JP2001303606A - 作業機の掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オフセット形掘削装置を備えたバックホー
の、ブームの先端側を鋳鋼で形成して成形容易化及び精
度向上を図ると共に、ブームの先端側を鋳鋼で形成しな
がら、機体とブーム先端側とに介装されるブームシリン
ダのブーム側取付部分の、成形容易化を図り且つ取付位
置の自由度を大きく採れるよう考慮する。 【解決手段】 機体２に基部側４９が枢着されて上下揺
動自在に支持されたブーム２９を揺動動作させるブーム
シリンダ３５の一端側を機体２に枢着すると共に、ブー
ムシリンダ３５の他端側をブーム２９の先端側５０に枢
着した作業機の掘削装置において、ブーム２９の先端側
のトップ部５０を、ブーム２９の本体部５１とは別体の
鋳鋼で形成し、ブームシリンダ３５の他端側を枢着する
ブームシリンダ取付部４４を、ブーム本体部５１及びト
ップ部５０とは別体の板金で形成し、ブームシリンダ取
付部４４をブーム本体部５１とトップ部５０とに亘って
固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックホー等の作
業機の掘削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バックホーの掘削装置として、基部側が
機体に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着されて上下
方向に揺動可能なブームを備え、このブームの先端側
に、基部側が枢着されて左右方向に揺動可能なオフセッ
トブームを備え、このオフセットブームの先端側に左右
方向に揺動可能なアーム取付体を設け、このアーム取付
体に、基部側が枢着されて上下揺動自在なアームを設
け、前記ブームの先端側から側方に突出したブラケット
とオフセットブームとの間にオフセットシリンダを設け
ると共に、ブームの先端側とアーム取付体とをオフセッ
トリンクで連結したオフセット形の掘削装置がある。

【０００３】前記ブームを揺動動作させるブームシリン
ダのシリンダ本体部は、機体に左右方向の軸心廻りに回
動自在に枢着され、ブームシリンダのシリンダロッドは
ブームの先端側に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述従来の技術におい
て、ブームの先端側には、オフセットブームの基部側が
枢着されると共に、オフセットシリンダ，オフセットリ
ンク及びブームシリンダが枢着されるが、このブームの
先端側の加工の手間を省いて成形の容易化を図ると共
に、オフセットブーム等の取付部分の精度向上を図り且
つ全体としての過度の重量アップとならないよう、ブー
ムの本体部を板金によって筒状に形成すると共に、ブー
ムの先端側のトップ部を鋳鋼によって形成することが考
えられている。

【０００５】一方、ブームシリンダのシリンダロッドの
先端部を取り付ける取付部には、作業中に大きな応力が
作用するが、この応力を分散させるために前記取付部は
ブーム長手方向に長く形成される。したがって、シリン
ダロッドの先端部の取付部をトップ部に鋳鋼によって一
体形成すると、成形型の製作等が困難となるという問題
が生じる。また、シリンダロッドの先端部の取付部をト
ップ部に鋳鋼によって一体形成すると、ブームシリンダ
のシリンダ本体の取付部分との関係における、シリンダ
ロッドの取付位置の自由度があまりないという問題もあ
る。

【０００６】そこで本発明は、前記問題を解消すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明が前記目的を達成
するために講じた技術的手段は、機体に基部側が枢着さ
れて上下揺動自在に支持されたブームを備え、このブー
ムを揺動動作させるブームシリンダの一端側を機体に枢
着すると共にブームシリンダの他端側をブームの先端側
に枢着した作業機の掘削装置において、ブームの先端側
のトップ部を、ブームの本体部とは別体で形成し、ブー
ムシリンダの他端側を枢着するブームシリンダ取付部
を、ブーム本体部及びトップ部とは別体で形成したこと
を特徴とする。

【０００８】また、ブームシリンダ取付部をブーム本体
部とトップ部とに亘って固定するのがよい。また、トッ
プ部を鋳鋼で形成すると共に、ブームシリンダ取付部を
板金で形成するのがよい。また、ブーム本体部の、ブー
ムシリンダ取付部を固定する部分を他の部分よりも厚肉
に形成するのがよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図６において、１は作業機（旋回
作業機）として例示する超小旋回型と称される小型のバ
ックホーであり、該バックホー１は、機体（上部旋回
体）２と、下部走行体３と、掘削装置４とから主構成さ
れている。下部走行体３は、トラックフレーム５の左右
両側に備えたサイドフレームに、アイドラ６と駆動輪７
と複数の転輪８とを回転自在に支持すると共に、これら
アイドラ６と駆動輪７と転輪８とに亘ってクローラベル
ト９を巻き掛けて主構成されていて、油圧モータ等によ
り駆動輪７を回転駆動させることにより、クローラベル
ト９を循環回走させて前後方向（図６の左右方向）に走
行可能としたクローラ式走行装置が採用されている。

【００１０】下部走行体３の前部には、ドーザ１０が設
けられている。機体２は、図７に示すように、下部走行
体３上に支持された旋回台１１及びこの旋回台１１上に
設けられた運転席１２、エンジン１３、ラジエータ１
４、油圧ポンプ１５、作動油タンク１６、コントロール
バルブ１７、バッテリー１８、キャノピ（日よけ装置）
２１，燃料タンク等を備えて成る。旋回台１１は、底部
を構成するベース基板１９上に、板材等からなる各種機
器の取付用のブラケット，ステー等を溶接等によって固
定することで構成された図８に示す旋回フレーム２０を
備えている。

【００１１】この旋回フレーム２０のベース基板１９
は、平面視前部が切り欠かれた切欠円形状を呈してお
り、厚板材によって形成されており、その略中心部が下
部走行体３のトラックフレーム５に、旋回ベアリング２
２を介して上下方向の軸心廻りに旋回自在に支持されて
いる。なお、このベース基板１９には、適宜箇所に蓋体
で閉塞される点検用の開口部が形成されている。ベース
基板１９の後部には、ウエイト取付体２３が固着され、
このウエイト取付体２３に、旋回台１１の前部に配置さ
れた掘削装置４等との重量バランスの調整を図ると共に
旋回台１１の後部を構成するカウンタウエイト２４が取
付固定されている。

【００１２】また、ベース基板１９上の左右中央部から
一側（右側）寄りには、板材等からなり左右方向対向状
に配置された左右一対の支持ブラケット２５Ｌ，２５Ｒ
が溶接等によって固定されており、この左右支持ブラケ
ット２５Ｌ，２５Ｒ間が掘削装置４を取り付ける掘削装
置取付部２６とされている。また、旋回フレーム２０
の、カウンタウエイト２４から前方側の左右側面、この
左右側面から左右支持ブラケット２５Ｌ，２５Ｒに至る
前面及び左側支持ブラケット２５Ｌの右側方で且つ前部
側の上面はカバー体によって適宜覆われており、旋回台
１１内部が機器等の配置空間とされている。

【００１３】また、旋回フレーム２０の後部にはエンジ
ン１３が横置き配置され、エンジン１３の左側には油圧
ポンプ１５が取り付けられ、エンジン１３の右側にはラ
ジエータ１４が配置され、ラジエータ１４の前方には作
動油タンク１６が配置され、作動油タンク１６の下部前
方にはコントロールバルブ１７が配置され、ラジエータ
１４の上部前方にはバッテリー１８が配置されており、
これらはボンネット２７によって覆われている。また、
旋回台１１の前後方向中央部の左側寄り（油圧ポンプ１
５の前方側上方）には、運転席１２が配置されている。

【００１４】なお、エンジン１３用の燃料を貯留する燃
料タンクは旋回フレーム２０の左側に、旋回台１１内に
略収まるように設けられている。前記掘削装置４は、図
１〜図６に示すように、オフセット形とされ、基部側が
掘削装置取付部２６に枢着されて上下揺動自在（前後揺
動自在）とされたブーム２９と、このブーム２９の先端
側に基部側が枢着されて左右揺動自在とされたオフセッ
トブーム３０と、このオフセットブーム３０の先端側に
基部側が枢着されて左右揺動とされたアーム取付体３１
と、このアーム取付体３１の先端側に基部側が枢着され
て上下揺動自在（前後揺動自在）とされたアーム３２
と、このアーム３２の先端側に枢着されると共にリンク
機構４０を介して連結されて掻き込み・排土動作自在と
されたバケット３３と、一端側がブーム２９の先端側に
枢着され他端側がアーム取付体３１の側面に枢着されて
いてオフセットブーム３０とで平行四連リンクを構成す
るオフセットリンク３４とを備えてなる。

【００１５】また、掘削装置取付部２６とブーム２９の
先端側との間には、ブームシリンダ３５が介装され、ブ
ーム２９の先端側とオフセットブーム３０の長手方向中
途部との間にはオフセットシリンダ３６が介装され、ア
ーム取付体３１とアーム３２の基部側との間にはアーム
シリンダ３７が介装され、アーム３２の基部側とバケッ
ト３３との間にバケットシリンダ３８が介装されてい
る。これらブームシリンダ３５、オフセットシリンダ３
６、アームシリンダ３７、バケットシリンダ３８は油圧
シリンダによって構成されている。

【００１６】そして、ブームシリンダ３５の伸縮動作
（シリンダロッドの出退動作）によってブーム２９が揺
動動作し、オフセットシリンダ３６の伸縮動作によって
オフセットブーム３０及びオフセットリンク３４が揺動
動作し、これによってアーム取付体３１、アーム３２及
びバケット３３等が左右に平行移動する（図５は、オフ
セットシリンダ３６を伸長させてアーム３２等を左右一
側にオフセットした状態を示し、この状態からオフセッ
トシリンダ３６を収縮させることにより、左右方向中央
部を経て左右他側にオフセットした状態までアーム３２
等が平行移動する）。

【００１７】また、アームシリンダ３７の伸縮動作によ
ってアーム３２が揺動動作し、バケットシリンダ３８の
伸縮動作によってバケット３３が掻き込み・排土動作す
る。ブーム２９は、基部側（長手方向一端側）のボトム
部４９と、先端側（長手方向他端側）のトップ部５０
と、ボトム部４９とトップ部５０との間のブーム本体部
５１と、ブームシリンダ取付部４４とから構成され、こ
れらは相互に溶接等によって固定されている。ボトム部
４９とトップ部５０とは、それぞれＳＣＷ４５０等から
なる鋳鋼によって形成され、ブーム本体部５１とブーム
シリンダ取付部４４とは、それぞれＳＳ４００等からな
る板材によって形成されている。

【００１８】ボトム部４９には枢支部５２が形成され、
この枢支部５２が左右の支持ブラケット２５Ｌ，２５Ｒ
間に支軸５３を介して左右方向の軸心廻りに回動自在に
枢着されることで、ブーム２９が掘削装置取付部２６に
上下揺動自在に支持されている。また、ブームシリンダ
３５はブーム２９の底壁側（図１に示すブーム２９を起
立させた状態での前方側）にブーム２９に沿って配置さ
れており、掘削装置取付部２６には、左右支持ブラケッ
ト２５Ｌ，２５Ｒを連結する連結板４７に溶接等によっ
て固定された左右一対のシリンダブラケット４５が設け
られ、この左右シリンダブラケット４５間に、ブームシ
リンダ３５のシリンダ本体３５Ａボトム側に設けられた
枢支部５４が支軸４６を介して左右方向の軸心廻りに回
動自在に枢着されている。

【００１９】トップ部５０には、オフセットブーム取付
部４１と、オフセットシリンダ取付部４２と、オフセッ
トリンク取付部４３とが一体形成されている。オフセッ
トブーム取付部４１は、上下一対の枢支部５５によって
構成され、上下枢支部５５間にオフセットブーム３０の
基部側が支軸５６を介して左右方向に直交する方向の軸
心廻りに回動自在に枢着されている。また、トップ部５
０の左側面には、上下及び中間のブラケット５７，５
８，５９が一体的に延出され、上ブラケット５７と中間
ブラケット５９とに設けられたボス部５７Ａ，５９Ａと
でオフセットシリンダ取付部４２が構成され、下ブラケ
ット５８と中間ブラケット５９とに設けられたボス部５
８Ａ，５９Ａとでオフセットリンク取付部４３が構成さ
れている。

【００２０】そして、前記ボス部５７Ａ，５９Ａ間に、
オフセットシリンダ３６のシリンダ本体３６Ａに設けた
枢支部６０が支軸６１を介して左右方向に直交する方向
の（前記支軸５６に平行な）軸心廻りに回動自在に枢着
されており、前記ボス部５８Ａ，５９Ａ間に、オフセッ
トリンク３４の一端側の枢支部６２が支軸を介して左右
方向に直交する方向の（前記支軸５６に平行な）軸心廻
りに回動自在に枢着されている。なお、オフセットシリ
ンダ３６のシリンダロッド３６Ｂは、オフセットブーム
３０の左側側面の中間部に設けられた一対のブラケット
６４間に左右方向に直交する方向の（前記支軸５６に平
行な）軸心廻りに回動自在に枢着されており、オフセッ
トリンク３４の他端側の枢支部６５は、アーム取付体３
１の左側面に設けられた一対のブラケット６３間に左右
方向に直交する方向の（前記支軸５６に平行な）軸心廻
りに回動自在に枢着されている。

【００２１】ブーム本体部５１は、底壁６６と、上壁６
７と、左右側壁６８とを相互に溶接等によって固定する
ことにより、四角筒状に形成され、底壁６６はブーム先
端側は他の部分よりも厚肉に形成されている。なお、こ
の厚肉部６６Ａは、図例では、ブーム中途部からブーム
基部側に至る薄肉部６６Ｂとは別体の板材で形成し、そ
れぞれ左右の側壁６８に溶接固定されていると共に、厚
肉部６６Ａと薄肉部６６Ｂとの継ぎ目部分に沿って、ブ
ーム内部側に設けられた帯板６９が溶接等によって固定
されている。

【００２２】ブームシリンダ取付部４４はブーム２９の
底壁側に配置固定された板金製の左右一対のブラケット
４４ａによって構成され、この左右ブラケット４４ａの
左右方向内面側に設けたボス部７３間に、ブームシリン
ダ３５のシリンダロッド３５Ｂのロッドエンド部７５が
支軸７０を介して左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着
されている。左右のブラケット４４ａはシリンダロッド
３５Ｂのロッドエンド部７５が枢支連結される枢支部７
１（支軸７０を挿通する孔を形成するために必要な部
分）からブーム２９に沿って上下（前後）に延設された
延設部７２が形成されており、該左右のブラケット４４
ａ（ブームシリンダ取付部４４）は、トップ部５０から
ブーム本体部５１（の底壁厚肉部６６Ａ）に亘って固定
されている。

【００２３】前記構成のものにあっては、作業時におい
て、シリンダロッド３５Ｂ側からブームシリンダ取付部
４４に作用する荷重によって生じる応力は延設部７２に
よって分散される。また、従来にあっては、図３に仮想
線で示すように、ブーム内部の先端側のブームシリンダ
のシリンダロッドのロッドエンドを取り付ける部分の近
傍には、ブーム上壁から底壁及び左右側壁に亘る補強板
７４が必要であったが、ブーム本体部５１の、ブームシ
リンダ取付部４４を固定する部分を厚肉（厚肉部６６
Ａ）とすることにより、従来必要であった補強板７４を
設けなくても十分に強度の確保が図れ、補強板７４を設
けないことにより、補強板７４を溶接する手間等を省く
ことができ、しかも、ブーム底壁６６の先端側のみを厚
肉に形成しているので、全体としての重量アップも最小
限ですむ。

【００２４】なお、補強板７４があると、製作上ロボッ
ト溶接等ができなく、コストアップとなっている。ま
た、ボトム部４９及びトップ部５０を鋳鋼によって形成
することにより、成形の容易化及び各取付部の精度の向
上が図れると共に、ボトム部４９及びトップ部５０を鋳
鋼製とし、これらの間のブーム本体部５１を板金製とす
ることで、全体を鋳鋼製としたものに比べ、軽量化及び
成型の容易化が図れる。また、ブームシリンダ取付部４
４を、応力を分散させるために長く形成したものにあっ
ては、このブームシリンダ取付部４４をトップ部５０に
鋳鋼によって一体形成しようとすると、成型が困難とな
るが、ブームシリンダ取付部４４をトップ部５０に鋳鋼
で一体形成せずに、別体で板金によって形成して、トッ
プ部５０及びブーム本体部５１に亘って固定することに
より、ブームシリンダ取付部４４をトップ部５０に鋳鋼
によって一体形成するようにしたものに比べ、成形の容
易化が図れると共に、ブームシリンダ３５のシリンダ本
体３５Ａの取付部分との関係における、シリンダロッド
３５Ｂの取付位置の自由度が大である（位置精度が得ら
れ易い）という効果を奏する。

【００２５】また、ブームシリンダ取付部４４をトップ
部５０に鋳鋼で一体形成せずに、別体で板金によって形
成しているので、ブームシリンダ取付部４４を強度アッ
プするに際しても、板厚を厚くしたりすること等によっ
て、容易に対処できる（もし、ブームシリンダ取付部４
４をトップ部５０に鋳鋼で一体形成するとすると、鋳型
全体を大きく変更したり、鋳抜きの面からも制約を受け
るという問題が生じる）。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、機体に基部側が枢着さ
れて上下揺動自在に支持されたブームを備え、このブー
ムを揺動動作させるブームシリンダの一端側を機体に枢
着すると共にブームシリンダの他端側をブームの先端側
に枢着した作業機の掘削装置において、ブームの先端側
のトップ部を、ブームの本体部とは別体で形成し、ブー
ムシリンダの他端側を枢着するブームシリンダ取付部
を、ブーム本体部及びトップ部とは別体で形成すること
により、成型の容易化を図りながら、ブームシリンダの
ブーム側取付部分の、取付位置の自由度が大きく採れる
という効果を奏する。

【００２７】また、ブームシリンダ取付部をブーム本体
部とトップ部とに亘って固定することにより、作業時に
おいて、ブームシリンダから作用する荷重によって生じ
る応力を分散させることができる。また、ブームシリン
ダ取付部分を、応力を分散させるために長く形成したも
のにあっては、このブームシリンダ取付部をトップ部に
鋳鋼によって一体形成しようとすると、成型が困難とな
るが、ブームシリンダ取付部をトップ部に鋳鋼で一体形
成せずに、別体で板金によって形成して、トップ部及び
ブーム本体部に亘って固定することにより、ブームシリ
ンダ取付部をトップ部に鋳鋼によって一体形成するよう
にしたものに比べ、成形の容易化が図れると共に、ブー
ムシリンダの機体側取付部分との関係における、ブーム
シリンダのブーム側取付部分の取付位置の自由度を大き
く採れるいう効果を奏する。

【００２８】また、ブームシリンダ取付部をトップ部に
鋳鋼で一体形成すると、鋳型全体を大きく変更したり、
鋳抜きの面からも制約を受けるという問題が生じるが、
ブームシリンダ取付部を別体で板金によって形成してい
るので、ブームシリンダ取付部を強度アップするに際し
ても、板厚を厚くしたりすること等によって、容易に対
処できる。また、ブーム本体部の、ブームシリンダ取付
部を固定する部分を他の部分よりも厚肉に形成すること
により、従来必要であったブーム内部の補強板を設けな
くても十分に強度確保が図れ、補強板の溶接等の手間を
省くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブームの側面図である。

【図２】ブームの分解側面図である。

【図３】ブームの先端側の側面断面図である。

【図４】ぶの先端側の底面図である。

【図５】掘削装置の平面図である。

【図６】バックホーの全体側面図である。

【図７】機体の平面図である。

【図８】旋回フレームの平面図である。

【符号の説明】

２ 機体 ２９ ブーム ３５ ブームシリンダ ４４ ブームシリンダ取付部 ５０ トップ部 ５１ ブーム本体部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小谷 智 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内 (72)発明者 藤田 裕司 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体に基部側が枢着されて上下揺動自在
   に支持されたブームを備え、このブームを揺動動作させ
   るブームシリンダの一端側を機体に枢着すると共にブー
   ムシリンダの他端側をブームの先端側に枢着した作業機
   の掘削装置において、 ブームの先端側のトップ部を、ブームの本体部とは別体
   で形成し、ブームシリンダの他端側を枢着するブームシ
   リンダ取付部を、ブーム本体部及びトップ部とは別体で
   形成したことを特徴とする作業機の掘削装置。
2. 【請求項２】 ブームシリンダ取付部をブーム本体部と
   トップ部とに亘って固定したことを特徴とする請求項１
   に記載の作業機の掘削装置。
3. 【請求項３】 トップ部を鋳鋼で形成すると共に、ブー
   ムシリンダ取付部を板金で形成したことを特徴とする請
   求項１又は２に記載の作業機の掘削装置。
4. 【請求項４】 ブーム本体部の、ブームシリンダ取付部
   を固定する部分を他の部分よりも厚肉に形成したことを
   特徴とする請求項１、２又は３に記載の作業機の掘削装
   置。