JP5560568B2

JP5560568B2 - 作業機械

Info

Publication number: JP5560568B2
Application number: JP2009029450A
Authority: JP
Inventors: 紀之和田; 裕美子五反田
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2029-02-12
Also published as: JP2010185202A

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関し、その中でも特に油圧ポンプ周りの配管構造に関する。

本発明に関し、駆動力伝達部の前後面のそれぞれに油圧ポンプが取り付けられたエンジンが開示されている（特許文献１）。各油圧ポンプの吸入口の周りにはフランジが設けられていて、これらフランジにマニホルドのフランジが接続されている。

ところがこのようなエンジンでは、油圧ポンプを駆動力伝達部に取り付ける際に取付位置が相対的に捩れて位置ずれを生じる場合があり、そのままマニホルドを取り付けるとマニホルドに捩れが生じてひび割れ等が発生するおそれがある。そこで、マニホルドが捩れてもその捩れを吸収できるように、マニホルドを合成樹脂材や弾性を有する金属鋳物で形成することや、通常の金属鋳物のマニホルドを前後２つに分割し、分割した２つのマニホルドを回転可能な嵌合部で接続することなどが検討されている。

特開平８−２９６７８３号公報

従来の作業機械では、作動油タンクと油圧ポンプとの間に設置される配管が機械室内で比較的大きなスペースを占めており、作業機械の小型化等を実現する上で障害となっている。

例えば、図４に示すように、通常、従来の作業機械の機械室１０６内では、作動油タンク１０７はその前側に位置し、油圧ポンプ１０８はその後側に位置している。作動油タンク１０７に接続されている送油管１０９は、機械室１０６の底面を這うように前後方向に延設されて油圧ポンプ１０８の下方位置まで延びている。なお、同図中、符号１０１は下部走行体であり、１０２は上部旋回体、１０３はキャブ、１０４はアタッチメント、１０５はエンジンである。

そして、油圧ポンプ１０８が複数設けられている場合には、例えば図５に示すような配管構造となっている。すなわち、各油圧ポンプ１０８ａ，１０８ｂからポート管１１０ａ，１１０ｂが下方へ延び、油圧ポンプ１０８ａ，１０８ｂと平行に延びた送油管１０９の端部には、各ポート管１１０ａ，１１０ｂと対向して上向きに突出する一対の分岐管１１１ａ，１１１ｂが設けられている。そして、各ポート管１１０ａ，１１０ｂと各分岐管１１１ａ，１１１ｂとは、垂直方向に延びるホース１１２ａ，１１２ｂによって接続されている。

このように配管とホースとを組み合わせることで、取付時には、油圧ポンプ１０８ａ，１０８ｂの位置ずれによる影響を解消させることができ、また、使用時には、油圧ポンプ１０８ａ，１０８ｂの振動を吸収させることができる。

ところが、送油管１０９等やホース１１２ａ，１１２ｂの径は一般的な配管やホースと比べて大きなものとなっており、ホース１１２ａ，１１２ｂの柔軟性を活かすにはこれらの長さをある程度確保しておく必要がある。そのため、組み付けたホースや配管が収容できるよう、油圧ポンプ１０８ａ，１０８ｂの下方に比較的大きなスペースを設けざるを得ず、油圧ポンプ１０８ａ，１０８ｂの配置やこれに連なるエンジン１０５の配置などが制約を受け、機械室１０６、ひいては作業機械を小型化する上で障害となっていた。

そこで、本発明では、簡単に組み付けることができ、コンパクトで振動吸収性にも優れた配管構造を有する作業機械の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、配管を構成しているホースとパイプの配置を工夫した。

具体的には、エンジンと、前記エンジンによって駆動される第１ポンプ及び第２ポンプと、前記第１ポンプ及び第２ポンプに供給する作動油を貯留する作動油タンクと、前記第１ポンプ及び第２ポンプと前記作動油タンクとを接続する送油配管と、を備える作業機械であって、前記第１ポンプ及び前記第２ポンプは、それぞれの駆動軸線が重なるように直列に接続され、これら駆動軸線が前記エンジンの駆動軸線と重なって略水平方向に延びるように前記エンジンに支持されており、前記送油配管が、硬質な複数のパイプ部と、軟質な第１ホース部及び第２ホース部と、を有し、前記パイプ部が、前記第１ポンプに接続されて下方に延びる第１パイプ部と、前記第２ポンプに接続されて下方に延びる第２パイプ部と、前記作動油タンクに接続され、略水平方向を前記第１ポンプ及び第２ポンプに向かって延びる第３パイプ部と、を含み、前記第１パイプ部は前記第２パイプ部よりも短く形成され、前記第２パイプ部は、その中間部位から分岐して前記第１パイプ部側に突出する分岐パイプ部を有し、前記第１パイプ部の下端部が、略水平方向に延びる前記第１ホース部を介して前記分岐パイプ部と接続され、前記第２パイプ部の下端部が、略水平方向に延びる前記第２ホース部を介して前記第３パイプ部と接続されている。

かかる構成の作業機械であれば、第１パイプ部と第２パイプ部との間が軟質な第１ホース部で接続されているため、第１ポンプと第２ポンプとが接続時に多少位置ずれしていても第１ホース部によってその位置ずれの影響を吸収させることができ、簡単な作業で確りと第１パイプ部や第２パイプ部等を接続できる。

第１パイプ部は第２パイプ部よりも短く形成されているので、分岐パイプ部や第１ホース部を第１ポンプ等に沿うように配設することができ、その下方にスペースを確保できる。更に、第２パイプ部を必要に応じて短く設定することができるので、それだけ第１ポンプや第２ポンプ、エンジンの設置位置を下げることができ、機械室、ひいては作業機械自体を小型化することが可能になる。

第１ホース部及び第２ホース部が、直列に接続された第１ポンプ及び第２ポンプと略平行に延びているので、第１ポンプ等の振動の多くがその半径方向の変形によって吸収されるため、その柔軟性を効率よく利用することができ、振動吸収性に優れる。

更に、第２ホース部が、作動油タンクに接続されている第３パイプ部と第２パイプ部との間に位置していて、その長さを比較的大きくすることができるので、各ポンプからの振動が作動油タンクに伝わるのを軽減することができ、よりいっそう振動吸収性を向上させることができる。

より具体的には、前記第１ポンプ及び前記第２ポンプのうち、前記第２ポンプ側が前記エンジンに支持されているようにするのが好ましい。

そうすることで、振動吸収性をより向上させることができる。すなわち、エンジンが振動すると、第２ポンプよりもエンジンから離れた第１ポンプの方が大きく振れ易い傾向がある。したがって、エンジン側に第２ポンプが位置することで、第２ホース部に直接的に作用する振動量が小さくなって、作動油タンクに振動が伝わるのをより軽減することができる。

特に、直列に接続されている前記第１ポンプ及び前記第２ポンプの先端側に、第３ポンプが更に接続されている場合に効果的である。第３ポンプによって各ポンプの振動量が更に大きくなっても、その振動を効率よく吸収させることができるからである。

以上説明したように、本発明によれば、油圧ポンプ周りの配管構造をコンパクトで振動吸収性に優れたものとすることができるので、耐久性に優れ、作業機械等の小型化にも役立つ作業機械を提供することができる。

油圧ショベル（作業機械）の要部の概略を示す平面図である。図１における矢印Ｘ方向から見た要部の概略を示す後側面図である。図１における矢印Ｙ方向から見た要部の概略を示す斜視図である。従来の油圧ショベルの要部の概略を示す平面図である。図４における矢印Ｚ方向から見た要部の概略を示す後側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

図１に、本発明を適用した油圧ショベル（作業機械）を例示する。この油圧ショベルにはクローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１に旋回可能に搭載された上部旋回体２とが備えられている。上部旋回体２には、キャブ３やアタッチメント４、機械室５などが配設されていて、機械室５内には、エンジン６や油圧ポンプ７、作動油タンク８、コントロールバルブ９などが配設されている。なお、同図はキャブ３や機械室５の内部構造が分かるように機械室カバー等を除いた状態で示してある。

キャブ３は、上部旋回体２の前方の左側部分に配設されており、その内部には座席や操作レバー、各種表示装置などが配設されている。キャブ３の右側（上部旋回体２の前方の中央部分）には、ブームやアーム、バケットなどで構成されているアタッチメント４が起伏可能に配設されている。アタッチメント４の後方（上部旋回体２の略中央部分）には、上部旋回体２を旋回させる旋回モータ１０が配設されている。

アタッチメント４の右側（上部旋回体２の前方の右側部分）の部分から、キャブ３及びアタッチメント４の後側（上部旋回体２の後方の左右両側間にわたる部分）の部分にわたって機械室５が配設されている。機械室５内の後方には、その駆動軸線Ａ１が上部旋回体２の左右方向に延びるようにエンジン６が配設されている。機械室５内の右側には、その前端から後端にわたって燃料タンク１４、作動油タンク８、コントロールバルブ９、油圧ポンプ７がこの順に配置されている。

作動油タンク８と油圧ポンプ７との間は送油配管１１で接続されており、油圧ポンプ７とコントロールバルブ９との間は送圧油配管１２で接続されている。また、コントロールバルブ９と作動油タンク８との間はリターン配管１３によって接続されている。なお、送油配管１１については別途後述する。

燃料タンク１４にはエンジン６を駆動するための燃料が貯留されており、作動油タンク８にはアタッチメント４等を油圧制御するための作動油が貯留されている。コントロールバルブ９には、作動油の油圧を制御するための各種制御弁等が配設されている。

図２にも示すように、油圧ポンプ７は複数設置されており、本実施形態の油圧ポンプ７は、第１ポンプ７１、第２ポンプ７２、第３ポンプ７３で構成されている。第１ポンプ７１及び第２ポンプ７２はいずれも同種同性能のポンプで構成され、油圧制御用のメインポンプとなっている。一方、第３ポンプ７３は第１ポンプ７１等に比べて容量の小さい小型のギヤポンプで構成されている。これら油圧ポンプ７１，７２，７３はそれぞれの駆動軸線Ａ２が重なるように直列に接続されている（接続されたこれら油圧ポンプ７１，７２，７３をポンプ列ともいう）。ポンプ列は、略水平方向に延びるようにエンジン６に片持ち状に支持されており、その駆動軸線Ａ２とエンジン６の駆動軸線Ａ１とが重なるようにエンジン６に接続されて、エンジン６のシャフトで直接的に回転駆動されるように構成されている。本実施形態では、エンジン６側から第２ポンプ７２、第１ポンプ７１、第３ポンプ７３の順に接続されている。

各油圧ポンプ７１，７２，７３が回転駆動すると、作動油タンク８から送油配管１１を通じて作動油が各油圧ポンプ７１，７２，７３に供給される。第１ポンプ７１や第２ポンプ７２から吐出される加圧状態の作動油は送圧油配管１２，１２を通じてコントロールバルブ９に供給され、その油圧を利用してアタッチメント４等の各装置が駆動制御される。コントロールバルブ９に供給される作動油は、最終的にはリターン配管１３を通じて作動油タンク８に戻される。

この油圧ショベルでは、送油配管１１が機械室５内にコンパクトに収まるように工夫されている。具体的には、送油配管１１は、鋼管からなる複数の硬質なパイプ部２０と、ゴムや合成樹脂等の柔軟で耐圧性、耐油性に優れた素材からなる複数の軟質なホース部３０とを繋ぎ合わせることによって構成されている。

パイプ部２０は、図２や図３にも示すように、第１ポンプ７１の第１吸込口７１ａに接続されて下方に延びる第１パイプ部２１や、第２ポンプ７２の第２吸込口７２ａに接続されて下方に延びる第２パイプ部２２、その一端が作動油タンク８に接続され、機械室５の底面を這うように前後略水平方向に延びて、その他端が油圧ポンプ７の下方またはその近傍に位置する第３パイプ部２３などで構成されている。

第１パイプ部２１は第２パイプ部２２よりも短く形成されていて、その下端部には、配管を９０度曲げて接続するために用いられるエルボ部材（汎用品）２１ａと、このエルボ部材２１ａを介して、第２パイプ部２２側に向かって略水平方向に突出する第１接続部２１ｂとが設けられている。そして、この第１接続部２１ｂと対向するように、第２パイプ部２２にはその中間部位から分岐して略水平方向に突出する分岐パイプ部２４が設けられている。分岐パイプ部２４の先端部分には、第２接続部２４ａが設けられている。

第２パイプ部２２の下端部には、略９０度曲げられて、上部旋回体２の前方へ向かって略水平方向に突出するホース接続端２２ａが設けられている。ホース接続端２２ａは、第１パイプ部２１と同様にエルボ部材を用いて形成してあってもよい。第１パイプ部２１及び分岐パイプ部２４は、第２パイプ部２２及び第３パイプ部２３よりも僅かに小径に形成されている。

ホース部３０は、第１ホース部３１と第２ホース部３２などで構成されている。第１ホース部３１は、第１パイプ部２１等の外径と同等あるいはそれよりも僅かに大きな内径を有し、第２ホース部３２は、第３パイプ部２３等の外径と同等あるいはそれよりも僅かに大きな内径を有している。第２ホース部３２は第１ホース部３１よりも十分長く形成されている。

第１ホース部３１は、第１接続部２１ｂと第２接続部２４ａとに差し込まれ、リング状のクランプ部材１５（汎用品）を用いて締め付けることにより、ポンプ列に沿うようにその近傍に配設されている。

第２ホース部３２は、図３に示すように、第１ホース部３１と同様にクランプ部材１５を用いて、その一端が第３パイプ部２３に差し込まれて接続され、その他端が第２パイプ部２２のホース接続端２２ａに差し込まれて接続されている。そうすることにより、第２ホース部３２は上部旋回体２の前後略水平方向に延びて機械室５の底面５ａを這うように配設されている。なお、５ｂは機械室５の底面５ａに立設され補強リブである。

また、ホース接続端２２ａには、図２や図３に示すように、第３ポンプ７３用の分岐配管２５が突出形成されている。この分岐配管２５は第１パイプ部２１や第２パイプ部２２などに比べて小径に形成されていて、第３ポンプ７３と第３ホース部３３を介して接続されている。

このようにパイプ部２０とホース部３０とを組み付けることで、次のような利点が得られる。

まず、配管の組み付け作業性に優れる。第１パイプ部２１と第２パイプ部２２との間が軟質な第１ホース部３１で接続されているため、第１ポンプ７１と第２ポンプ７２とが、接続時に多少その駆動軸線Ａ２まわりに位置ずれしていても第１ホース部３１によってその位置ずれの影響を吸収させることができ、余計な負荷を与えることなく簡単かつ短時間で第１パイプ部２１や第２パイプ部２２等を接続できる。

油圧ポンプ７の下方にスペースＳを確保することができる。図２や図３に示すように、第１ポンプ７１に接続される送油配管１１（第１ホース部３１等）は、第２ポンプ７２に接続される送油配管１１（第２パイプ部２２）から分岐させてポンプ列に沿うように配設されているため、第１ポンプ７１部の下方にスペースＳを確保することができる。

また、図５に示した従来の構成のように、ホースの長さを確保するために設置時の制約を受けることも無くなるため、第２パイプ部２２を必要に応じて自由にその長さを設定できる。そして、第２パイプ部２２を短く設定すれば、それだけポンプ列やエンジン６の設置位置を下げることができるので、機械室５、ひいては作業機械自体を小型化することが可能となる。

振動吸収性を向上させることができる。ポンプ列は振動発生源であるエンジン６に片持ち状に支持されて、略水平方向に延びている。従って、エンジン６が振動すると、ポンプ列は図２に示すように、略水平方向に延びる駆動軸線Ａ１（Ａ２）を中心に振動し、特にその振動量はポンプ列の先端側、つまり第２ポンプ７２よりも第１ポンプ７１、第１ポンプ７１よりも第３ポンプ７３の方が大きくなる傾向がある。また、ポンプ列の自重が作用するため、相対的に上下方向の振動の方が大きくなり易い。

それに対して、まず、第１ホース部３１を第１ポンプ７１と第２ポンプ７２との間に設けることで、第１ポンプ７１と第２ポンプ７２との間で振動量の違いを第１ホース部３１に吸収させることができる。第１ホース部３１や第２ホース部３２は、ポンプ列と略平行に延びているので、ポンプ列の上下方向の振動が各ホース部３１，３２の半径方向の変形によって吸収されることとなる。従って、各ホース部３１，３２の柔軟性を効率よく利用することができ、振動吸収性に優れる。

更に、第２ホース部３２が直接的に接続されている第２ポンプ７２をエンジン６寄りに配設することで、エンジン６から離れて配設するよりも第２ホース部３２に作用する変位量を小さくすることができるので、ポンプ列の振動が作動油タンク８に伝わるのをより軽減することができ、振動吸収性に優れる。

また、その第２ホース部３２は、作動油タンク８と油圧ポンプ７との間の距離を利用して十分長く形成されているので、ポンプ列の振動が作動油タンク８に伝わるのをよりいっそう軽減できるようになっている。

特に、本実施形態のように、第３ポンプ７３が配設されるなど、ポンプ列が長くなればなるほど、エンジン６の振動による振動量は大きくなり易いが、このように送油配管１１を構成しておけば、振動を効果的に吸収させることができるので、耐久性が向上するし、油漏れ等のトラブルの発生を防ぐことができる。

なお、本発明にかかる作業機械は、前記の実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、前記の実施形態では、第２ポンプ７２側がエンジン６に支持されているが、第１ポンプ７１側、つまり送油配管１１が分岐接続されているポンプ側がエンジン６に支持されるようにしてあってもよい。また、第３ポンプ７３は無くてもよいし、更に第４のポンプ等が第３ポンプ７３に接続されていてもよい。

５機械室
６エンジン
７油圧ポンプ
８作動油タンク
１１送油配管
２０パイプ部
２１第１パイプ部
２２第２パイプ部
２３第３パイプ部
２４分岐パイプ部
３０ホース部
３１第１ホース部
３２第２ホース部
７１第１ポンプ
７２第２ポンプ
７３第３ポンプ

Claims

エンジンと、
前記エンジンによって駆動される第１ポンプ及び第２ポンプと、
前記第１ポンプ及び第２ポンプに供給する作動油を貯留する作動油タンクと、
前記第１ポンプ及び第２ポンプと前記作動油タンクとを接続する送油配管と、
を備える作業機械であって、
前記第１ポンプ及び前記第２ポンプは、それぞれの駆動軸線が重なるように直列に接続され、これら駆動軸線が前記エンジンの駆動軸線と重なって略水平方向に延びるように前記エンジンに支持されており、
前記送油配管が、硬質な複数のパイプ部と、軟質な第１ホース部及び第２ホース部と、を有し、
前記パイプ部が、
前記第１ポンプに接続されて下方に延びる第１パイプ部と、
前記第２ポンプに接続されて下方に延びる第２パイプ部と、
前記作動油タンクに接続され、略水平方向を前記第１ポンプ及び第２ポンプに向かって延びる第３パイプ部と、
を含み、
前記第１パイプ部は前記第２パイプ部よりも短く形成され、
前記第２パイプ部は、その中間部位から分岐して前記第１パイプ部側に突出する分岐パイプ部を有し、
前記第１パイプ部の下端部が、略水平方向に延びる前記第１ホース部を介して前記分岐パイプ部と接続され、
前記第２パイプ部の下端部が、略水平方向に延びる前記第２ホース部を介して前記第３パイプ部と接続され、
前記分岐パイプ部及び前記第１ホース部が、前記第１ポンプ及び第２ポンプからなるポンプ列の下方に沿って配設されている作業機械。
請求項１に記載の作業機械において、
前記第１ポンプ及び前記第２ポンプのうち、前記第２ポンプ側が前記エンジンに支持されている作業機械。
請求項１または請求項２に記載の作業機械において、
直列に接続されている前記第１ポンプ及び前記第２ポンプの先端側に、第３ポンプが更に接続されている作業機械。