JP4703528B2 - 掘削作業機のシリンダ取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、バックホー等の掘削作業機の、アームにシリンダを取り付けるための掘削作業機のシリンダ取付構造に関するものである。

バックホー等の掘削作業機には、ブームの先端側に揺動自在に支持されたアームと、このアームの先端側にスクイ・ダンプ自在に設けられたバケットとを備え、アームの先端側に、サムと呼称される親指状（アーム状）の部材が枢着され、このサムとバケットとで、被挟持物を挟持することができるようにしたものがある。この種の掘削作業機のアームは、一般に、背壁と左右一対の側壁とを有する断面コの字状のアーム本体と、アーム本体の開口端側を塞ぐように一対の側壁間に固着された腹板とを備え、アームの腹板側に取付ブラケットが固着され、取付ブラケットにサムシリンダの一端部が支持され、サムシリンダの他端部がサムの中途部に回動自在に枢支されて、サムシリンダを伸縮させることにより、サムが揺動するように構成されている。

この種の従来の掘削作業機のシリンダ取付構造には、アーム本体の一対の側壁の開口端に開口を塞ぐように溶接した腹板に、ベース板を重合して溶接し、さらにベース板に一対のシリンダ取付リブを重合して溶接するようにし、ベース板の形状をアーム長手方向に延びる二股状に形成して、これによりベース板の溶接範囲をアーム長手方向に増大させ、これにより、取付ブラケットのアーム長手方向の端部に応力が集中してアーム等が破損するのを防止するようにしたものがある（例えば、特許文献１，２）。
特開２００３−３４９４７号公報 特開２００３−３４９４６号公報 特開２００１−８２４０６号公報

しかし、従来のものは、アームの腹板にベース板を重合して溶接し、さらにベース板に対してシリンダ取付リブを重合して溶接するものであり、部材を順次溶接するものであって、溶接部分が平面的であり、アーム本体と腹板と取付ブラケットとを相互に溶接して補強し合うような関係にはなく、アーム乃至取付ブラケットの破損の防止が不十分であった。
本発明は、前記問題点に鑑みて、アーム本体と腹板と取付ブラケットとを相互に補強して、アーム乃至取付ブラケットの破損をより確実に防止できるようにしたものである。

この技術的課題を解決する本発明の技術的手段は、先端側に掘削作業を行う掘削作業具が設けられると共に、基端側が、ブームに揺動自在に支持されたアームを備え、このアームは、背壁と左右一対の側壁とを有する断面コの字状のアーム本体と、アーム本体の開口端側を塞ぐように一対の側壁間に溶接された腹板とを備え、アームの腹板側に取付ブラケットが固着され、取付ブラケットにシリンダの一端部が支持された掘削作業機のシリンダ取付構造において、
アームの腹板は、一対の側壁の外端面よりも背壁側に没入した開口端側中途部に溶接され、取付ブラケットは、左右一対の取付壁と一対の取付壁の底部側の端部を連結する連結壁とを有し、一対の取付壁間にシリンダの一端部が支軸廻りに回動自在に支持され、取付ブラケットの連結壁の両端部が、アーム本体の一対の側壁の外端面側に溶接され、連結壁のアーム長手方向の両端側に、一対の接続片が突設され、一対の接続片は連結壁からアーム本体の背壁側に曲げられて一対の側壁間に挿入され、一対の接続片の先端側が腹板に溶接されている点にある。

また、本発明の他の技術的手段は、前記アームの先端側に、掘削作業具との間で被挟持物を挟持するためのサムが支軸廻りに回動自在に枢支され、前記シリンダは油圧シリンダからなるサムシリンダとされ、シリンダの他端部はサムの中途部に支軸廻りに回動自在に枢支され、シリンダを伸縮させることにより、サムが支軸廻りに揺動するように構成されている点にある。

本発明によれば、アームの腹板は、アーム本体の一対の側壁の外端面よりも背壁側に没入した開口端側中途部に溶接され、取付ブラケットの連結壁の両端部がアーム本体の一対の側壁に溶接され、取付ブラケットの一対の接続片がアームの腹板に溶接され、これら溶接部分は前後、左右及び上下に互いに離間していて、立体的に離れた部分で溶接されており、また、アーム本体と腹板と取付ブラケットとは相互に溶接されて、互いに補強し合う関係になり、アームのシリンダ取付部分に応力が集中することによるアーム乃至取付ブラケットの破損をより確実に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１において、１は、トラクタ（走行車両）２の前部にフロントローダ３を装着すると共にトラクタ２の後部にバックホー（掘削作業機）４を装着してなるＴＬＢと称される作業車である。
前記トラクタ２は、左右一対の前輪５と、左右一対の後輪６とで車体７を走行可能に支持した２軸４輪型のトラクタ２であり、本実施形態におけるトラクタ２の車体７は、エンジン８の後部にクラッチハウジング（又はフライホイールハウジング）９，センターフレーム１０，ミッションケース１１，デフケース１２を順次連結して構成されている。

クラッチハウジング９とミッションケース１１とを連結する前記センターフレーム１０は板材を組み合わせてなる板金製であり、エンジン８からの動力はセンターフレーム１０内を通る伝動軸１９を介してクラッチハウジング９からミッションケース１１へと伝達されるように構成されている。
エンジン８の左右側面下部には、該エンジン８から前方に延びる前車軸フレーム１３がボルト固定されており、この前車軸フレーム１３にバッテリー，ラジエータ，燃料タンク等が支持され、これらエンジン８，バッテリー，ラジエータ，燃料タンク等はボンネット１４によって覆われている。

車体７の後部の左右両側には、左右後輪６の左右方向内方側を覆う後輪フェンダ１５が設けられ、左右後輪フェンダ１５間には運転席１６が前向き姿勢と後ろ向き姿勢とに姿勢変更自在に配置され、この運転席１６はトラクタ２の車体７上にシート支持装置１７等を介して支持されており（図３参照）、前記運転席１６の前方にはステアリングハンドル１８が設けられている。
車体７には、トラクタ２にフロントローダ３とバックホー４を装着するための作業機装着フレーム２１が設けられている。

この作業機装着フレーム２１は、車体７の左右両側に配置された板材からなるメインフレーム２２を備えており、この左右各メインフレーム２２の前部には、左右方向の軸心を有する円筒状の支持台２３の左右方向内方側が左右方向に貫通されて溶接によって固定されている。
左右各支持台２３の左右方向内端側には、取付ブラケット２４が前方に向けて突出するように溶接等によって固定され、この左右取付ブラケット２４は、クラッチハウジング９の下方側に位置する連結部材で相互に連結されていると共に前記前車軸フレーム１３の左右方向外側面にボルト等によって取付固定されている。

これによって、作業機装着フレーム２１の前部が車体７に取り付けられている。
作業機装着フレーム２１の後部は、左右のメインフレーム２２がデフケース１２側にボルト固定されることにより、車体７に取り付けられている。
左右各支持台２３の左右方向外端側には、各支持台２３から上方突出状に固定されたマスト２６が設けられ、該左右のマスト２６がフロントローダ３が取り付けられるローダ取付部とされている。
また、左右の各メインフレーム２２の後部に、バックホー４が着脱自在に取り付けられるバックホー取付部２７が設けられている。

フロントローダ３は、後端側が左右各マスト２６の上部に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支連結されたブーム２９と、背面側下部が左右ブーム２９の前端側にバケット枢軸３０を介して左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支連結されたバケット３１とを有する。
左右の各ブーム２９は、左右方向で同じ側にあるマスト２６とブーム２９との間に介装されたブームシリンダ３２（アクチュエータ）の伸縮によって上下揺動され、バケット３１は左右各ブーム２９とバケット３１との間に介装されたバケットシリンダ３３（アクチュエータ）の伸縮によってスクイ・ダンプ動作（バケット枢軸３０回りに上下揺動）される。

これら左右のブームシリンダ３２及びバケットシリンダ３３は油圧シリンダによって構成されており、ブームシリンダ３２は各ブーム２９の後部下方側に配置され、バケットシリンダ３３は各ブーム２９の前部上方側に配置されている。
ブームシリンダ３２のシリンダロッド先端側はマスト２６の上下方向中途部に左右方向の軸心回りに回動自在に枢支連結され、該ブームシリンダ３２のボトム側端部はブーム２９の長手方向中途部に左右方向の軸心回りに回動自在に枢支連結されている。
バケットシリンダ３３のボトム側端部はブーム２９の長手方向中途部に左右方向の軸心回りに回動自在に枢支連結され、該バケットシリンダ３３のシリンダロッドの先端側には、第１リンク３６と第２リンク３７の一端側が左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支連結されている。

第１リンク３６の他端側はバケット３１背面の前記バケット枢軸３０の上方側に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支連結され、第２リンク３７の他端側はブーム２９前端側の前記バケット枢軸３０の後方側に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支連結されている。
図１〜図３において、バックホー４は、作業機装着フレーム２１の後部に着脱自在に取り付けられる基台４１と、この基台４１の後部に上下軸回りに左右揺動自在に支持されたスイングブラケット４２と、このスイングブラケット４２の下部側に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支連結されたブーム４３と、このブーム４３の先端側に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支連結されたアーム４４と、このアーム４４の先端側に回動自在に枢支連結されたバケット（掘削作業具）４５と、基台４１の左右両側に備えられたアウトリガー（図示省略）とを有する。左右のアウトリガーは、アウトリガーと基台４１との間に介装されたアウトリガーシリンダによってそれぞれ上下揺動される。

スイングブラケット４２は、基台４１とスイングブラケット４２との間に介装された図示省略のスイングシリンダの伸縮によって左右揺動され、スイングブラケット４２と、ブーム４３の長手方向中途部に設けたブラケット５０との間には、油圧シリンダからなるブームシリンダ４６が介装され、このブームシリンダ４６のピストンロッドの出退によりブーム４３が上下に揺動される。
アーム４４の基端側に設けられたブラケット５１と、ブーム４３の長手方向中途部に設けたブラケット５０との間には、油圧シリンダからなるアームシリンダ４７が介装され、このアームシリンダ４７のピストンロッドの出退によりアーム４４が前後に揺動される。

バケット４５は、ブラケット５７，５８を介してアーム４４の先端側に設けたボス部５３に左右方向の支軸５４回りに回動自在に枢支されている。また、バケット４５には、ブラケット５７，５８を介して第１リンク５５の一端側が左右方向の支軸廻りに回動自在に枢支され、アーム４４のボス部５３の基端寄りには、第２リンク５６の一端側が左右方向の軸心廻りに回動自在に枢支されており、これら第１、第２リンク５５，５６の他端側同志は、左右方向の支軸廻りに回動自在に相互に枢着されており、この枢着部と前記ブラケット５１との間に油圧シリンダからなるバケットシリンダ４８が介装され、このバケットシリンダ４８のピストンロッドの出退によりバケット４５が前後に揺動される。

アーム４４の先端側には、サム５９と呼称される親指状（アーム状）の部材が装着されている。このサム５９は、バケット４５との間で被挟持物を挟持するためのもので、その基端側が、アーム４４先端側のボス部５３に、左右方向の支軸５４廻りに回動自在に枢支されていて、揺動自在に支持されている。
図４及び図５に示すように、アーム４４は、背壁６３と左右一対の側壁６４とを有する断面コの字状のアーム本体６５と、アーム本体６５の開口端側を塞ぐように一対の側壁６４間に固着された腹板６６とを備え、アーム４４の腹板６６側に取付ブラケット６７が固着され、取付ブラケット６７にサムシリンダ６８の一端部が支持されている。アーム４４の腹板６６は、一対の側壁６４の外端面よりも背壁６３側に没入した開口端側中途部にすみ肉溶接され、一対の側壁６４の外端部は腹板６６よりも外方に突出している。

取付ブラケット６７は、左右一対の取付壁７１と一対の取付壁７１の底部側の端部を連結する連結壁７２とをコの字状に有し、取付ブラケット６７の連結壁７２の左右方向の両端部が一対の側壁６４の外端面に重合されて、連結壁７２の左右方向の両端部が一対の側壁６４の外端面側にすみ肉溶接され、連結壁７２のアーム長手方向の両端側に、一対の接続片７５が突設され、一対の接続片７５は連結壁７２からアーム本体６５の背壁６３側に曲げられて一対の側壁６４間に挿入され、一対の接続片７５の先端側が腹板６６に溶接されている。

取付ブラケット６７の一対の取付壁７１間には、サムシリンダ６８のシリンダ本体６８ａの基部が配置され、シリンダ本体６８ａの基部（サムシリンダ６８の一端部）は一対の取付壁７１間に左右方向の支軸７３廻りに回動自在に枢支されている。一対のサムシリンダ６８のピストンロッド６８ｂの先端側は、サム５９の長手方向中途部に左右方向の支軸廻りに回動自在に枢着されている。したがって、サムシリンダ６８を伸縮させる（サムシリンダ６８のピストンロッド６８ｂを出退させる）ことにより、サム５９が支軸５４を中心として揺動するように構成されている。

前記実施の形態によれば、バケットシリンダ４８を伸縮させることにより、図２〜図３に示すように、バケット４５を左右方向の支軸５４廻りに揺動動作させて、すくい動作及びダンプ動作をさせることができる。また、サムシリンダ６８を伸縮させることにより、サム５９をサム５９が支軸５４を中心として揺動させて、図３に示すようにバケット４５とサム４９との間で被挟持物を挟持することができる。
そして、アーム４４の腹板６６は、アーム本体６５の一対の側壁６４の外端面よりも背壁６３側に没入した開口端側中途部に溶接され、取付ブラケット６７の連結壁７２の左右方向の両端部が、アーム本体６５の一対の側壁６４の外端面側に溶接され、一対の接続片７５は連結壁７２からアーム本体６５の背壁６３側に曲げられて一対の側壁６４間に挿入され、一対の接続片７５の先端側が腹板６６に溶接されているので、取付ブラケット６７のアーム４４への各溶接部分及び腹板６６とアーム本体６５の溶接部分は、前後、左右及び上下に互いに離間していて、立体的に離れた部分で溶接されおり、また、アーム本体６５と腹板６６と取付ブラケット６７とは相互に溶接されて、互いに補強し合う関係になり、アーム４４のシリンダ取付部分に応力が集中することによるアーム４４乃至取付ブラケット６７の破損をより確実に防止することができる。

なお、本実施の形態では、掘削作業機として、ＴＬＢと称される作業車においてトラクタ２の後部に装着してなるバックホー（掘削作業機）４を例示したが、本願発明が適用される掘削作業機は、専用機のバックホーであってもよく、本発明は、ブーム、アーム、バケット等の掘削作業具を有する掘削作業機に採用される。
また、取付ブラケット６７の取付箇所は、本実施の形態のものに限定されることはないし、取付ブラケット６７に取り付けられるシリンダ６８はサムシリンダに限定されず、他のシリンダーであってもよいことは勿論である。

本発明は、トラクタの後部にバックホーを装着してなるＴＬＢと称される作業車やバックホー等の掘削作業機に利用することができる。

本発明の一実施の形態を示す作業車の側面図である。 同バックホー部分の側面図である。 同バックホー部分の側面図である。 同取付ブラケット部分の側面断面図である。 同図４のＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１ 作業車（ＴＬＢ）
２ トラクタ
４ バックホー（掘削作業機）
４３ ブーム
４４ アーム
４５ バケット（掘削作業具）
５９ サム
６３ 背壁
６４ 側壁
６５ アーム本体
６６ 腹壁
６７ 取付ブラケット
６８ サムシリンダ
７１ 取付壁
７２ 連結壁
７３ 支軸

Claims (2)

1. 先端側に掘削作業を行う掘削作業具（４５）が設けられると共に、基端側が、ブーム（４３）に揺動自在に支持されたアーム（４４）を備え、このアーム（４４）は、背壁（６３）と左右一対の側壁（６４）とを有する断面コの字状のアーム本体（６５）と、アーム本体（６５）の開口端側を塞ぐように一対の側壁（６４）間に溶接された腹板（６６）とを備え、アーム（４４）の腹板（６６）側に取付ブラケット（６７）が固着され、取付ブラケット（６７）にシリンダ（６８）の一端部が支持された掘削作業機のシリンダ取付構造において、
   アーム（４４）の腹板（６６）は、一対の側壁（６４）の外端面よりも背壁（６３）側に没入した開口端側中途部に溶接され、取付ブラケット（６７）は、左右一対の取付壁（７１）と一対の取付壁（７１）の底部側の端部を連結する連結壁（７２）とを有し、一対の取付壁（７１）間にシリンダ（６８）の一端部が支軸（７３）廻りに回動自在に支持され、取付ブラケット（６７）の連結壁（７２）の両端部が、アーム本体（６５）の一対の側壁（６４）の外端面側に溶接され、連結壁（７２）のアーム長手方向の両端側に、一対の接続片（７５）が突設され、一対の接続片（７５）は連結壁（７２）からアーム本体（６５）の背壁（６３）側に曲げられて一対の側壁（６４）間に挿入され、一対の接続片（７５）の先端側が腹板（６６）に溶接されていることを特徴とする掘削作業機のシリンダ取付構造。
2. 前記アーム（４４）の先端側に、掘削作業具（４５）との間で被挟持物を挟持するためのサム（５９）が支軸（５４）廻りに回動自在に枢支され、前記シリンダ（６８）は油圧シリンダからなるサムシリンダとされ、シリンダ（６８）の他端部はサム（５９）の中途部に支軸廻りに回動自在に枢支され、シリンダ（６８）を伸縮させることにより、サム（５９）が支軸（５４）廻りに揺動するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の掘削作業機のシリンダ取付構造。

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