JP2016188544A - ショベル - Google Patents
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Abstract
【課題】アクセスし易く低コストで搭載可能なアキュムレータを備えたショベルを提供すること。
【解決手段】本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体1と、下部走行体1に旋回可能に搭載される上部旋回体3と、上部旋回体3に搭載されるエンジン11と、上部旋回体3に搭載されるキャビン10と、上部旋回体3の旋回フレーム3Aに支持される第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hと、を備える。第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hのそれぞれとキャビン10との間の距離は、エンジン11とキャビン10との間の距離よりも小さい。
【選択図】図3
【解決手段】本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体1と、下部走行体1に旋回可能に搭載される上部旋回体3と、上部旋回体3に搭載されるエンジン11と、上部旋回体3に搭載されるキャビン10と、上部旋回体3の旋回フレーム3Aに支持される第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hと、を備える。第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hのそれぞれとキャビン10との間の距離は、エンジン11とキャビン10との間の距離よりも小さい。
【選択図】図3
Description
本発明は、アキュムレータを備えるショベルに関する。
車体後部に配置されるカウンタウェイトに組み込まれるアキュムレータを備えたショベルが知られている(特許文献1参照。)。
しかしながら、アキュムレータがカウンタウェイトに組み込まれてしまうと保守点検等のためのアクセスが困難となり、また、アクセス用の扉を設ける必要がある等、搭載コストを増大させてしまう。
そこで、アクセスし易く低コストで搭載可能なアキュムレータを備えたショベルを提供することが望まれる。
本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載されるエンジンと、前記上部旋回体に搭載されるキャビンと、前記上部旋回体の旋回フレームに支持されるアキュムレータと、を備え、前記アキュムレータと前記キャビンとの間の距離は、前記エンジンと前記キャビンとの間の距離よりも小さい。
上述の手段により、アクセスし易く低コストで搭載可能なアキュムレータを備えたショベルを提供することができる。
図1は、本発明が適用される建設機械としてのショベルを示す側面図である。ショベルの下部走行体1には、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載されている。上部旋回体3にはブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、アーム5の先端にはバケット6が取り付けられている。作業要素としてのブーム4、アーム5、及びバケット6は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体3には、キャビン10が設けられ、且つエンジン11等の動力源及びコントローラ30等が搭載される。
コントローラ30は、ショベルの駆動制御を行う主制御部としての制御装置である。本実施例では、コントローラ30は、CPU及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムをCPUに実行させて各種機能を実現する。
図2は、図1のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す概略図である。本実施例では、油圧回路は、主に、第1ポンプ14L、第2ポンプ14R、回生用油圧モータ14A、コントロールバルブ17、第1アキュムレータ85L、第2アキュムレータ85H、及び油圧アクチュエータを含む。油圧アクチュエータは、主に、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、及び旋回用油圧モータ21を含む。また、油圧アクチュエータは、左側走行用油圧モータ(図示せず。)及び右側走行用油圧モータ(図示せず。)を含んでいてもよい。
ブームシリンダ7は、ブーム4を昇降させる油圧シリンダであり、ボトム側油室とロッド側油室との間には再生弁7aが接続され、ボトム側油室側には保持弁7bが設置される。また、アームシリンダ8は、アーム5を開閉させる油圧シリンダであり、ボトム側油室とロッド側油室との間には再生弁8aが接続され、ロッド側油室側には保持弁8bが設置される。また、バケットシリンダ9は、バケット6を開閉させる油圧シリンダであり、ボトム側油室とロッド側油室との間には再生弁9aが接続される。再生弁7a、8a、9aは何れもコントロールバルブ17の外部に設置され、例えば、関連する油圧シリンダに隣接して設置される。
旋回用油圧モータ21は、上部旋回体3を旋回させる油圧モータであり、ポート21L、21Rがそれぞれリリーフ弁22L、22Rを介して作動油タンクTに接続され、シャトル弁22Sを介して切替弁22Gに接続され、且つ、チェック弁23L、23Rを介して作動油タンクTに接続される。
リリーフ弁22Lは、ポート21L側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、ポート21L側の作動油を作動油タンクTに排出する。また、リリーフ弁22Rは、ポート21R側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、ポート21R側の作動油を作動油タンクTに排出する。
シャトル弁22Sは、ポート21L側及びポート21R側のうちの圧力が高い方の作動油を切替弁22Gに供給する。
切替弁22Gは、コントローラ30からの指令に応じて動作する弁であり、旋回用油圧モータ21(シャトル弁22S)と第2アキュムレータ85Hとの間の連通・遮断を切り替え可能な2ポート2位置の電磁弁である。具体的には、切替弁22Gは、第1位置にある場合に旋回用油圧モータ21と第2アキュムレータ85Hとの間を連通させ、第2位置にある場合にその連通を遮断する。
チェック弁23Lは、ポート21L側の圧力が反対側の圧力より低くなった場合に開き、作動油タンクT又は第1アキュムレータ85Lからポート21L側に作動油を補給する。チェック弁23Rは、ポート21R側の圧力が反対側の圧力より低くなった場合に開き、作動油タンクT又は第1アキュムレータ85Lからポート21R側に作動油を補給する。このように、チェック弁23L、23Rは、旋回用油圧モータ21の制動時に吸い込み側ポートに作動油を補給する補給機構を構成する。
第1ポンプ14Lは、作動油タンクTから作動油を吸い込んで吐出する油圧ポンプであり、本実施例では斜板式可変容量型油圧ポンプである。また、第1ポンプ14Lはレギュレータ(図示せず。)に接続される。レギュレータは、コントローラ30からの指令に応じて第1ポンプ14Lの斜板傾転角を変更して第1ポンプ14Lの押し退け容積(1回転当たりの吐出量)を制御する。第2ポンプ14Rについても同様である。
回生用油圧モータ14Aは、油圧アクチュエータから流出する作動油が有する油圧エネルギを回生してエンジンをアシストする油圧モータであり、本実施例では斜板式可変容量型油圧モータである。なお、回生用油圧モータ14Aは、油圧ポンプ(第3ポンプ)としても機能し得る。
回生用油圧モータ14Aは、第1ポンプ14L及び第2ポンプ14Rと同様にレギュレータに接続される。レギュレータは、コントローラ30からの指令に応じて回生用油圧モータ14Aの斜板傾転角を変更して回生用油圧モータ14Aの押し退け容積を制御する。また、レギュレータは、回生用油圧モータ14Aの押し退け容積(斜板傾転角)をゼロに設定可能であってもよい。作動油を消費(吸い込み及び吐出)することなく回転できるようにするためであり、また、回生用油圧モータ14Aを通過する作動油の流れを遮断できるようにするためである。
回生用油圧モータ14Aの下流(吐出側)にはチェック弁88を介して第1アキュムレータ85L、切替弁86、及びリリーフ弁90が配置される。
第1アキュムレータ85Lは、回生用油圧モータ14Aが吐出する作動油を蓄積する油圧装置である。本実施例では、第1アキュムレータ85Lは、切替弁86により作動油の放出が制御される。また、第1アキュムレータ85Lの使用圧力は、作動油タンクTの作動油の圧力よりも高く、例えば、0.2〜5MPaの範囲内とされる。旋回減速時における旋回用油圧モータ21の吸い込み側ポートに確実に作動油を補給してキャビテーションの発生を防止できるようにするためである。
切替弁86はコントローラ30からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、切替弁86は、第1アキュムレータ85Lと旋回用油圧モータ21との間の連通・遮断を切り替え可能な2ポート2位置の電磁弁である。具体的には、切替弁86は、第1位置にある場合に第1アキュムレータ85Lと旋回用油圧モータ21との間を連通させ、第2位置にある場合にその連通を遮断する。
チェック弁88は回生用油圧モータ14Aの吐出側ポートに流入する作動油の流れを遮断する。本実施例では、チェック弁88は第1アキュムレータ85Lから回生用油圧モータ14Aへの作動油の流れを遮断する。
リリーフ弁90は、回生用油圧モータ14Aの吐出側の圧力(第1アキュムレータ85Lにおける作動油の圧力)が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、その吐出側の作動油を作動油タンクに排出する。
回生用油圧モータ14Aの上流(吸い込み側)には切替弁87を介して第2アキュムレータ85Hが配置される。また、回生用油圧モータ14Aの上流(吸い込み側)はチェック弁89を介して作動油タンクTにも接続される。
第2アキュムレータ85Hは、旋回用油圧モータ21から流出する作動油を蓄積する油圧装置である。本実施例では、第2アキュムレータ85Hは、切替弁22Gにより作動油の蓄積が制御され、且つ、切替弁87により作動油の放出が制御される。また、第2アキュムレータ85Hの使用圧力は、第1アキュムレータ85Lの使用圧力よりも高く、例えば、15〜30MPaの範囲内とされる。第1アキュムレータ85Lの使用圧力と第2アキュムレータ85Hの使用圧力との圧力差が大きいほど回生用油圧モータ14Aによるアシスト力を大きくできるためである。但し、第2アキュムレータ85Hの使用圧力はリリーフ弁22L、22Rのリリーフ圧より低い。
切替弁87はコントローラ30からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、切替弁87は、第2アキュムレータ85Hと回生用油圧モータ14Aとの間の連通・遮断を切り替え可能な2ポート2位置の電磁弁である。具体的には、切替弁87は、第1位置にある場合に第2アキュムレータ85Hと回生用油圧モータ14Aとの間を連通させ、第2位置にある場合にその連通を遮断する。
チェック弁89は作動油タンクTに流出する作動油の流れを遮断する。本実施例では、チェック弁89は第2アキュムレータ85Hから回生用油圧モータ14Aへ流れる作動油の一部が作動油タンクTに流出するのを防止する。なお、チェック弁89は、回生用油圧モータ14Aが第3ポンプとして機能する場合には、作動油タンクTから第3ポンプへの作動油の流れを遮断しない。
以上の構成により、旋回用油圧モータ21の吐出側ポート、シャトル弁22S、切替弁22G、第2アキュムレータ85H、切替弁87、回生用油圧モータ14A、チェック弁88、第1アキュムレータ85L、切替弁86、チェック弁23L、23R、及び、旋回用油圧モータ21の吸い込み側ポートを繋ぐ旋回回生回路は一方向流れの閉ループを形成する。
また、本実施例では、第1ポンプ14L、第2ポンプ14R、及び回生用油圧モータ14Aは、それぞれの駆動軸が機械的に連結される。具体的には、それぞれの駆動軸は、変速機13を介して所定の変速比でエンジン11の出力軸に連結される。そのため、エンジン回転数が一定であれば、それぞれの回転数も一定となる。但し、第1ポンプ14L、第2ポンプ14R、及び回生用油圧モータ14Aは、エンジン回転数が一定であっても回転数を変更できるよう、無段変速機等を介してエンジン11に接続されてもよい。
コントロールバルブ17は、ショベルにおける油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。また、コントロールバルブ17は、主に、可変ロードチェック弁51〜53、合流弁55、統一ブリードオフ弁56L、56R、及び流量制御弁170〜173を含む。
流量制御弁170〜173は、油圧アクチュエータに流出入する作動油の向き及び流量を制御する弁である。本実施例では、流量制御弁170〜173のそれぞれは、対応する操作レバー等の操作装置(図示せず。)が生成するパイロット圧を左右何れかのパイロットポートで受けて動作する4ポート3位置のスプール弁である。操作装置は、操作量(操作角度)に応じて生成したパイロット圧を、操作方向に対応する側のパイロットポートに作用させる。
具体的には、流量制御弁170は、旋回用油圧モータ21に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁であり、流量制御弁171は、アームシリンダ8に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。
また、流量制御弁172は、ブームシリンダ7に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁であり、流量制御弁173は、バケットシリンダ9に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。
可変ロードチェック弁51〜53は、コントローラ30からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、可変ロードチェック弁51〜53は、流量制御弁171〜173のそれぞれと第1ポンプ14L及び第2ポンプ14Rのうちの少なくとも一方との間の連通・遮断を切り替え可能な2ポート2位置の電磁弁である。なお、可変ロードチェック弁51〜53は、第1位置において、ポンプ側に戻る作動油の流れを遮断するチェック弁を有する。具体的には、可変ロードチェック弁51は、第1位置にある場合に流量制御弁171と第1ポンプ14L及び第2ポンプ14Rのうちの少なくとも一方との間を連通させ、第2位置にある場合にその連通を遮断する。可変ロードチェック弁52及び可変ロードチェック弁53についても同様である。
合流弁55は、合流切替部の一例であり、コントローラ30からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、合流弁55は、第1ポンプ14Lが吐出する作動油(以下、「第1作動油」とする。)と第2ポンプ14Rが吐出する作動油(以下、「第2作動油」とする。)とを合流させるか否かを切り替え可能な2ポート2位置の電磁弁である。具体的には、合流弁55は、第1位置にある場合に第1作動油と第2作動油とを合流させ、第2位置にある場合に第1作動油と第2作動油とを合流させないようにする。
統一ブリードオフ弁56L、56Rは、コントローラ30からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、統一ブリードオフ弁56Lは、第1作動油の作動油タンクTへの排出量を制御可能な2ポート2位置の電磁弁である。統一ブリードオフ弁56Rについても同様である。この構成により、統一ブリードオフ弁56L、56Rは、流量制御弁170〜173のうちの関連する流量制御弁の合成開口を実現できる。具体的には、合流弁55が第2位置にある場合に、統一ブリードオフ弁56Lは流量制御弁170及び流量制御弁171の合成開口を実現でき、統一ブリードオフ弁56Rは流量制御弁172及び流量制御弁173の合成開口を実現できる。また、統一ブリードオフ弁56Lは、第1位置にある場合にコントローラ30からの指令に応じてその合成開口の開口面積を調整する可変絞りとして機能し、第2位置にある場合にその合成開口を遮断する。統一ブリードオフ弁56Rについても同様である。
なお、可変ロードチェック弁51〜53、合流弁55、及び統一ブリードオフ弁56L、56Rのそれぞれは、パイロット圧駆動のスプール弁であってもよい。
次に、旋回加速時における図2の油圧回路について説明する。
コントローラ30は、操作装置が生成するパイロット圧を検出する操作圧センサ(図示せず。)等の操作検出部の出力に基づいてショベルに対する操作者の操作内容を判断する。
そして、コントローラ30は、旋回操作が行われたと判断すると、旋回操作レバーの操作量に応じて第1作動油を流量制御弁170に供給する。流量制御弁170は、旋回操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて右位置に移動し、第1作動油を旋回用油圧モータ21の吸い込み側ポート21Rに流入させる。また、旋回用油圧モータ21の吐出側ポート21Lから流出する作動油を作動油タンクTに排出する。
また、コントローラ30は、ネガティブコントロール制御、ポジティブコントロール制御、ロードセンシング制御、馬力制御等のポンプ吐出量制御に基づき、旋回操作レバーの操作量に対応する第1ポンプ14Lの吐出量指令値を決定する。そして、コントローラ30は、対応するレギュレータを制御して第1ポンプ14Lの吐出量が指令値通りとなるように制御する。
また、コントローラ30は、切替弁87に対して指令を出力し、切替弁87を第1位置に切り替える。また、回生用油圧モータ14Aに対して指令を出力し、回生用油圧モータ14Aの回転速度がエンジン11のアシストに適した回転速度となるように回生用油圧モータ14Aの斜板傾転角を調整する。切替弁87が第1位置に切り替えられると、第2アキュムレータ85Hは、回生用油圧モータ14Aに向けて作動油を放出する。回生用油圧モータ14Aは、第2アキュムレータ85Hから放出された作動油を受けて回転し、且つ、吐出側ポートから第1アキュムレータ85Lに向けて作動油を流出させる。第1アキュムレータ85Lは回生用油圧モータ14Aから流出する作動油を蓄積する。このように、コントローラ30は、第2アキュムレータ85Hに蓄積された作動油を回生用油圧モータ14Aの回転動力に用いることでエンジン11をアシストでき、エンジン負荷を低減できる。
なお、コントローラ30は、第2アキュムレータ85Hに作動油が十分に蓄積されていない場合、切替弁87を第2位置で維持したまま、回生用油圧モータ14Aを第3ポンプとして機能させてもよい。この場合、第3ポンプとしての回生用油圧モータ14Aは、エンジン11によって回転駆動され、作動油タンクTから吸い込んだ作動油を第1アキュムレータ85Lに向けて吐出する。第1アキュムレータ85Lは回生用油圧モータ14Aが吐出する作動油を蓄積する。なお、第1アキュムレータ85Lは旋回加速時にリリーフ弁22L、22Rから流出する作動油を蓄積してもよい。この場合、第1アキュムレータ85Lは、不図示の管路及び切替弁を経由してリリーフ弁22L、22Rの下流に接続される。
また、コントローラ30は、エンジン負荷が大きい旋回加速時ばかりでなく、旋回加速時以外の任意のタイミングで切替弁87を第1位置に切り替えて回生用油圧モータ14Aを回転させることでエンジン11をアシストしてもよい。
次に、旋回減速時における図2の油圧回路について説明する。
コントローラ30は、旋回操作が中止されたと判断すると、流量制御弁170を中立位置に戻す。中立位置に戻った流量制御弁170は、旋回用油圧モータ21と第1ポンプ14Lとの間の連通を遮断する。そのため、旋回用油圧モータ21の吐出側ポート21Lの作動油の圧力は増大する。上部旋回体3の慣性によって旋回用油圧モータ21の回転(吐出側ポート21Lからの作動油の吐出)が継続され且つ作動油タンクTへの流出が遮断されて吐出側ポート21Lの作動油が圧縮されるためである。
このとき、コントローラ30は、切替弁22Gに対して指令を出力し、切替弁22Gを第1位置に切り替える。切替弁22Gが第1位置に切り替えられると、吐出側ポート21Lの作動油は第2アキュムレータ85Hに向かって流出する。そして、第2アキュムレータ85Hは旋回用油圧モータ21から流出する作動油を蓄積する。
一方、旋回用油圧モータ21の吸い込み側ポート21Rの作動油の圧力は低下する。上部旋回体3の慣性によって旋回用油圧モータ21の回転(吸い込み側ポート21Lへの作動油の吸い込み)が継続され且つ第1ポンプ14Lからの流入が遮断されて吸い込み側ポート21Rの作動油が不足するためである。
このとき、コントローラ30は、切替弁86に対して指令を出力し、切替弁86を第1位置に切り替える。切替弁86が第1位置に切り替えられると、第1アキュムレータ85Lは旋回用油圧モータ21の吸い込み側ポート21Rに向けて作動油を放出する。そのため、第1アキュムレータ85Lは、吸い込み側ポート21Rでのキャビテーションの発生を防止できる。なお、第1アキュムレータ85Lが放出するよりも多くの流量が吸い込み側ポート21Rで必要とされる場合には作動油タンクTからの作動油が追加的に補給されてもよい。この場合、作動油タンクTからの作動油はチェック弁91を通って吸い込み側ポート21Rに流入する。また、チェック弁91は第1アキュムレータ85Lから作動油タンクTへの作動油の流れを遮断する。
なお、上述の実施例において第2アキュムレータ85Hは省略されてもよい。この場合、コントローラ30は、旋回減速時に切替弁22G、切替弁87、及び回生用油圧モータ14Aに対して指令を出力する。そして、切替弁22G及び切替弁87を第1位置に切り替え、且つ、回生用油圧モータ14Aの回転速度がエンジン11のアシストに適した回転速度となるように回生用油圧モータ14Aの斜板傾転角を調整する。切替弁22G及び切替弁87が第1位置に切り替えられると、旋回用油圧モータ21の吐出側ポートから流出する作動油は、シャトル弁22S、切替弁22G、及び切替弁87を通って回生用油圧モータ14Aの吸い込み側に流入する。回生用油圧モータ14Aは、旋回用油圧モータ21の吐出側から流出する作動油を受けて回転することでエンジン11をアシストする。そして、吐出側から第1アキュムレータ85Lに向けて作動油を流出させ、その作動油を第1アキュムレータ85Lに蓄積させる。このようにして、コントローラ30は、第2アキュムレータ85Hが省略された場合であっても、旋回減速時に旋回用油圧モータ21から流出する作動油の油圧エネルギをエンジンアシストトルクとして回生した上で、その作動油を第1アキュムレータ85Lに蓄積できる。
以上の構成により、図2の油圧回路は、旋回減速時に旋回用油圧モータ21から流出する作動油を第2アキュムレータ85Hに蓄積した後、任意のタイミングでその蓄積した作動油を回生用油圧モータ14Aに向けて放出できる。そのため、回生用油圧モータ14Aは、エンジン負荷が大きい場合等、任意のタイミングで回生エネルギを再使用してエンジン11をアシストでき、ショベルの運動性能を向上させることができる。
また、図2の油圧回路は、回生用油圧モータ14Aの下流に第1アキュムレータ85Lを配置しているため、回生用油圧モータ14Aで回生エネルギを再使用したときの作動油で第1アキュムレータ85Lを充填できる。また、旋回回生回路が一方向流れの閉ループを形成しているため、リーク等によってその閉ループから出た分の作動油を補うだけで旋回回生回路を機能させることができ、エンジン出力をほとんど使わずに旋回回生回路を継続的に機能させることができる。そのため、エンジン出力の他への割り当てのために第1ポンプ14L及び第2ポンプ14Rの出力を一時的に低減させる必要がなく、その一時的な低減を実現するための機能要素を用意する必要もない。
また、図2の油圧回路は、回生用油圧モータ14Aの下流に第1アキュムレータ85Lを配置しているため、第1アキュムレータ85Lの開閉弁として回生用油圧モータ14Aを機能させることができる。
次に、図3及び図4を参照し、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hの配置の一例について説明する。図3は上部旋回体3を左斜め上前方から見た斜視図であり、図4は図3のIV−IV線を含む鉛直面を左側から見た図である。なお、図3はブーム4、ブームシリンダ7、キャビン10、旋回用油圧モータ21等の図示を省略する。また、一点鎖線PAは上部旋回体3の旋回軸を示す。
図3及び図4に示すように、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hは上部旋回体3の旋回フレーム3Aによって支持される。旋回フレーム3Aは、ブーム4を枢動可能に支持する一対のブームブラケットである左側ブームブラケット3AL及び右側ブームブラケット3ARを含む。
また、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hはエンジン11よりもキャビン10に近いところに配置される。具体的には、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hのそれぞれとキャビン10との間の距離はエンジン11とキャビン10との間の距離よりも小さい。この場合、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hのそれぞれとキャビン10との間の距離はカウンタウェイト32とキャビン10との間の距離よりも小さい。
また、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hはエンジン11よりも上部旋回体3の旋回軸PAに近いところに配置される。具体的には、上部旋回体3の旋回軸PAと第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hのそれぞれとの間の距離は旋回軸PAとエンジン11との間の距離よりも小さい。この場合、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hはブーム4とエンジンフード31との間で外部に露出して配置される。
第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hを旋回軸PAの近くに配置することは、上部旋回体3の慣性モーメントに対する第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hの重量による影響を小さくできるという効果を有する。そのため、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hがショベルに搭載されたときのカウンタウェイト32の重量変更もほとんど必要ない。
また、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hを外部に露出させた状態で搭載することは第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hに対するアクセス性を向上させ、メンテナンス作業等を容易にするという効果を有する。
また、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hは支持部60を介して旋回フレーム3Aに取り付けられる。
支持部60は、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hを支持する機能要素であり、支持構造61、アキュムレータ固定用ステー62、ステー受け部63、フランジ64、及びブラケット65を含む。
支持構造61は、アキュムレータを支持する基本構造であり、天板61A及び天板61Aを支えるトラス構造部61Bを含む。天板61Aは作業者が載ることができるデッキを構成する。本実施例では、支持構造61は旋回フレーム3Aに設置されたコントロールバルブ17の上に設置される。コントロールバルブ17は旋回用油圧モータ21の後方に配置される。なお、支持構造61はコントロールバルブ17の上に固定されてもよく、旋回フレーム3Aに直接固定されてもよい。また、支持構造61はエンジンルームを区切るハウスフレーム33に固定されてもよい。
アキュムレータ固定用ステー62は、アキュムレータを固定するステーであり、アキュムレータを固定した状態で締結部材によってステー受け部63に締結固定される。本実施例では、円柱形状のアキュムレータを固定する半円形のステーであり、アキュムレータを締め付けた状態でボルトによってステー受け部63に締結固定される。
ステー受け部63は、アキュムレータ固定用ステー62の締結固定に用いられる部材である。本実施例では、支持構造61の天板61Aに溶接される金属部材である。
フランジ64は、アキュムレータの一端(下端)とブラケット65とを連結する連結用部材である。
ブラケット65は、アキュムレータの一端(下端)又はフランジ64と旋回フレーム3Aとを連結する連結用部材である。本実施例では、図4に示すように、第2アキュムレータ85Hに関するブラケット65は、第1フランジ部65A及び第2フランジ部65Bを有する。そして、第1フランジ部65Aがボルトによってフランジ64に締結固定され、第2フランジ部65Bがボルトによって左側ブームブラケット3ALに締結固定される。また、第1フランジ部65Aは第2アキュムレータ85Hの一端(下端)に直接的に締結固定されてもよい。この場合、フランジ64は省略されてもよい。
このようにして第2アキュムレータ85Hはブラケット65を介して左側ブームブラケット3ALに取り付けられる。また、第2アキュムレータ85Hはその長手軸が水平面に対して傾斜するように配置される。例えば、その長手軸が車体前後方向に傾斜して配置される。ブーム4を上昇させたときにブーム4が第2アキュムレータ85Hと接触しないようにするためである。但し、ブーム4と接触しない位置関係であれば、その長手軸が鉛直方向に延びるように配置されてもよく、車体幅方向に傾斜して配置されてもよい。第1アキュムレータ85Lについても同様である。また、第1アキュムレータ85Lの傾斜角度と第2アキュムレータの傾斜角度は同じであってもよく異なるものであってもよい。
なお、図3及び図4の例では第1アキュムレータ85Lが右側に配置され且つ第2アキュムレータ85Hが左側に配置されているが、第1アキュムレータ85Lが左側に配置され且つ第2アキュムレータ85Hが右側に配置されてもよい。また、図3及び図4の例では第1アキュムレータ85Lと第2アキュムレータ85Hとが間隔を空けて配置されるが隣接するように配置されてもよい。
また、図3及び図4の例では第2アキュムレータ85Hは左側ブームブラケット3ALの上に配置されるが、左側ブームブラケット3ALと右側ブームブラケット3ARとの間の空間内に配置されてもよい。第1アキュムレータ85Lについても同様である。
次に、図5及び図6を参照し、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hの配置の別の一例について説明する。図5は上部旋回体3を左斜め上前方から見た斜視図であり、図6は図5のVI−VI線を含む鉛直面を左側から見た図である。なお、図5はブーム4、ブームシリンダ7、キャビン10、旋回用油圧モータ21等の図示を省略する。また、一点鎖線PAは上部旋回体3の旋回軸を示す。
図5及び図6に示す配置は、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hが支持部70を介して旋回フレーム3Aに取り付けられる点で、支持部60を介して旋回フレーム3Aに取り付けられる図3及び図4の配置と相違する。具体的には、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hがブーム4とエンジンフード31との間で且つ支持部70を構成する支持構造71の天板71Aの上で車体幅方向(左右方向)に水平に配置される点で、車体前後方向に傾斜して配置される図3及び図4の場合と相違する。しかし、他の構成については図3及び図4の場合と共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。
支持部70は、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hを支持する機能要素であり、支持構造71、アキュムレータ固定用ステー72、ステー受け部73、及び支持構造連結用ステー75を含む。
支持構造71は、アキュムレータを支持する基本構造であり、天板71A及び天板71Aを支えるトラス構造部71Bを含む。天板71Aは作業者が載ることができるデッキを構成する。本実施例では、支持構造71は旋回フレーム3Aに設置されたコントロールバルブ17の上に設置される。コントロールバルブ17は旋回用油圧モータ21の後方に配置される。なお、支持構造71はコントロールバルブ17の上に固定されてもよく、旋回フレーム3Aに直接固定されてもよい。また、支持構造71はエンジンルームを区切るハウスフレーム33に固定されてもよい。
アキュムレータ固定用ステー72は、アキュムレータを固定する可撓性のステーであり、アキュムレータを締め付けた状態で締結部材によってステー受け部73に締結固定される。本実施例では、円柱形状の2つのアキュムレータを同時に固定するため、2つのアキュムレータのそれぞれの半径と略同一半径の2つの半円形部分を有するステーであり、2つのアキュムレータを締め付けた状態でボルトによってステー受け部73に締結固定される。
ステー受け部73はアキュムレータ固定用ステー72の締結固定に用いられる部材である。本実施例では、支持構造71の天板71Aに溶接される金属部材である。
支持構造連結用ステー75は、支持構造71と旋回フレーム3Aとを連結する連結用部材である。本実施例では、図6に示すように、支持構造連結用ステー75は第1フランジ部75A及び第2フランジ部75Bを有する。そして、第1フランジ部75Aがボルトによって支持構造71の天板71Aの底面に締結固定され、第2フランジ部75Bがボルトによって左側ブームブラケット3ALに締結固定される。
具体的には、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hはアキュムレータ固定用ステー72及びステー受け部73を介して支持構造71の天板71Aに取り付けられる。また、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hは左右方向に水平に配置される。
なお、図5及び図6の例では第1アキュムレータ85Lが前側に配置され且つ第2アキュムレータ85Hが後側に配置されているが、第1アキュムレータ85Lが後側に配置され且つ第2アキュムレータ85Hが前側に配置されてもよい。
また、図5及び図6の例では第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hはブーム4とエンジンフード31との間で且つ天板71Aの上で車体幅方向(左右方向)に水平に配置されるが車体前後方向に水平に配置されてもよい。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、上述の実施例では、ショベルは第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hの2本のアキュムレータを搭載するが、アキュムレータを1本だけ搭載してもよく、3本以上のアキュムレータを搭載してもよい。
また、上述の実施例では、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hは何れも細長い円柱形状であるが角柱形状等の他の形状であってもよい。
また、上述の実施例では、支持部60はトラス構造部61Bを含むが、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hを安定的に支持できるのであれば、天板61Aのみで構成されてもよく、ブレース(筋交い)構造、ラーメン構造等の他の支持構造を含んでいてもよい。支持部70についても同様である。
また、上述の実施例では、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hは同じ姿勢で支持されるが、異なる姿勢で支持されてもよい。例えば、図3及び図4に示すように第1アキュムレータ85Lが水平面に対して傾斜して配置される一方で、図5及び図6に示すように第2アキュムレータ85Hが天板上で水平に配置されてもよい。
また、上述の実施例では、第1アキュムレータ85L及び第2アキュムレータ85Hは外部に露出して配置されるが、カバー等で覆われてもよい。
1・・・下部走行体 2・・・旋回機構 3・・・上部旋回体 3A・・・旋回フレーム 3AL・・・左側ブームブラケット 3AR・・・右側ブームブラケット 4・・・ブーム 5・・・アーム 6・・・バケット 7・・・ブームシリンダ 8・・・アームシリンダ 9・・・バケットシリンダ 7a、8a、9a・・・再生弁 7b、8b・・・保持弁 10・・・キャビン 11・・・エンジン 13・・・変速機 14L・・・第1ポンプ 14R・・・第2ポンプ 14A・・・回生用油圧モータ 17・・・コントロールバルブ 21・・・旋回用油圧モータ 21L、21R・・・ポート 22G・・・切替弁 22L、22R・・・リリーフ弁 22S・・・シャトル弁 23L、23R・・・チェック弁 30・・・コントローラ 31・・・エンジンフード 32・・・カウンタウェイト 33・・・ハウスフレーム 51、52、53・・・可変ロードチェック弁 55・・・合流弁 56L、56R・・・統一ブリードオフ弁 60・・・支持部 61・・・支持構造 61A・・・天板 61B・・・トラス構造部 62・・・アキュムレータ固定用ステー 63・・・ステー受け部 64・・・フランジ 65・・・ブラケット 65A・・・第1フランジ部 65B・・・第2フランジ部 70・・・支持部 71・・・支持構造 71A・・・天板 71B・・・トラス構造部 72・・・アキュムレータ固定用ステー 73・・・ステー受け部 75・・・支持構造連結用ステー 75A・・・第1フランジ部 75B・・・第2フランジ部 85L・・・第1アキュムレータ 85H・・・第2アキュムレータ 86、87・・・切替弁 88、89・・・チェック弁 90・・・リリーフ弁 91・・・チェック弁 170、171、172、173・・・流量制御弁 T・・・作動油タンク
Claims (6)
- 下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載されるエンジンと、
前記上部旋回体に搭載されるキャビンと、
前記上部旋回体の旋回フレームに支持されるアキュムレータと、を備え、
前記アキュムレータと前記キャビンとの間の距離は、前記エンジンと前記キャビンとの間の距離よりも小さい、
ショベル。 - 前記上部旋回体の旋回軸と前記アキュムレータとの間の距離は、前記旋回軸と前記エンジンとの間の距離よりも小さい、
請求項1に記載のショベル。 - 前記旋回フレームは、ブームを枢動可能に支持するブームブラケットを含み、
前記アキュムレータは、前記ブームブラケットに取り付けられ、且つ、傾斜して配置される、
請求項1又は2に記載のショベル。 - 前記アキュムレータは支持部を介して前記ブームブラケットに取り付けられる、
請求項3に記載のショベル。 - 前記アキュムレータはブームとエンジンフードとの間で車体幅方向に水平に配置される、
請求項1又は2に記載のショベル。 - 前記アキュムレータは支持部を介して前記旋回フレームに取り付けられる、
請求項5に記載のショベル。
Priority Applications (1)
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-
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- 2015-03-30 JP JP2015069920A patent/JP2016188544A/ja active Pending
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US11499288B2 (en) | 2018-03-29 | 2022-11-15 | Hitachi Construction Machinery Tierra Co., Ltd | Hydraulic excavator |
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