建設機械の草刈用アタッチメント
【課題】簡素かつ安価な構成で、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる建設機械の草刈用アタッチメントを提供する。
【解決手段】ハンマーナイフ２４を有する回転体２５と、この回転体２５を収納するとともに回転可能に支持するケーシング２６と、回転体２５を回転させる回転体用油圧モータとを備え、油圧ショベルのアーム１５の先端部に設けられた草刈用アタッチメント１６において、ケーシング２６は、地面等の接触物から与えられる外力によって上下方向に回動するように、アーム１５の先端側に回動可能に連結されており、ケーシング２６を所定の姿勢に復帰させる方向の回動力を付与するコイルバネを設ける。
【解決手段】ハンマーナイフ２４を有する回転体２５と、この回転体２５を収納するとともに回転可能に支持するケーシング２６と、回転体２５を回転させる回転体用油圧モータとを備え、油圧ショベルのアーム１５の先端部に設けられた草刈用アタッチメント１６において、ケーシング２６は、地面等の接触物から与えられる外力によって上下方向に回動するように、アーム１５の先端側に回動可能に連結されており、ケーシング２６を所定の姿勢に復帰させる方向の回動力を付与するコイルバネを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に係わり、特に、建設機械の作業機の先端部に設けられた建設機械の草刈用アタッチメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械の一つである油圧ショベルは、一般に、下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、この上部旋回体に俯仰可能に設けられた多関節型の作業機（フロント装置）とを備えている。作業機は、上部旋回体に対し上下方向に回動可能に設けられたブームと、このブームの先端に上下方向に回動可能に連結されたアームと、このアームの先端に回動可能に連結された標準装備のアタッチメントであるバケットとを備えており、ブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、及びアタッチメント用油圧シリンダの伸縮駆動によりそれぞれ回動するようになっている。
【０００３】
また、油圧ショベルは、多様な使用目的に対応するため、標準装備のバケットに代えて、オプション装備のアタッチメントを装着可能としており、その一つとして草刈用アタッチメント（草刈機）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の草刈用アタッチメントは、カッター（草刈刃）を有する回転体と、この回転体を収納するとともに回転可能に支持するカバーと、回転体を回転させる回転体用油圧モータとを備えている。また、アームの先端に回動可能に連結されるとともにリンク機構を介しアタッチメント用油圧シリンダに接続され、アタッチメント用油圧シリンダの伸縮によって回動するブラケットを備えている。そして、カバーは、ブラケットに対し略水平方向に回転可能に設けられており、カバー用油圧モータの駆動により回転するようになっている。また、左右のチルトシリンダの伸縮駆動により、水平線に対する傾斜角が変化するようになっている。
【０００５】
また、特許文献１に記載の油圧ショベルは、ブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、アタッチメント用油圧シリンダ、及び旋回用油圧シリンダを操作する２つの十字操作式の操作レバーと、これら操作レバーのグリップ部に設けられた第１のスイッチ群、第２のスイッチ群、及び第３のスイッチ群（詳細には、一対のプッシュ式スイッチでそれぞれ構成されたもの）とを備えている。そして、第１のスイッチ群の操作によって回転体用油圧モータを正回転又は逆回転させ、第２のスイッチ群の操作によってカバー用油圧モータを正回転又は逆回転させ、第３のスイッチ群の操作によって左右のチルトシリンダのうちのいずれか一方を伸長させ他方を縮短させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１６３４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術では、草刈用アタッチメントを用いて草刈作業を行う際、まず準備段階として、十字操作式の操作レバーを操作して草刈用アタッチメントの位置を調整し、第２及び第３のスイッチ群を操作して草刈用アタッチメント（言い換えれば、回転体）の向きや傾斜角を調整する。そして、第１のスイッチ群を操作して回転体を回転させつつ、油圧ショベルの走行等によって草刈用アタッチメントを所定の作業方向に移動させて、草刈作業を行うようになっている。このような草刈作業において、草刈用アタッチメントの移動方向に沿って地面の起伏が変化することがある。このとき、仮に、草刈用アタッチメントの移動とともにその傾斜角を変化させないのであれば、準備段階で地面の局部的に高い部分に合わせるように草刈用アタッチメントの高さや傾斜角を調整しなければならないし、草刈用アタッチメントで刈られた草の長さ（詳細には、地面からの長さ）が不均一となって全体的に長くなる。そのため、地面の起伏の変化に追従して草刈用アタッチメントの傾斜角を変化させたいという要望があった。これを解決するための方法の一つとして、地面の起伏の変化に追従するように運転者が草刈用アタッチメントの傾斜角を操作する方法が考えられるものの、その場合には、運転者に相応の技量を要し、負担がかかる。また、別の方法として、地面の起伏の変化を検出して草刈用アタッチメントの姿勢を制御する電子機器等を用いる方法が考えられるものの、その場合には、部品点数が多くなるばかりか、コスト高となる。
【０００８】
本発明の目的は、簡素かつ安価な構成で、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる建設機械の草刈用アタッチメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、草刈刃を有する回転体と、前記回転体を収納するとともに回転可能に支持するケーシングと、前記回転体を回転させる回転体用モータとを備え、建設機械の作業機の先端部に設けられた建設機械の草刈用アタッチメントにおいて、前記ケーシングは、地面等の接触物から与えられる外力によって上下方向に回動するように、前記作業機の先端側に回動可能に設けられており、前記ケーシングを所定の姿勢に復帰させる方向の回動力を付与する少なくとも１つの弾性体を設ける。
【００１０】
建設機械の走行等によって草刈用アタッチメントを移動させて草刈作業を行う際に、草刈用アタッチメントの移動方向に沿って地面等の起伏が変化する場合を想定して、本発明の作用効果を説明する。例えば、草刈用アタッチメントのケーシングは、最初、その下部が地面と接触しなければ、地面から外力が与えられないので、弾性体の回動力によって所定の姿勢となる。その後、ケーシングの回動方向一方側の地面がある程度盛り上がって接触し、その地面から外力が与えられると、弾性体の回動力に抵抗しつつ回動方向他方側に回動する。その後、ケーシングの回動方向一方側の地面が盛り下がって接触しなくなり、地面からの外力が与えられなくなると、弾性体の回動力によって所定の姿勢に復帰する。このように本発明においては、地面の起伏の変化に追従するように運転者が草刈用アタッチメントの傾斜角を操作しなくとも、また地面等の起伏の変化を検出してケーシングの姿勢を制御する電子機器等を用いなくとも、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる。すなわち、簡素かつ安価な構成で、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる。
【００１１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記作業機の先端側に回動可能に連結されるとともにリンク機構を介しアタッチメント用油圧シリンダに接続されて、前記アタッチメント用油圧シリンダの伸縮駆動によって回動する連結金具を備えており、前記ケーシングは、地面等の接触物から与えられる外力によって回動するように、前記連結金具に回動可能に連結される。
【００１２】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記弾性体は、コイルバネであり、前記コイルバネが外周側に配設されたバネ支持軸を有し、前記バネ支持軸は、起端側が前記ケーシングに回動可能に連結されるとともに、前記連結金具のバネ係合板に形成された貫通穴に挿通されており、前記連結金具に対する前記ケーシングの回動に伴い前記バネ支持軸に沿って移動する前記バネ係合板によって、前記コイルバネが伸縮するように構成される。
【００１３】
（４）上記（３）において、好ましくは、前記コイルバネは、複数あり、前記バネ支持ロッドの外周側に前記バネ係合板を挟んで直列配置される。
【００１４】
（５）上記（３）において、好ましくは、前記コイルバネ、前記バネ支持軸、及び前記バネ係合板は、複数組あり、前記ケーシングの回動支点を間に並列配置される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡素かつ安価な構成で、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における草刈用アタッチメントが設けられた小型の油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。
【図２】図１中II部を拡大した側面図であり、本発明の一実施形態における草刈用アタッチメントの全体構造を表す。
【図３】図２中矢視III方向から見た草刈用アタッチメントの前面図である。
【図４】図２中IV部を拡大した側面図であり、本発明の一実施形態における草刈用アタッチメントの連結金具及びバネ支持構造を表す。
【図５】図４中矢視断面Ｖ−Ｖにおける断面図である。
【図６】本発明の一実施形態における草刈用アタッチメントの動作の一例を説明するための図である。
【図７】本発明の他の実施形態における草刈用アタッチメントの連結金具及びバネ支持構造を表す側面図である。
【図８】図７中矢視断面VIII−VIIIにおける断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態における草刈用アタッチメントが設けられた小型の油圧ショベル（ミニショベル）の全体構造を表す側面図である。なお、以降、油圧ショベルが図１に示す状態にて操作者が運転席に着座した場合における操作者の前側（図１中左側）、後側（図１中右側）、左側（図１中紙面に向かって手前側）、右側（図１中紙面に向かって奥側）を、単に前側、後側、左側、右側と称する。
【００１９】
この図１において、油圧ショベルは、クローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に旋回可能に設けた上部旋回体２と、この上部旋回体２の基礎下部構造をなす旋回フレーム３と、この旋回フレーム３の前側に左右方向に回動可能に設けられたスイングポスト４と、このスイングポスト４に上下方向に回動可能（俯仰可能）に連結された多関節型の作業機５と、旋回フレーム４上に設けたキャノピータイプの運転室６と、旋回フレーム４上の運転室６以外の大部分を覆う外装カバー７とを備えている。
【００２０】
下部走行体１は、上方から見て略Ｈ字形状のトラックフレーム８と、このトラックフレーム８の左右両側の後端近傍に回転可能に支持された左右の駆動輪９，９と、トラックフレーム８の左右両側の前端近傍に回転可能に支持された左右の従動輪（アイドラ）１０，１０と、左右それぞれの駆動輪９と従動輪１０とで掛けまわされた左右の履帯（クローラ）１１，１１とを備えている。そして、左の走行用油圧モータ（図示せず）の駆動により左の駆動輪９（すなわち、左の履帯１１）が回転し、右の走行用油圧モータ（図示せず）の駆動により右の駆動輪９（すなわち、右の履帯１１）が回転するようになっている。
【００２１】
トラックフレーム８の前側には排土用のブレード１２が上下動可能に設けられており、このブレード１２はブレード用油圧シリンダ（図示せず）の伸縮駆動により上下動するようになっている。
【００２２】
トラックフレーム８の中央部には旋回輪１３が設けられ、この旋回輪１３を介し旋回フレーム３が旋回可能に設けられており、旋回フレーム３（すなわち、上部旋回体２）は旋回用油圧モータ（図示せず）の駆動により旋回するようになっている。
【００２３】
スイングポスト４は、旋回フレーム３の前側に左右方向に回動可能に設けられており、スイング用油圧シリンダ（図示せず）の伸縮駆動により左右方向に回動するようになっている。これにより、作業機５が左右にスイングするようになっている。
【００２４】
作業機５は、スイングポスト４に上下方向に回動可能に連結されたブーム１４と、このブーム１４に上下方向に回動可能に連結されたアーム１５と、このアーム１５に上下方向に回動可能に連結されたオプション装備の草刈用アタッチメント１６とを備えている。ブーム１４、アーム１５、及び草刈用アタッチメント１６は、ブーム用油圧シリンダ１７、アーム用油圧シリンダ１８、及びアタッチメント用油圧シリンダ１９により上下方向に回動するようになっている。なお、草刈用アタッチメント１６は、標準装備のアタッチメントであるバケットや、他のオプション装備のアタッチメント（詳細には、例えばクラッシャ、ブレーカ、又はオーガ）等と交換可能にしている。
【００２５】
運転室６には、運転者が着座する運転席（座席）２０が設けられている。運転席２０の前方には、手または足で操作可能とし前後方向に操作することで左右の旋回用油圧モータの動作を指示する左右の走行用操作レバー２１，２１が設けられている。左の走行用操作レバー２１のさらに左側の足元部分には、左右方向に操作することで草刈用アタッチメント１９の回転体用モータ（詳細は後述）の動作を指示するオプション用操作ペダル（図示せず）が設けられている。右の走行用操作レバー２１のさらに右側の足元部分には、左右方向に操作することでスイング用油圧シリンダの動作を指示するスイング用操作ペダル（図示せず）が設けられている。
【００２６】
運転席２０の左側には、前後方向に操作することでアーム用油圧シリンダ１８の動作を指示し、左右方向に操作することで旋回用油圧モータの動作を指示する十字操作式のアーム・旋回用操作レバー２２Ａが設けられている。運転席２０の右側には、前後方向に操作することでブーム用油圧シリンダ１７の動作を指示し、左右方向に操作することアタッチメント用油圧シリンダ１９の動作を指示する十字操作式のブーム・アタッチメント用操作レバー２２Ｂ（図示せず）が設けられている。また、運転席２０の右側には、前後方向に操作することでブレード用油圧シリンダの動作を指示するブレード用操作レバー２３が設けられている。
【００２７】
次に、本実施形態の要部である草刈用アタッチメント１６の構造について説明する。図２は、図１中II部を拡大した側面図であり、本実施形態における草刈用アタッチメントの全体構造を表す。図３は、図２中矢視III方向から見た草刈用アタッチメントの前面図である。図４は、図２中IV部を拡大した側面図であり、本実施形態における草刈用アタッチメントの連結金具及びバネ支持構造を表す。図５は、図４中矢視断面Ｖ−Ｖにおける断面図である。
【００２８】
これら図２〜図５において、草刈用アタッチメント１６は、いわゆるハンマーナイフモアであって、外周側に複数のハンマーナイフ２４（草刈刃）が配列された回転体２５と、この回転体２５を収納するとともに回転可能に支持するケーシング２６と、回転体２５を回転させる回転体用モータ（図示せず。詳細には、例えば油圧モータ若しくは電動モータ）と、ケーシング２６をアーム１５の先端部に連結する連結金具２７とを備えている。そして、例えば回転体２５の軸方向に対してほぼ垂直な方向（図３中左右方向）に草刈用アタッチメント１６を移動させつつ、回転体用モータによって回転体２５を回転させることにより、草刈作業が行えるようになっている。
【００２９】
連結金具２７は、左右の縦板２８，２８と、これら左右の縦板２８，２８の間で接合された横板２９と、左右の縦板２８，２８の間で接合された略Ｌ字状のバネ係合板３０とで構成されている。そして、連結金具２７は、アーム１５の先端部に回動可能に連結されるとともに、第１リンク３１及び左右の第２リンク３２，３２からなるリンク機構を介しアタッチメント用油圧シリンダ１９に接続されている。
【００３０】
詳しく説明すると、連結金具２７の縦板２８，２８には、アーム連結用の連結穴２８ａ，２８ａとリンク連結用の連結穴２８ｂ，２８ｂが形成されている。そして、連結金具２７の連結穴２８ａ，２８ａとアーム１５の先端部の第１連結穴に回動軸３３Ａが挿着されている。これにより、連結金具２７がアーム１５の先端部に回動可能に連結されている。また、連結金具２７の連結穴２８ｂ，２８ｂと第１リンク３１の一方側（図２中下側）端部のボス部に回動軸３３Ｂが挿着されている。また、第１リンク３１の他方側（図２中上側）端部に形成された一対のボス部がアクチュエータ用油圧シリンダ１９のロッド先端のボス部を挟込むとともに、それらボス部の両側を第２リンク３２，３２の一方側（図２中左側）端部で挟込み、それら第２リンク３２，３２の一方側端部の連結穴と前述した第１リンク３１の他方側端部のボス部及びアクチュエータ用油圧シリンダ１９のロッド先端のボス部に回動軸３３Ｃが挿着されている。また、第２リンク３２，３２の他方側（図２中右側）端部の連結穴とアーム１５の先端の第２連結穴に回動軸３３Ｄが挿着されている。このような構造により、アタッチメント用油圧シリンダ１９の伸縮駆動によって、連結金具２７がアーム１５に対し回動するようになっている。
【００３１】
ここで、本実施形態の大きな特徴として、ケーシング２６は、地面等の接触物から与えられる外力によって上下方向に回動するように、連結金具２７に回動可能に連結されている。詳細には、連結金具２７の縦板２８，２８には、ケーシング連結用の連結穴２８ｃ，２８ｃが形成され、ケーシング２６の一対のブラケット３４，３４には、連結穴３４ａ，３４ａが形成されている。そして、対応する連結金具２７の連結穴２８ｃとケーシング２６の連結穴３４ａに回動ピン３５が挿着されることにより、ケーシング２６が連結金具２７に対し回動可能に連結されている。また、ケーシング２６の下部（すなわち、地面との接触部）には、ケーシング２６の回動方向の一方側（図２中左側）及び他方側（図２中右側）にそれぞれ位置し、回転体２４の軸方向に対して垂直方向（図３中左右方向）に延在する略直線状のソリ３６Ａ，３６Ｂ（詳細には、図３で示すように、両側端部に傾斜部が形成されたもの）が設けられている。
【００３２】
そして、例えばケーシング２６の回動方向一方側の地面がケーシング２６の回動方向他方側の地面より盛り上がってケーシング２６のソリ部３６Ａに当接するような場合は、その当接した地面から外力が与えられて、ケーシング２６が回動方向他方側に回動する。また、例えばケーシング２６の回動方向他方側の地面がケーシング２６の回動方向一方側の地面より盛り上がってケーシング２６のソリ部３６Ｂに当接するような場合は、その当接した地面から外力が与えられて、ケーシング２６が回動方向他方側に回動するようになっている。
【００３３】
また、ケーシング２６の上部には、起端側（図４中下側）が連結ピン３７を介し回動可能に連結されたバネ支持軸３８が設けられており、このバネ支持軸３８は、連結金具２７のバネ係合板３０に形成された貫通穴（例えば長穴）３０ａに挿通されている。これにより、ケーシング２６が連結金具２７に対し回動すると、バネ支持軸３８がバネ係合板３０の貫通穴３０ａに挿通されつつ回動する。このとき、バネ係合板３０は、バネ支持軸３８に沿って移動するようになっている。
【００３４】
バネ支持軸３８の外周側には、バネ係合板３０を挟んでコイルバネ３９Ａ，３９Ｂ（弾性体）が直列配置されている。コイルバネ３９Ａは、バネ支持軸３８におけるバネ係合板３０より起端側に配置されており、バネ係合板３０とケーシング２６の上部によって伸縮長さが制限されている。コイルバネ３３Ｂは、バネ支持軸３８におけるバネ係合板３０より先端側（図４中上側）に配置されており、バネ係合板３０とバネ支持軸３８の外周側に遊嵌された円環状の押さえ板４０によって伸縮長さが制限されている。なお、押さえ板４０及びコイルバネ３３Ｂがバネ支持軸３８より抜けないように、バネ支持軸３８の先端には抜止めピン４１が設けられている。
【００３５】
コイルバネ３９Ａ，３９Ｂは、例えば自然長より縮短された状態で配設されており、上述した地面等の接触物からの外力がケーシング２６に働かなければ、コイルバネ３９Ａ，３９Ｂのバネ力が釣り合うことにより、ケーシング２６を所定の姿勢（本実施形態では、連結金具２７の横板２９に対して回転体２４の軸方向が平行となるようなケーシング２６の所定の回動角）に維持するようになっている。
【００３６】
そして、例えば上述したようにケーシング２６の回動方向一方側（図２中左側）の地面がケーシング２６の回動方向他方側（図２中右側）の地面より盛り上がって、その当接した地面から外力が与えられてケーシング２６が所定の姿勢状態から回動方向他方側に回動すると（但し、所定の姿勢状態からの最大回動角は５度程度）、バネ係合板３０がバネ支持軸３８の起端側に移動し、これによって起端側のコイルバネ３９Ａが縮短する（このとき、先端側のコイルバネ３９Ｂは伸長するが、自然長になってもよいし、自然長より短くなってもよい）。このコイルバネ３９Ａのバネ力の影響により、ケーシング２６を所定の姿勢に復帰させる方向の回動力（詳細には、回動方向一方側への回動力）が付与される。そのため、その後、例えばケーシング２６の回動方向一方側の地面が盛り下がれば、ケーシング２６が回動方向一方側に回動するようになっている。また、例えば上述したようにケーシング２６の回動方向他方側の地面がケーシング２６の回動方向一方側の地面より盛り上がって、その当接した地面から外力が与えられてケーシング２６が所定の姿勢状態から回動方向一方側に回動すると（但し、所定の姿勢状態からの最大回動角は５度程度）、バネ係合板３０がバネ支持軸３８の先端側に移動し、これによって先端側のコイルバネ３９Ｂが縮短する（このとき、基端側のコイルバネ３９Ａは伸長するが、自然長になってもよいし、自然長より短くなってもよい）。このコイルバネ３９Ｂのバネ力の影響により、ケーシング２６を所定の姿勢に復帰させる方向の回動力（詳細には、回動方向他方側への回動力）が付与される。そのため、その後、例えばケーシング２６の回動方向他方側の地面が盛り下がれば、ケーシング２６が回動方向一方側に回動するようになっている。
【００３７】
以上のように構成された油圧ショベルの動作を説明する。例えば油圧ショベルを停車させた状態で油圧ショベルの前方領域の草刈作業を行うことを意図した場合、運転者がオプション用操作ペダルを操作して草刈用アタッチメント１６の回転体２５を回転させつつ、スイング用操作ペダルを操作してスイングポスト４すなわち作業機５を左右にスイングさせる。あるいは、例えば油圧ショベルを走行させながら草刈作業を行うことを意図した場合、運転者がスイング用操作ペダルを操作してスイングポスト４すなわち作業機５を油圧ショベルの側方に配置し、その後、オプション用操作ペダルを操作して草刈用アタッチメント１６の回転体２５を回転させつつ、走行用操作レバー２１を操作して油圧ショベルを走行させる。なお、草刈用アタッチメント１６の位置に関しては、例えば、ブーム・アタッチメント用操作レバー２２Ｂを前後方向に操作してブーム１６を上下させたり、旋回・アーム用操作レバー２２Ａを前後方向に操作してアーム１７を上下方向に回動させたりして設定する。また、草刈用アタッチメント１６の初期姿勢（言い換えれば、上述したケーシング２６の所定の姿勢）に関しては、ブーム・アタッチメン用操作レバー２２Ｂを左右方向に操作して草刈用アタッチメント１６を上下方向に回動させて設定する。
【００３８】
このような草刈作業を行う際に草刈用アタッチメント１６の移動方向に沿って地面等の起伏が変化する場合があり、このような場合を想定して本実施形態の作用効果を説明する。最初、例えば図６中二点鎖線で示す地面Ｇのような起伏である場合、草刈用アタッチメント１６のケーシング２６のソリ３６Ａ，３６Ｂは地面Ｇと接触せず、ケーシング２６はコイルバネ３９Ａ，３９Ｂの回動力によって所定の姿勢（図中では水平姿勢）となる。その後、例えば図６中実線で示す地面Ｇのような起伏に変化すると、すなわち、ケーシング２６の回動方向一方側（図中左側）の地面が盛り上がってケーシング２６のソリ３６Ａに接触すると、ケーシング２６はその地面からの外力によってコイルバネ３９Ｂの回動力に抵抗しつつ回動方向他方側（図中右側）に回動する。その後、ケーシングの回動方向一方側の地面が盛り下がってケーシング２６のソリ３６Ａに接触しなくなると、ケーシング２６はコイルバネ３９Ｂの回動力によって所定の姿勢に復帰する。
【００３９】
また、図示しないが、ケーシング２６の回動方向他方側の地面が盛り上がってケーシング２６のソリ３６Ｂに接触すると、ケーシング２６はその地面からの外力によってコイルバネ３９Ａの回動力に抵抗しつつ回動方向一方側に回動する。その後、ケーシング２６の回動方向他方側の地面が盛り下がってケーシング２６のソリ３６Ｂに接触しなくなると、ケーシング２６はコイルバネ３９Ａの回動力によって所定の姿勢に復帰する。
【００４０】
このように本実施形態においては、地面の起伏の変化に追従するように運転者が草刈用アタッチメント１６の傾斜角を操作しなくとも、また地面等の起伏の変化を検出してケーシング２６の姿勢を制御する電子機器等を用いなくとも、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる。すなわち、簡素かつ安価な構成で、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる。
【００４１】
本発明の他の実施形態を図７及び図８により説明する。本実施形態は、コイルバネ３９Ａ，３９Ｂ等を並列配置した実施形態である。なお、本実施形態において、上記一実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４２】
図７は、本実施形態における草刈用アタッチメントの連結金具及びバネ支持構造を表す側面図である。図８は、図７中矢視断面VIII−VIIIにおける断面図である。
【００４３】
本実施形態では、連結金具２７は、左右の縦板２８，２８と、これら左右の縦板２８，２８の間で接合された横板２９と、左右の縦板２８，２８の間で接合された略Ｌ字状のバネ係合板３０Ａ，３０Ｂとで構成されている。バネ係合板３０Ａは、ケーシング２６の回動支点である回動ピン３５より回動方向他方側（図７中右側）に配置され、バネ係合板３０Ａは、ケーシング２６の回動支点である回動ピン３５より回動方向一方側（図７中左側）に配置されている。
【００４４】
ケーシング２６の上部には、起端側（図中下側）が連結ピン３７Ａを介し回動可能に連結されたバネ支持軸３８Ａが設けられており、このバネ支持軸３８Ａは、連結金具２７のバネ係合板３０Ａに形成された貫通穴（例えば長穴）３０ａに挿通されている。これにより、ケーシング２６が連結金具２７に対し回動すると、バネ支持軸３８Ａがバネ係合板３０Ａの貫通穴３０ａに挿通されつつ回動する。このとき、バネ係合板３０Ａは、バネ支持軸３８Ａに沿って移動するようになっている。なお、バネ係合板３０Ａの貫通穴３０ａからバネ支持軸３８Ａが抜けないように、押さえ板４０Ａ及び抜止めピン４１Ａが設けられている。
【００４５】
バネ支持軸３８Ａの外周側にはコイルバネ３９Ａが配設されている。このコイルバネ３９Ａは、バネ支持軸３８Ａにおけるバネ係合板３０Ａより起端側に配置されており、バネ係合板３０Ａとケーシング２６の上部によって伸縮長さが制限されている。
【００４６】
同様に、ケーシング２６の上部には、起端側（図中下側）が連結ピン３７Ｂを介し回動可能に連結されたバネ支持軸３８Ｂが設けられており、このバネ支持軸３８Ｂは、連結金具２７のバネ係合板３０Ｂに形成された貫通穴（例えば長穴）３０ａに挿通されている。これにより、ケーシング２６が連結金具２７に対し回動すると、バネ支持軸３８Ｂがバネ係合板３０Ｂの貫通穴３０ａに挿通されつつ回動する。このとき、バネ係合板３０Ｂは、バネ支持軸３８Ｂに沿って移動するようになっている。なお、バネ係合板３０Ｂの貫通穴３０ａからバネ支持軸３８Ｂが抜けないように、押さえ板４０Ｂ及び抜止めピン４１Ｂが設けられている。
【００４７】
バネ支持軸３８Ｂの外周側にはコイルバネ３９Ｂが配設されている。このコイルバネ３９Ｂは、バネ支持軸３８Ｂにおけるバネ係合板３０Ｂより起端側に配置されており、バネ係合板３０Ｂとケーシング２６の上部によって伸縮長さが制限されている。
【００４８】
そして、例えばケーシング２６の回動方向一方側（図７中左側）の地面がケーシング２６の回動方向他方側（図７中右側）の地面より盛り上がって、その当接した地面から外力が与えられてケーシング２６が所定の姿勢状態から回動方向他方側に回動すると（但し、所定の姿勢状態からの最大回動角は５度程度）、バネ係合板３０Ａがバネ支持軸３８Ａの起端側に移動し、これによってコイルバネ３９Ａが縮短する（このとき、バネ係合板３０Ｂがバネ支持軸３８Ｂの先端側に移動し、これによってコイルバネ３９Ｂは伸長するが、自然長になってもよいし、自然長より短くなってもよい）。このコイルバネ３９Ａのバネ力の影響により、ケーシング２６を所定の姿勢に復帰させる方向の回動力（詳細には、回動方向一方側への回動力）が付与される。そのため、その後、例えばケーシング２６の回動方向一方側の地面が盛り下がれば、ケーシング２６が回動方向一方側に回動するようになっている。また、例えばケーシング２６の回動方向他方側の地面がケーシング２６の回動方向一方側の地面より盛り上がって、その当接した地面から外力が与えられてケーシング２６が所定の姿勢状態から回動方向一方側に回動すると（但し、所定の姿勢状態からの最大回動角は５度程度）、バネ係合板３０Ｂがバネ支持軸３８Ｂの起端側に移動し、これによってコイルバネ３９Ｂが縮短する（このとき、バネ係合板３０Ａがバネ支持軸３８Ａの先端側に移動し、これによってコイルバネ３９Ａは伸長するが、自然長になってもよいし、自然長より短くなってもよい）。このコイルバネ３９Ｂのバネ力の影響により、ケーシング２６を所定の姿勢に復帰させる方向の回動力（詳細には、回動方向他方側への回動力）が付与される。そのため、その後、例えばケーシング２６の回動方向他方側の地面が盛り下がれば、ケーシング２６が回動方向一方側に回動するようになっている。
【００４９】
以上のように構成された本実施形態においても、上記一実施形態と同様、簡素かつ安価な構成で、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる。
【００５０】
なお、上記実施形態においては、２つのコイルバネ３９Ａ，３９Ｂを直列配置又は並列配置した場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば３つ以上のコイルバネを直列配置又は並列配置してもよい。また、例えばケーシング２６を所定の姿勢に復帰させる方向の回動力が十分に得られるならば、コイルバネを１つとしてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また、上記実施形態においては、草刈用アタッチメント１６は、いわゆるハンマーナイフモアとした場合（すなわち、草刈用アタッチメントの進行方向が限定されており、ケーシング２６に一対の略直線状のソリ３６Ａ，３６Ｂを設けた場合）を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばいわゆるロータリモアとしてもよい。この場合には、草刈用アタッチメントの進行方向が限定されず、ケーシングに略円環状のソリ部を設けることが考えられるので、ケーシングはユニバーサルジョイントを介して連結金具に連結してもよい。そして、ケーシングの回動方向がユニバーサルとなることから、２つ以上の回動方向にそれぞれ対応するようにコイルバネ等を配設してもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、上記実施形態においては、弾性体としてコイルバネ３９Ａ，３９Ｂを用いた場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば板バネ等を用いてもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
【００５３】
なお、以上においては、本発明の適用対象として、スイング式の油圧ショベル（詳細には、ブーム１４がスイングポスト４を介し旋回フレーム３の前側に連結されたもの）を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばオフセット式の油圧ショベル（詳細には、旋回フレームに上下方向に回動可能に連結されたロアブーム及びこのロアブームの先端に左右方向に回動可能に連結されたアッパーブームからなり、このアッパーブームの回動により左右方向に偏心するブームを備えたもの）等に適用してもよい。また、本発明の適用対象として、クローラ式の油圧ショベルを例にとって説明したが、これに限られず、例えばホイール式の油圧ショベル等に適用してもよい。また、油圧ショベル以外の他の建設機械に適用してもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５４】
５ 作業機
１６ 草刈用アタッチメント
１９ アタッチメント用油圧シリンダ
２４ ハンマーナイフ（草刈刃）
２５ 回転体
２６ ケーシング
２７ 連結金具
３０，３０Ａ，３０Ｂ バネ係合板
３０ａ 貫通穴
３１ 第１リンク
３２ 第２リンク
３８，３８Ａ，３８Ｂ バネ支持軸
３９Ａ，３９Ｂ コイルバネ（弾性体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に係わり、特に、建設機械の作業機の先端部に設けられた建設機械の草刈用アタッチメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械の一つである油圧ショベルは、一般に、下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、この上部旋回体に俯仰可能に設けられた多関節型の作業機（フロント装置）とを備えている。作業機は、上部旋回体に対し上下方向に回動可能に設けられたブームと、このブームの先端に上下方向に回動可能に連結されたアームと、このアームの先端に回動可能に連結された標準装備のアタッチメントであるバケットとを備えており、ブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、及びアタッチメント用油圧シリンダの伸縮駆動によりそれぞれ回動するようになっている。
【０００３】
また、油圧ショベルは、多様な使用目的に対応するため、標準装備のバケットに代えて、オプション装備のアタッチメントを装着可能としており、その一つとして草刈用アタッチメント（草刈機）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の草刈用アタッチメントは、カッター（草刈刃）を有する回転体と、この回転体を収納するとともに回転可能に支持するカバーと、回転体を回転させる回転体用油圧モータとを備えている。また、アームの先端に回動可能に連結されるとともにリンク機構を介しアタッチメント用油圧シリンダに接続され、アタッチメント用油圧シリンダの伸縮によって回動するブラケットを備えている。そして、カバーは、ブラケットに対し略水平方向に回転可能に設けられており、カバー用油圧モータの駆動により回転するようになっている。また、左右のチルトシリンダの伸縮駆動により、水平線に対する傾斜角が変化するようになっている。
【０００５】
また、特許文献１に記載の油圧ショベルは、ブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、アタッチメント用油圧シリンダ、及び旋回用油圧シリンダを操作する２つの十字操作式の操作レバーと、これら操作レバーのグリップ部に設けられた第１のスイッチ群、第２のスイッチ群、及び第３のスイッチ群（詳細には、一対のプッシュ式スイッチでそれぞれ構成されたもの）とを備えている。そして、第１のスイッチ群の操作によって回転体用油圧モータを正回転又は逆回転させ、第２のスイッチ群の操作によってカバー用油圧モータを正回転又は逆回転させ、第３のスイッチ群の操作によって左右のチルトシリンダのうちのいずれか一方を伸長させ他方を縮短させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１６３４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術では、草刈用アタッチメントを用いて草刈作業を行う際、まず準備段階として、十字操作式の操作レバーを操作して草刈用アタッチメントの位置を調整し、第２及び第３のスイッチ群を操作して草刈用アタッチメント（言い換えれば、回転体）の向きや傾斜角を調整する。そして、第１のスイッチ群を操作して回転体を回転させつつ、油圧ショベルの走行等によって草刈用アタッチメントを所定の作業方向に移動させて、草刈作業を行うようになっている。このような草刈作業において、草刈用アタッチメントの移動方向に沿って地面の起伏が変化することがある。このとき、仮に、草刈用アタッチメントの移動とともにその傾斜角を変化させないのであれば、準備段階で地面の局部的に高い部分に合わせるように草刈用アタッチメントの高さや傾斜角を調整しなければならないし、草刈用アタッチメントで刈られた草の長さ（詳細には、地面からの長さ）が不均一となって全体的に長くなる。そのため、地面の起伏の変化に追従して草刈用アタッチメントの傾斜角を変化させたいという要望があった。これを解決するための方法の一つとして、地面の起伏の変化に追従するように運転者が草刈用アタッチメントの傾斜角を操作する方法が考えられるものの、その場合には、運転者に相応の技量を要し、負担がかかる。また、別の方法として、地面の起伏の変化を検出して草刈用アタッチメントの姿勢を制御する電子機器等を用いる方法が考えられるものの、その場合には、部品点数が多くなるばかりか、コスト高となる。
【０００８】
本発明の目的は、簡素かつ安価な構成で、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる建設機械の草刈用アタッチメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、草刈刃を有する回転体と、前記回転体を収納するとともに回転可能に支持するケーシングと、前記回転体を回転させる回転体用モータとを備え、建設機械の作業機の先端部に設けられた建設機械の草刈用アタッチメントにおいて、前記ケーシングは、地面等の接触物から与えられる外力によって上下方向に回動するように、前記作業機の先端側に回動可能に設けられており、前記ケーシングを所定の姿勢に復帰させる方向の回動力を付与する少なくとも１つの弾性体を設ける。
【００１０】
建設機械の走行等によって草刈用アタッチメントを移動させて草刈作業を行う際に、草刈用アタッチメントの移動方向に沿って地面等の起伏が変化する場合を想定して、本発明の作用効果を説明する。例えば、草刈用アタッチメントのケーシングは、最初、その下部が地面と接触しなければ、地面から外力が与えられないので、弾性体の回動力によって所定の姿勢となる。その後、ケーシングの回動方向一方側の地面がある程度盛り上がって接触し、その地面から外力が与えられると、弾性体の回動力に抵抗しつつ回動方向他方側に回動する。その後、ケーシングの回動方向一方側の地面が盛り下がって接触しなくなり、地面からの外力が与えられなくなると、弾性体の回動力によって所定の姿勢に復帰する。このように本発明においては、地面の起伏の変化に追従するように運転者が草刈用アタッチメントの傾斜角を操作しなくとも、また地面等の起伏の変化を検出してケーシングの姿勢を制御する電子機器等を用いなくとも、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる。すなわち、簡素かつ安価な構成で、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる。
【００１１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記作業機の先端側に回動可能に連結されるとともにリンク機構を介しアタッチメント用油圧シリンダに接続されて、前記アタッチメント用油圧シリンダの伸縮駆動によって回動する連結金具を備えており、前記ケーシングは、地面等の接触物から与えられる外力によって回動するように、前記連結金具に回動可能に連結される。
【００１２】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記弾性体は、コイルバネであり、前記コイルバネが外周側に配設されたバネ支持軸を有し、前記バネ支持軸は、起端側が前記ケーシングに回動可能に連結されるとともに、前記連結金具のバネ係合板に形成された貫通穴に挿通されており、前記連結金具に対する前記ケーシングの回動に伴い前記バネ支持軸に沿って移動する前記バネ係合板によって、前記コイルバネが伸縮するように構成される。
【００１３】
（４）上記（３）において、好ましくは、前記コイルバネは、複数あり、前記バネ支持ロッドの外周側に前記バネ係合板を挟んで直列配置される。
【００１４】
（５）上記（３）において、好ましくは、前記コイルバネ、前記バネ支持軸、及び前記バネ係合板は、複数組あり、前記ケーシングの回動支点を間に並列配置される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡素かつ安価な構成で、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における草刈用アタッチメントが設けられた小型の油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。
【図２】図１中II部を拡大した側面図であり、本発明の一実施形態における草刈用アタッチメントの全体構造を表す。
【図３】図２中矢視III方向から見た草刈用アタッチメントの前面図である。
【図４】図２中IV部を拡大した側面図であり、本発明の一実施形態における草刈用アタッチメントの連結金具及びバネ支持構造を表す。
【図５】図４中矢視断面Ｖ−Ｖにおける断面図である。
【図６】本発明の一実施形態における草刈用アタッチメントの動作の一例を説明するための図である。
【図７】本発明の他の実施形態における草刈用アタッチメントの連結金具及びバネ支持構造を表す側面図である。
【図８】図７中矢視断面VIII−VIIIにおける断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態における草刈用アタッチメントが設けられた小型の油圧ショベル（ミニショベル）の全体構造を表す側面図である。なお、以降、油圧ショベルが図１に示す状態にて操作者が運転席に着座した場合における操作者の前側（図１中左側）、後側（図１中右側）、左側（図１中紙面に向かって手前側）、右側（図１中紙面に向かって奥側）を、単に前側、後側、左側、右側と称する。
【００１９】
この図１において、油圧ショベルは、クローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に旋回可能に設けた上部旋回体２と、この上部旋回体２の基礎下部構造をなす旋回フレーム３と、この旋回フレーム３の前側に左右方向に回動可能に設けられたスイングポスト４と、このスイングポスト４に上下方向に回動可能（俯仰可能）に連結された多関節型の作業機５と、旋回フレーム４上に設けたキャノピータイプの運転室６と、旋回フレーム４上の運転室６以外の大部分を覆う外装カバー７とを備えている。
【００２０】
下部走行体１は、上方から見て略Ｈ字形状のトラックフレーム８と、このトラックフレーム８の左右両側の後端近傍に回転可能に支持された左右の駆動輪９，９と、トラックフレーム８の左右両側の前端近傍に回転可能に支持された左右の従動輪（アイドラ）１０，１０と、左右それぞれの駆動輪９と従動輪１０とで掛けまわされた左右の履帯（クローラ）１１，１１とを備えている。そして、左の走行用油圧モータ（図示せず）の駆動により左の駆動輪９（すなわち、左の履帯１１）が回転し、右の走行用油圧モータ（図示せず）の駆動により右の駆動輪９（すなわち、右の履帯１１）が回転するようになっている。
【００２１】
トラックフレーム８の前側には排土用のブレード１２が上下動可能に設けられており、このブレード１２はブレード用油圧シリンダ（図示せず）の伸縮駆動により上下動するようになっている。
【００２２】
トラックフレーム８の中央部には旋回輪１３が設けられ、この旋回輪１３を介し旋回フレーム３が旋回可能に設けられており、旋回フレーム３（すなわち、上部旋回体２）は旋回用油圧モータ（図示せず）の駆動により旋回するようになっている。
【００２３】
スイングポスト４は、旋回フレーム３の前側に左右方向に回動可能に設けられており、スイング用油圧シリンダ（図示せず）の伸縮駆動により左右方向に回動するようになっている。これにより、作業機５が左右にスイングするようになっている。
【００２４】
作業機５は、スイングポスト４に上下方向に回動可能に連結されたブーム１４と、このブーム１４に上下方向に回動可能に連結されたアーム１５と、このアーム１５に上下方向に回動可能に連結されたオプション装備の草刈用アタッチメント１６とを備えている。ブーム１４、アーム１５、及び草刈用アタッチメント１６は、ブーム用油圧シリンダ１７、アーム用油圧シリンダ１８、及びアタッチメント用油圧シリンダ１９により上下方向に回動するようになっている。なお、草刈用アタッチメント１６は、標準装備のアタッチメントであるバケットや、他のオプション装備のアタッチメント（詳細には、例えばクラッシャ、ブレーカ、又はオーガ）等と交換可能にしている。
【００２５】
運転室６には、運転者が着座する運転席（座席）２０が設けられている。運転席２０の前方には、手または足で操作可能とし前後方向に操作することで左右の旋回用油圧モータの動作を指示する左右の走行用操作レバー２１，２１が設けられている。左の走行用操作レバー２１のさらに左側の足元部分には、左右方向に操作することで草刈用アタッチメント１９の回転体用モータ（詳細は後述）の動作を指示するオプション用操作ペダル（図示せず）が設けられている。右の走行用操作レバー２１のさらに右側の足元部分には、左右方向に操作することでスイング用油圧シリンダの動作を指示するスイング用操作ペダル（図示せず）が設けられている。
【００２６】
運転席２０の左側には、前後方向に操作することでアーム用油圧シリンダ１８の動作を指示し、左右方向に操作することで旋回用油圧モータの動作を指示する十字操作式のアーム・旋回用操作レバー２２Ａが設けられている。運転席２０の右側には、前後方向に操作することでブーム用油圧シリンダ１７の動作を指示し、左右方向に操作することアタッチメント用油圧シリンダ１９の動作を指示する十字操作式のブーム・アタッチメント用操作レバー２２Ｂ（図示せず）が設けられている。また、運転席２０の右側には、前後方向に操作することでブレード用油圧シリンダの動作を指示するブレード用操作レバー２３が設けられている。
【００２７】
次に、本実施形態の要部である草刈用アタッチメント１６の構造について説明する。図２は、図１中II部を拡大した側面図であり、本実施形態における草刈用アタッチメントの全体構造を表す。図３は、図２中矢視III方向から見た草刈用アタッチメントの前面図である。図４は、図２中IV部を拡大した側面図であり、本実施形態における草刈用アタッチメントの連結金具及びバネ支持構造を表す。図５は、図４中矢視断面Ｖ−Ｖにおける断面図である。
【００２８】
これら図２〜図５において、草刈用アタッチメント１６は、いわゆるハンマーナイフモアであって、外周側に複数のハンマーナイフ２４（草刈刃）が配列された回転体２５と、この回転体２５を収納するとともに回転可能に支持するケーシング２６と、回転体２５を回転させる回転体用モータ（図示せず。詳細には、例えば油圧モータ若しくは電動モータ）と、ケーシング２６をアーム１５の先端部に連結する連結金具２７とを備えている。そして、例えば回転体２５の軸方向に対してほぼ垂直な方向（図３中左右方向）に草刈用アタッチメント１６を移動させつつ、回転体用モータによって回転体２５を回転させることにより、草刈作業が行えるようになっている。
【００２９】
連結金具２７は、左右の縦板２８，２８と、これら左右の縦板２８，２８の間で接合された横板２９と、左右の縦板２８，２８の間で接合された略Ｌ字状のバネ係合板３０とで構成されている。そして、連結金具２７は、アーム１５の先端部に回動可能に連結されるとともに、第１リンク３１及び左右の第２リンク３２，３２からなるリンク機構を介しアタッチメント用油圧シリンダ１９に接続されている。
【００３０】
詳しく説明すると、連結金具２７の縦板２８，２８には、アーム連結用の連結穴２８ａ，２８ａとリンク連結用の連結穴２８ｂ，２８ｂが形成されている。そして、連結金具２７の連結穴２８ａ，２８ａとアーム１５の先端部の第１連結穴に回動軸３３Ａが挿着されている。これにより、連結金具２７がアーム１５の先端部に回動可能に連結されている。また、連結金具２７の連結穴２８ｂ，２８ｂと第１リンク３１の一方側（図２中下側）端部のボス部に回動軸３３Ｂが挿着されている。また、第１リンク３１の他方側（図２中上側）端部に形成された一対のボス部がアクチュエータ用油圧シリンダ１９のロッド先端のボス部を挟込むとともに、それらボス部の両側を第２リンク３２，３２の一方側（図２中左側）端部で挟込み、それら第２リンク３２，３２の一方側端部の連結穴と前述した第１リンク３１の他方側端部のボス部及びアクチュエータ用油圧シリンダ１９のロッド先端のボス部に回動軸３３Ｃが挿着されている。また、第２リンク３２，３２の他方側（図２中右側）端部の連結穴とアーム１５の先端の第２連結穴に回動軸３３Ｄが挿着されている。このような構造により、アタッチメント用油圧シリンダ１９の伸縮駆動によって、連結金具２７がアーム１５に対し回動するようになっている。
【００３１】
ここで、本実施形態の大きな特徴として、ケーシング２６は、地面等の接触物から与えられる外力によって上下方向に回動するように、連結金具２７に回動可能に連結されている。詳細には、連結金具２７の縦板２８，２８には、ケーシング連結用の連結穴２８ｃ，２８ｃが形成され、ケーシング２６の一対のブラケット３４，３４には、連結穴３４ａ，３４ａが形成されている。そして、対応する連結金具２７の連結穴２８ｃとケーシング２６の連結穴３４ａに回動ピン３５が挿着されることにより、ケーシング２６が連結金具２７に対し回動可能に連結されている。また、ケーシング２６の下部（すなわち、地面との接触部）には、ケーシング２６の回動方向の一方側（図２中左側）及び他方側（図２中右側）にそれぞれ位置し、回転体２４の軸方向に対して垂直方向（図３中左右方向）に延在する略直線状のソリ３６Ａ，３６Ｂ（詳細には、図３で示すように、両側端部に傾斜部が形成されたもの）が設けられている。
【００３２】
そして、例えばケーシング２６の回動方向一方側の地面がケーシング２６の回動方向他方側の地面より盛り上がってケーシング２６のソリ部３６Ａに当接するような場合は、その当接した地面から外力が与えられて、ケーシング２６が回動方向他方側に回動する。また、例えばケーシング２６の回動方向他方側の地面がケーシング２６の回動方向一方側の地面より盛り上がってケーシング２６のソリ部３６Ｂに当接するような場合は、その当接した地面から外力が与えられて、ケーシング２６が回動方向他方側に回動するようになっている。
【００３３】
また、ケーシング２６の上部には、起端側（図４中下側）が連結ピン３７を介し回動可能に連結されたバネ支持軸３８が設けられており、このバネ支持軸３８は、連結金具２７のバネ係合板３０に形成された貫通穴（例えば長穴）３０ａに挿通されている。これにより、ケーシング２６が連結金具２７に対し回動すると、バネ支持軸３８がバネ係合板３０の貫通穴３０ａに挿通されつつ回動する。このとき、バネ係合板３０は、バネ支持軸３８に沿って移動するようになっている。
【００３４】
バネ支持軸３８の外周側には、バネ係合板３０を挟んでコイルバネ３９Ａ，３９Ｂ（弾性体）が直列配置されている。コイルバネ３９Ａは、バネ支持軸３８におけるバネ係合板３０より起端側に配置されており、バネ係合板３０とケーシング２６の上部によって伸縮長さが制限されている。コイルバネ３３Ｂは、バネ支持軸３８におけるバネ係合板３０より先端側（図４中上側）に配置されており、バネ係合板３０とバネ支持軸３８の外周側に遊嵌された円環状の押さえ板４０によって伸縮長さが制限されている。なお、押さえ板４０及びコイルバネ３３Ｂがバネ支持軸３８より抜けないように、バネ支持軸３８の先端には抜止めピン４１が設けられている。
【００３５】
コイルバネ３９Ａ，３９Ｂは、例えば自然長より縮短された状態で配設されており、上述した地面等の接触物からの外力がケーシング２６に働かなければ、コイルバネ３９Ａ，３９Ｂのバネ力が釣り合うことにより、ケーシング２６を所定の姿勢（本実施形態では、連結金具２７の横板２９に対して回転体２４の軸方向が平行となるようなケーシング２６の所定の回動角）に維持するようになっている。
【００３６】
そして、例えば上述したようにケーシング２６の回動方向一方側（図２中左側）の地面がケーシング２６の回動方向他方側（図２中右側）の地面より盛り上がって、その当接した地面から外力が与えられてケーシング２６が所定の姿勢状態から回動方向他方側に回動すると（但し、所定の姿勢状態からの最大回動角は５度程度）、バネ係合板３０がバネ支持軸３８の起端側に移動し、これによって起端側のコイルバネ３９Ａが縮短する（このとき、先端側のコイルバネ３９Ｂは伸長するが、自然長になってもよいし、自然長より短くなってもよい）。このコイルバネ３９Ａのバネ力の影響により、ケーシング２６を所定の姿勢に復帰させる方向の回動力（詳細には、回動方向一方側への回動力）が付与される。そのため、その後、例えばケーシング２６の回動方向一方側の地面が盛り下がれば、ケーシング２６が回動方向一方側に回動するようになっている。また、例えば上述したようにケーシング２６の回動方向他方側の地面がケーシング２６の回動方向一方側の地面より盛り上がって、その当接した地面から外力が与えられてケーシング２６が所定の姿勢状態から回動方向一方側に回動すると（但し、所定の姿勢状態からの最大回動角は５度程度）、バネ係合板３０がバネ支持軸３８の先端側に移動し、これによって先端側のコイルバネ３９Ｂが縮短する（このとき、基端側のコイルバネ３９Ａは伸長するが、自然長になってもよいし、自然長より短くなってもよい）。このコイルバネ３９Ｂのバネ力の影響により、ケーシング２６を所定の姿勢に復帰させる方向の回動力（詳細には、回動方向他方側への回動力）が付与される。そのため、その後、例えばケーシング２６の回動方向他方側の地面が盛り下がれば、ケーシング２６が回動方向一方側に回動するようになっている。
【００３７】
以上のように構成された油圧ショベルの動作を説明する。例えば油圧ショベルを停車させた状態で油圧ショベルの前方領域の草刈作業を行うことを意図した場合、運転者がオプション用操作ペダルを操作して草刈用アタッチメント１６の回転体２５を回転させつつ、スイング用操作ペダルを操作してスイングポスト４すなわち作業機５を左右にスイングさせる。あるいは、例えば油圧ショベルを走行させながら草刈作業を行うことを意図した場合、運転者がスイング用操作ペダルを操作してスイングポスト４すなわち作業機５を油圧ショベルの側方に配置し、その後、オプション用操作ペダルを操作して草刈用アタッチメント１６の回転体２５を回転させつつ、走行用操作レバー２１を操作して油圧ショベルを走行させる。なお、草刈用アタッチメント１６の位置に関しては、例えば、ブーム・アタッチメント用操作レバー２２Ｂを前後方向に操作してブーム１６を上下させたり、旋回・アーム用操作レバー２２Ａを前後方向に操作してアーム１７を上下方向に回動させたりして設定する。また、草刈用アタッチメント１６の初期姿勢（言い換えれば、上述したケーシング２６の所定の姿勢）に関しては、ブーム・アタッチメン用操作レバー２２Ｂを左右方向に操作して草刈用アタッチメント１６を上下方向に回動させて設定する。
【００３８】
このような草刈作業を行う際に草刈用アタッチメント１６の移動方向に沿って地面等の起伏が変化する場合があり、このような場合を想定して本実施形態の作用効果を説明する。最初、例えば図６中二点鎖線で示す地面Ｇのような起伏である場合、草刈用アタッチメント１６のケーシング２６のソリ３６Ａ，３６Ｂは地面Ｇと接触せず、ケーシング２６はコイルバネ３９Ａ，３９Ｂの回動力によって所定の姿勢（図中では水平姿勢）となる。その後、例えば図６中実線で示す地面Ｇのような起伏に変化すると、すなわち、ケーシング２６の回動方向一方側（図中左側）の地面が盛り上がってケーシング２６のソリ３６Ａに接触すると、ケーシング２６はその地面からの外力によってコイルバネ３９Ｂの回動力に抵抗しつつ回動方向他方側（図中右側）に回動する。その後、ケーシングの回動方向一方側の地面が盛り下がってケーシング２６のソリ３６Ａに接触しなくなると、ケーシング２６はコイルバネ３９Ｂの回動力によって所定の姿勢に復帰する。
【００３９】
また、図示しないが、ケーシング２６の回動方向他方側の地面が盛り上がってケーシング２６のソリ３６Ｂに接触すると、ケーシング２６はその地面からの外力によってコイルバネ３９Ａの回動力に抵抗しつつ回動方向一方側に回動する。その後、ケーシング２６の回動方向他方側の地面が盛り下がってケーシング２６のソリ３６Ｂに接触しなくなると、ケーシング２６はコイルバネ３９Ａの回動力によって所定の姿勢に復帰する。
【００４０】
このように本実施形態においては、地面の起伏の変化に追従するように運転者が草刈用アタッチメント１６の傾斜角を操作しなくとも、また地面等の起伏の変化を検出してケーシング２６の姿勢を制御する電子機器等を用いなくとも、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる。すなわち、簡素かつ安価な構成で、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる。
【００４１】
本発明の他の実施形態を図７及び図８により説明する。本実施形態は、コイルバネ３９Ａ，３９Ｂ等を並列配置した実施形態である。なお、本実施形態において、上記一実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４２】
図７は、本実施形態における草刈用アタッチメントの連結金具及びバネ支持構造を表す側面図である。図８は、図７中矢視断面VIII−VIIIにおける断面図である。
【００４３】
本実施形態では、連結金具２７は、左右の縦板２８，２８と、これら左右の縦板２８，２８の間で接合された横板２９と、左右の縦板２８，２８の間で接合された略Ｌ字状のバネ係合板３０Ａ，３０Ｂとで構成されている。バネ係合板３０Ａは、ケーシング２６の回動支点である回動ピン３５より回動方向他方側（図７中右側）に配置され、バネ係合板３０Ａは、ケーシング２６の回動支点である回動ピン３５より回動方向一方側（図７中左側）に配置されている。
【００４４】
ケーシング２６の上部には、起端側（図中下側）が連結ピン３７Ａを介し回動可能に連結されたバネ支持軸３８Ａが設けられており、このバネ支持軸３８Ａは、連結金具２７のバネ係合板３０Ａに形成された貫通穴（例えば長穴）３０ａに挿通されている。これにより、ケーシング２６が連結金具２７に対し回動すると、バネ支持軸３８Ａがバネ係合板３０Ａの貫通穴３０ａに挿通されつつ回動する。このとき、バネ係合板３０Ａは、バネ支持軸３８Ａに沿って移動するようになっている。なお、バネ係合板３０Ａの貫通穴３０ａからバネ支持軸３８Ａが抜けないように、押さえ板４０Ａ及び抜止めピン４１Ａが設けられている。
【００４５】
バネ支持軸３８Ａの外周側にはコイルバネ３９Ａが配設されている。このコイルバネ３９Ａは、バネ支持軸３８Ａにおけるバネ係合板３０Ａより起端側に配置されており、バネ係合板３０Ａとケーシング２６の上部によって伸縮長さが制限されている。
【００４６】
同様に、ケーシング２６の上部には、起端側（図中下側）が連結ピン３７Ｂを介し回動可能に連結されたバネ支持軸３８Ｂが設けられており、このバネ支持軸３８Ｂは、連結金具２７のバネ係合板３０Ｂに形成された貫通穴（例えば長穴）３０ａに挿通されている。これにより、ケーシング２６が連結金具２７に対し回動すると、バネ支持軸３８Ｂがバネ係合板３０Ｂの貫通穴３０ａに挿通されつつ回動する。このとき、バネ係合板３０Ｂは、バネ支持軸３８Ｂに沿って移動するようになっている。なお、バネ係合板３０Ｂの貫通穴３０ａからバネ支持軸３８Ｂが抜けないように、押さえ板４０Ｂ及び抜止めピン４１Ｂが設けられている。
【００４７】
バネ支持軸３８Ｂの外周側にはコイルバネ３９Ｂが配設されている。このコイルバネ３９Ｂは、バネ支持軸３８Ｂにおけるバネ係合板３０Ｂより起端側に配置されており、バネ係合板３０Ｂとケーシング２６の上部によって伸縮長さが制限されている。
【００４８】
そして、例えばケーシング２６の回動方向一方側（図７中左側）の地面がケーシング２６の回動方向他方側（図７中右側）の地面より盛り上がって、その当接した地面から外力が与えられてケーシング２６が所定の姿勢状態から回動方向他方側に回動すると（但し、所定の姿勢状態からの最大回動角は５度程度）、バネ係合板３０Ａがバネ支持軸３８Ａの起端側に移動し、これによってコイルバネ３９Ａが縮短する（このとき、バネ係合板３０Ｂがバネ支持軸３８Ｂの先端側に移動し、これによってコイルバネ３９Ｂは伸長するが、自然長になってもよいし、自然長より短くなってもよい）。このコイルバネ３９Ａのバネ力の影響により、ケーシング２６を所定の姿勢に復帰させる方向の回動力（詳細には、回動方向一方側への回動力）が付与される。そのため、その後、例えばケーシング２６の回動方向一方側の地面が盛り下がれば、ケーシング２６が回動方向一方側に回動するようになっている。また、例えばケーシング２６の回動方向他方側の地面がケーシング２６の回動方向一方側の地面より盛り上がって、その当接した地面から外力が与えられてケーシング２６が所定の姿勢状態から回動方向一方側に回動すると（但し、所定の姿勢状態からの最大回動角は５度程度）、バネ係合板３０Ｂがバネ支持軸３８Ｂの起端側に移動し、これによってコイルバネ３９Ｂが縮短する（このとき、バネ係合板３０Ａがバネ支持軸３８Ａの先端側に移動し、これによってコイルバネ３９Ａは伸長するが、自然長になってもよいし、自然長より短くなってもよい）。このコイルバネ３９Ｂのバネ力の影響により、ケーシング２６を所定の姿勢に復帰させる方向の回動力（詳細には、回動方向他方側への回動力）が付与される。そのため、その後、例えばケーシング２６の回動方向他方側の地面が盛り下がれば、ケーシング２６が回動方向一方側に回動するようになっている。
【００４９】
以上のように構成された本実施形態においても、上記一実施形態と同様、簡素かつ安価な構成で、容易に地面等の起伏の変化に追従して草刈作業を行うことができる。
【００５０】
なお、上記実施形態においては、２つのコイルバネ３９Ａ，３９Ｂを直列配置又は並列配置した場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば３つ以上のコイルバネを直列配置又は並列配置してもよい。また、例えばケーシング２６を所定の姿勢に復帰させる方向の回動力が十分に得られるならば、コイルバネを１つとしてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また、上記実施形態においては、草刈用アタッチメント１６は、いわゆるハンマーナイフモアとした場合（すなわち、草刈用アタッチメントの進行方向が限定されており、ケーシング２６に一対の略直線状のソリ３６Ａ，３６Ｂを設けた場合）を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばいわゆるロータリモアとしてもよい。この場合には、草刈用アタッチメントの進行方向が限定されず、ケーシングに略円環状のソリ部を設けることが考えられるので、ケーシングはユニバーサルジョイントを介して連結金具に連結してもよい。そして、ケーシングの回動方向がユニバーサルとなることから、２つ以上の回動方向にそれぞれ対応するようにコイルバネ等を配設してもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、上記実施形態においては、弾性体としてコイルバネ３９Ａ，３９Ｂを用いた場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば板バネ等を用いてもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
【００５３】
なお、以上においては、本発明の適用対象として、スイング式の油圧ショベル（詳細には、ブーム１４がスイングポスト４を介し旋回フレーム３の前側に連結されたもの）を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばオフセット式の油圧ショベル（詳細には、旋回フレームに上下方向に回動可能に連結されたロアブーム及びこのロアブームの先端に左右方向に回動可能に連結されたアッパーブームからなり、このアッパーブームの回動により左右方向に偏心するブームを備えたもの）等に適用してもよい。また、本発明の適用対象として、クローラ式の油圧ショベルを例にとって説明したが、これに限られず、例えばホイール式の油圧ショベル等に適用してもよい。また、油圧ショベル以外の他の建設機械に適用してもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５４】
５ 作業機
１６ 草刈用アタッチメント
１９ アタッチメント用油圧シリンダ
２４ ハンマーナイフ（草刈刃）
２５ 回転体
２６ ケーシング
２７ 連結金具
３０，３０Ａ，３０Ｂ バネ係合板
３０ａ 貫通穴
３１ 第１リンク
３２ 第２リンク
３８，３８Ａ，３８Ｂ バネ支持軸
３９Ａ，３９Ｂ コイルバネ（弾性体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
草刈刃を有する回転体と、前記回転体を収納するとともに回転可能に支持するケーシングと、前記回転体を回転させる回転体用モータとを備え、建設機械の作業機の先端部に設けられた建設機械の草刈用アタッチメントにおいて、
前記ケーシングは、地面等の接触物から与えられる外力によって上下方向に回動するように、前記作業機の先端側に回動可能に設けられており、
前記ケーシングを所定の姿勢に復帰させる方向の回動力を付与する少なくとも１つの弾性体を設けたことを特徴とする建設機械の草刈用アタッチメント。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の草刈用アタッチメントにおいて、
前記作業機の先端側に回動可能に連結されるとともにリンク機構を介しアタッチメント用油圧シリンダに接続されて、前記アタッチメント用油圧シリンダの伸縮駆動によって回動する連結金具を備えており、
前記ケーシングは、地面等の接触物から与えられる外力によって上下方向に回動するように、前記連結金具に回動可能に連結されたことを特徴とする建設機械の草刈用アタッチメント。
【請求項３】
請求項２記載の建設機械の草刈用アタッチメントにおいて、
前記弾性体は、コイルバネであり、
前記コイルバネが外周側に配設されたバネ支持軸を有し、
前記バネ支持軸は、起端側が前記ケーシングに回動可能に連結されるとともに、前記連結金具のバネ係合板に形成された貫通穴に挿通されており、
前記連結金具に対する前記ケーシングの回動に伴い前記バネ支持軸に沿って移動する前記バネ係合板によって、前記コイルバネが伸縮するように構成されたことを特徴とする草刈用アタッチメント。
【請求項４】
請求項３記載の建設機械の草刈用アタッチメントにおいて、
前記コイルバネは、複数あり、前記バネ支持ロッドの外周側に前記バネ係合板を挟んで直列配置されたことを特徴とする建設機械の草刈用アタッチメント。
【請求項５】
請求項３記載の建設機械の草刈用アタッチメントにおいて、
前記コイルバネ、前記バネ支持軸、及び前記バネ係合板は、複数組あり、前記ケーシングの回動支点を間に並列配置されたことを特徴とする建設機械の草刈用アタッチメント。
【請求項１】
草刈刃を有する回転体と、前記回転体を収納するとともに回転可能に支持するケーシングと、前記回転体を回転させる回転体用モータとを備え、建設機械の作業機の先端部に設けられた建設機械の草刈用アタッチメントにおいて、
前記ケーシングは、地面等の接触物から与えられる外力によって上下方向に回動するように、前記作業機の先端側に回動可能に設けられており、
前記ケーシングを所定の姿勢に復帰させる方向の回動力を付与する少なくとも１つの弾性体を設けたことを特徴とする建設機械の草刈用アタッチメント。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の草刈用アタッチメントにおいて、
前記作業機の先端側に回動可能に連結されるとともにリンク機構を介しアタッチメント用油圧シリンダに接続されて、前記アタッチメント用油圧シリンダの伸縮駆動によって回動する連結金具を備えており、
前記ケーシングは、地面等の接触物から与えられる外力によって上下方向に回動するように、前記連結金具に回動可能に連結されたことを特徴とする建設機械の草刈用アタッチメント。
【請求項３】
請求項２記載の建設機械の草刈用アタッチメントにおいて、
前記弾性体は、コイルバネであり、
前記コイルバネが外周側に配設されたバネ支持軸を有し、
前記バネ支持軸は、起端側が前記ケーシングに回動可能に連結されるとともに、前記連結金具のバネ係合板に形成された貫通穴に挿通されており、
前記連結金具に対する前記ケーシングの回動に伴い前記バネ支持軸に沿って移動する前記バネ係合板によって、前記コイルバネが伸縮するように構成されたことを特徴とする草刈用アタッチメント。
【請求項４】
請求項３記載の建設機械の草刈用アタッチメントにおいて、
前記コイルバネは、複数あり、前記バネ支持ロッドの外周側に前記バネ係合板を挟んで直列配置されたことを特徴とする建設機械の草刈用アタッチメント。
【請求項５】
請求項３記載の建設機械の草刈用アタッチメントにおいて、
前記コイルバネ、前記バネ支持軸、及び前記バネ係合板は、複数組あり、前記ケーシングの回動支点を間に並列配置されたことを特徴とする建設機械の草刈用アタッチメント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−３４６３１（Ｐ２０１２−３４６３１Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７７８２４（Ｐ２０１０−１７７８２４）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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