作業機械の折曲式アーム

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【発明の名称】	作業機械の折曲式アーム
【発明者】	【氏名】三ッ谷有史
【要約】	【課題】回動シリンダと並列することなくそれ単独で延びるアーム部の領域の撓みを抑制して正確な位置決め作業を行なうことができる作業機械の折曲式アームの提供を目的としている。【解決手段】本発明は、第１の支持部４１（４３）と第２の支持部４２（４４）とが第１のアーム部４（６）の長手方向に沿って互いに所定距離離間して位置されることによって、第１のアーム部４（６）には、第２の回動シリンダ１２（１４）と並列的に延びる第１の領域Ａと、第２の回動シリンダ１２（１４）と並列することなくそれ単独で延びる第２の領域Ｂとが形成され、第２の領域Ｂには、２つの支持部４１，４２（４３，４４）同士を連結するように第２の領域Ｂの長手方向に沿って延び且つ第２の領域Ｂを補強する補強部３５（３７）が形成されていることを特徴とする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】１つの支点を中心に回動可能な第１のアーム部と、この第１のアーム部に回動可能に連結される第２のアーム部とを備え、第１のアーム部には、第１のアーム部を前記支点を中心に回動させる第１の回動シリンダが連結支持される第１の支持部と、第２のアーム部を第１のアーム部に対して回動させる第２の回動シリンダが連結支持される第２の支持部とが設けられている作業機械の折曲式アームにおいて、第１の支持部と第２の支持部とが第１のアーム部の長手方向に沿って互いに所定距離離間して位置されることによって、第１のアーム部には、第２の回動シリンダと並列的に延びる第１の領域と、第２の回動シリンダと並列することなくそれ単独で延びる第２の領域とが形成され、前記第２の領域には、前記２つの支持部同士を連結するように第２の領域の長手方向に沿って延び且つ第２の領域を補強する補強部が形成されていることを特徴とする折曲式アーム。
【請求項２】前記補強部は、第１のアーム部の長手方向と略直交する方向で第１のアーム部から立ち上がるように延びる一対の略平行な板部と、これら板部同士を連結する連結部とによって箱型に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の折曲式アーム。
【請求項３】一対の略平行な板部によって補強部の長手方向両端部に形成される開口は、前記連結部によって閉じられていることを特徴とする請求項２に記載の折曲式アーム。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クレーンや油圧ショベル等の作業機械に使用される折曲式アームに関する。
【０００２】
【従来の技術】複数のアーム部を回動可能に連結することによって複雑に折れ曲がることができる折曲式アームは、油圧ショベルのブーム・アーム機構やクレーンのジブ機構等、建設作業機械に様々な形態で使用されている。
【０００３】図１３にはそのような折曲式アームの従来の一般的な構造が示されている。図示の折曲式アーム１００は、基台１０２に支持ピン１０１を介して回動可能に連結された第１のアーム部１０４と、第１のアーム部１０４の先端に支持ピン１０３を介して回動可能に連結された第２のアーム部１０６と、第２のアーム部１０６の先端に支持ピン１０５を介して回動可能に連結された第３のアーム部１０８とから構成されている。また、第３のアーム部１０８の先端には、例えば荷吊り用のフック１１９が設けられている。
【０００４】基台１０２と第１のアーム部１０４との間には、第１のアーム部１０４を基台１０２に対し支持ピン１０１を中心に回動させる油圧作動の第１の回動シリンダ１１０が架設されている。この場合、第１の回動シリンダ１１０のシリンダ部は基台１０２に固着された第１のブラケット１２０に回動可能に連結され、第１の回動シリンダ１１０のロッド部は第１のアーム部１０４の基端部に固着された第２のブラケット１２２に回動可能に連結されている。
【０００５】また、同様に、第１のアーム部１０４と第２のアーム部１０６との間にも、第２のアーム部１０６を第１のアーム部１０４に対し支持ピン１０３を中心に回動させる油圧作動の第２の回動シリンダ１１２が架設されている。この場合も、第２の回動シリンダ１１２のシリンダ部は、第１のアーム部１０４の途中部分に固着された第３のブラケット１２４に回動可能に連結され、第２の回動シリンダ１１２のロッド部は第２のアーム部１０６の基端部に固着された第４のブラケット１２６に回動可能に連結されている。また、第２のアーム部１０６と第３のアーム部１０８との間にも、同様にして、第３の回動シリンダ１１４および第５・第６のブラケット１２８，１３０が設けられている（実開昭５８－８７７８９号公報等も参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図１３に示される従来の折曲式アーム１００において、回動シリンダ１１０，１１２，１１４を支持する各ブラケット１２２，１２４，１２６，１２８はそれぞれ、別個の部材として形成されるとともに、アーム部１０４，１０６の長手方向に沿って互いに離間された状態で、アーム部１０４，１０６に個別に固着されている。
【０００７】そのため、最先端のアーム部１０８を除き、各アーム部１０４（１０６）には２個所に回動シリンダ１１０，１１２（１１２，１１４）のための取付用ブラケット１２２，１２４（１２６，１２８）が存在し、各アーム部１０４（１０６）は、回動シリンダ１１２（１１４）と並列的に延びる領域（第３のブラケット１２４と第４のブラケット１２６との間および第５のブラケット１２８と第６のブラケット１３０との間の領域）Ａと、回動シリンダ１１２（１１４）と並列することなくそれ単独で延びる領域（第２のブラケット１２２と第３のブラケット１２４との間および第４のブラケット１２６と第５のブラケット１２８との間の領域）Ｂとに分けられる。
【０００８】したがって、このような形態では、折曲式アーム１００に作用する曲げモーメントが領域Ａでは回動シリンダ１１２（１１４）とアーム部１０４（１０６）の両者によって受けられるが、領域Ｂではアーム部１０４（１０６）のみに曲げモーメントがかかり、この領域Ｂでアーム１００の撓み量が大きくなる。このような大きな撓みは、フック１１９を介して吊り下げられる吊り荷の位置決め作業を困難にする。
【０００９】本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、回動シリンダと並列することなくそれ単独で延びるアーム部の領域の撓みを抑制して正確な位置決め作業を行なうことができる作業機械の折曲式アームを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために、本発明は、１つの支点を中心に回動可能な第１のアーム部と、この第１のアーム部に回動可能に連結される第２のアーム部とを備え、第１のアーム部には、第１のアーム部を前記支点を中心に回動させる第１の回動シリンダが連結支持される第１の支持部と、第２のアーム部を第１のアーム部に対して回動させる第２の回動シリンダが連結支持される第２の支持部とが設けられている作業機械の折曲式アームにおいて、第１の支持部と第２の支持部とが第１のアーム部の長手方向に沿って互いに所定距離離間して位置されることによって、第１のアーム部には、第２の回動シリンダと並列的に延びる第１の領域と、第２の回動シリンダと並列することなくそれ単独で延びる第２の領域とが形成され、前記第２の領域には、前記２つの支持部同士を連結するように第２の領域の長手方向に沿って延び且つ第２の領域を補強する補強部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。
【００１２】図１は、本発明の一実施形態に係る折曲式アーム１を示している。図示のように、折曲式アーム１は、基台２に支持ピン３を介して回動可能に連結された第１のアーム部４と、第１のアーム部４の先端に支持ピン５を介して回動可能に連結された第２のアーム部６と、第２のアーム部６の先端に支持ピン７を介して回動可能に連結された第３のアーム部８とから構成されている。また、第３のアーム部８の先端には、例えば荷吊り用のフック９が設けられている。
【００１３】基台２と第１のアーム部４との間には、第１のアーム部４を基台２に対し支持ピン３を中心に回動させる油圧作動の第１の回動シリンダ１０が架設されている。この場合、第１の回動シリンダ１０のシリンダ部１０ａは基台２に固着されたブラケット２０に回動可能に連結され、第１の回動シリンダ１０のロッド部１０ｂは第１のアーム部４の基端部に設けられた第１の支持部４１に回動可能に連結されている。
【００１４】また、第１のアーム部４と第２のアーム部６との間には、第２のアーム部６を第１のアーム部４に対し支持ピン５を中心に回動させる油圧作動の第２の回動シリンダ１２が架設されている。この場合も、第２の回動シリンダ１２のシリンダ部１２ａは、第１のアーム部４に設けられた第２の支持部４２に回動可能に連結され、第２の回動シリンダ１２のロッド部１２ｂは第２のアーム部６の基端部に設けられた第３の支持部４３に回動可能に連結されている。
【００１５】また、第２のアーム部６と第３のアーム部８との間には、第３のアーム部８を第２のアーム部６に対し支持ピン７を中心に回動させる油圧作動の第３の回動シリンダ１４が架設されている。この場合も、第３の回動シリンダ１４のシリンダ部１４ａは、第２のアーム部６に設けられた第４の支持部４４に回動可能に連結され、第３の回動シリンダ１４のロッド部１４ｂは第３のアーム部８の基端部に設けられたブラケット３０に回動可能に連結されている。
【００１６】回動シリンダ１０，１２，１４を支持する各支持部４１，４２，４３，４４はそれぞれ、アーム部４，６の長手方向に沿って互いに離間している。特に、本実施形態において、第１および第２のアーム部４，６は、先端側領域Ｘと、基端側領域Ｚと、先端側領域Ｘと基端側領域Ｚとの間に位置する中間領域Ｙとによって略３等分され、第２および第４の支持部４２，４４が中間領域Ｙに位置されている。そのため、最先端のアーム部８を除き、各アーム部４（６）には２個所に回動シリンダ１０，１２（１２，１４）のための支持部４１，４２（４３，４４）が存在し、各アーム部４（６）は、回動シリンダ１２（１４）と並列的に延びる第１の領域（第２の支持部４２と第１の支持部４３との間および第２の支持部４４とブラケット３０との間の領域）Ａと、回動シリンダ１２（１４）と並列することなくそれ単独で延びる第２の領域（第１の支持部４１と第２の支持部４２との間および第１の支持部４３と第２の支持部４４との間の領域）Ｂとに分けられる。
【００１７】したがって、このような形態では、折曲式アーム１に作用する曲げモーメントが第１の領域Ａでは回動シリンダ１２（１４）とアーム部４（６）の両者によって受けられるが、第２の領域Ｂではアーム部４（６）のみに曲げモーメントがかかり、この第２の領域Ｂでアーム１の撓み量が大きくなる。そのため、本実施形態に係る折曲式アーム１には、第２の領域Ｂを補強して第２の領域Ｂの撓みを抑制する補強部３５，３７が設けられている。以下、これら補強部３５，３７について詳細に説明するが、２つのアーム部４，６に設けられる各補強部３５，３７は構成が同一であるため、ここでは、第１のアーム部４の補強部３５を例にとって説明することにする。
【００１８】図２～図５に示されるように、補強部３５は、２つの支持部４１，４２同士を連結するように第２の領域Ｂの長手方向に沿って延びている。補強部３５は、第１のアーム部４の長手方向と略直交する方向でアーム部４から立ち上がるように延びる一対の略平行な板部５０，５１を有している。各板部５０，５１の両側には、これらの板部５０，５１とアーム部４とを連結して応力の分散を図る補強リブ５３，５４，５５，５６が設けられている。また、各板部５０，５１には、回動シリンダ１０，１２を回動可能に支持するための図示しない支持ピンが挿通される支持部４１，４２のピン穴４１ａ，４２ａが形成されている。
【００１９】また、板部５０，５１同士は、連結部５２によって互いに連結されている。図６に詳しく示されるように、連結部５２は、板部５０，５１の長手方向に沿って延びる第１の連結部分５２ａと、第１の連結部分５２ａの長手方向と略直交する方向で第１の連結部分５２ａの両側から立ち上がるように延びる第２および第３の連結部分５２ｂ，５２ｃとを有している。この場合、第１の連結部分５２ａは、板部５０，５１に溶接等によって連結されるとともに、板部５０，５１間に形成され且つ板部５０，５１の長手方向に延びる開口を閉じる。また、第２および第３の連結部分５２ｂ，５２ｃは、板部５０，５１に溶接等によって連結されるとともに、板部５０，５１間に形成され且つ板部５０，５１の長手方向両端部に位置する開口を閉じる。すなわち、補強部３５は、一対の板部５０，５１と連結部５２とによって箱型に形成され、これによって、第２の領域Ｂを補強して第２の領域Ｂの撓みを抑制する。なお、本実施形態において、支持部４１，４２（ピン穴４１ａ，４２ａ）は連結部５２の外側に位置されている。すなわち、支持部４１，４２間に連結部５２が位置されている。
【００２０】以上説明したように、本実施形態の折曲式アーム１には、最大の曲げモーメントを受ける第２の領域Ｂに、２つの支持部４１，４２（４３，４４）同士を連結するように第２の領域Ｂの長手方向に沿って延び且つ第２の領域Ｂを補強する補強部３５（３７）が形成されている。そして、この補強部３５（３７）は、アーム部４（６）の長手方向と略直交する方向でアーム部４（６）から立ち上がるように延びる一対の略平行な板部５０，５１と、これら板部５０，５１同士を連結する連結部５２とによって箱型に形成されている。しかも、一対の板部５０，５１によって補強部３５（３７）の長手方向および両端部に形成される開口は、連結部５２によって閉じられている。したがって、第２の領域Ｂは、補強部３５（３７）によって剛性が大幅にアップし、撓み量が大幅に減少する。そのため、正確な位置決め作業を行なうことができるようになる。また、従来のように回動シリンダの各支持部４１，４２，４３，４４をアーム部４，６に個別に溶接するのではなく、対をなす支持部４１，４２（４３，４４）を一体でアーム部４，６に溶接できるため、アーム１の製造が容易になる。
【００２１】本実施形態の折曲式アーム１をホイールクレーンに適用した一例が図１１に、クローラクレーンに適用した一例が図１２にそれぞれ示されている。図１１の適用形態において、折曲式アーム１は、ジブ機構として使用されており、第１のアーム部４を第３のアーム部８に直接に連結した構成となっている。図示のように、この構成においては、狭い開口Ｑを通じた建物Ｓ越しでの吊り荷Ｍの位置決め作業を精度良く行なうことができる。一方、図１２の適用形態において、折曲式アーム１は、ブーム・アーム機構として使用されており、図１と同様に第１～第３のアーム部４，６，８を有している。図示のように、この構成では、対象物Ｇを複数あるポイントＰに配置する高度な位置決め作業を正確に行なうことができる。
【００２２】なお、本実施形態において、最先端の第３のアーム部８の先端の形態は、フック９の形態の他、シーブを介してウインチ用ワイヤロープを掛ける形態、あるいは、バケットやドリル等の土工部材を設ける形態など、様々な形態をとることができる。また、補強部３５（３７）の構成は前述した構成に限らない。例えば、図７に示されるように、板部５０，５１と連結部５２とが一体に形成された１つのユニットとして補強部３５（３７）を構成しても良く、また、図８に示されるように、板部５０，５１をアーム部４（６）と一体に形成しても良い。また、図９に示されるように、支持部４１，４２（ピン穴４１ａ，４２ａ）を連結部５２の内側に位置させても良い。また、図１０に示されるように、各支持部４１，４２を別個のブラケットとしてアーム部４に設け、ブラケット４１，４２同士をロッド６０によって連結することにより補強部３５を構成しても良い。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の折曲式アームによれば、回動シリンダと並列することなくそれ単独で延びるアーム部の領域の撓みを抑制して正確な位置決め作業を行なうことができる。

【出願人】	【識別番号】０００１４０７１９【氏名又は名称】株式会社加藤製作所
【出願日】	平成１２年６月９日（２０００．６．９）
【代理人】	【識別番号】１０００５８４７９【弁理士】【氏名又は名称】鈴江武彦（外５名）
【公開番号】	特開２００１－３４８９０３（Ｐ２００１－３４８９０３Ａ）
【公開日】	平成１３年１２月２１日（２００１．１２．２１）
【出願番号】	特願２０００－１７４００９（Ｐ２０００－１７４００９）