(57)【要約】【課題】分割式ブームを大型化することなく、作業能力を高めることができる作業機械のブームおよびフロントアタッチメントを提供する。【解決手段】基端部が作業機械本体に支持されている第１ブーム６ａと、先端部にアームまたは作業装置が連結される第２ブーム６ｂとが水平軸６ｃまわりに揺動自在に連結されるとともに、第２ブーム６ｂを揺動させるための第２ブームシリンダ１２が備えられているブームであって、第２ブーム６ｂにおける第１ブーム連結側端部に、第２ブームシリンダ１２のピストンロッド１２ｂを連結するためのロッド連結部６ｌが形成され、このロッド連結部６ｌに連結された第２ブームシリンダ１２の後端部１２ａを第１ブーム６ａに枢支させてなることを特徴とする。【選択図】図２
2008133713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端部が作業機械本体に支持されている第１ブームと、先端部にアームまたは作業装置が連結される第２ブームとが水平軸まわりに揺動自在に連結されるとともに、上記第２ブームを揺動させるための第２ブームシリンダが備えられているブームであって、
上記第２ブームにおける上記第１ブーム連結側端部に、上記第２ブームシリンダのピストンロッドを連結するためのロッド連結部が形成され、このロッド連結部に連結された上記第２ブームシリンダの後端部を上記第１ブームに枢支させてなることを特徴とする作業機械のブーム。
【請求項２】
上記第１ブーム連結側端部の上側に、上記水平軸としての連結ピンを軸通させるボスが形成され、上記第１ブーム連結側端部の下側から、上記ロッド連結部としてのブラケットが上記作業機械本体側に向けて延設されている請求項１記載の作業機械のブーム。
【請求項３】
上記第１ブームと上記第２ブームとの連結点をＡ、上記第１ブームにおける上記第２ブームシリンダ後端部の連結点をＢ、上記第２ブームにおける上記第２ブームシリンダのロッドの連結点をＣとするとき、上記第２ブームシリンダの縮小状態において上記連結点Ｃが上記連結点Ａよりも作業機械本体側に位置するように各連結点が配置されている請求項２記載の作業機械のブーム。
【請求項４】
上記第２ブームシリンダ伸張時または伸張中において、上記連結点Ａと連結点Ｃと連結点Ｂのなす角度が略９０°を形成するように各連結点が配置されている請求項３記載の作業機械のブーム。
【請求項５】
上記第２ブームシリンダを縮小させた状態で、上記第１ブームと上記第２ブームが、くの字に折り曲げられ、上記第２ブームシリンダを最大に伸張させることにより、くの字の姿勢の上記第２ブームが折り曲げ方向と逆方向に反り返るように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機械のブーム。
【請求項６】
上記第１ブームの両側側面に、上記第１ブームを起伏させるための一対のブームシリンダが設けられ、上記第２ブームシリンダが上記第１ブーム内に収容されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業機械のブーム。
【請求項７】
上記第１ブーム内における上記第２ブームシリンダの上方にその第２ブームシリンダに沿って仕切板が設けられ、この仕切板によって上記第１ブーム内に上記第２ブームシリンダを収容するための収容室が形成されている請求項６記載の作業機械のブーム。
【請求項８】
上記第１ブームの前面に、上記第１ブームを起伏させるためのブームシリンダが設けられ、上記第１ブームの両側側面に、一対の上記第２ブームシリンダが設けられている請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業機械のブーム。
【請求項９】
上記請求項１〜８のいずれか１項に記載のブームと、上記第２ブームの先端部に連結されるアームと、このアームの先端部に連結される作業装置とから構成されることを特徴とする作業機械のフロントアタッチメント。
【請求項１０】
上記請求項１〜８のいずれか１項に記載のブームと、上記第２ブームの先端部に連結される作業装置とから構成されることを特徴とする作業機械のフロントアタッチメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルやビル解体機等の作業機械に備えられるブームおよびそのブームを用いたフロントアタッチメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルのブームは、「く」の字状に折れ角が設けられた単一の部材で構成されるものが一般的であるが、油圧ショベル本体に支持される第１ブームと、この第１ブームの先端部に対し水平軸まわりに揺動自在に連結された第２ブームとを有し、両ブームの折れ角を油圧シリンダで自在に変更できる分割式ブームも知られている。
【０００３】
図１５はその分割式ブームを持つフロントアタッチメントの構成を示したものである。
【０００４】
同図に示すフロントアタッチメント５０は、分割式ブーム５１の先端部にアーム５２が連結され、そのアーム５２の先端部にバケット５３が備えられている。なお、５１ａはブームシリンダ、５２ａはアームシリンダ、５３ａはバケットシリンダである。
【０００５】
分割式ブーム５１は、基端側が油圧ショベル本体（上部旋回体）に支持される第１ブーム５１ｂと、この第１ブーム５１ｂの先端側に連結される第２ブーム５１ｃとを有し、両ブーム５１ｂ，５１ｃは連結ピン５１ｄを介して連結されている。
【０００６】
第１ブーム５１ｂと第２ブーム５１ｃの各下面中央部には第２ブームシリンダ５１ｅが架設されており、この第２ブームシリンダ５１ｅのピストンロッド５１ｆを伸縮させることにより、両ブーム５１ｂおよび５１ｃの折れ角θを変更することができるようになっている。
【０００７】
上記分割式ブーム５１を備えたフロントアタッチメント５０によれば、アーム５２をより足元側に引き寄せることができるため、単一部材で構成されているブームに比べ、作業範囲を拡大することができるという利点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記したフロントアタッチメント５０では、掘削作業を行う際、掘削対象の地盤が固いとバケット５３が地盤にくい込まない状態でアーム引きが行われることになり、分割式ブーム５１に対し上向きの引張力が作用する。
【０００９】
このとき、第１ブーム５１ｂは２本のブームシリンダ５１ａによって保持されているため変位しないが、第２ブーム５１ｃについては第２ブームシリンダ５１ｅの推力不足により、連結ピン５１ｄを支点とし矢印Ｘ方向に浮く場合がある。このように第２ブームシリンダ５１ｅのピストンロッド５１ｆが伸びてしまうと、掘削力の低下は避けられない。
【００１０】
上記した掘削力の低下を補うために、第２ブームシリンダ５１ｅを大型化してピストンロッド５１ｆの伸びを防止する方法も考えられるが、その場合、フロントアタッチメント５０もその大型化した第２ブームシリンダ５１ｅに見合った構造に補強しなければならず、重量が増加する。また、フロントアタッチメント５０の重量が増加すれば、重量のバランスを取るためのカウンタウエイトも大型化しなければならない。
【００１１】
本発明は以上のような従来の分割式ブームにおける課題を考慮してなされたものであり、分割式ブームを大型化することなく、作業能力を高めることができる作業機械のブームおよびフロントアタッチメントを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、基端部が作業機械本体に支持されている第１ブームと、先端部にアームまたは作業装置が連結される第２ブームとが水平軸まわりに揺動自在に連結されるとともに、上記第２ブームを揺動させるための第２ブームシリンダが備えられているブームであって、
上記第２ブームにおける上記第１ブーム連結側端部に、上記第２ブームシリンダのピストンロッドを連結するためのロッド連結部が形成され、このロッド連結部に連結された上記第２ブームシリンダの後端部を上記第１ブームに枢支させてなる作業機械のブームである。
【００１３】
本発明に従えば、第２ブームの揺動中心となる水平軸よりも後方側からその第２ブームに対し起伏力を与えることができるため、第１ブームと第２ブームの略中間に第２ブームシリンダを架設する従来構成に比べ、第２ブームシリンダの能力を有効に活用することができる。
【００１４】
本発明において、上記第１ブーム連結側端部の上側に、上記水平軸としての連結ピンを軸通させるボスを形成し、上記第１ブーム連結側端部の下側から、上記ロッド連結部としてのブラケットを上記作業機械本体側に向けて延設することが好ましい。
【００１５】
それにより、第２ブームの揺動中心である水平軸とロッド連結部との距離を長く取ることができ、第２ブームに対する起伏力を増加させることができるようになる。
【００１６】
本発明において、第２ブームシリンダの能力を有効に活用するには、上記第１ブームと上記第２ブームとの連結点をＡ、上記第１ブームにおける上記第２ブームシリンダ後端部の連結点をＢ、上記第２ブームにおける上記第２ブームシリンダのロッドの連結点をＣとするとき、上記第２ブームシリンダの縮小状態において上記連結点Ｃが上記連結点Ａよりも作業機械本体側に位置するように各連結点を配置することが好ましい。
【００１７】
また、上記第２ブームシリンダ伸張時または伸張中において、上記連結点Ａと連結点Ｃと連結点Ｂのなす角度が略９０°を形成するように各連結点を配置することが好ましい。
【００１８】
本発明のブームは、上記第２ブームシリンダを縮小させた状態では、上記第１ブームと上記第２ブームが、くの字に折り曲げられ、上記第２ブームシリンダを最大に伸張させると、くの字の姿勢の上記第２ブームが折り曲げ方向と逆方向に反り返るように構成されている。
【００１９】
本発明において、上記第１ブームの両側側面に、上記第１ブームを起伏させるための一対のブームシリンダが設けられている構成では、上記第２ブームシリンダを上記第１ブーム内に収容することにより、作業視界が良好になるとともに、違和感なくブームを操作することができるようになる。また、バケットや破砕機等の先端アタッチメントを引き寄せる操作を行う場合において第２ブームシリンダとの接触を解消することができる。
【００２０】
本発明において、上記第１ブーム内における上記第２ブームシリンダの上方にその第２ブームシリンダに沿って仕切板を設ければ、この仕切板によって上記第１ブーム内に上記第２ブームシリンダを収容するための収容室を形成することができる。
【００２１】
本発明において、上記第１ブームの前面に、上記第１ブームを起伏させるためのブームシリンダが設けられている構成では、上記第１ブームの両側側面に、一対の上記第２ブームシリンダを設けることができる。この構成によれば、小型作業機械にも本発明のブームを適用することができる。
【００２２】
本発明は、上記構成を有するブームと、上記第２ブームの先端部に連結されるアームと、このアームの先端部に連結される作業装置とから構成される作業機械のフロントアタッチメントである。
【００２３】
本発明は、上記構成を有するブームと、上記第２ブームの先端部に連結される作業装置とから構成される作業機械のフロントアタッチメントである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、分割式ブームを大型化することなく、アーム引き等の作業能力を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００２６】
図１は、作業機械としての油圧ショベルとその作業範囲を示したものであり、ＰＨは高所作業でのフロントアタッチメントの姿勢を、ＰＬは掘削作業でのフロントアタッチメントの姿勢を、それ以外は高所作業と掘削作業の間の作業姿勢を示している。
【００２７】
同図において、１は油圧ショベルであり、左右にクローラ２を装着した下部走行体３上に上部旋回体４が旋回自在に搭載されており、上部旋回体４の前部に、起伏動作するフロントアタッチメント５が取り付けられている。
【００２８】
１ フロントアタッチメントの構成
上記フロントアタッチメント５は、ブーム６と、このブーム６の先端部に連結されるアーム７と、このアーム７の先端部に連結されるバケット（作業装置）８とを有しており、ブーム６はブームシリンダ９を伸縮させることによって起伏するように構成され、アーム７はアームシリンダ１０を伸縮させることによって水平軸まわりに揺動（矢印Ｕ方向に）するように構成され、バケット８はバケットシリンダ１１を伸縮させることによって同じく水平軸まわりに揺動（矢印Ｖ方向に）するように構成されている。
【００２９】
上記ブーム６は、さらに、上部旋回体（作業機械本体）４の前部に支持される第１ブーム６ａと、この第１ブーム６ａの先端部に連結される第２ブーム６ｂとを有し、両ブーム６ａおよび６ｂは、第２ブームフットピン６ｃを介し水平軸まわりに揺動自在に連結されている。また、第２ブーム６ｂは第２ブームシリンダ１２を伸縮させることによって起伏するように構成されている。
【００３０】
なお、図中、１３は上部旋回体４の後部に取り付けられるカウンタウエイトである。
【００３１】
２ ブームの構成
図２は上記ブーム６の要部を拡大して示した側面断面図であり、図３はブーム６の平面図である。
【００３２】
両図において、第１ブーム６ａは上向き凸となる円弧状に形成された箱形部材からなり、基端部には上部旋回体４とブームフットピン（図示しない）を介して連結するためのボス６ｄが形成され、先端部には、第２ブームフットピン６ｃを介して第２ブーム６ｂを連結するための一対の支持部６ｅ，６ｅが形成されている。
【００３３】
また、第１ブーム６ａの先端寄りには、ボス６ｆ，６ｆが形成され、このボス６ｆ，６ｆを軸通しているピン６ｇの両端は、ブームシリンダ９，９の各ロッドと接続されるようになっている。
【００３４】
上記ボス６ｆの下方を迂回するようにして第１ブーム６ａの内部には仕切板６ｈがＬ字状に形成されており、この仕切板６ｈの下方には第２ブームシリンダ１２を収容するための収容室Ｓが形成されている。なお、上記仕切板６ｈにおいてボス６ｆに近接している部分はアール部６ｈ′に形成され、このアール部６ｈ′より後側は第２ブームシリンダ１２に沿って直線に形成されている。
【００３５】
第２ブームシリンダ１２の後端部１２ａは、第１ブーム６ａの側壁６ｉに対して連結ピン１４を介して支持されており（図２のＷ−Ｗ矢視断面を示している図４参照）、ピストンロッド１２ｂのロッド先端部１２ｃは、第２ブーム６ｂのブラケット（後述する）６ｌと連結されている。
【００３６】
また、第２ブーム６ｂにおける後端部（第１ブーム連結側端部）６ｊの上側には、上記支持部６ｅおよびその支持部６ｅを軸通する第２ブームフットピン６ｃによって支持される被支持部６ｋが形成されている。一方、後端部６ｊの下側には、上記ピストンロッド１２ｂを連結するためのブラケット（ロッド連結部）６ｌが斜め下向き（二点鎖線で示した第２ブーム６ｂの姿勢において）舌片状に延設されている。
【００３７】
なお、上記ブラケット６ｌの上面には、上記仕切板６ｈのアール部６ｈ′に対応してアール部６ｌ′が形成されている。
【００３８】
上記被支持部６ｋおよび一対の支持部６ｅに貫通して第２ブームフットピン６ｃが装着された状態で、第２ブームシリンダ１２を伸縮させると、第２ブームフットピン６ｃを中心として第２ブーム６ｂを上下方向に揺動させることができるようになっている。
【００３９】
また、第２ブームシリンダ１２のピストンロッド１２ｂを戻して縮小状態にすると、ブラケット６ｌのアール部６ｌ′が仕切板６ｈのアール部６ｈ′に近接した状態でブラケット６ｌが停止し、第２ブームシリンダ１２は第１ブーム６ａの収容室Ｓ内に格納される。このとき、第２ブームシリンダ１２のロッド先端部１２ｃは、第２ブームフットピン６ｃよりも後方、すなわち、油圧ショベル本体側に位置するようになっている。
【００４０】
一方、第２ブームシリンダ１２のピストンロッド１２ｂを伸張すると、第２ブームフットピン６ｃを中心として第２ブーム６ｂが上向きに回転し、ブラケット６ｌが図中、二点鎖線で示す位置に変位する。
【００４１】
この場合、第１ブーム６ａと第２ブーム６ｂは略一直線となり、遠位での作業に適した姿勢となる。
【００４２】
なお、ブームシリンダ９として例えば３５ＭＰａ用、内径φ１２０ｍｍの油圧シリンダを２本使用する場合、上記第２ブームシリンダ１２としては３５ＭＰａ用、内径φ１９０ｍｍの油圧シリンダを用いることができる。
【００４３】
３ フロントアタッチメントの動作対比
次に、図５および図６に示した従来のフロントアタッチメントと、図７および図８に示した、本実施形態のブームを備えたフロントアタッチメントとを動作の点において対比する。
【００４４】
３-１ 従来の分割式ブームの動作
３-１-１ 第２ブームシリンダ縮小時
図５において、アーム引きによる掘削を行う場合、アーム５２はアームフットピン５２ａを起点に回転し、ブーム５１側に移動する。その際アーム５２の長さは、アーム５２の先のバケット５３が地面にめり込まない場合は、その半径が変わらないため、ブームフットピンの位置である点Ｌもしくは点Ｋを起点として、第２ブーム５１ｃを持ち上げる力へと転換される。
【００４５】
このとき、第１ブーム５１ｂについては２本のブームシリンダ（図示しない）により保持されているために変位することがなく、それらのブームシリンダに比べると保持力の弱い第２ブームシリンダ５１ｅによって保持されている第２ブーム５１ｃが持ち上げられてしまう。その結果、第２ブームシリンダ５１ｅが伸びるという現象が起こる。
【００４６】
３-１-２ 第２ブームシリンダ５１ｅにかかる応力について
第２ブームシリンダ５１ｅを引っ張ろうとする力Ｆ１は、点Ｋと点Ｍを通る線分Ｋ−Ｍと、それを押すシリンダ推力Ｐ−Ｑよって構成される。しかしながら、シリンダ推力は線分Ｒ−Ｓに垂直な線分Ｎ−Ｏ側から押す方が効率がよいため、線分Ｎ−Ｏに対し線分Ｐ−Ｑのなす角度∠ＯＭＰの分だけその推力は減じられる。
【００４７】
すなわち、従来の分割式ブームでは、
∠ＯＭＰの角度が６３°であり、cos６３°は０．４５４であるから、
第２ブームシリンダ５１ｅの推力１００に対し４５％程度の能力しか利用されていないことになる。
【００４８】
３-１-３ 第２ブームシリンダ伸張時
図６において、第２ブームシリンダ５１ｅを中間地点まで伸張させた際にそのシリンダにかかる応力を上記と同様に求めると、
∠ＯＭＰの角度が６９°となるから、第２ブームシリンダ５１ｅの推力１００に対し３６％の能力しか利用されていないことになる。
【００４９】
このように、従来の分割式ブームにおける第２ブームシリンダ５１ｅは、半分に満たない能力しか利用されていないことがわかる。
【００５０】
３-２ 本実施形態のブームの動作
３-２-１ 第２ブームシリンダ縮小時
図７において、フロントアタッチメント５の第２ブームシリンダ１２にかかる応力について検討する。
【００５１】
第２ブームシリンダ１２を引っ張ろうとする力Ｆ２は、点Ａと点Ｃを通る線分Ａ−Ｃと、それを押すシリンダ推力Ｆ−Ｇよって構成される。この場合も線分Ｈ−Ｊに対し線分Ｆ−Ｇのなす角度∠ＦＣＨの分だけその推力は減じられることになる。
【００５２】
しかしながら、∠ＦＣＨの角度は３８°と小さく、
cos３８°は０．７８８であるから、
第２ブームシリンダ１２の推力１００に対し７９％までその能力を利用することができるようになる。
【００５３】
３-２-２ 第２ブームシリンダ伸張時
図８において、第２ブームシリンダ１２を中間地点まで伸張させた際にそのシリンダにかかる応力を上記と同様に求めると、
∠ＦＣＨの角度が３°とさらに小さくなる（∠ＦＣＨと比較して）から、第２ブームシリンダ１２の推力１００に対し９９％の能力まで利用することが可能になる。
【００５４】
すなわち、本実施形態によるブーム６によれば、第２ブームシリンダ１２の能力を従来のそれに比べ、第２ブームシリンダ縮小時においては７９／４５＝１．７６倍に高めることができ、また、第２ブームシリンダ伸張時に至っては９９／３６＝２．７５倍まで高めることができるようになる。
【００５５】
このように本実施形態のブーム６によれば、第２ブームシリンダ１２の伸張動作において８０％程度のシリンダ保持力から始まり、略１００％までシリンダ保持力を高めることができるため、第２ブームシリンダの推力不足による第２ブームの浮き上がりを確実に防止することができる。
【００５６】
４ 本実施形態に係るブームの特徴
上述した本実施形態のブームによれば、掘削作業時において第２ブームシリンダ１２が伸びることを防止できるだけでなく、以下のような利点がある。
【００５７】
(ａ)  第２ブーム６ｂを反り返らせることが可能になる。
【００５８】
図９(ａ)は第２ブーム６ｂの揺動範囲を示したものであり、実線で示した姿勢は図８に対応し、二点鎖線で示した姿勢は図７に対応している。
【００５９】
図９(ｂ)は従来の、くの字に折り曲げられた単一構成からなるブーム６０を示したものであり、この従来構成のブーム６０を図９(ａ)中に重ねると、破線で表したブーム６０になる。
【００６０】
図９(ａ)から分かるように、本発明の第２ブーム６ｂは、くの字に折り曲げられた従来のブーム６０からさらに４２〜４３°Ｔ方向（折り曲げ方向と逆方向）に反り返らせることができるようになっている。
【００６１】
このような反り返り動作は、従来の分割式ブーム（図５参照）であっても不可能な動作である。なぜなら、第１ブーム５１ｂと第２ブーム５１ｃにはシリンダストロークの限られた第２ブームシリンダ５１ｅが架設されているからである。
【００６２】
上記したように、第２ブーム６ｂの反り返りが可能になると、前方回転半径が小さくなるという利点がある。
【００６３】
図１０は前方回転半径の違いを示したものであり、同図(ａ)は本発明のブームで構成されるフロントアタッチメントを備えた油圧ショベル１であり、同図(ｂ)は従来のブームで構成されたフロントアタッチメントを備えた油圧ショベル６０である。
【００６４】
図１０(ｂ)に示すように、従来のフロントアタッチメント６１では、ブーム６２を後方に向けて最大に回転させ、アーム６３を折り畳んだ状態であっても、壁面６４との間に距離Ｘを確保しないと旋回ができない。なお、図中、６５はバケットである。
【００６５】
これに対し、図１０(ａ)に示す本発明のフロントアタッチメントを備えた油圧ショベル１では、第２ブーム６ｂを反り返らすことでフロントアタッチメント５のバランスをくずすことなく第２ブーム６ｂを後方に変位させることができ、それにより、前方回転半径を小さくすることが可能になる。
【００６６】
したがって、本発明の油圧ショベル１では、前方に壁面６４が存在しても上記距離Ｘの約１／２の距離Ｘ′さえあれば旋回が可能になる。
【００６７】
(ｂ)  図２に示したように、第２ブームシリンダ１２を第１ブーム６ａ内に収容しているため、従来の分割式ブームに比べオペレータの作業視界が良好になるとともに、分割式ブームに不慣れなオペレータとっても違和感なくブーム操作が行える。さらに、例えばアーム引きを行なってバケット等の先端アタッチメントが運転席側に接近するような場合でもその先端アタッチメントが第２ブームシリンダに接触することがない。
【００６８】
(ｃ)  ブーム６を単一のブームと略同じ形状にすることができ、大幅な設計変更を必要としない。
【００６９】
(ｄ)  従来の分割式ブームでは、第２ブームシリンダの能力を十分活用できない構成であるため、ブームを長く設計することができなかったが、本実施形態のブームでは、第２ブームシリンダのシリンダ保持力を高めることができるため、長尺ブームを製作することが可能になる。
【００７０】
(ｅ)  従来の分割式ブームでは、第１ブームと第２ブームの略中間位置に第２ブームシリンダを架設する構成のため、シリンダ長さを長くせざるを得ないが、本実施形態のブームでは短いシリンダでコンパクトに構成することができる。
【００７１】
(ｆ)  従来の分割式ブームでは、シリンダ保持力として引き側の推力が欲しいために第２ブームシリンダのロッド径を細く設計したいという要求があったが、長尺ロッドにすると座屈する虞れがあり実現できなかった。これに対し、本実施形態のブームでは第２ブームシリンダの長さが短くて済むためにロッド径を細く設計しても座屈する虞れがなく、十分な引き側の推力を得ることができる。
【００７２】
５ 本実施形態のブームにおけるピン配置の利点
次に、本実施形態のブームにおける特異なピン配置がもたらす利点について図１１を参照しながら説明する。
【００７３】
第２ブーム６ｂを起伏させる第２ブームシリンダ１２のシリンダーピン位置（ロッド側ピン位置）はブーム形状を損なうことなく、より効率的に第２ブーム６ｂを起伏させる位置に配置されている。
【００７４】
具体的には、第２ブーム６ｂの起伏力は点Ａ−Ｃ間の距離Ｌ１によって左右される。もしブーム形状をオリジナルのブーム形状より変更しなければ、シリンダーピン位置は仮想点Ｖに位置するから、点Ａ−Ｖ間の距離はＬ２である。
【００７５】
ピン間距離である点Ａ−Ｃと点Ａ−Ｖの長さを比較すると、Ｌ１＞Ｌ２であるから、点Ｃにピン位置を配置する方が、第２ブーム６ｂの起伏力を高める上で有利となる。なお、上記点Ａ−Ｃと点Ａ−Ｖ間距離は具体的には、８４２ｍｍと５６６ｍｍであり、約１．５倍の起伏力増加が得られる。
【００７６】
６  本発明に係るブームの適用例
図１２は本発明のブームを小型油圧ショベルに適用した例を示したものである。
【００７７】
同図に示すように、上部旋回体６５の後端６６の旋回半径を短くしたいわゆる後方小旋回タイプの小型油圧ショベル６７では、ブーム６８を起伏させるためのブームシリンダ６９がブーム６８の前側に設けられていることが多い。
【００７８】
このような構成の小型油圧ショベルに対して本発明のブームを装着する場合、上記ブームシリンダ６９と干渉しない部位、具体的には第１ブーム６８ａの左右両側に第２ブームシリンダ７０を一対配置すればよい。
【００７９】
この場合、図１３の拡大図に示すように、第２ブーム６８ｂの後端部から一対のブラケット６８ｃ，６８ｄ（手前側のブラケット６８ｃのみ図示）を平行に延設し、一方のブラケット６８ｃと第１ブーム６８ａの一方側面に設けられたボス６８ｅとをピンを介して第一の第２ブームシリンダ７０で連結し、他方のブラケット６８ｄと第１ブーム６８ａの他方側面に設けられたボス６８ｆ（図示しない）とをピンを介して第二のブームシリンダ７１（図示しない）で連結する。
【００８０】
なお、第２ブームシリンダ７０，７１を上記のように配置しても回転半径外であるため、ブーム６８の起伏動作時にキャビンと干渉することはない。
【００８１】
７  ブームと作業装置との組み合わせ例
図１４は、本発明のブームに、破砕機またはブレーカ等の作業装置を装着する場合の構成を示したものである。なお、説明を簡単にするため、破砕機装着例とブレーカ装着例を同一図面上に併せて示している。
【００８２】
同図において、８０はブーム６の先端に装着された破砕機であり、８１はブレーカである。
【００８３】
破砕機８０を装着する場合、第２ブーム６ｂの先端に、破砕機８０のブラケット８０ａを取り付け、第２ブーム６ｂに配索されているオプション用油圧配管を、破砕機８０に内蔵されている破砕機駆動用の油圧シリンダに接続する。
【００８４】
この構成では第２ブーム６ｂをアームとして機能させることができるため、アームを必要とせず、フロントアタッチメントのコンパクト化が図れる。しかも第２ブーム６ｂを反り返らすことにより、コンパクトでありながら作業範囲は大きく取ることができるため、上方に天井がある場合のように高さ方向が制限された作業環境、例えば地下やトンネル内のように、通常のフロントアタッチメントでは作業ができないような環境においても効率良く作業が行えるという利点がある。
【００８５】
また、ブレーカ８１を装着する場合は、第２ブーム６ｂの先端部に、ブレーカ８１のブラケット８１ａを取り付け、第２ブレーカ６ｂに配索されているオプション用油圧配管を、ブレーカ８１に内蔵されているチゼル駆動用の打撃シリンダに接続する。
【００８６】
この構成においても第２ブーム６ｂをアームとして機能させることができるため、フロントアタッチメントのコンパクト化が図れる。また、上記と同様に第２ブーム６ｂを反り返らすことによって作業範囲を拡張することが可能なため、狭所での作業が効率良く行える。
【００８７】
このように、図１４に示すブームと作業装置の組み合わせでは、フロントアタッチメントの長さを短くして能力の高い大きな作業装置を装着することができるため、例えば、足元を解体しながら作業場所を順番に階下へ移動していくような解体作業にも適している。
【００８８】
また、本発明のブームはコンパクトでありながら作業範囲が広いという特徴を備えているため、特殊なブームに交換することなく作業装置を装着することができる。
【００８９】
なお、上記した破砕機は、鉄筋や鉄骨構造物の解体に使用される鉄筋カッターに代えることもできる。
【００９０】
また、本発明に係る作業機械のブームは、上記したように、一般土木用としての油圧ショベルのフロントアタッチメントに適用する場合に限らず、ビル解体機や鉄筋コンクリートを圧砕する圧砕機等の建設用専用機にも適用できるが、さらには荷役作業用専用機、グラップルを備えた林業用専用機等のフロントアタッチメントにも幅広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係るブームで構成されたフロントアタッチメントを持つ油圧ショベルの作業範囲図である。
【図２】図１に示すブームの要部拡大断面図である。
【図３】図２に示すブームの平面図である。
【図４】図２に示すＷ−Ｗ矢視から見た断面図である。
【図５】比較例としてのフロントアタッチメント動作説明図である。
【図６】比較例としてのフロントアタッチメント動作説明図である。
【図７】本発明に係るフロントアタッチメント動作説明図である。
【図８】本発明に係るフロントアタッチメント動作説明図である。
【図９】(ａ)は本発明に係るブームの揺動範囲を示す説明図、(ｂ)は対比のための示した従来のブームである。
【図１０】(ａ)は本発明のブームを備えた建設機械の前方回転半径を示した説明図、(ｂ)は従来の建設機械の前方回転半径を示した説明図である。
【図１１】本発明に係るブームのピン配置を示す説明図である。
【図１２】本発明のブームを小型油圧ショベルに適用した場合の構成を示す説明図である。
【図１３】図１２に示したブームの拡大図である。
【図１４】本発明のブームに破砕機、ブレーカを装着した場合の構成を示す説明図である。
【図１５】従来の分割式ブームの構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１    油圧ショベル
２    クローラ
３    下部走行体
４    上部旋回体
５    フロントアタッチメント
６    ブーム
６ａ  第１ブーム
６ｂ  第２ブーム
６ｃ  第２ブームフットピン
６ｄ  ボス
６ｅ  支持部
６ｆ  ボス
６ｇ  ピン
６ｈ  仕切板
６ｉ  側壁
６ｋ  被支持部
６ｌ  ブラケット
７    アーム
８    バケット
９    ブームシリンダ
１０    アームシリンダ
１１    バケットシリンダ
１２    第２ブームシリンダ
１２ａ  第２ブームシリンダの後端部
１２ｂ  ピストンロッド
１２ｃ  ロッド先端部
１３    カウンタウエイト
【図１５】
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【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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