JP4237682B2 - Work machine working arm - Google Patents
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Description
本発明は、油圧ショベルのような作業機械に装備される作業腕に関する。 The present invention relates to a work arm equipped on a work machine such as a hydraulic excavator.
作業機械の典型例である例えば油圧ショベルは、複数個の作業腕を軸によって多関節構造に連結し先端部にバケットのような作業具を取り付けた作業腕装置を備えている。 For example, a hydraulic excavator, which is a typical example of a work machine, includes a work arm device in which a plurality of work arms are connected to an articulated structure by a shaft and a work tool such as a bucket is attached to a distal end portion.
この作業腕装置の一形態として周知のオフセットブーム装置がある(例えば、特許文献1参照)。このオフセットブーム装置は、機体に上下方向に揺動作動自在に取り付けられた基端ブームと、基端ブームの先端に左右方向に揺動作動自在に取り付けられたオフセットブームと、オフセットブームの先端に上下方向に揺動作動自在に取り付けられ、バケットのような作業具が取り付けられたアームを備えている。そして、基端ブームに対しオフセットブームを揺動させることにより、基端ブームに対するアームの左右機体幅方向位置をずらす(オフセットする)ことができる。したがって、このオフセットブーム装置によって、例えば機体を正面に向けたままの状態で機体の幅よりも外側にバケットによって側溝を効率よく掘削することができる。 There is a known offset boom device as one form of this working arm device (see, for example, Patent Document 1). The offset boom device includes a base end boom that is swingably movable in the vertical direction on the airframe, an offset boom that is swingably movable in the left and right direction at the distal end of the base end boom, and an offset boom at the distal end of the offset boom. The arm is attached so as to be swingable in the vertical direction, and has an arm to which a work tool such as a bucket is attached. Then, by swinging the offset boom with respect to the base end boom, it is possible to shift (offset) the left-right machine body width direction position of the arm with respect to the base end boom. Therefore, with the offset boom device, for example, the side groove can be efficiently excavated by the bucket outside the width of the airframe while the airframe is faced to the front.
オフセットブームをオフセットさせるには、オフセットブームに並べて基端ブームに取り付けられたオフセット作動シリンダを伸縮作動させることにより行なわれる。 In order to offset the offset boom, the offset operation cylinder attached to the proximal boom in parallel with the offset boom is expanded and contracted.
上述したオフセットブーム装置のオフセットブームの典型例について図4(特許文献1の図8に相当する図)を参照して説明する。番号40で示すオフセットブームは、長手方向(図4の左右方向)に延びる一対の上板42a、下板42b、並びに一対の側板44a、側板44bを溶接接合し断面矩形の箱型に形成され、長手方向両端部には連結用軸が挿通される筒状の連結ボス46が、その両端を上板42a及び下板42bそれぞれを貫通し、また側板44a、44bそれぞれの長手方向端部に当接し、それぞれに溶接接合され取り付けられている。
しかしながら、上述したとおりのオフセットブーム40のごとき作業腕には、次のとおりの解決すべき問題がある。
However, the working arm such as the
オフセットブーム40には、オフセットブーム装置の機構上、基端ブームとアームの間でオフセットした状態で使用され両端の連結ボス46、46に種々の方向の力が作用するので、「ねじる力」が作用する。したがって、連結ボス46,46が貫通する上板42a及び下板42bの交差した部分に集中した応力が発生しやすい。この応力を減らす対策として、例えば図5に示すように、連結ボス46と上板42a及び下板42bの接合部分それぞれに補強板48が追加され、また上板、下板、側板の厚さ増加が行なわれる。しかしながらこれらの対策は、作業腕が重くなり作動が遅くなる、機体のバランスが悪くなる、作業腕を持ち上げる力が減るなど作業腕装置の性能が低下する、またコストが高くなる、などの問題がある。
The
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、作業腕に加わる外力例えば「ねじり」に対して強く、部品点数が少なく、質量が軽く、またコストが高くなるのをおさえることができる、作業機械の作業腕を提供することである。 The present invention has been made in view of the above facts, and its technical problem is that it is strong against an external force applied to the work arm, for example, “twist”, has a small number of parts, is light in weight, and is low in cost. It is possible to provide a working arm for a work machine.
本発明によれば上記技術的課題を解決する作業腕として、長手方向両端部に互いに実質上平行に軸の挿通される軸受穴が備えられた作業機械の作業腕であって、該長手方向に延びる基板と、この基板の一側面の長手方向両端部に、板材によりL字状に曲げ成形されL字の一辺側の端を接合し他辺側を該長手方向の先端に向けて取り付けられた一対のL型部材と、該基板の一面側の一対のL型部材の間に位置し、板材により断面溝状に成形されて該長手方向に延び、延びた両端部を一対のL型部材の各々に、溝状断面の開口部を該基板にそれぞれ接合し取り付けられた溝型部材と、該一対のL型部材の他辺側と該基板の一面側の間に差し渡されそれぞれに接合された一対の軸受部材とを備え、この軸受部材並びに該L型部材及び基板を通して該軸受穴が形成されている、ことを特徴とする作業機械の作業腕が提供される。 According to the present invention, as a work arm for solving the above technical problem, a work arm of a work machine provided with bearing holes through which shafts are inserted substantially parallel to each other at both longitudinal ends thereof, An extended substrate and a longitudinal end portion of one side surface of this substrate were bent into an L shape by a plate material, joined to one end on one side of the L shape, and attached to the other end toward the front end in the longitudinal direction. It is located between a pair of L-shaped members and a pair of L-shaped members on one side of the substrate, is formed into a cross-sectional groove shape by a plate material, extends in the longitudinal direction, and extends both ends of the pair of L-shaped members. Each of the groove-shaped members each having an opening having a groove-shaped cross section bonded and attached to the substrate and the other side of the pair of L-shaped members and one surface of the substrate are bonded to each other. A pair of bearing members, and through the bearing member, the L-shaped member, and the substrate Receiving hole is formed, it is provided working arm of a working machine, characterized in that.
好適には、該作業腕は、作業機械である油圧ショベルに装備されたオフセットブーム装置の、機体に取り付けられた基端ブームと作業具が取り付けられたアームとの間に介在されたオフセットブームである。 Preferably, the work arm is an offset boom interposed between a proximal boom attached to the fuselage and an arm attached to the work tool of an offset boom device mounted on a hydraulic excavator that is a work machine. is there.
本発明に従って構成された作業腕によれば、両端の軸受部に板材を曲げたL型部材を用い、また一対のL型部材を基板及び板材を断面溝状に曲げた溝型部材に接合したので、このL型の曲げ部によって外力を集中させないで吸収することができる。また軸受穴の形成された軸受部材は、基板及びL型部材の間にそれぞれに貫通されないで当接され、かつそれぞれに全周接合できるので、応力の集中が回避される。したがって、補強板追加、板厚増加などの不要な、外力に対して強い、部品点数の少ない、質量の軽い、またコストの高くなるのをおさえることができる、作業腕を提供できる。 According to the working arm configured in accordance with the present invention, L-shaped members obtained by bending a plate material are used for bearing portions at both ends, and a pair of L-shaped members are joined to a groove-shaped member obtained by bending a substrate and a plate material into a cross-sectional groove shape. Therefore, the L-shaped bent portion can absorb the external force without concentrating it. Further, since the bearing member in which the bearing hole is formed is brought into contact with each other without being penetrated between the substrate and the L-shaped member, and can be joined to the entire circumference thereof, concentration of stress is avoided. Therefore, it is possible to provide a work arm that is unnecessary for adding a reinforcing plate, increasing the plate thickness, etc., is strong against external force, has a small number of parts, is light in weight, and can be increased in cost.
以下、本発明に従って構成された作業機械の作業腕について、好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。 Hereinafter, a working arm of a working machine configured according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings illustrating a preferred embodiment.
図1を参照して説明する。全体を番号2で示す作業腕は、長手方向(図1(a)の左右方向)に矩形帯状に延びた基板4と、基板4の一側面Fのこの長手方向両端部に一辺が取り付けられた一対のL型部材6、6と、基板4の面FとL型部材6、6の間に位置した溝型部材8と、L型部材6、6それぞれの他辺と基板4の面Fの間に差し渡された一対の軸受部材10、10を備えている。
A description will be given with reference to FIG. The work arm indicated as a whole by
L型部材6は、板材をL字状に曲げRで曲げて形成され、L字の一辺6aの端を面Fに接合し他辺6bを作業腕2の長手方向先端側に向けて取り付けられている。
The L-shaped member 6 is formed by bending a plate material into an L shape by bending R, and is attached with the end of one
溝型部材8は、板材を断面矩形溝状に曲げて形成され、作業腕2の長手方向の両端部をL型部材6、6各々の一辺6aに、溝断面の開口部を基板4の面Fに、それぞれ接合し取り付けられている。
The groove-
軸受部材10は、円柱状に形成されL型部材6の他辺6bと基板4の面Fの間に差し渡され、それぞれに接合され、この軸受部材10並びにL型部材6及び基板4を通して、作業腕2の両端部に互いに実質上平行に軸(図示していない)が挿通される軸受穴10a、10aが形成されている。
The
上述の作業腕2は、鋼板など鋼部材によって形成された基板4、L型部材6、溝型部材8、及び軸受部材10を互いに溶接によって一体に接合し形成されている。
The working
図2及び図3を参照して、作業機械の典型例である油圧ショベルに装備された、上述の作業腕2がオフセットブームとして組み込まれたオフセットブーム装置12について説明する。オフセットブーム装置12は、油圧ショベルの機体(図示していない)に上下方向(図2に矢印12aで示す方向)に揺動自在に取り付けられた基端ブーム14と、基端ブーム14の先端に軸16aを介し左右方向(図3に矢印12bで示す方向)に揺動自在に取り付けられたオフセットブーム2と、オフセットブーム2の先端に軸16aと平行に配設された軸16bによって取り付けられたブラケット18に上下方向(図2に矢印12cで示す方向)に揺動自在に取り付けられたアーム20と、アーム20の先端に取り付けられたバケット22を備えている。
With reference to FIG.2 and FIG.3, the
機体と基端ブーム14の間にはブーム作動シリンダ24が、基端ブーム14とブラケット18の間にはオフセットブーム作動シリンダ26が、ブラケット18とアーム20の間にはアーム作動シリンダ28が、アーム20とバケット22の間にはバケット作動シリンダ30がそれぞれ取り付けられている。
A
かくして、オフセットブーム作動シリンダ26を伸縮作動させ基端ブーム14に対しオフセットブーム2を軸16a中心に揺動させると、基端ブーム14が取り付けられた機体の中心Xに対しアーム20は左右方向に幅Wの間の任意の位置にオフセットされる。
Thus, when the offset
したがって、オフセットブーム装置12はオフセットブーム2が機体の中心Xに対し両端の軸16a、16bの位置がオフセットした状態で使われるので、オフセットブーム2には、例えばバケット22によって溝掘削作業をしたときに「ねじる力」が作用する。
Therefore, the
上述したとおりの作業腕であるオフセットブーム2の作用について、主として図1を参照して説明する。
The operation of the
作業腕であるオフセットブーム2両端の軸受部材10が取り付けられる部分に、板材を曲げたL型部材6を用い、また一対のL型部材6,6を基板4及び板材を断面溝状に曲げた溝型部材8に接合したので、オフセットブーム2を「ねじる力」に対し、L型部材6の曲げR部によって応力を集中させないで吸収することができる。また軸受穴が形成された軸受部材10は、基板4及びL型部材6の間に、それぞれに貫通しないで当接し、かつその全周を接合できるようにしたので、応力の集中が回避される。
An L-shaped member 6 obtained by bending a plate material is used for a portion to which the bearing
したがって、従来のように「ねじる力」に対する補強板の追加、板厚の増加などの不要な、外力に対して強い、板材曲げ成形による部品点数の少ない、質量の軽い、またコストの高くなるのをおさえることができる作業腕が提供される。 Therefore, it is not necessary to add a reinforcing plate to the “torsional force” or increase the plate thickness as in the past, which is strong against external force, has a small number of parts by plate bending, has a low mass, and has a high cost. A working arm that can hold down the object is provided.
2:オフセットブーム(作業腕)
4:基板
6:L型部材
8:溝型部材
10:軸受部材
10a:軸受穴
40:オフセットブーム(作業腕)
2: Offset boom (working arm)
4: substrate 6: L-shaped member 8: groove-shaped member 10: bearing
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