JP2006266039A - 旋回作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】 走行装置上に旋回ベアリングを介して上下方向の旋回軸心回りに回動自在に支持された旋回基板を備え、この旋回基板の前部に、掘削装置のブームが取り付けられるスイングブラケットを上下方向のスイング軸心回りに回動自在に支持する支持ブラケットを旋回基板から前方に突出するように設けたバックホーにおいて、スイングブラケットから旋回基板に作用する荷重によってスイング軸心と旋回ベアリングとの間の支持ブラケット及び旋回基板の撓みを減少させる。
【解決手段】 旋回ベアリング１３と支持ブラケット１５とが平面視においてオーバーラップするように、旋回ベアリング１３の外周縁を旋回基板２５の前端２５ａに近接させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、バックホー等の旋回作業機に関するものである。

従来、旋回作業機として、前後の車輪にクローラベルトを巻き掛けてなるクローラ式走行体をトラックフレームの左右両側に設けてなる走行装置を備え、この走行装置のトラックフレーム上に旋回ベアリングを介して上下方向の旋回軸心回りに回動自在に支持された旋回基板を備え、この旋回基板の前部に、掘削装置のブームが取り付けられるスイングブラケットを上下方向のスイング軸心回りに回動自在に支持する支持ブラケットを旋回基板から前方に突出するように設け、前記旋回軸心を、左右のクローラ式走行体間の中央部で且つクローラ式走行体の前後端部間の略中央部に位置させたバックホーがある（特許文献１参照）。

掘削装置は、旋回フレームの前部に上下方向の軸心回りに回動自在に支持されたスイングブラケットの上部に枢支連結されたブームと、このブームの先端側に枢支連結されたアームと、このアームの先端側に枢支連結されたバケットとを備えている。
特開２００１−９０１１０号公報

前記従来のバックホーにおいて、スイング軸心と旋回ベアリングの外周縁との距離が離れていると、掘削作業時において、スイング軸心と旋回ベアリングの外周縁との間で、支持ブラケットや旋回基板等が弾性的に撓んで、僅かではあるがふわふわとした揺れをオペレータに感じさせるという問題がある。
そこで、本発明は、スイング軸心と旋回ベアリングの外周縁との距離をつめることにより、前記問題を解消した旋回作業機を提供することを目的とする。

前記技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、前後の車輪にクローラベルトを巻き掛けてなるクローラ式走行体をトラックフレームの左右両側に設けてなる走行装置を備え、この走行装置のトラックフレーム上に旋回ベアリングを介して上下方向の旋回軸心回りに回動自在に支持された旋回基板を備え、この旋回基板の前部に、掘削装置のブームが取り付けられるスイングブラケットを上下方向のスイング軸心回りに回動自在に支持する支持ブラケットを旋回基板から前方に突出するように設け、前記旋回軸心を、左右のクローラ式走行体間の中央部で且つクローラ式走行体の前後端部間の略中央部に位置させた旋回作業機において、
旋回ベアリングと支持ブラケットとが平面視においてオーバーラップするように、旋回ベアリングの外周縁を旋回基板の前端に近接させたことを特徴とする。

また、スイングブラケットの上部にブームを上下揺動自在に枢支連結し、スイングブラケットの前部にブームを上下揺動させるブームシリンダの一端側を枢支連結すると共に該ブームシリンダの他端側をブームに枢支連結し、ブームシリンダの前記一端側の枢支部が、クローラ式走行体の接地部前端を通る上下方向の線分と側方からみてオーバーラップしている、又は、クローラ式走行体の接地部前端より後方側に位置しているのがよい。
また、スイング軸心と旋回ベアリング外周縁との間の距離Ａと、旋回軸心と旋回ベアリング外周縁との間の距離Ｂとの関係を、Ａ：Ｂ≒１３：２１とするのがよい。

また、旋回基板上に、該旋回基板の左右一側に位置するようにキャビンを搭載し、支持ブラケットをキャビンの側方に位置するように旋回基板の左右方向中央部からキャビン配置側と反対側に位置ずれさせて設けてもよい。

本発明によれば、スイング軸心が旋回ベアリングの外周縁に近づくこととなり、掘削作業時における、スイング軸心と旋回ベアリングの外周縁との間の、支持ブラケットや旋回基板等の撓みを減少させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１〜図４において、１は旋回作業機として例示するバックホーで、該バックホー１は下部の走行装置２と、上部の旋回体３とから構成されている。
走行装置２は、図１及び図８に示すように、トラックフレーム４と、左右のクローラ式走行体５とを備えている。
トラックフレーム４は左右方向中央部のセンタフレーム６と、このセンタフレーム６の左右両側に設けられたサイドフレーム７とから主構成されている。

クローラ式走行体５は、サイドフレーム７の前後に左右軸回りに回転自在に支持された前後の車輪８，９と、該前後の車輪８，９の間に配置されてサイドフレーム７に左右軸回りに回転自在に支持された複数の転輪１０と、ゴム様弾性部材から無端帯状に形成されたクローラベルト１１とを有し、前後車輪８，９と転輪１０とにわたってクローラベルト１１を掛装してなる。
このクローラ式走行体５にあっては、前側の車輪８が従動輪（アイドラ）で、後側の車輪９が駆動輪（スプロケット）とされており、サイドフレーム７の後端側に設けられた由圧モータ１２によって駆動輪９を回転駆動することによって、クローラベルト１１が周方向に循環回走されることにより、バックホー１が走行するように構成されている。

上部旋回体３は、走行装置２に旋回ベアリング１３を介して上下方向の旋回軸心Ｘ回りに回動自在に支持された旋回台１４と、該旋回台１４の前部に設けられた支持ブラケット１５に支持された掘削装置１７と、旋回台１４上に搭載されたキャビン１８と、旋回台１４上に支持されたエンジン１９やラジエータ２０等の機器、燃料タンク２１や作動油タンク２２等のタンク類等を有する。
旋回台１４は、骨格となる旋回フレーム２３と、該旋回フレーム２３の後部に取り付けられていて旋回台１４の後部を構成すると共に掘削装置１７との重量バランスを図るバランスウエイトの機能を有するプロテクタ２４とから主構成されている。

旋回フレーム２３は、図５〜図７に示すように、旋回台１４の底部を構成する厚板からなる旋回基板２５を有し、この旋回基板２５上には、メーンの補強体としての左右一対の縦リブ２７Ｌ，２７Ｒが前部から後部にわたって配置されて溶接等によって固定され、この左右縦リブ２７Ｌ，２７Ｒの前端側には、板材からなる支持ブラケット１５が上下一対設けられていると共に、その他の補強部材及び各種機器、タンク類を取り付けるためのブラケット、ステー等が旋回基板２５上に溶接によって固定され、これらによって旋回フレーム２３が構成されている。

プロテクタ２４は、左右方向中央部のセンタプロテクタ２４Ａと、左右両側のサイドプロテクタ２４Ｂ，２４Ｃとから３分割されている（なお、センタプロテクタ２４Ａとサイドプロテクタ２４Ｂ，２４Ｃとが一体に形成されていてもよい）。
旋回フレーム２３の左側の前部寄りには運転室を形成するキャビン１８が搭載されていて、旋回台１４の左側の前後方向中央側に運転席２８が配置されていると共に、旋回台１４の左側の前部上面はキャビン１８の底部を構成するステップによって覆われている。
また、旋回台１４の左側面のサイドプロテクタ２４Ｂの前方側及び前面の支持ブラケット１５から左方側は旋回カバー３０によって覆われている。

旋回台１４の後部上面及び右側上面は開放状とされ、旋回フレーム２３の後部には、エンジン１９が横置き配置され、該エンジン１９の右側にはラジエータ２０が配置され、エンジン１９の左側には油圧ポンプ３１が配置され、これらは開閉自在な開閉ボンネット３２及び旋回フレーム２３側に固定の固定ボンネット３３等によって構成されたエンジンボンネット３４によって覆われている。
また、旋回フレーム２３の右側部でラジエータ２０の前側には油圧機器の作動油を貯留する作動油タンク２２が配置され、該作動油タンク２２の前側には燃料タンク２１が配置され、作動油タンク２２の前部の左右方向外方側にはバッテリー３５が配置され、バッテリー３５の上方側には、バックホー１に設けられた各油圧機器を制御するコントロールバルブが配置され、これらは側部ボンネット３７によって覆われている。

また、キャビン１８と側部ボンネット３７との間の旋回フレーム２３の上方側はカバー部材３６によって覆われている。
左右の縦リブ２７Ｌ，２７Ｒは、板厚方向が上下方向に直行する方向となるように縦向きに配置されていて、旋回基板２５上に、該旋回基板２５の前端側から後方に延びるように設けられ、その前部が上下の支持ブラケット１５間に挿入状とされている。
上側の支持ブラケット１５は平板状に形成されていて後部が縦リブ２７Ｌ，２７Ｒの上面に溶接固定され、下側の支持ブラケット１５は、後部が旋回基板２５上及び縦リブ２７Ｌ，２７Ｒに溶接固定され、前部が旋回基板２５から上方に離間しており、上下の支持ブラケット１５は旋回台１４の前面（旋回基板２５の前端）から前方に突出している。

なお、上側の支持ブラケット１５の左側は、左側の縦リブ２７Ｌ上を後方に旋回軸心Ｘ近傍にまで延設されている。
また、上下の支持ブラケット１５はキャビン１８の右側方に位置していると共に、キャビン１８の底部は上側の支持ブラケット１５よりも下方に位置している。
また、上下の支持ブラケット１５の前部には、上下方向の軸心を有する支持筒３８が上下の支持ブラケット１５に亘って設けられ、この支持筒３８に前記左右の縦リブ２７Ｌ，２７Ｒの前端部が連結されていると共に、該支持筒３８及び上下支持ブラケット１５にわたって挿通される支軸３９によって、スイングブラケット４０が上下方向のスイング軸心Ｙ回りに揺動自在に取り付けられており、このスイングブラケット４０は、旋回台１４の右側に配置された油圧シリンダからなるスイングシリンダの伸縮によって揺動される。

掘削装置１７は、スイングブラケット４０の上部に基部側が枢軸４１を介して左右軸回りに回動自在に枢支連結されて上下揺動自在とされたブーム４２と、このブーム４２の先端側に左右軸回りに回動自在に枢支連結されて前後揺動自在とされたアーム４３と、このアーム４３の先端側に左右軸回りに回動自在に枢支連結されてスクイ・ダンプ動作自在とされたバケット４４とを備えている。
また、掘削装置１７は、ブーム４２を揺動させるブームシリンダ４６と、アーム４３を揺動させるアームシリンダ４７と、バケット４４を揺動させるバケットシリンダ４８とを有し、これらシリンダは油圧シリンダによって構成されている。

ブームシリンダ４６の一端側はスイングブラケット４０の前部の上下方向中途部に枢軸４９を介して左右軸回りに回動自在に枢支連結され、該ブームシリンダ４６の他端側はブーム４２の下面側の長手方向中途部に左右軸回りに回動自在に枢支連結されている。
左右の縦リブ２７Ｌ，２７Ｒの前端側は上下方向に高く形成され、左右の縦リブ２７Ｌ，２７Ｒの後部側は上下方向に低く形成され、左右の縦リブ２７Ｌ，２７Ｒのうちキャビン１８側（左側）の縦リブ２７Ｌの前端部は、キャビン１８の左右方向内方で且つキャビン１８の右側面と略平行状に配置され、該キャビン１８側の縦リブ２７Ｌの後部側は、左右方向外方に向けて屈曲されてキャビン１８の下方に配置されている。

なお、左側の縦リブ２７Ｌは前後方向直線状に形成されていてもよい。
左側の縦リブ２７Ｌの後端側の左右方向該端部の左右方向外側方には、縦向きで且つ前後方向に配置されて旋回基板２５上に溶接された補強板５１が設けられ、この補強板５１に左側縦リブ２７Ｌ，２７Ｒの後部側端部が連結されている。
また、この補強板５１の後端部は、旋回基板２５上の後端側の左右方向中央側に設けられたブロック状の補強部材５２の前面左側に連結され、この補強部材５２の前面右側と右側縦リブ２７Ｒの後部とが補強板５３によって連結され、この補強板５３と前記左側の補強板５１とが連結板５４によって連結されている。

前記ブロック状補強部材５２はウエイトの役目もする。
旋回基板２５の旋回中心側には、コントロールバルブから走行装置２側の油圧機器に対する圧油の供給・戻しを行うためのスイベルジョイントの上部を挿通させるための通し孔５６が設けられ、左側の縦リブ２７Ｌはこの通し孔５６を前後方向に横切るように設けられていると共に、左側の縦リブ２７Ｌには、該通し孔５６に対応する位置に油圧ホースを通すための通し穴５７が形成されている。
旋回基板２５は、走行装置２のトラックフレーム４のセンタフレーム６に旋回ベアリング１３を介して上下方向の旋回軸心Ｘ回りに回動自在に支持されており、旋回ベアリング１３はアウターレース５８と、インナーレース５９と、これらアウターレース５８とインナーレース５９との間に配置されたボール６０とを有し、アウターレース５８は旋回基板２５の底面側の取付部６１にボルトによって固定され、インナーレース５９はセンタフレーム６の上面側の取付部６２にボルトによって固定されている。

この旋回ベアリング１３の中心、すなわち旋回軸心Ｘは左右のクローラ式走行体５間の中央部で且つクローラ式走行体５の前後端部間の略中央部に位置している（図例では、旋回軸心Ｘからクローラ式走行体５の後端までの距離Ｃよりも旋回軸心Ｘからクローラ式走行体５の前端までの距離Ｄの方が僅かに短い）。
また、旋回ベアリング１３は、平面視において、旋回ベアリング１３と支持ブラケット１５とがオーバーラップするように、旋回ベアリング１３の外周縁を旋回基板２５の前端２５ａに近接する大きさに形成されており、これによって、スイング軸心Ｙが旋回ベアリング１３の外周縁に近づくこととなり、掘削作業時における、スイング軸心Ｙと旋回ベアリング１３の外周縁との間の、支持ブラケット１５や旋回基板２５等の撓みを減少させることができると共に、掘削作業時において旋回ベアリング１３に作用する荷重による負担を軽減することができる。

本実施の形態では、スイング軸心Ｙと旋回ベアリング１３外周縁との間の距離Ａ（本実施の形態では、３０５．８９１ｍｍ）と、旋回軸心Ｘと旋回ベアリング１３外周縁との間の距離Ｂ（本実施の形態では、４９４．５ｍｍ）との関係は、Ａ：Ｂ≒１３：２１とされている。
なお、本実施の形態では、旋回基板２５の前端の左右方向中央側及び右側の端部側には、旋回基板２５の前端よりも前方に延出する延設部６３，６４が設けられているが、該延設部６３，６４はなくてもよい。

前記構成のバックホー１は、図２に仮想線で示すように、プロテクタ２４が左右方向を向くように旋回フレーム２３を旋回させたときに該プロテクタ２４がクローラ式走行体５から左右方向外方に突出する標準型のバックホー１であるが、プロテクタ２４の後端がクローラ式走行体５の後端よりも前側に位置するように形成されているので、クローラ式走行装置２の後端部をトラック等にできるだけ近接させることができるように構成されている。
また、ブームシリンダ４６の一端側の枢支部６５（枢軸４９によって枢支される部分）は、クローラ式走行体５の接地部前端（アイドラ８の回転中心）を通る上下方向の線分Ｚと側方からみてオーバーラップしている（又はクローラ式走行体５の接地部前端より後方側に位置していてもよい）。

従来のように、ブームシリンダの一端側の枢支部がクローラ式走行体の接地部前端よりも前側に位置していると、掘削時にブームシリンダ側からスイングブラケットに伝播する荷重がクローラ式走行体の接地部前端より前側に作用することとなり、プロテクタの後端をクローラ式走行体の後端よりも前側に位置させると、掘削時の安定性が落ちるが、本実施の形態のように、ブームシリンダ４６の一端側の枢支部６５を、クローラ式走行体５の接地部前端を通る上下方向の線分Ｚと側方からみてオーバーラップさせる、又はクローラ式走行体５の接地部前端より後方側に位置させることにより、掘削時にブームシリンダ４６からスイングブラケット４０側に作用する荷重を確実にクローラ式走行体５の接地部分で受けることとなり、プロテクタ２４の後端がクローラ式走行体５の後端よりも前側に位置させたものであっても、掘削時の安定性が良好となるように図られている（逆に言えば、ブームシリンダ４６の一端側の枢支部６５を、クローラ式走行体５の接地部前端を通る上下方向の線分Ｚと側方からみてオーバーラップさせる、又は、クローラ式走行体５の接地部前端より後方側に位置させることにより、プロテクタ２４の後端をクローラ式走行体５の後端よりも前側に位置させることができる）。

また、ブームシリンダ４６の一端側の枢支部６５を、クローラ式走行体５の接地部前端を通る上下方向の線分Ｚと側方からみてオーバーラップさせる、又はクローラ式走行体５の接地部前端より後方側に位置させることにより、スイング軸心Ｙが旋回ベアリング１３に近づくこととなり、掘削作業時における、スイング軸心Ｙと旋回ベアリング１３の外周縁との間の、支持ブラケット１５や旋回基板２５等の撓みを減少させることができ、しかも、スイング軸心Ｙと旋回軸心Ｘとの距離も短くなるので、掘削時の安定性を向上させることができる。

バックホーの側面図である。 バックホーの平面図である。 （ａ）はバックホーの正面図、（ｂ）はバックホーの背面図である。 上部旋回体の平面図である。 旋回フレームの平面図である。 旋回フレームの側面図である。 旋回フレームの正面図である。 走行装置の平面図である。

符号の説明

２ 走行装置
４ トラックフレーム
５ クローラ式走行体
８ 車輪（アイドラ）
９ 車輪（駆動輪）
１１ クローラベルト
１３ 旋回ベアリング
１５ 支持ブラケット
１７ 掘削装置
１８ キャビン
２５ 旋回基板
２５ａ 前端
４０ スイングブラケット
４２ ブーム
４６ ブームシリンダ
６５ 枢支部
Ａ スイング軸心と旋回ベアリング外周縁との間の距離
Ｂ 旋回軸心と旋回ベアリング外周縁との間の距離
Ｘ 旋回軸心
Ｙ スイング軸心
Ｚ 線分

Claims (4)

1. 前後の車輪（８，９）にクローラベルト（１１）を巻き掛けてなるクローラ式走行体（５）をトラックフレーム（４）の左右両側に設けてなる走行装置（２）を備え、この走行装置（２）のトラックフレーム（４）上に旋回ベアリング（１３）を介して上下方向の旋回軸心（Ｘ）回りに回動自在に支持された旋回基板（２５）を備え、この旋回基板（２５）の前部に、掘削装置（１７）のブーム（４２）が取り付けられるスイングブラケット（４０）を上下方向のスイング軸心（Ｙ）回りに回動自在に支持する支持ブラケット（１５）を旋回基板（２５）から前方に突出するように設け、前記旋回軸心（Ｘ）を、左右のクローラ式走行体（５）間の中央部で且つクローラ式走行体（５）の前後端部間の略中央部に位置させた旋回作業機において、
   旋回ベアリング（１３）と支持ブラケット（１５）とが平面視においてオーバーラップするように、旋回ベアリング（１３）の外周縁を旋回基板（２５）の前端（２５ａ）に近接させたことを特徴とする旋回作業機。
2. スイングブラケット（１５）の上部にブーム（４２）を上下揺動自在に枢支連結し、スイングブラケット（１５）の前部にブーム（４２）を上下揺動させるブームシリンダ（４６）の一端側を枢支連結すると共に該ブームシリンダ（４６）の他端側をブーム（４２）に枢支連結し、ブームシリンダ（４６）の前記一端側の枢支部（６５）が、クローラ式走行体（５）の接地部前端を通る上下方向の線分（Ｚ）と側方からみてオーバーラップしている、又は、クローラ式走行体（５）の接地部前端より後方側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の旋回作業機。
3. スイング軸心（Ｙ）と旋回ベアリング（１３）外周縁との間の距離Ａと、旋回軸心（Ｘ）と旋回ベアリング（１３）外周縁との間の距離Ｂとの関係を、Ａ：Ｂ≒１３：２１としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の旋回作業機。
4. 旋回基板（２５）上に、該旋回基板（２５）の左右一側に位置するようにキャビン（１８）を搭載し、支持ブラケット（１５）をキャビン（１８）の側方に位置するように旋回基板（２５）の左右方向中央部からキャビン（１８）配置側と反対側に位置ずれさせて設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の旋回作業機。

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