JP2003034947A

JP2003034947A - 掘削作業機のシリンダ取付ブラケット構造

Info

Publication number: JP2003034947A
Application number: JP2001222166A
Authority: JP
Inventors: Seishi Tajima; 誠士田島
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2003-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】バックホーのアームに油圧シリンダ取付用の
取付ブラケットを溶接固定した場合において、該取付ブ
ラケットに応力集中が生じるのを防止するための取付ブ
ラケットの構造を考慮する。【解決手段】取付ブラケット３１を、アーム１６の外
面に重合されて溶接固定されるベース板３２と、このベ
ース板３２に固定されたシリンダ取付リブ３３とから構
成し、ベース板３２の、シリンダ取付リブ３３が固定さ
れた支持部分３８からアーム長手方向に延びる延設部分
３９を二股状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックホー等の掘
削作業機の、アームに油圧シリンダを取り付けるための
取付ブラケットの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】掘削作業機として、クローラ式走行装置
上に旋回台を上下軸回りに旋回自在に支持し、この旋回
台の前部に、掘削装置を備えたバックホーがある。この
バックホーの掘削装置は、旋回台の前部に設けたスイン
グブラケットに上下揺動自在に支持されたブームと、こ
のブームの先端側に揺動自在に支持されたアームと、こ
のアームの先端側にスクイ・ダンプ自在に設けられたバ
ケットとを備えている。

【０００３】また、バックホーにあっては、アームの先
端側に、サムと呼称される親指状（アーム状）の部材が
枢着され、このサムとバケットとで、被挟持物を挟持す
ることができるようにしたものがある。また、このもの
にあっては、図１０に示すように、サムを揺動させるた
めの油圧シリンダからなるサムシリンダを取り付けるた
めの取付ブラケット５０が、アーム５１の腹部５１ａ外
面に設けられ、この取付ブラケット５０は、アーム１６
に溶接固定されるベース板５２と、このベース板５２に
溶接固定される左右一対のシリンダ取付リブ５３とから
構成され、左右シリンダ取付リブ５３間にサムシリンダ
のシリンダ本体が枢支される。

【０００４】なお、サムシリンダのピストンロッドはサ
ムに枢着される。この取付ブラケットのベース板の形状
は六角形状（又は矩形状）であり、板厚はアーム腹部５
１ａを構成する板材の板厚よりも厚く形成されており、
また、シリンダ取付リブ５３のアーム長手方向Ｍの端部
から、ベース板５２のアーム長手方向Ｍの端部までの距
離は短いものであった。また、図１０中、符号５４は、
溶接ビード（溶接部）を示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のものにあっ
ては、掘削作業時において、取付ブラケット５０のベー
ス板５２のアーム長手方向Ｍの端部側に応力が集中し、
アーム５１が破損される惧れがあるという問題がある。
また、サムシリンダに推力をかけた場合、シリンダ取付
リブ５３のアーム長手方向Ｍの端部側に応力が集中し、
取付ブラケット５０が破損する惧れのあるものであっ
た。

【０００６】本発明は、前記問題点に鑑みて、バックホ
ー等の掘削作業機の、アームに油圧シリンダを取り付け
るための取付ブラケットを溶接固定したものにおいて、
取付ブラケットに応力が集中するのを防止することを企
図したシリンダ取付ブラケット構造を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明が技術的課題を解
決するために講じた技術的手段は、先端側に掘削作業を
行う掘削作業具が設けられると共に、基端側が、機体に
揺動自在に支持されたブームに揺動自在に支持されたア
ームを備え、このアームにシリンダ取付用の取付ブラケ
ットを設けた掘削作業機において、前記取付ブラケット
は、アームの外面に重合されて溶接固定されるベース板
と、このベース板に固定されたシリンダ取付リブとを備
えてなり、ベース板の、シリンダ取付リブが固定された
支持部分からアーム長手方向に延びる延設部分が二股状
に形成されていることを特徴とする。

【０００８】また、ベース板の延設部分を構成する一対
の延設片の各々が、アーム長手方向先端に向かうに従っ
て漸次幅狭となるように形成されているのがよい。ま
た、シリンダ取付リブからベース板のアーム長手方向の
端部までの長さが、シリンダ取付リブのアーム長手方向
の長さと略同じか又はそれ以上に形成されているのがよ
い。また、ベース板の延設部分を構成する一対の延設片
の各々のアーム長手方向の先端側が、アームにプラグ溶
接されているのがよい。

【０００９】また、ベース板の延設部分の二股の基部
が、シリンダ取付リブの近傍に位置しており、この延設
部分の二股の基部がアームに溶接固定されているのがよ
い。また、ベース板の板厚が、該ベース板が固定される
アームの板厚と略同厚か又はそれ以下となるように形成
されているのがよい。

【００１０】

【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２において、１は、掘削作業機
として例示するバックホーを示しており、このバックホ
ー１は、機体２と掘削装置３とから構成され、機体２
は、下部の走行装置４と、上部の旋回体５とで主構成さ
れている。なお、以下、バックホー１の走行方向（図２
の左右方向）を前後方向といい、この前後方向に直交す
る横方向（図の紙面貫通方向）を左右方向という。

【００１１】図２に示すように、走行装置４は、トラッ
クフレームＴの左右両側に、ゴム製履帯を有するクロー
ラ式走行体６を備え、これら左右の走行体６を走行モー
タＭで駆動するようにしたクローラ式走行装置が採用さ
れている。また、この走行装置４の前部には、油圧シリ
ンダによって上下揺動可能とされたドーザ７が設けられ
ている。旋回体５は、走行装置４のトラックフレームＴ
の左右方向中央部に設けた旋回ベアリング８に、その底
部が上下方向の旋回軸回りに回動自在に支持された旋回
台９を有する。

【００１２】この旋回台９には、ボンネット１０によっ
て覆われたエンジン、ラジエータ、作動油タンク、燃料
タンク等が設けられると共に、運転席１１と、この運転
席１１等を上から覆うキャノピ１２とが設けられてい
る。旋回台９の前部には、掘削装置３を支持する支持ブ
ラケット１３が設けられ、この支持ブラケット１３に、
スイングブラケット１４が上下方向の軸心回りに揺動自
在に枢支され、このスイングブラケット１４は旋回台９
の内部に設けた油圧シリンダによって左右に揺動自在と
されている。

【００１３】前記掘削装置４は、基端側がスイングブラ
ケット１４に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支され
て揺動自在とされたブーム１５と、このブーム１５の先
端側に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支されて揺動
自在とされたアーム１６と、このアーム１６の先端側に
スクイ・ダンプ自在に取付けられていて掘削作業を行う
たバケット１７（掘削具）とを備えている。ブーム１５
は長手方向中途部で屈曲されて、側面視く字形に形成さ
れている。スイングブラケット１４と、ブーム１５腹部
の長手方向中途部に設けたブラケット１９との間には、
油圧シリンダからなるブームシリンダ１８が介装され、
このブームシリンダ１８のピストンロッドの出退により
ブーム１５が上下に揺動される。

【００１４】アーム１６の基端側に設けられたブラケッ
ト２０と、ブーム１５背部の長手方向中途部に設けたブ
ラケット２１との間には、油圧シリンダからなるアーム
シリンダ２２が介装され、このアームシリンダ２２のピ
ストンロッドの出退によりアーム１６が前後に揺動され
る。図３にも示すように、バケット１７は、アーム１６
の先端側に設けたボス部２３に左右方向の支軸２４を介
して軸心回りに回動自在に枢支されている。また、バケ
ット１７には、第１リンク２５の一端側が左右方向の軸
心廻りに回動自在に枢支され、アーム１６のボス部２３
の基端寄りには、第２リンク２６の一端側が左右方向の
軸心廻りに回動自在に枢支されており、これら第１、第
２リンク２６，２６の他端側同志は、左右方向の軸心廻
りに回動自在に相互に枢着されており、この枢着部と前
記ブラケット２１との間に油圧シリンダからなるバケッ
トシリンダ２８が介装され、このバケットシリンダ２８
のピストンロッドの出退によりバケット１７が前後に揺
動される。

【００１５】アーム１６の先端側には、サム２９と呼称
される親指状（アーム状）の部材が装着されている。こ
のサム２９は、基端側が、アーム１６先端側のボス部２
３に、支軸２４を介して左右方向の軸心廻りに回動自在
に枢支されていて、揺動自在に支持されている。アーム
１６は、板材によって中空状に形成されており、腹部１
６ａ（後側又は機体２側）と、背部１６ｂ（前側又は機
体２側の反対側）と、左右の側部１６ｃとから断面矩形
状に形成されている。

【００１６】また、アーム１６の腹部１６ａのアーム長
手方向Ｍ中途部には、サム２９を作動（揺動）させる油
圧シリンダからなるサムシリンダ３０を取り付けるため
の、取付ブラケット３１が設けられている。この取付ブ
ラケット３１は、図１、図３及び図４に示すように、ア
ーム１６の腹部１６ａ外面に重合されて（重ね合わされ
て）溶接固定されるベース板３２と、このベース板３２
の表側の面（外面、アーム１６の腹部１６ａに重合され
る側と反対側）に溶接固定される左右一対のシリンダ取
付リブ３３とから構成されている。

【００１７】左右のシリンダ取付リブ３３は、板材によ
って形成されていて、左右方向に対向状に配置され、そ
れぞれ左右方向の軸心を有する支持孔３４が形成されて
いる。この左右シリンダ取付リブ３３間には、サムシリ
ンダ３０のシリンダ本体３０ａの基部が配置され、この
シリンダ本体３０ａの基部は前記支持孔３４に挿入され
て支持される枢軸３５を介して左右方向の軸心廻りに回
動自在に枢支されている。

【００１８】また、サムシリンダ３０のピストンロッド
３０ｂの先端側は、サム２９の長手方向中途部に枢軸３
６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。したがって、サムシリンダ３０を伸縮させる（サ
ムシリンダ３０のピストンロッド３０ｂを出退させる）
ことにより、サム２９が支軸２４を中心として揺動する
ように構成されている。ベース板３２は、アーム１６の
腹部１６ａを構成する板材と略同厚の板材又はアーム１
６の腹部１６ａを構成する板材よりも薄い板材によって
形成されており、アーム長手方向Ｍ中央側の支持部分３
８と、該支持部分３８のアーム長手方向Ｍ両端からアー
ム長手方向Ｍに延びる延設部分３９とから構成されてい
る。

【００１９】シリンダ取付リブ３３は、その大部分又は
全部がベース板３２の支持部分３８に溶接固定されてい
る。延設部分３９は、左右一対の延設片３９ａ（構成
片）から構成されていて、二股状に形成されている。ま
た、延設部分３９を構成する各延設片３９ａは、基端側
（支持部分３８に接続されている側）から先端側（延出
方向の端部側）に向かうにしたがって、漸次幅狭となる
ように形成されている。

【００２０】このように、延設部分３９を二股状とし、
各延設片３９ａを先端側に向かうにしたがって幅狭とす
ることで、バックホー１の掘削作業時において、取付ブ
ラケット３１のベース板３２のアーム長手方向Ｍの端部
側に応力が集中するのを防止（取付ブラケット３１のベ
ース板３２のアーム長手方向Ｍの端部側に集中する応力
を低減）している。また、ベース板３２の延設部分３９
のアーム長手方向Ｍの端部側は、プラグ溶接されてお
り、これによっても、ベース板３２のアーム長手方向Ｍ
の端部側の応力集中が防止されている。

【００２１】すなわち、ベース板３２の延設部分３９の
アーム長手方向Ｍの端部側には、板厚方向に貫通する孔
４０が形成され、この孔４０を介してベース板３２がア
ーム１６の腹部１６ａにプラグ溶接されている。また、
ベース板３２の延設部分３９は、その二股基部３９ｂ
（二股の分岐部分）がシリンダ取付リブ３３のアーム長
手方向Ｍの端部の近傍に位置するように形成され、この
二股基部３９ｂがアーム１６の腹部１６ａに溶接される
ことにより、サムシリンダ３０を伸長させてサム２９を
バケット１７等に押し付けた場合において（サムシリン
ダ３０に推力をかけた場合において）、シリンダ取付リ
ブ３３のアーム長手方向Ｍの端部に応力が集中するのが
防止される。

【００２２】図１中、４１は溶接ビード（溶接部）を示
しており、図に示すように、ベース板３２は、その縁部
が全周に亘ってアーム１６の腹部１６ａに、すみ肉溶接
されており、シリンダ取付リブ３３のベース板３２に接
当する側の縁部は、対向側の一部（図中Ｊで示す範囲）
を除いて略全周に亘ってベース板３２に、すみ肉溶接さ
れている。図５は、取付ブラケット３１の、他の実施の
形態を示したものであり、この取付ブラケット３１にあ
っては、シリンダ取付リブ３３のアーム長手方向Ｍの端
部からベース板３２のアーム長手方向Ｍの端部までの長
さＬ１が、シリンダ取付リブ３３のアーム長手方向Ｍの
長さＬ２と略同じ長さとなるように形成されている。

【００２３】これによっても、ベース板３２のアーム長
手方向Ｍの端部側の応力集中の防止が図られる。なお、
シリンダ取付リブ３３のアーム長手方向Ｍの端部からベ
ース板３２のアーム長手方向Ｍの端部までの長さＬ１
が、図５に示すように、シリンダ取付リブ３３のアーム
長手方向Ｍの長さＬ２と略同じ長さか又はそれ以上に形
成されるのが好ましい。次に、下記の表１に、ベース板
３２を二股形状にしない場合と、した場合の応力の測定
結果の比較を示し、表２に、延設部分３９のアーム長手
方向Ｍの端部側をプラグ溶接しない場合と、した場合の
応力の測定結果の比較を示し、表３に、ベース板３２の
延設部分３９の二股基部３９ｂを溶接しない場合と、し
た場合についての、応力の測定結果の比較をそれぞれ示
す。

【００２４】なお、各表において、Ａ〜Ｈは測定個所を
示し、ベース板を二股形状にしない場合の測定個所は図
１０に示し、ベース板３２を二股形状にした場合の測定
個所は図１に示し、延設部分３９のアーム長手方向Ｍの
端部側をプラグ溶接しない場合の測定個所は図７に示
し、延設部分３９のアーム長手方向Ｍの端部側をプラグ
溶接した場合の測定個所は図１に示し、ベース板３２の
延設部分３９の二股基部３９ｂを溶接しない場合の測定
個所は図６に示し、ベース板３２の延設部分３９の二股
基部３９ｂを溶接した場合の測定個所は図７に示す。

【００２５】また、ベース板を二股形状にしない場合、
ベース板３２を二股形状にした場合、及び延設部分３９
のアーム長手方向Ｍの端部側をプラグ溶接した場合の応
力測定試験は、図８に示す掘削作業状態で行った。すな
わち、図８に示すように、ブーム１５の基端側の長手方
向Ｎと、アーム１６の長手方向Ｍとの交差角αが９０°
となるようにアーム１６の姿勢を決め、この状態で掘削
動作を行った。また、延設部分３９のアーム長手方向Ｍ
の端部側をプラグ溶接しない場合の応力測定試験は、図
９に示す模擬掘削作業状態で行った。

【００２６】すなわち、図９に示すように、ブーム１５
の基端側の長手方向Ｎと、アーム１６の長手方向Ｍとの
交差角αが９０°となるようにアーム１６の姿勢を決
め、この状態で、バケット１７を他の作業機４２のドー
ザ４３に引っ掛け、アームシリンダ２２及びバケットシ
リンダ２８に、それぞれのシリンダ２２，２８を伸長さ
せるように圧油を供給して行った。また、ベース板３２
の延設部分３９の二股基部３９ｂを溶接しない場合、及
びベース板３２の延設部分３９の二股基部３９ｂを溶接
した場合の応力測定試験は、図３に仮想線で示す作業状
態で行った。

【００２７】すなわち、図３に仮想線で示すように、バ
ケット１７をスクイ動作（かき動作）させた状態で、サ
ム２９をバケット１７に接当させ、この状態で、サムシ
リンダ３０を伸長させるように圧油を供給して行った。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】なお、本実施の形態では、掘削作業機とし
て、専用機のバックホーを例示したが、トラクタ（走行
車輌）の後部に（着脱自在）に取り付けられるバックホ
ーであってもよく、本発明は、ブーム、アーム、バケッ
ト等の掘削作業具を有する掘削装置を備えた掘削作業機
に採用される。また、取付ブラケット３１の取付箇所
は、本実施の形態のものに限定されることはない。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、先端側に掘削作業を行
う掘削作業具が設けられると共に、基端側が、機体に揺
動自在に支持されたブームに揺動自在に支持されたアー
ムを備え、このアームにシリンダ取付用の取付ブラケッ
トを設けた掘削作業機において、前記取付ブラケット
を、アームの外面に重合されて溶接固定されるベース板
と、このベース板に固定されたシリンダ取付リブとから
構成し、ベース板の、シリンダ取付リブが固定された支
持部分からアーム長手方向に延びる延設部分を二股状に
形成することにより、掘削作業時において、取付ブラケ
ットのベース板のアーム長手方向の端部側に応力が集中
するのを防止できる。

【００３３】また、ベース板の延設部分を構成する一対
の延設片の各々を、アーム長手方向先端に向かうに従っ
て漸次幅狭となるように形成することにより、応力を良
好に分散し、応力集中を良好に防止できる。また、シリ
ンダ取付リブからベース板のアーム長手方向の端部まで
の長さが、シリンダ取付リブのアーム長手方向の長さと
略同じか又はそれ以上に形成されていることにより、応
力を良好に分散できる。また、ベース板の延設部分を構
成する各延設片のアーム長手方向の先端側を、アームに
プラグ溶接することにより、取付ブラケットのベース板
のアーム長手方向の端部側の応力集中を防止できる。

【００３４】また、ベース板の延設部分の二股の基部
が、シリンダ取付リブの近傍に位置しており、この延設
部分の二股の基部がアームに溶接固定されていることに
より、シリンダ取付リブのアーム長手方向の端部側の応
力集中を防止できる。また、ベース板の板厚が、該ベー
ス板が固定されるアームの板厚と略同厚か又はそれ以下
となるように形成することにより、掘削作業時における
ベース板のアーム長手方向の端部側の応力集中するのを
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】取付ブラケットの正面図である。

【図２】バックホーの側面図である。

【図３】掘削装置の先端側の側面図である。

【図４】取付ブラケットの取付部分の側面断面図であ
る。

【図５】バックホーの作業時の側面図である。

【図６】バックホーの応力測定試験時の側面図である。

【図７】他の実施形態の取付ブラケットの正面図であ
る。

【図８】他の実施形態の取付ブラケットの正面図であ
る。

【図９】他の実施形態の取付ブラケットの正面図であ
る。

【図１０】従来の取付ブラケットの正面図である。

【符号の説明】

１バックホー（掘削作業機）２機体１５ブーム１６アーム３１取付ブラケット３２ベース板３３シリンダ取付リブ３８支持部分３９延設部分３９ａ延設片Ｍアーム長手方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端側に掘削作業を行う掘削作業具が設
けられると共に、基端側が、機体に揺動自在に支持され
たブームに揺動自在に支持されたアームを備え、このア
ームにシリンダ取付用の取付ブラケットを設けた掘削作
業機において、前記取付ブラケットは、アームの外面に重合されて溶接
固定されるベース板と、このベース板に固定されたシリ
ンダ取付リブとを備えてなり、ベース板の、シリンダ取
付リブが固定された支持部分からアーム長手方向に延び
る延設部分が二股状に形成されていることを特徴とする
掘削作業機のシリンダ取付ブラケット構造。
【請求項２】ベース板の延設部分を構成する一対の延
設片の各々が、アーム長手方向先端に向かうに従って漸
次幅狭となるように形成されていることを特徴とする請
求項１に記載の掘削作業機のシリンダ取付ブラケット構
造。
【請求項３】シリンダ取付リブからベース板のアーム
長手方向の一側の端部までの長さが、シリンダ取付リブ
のアーム長手方向の長さと略同じか又はそれ以上に形成
されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の掘
削作業機のシリンダ取付ブラケット構造。
【請求項４】ベース板の延設部分を構成する一対の延
設片の各々のアーム長手方向の先端側が、アームにプラ
グ溶接されていることを特徴とする請求項１〜３のいず
れかに記載の掘削作業機のシリンダ取付ブラケット構
造。
【請求項５】ベース板の延設部分の二股の基部が、シ
リンダ取付リブの近傍に位置しており、この延設部分の
二股の基部がアームに溶接固定されていることを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載の掘削作業機のシリ
ンダ取付ブラケット構造。
【請求項６】ベース板の板厚が、該ベース板が固定さ
れるアームを構成する板材の板厚と略同厚か又はそれ以
下となるように形成されていることを特徴とする請求項
１〜５のいずれかに記載の掘削作業機のシリンダ取付ブ
ラケット構造。