JP2001329566A - 油圧ショベルの油圧配管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アームに装着した油圧シリンダへの油圧配管
のうち、このブーム・アーム間連結機構を通過する位置
に設けられる可撓性ホースが外方に大きく膨出して損傷
する等の事態が発生するのを防止する。 【解決手段】 油圧源側配管３１はブーム本体２０の背
面に沿ってブーム・アーム間連結機構２１を構成する曲
げ板２３の位置まで延在され、カップリング部材３２が
連結して設けられ、またバケットシリンダ１７のシリン
ダチューブから引き出されたシリンダ側配管３３はアー
ム１２の基端部を過ぎた直後の位置でカップリング部材
３４に接続されている。油圧源側配管３１のカップリン
グ部材３２と、シリンダ側配管３３のカップリング部材
３４との間は可撓性ホース３５で接続されるが、この可
撓性ホース３５は軸受ブロック２５における左右の軸支
部２５ｂ，２５ｂ間である支軸２６の装着位置を通って
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧ショベルのフロ
ント作業機におけるアームの先端に設けたバケット等の
作業手段を駆動するための油圧シリンダに接続される油
圧配管の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルの上部旋回体に設けられる
フロント作業機は、上部旋回体に対して俯仰動作可能な
ブームと、このブームの先端に上下方向に回動可能に連
結したアームとを有し、アームの先端にリンク機構を介
して作業手段が装着される。ここで、作業手段は土砂の
掘削を行うバケットがその代表的なものであるが、バケ
ット以外にも、例えばブレーカ等、様々な作業手段を装
着できるようになっている。バケットを含めた作業手段
は、フロントアタッチメントとしてリンク機構に着脱可
能に取り付けられるが、このリンク機構を駆動するため
に、所謂バケットシリンダと呼ばれる油圧シリンダが用
いられる。このバケットシリンダは、シリンダチューブ
がアームに取り付けられ、ロッドの先端がバケット等が
連結されるリンク機構に連結される。バケットシリンダ
に接続される油圧配管は、従ってブームを通ってアーム
にまで延在される。また、バケット以外のフロントアタ
ッチメントとして、例えば油圧ブレーカを用いる場合等
のために、バケットシリンダ用の油圧配管に加えて他の
油圧配管が設けられるが、これら他の油圧配管もブーム
からアームの先端にまで引き回される。

【０００３】ここで、ブームとアームとはブーム・アー
ム間連結機構を介して上下方向に相対回動可能に連結さ
れる。このブーム・アーム間連結機構は、左右の側板
と、両側板間に掛け渡すように設けた強度保持部材とか
ら構成され、ブーム・アーム連結機構はブームの先端に
直結される。また、左右の側板間にアームの基端部を回
動可能に支持する支軸が装着され、強度保持部材は軽量
で十分な強度を持たせるために中間部がアーム側に突出
するように曲成した曲げ板から構成される。

【０００４】前述したバケットシリンダに接続される油
圧配管は２本必要となるが、この２本の油圧配管はブー
ムからこのブーム・アーム間連結機構を通過してアーム
にまで延在される。このような油圧配管の引き回し構造
としては、ブームの背面（ブームを水平な状態にした時
に上側を向く面）または側面に沿って延在させたものが
従来から広く用いられている。特に、バケットシリンダ
はアームの背面（アームを水平にした時に上側を向く
面）側に設けられるから、それに接続される油圧配管
は、ブームの背面に沿って延在させるのが一般的であ
り、かつ合理的でもある。そして、この油圧配管はブー
ム背面における先端近傍部位でクランプすることにより
固定した上で、このクランプ部分からアームに装着した
バケットシリンダへの接続部に至るように引き回され
る。

【０００５】アームの基端部はブームの先端に相対回動
可能に連結されているので、フロント作業機を作動させ
てアームを駆動すると、前述したクランプ位置とバケッ
トシリンダにおける油圧配管の接続部との間の位置関係
及び距離が変化する。このために、少なくともブーム・
アーム間連結機構の部分を通過する位置は、油圧配管を
可撓性のあるホースで構成して、アームの動きに追従し
て変形するようになし、かつホースに所定の余長を持た
せて、前述した距離の変化を吸収させるようにしてい
る。このホースの余長としては、アームがどの状態にな
ったとしても、ホースに張力が発生しない長さを持たせ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧配管を
ブームの背面に沿って延在させている場合には、油圧配
管のブームへのクランプ位置とバケットシリンダへの接
続位置との間の距離は、アームがブームに近接する方向
に折り畳まれた時に最長となり、アームをブームに対し
てほぼ真直ぐに伸ばして、水平な状態にした時に最短と
なるのが一般的である。このために、フロント作業機の
姿勢状態によってはホースに弛みが生じるが、ホースは
ブームの背面にクランプされた位置から延在されている
ので、この弛み分はブーム・アーム間連結機構の側部か
ら張り出したり、上方に向けて膨出したりするようにな
る。その結果、フロント作業機を作動させて、土砂の掘
削等の作業を行っている際には、ホースが構築物，岩石
等の物体と衝突して損傷を生じる可能性がある。また、
油圧配管をブームの側面に沿って引き回すように構成し
たものもあるが、この場合にも、やはりブームの先端近
傍で油圧配管をクランプさせて、このクランプ位置から
バケットシリンダへの接続部までは可撓性のあるホース
で構成とし、かつ所定の余長を持たせるように引き出さ
なければならない。従って、ブームの側面に沿って油圧
配管を引き回す場合にも、背面側と同様の問題点があ
る。

【０００７】さらに、実開平５−３８０４５号公報に、
オフセット式の掘削機械において、上下に２分割したブ
ームの内部に油圧配管を通し、ブーム・アーム間連結機
構部でこの油圧配管を上部側のブームから外部に導出さ
せて、アームに取り付けた油圧シリンダに接続する構成
としたものが示されている。このように、ブームの内部
に油圧配管を挿通させても、やはりブームの出口部から
油圧シリンダへの接続部までは可撓性ホースで油圧配管
を構成している。このように構成しても、前述と同様、
可撓性ホースにはアームの動きを許容するための余長が
必要であり、かつブームに対するアームの角度をほぼ水
平にした時に、可撓性ホースが大きく膨出することにな
る。

【０００８】以上のように、フロント作業機を作動させ
ると、ホースが相互に動くが、それらの動きは任意の方
向となる。また、バケットシリンダに接続した２本のホ
ース内に流れる作動油は、駆動側ではポンプ圧、戻り側
ではタンク圧となる。バケットシリンダを駆動してバケ
ットを作動させる際には、これらホースにポンプ圧が作
用したり、タンク圧となったりするので、ホース内の圧
力変動によっても、それぞれ任意の方向に動くことにな
る。その結果、ホース相互間及びホースとブーム内面と
の間で摺動する等に起因して、ホースを損傷させる可能
性がある。

【０００９】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、アームに装着した油
圧シリンダへの油圧配管のうち、このブーム・アーム間
連結機構を通過する位置に設けられる可撓性ホースが外
方に大きく膨出して損傷する等の事態が発生するのを防
止することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、フロント作業機を構成するブームに
アームを上下方向に回動可能に連結する支軸を装着した
左右の側板と、これら両側板間に設けた強度保持部材を
備えたブーム・アーム間連結機構を有する油圧ショベル
に設けられ、前記アームに装着した作業手段を駆動する
油圧シリンダに接続される油圧配管であって、前記ブー
ム側から延在させ、前記強度保持部材内に設けた配管接
続部に接続した油圧源側配管と、前記油圧シリンダ側に
設けた配管接続部との間を可撓性ホースで接続し、前記
両側板の前記補強部材連結位置より前方側に配置させた
前記支軸は左右に２分割されたものからなり、前記可撓
性ホースはこの左右に分割された支軸間の位置に延在さ
せる構成としたことをその特徴とするものである。

【００１１】そして、可撓性ホースの支軸間を通る位置
から前述した両配管接続部までの距離をほぼ等しいか、
または油圧源側配管の配管接続部から支軸までの間隔の
方を短くなるように設定すると、アームがブームに対し
て回動変位する際に、可撓性ホースは確実に支軸間の位
置で曲がることから、可撓性ホースの動きが最小限にな
る。油圧源側配管の経路としては、構成の簡略化、ブー
ムの強度等の観点からは、油圧源側配管はブームの背面
に沿って延在させて、強度保持部材内に向けて概略直角
に曲成したパイプで形成して、このパイプの先端におい
て、ブームのほぼ中心軸の位置に配管接続部を設けるよ
うにするのが望ましいが、これ以外にも、例えばブーム
の内部を通すこともできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。まず、図１に油圧
ショベルの全体構成を示す。図中において、１は履帯式
走行手段を備えた下部走行体、２はこの下部走行体１に
旋回可能に装着した上部旋回体である。上部旋回体２に
は運転室３や機械類等を収容する建屋４に加えて、フロ
ント作業機１０が設置されている。このフロント作業機
１０は土砂の掘削等の作業を行うためのものである。

【００１３】フロント作業機１０は、上部旋回体２に俯
仰動作可能に連結したブーム１１と、このブーム１１の
先端に上下方向に回動可能に連結したアーム１２と、ア
ーム１２の先端にリンク機構１３を介して連結される作
業手段としてのバケット１４とを備える構成となってい
る。そして、上部旋回体２とブーム１１との間にはブー
ムシリンダ１５が設けられ、またブーム１１とアーム１
２との間にはアームシリンダ１６が、さらにアーム１２
とリンク機構１３との間にはバケットシリンダ１７がそ
れぞれ設けられる。これら各シリンダ１５〜１７は、そ
れぞれ油圧シリンダから構成され、シリンダチューブ１
５ａ〜１７ａ（シリンダチューブ１５ａは図面には表れ
ない）は、それぞれ上部旋回体２，ブーム１１，アーム
１２に連結され、またシリンダチューブ１５ａ〜１７ａ
から導出したロッド１５ｂ〜１７ｂは、それぞれブーム
１１，アーム１２及びリンク機構１３に連結して設けら
れる。

【００１４】以上の構成において、まず油圧ショベルの
バケットシリンダ１７への油圧配管の引き回し構造につ
いて、図２乃至図４に基づいて説明する。まず、図２に
おいて、ブーム１１は、周知のように、缶組構造の部材
からなるブーム本体２０を有し、このブーム本体２０の
先端部にはブーム・アーム間連結機構２１が連結して設
けられている。このブーム・アーム間連結機構２１は、
左右の側板２２，２２と強度保持部材としての曲げ板２
３とから構成されている。両側板２２の基端部はブーム
本体２０に固着して設けられている。また、曲げ板２３
は、ブーム本体２０の上下の面から、このブーム本体２
０の延長線方向に張り出した概略Ｕ字状の板体から構成
され左右の側板２２の強度を保持する機能を発揮する。
そして、この曲げ板２３は、ブーム本体２０の先端部
と、側板２２の内面とに固着されている。さらに、曲げ
板２３の内部にはブーム本体２０の軸線方向に延在させ
た補強板２４が固着して設けられている。

【００１５】図３から明らかなように、アーム１２の基
端部には軸受ブロック２５が取り付けられており、この
軸受ブロック２５はアーム１２に連結された基部２５ａ
から左右に分岐してブーム１１側に張り出すようにした
左右一対の軸支部２５ｂ，２５ｂを連設することにより
構成される。そして、軸受ブロック２５の両軸支部２５
ｂと各側板２２との間には一対からなる支軸２６を介し
て連結され、ブーム１１とアーム１２との間は、この支
軸２６を中心として相対回動可能となる。このように、
ブーム１１とアーム１２との間を相対回動可能に連結す
る支軸２６は左右に２分割することによって、その間に
所定の幅を有する空間が形成される。また、軸受ブロッ
ク２５の左右両側にはそれぞれブラケット２７が取り付
けられており、両ブラケット２７，２７間にはピン２８
が架設され、このピン２８にはアームシリンダ１６のロ
ッド１６ｂの先端が連結されている。

【００１６】リンク機構１３を作動させるためのバケッ
トシリンダ１７は、そのシリンダチューブ１７ａがアー
ム１２に設けたブラケット２７，２７間に連結したピン
２９に連結して設けられ、ロッド１７ｂの先端がピン３
０によりリンク機構１３に連結されている。従って、こ
のバケットシリンダ１７を伸縮作動させることによりバ
ケット１４が作動することになる。

【００１７】以上のことから、アーム１２に連結したバ
ケットシリンダ１７のシリンダチューブ１７ａには、そ
のボトム室及びロッド室に一対の油圧配管３１，３１が
接続されるが、この一対からなる油圧配管３１はブーム
１２を経て上部旋回体２における建屋４内に設けた方向
切換弁を介して油圧ポンプ及び作動油タンクに接続され
る。なお、油圧配管は他の作業手段を装着した時のため
に、さらに２本の油圧配管が設けられる場合もあるが、
この他の作業手段用の油圧配管については、図示及び説
明を省略する。

【００１８】油圧配管３１のブーム１１からバケットシ
リンダ１７までの引き回し構造について説明する。前述
した方向切換弁から引き出された油圧源側配管３１は、
ブーム１１におけるブーム本体２０の背面、つまりブー
ム１１を水平にした時における上側の面に沿ってブーム
・アーム間連結機構２１を構成する曲げ板２３の位置ま
で延在されている。そして、曲げ板２３の上側の面には
第１の透孔２３ａが穿設されており、油圧源側配管３１
は概略直角に曲成されて、この第１の透孔２３ａから曲
げ板２３の内部に導かれる。ここで、曲げ板２３はブー
ム１１に対して固定的な関係となっているので、この油
圧源側配管３１は硬質のパイプ材で構成することができ
る。ただし、可撓性のあるホースにより構成するように
しても良い。そして、油圧源側配管３１の先端は、曲げ
板２３の内部において、配管接続部としてのカップリン
グ部材３２が連結して設けられている。そして、このカ
ップリング部材３２と支軸２６とを結ぶ線はブーム１１
の軸線とほぼ一致させるか、または概略平行とするのが
望ましい。

【００１９】一方、バケットシリンダ１７のシリンダチ
ューブには、そのロッド室側とボトム室側とからそれぞ
れシリンダ側配管３３，３３が引き出されており、これ
らシリンダ側配管３３は、油圧源側配管３１と同様、硬
質パイプで構成される。シリンダ側配管３３はアーム１
２の上面に対して所定の間隔を置いた状態で、このアー
ム１２の基端部を過ぎた直後の位置にまで延在されて、
その先端には配管接続部を構成するカップリング部材３
４が設けられている。

【００２０】油圧源側配管３１のカップリング部材３２
と、シリンダ側配管３３のカップリング部材３４との間
は可撓性ホース３５で接続されている。このために、曲
げ板２３の先端部分には、第２の透孔２３ｂが穿設され
ており、カップリング部材３２に連結した可撓性ホース
３５は、この第２の透孔２３ｂを介して外部に導出され
て、ブーム１１とアーム１２とを連結するための軸受ブ
ロック２５における左右の軸支部２５ｂ，２５ｂ間、つ
まり支軸２６の装着位置を通ってシリンダ側配管３３の
カップリング部材３４に連結されている。ここで、可撓
性ホース３５は、カップリング部材３２から支軸２６の
装着位置までは、実質的に真直ぐ延在しており、ブーム
１１の軸線と一致するか、またはこの軸線とほぼ平行な
方向となっている。また、可撓性ホース３５は、そのカ
ップリング部材３２から支軸２６の位置までの長さと、
支軸２６の位置からカップリング部材３４までの長さと
の差は最小限となるようにし、それらの長さを実質的に
同じにするか、または差がある場合には、カップリング
部材３２への連結側から支軸２６までの長さの方を短く
するのが好ましい。

【００２１】ここで、可撓性ホース３５は、その全長に
わたって可撓性を有するものではなく、その両端にカッ
プリング部材３２，３４に接続される口金３５ａ，３５
ｂが設けられており、口金３５ａ，３５ｂは硬質部材で
ある。従って、口金３５ａ，３５ｂの長さ適宜設定する
ことによって、可撓性ホース３５におけるカップリング
部材３２側から支軸２６の位置までの可撓部分の長さ
と、支軸２６からカップリング部材３４までの可撓部分
の長さとの差を自在に制御することができる。

【００２２】而して、油圧ショベルは土砂の掘削等の作
業を行うものであり、この作業はフロント作業機１０に
より行われる。フロント作業機１０を作動させると、ア
ーム１２が支軸２６を中心としてブーム１１に対して上
下方向に回動するように作動する。図２には、アーム１
２をブーム１１側に折り畳んだ状態が、また図４にはア
ーム１２を伸ばした状態が示されている。この時には、
バケットシリンダ１７への油圧配管におけるシリンダ側
配管３３のカップリング部材３４の位置は、油圧源側配
管３１のカップリング部材３２に対して相対的に変位す
る。両カップリング部材３２，３４間を可撓性ホース３
５で連結しているのは、この相対的な変位を許容するた
めである。

【００２３】ところで、可撓性ホース３５はブーム１１
とアーム１２との間を相対回動可能に連結する支軸２６
の位置を通るものであり、しかもこの支軸２６からブー
ム１１側の固定部であるカップリング部材３２までの間
隔と、支軸２６の位置からアーム１２側の固定部である
カップリング部材３４までの間隔との間には殆ど差がな
い状態となっている。従って、アーム１２がブーム１１
に対して相対回動したとした時に、可撓性ホース３５は
ほぼこの支軸２６の位置を支点として曲がることにな
る。その結果、可撓性ホース３５は、曲げ板２３の内部
から左右の側板２２間、軸受ブロック２５における左右
の軸支部２５ｂの間から左右のブラケット２７の間の内
部に収容された状態に保持され、上方にも、また下方に
も突出することはなくなる。しかも、たとえアーム１２
がブーム１１に対してどのような角度状態になったとし
ても、カップリング部材３２から支軸２６までの距離
と、支軸２６からカップリング部材３４までの距離とは
変化しない。従って、可撓性ホース３５が支軸２６の位
置を支点として曲がる限りは、可撓性ホース３５の変位
は最小限に抑制され、このために可撓性ホース３５に殆
ど余長を持たせる必要がなくなる。

【００２４】以上のことから、可撓性ホース３５が他の
物体と衝突して損傷等が発生するおそれはない。また、
可撓性ホース３５の動きも少なくなることから、それが
変形する際に、２本（乃至４本）設けられる可撓性ホー
ス相互間が接触したり、この可撓性ホース３５が挿通さ
れている部位の左右両側に位置する部材等に対して損傷
を発生させるおそれはない。

【００２５】なお、前述した実施の形態においては、油
圧源側配管を硬質パイプで形成し、それをブームの背面
に沿って延在させる構成としたが、例えば、図５に示し
たように、缶組構造からなり、内部が中空となったブー
ム１１の内部に油圧源側配管１３１を延在させることも
できる。この場合には、油圧源側配管１３１は可撓性ホ
ースで構成する。そして、ブーム１１におけるブーム本
体２０の先端面に透孔２０ａを形成して、この透孔２０
ａを介して強度保持部材を構成する曲げ板２３内に導く
ようにする。また、曲げ板２３の内部には補強板２４が
設けられているから、この補強板２４にカップリング部
材１３２を固定的に保持するようになし、このカップリ
ング部材１３２に可撓性ホースからなる油圧源側配管１
３１と、他端がシリンダ側配管３３のカップリング部材
３４に接続した可撓性ホース３５を接続する。そして、
油圧源側配管１３１は透孔２０ａを介して曲げ板２３内
に導かれることから、この曲げ板２３には油圧源側配管
を内部に導くための第１の透孔を設けなくても良いが、
第２の透孔２３ｂを設ける必要はある。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、ア
ームに装着した油圧シリンダへの油圧配管のうち、この
ブーム・アーム間連結機構を通過する位置に設けられる
可撓性ホースが外方に大きく膨出して損傷する等の事態
が発生するのを防止できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】フロント作業機を設けた油圧ショベルの外観図
である。

【図２】本発明の実施の一形態を示すフロント作業機に
おけるバケットシリンダへの油圧配管の引き回し構造を
示す断面図である。

【図３】油圧シリンダを省略して示す図２の要部平面図
である。

【図４】図２とは異なる作動状態を示す断面図である。

【図５】本発明の実施の他の形態を示すフロント作業機
におけるバケットシリンダへの油圧配管の引き回し構造
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 下部走行体 ２ 上部旋回体 １０ フロント作業機 １１ ブーム １２ アーム １３ リンク機構 １４ バケット １７ バケットシリンダ ２０ ブーム本体 ２１ ブーム・アーム間連結
機構 ２２ 側板 ２３ 曲げ板 ２３ａ 第１の透孔 ２３ｂ 第２の透孔 ２５ 軸受ブロック ２５ａ 基部 ２５ｂ 軸支部 ２６ 支軸 ２７ ブラケット ３１，１３１ 油圧源側配管 ３２，３４，１３２ カップリング部材 ３３ シリンダ側配管 ３５ 可撓性ホース

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フロント作業機を構成するブームにアー
   ムを上下方向に回動可能に連結する支軸を装着した左右
   の側板と、これら両側板間に設けた強度保持部材を備え
   たブーム・アーム間連結機構を有する油圧ショベルに設
   けられ、前記アームに装着した作業手段を駆動する油圧
   シリンダに接続される油圧配管において、 前記ブーム側から延在させ、前記強度保持部材内に設け
   た配管接続部に接続した油圧源側配管と、前記油圧シリ
   ンダ側に設けた配管接続部との間を可撓性ホースで接続
   し、 前記両側板の前記補強部材連結位置より前方側に配置さ
   せた前記支軸は左右に２分割されたものからなり、 前記可撓性ホースはこの左右に分割された支軸間の位置
   に延在させる構成としたことを特徴とする油圧ショベル
   の油圧配管。
2. 【請求項２】 前記可撓性ホースの前記支軸間を通る位
   置から前記両配管接続部までの間隔はほぼ等しいか、ま
   たは前記油圧源側配管の配管接続部から支軸までの間隔
   の方を短くする構成としたことを特徴とする請求項１記
   載の油圧ショベルの油圧配管。
3. 【請求項３】 前記油圧源側配管は前記ブームの背面に
   沿って延在させて、前記強度保持部材内に向けて概略直
   角に曲成したパイプで形成し、このパイプの先端におい
   て、前記ブームのほぼ中心軸の位置に前記配管接続部を
   設ける構成としたことを特徴とする請求項１記載の油圧
   ショベルの油圧配管。
4. 【請求項４】 前記油圧源側配管は前記ブームの内部を
   通して、前記強度保持部材の内部に固定して設けた配管
   接続部に連結する構成としたことを特徴とする請求項１
   記載の油圧ショベルの油圧配管。