JP5181076B1 - 油圧ショベル - Google Patents

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Abstract

【課題】油圧ショベルにおいて、エンジンからの熱による燃料の温度上昇を抑える。
【解決手段】この油圧ショベル1は、下部走行体2と、下部走行体2の上部に旋回可能に支持された上部旋回体3と、を備えている。上部旋回体3は、旋回フレーム4と、旋回フレーム4に搭載されたエンジン6と、エンジン6の一側方に配置された燃料タンク7と、カウンタウェイト8と、燃料配管20と、を有している。カウンタウェイト8は、エンジン6の後方において旋回フレーム4に支持され、下端部が旋回フレーム4の後端面と隙間を介して対向し、かつその隙間が外気に開放されるように配置されている。燃料配管20の戻り配管24は、燃料タンク7に接続され、旋回フレーム4の後端面とカウンタウェイト8の下端部との間の隙間に配置されている。
【選択図】図5

Description

本発明は、油圧ショベル、特に旋回フレームの後部に燃料配管が配置された油圧ショベルに関する。
油圧ショベルは、履帯を有する下部走行体と、下部走行体の上部に旋回可能に支持された上部旋回体と、を備えている。上部旋回体部には、エンジン、油圧駆動装置、燃料タンク、冷却ユニット等が搭載されており、さらに上部旋回体の後部にはカウンタウェイトが搭載されている。
このような油圧ショベルにおいて、特許文献1には、組立作業性の向上を目的として、燃料タンク、燃料ポンプ、燃料配管等を、燃料系サブ組立体として予めサポート部材に組み付けておくことが示されている。そして、この組み立てられた燃料系サブ組立体を1個の部品として旋回フレームに搭載することによって、組立作業性の向上を図っている。
また、特許文献2には、旋回フレームを構成するサイドプレートの強度低下を抑え、かつ燃料配管の敷設作業性を向上させた油圧ショベルの燃料配管構造が示されている。具体的には、特許文献2では、主にI型鋼によって旋回フレームが構成されており、旋回フレームの外縁部に沿って1対のサイドプレートの端部付近まで燃料配管が敷設され、さらにこの燃料配管は一方のサイドプレートを跨ぎ、エンドプレートの上縁に沿って敷設されている。
特開2009−179960号公報 特開2005−68962号公報
燃料は燃料タンクから燃料フィルタを経由してエンジンに供給される。そして、余剰の燃料は、燃料クーラに流れ、この燃料クーラによって冷却された後、戻り配管を経て燃料タンクに戻される。
以上のような燃料配管の構成において、特許文献1及び2のようにエンジンルーム内においてエンジンの後方及び下方に燃料配管を敷設すると、エンジンからの熱によって配管内の燃料の温度が高くなる。特に、従来の燃料配管構造では、燃料クーラから燃料タンクへの戻り配管がエンジンルーム内に配置されているので、燃料タンクで冷却された戻り配管内の燃料がエンジンからの熱によって温められ、ヒートバランスを良好にすることが困難である。そして、燃料の温度が高くなると、燃料フィルタや燃料噴射装置におけるシール部の耐久性が低下し、また燃費が悪くなるという問題がある。
本発明の課題は、エンジンからの熱によって燃料配管内の燃料の温度が上昇するのを抑えることにある。
本発明の第1側面に係る油圧ショベルは、履帯を有する下部走行体と、下部走行体の上部に旋回可能に支持された上部旋回体と、を備えている。上部旋回体は、板状の旋回フレームと、旋回フレームに搭載されたエンジンと、エンジンの一側方に配置された燃料タンクと、カウンタウェイトと、燃料配管と、を有している。カウンタウェイトは、エンジンの後方において旋回フレームに支持され、下端部が旋回フレームの後端面と隙間を介して対向し、かつその隙間が外気に開放されるように配置されている。燃料配管は、燃料タンクに接続され、旋回フレームの後端面とカウンタウェイトの下端部との間の隙間に配置されている。
ここでは、カウンタウェイトの下端部と旋回フレームの後端面との間には隙間が形成されており、この隙間に燃料配管が配置されている。このため、燃料配管はエンジンからの熱の影響を受けにくい。また、旋回フレームとカウンタウェイトの間の隙間は外気に開放されているので、燃料配管内の燃料は外気によって冷却され、温度上昇が抑えられる。
本発明の第2側面に係る油圧ショベルは、第1側面の油圧ショベルにおいて、旋回フレームの上方には、エンジンが配置されたエンジンルームが構成されている。そして、燃料配管が配置された隙間とエンジンルームとは遮蔽されている。
ここでは、燃料配管が配置された隙間とエンジンルームとが遮蔽されているので、燃料配管内の燃料の温度上昇をより抑えることができる。
本発明の第3側面に係る油圧ショベルは、第2側面の油圧ショベルにおいて、燃料配管が配置された隙間とエンジンルームとを仕切る断熱部材をさらに備えている。
ここでは、燃料配管が配置された隙間とエンジンルームとが断熱部材によって仕切られているので、これらの間をカウンタウェイトや旋回フレームによって遮蔽する場合に比較して、簡単な構成で、エンジンルームからの熱が燃料配管の配置された隙間に侵入するのを防止できる。
本発明の第4側面に係る油圧ショベルは、第1から第3側面のいずれかの油圧ショベルにおいて、旋回フレームの後端面は、下端に形成された第1端面と、第1端面の上方で第1端面より前方に形成された第2端面と、を有している。また、旋回フレームとカウンタウェイトとの間の隙間は、第1端面とカウンタウェイト下端部との間に形成された第1隙間と、第2端面とカウンタウェイト下端部との間に形成され第1隙間より広い第2隙間と、を有している。そして、第2隙間の燃料配管の直下に旋回フレームの底板の一部が存在する。
ここで、カウンタウェイトと旋回フレームとの間の隙間は、外気に開放されているので、土砂等がこの隙間に侵入し、燃料配管が損傷することが考えられる。
そこでこの第4側面の油圧ショベルでは、旋回フレームの後端面を第1端面と第2端面とで形成して階段状にし、その段差部分に燃料配管を配置し、第2隙間の燃料配管の直下に旋回フレームの底板の一部が存在するようにしている。このため、燃料配管が旋回フレームの後端面によって保護される。したがって、燃料配管を外気で冷却することが可能で、しかも外部からの侵入物によって燃料配管が損傷するのを防止できる。
本発明の第5側面に係る油圧ショベルは、第1から第4側面のいずれかの油圧ショベルにおいて、エンジンの他側方に配置された燃料クーラをさらに備えている。そして、燃料配管は燃料クーラから燃料タンクに戻る配管である。
燃料クーラから燃料タンクに戻る戻り配管は、前述のように、燃料クーラで冷却された燃料が流通する。したがって、この戻り配管を旋回フレームとカウンタウェイトとの間の隙間に配置することによって、冷却された燃料が温度上昇するのを抑えることができる。
以上のように本発明では、カウンタウェイトと旋回フレームとの間の隙間に燃料配管を配置し、しかもこの隙間は外気に開放されているので、燃料配管を流通する燃料は、エンジンからの熱の影響を受けにくく、外気によって冷却され、温度上昇を抑えることができる。
本発明の一実施形態による油圧ショベルの外観斜視図。 油圧ショベルの後部構造を示す図。 カウンタウェイトの外観斜視図。 油圧ショベルの後部の側面図。 図4の拡大部分図。 断熱用のスポンジ部材の取付状態を示す図。 本発明の他の実施形態による図2に相当する図。 本発明の他の実施形態による図5に相当する図。
[全体構成]
本実施形態の油圧ショベル1は、後方小旋回型の油圧ショベルであって、図1に示すように、下部走行体2と、上部旋回体3と、を備えている。図1は油圧ショベル1を後方から視た全体斜視図である。また、図2に、車体カバー、エンジン、及びカウンタウェイトを取り外した油圧ショベル1の後部構造を示している。なお、図2では、後述する断熱材としてのスポンジ部材も省略している。
下部走行体2は、左右両側に履帯Cを有しており、この履帯Cを回転させることで、油圧ショベル1を前進、後進させることが可能である。
上部旋回体3は、下部走行体2の上部に旋回可能に搭載されている。上部旋回体3は、図1及び図2に示すように、旋回フレーム4と、作業機5と、エンジン6と、燃料タンク7と、カウンタウェイト8と、燃料クーラ9を含む冷却ユニット10と、を備えている。
旋回フレーム4は、厚みの厚い鋼板で形成された底板41、左右の縦板42,43等で構成されている。そして、この旋回フレーム4に、作業機5、エンジン6、燃料タンク7、カウンタウェイト8、及び冷却ユニット10が支持されている。
作業機5は、旋回フレーム4の前部に支持されており、図1に示すように、中央部分で屈曲したブーム11と、ブーム11の先端に取り付けられたアーム12と、アーム12の先端に取り付けられたバケット13と、を有している。そして、油圧ショベル1は、図示しない油圧ホースを介して供給される圧油によって各油圧シリンダ11a,12a,13aを駆動することで、ブーム11、アーム12、バケット13を上下に移動させながら、土砂や砂礫等の掘削を行うことが可能である。
エンジン6は、旋回フレーム4の後部のエンジンルームS1内に搭載されている。このエンジン6を挟んで一方側に燃料タンク7が配置され、他方側に冷却ユニット10が配置されている。なお、燃料タンク7の後側面には、燃料フィルタ14が設けられている。燃料フィルタ14としては、メインフィルタ及びサブフィルタが設けられているが、ここでは詳細は省略している。
カウンタウェイト8は、エンジンルームS1の後方において、旋回フレーム4の後端部に支持されている。図3にカウンタウェイト8を前方から視た図を示している。
[燃料配管構造]
燃料は、燃料タンク7→燃料フィルタ14→エンジン6→燃料クーラ9→燃料タンク7の経路で流通する。そして、これらの間には燃料配管20が敷設されている。より詳細には、図2に示すように、燃料タンク7と燃料フィルタ14との間には第1配管21が設けられ、燃料フィルタ14とエンジン6との間には第2配管22が設けられ、エンジン6と燃料クーラ9との間には第3配管23が設けられている。また、燃料クーラ9と燃料タンク7との間には第4配管(戻り配管)24が設けられている。
第1配管21は一端が燃料タンク7の底部に連結されている。この第1配管21は燃料タンク7の底部から上方に延び、他端が燃料フィルタ14の上部に連結されている。第2配管22は一端が燃料フィルタ14の上部に連結されている。この第2配管22は、燃料フィルタ14の上部から旋回フレーム4の底板41まで下方に延び、右縦板43の上部を跨いで底板41上面に沿って左右方向の中央部まで延びている。そして、第2配管22はさらに底板41から上方に延び、他端がエンジン6の燃料噴射装置(図示せず)に連結されている。
第3配管23は一端がエンジン6の燃料噴射装置に連結されている。この第3配管23は燃料噴射装置から横方向に延び、冷却ユニット10の後側面を車両外側(左方向)に越えてさらに外側でかつ下方に延びている。そして、第3配管23の他端は燃料クーラ9に連結されている。
戻り配管としての第4配管24は一端が燃料クーラ9の下端部に連結されている。そして、第4配管24は、燃料クーラ9の下端部から後方に延び、さらに冷却ユニット10の後側面を車両内側(右方向)に延び、旋回フレーム4の底板41の後端面に沿って底板41の右側端部にまで延びている。その後、第4配管24は燃料タンク7に延び、他端が燃料タンク7に連結されている。
ここで、第4配管24が敷設されている部分の構造について、より詳細に説明する。図4は、エンジンルームS1及びカウンタウェイト8が配置された部分を、車両の左側方から視た図である。また、図5は旋回フレーム4の底板41の後端面とカウンタウェイト8の下端部の断面拡大図である。
図4及び図5から明らかなように、底板41は、最も下方で比較的厚みの薄い第1底板411と、第1底板411の上方に積層された第2底板412及び第3底板413から構成されている。第2底板412及び第3底板413は、厚みがほぼ同じであり、第1底板411より厚い。また、第1底板411の後端面411aは最も後方に突出している。第2底板412の後端面412aは第1底板411の後端面411aより前方に位置し、さらに第3底板413の後端面413aは第2底板412の後端面412aよりさらに前方に位置している。すなわち、3枚の底板411,412,413は、後端面411a,412a,413aが階段状になるように積層されており、各底板411〜413の間には段差が形成されている。
一方、カウンタウェイト8の下端部は、第1底板411及び第2底板412の両後端面411a,412aに対向する第1端面8aと、第3底板413の後端面413aに対向する第2端面8bとを有している。第1端面8aは第2端面8bより前方に位置している。そして、第1底板411の後端面411aとカウンタウェイト8の第1端面8aとの間には第1隙間G1が形成され、第2底板412の後端面412aとカウンタウェイト8の第1端面8aとの間には第2隙間G2が形成されている。また、第3底板413の後端面413aとカウンタウェイト8の第2端面8bとの間には第3隙間G3が形成されている。前後方向のスペースは、第1隙間G1が最も狭く、第2隙間G2は第1隙間G1よりも広く、第3隙間G3は第2隙間G2よりもさらに広い。各隙間G1〜G3は外気に開放されており、これらの各隙間G1〜G3には外気が侵入可能である。
そして、図2及び図5から明らかなように、第4配管24は、第3底板413の後端面413aに沿って第3隙間G3に配置され、複数のクランプ26によって第2底板412に支持されている。また、第4配管24は第1隙間G1とは前後方向において重ならない位置に配置されている。
図5及び図6に示すように、第3底板413の後端面413aにおいて、第4配管24の上方には断熱用のスポンジ部材30が設けられている。スポンジ部材30は、第3底板413の後端面413aに、左右のほぼ全幅にわたって貼り付けられており、上部がカウンタウェイト8に密着している。すなわち、スポンジ部材30は、エンジン6が配置されているエンジンルームS1と第4配管24が配置された第3隙間G3とを仕切るように配置されている。
[作用]
この油圧ショベル1では、燃料は、第1配管21を介して燃料タンク7から燃料フィルタ14に送られ、さらに第2配管22を介して燃料フィルタ14からエンジン6の燃料噴射装置に供給される。このとき、余剰の燃料は、第3配管23によって燃料クーラ9に送られる。燃料クーラ9で冷却された燃料は、第4配管24を介して燃料タンク7に戻される。
このとき、第4配管24が配置された第3隙間G3は第1隙間G1及び第2隙間G2とともに外気に開放されている。したがって、第3隙間G3には外気が導入され、第4配管24を通る燃料は外気によっても冷却される。また、エンジンルームS1からの熱気はスポンジ部材30によって遮蔽され、第4配管24にエンジンルームS1からの熱気が直接触れるのを避けることができる。
また、作業中等において、旋回フレーム4の底板41とカウンタウェイト8の下端部の隙間(第1隙間G1)から土砂等が内部に入り込む場合がある。しかし、第4配管24は第1隙間G1とは、前後方向において重ならない位置に配置されている。すなわち、第4配管24の下方には、第2底板412及び第1底板411が配置されており、第4配管24は第1隙間G1を介して外部に直接望まないように配置されている。したがって、侵入した土砂等が第4配管24に直接当たるのを避けることができる。
[特徴]
(1)旋回フレーム4の後端面とカウンタウェイト8の下端部との間に形成された第3隙間G3に第4配管(戻り配管)24が配置されており、この第3隙間G3は外気に開放されている。また、第4配管24が配置された隙間とエンジンルームS1とは断熱効果のあるスポンジ部材30によって仕切られている。したがって、第4配管はエンジンからの熱の影響を受けにくく、しかも外気によって冷却され、内部を流通する燃料の温度上昇が抑えられる。
(2)第4配管24が配置された第3隙間G3は外気に開放されているが、第4配管24は、第1隙間G1とは前後方向において重ならないように配置されている。すなわち、第4配管24の下方には旋回フレーム4を構成する第1底板411及び第2底板412の後端部が位置している。したがって、隙間を介して侵入してきた土砂等が第4配管24に直接当たるのを防止でき、第4配管24が損傷するのを防止できる。
[他の実施形態]
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
(a)図7及び図8に他の実施形態を示している。この実施形態では、燃料配管50の配置、旋回フレーム60の構成、及びカウンタウェイト80の形状が前記実施形態と異なっているが、他の構成は前記実施形態と基本的に同様である。
燃料の経路は、前記実施形態と同様であり、燃料タンク7→燃料フィルタ14→エンジン6→燃料クーラ9→燃料タンク7の経路で流通する。そして、これらの間に敷設された燃料配管50は、第1配管51〜第4配管54を有している。
第1配管51は燃料タンク7と燃料フィルタ14とを連結している。第2配管52は燃料フィルタ14とエンジンとを連結している。この第2配管52は、燃料フィルタ14から旋回フレーム60の底板61まで下方に延びている。そして、第2配管52は、底板61の表面であって、旋回フレーム60を構成する横板62の下端部に沿って左右方向の中央部まで延び、さらに上方に延びてエンジンの燃料噴射装置に連結されている。ここで、横板62は、左右の縦板(図7では右側の縦板63のみが表れている)の間を左右方向に連結する部材であり、エンジンルームS1と前方の空間との間に配置されている。
第3配管53はエンジンの燃料噴射装置と燃料クーラ9とを連結している。この第3配管53は、燃料噴射装置から下方に延び、冷却ユニット10の下方を通過して外側(左方向)に延び、燃料クーラ9に連結されている。
戻り配管としての第4配管54は燃料クーラ9と燃料タンク7とを連結している。この第4配管54は、燃料クーラ9の下端部から冷却ユニット10の下方を通過して内側(右方向)に延び、旋回フレーム60の底板61の後端面に沿って底板61の右側端部にまで延びている。その後、第4配管54は燃料タンク7に連結されている。
旋回フレーム60の底板61は、図7及び図8に示すように、厚みの厚い鋼板で形成された第1底板611と、第1底板611の後部に設けられた補強用の第2底板612と、を有している。そして、第1底板611の後端面611aは第2底板612の後端面612aより後方に突出しており、これらの底板611,612によって階段状に形成されている。
一方、カウンタウェイト80の下端部は、第1底板611の後端面611aに対向する第1端面80aと、第2底板612の後端面612aに対向する第2端面80b及び第3端面80cと、を有している。第1端面80aは最も後方に位置しており、第2端面80bは第1端面80aより前方に位置し、第3端面80cは第2端面80bよりさらに前方に位置している。そして、第1底板611の後端面611aとカウンタウェイト80の第1端面80aとの間には第1隙間G1が形成されている。また、第2底板612の後端面612aとカウンタウェイト80の第2端面80bとの間には第2隙間G2が形成され、第2底板612の後端面612aとカウンタウェイト80の第3端面80cとの間には第3隙間G3が形成されている。前後方向のスペースは、第1隙間G1が最も狭く、第2隙間G2は第1隙間G1よりも広い。また、第3隙間G3は、第1隙間G1より広く、第2隙間G2よりも狭い。各隙間G1〜G3は外気に開放されており、これらの各隙間G1〜G3には外気が侵入可能である。
そして、第4配管54は、第2底板612の後端面612aに沿って第2隙間G2に配置され、複数のクランプ56によって第1底板611に支持されている。また、第4配管54は第1隙間G1とは前後方向において重ならない位置に配置されている。すなわち、第4配管54の下方には第1底板611が配置されており、第4配管54は外部に直接望むように配置されていない。
第3隙間G3には、断熱用のスポンジ部材85が設けられている。スポンジ部材85は、第2底板612の後端面612aに、左右のほぼ全幅にわたって貼り付けられている。また、スポンジ部材85の上部には前方に延びる延長部85aが形成されている。この延長部85aは、第2底板612の上面612bとカウンタウェイト80との間に配置されている。このようなスポンジ部材85によって、エンジンが配置されているエンジンルームS1と第4配管54が配置された第2隙間G2とが仕切られている。
また、スポンジ部材85の左右両端部において、その下方には、1対のシール部材87が設けられている。各シール部材87は、第1底板611に設けられ、第1底板611の表面とスポンジ部材85の下面との間の隙間をシールしている。そして、各シール部材87は第4配管54が貫通する孔を有している。第4配管54は、このシール部材87の貫通孔を貫通して複数のクランプ56とともに第1底板611に支持されている。
この実施形態においても、前記実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、外部に開放された第2隙間G2に第4配管54が配置されており、また第2隙間G2とエンジンルームS1とはスポンジ部材85によって仕切られているので、第4配管54の内部を流通する燃料の温度上昇を抑えることができる。また、この実施形態では、スポンジ部材85の左右両端部に、それぞれシール部材87が設けられているので、第4配管54の配置された隙間にエンジンからの熱が侵入するのをより確実に防止できる。
また、第4配管54の下方には旋回フレーム60を構成する第1底板611の後端部が位置しているので、第1隙間G1を介して侵入してきた土砂等が第4配管54に直接当たって第4配管54が損傷するのを防止できる。
(b)前記実施形態では、旋回フレーム側に断熱用のスポンジ部材を固定したが、カウンタウェイト側にスポンジ部材を設けてもよい。また、断熱用の部材としては、スポンジ部材に限定されない。
(c)前記実施形態では、燃料配管のうちの戻り配管を旋回フレームとカウンタウェイトとの間の隙間に配置するようにしたが、燃料フィルタからエンジンに至る配管等の他の燃料配管を旋回フレームとカウンタウェイトとの間の隙間に配置するようにしてもよい。
1 油圧ショベル
2 下部走行体
3 上部旋回体
4,60 旋回フレーム
5 作業機
6 エンジン
7 燃料タンク
8,80 カウンタウェイト
8a,80a カウンタウェイト8,80の第1端面
8b,80b カウンタウェイト8,80の第2端面
80c カウンタウェイト80の第3端面
9 燃料クーラ
20,50 燃料配管
30,85 スポンジ部材
41,61 底板
24,54 第4配管(戻り配管)
411a,611a 第1底板411,611の後端面
412a,612a 第2底板412,612の後端面
413a 第3底板413の後端面
G1 第1隙間
G2 第2隙間
G3 第3隙間

Claims (5)

  1. 履帯を有する下部走行体と、
    前記下部走行体の上部に旋回可能に支持された上部旋回体と、
    を備え、
    前記上部旋回体は、
    板状の旋回フレームと、
    前記旋回フレームに搭載されたエンジンと、
    前記エンジンの一側方に配置された燃料タンクと、
    前記エンジンの後方において前記旋回フレームに支持され、下端部が前記旋回フレームの後端面と隙間を介して対向しかつ前記隙間が外気に開放されるように配置されたカウンタウェイトと、
    前記燃料タンクに接続され、前記旋回フレームの後端面と前記カウンタウェイトの下端部との間の隙間に配置された燃料配管と、
    を有している、油圧ショベル。
  2. 前記旋回フレームの上方には、前記エンジンが配置されたエンジンルームが構成されており、
    前記燃料配管が配置された前記隙間と前記エンジンルームとは遮蔽されている、
    請求項1に記載の油圧ショベル。
  3. 前記燃料配管が配置された前記隙間と前記エンジンルームとを仕切る断熱部材をさらに備えた、請求項2に記載の油圧ショベル。
  4. 前記旋回フレームの後端面は、下端に形成された第1端面と、前記第1端面の上方で前記第1端面より前方に形成された第2端面と、を有し、
    前記隙間は、前記第1端面と前記カウンタウェイト下端部との間に形成された第1隙間と、前記第2端面と前記カウンタウェイト下端部との間に形成され前記第1隙間より広い第2隙間と、を有しており、
    前記第2隙間の前記燃料配管の直下に前記旋回フレームの底板の一部が存在する、
    請求項1から3のいずれかに記載の油圧ショベル。
  5. 前記エンジンの他側方に配置された燃料クーラをさらに備え、
    前記燃料配管は前記燃料クーラから前記燃料タンクに戻る配管である、
    請求項1から4のいずれかに記載の油圧ショベル。
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