JP2008230314A - バックホー - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの低負荷域から高負荷域までの広い負荷範囲に亘って良好な防振性能を奏し、耐久性の向上と長寿命化を可能としたエンジンの防振支持構造を備えたバックホーを提供すること。
【解決手段】旋回台３にエンジン９を防振支持部材１０ａ〜１０ｄを介在させて前後左右４点で防振支持したバックホーにおいて、前記旋回台３とエンジン９との間の前記４点支持位置以外の位置にエンジン９の過大振動変位を吸収する防振部材１０ｅを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行機体上に旋回機構を介して旋回可能に搭載された旋回機体の前部に掘削作業装置を備えたバックホーに関するものである。

従来、バックホーの走行動力及び掘削作業装置の駆動動力を発生させるためのエンジンは、走行機体上に旋回可能に載置される旋回機体の基台（以下、旋回台と称す。）に防振支持部材を介して支持させることにより、エンジン振動が機体や操縦者に伝わることを防止している（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３１３２３８号公報

従来におけるエンジンの防振支持構造としては、エンジンの四隅を防振支持部材で４点支持するものが一般的であった。
しかし、バックホーにおいては、エンジンの駆動形態がアイドリング状態（低負荷域）から通常負荷域、さらには高負荷域（掘削作業時等）まで幅広い負荷範囲で使用されるものであるため、このような幅広い負荷範囲に亘ってエンジンの四隅を防振支持部材で４点支持する構造では、全ての負荷範囲に亘って良好な防振性能が得られないという問題点があった。

例えば、低負荷域での防振性能を良くするために防振支持部材に使用されている防振ゴムの硬度を下げると、高負荷域の変位が大きくなり、寿命が短くなる（破損する等）という問題点があった。
反対にゴム硬度を上げて高負荷域での変位を抑制すると、防振ゴムの共振周波数が上昇し、アイドリング時等の低負荷域での防振性能が低下するという問題点があった。
本発明は、従来技術の上記問題点に鑑みて開発されたもので、エンジンの低負荷域から高負荷域までの広い負荷範囲に亘って良好な防振性能を奏し、耐久性の向上と長寿命化を可能としたエンジンの防振支持構造を備えたバックホーを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために本発明は、旋回台にエンジンを防振支持部材を介在させて前後左右４点で防振支持したバックホーにおいて、
前記旋回台とエンジンとの間の前記４点支持位置以外の位置にエンジンの過大振動変位を吸収する防振部材を設けたことを特徴としている。但し、本発明において、防振支持部材と防振部材は、別物であってもよく、同一であってもよい。
この構成によれば、エンジンの低負荷域から高負荷域までの広い負荷範囲に亘って良好な防振性能を奏し、耐久性の向上と長寿命化を可能としたエンジンの防振支持構造を備えたバックホーを提供することができる。

前記防振部材は、前記エンジンの機体前側又は後側の何れかで高負荷域の過大振動変位を支持する位置に配置されていることを特徴としている。
この構成によれば、高負荷域での過大変位を防振部材で防止して破損を防止することができる。
前記エンジンの低負荷域から通常負荷域の負荷範囲内のエンジン振動変位に対しては前記防振支持部材で４点支持させ、高負荷域のエンジン振動変位に対しては前記防振部材が前記防振支持部材に加わって吸収するように構成されていることを特徴としている。

この構成によれば、低負荷域から高負荷域までの広い負荷範囲に亘って良好な防振性能を確保させることができる。
前記防振部材は、前記防振支持部材と同一構成とされており、前記エンジンの低負荷域から高負荷域までのエンジン振動変位を前記防振支持部材と共に５点で支持させるようにしたことを特徴としている。
この構成によれば、エンジンの低負荷域から高負荷域までのエンジン振動変位を５点で分担して吸収支持させることができると共に、各防振支持部材の分担荷重が軽減され、耐久性が向上し、長寿命化が図れる。

本発明によれば、エンジンの低負荷域から高負荷域までの広い負荷範囲に亘って良好な防振性能を奏し、耐久性の向上と長寿命化を可能としたエンジンの防振支持構造を備えたバックホーを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。先ず、本発明が対象とするバックホーの基本的な構成を説明する。図１３において、１はバックホーであり、該バックホー１は、走行機体２の上に旋回台３が縦軸Ｐ回りで旋回自在に設置され、該旋回台３の前部に掘削作業装置４が装着されている。
走行機体２は、油圧モータ（図示省略）で駆動されるクローラ形式の走行体２ａを走行フレーム２ｂに左右一対設けてなり、この走行フレーム２ｂの前部にはドーザ５が設けられている。

旋回台３は、走行フレーム２ｂの上部に旋回軸受Ｑを介して縦軸Ｐ回りで旋回自在に支持され、走行フレーム２ｂに設けた旋回用油圧モータ（図示省略）により旋回動作可能とされている。
旋回台３の前半部には、運転席６及び操縦装置７が設置され、運転席６の上部にはキャノピー８またはキャビンが設けられている。旋回台３の前部中央よりやや右側には、前方突出状に上下一対の支持ブラケット３ａが設けられ、この支持ブラケット３ａには、揺動ブラケット３ｂが縦軸３ｃ回りに左右揺動自在に支持されており、旋回台３に設置されるスイングシリンダ（図示省略）により左右に揺動可能とされている。

掘削作業装置４は、揺動ブラケット３ｂに横軸回りに揺動自在に支持されたブーム４ａと、このブーム４ａの先端側に横軸回りに揺動自在に支持されたアーム４ｂと、このアーム４ｂの先端側にスクイ・ダンプ動作可能に取り付けられたバケット４ｃとを備えており、これらブーム４ａ、アーム４ｂ、バケット４ｃは、それぞれ油圧シリンダからなるブームシリンダ４ｄ、アームシリンダ４ｅ及びバケットシリンダ４ｆによって作動可能とされている。
旋回台３の後部で且つ運転席６の後方側には、図１、図２、図４〜図６、図８及び図９に示すように、エンジン９が防振支持部材１０ａ〜１０ｄを介して横置き（エンジン９のクランク軸の軸線を旋回台３の左右方向に平行にした状態）配置されている。防振支持部材１０ａ〜１０ｄは、旋回台３上に横置きされたエンジン９の前後左右に対応させて、例えば、前側左右両端位置と後側左右両端位置との４点に第１〜第４の防振支持部材１０ａ〜１０ｄを配置すると共に、これら４点支持位置以外の位置に第５の防振部材１０ｅを配置してエンジン９を５点で防振支持させている。

第５の防振部材１０ｅは、横置き配置されたエンジン９の機体前側又は後側の何れかで高負荷域の過大変位を吸収支持する位置に配置するもので、本実施形態においては、第５の防振部材１０ｅをエンジン９の後側左右両側に配置した第３の防振支持部材１０ｃと第４の防振支持部材１０ｄとの中間に配置した場合を例示している。
前記第５の防振部材１０ｅは、低負荷域から通常負荷域の負荷範囲内のエンジン振動変位に対しては吸収機能せず、高負荷域の過大なエンジン振動変位に対しては前記防振支持部材１０ａ〜１０ｄに加わって吸収機能を発揮するように構成している。

各防振支持部材１０ａ〜１０ｄと第５の防振部材１０ｅは、ほぼ同様な構成からなるもので、図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、旋回台側ブラケット６１とエンジン側ブラケット６２との間に防振ゴム６３が介在させてある。この防振ゴム６３は、上取付板６４と下取付板６５との間に挟まれており、前後方向から見て、２個の略立方体形状のゴムブロック６３ａ、６３ｂを、その対向面を互いに略４５°傾斜させて上端側を接近又は接触させ、下端側を引き離して上端側にＶ形状凹部を形成させ、下端側に逆Ｖ形状凹部を形成させた状態で両ゴムブロック６３ａ、６３ｂの上端面を上取付板６４に焼き付け固着され、下端面を下取付板５に焼き付け固着されている。上取付板６４は、平坦な上面とＶ字形下面とからなる中空の倒立正三角形断面とされており、下取付板６５は、平坦な下面板部と、この板部の両端を斜め上に略４５°の角度で折り曲げられて立ち上がる傾斜板部とからなっている。

エンジン９の前側に配置される第１及び第２の防振支持部材１０ａ、１０ｂは、鉛直に対して後方へ略３０°程度傾斜させて配置され、エンジン９の後側に配置される第３及び第４の防振支持部材１０ｃ、１０ｄ及び第５の防振部材１０ｅは、鉛直線に対して前方側へ略３０°程度傾斜させて配置されるもので、左右方向から見ると、エンジン９の前後ではハ字状配置（図４、図５（Ａ）参照）としてある。
旋回台側ブラケット６１は、エンジン９の前側と後側で図５（Ｂ）（Ｃ）に示すように、形状が相違するが、これは、エンジン９の取付高さや旋回台３側の取付部材との位置関係等に対応させるためである。また、エンジン側ブラケット６２は、エンジン９の左端側（図５（Ａ）参照）と右端側（図４参照）とで形状が相違しているが、これも、エンジン９の外形が左右で異なることに対応させるためである。

各防振支持部材１０ａ〜１０ｄ及び防振部材１０ｅには、旋回台３上におけるエンジン９の過大変位を防止するためのストッパ６６が取り付けられている。このストッパ６６は、前記ブラケット６１、６２の一方に固着され、他方に対しては、過大変位時に係止してそれ以上の変位を防止するが、許容範囲内の変位に対しては、不干渉となるように遊動間隙が付与された状態で取り付けられている。
第１〜第４の防振支持部材１０ａ〜１０ｄは、エンジン９の自重で荷重がかかるように取付配置されているが、第５の防振部材１０ｅだけは、エンジン９の自重では荷重がかからず、過負荷になると荷重がかかるように取付配置されている。

なお、第５の防振部材１０ｅは、第１〜第４の防振支持部材１０ａ〜１０ｄと同一構成とし、同一条件で取り付けてもよい。この場合では、エンジン９の低負荷域から高負荷域までのエンジン振動変位を５点で分担して吸収支持させることができると共に、各防振支持部材１０ａ〜１０ｄ及び防振部材１０ｅの分担荷重が軽減され、耐久性が向上し、長寿命化が図れる。
エンジン９の右側には該エンジン９で駆動されて各種油圧機器に圧油を供給する油圧ポンプ１１が連結配置され、エンジン９の左側には、該エンジン９で駆動されるラジエータファン１２が連結配置され、このラジエータファン１２の前面（旋回台３の左側）には、ラジエータ１３とオイルクーラ１４が配置されている。

ラジエータ１３は、図１〜図３、図７に示すように、外形が略縦長の長方形箱状とされ、エンジン冷却水を上部から導入してラジエータファン１２の送風作用により冷却し、下部から導出してエンジン９に戻すように配管接続されている。
このラジエータ１３は、図７に示すように、上部及び下部において支持部材１５、１６により旋回台３上に支持されている。
オイルクーラ１４は、図２、図３、図７及び図８に示すように、外形がラジエータ１３の縦横寸法よりも小さい略縦長の長方形箱状とされ、作動油を上部から導入してラジエータファン１２の送風作用により冷却し、下部から導出して作動油タンク１７（図９参照）に戻すように構成されており、上部及び下部において、ラジエータ１３の一部に支持部材１８、１９（図７参照）を介して支持されている。

エンジン９が配置された旋回台３の後部と、運転席６が配置された旋回台３の前半部との境界部には仕切壁２０（図９参照）が左右方向全長に亘って立設されている。エンジン９が設置されている部屋は、エンジンルーム２１として前面が仕切壁２０で、右側部及び後部が図２及び図１２に示すように、右側面カバー２２及び後面カバー２３で囲まれて区画され、上部が開閉可能なボンネット２４で被覆閉鎖されている。また、ラジエータ１３及びオイルクーラ１４が設置された部屋は、ラジエータ室２５として、ラジエータファン１２のファンシュラウド２６の設置位置周囲で仕切壁２７（図７〜図９参照）によりエンジンルーム２１から区画されている。

旋回台３の後部は、平面視円弧状（図１参照）とされ、旋回台３が旋回しても走行機体２の左右幅外にはみ出さないように後方小旋回型バックホーとして構成されている。この旋回台３の後部周囲には掘削作業装置４の作業反力に対抗するカウンターウエイト２８が取り付けられている。
旋回台３の左側のラジエータ室２５の前方には、燃料タンク２９（図１、図８参照）が配置されている。旋回台３の右側の油圧ポンプ１１の前側には、油圧機器作動用の圧油を貯留する縦長の作動油タンク１７（図９参照）が仕切壁２０で仕切られて立設配置され、作動油タンク１７の前方には、各油圧機器を制御する制御弁を縦方向に積み重ねてなるコントロールバルブ（図示省略）が支持部材を介して立設配置されている。作動油タンク１７の前方にはバッテリ（図示省略）が設置されている。

エンジンルーム２１内には、点火装置（図示省略）、気化器（図示省略）、スタータ（図示省略）、オルタネータ（図示省略）、排気マフラー３１、エアクリーナ３２などのエンジン付属機器や補機類が配置されている（図８、図９参照）。
前記作動油タンク１７内の作動油は、油圧ポンプ１１により導出されてコントロールバルブを経て各油圧機器に供給され、戻り経路を経て作動油タンク１７に戻されるが、この戻り経路の途中において、オイルクーラ１４により冷却されて戻される。そのため、作動油タンク１７と油圧ポンプ１１の間、及び、油圧ポンプ１１とコントロールバルブの間、コントロールバルブと各油圧機器の間、コントロールバルブとオイルクーラ１４の間は、それぞれ油圧配管（図示省略）で接続されている。

なお、油圧ポンプ１１は、２連ポンプ、補助ポンプ、パイロット用ポンプで構成され、２連ポンプ及び補助ポンプは、走行機体２の走行、旋回台３の旋回、掘削作業装置４の各油圧機器、ドーザ５の作動などに必要な圧油を供給するものとされ、パイロット用ポンプは、コントロールバルブの制御作動に必要なパイロット用圧油を供給するものとされている。
エンジン９の排気は、排気管を経て排気マフラー３１に導き、該排気マフラー３１内で消音させ、これをテールパイプ３４によって後部下方から外部に排出させている。このテールパイプ３４の途中には、アフターマフラー３５が設けられている。アフターマフラー３５は、図１０に示すように、外周に多数の小孔を形成した多孔管３６と、この多孔部３６の外周に外筒３７を被せ、この外筒３７の両端に端板３８、３９を取り付けて前記多孔管３６と外筒３７との間に外部から密閉されたエアチャンバー４０を形成し、このエアチャンバー４０内にグラスウール４１を充填した構成とされている。このようなアフターマフラー３５をテールパイプ３４の途中に設けることによって、前記排気マフラー３１だけで消音しきれない騒音成分エネルギーを減衰させて排気音レベルをさらに低下させている。

本実施形態に係るバックホー１は、図１〜図３及び図７、図８に示すように、ラジエータ１３の前面と左側の側面カバー４２との間に、側面カバー４２の吸気口４３からラジエータ１３の前面に向けて外気を導入するための吸気ダクト４４をラジエータ室２５内に独立区画して設けた場合を例示している。なお、側面カバー４２の吸気口４３には、図１１に示すように、防塵・防虫等のためのネット４３ａが張設されている。
この吸気ダクト４４は、図１〜図３及び図７、図８に示すように、ラジエータ１３の上下部及び後部に側面カバー４２に向けて伸びる上部仕切板４５、下部仕切板４６及び後部仕切板４７を取り付けて、これら上下部仕切板４５、４６と後部仕切板４７と燃料タンク２９の後壁面とで形成している。

上下部仕切板４５、４６は、ラジエータ室２５の平面形状に近似した平面形状の板材で構成している。なお、ラジエータ室２５の平面形状は、旋回台３の後部を平面視円弧状としてあることに伴い該旋回台３の左側後半部の円弧形状に沿うように、前後に長い長方形で外方となる左辺を前後方向の途中から後方に向けて右辺側へ円弧状に接近する円弧状辺として変形させた形状とされている。
上部仕切板４５は、図７、図８に示すように、２分割構造とし、一方４５ａをラジエータ１３の上部に取付部材４８、４８を介して着脱可能に取り付け、他方４５ｂを前記一方４５ａに分割位置で一部重ね合わせてボルト等の締結部材４９により着脱可能に取り付けている。分割位置は、ボンネット２４を支持するフレーム支柱５０及びエアクリーナ３２の吸気パイプ５１の貫通孔形成位置としてある。なお、フレーム支柱５０は、パイプ材により略門形形状に形成されており、門形の両脚部を旋回台３の左右方向両側に立設固定されている。また、エアクリーナ３２の吸気パイプ５１は、エンジンルーム２１からラジエータ室２５内の吸気ダクト４４内に導入して開口させている。前記上部仕切板４５の他方４５ｂは、燃料タンク２９の後壁上部の仕切壁３０にも支持部材５２を介して支持させている。

また、前記旋回台３は、図１１に示すように、後部周囲から前記ラジエータ室２５の後半側面に至る範囲に亘って取り付けられたカウンターウエイト２８を有し、このカウンターウエイト２８には、前記ラジエータ室２５の前記吸気ダクト４４に連通する吸気開口部５３を形成している。
本発明に係るバックホー１の実施形態は、以上の構成からなり、次に、その動作を説明する。
本発明に係るバックホー１は、旋回台３にエンジン９を防振支持部材１０ａ〜１０ｄを介在させて前後左右４点で防振支持させると共に、前記旋回台３とエンジン９との間の前記４点支持位置以外の位置にエンジンの過大振動変位を吸収する防振部材１０ｅを設けたため、エンジン９の低負荷域から高負荷域までの広い負荷範囲に亘って良好な防振性能を奏し、耐久性の向上と長寿命化を可能としたエンジン９の防振支持構造を備えたバックホー１を提供することができる。

前記防振部材１０ｅは、前記エンジン９の機体前側又は後側の何れかで高負荷域の過大振動変位を支持する位置に配置されているため、高負荷域での過大変位を防振部材１０ｅで防止して破損を防止することができる。
前記エンジン９の低負荷域から通常負荷域の負荷範囲内のエンジン振動変位に対しては前記防振支持部材１０ａ〜１０ｄで４点支持させ、高負荷域のエンジン振動変位に対しては前記防振部材１０ｅが前記防振支持部材１０ａ〜１０ｄに加わって吸収するように構成されているため、低負荷域から高負荷域までの広い負荷範囲に亘って良好な防振性能を確保させることができる。

前記防振部材１０ｅは、前記防振支持部材１０ａ〜１０ｄと同一構成とし、前記エンジン９の低負荷域から高負荷域までのエンジン振動変位を前記防振支持部材１０ａ〜１０ｄと共に５点で支持させるようにすることにより、エンジン９の低負荷域から高負荷域までのエンジン振動変位を５点で分担して吸収支持させることができると共に、各防振支持部材１０ａ〜１０ｄ及び防振部材１０ｅの分担荷重が軽減され、耐久性が向上し、長寿命化が図れる。
また、本実施形態のバックホー１においては、吸気ダクト４４によって、外気を整流しながらラジエータ１３に効率よく導入させることができると共に、ラジエータ排気を再度吸い込むことが防止されるため、オイルクーラ１４及びラジエータ１３の冷却効率を向上させることができる。

また、吸気ダクト４４を、ラジエータ１３の上下部及び後部に側面カバー４２に向けて伸びる上部仕切板４５、下部仕切板４６及び後部仕切板４７を取り付けて、これら上下部仕切板４５、４６と後部仕切板４７と燃料タンク２９の後壁面とで形成しているため、吸気ダクト４４の形成及び取り付けが容易となり、容易に実施することができる。
また、上部仕切板４５を２分割構造とし、一方４５ａをラジエータ１３の上部に取付部材４８、４８を介して着脱可能に取り付け、他方４５ｂを前記一方４５ａに分割位置で一部重ね合わせてボルト等の締結部材４９により着脱可能に取り付けているため、オイルクーラ１４とラジエータ１３との間の点検作業や清掃作業時に上部仕切板４５をラジエータ１３の上部から分割して簡単に取り外すことができ、作業後の取付けも簡単化できる。特に、上部仕切板４５を貫通して配置される部材（例えば、フレーム支柱５０やエアクリーナ３２の吸気パイプ５１等）の貫通孔の位置で上部仕切板４５を分割しておくことによって、これらの部材に妨げられることなく上部仕切板４５の取付け、取り外しが自由にできる。

さらに、旋回台３の後部周囲からラジエータ室２５の後半側面に至る範囲に亘って取り付けられたカウンターウエイト２８に、前記ラジエータ室２５の前記吸気ダクト４４に連通する吸気開口部５３を形成しているため、吸気ダクト４４の通路面積をカウンターウエイト２８に妨げられることなく広くストレートに形成することができ、吸気効率を向上させることができる。また、カウンターウエイト２８は、旋回台３の後部周囲に設けられるものであるため、バックホー１の運転席６から見ると、機体の後部下方であり、このカウンタウエイト２８に形成される前記吸気開口部５３は、機体の後半部側面下方となり、ラジエータファン１２の騒音が運転者の耳位置より遠ざかるため、騒音値が低下する。

本発明の実施形態は、以上からなるが、本発明は、これらの実施形態にのみ制約されるものではなく、適宜変更して実施することができるものである。例えば、防振部材１０ｅは、他の防振支持部材１０ａ〜１０ｄに対して、使用する防振ゴム６３の硬度を変えたり、ストッパ６６に対する遊動間隙を変えたり、その他、小変位に対して遊びを持たせた状態で取り付けることなどで実施してもよい。

バックホー旋回台における本発明主要部の配置構成を示す平面図である。 図１のバックホー旋回台の背面図である。 図１のバックホー旋回台の左側面図である。 図１のバックホー旋回台のエンジン支持構造部分の右側面図である。 （Ａ）は図１のバックホー旋回台のエンジン支持構造部分の左側面図、（Ｂ）（Ｃ）は前後の防振支持部材の正面図である。 図１のバックホー旋回台のエンジン支持構造部分の背面図である。 図１のバックホー旋回台のラジエータ室に吸気ダクトを配置した状態を示す拡大斜視図である。 図１のバックホー旋回台のラジエータ室及びエンジンルーム部分の左後方から見た斜視図である。 図１のバックホー旋回台のエンジンルーム部分を右後方から見た斜視図である。 テールパイプの途中に設置したアフターマフラーの拡大側面図である。 図１のバックホー旋回台の左後方から見た斜視図である。 図１のバックホー旋回台の右後方から見た斜視図である。 本発明が対象とするバックホーの基本的な構成を示す側面図である。

符号の説明

１ バックホー
２ 走行機体
３ 旋回台
４ 掘削作業装置
９ エンジン
１０ａ〜１０ｄ 第１〜第４の防振支持部材
１０ｅ 防振部材（第５の防振支持部材）
１１ 油圧ポンプ
１２ ラジエータファン
１３ ラジエータ
１４ オイルクーラ
１７ 作動油タンク
２１ エンジンルーム
２５ ラジエータ室
２６ ファンシュラウド
２８ カウンターウエイト
２９ 燃料タンク
３１ 排気マフラー
３４ テールパイプ
３５ アフターマフラー

Claims (4)

1. 旋回台にエンジンを防振支持部材を介在させて前後左右４点で防振支持したバックホーにおいて、
   前記旋回台とエンジンとの間の前記４点支持位置以外の位置にエンジンの過大振動変位を吸収する防振部材を設けたことを特徴とするバックホー。
2. 前記防振部材は、前記エンジンの機体前側又は後側の何れかで高負荷域の過大振動変位を支持する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のバックホー。
3. 前記エンジンの低負荷域から通常負荷域の負荷範囲内のエンジン振動変位に対しては前記防振支持部材で４点支持させ、高負荷域のエンジン振動変位に対しては前記防振部材が前記防振支持部材に加わって吸収するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバックホー。
4. 前記防振部材は、前記防振支持部材と同一構成とされており、前記エンジンの低負荷域から高負荷域までのエンジン振動変位を前記防振支持部材と共に５点で支持させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のバックホー。

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