンダ５を縮小しても押込まれな
い状態になると、第３図内テレスコープシリンダ１１に
おけるヘッド側油室３２の圧力による作用力がロッド側
油室３３の圧力による作用力よりも大きいのでピストン
ロッド３１は前進を始め、やはり、掻落し工具１２は側
壁１７にそって移動する。また、運転者がペダル１９を
操作せず、上記とは反対にブームシリンダ５を伸長作動
させて上方へ上げてゆくと、上記下方へ下げる油圧機能
と同様な作動で掻落し工具１２は側壁１７にそって上方
へ上がってゆく。

【００１４】次に、掻落し工具１２を側壁１７より離
し、フロントアーム１０を後退させる場合の油圧機能に
ついて説明する。第５図の如く、運転者はペダル１９の
後方踏込部６４を踏込み、リモートコントロール弁２２
のパイロット弁２４を作動させる。この動作によりペダ
ル用リンク２０はリミットスイッチ２１の電気接点を閉
じ、電磁弁３４はロ位置に、電磁弁３５はニ位置に切換
わる。つまり、ペダル１９の前方踏込部６３を踏込んだ
場合でも後方踏込部６４を踏込んだ場合でも、ペダル用
リンク２０によりリミットスイッチ２１の電気接点は閉
じられ、電磁弁３４はロ位置に、電磁弁３５はニ位置に
切換わるが、リモートコントロール弁２２のパイロット
弁の作動側は異なってくる。すなわち、パイロットポン
プ４３からの圧油は油路５４、パイロット弁２４、パイ
ロット油路６６を経てパイロット油室３０へ達するの
で、油圧切換弁２５はヘ位置に切換わる。そこで主油圧
ポンプ４２からの吐出油は、油路５７、５８、油圧切換
弁２５のヘ位置、油路６０、５２を経て、テレスコープ
シリンダ１１のロッド側油室３３へ送油される。それで
ピストンロッド３１は後退し、ヘッド側油室３２からの
戻り油は、油路５０、電磁弁３４のロ位置、油路５９、
油圧切換弁２５のヘ位置、油路６１、６２を通り油タン
ク４６へ戻る。なお、追ずいポンプ４４からの吐出油
は、油路４７、チェック弁４０、油路４８を経て油路４
９に達するが、電磁弁３４のロ位置にて油路が遮断され
ているので、低圧リリーフ弁３６、油路５３を通り油タ
ンク４６へ戻る。したがって、ペダル１９の後方踏込部
６４を踏込操作すると、フロントアーム１０は後退す
る。

【００１５】以上の如く、本発明の油圧回路をそなえた
作業機械１にテレスコピックアーム７および掻落し工具
１２を取付け、その掻落し工具１２先端を側壁１７に接
触させて、上下方向に移動させた場合には、掻落し工具
１２先端部は側壁１７にそって所定の押圧力でもって接
し上下方向に移動する。また、テレスコピックアーム７
が収縮している状態で掻落し工具１２先端部を側壁１７
に接触させないで、足踏操作式ペダル１９の前方踏込部
６３を踏込んだ場合には掻落し工具１２を装着したフロ
ントアーム１０は迅速または強力に前進し、逆に後方踏
込部６４を踏み込んだ場合には掻落し工具１２を装着し
たフロントアーム１０は後退する。

【００１６】

【発明の効果】この発明は実施例にも述べた様に、作業
機械の上部旋回体の前方に装着する作業アタッチメント
として、基部を上部旋回体に枢着したブームと、該ブー
ムの先端に枢着し、掻落し工具を先端部に有するテレス
コピックアームとからなり、それぞれは相互に水平軸と
油圧シリンダとで上下に回動自在に構成し、かつ、掻落
し工具は垂直軸でもって左右回動自在にテレスコピック
アームに枢支されている。そうして、前記アームに追ず
い機能を付与するため、テレスコープシリンダで連結さ
れ、相互に摺動伸縮可能のリヤーアーム、フロントアー
ムからなるテレスコピックアームを使用し、テレスコー
プシリンダの伸縮作動を、運転席から必要に応じ、強制
的に、または、自動的に作動できるようにすることによ
り、フロントアームおよび掻落し工具の前進、後退をさ
せるようにした。すなわち、通常のテレスコピックアー
ムを伸縮させるテレスコープシリンダをそのまま追ずい
機構用シリンダとして使用し、このテレスコープシリン
ダの作動回路中に、その操作信号に対応し、自動的に所
定の限定された伸長力で伸長したり、逆方向にその伸長
力以上の外力が作用すると収縮するような回路を設け
た。

【００１７】これに対し、従来技術では、運転者が作業
機械のブームシリンダ、アームシリンダ、あるいはテレ
スコープシリンダを同時操作させて、作業工具先端を上
下方向に直線移動させていた。しかしこの操作はすぐれ
た熟練と労力を要するため、通常は側壁に付着した付着
物の掻落しのみは、作業者が梯子や足場などを利用し人
力で作業をしていた。したがって従来技術では、作業者
が多大な時間と労力とを要していた。前述の如き、追ず
い機構油圧回路を設けた本発明では、側壁の付着物を掻
落し作業において、側壁に掻落し工具を接触させた状態
にし、単にブームシリンダを伸縮作動させる操作をすれ
ばよい。したがって運転者にすぐれた熟練の必要はな
く、作業アタッチメント先端の作業工具を側壁にそって
確実に上下方向移動が容易にできるので、作業能率は向
上し、かつ、簡易な作動回路変更でよく、作業コストを
低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる工具を装着した機械が壁面の
掻落し作業をしている全体側面図である。

【図２】図１における工具および壁面をＡより見た平面
図である。

【図３】この発明の実施例を示す油圧回路図である。

【図４】図３の油圧回路作動説明図である。

【図５】図３の油圧回路作動説明図である。

【図６】従来技術の作業機械が壁面に壁面に付着した付
着物を掻落す作業を異なっている全体側面図である。

【符号の説明】

１，１’ 作業機械 ３，３’ 作業アタッチメント ７ テレスコピックアーム １０ フロントアーム １２ 掻落し工具 ２２ リモートコントロール弁 ２３，２４ パイロット弁 ２５ 油圧切換弁 ３４，３５ 電磁弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端部を上部旋回体の前方に枢着したブ
   ームと該ブームの先端に枢着したアームとを、それぞれ
   相互に水平ピンで枢支し、油圧シリンダで上下に回動す
   る如くするとともに、該アームの先端には垂直ピンによ
   り左右回動自在に壁面作業工具を枢着し、上記アームは
   テレスコープシリンダの伸縮により、その有効長さを自
   在に伸縮可能としたことを特徴とする壁面作業工具の装
   着装置。