(57)【要約】【課題】アームの重量の増加を抑制して強度を向上させた建設機械のフロント装置を提供する。【解決手段】アーム２１は、作業具接続ボス２８が備えられた前ボックス体２１Ａと、ブーム接続ボス３４が備えられた後ボックス体２１Ｂとからなっている。後ボックス体２１Ｂは、ブーム接続ボス３４に立設された補強板３６と、補強板３６の上端から後方に向けて延びる後上板２２Ｂと、後上板２２Ｂと対面しブーム接続ボス３４の下端から後方に向けて延びる後下板２４と、後上板２２Ｂの後端と後下板２４の後端との間を閉塞する閉塞板２５と、ブーム接続ボス３４と閉塞板２５との間に位置し前記後上板２２Ｂと後下板２４との間の左側面を閉塞する後左側板２６Ｂと、ブーム接続ボス３４と閉塞板２５との間に位置し後上板２２Ｂと後下板２４との間の右側面を閉塞する後右側板２７Ｂとにより構成されている。【選択図】図１
2019132078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の車体に接続され前，後方向に延びるブームと、前記ブームの先端側に接続され前，後方向に延びるアームと、前記アームの先端側に接続された作業具とからなる建設機械のフロント装置において、
前記アームは、先端側に前記作業具が接続される作業具接続ボスが備えられた前ボックス体と、前記前ボックス体の後側に設けられ前記ブームが接続されるブーム接続ボスが備えられた後ボックス体とからなり、
前記後ボックス体は、前記ブーム接続ボスに立設された補強板と、前記補強板の上端から後方に向けて延びる後上板と、前記後上板と対面し前記ブーム接続ボスの下端から後方に向けて延びる後下板と、前記後上板の後端と前記後下板の後端との間を閉塞する閉塞板と、前記ブーム接続ボスと前記閉塞板との間に位置し前記後上板と前記後下板との間の左側面を閉塞する後左側板と、前記ブーム接続ボスと前記閉塞板との間に位置し前記後上板と前記後下板との間の右側面を閉塞する後右側板とにより構成され、
前記後ボックス体の前記後上板には、前記作業具を上，下方向に回動させる作業具シリンダを取付けるための作業具シリンダブラケットが設けられていることを特徴とする建設機械のフロント装置。
【請求項２】
前記閉塞板は、前記後下板から上方に向けて延び前記後上板と前記後下板との間を閉塞する閉塞部と、前記閉塞部に連接し前記後上板の後端よりも上方に突出する突出部とにより構成され、
前記作業具シリンダブラケットは、前記後上板と前記閉塞板の前記突出部とに接続して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械のフロント装置。
【請求項３】
前記前ボックス体は、前記作業具接続ボスの上端から前記補強板の上端まで延びる前上板と、前記前上板と対面し前記作業具接続ボスの下端から前記ブーム接続ボスの下端まで延びる前下板と、前記作業具接続ボスと前記ブーム接続ボスとの間に位置して前記前上板と前記前下板との間の左側面を閉塞する前左側板と、前記作業具接続ボスと前記ブーム接続ボスとの間に位置して前記前上板と前記前下板との間の右側面を閉塞する前右側板とにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械のフロント装置。
【請求項４】
前記前ボックス体の前記前下板は、前記作業具接続ボスから前記前上板との間の上，下方向の距離が離れるように下向きに傾斜して延びる下向き傾斜部と、前記下向き傾斜部の後端から前記前上板に近付くように上向きに傾斜して前記ブーム接続ボスまで延びる上向き傾斜部とにより構成され、
前記前下板の前記下向き傾斜部と前記上向き傾斜部との間の屈曲部位には、前記アームを上，下方向に回動させるアームシリンダを取付けるためのアームシリンダブラケットが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の建設機械のフロント装置。
【請求項５】
前記後上板と前記前上板とは、前記閉塞板と前記作業具接続ボスとの間を前，後方向に延びた１枚の板体により形成され、
前記後下板と前記閉塞板とは、１枚の板体により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の建設機械のフロント装置。
【請求項６】
前記車体は、自走可能な下部走行体と、前記下部走行体の上側に旋回可能に設けられた上部旋回体とを有し、
前記ブームは、基端側に設けられた車体接続ボスが前記上部旋回体の前側に俯仰の動作が可能に接続され、
前記車体接続ボスと前記上部旋回体の上端との間の寸法は、地面と前記車体接続ボスとの間の寸法よりも小さくなっており、
前記ブームおよび前記アームを前記上部旋回体から前方に向けて最大伸長としたときに、前記ブーム、前記アーム、および前記作業具は、前記車体接続ボスと前記上部旋回体の上端との間に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械のフロント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば油圧シリンダの伸縮動作により各種の作業を行う建設機械のフロント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械の代表例である油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体とにより車体が構成されている。そして、上部旋回体の前側には、掘削作業および解体作業を行うためのフロント装置が俯仰の動作が可能に設けられている。
【０００３】
フロント装置は、上部旋回体の支持構造体をなす旋回フレームに取付けられたブームと、ブームの先端側に取付けられたアームと、アームの先端側に取付けられた作業具と、これらブーム、アーム、および作業具を駆動するブームシリンダ、アームシリンダ、および作業具シリンダとを含んで構成されている。ここで、構造物等の解体作業では、作業具として圧砕機および破砕機が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５８３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、より大型の圧砕機および破砕機を用いることで、解体作業の作業効率を向上させることができる。しかし、地下解体等の狭隘な作業現場では、作業現場に入れる車体の大きさが限定される。この場合、ブームおよびアームの強度不足により、大型の圧砕機等を車体に取付けることができない虞がある。そこで、大型の圧砕機等を用いるために、ブームおよびアーム等の外形形状を大きくしたり板厚を増加させたりして、ブームおよびアーム等の強度を増加させることが考えられる。しかし、ブームおよびアーム等の重量が増加するので、フロント装置と車体との重量バランスを保つのが困難となり、解体作業が不安定になる虞がある。
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、アームの重量の増加を抑制して強度を向上させた建設機械のフロント装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、建設機械の車体に接続され前，後方向に延びるブームと、前記ブームの先端側に接続され前，後方向に延びるアームと、前記アームの先端側に接続された作業具とからなる建設機械のフロント装置において、前記アームは、先端側に前記作業具が接続される作業具接続ボスが備えられた前ボックス体と、前記前ボックス体の後側に設けられ前記ブームが接続されるブーム接続ボスが備えられた後ボックス体とからなり、前記後ボックス体は、前記ブーム接続ボスに立設された補強板と、前記補強板の上端から後方に向けて延びる後上板と、前記後上板と対面し前記ブーム接続ボスの下端から後方に向けて延びる後下板と、前記後上板の後端と前記後下板の後端との間を閉塞する閉塞板と、前記ブーム接続ボスと前記閉塞板との間に位置し前記後上板と前記後下板との間の左側面を閉塞する後左側板と、前記ブーム接続ボスと前記閉塞板との間に位置し前記後上板と前記後下板との間の右側面を閉塞する後右側板とにより構成され、前記後ボックス体の前記後上板には、前記作業具を上，下方向に回動させる作業具シリンダを取付けるための作業具シリンダブラケットが設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、建設機械のフロント装置を構成するアームに関し、そのアームの重量の増加を抑制して強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態によるフロント装置を備えた油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】図１中のフロント装置を単体で示す正面図である。
【図３】図２中のブームとアームとの接続部分を拡大して示す正面図である。
【図４】アームを単体で示す斜視図である。
【図５】図４中のアームを分解して示す分解斜視図である。
【図６】図４中のアームを前ボックス体と後ボックス体とに分割させた状態を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る建設機械のフロント装置について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
図１において、建設機械の代表例である油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とにより車体が構成されている。上部旋回体３のベースとなる旋回フレーム４の中央前側には、後述のフロント装置１１が取付けられるフロント装置取付部４Ａが設けられている。フロント装置取付部４Ａには、後述のブーム１２が取付けられるブーム接続部４Ａ１と、ブームシリンダ１８のボトム側がピン結合されるブームシリンダ結合部４Ａ２とが設けられている。
【００１２】
旋回フレーム４の左前側には、内部にオペレータが着座する運転席（図示せず）が備えられたキャブ５が設けられている。キャブ５内の運転席の周囲には、下部走行体２を走行させるために操作される走行レバーおよび後述のフロント装置１１を動作させるために操作される操作装置等（いずれも図示せず）が設けられている。また、旋回フレーム４の後側には、後述のフロント装置１１と重量バランスをとるためのカウンタウエイト６が設けられている。
【００１３】
次に、本実施形態によるフロント装置１１について説明する。
【００１４】
フロント装置１１は、基端が旋回フレーム４のフロント装置取付部４Ａのブーム接続部４Ａ１に俯仰の動作が可能に接続され前，後方向に延びるブーム１２と、基端がブーム１２の先端側に回動可能に接続され前，後方向に延びるアーム２１と、基端がアーム２１の先端側に回動可能に接続された圧砕機４０とからなっている。この場合、図１、図２に示すように、ブーム１２およびアーム２１は、例えば高さ制限がある地下解体作業現場等の狭隘な作業現場で用いられるもので、通常の広い作業現場で用いられるブームおよびアームよりも前，後方向の長さ寸法が短いショートリーチ仕様となっている。
【００１５】
ブーム１２は、左，右の側板１３Ａ（左側板１３Ａのみ図示）、上板１３Ｂ、および下板１３Ｃ等を接合することにより箱型構造体として形成されたブーム本体１３と、ブーム本体１３の左，右の側板１３Ａにそれぞれ設けられたブームシリンダブラケット１４（左側のみ図示）と、ブーム本体１３の下板１３Ｃに設けられたアームシリンダ結合具１５と、ブーム１２の基端側に設けられた車体接続ボス１６と、ブーム１２の先端側に設けられ後述のアーム２１を回動可能に取付けるためのアーム取付部１７とを含んで構成されている。
【００１６】
ブームシリンダブラケット１４には、ブームシリンダ１８（左側のみ図示）のロッド側が回動可能にピン結合されている。また、アームシリンダ結合具１５には、アームシリンダ１９のボトム側が連結ピン２０により回動可能にピン結合されている。車体接続ボス１６は、フロント装置取付部４Ａのブーム接続部４Ａ１にピン結合され、ブームシリンダ１８の伸縮動作に従ってブーム１２が上，下方向に回動可能となっている。アーム取付部１７は、後述のアーム２１のブーム接続ボス３４に後述の連結ピン３５を用いてピン結合されている。
【００１７】
次に、本実施形態によるアーム２１について説明する。
【００１８】
アーム２１は、ブーム１２の先端側に回動可能に取付けられている。このアーム２１は、前，後方向に延びる箱型構造体として形成され、前端側が後端側よりも左，右方向に幅広となっている。図４ないし図６に示すように、アーム２１は、先端側に後述の圧砕機４０が接続される作業具接続ボス２８が備えられた前ボックス体２１Ａと、前ボックス体２１Ａの後側に設けられブーム１２が接続されるブーム接続ボス３４が備えられた後ボックス体２１Ｂとからなっている。
【００１９】
即ち、アーム２１は、アーム２１の前側を構成する前ボックス体２１Ａと、アーム２１の後側を構成する後ボックス体２１Ｂとの２個のボックス体を備えた箱型構造体となっている。そして、図４、図５に示すように、アーム２１は、上板２２、前下板２３、後下板２４、閉塞板２５、左側板２６、右側板２７、作業具接続ボス２８、リンク取付ボス３０、アームシリンダブラケット３２、ブーム接続ボス３４、補強板３６、および作業具シリンダブラケット３７により構成されている。
【００２０】
上板２２は、アーム２１の上面を構成するもので、例えば前，後方向に延びる平板（横板）状の鋼板材により形成されている。上板２２は、前端側（圧砕機４０側）が後端側（ブーム１２側）よりも左，右方向に幅広となっている。上板２２は、前端側が後述の作業具接続ボス２８の上端に接合され、後端側が後述の閉塞板２５に接合されている。即ち、前ボックス体２１Ａと後ボックス体２１Ｂとの上面は、上板２２の１枚の板体で構成している。上板２２は、作業具接続ボス２８から後述の補強板３６まで延び前ボックス体２１Ａの上面となる前上板２２Ａと、前上板２２Ａに連接して補強板３６の上端から閉塞板２５まで延び後ボックス体２１Ｂの上面となる後上板２２Ｂとにより構成されている。
【００２１】
前下板２３は、アーム２１のうち前ボックス体２１Ａの下面を構成している。前下板２３は、例えば前，後方向の途中部位がＶ字状に屈曲した鋼板材を用いて形成され、前上板２２Ａと上，下方向で対面している。前下板２３は、上板２２に対応して前端側（圧砕機４０側）が後端側（ブーム１２側）よりも左，右方向に幅広となっている。前下板２３は、前端側が後述の作業具接続ボス２８の下端に接合され、後端側が後述のブーム接続ボス３４の下端に接合されている。
【００２２】
前下板２３は、作業具接続ボス２８から前上板２２Ａとの間の上，下方向の距離が離れるように後方に向けて傾斜して延びる下向き傾斜部２３Ａと、下向き傾斜部２３Ａの後端から前上板２２Ａに近付くように上向きに傾斜して後述のブーム接続ボス３４まで延びる上向き傾斜部２３Ｂとにより構成されている。即ち、前下板２３は、下向き傾斜部２３Ａと上向き傾斜部２３Ｂとの間がＶ字状に屈曲した屈曲部位２３Ｃとなっている。
【００２３】
後下板２４は、後上板２２Ｂと対面し後述のブーム接続ボス３４の下端から後方に向けて延びている。この後下板２４は、例えば鋼板材を用いて形成され、アーム２１のうち後ボックス体２１Ｂの下面を構成している。後下板２４は、前下板２３とは別体で形成され、前下板２３の上向き傾斜部２３Ｂと同方向に連続して上向きに傾斜している。
【００２４】
閉塞板２５は、後上板２２Ｂの後端と後下板２４の後端との間を閉塞するもので、後ボックス体２１Ｂの後面を構成している。この閉塞板２５は、後下板２４と一体に形成され、後下板２４の後端から上方に向けて屈曲している。即ち、後下板２４と閉塞板２５とは、途中部位が屈曲した１枚の板体により形成されている。閉塞板２５は、後下板２４の後端から上方に向けて延び後上板２２Ｂと後下板２４との間を閉塞する閉塞部２５Ａと、閉塞部２５Ａに連接し後上板２２Ｂの後端よりも上方に突出する突出部２５Ｂとにより構成されている。
【００２５】
左側板２６は、アーム２１の左面を構成するもので、例えば前，後方向に延びる平板（縦板）状の鋼板材により形成されている。即ち、左側板２６は、上板２２と前下板２３および後下板２４との間の左側面を閉塞している。左側板２６は、後述の作業具接続ボス２８と閉塞板２５との間で前，後方向に延び、上端が上板２２の左端に接合され、下端が前下板２３および後下板２４に接合されている。
【００２６】
左側板２６は、後述の作業具接続ボス２８からブーム接続ボス３４まで延びる前左側板２６Ａと、ブーム接続ボス３４から閉塞板２５まで延びる後左側板２６Ｂとにより構成されている。この場合、前左側板２６Ａは、後述の作業具接続ボス２８と後述のブーム接続ボス３４との間に位置して前ボックス体２１Ａの左面を構成している。一方、後左側板２６Ｂは、ブーム接続ボス３４と閉塞板２５との間に位置して後ボックス体２１Ｂの左面を構成している。
【００２７】
図４、図５に示すように、前左側板２６Ａは、作業具接続ボス２８から前下板２３の上向き傾斜部２３Ｂの途中部位まで延びる長尺な左長板部２６Ａ１と、左長板部２６Ａ１の後端に接合されブーム接続ボス３４まで延びる短尺な左短板部２６Ａ２とにより構成されている。左長板部２６Ａ１は、下端が前下板２３に沿って前，後方向に延びている。これにより、左長板部２６Ａ１は、前下板２３の屈曲部位２３Ｃに対応する位置の上，下方向寸法Ｌ（高さ寸法）が大きく形成され、その結果、屈曲部位２３Ｃの周囲の剛性が高くなっている。一方、左短板部２６Ａ２は、後端側が後述のブーム接続ボス３４の上側で後左側板２６Ｂに連接している。即ち、左短板部２６Ａ２と後左側板２６Ｂとは、１枚の板体で形成されている。
【００２８】
右側板２７は、アーム２１の右面を構成するもので、例えば前，後方向に延びる平板（縦板）状の鋼板材により形成されている。即ち、右側板２７は、上板２２と前下板２３および後下板２４との間の右側面を閉塞している。右側板２７は、左側板２６と左，右方向に対面して形成され、その形状および構成は左側板２６と同様のため、その説明を省略する。そのため、右側板２７は、左側板２６と同様に、右長板部２７Ａ１と右短板部２７Ａ２とからなる前右側板２７Ａと、後右側板２７Ｂとにより構成されている。
【００２９】
ここで、図５に示すように、アーム２１は、アーム２１のうちブーム接続ボス３４を含む後端側を別体のサブ組立体としている。即ち、アーム２１は、左短板部２６Ａ２、後左側板２６Ｂ、右短板部２７Ａ２、後右側板２７Ｂ、ブーム接続ボス３４、および補強板３６をサブ組立体として製造することにより生産性を向上している。
【００３０】
作業具接続ボス２８は、上板２２、前下板２３、左側板２６、および右側板２７の前端に設けられている。この作業具接続ボス２８は、前ボックス体２１Ａの前面を構成している。作業具接続ボス２８には、連結ピン２９（図１、図２参照）により後述の圧砕機４０が連結される。そして、作業具接続ボス２８は、左，右方向に延びる中空な円筒部２８Ａと、円筒部２８Ａの左，右方向の両端側にそれぞれ設けられた平板状の左フランジ部２８Ｂ，右フランジ部２８Ｃとにより構成されている。
【００３１】
円筒部２８Ａは、上端に上板２２（前上板２２Ａ）の前端が接合され、下端に前下板２３の前端が接合されている。また、左フランジ部２８Ｂの後端側には、左側板２６（左長板部２６Ａ１）の前端が接合され、右フランジ部２８Ｃの後端側には、右側板２７（右長板部２７Ａ１）の前端が接合されている。
【００３２】
リンク取付ボス３０は、作業具接続ボス２８の後側に位置して、左側板２６の左長板部２６Ａ１と右側板２７の右長板部２７Ａ１との間を接続している。このリンク取付ボス３０は、左，右方向に延びる中空な円筒体として形成され、後述する作業具リンク４１の第２リンク部４１Ｂとアーム２１とを連結する連結ピン３１が挿通される。
【００３３】
アームシリンダブラケット３２は、前下板２３の屈曲部位２３Ｃに左，右方向に離間して２個設けられている。これらアームシリンダブラケット３２は、例えば三角形状の鋼板材からなり、下端側には左，右方向に貫通する貫通孔３２Ａがそれぞれ形成されている。そして、アームシリンダ１９は、アームシリンダ１９のロッド側を左，右のアームシリンダブラケット３２間に挿入して連結ピン３３を貫通孔３２Ａに挿通することにより、アームシリンダブラケット３２に取付けられている。
【００３４】
ここで、アームシリンダブラケット３２は、アーム２１のうち上，下方向寸法Ｌを最も大きく形成することにより剛性（強度）が高められた屈曲部位２３Ｃに設けられている。これにより、アーム２１は、アームシリンダ１９の重量およびアームシリンダ１９の伸縮動作によりアームシリンダブラケット３２に作用する力を充分に支持することができる。また、大型の圧砕機４０をアーム２１に取付けて重量が増加した場合に、他の補強手段を用いることなく、圧砕機４０に対応したアームシリンダ１９を取付けることができる。
【００３５】
ブーム接続ボス３４は、閉塞板２５の前側で左側板２６と右側板２７との下端側に位置して左側板２６と右側板２７との間を接続している。具体的には、ブーム接続ボス３４は、左，右方向に延びる円筒体として形成され、左短板部２６Ａ２および後左側板２６Ｂの下端側と右短板部２７Ａ２および後右側板２７Ｂの下端側との間を接続している。
【００３６】
ブーム接続ボス３４は、前面側が前ボックス体２１Ａの後側を閉塞し、後面側が後ボックス体２１Ｂの前側を閉塞している。即ち、ブーム接続ボス３４は、前ボックス体２１Ａと後ボックス体２１Ｂとの境界位置に設けられている。そして、ブーム接続ボス３４は、連結ピン３５によりブーム１２のアーム取付部１７に連結されている。
【００３７】
補強板３６は、閉塞板２５と前，後方向で対面してブーム接続ボス３４に立設されている。具体的には、補強板３６は、後左側板２６Ｂと後右側板２７Ｂとの間に位置してブーム接続ボス３４と後上板２２Ｂとの間を接続している。この補強板３６は、例えば鋼板材により平板状に形成され、後ボックス体２１Ｂの剛性（強度）を高めている。
【００３８】
補強板３６は、下端がブーム接続ボス３４の上端に接合され、上端が後上板２２Ｂの前端（前上板２２Ａと後上板２２Ｂとの境界部）に接合されている。また、補強板３６は、左端が後左側板２６Ｂの前端（左短板部２６Ａ２と後左側板２６Ｂとの境界部）に接合され、右端が後右側板２７Ｂ（右短板部２７Ａ２と後右側板２７Ｂとの境界部）に接合されている。即ち、補強板３６は、前ボックス体２１Ａと後ボックス体２１Ｂとの境界位置に設けられ、前ボックス体２１Ａの後面を構成すると共に、後ボックス体２１Ｂの前面を構成している。補強板３６の上側には、後上板２２Ｂを介して後述の作業具シリンダブラケット３７が設けられている。これにより、補強板３６は、後上板２２Ｂを下側から支持して作業具シリンダブラケット３７から受ける力により後上板２２Ｂが変形しないように補強している。
【００３９】
作業具シリンダブラケット３７は、ブーム接続ボス３４よりも後側に位置して後上板２２Ｂの左，右方向に離間して２個設けられている。これら作業具シリンダブラケット３７は、例えば板状の鋼板材からなり、上端側には左，右方向に貫通する貫通孔３７Ａがそれぞれ形成されている。そして、作業具シリンダ３８は、作業具シリンダ３８のボトム側を左，右の作業具シリンダブラケット３７間に挿入して、連結ピン３９を貫通孔３７Ａに挿通することにより作業具シリンダブラケット３７に取付けられている。
【００４０】
ここで、図３、図４に示すように、各作業具シリンダブラケット３７は、前端側が後上板２２Ｂを介して補強板３６上に設けられ、下端側が後上板２２Ｂおよび前上板２２Ａの後端側に接合され、後端側が閉塞板２５の突出部２５Ｂに接合されている。これにより、作業具シリンダ３８の重量および作業具シリンダ３８の伸縮動作により作業具シリンダブラケット３７に作用する力を耐久性が向上した後ボックス体２１Ｂで支持している。
【００４１】
作業具としての圧砕機４０は、対象物を圧砕するものでアーム２１の先端側に接続されている。圧砕機４０は、アーム２１の先端側に接続される本体部４０Ａと、本体部４０Ａの前面側から突出したチゼル部４０Ｂとを含んで構成されている。圧砕機４０の本体部４０Ａは、下端側がアーム２１の作業具接続ボス２８に連結ピン２９を介して回動可能に結合され、上端側が作業具リンク４１を介して作業具シリンダ３８とリンク取付ボス３０とに接続されている。
【００４２】
作業具リンク４１は、一端（基端）が作業具シリンダ３８のロッド側にピン結合され、他端（先端）が圧砕機４０の本体部４０Ａの上端側にピン結合された第１リンク部４１Ａと、一端が（基端）が第１リンク部４１Ａと一緒に作業具シリンダ３８のロッド側にピン結合され、他端（先端）がアーム２１のリンク取付ボス３０に連結ピン３１により結合された第２リンク部４１Ｂとを含んで構成されている。これにより、作業具リンク４１は、作業具シリンダ３８の伸縮動作により圧砕機４０を上，下方向に回動させる。
【００４３】
本実施形態によるフロント装置１１は上述の如き構成を有するもので、次に油圧ショベル１を用いて行う解体作業について説明する。
【００４４】
キャブ５内に搭乗したオペレータは、走行レバー、操作装置等を操作することにより、下部走行体２による走行動作、上部旋回体３による旋回動作、およびフロント装置１１による解体作業を行うことができる。ところで、解体作業では、より大型の圧砕機および破砕機を用いることで、作業効率を向上させることができる。
【００４５】
しかし、図１に示すような地下解体等の狭隘な作業現場では、作業現場に入れる車体の大きさが限定される。この場合、ブームおよびアームの強度不足により、大型の圧砕機等を車体に取付けることができない虞がある。そこで、大型の圧砕機等を用いるために、ブームおよびアーム等の外形形状を大きくしたり板厚を増加させたりして、ブームおよびアーム等の強度を増加させることが考えられる。しかし、ブームおよびアーム等の重量が増加するのでフロント装置と車体との重量バランスを保つのが困難となり、解体作業が不安定になる虞がある。
【００４６】
そこで、本実施形態では、アーム２１の重量の増加を抑制して強度を向上させている。具体的には、アーム２１は、作業具接続ボス２８とブーム接続ボス３４との間に形成された前ボックス体２１Ａと、ブーム接続ボス３４と閉塞板２５との間に形成された後ボックス体２１Ｂとにより構成している。
【００４７】
前ボックス体２１Ａは、作業具接続ボス２８の上端から補強板３６の上端まで延びる前上板２２Ａと、前上板２２Ａと対面し作業具接続ボス２８の下端からブーム接続ボス３４の下端まで延びる前下板２３と、作業具接続ボス２８とブーム接続ボス３４との間に位置して前上板２２Ａと前下板２３との間の左側面を閉塞する前左側板２６Ａと、作業具接続ボス２８とブーム接続ボス３４との間に位置して前上板２２Ａと前下板２３との間の右側面を閉塞する前右側板２７Ａとにより構成されている。
【００４８】
一方、後ボックス体２１Ｂは、ブーム接続ボス３４に立設された補強板３６と、補強板３６の上端から後方に向けて延びる後上板２２Ｂと、後上板２２Ｂと対面しブーム接続ボス３４の下端から後方に向けて延びる後下板２４と、後上板２２Ｂの後端と後下板２４の後端との間を閉塞する閉塞板２５と、ブーム接続ボス３４と閉塞板２５との間に位置し後上板２２Ｂと後下板２４との間の左側面を閉塞する後左側板２６Ｂと、ブーム接続ボス３４と閉塞板２５との間に位置し後上板２２Ｂと後下板２４との間の右側面を閉塞する後右側板２７Ｂとにより構成されている。
【００４９】
即ち、アーム２１は、重量が大きい大型の圧砕機４０をアーム２１の先端側に取付けた場合に、耐久性を向上させることが必要なブーム１２が接続される後端側を後ボックス体２１Ｂによるボックス構造部とすることで断面係数を増加させている。従って、アーム２１は、上板２２等の各板体の厚みを増加させたり外形形状を大きくしたりしてアームの重量を増加させることなく強度（耐久性）を向上している。これにより、フロント装置１１の全体重量の増加を抑制することができるので、大型の圧砕機４０を取付けても油圧ショベル１の上部旋回体３（車体）との重量バランスを良好に保つことができ、解体作業の作業性を向上することができる。
【００５０】
また、大型の圧砕機４０を取付けることにより、作業具シリンダ３８も大型化する可能性がある。この場合、作業具シリンダ３８が取付けられる作業具シリンダブラケット３７は、後ボックス体２１Ｂの後上板２２Ｂと閉塞板２５の突出部２５Ｂに接続されている。従って、作業具シリンダ３８の重量および作業具シリンダ３８の伸縮動作により作用する力も後ボックス体２１Ｂで充分に支持することができる。
【００５１】
次に、図１ないし図３に示すように、ブーム１２およびアーム２１を上部旋回体３のフロント装置取付部４Ａから前方に向けて最大伸長にした場合について説明する。
【００５２】
図２、図３に示すように、アームシリンダ１９は、アームシリンダ１９のボトム側をアームシリンダ結合具１５に連結している連結ピン２０とアームシリンダ１９のロッド側をアームシリンダブラケット３２に連結している連結ピン３３とを結ぶ直線Ｘ−Ｘからアーム２１をブーム１２に連結している連結ピン３５までの寸法Ａが可及的に大きくなるように配設されている。一例を挙げると、寸法Ａは、連結ピン３５と圧砕機４０をアーム２１に連結している連結ピン２９とを結ぶ直線Ｙ−Ｙから作業具シリンダ３８のボトム側を作業具シリンダブラケット３７に連結している連結ピン３９までの寸法Ｂよりも１．５倍以上長くなっている（Ａ≧１．５×Ｂ）。
【００５３】
これにより、アーム２１を上，下方向に回動させるのに必要なアームシリンダ１９の作用力を小さくすることができる。その結果、アームシリンダ１９を小型化することができ、フロント装置１１の軽量化を図ることができる。また、アームシリンダ１９が小型化することで、アームシリンダ１９の伸縮速度を速くすることができ、解体作業の作業効率を向上させることができる。さらに、アームシリンダ１９は、アーム２１に大型で重い圧砕機４０を取付けた場合でも対応することができる。
【００５４】
また、図１、図２に示すように、ブーム１２とアーム２１とは、ブーム１２を上部旋回体３（旋回フレーム４のブーム接続部４Ａ１）に接続するための車体接続ボス１６と上部旋回体３（キャブ５）の上端との間の領域Ｈ１（上，下方向の高さ寸法）に配設されている。この場合、領域Ｈ１は、地面Ｇから車体接続ボス１６までの間の領域Ｈ２（上，下方向の高さ寸法）よりも小さい寸法となっている（Ｈ１＜Ｈ２）。即ち、フロント装置１１（ブーム１２、アーム２１、および圧砕機４０）は、ブーム１２およびアーム２１を最大伸長としたときに、天井Ｒからの距離が小さい領域Ｈ１内に収まるようにコンパクトに形成されている。これにより、図１に示すように、地面Ｇから車体接続ボス１６までの間の領域Ｈ２（上，下方向の高さ寸法）に圧砕機４０で天井Ｒ（対象物）を圧砕した瓦礫Ｄを大量に蓄積することができるので、瓦礫Ｄの排出作業の回数が低減され解体作業を効率よく行うことができる。
【００５５】
また、ブーム１２およびアーム２１を前方に向けて最大伸長としたときに、ブーム１２とアーム２１とがキャブ５の上端よりも下方に位置している。即ち、ブーム１２およびアーム２１を前方に向けて最大伸長としたときに、ブーム１２とアーム２１との最も上端側に位置する作業具シリンダブラケット３７がキャブ５の上端よりも下方に位置している。これにより、例えば解体作業の天井Ｒがキャブ５の高さと同程度の場合に、ブーム１２とアーム２１（作業具シリンダブラケット３７）とを天井Ｒに干渉させることなく前方に向けて延ばすことができる。
【００５６】
この場合、アーム２１の作業具シリンダブラケット３７は、ブーム接続ボス３４よりも後方に位置している。これにより、作業具シリンダ３８を長くできるので、圧砕機４０の上，下方向の回動範囲を大きくすることができる。その結果、ブーム１２およびアーム２１を最大伸長としたときに、圧砕機４０のチゼル部４０Ｂの先端を天井Ｒに接触させて解体作業を効率よく行うことができる。
【００５７】
かくして、本実施形態による建設機械のフロント装置１１は、建設機械の車体に接続され前，後方向に延びるブーム１２と、前記ブーム１２の先端側に接続され前，後方向に延びるアーム２１と、前記アーム２１の先端側に接続された作業具とからなっている。
【００５８】
そして、前記アーム２１は、先端側に前記作業具が接続される作業具接続ボス２８が備えられた前ボックス体２１Ａと、前記前ボックス体２１Ａの後側に設けられ前記ブーム１２が接続されるブーム接続ボス３４が備えられた後ボックス体２１Ｂとからなり、前記後ボックス体２１Ｂは、前記ブーム接続ボス３４に立設された補強板３６と、前記補強板３６の上端から後方に向けて延びる後上板２２Ｂと、前記後上板２２Ｂと対面し前記ブーム接続ボス３４の下端から後方に向けて延びる後下板２４と、前記後上板２２Ｂの後端と前記後下板２４の後端との間を閉塞する閉塞板２５と、前記ブーム接続ボス３４と前記閉塞板２５との間に位置し前記後上板２２Ｂと前記後下板２４との間の左側面を閉塞する後左側板２６Ｂと、前記ブーム接続ボス３４と前記閉塞板２５との間に位置し前記後上板２２Ｂと前記後下板２４との間の右側面を閉塞する後右側板２７Ｂとにより構成され、前記後ボックス体２１Ｂの前記後上板２２Ｂには、前記作業具を上，下方向に回動させる作業具シリンダ３８を取付けるための作業具シリンダブラケット３７が設けられている。
【００５９】
これにより、アーム２１は、重量を増加させることなく強度を向上している。従って、油圧ショベル１に大型の作業具を取付けることができ、フロント装置１１による作業の作業性を向上することができる。また、後ボックス体２１Ｂの後上板２２Ｂに作業具シリンダブラケット３７が取付けられるので、作業具シリンダ３８を長くすることができ、作業具の回動範囲を大きくすることができる。
【００６０】
また、前記閉塞板２５は、前記後下板２４から上方に向けて延び前記後上板２２Ｂと前記後下板２４との間を閉塞する閉塞部２５Ａと、前記閉塞部２５Ａに連接し前記後上板２２Ｂの後端よりも上方に突出する突出部２５Ｂとにより構成され、前記作業具シリンダブラケット３７は、前記後上板２２Ｂと前記閉塞板２５の前記突出部２５Ｂとに接続して設けられている。これにより、作業具シリンダブラケット３７は、後ボックス体２１Ｂに強固に接続される。
【００６１】
また、前記前ボックス体２１Ａは、前記作業具接続ボス２８の上端から前記補強板３６の上端まで延びる前上板２２Ａと、前記前上板２２Ａと対面し前記作業具接続ボス２８の下端から前記ブーム接続ボス３４の下端まで延びる前下板２３と、前記作業具接続ボス２８と前記ブーム接続ボス３４との間に位置して前記前上板２２Ａと前記前下板２３との間の左側面を閉塞する前左側板２６Ａと、前記作業具接続ボス２８と前記ブーム接続ボス３４との間に位置して前記前上板２２Ａと前記前下板２３との間の右側面を閉塞する前右側板２７Ａとにより構成されている。これにより、前ボックス体２１Ａの重量を増加させることなく強度を向上している。
【００６２】
また、前記前ボックス体２１Ａの前記前下板２３は、前記作業具接続ボス２８から前記前上板２２Ａとの間の上，下方向の距離が離れるように下向きに傾斜して延びる下向き傾斜部２３Ａと、前記下向き傾斜部２３Ａの後端から前記前上板２２Ａに近付くように上向きに傾斜して前記ブーム接続ボス３４まで延びる上向き傾斜部２３Ｂとにより構成され、前記前下板２３の前記下向き傾斜部２３Ａと前記上向き傾斜部２３Ｂとの間の屈曲部位２３Ｃには、前記アーム２１を上，下方向に回動させるアームシリンダ１９を取付けるためのアームシリンダブラケット３２が設けられている。これにより、アームシリンダブラケット３２は、前ボックス体２１Ａのうち耐久性が高い屈曲部位２３Ｃに設けられているので、アームシリンダ１９から受ける力を充分に支持することができる。
【００６３】
また、前記後上板２２Ｂと前記前上板２２Ａとは、前記閉塞板２５と前記作業具接続ボス２８との間を前，後方向に延びた１枚の板体により形成され、前記後下板２４と前記閉塞板２５とは、１枚の板体により形成されている。これにより、アーム２１は、溶接等による接合部が低減するので、各板体の溶接時における熱影響を抑制することができる。
【００６４】
また、前記車体は、自走可能な下部走行体２と、前記下部走行体２の上側に旋回可能に設けられた上部旋回体３とを有し、前記ブーム１２は、基端側に設けられた車体接続ボス１６が前記上部旋回体３の前側に俯仰の動作が可能に接続され、前記車体接続ボス１６と前記上部旋回体３の上端との間の寸法Ｈ１は、地面Ｇと前記車体接続ボス１６との間の寸法Ｈ２よりも小さくなっており、前記ブーム１２および前記アーム２１を前記上部旋回体３から前方に向けて最大伸長としたときに、前記ブーム１２、前記アーム２１、および前記作業具は、前記車体接続ボス１６と前記上部旋回体３の上端との間に配設されている。これにより、狭い幅（高さ）内に、フロント装置１１を伸ばすことができるので、解体作業の作業性を向上することができる。また、地面Ｇと車体接続ボス１６との間の寸法Ｈ２に多くの瓦礫Ｄを蓄積することができる。
【００６５】
なお、上述した実施形態では、アーム２１を狭隘な作業現場で用いられるショートアームとした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば前ボックス体２１Ａと後ボックス体２１Ｂとにより構成されるアーム２１の構造を通常の広い作業現場で用いられる長尺なアームに適用してもよい。
【００６６】
また、上述した実施形態では、作業具として圧砕機４０を用いた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば作業具として対象物を破砕、切断する破砕機、油圧ブレーカ、および土砂の掘削に用いられるバケットとしてもよい。
【００６７】
また、上述した実施の形態では、建設機械としてクローラ式の油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばホイール式油圧ショベルに用いられるフロント装置にも広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  油圧ショベル（建設機械）
２  下部走行体（車体）
３  上部旋回体（車体）
１１  フロント装置
１２  ブーム
１６  車体接続ボス
１９  アームシリンダ
２１  アーム
２１Ａ  前ボックス体
２１Ｂ  後ボックス体
２２  上板
２２Ａ  前上板
２２Ｂ  後上板
２３  前下板
２３Ａ  下向き傾斜部
２３Ｂ  上向き傾斜部
２３Ｃ  屈曲部位
２４  後下板
２５  閉塞板
２５Ａ  閉塞部
２５Ｂ  突出部
２６Ａ  前左側板
２６Ｂ  後左側板
２７Ａ  前右側板
２７Ｂ  後右側板
２８  作業具接続ボス
３２  アームシリンダブラケット
３４  ブーム接続ボス
３６  補強板
３７  作業具シリンダブラケット
３８  作業具シリンダ
４０  圧砕機（作業具）
【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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