JP5949131B2 - 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、ブーム等のアタッチメントに取り付けられる油圧配管の支持構造に関する。

例えば、油圧ショベルでは、バケットやブーム、アームなどで掘削等の作業を行うアタッチメントが構成されている。バケットを支持するブームやアームは、強度、剛性が求められる強度部材であり、通常は、金属板を溶接して中空の角柱形状に形成されている。

ブームには、バケットやアームを駆動する油圧シリンダに圧油を循環供給するために、複数の油圧配管が配設されている。これら油圧配管は、ブラケットやクランプ等の支持部材を用いてブームに支持されている。

一般に、これら支持部材は、ブームの上面や側面に溶接されている場合、又はブームの上面や側面に締結されている場合が多い。ところが、前者は、溶接による歪みや変形で、ブームの強度や剛性を損うおそれがあり、後者は、ブームの側面に締結孔を空けることで、ブームの強度や剛性を損うおそれがある。

そのため、金属板をブームの隅部から張り出させ、その張り出し部分を利用して油圧配管を支持する方法が提案されている（特許文献１，２）。

例えば、特許文献１では、ブームを構成している左右の金属板の一部を上方に張り出させ、そこにＵボルトやクランプを締結して油圧配管を挟み付けている。特許文献２では、ブームを構成している上下の金属板を側方に張り出させ、そこにクランプを締結して油圧配管を挟み付けている。

このようにアタッチメントに取り付けられた油圧配管に対し、途中から分岐するようにアキュムレータ（蓄圧器）が増設される場合がある。

例えば、油圧シリンダに循環供給される圧油に過度な脈動や衝撃が生じて、バケットやアームの動作が不安定になることがある。そのような場合に、油圧配管の中間部分を分岐させ、そこにアキュムレータを設置することで、圧油の脈動や衝撃が抑制され、バケットやアームの動作を安定させることができる。

実開昭６１−１９８３５２号公報 実開平２ー１１２７４４号公報

特許文献１や特許文献２の方法によれば、溶接による歪みや変形が回避できるし、ブームに孔を空けなくてもよいので、ブームの強度や剛性を損なわずに油圧配管を支持できる。

しかし、特許文献１等の方法では、支持部材を締結して油圧配管を挟み付けているため、締め付けが過ぎれば油圧配管が変形するし、締め付けが不足すれば油圧配管の固定が緩むおそれがある。

また、油圧配管の両側の部分が張り出し部分に締結されているため、張り出し部分が大きくなるのは避けられず、見栄えが悪い。しかも、ブームに生じる振動は張り出し部分で大きくなり易いうえに、ブームの強度、剛性に優れた本体部分から油圧配管の支持位置が離れるため、支持部材や油圧配管の固定が緩んで油圧配管の支持が不安定になり易い。

更に、特許文献１等の支持部材は、油圧配管の中間部分を支持しているだけであるため、アキュムレータを増設する場合には、油圧配管の全体を取り替える必要がある。

そこで、本発明の主たる目的は、アタッチメントに油圧配管を安定的に支持でき、見栄えも良い作業機械を提供することにある。本発明の更なる目的は、アキュムレータの増設が容易にできる作業機械を提供することにある。

本発明に係る作業機械は、下部走行体の上に機械本体が設置されている作業機械である。前記機械本体は、前記下部走行体に支持されたフレームと、前記フレームに支持され、油圧制御によって作業動作を行うアタッチメントとを備える。前記アタッチメントは、揺動可能な支柱体と、前記支柱体に支持部材を介して取り付けられる油圧配管とを有している。前記支柱体は、四面が板材で構成された矩形の横断面を有する中空の支柱基部と、前記板材が前記支柱基部の隅部から横断面の方向に張り出して形成された張出部とを有している。

前記支持部材は、前記支柱基部の外面に取り付けられる部材本体と、前記部材本体の一方の縁側に偏って位置する締結部と、前記部材本体の他方の縁側に位置し、前記油圧配管を支持する配管支持部とを有している。そして、前記配管支持部を前記支柱基部側に向けた状態で、前記締結部が前記張出部に締結され、前記支持部材が、前記張出部と前記支柱基部とに跨がって、前記部材本体の前記配管支持部側が、前記張出部を越えて前記支柱基部の外面に接している。

このように構成された作業機械によれば、まず、油圧配管を支柱体に支持する支持部材が、支柱基部から張り出した張出部に締結して固定される。従って、支柱基部の強度、剛性は損なわれない。

そして、部材本体の一方の縁側に偏って位置する締結部が、部材本体の他方側を支柱基部側に向けた状態で張出部に締結され、部材本体の少なくとも一部が、張出部を越えて支柱基部に接している。

すなわち、支持部材は、その縁側の部分だけが張出部に締結され、張出部と支柱基部とに跨るように取り付けられるので、張出部を大きく張り出す必要がない。従って、張出部を小さくできるので、見栄えが悪くならずにすむ。

この場合、部材本体は片持ち支持された状態になるが、油圧配管を安定して支持できる。

すなわち、張出部の張出量が小さくなるため、その撓みや振動が抑制されて、部材本体の支持側を安定して支持できる。しかも、部材本体の不支持側は支柱基部に接しているため、ブームの振動や衝撃の影響を受け難い。従って、部材本体は、片持ち支持された状態であっても板材に安定して取り付けることができる。

更に、油圧配管を支持する配管支持部が支柱基部側に位置しているため、油圧配管の荷重は、部材本体の不支持側を支柱基部に押し付ける方向に作用する。従って、部材本体が片持ち支持された状態であっても油圧配管を安定して支持できる。

前記配管支持部に、前記油圧配管に連通する予備接続部を設けるのが好ましい。

そうすれば、予備接続部にアキュムレータを接続することで、油圧配管の途中にアキュムレータを設置できる。従って、アキュムレータの増設が容易にできる。

また、前記張出部に、前記締結部を構成する長孔が前記支柱体の長手方向に延びるように形成してもよい。

そうすれば、締結部が張出部に対して多少位置ずれしていても、長孔によってその位置ずれが許容されるため、容易に締結できる。

本発明によれば、油圧配管を安定的に支持でき、見栄えも良い作業機械を提供することができる。

本発明を適用した油圧ショベルを示す概略図である。 図１における矢印Ｘ方向からブームを見た概略図である。 支持部材の概略斜視図である。 図２におけるＹ−Ｙ線断面の概略斜視図である。 図２におけるＺ−Ｚ線断面の概略図である。 アキュムレータを設置したときの様子を示す概略斜視図である。 別実施例を示す概略斜視図である。 変形例を示す図５相当図である。 変形例を示す図５相当図である。 変形例を示す図５相当図である。 変形例を示す図５相当図である。

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。便宜上、特に言及しない限り、説明で用いる前後左右等の方向は図示の矢印に従うものとする。

図１に、本発明を適用した油圧ショベル１（作業機械の一例）を示す。油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２と、その上に旋回自在に設置された機械本体３とを備えている。機械本体３は、フレーム４やキャブ５、機械室６、アタッチメント７などで構成されている。

フレーム４は、機械本体３の底面を構成する強度、剛性に優れた強度部材であり、下部走行体２に旋回自在に支持されている。キャブ５は、オペレータが乗り込む箱形の運転室であり、機械室６には、下部走行体２やアタッチメント７を駆動する駆動装置や油圧機器などが収容されている。

アタッチメント７は、油圧制御によって作業動作を行う作業装置であり、バケット１０やアーム２０、ブーム３０、油圧シリンダ５０ａ，５０ｂ，５０ｃなどで構成されている。

バケット１０は、掘削等を行う容器状の作業部材であり、アーム２０やブーム３０は、バケット１０を支持する支柱部材（支柱体）である。アーム２０やブーム３０は、強度、剛性に優れた強度部材であり、複数の板材を溶接して中空の角柱状に形成されている。ブーム３０等の詳細構造については別途後述する。

バケット１０の基端部分はアーム２０の先端部分に軸支され、アーム２０の基端部分はブーム３０の先端部分に軸支されている。ブーム３０の基端部分はフレーム４に軸支されている。バケット１０、アーム２０及びブーム３０は、いずれも機械本体３の左右幅方向に延びる軸回りに回動する。

アーム２０には、バケット１０を駆動する第１の油圧シリンダ５０ａが配設されており、ブーム３０には、アーム２０を駆動する第２の油圧シリンダ５０ｂが配設されている。ブーム３０を駆動する第３の油圧シリンダ５０ｃはフレーム４に配設されている。

バケット１０等は、これら油圧シリンダ５０ａ，５０ｂ，５０ｃの伸縮動作に応じて作動する。具体的には、バケット１０、アーム２０及びブーム３０は、油圧シリンダ５０ａ，５０ｂ，５０ｃの伸縮動作に連動して、いずれもその基端部を支点に機械本体３に対して前後方向に揺動する。

第１、第２の油圧シリンダ５０ａ，５０ｂに圧油を循環供給するために、ブーム３０には、複数の油圧配管６０が設置されている。これら油圧配管６０は、いずれも鋼管からなり、ブーム３０に沿って延びるように配設されている。なお、可動する領域では、油圧配管６０に油圧ホース等の可撓性の部材が用いられている。

油圧配管６０は長いため、通常、その両端部分だけでなく中間部分も支持される。これら支持部位に対応して、ブーム３０の各所に支持部材７０が配置されており、油圧配管６０は、これら支持部材７０を介してブーム３０に取り付けられている。

図２は、図１における矢印Ｘ方向から見たブーム３０の一部を示している。６０ａは、第１の油圧シリンダ５０ａに接続されている第１の油圧配管６０であり、６０ｂは、第２の油圧シリンダ５０ｂに接続されている第２の油圧配管６０である。

この油圧ショベル１では、ブーム３０の基端側の部分に、第１の油圧配管６０ａの支持部位の１つが位置しており、そこに支持ブロック７０Ａ（支持部材７０）等で構成された支持構造が設けられている。見栄え良く、そして第１の油圧配管６０ａを安定して支持できるように、更に、アキュムレータ８０の増設もできるように、その支持構造が工夫されている。

（支持構造）
図３〜図５に、その支持構造の詳細を示す。本実施形態では、ブーム３０の支柱基部３１に悪影響を与えないように張出部３２が設けられ、そこに油圧配管６０を支持する支持ブロック７０Ａ（支持部材７０）が締結されている。

詳しくは、図４に示すように、ブーム３０は、上下の上板材３０ａ及び下板材３０ｂと、左右一対の側板材３０ｃとを備えている。左右に離れて対向配置された一対の側板材３０ｃの上下に、上板材３０ａと下板材３０ｂとがそれぞれ架設されている。各側板材３０ｃの上端は上板材３０ａの下面に溶接され、各側板材３０ｃの下端は下板材３０ｂの上面に溶接されている。それにより、矩形の横断面を有する中空の支柱基部３１が形成されている。

本実施形態のブーム３０には、支柱基部３１の左右に２つの張出部３２が形成されている。各張出部３２は、上板材３０ａの一部が支柱基部３１の左右の隅部の各々から横断面の方向、換言すれば支柱基部３１が延びる方向と直交する方向に小さく張り出すことによって形成されている。各張出部３２には、厚み方向に貫通する長孔３３が複数形成されている（本実施形態では２箇所）。各長孔３３はブーム３０の長手方向に延びており、両長孔３３，３３はブーム３０の長手方向に離れて位置している。

図３は、左側の張出部３２に取り付けられる支持ブロック７０Ａを表している。支持ブロック７０Ａは、金属加工品からなり、部材本体７１と、部材本体７１に設けられた締結部７２及び配管支持部７３とを有している。締結部７２は部材本体７１を締結する機能を有し、配管支持部７３は油圧配管６０を支持する機能を有している。

本実施形態の部材本体７１は、直方体形状に形成されており、上面７１ｕ、下面７１ｄ、一対の側面７１ｒ，７１ｌ、及び一対の端面７１ｆ，７１ｂを有している。下面７１ｄは、上板材３０ａの上面に接するように平坦に形成されている。一対の側面７１ｒ，７１ｌを左右方向に向け、一対の端面７１ｆ，７１ｂを前後方向に向けてた状態で、支持ブロック７０Ａは張出部３２に取り付けられる。

本実施形態の締結部７２は、その下面７１ｄから上面７１ｕに向かって延びる締結孔７２ａで構成されている。本実施形態の締結孔７２ａには、雌ネジが形成されている。締結孔７２ａは、上板材３０ａの長孔３３の数及び位置に対応して設けられ、一方の側面７１ｌ又は７１ｒ（７１ｌとして説明する）の側に偏って位置している。

詳細には、図５に示す、第１の油圧配管６０ａが接続される前後方向に対する横断面において、締結の作用部位である締結孔７２ａの中心Ａ１と、下面７１ｄの２等分線Ｓとの間の距離Ｌ１よりも、中心Ａ１と側面７１ｌとの間の距離Ｌ２の方が小さくなっている。

本実施形態の配管支持部７３は、両端面７１ｆ，７１ｂ間を貫通する中継孔７３ａと、中継孔７３ａの両端に設けられる配管取付部材７３ｂとで構成されている。配管支持部７３は、締結部７２から離れて他方の側面７１ｒの側に位置している。詳細には、図５に示す横断面において、中継孔７３ａの中心Ａ２が、下面７１ｄの２等分線Ｓよりも側面７１ｒの側に距離Ｌ３だけ偏って位置している。

配管取付部材７３ｂは、部材本体７１と第１の油圧配管６０ａとの間に介在し、これらを着脱可能に接続する。部材本体７１に接続された前後の第１の油圧配管６０ａは、中継孔７３ａを通じて連通する。

本実施形態の配管支持部７３には、中継孔７３ａの中間部位から分岐して上面７１ｕに開口する分岐孔７４（予備接続部）が設けられている。詳細には、図５に示す横断面において、分岐孔７４の中心Ａ３は中継孔７３ａの中心Ａ２と重なって締結孔７２ａの中心Ａ１と平行に延びている。分岐孔７４の上端には雌ネジが形成されており、常時の分岐孔７４はボルトＢで封止されている。

（支持構造の組み付け）
支持ブロック７０Ａを用いて第１の油圧配管６０ａを支持する場合、まず、第１の油圧配管６０ａがその支持部位で分断される。そして、分断された第１の油圧配管６０ａの間に支持ブロック７０Ａが接続され、支持ブロック７０Ａで第１の油圧配管６０ａが中継される。第１の油圧配管６０ａを中継した支持ブロック７０Ａは、配管支持部７３を支柱基部３１の側に向けた状態で上板材３０ａの上に載置される。

そうして、ワッシャＷとともに下方から各長孔３３に挿入されたボルトＢが締結孔７２ａにねじ込まれ、支持ブロック７０Ａが張出部３２に締結される。締結孔７２ａが多少位置ずれしていても、長孔３３が許容するため、容易に締結できる。

このとき、部材本体７１の少なくとも一部が張出部３２を越えて支柱基部３１に接するように設定されている。具体的には、図５に示すように、部材本体７１の側面７１ｒが側板材３０ｃの外面を越えて支柱基部３１の上に位置している。詳しくは、同図の横断面において、部材本体７１の側面７１ｒと、側板材３０ｃの外面との間に離間距離Ｌ４が存在する。

この場合、部材本体７１は片持ち支持された状態になるが、張出部３２の張出量が小さいため、その撓みや振動が抑制され、部材本体７１の支持側を安定して支持できる。しかも、部材本体７１の不支持側は、剛性に優れた支柱基部３１に接しているため、ブーム３０の振動や衝撃の影響を受け難い。従って、部材本体７１は、片持ち支持された状態でも上板材３０ａによく接するため、支持ブロック７０Ａはブーム３０に安定して支持される。

しかも、第１の油圧配管６０ａが繋がる配管支持部７３が支柱基部３１の側に位置しているため、第１の油圧配管６０ａの荷重は、部材本体７１の不支持側を上板材３０ａに押し付ける方向に作用する。従って、部材本体７１が片持ち支持された状態であっても油圧配管６０を安定して支持できる。張出部３２の張出量も小さいため、邪魔にならないし、美観も損なわれない。

更に、この油圧ショベル１では、油圧配管６０の支持構造を利用して、アキュムレータ８０が容易に増設できるようになっている。

図６に、アキュムレータ８０を増設した時の状態を例示する。アキュムレータ８０は、第１の油圧配管６０ａの途中から分岐して接続される密閉容器状の部材であり、接続配管８０ａと、接続配管８０ａに連なる円筒状の蓄圧体８０ｂとを有している。蓄圧体８０ｂがブーム３０の長手方向に沿うようにしてアキュムレータ８０はブーム３０に設置される。

この油圧ショベル１では、支持ブロック７０Ａに分岐孔７４が設けられているので、接続配管８０ａを分岐孔７４に接続するだけでアキュムレータ８０が増設できる。アキュムレータ８０の接続により、支持ブロック７０Ａにその荷重が加わるが、第１の油圧配管６０ａと同様に、その荷重も部材本体７１の不支持側を上板材３０ａに押し付ける方向に作用する。従って、アキュムレータ８０を増設しても、油圧配管６０を安定して支持できる。

（別実施例）
図７に、本発明の別実施例を示す。本実施例では、支持部材７０に、油圧配管６０を挟持する支持ブロック７０Ｂが用いられている。なお、支持ブロック７０Ｂの基本的構造は、支持ブロック７０Ａと同様であるため、同じ構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。

支持ブロック７０Ｂの部材本体７１は、互いに接合される上下一対のブロック要素９１，９１で構成されている。各ブロック要素９１は、接合面９１ａを有し、各々の接合面９１ａを上下に接合することによって一体化される。

各ブロック要素９１には、各締結孔７２ａを構成する締結孔要素９４が形成されている。ただし、本実施形態の締結孔７２ａには雌ネジは形成されていない。

各ブロック要素９１の接合面９１ａには、配管支持部７３を構成する嵌合溝９５が形成されている。嵌合溝９５は、各締結孔７２ａと直交する方向に延びており、油圧配管６０と嵌合する半円形の横断面を有している。

この支持ブロック７０Ｂを組み付ける場合、一方のブロック要素９１がその接合面９１ａを上に向けた状態で上板材３０ａの上に載置される。そうして、その上方から、両嵌合溝９５に油圧配管６０を挟み込むようにして他方のブロック要素９１の接合面９１ａが突き合わされ、両ブロック要素９１が接合される。最後に、各締結孔要素９４が連通して構成される各締結孔７２ａにボルトＢを挿入し、ナットＮで締結する。

この支持ブロック７０Ｂによれば、油圧配管６０を分断する必要がなく、また、ほとんど負荷を与えずに油圧配管６０が支持できる利点がある。

なお、本発明にかかる作業機械は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、締結部７２の構造は図８に示すように、締結孔７２ａを貫通させ、その締結孔７２ａに挿入したボルトＢとナットＮで締結するようにしてもよい。

また、図９に示すように、長孔３３に代えて張出部３２に雌ネジ孔３３Ａを形成し、そこに貫通した締結孔７２ａに挿入されたボルトＢを締結してもよい。

また、図１０に示すように、上板材３０ａではなく、側板材３０ｃの一部を支柱基部３１の左右の隅部の各々から横断面方向に小さく張り出すことによって張出部３２を形成し、支持ブロック７０Ａを上板材３０ａに取り付けるのではなく側板材３０ｃに取り付けてもよい。

また、図１１に示すように、支持ブロック７０Ａの両側面７１ｒ，７１ｌ間の距離を大きくし、配管支持部７３が、締結部７２からより離れて位置し、部材本体７１が支柱基部３１の上によりいっそう大きく張り出すようにしてもよい。

その他、支柱体はアームであってもよい。締結部の雄ネジと雌ネジの配置は逆であってもよい。支持ブロック７０Ａの形状は直方体形状に限らない。例えば、支持ブロック７０Ａの下面７１ｄ以外の面を曲面にしてもよい。

支持ブロックは、アキュムレータの増設以外にも利用できる。例えば、油圧配管の流路を開閉するストップバルブや、油圧配管の流路を選択的に切り替えるセレクタバルブとしても利用できる。

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 機械本体
４ フレーム
７ アタッチメント
１０ バケット
２０ アーム（支柱体）
３０ ブーム（支柱体）
３０ａ 上板材
３０ｂ 下板材
３０ｃ 側板材
３１ 支柱基部
３２ 張出部
３３ 長孔
６０ 油圧配管
６０ａ 第１の油圧配管
６０ｂ 第２の油圧配管
７０ 支持部材
７０Ａ，７０Ｂ 支持ブロック
７１ 部材本体
７２ 締結部
７３ 配管支持部
７４ 分岐孔
８０ アキュムレータ

Claims (3)

1. 下部走行体の上に機械本体が設置されている作業機械であって、
   前記機械本体は、
   前記下部走行体に支持されたフレームと、
   前記フレームに支持され、油圧制御によって作業動作を行うアタッチメントと、
   を備え、
   前記アタッチメントは、
   揺動可能な支柱体と、
   前記支柱体に支持部材を介して取り付けられる油圧配管と、
   を有し、
   前記支柱体は、
   四面が板材で構成された矩形の横断面を有する中空の支柱基部と、
   前記板材が前記支柱基部の隅部から横断面の方向に張り出して形成された張出部と、
   を有し、
   前記支持部材は、
   前記支柱基部の外面に取り付けられる部材本体と、
   前記部材本体の一方の縁側に偏って位置する締結部と、
   前記部材本体の他方の縁側に位置し、前記油圧配管を支持する配管支持部と、
   を有し、
   前記配管支持部を前記支柱基部側に向けた状態で、前記締結部が前記張出部に締結され、
   前記支持部材が、前記張出部と前記支柱基部とに跨がって、前記部材本体の前記配管支持部側が、前記張出部を越えて前記支柱基部の外面に接している作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記配管支持部に、前記油圧配管に連通する予備接続部が設けられている作業機械。
3. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記張出部に、前記締結部を構成する長孔が前記支柱体の長手方向に延びるように形成されている作業機械。

Images