特許 7637033 構造体及び建設機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-18

(45)【発行日】2025-02-27

(54)【発明の名称】構造体及び建設機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/00 20060101AFI20250219BHJP

【ＦＩ】

E02F9/00 F

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021184720

(22)【出願日】2021-11-12

(65)【公開番号】P2023072278

(43)【公開日】2023-05-24

【審査請求日】2024-02-20

(73)【特許権者】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(72)【発明者】

【氏名】竹田 一基

【審査官】高橋 雅明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２０７４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６９８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１０６１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１６７７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０４２１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０２１１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０８１３２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下方向に貫通した第１貫通孔を有するブラケットと、
前記ブラケットを挟んで上下方向に対向する１対の取付部を有し、前記１対の取付部の各々に上下方向に貫通した第２貫通孔を有するスイングポストと、
前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とに挿入されたピンと、を備え、
上方の前記取付部は、上下方向と交差する方向に貫通し、上方の前記取付部に前記ピンを固定するための第１固定部材が挿入される上部貫通孔を備え、
下方の前記取付部は、上下方向と交差する方向に貫通し、下方の前記取付部に前記ピンを固定するための第２固定部材が挿入される下部貫通孔を備え、
前記上部貫通孔は、上方の前記取付部の前記ピンの左右方向の一方側に形成され、
前記下部貫通孔は、下方の前記取付部の前記ピンの左右方向の一方側と他方側とに、前記第２固定部材が前記ピンを貫通するように、形成されている、構造体。

【請求項2】

前記下部貫通孔の径は、前記上部貫通孔の径より大きい、請求項１に記載の構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造体及び構造体を備える建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

上下方向を軸方向とするピンを中心として揺動するスイングポストを備えた建設機械が知られている。例えば、特許文献１には、自走可能な下部走行体と、下部走行体の上側に旋回可能に支持された上部旋回体と、上部旋回体の前部に設けられた作業装置とからなり、上部旋回体は、支持ブラケットが前側に突出して設けられた旋回フレームと、支持ブラケットに揺動可能に取付けられると共に、作業装置が取付けられるスイングポストとを備え、支持ブラケットとスイングポストとが、上，下方向で同一軸線上に配置された上側ピンおよび下側ピンにより回動可能に連結された建設機械が記載されている。ピンは、スイングポストと支持ブラケットとに設けられたピン孔よりも大径な鍔部を備えている。また、スイングポストのピン孔の下端には、ピンよりも小径のストッパが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－２１１８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、ピンに鍔部が設けられている場合、鍔部の位置によってピンの挿入方向が限定されてしまう。また、ピン孔の下端にストッパが設けられている場合、ピンの挿入方向が上方からに限定されてしまう。

【0005】

本発明は、上記事情を考慮し、スイングポストの上方と下方のどちらからでもピンを挿入することのできる構造体及び建設機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明に係る構造体は、上下方向に貫通した第１貫通孔を有するブラケットと、前記ブラケットを挟んで上下方向に対向する１対の取付部を有し、前記１対の取付部の各々に上下方向に貫通した第２貫通孔を有するスイングポストと、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とに挿入されたピンと、棒状の固定部材と、を備え、前記１対の取付部は、それぞれ、上下方向と交差する方向に貫通した、前記固定部材が挿入される第３貫通孔を備え、前記ピンは、前記第３貫通孔に挿入された前記固定部材によって前記１対の取付部に固定される。

【0007】

前記ピンは、前記第３貫通孔に挿入された前記固定部材が挿入される孔を備えていてもよい。

【0008】

前記第３貫通孔の一方と前記第３貫通孔の他方は径の大きさが異なっていてもよい。

【0009】

前記孔の一方と前記第３貫通孔の一方は径の大きさが異なっていてもよい。

【0010】

前記孔の一方と前記孔の他方は径の大きさが異なっていてもよい。

【0011】

前記第３貫通孔の少なくとも一方は、ねじ溝を備えていてもよい。

【0012】

前記孔は、前記ピンを貫通しており、前記固定部材は、前記孔を貫通していてもよい。

【0013】

前記ピンは、上端部又は下端部から上下方向に切り欠かれた第１溝部を備えていてもよい。

【0014】

前記第１溝部は、前記ピンの周方向における前記孔に対応する位置に設けられていてもよい。

【0015】

前記ピンは、上下方向における前記孔に対応する位置に設けられた周方向に広がる第２溝部を備えていてもよい。

【0016】

前記取付部は、前記固定部材の挿入方向における前記ピンの手前側と奥側とに前記第３貫通孔を有し、手前側の前記第３貫通孔の形状は、奥側の前記第３貫通孔の形状と異なっていてもよい。

【0017】

また、本発明に係る建設機械は、自走する下部走行体と、前記下部走行体の上方に旋回可能に設けられた上部旋回体と、作業を行う作業機と、いずれかの前記構造体と、を備え、前記ブラケットは、前記上部旋回体に設けられ、前記作業機は、前記スイングポストに取り付けられている。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、スイングポストの上方と下方のどちらからでもピンを挿入することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る建設機械の斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る構造体の斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る構造体の斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る構造体の断面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る構造体の断面図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る構造体の断面図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る溝部が設けられたピンの斜視図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る溝部が設けられたピンの斜視図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る溝部が設けられたピンの斜視図である。

【図10】本発明の一実施形態の変形例に係るスイングポストの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の一実施形態に係る建設機械１について説明する。図１は、建設機械１の斜視図である。

【0021】

建設機械１は、例えば、建設現場、解体現場、鉱山等で用いられ、作業者の操作に応じて作業を行う。本実施形態における建設機械１は、土砂の掘削作業などを行う油圧ショベルである。建設機械１は、下部走行体２と、上部旋回体３と、作業機４とを備え、下部走行体２の上方に上部旋回体３が旋回可能に設けられ、上部旋回体３の前部に作業機４が設けられている。

【0022】

下部走行体２は、左右一対のクローラ２１と、トラックフレーム２２と、を備えている。一対のクローラ２１は、上部旋回体３に設けられたエンジン３１から動力を伝達され、建設機械１の走行等を行う。トラックフレーム２２は、一対のクローラ２１の間に設けられ、上部旋回体３を旋回可能に支持する。

【0023】

上部旋回体３は、エンジン３１と、カウンターウェイト３２と、キャビン３３と、を備えている。キャビン３３の内部には、作業者が着座するための運転席や、各種情報を表示するための表示装置や、作業者が操作するための操作装置等が設けられている。

【0024】

作業機４は、作業者の操作に応じて土砂の掘削作業、破砕作業、排土作業等の各種作業を行う。作業機４は、上部旋回体３に設けられ、ブーム４１と、アーム４２と、アタッチメント４３と、を備えている。本実施形態では、アタッチメント４３として、掘削作業用のバケットが設けられている。建設機械１は、作業機４を作動油の油圧動力によって駆動するもので、ブーム４１、アーム４２及びアタッチメント４３を駆動する油圧アクチュエータ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａを備えている。建設機械１は、エンジン３１で生じた動力を利用して、油圧タンク（図示せず）から作動油を油圧ポンプ（図示せず）によって油圧アクチュエータ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａへ供給し、油圧ポンプによって加圧された作動油を動力伝達媒体として油圧アクチュエータ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａを駆動する。

【0025】

ブーム４１は、上部旋回体３にスイングポスト６０を介して旋回可能に設けられている。アーム４２は、ブーム４１の先端に取り付けられ、水平方向を軸方向として揺動可能である。アタッチメント４３は、アーム４２の先端に設けられ、水平方向を軸方向として揺動可能である。

【0026】

次に、構造体５について説明する。図２、３は、構造体５の斜視図である。図４乃至６は、構造体５の断面図である。このうち、図５は、分解図である。

【0027】

構造体５は、上下方向に貫通した第１貫通孔５２１を有するブラケット５２と、ブラケット５２を挟んで上下方向に対向する１対の取付部６２を有し、１対の取付部６２の各々に上下方向に貫通した第２貫通孔６２２を有するスイングポスト６０と、第１貫通孔５２１と第２貫通孔６２２とに挿入されたピン７０と、棒状の固定部材８１、８２と、を備える。１対の取付部６２は、それぞれ、上下方向と交差する方向に貫通した、固定部材８１、８２が挿入される第３貫通孔６２３、６２４を備える。ピン７０は、第３貫通孔６２３、６２４に挿入された固定部材８１、８２によって１対の取付部６２に固定される。なお、本実施形態において、ブラケット５２とスイングポスト６０とを２組設けられている。

【0028】

構造体５は、旋回フレーム５０を備える（図２、３参照）。旋回フレーム５０は、底板部５１と、ブラケット５２と、補強部５３と、を備える。底板部５１は、概ね円形の板状の部材であり、図示しないスイベルジョイントを介して旋回可能にトラックフレーム２２に支持されている。底板部５１は、油圧モータ等（図示省略）によって旋回駆動される。ブラケット５２は、底板部５１の前部から前方に突出して設けられ、ブラケット５２の先端は、スイングポスト６０の取付部６２を支持する支持部を構成する。図２，３の例では、ブラケット５２の先端に２つの支持部が上下方向に対向して配置されているが、支持部は１つでもよい。ブラケット５２は、上下方向に貫通した円形の第１貫通孔５２１を有する。補強部５３は、底板部５１の上面のブラケット５２の後方に設けられ、底板部５１の剛性を高めるとともに、底板部５１とブラケット５２との結合部の剛性を高める。

【0029】

スイングポスト６０は、ブラケット５２の前方に設けられている（図２乃至４参照）。スイングポスト６０は、ブラケット５２の支持部を挟んで上下方向に対向する１対の取付部６２を有する。前述のとおり、本実施形態では、ブラケット５２が上下方向に対向する２つの支持部を有するため、２つの支持部の各々に１対の取付部６２が設けられている。取付部６２の剛性を高めるため、１対の取付部６２のブラケット５２よりも前方の部分はつながっていることが望ましい（図４参照）。１対の取付部６２は、それぞれ、上下方向に貫通した円形の第２貫通孔６２２を有する。第２貫通孔６２２の径は、第１貫通孔５２１の径と等しい。

【0030】

本体部６１の上端部には、ブーム４１の基部が結合されるブーム結合孔６１１が設けられている。本体部６１の前端部には、油圧アクチュエータ４１Ａの基部が結合されるアクチュエータ結合孔６１２が設けられている。

【0031】

１対の取付部６２は、上下方向と交差する方向（例えば、水平方向）に貫通した第３貫通孔６２３、６２４を有する（図３、５、６参照）。上側の取付部６２には第３貫通孔６２３が設けられ、下側の取付部６２には第３貫通孔６２４が設けられている。第３貫通孔６２３、６２４は、上下方向と交差する方向ならばいずれの方向に貫通していてもよいが、作業の容易性を考慮すると、左右方向又はそれに近い方向に貫通していることが望ましい。第３貫通孔６２３、６２４には、それぞれ棒状の固定部材８１，８２が挿入される。棒状の固定部材８１、８２は、例えば、ボルトであり、第３貫通孔６２３、６２４には、ボルトを締結するためのねじ溝６２３Ｇ、６２４Ｇが設けられている。

【0032】

固定部材８１は、ブラケット５２にスイングポスト６０を取り付ける際に主としてピン７０を支持する部材である。また、固定部材８２は、例えば、固定部材８１が折損等した場合に、ピン７０の脱落を防止するために、一時的にピン７０を支持する部材である。固定部材８１の径は、ピン７０を安定的に支持することができる程度の大きさを有する。他方、固定部材８２の径は、固定部材８１が折損等した場合に一時的にピン７０を支持することができる程度の大きさを有する。そのため、固定部材８２の径は、固定部材８１の径よりも小さくすることができる。これにより、部材の軽量化が可能となり、組付け作業やメンテナンス作業が容易になる。

【0033】

ピン７０は、第１貫通孔５２１と第２貫通孔６２２に挿入される円柱形の部材である（図３乃至５参照）。ピン７０の外周面には、第３貫通孔６２３、６２４に挿入された固定部材８１、８２が挿入される孔７１、７２が設けられている。本実施形態では、孔７１は、ピン７０を貫通しているが、孔７１はピン７０を貫通していなくてもよい。また、本実施形態では、孔７２はピン７０を貫通していないが、孔７２はピン７０を貫通していてもよい。孔７１、７２には、ねじ溝が設けられていなくてもよいが、第３貫通孔６２３、６２４と共通のねじ溝７１Ｇ、７２Ｇが設けられていてもよい。ピン７０の上下方向の長さは、１対の取付部６２のうちの上側の取付部６２の上端部と下側の取付部６２の下端部との距離以下である。そのため、ピン７０を第２貫通孔６２２に挿入した場合に、上側の取付部６２の上端部と下側の取付部６２の下端部との間にピン７０が収容され、ピン７０の上端部と下端部は取付部６２から突出しない。孔７１、７２は、ピン７０を第２貫通孔６２２に挿入した場合に第３貫通孔６２３、６２４に対向する位置に設けられている。

【0034】

上述のとおり、第３貫通孔６２３は固定部材８１を挿入可能な貫通孔であり、第３貫通孔６２４は固定部材８２を挿入可能な貫通孔であるため、第３貫通孔６２３の径は第３貫通孔６２４の径よりも大きく形成されている。

【0035】

孔７１は、第３貫通孔６２３とともに、固定部材８１を挿入可能に構成されており、固定部材８１の径は、ピン７０を安定的に支持可能な大きさを有する。具体的には、孔７１の径は、第３貫通孔６２３の径と等しい径を有する。このように、孔７１と第３貫通孔６２３の径の大きさを同様の大きさとすることで、孔７１および第３貫通孔６２３の内部で固定部材８１が振動することが抑制され、ピン７０を安定的に支持することが可能となる。

【0036】

孔７２は、第３貫通孔６２３とともに、固定部材８２を挿入可能に構成されており、固定部材８２の径は、固定部材８１が折損等した場合に一時的にピン７０を支持することができる程度の大きさを有する。換言すると、固定部材８１がピン７０を支持している場合には、孔７２は固定部材８２と接触しない構成となっている。具体的には、孔７２の径は、第３貫通孔６２４よりも大きく形成されており、第３貫通孔６２４に挿通された固定部材８２は、孔７２の内部で浮いた状態になっている。これにより、固定部材８１がピン７０を支持している期間は、固定部材８２にはピン７０による負荷がかからないため、固定部材８２の必要以上の劣化が防止される。

【0037】

また、固定部材８２の劣化を抑制するためには、固定部材８１がピン７０を支持している場合に固定部材８２が孔７２の内面に接触しなければよい。従って、固定部材８２が孔７２の内面に接触しない限りにおいて、孔７２の径は、孔７１よりも小さくてもよい。この構成によれば、孔７２の径が孔７１と等しい又は大きい場合と比べて、ピン７０の変形が抑制される。

【0038】

以上説明した本実施形態に係る構造体５によれば、上下方向に貫通した第１貫通孔５２１を有するブラケット５２と、ブラケット５２を挟んで上下方向に対向する１対の取付部６２を有し、１対の取付部６２の各々に上下方向に貫通した第２貫通孔６２２を有するスイングポスト６０と、第１貫通孔５２１と第２貫通孔６２２とに挿入されたピン７０と、を備え、１対の取付部６２は、それぞれ、上下方向と交差する方向に貫通した、棒状の固定部材８１、８２が挿入される第３貫通孔６２３、６２４を備え、ピン７０は、第３貫通孔６２３、６２４に挿入された固定部材８１、８２によって１対の取付部６２に固定されるから、スイングポスト６０の上方と下方のどちらからでもピン７０を挿入することができる。

【0039】

また、本実施形態に係る構造体５によれば、ピン７０の上下方向の長さは、１対の取付部６２のうちの上側の取付部６２の上端部から下側の取付部６２の下端部までの距離以下であるから、スイングポスト６０からピン７０が突出しないようにすることができる。

【0040】

また、本実施形態に係る構造体５によれば、ピン７０は、上下方向の全長にわたってスイングポスト６０及びブラケット５２に収容されるから、スイングポスト６０からピン７０が突出しないようにすることができる。

【0041】

また、本実施形態に係る構造体５によれば、ピン７０は、第３貫通孔６２３、６２４に挿入された固定部材８１、８２が挿入される孔７１、７２を備えるから、仮に、一方が破損した場合でも、他方が支持することでピン７０の脱落を防止することができる。

【0042】

また、本実施形態に係る構造体５によれば、孔７２の径は、第３貫通孔６２４の径と異なっている。例えば、孔７２の径は、第３貫通孔６２４の径よりも大きい。この構成によれば、固定部材８１がピン７０を支持している場合には、固定部材８２への負荷を抑制できる。

【0043】

また、本実施形態に係る構造体５によれば、孔７１、７２の一方と孔７１、７２の他方は径の大きさが異なっている。例えば、上述のように、孔７２の径を孔７１よりも小さくすることで、ピン７０の変形を抑制することができる。

【0044】

また、本実施形態に係る構造体５によれば、第３貫通孔６２３、６２４の一方と第３貫通孔６２３、６２４の他方は径の大きさが異なっている。例えば、上述のように、第３貫通孔６２４の径を第３貫通孔６２３よりも小さくすることで、固定部材８２の径を固定部材８１の径よりも小さくすることができる。これにより、部材の軽量化が可能となり、組付け作業やメンテナンス作業が容易になる。

【0045】

また、本実施形態に係る構造体５によれば、孔７１、７２の一方と第３貫通孔６２３、６２４の一方は径の大きさが異なっている。例えば、上述のように、孔７２の径を第３貫通孔６２４よりも大きくすることで、固定部材８２の劣化を抑制することができる。

【0046】

また、本実施形態に係る構造体５によれば、第３貫通孔６２３、６２４の少なくとも一方は、ねじ溝６２３Ｇ、６２４Ｇを備えるから、一対の取付部６２の両方でピン７０を支持することができることから、ピン７０を強固に固定することができる。

【0047】

また、本実施形態に係る構造体５によれば、孔７１は、ピン７０を貫通しており、固定部材８１は、孔７１を貫通しているから、ピン７０を強固に固定することができる。

【0048】

上記実施形態が以下のように変形されてもよい。

【0049】

上記実施形態では、孔７２の径が第３貫通孔６２４の径と異なっている例が示されたが、孔７２の径は、第３貫通孔６２４の径と等しくてもよい。この構成によれば、ピン７０を強固に固定することができる。また、孔７１と孔７２の径を等しくしてもよい。

【0050】

上記実施形態の構成に加えて、ピン７０は、上端部又は下端部から上下方向に切り欠かれた第１溝部７５を備えていてもよい。図７、８は、第１溝部７５が設けられたピン７０の斜視図である。このうち、図７は、上端部に第１溝部７５が設けられた例であり、図８は、下端部に第１溝部７５が設けられた例である。第１溝部７５は、ピン７０の周方向における孔７１、７２に対応する位置に設けられている。換言すれば、第１溝部７５は、孔７１、７２に上下方向に対向する位置に設けられている。この構成によれば、固定部材８１、８２の先端部を第２貫通孔６２２の内部に若干突出させた状態でピン７０を挿入し、ピン７０を回転させながら固定部材８１、８２の先端部に第１溝部７５が当たるようにすることで、周方向のピン７０の位置合わせを容易に行うことができる。なお、本実施形態では、第１溝部７５を孔７１、７２と離間して設けるようにしたが、これには限定されず、例えば、第１溝部７５をピン７０の挿入方向の先端部から軸方向に孔７１，７２の位置まで設けてもよい。

【0051】

上記実施形態の構成に加えて、ピン７０は、上下方向における孔７１に対応する位置に設けられた周方向に広がる第２溝部７６を備えていてもよい。図９は、第２溝部７６が設けられたピン７０の斜視図である。この構成によれば、孔７１が第３貫通孔６２３に対して周方向にずれた状態でピン７０が第２貫通孔６２２に挿入された場合であっても、第２溝部７６に固定部材８１の先端部が挿入された状態でピン７０を回転させることによって、周方向のピン７０の位置合わせを容易に行うことができる。

【0052】

なお、第２溝部７６に代えて、ピン７０の外周面から所定深さまで、ピン７０の内部に向かって径が縮小するテーパー状の孔が設けられ、所定深さ以深に孔７１が設けられていてもよい。この構成によれば、上下方向と周方向のピン７０の位置合わせが容易になる。

【0053】

上記実施形態の構成に加えて、取付部６２は、固定部材８１の挿入方向におけるピン７０の手前側と奥側とに第３貫通孔６２３を有し、手前側の第３貫通孔６２３の形状は、奥側の第３貫通孔６２３の形状と異なっていてもよい。例えば、図１０は、本変形例に係るスイングポスト６０の斜視図である。同図は、第２貫通孔６２２の中心の位置でスイングポスト６０を左右に分割した様子を示している。同図に示すように、手前側の第３貫通孔６２３を横長の形状とし、奥側の第３貫通孔６２３を円形とし、手前側の第３貫通孔６２３からピン７０の孔７１に固定部材８１を挿入し、ピン７０を回転させながら奥側の第３貫通孔６２３に固定部材８１の先端部を合わせることで、周方向のピン７０の位置合わせを容易に行うことができる。孔７２がピン７０を貫通している場合には、第３貫通孔６２４についても本変形例を適用してもよい。

【0054】

上記実施形態では、ピン７０に孔７１、７２が設けられている例が示されたが、孔７１、７２は設けられていなくてもよい。

【0055】

上記実施形態では、上側の取付部６２に第３貫通孔６２３が設けられ、下側の取付部６２に第３貫通孔６２４が設けられている例が示されたが、上側の取付部６２に第３貫通孔６２４が設けられ、下側の取付部６２に第３貫通孔６２３が設けられていてもよい。この場合、孔７１と孔７２、固定部材８１と固定部材８２の位置関係も上下が逆になる。

【符号の説明】

【0056】

１ 建設機械
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ 作業機
５ 構造体
５２ ブラケット
５２１ 第１貫通孔
６０ スイングポスト
６２ 取付部
６２２ 第２貫通孔
６２３、６２４ 第３貫通孔
７０ ピン
７１、７２ 孔
７５、７６ 溝部
８１、８２ 固定部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】