JP2012062634A

JP2012062634A - 建設機械における機器類の脱着構造及び同脱着方法

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Publication number: JP2012062634A
Application number: JP2010205689A
Authority: JP
Inventors: Eiji Maeba; 栄二前場; Shuhei Kaiso; 修平貝磯
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: EP2428618B1; JP5077411B2; US8382198B2; EP2428618A1; US20120061995A1; CN102444154A

Abstract

【課題】機器類設置空間を形成する複数本の支柱のうち少なくとも一つの支柱が機器類の出し入れの障害となる状況において、障害支柱を、支柱本来の機能を果たすのに最も適した位置に、強度的に最も有利な構成のまま配置しながら、機器類の出し入れを可能とする。
【解決手段】障害支柱１６をアッパーフレーム底板９及びフロアプレート１０に対して着脱可能に取付ける。障害支柱１６にはスペーサ３５を設け、持ち上げボルト３９で上部荷重を支持した状態でスペーサ３５を取外して支柱高さ寸法を縮小し、かつ、他の支柱で荷重を支持した状態で障害支柱１６を取外し、この状態で機器類としての燃料タンク１１をアッパーフレーム底板９とフロアプレート１０の間から取外す。
【選択図】図７

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械において、たとえば上部旋回体のアッパーフレーム底板とフロアプレートの間に形成された機器類設置空間に対して燃料タンクを脱着する機器類の脱着構造及び脱着方法に関するものである。

油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

図１０は小型の油圧ショベルを示している。

この油圧ショベルは、クローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が地面に対して鉛直な軸のまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に、ブーム３、図示しないアーム、バケット及びこれらを駆動するブーム、アーム、バケット各シリンダ(ブームシリンダ４のみを示す)から成る作業アタッチメントＡが装着されて構成される。

上部旋回体２はアッパーフレーム５を有し、このアッパーフレーム５にエンジン等の機器類、これらを覆うガードパネル６、及び運転席７を備えたキャビン８等を取付けて構成される。

アッパーフレーム５は底板９を有し、キャビン８の設置位置(左前部)において複数本の支柱によってアッパーフレーム底板９とフロアプレート１０との間に形成された機器類設置空間Ｓに機器類が設置される。

ここでは、機器類設置空間Ｓに合成樹脂製の燃料タンク１１が設置されるとともに、前後それぞれ左右一対、計四本の支柱(図では左側前後の支柱１２，１３のみを示す)が設けられた場合で説明する。

各支柱は、下端がアッパーフレーム底板９に、上端がフロアプレート１０にそれぞれ固着される。

なお、この明細書において「前後」「左右」はキャビン８内の運転席７に着座したオペレータから見た方向性をいう。

燃料タンク１１は、内部洗浄等のために機器類設置空間Ｓに対して水平(左右)方向に出し入れ可能に設置され、機器類設置空間Ｓの左側開口がその出し入れ口となる。

特開２００８−２４０６７６号公報

上記出し入れ口側に位置する左側前後の支柱１２，１３のうち、フロアプレート１０の左後部を支持する左後支柱１３は、本来、タンク出し入れ経路に位置するため、燃料タンク１１の出し入れの妨げとなる。

そこで従来、この左後支柱１３については、図示のようにタンク出し入れの妨げとならないように燃料タンク１１よりも後方にずらして取付ける一方、フロアプレート１０を支持する上端部を、支持に適した位置まで前向きにオーバーハングさせた逆Ｌ字形に形成している。

このように、左後支柱１３が位置的な制約を受けるととともに、その上端部をオーバーハングさせなければならないことで強度的に不利となっていた。

本発明は上記の点に鑑み、下側部材(上記例ではアッパーフレーム底板)と上側部材(同、フロアプレート)との間に形成された機器類設置空間に、外部から出し入れする必要のある機器類を設置し、機器類設置空間を形成する複数本の支柱のうち少なくとも一つの支柱が機器類の出し入れの障害となる状況において、上記障害支柱を、支柱本来の機能を果たすのに最も適した位置に、強度的に最も有利な構成のまま配置しながら、機器類を出し入れすることができる建設機械における機器類の脱着構造及び同脱着方法を提供するものである。

請求項１の発明(脱着構造)は、荷重支持部材である下側部材の上に上側部材が、互いの間に機器類設置空間が形成される状態で複数本の支柱に支えられて取付けられるとともに、機器類が上記機器類設置空間に、同空間の一側方に形成された出し入れ口を介して外部から水平方向に出し入れされるように構成された建設機械における機器類の脱着構造であって、上記支柱のうち上記機器類の出し入れ経路にあって出し入れの障害となる状態で配置される障害支柱を、上記出し入れ口からの機器類の出し入れが可能となるように上記下側及び上側両部材に対して着脱可能に取付けたものである。

請求項２の発明(脱着方法)は、荷重支持部材である下側部材の上に上側部材が、互いの間に機器類設置空間が形成される状態で複数本の支柱に支えられて取付けられるとともに、機器類が上記機器類設置空間に、同空間の一側方に形成された出し入れ口を介して外部から水平方向に出し入れされるように構成された建設機械における機器類の脱着方法であって、上記支柱のうち上記機器類の出し入れ経路にあって出し入れの障害となる状態で配置される障害支柱を、上記下側及び上側両部材に対して着脱可能に取付け、この障害支柱を両部材間から取外し、他の支柱によって上記上側部材を含む上部荷重を支持した状態で機器類を出し入れするものである。

請求項３の発明は、請求項２の方法において、上記障害支柱を、高さ寸法が上記下側及び上側両部材間の間隔と同じとなって荷重を支持する伸長状態と、上記間隔よりも小さくなる縮小状態とに伸縮可能に構成し、上記縮小状態で両部材間から取り出し、機器類出し入れ後に再挿入するものである。

請求項４の発明は、請求項３の方法において、上記障害支柱に、同支柱が上記伸長状態となるようにその高さ寸法を増量させるスペーサと、ねじ推力により上記スペーサよりも上方部分を上げ下げするねじ手段とを設け、このねじ手段により、スペーサ脱着用隙間を形成して上記スペーサを脱着するとともに、スペーサを取外すことによって上記障害支柱を上記縮小状態として支柱脱着用隙間を形成し、この支柱脱着用隙間によって障害支柱を脱着するものである。

請求項５の発明は、請求項２〜４のいずれか１項の方法において、機器類としての燃料タンクにおける上記出し入れ口側の側面部に凹溝を上下方向に設け、上記障害支柱を上記凹溝に嵌まり込んだ状態で上記下側及び上側両部材に取付けるものである。

本発明の脱着構造及び方法によると、機器類の出し入れの障害となる障害支柱を下側及び上側両部材に対して着脱可能に取付け、この障害支柱を両部材間から取外して(請求項２〜５の方法では他の支柱によって上部荷重を支持した状態で)機器類を出し入れするため、障害支柱が機器類脱着の妨げとならない。

すなわち、障害支柱を、支柱本来の機能を果たすのに最も適した位置に、強度的に最も有利な構成のまま配置しながら機器類を脱着することが可能となる。

ここで、請求項３，４の発明によると、障害支柱を伸縮可能に構成し、縮小状態で両部材間から取り出し、機器類出し入れ後に再挿入するため、障害支柱を伸縮操作によって簡単に、かつ、同支柱とまわりの構造物にダメージを与えないで安全に脱着することができる。

とくに請求項４の発明によると、支柱高さ寸法を増量させるスペーサと、ねじ手段とを設け、このねじ手段によりスペーサ脱着用及び支柱脱着用の隙間を形成し、スペーサを取外した縮小状態で障害支柱を取外し、これと逆の手順、操作によって取付ける構成としたから、支柱脱着のための構造が簡単でコストが安くてすむ。

請求項５の発明によると、機器類として燃料タンクを設置する場合に、障害支柱が着脱可能であることを利用して、同タンクにおける出し入れ口側の側面部に凹溝を上下方向に設け、障害支柱をこの凹溝に嵌まり込んだ状態で下側及び上側両部材間に取付けるため、タンク側面を外向き(出し入れ口側)に最大限拡張してタンク容量を増やすことができる。また、凹溝部分がリブとして補強効果を発揮し、タンク側面部の強度を高めることができる。

本発明の第１実施形態を示すアッパーフレームの概略平面図である。同側面図である。同斜視図である。図３の丸囲い部分の拡大図である。着脱支柱としての左後支柱をさらに拡大して示す分解斜視図である。同支柱の取付状態の一部断面側面図である。 (イ)〜(チ)は支柱取外しの手順を説明するための図である。本発明の第２実施形態を示す図４相当図である。 (ａ)は第２実施形態での支柱取付状態、(ｂ)は同、支柱取外し過程をそれぞれ示す側面図である。本発明の適用対象となる小型油圧ショベルの一部切り欠き側面図である。

実施形態では、背景技術の説明に合わせて小型油圧ショベルを例にとり、下側部材としてのアッパーフレーム５の底板９上に、上側部材としてのフロアプレート１０を、前後それぞれ左右一対、計四本の支柱１４，１５，１６，１７(右側支柱１５，１７は図１，３に示す)によって支持し、両者間に形成される機器類設置空間Ｓ(図２，６のみに符号を付している)に機器類としての合成樹脂製の燃料タンク１１を設置する場合を例にとっている。

実施形態において、
(ｉ) アッパーフレーム５にエンジン等の機器類及びこれらを覆うガードパネル、運転席付きのキャビン(いずれも図示しない)を取付けて上部旋回体を構成する点、
(ｉｉ) アッパーフレーム底板９の左前部に支柱１４〜１７が取付けられる点、
(ｉｉｉ) 燃料タンク１１は、機器類設置空間Ｓの左側開口を出し入れ口として外部から水平(左右)方向に出し入れ可能に設置される点、
は、図１０に示す従来技術と同じである。

なお、図１〜図４に示すように、アッパーフレーム底板９には、前端部にアタッチメント取付ブラケット１８が設けられるとともに、左右方向の中間左右両側に前後方向に延びる縦板１９，２０、前後方向の中間部に縦板１９，２０と交差して左右方向に延びる仕切り壁２１がそれぞれ底板９から垂直に立ち上がる状態で設けられ、仕切り壁２１で仕切られたアッパーフレーム後部にエンジンとその関連機器類が設置される。

第１実施形態(図１〜図７参照)
燃料タンク１１は、左側縦板１９と仕切り壁２１で区画されたアッパーフレーム左側の前部に大部分が収容され、後端部のみが仕切り壁２１の後方に位置する状態で機器類設置空間Ｓに設置される。

なお、燃料タンク１１はタンク固定部材によって空間Ｓ内に固定され、かつ、タンク後端部の上面に先端に給油口を供えた給油管が取付けられるが、本発明とは直接関係ないためこれらの図示を省略している。

燃料タンク１１の出し入れ口側に設置される左側前後の支柱１４，１６のうち、フロアプレート１０の左後部を支持する左後支柱１６は、本来、タンク出し入れ経路に位置するため、燃料タンク１１の出し入れの妨げとなる。

そこで、この左後支柱１６が障害支柱として着脱可能に取付けられ、同支柱取外し状態で燃料タンク１１が出し入れされる。以下に詳述する。

左後支柱１６は、図４〜図６に詳しく示すように円柱状の支柱本体２２と、同本体２２の下端に水平に取付けられた前後方向に長い長方形板状のベース２３と、同本体２２の上端に水平に取付けられた左右方向に長い長方形板状のフロアプレート受け部２４とから成り、ベース２３が、アッパーフレーム底板９に、フロアプレート受け部２４がフロアプレート１０にそれぞれ着脱自在に取付けられる。

具体的には、ベース取付手段として、ベース２３における支柱本体２２を挟んだ前後両側にボルト通し穴２６，２７が設けられるとともに、アッパーフレーム底板９及び同底板上面に固着された座板２５に跨ってねじ穴２８，２９が設けられ、下側取付ボルト３０，３１がボルト通し穴２６，２７を通してねじ穴２８，２９にねじ込まれることによってベース２３がアッパーフレーム底板９に取付けられる。

一方、フロアプレート受け部取付手段として、フロアプレート受け部２４にねじ穴３２が設けられ、上側取付ボルト３３(図４〜図７参照)がフロアプレート１０ごしにこのねじ穴３２に上からねじ込まれることによってフロアプレート受け部２４がフロアプレート１０に取付けられる。

また、座板２５の中心部に、持ち上げ用ねじ穴３４(図５，６参照)が座板２５及びアッパーフレーム底板９を貫通して設けられ、このねじ穴３４に持ち上げボルト(後述)が底板下方からねじ込まれてねじ手段が構成される。

ここで、ベース２３と座板２５との間に、高さ調整用のシムを兼ねるスペーサ３５が挿入されている。

このスペーサ３５は、前後両側に下側取付ボルト３０，３１に対する逃げ溝３６，３６、中央部に持ち上げボルトに対する逃げ溝３７がそれぞれ左右方向にかつ右開きの切り欠きとして設けられ、この逃げ溝３６，３６，３７により、スペーサ３５を無負荷状態で左側に水平に取外し、また再挿入し得るように構成されている。

左後支柱１６は、このスペーサ３５を含めた全高寸法Ｈ(図６参照)が、アッパーフレーム底板９(座板２５)とフロアプレート１０との間隔と同じとなるように設定され、スペーサ３５を取外した状態での高さ寸法が上記間隔よりも小さくなる。

すなわち、左後支柱１６はスペーサ３５の着脱によって伸縮するように構成され、縮小状態で、かつ、上部荷重が解かれた状態でアッパーフレーム底板９とフロアプレート１０との間に対して水平方向に出し入れ可能となる。

また、燃料タンク１１の左側面部における左後支柱１６に対面する部分に、同支柱１６に対する逃げ用の凹溝３８(図１〜図４参照)が上下方向に設けられている。

これにより、左後支柱１６が着脱可能であることを利用して、燃料タンク１１の側面を外向き(出し入れ口側)に最大限拡張し、そのタンク容量を増やすことができる。また、凹溝３８部分がリブとして補強効果を発揮し、タンク側面部の強度を高めることができる。

左後支柱１６の脱着を含めた燃料タンク１１の脱着手順と操作を図７によって説明する。

なお、図の複雑化を避けるために図７中には最小限の符号のみを付し、必要に応じて他の図を援用するものとする。

(イ)は燃料タンク１１を設置し、かつ、左後支柱１６を取付けた状態を示す。

この状態で、左後支柱１６がタンク出し入れ経路に位置し、上部荷重が同支柱１６及び他の支柱１４，１５，１７を介してアッパーフレーム底板９に支持される。

この状態から、(ロ)に示すように上側取付ボルト３３及び下側取付ボルト３０，３１を取外す。この状態では、まだ同支柱１６に上部荷重が作用している。

次いで、(ハ)に示すように持ち上げボルト３９(取外した取付ボルト３０，３１，３３のうちのいずれか一つを流用してもよいし、専用ボルトを用いてもよい)を底板下方からねじ込み、その先端をベース２３の下面に当接させた状態でさらにねじ込むことにより、スペーサ３５を残して支柱１６をフロアプレート１０ごと持ち上げて(ニ)の状態とする。(ニ)中、Ｌはこのときの持ち上げ代である。

なお、このねじ込み操作を容易にするために、ハンドル付きの持ち上げボルトを用いてもよい。

これにより、ベース２３とスペーサ３５との間にスペーサ脱着用の隙間ｃ１が形成されるとともに、上部荷重がスペーサ３５に代わって持ち上げボルト３９によって支持される。すなわち、スペーサ３５がフリーとなる。

そこで、(ホ)に示すようにスペーサ３５を左側に水平に取り出した後、(ヘ)(ト)に示すように持ち上げボルト３９をゆるめて取外す。

こうすれば、左後支柱１６及びフロアプレート１０がともに降下し、フロアプレート１０を含む上部荷重が他の三本の支柱１４，１５，１７で支持された段階から支柱１６のみが引き続き降下する。

これにより、左後支柱１６が縮小状態で、かつ、上部荷重が解かれた状態となって、同支柱上端とフロアプレート１０との間にスペーサ３５の厚み相当の隙間ｃ２が形成されるため、(チ)のように同支柱１６を出し入れ口側(左側)に取外すことができる。

こうすれば、出し入れ口が全開するため、燃料タンク１１を左側方に取り出し、洗浄等のメンテナンスを行うことができる。

また、メンテナンス後、燃料タンク１１を再設置した上で、上記と逆の手順、操作によって左後支柱１６を元通りに取付けることができる。

上記のようにこの燃料タンク脱着方法によると、タンク脱着の妨げとなる障害支柱としての左後支柱１６をアッパーフレーム底板９及びフロアプレート１０の両部材に対して着脱可能に取付け、この左後支柱１６を両部材間から取外し、他の支柱１４，１５，１７によって上部荷重を支持した状態で燃料タンク１１を出し入れするため、左後支柱１６が機器類脱着の妨げとならない。

すなわち、左後支柱１６を、位置的な制約を受けずに支柱本来の機能を果たすのに最も適した位置に、強度的に最も有利な構成のまま配置しながら燃料タンク１１を脱着することが可能となる。

この場合、支柱高さ寸法を増量させるスペーサ３５と、ねじ手段(ねじ穴３４及び持ち上げボルト３９)とを設け、このねじ手段によりスペーサ脱着用及び支柱脱着用の隙間ｃ１，ｃ２を形成し、スペーサ３５を取外した縮小状態で左後支柱１６を取外し、これと逆の手順、操作によって取付ける構成としたから、支柱脱着のための構造としてスペーサ３５とねじ手段を付加するだけの簡単なものですむ。

しかも、スペーサ３５は高さ調整用のシムを兼用し、持ち上げボルト３９は取付ボルトを流用することができるため、部品点数の増加を抑え、コストを安くすることができる。

また、スペーサ３５に持ち上げボルト３９に対する逃げ溝３７を設けたから、持ち上げボルト３９がねじ込まれた状態のままスペーサ３５を着脱することができる。

このため、たとえばスペーサ３５を、持ち上げボルト３９を避けて分割した場合と比較してスペーサ３５の着脱が簡単となる。

第２実施形態(図８，９参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。

第２実施形態においては、左後支柱１６のフロアプレート受け部２４とフロアプレート１０との間にスペーサ４０が挿入され、このスペーサ４０を脱着して左後支柱１６を脱着する構成がとられている。

フロアプレート受け部２４は、同支柱本体２２から右側及び前側に突出する四角板状に形成され、右側突出部分に上側取付ボルト３３用のねじ穴３２、前側突出部分に持ち上げボルト３９用のねじ穴４１がそれぞれ設けられている。

なお、スペーサ４０は、図例では上側取付ボルト３３に対する逃げ溝のみを有する馬蹄形に形成されているが、上側取付ボルト３３に対する逃げ溝をも有する形状としてもよい。

図９(ａ)は左後支柱１６を取付けた状態を示し、燃料タンク（図示省略）の脱着に際して同支柱１６を取外すときは、下側及び上側の取付ボルト３０，３１，３３を取外した上で、(ｂ)に示すように持ち上げボルト３９を持ち上げボルト用ねじ穴４１に下方からねじ込んでフロアプレート１０を持ち上げる(Ｌは持ち上げ代である)。

この状態でスペーサ４０を抜き取り、持ち上げボルト３９を緩めて上部荷重を他の支柱１４，1５，１７で支持することによってスペーサ４０の厚み相当分の隙間（図７中のｃ２）を作り、左後支柱１６を取外した上で燃料タンクを脱着する。

同支柱１６の再取付けはこれと逆の手順、操作で行う。

この第２実施形態によっても、基本的に第１実施形態と同じ効果を得ることができる。

他の実施形態
(１) 上記実施形態ではスペーサ３５の着脱によって左後支柱１６を伸縮させる構成をとったが、他の構成として、上下の分割支柱をねじ継手により連結して左後支柱１６を構成し、両分割支柱を相対回転させることによって伸縮させる構成をとってもよい。

この場合、上部荷重がかかった状態で上下の分割支柱を相対回転させる必要があるため、第１実施形態よりは操作が面倒となるが、手順は少なくてすむ。

(２) 上記実施形態では、アッパーフレーム底板９とフロアプレート１０との間に燃料タンク１１を設置する場合を例にとったが、バッテリその他の機器類を設置する場合も上記同様に実施することができる。

(３) 本発明は、アッパーフレーム底板９とフロアプレート１０との間に限らず、下側部材の上に上側部材が複数本の支柱で支えられて設けられるとともに、少なくとも一つの支柱が出し入れの障害となる状態で両者間に機器類が設置される状況下で広く適用することができる。

さらに、本発明は油圧ショベル以外の建設機械にも適用することができる。

９下側部材としてのアッパーフレーム底板
１０上側部材としてのフロアプレート
Ｓ機器類設置空間
１１機器類としての燃料タンク
１４左前支柱
１５右前支柱
１６障害支柱としての左後支柱
１７右後支柱
２２左後支柱の支柱本体
２３同ベース
２４同フロアプレート受け部
２５アッパーフレーム底板の座板
３０，３１ベース取付用の下側取付ボルト
３３フロアプレート取付用の上側取付ボルト
３４ねじ手段を構成するねじ穴
３５スペーサ
３７持ち上げボルトに対する逃げ溝
３８燃料タンクの支柱に対する逃げ用の凹溝
３９ねじ手段を構成する持ち上げボルト
４０スペーサ
４１ねじ手段を構成するねじ穴
Ｈ支柱全高寸法
ｃ１スペーサを脱着するための隙間
ｃ２支柱を脱着するための隙間

Claims

荷重支持部材である下側部材の上に上側部材が、互いの間に機器類設置空間が形成される状態で複数本の支柱に支えられて取付けられるとともに、機器類が上記機器類設置空間に、同空間の一側方に形成された出し入れ口を介して外部から水平方向に出し入れされるように構成された建設機械における機器類の脱着構造であって、上記支柱のうち上記機器類の出し入れ経路にあって出し入れの障害となる状態で配置される障害支柱を、上記出し入れ口からの機器類の出し入れが可能となるように上記下側及び上側両部材に対して着脱可能に取付けたことを特徴とする建設機械における機器類の脱着構造。
荷重支持部材である下側部材の上に上側部材が、互いの間に機器類設置空間が形成される状態で複数本の支柱に支えられて取付けられるとともに、機器類が上記機器類設置空間に、同空間の一側方に形成された出し入れ口を介して外部から水平方向に出し入れされるように構成された建設機械における機器類の脱着方法であって、上記支柱のうち上記機器類の出し入れ経路にあって出し入れの障害となる状態で配置される障害支柱を、上記下側及び上側両部材に対して着脱可能に取付け、この障害支柱を両部材間から取外し、他の支柱によって上記上側部材を含む上部荷重を支持した状態で機器類を出し入れすることを特徴とする建設機械における機器類の脱着方法。
上記障害支柱を、高さ寸法が上記下側及び上側両部材間の間隔と同じとなって荷重を支持する伸長状態と、上記間隔よりも小さくなる縮小状態とに伸縮可能に構成し、上記縮小状態で両部材間から取り出し、機器類出し入れ後に再挿入することを特徴とする請求項２記載の建設機械における機器類の脱着方法。
上記障害支柱に、同支柱が上記伸長状態となるようにその高さ寸法を増量させるスペーサと、ねじ推力により上記スペーサよりも上方部分を上げ下げするねじ手段とを設け、このねじ手段により、スペーサ脱着用隙間を形成して上記スペーサを脱着するとともに、スペーサを取外すことによって上記障害支柱を上記縮小状態として支柱脱着用隙間を形成し、この支柱脱着用隙間によって障害支柱を脱着することを特徴とする請求項３記載の建設機械における機器類の脱着方法。
機器類としての燃料タンクにおける上記出し入れ口側の側面部に凹溝を上下方向に設け、上記障害支柱を上記凹溝に嵌まり込んだ状態で上記下側及び上側両部材に取付けることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の建設機械における機器類の脱着方法。