JP2002206254A - 車体モジュール化構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種の特殊仕様に対して短期間で対応可能
な、作業車両の構成を提供する。 【解決手段】 下部走行体(2)に旋回ベアリング(3)を介
して上部旋回体(4)を旋回自在に搭載する。上部旋回体
(4)を、旋回ベアリング(3)に取り付けるベースフレーム
(40)と、ベースフレーム(40)の後部に着脱自在な、エン
ジン関係機器類で構成したエンジンモジュール(10)と、
ベースフレーム(40)の右側に着脱自在な、油圧関係機器
類で構成した機器モジュール(20)と、ベースフレーム(4
0)の左側に着脱自在な、運転室関係機器類で構成したオ
ペレーションモジュール(30)とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業機を有する上
部旋回体を、旋回ベアリングを介して下部走行体に搭載
してなる作業車両の、車体のモジュール化構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の第１例の、作業車両の一例
である小型油圧ショベル５０の側面図であり、図５は平
面図である。図４、図５において、下部走行体２には旋
回ベアリング３を介して上部旋回体５１が旋回自在に搭
載されている。上部旋回体５１のフレーム５２の前方に
は作業機５が取付けられている。フレーム５２の後部に
は油圧ポンプよりなる動力発生源１３を備えたエンジン
１２と、エンジン冷却用のラジエータ１４が搭載され、
後端部にはカウンタウエイト１６が取付けられている。
フレーム５２の右側には、燃料タンク１５と、油圧機器
用の作動油タンク２２と、油圧機器用のバルブユニット
２３が搭載され、フレーム５２の左側には運転室３２が
搭載されている。上部旋回体５１の作業機５および運転
室３２以外の部分は外装５３により覆われている。

【０００３】上記構成においては、一体のフレーム５２
に各種の機器類を各所に搭載している。そのため、大型
の機械においては以下のような問題がある。フレームが
一体で大型であるため、フレームの旋回ベアリングの取
付面を加工する場合、大型の加工機械が必要となり、事
実上加工不可能である。そのため、旋回ベアリング取付
部を加工した後フレーム本体に溶接する方法がとられて
いるが、取付面にひずみが発生して精度の確保が困難で
ある。組立状態では輸送不可能なため、分解輸送を行う
が、多数のコンポネントに分割する必要があり、分解お
よび現地での組立作業が困難で多大の工数を要する。

【０００４】その対策の一例としては実開昭５５−１７
２４６０号、実開平５−４２３４９号、および特許第２
８８８８００号に開示されたものがある。

【０００５】図６は従来の第２例の実開昭５５−１７２
４６０号に開示された掘削機６０の側面図である。下部
走行体２に旋回ベアリング３を介して搭載されたセンタ
フレーム６１の後端部には、テールフレーム６２がピン
６３，６４により着脱自在に取付けられている。センタ
フレーム６１の前部には作業機５が取り付けられてい
る。テールフレーム６２の後端部にはカウンタウエイト
１６が取付けられている。これにより、センタフレーム
６１は小型となり、下面の旋回ベアリング３の取付面６
５の加工が容易となるとともに、カウンタウエイト１６
装着時の取付面６５の変形を防止できる。

【０００６】図７は従来の第３例の実開平５−４２３４
９号に開示された油圧ショベル７０の側面図である。下
部走行体２に旋回ベアリング３を介して搭載された上部
旋回体７１のスイングフレーム７２の前部には作業機５
が取り付けられている。スイングフレーム７２の後部に
は、エンジン、ラジエータ、油圧ポンプ等からなるパワ
ーユニット７３を内部に取り付けた共通フレーム７４を
接続ボルト７５で着脱自在に連結されている。共通フレ
ーム７４の後部にはカウンタウエイト１６がボルト７６
により取り付けられている。これにより、運搬時の分
解、組立を容易にしている。

【０００７】特許第２８８８８００号に開示されたもの
は、図示しないが、下部走行体のトラックフレームユニ
ットに対して、上方から着脱可能とした機械の前後方向
に貫通する構造材としてのメインフレームユニットを設
ける。また、サブフレームにエンジン、油圧機器、オイ
ルクーラ、作動油タンク等を組み付けたサブフレームユ
ニットを構成し、これをメインフレームの上方から着脱
可能とする。そしてカウンタウエイト、作業機を上方か
ら着脱可能とし、下部走行体の上に順次積み上げて組立
可能とする。これにより大型機械の搬送が容易になり、
現地での分解、組立も容易になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
エンジンの寒冷地仕様や熱帯地仕様等、また特殊アタッ
チメントに対応する油圧機器、操作装置、あるいは上記
それぞれの仕様の組み合わせ等、各種の特殊仕様に対応
する作業車両の要求が多くなってきた。従来はこれらの
要求に対応するために、標準仕様車のエンジンを組み換
えたり、油圧機器を乗せ換えるなどが行われてきたが、
作業が困難で、多大の工数を必要としてきた。これに対
し、前記の実公昭５５−１７２４６０号および実開平５
−４２３４９号に開示されたものは、エンジン、油圧ポ
ンプ等をパワーユニットとしてまとめているが、バルブ
ユニットは含まれていない。したがって、上記のような
仕様変更に対応するには各所の機器の交換や組み換えが
必要であり、作業が複雑になる。また、特許第２８８８
８００号に開示されたものは、サブフレームにエンジ
ン、メインポンプ、コントロールバルブ、作動油タン
ク、燃料タンク、バッテリー等、機械作動及び制御に必
要な機器全てを搭載固定している。そのため、仕様変更
に対応するためには必要な機器の組み換えや、乗せ換え
が必要となり、多大の工数を要する。

【０００９】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、各種の特殊仕様に対して少ない工数で容
易に対応でき、組み換えのリードタイムを短くできると
ともに、生産性の良い、車体モジュー化構造を提供する
ことを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第１発明は、作業機を備えた上部
旋回体を、旋回ベアリングを介して下部走行体に旋回自
在に搭載した、作業車両の車体をモジュール構成する構
造において、前記上部旋回体は、主としてエンジン関係
機器類で構成したエンジンモジュールと、主として油圧
関係機器類で構成した機器モジュールと、主として運転
室関係機器類で構成したオペレーションモジュールと、
車体のほぼ中央部に位置し、旋回ベアリングを介して下
部走行体に搭載され、前記エンジンモジュールと、機器
モジュールと、オペレーションモジュールとを着脱自在
とするベースフレームとを有する構成としている。

【００１１】第１発明によると、上部旋回体をエンジン
モジュールと、機器モジュールと、オペレーションモジ
ュールとより構成し、それぞれのモジュールをベースフ
レームに着脱自在とした。そのため、要求された特殊仕
様に合わせて製作した各モジュールと、標準仕様モジュ
ールとをアッセンブリで容易に置き換えることができ、
以下のような効果が得られる。 １）短時間で、少ない工数で、容易に特殊仕様に対応可
能である。 ２）モジュール毎の組立、検査が可能であり、それぞれ
のモジュールは小型であるため作業が容易となり、生産
性が向上する。各モジュールは小型であるため、在庫費
用が削減できる。予め各仕様のモジュールを準備してお
くことによりリードタイムを短縮でき、ユーザの要求に
直ちに対応できる。。旋回ベアリングを取り付けるベー
スフレームが小型になり、小型の工作機械で加工可能と
なり、高い精度を確保できるとともに、コストを低減で
きる。

【００１２】第２発明は、第１発明に基づき、前記エン
ジンモジュールは、前記ベースフレームに着脱自在なエ
ンジンモジュール用サブフレームと、このエンジンモジ
ュー用サブフレームに搭載された、エンジンと、エンジ
ンにより駆動される駆動力発生源と、エンジン冷却用の
ラジエータと、燃料タンクと、カウンタウエイトと、エ
ンジンモジュール用外装とを有する構成としている。

【００１３】第２発明によると、エンジンモジュール
は、エンジンモジュール用サブフレームにエンジン関連
機器およびカウンタウエイトを搭載して構成したため、
エンジンモジュール単独でエンジンの各種特殊仕様に合
わせたエンジンモジュールを製作できる。そのため、組
立作業や検査が容易となり、生産性が向上するととも
に、エンジンモジュールは小型なため、在庫費用も低減
できる。また、ベースフレームに着脱自在であるため、
容易に特殊仕様に対応する車両を組み立てることがで
き、リードタイムを短縮できる。

【００１４】第３発明は、第１発明に基づき、前記機器
モジュールは、前記ベースフレームに着脱自在な機器モ
ジュール用サブフレームと この機器モジュー用サ
ブフレームに搭載された、油圧機器用の作動油タンク
と、油圧機器用のバルブユニットと、機器モジュール用
外装とを有する構成としている。

【００１５】第３発明によると、機器モジュールは、機
器モジュール用サブフレームに油圧機器関連機器を搭載
して構成したため、機器モジュール単独で油圧機器の各
種特殊仕様に合わせた機器モジュールを製作できる。そ
のため、組立や検査が容易となり、生産性が向上すると
ともに、機器モジュールは小型なため、在庫費用も低減
できる。また、ベースフレームに着脱自在であるため、
容易に特殊仕様に対応する車両を組み立てることがで
き、リードタイムを短縮できる。

【００１６】第４発明は、第１発明に基づき、前記オペ
レーションモジュールは、前記ベースフレームに着脱自
在な運転室用サブフレームと、この運転室用サブフレー
ムに搭載された、操作装置を備えた運転室とを有する構
成としている。

【００１７】第４発明によると、オペレーションモジュ
ールは、運転室用サブフレームに運転室関連機器類を搭
載して構成したため、オペレーションモジュール単独で
各種仕様に合わせたオペレーションモジュールを製作で
きる。そのため、組立や検査が容易となり、生産性が向
上するとともに、オペレーションモジュールは小型なた
め、在庫費用も低減できる。また、ベースフレームに着
脱自在であるため、容易に特殊仕様に対応する車両を組
み立てることができ、リードタイムを短縮できる。

【００１８】第５発明は、作業機を備えた上部旋回体
を、旋回ベアリングを介して下部走行体に旋回自在に搭
載した、作業車両の車体をモジュール構成する構造にお
いて前記上部旋回体は、主としてエンジン関係機器類で
構成したエンジンモジュールと、主として油圧関係機器
類で構成した機器モジュールと、主として運転室関係機
器類で構成したオペレーションモジュールと、車体のほ
ぼ中央部に位置し、旋回ベアリングを介して下部走行体
に搭載され、前記エンジンモジュールと、機器モジュー
ルと、オペレーションモジュールとを着脱自在とするベ
ースフレームとを有し、前記エンジンモジュールは、前
記ベースフレームに着脱自在なエンジンモジュール用サ
ブフレームと、このエンジンモジュー用サブフレームに
搭載された、エンジンと、エンジンにより駆動される駆
動力発生源と、エンジン冷却用のラジエータと、燃料タ
ンクと、カウンタウエイトと、エンジンモジュール用外
装とを有し、前記機器モジュールは、前記ベースフレー
ムに着脱自在な機器モジュール用サブフレームと、この
機器モジュール用サブフレームに搭載された、油圧機器
用の作動油タンクと、油圧機器用のバルブユニットと、
機器モジュール用外装とを有し、前記オペレーションモ
ジュールは、前記ベースフレームに着脱自在な運転室用
サブフレームと、この運転室用サブフレームに搭載され
た、操作装置を備えた運転室とを有する構成としてい
る。

【００１９】第５発明によると、上部旋回体をエンジン
モジュールと、機器モジュールと、オペレーションモジ
ュールとより構成し、それぞれのモジュールをベースフ
レームに着脱自在とした。そして、エンジンモジュール
は、エンジンモジュール用サブフレームにエンジン関連
機器およびカウンタウエイトを搭載して構成し、機器モ
ジュールは、機器モジュール用サブフレームに油圧機器
関連機器を搭載して構成し、オペレーションモジュール
は、運転室用サブフレームに運転室関連機器を搭載して
構成した。そのため各モジュールはそれぞれ単独で各種
特殊仕様に対応した仕様で組立や検査が可能であり、作
業が容易になり、生産性が向上するとともに、各モジュ
ールは小型であるため、在庫費用も低減できる。また、
各種特殊仕様に対応したモジュールを準備しておくこと
により、短時間で容易に特殊仕様に対応する車両を組み
立てることができ、リードタイムが短くなる。さらに、
旋回ベアリングを取り付けるベースフレームが小型にな
るため、加工が容易になり、コストを低減できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る車体モジュー
ル化構造の実施形態について、図面を参照して詳述す
る。

【００２１】図１は車体モジュール化構造を用いた作業
車両１（油圧ショベル）の側面図であり、図２は平面図
である。図１、図２において、下部走行体２には旋回ベ
アリング３を介して上部旋回体４が旋回自在に搭載され
ている。上部旋回体４には作業機５が設けられている。
上部旋回体４は、旋回ベアリング３を介して下部走行体
２に旋回自在に搭載されたベースフレーム４０と、その
後方に着脱自在に取り付けられたエンジンモジュール１
０と、右側に着脱自在に取り付けられた機器モジュール
２０と、左側に着脱自在に取り付けられたオペレーショ
ンモジュール３０とから構成されている。

【００２２】図３は上部旋回体４を構成する各モジュー
ルの概略構成を示す平面図である。ベースフレーム４０
の下面には、旋回ベアリング３を取り付ける取付板４１
が設けられ、前部には作業機５を取り付けるブラケット
４２が設けられている。また、ベースフレーム４０の上
面には上部旋回体４を旋回させる旋回モータ４３が取り
付けられている。

【００２３】ベースフレーム４０の後部に着脱自在に取
り付けられるエンジンモジュール用サブフレーム１１の
ほぼ中央部には、油圧ポンプあるいは発電機等の駆動力
発生源１３を備えたエンジン１２が搭載されている。ま
た、エンジン冷却用のラジエータ１４と燃料タンク１５
が搭載され、エンジンとしての機能を発揮するために必
要な機器類が揃えられている。エンジンモジュール用サ
ブフレーム１１の後部にはカウンタウエイト１６が取り
付けられ、エンジンモジュール１０全体を覆うエンジン
モジュール用外装１７が取り付けられている。

【００２４】ベースフレーム４０の右側に着脱自在に取
り付けられる機器モジュール用サブフレーム２１には、
油圧機器用の作動油タンク２２と、油圧機器用のバルブ
ユニット２３とが搭載され、操作用油圧機器としての機
能を発揮するために必要な機器類が揃えられている。機
器モジュール用サブフレーム２１には機器モジュール２
０全体を覆う機器モジュール用外装２４が取り付けられ
ている。

【００２５】ベースフレーム４０の左側に着脱自在とさ
れる運転室用サブフレーム３１には、シート３３、操作
装置３４を有する運転室３２が搭載されている。

【００２６】ベースフレーム４０と、エンジンモジュー
ル１０、機器モジュール２０、オペレーションモジュー
ル３０との取付方法は、例えば位置決め用の係合部を設
け、位置決め後、ボルトで定着する。また、ベースフレ
ームとの取付の他に、エンジンモジュール１０と、機器
モジュール２０、オペレーションモジュール３０とを取
り付け可能としても良い。

【００２７】本発明は上記のような構成となっているた
め、エンジンモジュール１０、機器モジュール２０、オ
ペレーションモジュール３０は、それぞれ単独に各種の
仕様に合わせた組み立て、および検査が可能である。ま
た、それぞれのモジュールは標準仕様との乗せ換えを行
う場合、若干の配管、配線あるいはリンク等の接続のみ
で容易に行える。したがって、リードタイムは短く、各
種の仕様に対して短期間で対応でき、生産性も良い。ま
た、各モジュールは小型であるため、在庫費用を低減す
ることができる。さらに、旋回ベアリング３を取り付け
るベースフレーム４０は小型であるため、加工機械も小
型でよく、加工精度の向上、コストの低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車体モジュール化構造の作業車両の側
面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】本発明の車体モジュール化構造の上部旋回体の
概略構成図である。

【図４】従来の第１例の小型作業車両の側面図である。

【図５】図４の平面図である。

【図６】従来の第２例の大型作業車両の側面図である。

【図７】従来の第３例の大型作業車両の側面図である。

【符号の説明】

１…作業車両、２…下部走行体、３…旋回ベアリング、
４…上部旋回体、５…作業機、１０…エンジンモジュー
ル、１１…エンジンモジュール用サブフレーム、１２…
エンジン、１３…駆動力発生源、１４…ラジエータ、１
５…燃料タンク、１６…カウンタウエイト、１７…エン
ジンモジュール用外装、２０…機器モジュール、２１…
機器モジュール用サブフレーム、２２…作動油タンク、
２３…バルブユニット、２４…機器モジュール用外装、
３０…オペレーションモジュール、３１…運転室用サブ
フレーム、３２…運転室、３３…シート、３４…操作装
置、４０…ベースフレーム、４１…取付板、４２…ブラ
ケット、４３…旋回モータ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業機(5)を備えた上部旋回体(4)を、旋
   回ベアリング(3)を介して下部走行体(2)に旋回自在に搭
   載した、作業車両(1)の車体をモジュール構成する構造
   において、 前記上部旋回体(4)は、主としてエンジン関係機器類で
   構成したエンジンモジュール(10)と、主として油圧関係
   機器類で構成した機器モジュール(20)と、主として運転
   室関係機器類で構成したオペレーションモジュール(30)
   と、車体のほぼ中央部に位置し、旋回ベアリング(3)を
   介して下部走行体(2)に搭載され、前記エンジンモジュ
   ール(10)と、機器モジュール(20)と、オペレーションモ
   ジュール(30)とを着脱自在とするベースフレーム(40)と
   を有することを特徴とする車体モジュール化構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車体モジュール化構造に
   おいて、 前記エンジンモジュール(10)は、前記ベースフレーム(4
   0)に着脱自在なエンジンモジュール用サブフレーム(11)
   とこのエンジンモジュール用サブフレーム(11)に搭載さ
   れた、エンジン(12)と、エンジン(12)により駆動される
   駆動力発生源(13)と、 エンジン冷却用のラジエータ(14)と、 燃料タンクと(15)、カウンタウエイト(16)とエンジンモ
   ジュール用外装(17)とを有することを特徴とする車体モ
   ジュール化構造。
3. 【請求項３】 請求項１記載の車体モジュール化構造に
   おいて、 前記機器モジュール(20)は、前記ベースフレーム(40)に
   着脱自在な機器モジュール用サブフレーム(21)と、 この機器モジュール用サブフレーム(21)に搭載された、
   油圧機器用の作動油タンク(22)と、 油圧機器用のバルブユニット(23)と、 機器モジュール用外装(24)とを有することを特徴とする
   車体モジュール化構造。
4. 【請求項４】 請求項１記載の車体モジュール化構造に
   おいて、 前記オペレーションモジュール(30)は、前記ベースフレ
   ーム(40)に着脱自在な運転室用サブフレーム(31)とこの
   運転室用サブフレーム(31)に搭載された、操作装置(34)
   を備えた運転室(32)とを有することを特徴とする車体モ
   ジュール化構造。
5. 【請求項５】 作業機(5)を備えた上部旋回体(4)を、旋
   回ベアリング(3)を介して下部走行体(2)に旋回自在に搭
   載した、作業車両(1)の車体をモジュール構成する構造
   において、 前記上部旋回体(4)は、主としてエンジン関係機器類で
   構成したエンジンモジュール(10)と、主として油圧関係
   機器類で構成した機器モジュール(20)と、主として運転
   室関係機器類で構成したオペレーションモジュール(30)
   と、車体のほぼ中央部に位置し、旋回ベアリング(3)を
   介して下部走行体(2)に搭載され、前記エンジンモジュ
   ール(10)と、機器モジュール(20)と、オペレーションモ
   ジュール(30)とを着脱自在とするベースフレーム(40)と
   を有し、 前記エンジンモジュール(10)は、 前記ベースフレーム(40)に着脱自在なエンジンモジュー
   ル用サブフレーム(11)とこのエンジンモジュー用サブフ
   レーム(11)に搭載された、エンジン(12)と、 エンジン(12)により駆動される駆動力発生源(13)と、エ
   ンジン冷却用のラジエータ(14)と、 燃料タンク(15)と、 カウンタウエイト(16)とエンジンモジュール用外装(17)
   とを有し、前記機器モジュール(20)は、前記ベースフレ
   ーム(40)に着脱自在な機器モジュール用サブフレーム(2
   1)とこの機器モジュー用サブフレーム(21)に搭載され
   た、油圧機器用の作動油タンク(22)と、 油圧機器用のバルブユニット(23)と、 機器モジュール用外装(24)とを有し、 前記オペレーションモジュール(30)は、 前記ベースフレーム(40)に着脱自在な運転室用サブフレ
   ーム(31)とこの運転室用サブフレーム(31)に搭載され
   た、操作装置(34)を備えた運転室(32)とを有することを
   特徴とする車体モジュール化構造。