JP2011140821A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルタンクや燃料タンクの設置スペースを効果的に確保する。
【解決手段】下部走行体１の上に設けられる上部旋回体２には、下部走行体１に旋回可能に支持される旋回フレーム３や、旋回フレーム３の上に配設される燃料タンク９等が備えられている。旋回フレーム３は、底板部２１の上に立設される第１縦板２２ａ及び第２縦板２２ｂと、第１縦板２２ａに設けられる第１背板２３ａ及び第２縦板２２ｂに設けられる第２背板２３ｂとを有している。第２背板２３ｂの前端は第１背板２３ａの前端よりも後方に位置している。燃料タンク９等は、第２縦板２３ｂに隣接して配設され、その少なくとも一部は第２背板２３ｂの前端部よりも前方に位置している。燃料タンク９等は、第２縦板２３ｂ側の側壁面３３の一部に、第２背板２３ｂと接触することなく第２縦板２２ｂの壁面３２と対向して近接する縦板近接部３１を有している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関し、その中でも特に旋回フレームの構造に関する。

一般に、油圧ショベル等の作業機械では、クローラ式の下部走行体の上に上部旋回体が搭載されているものが多い。その上部旋回体には、アタッチメントやキャブ、機械室、カウンターウエイトなどが備えられていて、これらは下部走行体に旋回可能に支持された旋回フレームの上に配設されている。

旋回フレームは、通常、センターセクション等と呼ばれるフレーム本体と、その左右両側に張り出すように設けられるサイドデッキとで構成されている。フレーム本体は、車両の前後方向に延びる底板と、底板の上に前後方向に延びるように設けられる左右一対の支持部材とを有している。これら一対の支持部材の前端部分にはアタッチメントが起伏可能に支持されていて、その後端部分に重量物であるカウンターウエイトを支持することで全体のバランスを確保している。

すなわち、これら一対の支持部材は、旋回フレームの骨格をなす主要部材であり、特に大きな強度及び剛性が求められる。そのため、通常、各支持部材は、底板に立設される縦板と、縦板の上端に接合される背板とを有し、各支持部材の大部分が断面Ｔ字状に形成されて構造的に強化されている。そして、キャブは左側のサイドデッキの上に配設され、燃料タンクや作動油タンクなどは機械室に収容されて右側のサイドデッキの上に配設されている場合が一般的である。

ところで、この種の作業機械では、燃料や作動油が多量に使用されることから、燃料タンクや作動油タンクはできるだけ容量を大きくしたいという要望がある。そこで、作動油タンクの設置スペースを広げるために、支持部材の構造を工夫することが提案されている（特許文献１、２）。

特許文献１では、各ビーム（支持部材）が旋回フレームの旋回中心に対して右側にオフセットされ、右側のビームよりも左側のビームにカウンターウエイトの荷重が大きくかかることに着目して、右側のビームから上フランジ（背板）を除いてウエブ（縦板）だけにし、作動油タンクを右側のウエブに接近させることで、作動油タンクの容量を大きくしている。

特許文献２では、フランジ（背板）をウエブ（縦板）に対して左側に寄せて接合し、断面略逆Ｌ字状に形成している。そうすることで、オイルタンクが配置される旋回フレームの右側のスペースを拡大させている。

特許第３２２７１２４号公報 特開２０００ー２４０１０２号公報

ビームから上フランジを除いてしまうと、構造上、ビームの強度及び剛性は著しく低下する。従って、特許文献１のように、左右のビームのうち、右側のビームだけから上フランジを除いてしまうと、荷重負担の違いを踏まえても、左右のビームでカウンターウエイトをバランスよく支持するために、上フランジに比べて面積が大きい右側のウエブの板厚を大きくして強化する必要が生じ、その結果、重量増加を招いて油圧ショベルの機能性が損なわれるおそれがある。

その点、特許文献２では、左右の両ウエブがフランジで補強されているため、そのような不都合はない。しかし、フランジの右端はウエブの右側にはみ出しているため、オイルタンクを右側のウエブに限界まで接近させて配設すると、異常事態が発生して右側方からの衝撃を受けた場合、オイルタンクにフランジが突き当たってオイルタンクを破損するおそれがある。従って、ウエブからある程度離れた位置にオイルタンクを設置せざるを得ない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機能性を損なうことなく、オイルタンクや燃料タンクの設置スペースを効果的に確保することができ、しかも安全性に優れた作業機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、背板や燃料タンク等の構造及び配置を工夫した。

具体的には、本発明の作業機械は、下部走行体と、前記下部走行体の上に設けられる上部旋回体と、を備え、前記上部旋回体は、前記下部走行体に旋回可能に支持される旋回フレームと、前記旋回フレームの上に配設される液体収容タンクと、を有し、前記旋回フレームは、底板部と、前後方向に平行に延びて前記底板部の上に左右対称状に立設される、第１縦板及び第２縦板からなる一対の縦板と、前記第１縦板の上端に設けられる第１背板と、前記第２縦板の上端に設けられる第２背板とからなる一対の背板と、を有し、前記第１背板及び前記第２背板は、各々前記第１縦板及び前記第２縦板の後端部から前方に延び、前記第２背板の前端は前記第１背板の前端よりも後方に位置し、前記液体収容タンクは、前記第２縦板に隣接して配設され、前記液体収容タンクの少なくとも一部は前記第２背板の前端部よりも前方に位置し、前記液体収容タンクが、前記第２縦板側の側壁面の一部に、前記第２背板と接触することなく前記第２縦板の壁面と対向して近接する縦板近接部を有している。

係る構成の作業機械によれば、一対の縦板のそれぞれに背板が設けられていて、いずれの縦板も構造的に補強されている。従って、背板の長さが異なっていても、縦板の板厚を変えずに支持バランスを確保することができるので、重量増を招いて機能性を損なわずに済む。

また、液体収容タンク側の第２背板は第１背板よりも全長が短く形成されていて、液体収容タンクの少なくとも一部は第２背板の前端部よりも前方に位置している。そして、液体収容タンクは、その第２縦板側の側壁面の一部に、第２背板と接触することなく第２縦板の壁面と対向して近接する縦板近接部を有している。すなわち、縦板近接部が第２縦板の近傍に位置する分、液体収容タンクの容量を増加させることができる。

しかも、液体収容タンクが第２縦板側へ押し込まれる異常事態が発生しても、液体収容タンクは、縦板近接部を介して第２縦板によって面接触により受け止められるため、液漏れするような大きな損傷を効果的に防ぐことができ、安全性に優れる。

液体収容タンクと第２背板の前端部分とが、側方から見て重なる位置に配設されている場合には、前記液体収容タンクの前記第２縦板側の後隅部分に、間に空隙を介して前記第２背板の前端部の一部を受け入れる窪み部が設けられ、前記縦板近接部が、前記窪み部に連続して設けられているようにするのが好ましい。

そうすれば、縦板近接部に連続して設けられている窪み部によって、液体収容タンクが第２縦板側へ押し込まれる異常事態が発生しても、液体収容タンクが第２背板に突き当たるのを効果的に抑制できる。

特に、前記液体収容タンクの全体が前記第２背板の前端部よりも前方に位置し、前記液体収容タンクの前記第２縦板側の側壁面における前端から後端にわたる部分に、前記縦板近接部が設けられているようにするのが好ましい。

そうすれば、液体収容タンクの容量を更に増加させることができる。液体収容タンクをよりいっそう大きな面積でもって第２縦板に受け止めさせることができるので、液体収容タンクの安全性も更に向上させることができる。

前記液体収容タンクとしては、例えば燃料タンクを挙げることができる。燃料タンクは、多量に消費される燃料を貯留することから、容量増加の要求が高いうえに、液漏れを発生すると発火のおそれがあるため、安全性の要求も高いからである。

以上説明したように、本発明によれば、機能性を損なうことなく、オイルタンクや燃料タンクの設置スペースを効果的に確保することができ、しかも安全性に優れた作業機械を提供することができる。

本実施形態の油圧ショベルの概略側面図である。 旋回フレーム等の概略平面図である。 図２におけるI−I線から見た概略断面図である。 要部を示す概略斜視図である。 要部を示す概略図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のII−II線から見た断面図である。 第１変形例における旋回フレーム等の概略平面図である。 第２変形例における旋回フレーム等の概略平面図である。 第３変形例における旋回フレーム等の概略平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

図１に、本発明を適用した油圧ショベル（作業機械）の一例を示す。この油圧ショベルには、クローラ式の下部走行体１と、その上に設けられる上部旋回体２とが備えられている。上部旋回体２は、下部走行体１に旋回可能に支持された旋回フレーム３を有し、その上にアタッチメント４（作業装置）やキャブ５、機械室６、カウンターウエイト７などが配設されている。

図２に詳しく示すように、アタッチメント４（作業装置）は、旋回フレーム３の前側の幅方向略中央に起伏可能に設けられている。アタッチメント４の左側に隣接してキャブ５が設けられ、アタッチメント４の後方にはコントロールバルブ８が設けられている。機械室６は、旋回フレーム３の右側から後側に至る部分に設けられている。カウンターウエイト７は機械室６の後部を覆うように設けられている。機械室６の内部には、燃料タンク９（本実施形態における液体収容タンク）や作動油タンク１０、エンジン１１、油圧ポンプ１２、ラジエータ１３などが収容されている。燃料タンク９及び作動油タンク１０は、いずれも金属板で区画された略直方体状をした箱形の密閉容器であり、その内部に多量の燃料や作動油が貯留可能になっている。

旋回フレーム３には、底板部２１や縦板２２ａ，２２ｂ、背板２３ａ，２３ｂなどが設けられている。底板部２１は、上部旋回体２のベースとなる部分であり、図示はしないが、前後方向に延びる底板やこの底板の左右両側に張り出す一対のサイドデッキなどで構成されている。また、底板部２１の前部には支持機構が設けられている。この支持機構によって旋回フレーム３は下部走行体１に旋回可能に支持されており、その旋回中心に対して各縦板２２ａ，２２ｂ等は所定寸法だけ右側にオフセットした位置に配設されている。

縦板２２ａ，２２ｂは、左右一対で構成され、左側に位置する第１縦板２２ａと右側に位置する第２縦板２２ｂとからなる。これら一対の縦板２２ａ，２２ｂは、底板部２１の左右方向の略中間部分において、前後方向に平行に延びて左右対称状に立設されている。各縦板２２ａ，２２ｂは、図３にも示すように、底板部２１の前端部から後端部にわたって設けられ、側面から見て前側に頂が位置する略へ字形状に形成されている。各縦板２２ａ，２２ｂの頂のある前端部（頂部２７ともいう）の後側に続く各縦板２２ａ，２２ｂの前後方向の中間部分には、後側に向かうに従って次第に高さが小さくなる傾斜部２８が設けられている。各縦板２２ａ，２２ｂの頂部２７には、アタッチメント４の基部を回動自在に支持する軸孔２９が形成されている。各縦板２２ａ，２２ｂの後端部には、カウンターウエイト７を支持する支持ベース２６が一体に設けられている。

背板２３ａ，２３ｂは、左右一対で構成され、第１縦板２２ａの上端に設けられる第１背板２３ａと、第２縦板２２ｂの上端に設けられる第２背板２３ｂとからなる。各背板２３ａ，２３ｂは、各縦板２２ａ，２２ｂの強度及び剛性を補強するために設けられ、上面から見て前端部が窄まる長板状に形成されている。本実施形態では、第１背板２３ａよりも第２背板２３ｂの方が前後長が短く形成されている。各背板２３ａ，２３ｂは、横断面が略Ｔ字状になるように各縦板２２ａ，２２ｂに接合され、各縦板２２ａ，２２ｂの後端から前方に向かって延びている。詳しくは、第１背板２３ａは第１縦板２２ａの頂部２７の近傍まで延び、第２背板２３ｂは第２縦板２２ｂの傾斜部２８の途中まで延びていて、第２背板２３ｂの前端は第１背板２３ａの前端よりも後方に位置している。

ところで、この種の油圧ショベル等の作業機械では、燃料や作動油が大量に使用されるために、燃料等を貯留する燃料タンク９や作動油タンク１０の容量をできるだけ大きくしたいという要望がある。そこで、この油圧ショベルでは、旋回フレーム３や燃料タンク９の構造を工夫することにより、設置スペースを効果的に確保して、燃料タンク９の容量を増大できるようにしている。

図２や図３に示すように、本実施形態の燃料タンク９及び作動油タンク１０は、燃料タンク９が作動油タンク１０の前側に位置して互いに隣接した状態で、右側の第２縦板２２ｂの右外側に配設されている。詳しくは、側方から見て、燃料タンク９は、第２縦板２２ｂの頂部２７から傾斜部２８に至る部分に位置し、作動油タンク１０は、第２縦板２２ｂの傾斜部２８の部分に位置している。

第２縦板２２ｂにおける第２背板２３ｂが接合されている部分では、第２縦板２２ｂの右側に第２背板２３ｂの一部が突き出している。従って、燃料タンク９等を第２縦板２２ｂ側に寄せて、第２背板２３ｂに突き当たる寸前まで近づけた状態で配設すると、異常事態により機械室６の右側方に大きな外力が加わって、燃料タンク９等に左側へ押し込むような力が作用した場合、燃料タンク９等の側面に第２背板２３ｂが食い込んで燃料タンク９等を破損するおそれがある。

そのため、背板が燃料タンクの前端部近くまで延びている従来の油圧ショベルでは、本実施形態の作動油タンク１０のように、燃料タンク等は、背板から余裕をもって所定距離離れた位置に設置されるのが一般的である。ところが、そうした場合、設置スペースが狭くなるため、燃料タンク等の容量を増加する上では障害となる。

そこで、この油圧ショベルでは、まず、第２背板２３ｂを第１背板２３ａに対して短くし、側方から見て第２背板２３ｂと燃料タンク９とが重なる部分を小さくした。なお、この重なる部分は重ならない部分よりも小さくなるように設定するのが好ましい。このようにしても、高さが低くて強度等が小さい、第１縦板２２ａや第２縦板２２ｂの後側の部分は、いずれも背板２３によって構造的に補強されているので、第２縦板２２ｂの板厚の変更が必要になるほど強度等に大きな差を生じずに済む。オフセットされている各縦板２２ａ，２２ｂ等を最適な支持バランスに近づけることができる点でも有利である。

そうして、燃料タンク９の少なくとも一部を第２背板２３ｂの前端部よりも前方に位置させたうえで、燃料タンク９における第２縦板２２ｂ側の左側壁面３３の一部（縦板近接部３１）が、第２背板２３ｂと接触することなく第２縦板２２ｂの壁面と対向して近接するようにした。

すなわち、第２背板２３ｂが接合されていない、第２縦板２２ｂの右外側の壁面３２（第１縦板２２ａと対向していない面）と、燃料タンク９の左側壁面３３の下側の部分（縦板近接部３１）とが、僅かな隙間を隔てて平行に向かい合うように位置させている。縦板近接部３１は、第２背板２３ｂの右側に張り出した部分の側縁よりも第２縦板２２ｂ側に位置している。そうすることで、無駄なスペースが無くなって燃料タンク９の容量を大きくすることができる。また、異常事態により燃料タンク９に左側へ押し込むような力が作用しても、第２縦板２２ｂによって燃料タンク９の縦板近接部３１が受け止められるため、液漏れするような燃料タンク９の大きな損傷を効果的に防ぐことができる。

本実施形態の燃料タンク９は、図４や図５に詳しく示すように、第２縦板２２ｂ側の後隅部分に、間に空隙を介して第２背板２３ｂの前端部の一部を受け入れる窪み部３５が設けられている。窪み部３５は、燃料タンク９の後方の左隅部を欠くように凹み形成され、左側壁面３３から一段下がった内側面３５ａを有している。そして、この窪み部３５の前側に縦板近接部３１が連続して設けられている。詳しくは、上下方向から見たとき、縦板近接部３１と第２縦板２２ｂとの間の最短距離ｔ１よりも、窪み部３５の内側面３５ａと第２背板２３ｂとの間の最短距離ｔ２の方が大きくなるように設定されている。

なお、窪み部３５は、第２背板２３ｂとその下側だけを避けるように、燃料タンク９の後方の左隅部における下側部分だけ凹ましてあってもよいし、第２背板２３ｂだけを避けるように、燃料タンク９の後方の左隅部における中間部分だけ凹ましてあってもよい。このようにすることで、燃料タンク９に左側に押し込むような力が作用しても、第２背板２３ｂと燃料タンク９とが接触する前に、第２縦板２２ｂによって燃料タンク９が面接触により受け止められるので、燃料タンク９の破損を効果的に抑制できる。第２背板２３ｂの一部が燃料タンク９の側方に位置していても、安全性を向上させながら燃料タンク９の容量を増加させることができる。

（第１変形例）
図６に、第１変形例を示す。本変形例では燃料タンク９に窪み部３５が設けられていない点で先の実施形態と異なっている。すなわち、本変形例の油圧ショベルでは、第２背板２３ｂが更に短く形成されていて、燃料タンク９の全体が第２背板２３ｂの前端部よりも前方に位置している。そして、燃料タンク９の左側壁面３３が、第２縦板２２ｂにおける第２背板２３ｂが接合されていない部分の右外側の壁面３２と対向して近接しており、燃料タンク９の左側壁面３３の下側における前端から後端にわたる部分に、縦板近接部３１が設けられている。なお、先の実施形態と同様の構成の部材等については、後述する各変形例を含め、同じ符号を付すことによりその説明は省略する。

この場合であれば、窪み部３５が無い分だけ、燃料タンク９の容量を更に増加させることができる。燃料タンク９がより大きな面積でもって第２縦板２２ｂに受け止められるので、安全性も更に優れたものにできる。

（第２変形例）
図７に、第２変形例を示す。本変形例の油圧ショベルでは、第１変形例よりも更に、第２背板２３ｂが短く形成されている。具体的には、側方から見て、第２背板２３ｂの前端部が作動油タンク１０の後側の部分にのみ重なるように位置している。そして、先の実施形態の燃料タンク９と同様に作動油タンク１０に窪み部３５を形成し、第２背板２３ｂとの接触を避けながら、作動油タンク１０の左側壁面における窪み部３５の前側に連続する部分に縦板近接部３１を設けている。

このように構成することで、燃料タンク９だけでなく作動油タンク１０についても安全性を確保しながら容量の増加を図ることができる。

（第３変形例）
図８に、第３変形例を示す。本変形例の油圧ショベルでは、第２変形例よりも更に、第２背板２３ｂが短く形成されている。具体的には、側方から見て、第２背板２３ｂの前端部は作動油タンク１０の後端部よりも更に後方に位置し、第２背板２３ｂは、重量物のエンジン１１が配設されていて特に大きな荷重が加わる、第２縦板２２ｂの後端部分にのみ形成されている。

すなわち、この場合によれば、燃料タンク９及び作動油タンク１０のいずれもについても、窪み部３５を設ける必要が無くなるため、両タンク９，１０の容量を最大限に増加させることができ、両タンクを最大限の面積でもって第２縦板２２ｂに受け止めさせることができるので、安全性も更に優れたものにすることができる。

なお、本発明にかかる作業機械は、前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、燃料タンク９と作動油タンク１０は逆に配置されていてもよいし、いずれか一方は他の場所に配置されていてもよい。液体収容タンクは燃料タンク９や作動油タンク１０に限らず、これら以外のタンクであってもよい。第２縦板２２ｂと燃料タンク９等との間に機械室６の側壁が介在していてもよい。旋回フレーム３の上の左右の配置は逆であってもよい。

１ 下部走行体
２ 上部旋回体
３ 旋回フレーム
４ アタッチメント（作業装置）
７ カウンターウエイト
９ 燃料タンク
１０ 作動油タンク
２１ 底板部
２２ａ 第１縦板
２２ｂ 第２縦板
２３ａ 第１背板
２３ｂ 第２背板
３１ 縦板近接部
３５ 窪み部

Claims (4)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体の上に設けられる上部旋回体と、
   を備え、
   前記上部旋回体は、
   前記下部走行体に旋回可能に支持される旋回フレームと、
   前記旋回フレームの上に配設される液体収容タンクと、
   を有し、
   前記旋回フレームは、
   底板部と、
   前後方向に平行に延びて前記底板部の上に左右対称状に立設される、第１縦板及び第２縦板からなる一対の縦板と、
   前記第１縦板の上端に設けられる第１背板と、前記第２縦板の上端に設けられる第２背板とからなる一対の背板と、
   を有し、
   前記第１背板及び前記第２背板は、各々前記第１縦板及び前記第２縦板の後端部から前方に延び、
   前記第２背板の前端は前記第１背板の前端よりも後方に位置し、
   前記液体収容タンクは、前記第２縦板に隣接して配設され、
   前記液体収容タンクの少なくとも一部は前記第２背板の前端部よりも前方に位置し、
   前記液体収容タンクが、前記第２縦板側の側壁面の一部に、前記第２背板と接触することなく前記第２縦板の壁面と対向して近接する縦板近接部を有している作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記液体収容タンクの前記第２縦板側の後隅部分に、間に空隙を介して前記第２背板の前端部の一部を受け入れる窪み部が設けられ、
   前記縦板近接部が、前記窪み部に連続して設けられている作業機械。
3. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記液体収容タンクの全体が前記第２背板の前端部よりも前方に位置し、
   前記液体収容タンクの前記第２縦板側の側壁面における前端から後端にわたる部分に、前記縦板近接部が設けられている作業機械。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の作業機械において、
   前記液体収容タンクが燃料タンクである作業機械。

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