JP2004116009A - 旋回作業機の掘削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブームの回動可能角度を大きくして、十分な作業範囲を確保できるようにする。
【解決手段】旋回台の前部に受けブラケット３を介してスイングブラケット４を縦軸回り揺動自在に枢支し、このスイングブラケット４に中間が屈曲した内部中空状のブーム６の基端とブーム６の背面側に配置されたブームシリンダ７の基端とを連結し、ブーム６の先端に上下動部材８を枢支すると共にこの上下動部材８にこれを上下動する上下動シリンダ９の一端を連結し、前記ブーム６の屈曲部Ｐの背面に支点部材１１を設け、この支点部材１１にブームシリンダ７の先端と上下動シリンダ９の他端とを連結しており、前記ブーム６の屈曲部Ｐと基端との間をブームシリンダ７から離れる方向に屈曲して前記屈曲部Ｐと逆方向の逆屈曲部Ｑを形成する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックホー等の旋回作業機の掘削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、バックホーにおいては、クローラ走行装置を有する走行機体に旋回台を縦軸回り旋回自在に支持し、この旋回台の前部に掘削装置を設けている。
前記掘削装置は、旋回台の前部に受けブラケットを介してスイングブラケットを縦軸回り揺動自在に枢支し、このスイングブラケットに中間が屈曲した内部中空状のブームの基端とブームの背面側に配置されたブームシリンダの基端とを連結し、ブームの先端にアーム等の上下動部材を枢支すると共にこの上下動部材にこれを上下動する上下動シリンダの一端を連結し、前記ブームの屈曲部の背面に支点部材を設け、この支点部材にブームシリンダの先端と上下動シリンダの他端とを連結しており、前記ブームの屈曲部と基端との間は直線的に形成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
前記掘削装置における、ブームシリンダ、上下動シリンダ、アーム先端にバケット等の作業具を装着した場合のバケットシリンダ、等への油圧配管は、ブーム及びアームの外側面に配置する場合が多いが、ブーム内部に挿通させているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２１６７２２号公報（図１参照）
【特許文献２】
特開平１１−１３０８３号公報（図２参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１においては、ブームシリンダがブームの背面側に配置されていて、ブームを下位に配置することによって掘削深さを深くでき、掘削作業時にブームシリンダが障害物に接触・損傷することがないようにしているが、ブームを最上昇させたとき又は最下降させたときにブーム背面とブームシリンダとが極めて近接して干渉する可能性があり、ブームシリンダによるブームの回動角度（作業範囲）に制限を受ける。
【０００６】
前記特許文献２においては、ブームは背面が開放され、その開放背面にブームシリンダ及び油圧配管が配置されており、ブームの回動角度を大きくすることは可能になるが、ブーム自体の強度が低下するため、ブームの肉厚を厚くする必要があり、軽量化、コストダウンを図ることが困難になる。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにした旋回作業機の掘削装置を提供することを目的とする。
本発明は、ブームの基部に中途の屈曲部と逆方向の逆屈曲部を形成することにより、ブーム背面とブームシリンダとの干渉を回避して、ブームの回動可能角度を大きくして、十分な作業範囲を確保できるようにした旋回作業機の掘削装置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】
本発明における課題解決のための具体的手段は、次の通りである。
第１に、旋回台の前部に受けブラケットを介してスイングブラケットを縦軸回り揺動自在に枢支し、このスイングブラケットに中間が屈曲した内部中空状のブームの基端とブームの背面側に配置されたブームシリンダの基端とを連結し、ブームの先端に上下動部材を枢支すると共にこの上下動部材にこれを上下動する上下動シリンダの一端を連結し、前記ブームの屈曲部の背面に支点部材を設け、この支点部材にブームシリンダの先端と上下動シリンダの他端とを連結しており、前記ブームの屈曲部と基端との間をブームシリンダから離れる方向に屈曲して前記屈曲部と逆方向の逆屈曲部を形成していることである。
【０００８】
これによって、ブーム背面とブームシリンダとの干渉を回避して、ブームの回動可能角度を大きくして、十分な作業範囲を確保できる。
第２に、旋回台の前部に上下に分離された受け部を有する受けブラケットを設け、この受けブラケットにその上下受け部に嵌合する上下支持部を有するスイングブラケットを縦軸回り揺動自在に枢支し、このスイングブラケットの上下支持部の間に中間が屈曲した内部中空状のブームの基端を連結し、スイングブラケットの上部に前記ブームの背面側に配置されていてブームを昇降するブームシリンダの端部を連結し、ブームの先端に上下動部材を枢支すると共にこの上下動部材にこれを上下動する上下動シリンダの一端を連結し、前記ブームの屈曲部の背面に支点部材を設け、この支点部材にブームシリンダの先端と上下動シリンダの他端とを連結しており、前記ブームの屈曲部と基端との間をブームシリンダから離れる方向に屈曲して前記屈曲部と逆方向の逆屈曲部を形成し、前記ブームの基端の横軸をスイングブラケットの上下支持部の中間で左右に貫通して配置し、この横軸と前記逆屈曲部との間に、ブームシリンダ及び上下動シリンダへ圧油を供給するべくスイングブラケット内を挿通してきた油圧配管を横軸の上側を通ってブーム内に挿通する挿入開口を形成していることである。
【０００９】
これによって、ブーム背面とブームシリンダとの干渉を回避して、ブームの回動可能角度を大きくして、十分な作業範囲を確保できるとともに、旋回台からブーム内に至るまでの油圧配管の挿通が容易になる。
第３に、前記ブーム内にブームシリンダ及び上下動シリンダへ圧油を供給する油圧配管を挿通し、前記ブームの屈曲部の前側背面に油圧配管を外部に取り出す取出開口を形成していることである。
これによって、ブームに取出開口を設けることによる強度低下を最小限に抑えることができ、ブームの強度を向上したり取出開口を大きくしたりすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１，７〜９において、２５は旋回作業機として例示したバックホーであり、左右クローラ走行装置２６を有する走行機体２７に旋回台２を縦軸状の旋回軸２８回り旋回自在に支持し、この旋回台２の前部に掘削装置１を設けている。
前記旋回台２は、後部にエンジン３１を搭載し、右側部に燃料タンク、左側部にオイルタンク及びオイルフィルタ等を搭載し、それらをフロアシート及びカバー２９等で覆っている。また、エンジン３１の前側でかつ掘削装置１の後側に運転席３０を配置し、運転席３０の左右側部に作業用の操縦装置３６を設け、運転席３０の前方に走行及び旋回等の操作部３７を設け、これらを包囲するようにキャビン装置３９を設けている。
【００１１】
前記旋回台２は、平面視において、左右側部が前後方向に略平行であり、前部が左右方向に略平行であり、後部が円弧形状であり、前部から突出した位置に掘削装置１を備え、旋回軸２８から後部までの寸法が前部までの寸法の２倍前後になっていて、所謂小型の標準旋回型となっている。
前記左右クローラ走行装置２６は走行機体２７に対して左右に移動可能、即ち、轍間距離調整可能であり、図８中心線より下側が轍間距離を最大幅にしたときを示す。図８中心線より上側が轍間距離を最小幅にしたときを示し、轍間距離を最小幅にしたときに、左右クローラ走行装置２６の外側面は旋回台２及びキャビン装置３９に対して面一又は僅かに凹凸となっている。
【００１２】
また、走行機体２７の前部に昇降自在に装着したドーザ装置３２は、ブレード３２Ａの左右両端に延長ブレード３２Ｂを有しており、延長ブレード３２Ｂを収納姿勢にしたときのブレード３２Ａの左右寸法は轍間距離最小幅の左右クローラ走行装置２６に略対応し、延長ブレード３２Ｂを延長姿勢にしたときの左右寸法は轍間距離最大幅の左右クローラ走行装置２６に略対応している。
図１〜９において、掘削装置１は旋回台２の前部に設けた受けブラケット３を有する。この受けブラケット３は旋回台２を構成する部材と一体成形されるか、別個に形成して旋回台２に取り付けられており、その前部に上下に分離された受け部３Ｕ、３Ｄを前方突出状に有し、上下受け部３Ｕ、３Ｄには縦軸５を挿通する穴が形成されている。
【００１３】
前記掘削装置１は、受けブラケット３に縦軸５を介して枢支されたスイングブラケット４と、このスイングブラケット４に基部が枢支されたブーム６と、ブーム６の先端に横軸回り回動自在に枢支されたアーム（上下動部材）８と、このアーム８の先端に横軸を介して回動自在に枢支されたバケット（作業具）１３とを有している。
そして、ブーム６はブームシリンダ７によって、図７で示す上昇姿勢から土中の下降姿勢まで昇降でき、アーム８はブーム６の各姿勢においてアームシリンダ（上下動シリンダ）９によって上下動でき、バケット１３はブーム６及びアーム８の各姿勢においてバケットシリンダ（作業具シリンダ）２１によって掬い・ダンプ動作ができる。前記各シリンダ７、９、２１は油圧シリンダが使用されている。
【００１４】
図１〜３において、スイングブラケット４はそれぞれ二股形状の上下支持部４Ｕ、４Ｄを有しており、この上下支持部４Ｕ、４Ｄには縦軸５を挿通可能な穴を有し、上支持部４Ｕは上受け部３Ｕに嵌合し、下支持部４Ｄは下受け部３Ｄに嵌合しており、両者に縦軸５を挿通して、スイングブラケット４を受けブラケット３に左右揺動自在に連結している。
縦軸５は同心の上下２軸に分かれており、上軸は上受け部３Ｕと上支持部４Ｕとを連結し、下軸は下受け部３Ｄと下支持部４Ｄとを連結しており、それらの上下間は空間となっている。しかし、縦軸５は１本で上下部を貫通するものでもよい。
【００１５】
前記スイングブラケット４は、上下支持部４Ｕ、４Ｄの中間が左右方向に二股状になっていて、この左右側壁４Ａと上下支持部４Ｕ、４Ｄとで囲まれた穴が形成されており、この穴は後述する油圧配管の挿通穴４Ｂとなっており、また、ブーム６の基端部が嵌合されて、横軸１５を介して枢支されている。
スイングブラケット４の上部には、上支持部４Ｕから上方へ左右一対の鶏冠形状の支持部４Ｃが形成されており、この支持部４Ｃにブームシリンダ７のシリンダロッド７Ａが連結ピン７Ｃを介して連結されている。
【００１６】
また、スイングブラケット４には上下支持部４Ｕ、４Ｄの一方から側方へ連結アーム部４Ｅが突設されており、旋回台２に枢支されたスイングシリンダ３３のピストンロッドが連結される。
シリンダロッド７Ａが連結されている連結ピン７Ｃは縦軸５の略上方に位置し、旋回台２に十分近づいた位置となっており、従って、ブーム６及びブームシリンダ７を可及的に縦軸５及び旋回台２に近づけて配置できるようになっており、旋回台２の前部の最外端を形成するスイングブラケット４が旋回台２からの突出量が小さくなることにより、旋回台２前部の旋回の最大半径が小さくなり、外部障害物との接触が少なく、重量バランスも良好になる。
【００１７】
図１〜６において、前記ブーム６は板金製の左右一対の側板に上下板を溶着するか、又は断面コ字形部材に開放側を塞ぐ板材を固着して、断面略四角形筒形状、即ち、内部空洞の本体６Ａが形成されている。この筒形状の本体６Ａが長手方向中途部で側面視くの字形状に屈曲されて屈曲部Ｐが形成されており、本体６Ａの両端に鋳造製の基端部材６Ｂ及び先端部材６Ｃを挿入固着して形成されている。
本体６Ａと先端部材６Ｃとの接合部分はブーム６の長手方向に対して傾斜しており、溶接長を長くするとともに、長手方向の１点での応力集中を避け、応力を分散できるようにしている。
【００１８】
前記基端部材６Ｂ及び先端部材６Ｃはそれぞれ鋳造品の他、鍛造品又は鋼加工製品で形成でき、前記本体６Ａ、基端部材６Ｂ及び先端部材６Ｃを同一材料で一体成形してもよい。
前記ブーム６は屈曲部Ｐと基端との間が、本体６Ａの屈曲部Ｐの屈曲とは反対方向に屈曲されて逆屈曲部Ｑが形成されている。即ち、基端部材６Ｂの中途部をブームシリンダ７から離れる方向に突出する（略上向きの）くの字状に屈曲されている。
【００１９】
従って、図１、３に示すように、ブーム６の長手方向の中心線Ｓ１に対して逆屈曲部Ｑから横軸１５までの中心線Ｓ２は角度Ｒを有して交差している。
この逆屈曲部Ｑを設けることは、逆屈曲部Ｑがシリンダロッド７Ａから離れ、両者の間に空間部を作り、ブーム６を上向き揺動して略最上昇姿勢の図７位置まで移動したときに、また、ブーム６を下向き揺動して略最下降姿勢まで移動したときに、ブームシリンダ７と干渉することがなく、上支持部４Ｕと可及的に接触させずに、ブーム６の上下回動可能角度を大きくできるようにするためであり、また、逆に屈曲した分だけ、ブーム６の基端の横軸１５が縦軸５に可及的に近づけられることになる。
【００２０】
なお、この逆屈曲部Ｑは、前記本体６Ａ自体、又は本体６Ａと先端部材６Ｃとの接合部分に形成することも可能であるが、基端部材６Ｂだけで形成するほうが、屈曲による強度低下を招かなく、必要強度を確保し易いので好ましい。
基端部材６Ｂ及び先端部材６Ｃの背面側には、中空の本体６Ａ内部と連通する挿通穴１２Ａ、１２Ｂが形成され、これによりブーム６は全長が連続した中空になっていて、油圧配管３４が挿通可能になっている。
前記基端部材６Ｂの挿通穴１２Ａは、ブームシリンダ７、アームシリンダ９、バケットシリンダ２１及び外部油圧機器４５等へ圧油を供給するための油圧配管３４を、スイングブラケット４の挿通穴４Ｂからブーム６内へ取り入れるための挿入開口となっている。
【００２１】
ブーム６の本体６Ａの屈曲部Ｐの上側（背面）に左右一対の板材で形成された支点部材１１が固着されている。この支点部材１１は側面視略三角形で、その頂部近傍に２本のピン１４Ａ、１４Ｂが設けられている。
前記ピン１４Ａ、１４Ｂにブームシリンダ７のシリンダチューブ７Ｂの基部とアームシリンダ９のシリンダチューブ９Ｂの基部とがそれぞれ連結されている。前記ピン１４Ａ、１４Ｂは１本のピンで２本のシリンダ７、９を共通に連結支持してもよい。
【００２２】
本体６Ａの背面の長手方向中途位置、即ち、支点部材１１が固着された屈曲部Ｐの中央（頂点）より前側には、上方に開放の取出開口１２Ｃが形成されており、ブームシリンダ７とアームシリンダ９とへ圧油を供給する油圧配管３４Ａがまとめて挿通可能になっている。
ブーム６の先端の先端部材６Ｃにはアーム８の基端部が連結ピン（枢支軸）１７を介して連結されており、アーム８の基端部には左右一対の連結ブラケット１６が溶接により固着されている。
【００２３】
図１、５において、前記アーム８は上方開放の断面略コ字状部材８ａの上縁に上板８ｂを固着して形成しており、前記断面略コ字状部材８ａの基部側に連結ピン（アーム枢支軸）１７用の孔を形成するとともにその近傍の上縁を切り欠いて段部２２及び低位部２３を形成し、前記上板８ｂを断面略コ字状部材８ａの段部２２及び低位部２３に沿う形状に屈曲させている。
アーム８はバケット１３を連結ピン４７で枢支している先端側から中途の段部２２までは次第に拡大された筒形状で、段部２２から基端までの低位部２３は上下縁が平行な断面長方形の筒形状となっており、中途の段部２２から基端まで次第に縮小される筒形状に形成するよりも、段部２２を設けた分だけ左右連結ブラケット１６との間の溶接長が長くなり、低位部２３の上側に油圧配管３４の配置空間４８を形成して、油圧配管３４との干渉を避けるようにしている。
【００２４】
左右連結ブラケット１６の基端側の連結ピン１７近傍にアームシリンダ９のシリンダロッド９Ａがピン１９を介して連結され、先端側にバケットシリンダ２１がピン２０を介して連結されている。
左右連結ブラケット１６は、抜き孔１６ａ及び凹み部１６ｂ等を形成して、軽量化を計るとともに、アーム８との間の溶接長を長くしている。
先端部材６Ｃの挿通穴１２Ｂは、バケットシリンダ２１及び外部油圧機器４５等へ圧油を供給するための油圧配管３４Ｂ、３４Ｃをアーム８側へ取り出すための取出開口となっている。
【００２５】
バケットシリンダ２１用の油圧配管３４Ｂは、ブーム６の本体６Ａの略全長を通って挿通穴１２Ｂから外部に出ている。この油圧配管３４Ｂに沿って配置されている油圧配管３４Ｃは、バケット１３の代わりにブレーカ、オーガ等の外部油圧機器４５を使用するときに、圧油を供給するためのサービスポート用の油圧取出配管である。
左右各連結ブラケット１６の低位部２３より上方の内面位置には、段部２２の近傍に管継手４２が固定されている。この管継手４２は配置空間４８内で、バケットシリンダ２１よりもアーム８の基部側に位置し、アーム８の長手方向においてバケットシリンダ２１とオーバラップしない状態に配置されており、バケットシリンダ２１用の油圧配管３４Ｂと摺接しないように考慮されている。
【００２６】
連結ブラケット１６の外面にホース継手４３がネジ止めされており、このホース継手４３の接続口部が連結ブラケット１６を貫通して内方に突出し、この接続口部に管継手４２が接続され、それによって管継手４２が連結ブラケット１６に対して固定されている。
前記ホース継手４３が外部油圧機器４５のホース４４を接続するための所謂サービスポートを形成している。
前記油圧配管３４は、図８に示すように、旋回台２内のコントロールバルブ３５に接続されており、このコントロールバルブ３５は運転席３０の左右側部に配置した操縦装置３６によって操作可能になっている。
【００２７】
油圧配管３４は、旋回台２内のコントロールバルブ３５から受けブラケット３内と通って外部に出て、スイングブラケット４の挿通穴４Ｂを通り、挿通穴（挿入開口）１２Ａからブーム６内に入り、油圧配管３４Ａは挿通穴（取出開口）１２Ｃから外に出てブームシリンダ７及びアームシリンダ９に接続され、油圧配管３４Ｂ、３４Ｃはブーム６の先端の挿通穴（取出開口）１２Ｂまで至って、ここからブーム６を出て連結ピン１７とピン１９との間を通り、左右連結ブラケット１６間に入ってアーム８の低位部２３より上方の配置空間４８内に達し、ここで油圧配管３４Ｃは管継手４２に接続されかつホース継手４３を介して外部油圧機器４５のホース４４に接続され、一方、油圧配管３４Ｂはさらに延設されてバケットシリンダ２１に接続される。
【００２８】
なお、本発明は前記実施形態における各部材の形状及びそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図１〜９に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。
例えば、バックホー２５は旋回台２の後端が左右クローラ走行装置２６の最外端から突出する標準旋回型を例示したが、後端が左右クローラ走行装置２６の最外端と略一致する後方小旋回型でもよい。
【００２９】
また、旋回作業機としてはパワーショベル等であってもよく、アーム８を割愛して、ブーム６の先端にバケット１３を設けることができ、その場合はバケット１３が上下動部材となり、バケットシリンダ２１が上下動シリンダとなる。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、ブーム基部とブームシリンダとの間の空間が広くなり、ブームの回動可能角度を大きくして、十分な作業範囲を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の掘削装置の実施の形態を示す全体側面図である。
【図２】掘削装置の基部側を示す平面図である。
【図３】掘削装置の基部側を示す示す側面図である。
【図４】ブーム中途部の平面図である。
【図５】掘削装置の先端半分を示す側面図である。
【図６】アームの平面図である。
【図７】バックホーの全体を示す側面図である。
【図８】バックホーの平面説明図である。
【図９】バックホーの全体を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　　　　掘削装置
２　　　　旋回台
３　　　　受けブラケット
４　　　　スイングブラケット
５　　　　縦軸
６　　　　ブーム
７　　　　ブームシリンダ
８　　　　アーム（上下動部材）
９　　　　アームシリンダ（上下動シリンダ）
１１　　　支点部材
１２　　　挿通穴
１２Ｃ　　取出開口
１５　　　横軸
１６　　　連結ブラケット
１７　　　連結ピン
１８　　　バケット（作業具）
２２　　　段部
２３　　　低位部
２５　　　バックホー（旋回作業機）
３４　　　油圧配管
Ｐ　　　　屈曲部
Ｑ　　　　逆屈曲部

Claims (3)

1. 旋回台の前部に受けブラケットを介してスイングブラケットを縦軸回り揺動自在に枢支し、このスイングブラケットに中間が屈曲した内部中空状のブームの基端とブームの背面側に配置されたブームシリンダの基端とを連結し、ブームの先端に上下動部材を枢支すると共にこの上下動部材にこれを上下動する上下動シリンダの一端を連結し、前記ブームの屈曲部の背面に支点部材を設け、この支点部材にブームシリンダの先端と上下動シリンダの他端とを連結しており、前記ブームの屈曲部と基端との間をブームシリンダから離れる方向に屈曲して前記屈曲部と逆方向の逆屈曲部を形成していることを特徴とする旋回作業機の掘削装置。
2. 旋回台の前部に上下に分離された受け部を有する受けブラケットを設け、この受けブラケットにその上下受け部に嵌合する上下支持部を有するスイングブラケットを縦軸回り揺動自在に枢支し、このスイングブラケットの上下支持部の間に中間が屈曲した内部中空状のブームの基端を連結し、スイングブラケットの上部に前記ブームの背面側に配置されていてブームを昇降するブームシリンダの端部を連結し、ブームの先端に上下動部材を枢支すると共にこの上下動部材にこれを上下動する上下動シリンダの一端を連結し、前記ブームの屈曲部の背面に支点部材を設け、この支点部材にブームシリンダの先端と上下動シリンダの他端とを連結しており、前記ブームの屈曲部と基端との間をブームシリンダから離れる方向に屈曲して前記屈曲部と逆方向の逆屈曲部を形成し、前記ブームの基端の横軸をスイングブラケットの上下支持部の中間で左右に貫通して配置し、この横軸と前記逆屈曲部との間に、ブームシリンダ及び上下動シリンダへ圧油を供給するべくスイングブラケット内を挿通してきた油圧配管を横軸の上側を通ってブーム内に挿通する挿入開口を形成していることを特徴とする旋回作業機の掘削装置。
3. 前記ブーム内にブームシリンダ及び上下動シリンダへ圧油を供給する油圧配管を挿通し、前記ブームの屈曲部の前側背面に油圧配管を外部に取り出す取出開口を形成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の旋回作業機の掘削装置。

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