JP2011256624A - 作業アタッチメントおよび建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドラリンクの軽量化とアイドラリンクの高強度化との両立を図る。
【解決手段】アーム１２と、アーム１２に設けた第１ピンに各一端側が回動可能に連結された一対のアイドラリンク１５と、アーム１２に回動可能に一端側が支持されていて水平軸回りに揺動させるシリンダ１４と、アイドラリンク１５の各他端側が連結されるとともに、シリンダ１４の他端側がアイドラリンク１５の各他端側の間で回動可能に連結されている第２ピン２０とを備え、アイドラリンク１５のそれぞれは、一定方向に長い本体部１５ｄと、第２ピン２０を挿通させる第２ピン挿通孔１５ｈを有する第２ピン連結部１５ｆとを備え、本体部１５ｄの長手方向中央部を含む領域Ｈが、もう一方のアイドラリンクに近い側である内側に位置する底部１５ｊと、一対の突出部１５ｕとを有する凹状断面に形成され、かつ底部１５ｊが領域Ｈの中立面Ｍよりも内側に位置している。
【選択図】図６

Description

本発明は、パワーショベル等の建設機械に用いられアイドラリンクを有する作業アタッチメント及び建設機械に関する。

上述したアイドラリンクは、図１０（正面図）及び図１１（平面図）に示すようにパワーショベル１００の上部旋回体１００ａの先端側に、ブーム１０１を介して配設されるアーム１０２に付随して設けられる。具体的には、バケット１０３を支持するアーム１０２を貫通するピン１０４に、アイドラリンク１０５の一方の端部が回動可能に連結され、アイドラリンク１０５のもう一方の端部がバケットシリンダ１０６とバケットリンク１０７を繋ぐピン１０８に回動可能に連結されている。

図１２は、バケットシリンダ１０６とアイドラリンク１０５とが概略平行になった状態を表し、ピン１０８に対するバケットシリンダ１０６、バケットリンク１０７およびアイドラリンク１０５の連結状態を示す図である。上記ピン１０８の中央部には、バケットシリンダ１０６の端部が連結され、そのバケットシリンダ１０６の端部の外側に、バケットリンク１０７の二股状の端部が連結され、更にそのバケットリンク１０７の各端部の外側にそれぞれアイドラリンク１０５の端部が連結されている。

特開平１１−１３１５２０号公報

ところで、上記バケットシリンダ１０６が最も伸びた状態（ストロークエンド）で、バケットシリンダ１０６を更に伸ばそうとする外力が作用するときに、アイドラリンク１０５に圧縮力が加わる状況が発生する。即ち、上記ストロークエンドではない状態で、バケットシリンダ１０６に外力が加わった場合は、バケットシリンダ１０６の縮み側室からの油がリリーフ弁を介してタンクに逃げるためアイドラリンク１０５に圧縮力は働かないが、ストロークエンドの状態ではリリーフ弁が作用しないため、外力が直ちにアイドラリンク１０５に圧縮力として作用するからである。

このような状況下において、ピン１０８の中央部が図１２の下側に向けて湾曲するように撓むと、アイドラリンク１０５のピン連結部１０５ａに設けられたピン挿通孔１０５ｂの両端のうち、もう一方のアイドラリンク１０５に近い内側端（載荷点）Ａがアイドラリンク１０５にＥ方向に押す力（圧縮力）を作用させ、これによりアイドラリンク１０５を内側端Ａとは反対側（外側）に膨らませる力Ｃにより変形が発生する。そして、その変形の程度によってはアイドラリンク１０５に座屈等が起こる虞がある。

その解決策として、アイドラリンク１０５の強度を高くすることが考えられるものの、近年においてはパワーショベルの軽量化が要望されている。そのパワーショベルの軽量化を図る場合、パワーショベルの先端に配設されるアームの付随物であるアイドラリンクを軽量化することが極めて有効であるため、アイドラリンクの軽量化とアイドラリンクの高強度化との両立を達成することが困難となっている。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、アイドラリンクの軽量化とアイドラリンクの高強度化との両立を図ることができる作業アタッチメントおよび建設機械を提供することを目的とする。

本発明の作業アタッチメントは、建設機械に用いられる作業アタッチメントであって、作業部材が先端側に水平軸回りに揺動可能に取付けられるアームと、前記アームに設けた第１ピンと、前記第１ピンに各一端側が回動可能に連結された一対のアイドラリンクと、前記アームに回動可能に一端側が支持されていて前記作業部材を前記水平軸回りに揺動させるシリンダと、前記一対のアイドラリンクの各他端側が連結されるとともに、前記シリンダの他端側が前記一対のアイドラリンクの各他端側の間で回動可能に連結されている第２ピンとを備え、前記一対のアイドラリンクのそれぞれは、一定方向に長い本体部と、前記本体部の一端側に設けられ、前記第１ピンを挿通させる第１ピン挿通孔を有する第１ピン連結部と、前記本体部の他端側に設けられ、前記第２ピンを挿通させる第２ピン挿通孔を有する第２ピン連結部とを備え、前記本体部のうち少なくとも長手方向中央部を含む領域の部分が、もう一方のアイドラリンクに近い側である内側に位置する底部と、その底部における前記長手方向と直交する幅方向両端からそれぞれ前記内側とは反対の外側へ向けて突出し、前記長手方向に沿う空洞部を間に挟むように形成された一対の突出部とを備える凹状断面を有し、かつ前記領域の部分の中立面が前記領域の部分における内外方向の中心位置よりも前記内側に位置していることを特徴とする。この構成による場合には、各アイドラリンクの本体部のうち少なくとも長手方向中央部を含む領域が、内側の底部と、その底部の幅方向両端から外側へ向けて突出した一対の突出部とを有する凹状断面に形成されているので、完全な中実の断面に比して重量が軽減される。しかも、凹状断面の部分の中立面が、その部分における内外方向の中心位置よりも内側に寄っているので、前述したように前記第２ピン挿通孔の内側端（載荷点）からアイドラリンクに作用する圧縮力に対する耐荷力が大きくなり、凹状断面の部分は座屈を抑制する機能を果たす。そして、凹状断面の部分が、各アイドラリンクの本体部における少なくとも長手方向中央部を含む領域に設けられているので、座屈変形が発生するのを効率よく抑制することができる。よって、アイドラリンクの軽量化とアイドラリンクの高強度化との両立を図ることができる作業アタッチメントおよび建設機械を提供することが可能になる。

本発明の作業アタッチメントにおいて、前記底部が前記領域の部分の中立面よりも内側に位置している構成とすることが好ましい。この構成にあっては、中立面を前記載荷点に極めて接近した状態にできるとともに、軽量化にも優れる。

本発明の作業アタッチメントにおいて、前記本体部が、その長手方向の全域にわたり前記凹状断面を有する構成にしてもよい。この構成による場合には、凹状断面の部分がアイドラリンクの本体部の全長にわたって設けられるので、軽量化がより顕著になる。

本発明の作業アタッチメントにおいて、前記凹状断面を有する部分の両端部が、端に近くなる程に、底部の厚みが大きくなるとともに各突出部の高さが低くなるように形成されている構成にしてもよい。この構成による場合には、本体部が、第１、第２ピン連結部に繋がる部分の強度を十分に確保することになる。つまり、第１、第２ピン連結部に繋がる部分まで凹状断面に形成すると、そのピン連結部に繋がる部分の強度が弱くなってしまう虞があるが、その虞をこの構成により解消できる。

本発明の作業アタッチメントにおいて、前記凹状断面の部分は、鍛造により形成されている構成にすることが好ましい。この構成により、凹状断面の部分を鍛造により形成しているので、平板にリブを溶接して凹状断面にした場合よりも、疲労強度を高くすることが可能になる。

本発明の建設機械は、下部走行体と、前記下部走行体の上に配設される上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載される、請求項１乃至５のいずれかに記載の作業アタッチメントとを具備することを特徴とする。この建設機械においては、上述した作業アタッチメントと同様の効果を達成できることに加えて、建設機械の軽量化も可能になる。

本発明にあっては、各アイドラリンクの本体部が凹状断面に形成された部分を有するので、完全な中実の断面に比して重量が軽減される。しかも、凹状断面の部分の中立面が、その部分における内外方向の中心位置よりも内側に寄っているので、前述したように前記第２ピン挿通孔の内側端（載荷点）からアイドラリンクに作用する圧縮力に対する耐荷力が大きくなり、凹状断面の部分は座屈を抑制する機能を果たす。よって、アイドラリンクの軽量化とアイドラリンクの高強度化との両立を図ることができる作業アタッチメントおよび建設機械を提供することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る作業アタッチメントを用いたパワーショベルの一例を示す側面図である。 図１のパワーショベルを示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る作業アタッチメントを示す外観斜視図である。 図３の作業アタッチメントを示す側面図である。 図４のＶ−Ｖ線による端面図である。 本発明の一実施形態に係る作業アタッチメントの近傍を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る作業アタッチメントを示す側面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る作業アタッチメントを示す端面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る作業アタッチメントを示す端面図である。 従来の作業アタッチメントの構成を示す側面図である。 図１０の従来の作業アタッチメントの構成を示す平面図である。 従来技術の課題の説明図である。

以下に、本発明の実施形態を具体的に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る作業アタッチメントを用いたパワーショベルの一例を示す側面図であり、図２は図１のパワーショベルを示す平面図、図３は本発明の一実施形態に係る作業アタッチメントを示す外観斜視図、図４は図３の作業アタッチメントを示す側面図、図５は図４のＶ−Ｖ線による端面図、図６は本発明の一実施形態に係る作業アタッチメントの近傍を示す平面図（図１２に対応する図）である。

このパワーショベル１は、図示しない下部走行体と、その下部走行体の上に旋回可能に設けられた上部旋回体２と、その上部旋回体２の先端に取付けられる作業アタッチメント１０とを具備する。

作業アタッチメント１０は、上部旋回体２に水平軸１１ａ回りに揺動可能に基端が取付けられるブーム１１と、ブーム１１を前記水平軸１１ａ回りに揺動させるブームシリンダ１１ｂと、そのブーム１１の先端に水平軸１２ａ回りに揺動可能に基端が取付けられたアーム１２と、アーム１２を前記水平軸１２ａ回りに揺動させるアームシリンダ１２ｂと、アーム１２の先端に水平軸１３ａ回りに揺動可能に基端が取付けられた作業部材としてのバケット１３と、バケット１３を前記水平軸１３ａ回りに揺動させるバケットシリンダ１４と、バケットシリンダ１４の先端（他端）１４ａとアーム１２とに両端部が連結されたアイドラリンク１５と、バケットシリンダ１４の先端１４ａとバケット１３とに両端部が連結されたバケットリンク１６とを有する。

バケットシリンダ１４の一端１４ｂは、アーム１２に設けたピン１７を介して水平軸回りに揺動可能に支持され、アイドラリンク１５の一端１５ｂはアーム１２に設けた第１ピン１８を介して水平軸回りに揺動可能に支持されている。バケットリンク１６は平板状のもので、その一端１６ａはバケット１３に設けた一対の取付部１３ｂの間にピン１９を介して水平軸回りに揺動可能に支持され、また、バケットリンク１６の他端１６ｂは二股状に分かれて一対となっていて、各他端１６ｂとバケットシリンダ１４の他端１４ａとアイドラリンク１５の他端１５ａとが共通の第２ピン２０に水平軸回りに揺動可能に支持されている（図６参照）。

バケットシリンダ１４の他端１４ａは第２ピン２０の中央部に配され、その他端１４ａを挟んでバケットリンク１６の一対の他端１６ｂが第２ピン２０に配され、各他端１６ｂの外側に一対のアイドラリンク１５の各他端１５ａが配されている。

ここで、一対のアイドラリンク１５の一方において、もう一方のアイドラリンク１５に近い側を内側と呼び、遠い側を外側と呼ぶ。

各アイドラリンク１５は、図３に示すように一端１５ｂ側に設けた第１ピン連結部１５ｅと、他端１５ａ側に設けた第２ピン連結部１５ｆと、第１ピン連結部１５ｅと第２ピン連結部１５ｆとの間に設けた一定方向Ｇに長い本体部１５ｄとを有する。第１ピン連結部１５ｅは前記第１ピン１８が挿通可能な第１ピン挿通孔１５ｇを有し、一方、第２ピン連結部１５ｆは前記第２ピン２０が挿通可能な第２ピン挿通孔１５ｈを有する。

本体部１５ｄは、前記一定方向Ｇ（長手方向とも言う）と直交する方向であって、第１ピン挿通孔１５ｇ（または第２ピン挿通孔１５ｈ）の軸方向の片側に向く面１５ｉに形成された底部１５ｊと、その底部１５ｊの前記面１５ｉとは反対側の両端部に、長手方向Ｇに沿う空洞部１５ｋを挟むように形成された一対の突出部１５ｕとを備え、前記底部１５ｊと前記一対の突出部１５ｕとは凹状断面部１５ｓを構成する。この凹状断面部１５ｓは、本体部１５ｄにおける長手方向Ｇ中央部を含む領域Ｈに形成されており、その領域Ｈと第１ピン連結部１５ｅとの間１５ｎと、前記領域Ｈと第２ピン連結部１５ｆとの間１５ｐでは、各ピン連結部１５ｅ、１５ｆに近づくにつれて底部１５ｊが厚く、かつ突出部１５ｕが低くなる境界領域Ｉが設けられている。この境界領域Ｉの面１５ｉからの高さは、領域Ｈの面１５ｉからの高さと同一になっている。つまり、底部１５ｊが厚くなる分だけ、突出部１５ｕが低くなるように形成されている。また、凹状断面部１５ｓは、鍛造により作製されており、溶接による場合のように繋ぎ目がない。

このように構成された各アイドラリンク１５は、面１５ｉを内側に配し、一対の突出部１５ｕの間に形成される開口側を外側に配した状態で、第１ピン１８と第２ピン２０に取付けられる（図６参照）。

次に、本実施形態の作業アタッチメントの作用効果につき説明する。

この作業アタッチメント１０において、図６に示すようにバケットシリンダ１４とアイドラリンク１５とが概略平行になった状態から、掘削を行うべくバケットシリンダ１４のシリンダロッドを進出させて、第２ピン２０を挿通させている第２ピン挿通孔１５ｈの内側端（載荷点）Ａ１がアイドラリンク１５に圧縮力を作用させる状態になっても、アイドラリンク１５が外側に膨らむ変形の発生を抑制することが可能になる。その理由は、領域Ｈにおいて図４及び図５に示すように前記底部１５ｊと前記一対の突出部１５ｕとが凹状断面部１５ｓを構成し、一点鎖線で示す中立面Ｍが面１５ｉ側に寄り、つまり中立面Ｍが前記内側端（載荷点）Ａ１に近くなり（図６参照）、これによりアイドラリンク１５の耐荷力が大きくなるからである。したがって、凹状断面部１５ｓが座屈を抑制する機能を果たす。そして、その凹状断面部１５ｓが、長手方向中央部を含む領域Ｈに形成されているので、座屈変形が発生するのを効率よく抑制することができる。また、凹状断面部１５ｓでの断面積が小さくなるため、アイドラリンク１５の軽量化を図ることができる。よって、アイドラリンク１５の軽量化とアイドラリンク１５の高強度化との両立を図ることができる。

また、本実施形態においては、アイドラリンク１５の凹状断面部１５ｓが鍛造により作製されているので、疲労強度を高くすることが可能になる。

なお、上述した実施形態では底部１５ｊよりも中立面Ｍが外側に位置する配置にしているが、本発明はこれに限らず、中立面Ｍが底部１５ｊと重なる位置配置にした場合も含む。

また、上述した実施形態では本体部１５ｄに境界領域Ｉと領域Ｈを設けているが、本発明はこれに限らず、境界領域Ｉを省略して領域Ｈを本体部１５ｄの全長にわたって形成してもよい。また、本発明は、領域Ｈを狭くして本体部１５ｄの中央部に形成してもよい。更に、本発明は、図７に示すようにアイドラリンク１５Ａの一対の突出部１５ｕ１の高さを一定にする必要はなく、部分的に一対の突出部１５ｕ１の高さを変えるようにしてもよい。

更に、上述した実施形態では一対の突出部１５は平板状に形成しているが、本発明はこれに限らず、図８に示すように突出部１５ｕの面１５ｉと反対側（図８の上側）に外側に突出したリブ１５ｑを設けてもよい。更に、本発明は、図９に示すように底部１５ｊの面１５ｉと反対側に突起１５ｒを設けたり、図示を省略するが底部１５ｊの面１５ｉ側に突起を設けたりしてもよい。

更にまた、上述した実施形態では作業部材がバケットである作業アタッチメントのアイドラリンクに適用しているが、本発明はこれに限らない。圧縮力が作用して外側に膨らむように変形を起こす虞があるアイドラリンクを備える作業アタッチメントにも、本発明は同様に適用される。また、本発明はそのような作業アタッチメントが搭載される建設機械にも適用される。

１ パワーショベル（建設機械）
２ 上部旋回体
１０ 作業アタッチメント
１２ アーム
１３ 作業部材としてのバケット
１４ バケットシリンダ
１５ アイドラリンク
１５ｅ 第１ピン連結部
１５ｆ 第２ピン連結部
１５ｇ 第１ピン挿通孔
１５ｈ 第２ピン挿通孔
１５ｊ 底部
１５ｕ 突出部
１８ 第１ピン
２０ 第２ピン
Ｇ 長手方向
Ｈ 領域
Ｉ 境界領域
Ａ１ 内側端（載荷点）
Ｍ 中立面

Claims (6)

1. 建設機械に用いられる作業アタッチメントであって、
   作業部材が先端側に水平軸回りに揺動可能に取付けられるアームと、前記アームに設けた第１ピンと、前記第１ピンに各一端側が回動可能に連結された一対のアイドラリンクと、前記アームに回動可能に一端側が支持されていて前記作業部材を前記水平軸回りに揺動させるシリンダと、前記一対のアイドラリンクの各他端側が連結されるとともに、前記シリンダの他端側が前記一対のアイドラリンクの各他端側の間で回動可能に連結されている第２ピンとを備え、
   前記一対のアイドラリンクのそれぞれは、一定方向に長い本体部と、前記本体部の一端側に設けられ、前記第１ピンを挿通させる第１ピン挿通孔を有する第１ピン連結部と、前記本体部の他端側に設けられ、前記第２ピンを挿通させる第２ピン挿通孔を有する第２ピン連結部とを備え、
   前記本体部のうち少なくとも長手方向中央部を含む領域の部分が、もう一方のアイドラリンクに近い側である内側に位置する底部と、その底部における前記長手方向と直交する幅方向両端からそれぞれ前記内側とは反対の外側へ向けて突出し、前記長手方向に沿う空洞部を間に挟むように形成された一対の突出部とを備える凹状断面を有し、かつ前記領域の部分の中立面が前記領域の部分における内外方向の中心位置よりも前記内側に位置していることを特徴とする作業アタッチメント。
2. 請求項１に記載の作業アタッチメントにおいて、
   前記底部が前記領域の部分の中立面よりも内側に位置していることを特徴とする作業アタッチメント。
3. 請求項１または２に記載の作業アタッチメントにおいて、
   前記本体部が、その長手方向の全域にわたり前記凹状断面を有することを特徴とする作業アタッチメント。
4. 請求項１または２に記載の作業アタッチメントにおいて、
   前記凹状断面を有する部分の両端部が、端に近くなる程に、底部の厚みが大きくなるとともに各突出部の高さが低くなるように形成されていることを特徴とする作業アタッチメント。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の作業アタッチメントにおいて、
   前記凹状断面の部分は、鍛造により形成されていることを特徴とする作業アタッチメント。
6. 下部走行体と、
   前記下部走行体の上に配設される上部旋回体と、
   前記上部旋回体に搭載される、請求項１乃至５のいずれかに記載の作業アタッチメントとを具備することを特徴とする建設機械。

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