JP3344196B2

JP3344196B2 - スイング式掘削機械

Info

Publication number: JP3344196B2
Application number: JP03574596A
Authority: JP
Inventors: 宣光佐久間
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2002-11-11
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JPH09209387A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土砂の掘削等の作
業を行う掘削機械において、特にそのフロント作業機構
をスイングポストに装着して、所定の角度スイングさせ
ることによって、側溝掘りを可能としたスイング式掘削
機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】掘削機械、例えば油圧ショベルは、下部
走行体上に旋回装置を介して上部旋回体を旋回可能に設
置し、この上部旋回体にオペレータが搭乗して操作を行
う運転席が設けられ、またブーム、アーム及びバケット
からなるフロント作業機構が装着されている。そして、
これらブーム、アーム及びバケットは油圧シリンダで駆
動されるが、これらの油圧シリンダや、走行用及び旋回
用の油圧モータ等からなる油圧アクチュエータを駆動す
るために、エンジン、油圧ポンプ、方向切換弁等を内蔵
させた機械室を配置する構成としている。

【０００３】狭い場所で土木作業を行う場合等におい
て、旋回時にフロント作業機構が構築物等と衝突しない
ようにするためには、上部旋回体の旋回半径をできるだ
け小さくする必要がある。そして、旋回半径が上部旋回
体の範囲内に納まるように構成した、所謂超小旋回油圧
ショベルも開発されており、この超小旋回油圧ショベル
の代表的なものは、特開平７−２４３２２３号に開示さ
れている。そこで、以下に図４乃至図８に基づいて、こ
の公知技術による超小旋回油圧ショベルについて説明す
る。

【０００４】まず、図５において、１は下部走行体、２
は上部旋回体である。下部走行体１は、左右の履帯３，
３を有する無限軌条の走行体から構成される。上部旋回
体２は、旋回装置４を介して下部走行体１上に旋回可能
に連結されている。上部旋回体２のフレーム５には、オ
ペレータが着座する運転席を設けた運転室６が設置され
ている。フロント作業機構７は、ブーム８、アーム９及
びバケット１０からなり、このフロント作業機構７も上
部旋回体２側に設けられる。ここで、運転室６とフロン
ト作業機構７とは、図６に示したように、上部旋回体２
の前方において、運転室６が左側に、フロント作業機構
７が右側に並ぶように配置されている。さらに、１１は
機械室であって、この機械室１１内には、フロント作業
機構の駆動手段としての油圧シリンダ、及び走行機構、
旋回装置における駆動手段としての油圧モータ等の油圧
アクチュエータに圧油を供給するために、エンジン及び
油圧ポンプ、方向切換弁や作動油タンク等の機器が設置
されている。この機械室１１は運転室６の後方からフロ
ント作業機構７の装着部側に回り込むように配置されて
いる。

【０００５】ここで、フロント作業機構７は、上部旋回
体２に直接連結されるのではなく、この上部旋回体２の
フレーム５に連結して設けたスイングポスト１２に設け
られている。スイングポスト１２はフロント作業機構７
をスイング動作、即ち水平方向に回動させるためのもの
である。そこで、図７にブーム８の基端部におけるスイ
ングポスト１２への連結部であるブームフート部の構成
を示す。スイングポスト１２は、上部旋回体２のフレー
ム５に鉛直方向に設けたスイング軸１３により水平方向
に回動可能に連結されている。ここで、スイング軸１３
は、油圧配管１４を挿通させるために、上下に２分割さ
れている。そして、スイングポスト１２と上部旋回体２
との間には図示は省略するが、スイング作動用油圧シリ
ンダが連結して設けられており、この油圧シリンダを作
動させると、スイングポスト１２は水平方向に回動す
る。

【０００６】フロント作業機構７を構成するブーム８、
アーム９及びバケット１０は、それぞれブーム用油圧シ
リンダ１５、アーム用油圧シリンダ１６及びバケット用
油圧シリンダ１７によりそれぞれ駆動される。ブーム８
及びこのブーム８を駆動するブーム用油圧シリンダ１５
のそれぞれの一端はピン１８，１９によってスイングポ
スト１２に設けた取付部としてのブラケット１２ａに枢
着されている。また、油圧シリンダ１５の他端はブーム
８にピン２０で枢着されており、油圧シリンダ１５を作
動させると、ブーム８が俯仰動作することになる。ま
た、アーム９はピン２１によってブーム８に枢着され、
アーム用油圧シリンダ１６の両端は、ブーム８とアーム
９とにそれぞれピン２２，２３により枢着されており、
油圧シリンダ１６を作動させると、アーム９はブーム８
に対して上下方向に回動する。さらに、アーム９の先端
にバケット１０がピン２４により枢着されており、また
バケット用油圧シリンダ１７の両端はアーム９とバケッ
ト１０とにそれぞれピン２５，２６で枢着されている。
従って、この油圧シリンダ１７を作動させると、バケッ
ト１０が上下方向に回動する。

【０００７】ここで、ブーム８は上下に２分割されてい
る。８Ｌはロアブームで、８Ｕはアッパブームである。
ピン１８によってスイングポスト１２に枢着されるの
は、ロアブーム８Ｌであり、アッパブーム８Ｕはピン２
１によりアーム９に枢着されている。さらに、ロアブー
ム８Ｌの先端部とアッパブーム８Ｕの基端部とはピン２
７で枢着され、またブーム用油圧シリンダ１５を枢着す
るピン２０はロアブーム８Ｌ側に設けられている。従っ
て、ブームフート部は、ピン１８を介してロアブーム８
Ｌがスイングポスト１２に連結される部位を言う。

【０００８】２８はロアブーム８Ｌとアッパブーム８Ｕ
との間の開き角度を制御するクロスリンクであって、こ
のクロスリンク２８はパイプ状またはロッド状の部材か
らなり、ブーム８の左右の両側部に沿うように２本設け
られ、それぞれ一端がピン２９によりスイングポスト１
２に一対立設したブラケット１２ａ，１２ａ間の部位に
配置されて、これらブラケット１２ａ，１２ａに枢着さ
れる。また、他端はアッパブーム８Ｕの基端側部分、即
ちこのアッパブーム８Ｕのロアブーム８Ｌへの連結部近
傍にピン３０を用いて枢着されている。そして、図８か
らも明らかなように、少なくともブーム８の最大上げ姿
勢時においては、クロスリンク２８の中心軸線、即ちピ
ン２９，３０を結ぶ線Ｘ₁ と、ロアブーム８Ｌにおける
ピン１８とピン２７とを結ぶ線Ｘ₂ は交差している。

【０００９】以上のように構成することによって、ブー
ム８を俯仰動作させた時に、ロアブーム８Ｌは、そのス
イングポスト１２への枢着部であるピン１８を中心とし
て上下方向に回動する。また、この動きに連動してクロ
スリンク２８も上下方向に回動するが、このクロスリン
ク２８の回動中心はピン２９である。即ち、ロアブーム
８Ｌとアッパブーム８Ｕとを枢着するピン２７の軌跡Ｔ
₁ 及びクロスリンク２８の他端におけるピン３０の軌跡
Ｔ₂ は共に円弧状の軌跡であるが、両円弧状軌跡Ｔ₁ ，
Ｔ₂ の中心は離れている。しかも、ピン１８，２７間の
線Ｘ₁ （円弧状軌跡Ｔ₁ の半径）とピン２９，３０間の
線Ｘ₂ （円弧状軌跡Ｔ₂ の半径）とは長さ寸法も違って
いる、従って、これら円弧状軌跡Ｔ₁ と円弧状軌跡Ｔ₂
との中心及び半径が異なっている。

【００１０】図８に示したように、ピン２９の方がピン
１８より旋回中心に近い位置で、やや下方の位置に配置
され、また線Ｘ₂ の方が線Ｘ₁ より長くする。これによ
って、ブーム８の俯仰動作範囲内において、ブーム８を
最も上方に上げた最大上げ状態から最も下方に下げた最
大下げ状態に至るまでのピン２７，３０の軌跡Ｔ₁ ，Ｔ
₂ は２回交差する。そして、ブーム８の先端部、即ちア
ッパブーム８Ｕとアーム９との間を連結するピン２１の
軌跡Ｔ₃ は非円形の曲線となる。

【００１１】ここで、図５において、ブーム８が実線で
示した最大上げ状態は旋回姿勢であり、また一点鎖線で
示したブーム８の最大下げ状態は深掘り姿勢、さらに二
点鎖線で示した状態が、ブーム８の最大リーチ姿勢であ
る。土砂の掘削を行う際には、通常はブーム８の最大リ
ーチ姿勢乃至その近傍で地面と接触する。そして、深掘
り姿勢でバケット１０がとどく位置までの掘削が可能に
なる。この掘削時、特に最大リーチ姿勢及びその近傍で
は、フロント作業機構７は前方に大きく伸ばした状態に
なるから、ブーム８を構成するロアブーム８Ｌとアッパ
ブーム８Ｕとの間の開き角度は小さく、即ちブーム８全
体の形状における曲がりを大きくして、地面に対する角
度をできるだけ深くする方が、掘削力を大きくできる。
これに対して、旋回姿勢においては、フロント作業機構
７の全体をコンパクトに折り込むために、ロアブーム８
Ｌとアッパブーム８Ｕとの間の開き角度をできるだけ大
きくして、ブーム８全体の形状が直線に近い状態にした
方が、旋回半径を小さくできる。

【００１２】ブーム８の動きに応じてロアブーム８Ｌと
アッパブーム８Ｕとの開き角度を変化させるのは、この
ためである。アッパブーム８Ｕとスイングポスト１２の
ブラケット１２ａとの間にクロスリンク２８を枢着し、
そのクロスリンク２８のアッパブーム８Ｕへの枢着点の
円弧状軌跡Ｔ₂ をロアブーム８Ｌのアッパブーム８Ｕへ
の枢着点の円弧状軌跡Ｔ₁ と異ならせると、ブーム８の
俯仰動作時にロアブーム８Ｌとアッパブーム８Ｕとの間
の開き角度が変化する。両軌跡Ｔ₁ ，Ｔ₂ が交差する位
置でのロアブーム８Ｌとアッパブーム８Ｕとの開き角度
を基準にすると、軌跡Ｔ₁ 上の位置が軌跡Ｔ₂ の円弧の
外側に位置する部分では、この開き角度が基準角度より
小さくなり、また軌跡Ｔ₂ 位置が軌跡Ｔ₁ の円弧の外側
に位置する部分になると、開き角度は基準角度より大き
くなる。

【００１３】そこで、図８のように、ブーム８下げの動
作時に、最大リーチ状態の直前で両軌跡Ｔ₁ ，Ｔ₂ が交
差して、この位置から深掘り状態に至るまでの間はピン
２７の位置を軌跡Ｔ₂ より外側に位置させることによっ
て、ロアブーム８Ｌとアッパブーム８Ｕとの角度を小さ
くする。また、最大リーチ状態から旋回姿勢に向かうに
応じてピン３０の位置が軌跡Ｔ₁ より外側になり、かつ
最大リーチ状態では、ピン２７の位置とピン３０の位置
とのとの差をできるだけ大きくなるように、軌跡Ｔ₁ と
軌跡Ｔ₂ との中心及び半径を設定する。これによって、
掘削時のロアブーム８Ｌとアッパブーム８Ｕとの開き角
度（最大リーチ状態の角度α，深掘り状態の角度β）が
小さく、ブーム８全体の曲がりが大きくなり、十分な掘
削力が得られ、また旋回姿勢を取らせると、ロアブーム
８Ｌとアッパブーム８Ｕとが角度γが大きくなって、直
線に近い状態になり、フロント作業機構７全体をコンパ
クトに畳み込めるようになる。この結果、旋回半径は、
図５に示したＳとなり、旋回半径Ｓは上部旋回体２の範
囲内となり、上部旋回体２の直近位置に構築物等が存在
していたとしても、この構築物等が実質的に垂直な壁等
であれば、旋回時にフロント作業機構７がそれに衝突す
るおそれはない。

【００１４】そして、以上のように構成される超小旋回
型の油圧ショベルにおいて、フロント作業機構７を上部
旋回体２に直接装着せず、上部旋回体２から張り出すよ
うに設けたスイングポスト１２に装着されているのは、
側溝掘りを効率的に行うことができるようにするためで
ある。即ち、油圧ショベルの全体を図９に示した姿勢に
すると、バケット１０は上部旋回体２における側部ぎり
ぎりの位置にまでオフセットすることになり、この状態
でフロント作業機構７を作動させて、バケット１０によ
り掘削しながら、所定の方向に車両を移動させることに
よって、道路の側部等に沿うように側溝を円滑に掘るこ
とができる。

【００１５】ここで、油圧ショベルは、通常は図６の状
態となっており、この状態から側溝掘りの姿勢を取らせ
るには、図６に矢印Ｐで示したように、スイングポスト
１２を上部旋回体２に対して所定の角度回動させて、フ
ロント作業機構７をスイングさせ、さらにこの状態のま
ま上部旋回体２全体をこれとは反対のＱ方向に旋回させ
るようにする。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、家屋やビル
等の構築物に極めて近接した位置に側溝を掘る場合に
は、これら構築物と下部走行体１との間の間隔は殆どな
い状態で走行させる必要があり、常に構築物と接触する
おそれのある状態で作業が行われることになり、車両を
走行させながら行う側溝掘りは極めて高度な熟練を要す
るものとなる。従って、側溝掘りをより円滑に行うに
は、バケット１０のオフセット量をできるだけ大きく取
る必要がある。しかしながら、フロント作業機構７にお
けるバケット１０の中心軸線をオフセットさせるには、
フロント作業機構７の全体を上部旋回体２の側方に変位
する位置に装着しなければならない。フロント作業機構
７は上部旋回体２に直接設けられておらず、スイングポ
スト１２に装着されているから、スイングポスト１２を
上部旋回体２から大きく張り出させれば、オフセット量
を大きく取れる。ただし、スイングポスト１２を上部旋
回体２から張り出すと、この張り出し分だけ上部旋回体
２の旋回半径が大きくなってしまう。

【００１７】また、従来技術においては、超小旋回機能
を発揮させるクロスリンク２８はブーム８の左右両側に
設けられている。従って、クロスリンク２８はブーム８
の側面部から外方に突出しており、しかもこのクロスリ
ンク２８が設けられている位置はロアブーム８Ｌ側の低
い位置である。上部旋回体２には、フロント作業機構７
と並ぶように運転室６が配置されており、しかもこの運
転室６の前方には、図示は省略するが、操作レバーや操
作ペダル等、機械を操作する操作手段が配置されてい
る。従って、図８の側溝掘り姿勢を取らせるために、ク
ロスリンク２８を運転室６の直前の位置に変位させる
と、この運転室６に着座して機械の操作を行うオペレー
タにとって大きな圧迫感を与えることになり、特に小型
の油圧ショベル、例えばミニショベルのように、上部旋
回体２の全体の形状をコンパクトに形成しようとする
と、ブーム８から突出しているクロスリンク２８が邪魔
になり、操作手段の操作に支障を来すおそれもある。要
するに、クロスリンク２８を設けることは油圧ショベル
の小型化に対する制約の一因をなしている。

【００１８】ここで、クロスリンクとしての機能を発揮
させるには必ず２本設ける必要はなく、１本のクロスリ
ンクであっても、十分な強度を持たせれば、それをブー
ムの一方側の側板に沿うように配置することも可能であ
る。また、このクロスリンクをブームにおける運転室の
配置側とは反対側の面に配置すれば、ロアブームにおけ
る運転室の配置側に対面する側面部分には何等の突出物
がなくなるので、オペレータに対して圧迫感を与えた
り、操作手段の操作に支障を来すようなことはなくな
る。

【００１９】ただし、そのような構成を採用すると、ク
ロスリンクは片持ち状態になり、ブームにおける荷重の
偏在が生じ、クロスリンクが配設されている側の方が、
それとは反対側の部分より応力が高くなって、ロアブー
ムに横曲げ応力が作用することになる。このために、フ
ロント作業機構を作動させて、土砂の掘削等の作業を行
う際に大きな横曲げ応力によって、ブーム、特にロアブ
ームの動きの円滑性を欠いてしまうおそれがあり、また
繰り返し作用する応力によりやがてはロアブームが変形
する等といった不都合が生じる。

【００２０】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、まず、第１の目的は、側溝掘りを効率的に行え
るようにすることにある。また、第２の目的は、側溝掘
りを効率的に行えるようにすると共に、ブームにクロス
リンクを片持ち状態で装着した時に、掘削機械を円滑に
操作できるようにする等のために、ロアブームに作用す
る横曲げ応力を抑制乃至緩和させることにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前述した第１の目的を達
成するために、バケットの中心軸線をブームフート部の
中心軸線より運転室とは反対方向に位置させる構成とし
たことを本発明の特徴とする。また、第２の目的を達成
するためには、クロスリンクをブームの側面における運
転室の配置側とは反対側の面に設け、しかもブームにお
けるロアブームのブームフート部の中心位置に対してブ
ームの中心軸線を運転室とは反対方向に位置させる構成
となし、さらに好ましくは、ロアブームを、そのブーム
フート部からアッパブームへの連結部までの中心軸線
と、このロアブームに枢着されたアッパブームの中心軸
線とを平行に配置し、このアッパブームの中心軸線は運
転席とは反対方向に所定量変位した位置に配置する構成
としたことをその特徴とするものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】ここで、ロアブームはスイングポ
ストの一対のブラケット間に配置されて、これらブラケ
ットに装着したピンに回動自在に支持されている。従っ
て、ピンの両ブラケット間の中間位置がブームフート部
の中心位置となる。ここで、従来技術においては、ブー
ムの長手方向の中心軸線はこのブームフート部の中心位
置を通るように構成している。また、バケットの中心軸
線は、バケットの幅と平行な方向の中心線であり、この
バケットの中心軸線はブームの中心軸線と一致した状態
になっている。このために、側溝掘り状態におけるバケ
ットのオフセット量は、ブームフート部の位置により実
質的に左右されることになる。しかしながら、これらブ
ームフート部の中心位置及び前述した両中心軸線は、構
造上、必ずしも一致させる必要はない。

【００２３】フロント作業機構は、スイングポストへの
連結部側から、ブーム，アーム及びバケットの順に連結
されている。しかも、ブームは２分割されて、ロアブー
ムとアッパブームとから構成される。そこで、フロント
作業機構におけるブームフート部から前方の部位、即ち
バケットへの連結部に至るまでの部位において、中心軸
線をブームフート部の中心位置から所定量だけシフトさ
せる。シフトする方向は、機械を通常の掘削姿勢の状態
にした時において、運転室が設けられている部位とは反
対方向とする。このように、バケットの中心軸線をブー
ムフート部の中心位置に対してオフセットさせた量だ
け、側溝掘り姿勢とした時におけるバケットのオフセッ
ト量を増大させることができる。

【００２４】ここで、ロアブームとアッパブームとの開
き角度を変化させるために設けられるクロスリンクをブ
ームの左右の面に沿うように２本設けるのではなく、運
転室の配置側とは反対側の側面に１本だけ設けるように
すれば、側溝掘り姿勢を取らせた時に、運転室が対面す
るブームの側面からクロスリンクが突出することがなく
なり、運転室に着座して機械の操作を行うオペレータに
とって大きな圧迫感がなくなる等の利点がある。ただ
し、ブームの片側の側面に１本だけしかクロスリンクを
設けず、ブームを所謂片持ち状態にすると、ロアブーム
に横曲げ応力が作用することになる。このロアブームに
作用する横曲げ応力を緩和させるためには、前述した中
心軸線のシフトは、ロアブームまたはアッパブームの部
位で行うようにするのが好ましい。ブーム全体の重心位
置がブームフート部の中心位置からシフトさせた中心軸
線方向に変位して、クロスリンクの方向に近くなる。こ
のように、ブームの重心位置がクロスリンクに近づく
と、横曲げ力を低下できるようになり、クロスリンクを
１本にして、片持ち状態にした場合に生じる不都合を解
消乃至緩和できるようになる。

【００２５】ところで、フロント作業機構におけるロア
ブーム，アッパブーム及びアームはそれぞれボックス構
造としているが、それぞれの部材に必要とする強度は異
なっている。即ち、ロアブームが最も強度を必要とし、
次いでアッパブーム、さらにはアームの順に強度に関す
る条件が緩くなる。従って、フロント作業機構を軽量化
するために、ロアブームよりアッパブームの方がボック
スの断面形状を小さくし、ロアブームとアッパブームと
の間で、ボックスの幅寸法を変化させる。ロアブームと
アッパブームとの中心軸線を一致させる場合には、アッ
パブームは、その幅方向の両側から狭めるようにする
が、アッパブームの中心軸線をロアブームの中心軸線に
対してシフトさせるようにすれば、アッパブームの片側
の側面は直線状とすることができ、それとは反対側の側
面のみを曲成すれば良いことになる。従って、アッパブ
ームの構成が簡略化して、その製造が容易になると共
に、強度の向上も図ることができる。

【００２６】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て説明する。図１乃至図３は第１の実施例であり、また
図４は第２の実施例である。これら各実施例において
は、図５乃至図９に示した従来技術のものとほぼ同様、
掘削機械の一例として油圧ショベルであって、特に小型
のミニショベルが示されている。ただし、本発明の掘削
機械はこれに限るものではない。なお、以下の説明にお
いて、前述した従来技術と同一または均等な部材につい
ては、同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００２７】而して、図１において、油圧ショベルの全
体構成については、前述した従来技術のものと格別の差
異はなく、スイング方式のフロント作業機構４０を有
し、このフロント作業機構４０におけるブーム４１は、
ロアブーム４１Ｌとアッパブーム４１Ｕとから構成され
て、ロアブーム４１Ｌの基端側におけるブームフートの
部分は、上部旋回体２に水平方向に回動可能に連結した
スイングポスト１２における取付部を構成するブラケッ
ト１２ａにピン１８を用いて枢着されている。そして、
ブラケット１２ａとアッパブーム４１Ｕとの間には、ク
ロスリンク４２がそれぞれピン４３，４４により枢着さ
れている。

【００２８】ただし、クロスリンク４２は、ブーム４１
の片側に１本だけ設けられている。このクロスリンク４
２は、ブーム４１における右側の側部に沿うように設け
られ、左側、即ち運転室６と対面する側にはクロスリン
ク４２は設けられていない。ここで、クロスリンク４２
は１本だけしか設けられていないから、従来技術のよう
に左右に設けられるクロスリンクと比較して、より強度
の高いものを用いる。クロスリンク４２には、伸縮方向
に大きな力が作用することから、この方向の強度を高く
する必要があり、このためには、クロスリンク４２をパ
イプ状に形成して、その外径寸法を大きくすれば良い。
従って、クロスリンク４２をあまり重量化させることな
く、必要な強度を持たせることができる。しかも、クロ
スリンク４２は、ブーム４１における運転室６とは反対
側の面に設けられているから、その外径を多少大きくし
ても、オペレータや他の部材に対して邪魔になるような
ことはない。

【００２９】ここで、図２に示したように、ロアブーム
４１Ｌの中心軸線Ａ₁ は、ブームフート部、即ちロアブ
ーム４１Ｌのスイングポスト１２における左右一対から
なるブラケット１２ａ，１２ａ間に設けたピン１８への
連結部分からそのほぼ全長にわたって一直線の状態にな
っている。この軸線Ａ₁ に対して、アッパブーム４１Ｕ
の中心軸線Ａ₂ は平行となっており、かつ上部旋回体２
において、運転室６が配置されている側とは反対側、即
ちクロスリンク４２が配置されている側に間隔Δｄだけ
変位した位置となっている。これによって、アッパブー
ム４１Ｕから先端側、即ちアーム４５及びバケット４６
の中心軸線がロアブーム４１Ｌの中心軸線Ａ₁ からΔｄ
だけ外方向にずれるようになる。

【００３０】このように構成することによって、図３に
示したように、油圧ショベルのフロント作業機構４０を
側溝掘り姿勢を取らせた時に、ブームフート部からバケ
ットに至るまでのフロント作業機構の中心軸線を一致さ
せた場合と比較して、中心軸線のシフト量Δｄだけバケ
ット４６のオフセット量が増大することになる。この結
果、側溝掘りを行う際に車両を走行させると、構築物等
の直近位置であっても、下部走行体１等がこのような構
築物等と接触するおそれがなくなり、作業の円滑性が確
保される。

【００３１】アッパブーム４１Ｕの中心軸線Ａ₂ をロア
ブーム４１Ｌの中心軸線Ａ₁ に対してΔｄだけシフトさ
せるに当っては、アッパブーム４１Ｕを構成するボック
スの左右の側板４１ＵＬ，４１ＵＲの形状を変えてい
る。即ち、ロアブーム４１Ｌ及びアッパブーム４１Ｕは
共にボックス構造体からなり、かつ必要な強度の違いか
ら、アッパブーム４１Ｕの方がロアブーム４１Ｌより断
面形状が小さくなっており、幅方向の寸法も短縮されて
いる。そこで、アッパブーム４１Ｕを構成する左右の側
板４１ＵＬ，４１ＵＲのうち、右側、即ち運転室６と対
面する側とは反対側であり、クロスリンク４２が設けら
れている側の側板４１ＵＲを真直ぐ延在させ、これとは
反対側、即ち左側の側板４１ＵＬはそのロアブーム４１
Ｌへの連結部近傍から側板４１ＵＲ方向に向けて大きく
曲成することによって、アッパブーム４１Ｕに所定の幅
寸法を持たせている。

【００３２】フロント作業機構４０を作動させて、作業
を行うと、ロアブーム４１Ｌには、その軸線方向に向け
て圧縮する方向（掘削作業時）や伸長する方向（クレー
ン作業時）に力が作用する。ロアブーム４１Ｌの軸線方
向に圧縮させる方向の力が作用すると、クロスリンク４
２にはその反力が作用して、伸長する方向に力が加わ
る。このために、ロアブーム４１Ｌにクロスリンク４２
側に曲げようとする曲げモーメントが働いて、ロアブー
ム４１Ｌのうち、クロスリンク４２側には軸方向で圧縮
方向の、反対側には伸長方向の横曲げによる応力が発生
する。従って、軸方向の応力と横曲げによる応力がクロ
スリンク４２側は方向が一致するために、合成応力が大
きくなり、反クロスリンク４２側は逆に相殺されて、合
成応力は小さくなる。また、ロアブーム４１Ｌに伸長方
向の力が加わった時には、クロスリンク４２はその反力
で圧縮する方向の力が作用し、やはりロアブーム４１Ｌ
には曲げモーメントが働いて、横曲げ応力が生じる。こ
の場合は、力の向きが反対であるが、やはりロアブーム
４１Ｌのうちのクロスリンク４２に近い側の方の軸応力
は大きくなる。従って、フロント作業機構４０を作動さ
せると、常にロアブーム４１Ｌには横方向への曲げ力が
作用し、しかもこの曲げ力と軸力の合成力は、クロスリ
ンク４２に近い側が最大となる。

【００３３】しかしながら、前述のように、ロアブーム
４１Ｌにピン２７を介して連結されているアッパブーム
４１Ｕは、その中心軸線Ａ₂ がロアブーム４１Ｌの中心
軸線Ａ₁ に対してΔｄだけクロスリンク４２の配設側に
シフトしているから、ブーム４１全体の重心位置及びク
ロスリンク４２により片持ち状態になっているロアブー
ム４１Ｌの重心位置がクロスリンク４２の配設側にシフ
トすることになる。従って、このロアブーム４１Ｌに対
する曲げモーメントも小さくなり、その分だけロアブー
ム４１Ｌに作用する横曲げ応力が緩和される。従って、
ブーム４１の俯仰動作時におけるロアブーム４１Ｌの動
きも円滑になり、かつ繰り返し荷重が作用することによ
るロアブーム４１Ｌの変形も防止できる。

【００３４】ボックス構造体を構成する鋼板等の板体
は、その外形形状ができるだけ真直ぐな方が強度が良好
になる。鋼板等を曲げ加工すると、その分だけ歪みが生
じて、強度が低下する。前述したように、アッパブーム
４１Ｕを構成する左右の側板４１ＵＬ，４１ＵＲのう
ち、一方の側板４１ＵＲは曲げ加工する必要がないの
で、その分だけアッパブーム４１Ｕの強度が向上する。
また、その加工も容易になるから、全体としてのアッパ
ブーム４１Ｕの製造コストを低減することも可能にな
る。

【００３５】次に、図４に第２の実施例を示す。前述し
た第１の実施例では、アッパブームの軸線をロアブーム
の軸線に対してシフトさせているが、この実施例では、
ブームフート部の中心位置Ｃに対してロアブーム５０Ｌ
の中心軸線Ａ₁ ′をクロスリンク（図示は省略する。た
だし、図面上ではクロスリンクは右側に位置する）の配
設側にシフトさせるように構成した。即ち、ロアブーム
５０Ｌは、スイングポスト１２を構成する一対のブラケ
ット１２ａ，１２ａ間に挿通したピン１８に連結されて
いるが、ロアブーム５０Ｌをピン１８に回動可能に連結
するために、ロアブーム５０Ｌにはボス部５１を延在さ
せ、このボス部５１にブッシュ５２を介してピン１８に
摺動可能に嵌合されている。しかも、ボス部５１はブラ
ケット１２ａ，１２ａに規制されて、ピン１８の軸線方
向に動かないように構成されている。従って、ブームフ
ート部の中心位置Ｃは、ブラケット１２ａ，１２ａ間の
中間の位置、即ちボス部５１のピン１８の軸線方向にお
ける中央の位置である。

【００３６】ロアブーム５０Ｌはボックス構造となって
おり、またこのロアブーム５０Ｌに連設したボス部５１
はピン１８に連結するために、ピン挿通孔をロアブーム
５０Ｌの中心軸線Ａ₁ ′と直交する方向に穿設する非ボ
ックス構造となっている。従って、ロアブーム５０Ｌ
は、そのボス部５１に至るまでの全体構成を均一なもの
とする必要はない。そこで、ブームフート部の中心位置
Ｃに対して、ロアブーム５０Ｌの中心軸線Ａ₁ ′をクロ
スリンク５１の配設側にΔＤだけシフトさせるように構
成した。これによっても、バケットのオフセット量を増
大させ、またブーム全体の重心位置をクロスリンクの配
設側にシフトするから横曲げ応力の緩和を図ることがで
きる。而して、ロアブーム５０Ｌとアッパブームとの連
結部は、図１のようにそれらの中心軸線が異なる構成と
すれば、オフセット量及び重心位置の移行量をさらに増
大できるが、図６に示した従来技術のものと同様、ロア
ブーム５０Ｌとアッパブームとの中心軸線を一致させて
も良い。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、バケッ
トの中心軸線を、ブームフート部の中心軸線より前記運
転室とは反対方向に位置させているので、バケットのオ
フセット量を大きくでき、側溝掘りを円滑に行える。ま
た、クロスリンクを前記ブームの側面における運転室の
配置側とは反対側の面に設けると共に、ブームにおける
ロアブームのブームフート部から前方側の位置におい
て、その中心軸線をブームフート部における中心軸線よ
り運転室とは反対方向に位置させることによって、バケ
ットのオフセット量大きくできるだけでなく、クロスリ
ンクをブームに片持ち状態することによりロアブームに
作用する横曲げ応力を緩和できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る掘削機械の一実施例を示す油圧シ
ョベルの平面図である。

【図２】図１のロアブームとアッパブームとの連結部の
拡大図である。

【図３】図１の油圧ショベルの側溝掘り姿勢にした状態
の平面図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示すブームフート部の
断面図である。

【図５】従来技術のスイング方式の油圧ショベルの正面
図である。

【図６】図５の平面図である。

【図７】スイング機構の構成を示す構成説明図である。

【図８】クロスリンクを設けたフロント作業機構の動き
を示す作用説明図である。

【図９】従来技術における油圧ショベルを側溝掘り状態
にして示す平面図である。

【符号の説明】

１下部走行体２上部旋回体６運転室１２スイングポスト１２ａブラケット４０フロント作業機構４１ブーム４１Ｌ，５０Ｌロアブーム４１Ｕアッパブーム４２クロスリンク４１ＵＬ，４１ＵＲ側板４５アーム４６バケット５１ボス部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 3/38 E02F 9/14 E02F 3/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下部走行体上に旋回可能に設置した上部
旋回体に、運転席を設置すると共に、スイングポストを
水平方向に回動可能に連結して、このスイングポスト
に、ブーム、アーム及びバケットからなるフロント作業
機構を設け、このフロント作業機構のブームを、スイン
グポストに枢着したロアブームと、このロアブームの先
端に枢着したアッパブームとで構成し、ブームを駆動す
るブーム用油圧シリンダをロアブームに接続し、また前
記スイングポストとアッパブームとの間にクロスリンク
を枢着したものにおいて、前記バケットの中心軸線を、
ブームフート部の中心軸線より前記運転席とは反対方向
に位置させる構成としたことを特徴とするスイング式掘
削機械。
【請求項２】前記クロスリンクを前記ブームの側面に
おける運転席の配置側とは反対側の面に１箇所設け、ま
た前記ブームにおけるロアブームのブームフート部の中
心位置に対して、ブームの中心軸線を前記運転席とは反
対方向に位置させる構成としたことを特徴とする請求項
１記載のスイング式掘削機械。
【請求項３】前記ロアブームのブームフート部からア
ッパブームへの連結部までの中心軸線と、このロアブー
ムに枢着されたアッパブームの中心軸線とを平行に配置
し、このアッパブームの中心軸線は前記運転席とは反対
方向に所定量変位した位置に配置する構成としたことを
特徴とする請求項１記載のスイング式掘削機械。