JP3417895B2 - 建設機械の伸縮アーム - Google Patents

建設機械の伸縮アーム

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はホイールクレーンに
装備され、また、油圧ショベルにオプションとして装着
される建設機械の伸縮アームに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般的なホイールクレーンではキ
ャビンの横側に筒型多段式伸縮ブームが備えられてお
り、作業時にはその伸縮ブームを伸長させ、その先端か
ら吊り下げられたフックで吊り荷を吊り上げ、吊り荷を
所定の位置に搬送させることができるようになってい
る。上記伸縮ブームは入子式に構成されており各ブーム
間に配設されたスライダ(パッド)をガイドとして、格
納したブームを伸長させるようになっている。
【0003】ところでブームを最大に伸長させて吊り作
業を行うと、基端ブームとしての第一段ブーム先端部に
最大荷重が加わり、詳しくは第一段ブームの内面に備え
られ第二段ブームの後端部を支持しているスライダに荷
重が集中する。それにより、第一段ブームの先端部底板
には筒軸方向と直交する方向において曲げ応力が発生し
変形の原因となる。
【0004】そこで、例えば実開昭59−195185号公報に
は、第一段ブームの変形を防止する目的で荷重が集中す
る部位のみ補強部材を設けた伸縮ブームが提案されてい
る。この伸縮ブームは、第一段ブーム先端部の少なくと
もその下側両角部と、第二段ブームが最伸長姿勢にある
とき、その第二段ブームの基端に対応する第一段ブーム
の部位の少なくともその上側両角部に、それぞれ肉厚部
を一体に設けている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、肉厚部
で補強した上記伸縮ブームでは、補強部分がブーム角部
にのみ設けられていることから、筒軸方向と直交するブ
ーム断面方向において第一段ブームの底板中央部に曲げ
応力が発生して変形する虞れがあり、底板が変形すれば
側板にも歪が現れる。
【0006】従って、ブーム角部のみを補強する構成で
はブームの変形を確実に防止することができない。ま
た、ブーム角部のみに肉厚部を設ける場合であってもブ
ームの剛性を確保するためには板厚を相当な厚さにする
必要があり、伸縮ブームの自重が増加することは避けら
れない。このような伸縮ブームの重量増加は、クレーン
を安定操作する上で不利となるため、剛性が高く且つ軽
量である伸縮ブームが期待されていた。
【0007】本発明は以上のような従来の伸縮ブームの
課題を考慮してなされたものであり、剛性を確保しつつ
軽量化を実現することのできる建設機械の伸縮アームを
提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の本発明は、複
数の角筒体をテレスコープ式に嵌合させて伸縮自在に構
成するとともに、外側角筒体の先端部内面両側に内側角
筒体の伸縮をガイドするスライダを配置し、外側角筒体
の先端部外面に補強枠を設けてなる建設機械の伸縮アー
ムにおいて、補強枠が、外側角筒体を取り囲むようにし
て筒軸方向に複数配設される鍔状板部と、外側角筒体の
少なくとも底板の幅方向中央部に設けられるとともに筒
軸方向端部が鍔状板部と接続される幅広板部と、スライ
ダに重なる位置で外側角筒体外面に設けられるとともに
筒軸方向端部が鍔状板部と接続されるスライダ支持板部
とから構成される建設機械の伸縮アームである。
【0009】請求項2の本発明は、幅広板部が断面U字
状の棒状部材からなる建設機械の伸縮アームである。
【0010】請求項3の本発明は、スライダ支持板部が
外側角筒体外面から立設される帯板部材からなり、その
帯状部材の取付け裾部の左右両側にスライダ取付孔が列
設されている建設機械の伸縮アームである。
【0011】請求項4の本発明は、上記幅広板部の先端
部が部品取付用ブロックで閉塞されている建設機械の伸
縮アームである。
【0012】請求項1の本発明に従えば、外側角筒体の
少なくとも底板に幅広部材を取り付け外側角筒体を取り
囲んでいる鍔状板部と接続したため、角筒体を構成する
例えば底板中央部分の剛性を高めることができ、それに
より内側角筒体を伸長させて吊り作業を行う場合に外側
角筒体の変形を防止することができる。また、スライダ
に重なるようにして外側角筒体外面にスライダ支持板部
を配置したため、スライダ固定部分が補強される。
【0013】請求項2の本発明に従えば、断面U字状の
棒状部材を角筒体外面に付設することにより、上記幅広
板部を簡単に且つ軽量構造で実現することができる。
【0014】請求項3の本発明に従えば、スライダ支持
板部によって剛性が高められた部位にスライダ取付孔を
設けたため、スライダ取付ボルトの緩みを防止すること
ができる。
【0015】請求項4の本発明に従えば、幅広板部の先
端部が部品取付用ブロックによって補強され、さらにア
ーム伸縮用ワイヤの端部をそのブロックに固定すること
ができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施形態に基
づいて本発明を詳細に説明する。
【0017】図1は、本発明に係る建設機械の伸縮アー
ムが適用されるクラムシェル掘削掘削機(以下単に掘削
機と呼ぶ)を示したものである。なお、同図に示す掘削
機1は、油圧ショベルのアームに代えてオプションとし
ての伸縮アームを装着したものである。
【0018】掘削機1は、クローラ式走行体2上に上部
旋回体3が旋回自在に搭載されており、ショベル本体4
が構成されている。上部旋回体3上にはキャビン5が設
けられ、そのキャビン5の後方にエンジンユニットや油
圧機器等を収納した本体カバー6が配置されている。
【0019】上部旋回体3の前部であってキャビン5の
右側には作業アタッチメント7が装着されている。この
作業アタッチメント7は、ブームシリンダ8aによって
起伏されるブーム8と、そのブーム8の先端部に連結さ
れアームシリンダ9aによって扇動する伸縮アーム9
と、その伸縮アーム9の先端部から垂下されるクラムシ
ェルバケット(以下バケットと呼ぶ)10とから主とし
て構成されている。
【0020】次に、上記伸縮アーム9の構成を図2を参
照しながら説明する。同図(a)は要部平面図であり、
(b)は正面図である。
【0021】両図において、伸縮アーム9は筒型3段式
の伸縮アームからなり、基端アーム11内に可動アーム
となる中間アーム12が収納され、その中間アーム12
内に先端アーム13が嵌合され、全体としてテレスコー
プ式構造で構成されている。なお、上記基端アーム1
1,中間アーム12及び先端アームは角筒体とみなされ
る。また、中間アーム12を収納した場合に基端アーム
11は外側角筒体となり、先端アーム13を収納した場
合に中間アーム12は同じく外側角筒体となる。
【0022】中間アーム12内には先端アーム13を伸
縮させるための油圧シリンダ14及び基端アーム11を
伸縮させるための油圧シリンダ15がそれぞれ配設され
ている。油圧シリンダ14から伸長されるロッド14a
は先端アーム13内のブラケット13aに連結されてお
り、油圧シリンダ15から伸長されるロッド15aは基
端アーム11の後端部に形成されたブラケット11eに
連結されている。
【0023】なお、16は垂直軸まわりに回転するシー
ブ17を介して設けられるアーム伸長用のワイヤであ
り、18は水平軸まわりに回転するシーブ18を介して
設けられるアーム縮小用のワイヤである。
【0024】20は基端アーム11の先端部外面に取り
付られた補強枠であり、その補強枠20の奥行きL
1は、中間アーム12の移動をガイドしているスライダ
21の長さS1に応じて決められている。また、22は
中間アーム11の先端部外面に取り付られた補強枠であ
り、その補強枠22の奥行きL2は、先端アーム13の
移動をガイドしているスライダ23の長さS2に応じて
決められている。上記奥行きL1,L2は具体的にはスラ
イダ21,23の長手方向長さの少なくとも1/2以上
であり、好ましくは2/3である。
【0025】なお、先端アーム13内にはバケット10
に圧源を供給するための油圧ホース24が挿通されてお
り、その口金24aは、先端アーム13の先端に取り付
られたバケット吊下用ブラケット25の蓋板部25aに
固定されている。
【0026】図3は図2(b)におけるA−A矢視断面
図であり、上記補強枠20の構成を示したものである。
【0027】同図において、基端アーム11の底板内面
の両側には中間アーム12を支持する一対のスライダ2
1a,21bが配設され、それらのスライダ21a,2
1bに対向して中間アーム12の天板と摺動するスライ
ダ21c,21dが天板11a内面に備えられている。
さらに、基端アーム11の側板11c,11d内面には
中間アーム12の側板と摺動し得るスライダ21e,2
1f及び21g,21hがそれぞれ配設されている。そ
れにより、中間アーム12の上下左右をガイドするよう
になっている。
【0028】また、中間アーム12についても基端アー
ム11のスライダと同様に、先端アーム13の移動をガ
イドするためのスライダ23a〜23hが配設されてい
る。
【0029】補強枠20は、基端アーム11の先端部を
取り囲むようにしてその外面に額縁状に固定される一対
の鍔状板部200,201を備えており、それらの鍔状
板部200,201は、基端アーム11外面上で筒軸方
向に配置された断面U字状の棒状部材からなる幅広板部
202と、同じく筒軸方向に配置された帯板部材からな
るスライダ支持板部203とによって接続されている。
【0030】なお、鍔状板部200,201の高さh
(図4参照)は、各アームの断面サイズに応じて適宜決
定されるが、軽量化を維持する上で40mmを上限とする
ことが好ましい。また、板厚tはその鍔状板部が取り付
けられるアームの板厚と同じにすることが好ましい。
【0031】上記幅広板部202は、基端アーム11の
各壁面(天板11a,底板11b,両側板11c及び1
1d)において長手方向中心線上(両スライダの中間位
置)にそれぞれ配設されており、スライダ間の基端アー
ム11を筒構造に形成している。それにより基端アーム
11の壁面中央部の断面係数が大きくなって剛性が高め
られ、曲げ変形を防止するようになっている。
【0032】一方、スライダ支持板部203は、鍔状板
部200,201を接続した状態で基端アーム11の先
端部外面に立設されており、各スライダ21a〜21h
の取付位置と重なるようにして設けられている。また、
本実施形態では基端アーム11の外面各壁面に、すなわ
ち側板11c及び11dに対しては水平方向に、天板1
1a及び底板11bに対しては垂直方向にそれぞれ突設
されている。
【0033】天板11aの補強を代表して説明すると、
天板11aの内面に備えられたスライダ21c,21d
取付位置に対応して天板11a外面にスライダ支持板部
203,203が取り付けられる。このスライダ支持板
部203,203はスライダ21c,21dの長手方向
中心線に沿って配置され、そのスライダ支持板部203
の取付け裾部の両側にスライダ取付孔26(図4参照)
が列設されている。従ってスライダ21c,21dは、
スライダ取付孔26に挿入されたスライダのねじ部にナ
ット21iを締め付けることにより固定されている。
【0034】このようにしてスライダ21c,21d取
付部分をスライダ支持板部203,203で補強するこ
とにより、中間アーム12をガイドするスライダ21
c,21dが変位せず、中間アーム12を安定動作させ
ることができる。また、ナット21iが緩むことを防止
することができる。
【0035】なお、スライダ支持板部203の高さh′
及び板厚t′は鍔状板部200,201の高さh及び板
厚tと同じに形成されている。
【0036】また、上記構成からなる補強枠20は、上
述したように中間アーム12の先端部外面にも補強枠2
2として取り付けられており、それぞれ角筒伸縮アーム
9における開放端側の強度不足を補っている。
【0037】図4は図3に示した基端アーム11の構成
を示す斜視図であり、スライダとスライダ支持板部との
配置を示したものである。同図に示すように、一対の鍔
状板部200及び201を離間配置(取付間隔L1
し、幅広板部202及びスライダ支持板部203で接続
することにより、基端アーム11の先端部を局部的に補
強するのではなく、スライダ21a〜21hによる反力
が発生する広い範囲について基端アーム11先端部を補
強するようになっている。
【0038】なお、図中、26はスライダ固定用のボル
ト挿通孔であり、鍔状板部200と鍔状板部201との
間では、スライダ支持板部203裾部の左右両側に列設
されている。
【0039】なお、基端アーム11の先端部に例えばア
ーム伸縮用ワイヤ固定用の強度部材を取り付ける必要が
ある場合には、上記幅広板部202の先端部を埋めるよ
うにして取付ねじ座部としての中実のブロックを設ける
ことができる。
【0040】なお、本発明において、上記実施形態の補
強枠は、外側角筒体各壁面について同形状、同寸法で構
成したが、負荷の大小に応じて板厚、板幅、材質等を変
更することもできる。
【0041】また、本発明において、上記実施形態では
外側角筒体各壁面に幅広板部とスライダ支持板部を取り
付ける構成を示したが、クレーン等のようにアームに加
わる荷重の方向がほぼ上下方向に特定されるような作業
機械では、幅広板部及びスライダ支持板部を外側アーム
の底板のみに取り付けたり、或いはアーム底板とアーム
天板とに取り付けるものであってもよい。
【0042】また、本発明の伸縮アームは、上記実施形
態では3段式伸縮アームで構成したが、これに限らず、
それ以上またはそれ以下の多段式伸縮アームであっても
よい。
【0043】また、本発明の作業機械の伸縮アームは、
上記実施形態では油圧ショベルのオプションとして適用
したが、これに限らず、伸縮アーム(伸縮ブーム)を搭
載する建設機械であればホイールクレーンや任意の建設
機械に適用することができる。
【0044】また、本発明の鍔状板部は軽量化を図る上
で上記実施形態に示した如く2枚で構成することが最も
好ましいが、筒軸方向にそれ以上の枚数を取り付けるも
のであってもよい。
【0045】
【発明の効果】請求項1の本発明によれば、外側角筒体
の少なくとも底板に幅広部材を取り付け、外側角筒体を
取り囲んでいる鍔状板部と接続したため、角筒体を構成
する各板中央部分の剛性を高めることができ、それによ
り内側角筒体を伸長させて吊り作業を行う場合に外側角
筒体の変形を防止することができる。また、スライダに
重なるようにして外側角筒体外面にスライダ支持板部を
配置したため、スライダ固定部分が補強される。
【0046】請求項2の本発明によれば、断面U字状の
棒状部材を角筒体外面に付設することにより、上記幅広
板部を簡単に且つ軽量構造で実現することができる。
【0047】請求項3の本発明によれば、スライダ支持
板部によって剛性が高められた部位にスライダ取付孔を
設けたため、スライダ取付ボルトの緩みを防止すること
ができる。
【0048】請求項4の本発明によれば、幅広板部の先
端部が部品取付用ブロックによって補強され、さらにア
ーム伸縮用ワイヤの端部をそのブロックに固定すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る伸縮アームが適用される油圧ショ
ベルの外観図である。
【図2】(a)は図1に示す伸縮アームの要部平面図、
(b)は同じく正面図である。
【図3】図2(b)のA−A矢視断面図である。
【図4】基端アームに取り付けられる補強枠の構成を示
す斜視図である。
【符号の説明】
1 クラムシェル掘削機 9 伸縮アーム 11 基端アーム 12 中間アーム 13 先端アーム 20,22 補強枠 21,23 スライダ 200,201 鍔状板部 202 幅広板部 203 スライダ支持板部
フロントページの続き (72)発明者 奥西 隆之 広島市安佐南区祇園3丁目12番4号 コ ベルコ建機株式会社 広島本社内 (72)発明者 小泉 幸雄 兵庫県明石市大久保八木740 コベルコ 建機エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特公 平7−45736(JP,B2) 特許2801573(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02F 3/39 B66C 23/42 B66C 23/697

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の角筒体をテレスコープ式に嵌合さ
    せて伸縮自在に構成するとともに、外側角筒体の先端部
    内面両側に内側角筒体の伸縮をガイドするスライダを配
    置し、前記外側角筒体の先端部外面に補強枠を設けてな
    る建設機械の伸縮アームにおいて、 前記補強枠が、前記外側角筒体を取り囲むようにして筒
    軸方向に複数配設される鍔状板部と、前記外側角筒体の
    少なくとも底板の幅方向中央部に設けられるとともに筒
    軸方向端部が前記鍔状板部と接続される幅広板部と、前
    記スライダに重なる位置で前記外側角筒体外面に設けら
    れるとともに筒軸方向端部が前記鍔状板部と接続される
    スライダ支持板部とから構成されることを特徴とする建
    設機械の伸縮アーム。
  2. 【請求項2】 前記幅広板部が断面U字状の棒状部材か
    らなる請求項1記載の建設機械の伸縮アーム。
  3. 【請求項3】 前記スライダ支持板部が前記外側角筒体
    外面から立設される帯板部材からなり、その帯状部材の
    取付け裾部の左右両側にスライダ取付孔が列設されてい
    る請求項1または2に記載の建設機械の伸縮アーム。
  4. 【請求項4】 前記幅広板部の先端部が部品取付用ブロ
    ックで閉塞されている請求項1〜3のいずれかに記載の
    建設機械の伸縮アーム。
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