(57)【要約】  【課題】  オフセットブームのオフセット角度を増大させることのできる作業車両及びオフセット機構を構成することのできるオフセットブーム、サブリンクを提供する。  【解決手段】  ブーム１０の屈曲した先端部に取り付けられたブラケット２１に対して、連結ピン１７ａを介してオフセットブーム１３及び連結ピン１８ａを介してサブリンク１４の屈曲した一端部がそれぞれ連結している。ブラケットブーム２２には、連結ピン１７ｂを介してオフセットブーム１３の屈曲した先端部及び連結ピン１８ｂを介してサブリンク１４の他端部がそれぞれ連結している。また、ブラケットブーム２２には、アーム１５及びアーム用シリンダ２５が回動自在に連結されている。オフセットブーム１３及びサブリンク１４の一端を屈曲させることにより、オフセットブーム１３の中間部とサブリンク１４の中間部との間隔を広げることができる。  【選択図】  図４
2007070803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オフセットブームの他端部とサブリンクの一端部とが、第１部材にそれぞれ回動自在に連結され、
前記オフセットブームの一端部と前記サブリンクの他端部とが、第２部材にそれぞれ回動自在に連結され、
前記オフセットブームと前記サブリンクとによる平行リンク機構からなるオフセット機構を有する作業車両において、
オフセットしていない前記オフセットブームの中立位置において、前記オフセットブームと前記サブリンクとのそれぞれの中間部間における最小間隔が、前記第１部材に回動自在に支持された、前記オフセットブームの他端部における回動軸と前記サブリンクの一端部における回動軸との軸間隔よりも広く構成されてなることを特徴とする作業車両。
【請求項２】
前記オフセットブームの一端部が、前記オフセットブームの直線状の中間部を通る長手方向に対して屈曲し、
前記サブリンクの一端部が、前記サブリンクの直線状の中間部を通る長手方向に対して屈曲してなることを特徴とする請求項１記載の作業車両。
【請求項３】
前記サブリンクの両端部がそれぞれ、前記サブリンクの直線状の中間部を通る長手方向に対して同じ側に屈曲してなることを特徴とする請求項１記載の作業車両。
【請求項４】
作業車両におけるオフセット機構の構成部材となるオフセットブームにおいて、
前記オフセットブームの少なくとも一端部が、前記オフセットブームの直線状の中間部を通る長手方向に対して屈曲してなることを特徴とするオフセットブーム。
【請求項５】
作業車両におけるオフセット機構の構成部材となるサブリンクにおいて、
前記サブリンクの少なくとも一端部が、前記サブリンクの直線状の中間部を通る長手方向に対して屈曲してなることを特徴とするサブリンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフセット機構を有する作業車両及びオフセット機構の構成部材となるオフセットブーム、サブリンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年においては市街地内での掘削工事等が増えており、壁際に沿った溝掘削や整地作業等を行える油圧掘削作業機が求められている。このため、車体幅中心から左右にオフセットした位置において掘削等を行うことのできるオフセット式の多関節作業機が開発されている。
【０００３】
オフセット式の多関節作業車両としては、特許文献１に記載されたような建設機械が用いられている。特許文献１に記載された建設機械は、本発明の従来例として図８に建設機械の一部切断平面図を示している。図８に示すように、運転室５１の側部には、建設機械の上部旋回体５０に起伏可能に支持されたブーム５２が配設されている。
【０００４】
ブーム５２の先端部には、中間ブーム５３の基端部が左右方向への回動を可能として連結されている。中間ブーム５３の先端部には、先端ブーム５４が左右方向への回動を可能として連結されている。先端ブーム５４には、アーム５７が上下方向への回動を可能として連結されている。アーム５７には、リンク機構を介してバケット５８が回動可能に連結されている。
【０００５】
中間ブーム５３の右側には、中間ブーム５３と略平行にリンクバー５５が配設されている。リンクバー５５の一端は、ブーム５２に枢支され、他端は先端ブーム５４に枢支されている。中間ブーム５３の左側には、オフセット用シリンダ５６が配設されている。オフセット用シリンダ５６の一端は、中間ブーム５３に枢支され、他端は先端ブーム５４に枢支されている。
【０００６】
中間ブーム５３、リンクバー５５、中間ブーム５３の基端部とリンクバー５５の一端とを枢支した構成及び中間ブーム５３の先端部とリンクバー５５の他端とを枢支した構成によって、平行リンク機構が構成されている。オフセット用シリンダ５６の伸縮作動により、中間ブーム５３は、ブーム５２の先端部における中間ブーム５３の支持部を中心に左右に回動することができる。
【０００７】
これによって、中間ブーム５３を左右に回動させても、ブーム５２に対する先端ブーム５４、アーム５７及びバケット５８の角度関係は変化しない。即ち、ブーム５２に対して、アーム５７及びバケット５８は、平行状態を維持しながらオフセット移動することができる。
【特許文献１】特開平７−１５０５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の建設機械におけるオフセット機構は、従来から用いられているオフセット機構であって、中間ブーム５３とリンクバー５５とが略直線状の構成となっている。ところで、中間ブーム５３とリンクバー５５との間隔は、中間ブーム５３がオフセットしていない中立位置において最大間隔となる。前記中立位置から左右にオフセットしたオフセット位置における中間ブーム５３と前記中立位置における中間ブーム５３との間で成す角度をオフセット角度とすると、オフセット角度が増大するのに応じて、前記最大間隔より減少することになる。
【０００９】
このため、中間ブーム５３及びリンクバー５５は、中間ブーム５３があるオフセット角度以上に回動しようとしても互いの側部が当接してしまうことになる。即ち、図９に示す模式図を用いて、中間ブーム５３とリンクバー５５との間隔が、中間ブーム５３のオフセットによって減少することを説明する。
【００１０】
図９に示すように、中立位置における中間ブーム５３の中心線とリンクバー５５の中心線との間隔を「ｄ」とする。尚、中間ブーム５３の中心線は、２点鎖線で示し、リンクバー５５の中心線は１点鎖線で示している。また、中間ブーム５３が中立位置からオフセットしたときのオフセット角度を「θ」とする。
【００１１】
中間ブーム５３の中立位置においては、リンクバー５５の中心線上の点Ａに対して最短距離となる中間ブーム５３の中心線上の点を点Ｂとすると、ＡＢ間の距離が「ｄ」となり、線分ＡＢは、中間ブーム５３の中心線及びリンクバー５５の中心線に対してそれぞれ直交した関係になっている。
【００１２】
点線で示す中間ブーム５３のオフセット位置では、リンクバー５５の中心線上の点Ａは点Ａ’に移動し、中間ブーム５３の中心線上の点Ｂは点Ｂ’に移動する。線分ＡＢと線分Ａ’Ｂ’とは平行状態となっており、Ａ’Ｂ’の間隔は「ｄ」となっている。中間ブーム５３の中心線とリンクバー５５の中心線との最短距離は、即ち、点Ｂ’から中間ブーム５３の中心線に下ろした垂線の交点を点Ｃとすると、Ａ’Ｃ間の距離となる。
【００１３】
三角形Ａ’Ｂ’Ｃにおける三角関数の定理から、Ａ’Ｃ間の距離は、ｄ・ｃｏｓθで表すことができる。中間ブーム５３の幅方向の長さを２×ｍ、リンクバー５５の幅方向の長さを２×ｎとすると、中間ブーム５３とリンクバー５５との側面間の距離は、ｄ・ｃｏｓθ―ｍ−ｎとなる。
従って、オフセット角度θが増大すると、中間ブーム５３とリンクバー５５との側面同士が当接してしまうことになる。
【００１４】
中間ブーム５３とリンクバー５５との側面間の距離を大きくするためには、中間ブーム５３の幅方向の長さ２×ｍ又はリンクバー５５の幅方向の長さ２×ｎを短くすることにより行うことができる。また、リンクバー５５の中心線と中間ブーム５３の中心線との間隔を大きくすることにより行うことができる。
【００１５】
しかし、中間ブーム５３の幅方向の長さ又はリンクバー５５の幅方向の長さを短くすると、それぞれの強度が低下してしまう。中間ブーム５３の強度が低下すると、作業機としての強度が得られなくなる。また、リンクバー５５の強度が低下すると、平行リンク機構としての強度が得られなくなる。
【００１６】
リンクバー５５の中心線と中間ブーム５３の中心線との距離を大きく構成すると、リンクバー５５の基端部及び中間ブーム５３の一端をそれぞれ枢支しているブーム５２の大きさが大きくなる。また、リンクバー５５の先端部及び中間ブーム５３の他端をそれぞれ枢支している先端ブーム５４の大きさが大きくなる。
従って、作業機自体の大きさが大きくなり、重量が増大してしまい、建設機械としは大型化してしまうことになる。
【００１７】
本発明では、上述した従来技術における問題を解決すると共に、オフセットブームのオフセット角度を増大させることのできる作業車両及びオフセット機構を構成することのできるオフセットブーム、サブリンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の課題は請求項１〜３に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本発明では請求項１に記載したように、オフセットブームの他端部とサブリンクの一端部とが、第１部材にそれぞれ回動自在に連結され、前記オフセットブームの一端部と前記サブリンクの他端部とが、第２部材にそれぞれ回動自在に連結され、前記オフセットブームと前記サブリンクとによる平行リンク機構からなるオフセット機構を有する作業車両において、オフセットしていない前記オフセットブームの中立位置において、前記オフセットブームと前記サブリンクとのそれぞれの中間部間における最小間隔が、前記第１部材に回動自在に支持された、前記オフセットブームの他端部における回動軸と前記サブリンクの一端部における回動軸との軸間隔よりも広く構成されてなることを最も主要な特徴となしている。
【００１９】
また、本発明では請求項２、３に記載したように、オフセットブームの構成及びサブリンクの構成を特定したことを主要な特徴となしている。
更に、本発明では請求項４、５に記載したように、作業車両におけるオフセット機構の構成部材となるオフセットブームの構成及びサブリンクの構成を特定したことをそれぞれ最も主要な特徴となしている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の作業車両では、オフセットブームの他端部における回動軸とサブリンクの一端部とにおける回動軸との間での軸間隔を変更せずに、平行リンク機構を構成するオフセットブームとサブリンクとのそれぞれの中間部間における最小間隔を広くすることができる。
【００２１】
これにより、オフセットブームをオフセットしたとき、オフセットブームの側部とサブリンクの側部とが当接するまでの、オフセット角度を大きくすることができる。従って、作業車両における作業機を大きく構成しなくても、作業車両前方における作業領域幅を拡大させることができる。これにより、作業車両としての使い勝手の向上を図ることができ、作業効率を高めることができる。
【００２２】
また、請求項４、５に記載したようなオフセットブーム及び／又はサブリンクブームを、作業車両におけるオフセット機構の構成部材として用いることにより、請求項４、５に記載したようなオフセットブーム及び／又はサブリンクブームを用いた作業機の作業効率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】
【００２３】
本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本発明の作業車両、オフセットブーム及びサブリンクの構成として、オフセット機能を有する超小旋回型の油圧ショベルに適用した構成について、以下において説明を行う。
【００２４】
しかし、本発明の作業車両、オフセットブーム及びサブリンクの構成としては、以下で説明する形状、配置構成以外にも本発明の課題を解決することができる形状、配置構成であれば、それらの形状、配置構成を採用することができるものである。また、本発明は、油圧ショベル以外の作業機に対しても好適に適用することができる。このため、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではなく、多様な変更が可能である。
【実施例１】
【００２５】
オフセット機能を有する超小旋回型油圧ショベルの構成は、図１の側面図に示すような構成となっている。図１に示すように、超小旋回型油圧ショベル１は、下部走行体２上に上部旋回体３が設けられている。下部走行体２には、整地や排土等を行うブレード７ａ、７ｂが設けられている。上部旋回体３における支持台上には、作業機４、エンジンルーム５、運転室６等が搭載されている。
【００２６】
作業機４は、ブーム１０、オフセットブーム１３、アーム１５、バケット１６を備えた構成となっている。図２に示すようにブーム１０の基端部１０ａは、支持部１１を介して上部旋回体３における支持台に回動自在に連結されている。支持部１１が支持されている部位は、運転室６の側部となっている。尚、図２は、超小旋回型油圧ショベル１の要部平面図であり、運転室６における屋根は省略している。
【００２７】
図１に示すように、支持部１１を回動中心として、ブーム１０は上下方向に回動することができる。ブーム１０の上下方向への回動は、上部旋回体３における支持台とブーム１０との間に配設した図示せぬブーム用シリンダの伸縮動作によって作動させることができる。
【００２８】
図２に示すように、ブーム１０の先端部１０ｂ側は、屈曲した形状に構成されている。ブーム１０の先端部１０ｂには、オフセットブーム１３が連結ピン１７ａによって連結されている。オフセットブーム１３は連結ピン１７ａを中心として左右方向へ回動することができる。連結ピン１７ａが配設された部位は、超小旋回型油圧ショベル１の正面視において運転室６側に配設されている。
【００２９】
オフセットブーム１３と平行にサブリンク１４が配設され、オフセットブーム１３とサブリンク１４との間で平行リンク機構が構成されている。オフセットブーム１３の先端部は、オフセットブーム１３における直線状の中間部を通る長手方向から屈曲した形状に構成されている。また、ブーム１０の先端部１０ｂに回動支持されるサブリンク１４の一端部は、サブリンク１４における直線状の中間部を通る長手方向から屈曲した形状に構成されている。
【００３０】
ブーム１０の先端部１０ｂには、ブラケット２１が取り付けられている。オフセットブーム１３の基端部及びサブリンク１４の屈曲した一端部は、それぞれ連結ピン１７ａ及び連結ピン１８ａによってブラケット２１と連結している。オフセットブーム１３の屈曲した先端部及びサブリンク１４の他端部は、それぞれ連結ピン１７ｂ及び連結ピン１８ｂによってブラケットブーム２２と連結している。
【００３１】
オフセットブーム１３、サブリンク１４、ブラケット２１及びブラケットブーム２２によって平行リンク機構が構成される。また、オフセット用シリンダ２４は、オフセットブーム１３と連結ピン１８ｂとの間に連結されている。オフセット用シリンダ２４の伸縮動作によって、オフセットブーム１３は連結ピン１７ａを回動中心として、超小旋回型油圧ショベル１の左右方向に回動することができる。
【００３２】
尚、オフセット用シリンダ２４の配設構成としては、図２に示すような配置構成に限定されるものではなく、上述した平行リンク機構を作動させることのできる配置構成であれば適宜の配置構成とすることができる。
【００３３】
ブラケットブーム２２には、アーム１５が上下方向に対して回動自在に連結されている。アーム１５は、ブラケットブーム２２とアーム１５との間に配設したアーム用シリンダ２５の伸縮動作によって、上下方向に回動することができる。
【００３４】
アーム１５の先端部には、リンク機構を介してバケット１６が回動自在に連結されている。バケット１６の回動は、アーム１５とバケット１６との間に配設したバケット用シリンダ２６の伸縮動作によって作動される。
【００３５】
次に平行リンク機構を用いた超小旋回型油圧ショベル１のオフセット機構について、図１０を用いて説明する。図１０には、オフセットブーム１３、サブリンク１４、ブラケット２１及びブラケットブーム２２によって構成された平行リンク機構の模式図を示している。また、図１０では、ブーム１０、アーム１５の構成は省略して示している。
【００３６】
オフセットブーム１３の先端部側における屈曲部は、ブラケットブーム２２に近い部位において形成されている。また、サブリンク１４の一端側における屈曲部は、ブラケット２１に近い部位において形成されている。これにより、ブラケット２１とブラケットブーム２２との間において、オフセットブーム１３とサブリンク１４の直線区間を長く構成することができる。
【００３７】
また上記構成によって、連結ピン１７ａと連結ピン１８ａとの軸間隔及び連結ピン１７ｂと連結ピン１８ｂとの軸間隔を広げることなく、同軸間隔よりも広い間隔としてオフセットブーム１３の中間部とサブリンク１４の中間部との間の間隔を形成することができる。図１０において点線で示す状態は、オフセットブーム１３を実線で示す中立状態からオフセット角度θだけオフセットさせたときの状態を示している。
【００３８】
仮に、オフセットブーム１３をオフセット角度θだけオフセットさせたときに、オフセットブーム１３とサブリンク１４とを屈曲部を有しない直線状の形状であった場合には、オフセットブーム１３は、連結ピン１７ａと連結ピン１７ｂとを直線で連結した形状となり、サブリンク１４は、連結ピン１８ａと連結ピン１８ｂとを直線で連結した形状となる。即ち、図９における点線で示したと同様の状態となる。
【００３９】
図１０と図９とを比べると、図１０におけるオフセットブーム１３の中間部とサブリンク１４の中間部との間隔が、図９における中間ブーム５３とリンクバー５５との間隔よりも広くなっていることが分かる。このように、オフセットブーム１３の中間部とサブリンク１４の中間部との間の間隔を広げることによって、オフセットブーム１３とサブリンク１４とが当接するまでのオフセット角度θを大きくすることができる。従って、オフセットブーム１３としては、広いオフセット角度範囲にわたってオフセット動作を行うことができるようになる。
【００４０】
平行リンク機構として、図１０ではオフセットブーム１３の先端部側を屈曲した構成例を用いて説明を行った。しかし、平行リンク機構としては、図１１に示すようにオフセットブーム１３を略直線状の形状に構成し、サブリング１４の両端部を同じ方向に屈曲させた構成とすることもできる。この平行リンク機構においても、オフセットブーム１３とサブリンク１４とが当接するときのオフセット角度θを大きくすることができる。
【００４１】
また、図１１で示す平行リンク機構では、連結ピン１７ａと連結ピン１７ｂとを結んだ線とオフセットブーム１３の中心線とを一致させることができる。このため、ブラケットブーム２２の幅方向の大きさ、即ち図１１における左右方向の大きさを小さく構成することができる。
尚、図１１では、サブリンク１４の両端側を屈曲させた形状の例を示したが、オフセットブーム１３の両端側を屈曲させた形状として構成することもできる。この場合、サブリンク１４としては、直線状の形状として構成しておくことも、図１１に示すように両端部に屈曲部が形成された構成としておくこともできる。
【００４２】
また例示はしていないが、例えば、オフセットブーム１３を略直線状の形状に構成し、図１１に示した両端を屈曲させたサブリンク１４の代わりに、サブリンク１４の一端を屈曲させた形状のサブリンクを用いた構成とすることもできる。逆に、図１０におけるサブリンク１４の代わりに、直線状のサブリンクを用いた構成とすることもできる。
【００４３】
超小旋回型油圧ショベル１におけるオフセットブーム１３の左右へのオフセット状態を図２、図３〜図７を用いて更に説明する。図３、図４は、それぞれ図２におけるオフセットブーム１３の（Ｉ）、（ＩＶ）位置における要部拡大図を示している。図５〜図７は、図２におけるオフセットブーム１３の（Ｉ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）位置における超小旋回型油圧ショベル１の正面から見た正面図を示しており、バケット１６による掘削深さを示している。
【００４４】
図２の（Ｉ）及び図３に示すように、バケット１６を超小旋回型油圧ショベル１の右側の側部にオフセットして掘削作業を行わせるために、オフセットブーム１３を右オフセットしたとしても、オフセットブーム１３とサブリンク１４との中間部における間隔には十分ゆとりを持たせることができる。このため、オフセットブーム１３とサブリンク１４とが当接してしまう事態を回避することができる。
【００４５】
図２の（ＩＶ）及び図４に示すように、バケット１６を超小旋回型油圧ショベル１の左側の側部にオフセットして掘削作業を行わせるために、オフセットブーム１３を左オフセットしたとしても、オフセットブーム１３とサブリンク１４との中間部における間隔としては、更にオフセットブーム１３の左方向へのオフセットを行うことができる十分ゆとりのある間隔としておくことができる。
【００４６】
図２における（ＩＩ）は、この状態からバケット１６を抱き込むようにして折り畳むと、超小旋回を行わせることができるオフセットブーム１３の位置となっている。また、図２における（ＩＩＩ）は、図６に示すように、運転席６ａの前方でバケット１６による掘削作業を行い、掘削深さを最大とすることのできるオフセットブーム１３の位置である。
【００４７】
図２におけるオフセットブーム１３の（Ｉ）位置及び（ＩＶ）位置では、図５及び図７に示すように、超小旋回型油圧ショベル１において求められる必要な深さまでバケット１６による掘削を行うことができる。
【００４８】
上記説明では、作業車両として超小旋回型油圧ショベルを例に挙げて、しかも超小旋回型油圧ショベル１として、ブーム１０の先端部が運転席側に屈曲している構成を例に挙げて説明を行った。しかし、本発明は、ブーム１０の先端部側が屈曲していない構成の油圧ショベルに対しても好適に適用することができる。また、油圧ショベルに限定されずに、オフセット機構を備えたものであれば各種の作業車両において、本発明を好適に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の技術思想を適用することができる装置等に対しては、本発明の技術思想を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】超小旋回型油圧ショベルの側面図である。（実施例）
【図２】超小旋回型油圧ショベルの平面図である。（実施例）
【図３】右オフセット状態を示す要部拡大平面図である。（実施例）
【図４】左オフセット状態を示す要部拡大平面図である。（実施例）
【図５】超小旋回状態の右オフセット状態を示す正面図である。（実施例）
【図６】超小旋回状態の中立状態を示す正面図である。（実施例）
【図７】超小旋回状態の左オフセット状態を示す正面図である。（実施例）
【図８】建設機械の要部平面図である。（従来例）
【図９】オフセット機構の作動を説明する要部概略図である。（従来例）
【図１０】オフセット機構の作動を説明する要部概略図である。（実施例）
【図１１】別のオフセット機構の作動を説明する要部概略図である。（実施例）
【符号の説明】
【００５１】
１・・・超小旋回型油圧ショベル、４・・・作業機、６・・・運転室、１０・・・ブーム、１１・・・支持部、１３・・・オフセットブーム、１４・・・サブリンク、１５・・・アーム、１６・・・バケット、１７ａ、１７ｂ・・・連結ピン、１８ａ、１８ｂ・・・連結ピン、２１・・・ブラケット、２２・・・ブラケットブーム、５０・・・上部旋回体、５２・・・ブーム、５３・・・中間ブーム、５４・・・先端ブーム、５５・・・リンクバー。
【図１】
2007070803.tif 000003
【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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