JP2012052391A

JP2012052391A - 作業機械のブーム配管構造

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Publication number: JP2012052391A
Application number: JP2010197633A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Hosaka; 善伸保坂
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2012-03-15
Anticipated expiration: 2030-09-03
Also published as: JP5141734B2

Abstract

【課題】ブーム内に通されるブーム配管をブーム内に簡単に能率良く取付け得るようにする。
【解決手段】ブーム配管２０を、ブーム長さ方向に長いホルダ本体２５に配管クランプ２６を取付けて成る配管ホルダ２４に固定して、一体物としての配管ユニットＵを構成する。この配管ユニットＵをブーム１２内に一端側から挿入し、互いの突起と切欠が一致する位置で落とし込んで突起とこれと対向するブーム側壁との間に挟み込み、さらに挿入して、前後両端においてストッパで位置固定することによってブーム内に固定する構成とした。
【選択図】図４

Description

本発明は箱形ブームを備え、このブームの内側に配管を通す作業機械のブーム配管構造に関するものである。

掘削や解体、溶湯容器の付着物除去等に使用され、伸縮自在な箱形ブームをベースマシンにブーム軸心まわりに回転自在に取付けたブーム回転・伸縮式の作業機械を例にとって背景技術を説明する。

この作業機械は油圧ショベルを母体として構成されるもので、図１２，１３に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が地面と鉛直な軸のまわりに旋回自在に搭載されてベースマシンＡが構成される。３は上部旋回体２に設置されたキャビンである。

このベースマシンＡの上部旋回体２はアッパーフレーム４を備え、このアッパーフレーム４にブーム支持フレーム５及びブーム支持機構６を介して箱形のブーム７が取付けられる。

ブーム支持機構６は円筒状の胴部８を有し、ブーム７がこの胴部８にこれを貫通する状態で前後両側のベアリング９，９を介してブーム軸心Ｘまわりに回転自在に支持される。

また、胴部８とブーム７との間に、油圧モータとその回転力をブーム７に伝える歯車伝動機構(いずれも図示省略)とが設けられてブーム回転駆動機構が構成され、同機構によってブーム７がブーム軸心Ｘまわりに回転駆動される。

図１２中、１０はアッパーフレーム４と胴部８との間に設けられた起伏シリンダで、同シリンダ１０によって胴部８とブーム７が一体に起伏作動する。

ブーム７は、図１４，１５にも示すように固定ブームである基端ブーム１１と、この基端ブーム１１にテレスコープ状にスライド自在に嵌合された可動ブームである先端ブーム１２と、この両ブーム１１，１２に跨ってブーム内部に設けられた伸縮シリンダ(油圧シリンダ)１３とによって伸縮自在に構成されている。

伸縮シリンダ１３は、シリンダチューブの基端部が基端ブーム１１に、先端部が先端ブーム１２にそれぞれ止め付けられている。

この伸縮シリンダ１３のチューブ先端部には、図１５に示すように四方向に向けて放射状にスライドパッド１４，１５，１６，１７が設けられ、この各スライドパッド１４〜１７が先端ブーム１２の各側壁内面に摺接することにより、伸縮シリンダ１３の中間部が支持されてその自重による撓みや座屈が防止される。

一方、図１２に示すように先端ブーム１２の先端に油圧式の作業装置(図ではブレーカを例示する)１８が取付けられ、ブーム７の起伏、伸縮、回転によりこの作業装置１８の位置と向きが変えられる。

この作業装置１８の油圧駆動部分(ブレーカの場合はブレーカシリンダ。図示省略)は、図１４に示す先端側配管１９、先端ブーム１２の内側に通されたブーム配管２０、基端ブーム１１内から外部に出る基端側配管２１によって、ベースマシンＡの上部旋回体２に搭載された図示しない油圧ポンプ及びタンクに接続される。

なお、ブーム先端には、この機械の用途に応じた種々の作業装置が互換可能に取付けられ、この作業装置に応じて圧力、流量が異なることから、図１５に示すように配管１９〜２１も径が異なる複数種類(複数本)が設けられる。

但し、図１４では図の簡略化のため各配管１９〜２１について一本のみを示している。

また、基端側配管２１は、通常、配管保護のためにケーブルベア等と称されるチェーン式の配管保持具(図示省略)に保持される。

各配管１９〜２１のうち、先端側及び基端側両配管１９，２１には可撓性のホース、ブーム配管２０には鋼管チューブがそれぞれ用いられ、ブーム組立段階で、ブーム配管２０が先端ブーム１２内に取付けられるとともに、その先端側に先端側配管１９、基端側に基端側配管２１がそれぞれ継手(符号省略)によって接続される。

この種の作業機械の構成は特許文献１に示されている。

特開平１０−５９８８号公報

ブーム配管２０を先端ブーム１２の内側に取付けるに当たって、同ブーム１２の複数個所に窓穴を設け、外部からこの窓穴を通してブーム配管２０をブーム内に配索し固定することが考えられるが、この方法は、同ブーム１２の強度低下を招くため現実的でない。

そこで従来は、図１４，１５に示すように、ブーム配管２０の長さ方向複数個所に予め配管クランプ２２を取付けるとともに、先端ブーム１２の側壁におけるクランプ対応個所にボルト通し穴(符号省略)を設けておき、ブーム配管２０を先端ブーム１２内に一端側から挿入した上で、クランプ固定ボルト２３を同ブーム１２の外側から配管クランプ２２にねじ込んで配管クランプ２２、すなわちブーム配管２０を先端ブーム１２内に固定する構造をとっている。

しかし、この構造によると、配管クランプ２２のねじ穴と先端ブーム１２のボルト通し穴の位置合わせ、ボルトねじ込み時の配管クランプ２２の保持といった面倒な操作が必要となり、配管固定作業の能率が悪いものとなっていた。

本発明は上記の点に鑑み、ブーム配管をブーム内に簡単に能率良く取付けることができる作業機械のブーム配管構造を提供するものである。

請求項１の発明は、ベースマシンに箱形のブームが取付けられ、このブーム内に配管が通される作業機械のブーム配管構造において、上記ブーム内に通されるブーム配管をブーム長さ方向に長い配管ホルダに固定することにより、ブーム内にその一端側から挿入される一体物としての配管ユニットを構成し、かつ、ブーム内に挿入された上記配管ユニットを挿入方向と直交する方向の両側から挟み込んでブーム長さ方向と直交する方向に拘束する拘束手段と、配管ユニットの前後両端をブーム長さ方向に位置固定するストッパとを具備するものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記拘束手段としてブームの側壁内面に突起を設け、上記配管ユニットを、この突起とこれと対向するブーム側壁との間に挟み込んでブーム長さ方向と直交する方向に拘束するように構成したものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成において、上記突起をブーム長さ方向に間欠的に設ける一方、上記配管ホルダに、上記突起に対する逃げ用の切欠をブーム長さ方向に間欠的に設けることにより、上記配管ユニットを、上記突起と切欠が一致する位置で挿入方向と直交する方向に移動可能とし、突起と切欠がブーム長さ方向にずれた位置でブーム長さ方向と直交する方向に拘束し得るように構成したものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、固定ブームに可動ブームをテレスコープ状に嵌合させるとともに、上記固定、可動両ブームに跨って伸縮シリンダを設けて伸縮ブームを構成する一方、上記配管ホルダを、ブーム長さ方向に長いプレート状のホルダ本体と、このホルダ本体の片面側において上記ブーム配管を長さ方向の複数個所で固定する配管クランプとによって構成し、上記配管ユニットを、上記ホルダ本体の配管クランプ取付側と反対側の面が、上記伸縮シリンダの中間部を支えるスライドパッドの摺接面となる状態で可動ブーム内に取付けるように構成したものである。

本発明によると、ブーム配管をブーム長さ方向に長い配管ホルダに固定することにより、ブーム内にその一端側から挿入される一体物としての配管ユニットを構成し、ブーム内に挿入された配管ユニットを、拘束手段(請求項２，３では突起とこれと対向するブーム側壁)により挿入方向と直交する方向の両側から挟み込んでブーム長さ方向と直交する方向に拘束した状態で、前後両端においてストッパでブーム長さ方向に位置固定することによってブーム配管をブーム内に取付ける構成としたから、従来のようなブーム外側からの穴合わせ等の面倒な操作が不要となり、ブーム配管の取付作業を簡単に能率良く行うことができる。

この場合、請求項３の発明によると、ブーム内に挿入した配管ユニットを、ブーム側の突起と配管ホルダの切欠とが一致する位置でブーム長さ方向と直交する方向(ブーム高さまたは幅方向)に移動させた(落とし込んだ)後、さらに突起と切欠がずれる位置まで挿入し、突起とブーム側壁との間に挟み込んで拘束し得る構成としたから、配管ユニットを終始拘束状態で挿入する場合と比較して、配管ユニットを落とし込みまでの区間において無抵抗で軽快に挿入することができる。このため、配管取付作業がさらに簡単となる。

請求項４の発明によると、伸縮ブームを適用対象として可動ブームにブーム配管を取付ける場合に、配管ホルダを、ブーム長さ方向に長いプレート状のホルダ本体と、ブーム配管をこのホルダ本体の片面側に固定する配管クランプとによって構成し、ホルダ本体の配管取付側と反対側の面が、ブーム側壁内面に代わってスライドパッドの摺接面となる状態で配管ユニットを可動ブーム内に取付けたから、配管ユニットをブーム内に設置したことによってスライドパッドの摺接面が失われたり、摺接面を確保するためにブーム構造が複雑化したりする弊害が生じない。

本発明の実施形態にかかるブーム配管構造を備えたブームの側断面図である。図１の丸囲いＸ部分の拡大図である。図１の丸囲いＹ部分の拡大図である。図２のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。実施形態にかかる配管ユニットの斜視図である。配管ユニットを先端ブーム内に取付ける手順の１を示す斜視図である。同手順の２を示す斜視図である。同手順の３を示す斜視図である。同手順の４を示す斜視図である。同手順の５を示す斜視図である。同手順の６を示す斜視図である。本発明の適用対象例であるブーム伸縮・回転式の作業機械を示す概略側面図である。同概略平面図である。同作業機械における従来のブーム配管構造を示すブームの側断面図である。図１４のＸＶ−ＸＶ拡大断面図である。

本発明の実施形態を図１〜図１１によって説明する。

実施形態は、図１２，１３に示す、油圧ショベルを母体として構成されるブーム伸縮・回転式の作業機械を適用対象としている。

実施形態において、次の構成は図１２〜図１５に示すものと同じである。

(Ｉ) クローラ式の下部走行体上に上部旋回体が地面と鉛直な軸のまわりに旋回自在に搭載されてベースマシンが構成され、上部旋回体のアッパーフレームにブーム支持フレーム及びブーム支持機構を介して箱形のブーム７がブーム軸心まわりに回転自在で、かつ、ブーム起伏シリンダによって起伏自在に取付けられる点。

(ＩＩ) ブーム７は、固定ブームである基端ブーム１１と、この基端ブーム１１にテレスコープ状にスライド自在に嵌合された可動ブームである先端ブーム１２と、この両ブーム１１，１２に跨ってブーム内部に設けられた伸縮シリンダ(油圧シリンダ)１３とによって伸縮自在に構成される点。

(ＩＩＩ) 伸縮シリンダ１３は、シリンダチューブの基端部が基端ブーム１１に、先端部が先端ブーム１２にそれぞれ止め付けられる点。

(ＩＶ) 先端ブーム１２の先端に油圧式の作業装置が取付けられ、ブーム７の起伏、伸縮、回転によりこの作業装置の位置と向きが変えられる点。

(Ｖ) この作業装置の油圧駆動部分は、図１に示す先端側配管１９、先端ブーム１２の内側に通されたブーム配管２０、基端ブーム１１内から外部に出る基端側配管２１によって、ベースマシンの上部旋回体に搭載された図示しない油圧ポンプ及びタンクに接続される点。

このブーム配管構造においては、以上の構成を前提として、ブーム配管２０が配管ホルダ２４に固定されて一体物としての配管ユニットＵが構成され、この配管ユニットＵが先端ブーム１２に基端側からブーム長さ方向に挿入され、前後両端で位置固定されることによって先端ブーム１２内に取付けられる。以下に詳述する。

配管ホルダ２４は、ブーム長さ方向に長い(先端ブーム１２の全長に近い長さ寸法を有する)プレート状のホルダ本体２５と、このホルダ本体２５の片面側においてブーム配管２０を長さ方向の複数個所で固定する複数の配管クランプ２６とによって構成される。

なお、ブーム７はブーム軸心まわりに回転するためその上下、左右の方向性は定まらないが、説明の便宜上、以下でいう「上下」「左右」は図の方向性に従うものとする。

配管クランプ２６は、一対のクランプ体間にブーム配管２０を挟み込んでボルト締めするものとして構成され、一方のクランプ体がホルダ本体２５の下面に固着された枠状のクランプ止め２７(または直接ホルダ本体２５)に溶接等によって取付けられる。

配管ユニットＵを先端ブーム１２内で上下方向(ブーム長さ方向と直交する方向)に拘束する手段として、同ブーム左右両側壁の下部内面に桟状の突起２８がブーム長さ方向に間隔をおいて間欠的に設けられている。

また、ホルダ本体２５の左右両側縁部に、この突起２８が上下方向に通過し得る逃げ用の切欠２９がブーム長さ方向に間隔を置いて間欠的に設けられている。

一方、伸縮シリンダ１３のチューブ先端部に、図４に示すように四方向に向けて放射状にスライドパッド３０，３１，３２，３３が設けられ、この各スライドパッド３０〜３３により伸縮シリンダ１３の中間部が支持されてその自重による撓みや座屈が防止される。

このうち、下向きの下側スライドパッド３０は、ブーム下側壁ではなく、配管ユニットＵを先端ブーム１２内に取付けた状態での配管ホルダ本体２５の上面を摺接面としてスライドするように構成されている。

いいかえれば、配管ユニットＵは、ホルダ本体２５が先端ブーム１２の上下両側壁と平行となり、その上面が下側スライドパッド３０の摺接面となる状態で先端ブーム１２内の下部に取付けられる。

また、配管ユニットＵを先端ブーム１２内において前後両端で位置固定する手段として、先端ブーム先端側の左右両側壁(一方の側壁のみでもよいし、下側壁でもよい)の内面に、配管ホルダ本体２５を挿入方向の前側から受け止めて位置固定する前側ストッパ３４が予め取付けられる。

一方、この前側ストッパ３４によって受け止められた配管ホルダ本体２５の後端側を位置固定する後側ストッパ３５が、配管ユニット挿入後に先端ブーム基端側の下側壁内面に取付けられる。

配管ユニットＵの取付手順を図６〜図１１によって説明する。

(イ) 配管ホルダ２４にブーム配管２０を組み付け、一体化して配管ユニットＵを構成する一方、前側ストッパ３４を先端ブーム１２の先端側に取付けておく。

なお、先端ブーム１２の先端部には、この前側ストッパ３４の取付け、及びブーム配管２０への先端側配管１９の接続のために窓穴３６(図２参照)が設けられている。

(ロ) 図６〜図８に示すように、配管ユニットＵを先端ブーム１２の基端側から同ブーム内の上部、すなわち、突起２８よりも上方に挿入する。

このとき、配管ユニットＵは無抵抗で軽快に挿入することができる。

(ハ) 配管ユニットＵを一定長さまで挿入した段階で、図９に示すように切欠２９が突起２８に一致するように位置調整した上で、図１０に示すように突起２８が切欠２９を通過するまで同ユニットＵを下降(挿入方向と直交する方向に移動)させ、配管ユニットＵを先端ブーム１２内で突起２８よりも下方、すなわち同ブーム内下部であって突起２８とこれに対向する先端ブーム下側壁内面との間に位置させる。

(ニ) 図１１に示すように配管ユニットＵを、前端が前側ストッパ３４で受け止められるまで前進させた後、後側ストッパ３５を取付けてユニット後端を位置固定する。

こうして、配管ユニットＵを、両側ストッパ３４，３５により前後方向(ブーム長さ方向)に位置固定され、かつ、突起２８と先端ブーム下側壁とで上下両側から挟み込まれて上下方向に拘束された状態で先端ブーム１２内に取付けることができる。

この後、ブーム配管２０の先端側に先端側配管１９、基端側に基端側配管２１をそれぞれ接続して配管作業が完了する。

なお、先端ブーム１２の先端側にユニット挿入が可能な開口がある場合には、配管ユニットＵをブーム先端側から挿入してもよい。この場合、後側ストッパ３５を予め取付けておき、ユニット挿入後に前側ストッパ３４を取付けることになる。

このように、ブーム配管２０をブーム長さ方向に長い配管ホルダ２４に固定して一体物としての配管ユニットＵを構成し、この配管ユニットＵを先端ブーム１２内に一端端側から挿入し、ブーム側の突起２８とこれと対向するブーム側壁との間に挟み込んでブーム長さ方向と直交する方向に拘束した状態で、前後両端においてストッパ３４，３５で位置固定することによってブーム配管２０を先端ブーム内に取付ける構成としたから、従来のようなブーム外側からの穴合わせ等の面倒な操作が不要となり、ブーム配管の取付作業を簡単に能率良く行うことができる。

この場合、先端ブーム内に挿入した配管ホルダ２４(配管ユニットＵ)を、互いの突起２８と切欠２９が一致する位置でブーム長さ方向と直交する方向(ブーム高さまたは幅方向)に移動させた(落とし込んだ)後、さらに突起２８と切欠２９がずれる位置まで挿入して、突起２８とブーム側壁との間に挟み込んで拘束する構成としたから、配管ユニットＵを上記落とし込みまでの区間において無抵抗で軽快に挿入することができる。このため、配管取付作業がさらに簡単となる。

さらに、配管ホルダ２４を、ブーム長さ方向に長いプレート状のホルダ本体２５と、ブーム配管２０をこのホルダ本体２５の下面側に固定する配管クランプ２６とによって構成し、ホルダ本体２５の上面が、ブーム側壁内面に代わって下側スライドパッド３０の摺接面となる状態で配管ユニットＵを先端ブーム１２内に取付けたから、配管ユニットＵを先端ブーム１２内に設置したことによってスライドパッド３０の摺接面が失われたり、摺接面を確保するためにブーム構造が複雑化したりする弊害が生じない。

しかも、下側スライドパッド３０の脚長(伸縮シリンダ１３からパッド先端までの距離)が短くなるため、同パッド３０のスライドの安定性、すなわち伸縮シリンダ１３の支持の安定性が良くなり、同シリンダ１３の撓みや座屈の防止効果を高めることができる。

他の実施形態
(１) 上記実施形態では、ホルダ本体２５の前端を前側ストッパ３４に、後端を後側ストッパ３５にそれぞれ当接させることによって、配管ユニットＵの前端及び後端を位置固定する構成としたが、前端及び後端の配管クランプ２６を両側ストッパ３４，３５に当接させる構成をとってもよい。

(２) 上記実施形態では、配管ユニットＵを先端ブーム１２内の上部に一定長まで挿入し、互いの切欠２９と突起２８が一致する位置で落とし込んだ後、さらに挿入することにより、同ユニットＵを突起２８とブーム下側壁との間に挟み込んで上下方向に拘束する構成をとったが、ブーム側壁に上記突起２８のような間欠的な突起、またはブーム全長に亘る断面コの字形等の突起を設け、配管ユニットＵを、最初からブーム内下部で突起と側壁との間に挿入する構成をとってもよい。

あるいは、突起を断面コの字形に形成し、配管ユニットＵをこの突起内に挿入する構成をとってもよい。

これらの構成によると、配管ユニットＵに終始挿入抵抗が作用すること、挿入隙間分のガタつきが生じる(あるいはガタつき防止策を付加する必要がある)等の不利点がある反面、落とし込み操作が不要となることで取付操作が単純化される利点がある。

(３) 上記実施形態は、ブームが伸縮かつ回転式の作業機械を適用対象としたが、本発明はブームが非伸縮式及び非回転式の作業機械にも適用することができる。

Ａベースマシン
１ベースマシンを構成する下部走行体
２同、上部旋回体
７伸縮式のブーム
１１ブームを構成する基端ブーム
１２同、先端ブーム
１３伸縮シリンダ
Ｕ配管ユニット
２０ブーム配管
２４配管ホルダ
２５ホルダ本体
２６配管クランプ
２８拘束手段としての突起
２９切欠
３０スライドパッド
３４前側ストッパ
３５後側ストッパ

Claims

ベースマシンに箱形のブームが取付けられ、このブーム内に配管が通される作業機械のブーム配管構造において、上記ブーム内に通されるブーム配管をブーム長さ方向に長い配管ホルダに固定することにより、ブーム内にその一端側から挿入される一体物としての配管ユニットを構成し、かつ、ブーム内に挿入された上記配管ユニットを挿入方向と直交する方向の両側から挟み込んでブーム長さ方向と直交する方向に拘束する拘束手段と、配管ユニットの前後両端をブーム長さ方向に位置固定するストッパとを具備することを特徴とする作業機械のブーム配管構造。
上記拘束手段としてブームの側壁内面に突起を設け、上記配管ユニットを、この突起とこれと対向するブーム側壁との間に挟み込んでブーム長さ方向と直交する方向に拘束するように構成したことを特徴とする請求項１記載の作業機械のブーム配管構造。
上記突起をブーム長さ方向に間欠的に設ける一方、上記配管ホルダに、上記突起に対する逃げ用の切欠をブーム長さ方向に間欠的に設けることにより、上記配管ユニットを、上記突起と切欠が一致する位置で挿入方向と直交する方向に移動可能とし、突起と切欠がブーム長さ方向にずれた位置でブーム長さ方向と直交する方向に拘束し得るように構成したことを特徴とする請求項２記載の作業機械のブーム配管構造。
固定ブームに可動ブームをテレスコープ状に嵌合させるとともに、上記固定、可動両ブームに跨って伸縮シリンダを設けて伸縮ブームを構成する一方、上記配管ホルダを、ブーム長さ方向に長いプレート状のホルダ本体と、このホルダ本体の片面側において上記ブーム配管を長さ方向の複数個所で固定する配管クランプとによって構成し、上記配管ユニットを、上記ホルダ本体の配管クランプ取付側と反対側の面が、上記伸縮シリンダの中間部を支えるスライドパッドの摺接面となる状態で可動ブーム内に取付けるように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業機械のブーム配管構造。