JP5604455B2 - 建設機械のフロント作業機 - Google Patents

Description

本発明は、車体に連結されるブーム、及びこのブームに連結されるアームを備え、ブームが筒体によって形成された油圧ショベル等の建設機械のフロント作業機に関する。

建設機械、例えば油圧ショベルは、車体を形成する旋回体に上下方向の回動可能に取り付けられるブームと、このブームを駆動するブームシリンダと、ブームに上下方向の回動可能に取り付けられるアームと、このアームを駆動するアームシリンダと、アームに上下方向の回動可能に取り付けられるバケットと、このバケットを駆動するバケットシリンダとを含むフロント作業機を備え、フロント作業機の駆動によって土砂の掘削作業などが行われる。このような油圧ショベルに備えられるフロント作業機は一般に、上板、下板、左右側板を互いに溶接して一体化させた箱形状に形成されている。

このようにブーム及びアームを箱形状に製作する場合、部品点数が多くなり、これに伴って溶接工数が多くなる。また溶接個所が多くなることから、応力集中部位が多く発生する懸念があり、また製造欠陥部位も発生しやすい。このようなことから従来、円筒体を加工処理して製作したブームが特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示された従来のブームは、円筒体の両端部に絞り加工を施して、この両端部を円錐形状に形成するとともに、全体を「へ」の字形状に曲げ加工してブームを製作するようにしたものである。

実用新案登録第２５６７４１６号公報

上述した特許文献１に示される従来技術は、溶接個所を少なくすることができるものの、大型構造物を形成するブーム全体を「へ」の字形状に曲げ加工する困難な作業が必要になり、実用性に乏しい問題がある。また、「へ」の字形状に曲げ加工するとともに、両端部に絞り加工を施すことが必要になり、加工工数が多くなって製作費が増加しやすい問題もある。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、全体を「へ」の字形状に曲げ加工することなく、また両端部の絞り成形加工を要することなく、溶接部の少ないブームを製作することができる建設機械のフロント作業機を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、車体に上下方向の回動可能に取り付けられるブームと、このブームを駆動するブームシリンダと、上記ブームに上下方向の回動可能に取り付けられるアームと、このアームを駆動するアームシリンダとを備え、上記ブームが筒体によって形成される建設機械のフロント作業機において、上記ブームが、上記車体に上下方向の回動可能に取り付けられ、直線方向に延設された第１円筒体を含む第１ブームと、この第１ブームに上下方向の回動可能に取り付けられ、直線方向に延設された第２円筒体を含む第２ブームとから成り、上記第１ブームは、上記第１円筒体の両端の開口を閉塞する第１閉塞手段を含み、上記第２ブームは、上記第２円筒体の両端の開口を閉塞する第２閉塞手段を含み、上記ブームシリンダは、上記第１ブームを駆動する第１ブームシリンダと、上記第２ブームを駆動する第２ブームシリンダとから成り、上記第１ブームは、互いに上記第１円筒体の外周面を挟むように対向して配置されるとともに、上記車体側に位置する上記第１円筒体の端部付近に設けられ、上記第２ブームシリンダの一端が相対的回動可能に取り付けられる第１分割部と第２分割部から成るブラケットを含み、このブラケットの上記第１分割部及び上記第２分割部のそれぞれは、上記第１円筒体の上記外周面に密着する湾曲部を有し、上記第２ブームは、互いに上記第２円筒体の外周面を挟むように対向して配置されるとともに、上記第１ブーム側に位置する上記第２円筒体の端部付近に設けられ、上記第２ブームシリンダの他端が相対的に回動可能に取り付けられ、第１分割部と第２分割部とから成る第１ブラケットと、互いに第２円筒体の外周面を挟むように対向して配置されるとともに、上記第１ブラケットに並設され、上記アームシリンダの一端が相対的に回動可能に取り付けられ、第１分割部と第２分割部とから成る第２ブラケットとを含み、上記第１ブラケットの上記第１分割部と上記第２分割部のそれぞれ、及び上記第２ブラケットの上記第１分割部と上記第２分割部のそれぞれは、上記第２円筒体の上記外周面に密着する湾曲部を有することを特徴としている。

このように構成した本発明は、第１ブーム、第２ブームの主要部を形成する第１円筒体及び第２円筒体は直線方向に延設されるものであり、「へ」の字形状の曲げ加工を要することなく、また絞り成形加工を要することなく製作できる。また、第１円筒体及び第２円筒体は、例えば所定の幅寸法、及び長さ寸法に切断した平板を円筒体を形成するようにロール加工し、突合せ部を溶接することによって製作することができる。あるいは、押し出し成形加工によって製作することができる。いずれにしても本発明は、溶接工数を少なくして、また加工工数を少なくしてブームを製作することができる。また本発明は、当該フロント作業機によって実施される掘削作業等による土砂、岩石の第１ブームに含まれる第１円筒体内への端部の開口からの侵入、及び第２ブームに含まれる第２円筒体内への端部の開口からの侵入を、第１閉塞手段及び第２閉塞手段によって防ぐことができる。また、本発明は、作業に伴って大きな力が作用する第１ブームの車体側に位置する第１円筒体の端部付近を、ブラケットの第１分割部と第２分割部とによって補強することができ、同様に作業に伴って大きな力が作用する第１ブーム側に位置する第２ブームの第２円筒体の端部付近を、第１ブラケットの第１分割部と第２分割部とによって、また第２ブラケットの第１分割部と第２分割部とによって補強することができる。

また本発明は、上記発明において、上記アームが、上記第２ブームに上下方向の回動可能に取り付けられ、直線方向に延設される第３円筒体と、この第３円筒体の両端の開口を閉塞する第３閉塞手段とを含むことを特徴としている。

このように構成した本発明は、上述した第１ブーム及び第２ブームと同様に、アームも、全体を「へ」の字形状に曲げ加工することなく、また両端部の絞り成形加工を要することなく、溶接部の少ないアームを製作することができる。また第３閉塞手段によって、作業に伴う土砂、岩石のアームに含まれる第３円筒体内への端部の開口からの侵入を防ぐことができる。

本発明に係る建設機械のフロント作業機は、ブームが、車体に上下方向の回動可能に取り付けられ、直線方向に延設された第１円筒体を含む第１ブームと、この第１ブームに上下方向の回動可能に取り付けられ、直線方向に延設された第２円筒体を含む第２ブームとから成る構成にしてある。この構成に伴って本発明は、全体を「へ」の字形状に曲げ加工することなく、また両端部の絞り成形加工を要することなく、溶接部の少ないブームを製作することができる。これにより本発明は、従来技術に比べてブームの製作工数を少なくすることができ、ブームの製作費を低減できるとともに、実用性に優れたフロント作業機を実現させることができる。

本発明に係る建設機械のフロント作業機の一実施形態を示す斜視図である。 本実施形態に備えられる第１ブームを示す図で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は側面図、（ｃ）図は斜視図、（ｄ）図は（ｂ）図のＡ断面図である。 本実施形態に備えられる第２ブームを示す図で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は側面図、（ｃ）図は裏面図、（ｄ）図は（ｂ）図のＢ断面図である。 本実施形態に備えられる第２ブームの分解斜視図である。 本実施形態に備えられるアームを示す図で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は側面図、（ｃ）図は裏面図、（ｄ）図は（ｂ）図のＣ断面図である。

以下、本発明に係る建設機械のフロント作業機の実施の形態を図に基づいて説明する。

本実施形態に係るフロント作業機は、建設機械例えば油圧ショベルに備えられるもので、図１に示すように、車体を構成する旋回体１に、第１ブーム２と第２ブーム３とから成るブームを上下方向の回動可能に取り付けてある。また、ブームすなわち第２ブーム３の先端に上下方向の回動可能にアーム４を設け、このアーム４の先端に土砂、岩石の掘削作業に活用されるバケット５を上下方向の回動可能に設けてある。また本実施形態は、ブームを駆動するブームシリンダが、第１ブーム２を駆動する第１ブームシリンダ２ａと、第２ブーム３を駆動する第２ブームシリンダ３ａとから成っている。さらに本実施形態は、アーム４を駆動するアームシリンダ４ａと、バケット５を駆動するバケットシリンダ５ａを備えている。

上述した第１ブーム２は、図２に示すように、直線方向に延設される第１円筒体２０と、この第１円筒体２０の旋回体１に近い側の後端部に設けられる後端ボス部２１と、第１円筒体２０の旋回体１から遠い側の先端部に設けられる先端ボス部２２とを備えている。

後端ボス部２１は、第１円筒体２０の旋回体１に近い側の後端部に形成される開口を塞ぐように、当該後端部に溶接される閉塞板２１ａと、この閉塞板２１ａに溶接される支持板２１ｂと、この支持板２１ａに支持され、図示しないピンによって旋回体１に連結されるボス２１ｃとを備えている。

先端ボス部２２は、コ字形状に形成された支持板２２ａと、この支持板２２ａに設けられ、図示しないピンが挿入されて、図１に示すように第１ブームシリンダ２ａのロッド部、及び後述の第２ブーム３の後端ボス部３１に相対的に回動可能に連結されるボス２２ｂとを備えている。なお、第１ブームシリンダ２ａのシリンダ部は、図１に示すように旋回体１に相対的に回動可能に連結されている。また、図示しないが先端ボス部２２が設けられる側の第１円筒体２０の開口は、この第１円筒体２０内に挿入されて、この第１円筒体２０に溶接される図示しない閉塞円板によって塞がれている。なお、上述した第１円筒体２０の開口を塞ぐ図示しない閉塞円板は、第１円筒体２０に対する補強部材も兼ねている。

上述した後端ボス部２１の閉塞板２１ａと、先端ボス部２２側の第１円筒体２０の開口を塞ぐ図示しない閉塞円板とによって、第１円筒体２０の両端を閉塞する第１閉塞手段が構成されている。

さらにまた、第１ブーム２０は、互いに第１円筒体２０の外周面を挟むように対向して配置されるとともに、旋回体１側に位置する第１円筒体２０の端部付近に設けられ、第２ブームシリンダ３ａの一端、すなわち図１に示すようにシリンダ部が相対的回動可能に取り付けられる第１分割部２３ａと第２分割部２３ｂとから成るブラケット２３を備えている。図２の（ｄ）図に示すように、ブラケット２３の第１分割部２３ａ、及び第２分割部２３ｂのそれぞれは、第１円筒体２０の外周面に密着する湾曲部２３ａ１，２３ｂ１と、これらの湾曲部２３ａ１，２３ｂ１にそれぞれ連設される平板部２３ａ２，２３ｂ２と、これらの平板部２３ａ２，２３ｂ２に設けられ、図示しないピンが挿入されて、上述のように第２ブームシリンダ３ａのシリンダ部が相対的回動可能に連設されるボス２３ａ３，２３ｂ３とを備えている。

上述した第２ブーム３は、図３，４に示すように、直線方向に延設される第２円筒体３０と、この第２円筒体３０の第１ブーム２に近い側の端部３０ａに設けられる後端ボス部３１と、第２円筒体３０のアーム４に近い側の先端部に設けられる先端ボス部３２とを備えている。

後端ボス部３１は、第２円筒体３０の第１ブーム２に近い側の端部３０ａに形成される開口を塞ぐように、当該端部３０ａに溶接される閉塞板３１ａと、この閉塞板３１ａに溶接される支持板３１ｂと、この支持板３１ｂに支持され、図示しないピンの挿入によって第１ブーム２の先端ボス部２２に連結されるボス３１ｃとを備えている。

先端ボス部３２は、コ字形状に形成された支持板３２ａと、この支持板３２ａに設けられ、図示しないピンが挿入されて、図１に示すようにアーム４に相対的に回動可能に連結されるボス３２ｂとを備えている。なお、図４に示すように、先端ボス部３２の支持板３２ａには第２円筒体３０が挿入される丸穴３２ｃを形成してあり、第２円筒体３０の端部３０ｂが丸穴３２ｃに挿入された状態で、第２円筒体３０と支持板３２ａとが溶接されている。また、先端ボス部３２が設けられる端部３０ｂ側の第２円筒体３０の開口は、この第２円筒体３０内に挿入されて、この第２円筒体３０に溶接される閉塞円板３５によって塞がれている。なお、上述した閉塞円板３５は、第２円筒体３０に対する補強部材を兼ねている。

上述した後端ボス部３１の閉塞板３１ａと、先端ボス部３２側の開口を塞ぐ閉塞円板３５とによって、第２円筒体３０の両端を閉塞する第２閉塞手段が構成されている。

さらにまた、第２ブーム３０は、互いに第２円筒体３０の外周面を挟むように対向して配置されるとともに、第１ブーム２側に位置する第２円筒体３０の端部付近に設けられ、第２ブームシリンダ３ａの他端、すなわちロッド部が相対的回動可能に取り付けられ、第１分割部３３ａと第２分割部３３ｂとから成る第１ブラケット３３を備えている。図４等に示すように、第１ブラケット３３の第１分割部３３ａ、及び第２分割部３３ｂのそれぞれは、第２円筒体３０の外周面に密着する形状の湾曲部３３ａ１，３３ｂ１と、これらの湾曲部３３ａ１，３３ｂ１にそれぞれ連設される平板部３３ａ２，３３ｂ２と、これらの平板部３３ａ２，３３ｂ２に設けられ、図示しないピンが挿入されて、上述のように第２ブームシリンダ３ａのロッド部が相対的回動可能に連結されるボス３３ａ３，３３ｂ３とを備えている。

また、第２ブーム３０は、互いに第２円筒体３０の外周面を挟むように対向して配置されるとともに、第１ブラケット３３に並設され、アームシリンダ４の一端、すなわちシリンダ部が相対的回動可能に取り付けられ、第１分割部３４ａと第２分割部３３ｂとから成る第２ブラケット３４を備えている。図４等に示すように、第２ブラケット３４の第１分割部３４ａ、及び第２分割部３４ｂのそれぞれは、第２円筒体３０の外周面に密着する湾曲部３４ａ１，３４ｂ１と、これらの湾曲部３４ａ１，３４ｂ１にそれぞれ連設される平板部３４ａ２，３４ｂ２と、これらの平板部３４ａ２，３４ｂ２に設けられ、図示しないピンが挿入されて、上述のようにアームシリンダ４ａのシリンダ部が相対的回動可能に連結されるボス３４ａ３，３４ｂ３とを備えている。

また図５に示すように、アーム４も、第１ブーム２、第２ブーム３と同様に、直線状に延設される第３円筒部４０と、この第３円筒部４０の第２ブーム３に近い側の後端部に設けられる後端ボス部４１と、第２円筒体４０のバケット５に近い側の先端部すなわち端部４０ａに設けられるボス４２とを備えている。

後端ボス部４１は、第３円筒部４０の第２ブーム３に近い側の後端部に形成された開口を塞ぐように、当該後端部に溶接される閉塞板４１ａと、この閉塞板４１ａに溶接される支持板４１ｂと、この支持板４１ｂに支持され、図示しないピンの挿入によってアームシリンダ４ａの他端、すなわちロッド部に連結されるボス４１ｃとを備えている。

第３円筒部４０の端部４０ａに設けられるボス４２には、図１に示すバケットシリンダ５ａのロッド部に相対的回動可能に連結されるリンク及びバケット５を取り付ける図示しないピンが挿入される。なお、図５に示すように、第３円筒体４０の端部４０ａのボス４２が設けられる側の開口は、この第３円筒体４０内に挿入されて、この第３円筒体４０に溶接される閉塞円板４５によって塞がれている。上述した閉塞円板３５は、第３円筒体４０に対する補強部材も兼ねている。

上述した後端ボス部４１の閉塞板４１ａと、第３円筒体４０の端部４０ａのボス４２が設けられる側の開口を塞ぐ閉塞円板５とによって、第３円筒体４０の両端を閉塞する第３閉塞手段が構成されている。

さらにまた、アーム４は、互いに第３円筒体４０の外周面を挟むように対向して配置されるとともに、第２ブーム３側に位置する第３円筒体４０の端部付近に設けられ、図示しないピンを介して第２ブーム３の後端ボス部３２に相対的回動可能に取り付けられ、第１分割部４３ａと第２分割部４３ｂから成る第１ブラケット４３を備えている。図５の（ｃ）図に示すように、第１ブラケット４３の第１分割部４３ａ、及び第２分割部４３ｂのそれぞれは、第３円筒体４０の外周面に密着する湾曲部４３ａ１，４３ｂ１と、これらの湾曲部４３ａ１，４３ｂ１にそれぞれ連設される平板部４３ａ２，４３ｂ２と、これらの平板部４３ａ２，４３ｂ２に設けられ、図示しないピンが挿入されて、上述のように第２ブーム３の後端ボス部３２に相対的回動可能に設けられるボス４３ａ３，４３ｂ３とを備えている。

また、アーム４は、互いに第３円筒体４０の外周面を挟むように対向して配置されるとともに、第１ブラケット４３に並設され、バケットシリンダ５ａの一端、すなわちシリンダ部が相対的回動可能に取り付けられ、第１分割部４４ａと第２分割部４４ｂとから成る第２ブラケット４４を備えている。図５の（ｄ）図に示すように、第２ブラケット４４の第１分割部４４ａ、及び第２分割部４４ｂのそれぞれは、第３円筒体４０の外周面に密着する湾曲部４４ａ１，４４ｂ１と、これらの湾曲部４４ａ１，４４ｂ１にそれぞれ連結される平板部４４ａ２，４４ｂ２と、これらの平板部４４ａ２，４４ｂ２に設けられ、図示しないピンが挿入されて、上述のようにバケットシリンダ５ａのシリンダ部が相対的回動可能に連結されるボス部４４ａ３，４４ｂ３とを備えている。

なお、上述した第１ブーム２の第１円筒体２０、第２ブーム３の第２円筒体３０、及びアーム４の第３円筒体４０のそれぞれは、例えば所定の幅寸法及び長さ寸法に切断した平板を円筒体を形成するようにロール加工し、突合せ部を溶接することによって製作することができる。あるいは、押し出し成形加工によって製作することができる。

このように構成した本実施形態は、第１ブーム２、第２ブーム３の主要部を形成する第１円筒体２０及び第２円筒体３０は直線方向に延設されるものであり、「へ」の字形状の曲げ加工を要することなく、また絞り加工を要することなく、第１ブーム２及び第２ブームから成る溶接部の少ないブームを製作することができる。これにより本実施形態は、ブームの製作工数を少なくすることができ、ブームの製作費を低減できるとともに、実用性に優れたフロント作業機を実現させることができる。

また本実施形態は、当該フロント作業機によって実施される掘削作業等による土砂、岩石等の第１ブーム２の第１円筒体２０内への侵入を、第１円筒体０の後端ボス部２１の閉塞板２１ａと、第１円筒体２０の先端に設けた図示しない閉塞円板によって防ぐことができる。同様に、土砂、岩石等の第２ブーム３の第２円筒体３０内への侵入を、第２円筒体３０の後端ボス部３１の閉塞板３１ａと、第２円筒体３０の先端ボス部３２側に設けた閉塞円板３５によって防ぐことができる。さらに、土砂、岩石等のアーム４の第３円筒体４０内への侵入を、第３円筒体４０の後端ボス部４１の閉塞板４１ａと、第３円筒体４０のボス４２側に設けた閉塞円板４５によって防ぐことができる。

また本実施形態は、当該フロント作業機で実施される作業に伴って大きな力が作用する第１ブーム３の旋回体１側に位置する第１円筒体２０の端部付近をブラケット２３の第１分割部２３ａと第２分割部２３ｂによって補強することができる。同様に、作業に伴って大きな力が作用する第２ブーム３の第１ブーム２側に位置する第２円筒体３０の端部付近を第１ブラケット３３の第１分割部３３ａと第２分割部３３ｂによって、また第１ブラケット３３に併設される第２ブラケット３４の第１分割部３４ａと第２分割部３４ｂによって補強することができる。さらに、作業に伴って大きな力が作用するアーム４の第２ブーム３側に位置する第３円筒体４０の端部付近を第１ブラケット４３の第１分割部４３ａと第２分割部４３ｂによって、また第１ブラケット４３に併設される第２ブラケット４４の第１分割部４４ａと第２分割部４４ｂとによって補強することができる。

１ 旋回体
２ 第１ブーム
２ａ 第１ブームシリンダ
３ 第２ブーム
３ａ 第２ブームシリンダ
４ アーム
４ａ アームシリンダ
５ バケット
５ａ バケットシリンダ
２０ 第１円筒体
２１ 後端ボス部
２１ａ 閉塞板
２２ 先端ボス部
２３ ブラケット
２３ａ 第１分割部
２３ａ１ 湾曲部
２３ｂ 第２分割部
２３ｂ１ 湾曲部
３０ 第２円筒体
３１ 後端ボス部
３１ａ 閉塞板
３２ 先端ボス部
３３ 第１ブラケット
３３ａ 第１分割部
３３ａ１ 湾曲部
３３ｂ 第２分割部
３３ｂ１ 湾曲部
３４ 第２ブラケット
３４ａ 第１分割部
３４ａ１ 湾曲部
３４ｂ 第２分割部
３４ｂ１ 湾曲部
３５ 閉塞円板
４０ 第３円筒体
４１ 後端ボス部
４１ａ 閉塞板
４３ 第１ブラケット
４３ａ 第１分割部
４３ａ１ 湾曲部
４３ｂ 第２分割部
４３ｂ１ 湾曲部
４４ 第２ブラケット
４４ａ 第１分割部
４４ａ１ 湾曲部
４４ｂ 第２分割部
４４ｂ１ 湾曲部
４５ 閉塞円板

Claims (2)

1. 車体に上下方向の回動可能に取り付けられるブームと、このブームを駆動するブームシリンダと、上記ブームに上下方向の回動可能に取り付けられるアームと、このアームを駆動するアームシリンダとを備え、上記ブームが筒体によって形成される建設機械のフロント作業機において、
   上記ブームが、上記車体に上下方向の回動可能に取り付けられ、直線方向に延設された第１円筒体を含む第１ブームと、この第１ブームに上下方向の回動可能に取り付けられ、直線方向に延設された第２円筒体を含む第２ブームとから成り、
   上記第１ブームは、上記第１円筒体の両端の開口を閉塞する第１閉塞手段を含み、上記第２ブームは、上記第２円筒体の両端の開口を閉塞する第２閉塞手段を含み、
   上記ブームシリンダは、上記第１ブームを駆動する第１ブームシリンダと、上記第２ブームを駆動する第２ブームシリンダとから成り、
   上記第１ブームは、互いに上記第１円筒体の外周面を挟むように対向して配置されるとともに、上記車体側に位置する上記第１円筒体の端部付近に設けられ、上記第２ブームシリンダの一端が相対的回動可能に取り付けられる第１分割部と第２分割部から成るブラケットを含み、このブラケットの上記第１分割部及び上記第２分割部のそれぞれは、上記第１円筒体の上記外周面に密着する湾曲部を有し、
   上記第２ブームは、互いに上記第２円筒体の外周面を挟むように対向して配置されるとともに、上記第１ブーム側に位置する上記第２円筒体の端部付近に設けられ、上記第２ブームシリンダの他端が相対的に回動可能に取り付けられ、第１分割部と第２分割部とから成る第１ブラケットと、互いに第２円筒体の外周面を挟むように対向して配置されるとともに、上記第１ブラケットに並設され、上記アームシリンダの一端が相対的に回動可能に取り付けられ、第１分割部と第２分割部とから成る第２ブラケットとを含み、上記第１ブラケットの上記第１分割部と上記第２分割部のそれぞれ、及び上記第２ブラケットの上記第１分割部と上記第２分割部のそれぞれは、上記第２円筒体の上記外周面に密着する湾曲部を有することを特徴とする建設機械のフロント作業機。
2. 請求項１に記載の建設機械のフロント作業機において、
   上記アームが、上記第２ブームに上下方向の回動可能に取り付けられ、直線方向に延設される第３円筒体と、この第３円筒体の両端の開口を閉塞する第３閉塞手段とを含むことを特徴とする建設機械のフロント作業機。

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