JP5018875B2

JP5018875B2 - 建設機械

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Publication number: JP5018875B2
Application number: JP2009287519A
Authority: JP
Inventors: 修平藤田; 正英頭師; 光夫中谷; 通景竹井
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2029-12-18
Also published as: JP2011127349A

Description

本発明はクレーン機能を備えたショベル等の建設機械に関するものである。

クレーン機能付き油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

この種の油圧ショベルは、図６に示すようにクローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に旋回自在に搭載された上部旋回体２とから成るベースマシン３の上部旋回体２に作業アタッチメント４が装着されて構成される。

作業アタッチメント４は、ベースマシン３(上部旋回体２)に起伏自在に取付けられたブーム５と、このブーム５の先端に回動可能に取付けられたアーム６と、このアーム６の先端に回動可能に取付けられた作業装置としてのバケット７と、ブーム５を起伏させるブームシリンダ８と、アーム６を回動させるアームシリンダ９と、バケット７を回動させるバケットシリンダ(作業装置シリンダ)１０とから成り、バケット７の基端部にクレーン作業を行うための吊りフック１１が取付けられる。

このようなクレーン機能付きのショベルは特許文献１，２に示されている。

アーム６は、図７〜図９に示すように、四周が閉じ基端側が開口した箱形に形成されたアーム本体１２と、このアーム本体１２の基端開口部を閉塞する後板１３と、アームシリンダ９のロッド端及びバケットシリンダ１０のチューブ端が取付けられる左右一対のアームブラケット１４，１５とを備えている。

なお、この明細書において「左右」「前後」とはベースマシン３から見た左右、前後をいう。

また、後板１３を含むアーム６及びアームブラケット１４，１５についての「上下」は、アーム６を水平にした状態での上下をいう。

後板１３は、溶接の作業性を良くするためにアーム本体１２の基端サイズよりも少し大きい四角形に形成され、上縁部１３ａを含む周縁部がアーム本体１２から外方に突出する状態でアーム基端面に溶接される。図８中、Ｗはこの溶接ビードを示す。

両アームブラケット１４，１５は、アーム本体１２の基端側上面に取付けられる前部１６と、後板１３の外面に取付けられる後部１７(図８のみに符号を付している)とを備えた鉤形に形成され、前部１６にバケットシリンダ１０のチューブ端、後部１７にアームシリンダ９のロッド端がそれぞれピン連結される。

両アームブラケット１４，１５には、前部１６と後部１７(図８のみに符号を付している)が連続する内側のコーナー部分に、後板１３の上縁部(アーム本体１２から上方に突出する部分)１３ａと、この上縁部１３ａをアーム本体１２に隅肉溶接するための溶接代(溶接ビードＷ)を逃がすための下向きに開口する切欠１８とが設けられている。

この切欠１８を設けることにより、アームブラケット１４，１５が被さる後板上縁部１３ａをアーム本体１２に対し、アームブラケット１４，１５に邪魔されることなく他の縁部と同様に隅肉溶接によって簡単に溶接することができる。

なお、切欠１８のサイズは、後板上縁部１３ａとその溶接ビードＷが占める面積に溶接作業性を考慮した余裕をプラスした面積として設定される。

このような切欠１８は、特許文献２の図７中に示されている。

一方、クレーン機能付きショベルにおいては、特許文献１，２に示されるように、過負荷防止等のためにブーム５に対するアーム６の角度を検出するためのアーム角度検出器１９が設けられる。

このアーム角度検出器１９は、各図に示すように左アームブラケット１４の外面に取付けられ、ベースマシン３の上部旋回体２に設置された電源及びコントローラとこのアーム角度検出器１９とが電気配線２０によって接続される。

この電気配線２０は、従来、上部旋回体２からブーム５の上面に沿ってブーム先端部まで引き出された後、アームブラケット１４，１５間に導入され、アーム６の回動に必要な余剰分(たるみ)をこのアームブラケット１４，１５間で確保した上でブラケット１４，１５の前方から外部に出て左ブラケット１４の外面側にＵターンし、その先端がアーム角度検出器１９に接続される。

特開２００２−２５５４８５号公報特開２００５−２５６３５６号公報

上記のように、従来、アーム角度検出器用の電気配線２０は、
(ｉ) アームブラケット１４，１５間で余剰分を確保する必要があること、
(ｉｉ) 接続先であるアーム角度検出器１９が左アームブラケット１４の外面に取付けられていること、
(ｉｉｉ) 両ブラケット１４，１５間からの出口が前方しかないこと
から、両ブラケット１４，１５の前方に出てアーム角度検出器１９までＵターンするルートで設置されているため、露出部分が長くなっていた。

このため、配線全長が長くなり、それだけ配線作業が面倒となるとともに、コストアップとなっていた。また、露出部分が損傷するおそれ、あるいは損傷防止のための長いカバーを設ける必要があった。

なお、左アームブラケット１４の適当な位置(たとえばアーム角度検出器１９の近く)に配線出口となる穴を設ければ上記の問題は解決することができる。

しかし、このように、切欠１８に加えて左アームブラケット１４の中央部付近に配線出口用の穴を開けると、この二個所の穴によって同ブラケット１４の強度が大幅に低下し、アーム、バケット両シリンダ９，１０のシリンダ反力を支持する強度を保てなくなるおそれがある。

このため、上記の長い迂回ルートでしか配線できないのが実情であった。

そこで本発明は、アームブラケットの強度低下を抑えながら、アーム角度検出器用の電気配線を最短ルートで設置することができる建設機械を提供するものである。

請求項１の発明は、次の要件のすべてを具備するものである。

(Ａ) ベースマシンに作業アタッチメントが取付けられ、この作業アタッチメントは、上記ベースマシンに起伏自在に取付けられたブームと、このブームの先端に回動可能に連結されたアームと、このアームの先端に回動可能に取付けられた作業装置と、上記ブームを起伏させるブームシリンダと、上記アームを回動させるアームシリンダと、上記作業装置を回動させる作業装置シリンダとを備えていること。

(Ｂ) 上記アームは、四周が閉じた箱形に形成されたアーム本体と、このアーム本体の基端開口部を閉塞する後板と、上記アームシリンダ及び作業装置シリンダの一端が取付けられる左右一対のアームブラケットとを備えていること。

(Ｃ) 上記後板は、その上縁部を含む周縁部がアーム本体から外方に突出する状態でアーム本体に取付けられていること。

(Ｄ) 上記両アームブラケットは、上記アーム本体の基端側上面に取付けられる前部と、上記後板に取付けられる後部とを備えた鉤形に形成されていること。

(Ｅ) 両アームブラケットには、前部と後部が連続する内側のコーナー部分に、上記後板の上縁部と、この上縁部をアーム本体に溶接する溶接ビードを逃がすための切欠が設けられるとともに、一方のアームブラケットの外側面に上記ブームに対するアームの角度を検出するアーム角度検出器が設けられること。

(Ｆ) 上記一方のアームブラケットのコーナー部分に、上記アーム角度検出器に対する電気配線を両アームブラケット間から一方のアームブラケットの外側に導出する配線出口が、上記切欠を拡張する形で切欠と連続して設けられていること。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記配線出口が、上記切欠の前方側に設けられたものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、上記アーム角度検出器が、上記一方のアームブラケットのコーナー部分近傍に設けられたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、上記配線出口から出た電気配線をアーム角度検出器に向けてガイドしかつこのガイド径路から動かないように拘束する配線ガイドが設けられたものである。

本発明によると、アームブラケットの内側のコーナー部分に溶接用の切欠が設けられることを前提として、アーム角度検出器用の電気配線を両ブラケット間から外部に導出するための配線出口をこの切欠と連続して設けたから、次の効果を得ることができる。

(Ｉ) 両アームブラケット間に導入された電気配線を、一方のアームブラケットの内側コーナー部分というアーム角度検出器に近い位置から外部に導出することができるため、両アームブラケット間から前方に迂回させる従来と比較して、配線全長及び露出部分の長さを最小限に短くすることができる。

すなわち、電気配線を最短ルートで、かつ、露出部分が短い状態で設置することができる。このため、配線作業の容易化及びコストダウンを実現できるとともに、露出部分が損傷するおそれが少なくなり、あるいは損傷防止のための配線カバーを縮小することができる。

(ＩＩ) 配線出口を、切欠が設けられたコーナー部分に切欠を拡張する形で切欠と連続して設けたから、両者を別々の位置に独立して設ける場合と比べて、穴加工を一度で簡単に行うことができる。

また、元々余裕を持ったサイズに形成される切欠の余剰分を配線出口の一部として取り込むことができることで、合計の穴面積が最小限に小さくてすむ。

さらに、コーナー部分一個所のみに穴を設ければよいため、分散して設ける場合と比較して、穴合計面積が小さくてすむことと相まってアームブラケットの強度低下を最小限に抑えることができる。

ところで、本発明において、両アームブラケット間に導入された電気配線は、アーム運動に応じた伸縮用の余剰分を確保するために、Ｕターンして配線出口から導出されする。

この場合、配線出口が切欠の後方、つまり後板よりも後方にあると、後板の上縁部を乗り越えた後、外部に導出されるため、この乗り越え部分が、電気配線とともに両ブラケット間に導入されている油圧ホースと干渉し、あるいは干渉防止のために迂回ルートを通さなければならない。

この点、請求項２の発明によると、配線出口を切欠(後板上縁部)の前方に設けたから、電気配線を後板上縁部の手前から外部に導出することができる。このため、油圧ホースとの干渉や、迂回ルートを通すことによる全長増加といった問題が生じない。

また、請求項３の発明によると、アーム角度検出器を一方のアームブラケットのコーナー部分近傍に設けたから、配線出口からアーム角度検出器までの距離、つまり、配線の露出部分または配線カバーが短くてすむ。

請求項４の発明によると、配線出口から出た外側配線をアーム角度検出器までの間で配線ガイドによってガイドしかつこのガイド径路から動かないように拘束できるため、外側配線が機械の振動やアームの動き等により動いてアームブラケットや油圧ホース等と接触したり、同配線に無理な荷重がかかったりするおそれがない。

本発明の実施形態に係るクレーン機能付き油圧ショベルにおけるアームの側面図である。図１の一部拡大図である。配線出口付近の電気配線のガイド状況を示す斜視図である。配線出口と切欠部分の拡大側面図である。 (ａ)(ｂ)は配線出口と切欠部分においてアーム本体に後板を溶接した状態、及び電気配線を導出した状態をそれぞれ示す図４相当図である。クレーン機能付き油圧ショベルの概略側面図である。同ショベルにおける従来のアームの拡大側面図である。図７の一部をさらに拡大して示す図である。図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。

本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。

実施形態は、クレーン機能付き油圧ショベルを適用対象としている。

図１は、実施形態に係るショベルにおける作業アタッチメントの一部を示す。

このショベルの基本的構成、すなわち、
１) 図６中のベースマシン３の上部旋回体２に作業アタッチメント４が取付けられ、この作業アタッチメント４がブーム５、アーム６、バケット７、ブーム、アーム、バケット各シリンダ８，９，１０、それに吊りフック１１によって構成される点(ベースマシン３、バケット７、ブームシリンダ８、吊りフック１１については図６を援用するものとして図１〜図５では図示省略している)、
２) アーム６は、四周が閉じ基端側が開口した箱形に形成されたアーム本体１２と、このアーム本体１２の基端開口部を閉塞する後板１３と、アームシリンダ９のロッド端及びバケットシリンダ１０のチューブ端が取付けられる左右一対のアームブラケット２１，２２とを備えている点、
３) 後板１３は、溶接の作業性を良くするためにアーム本体１２の基端サイズよりも少し大きい四角形に形成され、上縁部１３ａを含む周縁部がアーム本体１２から外方に突出する状態で溶接される点、
４) 両アームブラケット２１，２２は、アーム本体１２の基端側上面に取付けられる前部２３と、後板１３の外面に取付けられる後部２４(図２のみに符号を付している)とを備えた鉤形に形成され、前部２３にバケットシリンダ１０のチューブ端、後部２４にアームシリンダ９のロッド端がそれぞれピン連結される点、
５) 左アームブラケット２１の外側面にアーム角度検出器１９が設けられる点
は、図７〜図９に示す従来技術と同じである。

実施形態において、両アームブラケット２１，２２には、前部２３と後部２４(図１，２参照)が連続する内側のコーナー部分に、後板１３の上縁部(アーム本体１２から上方に突出する部分)１３ａと、この上縁部１３ａをアーム本体１２に隅肉溶接するための溶接代(溶接ビードＷ)を逃がすための下向きに開口する溶接用の切欠２５と、配線出口２６とが相連続して設けられている。

切欠２５及び配線出口２６について詳述する。

図３は、図７，８に示す従来の切欠１８と、実施形態の切欠２５及び配線出口２６とを対比して示す。

実施形態の切欠２５は、従来の切欠１８とほぼ同じ形状、サイズをもって形成され、この切欠２５の前方に、切欠２５を拡張する形で、上部が丸い下開きの切欠としての配線出口２６が設けられている。

図４(ａ)は切欠２５によって後板１３の上縁部１３ａをアーム基端面に溶接した状態を示す。

ここで、切欠２５は、従来の切欠１８と同様に、後板上縁部１３ａとその溶接ビードＷが占める面積に溶接作業性を考慮した余裕をプラスしたサイズに設定される。

後板溶接(アーム組立)後、図４(ｂ)に示すようにアーム角度検出器１９に対する電気配線２０が設置される。

この電気配線２０は、図１に示すようにブーム沿いに両ブラケット２１，２２間に導入され、必要な余剰分を確保するようにＵターン状に折り返された後、配線出口２６を通って左アームブラケット２１外に導出され、その導出端がアーム角度検出器１９に接続される。

この場合、電気配線２０を、図７〜図９に示す従来技術のように左アームブラケット１４の先端側から出して後方に折り返す迂回ルートをとる必要がなく、図１，２及び図４(ｂ)に示すようにコーナー部分から配線出口２６を通って直接外部に導出することができる。

すなわち、電気配線２０を無駄の無い最短ルートで、かつ、露出部分が従来よりも格段に短い状態で設置することができる。このため、配線作業の容易化及びコストダウンを実現できるとともに、露出部分が損傷するおそれが少なくなり、あるいは損傷防止のための配線カバーを縮小することができる。

また、この配線構成によると、次の作用効果を得ることができる。

(イ) 配線出口２６を、切欠２５が設けられたコーナー部分に切欠２５を拡張する形で切欠２５と連続して設けたから、両者を別々の位置に独立して設ける場合と比べて、穴加工を一度で簡単に行うことができる。

(ロ) 元々余裕を持ったサイズに形成される切欠２５に合体させて配線出口２６を設けることで、後板溶接後に残った切欠２５の余剰分を配線出口２６の一部として取り込むことができる。

いいかえれば、切欠２５と配線出口２６を別々に独立して設ける場合と比べて、合計面積を最小限に小さくすることができる。

(ハ) コーナー部分一個所のみに穴(切欠２５＋配線出口２６)を設ければよいため、分散して設ける場合と比較して、上記(イ)の穴合計面積が小さくてすむことと相まって左アームブラケット２１の強度低下を最小限に抑えることができる。

(ニ) 切欠２５を前方に拡張する形で配線出口２６を設けたから、電気配線２０を後板上縁部１３ａを乗り越えずにその手前から外部に導出することができる。このため、両ブラケット２１，２２間に配策された図示しない油圧ホースとの干渉や、後板上縁部１３ａを乗り越える迂回ルートを通すことによる全長増加といった問題が生じない。

加えて、実施形態においては、次の構成がとられている。

第１に、アーム角度検出器１９は、左アームブラケット２１の内側コーナー部分にできるだけ近い位置で同ブラケット外側面に設けられている。

この構成により、配線出口２６からアーム角度検出器１９までの距離、つまり、配線の露出部分または配線カバーが短くてすむ。

第２に、図１〜図４では切欠２５及び配線出口２６の位置、形状等を明らかにするために図示省略しているが、図５に示すようにアーム角度検出器１９を左アームブラケット２１に取付けるための取付フレーム２７に配線ガイド２８が取付けられている。

この配線ガイド２８は、上から見てＬ字形に屈曲したガイド部２８ａと、このガイド部２８ａの後端から外向きに折れ曲がった拘束部２８ｂとから成り、ガイド部２８ａが配線出口２６の出口側に位置する状態で、拘束部２８ｂが取付フレーム２７にボルト２９によって取付けられる。

配線出口２６から出た電気配線２０は、配線ガイド２８のガイド部２８ａに沿って後向きに方向転換し、拘束部２８ｂと取付フレーム２７との間に挟み込まれた状態でその先端がアーム角度検出器１９に接続される。

この構成によると、電気配線２０の導出部分をアーム角度検出器１９までの間で配線ガイド２８によってガイドしかつこのガイド径路から動かないように拘束できるため、配線導出部分が機械の振動やアーム６の動き等により動いて左アームブラケット２１や油圧ホース等と接触したり、同配線に無理な荷重がかかったりするおそれがない。

他の実施形態
(１) 配線出口２６は、前記のように切欠２５を前方に拡張する形で設けるのが望ましいが、後板上縁部１３ａを乗り越えるルートで問題が生じない場合は、切欠２５を後方、または後方と上方に拡張する形で設けてもよい。

(２) 上記実施形態では、電気配線２０を両アームブラケット２１，２２間でＵターン状に折り返すことで、アーム運動に対応する電気配線２０の余剰分を確保する構成をとったが、他の部分(たとえばアーム角度検出器１９の近傍)で余剰分を確保する構成をとる場合には、両アームブラケット２１，２２に導入した電気配線２０を直接、配線出口２６から導出する構成をとってもよい。

(３) 上記実施形態では配線出口２６を左アームブラケット２１の切欠２５に連続して設けたが、アーム角度検出器１９が右アームブラケット２２に設けられる場合には配線出口２６を右アームブラケット２２の切欠２５に連続して設ければよい。あるいは、アーム角度検出器１９が左右いずれに設けられてもよいように配線出口２６を両アームブラケット２１，２２に設けてもよい。

(４) 本発明はクレーン機能付き油圧ショベルに限らず、作業アタッチメントがブームと、アームと、作業装置とを備えるとともに、アーム角度検出器とその電気配線が設けられ、アーム基端部に後板とアームブラケット、切欠が設けられる他の建設機械にも適用することができる。

１ベースマシンを構成する下部走行体
２同、上部旋回体
３ベースマシン
４作業アタッチメント
５作業アタッチメントを構成するブーム
６同アーム
７同作業装置としてのバケット
８同ブームシリンダ
９同アームシリンダ
１０同バケットシリンダ
１１吊りフック
１２アーム本体
１３後板
１３ａ後板の上縁部
Ｗ溶接ビード
１９アーム角度検出器
２０電気配線
２１，２２左右のアームブラケット
２３左アームブラケットの前部
２４同後部
２５切欠
２６配線出口
２８配線ガイド
２８ａ配線ガイドのガイド部
２８ｂ同拘束部
２９配線ガイド取付用のボルト

Claims

次の要件のすべてを具備することを特徴とする建設機械。
(Ａ) ベースマシンに作業アタッチメントが取付けられ、この作業アタッチメントは、上記ベースマシンに起伏自在に取付けられたブームと、このブームの先端に回動可能に連結されたアームと、このアームの先端に回動可能に取付けられた作業装置と、上記ブームを起伏させるブームシリンダと、上記アームを回動させるアームシリンダと、上記作業装置を回動させる作業装置シリンダとを備えていること。
(Ｂ) 上記アームは、四周が閉じた箱形に形成されたアーム本体と、このアーム本体の基端開口部を閉塞する後板と、上記アームシリンダ及び作業装置シリンダの一端が取付けられる左右一対のアームブラケットとを備えていること。
(Ｃ) 上記後板は、その上縁部を含む周縁部がアーム本体から外方に突出する状態でアーム本体に取付けられていること。
(Ｄ) 上記両アームブラケットは、上記アーム本体の基端側上面に取付けられる前部と、上記後板に取付けられる後部とを備えた鉤形に形成されていること。
(Ｅ) 両アームブラケットには、前部と後部が連続する内側のコーナー部分に、上記後板の上縁部と、この上縁部をアーム本体に溶接する溶接ビードを逃がすための切欠が設けられるとともに、一方のアームブラケットの外側面に上記ブームに対するアームの角度を検出するアーム角度検出器が設けられること。
(Ｆ) 上記一方のアームブラケットのコーナー部分に、上記アーム角度検出器に対する電気配線を両アームブラケット間から一方のアームブラケットの外側に導出する配線出口が、上記切欠を拡張する形で切欠と連続して設けられていること。
上記配線出口が、上記切欠の前方側に設けられたことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
上記アーム角度検出器が、上記一方のアームブラケットのコーナー部分近傍に設けられたことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械。
上記配線出口から出た電気配線をアーム角度検出器に向けてガイドしかつこのガイド径路から動かないように拘束する配線ガイドが設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械。