(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行手段を備えた下部走行体に、運転室及び作業手段を設けた上部旋回体を設置し、前記作業手段は前記上部旋回体に俯仰動可能に設けたブームの先端にアームを連結し、このアームの先端にフロントアタッチメントを取り付けたものから構成され、前記ブームは前記上部旋回体への連結側を構成するロアブームと、前記アームへの連結側を構成するアッパブームとに分割したオフセットブーム式建設機械において、
前記アームはシリンダステーに連結され、また前記アッパブームはこのシリンダステーと前記ロアブームとに対して左右方向に相対回動可能に連結され、
前記アッパブームの前記運転室側に向いた側面部には、このアッパブームに対して平行リンクを構成するリンク部材が設けられ、また前記ロアブームとアッパブームとの間にオフセットシリンダが設けられ、
前記アーム及びフロントアタッチメントの油圧アクチュエータに接続される複数の油圧配管の少なくとも一部をホースで形成し、これらのホースが前記リンク部材の上面に沿って延在され、
これら各ホースはクランプ部材によって前記リンク部材の上面に固定されて、アッパブーム上板から上方に突出せず、かつ前記リンク部材の枢支位置を通過するように配置されている
ことを特徴とするオフセットブーム式建設機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削作業手段等からなり、ブームをロアブームとアッパブームとに分割したオフセットブーム式の作業手段を備えた油圧ショベル、その他の建設機械に関するものであり、特に作業手段における油圧配管の引き回し構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の一例として、例えば油圧ショベルは、クローラ式またはホイール式の走行手段を備えた下部走行体に上部旋回体を旋回可能に設置し、この上部旋回体には土砂の掘削等の作業を行う作業手段が装着されている。作業手段は、一般に、上部旋回体のフレームに俯仰動可能に連結したブームと、このブームの先端に上下方向に回動可能に連結したアームとを有し、このアームの先端にリンク機構を介してバケット等からなるフロントアタッチメントが装着されるようになっている。
【０００３】
油圧ショベルにおいて、ブームをロアブームとアッパブームとに２分割し、側溝掘り等の作業に好適な構成とした所謂オフセットブーム式の作業手段を有するものは従来から広く用いられている。即ち、分割ブームの一方を構成するアッパブームの両端がロアブームの先端と、アームの基端部が連結されているシリンダステーとに左右方向に相対回動可能に連結される。また、これらロアブームとシリンダステーとの間をリンク部材により連結して、アッパブームとリンク部材とにより平行リンクを形成するようになし、かつロアブームとアッパブームとの間にオフセットシリンダが連結して設けられている。
【０００４】
オフセットシリンダを駆動すると、アッパブームはロアブームの先端を中心として左右いずれかの方向に回動することになり、この時に平行リンクを構成するリンク部材の作用によりアッパブームの先端に連結したシリンダステーは反対方向に回動する。その結果、アッパブームの先端に連結したアーム及びフロントアタッチメントとしてのバケット等は、ロアブームに対して平行な状態を保ったままで左右いずれかの方向に平行移動することになる。
【０００５】
前述した作業手段は油圧シリンダにより駆動される。アーム駆動用の油圧シリンダはシリンダステーに装着されており、またバケットを駆動する油圧シリンダはアームに装着されている。そして、これらの油圧シリンダには、少なくともそれぞれ２本の油圧配管、合計４本の油圧配管が接続され、これら各油圧配管は分割したブームに沿って設けられ、上部旋回体のフレーム内に延在されて、油圧ポンプに接続される。ここで、油圧配管としては、硬質のパイプと、曲げ方向に可撓性を有するホースとが用いられる。
【０００６】
油圧配管は、一般的に、作業手段を構成するブーム及びアームの外面に沿って延在されるが、作業手段により土砂の掘削等の作業を行う際に、ブームやアーム等に岩石等が飛来して衝突したり、構築物や樹木等とも衝突するおそれがある。従って、油圧配管は硬質パイプで形成する方が、強度の点等で望ましい。しかしながら、アッパブームの両端はロアブーム及びシリンダステーに対して相対回動することから、このアッパブームにおける両端の連結位置ではロアブーム及びシリンダステーに対して相対回動することから、硬質パイプを用いることはできず、曲げ方向に可撓性のあるホースを用いなければならない。しかも、オフセット動作時にはアッパブームのロアブーム及びアームに対する角度が大きく変化するので、この角度変化を吸収できる余長を持たせなければならない。このために、作業手段の姿勢状態によっては、余長分のホースが大きく突出してしまい、さらに岩石，構築物，樹木等との衝突の可能性が高くなる。
【０００７】
また、ホースは、その途中位置でアッパブームに固定する必要があり、このためにアッパブームにホースのクランプ部材を取り付けなければならない。クランプ部材の固定は溶接やボルト止め等の手段によるが、このクランプ部材の固定部をアッパブームに形成すると、その強度が低下することになる。ここで、掘削作業時等においては、アッパブームには高い応力が作用するものであるから、このようにアッパブームにその強度低下を来すような部材を取り付ける構成とするのは好ましくはない。
【０００８】
この点に関して、特開平１１−５０４８６号公報に、アーム用及びバケット用の油圧シリンダに接続される油圧配管をアッパブームに対して平行リンクを構成するリンク部材の内部に挿通させる構成としたものが開示されている。この従来技術による構成では、リンク部材を断面をボックス形状とするか、またはコ字状の部材で構成することにより、内部に油圧配管を挿通させる通路を形成するようにしている。これによって、油圧配管はリンク部材に覆われて、外部から見えないようになり、美観上で望ましいものとなると共に、油圧配管をホースで形成しても、他の物体との接触により損傷するのを防止できることになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アッパブームと平行リンクを構成するリンク部材の両端は、それぞれロアブーム及びシリンダステーから張り出したブラケットに枢支ピンを介して枢着されるようになっている。従って、前述した従来技術のように、リンク部材の内部に油圧配管を構成するホースを４本乃至それ以上挿通させるように構成した場合には、これらのホースが枢支ピン等の部材と干渉する可能性がある。このために、ブラケットの断面形状を大きくすると共に、側方に向けて大きく突出させて、リンク部材をアッパブームから十分離して、枢支ピンとアッパブームとの間に広いスペースを確保するか、若しくは枢支ピンを上下に２分割して、その間にホースを通すように構成しなければならない。
【００１０】
リンク部材をアッパブームの側面から大きく突出させるのは、外観上望ましいものではなく、またこのリンク部材が他の物体等と衝突するおそれが高くなる等といった問題点がある。また、枢支ピンを上下に２分割するように構成すると、その構成が複雑になり、また組み付け性が悪くなる等の問題点がある。
【００１１】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、アッパブームに沿って延在されるホースからなる油圧配管を外部に露出させた状態となし、このように露出しているホースが岩石，構築物，樹木等といった物体と接触しないように保護できるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、走行手段を備えた下部走行体に、運転室及び作業手段を設けた上部旋回体を設置し、前記作業手段は前記上部旋回体に俯仰動可能に設けたブームの先端にアームを連結し、このアームの先端にフロントアタッチメントを取り付けたものから構成され、前記ブームは前記上部旋回体への連結側を構成するロアブームと、前記アームへの連結側を構成するアッパブームとに分割したオフセットブーム式建設機械であって、前記アームはシリンダステーに連結され、また前記アッパブームはこのシリンダステーと前記ロアブームとに対して左右方向に相対回動可能に連結され、前記アッパブームの前記運転室側に向いた側面部には、このアッパブームに対して平行リンクを構成するリンク部材が設けられ、また前記ロアブームとアッパブームとの間にオフセットシリンダが設けられ、前記アーム及びフロントアタッチメントの油圧アクチュエータに接続される複数の油圧配管の少なくとも一部をホースで形成し、これらのホースが前記リンク部材の上面に沿って延在され、これら各ホースはクランプ部材によって前記リンク部材の上面に固定されて、アッパブーム上板から上方に突出せず、かつ前記リンク部材の枢支位置を通過するように配置されていることをその特徴とするものである。
【００１３】
ロアブーム及びシリンダステーに対して左右に回動するアッパブームの位置を通過する油圧配管はホースで構成されるが、ホースがアッパブーム上板の表面から突出しない限り、一方の側部及び上方がアッパブームにより覆われて、これらの方向から飛来する岩石や、作業位置に近接する構築物、樹木等と衝突する可能性は極めて小さい。ただし、反対側の側面が開放されているので、ブーム全体を俯仰動させる際や、上部旋回体を旋回させる際に、ホースがこの方向から他の物体と衝突の可能性がある。ただし、運転室内で機械を操作するオペレータは、ブームの俯仰操作を行ったり、上部旋回体を旋回させたりする際に、安全確保等の点から作業手段全体を視野に入れて、この作業手段が他の物体等と衝突しないように注意を払いながら操作するのが一般的である。リンク部材は、アッパブームの側面であって、運転室に向く側の側面に配置されている。従って、前述した操作を行う際には、オペレータは常時ホースを視認していることになり、他の物体がホースに衝突する可能性がある場合には、回避動作を行うことになる。その結果、ホースが他の物体との衝突のおそれを実質的になくすことができる。
【００１４】
ホースは所定の間隔毎に複数箇所でクランプ部材によりクランプさせて固定するが、リンク部材の上面にクランプ部材を設けるようにしているので、高い応力が作用するアッパブームには何等の加工を施す必要がなくなり、その強度を十分保持できる。つまり、掘削抵抗等の作用を実質的に受けないリンク部材は、アッパブームのような強度を必要とすることがなく、クランプ部材の固定は溶接やねじ等により行われるが、高応力が作用しないリンク部材にクランプ部材を固定することによって、アッパブームの強度保持に影響を与えることはない。また、クランプ部材の両端部はロアブーム及びシリンダステーに対して回動可能となっているので、これらの部位にホースの余長を持たせる必要がある。ただし、ホースをリンク部材の両枢支位置乃至その近傍を通るように引き回す構成とすることによって、回動時に必要な余長を最小限に抑制できる。その結果、ホースが大きく突出するのを防止できるようになって、さらに他の物体との接触を抑制することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して、詳細に説明する。まず、図１には、オフセットブーム式建設機械の一例としての油圧ショベルの全体構成が示されている。図中において、１はクローラ式の走行手段を備えた下部走行体であり、この下部走行体１上には旋回装置２を介して上部旋回体３が旋回可能に設置されている。上部旋回体３には、掘削作業手段４が設けられ、またオペレータが着座して機械の操作を行う運転室５が設けられている。一般に、上部旋回体３において、左側に運転室５が設けられ、この運転室の右手における直近位置に掘削作業手段４が装着される。
【００１６】
ここで、掘削作業手段４は、ブーム６と、アーム７と、フロントアタッチメントとして、土砂の掘削等を行うバケット８とから構成される。ここで、ブーム６は上下に２分割されたオフセットブーム構造となっている。即ち、６ａは上部旋回体３に俯仰動可能に連結したロアブームであり、６ｂはロアブーム６ａの上端部に連結され、このロアブーム６ａへの連結部を中心として左右に回動可能なアッパブームである。アッパブーム６ｂの先端は、直接アーム７に連結されてはおらず、シリンダステー９に左右方向に回動可能に連結されており、またアーム７はシリンダステー９に対して上下方向に回動可能に連結されている。さらに、アーム７の先端にはリンク機構１０を介してバケット８が連結されており、バケット８をアーム７側に回動させることによりクラウド動作が行われ、また逆方向に回動させることによってダンプ動作が行われる。
【００１７】
上部旋回体３とロアブーム６ａとの間には、このロアブーム６ａを俯仰動させるために、油圧シリンダで構成したブームシリンダ１１が設けられる。また、シリンダステー９とアーム７との間には、アーム７をブーム６に対して上下方向に回動させる油圧シリンダ、つまりアームシリンダ１２が設けられる。さらに、アーム７とリンク機構１０との間には、バケット８をクラウド，ダンプ動作させるための油圧シリンダであるバケットシリンダ１３が設けられる。
【００１８】
以上の構成に加えて、アッパブーム６ｂをロアブーム６ａに対して左右に回動させる、所謂ブームオフセット動作を行わせるために、図２及び図３に示したように、アッパブーム６ｂの両端は、それぞれロアブーム６ａと、シリンダステー９とに連結ピン１４，１５により連結されており、連結ピン１４，１５は上下方向に延在されている。これによって、アッパブーム６ｂは、ロアブーム６ａに対しても、またシリンダステー９に対しても左右方向に回動可能となっている。そして、ロアブーム６ａ及びシリンダステー９には、それぞれブラケット１６，１７が側方に突出する方向に延在させている。ここで、ブラケット１６，１７は、ロアブーム６ａ及びシリンダステー９の側面のうち、運転室５側を向く側面に設けられている。また、そして、両ブラケット１６，１７間には、リンク部材１８がそれぞれ、連結ピン１４，１５と同じ方向に設けた枢支ピン１９，２０を介して連結されている。そして、ロアブーム６ａとアッパブーム６ｂとの間には、オフセットシリンダ２１が設けられている。
【００１９】
従って、アッパブーム６ｂとリンク部材１８及び両ブラケット１６，１７は、それぞれ連結ピン１４，１５及び枢支ピン１９，２０により相対回動可能に連結した平行四辺形リンク構造となっている。そして、リンク部材１８はオフセットシリンダ２１より上部側に設けられている。
【００２０】
以上のように構成することによって、図３に示した状態から、オフセットシリンダ２１を伸長させると、図４に示したように、アッパブーム６ｂは連結ピン１４を中心として、右方に回動し、リンク部材１８とアッパブーム６ｂとは平行状態を保つので、このリンク部材１８が連結されているシリンダステー９が左方に回動する。また、オフセットシリンダ２１を縮小させると、図５に示したように、アッパブーム６ｂが左方に回動し、シリンダステー９が右方に回動する。これによって、アーム７が連結されているシリンダステー９は、ロアブーム６ａに対して左右にオフセットすることになり、アーム７の先端に設けたバケット８による側溝掘りを円滑に行える。
【００２１】
シリンダステー９にはアーム７を駆動するアームシリンダ１２が装着されており、またアーム７とリンク機構１０との間にはバケットシリンダ１３が装着されている。従って、これらアームシリンダ１２及びバケットシリンダ１３には、それぞれ２本の油圧配管、合計４本の油圧配管２２が接続される。これら４本の油圧配管２２はシリンダステー９からブーム６の側部を経て上部旋回体３に延在されて、この上部旋回体３に設置した油圧ポンプに接続されている。そして、油圧配管２２は、ロアブーム６ａの位置では、硬質のパイプ２２ａで形成されて、ロアブーム６ａの上板に沿うように配設されている。ロアブーム６ａの先端近傍位置で側面側に回り込ませており、その先端には接続部２３が設けられて、ホース２２ｂがこの接続部２３に接続されている。この接続部２３はロアブーム６ａにおけるアッパブーム６ｂへの連結部の手前位置となっており、またシリンダステー９の側面に接続部２４を設けて、アッパブーム６ｂに沿って延在させたホース２２ｂをこの接続部２４に接続されるようにする。従って、アッパブーム６ｂにおける前後の間は油圧配管２２はホース２２ｂで形成されている。
【００２２】
４本延在させたホース２２ｂは、アッパブーム６ｂの位置では、リンク部材１８の上面部に沿って延在させるようにしている。そして、リンク部材１８の上面には複数箇所（本実施の形態では３箇所）においてクランプ部材２５によりクランプすることにより固定されている。リンク部材１８を、図６に示したように、断面が円形のパイプ材で構成した場合には、クランプ部材２５は、リンク部材１８に溶接等の手段で固着され、２本のホース２２ｂを位置決めする２箇所の円弧面部を形成したベース部２５ａと、このベース部２５ｂに挿通させた２本のホース２２ｂを覆う下側円弧面部と他の２本のホース２２ｂを受ける上側円弧面部とを設けた挾持部２５ｂと、挾持部２５ｂ上に配置した２本のホース２２ｂを覆うカバー部２５ｃとからなり、カバー部２５ｃ及び挾持部２５ｂを挿通させるように止着ボルト２６が挿通されて、ベース部２５ａに締め付けるようにしている。これによって、４本のホース２２ｂは２列，２段に位置決めされた状態に固定され、止着ボルト２６を取り外すと、各ホース２２ｂはクランプ部材２５から脱着できるようになる。
【００２３】
以上のようにしてホース２２ｂはクランプ部材２５によりリンク部材１８の上面部を通るようにして位置決めされることになる。このようにクランプ部材２５により固定したホース２２ｂは、図１及び図２から明らかなように、いずれもアッパブーム６ｂの上板６ｂＰより突出しないように、リンク部材１８の直近位置を通過するようにしている。しかも、リンク部材２５の両端におけるブラケット１６，１７への連結部では、図３等に示したように、枢支ピン１９，２０の位置乃至その近傍を通っている。このように、ホース２２ｂをほぼ枢支ピン１９，２０の位置を通過させることによって、オフセット動作時にホース２２ｂの曲がりを最小限に抑制でき、この部位で持たせなければならない余長を小さくしている。しかも、ホース２２ｂの余長分は上方に向けて湾曲させるのではなく、側方であって、アッパブーム６ｂから離間する方向に湾曲させるようにしている。
【００２４】
以上のように構成することによって、アームシリンダ１２及びバケットシリンダ１３に接続される油圧配管２２を、オフセットブームを構成するアッパブーム６ｂを通過する間で曲げ方向に可撓性のあるホース２２ｂで構成し、これらのホース２２ｂを外部に露出させるようにしても、他の物体との衝突を最小限に抑制でき、その保護が図られる。
【００２５】
まず、ホース２２ｂはアッパブーム６ｂの側面に近接した位置に配置されており、しかもアッパブーム６ｂの上板６ｂＰより突出しないようになっている。従って、上方乃至アッパブーム６ｂ側の側部においては、このアッパブーム６ｂが遮蔽部材として機能することになり、作業中等にホース２２ｂがこれらの方向から他の物体等と当接する可能性は極めて少ない。ただし、ホース２２ｂのうち、アッパブーム６ｂとは反対側の側部は格別遮蔽されてはおらず、従ってこの方向、つまり図３の左側は露出状態となっている。しかしながら、掘削作業手段４の左側には運転室５が配置されている。運転室５には図示しない側窓が設けられており、オペレータは機械を作動させる際に、この掘削作業手段４を常時視野に入れることができるようになっている。しかも、ブーム６を上げ下げする際や、上部旋回体３を旋回させる際には、オペレータは掘削作業手段４を視野に入れながら操作するものであり、掘削作業手段４の左側面、つまりホース２２ｂが配設されている側の面は常時障害物等が存在するか否かが確認される。そして、障害物等が存在する際には、オペレータは必ずその回避動作を行うようにする。従って、たとえホース２２ｂがこの方向には露出状態になっていても、これらのホース２２ｂが他の物体と衝突するおそれは極めて少なくなる。
【００２６】
以上のように、ホース２２ｂは、リンク部材１８（若しくはブーム６）の内部に挿通させる等、制約された空間内に配置せず、外部に配置されているにも拘らず、他の物体等と接触する可能性が著しく低くなり、実質的にホース２２ｂの保護が図られる。また、ホース２２ｂはリンク部材１８の枢支ピン１９，２０を設けた位置乃至その近傍を通るようなし、最小限の余長を持たせれば良いように構成している。従って、ホース２２ｂの引き回しをコンパクトに行うことができ、かつ余長の突出量が少なくなる分だけ、さらに他の物体等との衝突の可能性を減じることができる。さらに、ホース２２ｂを安定した状態で延在させるために、その引き回しの途中における適宜の位置でクランプ部材２５によりクランプさせて固定しているが、クランプ部材２５は、掘削作業手段４の構造部材として高い強度が必要なアッパブーム６ｂではなく、リンク部材１８に取り付けられているので、構造的な問題点を解消することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、アッパブームに沿って延在されるホースからなる油圧配管が外部に露出しているにも拘らず、岩石，構築物，樹木等といった物体と接触しないように有効に保護できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示すオフセットブーム式建設機械の一例としての油圧ショベルの全体構成図である。
【図２】図１の油圧ショベルにおけるアッパブームとその両端連結部とを拡大して示す図である。
【図３】図２の矢印方向から見た平面図である。
【図４】図３のアッパブームを一方向に作動させた状態を示す作動説明図である。
【図５】図３のアッパブームを図４とは反対方向に作動させた状態を示す作動説明図である。
【図６】ホースのクランプ部材を示す断面図である。
【符号の説明】
１  下部走行体      ３  上部旋回体
４  掘削作業手段    ５  運転室
６  ブーム          ６ａ  ロアブーム
６ｂ  アッパブーム  ７  アーム
８  バケット        １１  ブームシリンダ
１２  アームシリンダ
１３  バケットシリンダ
１４，１５  連結ピン
１６，１７  ブラケット
１８  リンク部材
１９，２０  枢支ピン
２１  オフセットシリンダ
２２  油圧配管      ２２ａ  パイプ
２２ｂ  ホース      ２３，２４  接続部
２５  クランプ部材
【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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