(57)【要約】【課題】第１ブームの一対の側板の間に第２ブームの基端側を挿入することができない場合であっても、剛性を保ちながら、第２ブームにシリンダ取付部を設けることができるようにする。【解決手段】メインフロントブーム８（第２ブーム）に、基端側でメインブーム６（第１ブーム）の先端を水平方向両側から挟み込む一対の側板２０を設け、一対の側板２０を剛性部材２３で水平方向に連結し、剛性部材２３と側板２０とで閉断面部２５を形成する。側板２０を連結ピン挿通部２０ｂからブーム接続ピン１０（水平軸）と反対側に延長して側板延長部２１を形成し、側板延長部２１にブームシリンダ１１の一端を回動自在に支持するシリンダ支持ピン２７が挿通されるシリンダ取付部２６を連結する。シリンダ支持ピン２７の少なくとも一部をブームフットピン５ａ（第１ブーム基端ピン）と水平軸挿通部２０ａとを結ぶ直線方向で閉断面部２５よりもメインブーム６側に配置する。【選択図】図１
2010163821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１、第２及び第３ブームを有し、該第１ブームの基端側は第１ブーム基端ピンにより作業機械本体に上下方向に揺動自在に枢着され、該第１ブームの先端側と第２ブームとが結合されると共に、該第２ブームと第３ブームとが水平軸回りに相対回動可能に連結されてブームシリンダによって屈伸動作を行うように構成された作業機械のブームであって、
上記第２ブームは、
基端側で上記第１ブームの先端を水平方向両側から挟み込む一対の側板と、
上記一対の側板を水平方向に連結する剛性部材と、
上記剛性部材と上記側板とで囲まれた閉断面部と、
上記一対の側板に形成され、上記水平軸が挿通される水平軸挿通部と、
上記一対の側板に形成され、上記第１ブームを連結するための連結ピンが挿通される連結ピン挿通部と、
上記一対の側板に、上記連結ピン挿通部から上記水平軸と反対側に延長された側板延長部と、
上記側板延長部に形成され、上記ブームシリンダの一端を回動自在に支持するシリンダ支持ピンが挿通されるシリンダ取付部と、
を備え、
上記シリンダ支持ピンの少なくとも一部が、上記第１ブーム基端ピンと上記水平軸挿通部とを結ぶ直線方向で、上記閉断面部よりも第１ブーム側に配置されている
ことを特徴とする作業機械のブーム。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械のブームにおいて、
上記シリンダ取付部は、左右の上記側板延長部を連結する側板連結部に接続され、該側板連結部が上記ブームシリンダにかかる負荷の少なくとも一部を受けるように構成されている
ことを特徴とする作業機械のブーム。
【請求項３】
請求項２に記載の作業機械のブームにおいて、
上記剛性部材は、
上記水平軸挿通部と上記連結ピン挿通部との間の上記一対の側板を連結する剛性部材本体と、
上記剛性部材本体から延び、上記第１ブームの腹面側へ延びる上記一対の側板を連結する剛性部材延長部と、
を有し、
上記剛性部材本体は、上記閉断面部の一部を構成し、
上記剛性部材延長部は、上記側板連結部を構成し、
上記シリンダ取付部は、上記閉断面部と上記剛性部材延長部とに跨って連結されている
ことを特徴とする作業機械のブーム。
【請求項４】
請求項３に記載の作業機械のブームにおいて、
上記側板延長部における上記シリンダ取付部の反対側には、上記閉断面部とは別の第２の閉断面部が形成されている
ことを特徴とする作業機械のブーム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の作業機械のブームにおいて、
上記第１ブームは、上記作業機械の上部旋回体に起伏可能に支持されるメインブームであり、
上記第２ブームは、上記メインブームに連結されるメインフロントブームである
ことを特徴とする作業機械のブーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解体機等の作業機械に作業アタッチメントとして装備されるブームに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、作業機械の上部旋回体に起伏可能に支持されるメインブームを備え、このメインブームから先を脱着できる作業機械のブームは知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１のような作業機械は、メインブームである下部ブームの一対の側板の間に中間ブームの基端側を挿入し、連結ピンで連結している。同様に先端の中間ブーム（第１ブーム）の一対の側板の間に上部ブーム（第２ブーム）の基端側を挿入し、連結ピンで連結している。
【０００４】
具体的に図面で説明すると、図８及び図９に示すように、従来の作業機械では、第１ブーム１０６の一対の側板１２０の間に第２ブーム１０８の基端側を挿入し、連結ピン１２２で連結している。第２ブーム１０８と第３ブーム（図示せず）とを屈伸させるブームシリンダ１１１を回動自在に支持するシリンダ取付部１２６は、剛性の高い閉断面構造（箱型構造）となった第２ブーム１０８の腹面側に設けられている。
【特許文献１】実用新案登録公報第２５３５６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、作業機械のサイズが小さくて構成上スペースがとれない場合や、脱着の構成上、第１ブームの一対の側板の間に第２ブームの基端側を挿入することができない場合がある。
【０００６】
このような場合、第２ブームの側板間に第１ブーム先端を挿入しなければならず、第２ブームにシリンダ取付部を設けることは、スペース及び剛性の面で困難である。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１ブームの一対の側板の間に第２ブームの基端側を挿入することができない場合であっても、剛性を保ちながら、第２ブームにシリンダ取付部を設けることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明では、第２ブームの一対の側板を連結する剛性部材にシリンダ取付部を設けた。
【０００９】
具体的には、第１の発明では、
少なくとも第１、第２及び第３ブームを有し、該第１ブームの基端側は第１ブーム基端ピンにより作業機械本体に上下方向に揺動自在に枢着され、該第１ブームの先端側と第２ブームとが結合されると共に、該第２ブームと第３ブームとが水平軸回りに相対回動可能に連結されてブームシリンダによって屈伸動作を行うように構成された作業機械のブームを対象とする。
【００１０】
そして、上記第２ブームは、
基端側で上記第１ブームの先端を水平方向両側から挟み込む一対の側板と、
上記一対の側板を水平方向に連結する剛性部材と、
上記剛性部材と上記側板とで囲まれた閉断面部と、
上記一対の側板に形成され、上記水平軸が挿通される水平軸挿通部と、
上記一対の側板に形成され、上記第１ブームを連結するための連結ピンが挿通される連結ピン挿通部と、
上記一対の側板に、上記連結ピン挿通部から上記水平軸と反対側に延長された側板延長部と、
上記側板延長部に形成され、上記ブームシリンダの一端を回動自在に支持するシリンダ支持ピンが挿通されるシリンダ取付部と、
を備え、
上記シリンダ支持ピンの少なくとも一部が、上記第１ブーム基端ピンと上記水平軸挿通部とを結ぶ直線方向で、上記閉断面部よりも第１ブーム側に配置されている。
【００１１】
上記の構成によると、作業機械のサイズが小さいくて構成上スペースがとれない場合や、脱着の構成上、第１ブームの一対の側板の間に第２ブームの基端側を挿入することができず、シリンダ支持ピンの配置が困難な場合であっても、第２ブームの一対の側板で第１ブームの先端を水平方向両側から挟み込み、この一対の側板を剛性部材で水平方向に連結し、剛性部材と一対の側板とで閉断面部を形成して剛性を確保している。また、側板を延長した側板延長部でブームシリンダにかかるシリンダ伸張及び縮小時の負荷を支えているので、限られたスペースであっても必要な強度が確保される。さらに、シリンダ取付部が第２ブームに設けられているので、第２及び第３ブームを、ブームシリンダを連結したまま第１ブームから分離することができる。なお、「シリンダ支持ピンの少なくとも一部が、」は、第１ブーム基端ピンと水平軸挿通部とを結ぶ直線方向で、水平軸挿通部からの距離がシリンダ支持ピンと閉断面部とで等しい部分があってもよいことを意味する。
【００１２】
第２の発明では、第１の発明において、
上記シリンダ取付部は、左右の上記側板延長部を連結する側板連結部に接続され、該側板連結部が上記ブームシリンダにかかる負荷の少なくとも一部を受けるように構成されている。
【００１３】
上記の構成によると、ブームシリンダにかかる負荷の少なくとも一部が側板連結部で受けられ、この負荷が側板延長部に伝えられるので、限られたスペースで必要な強度が効果的に確保される。
【００１４】
第３の発明では、第１又は２の発明において、
上記剛性部材は、
上記水平軸挿通部と上記連結ピン挿通部との間の上記一対の側板を連結する剛性部材本体と、
上記剛性部材本体から延び、上記第１ブームの腹面側へ延びる上記一対の側板を連結する剛性部材延長部と、
を有し、
上記剛性部材本体は、上記閉断面部の一部を構成し、
上記剛性部材延長部は、上記側板連結部を構成し、
上記シリンダ取付部は、上記閉断面部と上記剛性部材延長部とに跨って連結されている。
【００１５】
上記の構成によると、シリンダ取付部にかかる負荷の一部が剛性部材延長部を介して閉断面部にも伝達される。
【００１６】
第４の発明では、第３の発明において、
上記側板延長部におけるシリンダ取付部の反対側には、上記閉断面部とは別の第２の閉断面部が形成されている。
【００１７】
上記の構成によると、第２の閉断面部により、荷重のかかりやすいシリンダ取付部の剛性がさらに向上する。
【００１８】
第５の発明では、第１乃至第４のいずれか１つの発明において、
上記第１ブームは、上記作業機械の上部旋回体に起伏可能に支持されるメインブームであり、
上記第２ブームは、上記メインブームに連結されるメインフロントブームである。
【００１９】
上記の構成によると、小型の作業機械等のようにスペースが限られる場合であっても、シリンダ取付部にブームシリンダを取り付けたまま、メインブームよりも上側を交換可能な作業機械のブームの構成が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、第２ブームにおいて、第１ブームの先端が挿入される一対の側板を剛性部材で連結し、側板を延長した側板延長部にブームシリンダの一端を回動自在に支持するシリンダ取付部を設けたことにより、第１ブームの一対の側板の間に第２ブームの基端側を挿入することができない限られたスペースにおいて、側板をブームシリンダの軸心方向で水平軸と反対側に膨らませる自由度を確保して、剛性を保ちながら、第２ブームにシリンダ取付部を設けることができる。
【００２１】
上記第２の発明によれば、シリンダ取付部を側板連結部に接続してブームシリンダにかかる負荷の少なくとも一部を側板連結部で受けるようにしたことにより、簡単な構成で必要な強度を確保することができるので、限られたスペースであってもシリンダ取付部を効果的に配置することができる。
【００２２】
上記第３の発明によれば、剛性部材延長部を側板連結部として機能させ、剛性部材にもブームシリンダにかかる負荷を伝えるようにしたことにより、限られたスペースにさらに効果的にシリンダ取付部を配置することができる。
【００２３】
上記第４の発明によれば、側板延長部に第２の閉断面部を形成したことにより、限られたスペースであってもブームシリンダにかかる負荷をさらに効果的に支持することができる。
【００２４】
上記第５の発明によれば、第１ブームを作業機械のメインブームとし、第２ブームをメインフロントブームとしたことにより、小型の作業機械であっても交換が容易で強度の高いブームを構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図２は本発明の実施形態にかかる作業機械のブームを備えた、作業機械としての油圧ショベル１を示し、この油圧ショベル１は、クローラ２を有する下部走行体３と、この下部走行体３に旋回自在に支持される上部旋回体４とを備えている。
【００２７】
上部旋回体４のブームフット５には、第１ブームとしてのメインブーム６の下端と、このメインブーム６を第１ブーム基端ピンとしてのブームフットピン５ａを中心に起伏させるメインブームシリンダ７の下端とが支持されている。図１、図３及び図４に示すように、メインブーム６には、メインフロントブーム８を取り付ける際にメインフロントブーム８の基端側を引っ掛けるための引っ掛けピン６ａが左右水平方向に突出するように設けられている。また、メインブーム６には、メインブームシリンダ７の上端を支持するシリンダピン７ａを挿入するためのボス部６ｂが左右水平に膨出している。
【００２８】
メインブーム６の先端には、種々のブームが連結可能となっている。本実施形態では、第２ブームとしてのメインフロントブーム８が回動不能に結合されている。このメインフロントブーム８の先端には、第３ブームとしての中間ブーム９が水平軸としてのブーム接続ピン１０の回りに相対回動可能に連結され、ブームシリンダ１１によって屈伸動作を行うように構成されている。
【００２９】
図２に示すように、中間ブーム９の背面側には、アームシリンダ１２の下端が回動可能に連結されている。中間ブーム９の先端には、アーム１３の基端側が回動可能に支持され、また、アームシリンダ１２の上端がアーム１３の基端側に回動可能に連結されることにより、中間ブーム９とアーム１３とが相対回動可能に連結されている。
【００３０】
アーム１３の先端には、バケット１４の基端側が回動可能に連結され、このバケット１４の基端側とアーム１３の先端側とにバケットリンク１６が接続され、このバケットリンク１６にバケットシリンダ１５の先端が連結されている。このことで、バケット１４がアーム１３に対して相対回動可能に連結されている。
【００３１】
そして、図１、図３及び図４に示すように、上記メインフロントブーム８は、基端側でメインブーム６の先端を水平方向両側から挟み込む一対の側板２０を備えている。この側板２０は、貫通孔を有するボス状の水平軸挿通部２０ａを有し、この左右一対の水平軸挿通部２０ａに上記中間ブーム９に接続されるブーム接続ピン１０が挿通されている。また側板２０は、上記メインブーム６を連結するための連結ピン２２が挿通される一対の連結ピン挿通部２０ｂを有している。これら水平軸挿通部２０ａ及び一対の連結ピン挿通部２０ｂは、側面視で三角形状に配置されている。一対の側板２０の水平軸挿通部２０ａと反対側（メインブーム６側）端部には、上記引っ掛けピン６ａに引っ掛けるための鉤状のフック２０ｃが形成されている。また、一対の側板２０のメインブーム６側端部は、フック２０ｃに連続してメインブーム６のボス部６ｂを避けるように丸みを帯びるように切断されている。なお、図１にのみ示すように、ブーム接続ピン１０及び連結ピン２２は、それぞれ回転防止部材１０ａ，２２ａを有し、各回転防止部材１０ａ，２２ａがメインフロントブーム８の表面から突出させたブロック８ａにより回り止めされている。
【００３２】
そして、上記水平軸挿通部２０ａ及び一対の連結ピン挿通部２０ｂで囲まれた領域には、一対の側板２０を水平方向に連結する剛性部材２３が溶接されている。この剛性部材２３は、水平軸挿通部２０ａと連結ピン挿通部２０ｂとの間の一対の側板２０を連結する剛性部材本体２３ａと、この剛性部材本体２３ａから延び、メインブーム６の腹面側の一対の側板２０を連結する剛性部材延長部２３ｂとを備えている。剛性部材本体２３ａと剛性部材延長部２３ｂとは、一枚の鋼板を折り曲げ形成したものでも、互いに溶接したものでもよい。
【００３３】
剛性部材本体２３ａの水平軸挿通部２０ａ側には、一対の連結ピン挿通部２０ｂ側へ両端が折り曲げられた第１補強板２３ｃが溶接され、この第１補強板２３ｃと剛性部材本体２３ａと一対の側板２０とで囲まれた領域に閉断面部２５が形成されている。
【００３４】
剛性部材延長部２３ｂは、剛性部材本体２３ａから腹側の連結ピン挿通部２０ｂを迂回するように水平軸挿通部２０ａから離れる方向に延び、その後折れ曲がって、この連結ピン挿通部２０ｂから離れる方向に延びている。この剛性部材延長部２３ｂと第１補強板２３ｃとには、シリンダ取付部２６が溶接されている。このシリンダ取付部２６は、水平方向に距離をあけて剛性部材延長部２３ｂと第１補強板２３ｃとに跨って連続して溶接される一対のリブ部２６ａを備え、各リブ部２６ａにボス部２６ｂが形成されている。このボス部２６ｂに、ブームシリンダ１１の一端（本実施形態では、チューブ側）を回動自在に支持するシリンダ支持ピン２７が挿通される。
【００３５】
そして、図３に示すように、本実施形態では、シリンダ支持ピン２７の少なくとも一部が、メインブーム６基端のブームフットピン５ａと水平軸挿通部２０ａとを結ぶ直線方向で、閉断面部２５よりもメインブーム６側に配置されている。つまり、水平軸挿通部２０ａからブームフットピン５ａを見たときに、シリンダ支持ピン２７と閉断面部２５とで距離が等しい部分があってもよいが、シリンダ支持ピン２７の少なくとも一部が閉断面部２５よりもメインブーム６側（ブームフットピン５ａ側）にあればよい。この配置は、側板２０を後方へ膨らませて側板延長部２１を形成することで達成されている。
【００３６】
このシリンダ取付部２６にかかる負荷は、剛性部材延長部２３ｂを介して側板延長部２１に伝達され、連結ピン２２に伝えられる。また、負荷の一部は、閉断面部２５にも伝えられるようになっている。
【００３７】
さらに、剛性部材延長部２３ｂにおけるシリンダ取付部２６と反対側には、側面視でＶ字状に折り曲げられた第２補強板２３ｄが溶接され、この第２補強板２３ｄと一対の側板２０と剛性部材延長部２３ｂとで第２の閉断面部２９が形成されている。この第２の閉断面部２９により、荷重のかかりやすいシリンダ取付部２６の剛性がさらに向上している。なお、剛性部材延長部２３ｂの形状は、側面視でコ字状、半円状などであってもよく、Ｖ字状に限定されない。
【００３８】
上記のような構成により、シリンダ取付部２６にブームシリンダ１１を取り付けたまま、メインフロントブーム８を取り外すことで、メインブーム６よりも上側を交換可能に構成されている。油圧ショベル１は、本実施形態のようなバケットブームだけでなく、例えば、超ロングアタッチメント、セパレートブームなどの複数種類のブームに取り替え可能となっている。
【００３９】
従って、本実施形態では、作業機械のサイズが小さいくて構成上スペースがとれない場合や、脱着の構成上、メインブーム６の一対の側板２０の間にメインフロントブーム８の基端側を挿入することができない場合であっても、メインフロントブーム８の一対の側板２０でメインブーム６の先端を水平方向両側から挟み込み、この一対の側板２０を剛性部材２３で水平方向に連結し、剛性部材２３と一対の側板２０とで閉断面部２５を形成して剛性を確保し、側板２０を延長した側板延長部２１にシリンダ取付部２６を支持するようにしているので、限られたスペースにおいて、側板２０をブームシリンダ１１の軸心方向でブーム接続ピン１０と反対側に膨らませる自由度を確保してシリンダ支持ピン２７にかかる荷重を効果的に支えることができる。
【００４０】
−実施形態の変形例１−
図６は本発明の実施形態の変形例１を示し、主に剛性部材延長部２３ｂが設けられていない点で上記実施形態と異なる。なお、以下の各実施形態では、図１〜図５と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４１】
本変形例においては、剛性部材１２３は、上記実施形態の剛性部材本体２３ａに相当する部分のみからなり、この部分と、第１補強板２３ｃとによって閉断面部２５が形成されている。
【００４２】
そして、側板延長部２１には、左右に延びる丸パイプよりなる側板連結部１２５が溶接されている。
【００４３】
この側板連結部１２５には、左右一対のリブ部１２６ａが溶接され、各リブ部１２６ａにボス部１２６ｂが形成されている。これらリブ部１２６ａとボス部１２６ｂとでシリンダ取付部１２６が構成されている。この両ボス部１２６ｂの間にブームシリンダ１１の一端が挿入されてシリンダ支持ピン２７が挿通される。
【００４４】
このような構成により、ブームシリンダ１１にかかる負荷の少なくとも一部が側板連結部１２５で受けられる。そして、この負荷が側板延長部２１に伝えられ、連結ピン２２に伝達される。
【００４５】
従って、本変形例においても、限られたスペースで必要な強度が効果的に確保される。
【００４６】
−実施形態の変形例２−
図７は本発明の実施形態の変形例２を示し、側板連結部２２５が角パイプで構成されている点で、上記変形例１と相違する。
【００４７】
本変形例においても、リブ部２２６ａとボス部２２６ｂとでシリンダ取付部２２６が構成され、変形例１と同様に限られたスペースで必要な強度が効果的に確保される。
【００４８】
−実施形態の変形例３−
詳しくは図示しないが、ボス部を側板連結部として機能させるために、側板延長部２１に直接ボス部を溶接し、ブームシリンダ１１にかかる負荷を側板延長部２１に伝えるようにしてもよい。この場合であっても、変形例１及び２と同様に限られたスペースで必要な強度が効果的に確保される。
【００４９】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００５０】
すなわち、上記実施形態では、第１ブームをメインブーム６とし、第２ブームをメインフロントブーム８とし、第３ブームを中間ブーム９としたが、このようなブーム構成には限定されず、例えば第１ブームは、メインブームに連結された継ぎブームとしてもよいし、ブームの先端には、バケット１４を上向きとしたバックホウタイプを連結してもよいし、破砕機を連結してもよい。また、第３ブームは、アームであってもよい。
【００５１】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態にかかる作業機械のブームのメインフロントブーム及びその周辺を拡大して示す斜視図である。
【図２】油圧ショベルの全体を示す側面図である。
【図３】メインフロントブーム及びその周辺を示す拡大側面図である。
【図４】メインフロントブーム及びその周辺を示す拡大底面図である。
【図５】メインフロントブームを拡大して示す側面図である。
【図６】実施形態の変形例１にかかるメインフロントブーム及びその周辺を示す拡大側面図である。
【図７】実施形態の変形例２にかかるメインフロントブーム及びその周辺を示す拡大側面図である。
【図８】従来技術にかかる作業機械のブームの接続部を示す側面図である。
【図９】従来技術にかかる作業機械のブームの接続部を示す底面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１      油圧ショベル（作業機械）
４      上部旋回体
６      メインブーム（第１ブーム）
８      メインフロントブーム（第２ブーム）
９      中間ブーム（第３ブーム）
１０      ブーム接続ピン（水平軸）
１１      ブームシリンダ
２０      側板
２０ａ    水平軸挿通部
２１      側板延長部
１０ａ，２２ａ  回転防止部材
２２      連結ピン
２３      剛性部材
２３ａ    剛性部材本体
２３ｂ    剛性部材延長部（側板連結部）
２３ｃ    第１補強板
２３ｄ    第２補強板
２５      閉断面部
２６，１２６，２２６      シリンダ取付部
２７      シリンダ支持ピン
２９      第２の閉断面部
１２５      側板連結部
２２５      側板連結部
【図１】
2010163821.tif 000003
【図２】
2010163821.tif 000004
【図３】
2010163821.tif 000005
【図４】
2010163821.tif 000006
【図５】
2010163821.tif 000007
【図６】
2010163821.tif 000008
【図７】
2010163821.tif 000009
【図８】
2010163821.tif 000010
【図９】
2010163821.tif 000011