JP5168178B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関し、その中でも特にブーム周りの油圧配管構造に関する。

図５、図６に従来の油圧ショベルの一例を示す。この油圧ショベルは比較的小型の機種であり、クローラ式の下部走行体１０１の上に旋回可能に搭載された上部旋回体１０２には、運転席１０３が略中央部に設けられ、運転席１０３の前部の左右方向略中央部にブーム１０６やアーム１０７、バケット１０８を備えたアタッチメント１０５が設けられている。このアタッチメント１０５は、油圧制御されていて、運転席１０３から左右方向に揺動自在に、そして、前後方向に起伏自在に駆動操作できるようになっている。

このようにアタッチメント１０５を油圧制御するために、ブーム１０６の基端側の下面にはブームシリンダ１１０が設けられ、ブーム１０６の先端側の上面にはアームシリンダ１１１が設けられ、アーム１０７の上面にはバケットシリンダ１１２が設けられていて、ブーム１０６の周りには、これらに作動油を供給する複数の作動油配管１１３や作動油ホース１１４が配設されている。これら複数の作動油配管１１３等は、ブーム１０６の基端部を回動可能に支持している上部旋回体１０２の支持部付近から導出され、ブーム１０６の上面側をブーム１０６に沿って延びるように配設され、各シリンダ１１０，１１１，１１２に接続されている。

これら作動油配管１１３等のうち、ブーム１０６の基端部の付近には作動油ホース１１４が配設されていて、そこには作動油ホース１１４をたるませた弛み部１１４ａが設けられている。この弛み部１１４ａは、大きく前方に倒す前傾位置と、後傾させて起立させる起立位置とにブーム１０６を変位させることで、作動油配管１１３等へ過度な伸縮負荷が加わらないようにするために設けられている。

ところが、このように作動油配管１１３等を構成すると、ブーム１０６が起立して弛み部１１４ａが大きく膨らんだときに、作動油ホース１１４が上部旋回体１０２の前端部と接触するおそれがあり、接触を避けるためにある程度ブーム１０６の回動範囲を狭くせざるを得ないという不利がある。

そのため、作動油ホースをブームの上面側ではなく、ブームの下面側に配設して、弛み部が上部旋回体に接触するのを防止することが提案されている（特許文献１）。具体的には、上部旋回体の支持部付近から導出した作動油ホースをブームの前方に引き出して、ブームの下面とブームシリンダとの間を通すように配設し、ブームの長さ方向の中間位置で作動油ホースをブームの側方を通して上面側に渡らせた後、各シリンダに接続している。
特開２００３−１５５７５８号公報

しかし、このように作動油配管等を配設すると、ブームの側方を通る作動油ホースがブームの側方にはみ出すため、作業視野が遮られて作業し難くなるという不利がある。また、そのはみ出した作動油ホースを予期せず作業中に引っ掛かけて破損させてしまうおそれもあり、作業性の面で不利がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作業性を損なわずにブームの回動範囲を拡大させることができる作業機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、ブームの下面側を通る作動油配管等をブームの中を通して上面側にもっていくようにした。

具体的には、本発明は、下部走行体と、この下部走行体の上に搭載される作業機械本体と、この作業機械本体の前端部に起伏可能に支持される作業装置とを備えた作業機械であって、前記作業装置は、基端部が前記作業機械本体に回動可能に支持されるブームと、このブームの先端部に回動可能に支持される作業具部と、を含み、前記ブームの先端側の部分の上面には、前記作業具部を油圧によって駆動制御するシリンダが配設されており、前記ブームの基端側の部分の下面には、前記作業機械本体側から導出されて前記シリンダに接続される作動油配管が配設されており、前記ブームの中間部分に、その上面と下面とに貫通する配管経路が形成されていて、前記作動油配管が、前記配管経路を通って前記ブームの上面側に導出され、前記シリンダに接続されていることを特徴とする。

係る構成によれば、まず、作業機械本体側から導出される作動油配管がブームの上面ではなく下面に配設されているので、ブームの基端部付近に位置する作動油配管が作業機械本体の前端部に接触するのを防ぐことができる。そして、ブームの中間部分においてその上下面に貫通する配管経路が形成され、その配管経路を通って作動油配管がブームの下面側から上面側に導出されているので、作動油配管がブームの側方にはみ出さすこと無くブームの上面に設けられたシリンダに接続することができる。したがって、オペレータの前方視野が作動油配管によって妨げられずに済む。作動油配管をブームに密着するように取り付けることができ、不用意に引っ掛けるのを効果的に防ぐことができる。更に、作動油配管の取り付けが簡素になって見栄えも向上する。

具体的には、前記ブームが、複数の部材を接合することにより、中間部分に屈曲部位を有する略へ字形状をした断面略矩形の閉断面構造に形成され、基端部から先端部にわたって上面を覆う第１部材と、該第１部材の下面に接合されて前記屈曲部位より先端側の部分を構成する第２部材と、前記第１部材の下面及び前記第２部材に接合されて前記屈曲部位から基端側の部分を構成する第３部材とを有し、前記第２部材と前記第３部材との接合部分を利用して前記配管経路が形成されているものとすることができる。

そうすれば、比較的簡単な構成でありながら、ブームの強度を保持して配管経路を容易に形成させることができる。すなわち、第１部材がブームの基端部から先端部にわたって上面を覆うように配設されているので、第１部材によってブーム全体の強度を保持することができる。そして、その下側に第２部材と第３部材とが一体に接合され、これら第２部材と第３部材とが屈曲部位の部分で接合されることで、ブームに加わる負荷が各部材に効率よく分散して、ブーム全体としての強度を向上させることができる。第２部材と第３部材との接合部分を利用して配管経路が形成されているので、これらを接合する時に併せて比較的簡単に配管経路を形成させることができ、生産性に優れる。

より具体的には、前記第１部材は、前記接合部分に対応して開口する上側開口部を有し、前記第２部材は、前記第１部材に接合される一対の第２側壁部と、これら第２側壁部に連なって前記第１部材に対向する第２下壁部とを有し、前記第３部材は、前記第１部材に接合される一対の第３側壁部と、これら第３側壁部に連なって前記第１部材に対向する第３下壁部とを有し、前記第２下壁部の前記屈曲部位側の端部に、前記上側開口部に対応するように切欠部が設けられ、該切欠部の周りから前記一対の第２側壁部の間を延びるようにトンネル壁部が設けられていて、前記第２部材の前記屈曲部位側の端部と、前記第３部材の前記第３下壁部の下面とが接合され、前記トンネル壁部が前記第１部材と前記第３下壁部とに接合されて、前記上側開口部と、前記切欠部側に形成される下側開口部とが上下に開口する前記配管経路が構成されているものとすればよい。

そうすれば、トンネル壁部を含む第２部材の屈曲部位側の端部と、第３部材の第３下壁部とを接合することで、ブームの屈曲部位が構造的に補強されるため、よりブームの強度を向上させることができる。各部材の接合時には、接合スペースが確保できて比較的容易に接合作業が行えるので、接合作業が安定し、ブームの強度を精度高く確保することができる。また、接合部位に隙間が残らずブーム内に雨水、土砂等が浸入するのを効果的に防止できる点でも有利である。

以上説明したように、本発明の作業機械によれば、比較的簡単な構成でありながら、ブームの強度を保持して、作業性を損なわずにブームの回動範囲を拡大させることができるようになる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に本発明を適用した油圧ショベル（作業機械）を示す。この油圧ショベルは、下部走行体１や上部旋回体２（作業機械本体）、アタッチメント３（作業装置）等を備え、図４及び図５に示した油圧ショベルと同様に一般的な油圧ショベルの中では比較的小型な機種である。なお、前後や左右、上下等の方向は、特に言及しない限り図１の状態を基準に説明する。

本実施形態の下部走行体１は、一般的なクローラ式のものであり、その前側には排土板を含む排土装置１ａが装備されている。上部旋回体２は下部走行体１の上側に旋回可能に搭載されていて、上部旋回体２の上部にはその大部分を占めるように運転室５が設けられている。運転室５の略中央には運転席５ａが配設されていて、その周囲に下部走行体１やアタッチメント３を操作するための各種レバー等が配設されている。

アタッチメント３は、ブーム６やアーム７、バケット８、連結体９などで構成されており、上部旋回体２の前端部において、油圧によって左右方向に揺動自在に、そして、前後方向に起伏自在に制御可能となっている。

詳しくは、上部旋回体２の前端部における左右幅方向の略中央部には、上下方向に対向するように一対の支持フランジ２ａ，２ａが突出形成されており、これら支持フランジ２ａ，２ａに連結体９が支持されていて、連結体９は垂直方向に延びる軸回りに回動可能となっている。

連結体９は、その上端部において左右方向に対向するように突出する一対のブームブラケット９ａ，９ａを有しており、これらブームブラケット９ａ，９ａにブーム６の基端部が支持されて、ブーム６が水平方向に延びる軸回りに回動可能となっている。つまり、アタッチメント３と下部走行体１との間に連結体９が介在することにより、アタッチメント３は左右方向に揺動可能に、そして、起伏可能になっている。また、連結体９の前端部には、一対の第１シリンダブラケット９ｂ，９ｂが突出形成されていて、そこにブーム６を起伏自在に駆動させるブームシリンダ１０のシリンダ筒が回動可能に支持されている。

ブーム６は、その中間部分に屈曲部位６ａを有し、前方に向かって略へ字形状に屈曲する断面略矩形の閉断面構造体に形成されている。その屈曲部位６ａの下面側には、一対の第２シリンダブラケット６ｂ，６ｂが設けられている。これら第２シリンダブラケット６ｂ，６ｂにブームシリンダ１０のシリンダ軸の先端部分が回動可能に支持されていて、ブームシリンダ１０は、ブーム６の屈曲部位６ａより基端側の下面に沿って延びるように配設されている。このようにブームシリンダ１０が配設され、そのシリンダ筒からのシリンダ軸の突出量を変えることによって、ブーム６は起伏自在に制御可能となっている。なお、ブーム６の詳細については別途後述する。

連結体９にも、図示はしないが上部旋回体２側に配設されている揺動シリンダが連結されていて、この揺動シリンダによって連結体９を介してブーム６が揺動自在に制御可能となっている。

アーム７は、ブーム６の先端部に支持されて水平方向に延びる軸回りに回動可能となっており、アーム７の先端部には同様にバケット８が回動可能に支持されている。このアーム７を回動制御するために、ブーム６の屈曲部位６ａよりも先端側の部分の上面にアームシリンダ１１が配設されている。このアームシリンダ１１は、ブーム６の屈曲部位６ａの上面側に設けられた一対の第３シリンダブラケット６ｃ，６ｃと、アーム７の基端部に設けられた一対の第４シリンダブラケット７ａ，７ａとによってその各端部がそれぞれ回動可能に支持されていて、アームシリンダ１１は、ブーム６の屈曲部位６ａよりも先端側の上面に沿って延びるように配設されている。

また、同様の構成により、アーム７の上面にはバケット８を回動制御するためのバケットシリンダ１２が配設されている。

そして、これら各シリンダ１０，１１，１２に作動油を供給するために、ブーム６の周りには作動油ホース１３ａを含む作動油配管１３が配設されている。

詳しくは、上部旋回体２の前端部に設けられた一対の支持フランジ２ａ，２ａの間から、上部旋回体２に配設されている油圧ポンプ（図示せず）から延びる一群（本実施形態では４本）の作動油配管１３が導出されている。下部走行体１から導出された作動油配管１３は、連結体９の内部を通ってブーム６の下面側に導出され、ブーム６の下面とブームシリンダ１０との間に配設された作動油配管１３（主作動油配管１３ともいう）の一端に接続されている。下部走行体１から導出されて主作動油配管１３に接続される部分は、その大部分が連結体９内に収容される可撓性のある作動油ホース１３ａとなっており、ブーム６の変位による伸縮負荷を緩和する撓み部を構成している。

図２にも示すように、主作動油配管１３の他端は、ブーム６の屈曲部位６ａに形成された配管経路１５を通ってブーム６の上面側に導出され、アームシリンダ１１やバケットシリンダ１２などに接続されている。したがって、ブーム６の側方にはみ出すこと無く作動油配管１３をブーム６に取り付けることができるので、運転席５ａに着座してアタッチメント３を操作するオペレータは、前方の作業視野を作動油配管１３によって妨げられずに済む。作動油配管１３をブーム６に密着するように取り付けることができ、不用意に引っ掛けるのを効果的に防ぐことができる。更に、作動油配管１３ａの取り付けが簡素になって見栄えも向上する。

この配管経路１５は、ブーム６の下面と上面との間を貫通する管状の通路であり、ブーム６を所定の複数の部材で構成することにより、ブーム６の強度を保持しながら容易に形成できるように工夫されている。

図３に、ブーム６を構成している各部材の概略を表した分解斜視図を示す。同図に示すように、ブーム６は、複数の部材を接合（溶接）することによって形成されている。すなわち、ブーム６は、その基端部から先端部にわたって上面を覆う第１部材３１や、この第１部材３１の下面に接合されて屈曲部位６ａより先端側の部分を構成する第２部材４１、第１部材３１の下面及び第２部材４１に接合されて屈曲部位６ａから基端側の部分を構成する第３部材５１、上述した第２シリンダブラケット６ｂ、第３シリンダブラケット６ｃなどで構成されている。

具体的には、第１部材３１は、中間部分が屈曲して略へ字状に形成された帯板状の鋼材からなり、その屈曲部位の近傍に開口する略矩形の上側開口部３２を有している。

第２部材４１は、断面略コ字状の鋼材からなり、第１部材３１の屈曲部位６ａよりも先端側の部分に接合される一対の第２側壁部４２，４２と、これら第２側壁部４２，４２に連なって第１部材３１に対向する第２下壁部４３とを有している。この第２下壁部４３の屈曲部位６ａ側の端部には、上側開口部３２に対応した略矩形の切欠部４５がその端縁を切り欠くように形成されていて、その切欠部４５の周りから立ち上がるように断面コ字状のトンネル壁部４６が設けられている。トンネル壁部４６は、一対の第２側壁部４２，４２の間をその端縁に沿って延びるように形成されている。

第３部材５１は、断面略コ字状の鋼材からなり、第１部材３１の屈曲部位６ａから基端側の部分に接合される一対の第３側壁部５２，５２と、これら第３側壁部５２，５２に連なって第１部材３１に対向する第３下壁部５３とを有している。第３側壁部５２の屈曲部位６ａ側の端部はその屈曲部位６ａに合わせて屈曲形成されていて、第３側壁部５２は、第１部材３１の下面における屈曲部位６ａからその基端部にわたる範囲に接合されている。

第２部材４１の屈曲部位６ａ側の端部は、第３下壁部５３の屈曲部位６ａ側の下面と接合され、トンネル壁部４６も第３下壁部５３の下面と接合されている。そして、その接合されたトンネル壁部４６の突端側が第１部材３１の上側開口部３２に接合されることにより、切欠部４５側に形成される下側開口部４５ａと上側開口部３２とがブーム６の上下に開口する配管経路１５が形成されている。

なお、これら部材の接合は、まず、第２部材４１と第３部材５１とを接合し、その後、第１部材３１を接合すれば、第２部材４１と第３部材５１との接合は第２側壁部４２等の間のスペースを利用して接合でき、第１部材３１とトンネル壁部４６との接合は上側開口部３２から接合できるので、簡単に安定して接合することができる。後は、第２シリンダブラケット６ｂや第３シリンダブラケット６ｃを適宜接合すればよい。

このようにブーム６を構成すれば、第１部材３１がブーム６の基端部から先端部にわたって上面を覆うように配設されているので、第１部材３１によってブーム６全体の強度を保持することができる。また、その第１部材３１の下側に第２部材４１と第３部材５１とが一体に接合されて、これら第２部材４１と第３部材５１とがブーム６の屈曲部位６ａの部分で接合されているので、ブーム６に加わる負荷が各部材に効率よく分散し、ブーム６全体としての強度が向上するようになっている。トンネル壁部４６を含む第２部材４１の屈曲部位６ａ側の端部と、第３部材５１の第３下壁部５３とが接合されてブーム６の屈曲部位６ａが構造的に補強されているので、更にブーム６の強度が向上するものとなっている。

以上説明したように、本発明の作業機械によれば、ブームの強度を保持あるいは補強しながら、作業性を損なわずにブームの回動範囲を拡大させることができるようになる。

なお、本発明にかかる作業機械は、前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、上記実施形態では作業具部として、アーム７とバケットからなる一般的な構成を示したが、それ以外のものであってもよい。パイプ状の部材をブーム６の上下面に形成した孔に挿通し、その両端部を各孔に接合して配管経路１５を形成してあってもよい。

また、図４に示すように、トンネル壁部４６は第２部材４１ではなく、第３部材５１に予め接合してあってもよい。

具体的には、第２下壁部４３の屈曲部位６ａ側の端部に、上側開口部３２に対応するように切欠部４５を設ける。そして、第３下壁部５３における屈曲部位６ａ側の端部の下面に、切欠部４５と接合可能なトンネル壁部４６を第３側壁部５２に沿って延びるように設ける。そうして、各部材３１，４１，５１を接合するときに、トンネル壁部４６における屈曲部位６ａ側の一方の端部を第１部材３１の上側開口部３２に接合し、トンネル壁部４６の他方の端部を切欠部４５に接合して配管経路１５を形成する。

上記実施形態のように、第２部材４１側にトンネル壁部４６が予め接合されている場合には、トンネル壁部４６を第３部材５１に接合するときに、第２側壁部４２が邪魔になって十分に接合できないおそれがあるが、このようにトンネル壁部４６を予め第３下壁部５３に接合しておけば、確りと接合できるし、トンネル壁部４６の両端部を後付けするだけで済む。

本実施形態の油圧ショベルの概略側面図である。 本実施形態の油圧ショベルの要部を示す概略斜視図である。 ブームの概略分解斜視図である。 ブームの別形態の概略分解斜視図である。 従来の油圧ショベルの概略斜視図である。 従来の油圧ショベルの概略側面図である。

１ 下部走行体
２ 上部旋回体（作業機械本体）
３ アタッチメント（作業装置）
５ 運転室
６ ブーム
６ａ 屈曲部位
７ アーム
８ バケット
９ 連結体
１０ ブームシリンダ
１１ アームシリンダ
１２ バケットシリンダ
１３ 作動油配管
１５ 配管経路
３１ 第１部材
３２ 上側開口部
４１ 第２部材
４２ 第２側壁部
４３ 第２下壁部
４５ 切欠部
４５ａ 下側開口部
４６ トンネル壁部
５１ 第３部材
５２ 第３側壁部
５３ 第３下壁部

Claims (3)

1. 下部走行体と、この下部走行体の上に搭載される作業機械本体と、この作業機械本体の前端部に起伏可能に支持される作業装置とを備えた作業機械であって、
   前記作業装置は、基端部が前記作業機械本体に回動可能に支持されるブームと、このブームの先端部に回動可能に支持される作業具部と、を含み、
   前記ブームの先端側の部分の上面には、前記作業具部を油圧によって駆動制御するシリンダが配設されており、
   前記ブームの基端側の部分の下面には、前記作業機械本体側から導出されて前記シリンダに接続される作動油配管が配設されており、
   前記ブームの中間部分に、その上面と下面とに貫通する配管経路が形成されていて、前記作動油配管が、前記配管経路を通って前記ブームの上面側に導出され、前記シリンダに接続されていることを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械であって、
   前記ブームが、複数の部材を接合することにより、中間部分に屈曲部位を有する略へ字形状をした断面略矩形の閉断面構造に形成され、基端部から先端部にわたって上面を覆う第１部材と、該第１部材の下面に接合されて前記屈曲部位より先端側の部分を構成する第２部材と、前記第１部材の下面及び前記第２部材に接合されて前記屈曲部位から基端側の部分を構成する第３部材とを有し、
   前記第２部材と前記第３部材との接合部分を利用して前記配管経路が形成されていることを特徴とする作業機械。
3. 請求項２に記載の作業機械であって、
   前記第１部材は、前記接合部分に対応して開口する上側開口部を有し、
   前記第２部材は、前記第１部材に接合される一対の第２側壁部と、これら第２側壁部に連なって前記第１部材に対向する第２下壁部とを有し、
   前記第３部材は、前記第１部材に接合される一対の第３側壁部と、これら第３側壁部に連なって前記第１部材に対向する第３下壁部とを有し、
   前記第２下壁部の前記屈曲部位側の端部に、前記上側開口部に対応するように切欠部が設けられ、該切欠部の周りから前記一対の第２側壁部の間を延びるようにトンネル壁部が設けられていて、
   前記第２部材の前記屈曲部位側の端部と、前記第３部材の前記第３下壁部の下面とが接合され、
   前記トンネル壁部が前記第１部材と前記第３下壁部とに接合されて、前記上側開口部と、前記切欠部側に形成される下側開口部とが上下に開口する前記配管経路が構成されていることを特徴とする作業機械。

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