JP5468031B2 - ハイポスト型揺動式フロント支持装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自走式作業機において、旋回フレームに油圧シリンダにより水平揺動可能に取付けられるハイポスト型揺動式フロント支持装置に関する。
下部走行体上に旋回フレームを取付け、その旋回フレームに油圧シリンダにより水平揺動されるブラケットを取付け、その水平揺動ブラケットにブーム、アーム等からなる多関節フロント等の作業用フロントを取付けた作業機は、旋回フレームを旋回させることなく、水平揺動ブラケットを水平に揺動させることによって多関節フロントの左右の向きを変更することができるので、作業効率や作業性を上げる点において有用である。
このような水平揺動ブラケットを有する作業機において、作業用フロントの先端に取付ける破砕具、フォークあるいはバケット等の作業具がなるべく高所まで届くようにするため、特許文献1に記載のように、水平揺動式ブラケットとブームとの間に縦型のエクステンションブームを介装してフロント高さを高くしたハイポスト型揺動式フロント支持装置がある。
このような従来のハイポスト型揺動式フロント支持装置においては、水平揺動ブラケットは一般に鋳物で構成され、エクステンションブームは鋼鈑の溶接により構成されたボックス状をなす製缶構造物である。この水平揺動ブラケットとエクステンションブームとの連結は、両者間の力の伝達を分散して行なうため、水平揺動ブラケットとエクステンションブームとをピンにより連結するのみならず、ピンによる連結箇所と別の箇所でリンクを用いて両者を連結している。
特開2006−118151号公報
しかしながら、前述のように水平揺動ブラケットとエクステンションブームとをピンとリンクとにより連結した構造においては、リンクで作業用フロントの自重や作業時の負荷の一部を受ける構造であるため、リンクとして断面積の大きな板厚の厚いものを用いる必要があり、全体の重量も重くなるという問題点があった。また、水平揺動ブラケットとエクステンションブームとの連結にリンクを用いるため、ガタつきが生じるという問題点があった。
また、水平揺動ブラケットとエクステンションブームとの間を連結する縦ピンを着脱する関係上、縦ピンを着脱する空間を縦ピンの上部に確保するため、エクステンションブームが縦ピンより前方に偏位して取付けられる。このため、作業用フロントの取付け位置が前方に偏位し、作業機全体の安定性が悪くなるという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、作業用フロントを高い位置に持ち上げて支持するハイポスト型揺動式フロント支持装置において、リンク使用の場合のガタつきがなくなるとともに、部品点数が少なく、作業機の安定性を向上させることが可能となるものを提供することを目的とする。
請求項1のハイポスト型揺動式フロント支持装置は、作業機の旋回フレームの前部のフロント支持装置取付け部に縦ピンを介して取付けることにより、この縦ピンを中心に揺動シリンダにより左右に揺動可能とされ、上部に作業用フロントが取付けられるハイポスト型揺動式フロント支持装置において、
ボックス型に一体に形成された支持ポストを備え、
前記支持ポストは、上部に作業用フロント取付け部および作業用フロントの俯仰用油圧シリンダ取付け部を有するとともに、下部背面に前記フロント支持装置取付け部に連結する連結部を有し、
前記連結部は、下方から縦ピンを挿着して前記フロント支持装置取付け部に前記支持ポストを水平揺動可能に連結する構造とし、
前記フロント支持装置取付け部に前記支持ポストを連結した状態において、前記支持ポストの上部が下部より前記旋回フレーム側に近づくように後方に傾斜する構造とし、
前記連結部は、前記支持ポストの背面の左右に溶接したブラケット板と、前記左右のブラケット板および前記支持ポスト背面に溶接され、前記縦ピンの上部を挿着するピン挿着孔を有する上板と、前記支持ポストおよび前記左右のブラケット板の各下端に溶接され、前記縦ピンの下部を挿着するピン挿着孔を有する下板とを備え、
前記左右のブラケット板の後部端縁は、前記上板の両側面に溶接される水平縁と、前記水平縁より下方に位置するとともに前記フロント支持装置取付け部の前部の両側にそれぞれ対向し、後方への突出幅を小さくした垂直縁と、前記水平縁と前記垂直縁との間の弧状縁とを有し、
前記ブラケット板の板厚より広幅をなす補強板を、前記水平縁から前記弧状縁を経て前記垂直縁にわたり、前記ブラケット板から前記支持ポストの両側に突出させて溶接したことを特徴とする。
請求項2のハイポスト型揺動式フロント支持装置は、作業機の旋回フレームの前部のフロント支持装置取付け部に縦ピンを介して取付けることにより、この縦ピンを中心に揺動シリンダにより左右に揺動可能とされ、上部に作業用フロントが取付けられるハイポスト型揺動式フロント支持装置において、
ボックス型に一体に形成された支持ポストを備え、
前記支持ポストは、上部に作業用フロント取付け部および作業用フロントの俯仰用油圧シリンダ取付け部を有するとともに、下部背面に前記フロント支持装置取付け部に連結する連結部を有し、
前記連結部は、下方から縦ピンを挿着して前記フロント支持装置取付け部に前記支持ポストを水平揺動可能に連結する構造とし、
前記フロント支持装置取付け部に前記支持ポストを連結した状態において、前記支持ポストの上部が下部より前記旋回フレーム側に近づくように後方に傾斜する構造とし、
前記連結部は、前記支持ポストの背面の左右に溶接したブラケット板と、前記左右のブラケット板および前記支持ポスト背面に溶接され、前記縦ピンの上部を挿着するピン挿着孔を有する上板と、前記支持ポストおよび前記左右のブラケット板の各下端に溶接され、前記縦ピンの下部を挿着するピン挿着孔を有する下板とを備え、
前記ハイポスト型揺動式フロント支持装置は、前記旋回フレームの左右に設けたフロント支持装置取付け部にそれぞれ取付けられ、
前記左右のハイポスト型揺動式フロント支持装置は、前記各支持ポストと、その上部に設ける作業用フロント取付け部および作業用フロント俯仰用油圧シリンダ取付け部と、前記連結部とが共通の構造を有し、
前記左右の連結部の前記下板は同形をなして互いに反転して取付けられるとともに、互いに反対方向に向けて突出させた突出部を有してその突出部に支持ポスト揺動用油圧シリンダ連結ピンの下部を挿着するボスを有し、
前記左右の支持ポストの側面に、前記支持ポスト揺動用油圧シリンダ連結ピンの上部を挿着するボスを有するとともに、左右のものが互いに同形をなして反転させて溶接されたピン連結板を設けたことを特徴とする。
請求項1の発明は、支持ポストをボックス構造の製缶構造物によって一体に形成するとともに、旋回フレームに支持ポストを連結する縦ピンを、支持ポストの下方から挿着する構造とすることにより、支持ポストを下部から上部にわたって旋回フレーム側に近づくように傾斜させた構造を実現したものである。このような一体構造により、従来のリンク使用の場合のガタつきがなくなるとともに、部品点数が少なくなる。
また、支持ポストを下部から上部にわたって傾斜させた一連の構造とすることにより、支持ポストの途中部分に折曲部がなく、応力集中が回避された構造が実現できる。このように、部品点数が減少したことと、支持ポストにおける応力集中が緩和された構造とより、フロント支持装置全体の重量を軽量に構成することが可能になる。
また、縦ピンを下方から挿着する構造とすることにより、支持ポストを下部から上部にわたって後方に近づくように傾斜させた構造を実現したので、支持ポストの上部のフロント取付け部やフロント俯仰用油圧シリンダの取付け部を従来よりも後方に位置させることが可能となる。このため、前述のフロント支持装置の軽量化とも相俟って、作業用フロントを含めた作業機全体の作業機の安定性を向上させることが可能となる。
また、フロント支持装置取付け部への連結部を構成する左右のブラケット板にその板厚より幅広の補強板を溶接したので、ブラケット板の弧状縁の曲率半径を小さくしても、湾曲部にかかる応力に耐えることが可能となり、縦ピンの上部を連結する上板より下方に位置する左右のブラケット板の後方への突出幅を小さくすることが可能となる。このため、支持ポストの水平揺動に伴うフロント支持装置取付け部の前部と左右のブラケット板との干渉が防止できる構造が実現され、支持ポストの水平断面積が狭い構造を容易に実現することができる。
請求項2の発明によれば、左右のフロント支持装置の揺動用油圧シリンダの取付け位置が互いに反対側となるにもかかわらず、大部分の部品を共通に使用できるため、製造ラインの共通化が可能となり、フロント支持装置の製造価格を低減することができる。
本発明のハイポスト型揺動式フロント支持装置の一実施の形態を示す双腕型作業機の左側面図である。 本実施の形態の作業機の右側面図である。 本実施の形態の作業機の正面図である。 本実施の形態の作業機の平面図である。 (A)は本実施の形態の作業機の旋回フレームの左側フロント支持装置を構成する支持ポストを示す右側面図、(B)はその正面図である。 (A)は図5の支持ポストを示す左側面図、(B)はその背面図、(C)はその平面図、(D)はその底面図である。 図5、図6に示す支持ポストの取付け構造を示す斜視図である。 図5、図6に示す支持ポストの取付け構造を示す左側面図である。 図5、図6に示す支持ポストの取付け構造を示す平面図である。 図8のA−A拡大断面図である。 図9のB−B断面図である。 図8のC−C拡大断面図である。
図1は本発明のハイポスト型揺動式フロント支持装置の一実施の形態を示す双腕型作業機の左側面図である。図2はその右側面図、図3はその正面図、図4はその平面図である。図1〜図4において、1はクローラ式下部走行体、2はこの下部走行体1上に旋回装置3を介して設置した上部旋回体である。この上部旋回体2は、旋回フレーム2a上に原動機や油圧ポンプ等からなるパワーユニット4と運転室5とカウンタウエイト6等を搭載して構成される。11は下部走行体1のセンターフレームに起伏可能に取付けた排土板である。
図4に示すように、旋回フレーム2aの前部の左右には作業用フロント7A,7Bを取付けるためのフロント支持装置取付け部8A,8Bが設けられている。各フロント支持装置取付け部8A,8Bには、それぞれフロント支持装置9A,9Bを介して水平揺動可能に作業用フロント7A,7Bが取付けられる。10A,10Bはフロント支持装置9A,9Bを揺動させるために、旋回フレーム2aとフロント支持装置9a,9Bとの間に取付けた油圧シリンダである。
図1に示すように、この実施の形態の左側の作業用フロント7Aは、フロント支持装置9Aの頂部に取付けられ、油圧シリンダでなるブーム俯仰用シリンダ12により俯仰されるブーム13と、ブーム13の先端に油圧シリンダでなるアーム回動用シリンダ14により回動可能に取付けられたアーム15と、油圧シリンダでなる作業具回動用シリンダ16およびリンク17,18によりアーム15の先端に回動可能に取付けられた破砕具19とからなる。破砕具19は切断あるいは破砕用の一対の爪20を油圧シリンダ21により開閉することによって家屋やスクラップ等の対象物の切断あるいは破砕を行なうものである。
図2に示すように、この実施の形態の右側の作業用フロント7Bは、前述のブーム13、アーム15、シリンダ12,14,16、リンク17,18、およびアーム15の先端に取付けられたフォーク22とからなる。フォーク22は一対の把持用爪23を油圧シリンダ(図示せず)によって開閉することによって対象物を把持、開放するものである。作業用フロント7A,7Bは同形、同サイズに構成される場合と、異なる形あるいは異なるサイズに構成される場合がある。また、各作業用フロント7A,7Bの先端に取付けられる作業具も、図示例の他に、ブレーカやバケット等、他の作業具が取付けられる場合もある。
図5、図6は左側のフロント支持装置9Aを示しており、図5(A)、(B)および図6(A)、(B)に示すように、このフロント支持装置9Aの主体となる支持ポスト25は、両側板25aと前板25bと背板25cとを溶接してボックス構造をなす製缶構造物でなる。支持ポスト25の頂部には、ブーム13の根本部をピン26(図1、図3参照)によって取付けるための左右のブラケット板27が溶接されている。27aはピン26を挿着するために左右のブラケット板27に溶接されたボスである。また、支持ポスト25の前面の上部に、作業用フロント7Aを俯仰させるためのシリンダ12をピン28(図1、図3参照)によって取付けるための左右のブラケット板29が溶接されている。29aはピン28を挿着するために左右のブラケット板29に溶接されたボスである。
30はフロント支持装置9Aをフロント支持装置取付け部8Aに連結するための連結部である。この連結部30は、支持ポスト25の背面の左右に溶接したブラケット板31と、左右のブラケット板31および支持ポスト25の背面に溶接され、縦ピン36(図11参照)の上部を挿着するピン挿着孔32aを有する上板32(図6(C)参照)と、支持ポスト25および左右のブラケット板31の下端に溶接され、縦ピン36の下部を挿着する縦ピン挿着孔33aを有する下板33(図6(D)参照)とを備える。
図5(A)に示すように、フロント支持装置取付け部8Aに対して水平姿勢にして組み合わされる上板32や下板33に対し、支持ポスト25の背板25cや前板25bのなす角度θは鋭角をなす。これにより、図1に示すように、支持ポスト25をフロント支持装置取付け部8Aに取付けた状態において、支持ポスト25の上部が下部よりも旋回フレーム2a側、すなわち後方に近づく方向に傾斜姿勢をとるように構成する。
前記連結部30を構成する左右のブラケット板31の後部端縁は、ブラケット板31の上下方向の途中部分で、かつ上板32の下面より高い位置にあって上板32の側面部に溶接される水平縁31aと、水平縁31aから下板33にわたって形成され、フロント支持装置取付け部8Aの前部の両側に対向する垂直縁31b(図12参照)と、水平縁31aと垂直縁31bとの間のコーナーに形成された弧状縁31cとを有する。そして、水平縁31aから弧状縁31cを経て垂直縁31bにわたって、これらの縁と上板32の側面に溶接して補強板34a,34bを設ける。この補強板34a,34bは左右のブラケット板31の板厚より左右の幅が広く、フロント支持装置取付け部8Aと支持ポスト25とを連結する縦ピン36(図7参照)から離れる方向、すなわち支持ポスト25の両側から突出するように設ける。
下板33は作業機の内側に突出させた突出部33bを有し、この突出部33bに油圧シリンダ10Aを連結する連結ピン38(図8参照)を挿着する孔を有するボス33cを溶接する。支持ポスト25の側面における突出部33bの上方には、前記連結ピン38を挿着するボス39aを有するブラケット39を溶接する。
図7〜図12はフロント支持装置取付け部8Aに対するフロント支持装置9Aの取付け構造を示すもので、図7は斜視図、図8は右側面図、図9は平面図、図10は図8のA−A断面図、図11は図9のB−B断面図、図12は図8のC−C断面図である。図8、図11、図12に示すように、フロント支持装置取付け部8Aの先端にはボス40が溶接されており、このボス40を設けた上板32と下板33と左右のブラケット板31,31間に挿入し、上板32に設けたピン挿着孔32aと下板33に設けたピン挿着孔33aに縦ピン36を、下方から挿着する。
図10において、43は縦ピン36を抜け止めするボルトであり、このボルト43は、上板32に設けたボルト挿通孔32bと縦ピン36に設けたピン挿着孔36aに挿通し、上板32に設けたねじ孔32cに螺合することにより、上板32に固定する。
図7に示すように、フロント支持装置9Aを揺動させる油圧シリンダ10Aは、旋回フレーム2aに設けたブラケット44に一端をピン45により連結し、他端を、前記下板33に設けたボス33cと、前記ブラケット39に設けたボス39aに挿着するピン38により支持ポスト25に連結して取付ける。
以上の説明は左側のフロント支持装置9Aについて行なったが、右側のフロント支持装置9Bは左側のフロント支持装置9Aと対象形に構成する。この場合、左右の支持ポスト25やブラケット板31、ブラケット板27,29はボス27a,29aを含めて共通の部材でかつ同じ構造で実現する。また、ブラケット板31、上板32は共通の部材、構造で実現する。下板33は共通の形状の板材を使用し、突出部33bを作業機の内側に向けて支持ポスト25の下面に溶接する。また、揺動用油圧シリンダ10Bを連結するために支持ポスト25の側面に溶接する連結板は、前記連結板39と同じ形状のものを使用し、支持ポスト25の内側(すなわち左側)の側面に溶接して取付ける。
このように、本実施の形態のフロント支持装置9A,9Bは、支持ポスト25をボックス構造の製缶構造物によって一体に形成するとともに、旋回フレーム2aに支持ポスト25を連結する縦ピン36を、支持ポスト25の下方から挿着する構造とすることにより、支持ポスト25を下部から上部にわたって後方(旋回フレーム側)に近づくように傾斜させた構造を実現したものである。このような一体構造により、従来のリンク使用の場合のガタつきがなくなるとともに、部品点数が少なくなる。
また、支持ポスト25を下部から上部にわたって傾斜させた一連の構造とすることにより、支持ポスト25の途中部分に折曲部がなく、応力集中が回避された構造が実現できる。このように、部品点数が減少したことと、支持ポストにおける応力集中が緩和された構造とにより、フロント支持装置9A,9B全体の重量を軽量に構成することが可能になるとともに、安価に提供することが可能となる。
また、縦ピン36を下方から挿着する構造とすることにより、支持ポスト25を下部から上部にわたって後方に近づくように傾斜させた構造を実現したので、支持ポスト25の上部のブラケット板27,29からなるフロント取付け部やフロント俯仰用油圧シリンダの取付け部を従来よりも後方に位置させることが可能となる。このため、フロント支持装置9A,9Bの軽量化とも相俟って、作業用フロント7A,7Bを含めた作業機全体の作業機の安定性を向上させることが可能となる。
また、本実施の形態においては、連結部30を構成する左右のブラケット板31の水平縁31a、弧状縁31c、垂直縁31bにわたって補強板34a,34bを溶接したので、弧状縁31cの曲率半径を小さくしても、弧状縁31cにかかる応力に耐えることが可能となり、縦ピン36の上部を連結する上板32より下方に位置する左右のブラケット板31の垂直縁31bの後方への突出幅を小さくすることが可能となる。このため、図12に示すように、支持ポスト25の矢印Rに示す揺動の際に、フロント支持装置取付け部8Aと左右のブラケット板31の干渉が防止できる構造が実現される。このため、支持ポスト25の左右のブラケット板31,31間の間隔を広げる必要がなくなり、支持ポスト25の水平断面積が狭い小形のものを容易に実現することができる。
また、本実施の形態においては、作業機が双腕型作業機であり、左右のフロント支持装置9A,9Bの各支持ポスト25と、その上部に設けるブラケット板27等からなる作業用フロント取付け部およびブラケット板29等からなる作業用フロント俯仰用油圧シリンダ取付け部と、連結部30とを共通の構造としている。また、連結部30の下板33は左右同形をなして互いに反転して取付けられるとともに、揺動用油圧シリンダ10A,10Bを連結するピン連結するボスを有する連結板39も、左右同形をなして互いに反転させて溶接している。このため、左右のフロント支持装置9A,9Bについて、大部分の部品を共通に使用できるため、製造ラインの共通化が可能となり、フロント支持装置の製造価格を低減することができる。なお、上記の実施の形態においては、左右の補強板34a,34bの左右方向の幅を異ならせているが、この幅を同一にしてもよく、その場合にはさらに部品の共通化が図れる。
以上の説明は作業機が双腕型作業機である場合について説明したが、本発明は1つの作業用フロントを旋回フレーム2aに取付けて構成される作業機にも適用することができる。また、フロント構造は、上記実施の形態以外に種々の構造のものを用いることができる。その他、本発明を実施する場合、上記実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。
1:下部走行体、2:上部旋回体、2a:旋回フレーム、3:旋回装置、4:パワーユニット、5:運転室、6:カウンタウエイト、7A,7B:作業用フロント、8A,8B:フロント支持装置取付け部、9A,9B:フロント支持装置、10A,10B:フロント揺動用油圧シリンダ、12:ブーム俯仰用シリンダ、13:ブーム、14:アーム回動用シリンダ、15:アーム、16:作業具回動用シリンダ,17,18:リンク、19:破砕具、22:フォーク、25:支持ポスト、25a:側板、25b:前板、25c:背板、26:ピン、27:ブラケット板,27a:ボス、28:ピン、29:ブラケット板、29a:ボス、30:連結部、31:ブラケット板、31a:水平縁、31b:垂直縁、31c:弧状縁、32:上板、32a:縦ピン挿着孔、33:下板、33a:縦ピン挿着孔、33b:突出部、33c:ボス、34a,34b:補強板、36:縦ピン、38,45:連結ピン、39:ピン連結板、40:ボス、43:抜け止めボルト、44:ブラケット

Claims (2)

  1. 作業機の旋回フレームの前部のフロント支持装置取付け部に縦ピンを介して取付けることにより、この縦ピンを中心に揺動シリンダにより左右に揺動可能とされ、上部に作業用フロントが取付けられるハイポスト型揺動式フロント支持装置において、
    ボックス型に一体に形成された支持ポストを備え、
    前記支持ポストは、上部に作業用フロント取付け部および作業用フロントの俯仰用油圧シリンダ取付け部を有するとともに、下部背面に前記フロント支持装置取付け部に連結する連結部を有し、
    前記連結部は、下方から縦ピンを挿着して前記フロント支持装置取付け部に前記支持ポストを水平揺動可能に連結する構造とし、
    前記フロント支持装置取付け部に前記支持ポストを連結した状態において、前記支持ポストの上部が下部より前記旋回フレーム側に近づくように後方に傾斜する構造とし、
    前記連結部は、前記支持ポストの背面の左右に溶接したブラケット板と、前記左右のブラケット板および前記支持ポスト背面に溶接され、前記縦ピンの上部を挿着するピン挿着孔を有する上板と、前記支持ポストおよび前記左右のブラケット板の各下端に溶接され、前記縦ピンの下部を挿着するピン挿着孔を有する下板とを備え、
    前記左右のブラケット板の後部端縁は、前記上板の両側面に溶接される水平縁と、前記水平縁より下方に位置するとともに前記フロント支持装置取付け部の前部の両側にそれぞれ対向し、後方への突出幅を小さくした垂直縁と、前記水平縁と前記垂直縁との間の弧状縁とを有し、
    前記ブラケット板の板厚より広幅をなす補強板を、前記水平縁から前記弧状縁を経て前記垂直縁にわたり、前記ブラケット板から前記支持ポストの両側に突出させて溶接したことを特徴とするハイポスト型揺動式フロント支持装置。
  2. 作業機の旋回フレームの前部のフロント支持装置取付け部に縦ピンを介して取付けることにより、この縦ピンを中心に揺動シリンダにより左右に揺動可能とされ、上部に作業用フロントが取付けられるハイポスト型揺動式フロント支持装置において、
    ボックス型に一体に形成された支持ポストを備え、
    前記支持ポストは、上部に作業用フロント取付け部および作業用フロントの俯仰用油圧シリンダ取付け部を有するとともに、下部背面に前記フロント支持装置取付け部に連結する連結部を有し、
    前記連結部は、下方から縦ピンを挿着して前記フロント支持装置取付け部に前記支持ポストを水平揺動可能に連結する構造とし、
    前記フロント支持装置取付け部に前記支持ポストを連結した状態において、前記支持ポストの上部が下部より前記旋回フレーム側に近づくように後方に傾斜する構造とし、
    前記連結部は、前記支持ポストの背面の左右に溶接したブラケット板と、前記左右のブラケット板および前記支持ポスト背面に溶接され、前記縦ピンの上部を挿着するピン挿着孔を有する上板と、前記支持ポストおよび前記左右のブラケット板の各下端に溶接され、前記縦ピンの下部を挿着するピン挿着孔を有する下板とを備え、
    前記ハイポスト型揺動式フロント支持装置は、前記旋回フレームの左右に設けたフロント支持装置取付け部にそれぞれ取付けられ、
    前記左右のハイポスト型揺動式フロント支持装置は、前記各支持ポストと、その上部に設ける作業用フロント取付け部および作業用フロント俯仰用油圧シリンダ取付け部と、前記連結部とが共通の構造を有し、
    前記左右の連結部の前記下板は同形をなして互いに反転して取付けられるとともに、互いに反対方向に向けて突出させた突出部を有してその突出部に支持ポスト揺動用油圧シリンダ連結ピンの下部を挿着するボスを有し、
    前記左右の支持ポストの側面に、前記支持ポスト揺動用油圧シリンダ連結ピンの上部を挿着するボスを有するとともに、左右のものが互いに同形をなして反転させて溶接されたピン連結板を設けたことを特徴とするハイポスト型揺動式フロント支持装置。
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