(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体のフロント部に接続されたブーム、アーム等の油圧ショベルの作業機において、
前記作業機は、
左右一対の側板と、
前記左右一対の側板を所定の間隔を開けて保持する間隔保持部材と、
前記左右一対の側板を前記間隔保持部材に当接させて固定する固定部材とを含んだ作業機構成部材により構成され、
前記左右一対の側板間は上下方向が開放されるとともに、前記左右一対の側板間に油圧配管を配置し、
前記固定部材は前記左右一対の側板と前記間隔保持部材とを溶接することなく固定することを特徴とする油圧ショベルの作業機。
【請求項２】
前記間隔保持部材は前記左右一対の側板の間に介装されたスペーサボスであり、前記固定部材は前記側板に開穿されたピン穴と前記スペーサボスを挿通可能なピンであり、前記ピンにより前記左右一対の側板と前記スペーサボスを挿通するようにしたことを特徴する請求項１記載の油圧ショベルの作業機。
【請求項３】
前記ピンは、前記複数の作業機構成部材を連結するピン、及び、前記作業機構成部材を回動させるアクチュエータを前記左右一対の側板間で軸支するピンであり、前記ピンの内少なくとも複数個のピンにより前記左右一対の側板のそれぞれが相対的に移動不能に固定できるようにしたことを特徴とする請求項２記載の油圧ショベルの作業機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベルなどの建設機械のフロント部にブーム、アーム、作業工具等の作業機構成部材を順次回動可能に連結して構成されている作業機の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、特開平４−５３４１号公報に記載されている一実施例ブーム１６の平面図である。図１４は、図１３におけるブーム１６の左右の側面板２７Ｌ，２７Ｒを示す斜視図である。図１３及び図１４に示す一実施例ブーム１６では、左右一対の側面板２７Ｌ，２７Ｒを、その長手方向と直角方向の断面形状がコ字形なる鋼板にて形成し、その一対の側面板２７Ｌ，２７Ｒの上横板部２９，２９’のそれぞれ側端トと側端チを、間隔Ｌをおいて対向させ、前記一対の側面板２７Ｌ，２７Ｒを基端ボス２０と先端ブラケット２２を介し、溶着して構成している。それにより、図示していない従来より行われているブームの上面板と下面板を不要にすることができるので、ブーム１６の重量を軽くすることができる。また前記側面板２７Ｌ，２７Ｒをプレス曲げ加工によりコ字形に形成するようにしたので、溶接加工を減少させて、ブームの製造コストを安価にすることができる。またブーム１６の内部に油圧配管（図１３，図１４には図示していない）を通すようにしているので、ブーム１６の外観上の見映えを良くするばかりでなく、前記油圧配管が他の障害物と接触して破損する事故を防止することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来より油圧ショベルなど建設機械，作業車両のフロント部に装着されている作業機におけるブーム，アームは、母材（未溶接部材である鋼板，棒鋼などをいう）を箱形に溶接して形成している。前記ブーム，アームの溶接部の疲労強度は、前記母材に比べてかなり小さい。そのために前記溶接部に対しては、応力集中に起因するクラックなどの発生を防止する必要があった。すなわち前記溶接部を低応力にするために、前記溶接部の断面係数を前記部母材に比べて大きくしなければならなかった。したがって前記溶接部の溶接加工には大なる工数を要するので、強度上の点及びコストの面で非常に具合が悪かった。また特開平４−５３４１号公報に記載されているブームでは油圧配管をブーム内部に通すようにしているが、アームの外周面側には油圧配管が露出して取付けられている。本発明はブーム，アームを未溶接部材である母材で形成し、前記ブーム及びアームのそれぞれ内部を通して油圧配管を配置することのできる作業機の構造を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
車体のフロント部に接続されたブーム、アーム等の建設機械の作業機構成部材において、前記作業機構成部材は、左右一対の側板と、前記左右一対の側板を所定の間隔を開けて保持する間隔保持部材と、前記左右一対の側板を前記間隔保持部材に当接させて固定する固定部材とを有し、前記固定部材は、左右一対の側板と前記間隔保持部材を溶接することなく固定した。これにより母材で形成される左右一対の側板を溶接等の手段を用いることなく固定できるため、溶接部に生じる応力集中に起因するクラックなどの発生を防止することができ、また溶接加工にかかる工数を削除或いは削減することができ、製造工程を簡略化することができ、生産性を向上できる。
【０００５】
更に、前記間隔保持部材は前記左右一対の側板の間に介装されたスペーサボスであり、前記固定部材は前記側板に開穿されたピン穴と前記スペーサボスを挿通可能なピンであり、前記ピンにより前記左右一対の側板と前記スペーサボスを挿通するようにした。これにより、特別な構成を要さず、一般的なボスとピンにより側板間隔を保持して固定し作業機構成部材であるブームやアームを形成できるため、構造が簡略である。
【０００６】
更に、前記ピンは、前記複数の作業機構成部材を連結する連結ピン、及び、前記作業機構成部材を回動させるアクチュエータを前記左右一対の側板間で軸支するアクチュエータ支持ピンであり、前記ピンの内少なくとも複数個のピンにより前記左右一対の側板を移動不能に固定できるようにした。これにより、通常の作業機の構成要素である、これらのピン及びボス等により作業機構成部材が構成できるため、不要な重量の増加を招くことなく、またより構成が簡略化できる。
【０００７】
更に、前記左右一対の側板間に前記アクチュエータへの圧油を給排する油圧配管を配置したので、外観上の見映えを良くできるばかりでなく、油圧配管の他の障害物との接触が防止でき、また側板間の上下方向が開放されているため、油圧配管に対するメンテナンス性も良好である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の作業機１を示す側面図である。図において、２は油圧ショベルの上部旋回体（全体図を図示していない）のメインフレーム、３，４，５はそれぞれメインフレーム２に装着した作業機１を構成する作業機構成部材であるブーム，アーム，バケット、６はアイドラリンク、７はバケットリンク、８，９，１０はそれぞれアクチュエータであるブームシリンダ，アームシリンダ，バケットシリンダ、１１は上部旋回体側よりアームシリンダ９に通じる油圧配管、１２は上部旋回体側よりバケットシリンダ１０に通じる油圧配管、１３はブーム３基礎部用のピン結合部、１４はブームシリンダ８ロッド先端部用のピン結合部、１５はブーム３先端部用（すなわちアーム４基部用でもある）のピン結合部、１７はアームシリンダ９基端部用のピン結合部、１８はアームシリンダ９ロッド先端部用のピン結合部、１９はアーム４先端部用のピン結合部、２１はバケットシリンダ１０基端部用のピン結合部、２３はアイドラリンク６基端部用のピン結合部である。図２は、図１における作業機１を示す平面図である。図において、２４Ｌ，２４Ｒはブーム３を形成する左右一対の側板、２５Ｌ，２５Ｒはアーム４を形成する左右一対の側板である。図３は、図１及び図２におけるブーム３の斜視図である。図において、２６，２６’は一対の側板２４Ｌと２４Ｒを貫通して開穿されたピン結合部１３用のそれぞれピン穴、２８，２８’はピン結合部１４用のそれぞれピン穴、３０，３０’はピン結合部１５用のそれぞれピン穴、３１，３１’はピン結合部１７用のそれぞれピン穴である。図４は、図１及び図２におけるアーム４の斜視図である。図において、３２，３２’は一対の側板２５Ｌと２５Ｒを貫通して開穿されたピン結合部１５用のそれぞれピン穴、３３，３３’はピン結合部１８用のそれぞれピン穴、３４，３４’はピン結合部１９用のそれぞれピン穴、３５，３５’はピン結合部２１用のそれぞれピン穴、３６，３６’はピン結合部２３のそれぞれピン穴である。
【０００７】
次に図５は、図１におけるピン結合部１３のＡ−Ａ矢視要部断面図である。図において、３７はメインフレーム２のブーム３取付用ブラケット、３７Ｐはブーム３取付用ブラケット３７に対して溶着した補強パイプ、３８はピン結合部１３のピンである。図６は、図１におけるピン結合部１４のＢ−Ｂ矢視要部断面図である。図において、３９はピン結合１４のピン、４０はピン穴４１を有し一対の側板２４Ｌと２４Ｒの相対応する内面側の間隙部に介挿されているスペーサボス、４２，４２’は左右のブームシリンダ８ロッド先端部の左右取付位置を設定する座板カラーである。図７は、図１におけるピン結合部１５のＣ−Ｃ矢視要部断面図である。図において、４３はピン結合部１５のピン、４４はピン穴４５を有し側板２５Ｌと２５Ｒの内面側の間隙部に介挿されているスペーサボスである。図８は、図１におけるピン結合部１７のＤ−Ｄ矢視要部断面図である。図において、４６はピン結合部１７のピン、４７，４７’はそれぞれピン穴４８，４８’を有し側板２４Ｌ，２４Ｒ内側面とアームシリンダ９基端部側面との互いに相対する対面間の間隙部にそれぞれ介挿したスペーサボスである。
【０００８】
次に図９は、図１におけるピン結合部１８のＥ−Ｅ矢視要部断面図である。図において、４９はピン結合部１８のピン、５０，５０’はそれぞれピン穴５１，５１’を有し側板２５Ｌ，２５Ｒ内側面とアームシリンダ９ロッド先端部側面との互いに相対する対面間の間隙部にそれぞれ介挿したスペーサボスである。図１０は、図１におけるピン結合部１９のＦ−Ｆ矢視要部断面図である。図において、５２はピン結合部１９のピン、５３はピン穴５４を有し側板２５Ｌと２５Ｒの内面側の間隙部に介挿されているスペーサボスである。図１１は、図１におけるピン結合部２１のＧ−Ｇ矢視要部断面図である。図において、５５はピン結合部２１のピン、５６，５６’はそれぞれピン穴５７，５７’を有し側板２５Ｌ，２５Ｒ内側面とバケットシリンダ１０基端部側面との互いに相対する対面間の間隙部にそれぞれ介挿したスペーサボスである。図１２は、図１におけるピン結合部２３のＨ−Ｈ矢視要部断面図である。図において、５８はピン結合部２３のピン、５９はピン穴６０を有し一対の側板２５Ｌと２５Ｒの相対応する内面側の間隙部に介挿されているスペーサボス、６１，６１’は左右のアイドラリンク６，６の左右取付位置を設定する座板カラーである。
【０００９】
次に、本発明の一実施形態の作業機１の構造を図１〜図１２について述べる。本実施形態では、油圧ショベルの上部旋回体（図示していない）のメインフレーム２（図１に示す）のフロント部に順次回動自在に連結したブーム３、アーム４を、それぞれ左右一対の側板２４Ｌ，２４Ｒ、２５Ｌ，２５Ｒにて形成した。すなわちブーム３は図３に示すように一対の側板２４Ｌと２４Ｒで形成し、前記一対の側板２４Ｌと２４Ｒに、ピン３８，３９，４３，４６（図３では各ピンの中心線のみを図示している）をそれぞれ貫通する複数のピン穴２６−２６’、２８−２８’、３０−３０’、３１−３１’を開穿し、前記各ピン穴（符号を省略する）に対して前記各ピンをそれぞれ枢着することにより前記一対の側板２４Ｌと２４Ｒを位置決め固定するようにした。そして前記の場合に、図５に示すようにピン３８を枢着するピン結合部１３では、側板２４Ｌと２４Ｒの基端部をメインフレーム２のブラケット３７に取付けている。また図６に示すようにピン３９を枢着するピン結合部１４では、側板２４Ｌと２４Ｒの相対応する内面側の間隙部に、ピン穴４１にピン３９を通したスペーサボス４０を介挿している。また図７に示すようにピン４３を枢着するピン結合部１５では、アーム４の側板２５Ｌと２５Ｒの内面側の間隙部に、ピン穴４５にピン４３を通したスペーサボス４４を介挿し、ブーム３の側板２４Ｌ，２４Ｒ先端部と、アーム４の側板２５Ｌ，２５Ｒ基部とを連結している。また図８に示すようにピン４６を枢着するピン結合部１７では、側板２４Ｌ，２４Ｒ内側面とアームシリンダ９基端部側面との互いに相対する対面間の間隙部に、ピン穴４８，４８’にピン４６を通したスペーサボス４８，４８’をそれぞれ介挿し、前記アームシリンダ９基端部を取付けている。
【００１０】
また図９に示すようにピン４９を枢着するピン結合部１８では、側板２５Ｌ，２５Ｒ内側面とアームシリンダ９ロッド先端部側面との互いに相対する対面間の間隙部に、ピン穴５１，５１’にピン４９を通したスペーサボス５０，５０’をそれぞれ介挿し、前アームシリンダ９ロッド先端部を取付けている。また図１０に示すようにピン５２を枢着するピン結合部１９では、側板２５Ｌと２５Ｒの内面側の間隙部に、ピン穴５４にピン５２を通したスペーサボス５３を介挿し、アーム４の側板２５Ｌ，２５Ｒ先端部にバケット５を連結している。また図１１に示すようにピン５５を枢着するピン結合部２１では、側板２５Ｌ，２５Ｒ内側面とバケットシリンダ１０基端部側面との互いに相対する対面間の間隙部に、ピン穴５７，５７’にピン５５を通したスペーサボス５６，５６’をそれぞれ介挿し、前記バケットシリンダ１０基端部を取付けている。また図１２に示すようにピン５８を枢着するピン結合部２３では、側板２５Ｌと２５Ｒの相対応する内面側の間隙部に、ピン穴６０にピン５８を通したスペーサボス５９を介挿し、アイドラリンク６を取付けている。
【００１１】
前記のようにブーム３及びアーム４をそれぞれ一対の側板２４Ｌ，２４Ｒ、２５Ｌ，２５Ｒで形成し、溶接加工，プレス曲げ加工を不要にしているので、前記ブーム３及びアーム４には、断面係数及び疲労強度の小さい溶接部と、曲げ角度が存在しない。したがってブーム３，アーム４の母材（鋼板をいう）の大なる強度を発揮できるとともに、クラック発生などのトラブルを防止することができる。そして、前記ブーム３，アーム４の構造が簡単であるので、作業機１の製作コストを大巾に低減することができる。
【００１２】
また本実施形態では、ブーム３の側板２４Ｌ，２４Ｒの上面側周縁部（図３における符号イ，イ’で示す部分）と下面側周縁部（図３における符号ロ，ロ’で示す部分）、アーム４の側板２５Ｌ，２５Ｒの上面側周縁部（図４における符号ハ，ハ’で示す部分）と下面側周縁部（図４における符号ニ，ニ’で示す部分）のそれぞれ側面視形状を、直線と湾曲線とで連なる滑らかな曲線に形成し、前記ブームシリンダ８ロッド先端部のピン結合部１４（ブームシリンダが単数の場合を含むが図示はしていない）、アームシリンダ９基端部のピン結合部１７が前記側板２４Ｌ，２４Ｒの上面側周縁部イ，イ’、下面側周縁部ロ，ロ’より突出しないようにし、またバケットシリンダ１０基端部のピン結合部２１が前記側板２５Ｌ，２５Ｒの上面側周縁部ハ，ハ’下面側周縁部ニ，ニ’より突出しないようにした。それにより、前記アームシリンダ９，バケットシリンダ１０の本体部分の一部分を前記側板２４Ｌと２４Ｒとの間，側板２５Ｌと２５Ｒとの間にそれぞれ収納された状態にすることができる。
【００１３】
また本実施形態では、油圧ショベルの車体（図示していない上部旋回体をいう）より前記アームシリンダ９に通じる油圧配管１１（図１に示す）をブーム３の側板２４Ｌと２４Ｒの内側に配管し、また前記車体よりバケットシリンダ１０に通じる油圧配管１２をブーム３の側板２４Ｌと２４Ｒの内側、アーム４の側板２５Ｌと２５Ｒの内側を通して配管した。それにより、ブーム３にアーム４を連接した作業機１全体の外観上の見映えを良くするばかりでなく、前記油圧配管１１，１２が他の障害物と接触して破損する事故を防止することができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明では車体のフロント部に連結した作業機の作業機構成部材であるブーム，アームをそれぞれ左右一対の側板にて形成し、溶接加工，プレス曲げ加工を不要にしているので、前記ブーム，アームには、断面係数及び疲労強度の小さい溶接部と、曲げ角度が存在しない。したがってブーム，アームの母材（鋼板をいう）の大なる強度（耐疲労強度を含む）を発揮できるとともに、クラック発生などのトラブルを防止することができる。そして、前記ブーム，アームの構造が簡単であるので、作業機を軽量化できると共に、その生産性を大巾に向上することができる。また前記車体より前記油圧アクチュエータに通じる油圧配管を前記一対の側板の内側に配管したので、ブーム，アームを連接した作業機全体の外観上の見映えを良くするばかりでなく、前記複数の油圧配管が他の障害物と接触を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の作業機を示す側面図である。
【図２】図１における作業機を示す平面図である。
【図３】図１及び図２におけるブームの斜視図である。
【図４】図１及び図２におけるアームの斜視図である。
【図５】図１におけるピン結合部のＡ−Ａ矢視要部断面図である。
【図６】図１におけるピン結合部のＢ−Ｂ矢視要部断面図である。
【図７】図１におけるピン結合部のＣ−Ｃ矢視要部断面図である。
【図８】図１におけるピン結合部のＤ−Ｄ矢視要部断面図である。
【図９】図１におけるピン結合部のＥ−Ｅ矢視要部断面図である。
【図１０】図１におけるピン結合部のＦ−Ｆ矢視要部断面図である。
【図１１】図１におけるピン結合部のＧ−Ｇ矢視要部断面図である。
【図１２】図１におけるピン結合部のＨ−Ｈ矢視要部断面図である。
【図１３】従来技術の一実施例ブームの平面図である。
【図１４】図１３におけるブームの左右の側面板を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    作業機
３，１６    ブーム
４    アーム
８    ブームシリンダ
９    アームシリンダ
１０    バケットシリンダ
１１，１２    油圧配管
１３，〜，１９，２１，２３    ピン結合部
２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ    側板
３８，３９，４３，４６，４９，５２，５５，５８    ピン
４０，４４，４７，４７’，５０，５０’，５３，５６，５６’，５９  スペーサボス
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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