JP4237682B2 - 作業機械の作業腕 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベルのような作業機械に装備される作業腕に関する。

作業機械の典型例である例えば油圧ショベルは、複数個の作業腕を軸によって多関節構造に連結し先端部にバケットのような作業具を取り付けた作業腕装置を備えている。

この作業腕装置の一形態として周知のオフセットブーム装置がある（例えば、特許文献１参照）。このオフセットブーム装置は、機体に上下方向に揺動作動自在に取り付けられた基端ブームと、基端ブームの先端に左右方向に揺動作動自在に取り付けられたオフセットブームと、オフセットブームの先端に上下方向に揺動作動自在に取り付けられ、バケットのような作業具が取り付けられたアームを備えている。そして、基端ブームに対しオフセットブームを揺動させることにより、基端ブームに対するアームの左右機体幅方向位置をずらす（オフセットする）ことができる。したがって、このオフセットブーム装置によって、例えば機体を正面に向けたままの状態で機体の幅よりも外側にバケットによって側溝を効率よく掘削することができる。

オフセットブームをオフセットさせるには、オフセットブームに並べて基端ブームに取り付けられたオフセット作動シリンダを伸縮作動させることにより行なわれる。

上述したオフセットブーム装置のオフセットブームの典型例について図４（特許文献１の図８に相当する図）を参照して説明する。番号４０で示すオフセットブームは、長手方向（図４の左右方向）に延びる一対の上板４２ａ、下板４２ｂ、並びに一対の側板４４ａ、側板４４ｂを溶接接合し断面矩形の箱型に形成され、長手方向両端部には連結用軸が挿通される筒状の連結ボス４６が、その両端を上板４２ａ及び下板４２ｂそれぞれを貫通し、また側板４４ａ、４４ｂそれぞれの長手方向端部に当接し、それぞれに溶接接合され取り付けられている。
特開２００２−４７６８０号公報

しかしながら、上述したとおりのオフセットブーム４０のごとき作業腕には、次のとおりの解決すべき問題がある。

オフセットブーム４０には、オフセットブーム装置の機構上、基端ブームとアームの間でオフセットした状態で使用され両端の連結ボス４６、４６に種々の方向の力が作用するので、「ねじる力」が作用する。したがって、連結ボス４６，４６が貫通する上板４２ａ及び下板４２ｂの交差した部分に集中した応力が発生しやすい。この応力を減らす対策として、例えば図５に示すように、連結ボス４６と上板４２ａ及び下板４２ｂの接合部分それぞれに補強板４８が追加され、また上板、下板、側板の厚さ増加が行なわれる。しかしながらこれらの対策は、作業腕が重くなり作動が遅くなる、機体のバランスが悪くなる、作業腕を持ち上げる力が減るなど作業腕装置の性能が低下する、またコストが高くなる、などの問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、作業腕に加わる外力例えば「ねじり」に対して強く、部品点数が少なく、質量が軽く、またコストが高くなるのをおさえることができる、作業機械の作業腕を提供することである。

本発明によれば上記技術的課題を解決する作業腕として、長手方向両端部に互いに実質上平行に軸の挿通される軸受穴が備えられた作業機械の作業腕であって、該長手方向に延びる基板と、この基板の一側面の長手方向両端部に、板材によりＬ字状に曲げ成形されＬ字の一辺側の端を接合し他辺側を該長手方向の先端に向けて取り付けられた一対のＬ型部材と、該基板の一面側の一対のＬ型部材の間に位置し、板材により断面溝状に成形されて該長手方向に延び、延びた両端部を一対のＬ型部材の各々に、溝状断面の開口部を該基板にそれぞれ接合し取り付けられた溝型部材と、該一対のＬ型部材の他辺側と該基板の一面側の間に差し渡されそれぞれに接合された一対の軸受部材とを備え、この軸受部材並びに該Ｌ型部材及び基板を通して該軸受穴が形成されている、ことを特徴とする作業機械の作業腕が提供される。

好適には、該作業腕は、作業機械である油圧ショベルに装備されたオフセットブーム装置の、機体に取り付けられた基端ブームと作業具が取り付けられたアームとの間に介在されたオフセットブームである。

本発明に従って構成された作業腕によれば、両端の軸受部に板材を曲げたＬ型部材を用い、また一対のＬ型部材を基板及び板材を断面溝状に曲げた溝型部材に接合したので、このＬ型の曲げ部によって外力を集中させないで吸収することができる。また軸受穴の形成された軸受部材は、基板及びＬ型部材の間にそれぞれに貫通されないで当接され、かつそれぞれに全周接合できるので、応力の集中が回避される。したがって、補強板追加、板厚増加などの不要な、外力に対して強い、部品点数の少ない、質量の軽い、またコストの高くなるのをおさえることができる、作業腕を提供できる。

以下、本発明に従って構成された作業機械の作業腕について、好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。

図１を参照して説明する。全体を番号２で示す作業腕は、長手方向（図１（ａ）の左右方向）に矩形帯状に延びた基板４と、基板４の一側面Ｆのこの長手方向両端部に一辺が取り付けられた一対のＬ型部材６、６と、基板４の面ＦとＬ型部材６、６の間に位置した溝型部材８と、Ｌ型部材６、６それぞれの他辺と基板４の面Ｆの間に差し渡された一対の軸受部材１０、１０を備えている。

Ｌ型部材６は、板材をＬ字状に曲げＲで曲げて形成され、Ｌ字の一辺６ａの端を面Ｆに接合し他辺６ｂを作業腕２の長手方向先端側に向けて取り付けられている。

溝型部材８は、板材を断面矩形溝状に曲げて形成され、作業腕２の長手方向の両端部をＬ型部材６、６各々の一辺６ａに、溝断面の開口部を基板４の面Ｆに、それぞれ接合し取り付けられている。

軸受部材１０は、円柱状に形成されＬ型部材６の他辺６ｂと基板４の面Ｆの間に差し渡され、それぞれに接合され、この軸受部材１０並びにＬ型部材６及び基板４を通して、作業腕２の両端部に互いに実質上平行に軸（図示していない）が挿通される軸受穴１０ａ、１０ａが形成されている。

上述の作業腕２は、鋼板など鋼部材によって形成された基板４、Ｌ型部材６、溝型部材８、及び軸受部材１０を互いに溶接によって一体に接合し形成されている。

図２及び図３を参照して、作業機械の典型例である油圧ショベルに装備された、上述の作業腕２がオフセットブームとして組み込まれたオフセットブーム装置１２について説明する。オフセットブーム装置１２は、油圧ショベルの機体（図示していない）に上下方向（図２に矢印１２ａで示す方向）に揺動自在に取り付けられた基端ブーム１４と、基端ブーム１４の先端に軸１６ａを介し左右方向（図３に矢印１２ｂで示す方向）に揺動自在に取り付けられたオフセットブーム２と、オフセットブーム２の先端に軸１６ａと平行に配設された軸１６ｂによって取り付けられたブラケット１８に上下方向（図２に矢印１２ｃで示す方向）に揺動自在に取り付けられたアーム２０と、アーム２０の先端に取り付けられたバケット２２を備えている。

機体と基端ブーム１４の間にはブーム作動シリンダ２４が、基端ブーム１４とブラケット１８の間にはオフセットブーム作動シリンダ２６が、ブラケット１８とアーム２０の間にはアーム作動シリンダ２８が、アーム２０とバケット２２の間にはバケット作動シリンダ３０がそれぞれ取り付けられている。

かくして、オフセットブーム作動シリンダ２６を伸縮作動させ基端ブーム１４に対しオフセットブーム２を軸１６ａ中心に揺動させると、基端ブーム１４が取り付けられた機体の中心Ｘに対しアーム２０は左右方向に幅Ｗの間の任意の位置にオフセットされる。

したがって、オフセットブーム装置１２はオフセットブーム２が機体の中心Ｘに対し両端の軸１６ａ、１６ｂの位置がオフセットした状態で使われるので、オフセットブーム２には、例えばバケット２２によって溝掘削作業をしたときに「ねじる力」が作用する。

上述したとおりの作業腕であるオフセットブーム２の作用について、主として図１を参照して説明する。

作業腕であるオフセットブーム２両端の軸受部材１０が取り付けられる部分に、板材を曲げたＬ型部材６を用い、また一対のＬ型部材６，６を基板４及び板材を断面溝状に曲げた溝型部材８に接合したので、オフセットブーム２を「ねじる力」に対し、Ｌ型部材６の曲げＲ部によって応力を集中させないで吸収することができる。また軸受穴が形成された軸受部材１０は、基板４及びＬ型部材６の間に、それぞれに貫通しないで当接し、かつその全周を接合できるようにしたので、応力の集中が回避される。

したがって、従来のように「ねじる力」に対する補強板の追加、板厚の増加などの不要な、外力に対して強い、板材曲げ成形による部品点数の少ない、質量の軽い、またコストの高くなるのをおさえることができる作業腕が提供される。

本発明に従って構成された作業機械の作業腕の（ａ）側面図、（ｂ）図（ａ）の矢印方向に見た断面図、（ｃ）Ｌ型部材の斜視図。 図１に示す作業腕が組み込まれたオフセットブーム装置の側面図。 図２のＡ−Ａ矢印方向に見た平面図。 従来の作業腕の側面図及び断面図。 従来の補強された作業腕の側面図。

符号の説明

２：オフセットブーム（作業腕）
４：基板
６：Ｌ型部材
８：溝型部材
１０：軸受部材
１０ａ：軸受穴
４０：オフセットブーム（作業腕）

Claims (2)

1. 長手方向両端部に互いに実質上平行に軸が挿通される軸受穴を有する作業機械の作業腕であって、 該長手方向に延びる基板と、 この基板の一側面の長手方向両端部に、板材によりＬ字状に曲げ成形されＬ字の一辺側の端を接合し他辺側を該長手方向の先端に向けて取り付けられた一対のＬ型部材と、 該基板の一面側の一対のＬ型部材の間に位置し、板材により断面溝状に成形されて該長手方向に延び、延びた両端部を一対のＬ型部材の各々に、溝状断面の開口部を該基板にそれぞれ接合し取り付けられた溝型部材と、 該一対のＬ型部材の他辺側と該基板の一面側の間に差し渡されそれぞれに接合された一対の軸受部材とを備え、 この軸受部材並びに該Ｌ型部材及び基板を通して該軸受穴が形成されている、ことを特徴とする作業機械の作業腕。
2. 該作業腕が、作業機械である油圧ショベルに装備されたオフセットブーム装置の、機体に取り付けられた基端ブームと作業具が取り付けられたアームとの間に介在されたオフセットブームである、請求項１記載の作業機械の作業腕。

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