JP6015739B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明はオフセット動作を行う建設機械に関するものである。

図６〜図８によって背景技術を説明する。

ショベル等の建設機械においては、クローラ式の下部走行体１上に、キャビン２ａを備えた上部旋回体２が地面に対して垂直となる軸Ｘ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、このベースマシン(上部旋回体２)の前部に作業アタッチメント３が装着される。

作業アタッチメント３は、ブームフットピン４を中心として起伏自在なブーム５と、このブーム５の先端にブームトップピン６まわりに上下回動可能に取付けられたアーム７と、このアーム７の先端にアームトップピン８まわりに上下回動可能に取付けられた作業装置(ショベルではバケット)９を備え、この作業アタッチメント３の起伏及び屈伸動作により掘削、荷積み等の各種作業が行われる。

ここで、オフセット式の建設機械では、ブーム５は、上部旋回体２に取付けられたリアブーム５ａと、このリアブーム５ａの先端に上下方向のオフセット支軸１０まわりに左右方向に回動可能に連結されてオフセット動作を行う左右一対のオフセットブーム（「フロントブーム」ともいう）５ｂ,５ｂと、この両オフセットブーム５ｂ,５ｂの先端部に上下方向のアッパーブーム支軸１１まわりに左右方向に回動可能に取付けられたアッパーブーム５ｃによって構成され、このブーム５のオフセット動作によりアーム７及びバケット９が左右に平行移動して側溝掘り作業等が行われる。

図６〜図８中、１２はブーム５(リアブーム５ａ)を起伏作動させるブーム起伏シリンダ、１３はアーム７を上下回動させるアームシリンダ、１４はバケット９を上下回動させるバケットシリンダである。

また、オフセットブーム内(両オフセットブーム５ｂ,５ｂ間)にオフセットシリンダ１５がブーム長さ方向(前後方向)に設けられ、このオフセットシリンダ１５の伸縮動作によって両オフセットブーム５ｂ,５ｂが平行リンク運動を行う。

このオフセット式の建設機械において、オフセットシリンダ１５に接続されたシリンダ配管が破断した場合でもオフセットブーム５ｂ,５ｂが勝手に動くことのないように、同シリンダ１５のヘッド側及びロッド側両油室を油密状態に保持する保持弁(ホールディングバルブ)を設けたものが公知である(特許文献１参照)。

この公知技術においては、両保持弁を、オフセットブーム内、すなわち、両オフセットブーム５ｂ,５ｂ間においてオフセットシリンダ１５の下方または上方に設置している。

なお、この明細書における「左」「右」は、キャビン２ａ内のオペレータから見た左右の方向性をいう。また、「上」「下」は、オフセットブーム５ｂ,５ｂを水平にした状態での上下の方向性をいう。

特許第３６９８５５７号

ところが、ミニショベルのようにオフセットブーム内のスペースが上下、左右ともに狭い小型の建設機械に保持弁を設ける場合等に、上記公知技術をそのまま踏襲すると、オフセット動作時に両保持弁がオフセットブーム５ｂ,５ｂと干渉するおそれがある。

そこで、たとえば図７中に二点鎖線で示すように、両保持弁１６Ａ,１６Ｂをオフセットブーム外で、オフセットシリンダ１５に近いブーム上方に設置することが考えられる。

ここで、保持弁１６Ａ,１６Ｂには、オフセットシリンダ１５に接続されるシリンダ接続ポート(符号省略。他のポートも同じ)のほか、パイロットポート、パイロットドレンポート、それにメインポンプに接続されるポンプポートが設けられ、これら各ポートに油圧配管が接続される。

すなわち、両保持弁１６Ａ,１６Ｂは、弁本体とこれに接続された多数の油圧配管によって構成される。

このため、両保持弁１６Ａ,１６Ｂを単純にブーム長さ方向に並べて配置(縦列配置)するだけでは、保持弁１６Ａ,１６Ｂの配管同士が干渉して設置困難となる。

あるいは、干渉を避けるために両保持弁１６Ａ,１６Ｂの間隔を大きくとると、周辺構造物との干渉が生じ、あるいは外観上の体裁が悪くなる等の弊害が生じる。

そこで本発明は、オフセットシリンダに一対の保持弁を設けることを前提として、両保持弁を、配管を含めた互いの干渉を避けながら、小さいスペースにコンパクトかつ容易に設置することができる建設機械を提供するものである。

上記課題を解決する手段として、本発明においては、ブームを有する作業アタッチメントがベースマシンに装着されて成り、上記ブームは、左右一対のオフセットブームと、この両オフセットブーム間に同ブームの長さ方向に設置されて両オフセットブームに平行運動を行わせるオフセットシリンダによって左右にオフセット動作可能に構成され、かつ、上記オフセットシリンダのヘッド側及びロッド側両油室を油密状態に保持するヘッド側及びロッド側両保持弁を備えた建設機械において、上記両保持弁を、
(ｉ) 上記オフセットブームの外側で、かつ、オフセットブームを水平にした状態での同ブームの上方に、
(ｉｉ) 上記オフセットブームの長さ方向に位置ずれするとともに、同ブーム先端側に位置する保持弁が上側、ブーム基端側に位置する保持弁が下側となるように上下方向に位置ずれした状態で
設け、両保持弁に対する油圧配管を、上記両保持弁のブーム長さ方向及び上下方向の位置ずれによって両保持弁まわりに形成される空間を用いて配索するように構成したものである。

この構成によれば、両保持弁をオフセットブームの外側に配置しているため、ミニショベル等の小型建設機械でも、オフセット動作時に、配管を含めた両保持弁とオフセットブームが干渉するおそれがない。

しかも、両保持弁を、ブーム長さ方向及び上下方向に位置ずれして設け、両保持弁に対する油圧配管を、上記位置ずれによって両保持弁まわりに形成される空間を用いて配索するように構成したから、
この場合、先端側保持弁が上側となる上下位置ずれ状態であるため、逆に先端側保持弁が下になる位置ずれ状態と比べて、基端側保持弁とシリンダを接続するシリンダ接続配管が、先端側保持弁からベースマシンに向かう外部配管と干渉するおそれがない。

従って、上記干渉を避けるために両保持弁を左右方向に大きく位置ずれさせる必要がないため、両保持弁を、オフセットシリンダから左右側方に大きくはみ出さない状態で設置することができる。

本発明において、上記両保持弁の一端側に、上記オフセットシリンダの油室に接続されるシリンダ接続ポートを設け、上記先端側保持弁は上記シリンダ接続ポートがブーム先端側を向く状態で、上記基端側保持弁は上記シリンダ接続ポートがブーム基端側を向く状態でそれぞれ設置するのが望ましい(請求項２,３)。

この構成によれば、両保持弁をたとえば上記と逆向きで設置した場合と比べて、両保持弁の設置に要するブーム長さ方向のスペースを最小限に縮小することができる。このため、両保持弁がオフセットシリンダから長さ方向に大きく突出するおそれがない。

この場合、上記両保持弁における上記シリンダ接続ポートと反対側に、上記ベースマシンに向かう外部配管が接続される外部配管接続ポートを設け、上記基端側保持弁の外部配管は、上記外部配管接続ポートとの接続部分から左右一側方に水平に張り出し、この張り出し端から後方に向かうルートで配索するのが望ましい(請求項３)。

こうすれば、両保持弁の外部配管を互いの干渉を避けながら容易に配索できる。

さらに本発明においては、上記両保持弁を上方及び左右両側方から覆う保持弁カバーを設けるのが望ましい(請求項４)。

こうすれば、ブーム外に保持弁を設けたことの弊害である、両保持弁の他の物との接触による損傷を防止できるとともに、外観上の体裁が良くなる。

本発明によると、両保持弁を、配管を含めた互いの干渉を避けながら、小さいスペースにコンパクトかつ容易に設置することができる。

本発明の実施形態を示す作業アタッチメントの部分側面図である。 図１の一部であるオフセットシリンダとその保持弁の拡大図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線平面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線平面図である。 図２のＶ−Ｖ線正面図である。 オフセット式建設機械の概略側面図である。 同機械における作業アタッチメントの部分側面図である。 作業アタッチメントの斜視図である。

本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。

実施形態において、建設機械とその作業アタッチメントに関する基本構成は図６〜図８に示す公知技術と同じであり、この共通部分については図６〜図８と同一符号を付し、かつ、適宜各図を引用して説明する。

図１は作業アタッチメントの一部であるブーム５の構成を示す。

公知技術(図７)と同様に、オフセット動作の駆動源としてのオフセットシリンダ１５がオフセットブーム内、すなわち、両オフセットブーム５ｂ,５ｂ間においてブーム長さ方向(前後方向)に設けられている。

また、実施形態においては、このオフセットシリンダ１５のヘッド側及びロッド側両油室を油密状態に保つヘッド側及びロッド側両保持弁１６Ａ,１６Ｂが、オフセットブーム５ｂ,５ｂの外側で、同ブーム上方に設けられている。

この両保持弁１６Ａ,１６Ｂは、図示のようにロッド側保持弁１６Ｂがブーム先端側(前側)に、ヘッド側保持弁１６Ａがブーム基端側(後側)にそれぞれ位置するようにブーム長さ方向に位置ずれし、かつ、ブーム先端側のロッド側保持弁１６Ｂが上側、ブーム基端側のヘッド側保持弁１６Ａが下側となるように上下方向に位置ずれした状態で、オフセットシリンダ１５の上面に保持弁取付ブラケット(図２,５参照)１７ａ,１７ｂを介して取付けられている。

この両保持弁１６Ａ,１６Ｂのブーム長さ方向及び上下方向の位置ずれによって両保持弁まわり、すなわち、ロッド側保持弁１６Ｂの下方であってヘッド側保持弁１６Ａの後方、及びロッド側保持弁１６Ｂの後方であってヘッド側保持弁１６Ａの上方にそれぞれ空間Ｓ１,Ｓ２(図２のみに符号を付す)が形成され、両保持弁１６Ａ,１６Ｂに対する油圧配管を、この空間Ｓ１,Ｓ２を利用して配索するように構成されている。

いいかえれば、保持弁まわりに、配管に必要かつ十分な広さを持った空間Ｓ１,Ｓ２が形成されるという観点で、両保持弁１６Ａ,１６Ｂのブーム長さ方向及び上下方向の位置ずれ量が設定される。

従って、上記観点に基づき、両保持弁１６Ａ,１６Ｂを、ポートを含めた弁本体が完全に長さ方向及び上下方向に位置ずれした完全位置ずれ状態で設置してもよいし、弁本体の一部同士が長さ方向及び上下方向の一方または双方で重なる程度の位置ずれ状態で設置してもよい。

また、両保持弁１６Ａ,１６Ｂは、実施形態では、図３,４に示すようにオフセットシリンダ１５の中心線Ｏに対してそれぞれ左右互いに反対側に少しずつオフセットして設けられているが、シリンダ中心線Ｏ、またはシリンダ中心線Ｏから左または右に少しオフセットした同一直線上に配置してもよい。

両保持弁１６Ａ,１６Ｂの配管構造を図２〜図５によって詳述する。なお、図の複雑化を避けるために、両保持弁１６Ａ,１６Ｂの上から見た配管構造を図３と図４に分けて示す。

両保持弁１６Ａ,１６Ｂには、オフセットシリンダ１５の油室に接続されるシリンダ接続ポートＰ１が保持弁長さ方向の一端側に設けられている。

ヘッド側保持弁１６Ａは、図３に示すようにこのシリンダ接続ポートＰ１が後向きとなる(ブーム基端側を向く)状態、ロッド側保持弁１６Ｂは、図４に示すように同ポートＰ１が前向きとなる(ブーム先端側を向く)状態でそれぞれ設置され、両シリンダ接続ポートＰ１,Ｐ１が、オフセットシリンダ１５のヘッド側及びロッド側両油室に設けられた油出入口１５ａ,１５ｂにシリンダ接続配管１８,１８によって接続される。

また、両保持弁１６Ａ,１６Ｂの長さ方向の他端側、すなわち、ヘッド側保持弁１６Ａについては前側、ロッド側保持弁１６Ｂについては後側にそれぞれパイロットポートＰ２とドレンポートＰ３が左右に並設され、この両ポートＰ２,Ｐ３にパイロット用及びドレン用の外部配管１９,２０が接続される。

さらに、両保持弁１６Ａ,１６Ｂの左右一側面にポンプポートＰ４が設けられ、このポンプポートＰ４にポンプ用の外部配管２１が接続される。

これら外部配管１９,２０,２１は、図６に示すベースマシン(上部旋回体２)に設置された図示しないポンプ、タンク等の対応機器に向かってブーム５沿いに配索される。

ここで、ブーム先端側でかつ上方に位置するロッド側保持弁１６Ｂの外部配管１９〜２１については、ベースマシンに向かって何の配索障害もないため、図４に示すように各ポートＰ２,Ｐ３,Ｐ４から直接後向きに延ばせばよい。

一方、ブーム基端側でかつ下方に位置するヘッド側保持弁１６Ａの外部配管１９〜２１のうち、パイロット用及びドレン用の外部配管１９,２０については、保持弁前端側のパイロット、ドレン両ポートＰ２,Ｐ３に接続されるため、図３に示すようにポートＰ２,Ｐ３との接続部分から左右一側方に水平に張り出し、この張り出し端から後方に向かうルートで配索されている。

また、図２〜図５に示すように両保持弁１６Ａ,１６Ｂを覆う保持弁カバー２２が設けられている。

この保持弁カバー２２は、両保持弁１６Ａ,１６Ｂの一方または双方に取付けられた図示しないカバー取付ブラケットにより、両保持弁１６Ａ,１６Ｂの本体と配管接続部分を上方及び左右両側から覆う状態で設けられている。

上記構成によれば、次の効果を得ることができる。

ｉ. 両保持弁１６Ａ,１６Ｂをオフセットブーム５ｂ,５ｂの外側に配置しているため、ミニショベル等の小型建設機械でも、オフセット動作時に、配管を含めた両保持弁１６Ａ,１６Ｂとオフセットブーム５ｂ,５ｂが干渉するおそれがない。

ｉｉ. 両保持弁１６Ａ,１６Ｂを、ブーム長さ方向及び上下方向に位置ずれして設け、両保持弁１６Ａ,１６Ｂに対する油圧配管(外部配管１９,２０)を、上記位置ずれによって両保持弁まわりに形成される空間Ｓ１,Ｓ２を用いて配索するように構成したから、両保持弁１６Ａ,１６Ｂ(保持弁本体とそれぞれの配管)を、限られた空間に互いの干渉を避けながらコンパクトかつ容易に設置することができる。

ｉｉｉ. この場合、先端側保持弁(ロッド側保持弁)１６Ｂが上側となる上下位置ずれ状態であるため、逆に先端側保持弁１６Ｂが下になる位置ずれ状態と比べて、基端側保持弁(ヘッド側保持弁)１６Ａとオフセットシリンダ１５を接続するシリンダ接続配管１８が、先端側保持弁１６Ｂからベースマシンに向かう外部配管１９,２０,２１と干渉するおそれがない。

従って、上記干渉を避けるために両保持弁１６Ａ,１６Ｂを左右方向に大きく位置ずれさせる必要がないため、両保持弁１６Ａ,１６Ｂを、オフセットシリンダ１５から左右側方に大きくはみ出さない状態で設置することができる。

ｉｖ. 両保持弁１６Ａ,１６Ｂの長さ方向の一端側に、オフセットシリンダ１５の油室に接続されるシリンダ接続ポートＰ１を設け、先端側保持弁１６Ｂはシリンダ接続ポートＰ１がブーム先端側を向く状態で、基端側保持弁１６Ａはシリンダ接続ポートＰ１がブーム基端側を向く状態でそれぞれ設置したから、両保持弁１６Ａ,１６Ｂをたとえば上記と逆向きで設置した場合と比べて、両保持弁１６Ａ,１６Ｂの設置に要するブーム長さ方向のスペースを最小限に縮小することができる。このため、両保持弁１６Ａ,１６Ｂがオフセットシリンダ１５から長さ方向に大きく突出するおそれがない。

ｖ. 両保持弁１６Ａ,１６Ｂにおけるシリンダ接続ポートＰ１と反対側に、ベースマシンに向かう外部配管１９,２０が接続される外部配管接続ポート(パイロットポート及びドレンポート)Ｐ２,Ｐ３を設け、基端側保持弁１６Ａの外部配管１９,２０は、外部配管接続ポートＰ２,Ｐ３との接続部分から左右一側方に水平に張り出し、この張り出し端から後方に向かうルートで配索しているため、両保持弁１６Ａ,１６Ｂの外部配管１９,２０を互いの干渉を避けながら容易に配索できる。

ｖｉ. 両保持弁１６Ａ,１６Ｂを上方及び左右両側方から覆う保持弁カバー２２を設けているため、ブーム外に保持弁１６Ａ,１６Ｂを設けたことの弊害である、両保持弁１６Ａ,１６Ｂの他の物との接触による損傷を防止できるとともに、外観上の体裁が良いものとなる。

ところで、上記実施形態では、先端側保持弁(ロッド側保持弁)１６Ｂのシリンダ接続ポートＰ１をブーム先端側に、基端側保持弁(ヘッド側保持弁)１６Ａのシリンダ接続ポートＰ１をブーム基端側にそれぞれ設けたが、この両保持弁１６Ａ,１６Ｂのシリンダ接続ポートＰ１,Ｐ１の位置を上記実施形態と反対にする等、必要に応じて適宜変更してもよい。

また、両保持弁１６Ａ,１６Ｂの外部配管接続ポートは、保持弁の制御の仕方その他に応じて適宜増減してもよい。

１ ベースマシンを構成する下部走行体
２ 同、上部旋回体
３ 作業アタッチメント
４ ブームフットピン
５ 作業アタッチメントのブーム
５ａ ブームを構成するリアブーム
５ｂ,５ｂ 同、オフセットブーム
５ｃ アッパーブーム
６ ブームトップピン
７ 作業アタッチメントのアーム
９ 作業アタッチメントのバケット
１０ オフセット支軸
１１ アッパーブーム支軸
１５ オフセットシリンダ
１６Ａ ヘッド側保持弁(基端側保持弁)
１６Ｂ ロッド側保持弁(先端側保持弁)
Ｓ１,Ｓ２ 空間
Ｐ１ シリンダ接続ポート
Ｐ２ パイロットポート
Ｐ３ ドレンポート
Ｐ４ ポンプポート
１８ シリンダ接続配管
１９〜２１ 外部配管
２２ 保持弁カバー

Claims (4)

1. ブームを有する作業アタッチメントがベースマシンに装着されて成り、上記ブームは、左右一対のオフセットブームと、この両オフセットブーム間に同ブームの長さ方向に設置されて両オフセットブームに平行運動を行わせるオフセットシリンダによって左右にオフセット動作可能に構成され、かつ、上記オフセットシリンダのヘッド側及びロッド側両油室を油密状態に保持するヘッド側及びロッド側両保持弁を備えた建設機械において、上記両保持弁を、
   (ｉ) 上記オフセットブームの外側で、かつ、オフセットブームを水平にした状態での同ブームの上方に、
   (ｉｉ) 上記オフセットブームの長さ方向に位置ずれするとともに、同ブーム先端側に位置する保持弁が上側、ブーム基端側に位置する保持弁が下側となるように上下方向に位置ずれした状態で
   設け、両保持弁に対する油圧配管を、上記両保持弁のブーム長さ方向及び上下方向の位置ずれによって両保持弁まわりに形成される空間を用いて配索するように構成したことを特徴とする建設機械。
2. 上記両保持弁の一端側に、上記オフセットシリンダの油室に接続されるシリンダ接続ポートを設け、上記先端側保持弁は上記シリンダ接続ポートがブーム先端側を向く状態で、上記基端側保持弁は上記シリンダ接続ポートがブーム基端側を向く状態でそれぞれ設置したことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
3. 上記両保持弁における上記シリンダ接続ポートと反対側に、上記ベースマシンに向かう外部配管が接続される外部配管接続ポートを設け、上記基端側保持弁の外部配管は、上記外部配管接続ポートとの接続部分から左右一側方に水平に張り出し、この張り出し端から後方に向かうルートで配索したことを特徴とする請求項２記載の建設機械。
4. 上記両保持弁を上方及び左右両側方から覆う保持弁カバーを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械。

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