JP5780255B2

JP5780255B2 - 建設機械

Info

Publication number: JP5780255B2
Application number: JP2013055554A
Authority: JP
Inventors: 中田　浩史; 浩史中田; 聡徳田
Original assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Current assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2033-03-18
Also published as: JP2014181466A

Description

本発明は、クローラクレーンや油圧ショベルなどの建設機械に関し、特に、大型で分割輸送されるものに係わる。

一般に、この種の建設機械は、例えば特許文献１に記載されているように、クローラ式の下部走行体と、この下部走行体上に旋回ベアリング装置を介在して旋回自在に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体の前部に取り付けられた作業アタッチメント（フロント作業機構ともいう）とを備えている。特に、大型の建設機械の場合、陸上などでの輸送の便宜を図る見地から、上部旋回体は、３つの部分に分割できるようになっている。すなわち、上部旋回体は、旋回ベアリング装置及び作業アタッチメントが取り付けられる中央部位と、この中央部位の左右両側にそれぞれ着脱自在に取り付けられかつ建屋内にエンジン及び油圧ポンプを設けた左右の部位とからなる。尚、以下の説明では、中央部分を旋回フレームといい、左右の部位を動力ユニットという。

特開平１１−１２４８７９号公報

ところで、建設機械の所有者などは、建設機械とは別にその組立補助用の油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ユニットを必要とすることから、建設機械本来の動作とは別に、上記動力ユニットが組立補助用の油圧ユニットとして転用できることを要望している。しかし、特許文献１記載の建設機械の場合、各動力ユニットにエンジン及び油圧ポンプを、旋回フレームに燃料タンク及び作動油タンクを別々に設けているため、動力ユニットは作動油を供給する油圧ユニットとして転用することができない。

そこで、本出願人は、先に、上部旋回体の旋回フレームの左右両側に着脱自在に取り付けられる動力ユニットそれぞれが、エンジンと、このエンジンを制御する制御装置と、上記エンジンにより駆動させる油圧ポンプと、上記エンジンに接続された燃料タンクと、上記油圧ポンプに接続された作動油タンクとを備える構成にし、これにより、建設機械の動作とは別に、動力ユニットが組立補助用の油圧ユニットとして転用できるようにしたものを提案している（特願２０１２−１５３７５３）。

そして、このような提案の建設機械において、コントロールバルブ（方向切換弁）の配置箇所としては、特許文献１記載の建設機械の場合と同じく、旋回フレーム上に設けることが考えられる。

しかしながら、この場合、コントロールバルブと旋回フレーム側の油圧アクチュエータ又はスイベルジョイントとの間に接続される圧油配管が旋回フレーム上に配置されるだけでなく、コントロールバルブと動力ユニット側の油圧ポンプとの間に接続される圧油配管も旋回フレーム上に配置されるため、多数の圧油配管が旋回フレーム上に配置されることになる。このため、旋回フレーム上に作業者が通る通路を確保したり、補機を搭載するスペースを確保したりすることが困難になるという問題がある。

また、上記のコントロールバルブと動力ユニット側の油圧ポンプとの間に接続される圧油配管は、直径が比較的大きく硬いものになるが、このような圧油配管を、建設機械の分解輸送時に取り外したり接続したりする作業が困難なものになるという問題もある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、上述した提案の建設機械を実施化するに当たり、コントロールバルブの配置及びコントロールバルブに接続される圧油配管の構成を適切に設定することにより、旋回フレーム上に作業通路や補機などの設置スペースを確保し易くするとともに、建設機械の分解輸送時にコントロールバルブに接続される圧油配管を取り外したり接続したりする作業を容易に行い得る建設機械を提供せんとするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、クローラ式の下部走行体上に旋回ベアリング装置を介して上部旋回体が旋回自在に設けられ、この上部旋回体は、旋回ベアリング装置及び作業アタッチメントが取り付けられる旋回フレームと、この旋回フレームの左右両側にそれぞれ着脱自在に取り付けられた第１及び第２の動力ユニットとからなる建設機械において、上記各動力ユニットを、いずれもエンジンと、このエンジンを制御する制御装置と、上記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、上記エンジンに接続された燃料タンクと、上記油圧ポンプに接続された作動油タンクと、同じく上記油圧ポンプに接続された複数のコントロールバルブとを備える構成にする。また、上記複数のコントロールバルブを、動力ユニットの旋回フレーム側部位に前後方向に並んで配置する一方、この複数のコントロールバルブと旋回フレーム側の油圧アクチュエータ又はスイベルジョイントとの間に接続される圧油配管は、その途中に分岐管を有することで、コントロールバルブ側端部の本数を油圧アクチュエータ側端部又はスイベルジョイント側端部の本数の２倍以上の整数倍に設定するとともに、少なくとも上記分岐管付近で旋回フレームの側壁部の外面に沿って前後方向に水平に延びた状態で固定する構成にする。

この構成では、上部旋回体の旋回フレームの左右両側に着脱自在に取り付けられる動力ユニットそれぞれが、エンジンと、エンジンを制御する制御装置と、エンジンにより駆動させる油圧ポンプと、エンジンに接続された燃料タンクと、油圧ポンプに接続された作動油タンクとを備えているため、建設機械の動作とは別に、動力ユニットを組立補助用の油圧ユニットとして転用することができる。

その上、上記各動力ユニットに油圧ポンプなどと共に複数のコントロールバルブをも装備するに当たり、この複数のコントロールバルブは、動力ユニットの旋回フレーム側部位に前後方向に並んで配置されている一方、複数のコントロールバルブと旋回フレーム側の油圧アクチュエータ又はスイベルジョイントとの間に接続される圧油配管は、その途中に分岐管を有することで、コントロールバルブ側端部の本数が油圧アクチュエータ側端部又はスイベルジョイント側端部の本数の２倍以上の整数倍に設定されているとともに、少なくとも上記分岐管付近で旋回フレームの側壁部の外面に沿って前後方向に水平に延びた状態で固定されているため、従来の如く上部旋回体に装備される全てのコントロールバルブを旋回フレーム上に配置するとともに、これらのコントロールバルブと旋回フレーム側の油圧アクチュエータ又はスイベルジョイントとの間に接続される圧油配管全てを旋回フレーム上に配置する場合に比べて旋回フレーム上に作業通路や補機などの設置スペースが確保し易くなる。また、上記複数のコントロールバルブと旋回フレーム側の油圧アクチュエータ又はスイベルジョイントとの間に接続される圧油配管は、その途中に分岐管を有することで、コントロールバルブ側端部の本数が油圧アクチュエータ側端部又はスイベルジョイント側端部の本数の２倍以上の整数倍に設定されており、この圧油配管のコントロールバルブ側端部は、その直径が小さく取り扱い易くなるため、建設機械の分解輸送時に動力ユニットのコントロールバルブに圧油配管を接続したり取り外したりする作業がその分容易なものになる。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の建設機械において、好ましい具体的な形態を提供するものである。すなわち、上記複数のコントロールバルブは、いずれも下部走行体のクローラを駆動する走行用油圧モータに対する圧油の給排を制御するためのものであり、上記圧油配管は、その一端が接続されたコントロールバルブに対向する旋回フレームの側壁部の外面位置からスイベルジョイントの近傍位置まで旋回フレームの側壁部の外面に沿って前後方向に水平に延びた状態で固定され、スイベルジョイントの近傍位置で旋回フレームの側壁部の上端を超えてスイベルジョイントに接続される構成にする。

この構成では、上部旋回体上に設けられる圧油配管のうち、走行駆動用の圧油配管が、動力ユニット側のコントロールバルブに対向する旋回フレームの側壁部の外面位置からスイベルジョイントの近傍位置まで比較的長く旋回フレームの側壁部の外面に沿って水平に延びた状態で固定されているため、旋回フレーム上に設けられる圧油配管の占めるスペースがその分少なくなり、旋回フレーム上に作業通路や補機などの設置スペースがより確保し易くなる。

以上のように、本発明の建設機械によれば、建設機械の動作とは別に、動力ユニットを組立補助用の油圧ユニットとして転用することができる上、旋回フレーム上に設けられる圧油配管を少なくしてその分旋回フレーム上に作業通路や補機などの設置スペースを容易に確保することができるとともに、建設機械の分解輸送時に動力ユニット側のコントロールバルブに圧油配管を接続したり取り外したりする作業を比較的容易に行うことができる。

特に、請求項２に係る発明では、走行駆動用の圧油配管が動力ユニット側のコントロールバルブに対向する旋回フレームの側壁部の外面位置からスイベルジョイントの近傍位置まで比較的長く旋回フレームの側壁部の外面に沿って水平に延びた状態で固定されているため、旋回フレーム上に作業通路や補機などの設置スペースをより容易に確保することができる。

図１は本発明の実施形態に係る建設機械の概略構成を示す平面図である。図２は上記建設機械の上部旋回体の構成を示す平面図である。図３は上記上部旋回体のコントロールバルブや圧油配管などの構成を示す斜視図である。図４は図３の主要部の構成を示す平面図である。図５は同じく側面図である。

以下、本発明を実施するための形態である実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は本発明の一実施形態に係る建設機械の全体構成を示す。この建設機械Ａは、大型のクローラクレーンや油圧ショベルなどであり、クローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に旋回ベアリング装置２を介して旋回自在に設けられた上部旋回体３と、この上部旋回体３の前部に取り付けられる作業アタッチメント（図示せず）とを備えてなる。

上記下部走行体１は、上部旋回体３を支持するカーボディ５と、このカーボディ５の左右両側にそれぞれ取り付けられた走行ユニット６Ｌ，６Ｒとからなる。各走行ユニット６Ｌ，６Ｒは、図示していないが、カーボディ５に連結されるクローラフレームと、このクローラフレームの前後両端にそれぞれ設けられた駆動輪及び従動輪（あるいは２つの駆動輪）と、この両輪間に巻き掛けられたクローラと、上記駆動輪ひいてはクローラを駆動する走行用油圧モータとを備えている。

上記上部旋回体３は、その中央部分を構成する旋回フレーム１１と、この旋回フレーム１１の右側側端に着脱装置１２，１２を介して着脱自在に取り付けられかつ前端に運転室１３が連結された第１の動力ユニット１４と、旋回フレーム１１の左側側端に着脱装置１５，１５を介して着脱自在に取り付けられた第２の動力ユニット１６とからなる。そして、建設機械Ａの分解輸送時には上部旋回体３は旋回フレーム１１と第１及び第２の動力ユニット１４，１６の３つの部分に分割して輸送される。

上記旋回フレーム１１は、図３に示すように、左右の側壁部１１ａ，１１ａを底板（図示せず）及び連結材１１ｂなどで連結してなる。この旋回フレーム１１の前部には旋回ベアリング装置２及び作業アタッチメントが取り付けられ、旋回フレーム１１の後部には複数のカウンタウエイト１７，１７が取り付けられている。また、建設機械Ａがクローラクレーンの場合、旋回フレーム１１の前後方向中央部には、図３に示すように巻上用又は起伏用のドラム装置１８，１９などが取り付けられている。

上記第１の動力ユニット１４は、旋回フレーム１１に取り付けられるサイドフレーム２１と、このサイドフレーム２１上に設置されるエンジン２２及びその周辺機器（詳しくは後述する）と、このエンジン２２及びその周辺機器を覆うケース２３とを備えている。第１の動力ユニット１４は、旋回フレーム１１から第２の動力ユニット１６が取り外された状態でも建設機械Ａが動作するようにエンジン２２及びその周辺機器を備えている。エンジン２２の周辺機器は、具体的には、エンジン２２を冷却するための冷却器２４、エンジン２２を制御する制御装置２５、エンジン２２によりパワーデバイダ２６を介して駆動される複数（図では２つ）の油圧ポンプ２７，２７、エンジン２２に接続された燃料タンク２８、及び上記各油圧ポンプ２７に接続された作動油タンク２９である。サイドフレーム２１上でのエンジン２２及び周辺機器の配列は、例えば後から順に、冷却器２４、エンジン２２、パワーデバイダ２６、油圧ポンプ２７、作動油タンク２９及び燃料タンク２８に設定されており、制御装置２５は、エンジン２２に取り付けられている。

上記第２の動力ユニット１６は、上述した第１の動力ユニット１４と同じく、旋回フレーム１１に取り付けられるサイドフレーム３１と、このサイドフレーム３１上に設置されるエンジン３２及びその周辺機器（詳しくは後述する）と、このエンジン３２及びその周辺機器を覆うケース３３とを備えている。第２の動力ユニット１６は、組み立てられた状態の建設機械Ａの動作とは別に、例えば動力ユニット１６単独で油圧ユニットとして使用可能となるようにエンジン３２及びその周辺機器を備えている。エンジン３２の周辺機器は、具体的には、エンジン３２を冷却するための冷却器３４、エンジン３２を制御する制御装置３５、エンジン３２によりパワーデバイダ３６を介して駆動される複数（図では２つ）の油圧ポンプ３７，３７、エンジン３２に接続された燃料タンク３８、及び上記各油圧ポンプ３７に接続された作動油タンク３９である。サイドフレーム３１上でのエンジン３２及び周辺機器の配列は、例えば前から順に、冷却器３４、エンジン３２、パワーデバイダ３６、油圧ポンプ３７、作動油タンク３９及び燃料タンク３８に設定されており、制御装置３５は、エンジン３２に取り付けられている。

また、上記第１及び第２の動力ユニット１４，１６は、いずれもエンジン２２，３２の周辺機器として、図２に示すように、更に、油圧ポンプ２７，３７に接続された４つのコントロールバルブ４１，４１，…を備えている。この４つのコントロールバルブ４１，４１，…は、いずれも下部走行体１の走行用油圧モータに対する圧油の給排を制御するもので、動力ユニット１４，１６のサイドフレーム２１，３１上の旋回フレーム１１側部位に取付枠４２（図３参照）を介して前後方向に一列に並んで配置されている。

一方、図３ないし図５に示すように、上記４つのコントロールバルブ４１，４１，…と旋回フレーム１１の旋回ベアリング装置２の中心位置に設けられるスイベルジョイント（図示せず）との間に接続される圧油配管４３は、その途中に２つに分岐する分岐管４４を各配管（パイプ）毎に１つずつ計４つ有することで、スイベルジョイント側端部４３ｂの本数が４本であるのに対し、コントロールバルブ側端部４３ａの本数がスイベルジョイント側端部４３ｂの本数の２倍の８本に設定されている。各コントロールバルブ４１にはそれぞれ圧油配管４３の２本のコントロールバルブ側端部４３ａ，４３ａが供給管又は戻り管として接続されている。また、圧油配管４３は、そのコントロールバルブ側端部４３ａが接続されたコントロールバルブ４１に対向する旋回フレーム１１の側壁部１１ａの外面位置からスイベルジョイントの近傍位置まで旋回フレーム１１の側壁部１１ａの外面に沿って前後方向に水平に延びた状態で固定具４５により固定されており、この圧油配管４３の４本のスイベルジョイント側端部４３ｂ，４３ｂ，…は、スイベルジョイントの近傍位置（つまり旋回ベアリング装置２の中心位置近傍）で旋回フレーム１１の側壁部１１ａの上端を超えてスイベルジョイントに接続されている。

尚、図１中、５１は運転室１３の周囲に設けられた足場、５２及び５３はそれぞれ第１及び第２の動力ユニット１４，１６の周囲に設けられた足場である。

従って、上記建設機械Ａにおいては、上部旋回体３の旋回フレーム１１の左右両側に着脱自在に取り付けられる第１及び第２の動力ユニット１４，１６それぞれが、エンジン２２，３２と、エンジン２２，３２を制御する制御装置２５，３５と、エンジン２２，３２により駆動させる油圧ポンプ２７，３７と、エンジン２２，３２に接続された燃料タンク２８，３８と、油圧ポンプ２７，３７に接続された作動油タンク２９，３９とを備えているため、建設機械Ａの通常動作とは別に、例えば第２の動力ユニット１６を組立補助用の油圧ユニットとして転用したり、第２の動力ユニット１６を取り外した状態で第１の動力ユニット１４のみで建設機械Ａを動作させたりすることができ、建設機械Ａの運用の自由度を高めることができる。

その上、上記各動力ユニット１４，１６に油圧ポンプ２７，３７などと共に、走行用油圧モータに対する圧油の給排を制御するための４つのコントロールバルブ４１，４１，…を装備するに当たり、この４つのコントロールバルブ４１，４１，…は、動力ユニット１４，１６の旋回フレーム１１側部位に前後方向に並んで配置されている一方、４つのコントロールバルブ４１，４１，…と旋回フレーム１１側のスイベルジョイントとの間に接続される圧油配管４３は、そのコントロールバルブ側端部４３ａが接続されたコントロールバルブ４１に対向する旋回フレーム１１の側壁部１１ａの外面位置からスイベルジョイントの近傍位置まで比較的長く旋回フレーム１１の側壁部１１ａの外面に沿って水平に延びた状態で固定されているため、従来の如く上部旋回体３に装備される全てのコントロールバルブを旋回フレーム１１上に配置するとともに、これらのコントロールバルブと旋回フレーム側の油圧アクチュエータ又はスイベルジョイントとの間に接続される圧油配管全てを旋回フレーム１１上に配置する場合に比べて旋回フレーム１１上に設けられる圧油配管の占めるスペースをその分少なくすることでき、旋回フレーム１１上に作業通路や補機などの設置スペースを容易に確保することができる。

また、上記４つのコントロールバルブ４１，４１，…と旋回フレーム１１側のスイベルジョイントとの間に接続される圧油配管４３は、その途中に２つに分岐した分岐管４４を各配管（パイプ）毎に１つずつ計４つ有することで、コントロールバルブ側端部４３ａの本数（８本）がスイベルジョイント側端部４３ｂの本数（４本）の２倍に設定されており、この圧油配管４３のコントロールバルブ側端部４３ａは、その直径が小さく取り扱い易くなるため、建設機械Ａの分解輸送時に各動力ユニット１４，１６のコントロールバルブ４１に圧油配管４３を接続したり取り外したりする作業がその分容易なものになり、作業の簡易化に寄与することができる。

尚、上記実施形態では、上部旋回体３に装備されるコントロールバルブのうち、下部走行体１の走行用油圧モータに対する圧油の給排を制御するコントロールバルブ４１及びそれに接続される圧油配管４３の配置について言及し、他のコントロールバルブ及びそれに接続される圧油配管の配置について言及しなかったが、他のコントロールバルブについては、従来の如く上部旋回体３の旋回フレーム１１上に設け、あるいは上部旋回体３の第１及び第２の動力ユニット１４，１６上に分散して設ければ良い。特に、後者の場合、動力ユニット１４，１６上に同種機能の複数のコントロールバルブを装備するに当たり、この複数のコントロールバルブを、動力ユニット１４，１６の旋回フレーム１１側部位に前後方向に並んで配置する一方、複数のコントロールバルブと旋回フレーム側の油圧アクチュエータとの間に接続される圧油配管は、その途中に分岐管を有することで、コントロールバルブ側端部の本数を油圧アクチュエータ側端部の本数の２倍以上の整数倍に設定するとともに、少なくとも上記分岐管付近で旋回フレーム１１の側壁部１１ａの外面に沿って前後方向に水平に延びた状態で固定する構成にすることが、旋回フレーム１１上に設けられる圧油配管を少なくしてその分旋回フレーム１１上に作業通路や補機などの設置スペースをより容易に確保することができるとともに、建設機械Ａの分解輸送時に動力ユニット１４，１６側のコントロールバルブに圧油配管を接続したり取り外したりする作業をより容易に行うことができるので好ましい。

Ａ建設機械
１下部走行体
２旋回ベアリング装置
３上部旋回体
１１旋回フレーム
１１ａ側壁部
１３運転室
１４第１の動力ユニット
１６第２の動力ユニット
２２，３２エンジン
２５，３５制御装置
２７，３７油圧ポンプ
２８，３８燃料タンク
２９，３９作動油タンク
４１コントロールバルブ
４３圧油配管
４３ａコントロールバルブ側端部
４３ｂスイベルジョイント側端部
４４分岐管

Claims

クローラ式の下部走行体上に旋回ベアリング装置を介して上部旋回体が旋回自在に設けられ、この上部旋回体は、旋回ベアリング装置及び作業アタッチメントが取り付けられる旋回フレームと、この旋回フレームの左右両側にそれぞれ着脱自在に取り付けられた第１及び第２の動力ユニットとからなる建設機械において、
上記各動力ユニットは、いずれもエンジンと、このエンジンを制御する制御装置と、上記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、上記エンジンに接続された燃料タンクと、上記油圧ポンプに接続された作動油タンクと、同じく上記油圧ポンプに接続された複数のコントロールバルブとを備えており、
上記複数のコントロールバルブは、動力ユニットの旋回フレーム側部位に前後方向に並んで配置されている一方、この複数のコントロールバルブと旋回フレーム側の油圧アクチュエータ又はスイベルジョイントとの間に接続される圧油配管は、その途中に分岐管を有することで、コントロールバルブ側端部の本数が油圧アクチュエータ側端部又はスイベルジョイント側端部の本数の２倍以上の整数倍に設定されているとともに、少なくとも上記分岐管付近で旋回フレームの側壁部の外面に沿って前後方向に水平に延びた状態で固定されていることを特徴とする建設機械。
上記複数のコントロールバルブは、いずれも下部走行体のクローラを駆動する走行用油圧モータに対する圧油の給排を制御するためのものであり、上記圧油配管は、その一端が接続されたコントロールバルブに対向する旋回フレームの側壁部の外面位置からスイベルジョイントの近傍位置まで旋回フレームの側壁部の外面に沿って前後方向に水平に延びた状態で固定され、スイベルジョイントの近傍位置で旋回フレームの側壁部の上端を超えてスイベルジョイントに接続されている請求項１記載の建設機械。