JP2010047946A

JP2010047946A - 双腕型作業機械

Info

Publication number: JP2010047946A
Application number: JP2008212154A
Authority: JP
Inventors: Taisuke Ota; 泰典太田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2028-08-20
Also published as: JP4995786B2

Abstract

【課題】運転室への乗降や給油作業を容易化し作業効率を向上させることができる双腕型作業機械を提供する。
【解決手段】走行体１と、走行体１の上部に旋回可能に設けた旋回体３と、旋回体３の上部の左右方向の略中央に設けられ、少なくとも左右のいずれか一方に乗降口４Ｂを有する運転室４と、運転室４の左右両側に設けられ、そのうちの少なくとも運転室４の乗降口４Ｂ側に設けた方の基部が運転室４よりも前方に位置している多関節構造の第１及び第２の作業フロント装置Ａ，Ｂと、旋回体３上の運転室４の乗降口４Ｂ側の側方に設けた足場Ｓ２と、旋回体３上の足場Ｓ２の後方に設けた燃料タンク４６とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、多関節構造の２つの作業フロント装置を備えた双腕型作業機械に関する。

多関節構造の作業フロント装置を旋回体の左右に備えた双腕型の作業機械が知られている。双腕型作業機械では、左右の作業フロント装置を同時に別個独立して操作することができ、単腕型の作業機械に比べてより複雑な作業を可能としている（特許文献１等参照)。

特開２００７−６３８１９号公報

双腕型作業機械では、旋回体の左右両側に作業フロント装置をそれぞれ設置する関係上、運転室は左右の作業フロントの間に設置されるのが通常である。そのため、運転室の開閉扉を運転室の前部に設け、走行体の前方に設けた排土板上のステップを利用して旋回体の前方から運転室に乗降する構成が採用されていた。

しかしながら、実際の作業現場では機体前方にコンクリートガラや土砂等が山積している状況も珍しくなく、機体前方からの乗降が難しい場合がある。他方、旋回体を旋回させた状態では、運転室の開閉扉が排土板から離れ排土板を利用して運転室に乗降することができない。

また、旋回体の運転室の左右両側には、各油圧作動装置への圧油の流れを制御するコントロールバルブ等が搭載され、これらコントロールバルブ等を保護するカバー体が設置されている。さらに、運転室の後方にはカウンタウエイト等を設ける必要がある。そのため、運転室の周囲に作業スペースを確保することができず、例えば給油作業等がし難い状況にあった。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、運転室への乗降や給油作業を容易化し作業効率を向上させることができる双腕型作業機械を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明は、走行体と、前記走行体の上部に旋回可能に設けた旋回体と、前記旋回体の上部の左右方向の略中央に設けられ、少なくとも左右のいずれか一方に乗降口を有する運転室と、前記運転室の左右両側に設けられ、そのうちの少なくとも前記運転室の乗降口側に設けた方の基部が前記運転室よりも前方に位置している多関節構造の第１及び第２の作業フロント装置と、前記旋回体上の前記運転室の前記乗降口側の側方に設けた足場と、前記旋回体上の前記足場の後方に設けた燃料タンクとを備えたことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記乗降口の後縁部にヒンジを介して回動可能に連結された乗降口開閉用の開閉扉をさらに備え、前記開閉扉を全開放したとき、前記開閉扉が前記燃料タンクを含むパワーユニット室に当接又は近接することを特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記開閉扉を開放した際の前記旋回体の側方への突出量は、前記旋回体の最大旋回半径の内側に収まっていることを特徴とする。

本発明によれば、運転室の側方に乗降口を設け、その側方に足場を設けたことにより、走行体及び足場を利用して容易に運転室に乗降することができ、なおかつ足場を利用してその後方の燃料タンクへの給油作業を容易にすることができる。

以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る双腕型作業機械の全体構成を表す斜視図、図２は旋回体の透視平面図、図３は双腕型作業機械の平面図、図４は左側面図、図５は右側面図、図６は正面図である。以下の説明において図２中の上・下・左・右を旋回体の左・右・後・前とする。なお、図６では左右のフロント作業装置Ａ，Ｂを図示省略している。

図１〜図６に示したように、双腕型作業機械１００は、左右一対の履帯１ａを備えた走行体１と、走行体１の上部に旋回輪３９（図２参照）を介して旋回可能に設けた旋回体３と、旋回体３の上部の左右方向の略中央の前方寄りの位置に設けた運転室４と、旋回体３の前部の左右両側に設けた多関節構造の第１及び第２作業フロント装置Ａ，Ｂとを備えている。

走行体１は、トラックフレーム１ｂと、トラックフレーム１ｂの前後両端部に設けた従動輪１ｃ及び駆動輪１ｄと、駆動輪１ｄに出力軸を連結した走行用油圧モータ１ｅ、従動輪１ｃ及び駆動輪１ｄに掛け回した前出の履帯１ａとを有している。

旋回体３は、運転室４の後方に位置するパワーユニット室Ｐ（後述）と、後縁部に設けたカウンタウエイト８と、旋回体３を旋回させる旋回モータ４８（図２参照）とを有している。上方から見た場合、旋回体３の外形は、旋回中心Cの近傍で左右方向の幅寸法が最大で、旋回中心Ｃ付近から後方の部分に比べて旋回中心Ｃ付近から前方の部分の方が左右方向の幅寸法が狭く形成されている。旋回中心C付近から後方の部分は、上から見て旋回中心Ｃを中心とした半円状に形成されている。旋回モータ４８は、旋回体３の下部で旋回中心Ｃの近傍に固定されており、その出力軸に設けたピニオン（不図示）が走行体１のトラックフレーム１ｂに固定された旋回輪３９の内周部に設けたギア（不図示）に噛合している。よって、旋回モータ４８を駆動させると旋回体３の全体が走行体１に対して旋回する。

第１作業フロント装置Ａは、多関節構造のスイング式作業腕で、旋回体３の前部左側で運転室４よりも前方左側に設けた第１ブラケット６ａに取り付けられている。この第１作業フロント装置Ａは、鉛直方向に延びる揺動軸３０ａ（図２参照）を介して第１ブラケット６ａに左右方向に揺動自在に取り付けた取付体７ａと、取付体７ａに上下方向に揺動自在に連結したブーム１０ａと、ブーム１０ａの先端部分に上下方向に揺動自在に連結したアーム１２ａと、アーム１２ａの先端部分に上下方向に回動自在に連結した第１作業具であるグラップル２０ａと、旋回体３に対して取付体７ａを左右揺動させる揺動シリンダ９ａと、取付体７ａに対してブーム１０ａを上下揺動させるブームシリンダ１１ａと、ブーム１０ａに対してアーム１２ａを上下揺動させるアームシリンダ１３ａと、アーム１２ａに対してグラップル２０ａを上下回動させる作業具シリンダ１５ａとを有している。グラップル２０ａは爪を開閉駆動するグラップルシリンダ（不図示）を有する。なお、第１作業具は、このグラップル２０ａの他、作業内容に応じてカッタ、ブレーカ、バケット又はその他の作業具に適宜交換可能である。

また、揺動シリンダ９ａは、ボトム側がピン３１ａ（図２参照）によって旋回体３の左側外縁部分に設けられたブラケット３３ａ（図２参照）と結合され、ロッド側がピン３２ａによって取付体７ａの左側（外側）に設けられたブラケット３４ａと結合されている。前述したように旋回体３の左右方向の幅寸法を旋回中心Ｃの前側が後側に対して狭くなるように形成することで、ブラケット３３ａ，３４ａやこれらブラケット３３ａ，３４ａと結合される揺動シリンダ９ａが旋回体３の幅寸法内に収まるようになっている。

第２作業フロント装置Ｂは、第１作業フロント装置Ａと同じく多関節構造のスイング式作業腕で、運転室４を挟んで第１作業フロント装置Ａと対称に設けられている。つまり、第２作業フロントＢの構成は第１作業フロントＡとほぼ左右対称の関係にあり、第１作業フロントＡの対応の各部材の符号の添字「ａ」を「ｂ」として示すこととして、ここでは説明を省略する。

運転室４は、いわゆるキャブタイプの運転室であり、オペレータが着座する運転席５（図１参照）を内部に備えており、少なくとも左右のいずれか一方の側面（本例では左側面）にオペレータが乗降するための乗降口４Ｂを有している。乗降口４Ｂは運転室４の側面の前方寄りの位置に設置されており、乗降用の開閉扉４Ａによって開閉される。運転室４の前面は運転席５からのオペレータの前方の視界を確保するためにフロントガラスで覆われている。また、運転席５は、図２に示すように旋回体３の旋回中心Ｃの近傍に前方を向けて配設されており、旋回動作時に着座したオペレータにかかる慣性力が抑えられ、なおかつ第１及び第２作業フロント装置Ａ，Ｂがオペレータの視界の左右にくるので第１及び第２作業フロント装置Ａ，Ｂを同時操作するのに適している。なお、運転室４の乗降口４Ｂ側（本例では左側）の側方には構成要素が設けられておらず開閉扉４Ａが回動する可動空間Ｓ１が創出されており、旋回体３上の可動空間Ｓ１の下方には上面がほぼ水平な足場Ｓ２が確保されている。本実施形態において、足場Ｓ２は、旋回体３の前半部分の前方に向かって狭まる形状に倣い、上から見て後方に向かって左右方向の幅が広がるように形成されている。

開閉扉４Ａは、乗降口４Ｂの後縁部にヒンジ（不図示）を介して回動可能に連結されている。このとき、運転室４は上から見てほぼ矩形であって、左右の側面は前後に延びている。そして、前述した可動空間Ｓ１の広さは開閉扉４Ａの回動範囲が約９０度となる程度に設定されており、開閉扉４Ａをほぼ全解放したとき（全開にして開閉扉４Ａのヒンジと反対側の前縁部を旋回体３の側方（左方向）に向けたとき、すなわち開閉扉４Ａをほぼ真横に開いたとき）、開放した開閉扉４Ａが燃料タンク４６（後述）を含むパワーユニット室Ｐに当接又は近接するように構成されている。また、図２に示すように、開閉扉４Ａの回動領域Ｓ３は、旋回体３の最大旋回半径（本例の場合後端部の旋回半径）Ｒの内側に収まっている。足場Ｓ２の高さは、運転室４内のフロア面、或いは乗降口４Ｂの下縁部と同程度である。

前述したパワーユニット室Ｐの内部には、図２に示すように、エンジン４０と、エンジン４０により駆動される油圧ポンプ４１と、エンジン４０を冷却するラジエータ４２と、エンジン４０からの排気を消音するマフラ４３と、バッテリ４４と、油圧ポンプ４１で加圧される作動油を貯留する作動油タンク４５と、エンジン４０で燃焼する燃料を貯留する燃料タンク４６と、油圧ポンプ４１で加圧された圧油の流れを制御するコントロールバルブ４７とが配設されている。作動油タンク４５と燃料タンク４６の容積は同程度である。

エンジン４０は旋回体３の左右方向（幅方向）のほぼ中心に配設されている。油圧ポンプ４１は、エンジン４０の右側に取り付けられており、エンジン４０の駆動力で駆動される。ラジエータ４２は、エンジン４０を挟んで油圧ポンプ４１の反対側（すなわちエンジン４０の左側）に配設されている。マフラ４３は、エンジン４０の上部に配設されている。バッテリ４４は、ラジエータ４２の左側に配設されている。

それに対し、作動油タンク４５は、油圧ポンプ４１の前方（旋回体３の前後方向中央付近）で運転室４の後方寄りの部分の右側の位置に、燃料タンク４６は、バッテリ４４の前方（旋回体３の前後方向中央付近）で運転室４の後方寄りの部分の左側の位置にそれぞれ配設されている。これら作動油タンク４５及び燃料タンク４６は、互いに容積がほぼ等しく、例えば図２に示したように運転室４を挟んで旋回体３の左右方向（幅方向）に略対称となるように旋回体３の左右の側面近傍のスペースを有効に活用して配設されている。燃料タンク４６は、開閉扉４Ａの可動空間Ｓ１及び足場Ｓ２の後方に位置している。また、パワーユニット室Ｐにおける作動油タンク４５や燃料タンク４６の収容部の側面は、作動油タンク４５及び燃料タンク４６の各給油口４５ａ，４６ａよりも前方部分が前方に向かって運転室４側に傾斜しており、上から見て足場Ｓ２に連続した形状をなしている。なお、本実施形態において、パワーユニット室Ｐの燃料タンク４６を収容する燃料タンク収容部Ｐａ（図３参照）には、例えば燃料タンク４６の前側に制御盤等の他の機器を収容するスペース４６Ａが適当に確保されており、この収容スペース４６Ａが足場Ｓ２と燃料タンク４６の間に介在している。

前出のコントロールバルブ４７は、作動油タンク４５の前方（旋回体３の旋回中心Ｃより前方）で運転室４の右側の位置に配設されている。コントロールバルブ４７は、第１作業フロント装置Ａ、第２作業フロント装置Ｂの各アクチュエータや旋回モータ４８、走行体１の走行用油圧モータ１ｅへそれぞれ供給される油圧ポンプ４１からの圧油の流れを制御する。

上記構成の本実施形態の双腕型作業機械１００によれば、運転室４の側方に乗降口４Ｂを設け、その側方に足場Ｓ２を設けたことにより、走行体１及び足場Ｓ２を利用して容易に運転室４に乗降することができる。加えて、開閉扉４Ａを閉じた状態で足場Ｓ２に立つと、開閉扉４Ａの可動空間Ｓ１及び足場Ｓ２の後方に位置する燃料タンク４６の給油口４６ａに容易に手をのばすことができるので、足場Ｓ２を利用して燃料タンク４６への給油作業を容易にすることができる。また、足場Ｓ２を設けたことによって運転室４の側方に空間（可動空間Ｓ１）が確保されるので、乗降口４Ｂに開閉扉４Ａを設けた場合、開閉扉４Ａを可動空間Ｓ１で回動させることができ、開閉扉４Ａの開閉動作もスムーズに行える。

また、燃料タンク４６が前方に狭まる形状であることで、燃料タンク４６への給油作業の負担軽減も期待される。すなわち、足場Ｓ２に立った作業者が給油用のタンクや給油ホース等の給油手段を機体側方（運転室４と反対側）に構え、給油手段を持ち上げて給油口４６ａのところに持っていく際、燃料タンク４６の側部が足場Ｓ２に立つ作業者の近傍で運転室４側に退避しているので、作業者が給油手段を持ち上げるスペースが確保され、給油手段を給油口４６ａまで持っていき易い。

また、開閉扉４Ａの回動範囲が約９０度となるように可動空間Ｓ１の広さを設定したことにより、運転室４の側方の燃料タンク４６の容量が乗降し易さとのバランスで極力大きく確保されている。すなわち、運転室４の側面全面の傍らに可動空間Ｓ１及び足場Ｓ２を設け開閉扉４Ａが１８０度回動可能とし、開閉扉４Ａをより自由に開放させられる構成とした場合、その分燃料タンク４６の前面位置は後方に移動する。この場合、パワーユニット室Ｐの後部エリアにはエンジン４０等の必要機器が収容されており、燃料タンク４６の後端位置はあまり後方に移動させられないので、燃料タンク４６の前端位置を後方に下げると燃料タンク４６の容積が自ずと小さくなってしまう。反対に、燃料タンク４６を前方に拡大した場合、開閉扉４Ａの回動範囲が狭まり、運転室４への乗降に支障を来たす。そこで、開閉扉４Ａの回動範囲のうち、搭乗しようとするオペレータが乗降口４Ｂに正対した状態で開閉扉４Ａが乗降口４Ｂに干渉しない範囲は概ね９０度以上である点を考慮すると、真横から乗り込むオペレータが開閉扉４Ａに干渉することなく運転室４に乗り込み易いのは開閉扉４Ａが概ね９０度以上開いているときと考えることができる。したがって、この範囲で最小の９０度に開閉扉４Ａの回動範囲を設定することで、運転室４への乗降性を犠牲にすることなく燃料タンク４６の容積を十分に確保することができる。

また、図２に示すように、開閉扉４Ａの回動領域Ｓ３が旋回体３の最大旋回半径Ｒ内に収まっている、すなわち開閉扉４Ａを開放した際の旋回体３の側方への突出量が最大旋回半径Ｒ内に収まっているので、開閉扉４Ａの開放時に旋回体３を旋回させても旋回体３の旋回半径外の障害物と開閉扉４Ａが干渉し破損することがない。

また、エンジン４０、油圧ポンプ４１、ラジエータ４２、マフラ４３、バッテリ４４をパワーユニット室Ｐ内で旋回体３の幅方向（左右方向）に直線的に配設し、また容積が同程度の作動油タンク４５及び燃料タンク４６をほぼ左右対称の位置関係に配設したことにより、これら各機器による旋回体３の幅方向の重量分布の偏りを抑制することができる。但し、第１及び第２作業フロント装置Ａ，Ｂの大きさや先端の作業具の構成を著しく異なるものとした場合等においては、コントロールバルブ４７を複数に分散して配置したり、カウンタウエイト８の重心を片側にやや偏心させたりする等の工夫が必要な場合もある。

さらには、作動油タンク４５を油圧ポンプ４１とともにパワーユニット室Ｐ内の右側のスペースに配設したことにより、作動油タンク４５と油圧ポンプ１１との距離が短縮され、作動油タンク４５と油圧ポンプ４１との間の油圧配管を短くすることができる。また、コントロールバルブ４７を油圧ポンプ４１や作動油タンク４５等の近傍に配置することで、油圧配管の管摩擦によるロス（圧力損失）を軽減することができ、エネルギ効率を向上させることもできる。

なお、本実施形態では、燃料タンク収容部Ｐａにおける燃料タンク４６の前側に制御盤等の必要機器を収容するスペース４６Ａを確保する構成と説明したが、図７に示したように燃料タンク４６と収容スペース４６Ａの位置を入れ替えることもできるし、図８に示したように収容スペース４６Ａを他の場所に移して燃料タンク収容部Ｐａの占める領域全体を燃料タンク４６とすることもできる。

また、足場Ｓ２を前方に向かって狭まる構成としたが、例えばパワーユニット室Ｐの左端と同程度まで左方向に拡大し（機体幅内で拡大し）、揺動シリンダ９ａの上部を覆うような構成とすることもできる。また、乗降口４Ｂ及び足場Ｓ２を運転室４の左側に設けた場合を例に挙げて説明したが、これらはパワーユニット室Ｐの機器配置を左右逆転することによって右側に移設することもできるし、場合によってはコントロールバルブ４７を後方に移設する等して左右両側に設けることも考えられる。さらには、作業フロント装置Ａ，Ｂのうち、例えば開閉扉４Ａと反対側の作業フロント装置の基部は運転室４の前面よりも後方に設けることができる。また、開閉扉４Ａが後縁部を支点に開閉する構成としたが、開閉扉４Ａは前縁部を支点に開閉する構成とすることもできるし、ハッチバック式にすることも可能である。また、開閉扉４Ａを後方、場合によっては前方にスライドさせて開閉する構成とすることもできる。

さらには、第１及び第２作業フロント装置Ａ，Ｂをともにスイング式の作業フロント装置としたが、いずれか一方（足場Ｓ２と反対側）を一般の油圧ショベルのような非スイング式の作業フロント装置に代えることもできる。非スイング式の作業フロント装置の基部は、機体の安定性を高めるために旋回中心Ｃに近付け、運転席５の側方位置に配置することが望ましい。この場合、コントロールバルブ４７を例えば運転席４の後方に移設し、運転室４への横からの乗降の邪魔にならないように、他方側の作業フロント装置（スイング式の作業フロント装置）のみの基部を運転席４の前面よりも前方側に設け、このスイング式作業フロント装置側に乗降口４Ｂを設けることで、運転室４に対して機体側方からの乗降が可能となる。

本発明の一実施の形態に係る双腕型作業機械の全体構成を表す斜視図である。本発明の一実施の形態に係る双腕型作業機械に備えられた旋回体の透視平面図である。本発明の一実施の形態に係る双腕型作業機械の平面図である。本発明の一実施の形態に係る双腕型作業機械の左側面図である。本発明の一実施の形態に係る双腕型作業機械の右側面図である。本発明の一実施の形態に係る双腕型作業機械の正面図である。本発明の一実施の形態の他の構成例に係る双腕型作業機械の平面図である。本発明の一実施の形態のさらに他の構成例に係る双腕型作業機械の平面図である。

符号の説明

１走行体
３旋回体
４運転室
４Ａ開閉扉
４Ｂ乗降口
４６燃料タンク
１００双腕型作業機械
Ａ第１作業フロント装置
Ｂ第２作業フロント装置
Ｓ１可動空間
Ｓ２足場
Ｓ３回動領域
Ｐパワーユニット室
Ｐａ燃料タンク収容部
Ｒ最大旋回半径

Claims

走行体と、
前記走行体の上部に旋回可能に設けた旋回体と、
前記旋回体の上部の左右方向の略中央に設けられ、少なくとも左右のいずれか一方に乗降口を有する運転室と、
前記運転室の左右両側に設けられ、そのうちの少なくとも前記運転室の乗降口側に設けた方の基部が前記運転室よりも前方に位置している多関節構造の第１及び第２の作業フロント装置と、
前記旋回体上の前記運転室の前記乗降口側の側方に設けた足場と、
前記旋回体上の前記足場の後方に設けた燃料タンクと
を備えたことを特徴とする双腕型作業機械。
請求項１の双腕型作業機械において、前記乗降口の後縁部にヒンジを介して回動可能に連結された乗降口開閉用の開閉扉をさらに備え、
前記開閉扉を全開放したとき、前記開閉扉が前記燃料タンクを含むパワーユニット室に当接又は近接することを特徴とする双腕型作業機械。
請求項１又は２の双腕型作業機械において、前記開閉扉を開放した際の前記旋回体の側方への突出量は、前記旋回体の最大旋回半径の内側に収まっていることを特徴とする双腕型作業機械。