JP7201536B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に関する。

バックホーなどの建設機械では、下部走行体と、下部走行体の上方で旋回可能に設けられた上部旋回体と、上部旋回体の前部に上下回動可能に支持された作業機とを備えている。

特許文献１には、建設機械のポンプサクション配管構造として、上部旋回体の前後方向に延びる左右の縦板を貫通させ、縦板を仕切る仕切り板に沿わせてサクションホースを配索する技術が開示されている。

また、特許文献２には、建設機械のポンプサクション配管構造として、上部旋回体の前後方向に延びる左右の縦板を貫通させ、さらに縦板を仕切る仕切り板を貫通させてサクションホースを配索する技術が開示されている。

特許文献１及び２は、何れも縦板を仕切る仕切り板が板材であることから、剛性が十分とは言えないため、縦板に孔を開けた場合、縦板の厚みを厚くする等により剛性を確保する必要がある。また、小型の建設機械においては、ボンネット内のスペースを有効活用するために、エンジン支持部を縦板や仕切り板の上に設けて、ポンプサクション配管をエンジンの下方に設けようとした場合、強度が不足するという問題がある。

特開２００１－９０１０６号公報 特開２０１１－１９６０４６号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、上部旋回体における旋回フレームの剛性を確保しつつ、配管レイアウトの自由度を高めることができる建設機械を提供することにある。

本発明の建設機械は、下部走行体と、
前記下部走行体の上方で旋回可能に設けられた上部旋回体と、
前記上部旋回体の後部に配置されたエンジンと、
前記上部旋回体の底部を構成して、前記エンジンが搭載される旋回フレームと、を備え、
前記旋回フレームは、底板と、前後方向に延びるように前記底板に立設された左右一対の第１縦板及び第２縦板と、前記第１縦板と前記第２縦板に接続され、前記第１縦板と前記第２縦板の間の空間を区画する接続部材と、を備え、
前記接続部材は、少なくとも天板と前記天板の前後方向両端部から下方に延びる前後一対の側板とを含み、前記第１縦板及び前記第２縦板とともに箱型構造体を形成し、
前記箱型構造体は、前記第１縦板に形成された第１開口部と、前記第２縦板に形成された第２開口部と、前記天板に形成されたエンジン支持部と、を有するものである。

本発明の建設機械において、前記箱型構造体には、前方に開放する第３開口部が形成されているものでもよい。

また、本発明の建設機械は、前記エンジンによって駆動する油圧ポンプと、
前記第２縦板の左右外側に配置された前記油圧ポンプの吸引ポートと、
前記第１縦板の左右外側に配置された作動油タンクと、を備え、
前記吸引ポートと前記作動油タンクを接続するサクションホースは、前記第１開口部と前記第２開口部を挿通しているものでもよい。

また、本発明の建設機械は、前記第１縦板の左右外側に配置されたグリスニップルと、
前記第２縦板の左右外側に配置された旋回ベアリング用のグリス供給口と、を備え、
前記グリスニップルと前記グリス供給口を接続するグリスホースは、前記第２開口部と前記第３開口部を挿通しているものでもよい。

本発明によれば、各種ホース等の配管を箱型構造体の内部空間を利用して配索させることにより、旋回フレームの剛性を低下させることなく、エンジンの下方を通りながら旋回フレームを左右方向に横断して配管を配索させることができる。その結果、上部旋回体における旋回フレームの剛性を確保しつつ、配管レイアウトの自由度を高めることができる。

本発明に係る建設機械の一例を示す斜視図 上部旋回体の内部構造を示す斜視図 旋回フレームの斜視図 サクションホースの配索構造を示す斜視図 グリスホースの配索構造を示す斜視図

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

［建設機械の概要］
図１に示すように、建設機械１は、下部走行体２と、下部走行体２の上方で旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に水平回動可能に支持された揺動体であるブームブラケット４と、ブームブラケット４に上下回動可能に支持された作業機５とを備える。建設機械１は、ブームスイング機能付きショベル（バックホー）として構成されている。一般に、ブームスイング機能は、狭い場所での作業性が求められるミニショベルに装備される。

下部走行体２は、エンジン６０（図２参照）からの動力を受けて駆動し、建設機械１を走行させたり旋回させたりする。下部走行体２は、左右一対のクローラ２１，２１と、それらを駆動させる左右一対の走行モータ２２，２２とを備える。また、下部走行体２には、ブレード２３が設けられている。

上部旋回体３は、その中央部で上下方向に延びる軸線回りに旋回動作可能に構成されている。上部旋回体３には、エンジン６０、旋回モータ６１（図２参照）、操縦部６２などが配設されている。操縦部６２には、操縦席や操作装置などが装備されている。

ブームブラケット４は、上部旋回体３の前端部に取付部３５を介して取り付けられている。ブームブラケット４は、取付部３５に水平回動自在に（即ち、左右へ揺動自在に）支持されている。上部旋回体３とブームブラケット４との間には、前後方向に伸縮作動するスイングシリンダ（図示していない）が設けられている。ブームブラケット４の水平回動は、スイングシリンダの伸縮に応じて作動する。

作業機５は、エンジン６０からの動力を受けて駆動し、操縦部６２での操作に応じて土砂の掘削作業などを行う。作業機５は、ブームブラケット４に上下回動可能に支持されている。ブームブラケット４には、軸線を水平方向に向けた枢軸ピン５４が設けられている。作業機５の基端部（後述するブーム５１の基端部）は、その枢軸ピン５４を中心にして上下回動自在に支持されている。また、作業機５は、ブームブラケット４の水平回動に連動してスイング動作を行うことができる。

作業機５は、ブーム５１と、アーム５２と、バケット５３を備えている。ブーム５１は、ブームブラケット４に上下回動可能に取り付けられている。ブーム５１は、ブームブラケット４に支持された基端部から上下方向に延在し、側面視ブーメラン形状をなして屈曲している。ブームブラケット４とブーム５１の中途部との間には、伸縮自在に可動するブームシリンダ５１ａが設けられている。ブームブラケット４に対するブーム５１の上下回動は、ブームシリンダ５１ａの伸縮に応じて作動する。

アーム５２は、ブーム５１に上下回動可能に取り付けられている。ブーム５１の先端部には、軸線を水平方向に向けた枢軸ピン５５が設けられている。アーム５２の基端部は、その枢軸ピン５５を中心にして上下回動（前後回動）自在に支持されている。ブーム５１の中途部とアーム５２の基端部との間には、伸縮自在に可動するアームシリンダ５２ａが設けられている。ブーム５１に対するアーム５２の上下回動は、アームシリンダ５２ａの伸縮に応じて作動する。

バケット５３は、アーム５２に上下回動可能に取り付けられている。アーム５２の先端部には、軸線を水平方向に向けた枢軸ピン５６が設けられている。バケット５３の基端部は、その枢軸ピン５６を中心にして上下回動（前後回動）自在に支持されている。アーム５２の先端部とバケット５３との間には、バケットリンク５７が介在している。バケットリンク５７は、バケット５３に駆動力を伝達するリンクとして構成されている。バケットリンク５７とアーム５２の基端部との間には、伸縮自在に可動するバケットシリンダ５３ａが設けられている。アーム５２に対するバケット５３の上下回動は、バケットシリンダ５３ａの伸縮に応じて作動する。

図２は、上部旋回体３の内部構造を示す斜視図である。上部旋回体３は、旋回フレーム３０上にエンジン６０やバッテリや燃料タンク等を載置して、これらをボンネット６６で被覆して、その前部に操縦部６２を配置している。エンジン６０には油圧ポンプ６３が接続されており、油圧ポンプ６３は、エンジン６０によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ６３から吐出された作動油は、油圧ホースやコントロールユニット等を介して、スイングシリンダ、ブームシリンダ５１ａ、アームシリンダ５２ａ、バケットシリンダ５３ａ、ブレードシリンダ、走行モータ２２，２２、旋回モータ６１等に供給される。

旋回フレーム３０は、平板状の底板３１と、前後方向に延びるように底板３１に立設設された左右一対の第１縦板３２及び第２縦板３３と、第１縦板３２と第２縦板３３に接続され、第１縦板３２と第２縦板３３の間の空間を区画する接続部材３４と、を備えている。

底板３１は、平面視において前端部が左右方向に切り取られた円形をしている。第１縦板３２及び第２縦板３３は、底板３１上に左右に間隔をあけて位置し、前後方向に延びるように立設されている。第１縦板３２と第２縦板３３は、後方に広がるように配置されている。第１縦板３２は、旋回フレーム３０の左右中央よりも右側に配置され、第２縦板３３は、旋回フレーム３０の左右中央よりも左側に配置されている。第１縦板３２と第２縦板３３の間の底板３１には、スイベルジョイントを挿入するためのジョイント開口部３１ａや旋回モータ６１を取り付けるためのモータ取付部３１ｂが設けられている。また、底板３１には、排水用、メンテナンス用のその他複数の開口が形成されている。

第１縦板３２及び第２縦板３３は、その下縁が底板３１の上面に溶接されている。第１縦板３２の前端部３２ａ及び第２縦板３３の前端部３３ａは、底板３１よりも前方に突出し、取付部３５の一部を構成している。第１縦板３２の後端部３２ｂ及び第２縦板３３の後端部３３ｂは、カウンタウェイト取付部３６に接続されている。カウンタウェイト取付部３６は、底板３１の後端部に左右方向に沿って設けられ、カウンタウェイト取付部３６にはカウンタウェイト６７が取り付けられる。

接続部材３４は、ジョイント開口部３１ａよりも後方にて第１縦板３２と第２縦板３３に接続されている。接続部材３４は、水平方向に沿って配置された天板３４１と、天板３４１の前後方向両端部から下方に延びる前後一対の前側板３４２及び後側板３４３とを有する。前側板３４２と後側板３４３の下端が底板３１に固定され、前側板３４２と後側板３４３は底板３１に対して直立している。すなわち、下側が開放された断面略Ｕ字状の接続部材３４は、底板３１と第１縦板３２と第２縦板３３とともに、箱型構造体３７を形成する。

第１縦板３２には、第１開口部３２ｃが形成されている。第１開口部３２ｃは第１縦板３２の下部に切り欠き形成されている。第１開口部３２ｃは、接続部材３４の右側に形成されており、接続部材３４の内部空間と連通している。

第２縦板３３には、第２開口部３３ｃが形成されている。第２開口部３３ｃは第２縦板３３の下部に切り欠き形成されている。第２開口部３３ｃは、接続部材３４の左側に形成されており、接続部材３４の内部空間と連通している。

接続部材３４には、前方に開放する第３開口部３４ａが形成されている。第３開口部３４ａは、前側板３４２から天板３４１にかけて切り欠き形成されている。

接続部材３４の天板３４１は、エンジンマウント６０１（図２参照）が取り付けられるフロントエンジン支持部３４ｂを有する。フロントエンジン支持部３４ｂは、天板３４１の左右にそれぞれ形成されている。また、底板３１の後部であってカウンタウェイト取付部３６の前方には、エンジンマウント６０１が取り付けられる一対のリアエンジン支持部３１ｃ，３１ｃが設けられており、エンジン６０は、フロントエンジン支持部３４ｂとリアエンジン支持部３１ｃにより支持される。

旋回フレーム３０の前端部には、ブームブラケット４が取り付けられる取付部３５が前方に突出するように設けられている。取付部３５は、平面視でテーパ状をしており、その前端部に、不図示の枢軸ピンを挿入する挿入孔３５ａが上下方向に開口されている。取付部３５は、互いに間隔をあけて配置された上下一対のステー３５１，３５２を備えている。一対のステー３５１，３５２は、第１縦板３２の前端部３２ａと第２縦板３３の前端部３３ａを上下から挟み込んでいる。下側のステー３５２は、底板３１の前部上面に取り付けられ、底板３１の前端部から前方に突出している。

第１縦板３２の右側には、前後方向に沿って不図示のスイングシリンダが配置される。スイングシリンダは、シリンダチューブが旋回フレーム３０に形成されたシリンダ取付部３８に回動自在に支持され、シリンダロッドがブームブラケット４と回動可能に接続される。シリンダロッドを伸縮させることにより、ブームブラケット４を左右に回動することができる。これに伴い、スイングシリンダはシリンダ取付部３８を中心として左右に揺動する。

第２縦板３３の左側には、不図示のコントロールユニットが配置される。コントロールユニットは、油圧シリンダ（スイングシリンダ、ブームシリンダ５１ａ、アームシリンダ５２ａ、バケットシリンダ５３ａ、ブレードシリンダ）と油圧モータ（走行モータ２２，２２、旋回モータ６１）の作動を制御する各コントロールバルブを配設したものである。

第１縦板３２の右側には、図４に示すように、作動油タンク６４が配置される。作動油タンク６４は、油圧ポンプ６３の作動油を貯留しており、サクションホース６５により油圧ポンプ６３に接続される。作動油タンク６４は、旋回フレーム３０の右端部の前後方向中央部に配置される。作動油タンク６４の下端部は、底板３１に固定される。

油圧ポンプ６３は、平面視で第２縦板３３の左側に吸引ポート６３ａを備える。サクションホース６５の一端部が作動油タンク６４の後面下部に接続され、サクションホース６５の他端部が吸引ポート６３ａに接続されている。

サクションホース６５は、エンジン６０の下方に配置された箱型構造体３７の内部を通って旋回フレーム３０を左右方向に横断するように配置されている。すなわち、サクションホース６５は、作動油タンク６４から箱型構造体３７を通って油圧ポンプ６３に至る。このとき、サクションホース６５は、第１開口部３２ｃと第２開口部３３ｃを挿通する。

上部旋回体３は、下部走行体２に対して旋回ベアリング３９（図５に破線で示す）を介して旋回する。旋回ベアリング３９は、旋回フレーム３０の底面に固定されている。旋回フレーム３０の底板３１には、旋回ベアリング用のグリス供給口３１ｄが設けられている。グリス供給口３１ｄは、第２縦板３３の左側に形成されている。

グリス供給口３１ｄにグリスを供給するためのグリスホース７０は、第２開口部３３ｃと第３開口部３４ａを挿通して、第１縦板３２の右側に配置されたグリスニップル７１に至る。グリスニップル７１から注入されたグリスは、グリスホース７０を介してグリス供給口３１ｄに達し、旋回ベアリング３９に供給される。

以上のように本実施形態の建設機体１は、下部走行体２と、下部走行体２の上方で旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３の後部に配置されたエンジン６０と、上部旋回体３の底部を構成して、エンジン６０が搭載される旋回フレーム３０と、を備え、
旋回フレーム３０は、底板３１と、前後方向に延びるように底板３１に立設された左右一対の第１縦板３２及び第２縦板３３と、第１縦板３２と第２縦板３３に接続され、第１縦板３２と第２縦板３３の間の空間を区画する接続部材３４と、を備え、
接続部材３４は、少なくとも天板３４１と天板３４１の前後方向両端部から下方に延びる前後一対の前側板３４２及び後側板３４３とを含み、第１縦板３２及び第２縦板３３とともに箱型構造体３７を形成し、
箱型構造体３７は、第１縦板３２に形成された第１開口部３２ｃと、第２縦板３３に形成された第２開口部３３ｃと、天板３４１に形成されたフロントエンジン支持部３４ｂと、を有する。

この構成によれば、旋回フレーム３０の第１縦板３２と第２縦板３３の間の空間を箱型構造体３７で区画することになり、各種ホース等の配管を箱型構造体３７の内部空間を利用して配索させることにより、旋回フレーム３０の剛性を低下させることなく、エンジン６０の下方を通りながら旋回フレーム３０を左右方向に横断して配管を配索させることができる。その結果、上部旋回体３における旋回フレーム３０の剛性を確保しつつ、配管レイアウトの自由度を高めることができる。特にボンネット６６の内部が狭い小型の建設機械に有用である。

また、箱型構造体３７には、前方に開放する第３開口部３４ａが形成されているのが好ましい。

箱型構造体３７の前方に第３開口部３４ａを設けることにより、第１縦板３２と第２縦板３３によって隔離された機器をより自由度を上げて連結することができる。

また、建設機械１は、エンジン６０によって駆動する油圧ポンプ６３と、第２縦板３３の左側に配置された油圧ポンプ６３の吸引ポート６３ａと、第１縦板３２の右側に配置された作動油タンク６４と、を備え、吸引ポート６３ａと作動油タンク６４を接続するサクションホース６５は、第１開口部３２ｃと第２開口部３３ｃを挿通していることが好ましい。

この構成によれば、エンジン６０の下方を通りながら旋回フレーム３０を左右方向に横断してサクションホース６５等を配索させることができるため、サクションホース６５の長さを短くすることができ、管路抵抗（吸引抵抗）を少なくできる。

なお、従来のサクションホースは、作動油タンク６４からエンジン６０の後方を通って油圧ポンプ６３まで延びており、エンジン６０のオイルパンの近くに配置されていた。本実施形態の建設機械１によれば、エンジン６０の後方のスペースを広げられるため、冷却風の通路を確保することができる。これにより、冷却風が流れやすくなり、オイルパンを冷やせるため、エンジン６０のヒートバランスにも貢献する。

また、建設機械１は、第１縦板３２の右側に配置されたグリスニップル７１と、第２縦板３３の左側に配置された旋回ベアリング用のグリス供給口３１ｄと、を備え、
グリスニップル７１とグリス供給口３１ｄを接続するグリスホース７０は、第２開口部３３ｃと第３開口部３４ａを挿通していることが好ましい。

箱型構造体３７の前方に第３開口部３４ａを設けることにより、第１縦板３２と第２縦板３３によって隔離されたグリスニップル７１とグリス供給口３１ｄとを最適なルートにてグリスホース７０で結ぶことができる。

本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

１ 建設機械
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ ブームブラケット
５ 作業機
３０ 旋回フレーム
３１ 底板
３１ｄ グリス供給口
３２ 第１縦板
３２ｃ 第１開口部
３３ 第２縦板
３３ｃ 第２開口部
３４ 接続部材
３４ａ 第３開口部
３４１ 天板
３４２ 前側板
３４３ 後側板
３７ 箱型構造体
３９ 旋回ベアリング
６０ エンジン
６３ 油圧ポンプ
６３ａ 吸引ポート
６４ 作動油タンク
６５ サクションホース
７０ グリスホース
７１ グリスニップル

Claims (4)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体の上方で旋回可能に設けられた上部旋回体と、
   前記上部旋回体の後部に配置されたエンジンと、
   前記上部旋回体の底部を構成して、前記エンジンが搭載される旋回フレームと、を備え、
   前記旋回フレームは、底板と、前後方向に延びるように前記底板に立設された左右一対の第１縦板及び第２縦板と、前記第１縦板と前記第２縦板に接続され、前記第１縦板と前記第２縦板の間の空間を区画する接続部材と、を備え、
   前記接続部材は、少なくとも天板と前記天板の前後方向両端部から下方に延びる前後一対の側板とを含み、前記第１縦板及び前記第２縦板とともに箱型構造体を形成し、
   前記箱型構造体は、前記第１縦板に形成された第１開口部と、前記第２縦板に形成された第２開口部と、前記天板に形成されたエンジン支持部と、を有する、建設機械。
2. 前記箱型構造体には、前方に開放する第３開口部が形成されている、請求項１に記載の建設機械。
3. 前記エンジンによって駆動する油圧ポンプと、
   前記第２縦板の左右外側に配置された前記油圧ポンプの吸引ポートと、
   前記第１縦板の左右外側に配置された作動油タンクと、を備え、
   前記吸引ポートと前記作動油タンクを接続するサクションホースは、前記第１開口部と前記第２開口部を挿通している、請求項１又は２に記載の建設機械。
4. 前記第１縦板の左右外側に配置されたグリスニップルと、
   前記第２縦板の左右外側に配置された旋回ベアリング用のグリス供給口と、を備え、
   前記グリスニップルと前記グリス供給口を接続するグリスホースは、前記第２開口部と前記第３開口部を挿通している、請求項２に記載の建設機械。
   
   
   
   

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