(57)【要約】【課題】オフセット式掘削機の掘削深さの増大並びにブームシリンダを最伸長にしたときにアームシリンダの後端部が作業機本体の後端より突出することを防止することができる作業機構を提供する。【解決手段】第３ブーム７を第２揺動連結部９の前方で第２ブーム６の下面より斜め下方に延設し、アームシリンダ１２をトラニオン型とし第３ブーム７の上方に突設したブラケット７ｂに連結したから、掘削深さの増大を図ることができる。またブームシリンダ１６を最伸長にしたときにアームシリンダ１２の後端部が旋回体の後端より突出しないように構成した。【選択図】        図１
2004190355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後端が掘削機の旋回体に連結される第１ブームと、後端が前記旋回体に連結され先端が前記第１ブームに連結され前記第１ブームを上下方向に回動可能に駆動させるブームシリンダと、前記第１ブームの先端に第１揺動連結部を介して左右方向に揺動可能に連結される第２ブームと、この第２ブームの先端に第２揺動連結部を介して左右方向に揺動可能に連結される第３ブームと、この第３ブームに上下方向に回動可能に連結されるアームと、このアームの先端に上下方向に回動可能に連結されるアタッチメントと、前記第１ブームに対し前記第３ブームを左右方向にオフセット可能にするオフセット機構を有するオフセット式掘削機の作業機構において、
前記第３ブームの先端は前記第２揺動連結部より前方であってかつ第２ブームの下面より下方斜めに延設させ、
前記アームを回動させるアームシリンダはそのシリンダヘッド部にトラニオン軸を設けたトラニオン型シリンダとなし、このアームシリンダのトラニオン軸の連結位置を、前記第２揺動連結部より前方であって前記アームと第３ブームとの連結位置よりも後方の位置に配設したこと、
を特徴とするオフセット式掘削機の作業機構。
【請求項２】
前記トラニオン軸の連結位置を、前記第２揺動連結部と前記アームと第３ブームとの連結位置とのほぼ中間位置に設けたことを特徴とする請求項１記載のオフセット式掘削機の作業機構。
【請求項３】
前記アームシリンダのトラニオン軸の連結位置を、前記第２揺動連結部とアーム連結ピンとを結ぶ線分より上側に突設させたブラケットに配設したことを特徴とする請求項１又は２記載のオフセット式掘削機の作業機構。
【請求項４】
前記ブラケットは、前記第３ブームを構成する左右の側板を前記第２揺動連結部の上部から円弧状に突設して設けたことを特徴とする請求項３記載のオフセット式掘削機の作業機構。
【請求項５】
前記ブームシリンダを最伸長にしたとき、前記アームシリンダのチューブ後端は前記第１ブームの上面より突出しないように構成したことを特徴とする請求項１乃至４記載のオフセット式掘削機の作業機構。
【請求項６】
前記第１ブームの上面が前記作業機構の最後端となるように構成したことを特徴とする請求項５記載のオフセット式掘削機の作業機構。
【請求項７】
第１ブームの上面が前記旋回体の最大後端半径より突出しないように構成したことを特徴とする請求項６記載のオフセット式掘削機の作業機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の掘削機に係り、特に旋回体に取付けられた多関節ブームにアーム及びアタッチメントを取付け多関節ブームを揺動させてアタッチメントを左右方向にオフセット可能なオフセット機構を備えた作業機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル等のオフセット式掘削機の作業機構は、例えば、左右一対の無限軌動体を有する下部走行体の上に、旋回装置を介して旋回可能な上部旋回体を有する掘削機本体に、上下方向に回動可能に第１ブームの後端が連結され、この第１ブームの先端に左右方向に揺動可能に第２ブームが連結され、この第２ブームの先端に左右方向に揺動可能に第３ブームが連結され、さらに第１ブームと第２ブームの間には第１ブームに対し第３ブームをオフセットさせるためのオフセットシリンダが、また第１ブームと第３ブームの間には第１ブームの向きと第３ブームの向きが同じ向きになるように平行リンク機構を構成するためのリンクが、それぞれ掛け渡されて、オフセット機構が構成されている。
【０００３】
これら第１、第２、第３ブームで構成された多関節ブームの先端に、通常用いられるアームやバケットが上下方向に回動可能に連結されてオフセット式掘削機の作業機構が構成され、主に側溝掘り等に供されている。そして、旋回時姿勢にしたときに作業機構の後端が旋回体の旋回半径内に格納できるように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−７３４０３号（第３−６頁、図１、図３）
【０００５】
ところで、例えば油圧ショベルのような掘削機は、掘削機本体の大きさによりその掘削機の作業範囲や掘削バケットの容量等が通常決められている。したがって、掘削機の作業機構を構成するブーム，アーム，バケット等の長さは、掘削機本体及び作業機構との総合的バランスが考慮されて決定される。オフセット式掘削機の作業機構におけるブーム長さ即ち第１ブームの後端ピン位置から第２ブームを経て第３ブームにおけるアームを取付けるための先端ピン位置に至るまでの直線距離も、掘削機本体の大きさに応じて所定の長さに決定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
オフセット式掘削機はアタッチメントをオフセットして側溝掘り等の作業を行うことができるようにしたものであり、作業機構をオフセットした状態でより深く掘削できることが望まれる。
【０００７】
また、オフセット式掘削機は市街地における作業が多く、したがって特に、ブームシリンダを最伸長にして作業機構を持ち上げた状態で旋回するとき近接する塀やビルに接触することがないように作業機本体の後端半径以内に収まることが望まれている。
【０００８】
そこで本発明は、作業機本体の大きさに応じて決められる多関節ブーム全体の長さを大幅に変えることなく、掘削深さの増大並びにブームシリンダを最伸長にしたときにアームシリンダの後端部が作業機本体の後端より突出することを防止することができるオフセット式掘削機の作業機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、後端が掘削機の旋回体に連結される第１ブームと、後端が前記旋回体に連結され先端が前記第１ブームに連結され前記第１ブームを上下方向に回動可能に駆動させるブームシリンダと、前記第１ブームの先端に第１揺動連結部を介して左右方向に揺動可能に連結される第２ブームと、この第２ブームの先端に第２揺動連結部を介して左右方向に揺動可能に連結される第３ブームと、この第３ブームに上下方向に回動可能に連結されるアームと、このアームの先端に上下方向に回動可能に連結されるアタッチメントと、前記第１ブームに対し前記第３ブームを左右方向にオフセット可能にするオフセット機構を有するオフセット式掘削機の作業機構において、前記第３ブームの先端は前記第２揺動連結部より前方であってかつ第２ブームの下面より下方斜めに延設させ、前記アームを回動させるアームシリンダはそのシリンダヘッド部にトラニオン軸を設けたトラニオン型シリンダとし、このアームシリンダのトラニオン軸の連結位置を、前記第２揺動連結部より前方であって前記アームと第３ブームとの連結位置よりも後方の位置に配設したことにある。
【００１０】
このように第３ブームの先端を第２揺動連結部より前方であって第２ブームの下面より下方斜めに延設し、アームシリンダをそのシリンダヘッド部にトラニオン軸を設けたトラニオン型シリンダとなしこのトラニオン軸を第２揺動連結部とアーム連結ピンの間で連結するように構成したので、従来のように第３ブームの後端部にクレビス型のアームシリンダ連結用ブラケット部を突出させることがなくなる。またシリンダチューブ後端が短くなるため、ブームシリンダを最伸長にしたときに旋回体の後端の旋回半径内に格納しやすくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１はアームを抱え込み作業機構を接地させた状態のオフセット式掘削機の側面図である。図２は図１に矢印Ａで示すトラニオン軸連結部の断面図である。図３は第２ブームの先端部をほぼ地表面に一致させた状態の側面図である。図４はブームシリンダを最伸長にしアームシリンダを最縮小にしたときの側面図、図５は同じくブームシリンダを最伸長にしアームシリンダを最伸長にしたときの側面図である。
【００１２】
図６乃至図１２は掘削機本体を除き本発明の作業機構のみを示したものであり、図６は斜前方よりの斜視図、図７は作業機構の左側面図、図８は正面図、図９は平面図、図１０は下面図、図１１は右側面図、図１２は後正面図である。
【００１３】
まず図１において、１は走行体、２は走行体１に対し旋回可能に支承された旋回体、３は旋回体２に設けられた運転室、４は旋回体２の後部に設けられたカウンタウエイトである。
【００１４】
５は第１ブーム、６は第２ブーム、７は第３ブームであり第１ブーム５の後端は旋回体２の前部に設けられた不図示のブラケットに連結されている。第１ブーム５と第２ブーム６とは第１揺動連結部８により、また第２ブーム６と第３ブーム７とは第２揺動連結部９によりそれぞれ左右に揺動可能に連結され多関節ブーム１０が構成されている。また第１ブーム５にこの例では左側に突出して固設されたブラケット５ａと第２ブーム６に突出して固設されたブラケット６ａとの間にはオフセットシリンダ１４が掛け渡され、第１ブーム５に突出して固設されたブラケット５ｂと第３ブーム７に突出して固設されたブラケット７ａとの間にはリンク１５が掛け渡されており、第１揺動連結部８、第２揺動連結部９とリンク１５でもって並行リンク機構を構成しオフセットシリンダ１４の伸縮により第３ブーム７を左右にオフセットできるように構成されている。５ｄは第１ブーム５の上面部で、第１揺動連結部８の上部と不図示の第１ブーム５の後端のボス部とを結ぶ線分を円弧状に形成したものである。
【００１５】
第３ブーム７は図１に示すように第２揺動連結部９の前方、第２ブーム６の下面より斜め下方（この例では揺動連結軸線に対し１５度程度）に延設されその先端にはアーム１７を連結するピン部１１が設けられている。１２はアームシリンダを示し、１２ａはシリンダロッド、１２ｂはシリンダチューブであり、シリンダチューブ１２ｂのヘッド位置にトラニオン軸１２ｂｔ（図２参照）が設けられている。そしてこのトラニオン軸１２ｂｔは、第２揺動連結部９と第３ブーム７先端のアーム取付けピン部１１とを結ぶ線より上（図１では左）側であって、第３ブーム７の第２揺動連結部９の上部から滑らかに円弧状に突出して形成された左右の側板に設けられたブラケット７ｂの連結ピン部１３の位置で連結されている。
【００１６】
１６はブームシリンダでその後端は旋回体２の不図示のブラケットに連結され先端は第１ブーム５に固設されたブラケット５ｃに連結されている。このブームシリンダ１６を伸縮することで第１ブーム５を上下方向に回動することができるようになっている。１７はアーム、１８はアタッチメントとしてのバケット、１９はバケットシリンダである。
【００１７】
図２は第３ブーム７のアームシリンダ１２を連結するブラケット７ｂ部の断面図を示す。この図おいて、第３ブーム７は上板７ｃと下板７ｄと左右の側板で接続部が溶接等により箱型断面に形成されており、側板は上方に突出されてアームシリンダ１２のヘッド部１２ｃ部の左右に設けられたトラニオン軸部１２ｂｔを連結するブラケット７ｂ部が形成されている。７ｂｂはブラケット部７ｂに溶接されているボスである。これらトラニオン軸部１２ｂｔに設けられたピン穴とブラケット部７ｂに設けられたピン穴に例えばフランジ付き連結ピン１３ａを挿入して連結しピン１３ａのフランジ部がボルト１３ｂで固定される。このようにアームシリンダ１２は第３ブーム７のブラケット部７ｂに連結され、アームシリンダ１２の伸縮と共に上下方向に回動できるように構成されている。
【００１８】
このように、第３ブーム７を構成する左右の側板に形成されたブラケット７ｂに連結するように構成したので、ブラケット部７ｂが第３ブーム７の強度部材としても機能するため第３ブーム７を軽量化することができる。
【００１９】
図３は第２ブーム６の先端部をほぼ地表面に一致させた状態の側面図であり、本発明の作業機構を備えた掘削機の掘削深さについて説明するためのものである。この図は作業機をオフセットした状態を示したものではないが、特にオフセットした状態ではオフセット機構を構成するリンク１５及びそのブラケット７ａ等がこの例では左側に突出しているため例えば右側にオフセットすると、バケット１８で掘削された側溝の上淵に前記リンク１５やブラケット７ａが干渉してしまうことがある。したがって、第２ブーム６の先端部を地表面に合わせた位置で比較をするが、本発明の作業機構は、第３ブーム７を第２揺動連結部９の前方、第２ブーム６の下面より斜め下方に延設したことにより、第３ブーム７の地面に対する傾きとその先に連結されるアーム１７とさらにその先に連結されるバケット１８との傾き具合が良好となり、最大垂直掘削深さを大きくすることができた。
【００２０】
図４はブームシリンダ１６を最伸長にしアームシリンダ１２を最縮小にしたときの側面図であるが、アームシリンダ１２のチューブ１２ｂの後端は第１ブーム５の上面５ｄより旋回中心寄りであり、上面５ｄはさらに旋回体２の最後端面となるカウンタウエイト４の後端（後端半径Ｒ１）よりも旋回中心寄りになるように構成した。
【００２１】
図５は同じくブームシリンダ１６を最伸長にしアームシリンダ１２を最伸長にしたときの側面図であるが、アームシリンダ１２を最伸長にしてアーム１７を抱え込んだ状態にしても、アームシリンダ１２のチューブ１２ｂの後端は図４の状態と同様になる。
【００２２】
このようにブームシリンダ１６を最伸長にしたとき、ブーム上面５ｄを作業機構として一番後に位置させることができたので、掘削機の運転者は運転席から遠くしかも視界が悪いアームシリンダ１２の後端を見ることなく、運転席から近い第１ブーム５の上面部５ｄを見ることで作業機の後端位置を判断することができるため作業がし易く疲労も軽減される。
【００２３】
なお、掘削作業機のアタッチメントとしては、掘削用バケット１８に限らず土壌締め固め装置等も含まれる。
【００２４】
また、下部走行体１は、無限軌動体を備えた油圧ショベルについて説明してきたが、ホイール式の走行体を有する油圧ショベル等にも適用できることは明らかである。
【００２５】
また、第１ブーム５の上面部５ｄは、第１揺動連結部８のブラケット部上部から円弧状に形成したが、アームシリンダ１２のチューブ１２ｂ後端が第１ブーム５の上面より突出しないように形成されればよいものであり旋回体２との連結用ボスに向って直線の組み合わせで接続してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、第３ブームを第２揺動連結部の前方で第２ブームの下面より斜め下方に延設し、アームシリンダをトラニオン型とし第３ブームの上方に突設したブラケットに連結したから、掘削深さの増大を図ることができる。またブームシリンダを最伸長にしたときにアームシリンダの後端部が作業機構の後端より突出しないようにできるので、運転席から近い第１ブームの上面を見ることで作業機構の後端位置を判断することができるため運転者は作業がし易く疲労も軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作業機構を接地させた状態のオフセット式掘削機の側面図である。
【図２】図１に矢印Ａで示すトラニオン軸連結部の断面図である。
【図３】本発明の作業機構の第２ブームの先端部をほぼ地表面に一致させた状態の側面図である。
【図４】本発明の作業機構のブームシリンダを最伸長にしアームシリンダを最縮小にしたときの側面図である。
【図５】同じくブームシリンダを最伸長にしアームシリンダを最伸長にしたときの側面図である。
【図６】本発明の作業機構のみを示したものであり、斜前方よりの斜視図である。
【図７】同じく左側面図である。
【図８】同じく正面図である。
【図９】同じく平面図である。
【図１０】同じく下面図である。
【図１１】同じく右側面図である。
【図１２】同じく後正面図である。
【符号の説明】
５          第１ブーム
５ｄ        第１ブーム上面部
６          第２ブーム
７          第３ブーム
７ｂ        第３ブームのブラケット
８          第１揺動連結部
９          第２揺動連結部
１１        アーム取付けピン部
１２        アームシリンダ
１３        アームシリンダ連結ピン部
１６        ブームシリンダ
【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】
2004190355.tif 000012
【図１１】
2004190355.tif 000013
【図１２】
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