JP4305824B2

JP4305824B2 - 建設機械における配管構造

Info

Publication number: JP4305824B2
Application number: JP2003042458A
Authority: JP
Inventors: 克治権守
Original assignee: Caterpillar Japan Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: JP2004250991A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械における配管構造の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械に装着されるフロントには油圧シリンダ等の油圧アクチュエータが備えられており、該油圧アクチュエータへの圧油供給に基づいてフロントによる作業を行うことができるように構成されているが、このものにおいて、機体側に搭載される油圧装置からフロント側の油圧アクチュエータへの圧油の流路となる油圧配管は、作業に伴うフロントの上下揺動に対応できるように構成する必要がある。このため、前記油圧配管を、例えば、機体側に固定される機体側配管と、フロント側に固定されるフロント側配管と、これら機体側配管とフロント側配管とのあいだに介装される可撓性を有した油圧ホースとを用いて構成し、該油圧ホースの伸びたり撓んだりする変形によりフロントの上下揺動に対応できるようにしている。しかるにこの場合、フロントの上下動に伴って油圧ホースが伸びたり撓んだりするときに、油圧ホースの曲がり角度が大きく変化する部分、例えば油圧ホースの両端部分（機体側配管やフロント側配管との連結部位近傍の油圧ホース部分）に応力が集中しやすく、該部分が早期に劣化してしまう惧れがある。また、撓んだ油圧ホースが建設機械の他の部分に干渉しないように配慮する必要がある。
そこで、機体側に固定される機体側配管とフロント側に延びる油圧ホースとをスイベルジョイントを介して接続する一方、油圧ホースの中間部をフロントに固設のホースガイドに長手方向移動自在に挿通し、該ホースガイドよりも上方側の油圧ホース部分が撓むように構成したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
また、フロントを機体側に上下動自在に軸支する軸受と同軸にスイベルジョイントを配すると共に、機体側に固定される機体側配管とフロント側に固定されるフロント側配管とを上記スイベルジョイントを介して接続し、該スイベルジョイントが回転することによりフロントの上下揺動に対応できるように構成したものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２６６２６０号公報（第３頁、図７、図９）
【特許文献２】
特開２０００−２８２５０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前記特許文献１のものは、フロントが上下揺動するとき、油圧ホースがホースガイドにガイドされながら長手方向に移動することでホースガイドよりも下方側の油圧ホース部分が略直線状となるように構成されているが、このものでは、フロントが上下動する度にホースガイド内を油圧ホースが移動するため、油圧ホースとホースガイドとが擦れて油圧ホースの早期の損傷を招来するという問題がある。
一方、特許文献２のものは、フロントの上下動に伴って撓んだり移動したりする油圧ホースがないため、油圧ホースの損傷の問題はないが、このものでは、フロントを機体側に上下揺動自在に軸支する支軸と同軸にスイベルジョイントを設けることが必須となる。そこで、特許文献２のものでは、フロントの基端部に左右一対の取付部を設け、該左右の取付部を機体側に突設される左右の取付ブラケットに左右の支軸を介してそれぞれ軸支すると共に、該左右の支軸のあいだにスイベルジョイントを配していた。このため、フロントを機体側に軸支する支軸が左右に二分割された状態になっているが、フロントの軸支部は作業荷重がかかるため高い強度が要求される部位であり、この様な部位の支軸を二分割することは強度的に好ましくないという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、油圧アクチュエータを備えたフロントの基端部を、機体側に突設された左右の取付座フレームに上下揺動自在に軸支してなる建設機械において、機体側に設けられる油圧装置から前記油圧アクチュエータへの圧油流路となる油圧配管を、機体側に固定される機体側配管と、フロント側に固定されるフロント側配管と、これら機体側配管とフロント側配管とのあいだに介装される可撓性を有した油圧ホースとを用いて構成するにあたり、前記機体側配管の油圧ホースに接続される部位とフロント側配管の油圧ホースに接続される部位とを平面視で左右の取付座フレームのあいだに位置するように配して、前記油圧ホースが平面視で左右の取付座フレームのあいだに位置するようにすると共に、油圧ホースと機体側配管またはフロント側配管とを左右の取付座フレームのあいだに位置するスイベルジョイントを介して接続して、フロントが下動している状態では油圧ホースは左右の取付座フレーム間の上方に位置していて略直線状になり、フロントが上動している状態では油圧ホースの中央部が下方に撓んで該撓み部分が左右の取付座フレームのあいだの空間部に納まった状態になって油圧ホースの両端部分は殆ど曲がることがないように構成されていることを特徴とする建設機械における配管構造である。
そして、この様にすることにより、撓んだ油圧ホースが建設機械の他の部分に干渉したり、油圧ホースの一部分に応力が集中して該部分が早期に劣化してしまうような不具合を回避でき、油圧ホースの耐久性の向上に貢献できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図面において、１は油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着されるフロント４等の各部から構成されており、さらに該フロント４は、ブーム５、アーム６、バケット７等から構成されると共に、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等の油圧アクチュエータを備えている。そして、これらアームシリンダ８、バケットシリンダ９は、後述するフロント用油圧配管１０を経由してなされる圧油の供給排出に基づいて伸縮作動し、これによりアーム６、バケット７が動作する等の基本的構成は従来通りである。
【０００７】
ここで、前記フロント４を構成するブーム５の基端部は、上部旋回体３の基台フレーム３ａに一体的に突設される左右一対の取付座フレーム１１、１１のあいだに、該取付座フレーム１１、１１およびブーム５の基端部に形成されるボス筒部５ａを貫通する支軸１２を介して上下揺動自在に軸支されている。そしてブーム５は、ブームシリンダ１３の伸縮作動に基づき支軸１２を軸として上下揺動するように構成されているが、該ブームシリンダ１３への圧油の給排流路となる油圧配管（図示せず）はブーム５の下方に配されていて、本発明の油圧配管には含まれない。
【０００８】
また、１４は上部旋回体３を旋回させるための旋回モータ（減速器付き）であって、該旋回モータ１４は、前記左右の取付座フレーム１１、１１のあいだで、且つブーム５の基端部よりも後方の位置に配設されている。
【０００９】
さらに、１５は前記旋回モータ１４の後側上方に配設されるコントロールバルブであって、該コントロールバルブ１５には、前記アームシリンダ８、バケットシリンダ９、ブームシリンダ１３、旋回モータ１４を含めた各種油圧アクチュエータへの圧油給排制御を行うための複数のバルブがユニットとして組み込まれていると共に、図示しない油圧ポンプや油タンク、油圧アクチュエータ等の油圧機器装置類が配管を介して接続されている。
【００１０】
一方、前記フロント用油圧配管１０は、前述したコントロールバルブ１５からフロント４に設けられるアームシリンダ８、バケットシリンダ９への圧油の給排流路となる複数の配管であって、該フロント用油圧配管１０は、一端側がコントロールバルブ１５に接続され、他端側が左右の取付座フレーム１１、１１間の上方に位置する金属製の機体側配管１０Ａと、一端側がブーム基端部のボス筒部５ａ近傍にクランプ１６を介して固定され、他端側がアームシリンダ８またはバケットシリンダ９に接続されるフロント側配管１０Ｂと、これら機体側配管１０Ａの他端側とフロント側配管１０Ｂの一端側とのあいだに介装される可撓性を有した油圧ホース１０Ｃとを用いて構成されると共に、上記機体側配管１０Ａと油圧ホース１０Ｃとの接続部には、スイベルジョイント（回転継手）１７が配されている。そして、図３、５、６、７、８から明らかなように、機体側配管１０Ａの油圧ホース１０Ｃに接続される部位（他端側）、およびフロント側配管１０Ｂの油圧ホース１０Ｃに接続される部位（一端側）は、該油圧ホース１０Ｃと同様、平面視したときに左右の取付座フレーム１１、１１のあいだに位置している。
尚、本実施の形態では、フロント４に装備される油圧アクチュエータとしてアームシリンダ８およびバケットシリンダ９を示すと共に、フロント用油圧配管１０としてアームシリンダ用、バケットシリンダ用の都合四本の配管を示したが、これに限定されることなく、例えばフロント４にブレーカ等の油圧アクチュエータを装備する場合、該油圧アクチュエータ用の配管をフロント用油圧配管１０に含む構成とすることもできる。
【００１１】
前記スイベルジョイント１７は、機体側配管１０Ａの他端側が接続される接続ポート１７ａを有した第一ジョイント１７Ａと、油圧ホース１０Ｃが接続される接続ポート１７ｂを有した第二ジョイント１７Ｂと、これら第一、第二ジョイント１７Ａ、１７Ｂ同士を回転自在に連結する連結部１７Ｃとを用いて構成されると共に、両方の接続ポート１７ａ、１７ｂは、スイベルジョイント１７の内部に形成される図示しない油路を介して連通されている。而して油圧ホース１０Ｃは、スイベルジョイント１７を介して機体側配管１０Ａの他端側に回転自在な状態で接続されている。
【００１２】
ここで、前記油圧ホース１０Ｃは、前述したように、左右の取付座フレーム１１、１１間の上方に位置する機体側配管１０Ａの他端側と、ブーム基端部のボス筒部５ａ近傍に固定されるフロント側配管１０Ｂの一端側とのあいだに介装されており、而して、平面視において左右の取付座フレーム１１、１１のあいだに位置する状態になっている。さらに、本実施の形態において、アームシリンダ給排用とバケットシリンダ給排用の都合四本の油圧ホース１０Ｃは、二本づつが左右に分れて左右の取付座フレーム１１、１１の左右内方側面に略沿うように配されている。この場合、スイベルジョイント１７は、第二ジョイント１７Ｂ（油圧ホース１０Ｃが接続される側）が第一ジョイント１７Ａ（機体側配管１０Ａが接続される側）の左右方向外側に位置するように組み付けられており、これにより油圧ホース１０Ｃを左右の取付座フレーム１１、１１の左右内方側面に沿うように配しやすいようになっている。
【００１３】
そして、ブーム５が下動している状態では、油圧ホース１０Ｃは、左右の取付座フレーム１１、１１間の上方に位置していて略直線状となっている（図３〜図６参照）。この状態からブーム５を上方に揺動させると、該ブーム５の上動に伴い油圧ホース１０Ｃの中央部が下方に撓んで、該撓み部分が左右の取付座フレーム１１、１１のあいだの空間部に納まった状態になる（図７〜図１０参照）。この場合、機体側配管１０Ａと油圧ホース１０Ｃとはスイベルジョイント１７を介して接続されているため、該接続部において油圧ホース１０Ｃが機体側配管１０Ａに対して自由に回転し、これにより油圧ホース１０Ｃが撓んだときに該油圧ホース１０Ｃの両端部分は殆ど曲らず、而して油圧ホース１０Ｃの両端部分に応力が集中してしまうことを回避できるようになっている。
【００１４】
叙述の如く構成されたものにおいて、フロント４に装備されるアームシリンダ８、バケットシリンダ９への圧油の給排流路となるフロント用油圧配管１０は、機体側に搭載のコントロールバルブ１５に接続される機体側配管１０Ａと、ブーム５の基端部に固定されるフロント側配管１０Ｂと、これら機体側配管１０Ａとフロント側配管１０Ｂとのあいだに介装される可撓性を有した油圧ホース１０Ｃとを用いて構成されていると共に、機体側配管１０Ａと油圧ホース１０Ｃとは、スイベルジョイント１７を介して接続されている。そして、フロント４が上下揺動するときには、上記油圧ホース１０Ｃが伸びたり撓んだりして変形することになるが、該油圧ホース１０Ｃの撓み部分は、ブーム５の基端部が揺動自在に軸支される左右の取付座フレーム１１、１１のあいだの空間部に位置すると共に、油圧ホース１０Ｃは、機体側配管１０Ａに対して自由に回転しながら変形することになる。
【００１５】
この結果、フロント４の上下動に伴い油圧ホース１０Ｃが伸びたり撓んだりして変形するときに、該油圧ホース１０Ｃの一部分、例えば機体側配管１０Ａやフロント側配管１０Ｂとの接続部近傍の部分に応力が集中して該部分が早期に劣化してしまうようなことがなく、油圧ホース１０Ｃの耐久性の向上に大幅に貢献できる。しかも、油圧ホース１０Ｃと機体側配管１０Ａとを回転自在に接続するためのスイベルジョイント１７は、ブーム５を揺動自在に軸支する支軸１２と同軸に設ける必要がないため、スイベルジョイントを支軸と同軸にするために支軸を二分割しなければならないような不具合がない。
【００１６】
さらに、前記油圧ホース１０Ｃが撓んだとき、該撓み部分は左右の取付座フレーム１１、１１のあいだの空間部に位置する構成になっているから、撓み部分が油圧ショベル１の他の部分に干渉してしまう惧れがなく、油圧ホース１０Ｃを有効に保護できる。しかも、油圧ホース１０Ｃは、左右の取付座フレーム１１、１１の左右内方側面に略沿うように配されており、而して、左右の取付座フレーム１１、１１のあいだに旋回モータ１４が配されていても、該旋回モータ１４に干渉することなく油圧ホース１０Ｃの撓み部分を左右の取付座フレーム１１、１１のあいだに位置せしめることができる。
【００１７】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、上記実施の形態では、スイベルジョイントを、油圧ホースと機体側配管との接続部に配したが、油圧ホースとフロント側配管との接続部に配しても良く、また両方の接続部に配することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ショベルの側面図である。
【図２】油圧ショベルの平面図である。
【図３】ブーム下動状態における要部平面図である。
【図４】ブーム下動状態における要部側面図である。
【図５】ブーム下動状態における要部背面図である。
【図６】ブーム下動状態における要部斜視図である。
【図７】ブーム上動状態における要部平面図である。
【図８】ブーム上動状態における要部背面図である。
【図９】ブーム上動状態における要部斜視図である。
【図１０】ブーム上動状態における要部斜視図である。
【符号の説明】
４フロント
５ブーム
６アーム
７バケット
８アームシリンダ
９バケットシリンダ
１０油圧配管
１０Ａ機体側配管
１０Ｂフロント側配管
１０Ｃ油圧ホース
１１取付座フレーム
１２支軸
１５コントロールバルブ
１７スイベルジョイント

Claims

油圧アクチュエータを備えたフロントの基端部を、機体側に突設された左右の取付座フレームに上下揺動自在に軸支してなる建設機械において、機体側に設けられる油圧装置から前記油圧アクチュエータへの圧油流路となる油圧配管を、機体側に固定される機体側配管と、フロント側に固定されるフロント側配管と、これら機体側配管とフロント側配管とのあいだに介装される可撓性を有した油圧ホースとを用いて構成するにあたり、前記機体側配管の油圧ホースに接続される部位とフロント側配管の油圧ホースに接続される部位とを平面視で左右の取付座フレームのあいだに位置するように配して、前記油圧ホースが平面視で左右の取付座フレームのあいだに位置するようにすると共に、油圧ホースと機体側配管またはフロント側配管とを左右の取付座フレームのあいだに位置するスイベルジョイントを介して接続して、フロントが下動している状態では油圧ホースは左右の取付座フレーム間の上方に位置していて略直線状になり、フロントが上動している状態では油圧ホースの中央部が下方に撓んで該撓み部分が左右の取付座フレームのあいだの空間部に納まった状態になって油圧ホースの両端部分は殆ど曲がることがないように構成されていることを特徴とする建設機械における配管構造。