JP5333386B2 - Piping structure of work machine - Google Patents
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Description
本発明は伸縮式の箱形ブームを備え、このブームに配管を一部折り返し状態で通す作業機械の配管構造に関するものである。 The present invention relates to a piping structure for a working machine that includes an extendable box-shaped boom and that allows piping to partially pass through the boom.
掘削や解体、溶湯容器の付着物除去等に使用され、伸縮自在な箱形ブームをベースマシンにブーム軸心まわりに回転自在に取付けたブーム回転・伸縮式の作業機械を例にとって背景技術を説明する。 Explains the background technology using a boom rotating and telescopic work machine, which is used for excavation, dismantling, removal of deposits from molten metal containers, etc. To do.
この作業機械は油圧ショベルを母体として構成されるもので、図5,6に示すようにクローラ式の下部走行体1上に上部旋回体2が地面と鉛直な軸のまわりに旋回自在に搭載されてベースマシンAが構成される。3は上部旋回体2に設置されたキャビンである。
This work machine is configured with a hydraulic excavator as a base body, and as shown in FIGS. 5 and 6, an
このベースマシンAの上部旋回体2はアッパーフレーム4を備え、このアッパーフレーム4にブーム支持フレーム5及びブーム支持機構6を介して箱形のブーム7が取付けられる。
The
ブーム支持機構6は円筒状の胴部8を有し、ブーム7がこの胴部8にこれを貫通する状態で前後両側のベアリング9,9を介してブーム軸心Xまわりに回転自在に支持される。
The boom support mechanism 6 has a cylindrical body portion 8, and the
また、胴部8とブーム7との間に、油圧モータとその回転力をブーム7に伝える歯車伝動機構(いずれも図示省略)とが設けられてブーム回転駆動機構が構成され、同機構によってブーム7がブーム軸心Xまわりに回転駆動される。
Further, a hydraulic motor and a gear transmission mechanism (both not shown) for transmitting the rotational force to the
図5中、10はアッパーフレーム4と胴部8との間に設けられた起伏シリンダで、同シリンダ10によって胴部8とブーム7が一体に起伏作動する。
In FIG. 5, reference numeral 10 denotes a hoisting cylinder provided between the
ブーム7は、図7,8にも示すように固定ブームである基端ブーム11と、この基端ブーム11にテレスコープ状にスライド自在に嵌合された可動ブームである先端ブーム12と、この両ブーム11,12に跨ってブーム内部に設けられた伸縮シリンダ(油圧シリンダ。図7,8のみに示す)13とによって伸縮自在に構成されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
伸縮シリンダ13は、シリンダチューブの基端部が基端ブーム11に、先端部が先端ブーム12にそれぞれ止め付けられている。
The
一方、図5に示すように先端ブーム12の先端に複数種類の油圧式の作業装置(図ではブレーカを例示する)14が互換可能に取付けられ、ブーム7の起伏、伸縮、回転によりこの作業装置14の位置と向きが変えられる。
On the other hand, as shown in FIG. 5, a plurality of types of hydraulic working devices (a breaker is illustrated in the figure) 14 are attached to the tip of the
図例では、この作業装置14としてブレーカを駆動源とする破砕用の振動式のブレーカを示すが、他に開閉式の圧砕装置やバケット等が取付けられる。
In the illustrated example, a crushing vibration breaker using a breaker as a driving source is shown as the
この作業装置14の油圧駆動部分(ブレーカや開閉シリンダ、バケットシリンダ。図示省略)は、図7に示す先端側配管15、先端ブーム12の内側に通されたブーム内配管16、基端ブーム11内から外部に出る基端側配管17によって、ベースマシンAの上部旋回体2に搭載された図示しない油圧ポンプ及びタンクに接続される。
The hydraulic drive portion (breaker, open / close cylinder, bucket cylinder; not shown) of the
ここで、作業装置14の種類に応じてその駆動源である油圧アクチュエータの圧力、流量が異なることから、配管15〜17も径が異なる複数種類(複数本)が設けられる。
Here, since the pressure and flow rate of the hydraulic actuator, which is the drive source, vary depending on the type of the
但し、図7では図の簡略化のため各配管15〜17について一本のみを示している。
However, in FIG. 7, for simplification of the drawing, only one of the
また、通常、先端側及び基端側両配管15,17として可撓性のホース、ブーム内配管16として鋼管製のチューブがそれぞれ用いられる。
In general, a flexible hose is used as both the distal end side and proximal
さらに、基端側配管(以下、基端側ホースという)17は、基端、先端両ブーム11,12に跨って配置されるため、ブーム7の伸縮に追従し得るように図示のようにUターン状に折り返されている。
Further, since the base end side pipe (hereinafter referred to as the base end side hose) 17 is disposed across both the base end and the
この基端側ホース17は、屈伸可能なホース支持案内装置18によって支持、案内され、このホース支持案内装置18によって規制された一定の曲げ半径をもって折り返される。
The
ホース支持案内装置18としては、たとえばケーブルベア(登録商標)のように、多数のリンクをつないだ一対のチェーン状の本体と、この本体の相対向するリンク間に固定されたクリップと称されるホースクランプ部材とから成るものが用いられる。
The hose
この種の作業機械の構成は特許文献1に示されている。
The configuration of this type of work machine is shown in
基端側ホース17として、前記のように取付けられる作業装置14の種類に応じて径が異なる複数本のホースが配索される。
As the proximal
ここでは、ブレーカまたは圧砕シリンダの圧油供給用及び戻り用の二本のホースと、バケットシリンダの圧油供給用及び戻り用の二本のホースの計四本のホースが配索される場合で説明する。 In this case, a total of four hoses are routed: two hoses for supplying and returning pressure oil for the breaker or crushing cylinder, and two hoses for supplying and returning pressure oil for the bucket cylinder. explain.
この場合、図8に示すように、バケットシリンダ用二本と、ブレーカ圧油供給用の計三本のホース(枝符号「a」を加えた「17a」で表記する)については相対的に小径のものが用いられる一方、ブレーカ用の戻りホース(枝符号「b」を加えた「17b」で表記する)については圧損を小さくして打撃性能を確保する必要から相対的に大径のものが用いられる。 In this case, as shown in FIG. 8, two bucket cylinders and a total of three hoses for supplying breaker pressure oil (indicated by “17a” with branch code “a”) are relatively small in diameter. On the other hand, the return hose for the breaker (indicated by “17b” with branch code “b” added) has a relatively large diameter because it is necessary to reduce the pressure loss and ensure the impact performance. Used.
以下、三本のホース17a…を「小径ホース」、一本のホース17bを「大径ホース」という。また、これらを区別する必要がないときに総称として「ホース」といい、統一符号「17」で表す場合がある。
Hereinafter, the three
従来は、この小径ホース17a…と大径ホース17bを同一平面上に並べ、一括してUターン状に折り曲げる構成をとっている。
Conventionally, the small-
従って、全ホース17…の曲げ半径は、大径ホース17bの最小曲げ半径に統一されるため、ホース全体として大きな曲げ半径とせざるを得ない。
Therefore, since the bending radii of all the
また、このホース全体の曲げ半径によってホース支持案内装置18の最小曲げ半径が決まり、その断面サイズが決まるため、同装置18も大型となる。
Moreover, since the minimum bending radius of the hose
しかも、ブーム7内には伸縮シリンダ13も設けなければならないため、配管に使用できるスペースは限られている。
Moreover, since the
この結果、配索作業が困難となるとともに、ブーム7の断面サイズを、強度によって決まる本来のサイズ以上に大きくしなければならないことでブーム7の重量アップや輸送時のブームまたは機械の全高アップを招くこととなっていた。
As a result, the routing work becomes difficult, and the cross-sectional size of the
なお、この問題は、大径ホース(ブレーカ戻り用ホース)17bをサイズダウンすることで軽減できるが、こうするとブレーカの打撃性能が低下してしまう。 This problem can be alleviated by downsizing the large-diameter hose (breaker return hose) 17b, but this will reduce the impact performance of the breaker.
また、上記問題は、上記のように大径ホースを含む場合に顕著となるが、大径ホースを含まない場合でも、ホース本数が多い状況下で生じていた。 Moreover, although the said problem becomes remarkable when a large diameter hose is included as mentioned above, even when it did not include a large diameter hose, it had arisen in the condition where there are many hoses.
そこで本発明は、ブーム断面サイズを大きくしたりホースをサイズダウンしたりすることなく、Uターン状に折り返される複数本のホースをコンパクトに配索することができる作業機械の配管構造を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a piping structure for a working machine that can compactly arrange a plurality of hoses folded in a U-turn shape without increasing the boom cross-sectional size or downsizing the hose. It is.
請求項1の発明は、固定ブームに可動ブームをテレスコープ状に嵌合させて伸縮自在に構成した箱形のブームをベースマシンに取付け、このブームに取付けられる作業装置とベースマシンの油圧ポンプ及びタンクとを結ぶ複数本の配管を、上記固定、可動両ブームに跨る部分で可撓性のホースとしてUターン状に折り返す作業機械の配管構造において、上記折り返し部分の複数本のホースを複数組に分け、各組ホースを互いにブーム周方向に位相をずらして配置したものである。 According to the first aspect of the present invention, a box-shaped boom constructed by telescopically fitting a movable boom to a fixed boom is attached to a base machine, a working device attached to the boom, a hydraulic pump for the base machine, In a piping structure of a working machine that folds a plurality of pipes connecting to a tank into a U-turn shape as a flexible hose at a portion straddling both the fixed and movable booms, a plurality of sets of the plurality of hoses at the folded portion In other words, each set hose is arranged with a phase shifted in the boom circumferential direction.
請求項2の発明は、請求項1の構成において、上記複数本のホースをホース径に応じて複数の組に分け、各組ごとに最大ホース径によって決まる互いに異なる最小曲げ半径で、かつ、互いにブーム周方向に位相をずらして配置したものである。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the plurality of hoses are divided into a plurality of sets according to the hose diameter, and each set has a different minimum bending radius determined by the maximum hose diameter, and The phase is shifted in the boom circumferential direction.
請求項3の発明は、請求項2の構成において、上記複数本のホースを、ブレーカを駆動するブレーカ用戻りホースを含む大径ホース組と、上記ブレーカ用戻りホースよりも小径のホースのみの小径ホース組とに分け、上記大径ホース組の最小曲げ半径が小径ホース組の最小曲げ半径よりも大きい状態で、かつ、互いにブーム周方向に位相をずらして配置したものである。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the plurality of hoses are a large-diameter hose group including a breaker return hose for driving a breaker, and a small diameter only of a hose having a smaller diameter than the breaker return hose. The hose group is divided into a hose group in which the minimum bending radius of the large-diameter hose group is larger than the minimum bending radius of the small-diameter hose group and the phases are shifted from each other in the boom circumferential direction.
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、上記複数本のホースを二組に分け、この両組ホースをブーム周方向に位相を90°ずらして配置したものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of any one of the first to third aspects, the plurality of hoses are divided into two sets, and the two sets of hoses are arranged with a phase shifted by 90 ° in the boom circumferential direction. .
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかの構成において、上記各組ホースを、組ごとに別々の、かつ、各組中の最大ホース径に基づいて最小曲げ半径が設定された屈伸可能なホース支持案内装置に保持したものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to fourth aspects, the minimum bending radius is set based on the maximum hose diameter in each of the sets of the above-described set hoses. It is held by a hose support guide device that can bend and stretch.
本発明によると、Uターン状に折り返される複数本のホースを複数組に分け、各組ホースを互いにブーム周方向に位相をずらして(請求項4では二組をブーム周方向に90°位相をずらして)配置したから、ブーム空間を効率良く使って全ホースをコンパクトに折り返すことができる。
According to the present invention, divided into a plurality of hoses which is folded in a U-turn shape into a plurality of sets, the 90 ° phase shifting the phase of each set hose boom circumferential direction (
このため、ブームの断面サイズをことさら大きくしたり、ホースをサイズダウンしたりすることなく、全ホースを容易に配索することができる。 For this reason, all the hoses can be easily routed without further increasing the cross-sectional size of the boom or downsizing the hoses.
とくに、請求項2,3の発明のように複数本のホースをホース径に応じて複数の組に分け、各組ごとに最大ホース径によって決まる互いに異なる最小曲げ半径で(請求項3では大径のブレーカ用戻りホースを含む組は相対的に大きな最小曲げ半径で、他の組は小さな最小曲げ半径で)折り返すことにより、ホースの占有空間を必要最小限に小さくできるため、ブーム断面サイズを小さくできる点の効果が高くなる。
In particular, as in the inventions of
ここで、ホースを二組に分ける場合に、請求項4の発明のように両組ホースをブーム周方向に90°位相をずらして配置すれば、両組ホースをブーム側壁をガイドとして容易に配索することができる。
Here, when the hoses are divided into two sets, if both hoses are arranged 90 ° out of phase in the boom circumferential direction as in the invention of
また、各組ホースをホース支持案内装置に保持して折り返す請求項5の発明によると、各ホース支持案内装置の最小曲げ半径を、各組中の最大ホース径に応じた値に設定できるため、スペースの利用効率がとくに良くなり、ブーム断面サイズを小さくできる点の効果が一層高くなる。
Further, according to the invention of
本発明の実施形態を図1〜図4によって説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
実施形態は、図5,6に示す、油圧ショベルを母体として構成されるブーム伸縮・回転式の作業機械を適用対象としている。 The embodiment is applied to a boom telescopic / rotary work machine having a hydraulic excavator as a base body shown in FIGS.
実施形態において、次の構成は図5〜図8に示すものと同じである。 In the embodiment, the following configuration is the same as that shown in FIGS.
(I) クローラ式の下部走行体上に上部旋回体が地面と鉛直な軸のまわりに旋回自在に搭載されてベースマシンが構成され、上部旋回体のアッパーフレームにブーム支持フレーム及びブーム支持機構を介して箱形のブーム7がブーム軸心まわりに回転自在で、かつ、ブーム起伏シリンダによって起伏自在に取付けられる点。
(I) An upper swing body is mounted on a crawler type lower traveling body so as to be rotatable around an axis perpendicular to the ground to constitute a base machine, and a boom support frame and a boom support mechanism are provided on the upper frame of the upper swing body. A box-shaped
(II) ブーム7は、固定ブームである基端ブーム11と、この基端ブーム11にテレスコープ状にスライド自在に嵌合された可動ブームである先端ブーム12と、この両ブーム11,12に跨ってブーム内部に設けられた伸縮シリンダ(油圧シリンダ)13とによって伸縮自在に構成される点。
(II) The
(III) 伸縮シリンダ13は、シリンダチューブの基端部が基端ブーム11に、先端部が先端ブーム12にそれぞれ止め付けられる点。
(III) The
(IV) 先端ブーム12の先端に油圧式の作業装置が取付けられ、ブーム7の起伏、伸縮、回転によりこの作業装置の位置と向きが変えられる点。
(IV) A hydraulic working device is attached to the tip of the
(V) この作業装置の油圧駆動部分は、図1に示す先端側配管15、先端ブーム12の内側に通されたブーム内配管16、基端ブーム11内から外部に出る基端側配管17によって、ベースマシンの上部旋回体に搭載された図示しない油圧ポンプ及びタンクに接続される点。
(V) The hydraulic drive portion of this working device is constituted by a distal
(VI) 作業装置の種類に応じてその駆動源となる油圧アクチュエータの圧力、流量が異なることから、配管15〜17も径が異なる複数本が設けられる(図1では図の簡略化のため一本のみを示す)点。
(VI) Since the pressure and flow rate of the hydraulic actuator serving as the drive source differ depending on the type of the working device, a plurality of
(VII) 先端側及び基端側両配管15,17として可撓性のホース、ブーム内配管16として鋼管製のチューブがそれぞれ用いられる点。
(VII) A flexible hose is used as both the distal end side and proximal
(VIII) 基端側配管(以下、基端側ホースという)17は、ブーム7の伸縮に追従し得るように、図示のように基端、先端両ブーム11,12に跨ってUターン状に折り返される点。
(VIII) A base end side pipe (hereinafter referred to as a base end side hose) 17 is U-turned across the base end and the
(IX) この基端側ホース17は、屈伸可能なホース支持案内装置によって支持、案内され、このホース支持案内装置によって規制された一定の曲げ半径をもって折り返される点。
(IX) The base
また、実施形態では、背景技術の説明に合わせて、基端側ホース17として、バケットシリンダまたは圧砕シリンダの圧油供給用及び戻り用の二本のホースと、ブレーカの圧油供給用及び戻り用の二本のホースの計四本のホースが配索される場合で、かつ、ホース支持案内装置として従来同様、ケーブルベア(登録商標)のように、多数のリンクをつないだ一対のチェーン状の本体と、この本体の相対向するリンク間に固定されたクリップと称されるホースクランプ部材とから成るものを用いる場合で説明する。
Further, in the embodiment, in accordance with the description of the background art, as the
この場合、図2に示すように、バケットシリンダ用とブレーカ圧油供給用の三本のホース(枝符号「a」を加えた「17a」で表記する)については相対的に小径のものが用いられる一方、ブレーカ用の戻りホース(枝符号「b」を加えた「17b」で表記する)については圧損を小さくして打撃性能を確保する必要から相対的に大径のものが用いられる。 In this case, as shown in FIG. 2, three hoses for bucket cylinder and breaker pressure oil supply (indicated by “17a” with branch code “a”) having relatively small diameters are used. On the other hand, a breaker return hose (denoted by “17b” with branch code “b” added) has a relatively large diameter because it is necessary to reduce the pressure loss and ensure the impact performance.
以下、三本のホース17a…を「小径ホース」、一本のホース17bを「大径ホース」という。また、これらを区別する必要がないときは総称として「ホース」といい、統一符号「17」で表す場合がある。
Hereinafter, the three
実施形態においては、以上の構成を前提として、全ホース17が三本の小径ホース17a…の組と、一本の大径ホースの二組に分けられ、この両組ホース17a…、17bがそれぞれ別のホース支持案内装置19,20に保持された状態でUターン状に折り返されている。
In the embodiment, on the premise of the above configuration, all the
ホース支持案内装置19,20は、一端が基端ブーム11に、他端が先端ブーム12にそれぞれ止め付けられ、ブーム7の伸縮に追従してホース17a…,17bと一体に両ブーム11,12間で折り返し移動する。
The hose
以下、小径ホース組とそのホース支持案内装置19とを合わせたものを「小径ホースユニットU1」、大径ホース17bとそのホース支持案内装置20とを合わせものを「大径ホースユニットU2」という。
Hereinafter, the combination of the small diameter hose set and the hose
この場合、小径ホース組は、三本の小径ホース17a…のうち最も大径のものに基づいて、大径ホースはそのホース径に基づいてそれぞれ折り返しの最小曲げ半径が決められ、この両組ホースの最小曲げ半径に基づいてそれぞれのホース支持案内装置19,20の断面サイズが設定されている。
In this case, the small-diameter hose group is based on the largest one of the three small-
また、小径ホースユニットU1は、図2の方向性でいうと、先端ブーム12内の下部と基端ブーム11の下面側との間で上下方向に折り返され、大径ホースユニットU2は先端ブーム12の右外側面と左外側面との間で左右方向に折り返されている。
In terms of the direction of FIG. 2, the small diameter hose unit U1 is folded up and down between the lower part in the
すなわち、両組ホース17a…,17bは、それぞれの最大ホース径に応じた互いに異なる最小曲げ半径で、かつ、互いにブーム周方向に位相を90°ずらして配置されている。
That is, both
この配管構造によると、次の効果を得ることができる。 According to this piping structure, the following effects can be obtained.
(イ) Uターン状に折り返される複数本のホース17…を、三本の小径ホース17a…の組と、一本の大径ホース17bの二組に分け、各組ホース17a…,17bを互いにブーム周方向に位相をずらして(直交して)配置したから、上下、左右のブーム空間を無駄なく効率良く使って全ホース17a…,17bをコンパクトに折り返すことができる。
(A) A plurality of
(ロ) 両組ごとに異なる最小曲げ半径(小径ホース組は相対的に小さな曲げ半径、大径ホース17bは大きな曲げ半径で)で折り返すため、ホース全体の占有空間を必要最小限に小さくすることができる。
(B) Since the folding is performed with a minimum bending radius that is different for each pair (small-diameter hose group has a relatively small bending radius and large-
(ハ) 両ホース支持案内装置19,20の最小曲げ半径を、両組ごとに最大ホース径に応じた値に設定できるため、スペースの利用効率がさらに良くなる。
(C) Since the minimum bending radius of both hose
以上の点により、ブーム断面サイズを必要なブーム強度で決まるサイズ以上に大きくしたり、大径ホース(ブレーカ戻り用ホース)17をサイズダウンしたりすることなく、全ホース17…を容易に配索することができる。
Because of the above points, all the
また、小径ホースユニットU1と大径ホースユニットU2をブーム周方向に90°位相をずらして配置することにより、両ユニットU1,U2をブーム側壁をガイドとして容易に配索することができる。 Further, by arranging the small-diameter hose unit U1 and the large-diameter hose unit U2 with a 90 ° phase shift in the boom circumferential direction , both units U1 and U2 can be easily routed using the boom side wall as a guide.
他の実施形態
(1) 上記実施形態では、四本のホースを、三本の小径ホース17a…の組と一本の大径ホース17bの二組に分けた場合を例示したが、大径ホース17bを含む複数本のホース組と、一乃至複数本のホースから成る他のホース組の二組に分けてもよい。
Other embodiments
(1) In the above embodiment, the case where the four hoses are divided into two groups of three small-
また、ホース本数が多い場合は、三組以上に分けてもよい。この場合、各ホース組をブーム周方向に90°未満の角度で位相をずらして配置すればよい。 Moreover, when there are many hoses, you may divide into 3 or more sets. In this case, each hose set may be arranged with the phase shifted by an angle of less than 90 ° in the boom circumferential direction.
(2) ホース支持案内装置19,20として、上記のように一対のチェーン間に多数のクリップを取付けたもの以外のもの、たとえばゴム等の可撓性材料を断面U字形の樋状や筒状に形成し、これを本体として内側に多数のホースクランプ部材を取付けたもの等を用いてもよい。
(2) As the hose
(3) 上記実施形態は、伸縮ブームが回転する作業機械を適用対象としたが、本発明はブームが非回転式の作業機械にも適用することができる。 (3) In the above embodiment, the work machine in which the telescopic boom rotates is applied, but the present invention can also be applied to a work machine in which the boom is not rotating.
A ベースマシン
7 伸縮ブーム
11 固定ブームとしての基端ブーム
12 可動ブームとしての先端ブーム
13 伸縮シリンダ
14 作業装置
15 先端側配管
16 ブーム内配管
17 基端側配管
17a 基端側配管のうち小径ホース
17b 同、大径ホース
18 ホース支持案内装置
19,20 ホース支持案内装置
A
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