JP4576601B2 - バックホー - Google Patents

Description

本発明は、旋回台フレームの幅を狭くして狭い作業場に進入できるようにし、旋回半径も小さくしたバックホーの技術に関し、特に、ブームシリンダの配置構成に関する。

従来から、バックホー等の旋回作業車においては、一般に走行装置上に旋回台フレームを配置し、該旋回台フレームの中央部分に旋回台軸受を配置して回動可能に配置して、該旋回台フレームの前部にブームやアームやバケット等のアタッチメントを備えた作業機を配置し、旋回台上の後部にエンジンやカウンタウエイト等を配置している。

そして、前記作業機を構成するブームを前後方向に回動するためのブームシリンダはブームの前方に配置したり（例えば特許文献１参照）、ブームの背面に配置したりしている（例えば特許文献２参照）。つまり、ブームシリンダはブームの取付基部よりも下方に配置した技術はなかったのである。

特開平１１−３４３６３６号公報 特開２０００−２７３９０４号公報

上記のような旋回作業車において、ブームシリンダをブームの前方に配置する構成であると、バケットの作業範囲を拡大し、バケットの収納位置が後方となるようにすると、アーム及びバケットを後方に回動するとバケットがブームシリンダにあたり、損傷を与えるおそれがある。よって、アームの回動角度を制限したり、ブームの前面にカバーを設けたりしていた。このようなバケットとブームシリンダの干渉を避けるために、ブームシリンダをブームの背面に配置すると、ブームの回動範囲を確保するために、シリンダチューブは上方に、ピストンロッドは下方に位置するような配置となり、重心が上方に移動して安定性が低下し、ブームを引き上げるときにはシリンダチューブのロッド側室に圧油を送油するため、同じ油圧シリンダを使用すると推力が低下してしまうのである。又は、同等の推力を得るためには、シリンダサイズを上げるか、油圧力を上げる必要がある。

そこで、本発明は、ブームシリンダを旋回台フレーム内の下部に前後水平方向に配置して、重量バランスを向上して、ブームシリンダを障害物から保護できるようにするものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
請求項１においては、旋回台フレーム（４）側から先端側に向けて、第一ブーム（１７）と第二ブーム（１８）と第三ブーム（１９）とを接続してブーム（１３）を構成し、該第三ブーム（１９）の先端部にアーム（１２）を上下回動可能に枢支し、該アーム（１２）の先端部にアタッチメント（１１）を前後回動可能に枢支してオフセット型の作業機（１０）を構成したバックホー（１）において、該ブーム（１３）の下部に前端を枢結し、該ブーム（１３）を前後上下に回動させるブームシリンダ（２３）を、該旋回台フレーム（４）内に内装したものである。
請求項２においては、請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を前後略水平方向にして、該旋回台フレーム（４）内に配置したものである。

請求項３においては、請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を、該旋回台フレーム（４）の上端よりも下方に収納配置したものである。
請求項４においては、請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を、該旋回台フレーム（４）上に設置したステップ（３３）よりも下方に配置したものである。

請求項５においては、請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を、前記第一ブーム（１７）の根元部を、旋回台フレーム（４）の前隅部において、上下回動可能に枢支する回動支点（１７ａ）よりも下方に収納配置したものである。
請求項６においては、請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を該旋回台フレーム（４）の側壁に沿わせて、旋回台フレーム（４）の内側に収納配置したものである。

請求項７においては、請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の基部の支持軸（２３ａ）を、該旋回台フレーム（４）の旋回中心（４０）よりも後方に配置したものである。
請求項８においては、請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の基部の支持軸（２３ａ）を該旋回台フレーム（４）の後部の位置に支持したものである。
請求項９においては、請求項８記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の基部の支持軸（２３ａ）を、該旋回台フレーム（４）の外側より着脱可能としたものである。

請求項１０においては、請求項８記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の基部の一部を、旋回台フレーム（４）の下部において、後方及び下面から上方に凹んで、かつ下側に開放した凹部（４ｄ）内に挿入配置したことを特徴とする請求項８に記載のバックホーである。
請求項１１においては、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を、該旋回台フレーム（４）の左右一側に配置したものである。
請求項１２においては、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の外側端は、平面視で座席（７）よりも外側方に位置するように配置したものである。

請求項１３においては、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の先端部を、該旋回台フレーム（４）の前方最大突出部より内方に配置したものである。
請求項１４においては、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の上方に燃料タンク（２５）を配置し、該燃料タンク（２５）の下部を正面視Ｌ字状に切り欠いて切欠部（２５ａ）を形成し、該切欠部（２５ａ）に前記ブームシリンダ（２３）が位置するように構成したものである。
請求項１５においては、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を、エンジン（２４）の出力軸の端部に付設して突設した油圧ポンプ（３１）の下方に、位置するように構成したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項１の如く構成することにより、ブームシリンダや配管等は旋回台フレーム内に収納されて障害物から保護することができる。
よって、シリンダを保護するためのカバー等が不要となり、コスト低減化が図れる。また、従来ブームシリンダをブームの前面に配置するとアタッチメントをブーム側に回動すると干渉することがあったが、本発明では旋回台フレーム内にあるのでこのような干渉が生じることがなく、バケットをブームに極力近づけることができて、作業機の前後長を短くできる。
また、ブームシリンダは従来と同等以上の推力を有するシリンダを配置することが可能であり、ブーム背面に配置する場合に比べて推力の低減がない。また、ブームシリンダは従来よりも下方に配置することができるので、重心が下がり重量バランス（安定性）を向上できる。そして、配管を短くでき、配管の取りまわしが良くなり、ブームシリンダ伸縮作動時の配管の屈曲を小さくすることができ、耐久性を向上できる。

請求項２の如く構成することにより、アタッチメントをブーム側に回動しても干渉することがなく、アタッチメントがブームシリンダに当接して損傷を与えることがない。そして、ブームシリンダは従来と同等以上の推力を確保することができ、ブーム背面にブームシリンダを配置する場合に比べて推力の低減がない。また、ブームシリンダ全体の重心が下がり重量バランス（安定性）を向上できる。また、ブーム作動時にブームシリンダの回動量が小さいため、配管の屈曲を小さくすることができ、耐久性を向上できる。
また、請求項３の如く構成することにより、アタッチメントを回動してもブームシリンダに当たることがなく、ブームシリンダの損傷を防止できる。また、従来と同等以上の推力を確保することができ、ブーム背面にブームシリンダを配置する場合に比べて推力の低減がない。また、ブームシリンダの重心が従来よりも下がり重量バランス（安定性）を向上できる。また、ブーム作動時にブームシリンダの回動量は小さいため、配管の屈曲を小さくすることができ、耐久性を向上できる。そして、ブームシリンダの一端を旋回台フレームに強固に取り付けることができる。
請求項４の如く構成することにより、アタッチメントを回動してもブームシリンダに当たることがなく、ブームシリンダの損傷を防止できる。また、従来と同等以上の推力を確保することができ、ブーム背面にブームシリンダを配置する場合に比べて推力の低減がない。また、ブームシリンダの重心が従来よりも下がり重量バランス（安定性）を向上できる。また、ブーム作動時にブームシリンダの回動量は小さいため、配管の屈曲を小さくすることができ、耐久性を向上できる。そして、ブームシリンダは視界からなくすことができて視界の向上を図れる。また、ステップ下方の空間を有効利用できる。

請求項５の如く構成することにより、アタッチメントを回動してもブームシリンダに当たることがなく、ブームシリンダの損傷を防止できる。また、従来と同等以上の推力を確保することができ、ブーム背面にブームシリンダを配置する場合に比べて推力の低減がない。また、ブームシリンダの重心が従来よりも下がり重量バランス（安定性）を向上できる。また、ブーム作動時にブームシリンダの回動量は小さいため、配管の屈曲を小さくすることができ、耐久性を向上できる。また、配管はブームの回動支点を迂回する必要がないため、配管を短くすることができる。
請求項６の如く構成することにより、アタッチメントを回動してもブームシリンダに当たることがなく、ブームシリンダの損傷を防止でき、側壁でブームシリンダを外側からの障害物に対して保護できる。また、旋回台フレームの隅部に配置してデッドスペースを小さくすることができる。

請求項７の如く構成することにより、ブームシリンダのストロークを長くでき、作業機の前後回動量を十分確保できる。また、ブームシリンダの重心は下後方に位置するため前後重量バランスを向上できる。
請求項８の如く構成することにより、ブームシリンダのストロークを長くでき、作業機の前後回動量を十分確保できる。また、ブームシリンダの重心は下後方に位置するため前後重量バランスを向上できる。

請求項９の如く構成することにより、外側から容易に支持軸を着脱できるので、カバーを外したり、上方の部材を外したりする必要がなく、ブームシリンダの組み付けやメンテナンスが行い易くなる。
請求項１０の如く構成することにより、ブームシリンダの基部の取付部が鋳抜きにより構成することが可能となり、取付部を簡単に構成できて、コスト低減化が図れるまた、支持剛性も高くすることができる。
請求項１１の如く構成することにより、機体側方より組立やメンテナンス等が容易にできる。また、側部の空間を有効利用できる。

請求項１２の如く構成することにより、ブームシリンダと座席下方に配置するエンジンと干渉せず配置できる。また、操縦部の側部にブームシリンダが位置し、操縦部近傍に配置するコントロールバルブ等と干渉することがなく、コントロールバルブとの配管が容易にできる。
請求項１３の如く構成することにより、ブームシリンダは機体前端よりも後方に位置することになり、前後重量バランスを向上することができる。
請求項１４の如く構成することにより、ブームシリンダと燃料タンクが干渉することなく配置でき、燃料タンクはブームシリンダ側部まで膨出できて、容量をアップすることができる。
請求項１５の如く構成することにより、油圧ポンプ下方の空間を有効利用でき、ブームシリンダをエンジンに近づけて配置することが可能となって、車幅をより小さくすることが可能となる。

次に、発明の実施の形態を説明する。図１は本発明のバックホーの左側面図、図２は本発明のバックホーの後面図、図３はバックホーの平面図、図４は旋回台フレームと第一ブームの平面図、図５は同じく右側面図、図６は旋回台フレームとブームシリンダとエンジンの正面図、図７は旋回台フレームの斜視図、図８は第一ブームと第二ブームとオフセットシリンダとオフセットロッドの斜視図、図９は旋回台フレームとブームシリンダと燃料タンクの正面図である。

まず、図１から図３を用いて本発明の一実施例である旋回作業車をバックホーとし、その全体構成について説明する。バックホー１は、クローラ式走行装置２上に上部体を左右旋回可能に配置しており、上部体は旋回台フレーム４の上部略中央に旋回台軸受３を配置し、該旋回台軸受３により旋回台フレーム４を左右旋回可能に軸受支持している。また、クローラ式走行装置２は駆動輪６１と従動輪６２と転輪６３・６３の外周に履帯６４を巻回している。該クローラ式走行装置２の前後一端部（図１に示す実施例においては前端部）には、排土板５が上下回動可能に配設される。

旋回台フレーム４の上方にはエンジン２４や燃料タンク２５やバッテリーや油圧バルブや作動油タンクなどを収納して被覆するボンネット６が配置され、該ボンネット６上に座席７が配設されている。該座席７の前方の旋回台フレーム４の前端上に操作コラム８が立設され、該操作コラム８と座席７の間の旋回台フレーム４上にステップ３３を設けている。そして、旋回台フレーム４の左右一側前部（本実施例では進行方向右側の前部）に作業機１０の下端部が前後回動可能に支持されている。操作コラム８上には作業機１０やクローラ式走行装置２などを操作するためのレバー５５Ｌ・５５Ｒやフットペダルなどが配設されて、操縦部９が構成されている。

次に、図１、図２を用いて作業機１０の構成について説明する。作業機１０は、バケット１１、アーム１２、ブーム１３、およびこれらを作動させるための油圧シリンダ群や油圧配管系統などで構成され、アタッチメントとなるバケット１１をブーム１３に対して左右方向に移動可能とするオフセット型の作業としている。前記ブーム１３は本機側から先端側に第一ブーム１７と第二ブーム１８と第三ブーム１９と接続して構成される。

作業用アタッチメントであるバケット１１は、回動支点１１ａにおいてアーム１２の先端部に前後回動可能に枢支される。そして、アーム１２の根元部より上方に突設されたアームブラケット１４に設けられたボトム側支持点１６ａと、バケット１１のリンク機構１５に設けられたロッド側支持点１６ｂとの間にバケットシリンダ１６が介装される。該バケットシリンダ１６が伸縮することによりバケット１１の回動が行われる。

アーム１２の根元部は、回動支点１２ａにおいて第三ブーム１９の先端部に上下回動可能に枢支される。そして、前記アームブラケット１４の基部側に設けられたロッド側支持点２０ｂと、第三ブーム１９の基部側に設けられたボトム側支持点２０ａとの間にアームシリンダ２０が介装される。該アームシリンダ２０が伸縮することによりアーム１２の回動が行われる。

第三ブーム１９の根元部は、回動支点１９ａにおいて第二ブーム１８の先端部に左右回動可能に枢支される。また、第二ブーム１８の根元部は、回動支点１８ａにおいて第一ブーム１７の先端部に左右回動可能に枢支される。第三ブーム１９の基部側の右側面には、後述するオフセットロッド２２の上端の支持軸２２ａを回動可能に枢支するためのブラケット３７が装置側方に突設される。そして、前記第一ブーム１７の右側面の先端側にブラケット５２が突設され、該ブラケット５２に設けられたオフセットロッド２２の下端を回動自在に枢支する支持軸２２ｂが設けられている。

前記第一ブーム１７内にはオフセットシリンダ２１が収納され、該オフセットシリンダ２１のロッド側先端は第二ブーム１８の基部側より右側方に突出したブラケット５３に設けた支持軸２１ａに枢支され、オフセットシリンダ２１の基部側（ボトム側）の支持軸２１ｂは第一ブーム１７の下部内に配置されている。該オフセットシリンダ２１が伸縮することにより第二ブーム１８の回動が行われる。このように構成することにより、第二ブーム１８を左右に回動させると、オフセットロッド２２も連動して左右に回動し、第三ブーム１９より先端側（より具体的には、第三ブーム１９、アーム１２、バケット１１）は、後面視において左右に傾斜することなく、左右に略平行移動（オフセット移動）する。

第一ブーム１７の根元部は、回動支点１７ａにおいて前記旋回フレーム４の前隅部に上下回動可能に枢支される。該第一ブーム１７の下端は回動支点１７ａよりも更に下方に延出してロッド側支持点２３ｂが設けられ、該ロッド側支持点２３ｂと旋回台フレーム４後部に設けられたボトム側支持点（支持軸）２３ａとの間にブームシリンダ２３が介装される。該ブームシリンダ２３が伸縮することにより第一ブーム１７の前後回動が行われる。このとき、ブームシリンダ２３は旋回台フレーム４内に配置されており、作業時にはブームシリンダ２３が障害物に干渉しないように設けられている。

続いて、各部を詳述する。旋回台フレーム４について、図４から図７を用いて説明する。旋回台フレーム４は平面視において前後方向に長い略小判形に形成され、左右幅を短くして狭い作業場に容易に進入できるようにしている。そして、該旋回台フレーム４を鋳造により一体的に形成して、簡単に製造できてコスト低減化を図っている。該旋回台フレーム４の進行方向右前隅部に作業機１０を装着し、左側前部上に操縦部９を配置し、後端部をカウンタウエイトとし、該後部内にエンジン２４を載置し、右側に燃料タンク２５及びバッテリーを配置している。

前記旋回台フレーム４の平面形状を更に詳しく説明すると、旋回台フレーム４の前後左右中央に旋回台軸受３を取り付けるように開口部を設けて、その中心を旋回中心４０とする。該旋回台フレーム４の後部４ｂは他の部分よりも上方に高くするとともに、肉厚を厚くして重くなるようにしてカウンタウエイトとし、その平面形状は旋回中心４０を中心とした円弧状に形成されている。この旋回中心４０から旋回台フレーム４の後部４ｂ端までの距離をＲとして、この後端部の円弧は半径Ｒとしている。即ち、旋回台フレーム４の後端の旋回軌跡４１は半径Ｒとしている。旋回台フレーム４の左右両側は旋回台フレーム４の底面から立ち上げて前後方向の垂直面とした側面４ａ・４ａとしており、該側面４ａ・４ａはクローラ式走行装置２の履帯６４の左右両側位置に略一致され、車幅と略一致させている。この側面４ａから旋回中心４０までの距離Ｗは前記後部４ｂの半径Ｒよりも短く構成している。よって、平面視において旋回台フレーム４の形状は半径Ｒの円の左右両側を左右長さＷの位置で前後方向に切り落としたような形状としている。

旋回台フレーム４の前部４ｃは、円弧状に構成して旋回台フレーム４の後端の旋回軌跡４１内に納まる形状としている。つまり、旋回台フレーム４の前部４ｃは旋回軌跡４１とクローラ式走行装置２の左右履帯の前部外側端との交点を結ぶ左右方向の線４２よりも前方に膨出した凸部とし、この膨出した部分は半径Ｒ（後端の旋回軌跡４１）の内側に配置している。この前方に膨出した凸部を設けることにより、操縦部９の前部を従来よりも前方に広げることが可能となって、小型のバックホーにおいては足元空間を広げて居住空間を大きくして居住性の向上を図ることができるのである。但し、前部４ｃの平面形状は本実施例では円弧状に構成しているが、矩形や三角形や台形４等に構成することも可能であり、限定するものではない。なお、前部４ｃは円弧状に構成しているが、この円弧の中心４３は図４に示すように、左右中心よりも左側（反作業機側）、前後中心よりも前方に偏心させており、作業機側を削って、作業機側の視界が狭くならないようにしている。

また、旋回台フレーム４の左右一側（本実施例では右側）前隅部には前記前部４ｃの湾曲部の端部に連続して切欠４４を設け、該切欠４４の後部に第一ブーム１７の取付部４５を形成している。該切欠４４は平面視において小判形の旋回台フレーム４の右前隅をＬ字状に切り欠いて前方を開放したものであり、前記第一ブーム１７を前下方へ回動させたときに旋回台フレーム４と干渉しないようにしている。つまり、できるだけ作業機１０を下方へ回動できるようにしている。そして、この旋回台フレーム４の左右一側前隅部に作業機１０の基部、即ち、第一ブーム１７の下部を配置するための取付部４５を形成しており、前記切欠４４の後部に取付部４５が設けられる。こうして、作業機１０をできるだけ側端に近い側方の前部に配置して操縦部９の空間が大きくなるようにし、第一ブーム１７の取付基部ができるだけ低い位置に取り付けられるようにしている。そして、作業機１０を前方に寄せて配置することで、右側から乗降できる空間も得られるようにしている。該取付部４５は旋回台フレーム４と一体的に構成されて製造時に容易に成形できるようにしてコスト低減化を図っている。

該取付部４５は旋回台フレーム４の底板より左右一対立ち上げて、前後方向に起立部４５ａ・４５ｂを上方に突設して、起立部４５ａ・４５ｂが略平行となるように形成している。該起立部４５ａは切欠４４の側部に形成し、起立部４５ｂは側面４ａの前部に一体的に形成し、この外側の起立部４５ｂを旋回台フレーム４の側板（側壁）と兼用した構造としている。該起立部４５ａ・４５ｂ上部に開口したピン孔と第一ブーム１７の下部の回動支点１７ａに設けたピン孔に支点ピン（支点軸）を挿入して前後回動可能に枢支している。つまり、外側から支点ピンを着脱できるようにして組立等を行い易くしている。この外側に立ち上げた取付部４５は旋回台フレーム４の側面４ａと一体的に構成しているため、側板と取付部が兼用されて、第一ブーム１７の基部を支持するために別個新たに第一ブームにプレート等を取り付けたり、取付用のブラケットを旋回台フレーム４に組み付けたりすることがなく安価に得られるようにしているのである。また、起立部４５ｂの後部の側板には上方に開放する凹部４５ｃが形成され、この凹部４５ｃからブームシリンダ２３等のメンテナンス等を行い易くするとともに、組立も容易にできるようにしている。そして、側板に第一ブーム１７（作業機１０）を支持できるため、第一ブーム１７は外端の近くに配置することができ、小型のバックホーにおいては操縦部９は狭い空間に形成する必要があるが、本実施例のように作業機１０を操縦部９から左右反対側に配置して、できるだけ離すことができるので、従来のバックホーに比べて操縦部９の空間を広げることができて、居住性をアップすることができるのである。

前記第一ブーム１７の基部は旋回台フレーム４の右隅前方より前記起立部４５ａ・４５ｂにガイドさせながら後方に挿入して、取付部４５に容易に位置させることができて、回動支点１７ａとなる前記支点ピンは外側面４ａに開口したピン孔に外側から挿抜して組み立てることができるため、組立やメンテナンスが容易にできるのである。また、第一ブーム１７の基部を前記取付部４５に取り付けて、該第一ブーム１７の下部にブームシリンダ２３の先端部を取り付けるように、ブームシリンダ２３の先端部が取付部４５、即ち、起立部４５ａ・４５ｂの間の下部に臨むように配置される。こうすることにより、第一ブーム１７とブームシリンダ２３の取付部は取付部４５によって側方からの障害物に対して保護することができるのである。

次に、ブームシリンダ２３の配置構成について説明する。前記第一ブーム１７を回動するためのブームシリンダ２３が前記取付部４５の後方に、即ち、第一ブーム１７の基部の後方に前後略水平に配置されている。このようにブームシリンダ２３を旋回台フレーム４の下部（底部）のできるだけ低い位置に配置することで、従来ブームの前面または後面に配置した場合に比べて、重心を下げることができるようになり安定性を高め、その分バケット容量を増加させることもできる。また、従来のようにブームの前面にブームシリンダを配置する構成に比べて、バケット等のアタッチメントを手前に引き込んだときに、シリンダと干渉することがなく傷つき等を防止することができる。また、ブームシリンダをブームの背面に配置した場合には、シリンダチューブは上側に配置され、ピストンロッドの先端が下方の基部側に配置されることになり、持ち上げ作業時にはシリンダチューブのロッド側室に圧油を送油して縮小方向の作動となるため、作用面積が小さくなり推力が低下していたが、本実施例ではブームシリンダ２３を水平方向に配置するため、前述のような不具合がないのである。

また、前記ブームシリンダ２３は旋回台フレーム４内に内装される。即ち、旋回台フレーム４は上方を開放した箱状に構成して、旋回台フレーム４の上端よりも下方の内部にブームシリンダ２３を配置している。そして、該ブームシリンダ２３は機体一側（右側）の側面４ａに沿わせて配置し、つまり、側壁となる側面４ａと平行に前後略水平方向に配置されている。このように配置することで、ブームシリンダ２３及びブームシリンダ２３に接続される配管は旋回台フレーム４により囲まれて保護され、障害物等に当接することなく、傷つくおそれもなくすことができるのである。そして、旋回台フレーム４の右側下部の空間を有効に利用できる。

そして、該ブームシリンダ２３の基部（ボトム側）、つまり、シリンダチューブの後端は、旋回台フレーム４の後部内に支持する構成としている。即ち、旋回台フレーム４の後部４ｂのカウンタウエイト部分の下部に後方及び下面から上方に凹む凹部４ｄを形成している。つまり、旋回台フレーム４内の前方及び下側に開放する凹部４ｄが旋回台フレーム４の後部のカウンタウエイト部分に形成され、該凹部４ｄには左右方向にピン孔４ｅが穿設され、該凹部４ｄにブームシリンダ２３のボトム側（基部）の支持部を挿入して、該支持部をピン等の支持軸２３ａで枢支してボトム側支持点としている。該支持軸２３ａは旋回台フレーム４の外側面から着脱可能として、組立やメンテナンス等が容易にできるようにしている。

この支持部分は旋回中心４０よりも後方に位置し、凹部４ｄは下側からの鋳抜きにより成形し、中子が不要となり安価に構成できるようにしている。そして、ウエイト部の重量を軽くすることなくブームシリンダ２３を取り付けることが可能としている。また、ブームシリンダ２３の後端は旋回台フレーム４の後端近くまで配置することを可能となり、小型のバックホーであっても、ブームシリンダ２３のストロークを十分確保することができ、重い側のシリンダチューブを後部側に配置することで前後バランスの向上も図ることができるのである。但し、ブームシリンダ２３は旋回台フレーム４の外側の側面に沿って配置することも可能である。この場合、機体内側に凹む前後方向に長い凹部、または、正面視Ｌ状の空間を形成し、該凹部内にブームシリンダ２３を前後方向に配置して、開放側の側部をカバーで覆う構成とすることもできる。

また、図６に示すように、該ブームシリンダ２３の後部上方、つまり、ボトム側の上方にはエンジン２４の出力軸上に設けた油圧ポンプ３１が配置されている。このように構成することで、従来後方小旋回形のバックホーでは、スイングシリンダを油圧ポンプ下方に配置していたが、スイングシリンダは左右方向に揺動するに対して、ブームシリンダ２３は上下方向に揺動する。このため、エンジン２４の下部側面とブームシリンダ２３の間の左右方向の隙間、及び、ブームシリンダ２３と側内壁との間の左右方向の隙間を小さくすることが可能となり、車幅をより小さくすることが可能となったのである。なお、油圧ポンプ３１は出力軸の延長上に配置され、エンジンの出力軸上にはフライホイールが配置され、下端にはオイルパン等を配置するため、エンジン２４の下端から出力軸までの高さはある程度必要である。よって、出力軸と旋回台底面との間のスペースにはブームシリンダ２３の上下揺動範囲を加味しても十分に配置することができるスペースを有しており、左右方向のスペースよりも上下方向のスペースが得やすい構造であるため、ブームシリンダ２３は容易に配置することができる。

また、図９に示すように、ブームシリンダ２３の上方に燃料タンク２５が配置されている。該燃料タンク２５はボンネット６内において、正面視で右または左の下側部に逆Ｌ字状の切欠部２５ａが形成されて、該切欠部２５ａにブームシリンダ２３を配置している。なお、本実施例では図９に示すように進行方向左側に切欠部２５ａを設けているが、右側に設けることも可能である。こうして、ブームシリンダ２３は前述のように上下に揺動するため、ブームシリンダ２３の左側または右側の旋回台フレーム４内にデッドスペースが生じるが、この空間に燃料タンク２５の下部を膨出させることにより、デッドスペースを有効に利用して容量をアップすることができるのである。但し、燃料タンク２５の代わりに作動油タンクを同様の構成にして配置することも可能である。

そして、ブームシリンダ２３の前端、つまり、ピストンロッドの先端は第一ブーム１７の下端のロッド側支持点２３ｂに枢支されており、該ブームシリンダ２３をストロークエンドまで伸長させた位置においても、ブームシリンダ２３の前端は旋回台フレーム４の前端よりも後方に位置する。つまり、ブームシリンダの前端２３は前方への最大突出部よりも内方に納めて配置している。こうして、ブームシリンダ２３が後方に位置することになり、前後重量バランスの向上を図っている。前記枢支部は第一ブーム１７の回動支点１７ａよりも下方に位置しており、ブームシリンダ２３全体も回動支点１７ａよりも下方に配置している。こうして、ブームシリンダ２３を伸縮させたときに、枢支部は回動支点１７ａの下方を前後方向に移動して作業機１０の回動角を確保できるようにしている。

このように取り付けたブームシリンダ２３は全体からみると、側面視において、ステップ３３の下方に配置され、右側方から乗降する際に邪魔にならず、前方視界からなくすことができて、視界を広げることができる。そして、ブームシリンダ２３を伸縮させた場合、ブームシリンダ２３はブームとともに（ブーム側部で）回動する構成とはなっていないため、該ブームシリンダ２３に接続される配管の屈曲量が小さくなり、曲げ疲労が減少されて耐久性を向上でき、その屈曲に対する干渉を防ぐための空間も不要となり、周囲の構成を簡単に構成できる。また、平面視において、ブームシリンダ２３の右端は座席７の右端よりも外側方に配置され、座席７下方に配置するエンジン２４と干渉しない位置に配置している。

次に、第一ブーム１７の構成について説明する。第一ブーム１７は鉛直方向に位置させた状態で、下端を閉じ上端を開放した筒状に構成しており、該第一ブーム１７内にオフセットシリンダ２１を収納して内装して、ピストンロッド先端が上方に突出する構成としている。つまり、第一ブーム１７の上面に開口部１７ｈを設け、該開口部１７ｈから下方に収納凹部１７ｂを形成している。該収納凹部１７ｂ内にオフセットシリンダ２１を収納している。このような構成とすることで、作業機のコンパクト化が図れ、オフセットシリンダ２１の周囲が第一ブーム１７に囲まれて、カバーが不要となり、アタッチメントとの干渉を防止できるとともに、オフセットシリンダ２１自体及び、オフセットシリンダ２１に接続される配管も保護できるようになり、傷つくおそれもなくなるのである。そして、バケット１１は第一ブーム１７に極力近づけることが可能となり、収納位置における前後長を短くすることができるのである。

そして、側面視において、第一ブーム１７の投影面内に少なくとも該オフセットシリンダ２１の本体（シリンダチューブ）の一部が位置するように構成している。本実施例ではシリンダチューブ全体が常時位置している。このように構成することで、従来オフセットシリンダは第一ブーム１７の先端側に位置する第二ブームの側部に配置していたが、本実施例では、その下方、つまり、機体に近づけて配置することができるため、作業機の重心を作業機１０の回動基部側に近づけることができて、作業機の重量バランスが向上して作業性能を向上できるようになるのである。なお、オフセットシリンダ２１の少なくとも一部が第一ブーム１７の投影面内に配置する構成であれば、第一ブーム１７の右または左の側部にオフセットシリンダ２１を配置して、カバーで覆う構成とすることも可能である。この場合も、作業機の重心を回動基部側に近づけることができるのである。

該第一ブーム１７は図１に示す最上げ状態において、側面視で前方に湾曲した構成としており、点線で示すように作業機１１を最下端まで下降させたときに、第一ブームの前面が履帯６４や排土板５と干渉しないように隙間を確保しながらアーム１２やバケット１１をできるだけ下方まで回動できるようにしている。

また、後面視において、第一ブーム１７の外側面（進行方向に向かって右側面）は前後方向の垂直面とし、長手方向中途部の機体中心側の側面（左側面）は右側に湾曲した構成としている。つまり、図４において、第一ブーム１７基部側の機体左右中心側の側面には凹部１７ｃを形成し、該凹部１７ｃは第二ブーム１８の回動支点１８ａの中心の鉛直線よりも外側（右側）に凹んだ構成としている。このように凹部１７ｃを構成することで、操縦部９における足元空間を広げるようして、第一ブーム１７を前後方向に回動したときに操縦部９の操作コラム８と干渉しないようにしている。

そして、第一ブーム１７の上端（先端）には左側、つまり、機体左右中心側上方に向かって斜め方向に取付部１７ｄを突出した形状としている。該取付部１７ｄに回動支点１８ａを設けて第二ブーム１８の基部を枢支している。こうして、第一ブーム１７と第二ブーム１８を連結する回動支点１８ａの中心は第一ブーム１７の取付基部の左右中心よりも機体内側に配置している。また、回動支点１８ａの中心はブームシリンダ２３の左右の中心線４６の延長上よりも機体内側に位置するように配置している。こうして、第二ブーム１８は回動支点１８ａの上方に配置され、機体右端からはできるだけ機体内側に位置するようにして、オフセット作業の偏心量ができるだけ小さくなるようにし、一方、第一ブーム１７は左側面をできるだけ右側（外側）に位置するようにして操縦部９の空間を広げて、作業機１０の前後回動時に操作コラム９と干渉しないようにし、作業時においてオペレータが作業機に当たらないようにしている。

前記第一ブーム１７に形成した収納凹部１７ｂの内底部にオフセットシリンダ２１の基部（ボトム支点）の支持軸２１ｂを枢支するための取付部５４が形成されている。該取付部５４は第一ブーム１７の上下中途部下寄りに位置し、外側面にメンテナンスや組立のための開口部１７ｅ・１７ｆを開口して、取付部５４の側部には開口部１７ｅを位置させている。該取付部５４は収納凹部１７ｂの内面から立設しており、図８に示すように、該取付部５４の前方の第一ブーム１７の前面にはピン孔１７ｇを開口し、該ピン孔１７ｇと取付部５４のピン孔との間にオフセットシリンダ２１の基部を位置させて、支持軸２１ｂを前方の外側から挿入して、取付部５４と前面とでオフセットシリンダ２１の基部を枢支する構成としている。このように構成することにより、オフセットシリンダ２１基部を枢支するためのプレート等が別体として設ける必要がなくなり、部品点数を削減して安価に構成できるのである。そして、該第一ブーム１７は鋳物により一体的に形成しているため、安価に容易に構成することができるのである。なお、図４に示すように、収納凹部１７ｂの底部は前記凹部１７ｃの上部に位置させて、第一ブーム１７の基部側を細くし、凹部１７ｃの空間が大きくなるようにしている。また、収納凹部１７ｂの底部は開口部１７ｅの下端に一致させ、例え開口部１７ｈより土や水等が入っても開口部１７ｅから排出されるようにしている。

次に、第二ブーム１８の構造について、図１、図２、図８を用いて説明する。なお、作業機１０が最上昇位置まで回動した状態で、つまり、ブームシリンダ２３をストロークエンドまで伸長させた最伸長位置の状態で、第二ブーム１８と第三ブーム１９が前後方向を向きオフセットさせず、バケット１１が第一ブーム１７に近づけた状態（以下この状態を「作業機標準位置」とする）において説明する。第二ブーム１８は側面視において、両端が「へ」字状に形成されて基部側と先端側が離れるような構成とし、基部側が前記取付部１７ｄ・１７ｄの間に挿入されて回動支点１８ａに設けた支点軸により枢支し、第一ブーム１７に対して第二ブーム１８が左右回動可能に連結される。該第二ブーム１８の先端側は第三ブーム１９の基部側に回動支点１９ａに設けた支点軸により枢支し、第三ブーム１９は第二ブーム１８に対して左右回動可能に連結している。該回動支点１８ａ・１９ａの支点軸は前後方向に向き、上下平行に配置される。

そして、作業機標準位置において、図１に示すように、第二ブーム１８と第三ブーム１９との連結部の後端は、第二ブーム１８の基部の連結部（回動支点１８ａ）の前端から回動支点軸に対して垂直上方に延長した線４７よりも前方に配置している。このように構成することにより、第三ブーム１９をできるだけ前方に配置することが可能となり、オフセットシリンダ２１を伸長させて、第二ブーム１８を操縦部９側に傾倒（オフセット）させた状態においても、第三ブーム１９はオペレータの前方に位置し、オペレータと干渉することがないのである。

図２に示すように、第二ブーム１８の基部側から斜め外下方にブラケット５３が突設され、該ブラケット５３に前記オフセットシリンダ２１のピストンロッド先端が支持軸２１ａによって枢支されている。該支持軸２１ａの上方に第一ブーム１７から前記ブラケット５２が突出され、該ブラケット５２にオフセットロッド２２の下端が支持軸２２ｂにより枢支されている。該オフセットロッド２２の上端は第三ブーム１９の後端より斜め外下方に突出したブラケット３７に支点軸２２ａにより枢支され、該オフセットロッド２２は第二ブーム１８と略平行に配置される。

こうして作業機標準位置において、オフセットロッド２２は前記オフセットシリンダ２１の上方、かつ、前方に配置され、該オフセットシリンダ２１の上方に第二ブーム１８が配置される。また、オフセットロッド２２とオフセットシリンダ２１は第一ブーム１７と第二ブーム１８を連結する回動支点１８ａに対して左右同一側となる右側に配置され、上下方向では反対側に配置される。但し、オフセットロッド２２はオフセットシリンダ２１に対して左右反対側に配置することもできる。このように構成することで、第一ブーム１７の近傍にオフセットシリンダ２１が配置され、第二ブーム１８の近傍である右側部にオフセットロッド２２が配置され、オフセットシリンダ２１を伸縮させて第二ブーム１８を左右揺動させて、第三ブーム１９から先の先端部をオフセットさせた場合でも、第一ブーム１７とオフセットシリンダ２１は略平行に位置し、第二ブーム１８とオフセットロッド２２も略平行に維持されるのである。こうして、ブームシリンダ２３及びオフセットシリンダ２１は従来のバックホーよりも機体側に配置されることになり、作業機１０の重心も機体側に位置するようになり、作業安定性を向上することができ、バケット容量も増加させることができるのである。また、第二ブーム１８の側部からオフセットシリンダをなくすことができて、作業機１０の先端側を簡素に構成することができ、配管等の取りまわしも簡素化できるのである。

そして、作業機標準位置において、前記第三ブーム１９の先端にアーム１２の基部を回動支点１２ａにより枢支し、該第三ブーム１９の上部には上方を開放した後面視コ字状のブラケット部１９ｂを形成し、該ブラケット部１９ｂ内にアームシリンダ２０のシリンダチューブを配置して、アームシリンダ２０の後部をボトム側支持点２０ａにより枢支して、アームシリンダ２０のピストンロッド先端をアーム１２の上部に配置したアームブラケット１４にロッド側支持点２０ｂに枢支している。こうして、アームシリンダ２０を伸縮させることによりアーム１２を前後に回動できるようにしているのである。

そして、前記アーム１２の先端にはバケット１１の基部を回動支点１１ａにより枢支し、該アーム１２の上部に形成したアームブラケット１４にバケットシリンダ１６の基部側をボトム側支持点１６ａにより枢支し、該バケットシリンダ１６のピストンロッド先端はロッド側支持点１６ｂによってリンク１５ａ・１５ｂと枢支し、該リンク１５ａの他端はアーム１２の先端部に枢支し、リンク１５ｂの他端はバケット１１の基部側に枢支している。このような構成においてバケットシリンダ１６を伸縮させることにより、バケット１１が前後に回動して掬い込み回動することが可能となるのである。

以上のように構成したオフセット型作業機１０を作業機標準位置に位置させた状態において、図２に示すように、作業機１０の右側端面となる第一ブーム１７の外側端（右側端）は旋回台フレーム４及びクローラ式走行装置２、即ち機体の外側面（右端面）と略同一面上に配置している。また、第二ブーム１８の右端またはオフセットロッド２２の右端は機体の外端面（右側面）と略同一面、または、内側に位置するように配置している。このような配置構成とすることで、車幅内に作業機１０を位置させて狭い作業場へも壁等に作業機１０が当たることなく容易に進入することができ、そして、作業機１０は機体右端に寄せて配置することができて、操縦部９の空間を大きくすることができる。

また、オフセット形作業機１０を作業機標準位置に位置させた状態において、図１に示す側面図のように、作業機１０の後端、本実施例では第一ブーム１７の後端を、座席７の前端またはボンネット６の前端または旋回中心４０よりも前方、かつ、旋回台フレーム４（機体）の前端よりも後方、即ち、後端旋回軌跡４１よりも内側に位置するように構成している。

このように構成することによって、作業機１０を最上昇させて後方へ回動したときに、座席７と作業機１０の間に空間を形成することが可能となり、ステップ３３上において左右方向に貫通する空間が形成される。つまり、ウオークスルー通路を作業機１０の後方において旋回台フレーム４の最大横幅に渡って左右方向に構成することができるのである。こうして、左右両側から乗降可能となり、作業性をアップできるのである。また、ステップ３３上に左右方向に開放された空間を形成できることで、操縦部９のオペレータスペースを大きく構成することができる。そして、作業機１０を後方へ回動させてもオペレータに当接することがないので、キャノピーが不要となり、キャノピーよりも低い障害物がある作業場へも作業機１０を下げて進入することが可能となるのである。

また、オフセット型作業機１０を作業機標準位置に位置させた状態において、図１に示す側面図のように、操作コラム８の側方に作業機１０の回動基部を配置して第一ブーム１７と操作コラム８が略平行となって側面視でラップするように配置している。このように構成することで、操作コラム８と第一ブーム１７の後部と座席７の間にウオークスルーのためのスペースを確保できるようになり、左右両側から乗降できるようになり、作業性をアップし、操縦部９におけるオペレータスペースを大きく構成することができたのである。

また、オフセット型作業機１０を作業機標準位置に位置させた状態において、図１に示す側面図のように、操作コラム８上に配置した操作部材となる操作レバー５５Ｌ・５５Ｒの上端は、第一ブーム１７の上端と略同じ高さ、または、若干低くなるように構成している。このように構成することにより、第一ブーム１７の上部に配置した第二ブーム１８を操縦部９側にオフセット回動させても、オペレータに当たることがなく、操作に支障をきたすことがなく、小型のバックホーにおいて操縦部９をできるだけ大きくして操縦しやすくし、作業機１０をコンパクトに構成できるのである。

本発明のバックホーの左側面図。 本発明のバックホーの後面図。 バックホーの平面図。 旋回台フレームと第一ブームの平面図。 旋回台フレームと第一ブームの右側面図。 旋回台フレームとブームシリンダとエンジンの正面図。 旋回台フレームの斜視図。 第一ブームと第二ブームとオフセットシリンダとオフセットロッドの斜視図。 旋回台フレームとブームシリンダと燃料タンクの正面図。

４ 旋回台フレーム
４ｄ 凹部
７ 座席
１０ 作業機
１１ アタッチメント（バケット）
１２ アーム
１３ ブーム
１７ａ ブーム回動支点
２３ ブームシリンダ
２３ａ 支持軸
２４ エンジン
２５ 燃料タンク
２５ａ 切欠部
３１ 油圧ポンプ
３３ ステップ
４０ 旋回中心

Claims (15)

1. 旋回台フレーム（４）側から先端側に向けて、第一ブーム（１７）と第二ブーム（１８）と第三ブーム（１９）とを接続してブーム（１３）を構成し、該第三ブーム（１９）の先端部にアーム（１２）を上下回動可能に枢支し、該アーム（１２）の先端部にアタッチメント（１１）を前後回動可能に枢支して、オフセット型の作業機（１０）を構成したバックホー（１）において、該ブーム（１３）の下部に前端を枢結し、該ブーム（１３）を前後上下に回動させるブームシリンダ（２３）を、該旋回台フレーム（４）内に内装したことを特徴とするバックホー。
2. 請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を前後略水平方向にして、該旋回台フレーム（４）内に配置したことを特徴とするバックホー。
3. 請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を、該旋回台フレーム（４）の上端よりも下方に収納配置したことを特徴とするバックホー。
4. 請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を、該旋回台フレーム（４）上に設置したステップ（３３）よりも下方に配置したことを特徴とするバックホー。
5. 請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を、前記第一ブーム（１７）の根元部を、旋回台フレーム（４）の前隅部において、上下回動可能に枢支する回動支点（１７ａ）よりも、下方に収納配置したことを特徴とするバックホー。
6. 請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を該旋回台フレーム（４）の側壁に沿わせて、旋回台フレーム（４）の内側に収納配置したことを特徴とするバックホー。
7. 請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の基部の支持軸（２３ａ）を、該旋回台フレーム（４）の旋回中心（４０）よりも後方に配置したことを特徴とするバックホー。
8. 請求項１記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の基部の支持軸（２３ａ）を該旋回台フレーム（４）の後部の位置に支持したことを特徴とするバックホー。
9. 請求項８記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の基部の支持軸（２３ａ）を、該旋回台フレーム（４）の外側より着脱可能としたことを特徴とするバックホー。
10. 請求項８記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の基部の一部を、旋回台フレーム（４）の下部において、後方及び下面から上方に凹んで、かつ下側に開放した凹部（４ｄ）内に挿入配置したことを特徴とする請求項８に記載のバックホー。
11. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を、該旋回台フレーム（４）の左右一側に配置したことを特徴とするバックホー。
12. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の外側端は、平面視で座席（７）よりも外側方に位置するように配置したことを特徴とするバックホー。
13. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の先端部を、該旋回台フレーム（４）の前方最大突出部より内方に配置したことを特徴とするバックホー。
14. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）の上方に燃料タンク（２５）を配置し、該燃料タンク（２５）の下部を正面視Ｌ字状に切り欠いて切欠部（２５ａ）を形成し、該切欠部（２５ａ）に前記ブームシリンダ（２３）が位置するように構成したことを特徴とするバックホー。
15. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のバックホーにおいて、前記ブームシリンダ（２３）を、エンジン（２４）の出力軸の端部に付設して突設した油圧ポンプ（３１）の、下方に位置するように構成したことを特徴とするバックホー。

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