JP2001262607A - 建設機械の伸縮アームのガイド構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建設機械の伸縮アームのガイド構造に関し、
アームの伸縮時には円滑な滑動性が得られ、作業時の衝
撃的な重荷重に対しても十分な強度と耐久性とを備えた
簡単な構造のガイド構造を得る。 【解決手段】 外アームの内面または内アームの外面に
摺接するガイドシューを高強度材の受座と、外力と付勢
力のバランスにより受座に出没する低摩擦材との複合構
造としている。アームの伸縮時には低摩擦材により円滑
な伸縮が保証され、作業時に大きな作業反力が加わった
ときは、低摩擦材が没入し、受座が直接当接して作業反
力を受ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、建設機械の伸縮
アームのガイド構造に関するもので、特に、外アームと
これに摺動自在に嵌挿された内アームとを備えた伸縮ア
ームの摺動部におけるガイドシューの構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】バックホー作業やショベル作業における
土砂の掘削深さや搬送可能領域を大きくする目的で、バ
ケットアームを伸縮可能としたパワーショベルが提供さ
れている。図１は、本願出願人が実開昭６３−１５１５
５２号公報で提案した伸縮可能なバケットアームの構造
を示した図で、２１はパワーショベルの車体側アーム、
２２は車体側アームの先端にピン２３により枢着された
伸縮式のバケットアームであり、当該バケットアーム２
２は、ボックス構造の外アーム２４と該外アームに摺動
自在に嵌装されたボックス構造の内アーム２５とを備え
ている。

【０００３】２６はバケットアーム２２を揺動させるシ
リンダ、２７はヘッド側端部が外アーム２４に連結され
ロッド先端が内アーム２５に連結されたアーム伸縮シリ
ンダ、２８はヘッド側が内アーム２５に連結されロッド
３７の先端が後述する連結リンクの延長端３６に連結さ
れたバケット操作シリンダである。

【０００４】内アーム２５の先端にはアームの下方（車
体側）に偏倚して延びる支持ブラケット２９が設けられ
ており、当該ブラケットの先端に支点ピン３０でバケッ
ト３１が枢着されている。３２は当該支点ピンよりアー
ムの基端側の位置に枢支されたレバーリンク、３３は当
該レバーリンクの先端に設けられた連結ピン３５とバケ
ット３１の背面に設けられた操作ピン３４とを連結して
いる連結リンクであり、当該連結リンク３３は連結ピン
３５を越えて延長され、その延長端３６にバケット操作
シリンダ２８のロッド３７が枢着ピン３８で連結されて
いる。

【０００５】３９はシリンダ２７の油圧配管、４０はシ
リンダ２８の油圧配管であり、油圧配管４０には内アー
ム２５の最長移動距離に見合う長さの油圧ホース４１が
介装されている。

【０００６】外アーム２４の先端内側には内アーム２５
の外面に摺接するガイドシュー４２が装着されており、
内アーム２５の基端外側に外アーム２４の内面に摺接す
るガイドシュー４３が装着されている。内アーム２５
は、これらのガイドシュー４２、４３を介して外アーム
２４に嵌装されており、アーム伸縮シリンダ２７のヘッ
ド側に圧油を供給することにより、外アーム２４から繰
り出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】作業の際に必要となる
アーム長さに応じて、内アーム２５を外アーム２４内で
円滑に伸縮できるようにするためには、ガイドシュー４
２、４３の摺接面が滑らかに滑動する必要がある。一
方、バケット３１で掘削作業等を行うときは、作業反力
がガイドシュー４２、４３を介して内アーム２５から外
アーム２４へと伝達されるので、ガイドシュー４２、４
３の摺接面は、強大でかつ衝撃的な掘削反力を受けるの
に十分な強度を有することが必要である。

【０００８】一般に摺接面に滑らかな滑動性と衝撃的な
重荷重に耐える強度とを両立させることは困難である
上、建設機械の伸縮アームは、溶接構造物であるため、
ガイドシュー４２、４３のガイド面となる外アーム２４
の内面及び内アーム２５の外面は、ある程度の凹凸があ
り、旋盤のベッドのような平滑度を期待することは不可
能である。そのため、ガイドシュー４２、４３に十分な
強度を持たせようとすると、アームの伸縮時の円滑さが
阻害され、逆に伸縮時の円滑性を優先させると、掘削時
の作業反力によってガイドシュー４２、４３が損傷を受
けやすいという問題が生ずる。

【０００９】この発明は、アームの伸縮時には円滑な滑
動性が得られ、一方、掘削作業時などの衝撃的な重荷重
に対しても十分な強度と耐久性とを備えた簡単な構造の
ガイド構造を得ることを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明のガイド構造で
は、外アーム２４の内面または内アーム２５の外面に摺
接するガイドシュー４２、４３を硬度及び耐力の大きな
金属、セラミック等の高強度材と、鋼板に対する摩擦係
数の小さな合成樹脂や軸受材等の低摩擦材との複合構造
としている。すなわちこの発明では、伸縮アームのガイ
ドシュー４２、４３を鋼材等の高強度材で製作された受
座５２と、受座の摺接面（当接面）に突出する方向に付
勢された合成樹脂や軸受材等の低摩擦材からなるシュー
５３とで構成している。

【００１１】実用的な構造では、受座５２にその当接面
と直交する保持孔５１を設け、この保持孔５１にシュー
自身の材質が有する弾性回復力によりまたは皿ばね５４
などの付勢部材の弾性回復力によって、受座の当接面６
１からわずかに突出するように付勢されたシュー５３を
前記保持孔５１に嵌挿して設ける。

【００１２】シュー５３を付勢する付勢力は、バケット
３１やアーム２５の自重によってはシュー５３が没入せ
ず、掘削等による大きな荷重が加わったときに、シュー
５３の摺接面６０が受座の当接面６１と同一面となるま
でシュー５３が縮退して、作業反力が受座の当接面６１
を介して伝達される程度の強度に設定する。付勢部材と
して皿ばね５４を用いれば、小さなスペースで上記のよ
うな付勢力が得られ、皿ばね自体の強度や耐久性も十分
である。

【００１３】上記構造によれば、アームの伸縮時には合
成樹脂ないし軸受材で製作された摩擦係数の小さなシュ
ー５３の摺接面６０が外アーム２４の内面または内アー
ム２５の外面に摺接して、内アーム２５の円滑な伸縮が
保証され、また掘削時等の作業時に大きな作業反力が加
わったときは、受座５２の当接面６１が外アーム２４の
内面または内アーム２５の外面に直接当接して、当該反
力が伝達されるので、シュー５３に過大な力が作用する
ことがなく、作業反力によるシューの損傷を防止するこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし７に示す実施例
を参照して、この発明の実施の形態を説明する。この実
施例の外アーム２４及び内アーム２５は、図２、３に示
すように、左右対称な不等辺六角形断面で、幅狭い上面
と幅広い下面と上向きに傾斜した幅広い側面上部と下向
きに傾斜した幅狭い側面下部とを備えている。

【００１５】ガイドシュー４２及び４３は、上記六角形
断面の上面と両側の下部側面との三箇所に装着されてい
る。外アーム先端のガイドシュー４２は、図２に示すよ
うに、その摺接面を内側に向けて装着されており、内ア
ーム基端のガイドシュー４３は、図３に示すように、摺
接面を外側に向けて装着されている。

【００１６】各ガイドシュー４２、４３は、図４ないし
７に示すように、複数個の保持孔５１を設けた矩形平板
状の鋼材からなる受座５２と、保持孔５１に嵌挿された
合成樹脂性のシュー５３と、シューの奥端に配置された
皿ばね５４と、この皿ばねを保持するピン５５を有する
スペーサ５６と、蓋板５７とで形成されている。

【００１７】受座５２はボルト５８で外アームまたは内
アームに固定されており、保持孔５１は、外アームまた
は内アームを貫通している。蓋板５７はこの貫通孔を塞
ぐようにボルト５９で受座５２に締結されている。蓋板
５７の内面には、保持孔５１の延長部分に浅い凹所が設
けられており、スペーサ５６はこの凹所に嵌挿されてい
る。保持孔５１に挿入された合成樹脂性のシュー５３と
スペーサ５６との間に皿ばね５４が介在しており、スペ
ーサのピン５５が皿ばねの中心孔をガイドしている。

【００１８】皿ばね５４はシュー５３を保持孔５１から
押し出す方向に付勢しており、シューの先端の摺接面６
０は、皿ばね５４の付勢力により受座５２の表面（当接
面）６１からわずかに突出している。皿バネの付勢力の
調整は、スペーサ５６の厚さを現物合わせで加工するこ
と、あるいはスペーサ５６と蓋板５７との間に薄いスペ
ーサ板を適当に挿入すること等によって調整できる。

【００１９】アームの上面に配置されたガイドシュー４
２、４３には、上記構造のシュー５３が二列にして６個
配置されており、下部側面のガイドシュー４２、４３に
は同様な構造のシュー５３が一列にして３個配置されて
いる。そして、これらのガイドシュー４２、４３を配置
した部分の上部側面には、シューを備えない補助受板６
２が配置されている。この補助受板６２は、アームに大
きなねじれ力が作用したときに、そのねじれ力を受ける
ために設けたものであり、アーム伸縮時にはそのような
ねじれ力が作用することがないから、シューが設けられ
ていないのである。

【００２０】上記構造のガイドシュー４２、４３を備え
たアームは、伸縮時には皿ばね５４の付勢力によってシ
ューの摺接面６０が受座の当接面６１よりわずかに突出
して外アーム２４と内アーム２５との間の滑らかな滑動
を保証する。一方、作業時に大きな作業反力が作用した
ときは、この作業反力によって皿ばね５４が弾性変形し
て、シューの摺接面６０が受座の当接面６１と一致する
までシュー５３が押込まれる。この状態で内アーム２５
の衝撃的な作業反力は受座の当接面６１を介して外アー
ム２４に伝達される。

【００２１】従ってシュー５３に衝撃的な強大な作業反
力が作用するのを避けることができ、シュー５３の損傷
を防止できる。大きな作業反力が作用している状態でア
ームの伸縮が行われることがないから、上記この発明の
構造により、伸縮時の滑らかな滑動性と作業反力に対す
る強度及び耐久性とが共に達成されるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のガイドシューを含む伸縮バケットア
ームの断面側面図

【図２】図１の外アーム先端のガイドシュー部分の断面
図

【図３】図１の内アーム基端のガイドシュー部分の断面
図

【図４】図２のアームの上面の要部平面図

【図５】図４のＡ−Ａ断面図

【図６】図３のＢ矢視面の平面図

【図７】図６のＡ−Ａ断面図

【符号の説明】

24 外アーム 25 内アーム 27 伸縮シリンダ 42 ガイドシュー 43 ガイドシュー 52 受座 53 シュー 60 摺擦面 61 当接面 62 補助受板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端内側に内アーム(25)の外面に摺接す
   るガイドシュー(42)を備えたボックス構造の外アーム(2
   4)と、基端外側に外アーム(24)の内面に摺接するガイド
   シュー(43)を備えて外アーム(24)に嵌装されたボックス
   構造の内アーム(25)と、内アーム(25)を外アーム(24)内
   で伸縮させるアーム伸縮シリンダ(27)とを備えた建設機
   械の伸縮アームのガイド構造において、前記ガイドシュ
   ー(42,43)が、高強度材からなる受座(52)と、この受座
   に設けた凹所ないし保持孔(51)に嵌挿された低摩擦材か
   らなるシュー(53)とを備え、シュー(53)は大きな作業反
   力が作用したときに、その摺接面(60)と受座の当接面(6
   1)とが同一面となる付勢力で前記当接面(61)から突出す
   る方向に付勢されていることを特徴とする、建設機械の
   伸縮アームのガイド構造。
2. 【請求項２】 外アーム(24)及び内アーム(25)が左右対
   称な不等辺六角形断面を備え、高強度材からなる受座(5
   2)と低摩擦材からなるシュー(53)とを備えたガイドシュ
   ー(42,43)は、前記六角形の一つおきの辺の部分をガイ
   ドするべく左右対称な位置に配置されており、かつ当該
   ガイドシューでガイドされない傾斜した辺の部分を案内
   する左右で一対の金属ガイド(62)が左右対称に配置され
   ていることを特徴とする、請求項１記載の伸縮アームの
   ガイド構造。