油圧ショベルの油圧配管

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【発明の名称】	油圧ショベルの油圧配管
【発明者】	【氏名】木村研一【氏名】長谷川利男
【要約】	【課題】アームに装着した油圧シリンダへの油圧配管のうち、このブーム・アーム間連結機構を通過する位置に設けられる可撓性ホースが外方に大きく膨出して損傷する等の事態が発生するのを防止する。【解決手段】油圧源側配管３１はブーム本体２０の背面に沿ってブーム・アーム間連結機構２１を構成する曲げ板２３の位置まで延在され、カップリング部材３２が連結して設けられ、またバケットシリンダ１７のシリンダチューブから引き出されたシリンダ側配管３３はアーム１２の基端部を過ぎた直後の位置でカップリング部材３４に接続されている。油圧源側配管３１のカップリング部材３２と、シリンダ側配管３３のカップリング部材３４との間は可撓性ホース３５で接続されるが、この可撓性ホース３５は軸受ブロック２５における左右の軸支部２５ｂ，２５ｂ間である支軸２６の装着位置を通っている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】フロント作業機を構成するブームにアームを上下方向に回動可能に連結する支軸を装着した左右の側板と、これら両側板間に設けた強度保持部材を備えたブーム・アーム間連結機構を有する油圧ショベルに設けられ、前記アームに装着した作業手段を駆動する油圧シリンダに接続される油圧配管において、前記ブーム側から延在させ、前記強度保持部材内に設けた配管接続部に接続した油圧源側配管と、前記油圧シリンダ側に設けた配管接続部との間を可撓性ホースで接続し、前記両側板の前記補強部材連結位置より前方側に配置させた前記支軸は左右に２分割されたものからなり、前記可撓性ホースはこの左右に分割された支軸間の位置に延在させる構成としたことを特徴とする油圧ショベルの油圧配管。
【請求項２】前記可撓性ホースの前記支軸間を通る位置から前記両配管接続部までの間隔はほぼ等しいか、または前記油圧源側配管の配管接続部から支軸までの間隔の方を短くする構成としたことを特徴とする請求項１記載の油圧ショベルの油圧配管。
【請求項３】前記油圧源側配管は前記ブームの背面に沿って延在させて、前記強度保持部材内に向けて概略直角に曲成したパイプで形成し、このパイプの先端において、前記ブームのほぼ中心軸の位置に前記配管接続部を設ける構成としたことを特徴とする請求項１記載の油圧ショベルの油圧配管。
【請求項４】前記油圧源側配管は前記ブームの内部を通して、前記強度保持部材の内部に固定して設けた配管接続部に連結する構成としたことを特徴とする請求項１記載の油圧ショベルの油圧配管。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧ショベルのフロント作業機におけるアームの先端に設けたバケット等の作業手段を駆動するための油圧シリンダに接続される油圧配管の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】油圧ショベルの上部旋回体に設けられるフロント作業機は、上部旋回体に対して俯仰動作可能なブームと、このブームの先端に上下方向に回動可能に連結したアームとを有し、アームの先端にリンク機構を介して作業手段が装着される。ここで、作業手段は土砂の掘削を行うバケットがその代表的なものであるが、バケット以外にも、例えばブレーカ等、様々な作業手段を装着できるようになっている。バケットを含めた作業手段は、フロントアタッチメントとしてリンク機構に着脱可能に取り付けられるが、このリンク機構を駆動するために、所謂バケットシリンダと呼ばれる油圧シリンダが用いられる。このバケットシリンダは、シリンダチューブがアームに取り付けられ、ロッドの先端がバケット等が連結されるリンク機構に連結される。バケットシリンダに接続される油圧配管は、従ってブームを通ってアームにまで延在される。また、バケット以外のフロントアタッチメントとして、例えば油圧ブレーカを用いる場合等のために、バケットシリンダ用の油圧配管に加えて他の油圧配管が設けられるが、これら他の油圧配管もブームからアームの先端にまで引き回される。
【０００３】ここで、ブームとアームとはブーム・アーム間連結機構を介して上下方向に相対回動可能に連結される。このブーム・アーム間連結機構は、左右の側板と、両側板間に掛け渡すように設けた強度保持部材とから構成され、ブーム・アーム連結機構はブームの先端に直結される。また、左右の側板間にアームの基端部を回動可能に支持する支軸が装着され、強度保持部材は軽量で十分な強度を持たせるために中間部がアーム側に突出するように曲成した曲げ板から構成される。
【０００４】前述したバケットシリンダに接続される油圧配管は２本必要となるが、この２本の油圧配管はブームからこのブーム・アーム間連結機構を通過してアームにまで延在される。このような油圧配管の引き回し構造としては、ブームの背面（ブームを水平な状態にした時に上側を向く面）または側面に沿って延在させたものが従来から広く用いられている。特に、バケットシリンダはアームの背面（アームを水平にした時に上側を向く面）側に設けられるから、それに接続される油圧配管は、ブームの背面に沿って延在させるのが一般的であり、かつ合理的でもある。そして、この油圧配管はブーム背面における先端近傍部位でクランプすることにより固定した上で、このクランプ部分からアームに装着したバケットシリンダへの接続部に至るように引き回される。
【０００５】アームの基端部はブームの先端に相対回動可能に連結されているので、フロント作業機を作動させてアームを駆動すると、前述したクランプ位置とバケットシリンダにおける油圧配管の接続部との間の位置関係及び距離が変化する。このために、少なくともブーム・アーム間連結機構の部分を通過する位置は、油圧配管を可撓性のあるホースで構成して、アームの動きに追従して変形するようになし、かつホースに所定の余長を持たせて、前述した距離の変化を吸収させるようにしている。このホースの余長としては、アームがどの状態になったとしても、ホースに張力が発生しない長さを持たせる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧配管をブームの背面に沿って延在させている場合には、油圧配管のブームへのクランプ位置とバケットシリンダへの接続位置との間の距離は、アームがブームに近接する方向に折り畳まれた時に最長となり、アームをブームに対してほぼ真直ぐに伸ばして、水平な状態にした時に最短となるのが一般的である。このために、フロント作業機の姿勢状態によってはホースに弛みが生じるが、ホースはブームの背面にクランプされた位置から延在されているので、この弛み分はブーム・アーム間連結機構の側部から張り出したり、上方に向けて膨出したりするようになる。その結果、フロント作業機を作動させて、土砂の掘削等の作業を行っている際には、ホースが構築物，岩石等の物体と衝突して損傷を生じる可能性がある。また、油圧配管をブームの側面に沿って引き回すように構成したものもあるが、この場合にも、やはりブームの先端近傍で油圧配管をクランプさせて、このクランプ位置からバケットシリンダへの接続部までは可撓性のあるホースで構成とし、かつ所定の余長を持たせるように引き出さなければならない。従って、ブームの側面に沿って油圧配管を引き回す場合にも、背面側と同様の問題点がある。
【０００７】さらに、実開平５－３８０４５号公報に、オフセット式の掘削機械において、上下に２分割したブームの内部に油圧配管を通し、ブーム・アーム間連結機構部でこの油圧配管を上部側のブームから外部に導出させて、アームに取り付けた油圧シリンダに接続する構成としたものが示されている。このように、ブームの内部に油圧配管を挿通させても、やはりブームの出口部から油圧シリンダへの接続部までは可撓性ホースで油圧配管を構成している。このように構成しても、前述と同様、可撓性ホースにはアームの動きを許容するための余長が必要であり、かつブームに対するアームの角度をほぼ水平にした時に、可撓性ホースが大きく膨出することになる。
【０００８】以上のように、フロント作業機を作動させると、ホースが相互に動くが、それらの動きは任意の方向となる。また、バケットシリンダに接続した２本のホース内に流れる作動油は、駆動側ではポンプ圧、戻り側ではタンク圧となる。バケットシリンダを駆動してバケットを作動させる際には、これらホースにポンプ圧が作用したり、タンク圧となったりするので、ホース内の圧力変動によっても、それぞれ任意の方向に動くことになる。その結果、ホース相互間及びホースとブーム内面との間で摺動する等に起因して、ホースを損傷させる可能性がある。
【０００９】本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、アームに装着した油圧シリンダへの油圧配管のうち、このブーム・アーム間連結機構を通過する位置に設けられる可撓性ホースが外方に大きく膨出して損傷する等の事態が発生するのを防止することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成するために、本発明は、フロント作業機を構成するブームにアームを上下方向に回動可能に連結する支軸を装着した左右の側板と、これら両側板間に設けた強度保持部材を備えたブーム・アーム間連結機構を有する油圧ショベルに設けられ、前記アームに装着した作業手段を駆動する油圧シリンダに接続される油圧配管であって、前記ブーム側から延在させ、前記強度保持部材内に設けた配管接続部に接続した油圧源側配管と、前記油圧シリンダ側に設けた配管接続部との間を可撓性ホースで接続し、前記両側板の前記補強部材連結位置より前方側に配置させた前記支軸は左右に２分割されたものからなり、前記可撓性ホースはこの左右に分割された支軸間の位置に延在させる構成としたことをその特徴とするものである。
【００１１】そして、可撓性ホースの支軸間を通る位置から前述した両配管接続部までの距離をほぼ等しいか、または油圧源側配管の配管接続部から支軸までの間隔の方を短くなるように設定すると、アームがブームに対して回動変位する際に、可撓性ホースは確実に支軸間の位置で曲がることから、可撓性ホースの動きが最小限になる。油圧源側配管の経路としては、構成の簡略化、ブームの強度等の観点からは、油圧源側配管はブームの背面に沿って延在させて、強度保持部材内に向けて概略直角に曲成したパイプで形成して、このパイプの先端において、ブームのほぼ中心軸の位置に配管接続部を設けるようにするのが望ましいが、これ以外にも、例えばブームの内部を通すこともできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、図１に油圧ショベルの全体構成を示す。図中において、１は履帯式走行手段を備えた下部走行体、２はこの下部走行体１に旋回可能に装着した上部旋回体である。上部旋回体２には運転室３や機械類等を収容する建屋４に加えて、フロント作業機１０が設置されている。このフロント作業機１０は土砂の掘削等の作業を行うためのものである。
【００１３】フロント作業機１０は、上部旋回体２に俯仰動作可能に連結したブーム１１と、このブーム１１の先端に上下方向に回動可能に連結したアーム１２と、アーム１２の先端にリンク機構１３を介して連結される作業手段としてのバケット１４とを備える構成となっている。そして、上部旋回体２とブーム１１との間にはブームシリンダ１５が設けられ、またブーム１１とアーム１２との間にはアームシリンダ１６が、さらにアーム１２とリンク機構１３との間にはバケットシリンダ１７がそれぞれ設けられる。これら各シリンダ１５～１７は、それぞれ油圧シリンダから構成され、シリンダチューブ１５ａ～１７ａ（シリンダチューブ１５ａは図面には表れない）は、それぞれ上部旋回体２，ブーム１１，アーム１２に連結され、またシリンダチューブ１５ａ～１７ａから導出したロッド１５ｂ～１７ｂは、それぞれブーム１１，アーム１２及びリンク機構１３に連結して設けられる。
【００１４】以上の構成において、まず油圧ショベルのバケットシリンダ１７への油圧配管の引き回し構造について、図２乃至図４に基づいて説明する。まず、図２において、ブーム１１は、周知のように、缶組構造の部材からなるブーム本体２０を有し、このブーム本体２０の先端部にはブーム・アーム間連結機構２１が連結して設けられている。このブーム・アーム間連結機構２１は、左右の側板２２，２２と強度保持部材としての曲げ板２３とから構成されている。両側板２２の基端部はブーム本体２０に固着して設けられている。また、曲げ板２３は、ブーム本体２０の上下の面から、このブーム本体２０の延長線方向に張り出した概略Ｕ字状の板体から構成され左右の側板２２の強度を保持する機能を発揮する。そして、この曲げ板２３は、ブーム本体２０の先端部と、側板２２の内面とに固着されている。さらに、曲げ板２３の内部にはブーム本体２０の軸線方向に延在させた補強板２４が固着して設けられている。
【００１５】図３から明らかなように、アーム１２の基端部には軸受ブロック２５が取り付けられており、この軸受ブロック２５はアーム１２に連結された基部２５ａから左右に分岐してブーム１１側に張り出すようにした左右一対の軸支部２５ｂ，２５ｂを連設することにより構成される。そして、軸受ブロック２５の両軸支部２５ｂと各側板２２との間には一対からなる支軸２６を介して連結され、ブーム１１とアーム１２との間は、この支軸２６を中心として相対回動可能となる。このように、ブーム１１とアーム１２との間を相対回動可能に連結する支軸２６は左右に２分割することによって、その間に所定の幅を有する空間が形成される。また、軸受ブロック２５の左右両側にはそれぞれブラケット２７が取り付けられており、両ブラケット２７，２７間にはピン２８が架設され、このピン２８にはアームシリンダ１６のロッド１６ｂの先端が連結されている。
【００１６】リンク機構１３を作動させるためのバケットシリンダ１７は、そのシリンダチューブ１７ａがアーム１２に設けたブラケット２７，２７間に連結したピン２９に連結して設けられ、ロッド１７ｂの先端がピン３０によりリンク機構１３に連結されている。従って、このバケットシリンダ１７を伸縮作動させることによりバケット１４が作動することになる。
【００１７】以上のことから、アーム１２に連結したバケットシリンダ１７のシリンダチューブ１７ａには、そのボトム室及びロッド室に一対の油圧配管３１，３１が接続されるが、この一対からなる油圧配管３１はブーム１２を経て上部旋回体２における建屋４内に設けた方向切換弁を介して油圧ポンプ及び作動油タンクに接続される。なお、油圧配管は他の作業手段を装着した時のために、さらに２本の油圧配管が設けられる場合もあるが、この他の作業手段用の油圧配管については、図示及び説明を省略する。
【００１８】油圧配管３１のブーム１１からバケットシリンダ１７までの引き回し構造について説明する。前述した方向切換弁から引き出された油圧源側配管３１は、ブーム１１におけるブーム本体２０の背面、つまりブーム１１を水平にした時における上側の面に沿ってブーム・アーム間連結機構２１を構成する曲げ板２３の位置まで延在されている。そして、曲げ板２３の上側の面には第１の透孔２３ａが穿設されており、油圧源側配管３１は概略直角に曲成されて、この第１の透孔２３ａから曲げ板２３の内部に導かれる。ここで、曲げ板２３はブーム１１に対して固定的な関係となっているので、この油圧源側配管３１は硬質のパイプ材で構成することができる。ただし、可撓性のあるホースにより構成するようにしても良い。そして、油圧源側配管３１の先端は、曲げ板２３の内部において、配管接続部としてのカップリング部材３２が連結して設けられている。そして、このカップリング部材３２と支軸２６とを結ぶ線はブーム１１の軸線とほぼ一致させるか、または概略平行とするのが望ましい。
【００１９】一方、バケットシリンダ１７のシリンダチューブには、そのロッド室側とボトム室側とからそれぞれシリンダ側配管３３，３３が引き出されており、これらシリンダ側配管３３は、油圧源側配管３１と同様、硬質パイプで構成される。シリンダ側配管３３はアーム１２の上面に対して所定の間隔を置いた状態で、このアーム１２の基端部を過ぎた直後の位置にまで延在されて、その先端には配管接続部を構成するカップリング部材３４が設けられている。
【００２０】油圧源側配管３１のカップリング部材３２と、シリンダ側配管３３のカップリング部材３４との間は可撓性ホース３５で接続されている。このために、曲げ板２３の先端部分には、第２の透孔２３ｂが穿設されており、カップリング部材３２に連結した可撓性ホース３５は、この第２の透孔２３ｂを介して外部に導出されて、ブーム１１とアーム１２とを連結するための軸受ブロック２５における左右の軸支部２５ｂ，２５ｂ間、つまり支軸２６の装着位置を通ってシリンダ側配管３３のカップリング部材３４に連結されている。ここで、可撓性ホース３５は、カップリング部材３２から支軸２６の装着位置までは、実質的に真直ぐ延在しており、ブーム１１の軸線と一致するか、またはこの軸線とほぼ平行な方向となっている。また、可撓性ホース３５は、そのカップリング部材３２から支軸２６の位置までの長さと、支軸２６の位置からカップリング部材３４までの長さとの差は最小限となるようにし、それらの長さを実質的に同じにするか、または差がある場合には、カップリング部材３２への連結側から支軸２６までの長さの方を短くするのが好ましい。
【００２１】ここで、可撓性ホース３５は、その全長にわたって可撓性を有するものではなく、その両端にカップリング部材３２，３４に接続される口金３５ａ，３５ｂが設けられており、口金３５ａ，３５ｂは硬質部材である。従って、口金３５ａ，３５ｂの長さ適宜設定することによって、可撓性ホース３５におけるカップリング部材３２側から支軸２６の位置までの可撓部分の長さと、支軸２６からカップリング部材３４までの可撓部分の長さとの差を自在に制御することができる。
【００２２】而して、油圧ショベルは土砂の掘削等の作業を行うものであり、この作業はフロント作業機１０により行われる。フロント作業機１０を作動させると、アーム１２が支軸２６を中心としてブーム１１に対して上下方向に回動するように作動する。図２には、アーム１２をブーム１１側に折り畳んだ状態が、また図４にはアーム１２を伸ばした状態が示されている。この時には、バケットシリンダ１７への油圧配管におけるシリンダ側配管３３のカップリング部材３４の位置は、油圧源側配管３１のカップリング部材３２に対して相対的に変位する。両カップリング部材３２，３４間を可撓性ホース３５で連結しているのは、この相対的な変位を許容するためである。
【００２３】ところで、可撓性ホース３５はブーム１１とアーム１２との間を相対回動可能に連結する支軸２６の位置を通るものであり、しかもこの支軸２６からブーム１１側の固定部であるカップリング部材３２までの間隔と、支軸２６の位置からアーム１２側の固定部であるカップリング部材３４までの間隔との間には殆ど差がない状態となっている。従って、アーム１２がブーム１１に対して相対回動したとした時に、可撓性ホース３５はほぼこの支軸２６の位置を支点として曲がることになる。その結果、可撓性ホース３５は、曲げ板２３の内部から左右の側板２２間、軸受ブロック２５における左右の軸支部２５ｂの間から左右のブラケット２７の間の内部に収容された状態に保持され、上方にも、また下方にも突出することはなくなる。しかも、たとえアーム１２がブーム１１に対してどのような角度状態になったとしても、カップリング部材３２から支軸２６までの距離と、支軸２６からカップリング部材３４までの距離とは変化しない。従って、可撓性ホース３５が支軸２６の位置を支点として曲がる限りは、可撓性ホース３５の変位は最小限に抑制され、このために可撓性ホース３５に殆ど余長を持たせる必要がなくなる。
【００２４】以上のことから、可撓性ホース３５が他の物体と衝突して損傷等が発生するおそれはない。また、可撓性ホース３５の動きも少なくなることから、それが変形する際に、２本（乃至４本）設けられる可撓性ホース相互間が接触したり、この可撓性ホース３５が挿通されている部位の左右両側に位置する部材等に対して損傷を発生させるおそれはない。
【００２５】なお、前述した実施の形態においては、油圧源側配管を硬質パイプで形成し、それをブームの背面に沿って延在させる構成としたが、例えば、図５に示したように、缶組構造からなり、内部が中空となったブーム１１の内部に油圧源側配管１３１を延在させることもできる。この場合には、油圧源側配管１３１は可撓性ホースで構成する。そして、ブーム１１におけるブーム本体２０の先端面に透孔２０ａを形成して、この透孔２０ａを介して強度保持部材を構成する曲げ板２３内に導くようにする。また、曲げ板２３の内部には補強板２４が設けられているから、この補強板２４にカップリング部材１３２を固定的に保持するようになし、このカップリング部材１３２に可撓性ホースからなる油圧源側配管１３１と、他端がシリンダ側配管３３のカップリング部材３４に接続した可撓性ホース３５を接続する。そして、油圧源側配管１３１は透孔２０ａを介して曲げ板２３内に導かれることから、この曲げ板２３には油圧源側配管を内部に導くための第１の透孔を設けなくても良いが、第２の透孔２３ｂを設ける必要はある。
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、アームに装着した油圧シリンダへの油圧配管のうち、このブーム・アーム間連結機構を通過する位置に設けられる可撓性ホースが外方に大きく膨出して損傷する等の事態が発生するのを防止できる等の効果を奏する。

【出願人】	【識別番号】０００００５５２２【氏名又は名称】日立建機株式会社
【出願日】	平成１２年５月２５日（２０００．５．２５）
【代理人】	【識別番号】１０００８９７４９【弁理士】【氏名又は名称】影井俊次
【公開番号】	特開２００１－３２９５６６（Ｐ２００１－３２９５６６Ａ）
【公開日】	平成１３年１１月３０日（２００１．１１．３０）
【出願番号】	特願２０００－１５４１５３（Ｐ２０００－１５４１５３）