(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ショベルの本体側から垂直に立上げられるプレート部と、該プレート部に形成され、油圧ショベルのシリンダの端部を連結するための連結部とを備えた油圧ショベルのシリンダブラケットにおいて、
前記プレート部の本体側と接触している部分の両端に、該プレート部と本体側とが接触している長手方向と交差する方向に広がる扇状部を形成したことを特徴とする油圧ショベルのシリンダブラケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、油圧ショベルのシリンダブラケット、特に、油圧ショベルの本体側から垂直に立上げられるプレート部と、該プレート部に形成され、油圧ショベルのシリンダの端部を連結するための連結部とを備えた油圧ショベルのシリンダブラケットの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベルのアームはシリンダの伸縮によって揺動される。シリンダとアーム（本体）側はシリンダブラケットを介して連結されている。
【０００３】
このシリンダブラケットの従来例を図５及び図６に示す。
【０００４】
即ち、このシリンダブラケット１０は、油圧ショベルのアーム（本体）１２側から垂直に立上げられるプレート部１４と、該プレート部１４に形成され、油圧ショベルの図示せぬシリンダの端部を連結するための連結部１６を備えたものである。
【０００５】
シリンダの伸縮に伴って発生する力は連結部１６を介してシリンダブラケット１０に伝達され、更に該シリンダブラケット１０のプレート部１４のアーム１２側と接触している部分２０を介してアーム１２側のフランジ部材２２に伝達され、その結果該アーム１２が支点２４を介して揺動される構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５及び図６から明らかなように、従来のシリンダブラケットはプレート部の本体側と接触している部分の両端部がいわゆるストレート形状とされており、そのため、特にこの両端部に対応するアーム側のフランジ部材にシリンダの推力による高い応力が発生し易いという問題があった。
【０００７】
そのため、このプレート部の端部に対応する部分からの疲労破壊を防止するためにアーム側のフランジ部材の厚さを厚くしたり、補強したりする必要があり、重量増大、コスト増大等を招いていた。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであって、シリンダブラケットの形状に改良を加え、（同じ重量、大きさならば）より寿命が長く、（同じ寿命を確保する場合には）より軽量化、低コスト化を実現することのできる油圧ショベルのシリンダブラケットを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、油圧ショベルの本体側から垂直に立上げられるプレート部と、該プレート部に形成され、油圧ショベルのシリンダの端部を連結するための連結部とを備えた油圧ショベルのシリンダブラケットにおいて、前記プレート部の本体側と接触している部分の両端に、該プレート部と本体側とが接触している長手方向と交差する方向に広がる扇状部を形成したことにより、上記課題を解決したものである。
【００１０】
【作用】
発明者が油圧ショベルのシリンダブラケット周りについて構造解析、あるいは応力測定を行ったところ、多くの場合、該シリンダブラケットのプレート部の両端部に対応する部分において高い応力が発生しており、従って、この応力を低減することにより、同じ寿命を確保するに当って、シリンダブラケットと溶接されるアーム側のフランジの板厚を薄くしたり、補強の簡素化を実現したりすることができるとの知見を得た。
【００１１】
本発明に係るシリンダブラケットは、この知見に基づき、プレート部の本体側と接触している部分の両端に、例えば鍛造加工を施すことにより、いわゆる裾の広がった扇状部を形成するようにしている。
【００１２】
このため、シリンダブラケット側から本体側へのシリンダ推力の伝達を特定の狭い部分での応力集中を招くことなくより穏やかに行うことができ、シリンダブラケットが取り付けられるアーム側のフランジの板厚を特に補強部材等を当てたりすることなく薄くすることができるようになり、又疲労破壊に対する寿命も長くすることができるようになる。
【００１３】
【実施例】
以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１４】
図１及び図２に本発明が適用された油圧ショベルのシリンダブラケットの構成を示す。
【００１５】
図１は、図５に相当する（拡大）平面図であり、図２は図１の（拡大）正面図である。
【００１６】
図から明らかなように、このシリンダブラケット３０は、油圧ショベルのアーム（本体）（図６の符号１２参照）側から垂直に立上げられるプレート部３４と、該プレート部３４に形成され、油圧ショベルの図示せぬシリンダの端部を連結するための連結部３６とを備えている。
【００１７】
図１及び図２から明らかなように、このシリンダブラケット３０のプレート部３４のアーム側と接触している部分４０の両端部３４ａ、３４ｂには、該プレート部３４と本体側とが接触している長手方向Ｘと交差する方向Ｙに広がる扇状部５２が形成してある。この扇状部５２は、ほぼ三角錐の形状とされ、シリンダブラケット３０のプレート部３４を鍛造加工することによって形成されている。
【００１８】
次にこの実施例の作用を説明する。
【００１９】
上記実施例に係るシリンダブラケット３０は、従来のシリンダブラケット１０と比べ、プレート部３４の両端部３４ａ、３４ｂにその幅が大きくなるような扇状部５２を形成するべく鍛造加工してあるため、該端部３４ａ、３４ｂに係る力が分散された上でアーム１２のフランジ部２２に伝達される。これにより、該端部３４ａ、３４ｂにおける疲労破壊を大幅に低減することができる。
【００２０】
図３に上記実施例に係るシリンダブラケット３０と従来のシリンダブラケット１０に同等の力をかけ、ＦＥＭ解析（有限要素法による解析）した結果を示す。図３において実線が従来のシリンダブラケットにかかる応力を示し、破線が上記実施例にかかるシリンダブラケットの応力をそれぞれ示している。
【００２１】
図３から明らかなように、従来のシリンダブラケット１０の場合、図の左端部３４ａにおいてσ１ｐの引張応力がかかっていたが、これが上記実施例にかかるシリンダブラケット３０においてはσ１ｉに減少させることができた。
【００２２】
又、図の右端部３４ｂでは、従来のシリンダブラケットにあってはσ２ｐの圧縮応力がかかっていたが、上記実施例にかかるシリンダブラケット３０にあっては、これをσ２ｉの圧縮応力に減少させることができた。この結果、両端部３４ａ、３４ｂともその応力を約２０％程低減することができるようになった。
【００２３】
この結果を踏まえて、端部３４ａ、３４ｂの疲労寿命をＳ−Ｎ線図（応力−繰返し数線図）により推定した結果を図４に示す。
【００２４】
図４から明らかなように、従来のシリンダブラケット３０に発生する応力σ１ｐがかかる状態においては、疲労破壊に至る回数はＮ１ｐ回であったが、上記実施例にかかるシリンダブラケット３０のように、その端部に発生する応力をσ１ｉに低減した場合には、疲労破壊に至る回数をＮ１ｉ回に伸ばすことができ、寿命を約２倍とすることができる。
【００２５】
このことは、もし疲労破壊に至る回数が同等でよいならば、アーム側のフランジの板厚を薄くしたり、補強を簡易化することができることを示しており、アタッチメントの軽量化を図ることができ、コストダウンが図れると共に、軽量化されたことによる作業性の向上の効果を期待することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、シリンダブラケットの形状に改良を加えることにより、該シリンダブラケットと本体側との連結部の疲労強度を飛躍的に高めることができ、又本体側のフランジ部の板厚を薄くすることができるようになり、コストダウンや作業性の向上が図れるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された油圧ショベルのシリンダブラケット付近を示す（拡大）平面図
【図２】同じく（拡大）正面図
【図３】上記実施例に係るシリンダブラケットに関して実施したＦＥＭ解析結果を示した線図
【図４】前記ＦＥＭ解析結果に基づいて疲労破壊に至る回数を求めたＳ−Ｎ線図
【図５】従来のシリンダブラケットの構成を示す平面図
【図６】該シリンダブラケットが油圧ショベルのアームに取付けられている様子を示す正面図
【符号の説明】
１２…アーム（本体）
１４、３４…プレート部
１６、３６…連結部
１０、３０…シリンダブラケット
３４ａ、３４ｂ…プレート部の両端部
Ｘ…長手方向
Ｙ…長手方向と交差する方向
５０…扇状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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