JP2024049069A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 オフセット式のブームを備える建設機械において、オフセットリンクの支持部とオペレータが搭乗するキャビンとの干渉を回避するとともに、他機種との間でキャビンの共通化を図ること。【解決手段】掘削作業機１には、運転席１５を収容するキャビン１０の側方に、上下に回動可能に支持された第１ブーム２１と、第１ブーム２１に左右に揺動可能に支持された第２ブーム２２と、第２ブーム２２に左右に揺動可能に支持され第１ブームにオフセットリンク２６を介して連結された第３ブームと、を備えた掘削装置３が配置され、掘削装置３は、第１ブーム２１の回動時における軌跡Ｐが、平面視においてキャビン１０内における運転席１５の第１ブーム２１側に配置された右作業操作レバー装置５０を前後方向に横切り、側面視においてキャビン１０の屋根部１０ａの上方を通る、第１ブーム２１にオフセットリンク２６を枢結する第１支持軸４１を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、例えばオフセット式のブームを備える建設機械に関する。

従来、例えば掘削作業機等の建設機械は、クローラ式の走行装置上に運転部を設けた旋回フレームを旋回自在に搭載し、旋回フレームの前方側に掘削装置を配置した構成を有している。掘削装置は、基端を旋回フレームに支持させたブームと、ブームに回動可能に連結したアームと、アーム先端に回動可能に連結したバケットとを備えている。

特許文献１に記載されたオフセット式のブームを備える建設機械では、ブームが、ブームシリンダを介して上下回動可能な第１ブームと、第１ブームに連結されオフセットシリンダを介して左右揺動可能な第２ブームと、第２ブームに左右揺動可能に連結された第３ブームと、により構成されている。第１ブームと第３ブームとはオフセットリンクにより接続され、オフセットリンクおよび第２ブームとともに平行四辺形リンク機構を構成している。そして、オフセットシリンダの伸縮により第２ブームとオフセットリンクを左右に揺動させることにより、アームに連結させたバケットを第１ブームの軸線に対して走行装置の車幅方向にオフセットすることが可能となっている。また、旋回フレームの左側に運転席および運転部を収容するキャビンが設けられ、キャビンの右側がブームの移動領域となっている

特許第４６７１８２６号公報

オペレータが搭乗するキャビンは、内部でのオペレータの作業性の観点から、所定の高さおよび容積が必要とされる。建設機械では、大きさ（重量）および仕様等により掘削装置の設定が異なり、掘削装置の構成によっては、ブームからキャビン側に突出して設けられたオフセットシリンダやオフセットリンクを支持する支持部等の部材が、第１ブームの移動時にキャビンの屋根部に干渉するという問題が生じる。このような問題に対して、従来は、例えば、キャビンのブーム側の側面と屋根上面とが接するコーナ部をキャビン室内側に退入させた屋根形状のキャビンを設計することで対応していた。

特許文献１に記載された建設機械では、オフセットシリンダを支持する支持部（オフセットシリンダ用取付ブラケット）を第２ブームの左側面の前後中途部に設け、第１ブームとオフセットリンクの一端側とを連結する第１支持軸（連結軸）を、第１ブームと第２ブームとを連結する第２支持軸（枢支軸）よりも第１ブーム側に設けることで、ブームとキャビンの屋根部との干渉を回避している。これにより、キャビンの屋根の前部から中途部については、コーナ部をキャビン室内側に退入させることなく角形に形成することが可能となっている。一方で、オフセットリンクの一端を支持する支持部もキャビン側に突設されているが、この支持部がキャビンの屋根部と干渉することを回避するためには、キャビンの屋根部の後部については、従来と同様に、コーナ部をキャビン室内側に退入させた形状とすることが必要とされる。すなわち、特殊な形状のキャビンを設計する必要があり、仕様の異なる他機種との間でのキャビンの共通化ができないため、設計コストが増大していた。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、オフセット式のブームを備える建設機械において、ブームとオペレータが搭乗するキャビンとの干渉を回避するとともに、他機種との間でキャビンの共通化を図ることが可能な建設機械を提供することを目的とする。

本発明に係る建設機械は、運転席を収容するキャビンの側方に、上下に回動可能に支持された第１ブームと、前記第１ブームに左右に揺動可能に支持された第２ブームと、前記第２ブームに左右に揺動可能に支持され前記第１ブームにオフセットリンクを介して連結された第３ブームと、を備えた作業装置を配置した建設機械において、前記作業装置は、前記第１ブームに前記オフセットリンクを枢結する第１支持軸を備え、前記第１支持軸は、前記第１ブームの回動時に、平面視において前記キャビン内における前記運転席の前記第１ブーム側の側方に配置された操作具が設けられたコンソール上を通り、前記キャビンの屋根部の上方を通る軌跡を描く、ことを特徴とするものである。

本発明の他の態様に係る建設機械は、前記建設機械において、前記第１ブームの姿勢を前記キャビンの後方側に向けて傾斜させた姿勢としたときに、前記第１支持軸が前記キャビンの屋根部の上方に位置する、ものである。

本発明の他の態様に係る建設機械は、前記建設機械において、前記第１支持軸が前記キャビンの屋根部の上方にあるとき、前記第１ブームと前記第２ブームを枢結する第２支持軸が、前記第１支持軸と同一の高さ位置または前記第１支持軸より低い位置に位置するように設けられる、ものである。

本発明の他の態様に係る建設機械は、前記建設機械において、前記第２ブームを所定の角度まで揺動させたときに、前記第１支持軸が前記第２ブームの上方に位置する、ものである。

本発明の他の態様に係る建設機械は、前記建設機械において、前記作業装置は、前記第３ブームに左右方向を軸方向として回動可能に支持されたアームと、前記アームの先端に揺動可能に支持されたバケットとを有し、前記第１支持軸を支持する支持部が、平面視において前記第１ブームから側方に突出して設けられ、前記支持部の側方先端は、前記第１ブーム、前記第２ブームおよび前記第３ブームを直線状に配置したときに前記バケットの幅内に位置する、ものである。

本発明の他の態様に係る建設機械は、前記建設機械において、前記第１支持軸を支持する支持部が、平面視において前記第１ブームから前記キャビン側に突出して設けられ、前記支持部の突出端は、前記第１ブーム、前記第２ブームおよび前記第３ブームを直線状に配置したときに前記コンソールの左右の幅内に位置する、ものである。

本発明によれば、オフセット式のブームを備える建設機械において、オフセットリンクの支持部とオペレータが搭乗するキャビンとの干渉を回避しつつ、他機種との間でキャビンを共通化することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る掘削作業機の左前方からの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る掘削作業機の左側面図である。 本発明の一実施形態に係る掘削作業機の平面図である。 本発明の一実施形態に係る掘削作業機の部分背面図である。 本発明の一実施形態に係る掘削装置の説明図である。 本発明の一実施形態に係る掘削装置の説明図である。

本発明は、例えばオフセット式のブームを備える建設機械において、オフセットリンクの支持軸の配置を工夫することにより、他機種との間で共通化された形状のキャビンを適用しつつ、キャビンに対するオフセットリンクの支持部の干渉を回避するものである。以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明の実施の形態では、本発明に係る建設機械として、旋回作業車である掘削作業機（ショベル）を例にとって説明する。ただし、本発明に係る建設機械は、掘削作業機に限らず、例えば、クレーン作業機等の他の建設機械にも適用可能である。

本実施形態に係る掘削作業機１の構成について、図１から図６を用いて説明する。本実施形態では、掘削作業機１として、上部旋回体の全体が平面視で略円形状に形成されるとともに、フロント作業機（掘削装置３）を搭載した上部旋回体が下部走行体の車幅の１２０％以内で旋回可能な、いわゆるオフセット式の超小旋回型ショベルを例示している。なお、以下では、特に方向視を定めない限り、掘削作業機１の運転席に着座したオペレータの位置を基準に、「前側」、「後側」、「左右側」、「平面側」又は「上側」、「底面側」又は「下側」と称する。

図１から図３に示すように、掘削作業機１は、自走可能な走行車体２と、走行車体２に取り付けられた作業装置としての掘削装置３および排土装置４とを備える。

掘削作業機１は、左右一対のクローラ式の走行部５，５と、左右の走行部５，５を支持する基台としてのトラックフレーム６と、トラックフレーム６上に設けられた旋回フレーム７とを有する。

掘削作業機１は、トラックフレーム６と、その左右両側に支持された走行部５，５と排土装置４を含む部分を下部走行体とし、下部走行体に対して旋回可能に搭載された旋回フレーム７と、掘削装置３とを含む部分を上部旋回体として構成されている。

走行部５は、トラックフレーム６を構成する所定のフレーム部分に支持された複数のスプロケット等の回転体に履帯を巻回した構成を有する。走行部５は、後端部に回転体としての駆動スプロケット５ａを有する。トラックフレーム６は、左右の走行部５，５間に位置するセンターフレーム部６ａと、センターフレーム部６ａの左右両側に設けられたサイドフレーム部６ｂとを有する。

左右の走行部５，５は、左右一対の走行用油圧モータ５ｂ，５ｂにより駆動する。走行用油圧モータ５ｂは、各走行部５において、トラックフレーム６のサイドフレーム部６ｂ等の所定の部位に取り付けられた状態で設けられており、駆動スプロケット５ａを回転駆動させる。左右の走行用油圧モータ５ｂ，５ｂがそれぞれ走行部５を駆動させることで、掘削作業機１の前後直進走行や左右旋回走行が行われる。

トラックフレーム６の前側には、排土装置４が取り付けられている。排土装置４は、左右の走行部５，５間において前後方向に伸延する一対の支持フレーム４ａと、支持フレーム４ａの先端側に設けられた排土板としてのブレード４ｂとを有する。排土装置４は、支持フレーム４ａとトラックフレーム６との間に設けられたブレードシリンダ３２によって昇降回動可能に設けられている。

旋回フレーム７は、平面視略円形状に構成され、トラックフレーム６に対して、上下方向の軸線回りに左右いずれの方向にも旋回可能に設けられている。トラックフレーム６の上側には、旋回ベアリング６ｃおよび旋回用油圧モータ（図示せず）を含んで構成された旋回装置が設けられている。旋回用油圧モータは、旋回ベアリング６ｃを介して旋回フレーム７を旋回させる。

旋回フレーム７は、図３の平面図に示すように、左右の走行部５，５の左右幅内、つまり左側の走行部５の左外側縁端と右側の走行部５の右側縁端との間の幅内で旋回可能に構成されている。

旋回フレーム７上の左側には、オペレータが搭乗するキャビン１０が設けられている。キャビン１０内には、オペレータが走行車体２の走行部５、作業装置としての掘削装置３および排土装置４を操作するための運転部１１が設けられている。

キャビン１０は、その外形をなすフレームと、ガラス等の透明部材によって構成された複数の窓部とを有し、全体として略箱状に構成されている。キャビン１０の後方側の形状は、平面視において旋回フレームの略円形のフレーム形状に沿った円弧状の形状となっている。キャビン１０の屋根部１０ａは、上面が全体として平坦であり、縁部には曲率半径が一定のＲ加工が施されている。

キャビン１０の左側前方には扉１２が設けられ、運転部１１に対するオペレータの乗降口となっている。また、キャビン１０の前面には、フレームにガラス等の透明部材を嵌め込み、開閉可能に構成された可動式の前窓部１３（図１および図４参照）が設けられている。オペレータが掘削作業等を行う時には、キャビン１０の前面を前窓部１３で覆うことで、作業中に運転部１１に向けて飛来する石等からオペレータが保護される。一方で、前窓部１３を図２に仮想線で示すように、キャビン１０の天井側に収容して、キャビン１０の前面を開放することで、オペレータはキャビン１０から前方に身体を乗り出して掘削した地面の深さなどを目視で確認することができる。また、キャビン１０の屋根部１０ａを平坦に形成していることから、キャビン１０内の天井も平坦に形成することができ、可動式の前窓部１３の収容スペースを天井全面に亘って大きく確保することが可能である。天井側に収容できる前窓部１３のサイズが大きくなることで、前窓部１３を天井側に収容した後のキャビン１０の前方の開放面積を大きくすることができ、目視で確認が必要な場合のオペレータの作業性が向上する。

運転部１１においては、キャビン１０の床部の後側にシートマウントを介して運転席１５が設けられている。運転部１１には、例えば、床部から上方へ向けて延出した左右一対の走行レバー、および、床部上に配設された作業用の操作ペダル等が設けられている。また、運転部１１において、運転席１５の左右には、作業装置（掘削装置３または排土装置４）を操作するための作業操作レバー装置５０，５０が設けられている。左右の作業操作レバー装置５０，５０は、それぞれ、油圧パイロット弁（図示せず）等の操作伝達機構を内蔵するコンソール５２，５２に、操作具としての操作レバー５１，５１を設けて構成される。運転席１５の右側である運転席１５とキャビン１０の右壁部との間には、スイッチ等の各種操作部を有する操作パネル１４がさらに設けられている。

旋回フレーム７上の右側および後方は、エンジン等を配置した機関室となっている。機関室は外装カバーである、右ボンネット１６および後ボンネット１７等により覆われている。

右ボンネット１６は、右前側面カバー部１６ａと、右後側面カバー部１６ｂと、上面カバー部１６ｃとを有し、旋回フレーム７の右側を覆っている。右後側面カバー部１６ｂには、機関室に外気を取り込む通気口が形成されている。右前側面カバー部１６ａ、右後側面カバー部１６ｂおよび上面カバー部１６ｃは、連結部材を介して連結されている。上面カバー部１６ｃの左側がヒンジ部により回動可能に支持されることにより、右前側面カバー部１６ａ、右後側面カバー部１６ｂおよび上面カバー部１６ｃとは、上下方向に一体的に開閉可能に設けられる。

後ボンネット１７は、カウンタウエイト７ａの上側に設けられており、カウンタウエイト７ａとともに旋回フレーム７の後方を覆っている。後ボンネット１７は、左右の一端がヒンジ部によって回動可能に支持されることにより、開閉可能に設けられている。

掘削装置３は、掘削作業機１の前側に設けられたフロント作業装置である。掘削装置３は、掘削装置３の基部側の部分を構成するブーム２０と、ブーム２０の先端側に連結されたアーム２４と、アーム２４の先端部に取り付けられたバケット２５とを有する。さらに、掘削装置３のブーム２０は、基部側から第１ブーム２１、第２ブーム２２、第３ブーム２３の順に連結された構成を有する。

掘削装置３は、第１ブーム２１を回動動作させるブームシリンダ２７と、第２ブーム２２およびオフセットリンク２６を回動動作させるオフセットシリンダ２８と、アーム２４を回動動作させるアームシリンダ２９と、バケット２５を回動動作させる作業具シリンダ３１とを有する。ブームシリンダ２７、オフセットシリンダ２８、アームシリンダ２９および作業具シリンダ３１は、シリンダとシリンダに対して伸縮するピストンロッドを有する油圧シリンダである。なお、掘削装置３においては、作業内容に応じてバケット２５に替えてグラップルまたはブレーカ等の他の装置が装着される。

旋回フレーム７の前側であって、右ボンネット１６とキャビン１０との間には、掘削装置３の基部である第１ブーム２１を回動可能に支持するブーム支持部１９が設けられている。右ボンネット１６とキャビン１０の間が、掘削装置３の第１ブーム２１の移動領域となっている。

ブーム支持部１９は、ブーム２０の基部である第１ブーム２１の基端を枢支する枢支軸１９ａと、ブームシリンダ２７のシリンダ側端部を枢支する枢支軸１９ｂとを含む。枢支軸１９ａは、右機関室９ａ側の隔壁とキャビン１０側の壁部と間に、左右方向を軸方向として架設されている。枢支軸１９ｂは、図示しないシリンダブラケットにより枢支軸１９ａと平行に設けられている。

掘削装置３のブーム２０の構成について、さらに説明する。図５に、第１ブーム２１、第２ブーム２２および第３ブーム２３を、第１ブーム２１の長さ方向の軸線Ｍに沿って直線状に配置した姿勢の掘削装置３を示す。図５（ａ）は、掘削装置３の左側面図であり、図５（ｂ）はその平面図である。また、図６に、ブーム２０部分を拡大して示す。図６（ａ）は第２ブーム２２を左側に揺動させた状態を示し、図６（ｂ）は、掘削装置３が図５の姿勢のときの第２ブーム２２の状態を示し、図６（ｃ）は、第２ブーム２２を右側に揺動させた状態を示す。図６では、アームシリンダ２９の図示を省略している。

第１ブーム２１は、側面視で先端側が鈍角に前側に屈曲した略逆Ｊ形状を有し、基端が旋回フレーム７に設けられたブーム支持部１９に支持されている。第１ブーム２１の基端が左右方向を軸方向とする枢支軸１９ａに枢支されることにより、ブーム２０が旋回フレーム７に対して上下方向に揺動可能に支持される。

第１ブーム２１の先端側は、第２ブーム２２の一端を回動可能に支持する支持部２１ａとなっている。支持部２１ａは、第２ブーム２２を後述する第２支持軸４２を介して連結する軸受部２１ｂと、ブームシリンダ２７のロッド側端部を取り付けるシリンダ取付部２１ｃと、オフセットリンク２６の一端を回動可能に支持するオフセットリンク取付部２１ｄと、を有する。軸受部２１ｂは、第１ブーム２１の延伸方向に対して所定の角度で前向きに突出して上下に一対設けられている。シリンダ取付部２１ｃは、軸受部２１ｂの下側に設けられている。オフセットリンク取付部２１ｄは、第１ブーム２１側においてオフセットリンク２６を支持する支持部であり、上側の軸受部２１ｂの上面側から左側に突出するように延設されている。軸受部２１ｂとオフセットリンク取付部２１ｄは、それぞれの上面が略同一平面に位置するように一体的に設けられている。

第１ブーム２１の延伸方向（長さ方向）に沿って、ブームシリンダ２７が設けられている。ブームシリンダ２７の基端部（シリンダ側端部）は枢支軸１９ｂを介して図示しないシリンダブラケットに回動可能に支持され、ロッド側端部はシリンダ取付部２１ｃに連結されている。第１ブーム２１は、ブームシリンダ２７の伸縮に伴って枢支軸１９ａ回りに揺動する。

第２ブーム２２は、直線状に延びた略四角筒体として形成された中間部２２ａと、その両端に第１ブーム２１および第３ブーム２３のそれぞれに連結する連結部として設けられたボス部２２ｂ、２２ｃとから構成される。ボス部２２ｂ、２２ｃの各々は、上下一対で構成され、第２ブーム２２の一端側の上下のボス部２２ｂの各々は、第１ブーム２１の上下の軸受部２１ｂのそれぞれに支持される。また、第１ブーム２１の他端側の上下のボス部２２ｃの各々は、後述する第３ブーム２３の上下の軸受部２３ｂにそれぞれ支持される。中間部２２ａの上面位置は、その両端の上側のボス部２２ｂ、２２ｃよりも低い位置となっている。これにより、第２ブーム２２の上面側は、側面視で第２ブーム２２の延伸方向の中間部を凹ませた緩やかな凹部をなすように切り欠かれた形状を有する。さらに、第２ブーム２２の第１ブーム２１寄りの左側面部には、オフセットシリンダ２８の基端（シリンダ側端部）を支持するシリンダ支持部２２ｄが突出して設けられている。オフセットシリンダ２８のシリンダ側端部は、シリンダ支持部２２ｄに回動可能に連結される。

第３ブーム２３は、側面視で略三角形状の形状を有し、第２ブーム２２の先端に左右方向に揺動可能に支持されている。第３ブーム２３の上部は、左右一対の側壁部２３ａにより、アームシリンダ２９のシリンダを支持するシリンダ支持部となっている。第３ブーム２３には、第２ブーム２２との連結部である軸受部２３ｂが上下に一対設けられている。第３ブーム２３の左側には、オフセットリンク２６の一端を回動可能に支持するとともに、第２ブーム２２を揺動させるオフセットシリンダ２８のロッド側端部を支持するブラケット部２３ｃが突出して設けられている。

第１ブーム２１と第３ブーム２３は、オフセットリンク２６によって連結されている。オフセットリンク２６は、第２ブーム２２に対して平行に配置される棒状部材であり、その一端には第１ブーム２１のオフセットリンク取付部２１ｄに連結される取付部材２６ａが設けられ、他端には第３ブーム２３のブラケット部２３ｃに連結される取付ボス部２６ｂが設けられている。オフセットリンク２６の取付部材２６ａは断面視略Ｕ字型に形成されており、第１ブーム２１のオフセットリンク取付部２１ｄに第１支持軸４１を介して回動可能に連結されている。また、オフセットリンク２６の他端側の取付ボス部２６ｂは、第３ブーム２３のブラケット部２３ｃに第４支持軸４４を介して回動可能に連結されている。

第１ブーム２１にオフセットリンク２６を枢結する第１支持軸４１とキャビン１０との位置関係は、第１ブーム２１を図２の側面図に示すキャビン１０の後方側に傾斜させた姿勢としたときには、図２および図４（背面図）に示すように、第１支持軸４１がキャビン１０の屋根部１０ａの上方に位置し、背面視においてキャビン１０の後端部支柱１０ｂより運転席１５側に位置する。また、第１ブーム２１の回動時の第１支持軸４１の軌跡Ｐは、側面視においては図２に示すようにキャビン１０の屋根上に円弧を描き、平面視においては図３に示すように運転席１５の右側のコンソール５２を含む作業操作レバー装置５０および操作パネル１４を前後に横切って直線を描くものとなる。

第１ブーム２１と第２ブーム２２とは、第１ブーム２１の軸受部２１ｂと第２ブーム２２の一端のボス部２２ｂとを貫通して設けた第２支持軸４２により連結されている。第２支持軸４２は、第１ブーム２１の上側の軸受部２１ｂと第２ブーム２２の上側のボス部２２ｂとを貫通して配置した上側軸４２ａと、第１ブーム２１の下側の軸受部２１ｂと第２ブーム２２の下側のボス部２２ｂとを貫通して配置した下側軸４２ｂとにより構成される（図２参照）。すなわち、同軸上に分離して配置された２つの軸から成る第２支持軸４２を、平面視で枢支軸１９ａの軸方向と直交する方向を軸方向として配置することで、第１ブーム２１と第２ブーム２２とが、第２支持軸４２の軸回りに回動自在に連結される。

また、第１ブーム２１と第２ブーム２２を枢結する第２支持軸４２は、第１支持軸４１がキャビン１０の屋根部１０ａの上方にあるときには、第１支持軸４１と同一または第１支持軸４１より低い位置に配置される（図２および図４参照）。

第２ブーム２２と第３ブーム２３とは、第２ブーム２２の他端側のボス部２２ｂと第３ブーム２３の軸受部２３ｂとを貫通して設けた第３支持軸４３により連結されている。第３支持軸４３は、第２支持軸４２と同様に、同軸上に分離して配置された２つの軸から成る。すなわち、第３ブーム２３の上側の軸受部２３ｂと第２ブーム２２の上側のボス部２２ｃとを貫通して配置した上側軸と、第３ブーム２３の下側の軸受部２３ｂと第２ブーム２２の下側のボス部２２ｃとを貫通して配置した下側軸とにより構成される。第３支持軸４３を第２支持軸４２と平行な方向を軸方向として配置することにより、第２ブーム２２と第３ブーム２３とが、第３支持軸４３の軸回りに回動自在に連結される。

第２ブーム２２と第３ブーム２３との間には、オフセットシリンダ２８が設けられている。オフセットシリンダ２８は、第２ブーム２２の左側に長さ方向に沿って配置されている。オフセットシリンダ２８のシリンダ側端部は、第２ブーム２２のシリンダ支持部２２ｄに支持されている。オフセットシリンダ２８のロッド側端部は、第３ブーム２３のブラケット部２３ｃに連結されている。

第３ブーム２３のブラケット部２３ｃは、オフセットリンク２６用のブラケットを上側に、オフセットシリンダ２８用のブラケットを下側に配置した構成を有する。オフセットリンク２６とオフセットシリンダ２８は、第４支持軸４４を介して第３ブーム２３に回動自在に連結されている。第４支持軸４４は、オフセットリンク２６をブラケット部２３ｃに連結するとともに、オフセットシリンダ２８をブラケット部２３ｃに連結するものである。

各部材を回動可能に連結する第１支持軸４１、第２支持軸４２、第３支持軸４３および第４支持軸４４の軸方向は、互いに平行である。さらに、第１支持軸４１と第２支持軸４２を結ぶ線分の長さと、第３支持軸４３と第４支持軸４４を結ぶ線分の長さは等しく、第１支持軸４１と第４支持軸４４とを結ぶ線分の長さと、第２支持軸４２と第３支持軸４３とを結ぶ線分の長さは等しい関係である。すなわち、第２ブーム２２、オフセットリンク２６、第１支持軸４１、第２支持軸４２、第３支持軸４３および第４支持軸４４により平行四辺形リンク機構が構成されている（図６参照）。

第１支持軸４１は、図４に一点鎖線で示すように、第２支持軸４２が配置された第１ブーム２１の長さ方向に沿った軸線Ｍと直交する直線Ｈよりも上の位置に配置される。すなわち、第２支持軸４２の方が、第１支持軸４１よりも低い位置に配置されることになる。また、図２に示す側面視においては、第１支持軸４１の配置は、第２支持軸４２よりも前側にずれた位置となる。これにより、第１支持軸４１をキャビン１０の屋根部１０ａよりも上となる位置に配置でき、平行四辺形リンクをコンパクトに構成することができる。また、支持部２１ａにおいてキャビン１０側に突出して設けられた第１支持軸４１を支持するシリンダ取付部２１ｃは、その突出端（左端）が平面視において図３に示す軌跡Ｐの左側を第１支持軸４１に対して平行に移動する。したがって、支持部２１ａの左側突出端は、図５に示すように第１ブーム２１、第２ブーム２２および第３ブーム２３を直線状に配置したときに、運転席１５の右側に配置されたコンソール５２の左右の幅内に位置することになる。

第３ブーム２３の先端には、左右方向を軸方向とする連結軸を介してアーム２４が上下回動可能に連結されている。第３ブーム２３の上方には、アームシリンダ２９のシリンダ側が回動可能に支持されている。また、アームシリンダ２９のロッド側端部は、アーム２４の基端側に設けられたブラケット部３７に回動可能に支持されている。アーム２４は、アームシリンダ２９の伸縮により、連結軸回りに揺動する。

アーム２４の先端には、左右方向を軸方向とする連結軸を介してバケット２５が連結されている。また、アーム２４の長さ方向に沿って、作業具シリンダ３１が設けられている。作業具シリンダ３１のシリンダ側端部は、アーム２４の基端側に設けられたブラケット部３７に回動可能に支持されている。作業具シリンダ３１のロッド側端部は、バケット２５側のリンク部３８に回動可能に支持されている。バケット２５は、作業具シリンダ３１の伸縮により、連結軸回りに揺動する。

バケット２５は、ブーム２０の第１ブーム２１、第２ブーム２２および第３ブーム２３を一直線状となる姿勢としたときに、図５（ｂ）の平面図に示すように、第２ブーム２２よりも右側に突出した第１ブーム２１のオフセットリンク取付部２１ｄおよび第３ブーム２３のブラケット部２３ｃを、その幅内に収めるサイズのものである。なお、図５（ｂ）では、バケット２５の幅とオフセットリンク取付部２１ｄおよび第３ブーム２３のブラケット部２３ｃとの位置関係の理解のために、バケット２５の左右方向の端を通り、第１ブーム２１の長さ方向の軸線Ｍに平行な補助線Ｌを図示している。

ブーム２０の動作について説明する。

第２ブーム２２は、オフセットシリンダ２８を作動させて、図６に一点鎖線で示す平行四辺形リンクを変形させることにより、図６（ｂ）の位置から、左方向は図６（ａ）の位置、右方向は図６（ｃ）の位置まで、第２支持軸４２を中心に揺動する。すなわち、第１ブーム２１、第２ブーム２２、第３ブーム２３を直線状に配置した位置をオフセット量ゼロとして、旋回フレーム７においてキャビン１０が配置されている左側に向かって、第２ブーム２２を所定の角度（例えば、８５度までの角度）揺動させることにより、アーム２４の先端に連結されたバケット２５が走行車体２の前方左側にオフセットされる。また、旋回フレーム７において右ボンネット１６が配置されている右側に向かって、第２ブーム２２を所定の角度（例えば、４５度までの角度）揺動させることにより、アーム２４の先端に連結されたバケット２５が走行車体２の前方右側にオフセットされる。なお、旋回フレーム７上において、左右方向の幅が右ボンネット１６よりもキャビン１０の方が大きいことから、右方向よりも左方向の方により大きい揺動角が要求される。

支持部２１ａのオフセットリンク取付部２１ｄを第２ブーム２２よりも高い位置に設けたことから、図６（ａ）に示すように、オフセットシリンダ２８を伸長させて、第２ブーム２２を左方向に揺動させたときには、第１支持軸４１を第２ブーム２２が、オフセットリンク２６および支持部２１ａのオフセットリンク取付部２１ｄよりも下側に入り込む。また、第２ブーム２２の形状を中間部２２ａの上面が端部のボス部２２ｂ、２２ｃの上面よりも低い位置となるように構成していることから、図６（ａ）に示す位置まで左方向に揺動させたときに、オフセットリンク２６の取付部材２６ａおよび第１支持軸４１の下端が、第２ブーム２２においてボス部２２ｂの上面より低くなっている領域、つまり第２ブーム２２の上面側の凹部の上方に位置することになる。このため、第２ブーム２２が、オフセットリンク２６の取付部材２６ａおよび第１支持軸４１に干渉することがなく、左方向の揺動角を十分に確保することができる。

以上のような構成を備えた掘削作業機１においては、運転席１５に着座したオペレータにより走行レバーや作業操作レバー等が適宜操作されることで、所望の動作・作業が行われる。具体的には、例えば、走行レバーの操作により、掘削作業機１の前後直進走行や左右旋回走行が行われる。また、作業操作レバーの操作により、掘削装置３による掘削作業、あるいは排土装置４による排土作業および／または整地作業が行われる。

掘削装置３は、図５（ａ）の左側面図および図５（ｂ）の平面図に示すように、ブーム２０の第１ブーム２１、第２ブーム２２および第３ブーム２３を平面視において一直線状となる姿勢とすることにより、走行車体２の略正面に位置する土砂等の掘削作業を行うことができる。また、掘削装置３は、上部旋回体を旋回させることなく、図６（ａ）および図６（ｃ）に示すように、オフセットシリンダ２８を伸縮させて第２ブーム２２を左右方向に揺動させることにより、バケット２５をキャビン１０の右前方または左前方に移動させて、いわゆる側溝掘削作業を行うことができる。

以上のような構成を備えた本実施形態の掘削作業機１は、次のような構成を備えていると言える。すなわち、掘削作業機１は、運転席１５を収容するキャビン１０の側方に、左右方向を軸方向として上下に回動可能に支持された第１ブーム２１と、第１ブーム２１に左右に揺動可能に支持された第２ブーム２２と、第２ブーム２２に左右に揺動可能に支持され第１ブームにオフセットリンク２６を介して連結された第３ブームと、を備えた作業装置（掘削装置３）を配置した建設機械である。そして、作業装置（掘削装置３）は、第１ブーム２１の回動時における軌跡Ｐが、平面視においてキャビン１０内における運転席１５の側方（右側）に配置された操作具（操作レバー５１）を設けたコンソール５２上を前後方向に横切るように通り、側面視においてキャビン１０の屋根部１０ａの上方を通る、第１ブーム２１にオフセットリンク２６を枢結する第１支持軸４１を備えている。

また、本実施形態の掘削作業機１は、掘削装置３の第１ブーム２１の姿勢をキャビン１０の後方側に向けて傾斜させた姿勢としたときに、第１支持軸４１がキャビン１０の屋根部１０ａの上方に位置する構成としている。

また、本実施形態の掘削作業機１は、第１支持軸４１は、第１ブーム２１の姿勢をキャビン１０の後方側に向けて最も傾斜させた姿勢（図２参照）から、第１ブーム２１を略直立させた姿勢とするまで、キャビン１０の屋根部１０ａの上方にある。このとき、第１ブーム２１と第２ブーム２２を枢結する第２支持軸４２が、第１支持軸４１と同一の高さ位置または第１支持軸４１より低い位置となる。

このような構成によれば、第１ブーム２１にオフセットリンク２６を枢結する第１支持軸４１が、掘削装置３のブーム２０、アーム２４およびバケット２５を最も折り畳んだ姿勢（図１から図３参照）の位置から、キャビン１０の前方まで移動する間に、キャビン１０の平坦な屋根部１０ａの上方にある。このため、キャビン１０と干渉することがない。また、従来は、第１ブーム２１とキャビンの屋根との干渉を防ぐために屋根のコーナ部をキャビン室内側に退入させていたため、キャビンの屋根を平坦に形成することができなかった。このため、キャビン１０の天井側にキャビン前面の窓を収容可能な大きさの平坦領域を設けることができず、跳ね上げ式で容易に開閉することができる窓部をキャビン前面に採用することができなかった。本実施形態では、キャビン１０の屋根部１０ａを平坦に形成したことで、キャビン１０の前面にキャビン１０の天井側に収容可能な前窓部１３を採用することができる。これにより、オペレータが掘削作業に応じて、前窓部１３を天井側に収納してキャビン１０の前面を開放状態とすることが容易に行える。また、屋根部１０ａの上面が平坦なキャビン１０に第１支持軸４１が干渉しないことから、特殊な屋根形状のキャビンを設計する必要がなく、他の機種、例えばブーメラン状のブームを備えた掘削装置に搭載しているキャビンと共通のものを採用することができる。すなわち、他機種との間でのキャビンの共通化により、設計コスト等の低減に寄与することができる。また、掘削装置３との干渉を避けるために、キャビン１０の屋根形状として、例えばキャビン１０の掘削装置３側のコーナ部を切欠き状に凹ませた形状を採用する必要がないため、キャビン１０内のオペレータに圧迫感を与えることなく、キャビン１０内の快適な作業空間を確保することができる。

また、本実施形態の掘削作業機１は、掘削装置３の第２ブーム２２を所定の角度まで揺動させたときに、第１支持軸４１が第２ブーム２２の上方に位置し、背面視、キャビン１０の後端部支柱１０ｂより運転席１５側に位置する、よう構成している。本実施形態の掘削作業機１では、左右方向の幅が旋回フレーム７の左側に配置されるキャビン１０の方が右側に配置される右ボンネット１６よりも大きいことから、左側の側溝掘削作業を行う場合には、第２ブーム２２を、例えば、７０～８５度の角度まで揺動させる必要がある。第２ブーム２２を所定の角度（例えば、７０～８５度）まで揺動させたときに、第１支持軸４１が第２ブーム２２の上方に位置すれば、第１支持軸４１が第２ブーム２２の移動の障害となることがない。これにより、キャビン１０を配置した側への第２ブーム２２の揺動角を確保することができ、側溝掘削の作業性が向上する。

また、本実施形態では、第２ブーム２２の中間部２２ａの上面が左右のボス部２２ｂ、２２ｃよりも低くなるように形成している。第２ブーム２２の中間部２２ａの上面を左右のボス部２２ｂ、２２ｃよりも低くしたことで、ブーム２０の側面視においては第２ブーム２２よりも上側にオフセットリンク２６が配置され、両者間には隙間が生じる。図６（ａ）に示すように第２ブーム２２を左側に揺動させたときに、第２ブーム２２とオフセットリンク２６がキャビン１０の前方を横切り、オペレータの視界を遮るが、第２ブーム２２とオフセットリンク２６の間に隙間があることで、オペレータの視界を完全に遮ることがなく、バケット２５の位置をオペレータが目視することが可能となる。

また、本実施形態の掘削作業機１の作業装置（掘削装置３）は、第３ブーム２３に左右方向を軸方向として回動可能に支持されたアーム２４と、前記アーム２４の先端に揺動可能に支持されたバケット２５とを有し、第１支持軸４１を支持する支持部（オフセットリンク取付部２１ｄ）が、平面視において第１ブーム２１から側方に突出して設けられ、支持部（オフセットリンク取付部２１ｄ）の側方先端は、第１ブーム２１、第２ブーム２２および第３ブーム２３を直線状に配置したときにバケット２５の幅内に位置するよう構成されている。

また、作業装置（掘削装置３）の第１支持軸４１を支持する支持部（オフセットリンク取付部２１ｄ）が、平面視において第１ブーム２１からキャビン１０側に突出して設けられ、支持部（オフセットリンク取付部２１ｄ）の突出端は、第１ブーム２１、第２ブーム２２および第３ブーム２３を直線状に配置したときにキャビン１０内のブーム側に配置されたコンソール５２の幅内に位置するよう構成されている。

以上のような構成を備えた本実施形態に係る掘削作業機１によれば、例えば、図５に示すブーム２０の第１ブーム２１、第２ブーム２２および第３ブームを一直線状となる姿勢で、走行車体２の略正面に位置する土砂等の掘削作業を行うときに、キャビン１０側に突出して設けられたオフセットリンク取付部２１ｄが、コンソール５２よりも左側の運転席１５に着座したオペレータの視界を遮ることがない。これにより、オペレータは正面側の掘削作業をスムーズに行うことができる。

上述した実施形態の説明は本発明の一例であり、本発明に係る建設機械は上述の実施形態に限定されることはない。このため、上述した実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。また、本開示に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。

なお、本発明は、以下の態様をとることができる。
（１）
運転席を収容するキャビンの側方に、上下に回動可能に支持された第１ブームと、前記第１ブームに左右に揺動可能に支持された第２ブームと、前記第２ブームに左右に揺動可能に支持され前記第１ブームにオフセットリンクを介して連結された第３ブームと、を備えた作業装置を配置した建設機械において、
前記作業装置は、前記第１ブームに前記オフセットリンクを枢結する第１支持軸を備え、
前記第１支持軸は、前記第１ブームの回動時に、平面視において前記キャビン内における前記運転席の前記第１ブーム側の側方に配置された操作具が設けられたコンソール上を通り、前記キャビンの屋根部の上方を通る軌跡を描く、
ことを特徴とする建設機械。
（２）
前記第１ブームの姿勢を前記キャビンの後方側に向けて傾斜させた姿勢としたときに、前記第１支持軸が前記キャビンの屋根部の上方に位置し、背面視、前記キャビンの後端部支柱より前記運転席側に位置する、
（１）に記載の建設機械。
（３）
前記第１支持軸が前記キャビンの屋根部の上方にあるとき、前記第１ブームと前記第２ブームを枢結する第２支持軸が、前記第１支持軸と同一の高さ位置または前記第１支持軸より低い位置に位置するように設けられる、
（１）または（２）に記載の建設機械。
（４）
前記第２ブームを所定の角度まで揺動させたときに、前記第１支持軸が前記第２ブームの上方に位置する、
（１）から（３）のいずれかに記載の建設機械。
（５）
前記作業装置は、前記第３ブームに左右方向を軸方向として回動可能に支持されたアームと、前記アームの先端に揺動可能に支持されたバケットとを有し、
前記第１支持軸を支持する支持部が、平面視において前記第１ブームから側方に突出して設けられ、
前記支持部の側方先端は、前記第１ブーム、前記第２ブームおよび前記第３ブームを直線状に配置したときに前記バケットの幅内に位置する、
（１）から（４）に記載の建設機械。
（６）
前記第１支持軸を支持する支持部が、平面視において前記第１ブームから前記キャビン側に突出して設けられ、
前記支持部の突出端は、前記第１ブーム、前記第２ブームおよび前記第３ブームを直線状に配置したときに前記コンソールの左右の幅内に位置する、
（１）から（４）に記載の建設機械。

１ 掘削作業機（建設機械）
２ 走行車体
３ 掘削装置（作業装置）
５ 走行部
７ 旋回フレーム
１０ キャビン
１０ａ 屋根部
１０ｂ 後端部支柱
１１ 運転部
１３ 前窓部
１４ 操作パネル
１５ 運転席
１９ ブーム支持部
１９ａ 枢支軸
１９ｂ 枢支軸
２０ ブーム
２１ 第１ブーム
２１ａ 支持部
２１ｂ 軸受部
２１ｄ オフセットリンク取付部（支持部）
２２ 第２ブーム
２２ａ 中間部
２２ｂ、２２ｃ ボス部
２２ｄ シリンダ支持部
２３ 第３ブーム
２３ａ 側壁部
２３ｂ 軸受部
２３ｃ ブラケット部
２４ アーム
２５ バケット
２６ オフセットリンク
２７ ブームシリンダ
２８ オフセットシリンダ
２９ アームシリンダ
３１ 作業具シリンダ
３７ ブラケット部
３８ リンク部
４１ 第１支持軸
４２ 第２支持軸
４３ 第３支持軸
４４ 第４支持軸
５０ 作業操作レバー装置
５１ 操作レバー（操作具）
５２ コンソール

Claims (6)

1. 運転席を収容するキャビンの側方に、上下に回動可能に支持された第１ブームと、前記第１ブームに左右に揺動可能に支持された第２ブームと、前記第２ブームに左右に揺動可能に支持され前記第１ブームにオフセットリンクを介して連結された第３ブームと、を備えた作業装置を配置した建設機械において、
   前記作業装置は、前記第１ブームに前記オフセットリンクを枢結する第１支持軸を備え、
   前記第１支持軸は、前記第１ブームの回動時に、平面視において前記キャビン内における前記運転席の前記第１ブーム側の側方に配置された操作具が設けられたコンソール上を通り、前記キャビンの屋根部の上方を通る軌跡を描く、
   ことを特徴とする建設機械。
2. 前記第１ブームの姿勢を前記キャビンの後方側に向けて傾斜させた姿勢としたときに、前記第１支持軸が前記キャビンの屋根部の上方に位置し、背面視、前記キャビンの後端部支柱より前記運転席側に位置する、
   請求項１に記載の建設機械。
3. 前記第１支持軸が前記キャビンの屋根部の上方にあるとき、前記第１ブームと前記第２ブームを枢結する第２支持軸が、前記第１支持軸と同一の高さ位置または前記第１支持軸より低い位置に位置するように設けられている、
   請求項１に記載の建設機械。
4. 前記第２ブームを所定の角度まで揺動させたときに、前記第１支持軸が前記第２ブームの上方に位置する、
   請求項１に記載の建設機械。
5. 前記作業装置は、前記第３ブームに左右方向を軸方向として回動可能に支持されたアームと、前記アームの先端に揺動可能に支持されたバケットとを有し、
   前記第１支持軸を支持する支持部が、平面視において前記第１ブームから側方に突出して設けられ、
   前記支持部の側方先端は、前記第１ブーム、前記第２ブームおよび前記第３ブームを直線状に配置したときに前記バケットの幅内に位置する、
   請求項１に記載の建設機械。
6. 前記第１支持軸を支持する支持部が、平面視において前記第１ブームから前記キャビン側に突出して設けられ、
   前記支持部の突出端は、前記第１ブーム、前記第２ブームおよび前記第３ブームを直線状に配置したときに前記コンソールの左右の幅内に位置する、
   請求項１に記載の建設機械。
   

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