JP2013002169A - 油圧ショベル - Google Patents

Abstract

【課題】油圧ショベルにおいて、キャブマウントの交換時に、作業を容易にするハーネスの配線構造を提供する。
【解決手段】油圧ショベル１は、下部走行体２と、上部旋回体３と、ハーネス５０と、ブラケット５２と、を備えている。上部旋回体３は、キャブ５、及び複数の電装品を有する。ハーネス５０は、キャブ５内部から引き出され、電装品に接続されている。ブラケット５２は、キャブ５に固定され、ハーネス５０をキャブ側面５ｂに沿って支持する。また、ハーネス５０は、キャブ５の底面から下方に引き出された第１部分と、第１部分からキャブ５の底面に沿って前方にかつキャブ５の側面より外方に延び第２部分と、第２部分からキャブ５の側面に沿って上方に延び第３部分と、第３部分からキャブ５の側面に沿って車両後方に延びる第４部分と、を有し、ブラケット５２の周囲に支持されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、油圧ショベル、特に、油圧ショベルに設けられたハーネスの配線構造に関する。

油圧ショベルは、下部走行体と、下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、を備えている。上部旋回体には、エンジンや油圧モータが設けられるとともに、運転席や操作レバー等が内部に配置されたキャブが搭載されている。さらに、上部旋回体には、ブーム、アーム、バケット等からなる作業機が設けられている。

また、上部旋回体には、センサ、ライト等の各種の電装品が配置されている。これらの電装品は、キャブ内の操作パネル等にハーネスにより接続されており、このハーネスを配線するための種々の構造が従来から提案されている。

例えば、特許文献１に示された配線構造では、燃料タンクの前面部に溝部が形成されており、この溝部に、バッテリや電装品アッセンブリから延びるケーブルやハーネスが配線されている。

また特許文献２には、操作レバー装置と制御弁とを接続する信号ライン群を、運転席支持台の内部に導入した後、運転席の床に形成された縦向き開口を通して制御弁側に引き出す構造が示されている。

特開２００７−７７７００号公報 特開２００５−１３３４９５号公報

油圧ショベルのキャブは、キャブマウントを介して旋回フレームに支持されている。このキャブマウントが消耗した場合、交換する必要がある。キャブマウントの交換作業においては、キャブが所定の高さまで持ち上げられ、この状態でキャブマウントが取り替えられる。

このようなキャブマウントの交換時には、キャブが持ち上げられるので、キャブあるいはキャブ内部の機器や装置類と旋回フレームとを接続するホースやハーネス等を予め取り外しておく必要がある。また、キャブマウントの交換後には、先に取り外されたホースやハーネス等を、各機器等に接続する必要がある。このような作業は煩雑であるので、ホースやハーネス等の部材の取り外し及び取り付け作業を極力少なくできるようにすることが望ましい。

また、近年、油圧ショベルにおいてもハイブリッド化が進められている。ハイブリッド油圧ショベルでは、エンジンや油圧モータに加えて、発電機モータや、インバータ及びキャパシタ等が設けられている。そして、これらの機器を電気的に接続するためにパワーケーブルが配線されている。したがって、ハーネスの配線に際しては、パワーケーブルとの干渉を避ける必要があるが、パワーケーブルとの干渉を無理に避けようとすると、ハーネスに折れ曲がり（キンク）が生じる場合がある。さらに、パワーケーブルには比較的高電圧の電気が流されるために、パワーケーブルとハーネスとを接近させると、ハーネスを通じて通信される信号にノイズがのりやすい。

本発明の課題は、油圧ショベルにおいて、キャブマウントの交換時に、作業を容易にすることができるハーネスの配線構造を提供することにある。

第１発明に係る油圧ショベルは、下部走行体と、上部旋回体と、ハーネスと、ブラケットと、を備えている。上部旋回体は、センタフレームと、センタフレームからそれぞれ車両幅方向の両外方に張り出して設けられた左右のデッキと、を有する旋回フレームを含み、下部走行体に旋回自在に支持されるとともに、駆動源、作業機、左右のデッキの一方に搭載されたキャブ、及び複数の電装品を有する。ハーネスは、キャブ内部から引き出され、キャブとセンタフレームとの間に配置され、電装品に接続されている。ブラケットは、キャブに固定され、ハーネスをキャブ側面に沿って支持する。そして、ハーネスは、キャブの底面から下方に引き出された第１部分と、第１部分からキャブの底面に沿って前方にかつキャブの側面より外方に延びる第２部分と、第２部分からキャブの側面に沿って上方に延びる第３部分と、第３部分からキャブの側面に沿って車両後方に延びる第４部分と、を有し、ブラケットの周囲に支持されている。

ここでは、キャブから引き出されたハーネスは、キャブに固定されたブラケットによってキャブ側面に沿って支持されている。このため、キャブマウントの交換時にキャブを持ち上げると、ハーネスはブラケットに支持された状態でキャブとともに持ち上げられる。このため、キャブマウントの交換時にハーネスのキャブ側の接続端を取り外す必要がなく、作業が容易になる。

また、例えばハーネスがキャブの底面に沿って支持されている場合、キャブを旋回フレームに搭載する組み立て作業において、キャブをクレーン等で持ち上げた状態で、すなわちキャブを旋回フレームから浮かせた状態で、その下方で作業者がハーネスの取り付け作業を行う必要がある。

そこで、この第１発明では、ハーネスはキャブとセンタフレームとの間に配置されている。このため、まずブラケットを介してキャブにハーネスの一部を取り付けておき、その後、キャブを旋回フレームに搭載した後に、ハーネスを旋回フレーム等に取り付けることができ、組み立て作業が容易になる。

さらに、この第１発明では、キャブの底面から下方に引き出されたハーネスは、一旦前方に引き出された後、キャブの側面に引き出され、その後キャブの側面に沿って後方に引き出されている。この構造では、ハーネスを無理なく配線することができ、ハーネスがキンクするのを避けることができる。

第２発明に係る油圧ショベルは、第１発明の油圧ショベルにおいて、ブラケットは、キャブの底面に装着される装着部と、ハーネスの第３部分及び第４部分を支持する複数の支持部と、を有している。そして、ハーネスの第４部分は、ブラケットの支持部に支持された部分よりさらに後方側において、センタフレームに支持されている。

第３発明に係る油圧ショベルは、第２発明の油圧ショベルにおいて、左右のデッキの一方側の車両後部に配置された発電機モータと、左右のデッキの他方側の車両前部に配置されたインバータと、発電機モータとインバータとの間に設けられたパワーケーブルと、をさらに備えている。また、センタフレームは車両幅方向の両端に車両前後方向に延びる左右の縦プレートを有し、左右の縦プレートは車両前部側において車両幅方向に貫通する開口を有している。そして、パワーケーブルは、左右の縦プレートの開口を通過し、ハーネスの第１〜第３部分と発電機モータが配置された側の縦プレートとの間を通過し、縦プレートに沿って発電機モータ側に延びている。

第３発明は、ハイブリッド油圧ショベルに関するものであり、発電機モータとインバータとが、車両の対角線上に配置されている。このため、これらを結ぶパワーケーブルは、センタフレームを車両幅方向に貫通する必要があり、センタフレームとキャブとの間に配線されているハーネスと干渉するおそれがある。

しかし、この第３発明では、ハーネスは、一旦前方に引き出された後、キャブの側面に引き出されているために、センタフレームの開口を通過したパワーケーブルと干渉しにくくなっている。

第４発明に係る油圧ショベルは、第２発明の油圧ショベルにおいて、左右のデッキの一方側の車両後部に配置された発電機モータと、左右のデッキの他方側の車両前部に配置されたインバータと、発電機モータとインバータとの間に設けられたパワーケーブルと、をさらに備えている。また、センタフレームは車両幅方向の両端に左右の縦プレートを有し、左右の縦プレートのうちの少なくともインバータが配置された側の縦プレートの車両前部側には車両幅方向に貫通する開口を有している。そして、パワーケーブルは、インバータが配置された側の縦プレートの開口を通過し、発電機モータが配置された側の縦プレートの内側に沿って発電機モータ側に延びて配置されている。また、ハーネスは縦プレートを挟んでパワーケーブルとは逆側の縦プレートの側面に沿って配置されている。

第４発明は、第３発明と同様に、ハイブリッド油圧ショベルに関するものであり、発電機モータとインバータとが、車両の対角線上に配置されている。このため、これらを結ぶパワーケーブルは、センタフレームを車両幅方向に貫通する必要があり、センタフレームとキャブとの間に配線されているハーネスとが近接するおそれがある。

ここで、パワーケーブルには比較的高電圧の電気が流れるために、パワーケーブルとハーネスとを近接させると、ハーネスによって通信される信号にノイズが発生しやすい。

そこで第４発明では、センタフレームの縦フレームの内側にパワーケーブルが配線され、縦フレームを挟んで逆側にハーネスが配線されている。このため、ハーネスによって通信される信号にノイズが含まれにくくなる。

以上のような本発明では、油圧ショベルにおいて、キャブマウントの交換時の作業を容易にすることができる。また、本発明では、ハイブリッド油圧ショベルにおいて、パワーケーブルとハーネスの物理的干渉を避けることができ、またハーネスによって通信される信号にノイズが発生しにくくなる。

本発明の一実施形態によるハイブリッド油圧ショベルの斜視図。 図１に示された油圧ショベルの旋回フレーム及びそれに搭載された機器の斜視図。 図２に示された旋回フレーム及びそれに搭載された機器の平面図。 ハーネス及びパワーケーブルの配線構造を示す斜視図。 キャブ及びキャブに支持されたハーネス及びブラケットを示す斜視図。 ブラケットの斜視図。 ハーネス及びパワーケーブルの配線構造を示す側面図。 図７に示された状態からキャブが持ち上げられた状態を示す側面図。 本発明の他の実施例による図７に相当する図。

［全体構成］
本発明の一実施形態による油圧ショベル１を図１に示す。油圧ショベル１は、ハイブリッド型の油圧ショベルであり、下部走行体２と、上部旋回体３と、作業機４と、キャブ５と、を備えている。なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」とは、運転席に着座したオペレータを基準として決められる方向である。したがって、「左右方向」とは「車両幅方向」と同義である。

下部走行体２は左右両側部に１対の履帯Ｃを有し、この履帯Ｃを駆動することで走行が可能である。上部旋回体３は、下部走行体２に旋回自在に支持されており、旋回モータ等を含む旋回装置６（図２参照）によって任意の方向に旋回が可能である。作業機４及びキャブ５は、上部旋回体３に搭載されている。作業機４は、ブーム１０、アーム１１及びバケット１２を有している。また、作業機４は、これらの構成部材１０〜１２を駆動するための複数の油圧シリンダを有している。また、上部旋回体３の後部には、エンジン（図示せず）が横置きで配置されている。

［旋回フレーム及び旋回フレームに搭載される主な構成要素］
図２及び図３に、上部旋回体３を構成する旋回フレーム７と、旋回フレーム７に搭載された主な構成要素と、を示している。旋回フレーム７には、電装品としての発電機モータ２１と、変換器としてのインバータ２２と、蓄電器としてのキャパシタ２３と、が搭載されている。なお、旋回フレーム７には、下部走行体２に支持された旋回モータや、旋回フレーム７に支持されたギア等から構成された旋回装置６が配置されている。

旋回フレーム７は、センタフレーム２６と、左右のデッキ２７，２８と、を有している。

センタフレーム２６は、ベースプレート３０と、左右の縦プレート３１，３２と、を有している。ベースプレート３０は、前後方向に延びており、旋回装置６が配置された開口を含む複数の開口を有している。左右の縦プレート３１，３２は、ベースプレート３０の左右両端部に固定されている。左右の縦プレート３１，３２の前端部には、側面視三角形状の１対の支持部３１ａ，３２ａが形成され、１対の支持部３１ａ，３２ａは連結プレート３３ａによって連結されている。そして、１対の支持部３１ａ，３２ａ及び連結プレート３３ａによって、作業機４の基端部を支持するセンタブラケット３３が構成されている。左右の縦プレート３１，３２は、センタブラケット３３から後方に延び、後方に行くにしたがって高さが低くなっている。また、左右の縦プレート３１，３２の各支持部３１ａ，３２ａの下端部には、それぞれ左右方向に貫通する開口３１ｂ，３２ｂが形成されている。

左右のデッキ２７，２８のそれぞれは、複数のクロスビーム３５，３６と、サイドプレート３７，３８と、を有している。複数のクロスビーム３５，３６はセンタフレーム２６から左右外方に張り出して設けられている。サイドプレート３７，３８は、左右それぞれの複数のクロスビーム３５，３６の最外周部を前後方向に連結している。

発電機モータ２１は左デッキ２７の後端部に配置されている。インバータ２２及びキャパシタ２３は右デッキ２８の前端部に配置されている。そして、発電機モータ２１とインバータ２２との間に２本のパワーケーブル４０が配置されている。パワーケーブル４０の配置については後述する。

また、図３に示すように、右デッキ２８において、インバータ２２及びキャパシタ２３の後方には燃料タンク４２が配置されている。センタフレーム２６において、旋回装置６の後方には制御弁４３が配置され、この制御弁４３に連結された各種の油圧配管４４がセンタフレーム２６に配置されている。また、燃料タンク４２の後方には、エンジンに燃料を供給するための燃料パイプ４５が配置されている。

［パワーケーブル］
前述のように、２本のパワーケーブル４０が発電機モータ２１とインバータ２２との間に接続されている。また、パワーケーブル４０は、インバータ２２、旋回装置６の旋回モータ、キャパシタ２３の間にも設けられている。

インバータ２２と発電機モータ２１とを接続するパワーケーブル４０は、図２及び図２の一部拡大図である図４に示すように、右縦プレート３２の開口３２ｂを通過し、センタブラケット３３の下方を通過して、左縦プレート３１の開口３１ｂを通過して左デッキ２７側に引き出されている。そして、左縦プレート３１の外方の側面３１ｃに沿って発電機モータ２１に接続されている。また左縦プレート３１に沿って配線されている２本のパワーケーブル４０は、左縦プレート３１の側面３１ｃに複数のクランプ４７を介して固定されている。

以上のように、パワーケーブル４０は、油圧配管４４や燃料タンク４２及び燃料パイプ４５を避けて配置されている。

［キャブ］
キャブ５は左デッキ２７の前方部分に配置されている。図５に示すように、キャブ５は、キャブ全体の枠を構成する枠フレーム５ａと、枠フレーム５ａに装着された外装５ｂ、窓５ｃ、ドア（図示せず）等から構成されている。また、キャブ５の内部には、図示していないが、運転席、操作レバー、表示用コントローラ、モニタ等が設けられている。そして、これらの各機器には電線が接続され、これらの電線は結束されてハーネス５０としてキャブ５の底面５ｄから引き出されている。

［ハーネス及びブラケット］
ハーネス５０は、前述のように、キャブ５の床の底面５ｄから下方に引き出され、車両後部に設けられたセンサや各種の電装品に接続されている。より詳細には、ハーネス５０は、図４（キャブ５は省略している）及び図５の拡大部分図に示すように、キャブ５の床の底面５ｄから下方に引き出され（第１部分５０ａ）、キャブ５の底面５ｄに沿って前方にかつキャブ５の外装側面５ｂ（以下、単に側面と記す）より外方に延び（第２部分５０ｂ）、さらにキャブ５の側面５ｂに沿って上方に延び（第３部分５０ｃ）、そしてキャブ５の側面５ｂに沿って車両後方に延びている（第４部分５０ｄ）。

以上のように、ハーネス５０をいったん前方に引き出した後、上方に湾曲させてキャブ側面５ｂまで持ち上げているので、左縦プレート３１の開口３１ｂを貫通して配線されているパワーケーブル４０とハーネス５０とが干渉するのを避けることができる。また、ハーネス５０が無理に折り曲げられることがないので、ハーネス５０がキンクするのを避けることができる。

以上のようにして配線されたハーネス５０は、キャブ５に固定されたブラケット５２によって支持されている。ブラケット５２は、図６に示すように、装着部５２ａと本体部５２ｂとを有している。装着部５２ａと本体部５２ｂとは段差を有しており、これらの間に水平部５２ｃを有している。

装着部５２ａには、貫通孔５２ｄ及び切欠き５２ｅが形成されている。切欠き５２ｅは横方向に長く形成され、一端は外方に開放されている。ブラケット５２は、貫通孔５２ｄ及び切欠き５２ｅを通して、ボルトによってキャブ５を構成する底面の枠フレーム５ａに固定されている。

本体部５２ｂは、ブラケット５２をキャブ５に取り付けた状態で、キャブ５の側面５ｂにほぼ平行である。本体部５２ｂの前端側部には第１支持部５３ａが溶接等により固定され、本体部５２ｂの上端部には前後方向に所定の間隔をあけて第２支持部５３ｂと第３支持部５３ｃとが同様に溶接等により固定されている。

図４及び図５に示すように、ハーネス５０は、キャブ側面５ｂに沿って上方に引き出された第３部分５０ｃが、クランプ５５によってブラケット５２の第１支持部５３ａに支持されている。また、ハーネス５０のキャブ側面５ｂに沿って車両後方に延びる第４部分５０ｄが、２つのクランプ５６，５７によって第２支持部５３ｂ及び第３支持部５３ｃに支持されている。

また、ハーネス５０は、ブラケット５２に支持された部分の後方では、図４に示すように、簡易クランプ５８及び複数のクランプ５９（図４では１つのクランプのみ示している）によって左縦プレート３１の外側の側面３１ｃに支持されている。簡易クランプ５８は、ブラケット５２にもっとも近い位置に配置されている。簡易クランプ５８は、Ｕ字形状のプレートによって形成されており、上方が開放している。このため、簡易クランプ５８を左縦プレート３１に取り付けたままで、ハーネス５０のみを左縦プレート３１から取り外すことができる。

［キャブの旋回フレームへの搭載］
組立工程においてキャブ５を旋回フレーム７に搭載する場合は、図５に示すように、ハーネス５０はブラケット５２を介してキャブ５に予め取り付けられている。この状態で、キャブ５が旋回フレーム７の左デッキ２７に搭載される。このとき、ハーネス５０は、キャブ５の右側面５ｂとセンタフレーム２６の左縦プレート３１の間に配置される。そして、キャブ５が旋回フレーム７に搭載された後に、ハーネス５０の後方に延びる部分を、クランプ５９によって左縦プレート３１の側面に固定する。

以上のように、本実施形態では、キャブ５を旋回フレーム７に搭載した後に、ハーネス５０を左縦プレート３１に取り付けることができる。したがって、キャブ５をリフト等によって持ち上げた状態でハーネス５０の組み付け作業をする必要がなく、ハーネス５０の組み付け作業が容易になる。

［キャブマウント交換時］
図７にキャブ５が旋回フレーム７に搭載されている状態を示している。キャブマウント（図示せず）の交換を行う際には、キャブ５を旋回フレーム７に固定しているボルト（図示せず）を取り外す。そして、リフトによってキャブ５を例えば２００mm程度持ち上げる。図８にキャブ５が持ち上げられた状態を示している。このとき、ハーネス５０はキャブ５に固定されたブラケット５２に支持されている。またブラケット５２にもっとも近い部分は簡易クランプ５８によって支持されている。このため、簡易クランプ５８や他のクランプ５９を左縦プレート３１から取り外すことなく、ハーネス５０をキャブ５とともに上方に持ち上げることが可能である。したがって、マウントキャブの交換作業が非常に容易になる。

［特徴］
本実施形態の特徴をまとめると、以下の通りである。

（１）ハーネス５０を本実施形態のように配線することによって、パワーケーブル４０との物理的干渉を避けることができる。また、ハーネス５０がキンクするのを避けることができる。

（２）ハーネス５０をキャブ５に固定されたブラケット５２に支持し、ハーネス５０をキャブ側面５ｂと左縦プレート３１との間に配置しているので、キャブ５を旋回フレーム７に搭載する際の組み付け作業が容易になる。

（３）ハーネス５０を、ブラケット５２を介してキャブ５に装着し、ハーネス５０のブラケット５２に近い部分を簡易クランプ５８に支持させているので、キャブマウントの交換作業が容易になる。

（４）パワーケーブル４０を、燃料タンク４２及び燃料配管４５や油圧配管４４から避けて配置することができる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

前記実施形態では、パワーケーブル４０を左縦プレート３１の外側の側面に沿って配置したが、図９に示すように、左縦プレート３１の内側の側面に沿ってパワーケーブル４０’を配置してもよい。この場合は、パワーケーブル４０’とハーネス５０との間に左縦プレート３１が存在することになるので、ハーネス５０を介して通信される信号に、パワーケーブル４０’によるノイズが発生するのを抑えることができる。

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ 作業機
５ キャブ
７ 旋回フレーム
２１ 発電機モータ
２２ インバータ
２３ キャパシタ
２６ センタフレーム
２７，２８ 左右のデッキ
３１，３２ 左右の縦プレート
３１ｂ，３２ｂ 開口
４０，４０’ パワーケーブル
５０ ハーネス
５０ａ〜５０ｄ ハーネスの第１部分〜第４部分
５２ ブラケット
５２ａ 装着部
５２ｂ 本体部
５３ａ〜５３ｃ 第１支持部〜第３支持部

Claims (4)

1. 下部走行体と、
   センタフレームと、前記センタフレームからそれぞれ車両幅方向の両外方に張り出して設けられた左右のデッキと、を有する旋回フレームを含み、前記下部走行体に旋回自在に支持されるとともに、駆動源、作業機、前記左右のデッキの一方に搭載されたキャブ、及び複数の電装品を有する上部旋回体と、
   前記キャブ内部から引き出され、前記キャブと前記センタフレームとの間に配置され、前記電装品に接続されたハーネスと、
   前記キャブに固定され、前記ハーネスを前記キャブ側面に沿って支持するためのブラケットと、
   を備え、
   前記ハーネスは、前記キャブの底面から下方に引き出された第１部分と、前記第１部分から前記キャブの底面に沿って前方にかつ前記キャブの側面より外方に延びる第２部分と、前記第２部分から前記キャブの側面に沿って上方に延びる第３部分と、前記第３部分から前記キャブの側面に沿って車両後方に延びる第４部分と、を有し、前記ブラケットの周囲に支持されている、
   油圧ショベル。
2. 前記ブラケットは、前記キャブの底面に装着される装着部と、前記ハーネスの第３部分及び第４部分を支持する複数の支持部と、を有し、
   前記ハーネスの第４部分は、前記ブラケットの支持部に支持された部分よりさらに後方側において、前記センタフレームに支持されている、
   請求項１に記載の油圧ショベル。
3. 前記左右のデッキの一方側の車両後部に配置された発電機モータと、
   前記左右のデッキの他方側の車両前部に配置されたインバータと、
   前記発電機モータと前記インバータとの間に設けられたパワーケーブルと、
   をさらに備え、
   前記センタフレームは車両幅方向の両端に車両前後方向に延びる左右の縦プレートを有し、前記左右の縦プレートは車両前部側において車両幅方向に貫通する開口を有し、
   前記パワーケーブルは、前記左右の縦プレートの開口を通過し、前記ハーネスの第１〜第３部分と前記発電機モータが配置された側の縦プレートとの間を通過し、前記縦プレートに沿って前記発電機モータ側に延びている、
   請求項２に記載の油圧ショベル。
4. 前記左右のデッキの一方側の車両後部に配置された発電機モータと、
   前記左右のデッキの他方側の車両前部に配置されたインバータと、
   前記発電機モータと前記インバータとの間に設けられたパワーケーブルと、
   をさらに備え、
   前記センタフレームは車両幅方向の両端に左右の縦プレートを有し、前記左右の縦プレートのうちの少なくとも前記インバータが配置された側の縦プレートの車両前部側には車両幅方向に貫通する開口を有し、
   前記パワーケーブルは、前記インバータが配置された側の縦プレートの開口を通過し、前記発電機モータが配置された側の縦プレートの内側に沿って前記発電機モータ側に延びて配置され、
   前記ハーネスは前記縦プレートを挟んで前記パワーケーブルとは逆側の縦プレートの側面に沿って配置されている、
   請求項２に記載の油圧ショベル。

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