JP2015010386A - 作業機のブーム - Google Patents

Abstract

【課題】ブーム本体を強固にしつつブーム本体に油圧ホースを内装できるようにする。
【解決手段】左右一対の左右側壁部５０の上側を上壁部５１により連結し且つ左右側壁部の下部を底壁部５２により連結したブーム本体３１を備え、ブーム本体３１内であって当該ブーム本体３１の長手方向中途部に仕切体７０を設け、仕切体７０にブーム本体３１に内装された油圧ホースを通すホース孔８５を形成しており、仕切体７０は、底壁部５２に溶接される下板部７１と、下板部７１から起立していて左右側壁部５０に溶接される縦板部７３とを備え、ホース孔８５を、縦板部７３から当該縦板部７３と下板部７１との屈曲部を超えて下板部７１に亘って形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックホー等の作業機に設けられた作業機のブームに関するものである。

従来、作業機として特許文献１に開示されたバックホーがある。このバックホーでは、旋回台にスイングブラケットを縦軸廻りに回動自在に設け、このスイングブラケットにブームの基部を横方向の枢軸を介して上下動自在に支持している。ブームには揺動自在なアームが設けられ、アームの先端にはバケットが設けられている。ブームの先端に設けられたアームやブームは、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータによって作動する。

このようなバックホーでは、アームやバケット等を作動させる油圧アクチュエータに作動油を供給するための複数本の油圧ホースが、旋回台からブームに亘って配置され、当該油圧ホースはブームの外面に沿って配置されている。

特開２００４−１７６３１２号公報

特許文献１のバックホーでは、ブームの外面に沿って配置する構造であったため、油圧ホースが損傷する虞があった。また、ブームの外側に油圧ホースを配置する構成であるため、油圧ホースが邪魔になり掘削中の視野が悪くなる虞があった。そこで、ブーム内に油圧ホースを内装化することが考えられるが、大型のバックホーにおいてはブームの強度を確保する必要があり、単に油圧ホースをブーム内に内装化することは困難であった。

本発明は、前記問題を解決することができるブームを提供することを目的とする。また、本発明は、ブーム本体を強固にしつつブーム本体に油圧ホースを内装できる作業機のブーム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、以下に示す点を特徴とする。
請求項１に係る発明では、左右一対の側壁部の上部を上壁部により連結し且つ前記左右側壁部の下部を底壁部により連結したブーム本体を備え、前記ブーム本体内であって当該ブーム本体の長手方向中途部に仕切体を設け、前記仕切体に前記ブーム本体に内装された油圧ホースを通すホース孔を形成しており、前記仕切体は、前記底壁部に溶接される下板部と、前記下板部から起立していて前記側壁部に溶接される縦板部とを備え、前記ホース孔を、前記縦板部から当該縦板部と下板部との間の第１屈曲部を超えて前記下板部に亘って形成していることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、前記仕切体は、前記縦板部の上端から屈曲して前記ブーム本体の長手方向に伸びる上板部を備え、前記ホース孔を、前記縦板部から当該縦板部と上板部との間の第２屈曲部を超えて前記上板部に亘って形成していることを特徴とする。
請求項３に係る発明では、前記縦板部と前記下板部との間に前記仕切体を補強するための補強板を設け、前記補強板を前記側壁部に溶接していることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、前記下板部側に形成したホース孔を構成する縁部を前記下壁部に対して非溶接部にしていることを特徴とする。
請求項５に係る発明では、前記第１屈曲部を側壁部に対して非溶接部としていることを特徴とする。
請求項６に係る発明では、前記仕切体は、前記ブーム本体の長手方向中途部に形成された本体屈曲部の両側に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明によれば、ブーム本体の底壁部に溶接される下板部と側壁部に溶接
される縦板部とを備えた仕切体を、ブーム本体の長手方向中途部に設けているため、当該仕切体によってブームの強度を向上させることができる。また、仕切体にホース孔を設けているため、油圧ホース等の油圧ホースをブーム本体内に内装することができる。しかも、ホース孔を、縦板部と下板部との第１屈曲部を超えて下板部に亘って形成しているため、仕切体の第１屈曲部に掛かる応力を分散することができ、即ち、応力集中を回避することができる。

請求項２に係る発明によれば、縦板部の上端から屈曲してブーム本体の長手方向に伸びる上板部を設けたうえで、ホース孔を、縦板部から当該縦板部と上板部との第２屈曲部を超えて上板部に亘って形成しているため、ホース孔を大きくすることができ、しかも、仕切体の第２屈曲部に掛かる応力を分散することができる。
請求項３に係る発明によれば、縦板部と下板部との間に仕切体を補強する補強板を設けているため、仕切板の剛性を向上させることができ、しかも補強板を側壁部に溶接しているため、当該補強板によってもブーム本体の強度を向上することができる。

請求項４に係る発明によれば、ブーム本体の変形に追随してホース孔の縁部の周辺が変形することができる。
請求項５に係る発明によれば、第１屈曲部に集中する応力を分散することができる。
請求項６に係る発明によれば、ブーム本体の強度を向上させることができ、しかも、ブーム本体の基端側や先端側のどちらからでも容易に油圧ホースを通すことができる。

ブームの内部斜視図である。 ブームの内部側面図である。 枢支支持体の側面図及び平面図である。 仕切板の変形例を示す図である。 バックホーの側面全体図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図５は、本発明のブームを備えた作業機（バックホー）を示している。
図５に示すように、バックホー１は、下部の走行装置２と、この走行装置２に上下方向の軸心回りに旋回自在に支持された旋回台３（機体）とを有する。なお、作業機は、図５に示したバックホーに限定されない。また、この実施形態においては、作業機の運転席７に着座した運転者の前側を前方（図５の左側）、運転者の後側を後方（図５の右側）、運転者の左側を左方、運転者の右側を右方とし、説明を進める。

走行装置２は、左右両側にトラックフレーム４を備えており、左右各トラックフレーム４にはクローラ式走行装置５が装着されている。
旋回台３にはキャビン６が搭載され、このキャビン６内には運転席７が設けられている。旋回台３の前部に設けられた支持ブラケット８に、スイングブラケット９が左右揺動自在に支持されている。

旋回台３の前部には作業装置１０が設けられている。この作業装置１０は、ブーム１１と、アーム１２及びバケット１３を有する。ブーム１１の基部側（根元側）がスイングブラケット９に枢支されている。ブーム１１は、スイングブラケット９とブーム１１との間に設けられたブームシリンダ１７により上下揺動自在に支持され、アーム１２はブーム１３とアーム１２との間に設けられたアームシリンダ１５により揺動自在に支持され、バケット１３はアーム１２とバケット１３との間に設けられたバケットシリンダ１６により掬いダンプするように支持されている。

図１〜３に示すように、ブーム１１は、基部（根元側）がスイングブラケット９に枢支され且つ鋳物により形成された根元支持体３０と、根元側が根元支持体３０に連結され且つ板金により形成されたブーム本体３１と、ブーム本体３１の先端に連結され且つ鋳物により形成された先端支持体３２とを備えている。
図３に示すように、根元支持体３０は、平面視で２股状に形成されたもので、旋回台３からの油圧ホースＨを導入するホース導入孔４６を有する胴部３４と、この胴部の左右方
向両端部から支持ブラケット８に延設された左右一対の脚部３３とを備えている。

胴部３４は、左右一対の側部３４Ａと、左右一対の側部３４Ａの上部を連結する上部壁３４Ｕと、左右一対の側部３４Ａの下部を連結する下部壁３４Ｄとを備えている。左右一対の側部３４Ａ、上部壁３４Ｕ及び下部壁３４Ｄによって囲まれた部分がホース導入孔４６とされている。
上部壁３４Ｕは、側部３４Ａの上部から上方に膨出するドーム状のドーム部４７を備えている。詳しくは、ドーム部４７は、胴部３４の前部側から後部側にいくにしたがって上方に移行しつつ胴部３４の左右方向中央部から次第に左右方向外側に移行するドーム形状とされている。

一対の脚部３３の基部側には、左右方向に突出する連結ボス部３５が形成され、この連結ボス部３５に、左右方向（厚み方向）に貫通する取付孔３６が形成され、この取付孔３６に枢支軸３７を挿入することにより、ブーム１１の基部側がスイングブラケット９に枢支されている。
脚部３３には、当該脚部３３の外側面の上下中途部を所定幅で厚み方向に凹状にした薄肉部４０が形成されている。この薄肉部４０は、連結ボス部３５よりも後方側から前方側に向けて延設されたもので、薄肉部４０に沿う上下には肉厚が大きい一対の厚肉部４１が形成されている。薄肉部４０及び厚肉部４１は、脚部３３から胴部３４の側部３４Ａに亘って延設されている。

図３に示すように、上側の肉厚部（上肉厚部という）４１Ｕは、基部側から前側に向けて上下寸法（上下幅）が一定となる共に前後中途部で上下幅が次第に大きくなるように形成されている。即ち、薄肉部４０と上肉厚部４１Ｕとの境界である上稜線４２は、脚部３３の上面（上肉厚部４１Ｕの上面）に沿って後側から前側にかけて伸びると共に前後中途部で、前側にいくにしたがって下側に移行している。

図１及び２に示すように、ブーム本体３１は、左右一対の側壁部５０と、左右側壁部５０の上部間を連結する上壁部５１と、左右側壁部５０の下部間を連結する底壁部５２とを備えている。これら上壁部５１、左右側壁部５０及び底壁部５２は板材から形成されていて、これらの端部等を互いに溶接することにより、ブーム本体３１は箱型（矩形）に形成されている。ブーム本体３１の説明において、当該ブーム本体３１の外部から内部へ向かう方向を「内方」とし、ブーム本体３１の内部から外部へ向かう方向を「外方」とし、説明を進める。

上壁部５１、左右側壁部５０及び底壁部５２によってブーム本体３１には基端部から先端部に亘って空間部５３が形成され、この空間部５３は、根元支持体３０（胴部３４）に形成されたホース導入孔４６に連通している。空間部５３は、旋回台３から胴部３４のホース導入孔４６を通過して案内された油圧ホースＨを通すことができる。詳しくは、空間部５３には、例えば、アームシリンダ１５、バケットシリンダ１６、アーム１２の先端に設けられたサービスポートに作動油を供給するための６本の油圧ホースＨが配置されている。

ブーム本体３１の基端部側には、根元支持体３０に連通させることで当該根元支持体３０側からの油圧ホースを導入する油圧ホース導入孔が形成されている。
また、上壁部５１、左右側壁部５０及び底壁部５２は長手方向中途部で屈曲していて、ブーム本体３１は側面視でへの字状となっている。以下、説明の便宜上、ブーム本体３１の屈曲部分を屈曲部（本体屈曲部）５８という。

左右側壁部５０の上下幅は、基端部から本体屈曲部５８にいくにしたがって次第に大きくなると共に、ブーム本体３１の本体屈曲部５８で最大となり、本体屈曲部５８から先端部にいくにしたがって次第に小さくなる。上壁部５１及び下壁部の左右幅は、基端部から先端部に亘って略同じとされ、上壁部５１の本体屈曲部５８には、アームシリンダ１５の基端部側を支持する上支持部６０が設けられ、底壁部５２の本体屈曲部５８には、ブームシリンダ１７の先端部側を支持する下支持部６１が設けられている。

ブーム本体３１内であって本体屈曲部５８の両側には、当該ブーム本体３１内を仕切る仕切体７０が設けられている。即ち、ブーム本体３１の先端部から屈曲部に至る空間部５
３には、仕切体（第１仕切体）７０Ｆが設けられ、ブーム本体３１の本体屈曲部５８から基端部に至る空間部５３には、第１仕切体７０Ｆとは別の仕切体（第２仕切体）７０Ｒが設けられている。

第１仕切体７０Ｆ及び第２仕切体７０Ｒは、帯状板材の長手方向の２カ所をそれぞれ反対方向に折り曲げることにより側面視で略Ｚ状に構成されたものである。第１仕切体７０Ｆ及び第２仕切体７０Ｒは、底壁部５２の内面に溶接により固定される下板部７１と、下板部７１から折り曲げ部（第１屈曲部７２Ｄという）を介して起立していて左右側壁部５０に溶接される縦板部７３と、縦板部７３から折り曲げ部（第２屈曲部７２Ｕという）を介して下板部７１とは異なる方向に伸びる上板部７４とを備えている。

下板部７１と縦板部７３との間には、板材により構成された左右一対の補強板７５が設けられている。
詳しくは、左側の補強板（左補強板）７５Ｌの上端は、縦板部７３の左下端に溶接され、左補強板７５Ｌの下端は、下板部７１の左上面に溶接されている。また、右側の補強板（右補強板）７５Ｒの上端は、縦板部７３の右下端に溶接され、右補強板７５Ｒの下端は下板部７１の右上面に溶接されている。即ち、下板部７１と縦板部７３との間の第１屈曲部７２Ｄに跨がって補強板７５が設けられている。

左補強板７５Ｌ及び右補強板７５Ｒを有する第１仕切体７０Ｆ及び第２仕切体７０Ｒは、左右側壁部５０の内面５０Ａや底壁部５２の内面５２Ａに溶接されている。
次に、第１仕切体７０Ｆ及び第２仕切体７０Ｒの配置及び溶接固定について説明する。
第１仕切体７０Ｆ及び第２仕切体７０Ｒにおいて、左補強板７５Ｌ及び右補強板７５Ｒの左右外側面は左右側壁部５０の内面５０Ａに対面していて、左補強板７５Ｌ及び右補強板７５Ｒの上面は、左右側壁部５０の内面５０Ａに溶接される溶接部７６とされている。

また、下板部７１の下面は、底壁部５２の内面５２Ａに対面していて、下板部７１の基端部は、所定幅で底壁部５２の内面５２Ａに溶接される溶接部８０とされている。下板部７１の基端部を底壁部５２の内面５２Ａに溶接することにより、当該下板部７１と底壁部５２との段差（境界部分）が溶接部８０によってなだらかな形状になり、油圧ホースＨが、底壁部５２の内面５２Ａから溶接部８０の上面を通って下板部７１の上面に通り易くなる。

また、下板部７１の左右両端部は左右側壁部５０の内面５０Ａに対面している。下板部７１の左右両端部であって、左補強板７５Ｌ及び右補強板７５Ｒが溶接されている下溶接部８１よりも後側の範囲Ｌ１は、側壁部５０の内面５０Ａに溶接されている。
なお、下板部７１の左右両端部であって、下溶接部８１から第１屈曲部７２Ｄが終了する屈曲終了点８９（後述する屈曲開始点８６の反対側）までの範囲を、側壁部５０の内面５０Ａに溶接してもよい。言い換えれば、左補強板７５Ｌ及び右補強板７５Ｒの下端と下板部７１とが接する部分を、左右側壁部５０の内面５０Ａに溶接してもよい。

第１屈曲部７２Ｄは円弧状（アール状）とされていて、第１屈曲部７２Ｄの左右両端部は側壁部５０の内面５０Ａに対面していて、当該第１屈曲部７２Ｄは溶接を行わない非溶接部８２とされている。第１屈曲部７２Ｄにおいて、屈曲開始点８６から屈曲終了点８９までの範囲は、左右側壁部５０の内面５０Ａに溶接されていない非溶接部８２とされている。

縦板部７３の左右両端部は左右方向で同じ側にある側壁部５０の内面５０Ａに対面している。縦板部７３の左右両端部であって、左補強板７５Ｌ及び右補強板７５Ｒが溶接固定されている上溶接部８３よりも上側は、左右側壁部５０の内面５０Ａに溶接されている。
なお、縦板部７３の左右両端部であって、上溶接部８３から屈曲開始点８６までの範囲を、側壁部５０の内面５０Ａに溶接してもよい。言い換えれば、左補強板７５Ｌ及び右補強板７５Ｒの前端と縦板部７３とが接する部分を、左右側壁部５０の内面５０Ａに溶接してもよい。

また、第２屈曲部７２Ｕは円弧状（アール状）とされていて、第２屈曲部７２Ｕの左右両端部は側壁部５０の内面５０Ａに対面していて、当該第２屈曲部７２Ｕの左右両端部は溶接されている。
以上のように、下板部７１は底壁部５２に溶接固定され、縦板部７３の左右両端部は側壁部５０に溶接固定され、これにより、第１仕切体７０Ｆ及び第２仕切体７０Ｒはブーム本体３１内に取り付けられている。

さて、第１仕切体７０Ｆ及び第２仕切体７０Ｒであって少なくとも縦板部７３の部分には、ブーム本体３１に内装された油圧ホースＨを通すホース孔８５が形成されている。
詳しくは、ホース孔８５は、縦板部７３の左右方向中央部を上下全域（縦板部７３の上端から縦板部７３の下端までの全域）に亘って貫通し、引き続いて、第１屈曲部７２Ｄ及び第２屈曲部７２Ｕの左右方向中央部の全域を貫通し、さらに引き続いて、下板部７１及び上板部７４を貫通した形状とされている。即ち、ホース孔８５は、縦板部７３の上下方向中央部から第１屈曲部７２Ｄに向けて延び、当該第１屈曲部７２Ｄに沿って進み、この第１屈曲部７２Ｄを超えて下板部７１に亘るまで延設され、さらに、縦板部７３の上下方向中央部から第２屈曲部７２Ｕに向けて延び、第２屈曲部７２Ｕに沿って進み、この第２屈曲部７２Ｕを超えて上板部７４に亘るまで延設されている。

さらに詳しくは、ホース孔８５を側面視したとき、当該ホース孔８５の一端側は、第１屈曲部７２Ｄが始まる屈曲開始点（アールが始まる部分）８６よりも下板部７１側に位置していて、当該ホース孔８５の他端側は、第２屈曲部７２Ｕが始まる屈曲開始点（アールが始まる部分）８７よりも上板部７４側に位置している。即ち、ホース孔８５の下端は、縦板部５３の下端から第１屈曲部７２Ｄに侵入し、さらに、下板部７１を厚み方向に侵入した形状となっている。

ホース孔８５を構成する縁部であって底壁部５２に対向する縁部８８は、底壁部５２に溶接しない非溶接部とされている。図１に示すように、下板部７１に侵入したホース孔８５の基端を構成している縁部８８（下板部７１側に形成したホース孔８５を構成する縁部）は、底壁部５２に溶接されていない部分となっている。
以上、ブーム本体３１によれば、当該ブーム本体３１の本体屈曲部５８の両側に仕切体７０（第１仕切体７０Ｆ、第２仕切体７０Ｒ）を設け、仕切体７０にホース孔８５を設けているため、ブーム本体３１の基端側或いは先端側から内部に向けて挿入した油圧ホースＨの先端を、ホース孔８５に目掛けて移動させることにより、油圧ホースＨをブーム本体３１内の長手方向に沿って簡単に通すことができる。

また、仕切体７０を、下板部７１、縦板部７３及び上板部７４を備えた略Ｚ字状としたうえで、ブーム本体３１の内面に溶接して取り付けているため、仕切体７０によって、ブーム全体の強度を向上することができる。しかも、ホース孔８５を単に仕切体７０に形成するのではなく、縦板部７３と下板部７１との第１屈曲部７２Ｄを超えて下板部７１に亘って形成しているため、仕切体７０の第１屈曲部７２Ｄに掛かる応力を分散して応力集中を回避することができる。さらに、ホース孔８５を、縦板部７３と上板部７４との第２屈曲部７２Ｕを超えて上板部７４に亘って形成しているため、ホース孔８５を大きくすることができ、油圧ホースをブーム本体３１内に通しやすく、さらに、仕切体７０の第１屈曲部７２Ｄ及び第２屈曲部７２Ｕに掛かる応力を分散して応力集中を回避することができる。

また、補強板７５を設けているため、仕切板の剛性を向上させることができ、しかも補強板７５を左右側壁部５０に溶接しているため、当該補強板７５によってもブーム本体３１の強度を向上することができる。
図４は、仕切体７０の変形例を示したものである。図４に示すように、仕切体７０を底壁部５２に溶接される下板部７１と、下板部７１から起立していて左右側壁部５０に溶接する縦板部７３とで側面視略Ｌ形に構成してもよい。この場合、縦板部７３にホース孔８５を設け、このホース孔８５を縦板部７３から第１屈曲部７２Ｄを超えて下板部７１に延設することが望ましい。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 作業機（バックホー）
３１ ブーム本体
５０ 側壁部
５１ 上壁部
５２ 底壁部
７０ 仕切体
７１ 下板部
７３ 縦板部
８５ ホース孔

Claims (6)

1. 左右一対の側壁部の上部を上壁部により連結し且つ前記左右側壁部の下部を底壁部により連結したブーム本体を備え、前記ブーム本体内であって当該ブーム本体の長手方向中途部に仕切体を設け、前記仕切体に前記ブーム本体に内装された油圧ホースを通すホース孔を形成しており、
   前記仕切体は、前記底壁部に溶接される下板部と、前記下板部から起立していて前記側壁部に溶接される縦板部とを備え、前記ホース孔を、前記縦板部から当該縦板部と下板部との間の第１屈曲部を超えて前記下板部に亘って形成していることを特徴とするブーム。
2. 前記仕切体は、前記縦板部の上端から屈曲して前記ブーム本体の長手方向に伸びる上板部を備え、前記ホース孔を、前記縦板部から当該縦板部と上板部との間の第２屈曲部を超えて前記上板部に亘って形成していることを特徴とする請求項１に記載のブーム。
3. 前記縦板部と前記下板部との間に前記仕切体を補強するための補強板を設け、前記補強板を前記側壁部に溶接していることを特徴とする請求項１又は２に記載のブーム。
4. 前記下板部側に形成したホース孔を構成する縁部を前記下壁部に対して非溶接部にしていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブーム。
5. 前記第１屈曲部を側壁部に対して非溶接部とし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ブーム。
6. 前記仕切体は、前記ブーム本体の長手方向中途部に形成された本体屈曲部の両側に設けら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ブーム。

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