説明

作業機のアーム部材

【課題】製造工程を簡略化して製造コストを低減すること。
【解決手段】鋳物により形成された筒状の筺体320と、筺体320に形成された第1連結ピン挿通用孔321、第2連結ピン挿通用孔322と、筺体320に形成され、第1連結ピン挿通用孔321、第2連結ピン挿通用孔322相互を連通する中空部330とを備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建設・土木機械等の作業機のアーム部材に関し、強度を維持しつつ、製造工程を簡略化できる技術に関する。
【背景技術】
【0002】
建設作業及び土木作業に用いられる油圧式パワーショペル等の作業機は、一般的に、自走できる下部走行装置と、その上で360度回転できる上部旋回体とを組み合わせた基本構造を有している。上部旋回体には、ブラケットを介してブーム(アーム部材)が設けられ、このブームの先端側にアーム(アーム部材)が設けられている。さらに、アームの先端側には、バケット等のアタッチメントが取り付けられる。一般に、パワーショべルでは、ブーム、アーム及びバケットをまとめて作業部と称し、ブーム及びアームをフロントと称している。
【0003】
アームは、アーム支点部、バケット支点部及びバケットシリンダーボトム支点部の3つの支点部を有する筒型の構造体である。アームは、作業機においてブームとバケットを連結する「腕」の役割を有している。また、アームはバケットを作動させるバケットシリンダが上側に配置される。
【0004】
パワーショベルの作業中のバランスを保つため、また、掘削作業時の負荷に耐えるために、アームは強度及び軽量化が必要とされる。
【0005】
従来、上板及び下板に左右の側板を溶接にて接合し、横断面が四角形であるアームが最も一般的に用いられていた。このようなアームは強度が必要とされるブーム側部分の横断面積を大きくしている。
【0006】
また、近年では、アームの本体を強度の高い板金で形成し、先端に設けられる連結ピン挿通用孔部等は鋳物で形成し、溶接にて接合して一体化して形成するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2008−240343号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上述した作業機のアーム部材では、次のような問題があった。すなわち、鋳物部分の製造工程において、連結ピン挿通用孔部を形成するためには、それぞれに中子が設けられることから、複数の中子が必要となる。また、鋳物で形成する部分に中空部を設けるためには、一側面が開口されたコの字状に形成され、後工程で閉塞板を溶接により接合固着する等、多大な手間を要しており、外部の美観を損ねるという間題もある。さらに、当該鋳物部分をアームの本体に溶接等により取り付ける手間も要する。
【0009】
そこで本発明は、製造工程を簡略化して製造コストを低減できる作業機のアーム部材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の作業機のアーム部材は次のように構成されている。
【0011】
鋳物により形成された筒状の筺体と、前記筺体に形成された少なくとも一対の連結ピン挿通用孔と、前記筺体に形成され、前記連結ピン挿通用孔相互を連通する中空部とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、製造工程を簡略化することができ、製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るアーム部材を有する作業機を示す側面図。
【図2】同作業機に組み込まれたアーム部材を示す側面図。
【図3】同アーム部材の要部を示す側面図。
【図4】同アーム部材の要部を図3中I−I線で切断し矢印方向に見た断面図。
【図5】同アーム部材の要部を示す断面図。
【図6】同アーム部材の要部を示す断面図。
【図7】本発明の第2の実施の形態に係るアーム部材を示す断面図。
【図8】同アーム部材を図7中II−II線で切断し矢印方向に見た断面図。
【図9】同アーム部材を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図1は本発明の第1の実施の形態に係るアーム300が組み込まれた作業機(バックホー)10を示す側面図である。作業機10は、下部の走行装置20と、この走行装置20の上部に設けられて旋回可能な旋回体30と、この旋回体30の前部に設けられた作業部100とを備えている。
【0015】
走行装置20は、無端帯状のクローラを有するクローラ式走行装置を備えている。旋回体30は、走行装置20上に鉛直方向の旋回軸回りに旋回自在に支持される旋回台31と、旋回台31上に設けられた運転席32とを備えている。なお、旋回台31内部にはエンジン,燃料タンク,油圧ポンプ,作動油タンク,ラジエータ,バッテリ等の各種機器等が収容されている。また、旋回台31の前部には支持ブラケット33が設けられている。
【0016】
作業部100は、支持ブラケット33に水平方向の軸廻りに揺動自在に支持されたブーム(アーム部材)200と、このブーム200の先端側に水平方向の支軸廻りに揺動自在に支持されたアーム(アーム部材)300と、このアーム300の先端側に水平方向の支軸廻りに揺動自在に支持されたバケット400とを備えている。また、これらブーム200、アーム300、バケット400は、それぞれ油圧シリンダからなるブームシリンダ210、アームシリンダ310、バケットシリンダ410によって作動可能とされている。
【0017】
バケット400は、取付ブラケット420を介してアーム300の先端に設けた第1連結ピン挿通用孔321に水平方向の支軸回りに回動自在に枢支されている。また、バケット400には、取付ブラケット420を介して第1リンク421の一端側が水平方向の支軸廻りに回動自在に枢支されている。また、第2連結ピン挿通用孔322に、第2リンク422の一端側が水平方向の支軸廻りに回動自在に枢支されている。
【0018】
これら第1リンク421と第2リンク422の他端側同士は、枢着部423において水平方向の支軸廻りに回動自在に相互に枢着されている。枢着部423と支持ブラケット430との間に、バケットシリンダ410が介装され、このバケットシリンダ410のピストンロッドの出退によりバケット400が前後に揺動される。
【0019】
また、ブームシリンダ210及びアームシリンダ310のピストンロッドの出退により、ブーム200及びアーム300が揺動される。
【0020】
アーム300は、図2に示すように、角筒状の筐体320を備えている。筐体320の材質は球状黒鉛鋳鉄である。筐体320には、水平方向に貫通する円筒状の第1連結ピン挿通用孔321、第2連結ピン挿通用孔322、第3連結ピン挿通用孔323が設けられている。また、図3及び図4に示すように、第1連結ピン挿通用孔321と第2連結ピン挿通用孔322とは、中空部330を介して内部で連通している。なお、中空部330のうち、第1連結ピン挿通用孔321及び第2連結ピン挿通用孔322と連通する部位331,332は、第1連結ピン挿通用孔321及び第2連結ピン挿通用孔322の軸方向中央部分に形成されている。
【0021】
なお、筐体320は、第1連結ピン挿通用孔321と、第2連結ピン挿通用孔322と、中空部330とが、鋳造工程の際に一体の中子を用いて形成されている。
【0022】
第1連結ピン挿通用孔321、第2連結ピン挿通用孔322、第3連結ピン挿通用孔323には、連結ピンPをスムーズに回動させるため、図5に示すように、円筒状のブッシュ340が挿入されている。ブッシュ340は、銅合金またはステンレス製である。さらに、ブッシュ340には、連結ピンPを潤滑させるためのグリスを保持できるように中央部分に凹部341が設けられている。中空部330のうち、第1連結ピン挿通用孔321及び第2連結ピン挿通用孔322と連通する部位331,332の形状は、丸、楕円、四角等、中子(巾木)の強度と第1連結ピン挿通用孔321及び第2連結ピン挿通用孔322の強度を考慮し、設定することができる。
【0023】
なお、ブッシュ340の外径は、第1連結ピン挿通用孔321及び第2連結ピン挿通用孔322の内径より僅かに大きく形成されている。このため、ブッシュ340を第1連結ピン挿通用孔321及び第2連結ピン挿通用孔322に挿入する際は、片方の開口部から圧入機構等を用いて挿入する。
【0024】
なお、ブッシュ340は、グリスが部位331,332から中空部330内に漏れることを防止する機能も有している。
【0025】
図6は、ブッシュ340の変形例に係るブッシュ340Aを適用した要部断面図である。ブッシュ340Aは、軸方向の中央で二分割され、第1連結ピン挿通用孔321及び第2連結ピン挿通用孔322の両端から挿入し、突き合せる。この場合でも、中央部に凹部342が形成される。
【0026】
このように形成された作業機のアーム300においては、筐体320の全体を鋳造工程で一体成形するため、板金で形成された部位と鋳造で形成された部位とを接合する工程が不要となり、製造効率が向上する。
【0027】
鋳造工程においても、次のような利点がある。すなわち、筐体320は、第1連結ピン挿通用孔321と、第2連結ピン挿通用孔322と、中空部330とが、鋳造工程の際に一体の中子を用いて形成することができるため、中子の個数を低減できる。
【0028】
さらに、中子のうち、中空部330を形成する部分は、第1連結ピン挿通用孔321と、第2連結ピン挿通用孔322を形成する部分の中子を固定する巾木により固定されるため、筐体320の外周に中空部330を形成する中子の巾木の通し穴を別に開ける必要が無い。したがって、筐体320の剛性を保つことができるとともに、筐体320の形状に自由度が生まれ、外部の美観を損ねない。
【0029】
また、第1連結ピン挿通用孔321及び第2連結ピン挿通用孔322と連通する部位331,332を、第1連結ピン挿通用孔321及び第2連結ピン挿通用孔322の軸方向中央部分に形成したことにより、次の効果がある。すなわち、鋳造工程において、中子を安定して鋳型に設置することができる。また、第1連結ピン挿通用孔321及び第2連結ピン挿通用孔322の軸方向中央部分は荷重負荷が少ないので筺体320の強度を保つことができる。
【0030】
図7は、本発明の第2の実施の形態に係るアーム(アーム部材)300Aを示す断面図である。なお、図7において図4と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0031】
アーム300Aは、角筒状の筐体320Aを備えている。筐体320Aには、水平方向に貫通する円筒状の第1連結ピン挿通用孔321、第2連結ピン挿通用孔322、第3連結ピン挿通用孔323が設けられている。また、第1連結ピン挿通用孔321と第2連結ピン挿通用孔322と、第3連結ピン挿通用孔323は、中空部330及び中空部350を介して内部で連通している。
【0032】
なお、中空部330のうち、第1連結ピン挿通用孔321及び第2連結ピン挿通用孔322と連通する部位331,332は、第1連結ピン挿通用孔321及び第2連結ピン挿通用孔322の軸方向中央部分に形成されている。中空部350のうち、第2連結ピン挿通用孔322及び第3連結ピン挿通用孔323と連通する部位341,342は、第2連結ピン挿通用孔322及び第3連結ピン挿通用孔323の軸方向中央部分に形成されている。
【0033】
また、筐体320Aは、第1連結ピン挿通用孔321と、第2連結ピン挿通用孔322と、第3連結ピン挿通用孔323と、中空部330,350とが、鋳造工程の際に一体の中子を用いて形成されている。
【0034】
さらに、第1連結ピン挿通用孔321、第2連結ピン挿通用孔322、第3連結ピン挿通用孔323には、それぞれブッシュ340又はブッシュ340Aが挿入されている。
【0035】
筺体320Aは、図8に示すように、内周面の角部360に丸みをつけた形状としている。このような形状とすることで、アーム300Aに荷重が負荷された際の筺体320Aの応カ集中を防止することができる。
【0036】
筺体320Aには、アーム300A及びブーム200を折りたたんだ姿勢において、図9に示すように、筺体320Aの下側且つ表側になる面に水抜き用の穴370を設けるようにしてもよい。この水抜き用の穴370を形成するための中子は、上述した第1連結ピン挿通用孔321、第2連結ピン挿通用孔322、第3連結ピン挿通用孔323、中空部330,350を形成するための中子と一体に形成される。これにより、筺体320Aの中に浸入した雨水を、アーム300A及びブーム200を折りたたんだ姿勢において、自然に水抜き用の穴370から抜くことができる。
【0037】
なお、水抜き用の穴370は、上述した例では、折りたたんだ姿勢において下側になる面であるが、水抜き可能な位置であれば、表側、裏側、側面等、いずれの箇所に設けてもよい。
【0038】
上述したように、本実施の形態に係るアーム300Aにおいても、上述したアーム300と同様の効果を得ることができる。
【0039】
例えば、上述した例では、筐体320の材質は球状黒鉛鋳鉄としたが、鋳物であれば、ねずみ鋳鉄、鋳鋼、アルミニウムでも良い。また、連結ピン挿通用孔間を連通する中空部330の形状は、丸、楕円、四角等、形状は中子(巾木)の強度と連結ピン挿通用孔の強度、ブーム、アームの強度を考慮し、設定することができる。また、アーム部材は、アーム300及びブーム200を含んでいる。また、ブーム200もアーム300と同様に構成してもよい。
【0040】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【0041】
筐体の全体を鋳造工程で一体成形するとともに、中子の使用数を減らすことができるため、製造効率が向上するとともに外部の美観にも優れた作業機のアーム部材を得ることができる。
【符号の説明】
【0042】
10…作業機、20…走行装置、30…旋回体、100…作業部、200…ブーム(アーム部材)、300,300A…アーム(アーム部材)、400…バケット、320,320A…筐体、321…第1連結ピン挿通用孔、322…第2連結ピン挿通用孔、323…第3連結ピン挿通用孔、330,350…中空部、340,340A…ブッシュ、341,342…凹部、P…連結ピン。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋳物により形成された筒状の筺体と、
前記筺体に形成された少なくとも一対の連結ピン挿通用孔と、
前記筺体に形成され、前記連結ピン挿通用孔相互を連通する中空部とを備えていることを特徴とする作業機のアーム部材。
【請求項2】
前記中空部のうち、前記連結ピン挿通用孔と隣接する部分は、前記連結ピン挿通用孔の軸方向中央部分に形成されている請求項1に記載の作業機のアーム部材。

【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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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2011−184944(P2011−184944A)
【公開日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−51010(P2010−51010)
【出願日】平成22年3月8日(2010.3.8)
【出願人】(000227593)日之出水道機器株式会社 (21)