(57)【要約】【課題】低い天井のある場所や狭所での作業性を向上させるようにする。【解決手段】下部走行体１上の上部旋回体２に基端部を上下方向に回動可能に取り付けた第１段ブーム１４の先端部に、第１リンク２１と第２リンク２２の各一端側をピン２３と２５により上下方向に回動可能に取り付ける。先端にバケット５を取り付けたアーム４の基端部に、第２段ブーム１９の先端部をピン２０にて上下方向に回動自在に取り付ける。上記第２段ブーム１９の基端部に、上記第１リンク２１と第２リンク２２の各他端側をピン２４と２６にて上下方向に回動自在に取り付け、上記第２段ブーム１９が、第１リンク２１と第２リンク２２とからなる平行リンク機構により下方へ折りたたまれるようにした。【選択図】図１
2012202161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の機体本体に上下方向に回動可能に取り付けた第１段ブームの先端部と、先端に作業用具を取り付けているアームの基端部とを、先端部を上記アームの基端部に上下方向に回動可能に取り付けた第２段ブームと、一端側を上記第１段ブームの先端部に上下方向に回動可能に取り付けたリンクとを介して連結し、且つ上記第２段ブームと上記リンクを折りたためるようにした構成を有することを特徴とする建設機械のブーム装置。
【請求項２】
一端側を第１段ブームの先端部に上下方向に回動可能に取り付けるリンクを、第１リンクと第２リンクとして、該第１リンクと第２リンクの各他端側を、第２段ブームの基端部にそれぞれ上下方向に回動自在に取り付け、第１リンクを第１段ブームに取り付けた作動用シリンダにより回動させるようにすると共に、第２段ブームとアームとの間に取り付けた作動用シリンダにより該第２段ブームを回動させるようにした請求項１記載の建設機械のブーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に装備されて土砂の掘削作業などを行うのに用いられるブーム装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、油圧ショベル等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前部側に俯仰動可能に設けられたブームを介してバケット等とを備えてなる構成としてあり、上記ブーム装置を駆動させることにより土砂の掘削作業などを行うようにしてある。
【０００３】
このような建設機械に装備されるブーム装置としては、図４（イ）（ロ）に一例を示す如く、自走可能な下部走行体１上に旋回可能に搭載した上部旋回体２の前端部に上下方向に回動可能に取り付けられた略への字形のブーム３と、該ブーム３の先端部に上下方向に回動可能に取り付けられたアーム４と、該アーム４の先端部に上下方向に回動可能に取り付けられたバケット５と、上記上部旋回体２とブーム３との間に設けられて該ブーム３を上下方向に回動（起伏）させるブーム作動用シリンダ６と、上記ブーム３とアーム４との間に設けられて該アーム４を上下方向に回動させるアーム作動用シリンダ７と、上記アーム４の先端部とバケット５とに連結されたリンク機構を介してバケット５を上下方向に回動させるバケット作動用シリンダ８とを備えてなる構成のものがある。なお、図中９は運転席を示す。
【０００４】
かかる構成の建設機械を用いて土砂の掘削作業を行う場合、図４（イ）に示す状態にあるブーム３を、ブーム作動用シリンダ６を収縮作動させることにより、図４（ロ）に示す如く下方に回動させつつ、アーム４を、アーム作動用シリンダ７を収縮作動させることにより上方に回動させ、しかる後、アーム作動用シリンダ７を伸長作動させることによりアーム４を下方に回動させつつ、バケット作動用シリンダ８を伸長作動させることによりバケット５を下方に回動させて、土砂をバケット５で掘削するようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
又、従来の建設機械のブーム装置の他の例としては、図５に一例を示す如く、上記した図４（イ）（ロ）に示した如き建設機械のブーム装置におけるブーム３を、下部走行体１上の上部旋回体２の前端部に上下方向に回動可能に設けた第１ブーム１０と、該第１ブーム１０の先端部に上下方向に回動可能に設けた第２ブーム１１とからなる構成とし、且つ上記上部旋回体２と第１ブーム１０との間に該第１ブーム１０を上下方向に回動させる第１ブーム作動用シリンダ１２を設けると共に、上記第２ブーム１１とアーム４との間に該アーム４を上下方向に回動させるアーム作動用シリンダ７を設け、更に、上記第１ブーム１０と第２ブーム１１との間に該第２ブーム１１を上下方向に回動させる第２ブーム作動用シリンダ１３を設けてなる構成とした、いわゆるツーピースブーム構造のものがある（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１５９９９号公報
【特許文献２】特開２００９−１０８５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記特許文献１に記載されたものを、超小旋回機、後方小旋回機等の建設機械に装備させて旋回させる場合、図４（イ）に示したような、バケット５を高く上げた姿勢で旋回を行うため、建設機械の旋回半径を小さくできて運転手の機体周辺、機体後方への注意は緩和されるが、ブーム３及びアーム４がキャブ上端から大幅に突出してしまう。このため、運転手は上方への注意が必要となり、天井の低い場所での作業性がよくない。又、図４（ロ）に示したような姿勢で、建設機械の保管や運搬を行うため、保管や運搬時に必要とするスペースが大きくなる。
【０００８】
一方、上記特許文献２に記載されたものを、上記建設機械に装備させて旋回させる場合、図５に示す如く、第２ブーム作動用シリンダ１３を収縮させることにより第２ブーム１１を折りたたんだ姿勢で旋回を行うため、キャブ上端からの突出量が特許文献１に記載されたものに比して減少することになるが、第２ブーム１１を前方に突出させることになるので建設機械の旋回半径は大きくなる。このため、狭所での作業性がよくない。又、上記したような姿勢で、建設機械の保管や運搬を行うため、保管や運搬時に必要とするスペースが大きくなる。
【０００９】
そこで、本発明は、天井の低い場所及び狭所での建設機械による作業性を向上させると共に建設機械の保管スペースを小さくすることができる建設機械のブーム装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、建設機械の機体本体に上下方向に回動可能に取り付けた第１段ブームの先端部と、先端に作業用具を取り付けているアームの基端部とを、先端部を上記アームの基端部に上下方向に回動可能に取り付けた第２段ブームと、一端側を上記第１段ブームの先端部に上下方向に回動可能に取り付けたリンクとを介して連結し、且つ上記第２段ブームと上記リンクを折りたためるようにした構成とする。
【００１１】
又、上記構成において、一端側を第１段ブームの先端部に上下方向に回動可能に取り付けるリンクを、第１リンクと第２リンクとして、該第１リンクと第２リンクの各他端側を、第２段ブームの基端部にそれぞれ上下方向に回動自在に取り付け、第１リンクを第１段ブームに取り付けた作動用シリンダにより回動させるようにすると共に、第２段ブームとアームとの間に取り付けた作動用シリンダにより該第２段ブームを回動させるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の建設機械のブーム装置によれば、建設機械の機体本体に上下方向に回動可能に取り付けた第１段ブームの先端部と、先端に作業用具を取り付けているアームの基端部とを、先端部を上記アームの基端部に上下方向に回動可能に取り付けた第２段ブームと、一端側を上記第１段ブームの先端部に上下方向に回動可能に取り付けたリンクとを介して連結し、且つ上記第２段ブームと上記リンクを折りたためるようにした構成としてあり、更に、具体的には一端側を第１段ブームの先端部に上下方向に回動可能に取り付けるリンクを、第１リンクと第２リンクとして、該第１リンクと第２リンクの各他端側を、第２段ブームの基端部にそれぞれ上下方向に回動自在に取り付け、第１リンクを第１段ブームに取り付けた作動用シリンダにより回動させるようにすると共に、第２段ブームとアームとの間に取り付けた作動用シリンダにより該第２段ブームを回動させるようにした構成としてあるので、第１段ブームと第２段ブームからなるブームを伸縮させることができて建設機械の作業範囲を広げることができる。又、第２段ブームをリンクを介し折りたたむことにより、アームの向きを変えることなくブームを短縮できて、運転時の機体高さを低くできて、低い天井のある場所での作業や狭所での作業において、作業性を向上させることができる。更に、上記のように機体を低くしてコンパクトにできることから、保管するときや、車両に載せて運搬するときの占有面積を小さくすることができる、という優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の建設機械のブーム装置の実施の一形態を示すもので、折りたたんで保管するときの状態を示す側面図である。
【図２】図１の概略平面図である。
【図３】図１の状態からブームを伸ばした状態を示す概略側面図である。
【図４】従来の一例を示すもので、（イ）はバケットを上げて旋回させるときの状態を示す側面図、（ロ）はバケットをおろして保管するときの状態を示す側面図である。
【図５】従来の他の例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１及至図３は本発明の建設機械のブーム装置の実施の一形態として、油圧ショベルに適用した場合を示すもので、クローラ式の下部走行体１上に機体本体としての上部旋回体２を旋回可能に設置して、該上部旋回体２上に運転室９が搭載してある構成において、上記上部旋回体２前側部で且つ上記運転室９の左右方向の一側部に、第１段ブーム１４の基端部を上下方向に回動可能（起伏可能）にピン１５にて枢着し、上記上部旋回体２に上下方向へ回動可能に取り付けた第１段ブーム作動（起伏）用シリンダ１６のロッド先端を、上記第１段ブーム１４の先端部に設けたブラケット１７にピン１８にて連結し、該シリンダ１６を伸縮作動させることにより上記第１段ブーム１４が自在に上下方向へ回動できるようにする。
【００１６】
本発明の建設機械のブーム装置の特徴とするところは、前記した図５に示すツーピースブーム方式において、第１ブーム１０の先端部に、第２ブーム１１の基端部を上下方向に回動可能に取り付け、該第２ブーム１１の先端部に、先端部にバケット５を上下方向に回動可能に取り付けているアーム４の基端部を上下方向に回動可能に連結した構成としてあることに代えて、先端のアーム４の向きを変えることなく第１段ブーム１４と第２段ブーム１９を伸縮できるようにして、第１段ブーム１４と上記アーム４間の距離を短くできるようにし、機体高さを低くして狭所での作業性を向上させるようにすることである。
【００１７】
そのために、本発明の建設機械のブーム装置は、先端部にバケット５が上下方向へ回動可能に取り付けてあるアーム４の基端部に、第２段ブーム１９の先端部をピン２０にて上下方向に回動可能に連結して、該第２段ブーム１９の基端部と前記第１段ブーム１４の先端部とを、僅かな円弧形状とした第１リンク２１と、該第１リンク２１と略平行状態に配置する直線状の第２リンク２２とを介してそれぞれピン２３，２４と２５，２６にて回動自在に連結し、上記第１リンク２１と第２リンク２２からなる平行リンク機構を回動させることにより、第２段ブーム１９が第１段ブーム１４との間で折りたたまれるようにする。
【００１８】
詳述すると、上記第１リンク２１は、長手方向の途中位置を片側へ屈曲させて一端側と他端側がシフトしている屈曲形状としてあって、一端側を上記第１段ブーム１４の先端部を左右方向から挟持するようにしてピン２３にて回動可能に連結すると共に、反運転室９側に屈曲させられている第１リンク２１の他端側を、上記第２段ブーム１９の基端部に左右方向から挟持するようにしてピン２４にて回動可能に連結する。一方、第２リンク２２は、第１段ブーム１４の先端部の反運転室９側の面に、上記第１リンク２１の左右方向への屈曲分の長さを有するピン２５を突出させて、該ピン２５に一端側を回動可能に連結すると共に、第２リンク２２の他端側を、上記第２段ブーム１９の基端部の側面にピン２６にて回動可能に連結して、該第２リンク２２と上記第１リンク２１とで平行リンク機構するようにしてある。
【００１９】
上記第１リンク２１の一端側寄りの個所には、上記第１段ブーム１４の反運転室９側の面に回動可能に取り付けた第１リンク作動用シリンダ２７のロッド先端を連結して、該シリンダ２７の伸縮作動により第１リンク２１がピン２３を中心に上下方向へ回動させることにより、該第１リンク２１と第２リンク２２とからなる平行リンク機構の動作で第２段ブーム１９が、図３に示すように展張したり、図１に示す如き保管時の姿勢の如く折りたたまれた状態になるようにしてある。
【００２０】
２８は第２段ブーム１９と先端のアーム４の基端部との間に介装させてあるアームの作動用シリンダであり、このアーム作動用シリンダ２８は、第２段ブーム１９が図１に示す如く折りたたまれて保管される状態にあるときに第１段ブーム１４や、第１段ブーム作動用シリンダ１６と干渉したりすることがないようにしてある。２９は下部走行体１に装備してあるドーザブレードである。３０はバケット作動用シリンダ８によりバケット５を回動させるようにするリンクである。
【００２１】
本発明の建設機械のブーム装置は、上記のような構成としてあるので、本発明のブーム装置を備えた建設機械が作業現場へ搬送させられると、運転室９に乗り込んだオペレータの操縦により下部走行体１を駆動させ、上部旋回体２を旋回させ、且つ第１段ブーム１４、第２段ブーム１９、先端のアーム４を、それぞれの作動用シリンダ１６，２７，２８の作動により回動させて、作業させるようにする。
【００２２】
作業現場が広い場所で且つ高さ方向にも制約のないところでは、図３に示す如く、アーム作動用シリンダ２８を短縮させると共に、第１リンク作動用シリンダ２７を伸長作動させて、第２段ブーム１９を展張させると同時に第１リンク２１と第２リンク２２を展張させるようにすることにより、上部旋回体２からアーム４先端のバケット５までの第１段ブーム１４と第２段ブーム１９とアーム４を、前方に大きく伸ばすことができる。これにより、上部旋回体２からアーム４先端のバケット５までの距離を長くすることができる。この状態でアーム４を回動させると共にバケット５を回動させ、更には、第２段ブーム１９を第１リンク２１と第２リンク２２による平行リンク機構を介して折りたたむことにより、バケット５の位置を広範囲に移動することができて、広い範囲に亘り掘削作業を行うことが可能となる。この際、アーム４先端のバケット５を建設機械に近付けるようにするときは、第２段ブーム１９を、第１リンク２１と第２リンク２２からなる平行リンク機構を介し下方へ回動させて折りたたむようにすることから、従来のツーピースブーム方式のように第２段ブームを上方へ高く回動させる必要がなく、機体の高さを低く抑えることができる。
【００２３】
そのため、本発明の建設機械のブーム装置においては、第２段ブーム１９を展張してアーム４を前方へ押し出すようにするときは、図１に示す状態からアーム作動用シリンダ２８を短縮作動させながら、第１リンク作動用シリンダ２７を伸長作動させ、第２段ブーム１９の先端部をピン２０を中心に図上時計方向に回動させると同時に、第１リンク２１を第２リンク２２とともにピン２３と２５を中心にそれぞれ図上反時計方向に回動させ、更に、第１段ブーム１４を前方へ回動させることにより、図３に示す如く第１リンク２１と第２リンク２２からなる平行リンク機構と第２段ブーム１９とを展張させることができる。このときの建設機械の機体高さは、第１段ブーム１４を起立させたときの該第１段ブーム１４の先端部と、第１リンク２１、第２段ブーム１９の位置により決定されるもので、従来の建設機械の機体高さ以上となることはない。
【００２４】
今、上記の如き第１段ブーム１４、第２段ブーム１９を展張させて、ブーム全体を伸ばしている状態での作業姿勢から、第２段ブーム１９を回動させてブーム全体を短縮させるようにするときは、前記した如く第２段ブーム１９を、アーム作動用シリンダ２８によりピン２０を中心に図上反時計方向となる下方へ回動させると共に、第１リンク２１を、第１リンク作動用シリンダ２７によりピン２３を中心に図上時計方向へ回動させるようにする。これにより、図１に示す如くアーム４の向きを変えることなく、第２段ブーム１９を、第１リンク２１と第２リンク２２とからなる平行リンク機構を介して下向きに折りたたむようにすることができ、第２段ブーム１９を上方へ回動させるようにしている従来の建設機械のブームに比して大幅に運転時の機体高さを低くすることができる。
【００２５】
したがって、たとえば、低い天井のある場所での作業においても、アームの向きを変えないで作業位置を建設機械に近付けて作業をするときの第２段ブーム１９の位置を低くできて機体高さを低くした姿勢で作業を行うことができ、狭所での作業性を向上させることができる。
【００２６】
このように、本発明の建設機械のブーム装置は、高さ方向に制約のあるような場所での作業においても、ブーム全体を展張して伸ばした状態での作業から、第２段ブーム１９を、第１段ブーム１４との間で２本のリンク２１と２２による平行リンク機構とともに下方へ折りたたむことにより、ブーム全体を短縮できるようにした状態での作業までを、機体高さを低くした状態で行うことが可能となり、建設機械の作業範囲を広げることができると共に、狭所での作業性の向上を図ることができる。
【００２７】
又、本発明の建設機械のブーム装置を使用しないときに保管しておくときは、図１に示す如く、第１段ブーム１４とアーム４とを連結する第２段ブーム１９と２本のリンク２１，２２とを折りたたむことにより、第２段ブーム１９の位置を低くすることができて、機体高さを低く保つことができることから、コンパクトにできて、保管に広い場所を必要とすることがなくなり、更に、車両での運搬も楽に行うことができるようになる。
【００２８】
なお、本発明の建設機械のブーム装置は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、たとえば、建設機械として油圧ショベルを例示したが、これに限定されるものではなく、第１段ブームと第２段ブームを用いる建設機械であれば、適用できること、第１リンク２１と第２リンク２２とを略平行状態に配置している場合を図示し説明したが、これは例示であり、図示したものに限定されるものではないこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を行い得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００２９】
１  下部走行体
２  上部旋回体
４  アーム
５  バケット（作業用具）
１４  第１段ブーム
１６  第１段ブーム作動用シリンダ
１９  第２段ブーム
２１  第１リンク
２２  第２リンク
２７  第１リンク作動用シリンダ
２８  アーム作動用シリンダ
【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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