JP5665790B2 - 作業機の作業装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックホー、パワーショベル、フロントローダ、ホイールローダ等作業機の作業装置に関する。

バックホー等の作業機は、ブームの先端側に作業具を有する作業装置を備えている。特許文献１に開示されている作業装置のブームは、基部が移動機体に横軸を介して昇降自在に支持され、ブームの中途屈曲部下面側に設けた下側取付板（下連結体）にブーム昇降用の昇降シリンダを連結し、ブームの中途屈曲部上面側に設けた上側取付板（上連結体）にブームの先端側に連結された作業具を回動する回動シリンダを連結しており、前記ブームを左右側面板（側壁）、背面板（天壁）及び前面板（底壁）を有して断面四角形の筒形状に形成しており、前記ブームの内部で前面板及び左右側面板に前後補強部材を固着し、この前側補強部材の補強座（底壁固着部）を前面板に固着された下側取付板の前後方向の端部と重合配置している。

前記ブームの内部の補強部材は、掘削等の作業時の昇降シリンダの伸縮によって、ブームの中途屈曲部の下連結体に推力が加わるので、中途屈曲部の断面強度を確保するために設けられている。

実用新案登録第２５２４２２９号公報

前記先行技術のブーム内部の前側補強部材は、補強座を形成して下連結体の前端部と重合させることにより、高応力箇所となる下連結体の前端部をより強力に補強することができるが、下連結体は前後方向中央から端部へいくに従って断面係数が小さくなっていて、補強部材に過大な負荷がかかると、下連結体の端部縁に対向する補強座の溶接部分がブーム内部で損傷する可能性がある。

そこで、補強部材にも強度を持たせるために板厚を厚くすることが考えられるが、補強部材の板厚を厚くすると、重量が増大し、掘削作業時の安定性が低下したり、操作フィーリングが悪化したり等、別の問題が発生することがある。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにした作業機の作業装置を提供することを目的とする。

本発明は、下連結体の端部縁から底壁を介して補強部材の底壁固着部の中途部に加わる局部的過大な応力を、底壁固着部の周囲に分散すことができるようにした作業機の作業装置を提供することを目的とする。

本発明における課題解決のための具体的手段は、次の通りである。
第１に、移動機体Ｔに横軸２を介して昇降自在に側面視くの字状のブーム３の基部を支持し、ブーム３の中途屈曲部下面側に設けた下連結体４にブーム昇降用の昇降シリンダ５の先端を連結しており、
前記ブーム３を左右側壁３Ａ、天壁３Ｂ及び底壁３Ｃを有して筒形状に形成し、このブーム３の内部に側壁３Ａと底壁３Ｃとに固着された補強部材８を設け、この補強部材８の底壁固着部８ａを底壁３Ｃに固着された下連結体４の前後方向の端部と重合配置しており、
前記補強部材８の底壁固着部８ａの重合部分の中途部に、下連結体４の端部縁に対向していて底壁３Ｃから離れる方向に屈曲した逃げ部９を形成していることを特徴とする。

第２に、前記補強部材８をブーム３の内部に前後２部材配置し、前補強部材８Ｆの底壁固着部８ａｆを下連結体４の前端部と重合配置し、後補強部材８Ｒの底壁固着部８ａｒを下連結体４の後端部と重合配置していることを特徴とする。

本発明によれば、補強部材の底壁固着部の中途部に加わる局部的過大な応力を、底壁固着部の周囲に分散することができる。
即ち、請求項１に係る発明によれば、底壁固着部８ａが底壁３Ｃに固着された下連結体４の前後方向の端部と重合配置した補強部材８は、底壁固着部８ａの重合部分の中途部に下連結体４の端部縁に対向していて底壁３Ｃから離隔した逃げ部９を形成しているので、下連結体４の端部の縁から底壁固着部８ａに加わる局部的過大な応力は逃げ部９に伝わらなく、逃げ部９の周囲の広い範囲に拡散して伝わらせることができ、補強部材８は板厚を厚くすることなく耐久性を向上できる。

請求項２に係る発明によれば、ブーム３の内部に前後２部材の補強部材８を配置して、それぞれ下連結体４の前後端部と重合させるので、下連結体４の前後両端部の縁から底壁固着部８ａに加わる局部的過大な応力を逃げ部９で拡散して支持することができる。
請求項３に係る発明によれば、補強部材８の底壁固着部８ａの逃げ部９は、前後方向中途部を底壁３Ｃから離れる方向に屈曲して簡単に形成することができる。

本発明の実施の形態を示す作業機の作業装置の側面図である。 ブームの側面図である。 ブームの断面側面図である。 作業装置の斜視図である。 図２のＸ矢視図である。 本発明の変形例を示すブームの断面側面図である。 図５のＹ−Ｙ線断面図である。 配管装着具の第２例を示す平面図である。 配管装着具の第２例を示す断面図である。 配管装着具の第３例を示す平面図である。 配管装着具の第４例を示す平面図である。 作業装置を備えた作業機の側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１２において、符号２０は土木、建設等に使用される作業機としてのバックホーであり、クローラ走行部２１を有する走行機体２２に旋回台２３が縦軸回り回転自在に支持され、旋回台２３上にエンジン２４、運転席を包囲するキャビン２５及び車両機器等が搭載されて移動機体Ｔを構成し、移動機体Ｔの前部に掘削作業をする作業装置１を装着している。

前記作業装置１は、旋回台２３の前部の支持ブラケット２６にスイングブラケット２７が縦軸回りスイング揺動自在に枢支され、このスイングブラケット２７にブーム３と昇降シリンダ５の各基部が横軸回り上下揺動自在に枢支され、ブーム３の先端に回動シリンダ７によって駆動されるアーム２８が上下回動自在に枢支され、アーム２８の先端に作業具シリンダ２９によって駆動されるバケット等の作業具Ｓが掬い・ダンプ動作自在に枢支されている。前記回動シリンダ７は、ブーム３の先端側にアーム２８を介して連結された作業具Ｓを上下方向（又は前後方向）に移動可能にしている。

図１〜４、１２において、前記ブーム３は、前後方向（長手方向）の中途部が側面視くの字状に屈曲されており、本体部分が左右側及び天底を板材で形成し、左右側壁３Ａ、天壁３Ｂ及び底壁３Ｃを有して断面四角形の筒形状になっている。
ブーム３の本体部分の基部に基部連結体３Ｄが溶接により固着されて横軸２を介してスイングブラケット２７に枢支され、本体部分の先端部に先端連結体３Ｅが固着されて支軸３０を介してアーム２８の基部を枢支している。

ブーム３の中途屈曲部の下面側（底壁３Ｃの下面）には、下向き鶏冠形状（略三角形状
）の左右一対の板材を溶接により固着した下連結体４が設けられており、この下連結体４にブーム昇降用の昇降シリンダ５の先端が下ピン３１を介して連結されている。
ブーム３の中途屈曲部の上面側（天壁３Ｂの上面）には、上向き鶏冠形状（略台形状）の左右一対の板材を固着した上連結体６が設けられており、この上連結体６にブーム３の先端側に連結されたアーム２８を回動する回動シリンダ７の基部が上ピン３２を介して連結されている。

筒形状のブーム３内には補強部材８が設けられている。この補強部材８は前後一対あってブーム３内を前後方向３区分する仕切板であり、ブーム３の補強もしている。
前後各補強部材８Ｆ、８Ｒは板材で形成され、左右両端が左右側壁３Ａと溶接により固着され、下端が底壁３Ｃと溶接により固着され、上端はＬ字状に屈曲されて天壁３Ｂに近接されている。

前補強部材８Ｆは平板状の中途部から下部がＬ字状に屈曲されて、底壁３Ｃの上面に沿って固着される底壁固着部８ａｆが形成されており、この底壁固着部８ａｆは下連結体４の前後方向の前端部と重合配置されている。
前記下連結体４の前後方向の前端部と重合している前補強部材８Ｆの底壁固着部８ａｆの重合部分は、前後方向中途部に、下連結体４の前端部縁に対向していて底壁３Ｃから離隔した逃げ部９が形成されている。

この逃げ部９は、Ｌ字状に屈曲した板材の下部の前後方向中途部を、底壁３Ｃから離れる方向（上方向）に略Ｖ字状又は略Ｕ字状に屈曲して形成したものであり、側壁３Ａと固着されているが底壁３Ｃとは固着されていない。
従って、断面係数が急激に小さくなる下連結体４の端部の縁から、底壁３Ｃを介して底壁固着部８ａｆに加わる局部的過大な応力は、底壁固着部８ａｆの中でも逃げ部９には伝わらなく（応力が逃げ）、底壁固着部８ａｆの中で底壁３Ｃと固着された逃げ部９の前後部位等の周囲部位で応力が伝達され、この周囲部位は下連結体４の端部縁と対向する部位より広く、よって応力は広い範囲に拡散して伝わることになる。

後補強部材８Ｒも前補強部材８Ｆと同様に、平板状の中途部から下部がＬ字状に屈曲されて、底壁３Ｃの上面に沿って固着される底壁固着部８ａｒが形成されており、この底壁固着部８ａｒは下連結体４の前後方向の後端部と重合配置されている。
前記下連結体４の前後方向の後端部と重合している後補強部材８Ｒの底壁固着部８ａｒの重合部分は、前後方向中途部に、下連結体４の後端部縁に対向していて底壁３Ｃから離隔した逃げ部９が形成されている。

この逃げ部９は、Ｌ字状に屈曲した板材の下部の前後方向中途部を、底壁３Ｃから離れる方向（上方向）に略Ｖ字状又は略Ｕ字状に屈曲して形成したものであり、側壁３Ａと固着されているが底壁３Ｃとは固着されていない。
後補強部材８Ｒの底壁固着部８ａｒの逃げ部９も、下連結体４の端部縁から底壁３Ｃを介して加わる局部的過大な応力を、逃げ部９の前後部位等の周囲部位に拡散して伝えることができる。

前記前後補強部材８Ｆ、８Ｒは左右両端が左右側壁３Ａと固着された幅広の板材で形成されているが、帯板、棒材又はパイプで形成して、下連結体４の左右板に対応させて左右一対設け、左部材を左側壁３Ａと底壁３Ｃとに固着し、右部材を右側壁３Ａと底壁３Ｃとに固着してもよい。
また、前後補強部材８Ｆ、８Ｒの上部をＬ字状に屈曲し、天壁３Ｂの下面、特に上連結体６の前後方向の端部に重合する位置に固着してもよい。この場合は、底壁３Ｃ又は左右側壁３Ａに、補強部材８の上端まで溶接トーチを挿入できる穴を形成しておく必要がある。

図６において、前記ブーム３の補強部材８の変形例を示しており、前後補強部材８Ｆ、８Ｒはほとんど底壁固着部８ａｆ、８ａｒのみからなり、ブーム３内を仕切る仕切板１１と別体に形成され、前後方向中央に逃げ部９を有する側面視Ω形状になっている。
底壁固着部８ａｆ、８ａｒは、左右両端、特に逃げ部９の左右両端が左右側壁３Ａに固着され、逃げ部９の前後の底壁固着部８ａが底壁３Ｃの上面に固着されている。この変形
例の前後補強部材８Ｆ、８Ｒは、底壁固着部８ａｆ、８ａｒの前後方向の端部を仕切板１１の下端と固着してもよい。

図１〜５、１２において、ブーム３の先端に枢支されたアーム２８には、基部の上部に鶏冠形状の左右一対の板材でシリンダ連結体３３が設けられており、このシリンダ連結体３３の後部はブーム３の先端とオーバラップしていて、回動シリンダ７のシリンダロッド先端がピン３４を介して連結されており、前部には作業具シリンダ２９のシリンダボトム側がピン３５を介して連結されている。

作業具シリンダ２９のシリンダロッド先端は、押動リンク３６を介して作業具Ｓに連結され、制御リンク３７を介してアーム２８と連結されている。
アーム２８の側面には、ブレーカ等のアタッチメントを作動させるための作動油供給用のサービスポート部材４０が装着されている。このサービスポート部材４０は移動機体Ｔに設けられたコントロールバルブ（図示せず）と油圧配管４１で接続されており、油圧配管４１はブーム３の上面に配置した金属配管４１Ａと、この金属配管４１Ａとコントロールバルブとを接続する第１ホース４１Ｂと、サービスポート部材４０からアーム２８の上面に至るポート配管４１Ｃと、このポート配管４１Ｃと金属配管４１Ａとを接続する第２ホース４１Ｄとを有している。

前記サービスポート部材４０はアーム２８の側面に取付座４２を介して固定され、ポート配管４１Ｃはアーム２８の上面に取付座４３を介して固定されており、第２ホース４１Ｄはアーム２８のシリンダ連結体３３内に挿通されている。
前記シリンダ連結体３３内には、回動シリンダ７連結用のピン３４を受けるピン受け部４４から支軸３０に向かって補強ガイド１２が設けられ、シリンダ連結体３３を構成する左右板を連結して補強している。

この補強ガイド１２は先端に側面視への字状に屈曲された案内部１２ａが形成され、この案内部１２ａの先端縁には案内凹部１２ｂが形成され、支軸３０側が前記第２ホース４１Ｄ及び作業具シリンダ２９接続用のホース４６ａを案内している。
前記補強ガイド１２を有するシリンダ連結体３３は、内部に挿通された第２ホース４１Ｄ及びホース４６ａの左右振れ及び上下振れを規制して、破損しないように保護している。

図１〜５、７において、前記ブーム３には、サービスポート用金属配管４１Ａ以外に、コントロールバルブとホースを介して接続された２組の配管４５、４６が取付けられている。
ブーム基部側に配置された第１配管４５は、ホース４５ａを介して回動シリンダ７と、ホース４５ｂを介してコントロールバルブとそれぞれ接続され、ブーム基部側から先端側まで延設された第２配管４６は、ホース４６ａを介して作業具シリンダ２９と、ホース４６ｂを介してコントロールバルブとそれぞれ接続され、２組４本の配管４５、４６は、上下のクランプ具（配管装着具）４８を介して並列してブーム３の上面に固定されている。

下側のクランプ具４８は、４本の配管に渡る長さの管押さえ板４８Ａと、ブーム３に固定のポスト部材４８Ｂと、管押さえ板４８Ａをポスト部材４８Ｂに取付けるボルト４８Ｃと、クランプ下側部材４８Ｄとを有しており、管押さえ板４８Ａは２本１組の第１配管４５を押さえると同時に２本１組の第２配管４６をも押さえている。クランプ下側部材４８Ｄは配管を適度に押さえることのできる高さのものに変更できる。

前記クランプ具４８によって押さえ付けるのは、金属配管、ホース又はそれらの組合せであってもよく、第１配管４５及び第２配管４６は金属配管であり、第２配管４６には管押さえ板４８Ａに押さえられる箇所にラバークッション材４９を巻き付けている。
図４，５において、上側に配置されたクランプ具４８は金属配管の第１配管４５とホース４５ａの第２配管４６を押さえ付けている。

クランプ具４８は管押さえ板４８Ａで１組の第１配管４５を押さえるものに比して、延長して第２配管４６も押さえることにより、第２配管４６用のポスト部材４８Ｂ、ボルト４８Ｃ等の部品を減少でき、取付け作業の容易化もできる。
図８、９において、第２例のクランプ具（配管装着具）５１を示しており、クランプ具
５１は、管押さえ板５１Ａと、ポスト部材５１Ｂと、ボルト５１Ｃと、クランプ下側部材５１Ｄとを有している。

クランプ具５１は、４本の配管に渡る長さの管押さえ板５１Ａの右半分が２本１組の金属製の第１配管４５に固着されており、管押さえ板５１Ａの左半分が金属製又はホース製の２本１組の第２配管４６を押さえており、２本の第１配管４５間及び２本の第２配管４６間にポスト部材５１Ｂを配置している。
前記クランプ具５１は２本の金属製の第１配管４５を固着しているので、第１配管４５にホースを接続するときに配管の廻り止め作用もでき、ホースの接続作業が容易になる。左半分の第２配管４６用のポスト部材５１Ｂとボルト５１Ｃとを割愛してもよい。

図１０において、第３例のクランプ具（配管装着具）５２を示しており、クランプ具５２は、２本の金属配管４５を管押さえ板５２Ａを固着しており、ボルト５２Ｃでブーム３に固定するように構成されており、２本の金属配管４５の廻り止めと取付け容易化を図ることができる。
図１１において、第４例のクランプ具（配管装着具）５３を示しており、クランプ具５３は、２本の金属配管４５を長手方向に間隔をおいて２箇所で連結しており、一方又は両方がボルト又は留め具を介してブーム３に取付けられており、２本の金属配管４５の廻り止めと取付け容易化を図ることができる。

なお、本発明は前記実施形態における各部材の形状及びそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図１〜７示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。
例えば、作業機の作業装置としては、バックホー以外に、トラクタに装着されたフロントローダ、ホイールローダのローダ、パワーショベルの掘削装置等でもよく、それらのブームに補強部材８を適用することができる。

１ 作業装置
２ 横軸
３ ブーム
３Ａ 側壁
３Ｂ 天壁
３Ｃ 底壁
３Ｄ 基部連結体
３Ｅ 先端連結体
４ 下連結体
５ 昇降シリンダ
６ 上連結体
７ 回動シリンダ
８ 補強部材
８Ｆ 前補強部材
８Ｒ 後補強部材
８ａ 底壁固着部
８ａｆ 前底壁固着部
８ａｒ 後底壁固着部
２８ アーム
２９ 作業具シリンダ
３０ 支軸
Ｓ 作業具
Ｔ 移動機体

Claims (2)

1. 移動機体（Ｔ）に横軸（２）を介して昇降自在に側面視くの字状のブーム（３）の基部を支持し、ブーム（３）の中途屈曲部下面側に設けた下連結体（４）にブーム昇降用の昇
   降シリンダ（５）の先端を連結しており、
   前記ブーム（３）を左右側壁（３Ａ）、天壁（３Ｂ）及び底壁（３Ｃ）を有して筒形状に形成し、このブーム（３）の内部に側壁（３Ａ）と底壁（３Ｃ）とに固着された補強部材（８）を設け、この補強部材（８）の底壁固着部（８ａ）を底壁（３Ｃ）に固着された下連結体（４）の前後方向の端部と重合配置しており、
   前記補強部材（８）の底壁固着部（８ａ）の重合部分の中途部に、下連結体（４）の端部縁に対向していて底壁（３Ｃ）から離れる方向に屈曲した逃げ部（９）を形成していることを特徴とする作業機の作業装置。
2. 前記補強部材（８）をブーム（３）の内部に前後２部材配置し、前補強部材（８Ｆ）の底壁固着部（８ａｆ）を下連結体（４）の前端部と重合配置し、後補強部材（８Ｒ）の底壁固着部（８ａｒ）を下連結体（４）の後端部と重合配置していることを特徴とする請求項１に記載の作業機の作業装置。

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