JP2010007416A

JP2010007416A - 作業機械

Info

Publication number: JP2010007416A
Application number: JP2008170425A
Authority: JP
Inventors: Nobumasa Beitake; 伸方米竹
Original assignee: Caterpillar Japan Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2010-01-14

Abstract

【課題】旋回フレーム内の主要構成部品やそのレイアウトだけでなく旋回フレーム自体も共通化できる作業機械を提供する。
【解決手段】旋回フレーム11の２本のリブ13，14間に、２つの旋回中心位置6s，6cと、２つの旋回モータ取付位置のそれぞれを前後方向に複数設けた旋回モータ取付部20を備えている。この旋回モータ取付部20内の２つの旋回中心位置6s，6cのいずれかに旋回中心となるスイベルジョイント21sまたは21cを設置可能であり、２つの旋回モータ取付位置のいずれかに旋回モータ12sまたは12cを設置可能である。旋回フレーム11の旋回中心位置6s，6cは、上部旋回体４の旋回時にこの上部旋回体４の後端が下部走行体の車幅内に収まる小旋回中心位置6cと、この小旋回中心位置6cより前方にあって上部旋回体４の旋回時にこの上部旋回体４の後端が下部走行体の車幅から突出する標準旋回中心位置6sとに設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、下部走行体に上部旋回体が旋回可能に設けられた作業機械に関する。

図４および図５は、作業機械としての後方小旋回機1cであり、下部走行体２の上部に旋回軸受3cを介して上部旋回体４が旋回可能に設けられ、この上部旋回体４の前側に作業装置５が設けられている。

そして、上部旋回体４は、図５に示されるように小旋回中心位置6cと同心円状の外形に形成され、旋回時に上部旋回体４の後端が下部走行体２の車幅からはみ出さないように設計されている。

この後方小旋回機1cは、狭小地での作業に適するが、小旋回中心位置6cから後端のカウンタウエイトまでの距離が短いため、安定性に関しては不利であり、作業装置５の先端に高荷重が作用したときは重量バランスが損なわれるおそれがある。

一方、旋回フレームの旋回軌跡が異なる異種の作業機械間において、旋回フレーム内の主要構成部品やそのレイアウトを共通化することにより、材料コストおよび製作コストを低減するとともに、性能およびメンテナンスを均質化して取扱いを容易にするものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許３４０３６３３号公報（第５−７頁、図４−６）

特許文献１の作業機械は、旋回フレーム内の主要構成部品やそのレイアウトを共通化しても、上部旋回体の最大部品である旋回フレーム自体は共通化できず、大幅に変更する必要があるので、材料コストおよび製作コストの低減にも限界がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、旋回フレーム内の主要構成部品やそのレイアウトだけでなく旋回フレーム自体も共通化できる作業機械を提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、下部走行体と、この下部走行体の上部に旋回可能に設けられた上部旋回体と、この上部旋回体の前側に設けられた作業装置とを具備し、上部旋回体は、下部走行体の旋回軸受に対して旋回自在に設けられた旋回フレームと、この旋回フレームに搭載されて旋回フレームを旋回駆動する旋回モータとを備え、旋回フレームは、旋回中心位置および旋回モータ取付位置のそれぞれが前後方向に複数設けられ旋回中心および旋回モータのそれぞれをいずれかの位置に設置可能な旋回モータ取付部を備えた作業機械である。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載の作業機械における旋回フレームの旋回中心位置が、上部旋回体の旋回時に上部旋回体の後端が下部走行体の車幅内に収められる小旋回中心位置と、この小旋回中心位置より前方にあって上部旋回体の旋回時に上部旋回体の後端が下部走行体の車幅から突出する標準旋回中心位置とに設定されたものである。

請求項１に記載された発明によれば、旋回フレームは、旋回中心位置および旋回モータ取付位置のそれぞれが前後方向に複数設けられ旋回中心および旋回モータのそれぞれをいずれかの位置に設置可能な旋回モータ取付部を備えたので、旋回半径の異なる複数の機種を構成する旋回フレーム内の主要構成部品やそのレイアウトだけでなく旋回フレーム自体も大幅に変更することなく共通化でき、材料コストおよび製作コストの顕著な低減を図れる。

請求項２に記載された発明によれば、旋回フレームの旋回中心位置を、上部旋回体の旋回時に上部旋回体の後端が下部走行体の車幅内に収められる小旋回中心位置と、上部旋回体の旋回時に上部旋回体の後端が下部走行体の車幅から突出する標準旋回中心位置とで、容易に変更可能であるから、旋回中心位置を小旋回中心位置に設定した後方小旋回機と、旋回中心位置を小旋回中心位置より前方の標準旋回中心位置に設定した標準機とを容易に提供できる。

以下、本発明を、図１乃至図５に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。

図２および図３は、作業機械としての標準機1sであり、下部走行体２の上部に旋回軸受3sを介して上部旋回体４が旋回可能に設けられ、この上部旋回体４の前側に作業装置５が設けられている。上部旋回体４は、旋回軸受3sの中心に標準旋回中心位置6sを有する。

図４および図５は、作業機械としての後方小旋回機1cであり、下部走行体２の上部に旋回軸受3cを介して上部旋回体４が旋回可能に設けられ、この上部旋回体４の前側に作業装置５が設けられている。上部旋回体４は、旋回軸受3cの中心に小旋回中心位置6cを有する。

標準機1sおよび後方小旋回機1cの上部旋回体４上は、オペレータが座る運転席７、操作レバー８およびキャノピ９などが設けられている。

図１に示されるように、上部旋回体４は、下部走行体２の旋回軸受3sまたは3cに対して旋回自在に設けられた旋回フレーム11と、この旋回フレーム11に搭載されて旋回フレーム11を旋回駆動する旋回モータ12sまたは12cとを備えている。この旋回モータ12sまたは12cは、旋回軸受3sまたは3cの内周面側に設けられたインナギヤ（図示せず）と噛合するアウタギヤ（図示せず）を正逆いずれかの方向に回転駆動することで、旋回フレーム11を正逆いずれかの方向に旋回駆動する。

旋回フレーム11の前部には、２本のリブ13，14がＶ字形に配設されて一体化され、これらのリブ13，14の前端に取付ブラケット15を介して取付ボス16が設けられ、このボス16に作業装置５の基端部が水平揺動可能に装着される。取付ブラケット15には、作業装置５を揺動させる油圧シリンダ17（図３および図５）を軸支する軸支部18と、作業装置５の揺動を係止する係止部19とが設けられている。

旋回フレーム11の２本のリブ13，14間には、２つの旋回中心位置6s，6cと、２つの旋回モータ取付位置のそれぞれが前後方向に複数設けられた旋回モータ取付部20を備えている。この旋回モータ取付部20内の２つの旋回中心位置6s，6cのいずれかに旋回中心となるスイベルジョイント21sまたは21cを設置可能であり、２つの旋回モータ取付位置のいずれかに旋回モータ12sまたは12cを設置可能である。

旋回フレーム11の旋回中心位置6s，6cは、図５に示されるように、上部旋回体４の旋回時にこの上部旋回体４の後端が下部走行体２の車幅内に収められる小旋回中心位置6cと、図３に示されるように、この小旋回中心位置6cより前方にあって上部旋回体４の旋回時にこの上部旋回体４の後端が下部走行体２の車幅から突出する標準旋回中心位置6sとに設定されている。

図１に示されるように、旋回フレーム11上の各コンポーネントの配置構造は、運転席７の下側に燃料タンク22が配置され、この燃料タンク22から供給された燃料により作動するエンジン23が、旋回モータ取付部20の後側に隔壁24を介して配置され、このエンジン23の一側に、このエンジン23により駆動される油圧ポンプ25が配置され、エンジン23の他側に、エンジン23および作動油などを冷却するラジエータおよびオイルクーラなどのクーリングユニット26が配置され、このクーリングユニット26の前側に、油圧ポンプ25に供給される作動油を収納した作動油タンク27が配置され、この作動油タンク27の側面に、油圧ポンプ25から吐出された作動油を制御して旋回モータ12s，12cおよび作業装置５の油圧シリンダなどの油圧アクチュエータに供給するコントロールバルブ28が配置され、旋回フレーム11の最後部にカウンタウエイト29が配置されている。

標準機1sのスイベルジョイント21sと対応する位置には、配管用の穴30sが穿設されており、また、後方小旋回機1cのスイベルジョイント21cと対応する位置には、配管用の穴30cが穿設される。

次に、図示された実施の形態の作用効果を説明する。

上部旋回体４は、図３および図５に示されるように円状の外形に形成され、図５に示される後方小旋回機1cのように、旋回中心が小旋回中心位置6cに設定された場合は、旋回時に上部旋回体４の後端が下部走行体２の車幅からはみ出さない。

一方、図３に示される標準機1sのように、旋回中心が標準旋回中心位置6sに設定された場合は、この標準旋回中心位置6sから後端のカウンタウエイト29までの距離が長いため、安定性が高く、作業装置５の先端に高荷重が作用しても重量バランスをとりやすい。

旋回フレーム11は、旋回中心位置6s，6cの変更に伴なって配管用の穴30s，30cの位置を変えるのみでよく、他の形状を変える必要がない。さらに、旋回フレーム11に搭載されるコンポーネントは、旋回モータ12sまたは12cの取付位置のみを変更すればよく、後方小旋回機1cと標準機1sの全ての部品を共通化して用いる。

旋回フレーム11は、旋回中心位置6s，6cおよび旋回モータ取付位置のそれぞれが前後方向に複数設けられ旋回中心および旋回モータ12sまたは12cのそれぞれをいずれかの位置に設置可能な旋回モータ取付部20を備えたので、旋回半径の異なる複数の機種を構成する旋回フレーム11内の主要構成部品やそのレイアウトだけでなく旋回フレーム11自体も大幅に変更することなく共通化でき、材料コストおよび製作コストの顕著な低減を図れる。

旋回フレーム11の旋回中心位置6s，6cを、上部旋回体４の旋回時に上部旋回体４の後端が下部走行体２の車幅内に収められる小旋回中心位置6cと、上部旋回体４の旋回時に上部旋回体４の後端が下部走行体２の車幅から突出する標準旋回中心位置6sとで、容易に変更可能であるから、旋回中心位置を小旋回中心位置6cに設定した後方小旋回機1cと、旋回中心位置を小旋回中心位置6cより前方の標準旋回中心位置6sに設定した標準機1sとを容易に提供できる。

このように、旋回中心位置6sまたは6cおよび旋回モータ取付位置の変更により、全体重心が後方に移動し、掘削作業時の安定性、吊り能力が向上する。例えば、図４および図５に示された後方小旋回機1cの旋回中心位置6cに対して、旋回中心位置6sを２０mm前方に移動させることにより、相対的に上部旋回体４が下部走行体２に対し後方に下がるようにした図２および図３に示された標準機1sでは、前方の転倒荷重（最大リーチにて転倒に至るまでバケット位置に載せられる荷重）は、４トンクラスの作業機械にて約１７％増加することが確認された。

また、旋回中心位置6s，6cおよび旋回モータ取付位置以外の変更は加えないので、小旋回機と標準機とを、同一旋回フレーム11、同一コンポーネントおよび同一オペレータステーション（運転席設置場所）にて製造可能であり、部品共通化によりコストダウンを図れる。また、組立プロセスも同一であるため、製造コストの低減も図れる。

本発明は、旋回型の作業機械に利用可能である。

本発明に係る作業機械の上部旋回体の一実施の形態を示す平面図である。同上作業機械を標準機とした場合の側面図である。同上作業機械を標準機とした場合の平面図である。同上作業機械を小旋回機とした場合の側面図である。同上作業機械を小旋回機とした場合の平面図である。

符号の説明

２下部走行体
3s，3c 旋回軸受
４上部旋回体
５作業装置
6s，6c 旋回中心位置
6s 標準旋回中心位置
6c 小旋回中心位置
11 旋回フレーム
12s，12c 旋回モータ
20 旋回モータ取付部

Claims

下部走行体と、
この下部走行体の上部に旋回可能に設けられた上部旋回体と、
この上部旋回体の前側に設けられた作業装置とを具備し、
上部旋回体は、
下部走行体の旋回軸受に対して旋回自在に設けられた旋回フレームと、
この旋回フレームに搭載されて旋回フレームを旋回駆動する旋回モータとを備え、
旋回フレームは、
旋回中心位置および旋回モータ取付位置のそれぞれが前後方向に複数設けられ旋回中心および旋回モータのそれぞれをいずれかの位置に設置可能な旋回モータ取付部を備えた
ことを特徴とする作業機械。
旋回フレームの旋回中心位置は、
上部旋回体の旋回時に上部旋回体の後端が下部走行体の車幅内に収められる小旋回中心位置と、
この小旋回中心位置より前方にあって上部旋回体の旋回時に上部旋回体の後端が下部走行体の車幅から突出する標準旋回中心位置とに設定された
ことを特徴とする請求項１記載の作業機械。