JP2007120221A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの取付けに対する自由度が高く、且つ、エンジンの支持構成を簡単にすることができる建設機械を提供する。
【解決手段】建設機械としての油圧ショベルは、下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体を備え、この上部旋回体はその中央を前後に延びるセンタフレーム２６を含み、このセンタフレーム２６はその後部が左右一対のＩ形縦ビーム４２と、これらＩ形縦ビーム４２の上フランジ３８の後部から一体に延出され、エンジンのための取付け台となる取付けベース６０とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械に係わり、特に建設機械の上部旋回体上に搭載されるエンジンの支持形態を改良した建設機械に関する。

この種の建設機械は下部走行体上に旋回可能な上部旋回体を備え、この上部旋回体上に掘削バケット等を備えた作業装置、運転室及びカウンタウエイト等が配置されている。上部旋回体は前後方向に延びるメインフレームと、このメインフレームの両側に配置されたサイドフレームからなり、メインフレームは互いに平行に延びる一対のビーム（縦板）を有する（例えば、特許文献１参照）。

作業装置やカウンタウエイトはメインフレームの前後に取付けられており、また、上部旋回体にはその後部にエンジンもまた支持され、このエンジンは下部走行体や作業装置に動力を供給する。具体的には、メインフレームのビーム間には複数の支持ブラケットが配置されており、これら支持ブラケットはビーム間を接続する底板上に突設され、底板から上方に離間した取付け台を有する。従って、エンジンはその取付けフランジと各支持ブラケットの取付け台との間にエンジンマウントを挟み込み、そして、取付け台と底板との間に確保された作業スペースを利用し、上下方向から締結ボルトを締め付けることで支持ブラケットに取付けられている。即ち、支持ブラケットには取付け台のみならず、作業スペースを提供するものでなければならない。
特開昭58-218527号公報

近年、この種の建設機械にあっては上部旋回体の旋回半径を小径化することが望まれ、メインフレームの幅や前後長がそれぞれ縮小される傾向にある。このようなメインフレームの小形化は支持ブラケットにおけるレイアウト上の自由度を制約し、安定したエンジンの支持構成を確保できなくなる。
また、通常、各支持ブラケットは前記底板に溶接により固定されているから、支持ブラケットの固定に多大な手間や時間が必要となる。

本発明は上述の事情に基づいてなされ、その目的は上部旋回体の旋回半径が小径化されても、エンジンの安定した支持構成を確保でき、しかも、その支持構成を容易に得ることができる建設機械を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の建設機械の上部旋回体は、作業装置及びカウンタウエイトをそれぞれ支持するセンタフレームであって、作業装置からカウンタウエイトまで互いに平行に延び、且つ、カウンタウエイト側の後部が上下に上フランジ及び下フランジをそれぞれ有するＩ形縦ビームとして構成された一対の縦板を含む、センタフレームと、少なくとも一方のＩ形縦ビームの上フランジから上フランジの側方に一体に突出し、エンジンがエンジンマウントを介して取付けられる取付けベースとを備える（請求項１）。

請求項の１の建設機械によれば、Ｉ形縦ビームにおける上フランジの取付けベースが前述した支持ブラケットの１つ取付け台を構成し、そして、取付けベースとＩ形縦ビームの下フランジとの間を作業スペースとして、取付けベース上にエンジンマウントを介してエンジンが取付けられ、エンジン重量の一部はＩ形縦ビーム自体に支えられる。
具体的には、各Ｉ形縦ビームの上フランジはその後端部に水平部を有し、取付けベースは、対応する上フランジの水平部から水平に延出されている（請求項２）。この場合、取付けベースは上フランジの水平部と面一となり、その上面にエンジン側の取付けフランジをエンジンマウントを介して配置可能となる。

また、取付けベースは、各上フランジの水平部にそれぞれ備えられているのが好ましく（請求項３）、この場合、一対のＩ形縦ビームは共にエンジンの重量を分配して支える。
上部旋回体は、一対のＩ形縦ビームと協働してセンタフレームの前記後部を井桁状構造とする前側及び後側横断ビームを更に備えることができ、この場合、取付けベースは、Ｉ形縦ビームと後側横断ビームの交差部近傍に配置され、カウンタウエイトは、後側横断ビームから後方に突出したＩ形縦ビームの後端に支持されているのが好ましい（請求項４）。

上述したＩ形縦ビームと後側横断ビーム交差部は井桁状構造の隅部であるから、その剛性が高く、取付けベースは安定したエンジンの支持を提供する。
更に、取付けベースは、後側横断ビームの直上に配置され、この後側横断ビームに支持されていることが好ましく（請求項５）、更に、センタフレームは取付けベースとＩ形縦ビームの下フランジとの間に配置され、取付けベースを支持するリブを更に含んでいればより好ましい（請求項６）。
上述した後側横断ビーム及びリブは取付けベースの支持剛性を増加させる。

請求項１〜３の建設機械によれば、上部旋回体のセンタフレーム自体、即ち、そのＩ形縦ビームの上フランジから一体に延出した取付けベースをエンジンための１つの支持ブランケットの取付け台としたから、センタフレームが小形化しても、取付けベースのレイアウト上の自由度を高めることができ、また、取付けベースは上フランジと一体であるから、その取付けベースのための固定作業が不要となり、上部旋回体の製作を容易に行うことができる。
請求項４〜６の建設機械によれば、取付けベースの支持剛性が高いので、エンジンの安定した支持を達成するうえで好適する。

図１を参照すれば、建設機械としての油圧ショベルが示されている。
油圧ショベルはクローラタイプの下部走行体２を備え、この下部走行体２上には上部旋回体４が旋回可能に設けられている。上部旋回体４の前後には作業装置６が設けられ、この作業装置６はその基部が上部旋回体４に枢支されたブーム８、このブーム８の先端に回動可能に連結されたアーム１０及びこのアーム１０の先端に回動可能に連結された掘削バケット１２から構成され、これらブーム８、アーム１０及び掘削バケット１２は一対のブームシリンダ１４、アームシリンダ１６及びバケットシリンダ１８によりそれぞれ回動操作される。

また、上部旋回体４の前部には下部走行体２の走行や作業装置６の操作をなすための運転室２０が設けられ、そして、上部旋回体４の後部には作業装置６に対するカウンタウエイト２２が取付けられている。更に、運転室２０とカウンタウエイト２２と間にはエンジン建屋２４が配置され、このエンジン建屋２４内にエンジンが収容されている。エンジンは下部走行体２及び作業装置６に動力、つまり、油圧エネルギを供給する油圧ポンプを駆動する。

図２に示されるように上部旋回体４はその中央にセンタフレーム２６を備え、このセンタフレーム２６は左右一対の縦板２８を有する。これら縦板２８は上部旋回体４の前端から後端まで互いに平行に延びている。各縦板２８の前部は上方及び前方に向けて突出した突出部３０，３２を有し、これら突出部３０，３２に枢支孔３４，３６がそれぞれ形成されている。左右の枢支孔３４には枢軸（図示しない）の両端が挿通され、この枢軸に作業装置６におけるブーム８の基部が回動自在に支持され、これにより、ブーム８の起伏が可能となる。また、左右の枢支孔３６にも枢支ピン（図示しない）の両端が挿通され、この枢支ピンに一対のブームシリンダ１４の基部が回動自在に支持される。

各縦板２８の上縁は突出部３０から後方に向けて緩やかに下方に傾斜し、そして、各縦板２８の後端部にて水平に延びている。各縦板２８の中間部から後端に至る後部にはその上縁に上フランジ３８が取付けられており、この上フランジ３８もまた縦板２８の上縁形状に従って延び、その後端部は水平部３８ａとなっている。各縦板２８の下縁には下フランジ４０が取付けられており、この下フランジ４０は縦板２８の全長に亘って水平に延びている。従って、各縦板２８の後部はその上下に上フランジ３８及び下フランジ４０を有したＩ形縦ビーム４２として形成されている。

図２に示されるように、前述したエンジンＥ及びカウンタウエイト２２は、センタフレーム２６の後部にそれぞれ取付けられており、これらの取付けに関しては後述する。
図３に示されるように上部旋回体４は上述したセンタフレーム２６の左右にサイドフレーム４４，４６を有し、これらサイドフレーム４４，４６はセンタフレーム２６と一体化され、上部旋回体４の一部を構成する。なお、上述した運転室２０は図３でみて左側のサイドフレーム４４上に構築される。

更に、センタフレーム２６は、左右一対のＩ形縦ビーム４２を互いに連結するクロス梁４８，５０を有し、これらクロス梁４８，５０はセンタフレーム２６の前後に離間する。
一方、図３から明らかなように左右のサイドフレーム４４，４６は、クロス梁４８の近傍からクロス梁４８と平行に延びるクロス梁５２，５４を有し、そして、クロス梁５０の延長部を形成するようにして延びるクロス梁５６，５８を有する。

クロス梁４８，５２，５４及びクロス梁５０，５６，５８は、左右一対のＩ形縦ビーム４２と協働し、センタフレーム２６の後部を井桁状構造に構成する前後の横断ビームを形成する。
各Ｉ形縦ビーム４２はその後端部にエンジンＥを取付けるための取付けベース６０をそれぞれ有する。これら取付けベース６０はＩ形縦ビーム４２と後側の横断ビーム（クロス梁５０）との交差部近傍、即ち、上述した井桁状構造の隅部近傍に配置されている。

より詳しくは、各取付けベース６０は対応するＩ形縦ビーム４２、つまり、その上フランジ３８の水平部３８ａと一体に形成され、水平部３８ａの側方に水平に延出している。この実施例の場合、各取付けベース６０は何れも図３でみて右方に延出し、これら取付けベース６０はクロス梁５０，５８の直上に配置され、これらクロス梁５０，５８に下方から支持されている。

更に、各取付けベース６０の下側には対応するクロス梁５０，５８からＩ形縦ビーム４２の前方に離間してリブ６２がそれぞれ配置されている。これらリブ６２は取付けベース６０からＩ形縦ビーム４２の下フランジ４０まで延び、取付けベース６０を下方から支持している。即ち、取付けベース６０はＩ形縦ビーム４２の前後方向でみて、対応するクロス梁５０，５８及びリブ６２により両持ちにて支持されている。

各取付けベース６０は挿通孔６４を有し（一方のみ図示）、これら挿通孔６４は対応するクロス梁５０，５８及びリブ６２を避けて位置付けられている。
更に、図３でみて左方のＩ形縦ビーム４２には、エンジンＥを取付けるための支持ブラケット６６が取付けられており、この支持ブラケット６６はＩ形縦ビーム４２と前側の横断ビーム（クロス梁４８）との交差部近傍に配置されている。支持ブラケット６６はＩ形縦ビーム４２とクロス梁４８とに跨る板材からなり、Ｉ形縦ビーム４２及びクロス梁４８の双方に支持されている。更に、支持ブラケット６６はその上面が水平な取付け台６８として形成されている。

また、右方のＩ形縦ビーム４２もまた支持ブラケット７０が取付けられており、この支持ブラケット７０もまた、そのＩ形縦ビーム４２と横断ビーム（クロス梁５４）との交差部近傍に配置され、Ｉ形縦ビーム４２から側方に突設された一対の板材７２と、これら板材７２の上端同士を連結する水平な取付け台７４からなる。支持ブラケット６６，７０の取付け台６８，７４にも挿通孔６４がそれぞれ形成されている。

上述した取付けベース６０及び支持ブラケット６６，７０はエンジンＥの取付けに使用される。具体的には、エンジンＥは、取付けベース６０及び支持ブラケット６６，７０の取付け台６８，７４とその対応した取付けフランジ（図示しない）との間にエンジンマウント（図示しない）をそれぞれ挟み込み、これらエンジンマウントを取付けフランジと取付けベース６０又は取付け台６８，７４との間に締結ボルト（図示しない）により固定することで、取付けベース６０及び支持ブラケット６６，７０に取付けられる。

ここで、締結ボルトは前述した取付けベース６０及び取付け台６８，７４の挿通孔６４に挿通され、そして、締付けボルトの締付け作業は取付けベース６０又は取付け台６８，７４とＩ形縦ビーム４２の下フランジ４０との間に確保されているスペースを使用することで可能である。
更に、図３に示されているように、取付けベース６０や取付け台６８，７４上にはその幾つか又は全部に必要に応じてリング状のスペーサ７６を配置することができる。これらスペーサ７６はエンジンＥにおける取付けフランジの配置レベル差を解消するために使用される。

更に、図３から明らかなように、各Ｉ形縦ビーム４２の後端は後側の横断ビーム（クロス梁５０）から後方に突出し、そして、Ｉ形縦ビーム４２の後端にはその上フランジ３８の水平部３８ａと下フランジ４０との間にスペーサブロック７８が挟み込まれ、そして、これら水平部３８ａ、スペーサブロック７８及び下フランジ４０を上下に貫通する一対の挿通孔８０が形成されている。

一方、前述したカウンタウエイト２２はその下面から突出する４本のアンカボルト（図示しない）を有し、これらアンカボルトを対応する各挿通孔８０に挿通させた状態で各Ｉ形縦ビーム４２の後端上に載せられ、そして、アンカボルトの締付けナットをＩ形縦ビーム４２の後端に対して締付けることで、Ｉ形縦ビーム４２、つまり、センタフレーム２６に固定されている。

図４から明らかなようにエンジンＥはカウンタウエイト２２の近傍に配置されているので、エンジンＥにカウンタウエイト２２の機能を持たせることができ、カウンタウエイト２２の小形化を図ることができる。
また、図４からより明らかなように、取付けベース６０はクロス梁５０，５８とリブ６２により両持ち支持されているから、取付けベース６０の支持剛性は高い。更に、取付けベース６０は上フランジ３８の水平部３８ａから一体に延出することから、エンジンＥのための水平な取付け台を容易に提供することができる。

本発明は、上述した一実施例に制約されるものではなく種々の変更が可能である。
例えば、一対のＩ形縦ビーム４２の取付けベース６０は左右方向でみて互いに逆向きに延出してもよい。
また、取付けベース６０は必ずしも水平である必要はなく、それ故、支持ブラケット６６，７０を取付けベース６０と同様に、Ｉ形縦ビーム４２の上フランジ３８から一体に延出させた取付けベースにより構成することもでき、この場合、水平な取付け面が要求される場合には前述したスペーサを楔形状にすることで対処可能である。

更に、本発明は油圧ショベルに限らず、上部旋回体を有する種々の建設機械に適用可能であることは言うまでもない。

建設機械としての油圧ショベルを示した側面図である。 図１の油圧ショベルにおける上部旋回体の一部を示す概略側面図である。 図２のセンタフレームの後部を示した斜視図である。 センタフレームの後部に取付けられたエンジン及びカウンタウエイトの配置を示した図である。

符号の説明

２ 下部走行体
４ 上部旋回体
６ 作業装置
２２ カウンタウエイト
２６ センタフレーム
２８ 縦板
３８ 上フランジ
３８ａ 水平部
４０ 下フランジ
４２ Ｉ形縦ビーム
４８，５２，５４ クロス梁（前側横断ビーム）
５０，５６，５８ クロス梁（後側横断ビーム）
６０ 取付けベース
６２ リブ

Claims (6)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、
   前記上部旋回体の前部に設けられた作業装置と、
   前記上部旋回体の後部に設けられ、前記作業装置に対するカウンタウエイトと、
   前記上部旋回体に前記作業装置と前記カウンタウエイトとの間に設けられ、前記下部走行体及び前記作業装置に動力を供給するエンジンと
   を具備し、
   前記上部旋回体は、
   前記作業装置及び前記カウンタウエイトをそれぞれ支持するセンタフレームであって、前記作業装置から前記カウンタウエイトまで互いに平行に延び、且つ、前記カウンタウエイト側の後部が上下に上フランジ及び下フランジをそれぞれ有するＩ形縦ビームとして構成された一対の縦板を含む、センタフレームと、
   少なくとも一方の前記Ｉ形縦ビームの前記上フランジから前記上フランジの側方に一体に突出し、前記エンジンがエンジンマウントを介して取付けられる取付けベースと
   を備えることを特徴とする建設機械。
2. 前記各Ｉ形縦ビームの上フランジはその後端部に水平部を有し、
   前記取付けベースは、対応する前記上フランジの前記水平部から水平に延出されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
3. 前記取付けベースは、前記各上フランジの前記水平部にそれぞれ備えられていることを特徴とする請求項２に記載の建設機械。
4. 前記上部旋回体は、前記一対のＩ形縦ビームと協働して前記センタフレームの前記後部を井桁状構造とする前側及び後側横断ビームを更に備え、
   前記取付けベースは、前記Ｉ形縦ビームと前記後側横断ビームの交差部近傍に配置され、
   前記カウンタウエイトは、前記後側横断ビームから後方に突出した前記Ｉ形縦ビームの後端に支持されることを特徴とする請求項２又は３に記載の建設機械。
5. 前記取付けベースは、前記後側横断ビームの直上に配置され、前記後側横断ビームに支持されていることを特徴とする請求項４に記載の建設機械。
6. 前記センタフレームは、前記取付けベースと前記Ｉ形ビームの前記下フランジとの間に配置され、前記取付けベースを支持するリブを更に含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の建設機械。

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