JP2013076266A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧ポンプの脱着性を確保したうえで、エンジンマウントの防振性の向上が図れる作業機械を提供する。
【解決手段】エンジンに油圧ポンプ等の被駆動装置７が取り付けられている。フライホイール１２と被駆動装置７の動力伝達軸とが軸継手２５で連結されている。フライホイールハウジング１１を塞ぐフライホイールカバーは、軸継手２５よりも小さい貫通孔１３ｂと一対のマウントブラケット８とを有している。軸継手２５は、貫通孔１３ｂを通って突出した動力伝達軸の先端部分に固定され、フライホイール１２に着脱可能に固定されている。フライホイールカバーは、貫通孔１３ｂを含む分離カバー部３１と、マウントブラケット８を含む固定カバー部３２とに分離可能とされ、分離カバー部３１が軸継手２５よりも大きく形成されている。
【選択図】図７

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、エンジンへの油圧ポンプのの取り付け構造に関する。

図１に、従来の油圧ショベルの一例を示す。この油圧ショベルでは、上部旋回体１０１の後部に位置する機械室の内部にエンジン１０２や油圧ポンプ１０３が配置されている。エンジン１０２は、回転軸Ｒを車両の幅方向に向けて配置されている。油圧ポンプ１０３は、そのエンジン１０２のリア側の端部に、エンジン１０２と直列に取り付けられている。

図２、図３に、エンジン１０２のリア側の端部（リア端１０２ａともいう）を概略的に示す。リア端１０２ａには、油圧ポンプ１０３の他、フライホイールハウジング１０４やフライホイール１０５、フライホイールカバー１０６、ブラケット１０７等が配設されている。

フライホイールハウジング１０４は端面に円形の開口を有し、その開口がフライホイールカバー１０６で塞がれている。フライホイールハウジング１０４にはフライホイール１０５が収容されている。フライホイールカバー１０６には貫通孔１０６ａが形成されていて、その周囲に油圧ポンプ取り付け用の取付座１０６ｂが形成されている。その取付座１０６ｂに油圧ポンプ１０３が固定されていて、油圧ポンプ１０３の動力伝達軸１０３ａが貫通孔１０６ａを通じてフライホイールカバー１０６の裏面に突出している。

動力伝達軸１０３ａの突出部分には、貫通孔１０６ａよりも大きな軸継手１０８が固定されている。軸継手１０８は、フライホイール１０５に脱着可能に連結されている。従って、エンジン１０２から油圧ポンプ１０３を取り外す際には、油圧ポンプ１０３は、単独で取り外すことができず、フライホイールカバー１０６や軸継手１０８と一体になった状態で取り外される。

ブラケット１０７は、エンジン１０２の本体部分の左右両側に一つずつ設けられている。各ブラケット１０７は、回転軸Ｒの方向をリア端１０２ａから離れる向きに延びており、その先端部にゴム製の防振体１０９を支持する支持部１０７ａが設けられている。そして、これら支持部１０７ａが防振体１０９を介してエンジンマウント１１０に支持されている。

本発明に関し、エンジン支持ブラケットとフライホイールカバーとが、鋳造等の手段を用いて一体形成された建設機械が開示されている（特許文献１）。

また、ポンプ取付フランジ板の左右に溶接付けされたマウント装置が開示されている（特許文献２）。

特開２００４−７４９３１号公報 特開２００３−９０３８７号公報

防振性を高めるには、エンジンの支持位置を、回転軸の方向には、エンジンから離すのが好ましく、また、回転軸に直交する方向には、回転軸側に近づけるのが好ましい。

すなわち、前者の場合、支持位置を離した方がピッチング（縦揺れ）やヨーイング（偏揺れ）の振動固有値が上がるため、走行時の振動固有値から外れて走行時におけるエンジンの揺れを抑制することができる。また、後者の場合、支持位置を近づけた方がローリング（横揺れ）の振動固有値が下がるため、エンジンの共振回転数を低くすることができる。

そのため、上述した従来の油圧ショベルでは、各ブラケット１０７をエンジン１０２の本体部分から片持ち状に大きく張り出させることにより、回転軸Ｒの方向にエンジン１０２から離れて支持できるようにしている。ところがこの場合、ブラケット１０７が長くなるため、ブラケット１０７に大きな負荷が加わる。その結果、ブラケット１０７の剛性を確保する補強が必要になる等の問題がある。

また、油圧ポンプ１０３を取り外すのにフライホイールカバー１０６ごと取り外さなければならないため、ブラケット１０７を回転軸Ｒに近づけるにも、フライホイールカバー１０６の外径よりブラケット１０７，１０７間の間隔を狭めることができない不利があった。

この点、引用文献１や引用文献２のように、フライホイールカバーにブラケットを設ければ、ブラケットを回転軸側により近づけることができる。更に、回転軸方向への張り出し量も小さくなるため、ブラケットに求められる剛性も軽減できる。

しかし、この場合、エンジンをマウントした状態では油圧ポンプを取り外すことができなくなるため、油圧ポンプの脱着性が損なわれるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、油圧ポンプの脱着性を確保したうえで、エンジンマウントの防振性の向上が図れる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、フライホイールカバーを複数の要素に分離して、必要最小限の部分だけを取り外せるようにした。

具体的には、本発明の作業機械は、回転軸を中心に回転するフライホイールを有するエンジンと、前記エンジンに取り付けられ、動力伝達軸を有する被駆動装置と、前記フライホイールと前記動力伝達軸とを着脱可能に連結する軸継手とを備える。前記エンジンにおける回転軸方向の一方の端部には、開口を有し、前記フライホイールを収容するフライホイールハウジングと、前記開口を塞ぐフライホイールカバーとが設けられている。

前記フライホイールカバーは、中央部位に前記軸継手よりも小さく開口する貫通孔と、表面における前記貫通孔の周辺部位に設けられ、前記被駆動装置が固定される取付座と、前記取付座の周辺部位から各々突出する一対のマウントブラケットとを有している。前記動力伝達軸の先端部分は、前記貫通孔を通って前記フライホイールカバーの裏面側に突出している。前記軸継手は、前記動力伝達軸の先端部分に固定される第１連結部と、前記フライホイールに着脱可能に固定される第２連結部とを有している。

そして、前記フライホイールカバーが、前記貫通孔及び前記取付座を含む分離カバー部と、前記マウントブラケットを含む固定カバー部とに分離可能とされ、回転軸方向から見て、前記分離カバー部の外法が前記軸継手の外法よりも大きく形成されている。

このような構成の作業機械によれば、まず、フライホイールカバーにブラケットが設けれているので、ブラケットをエンジン本体に設けるのに比べて、ブラケットを回転軸側に近づけることができる。更に、回転軸方向への張り出し量も小さくなるため、相対的にブラケットに求められる剛性も軽減できる。従って、防振性を高めることができる。

そして、油圧ポンプ等の被駆動装置の動力伝達軸の先端部分は、フライホイールカバーの貫通孔を通って突出し、軸継手に固定されている。軸継手は貫通孔よりも大きいため、被駆動装置だけをエンジンから取り外すことはできない。

しかし、フライホイールカバーが、貫通孔や取付座を含む分離カバー部と、マウントブラケットを含む固定カバー部とに分離可能になっていて、回転軸方向から見た外法が軸継手の外法よりも大きい分離カバー部に被駆動装置が固定されているので、被駆動装置は、分離カバー部や軸継手とともにエンジンから取り外すことができる。従って、エンジンをマウントした状態で被駆動装置を取り外すことができるので、被駆動装置の脱着性にも優れる。

例えば、前記固定カバー部を一対の部分固定カバー部で構成し、前記部分固定カバー部が、各々、前記マウントブラケットを含み、前記フライホイールハウジングの側部に固定されているようにすることができる。そうすれば、簡素な構造で実現できるので、生産性に優れる。

また、前記分離カバー部は前記被駆動装置と一体に形成してもよい。そうすれば、部材点数を減らすことができ、作業工数や部材コストの低減が期待できる。

本発明の作業機械によれば、油圧ポンプ等の被駆動装置の脱着性を確保しながら、エンジンマウントの防振性の向上を図ることができる。

従来の油圧ショベルの概略を示す斜視図である。 従来のエンジンのリア側における端部の概略を示す正面図である。 図２における要部の平面図である。一部は断面で表している。 本発明を適用した油圧ショベルの概略を示す斜視図である。 エンジンのリア側における端部の概略を示す正面図である。 図５における要部の平面図である。一部は断面で表している。 エンジンのリア側における端部の概略を示す分解斜視図である。 第１変形例のエンジンのリア側における端部の概略を示す正面図である。 第２変形例のエンジンのリア側における端部の概略を示す正面図である。

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４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。油圧ショベルには、クローラ式の下部走行体１と、下部走行体１の上に旋回自在に設けられた上部旋回体２とが備えられている。上部旋回体２には、キャブ３やアタッチメント４、機械室５などが設置されている。キャブ３の内部には、下部走行体１やアタッチメント４を油圧制御する各種装置が配置されている（図示せず）。これら装置をオペレータが操作することによって掘削等の各種作業が行われる。

アタッチメント４等を駆動するために、機械室５の内部には、エンジン６や油圧ポンプ７(被駆動装置の一例）が配置されている。エンジン６は、回転軸Ｒを車両の幅方向に向けて横向きに配置され、油圧ポンプ７は、そのエンジン６の回転軸Ｒの方向におけるリア側の端部に、エンジン６と直列に取り付けられている。

エンジン６は、フロント側の端部２箇所と、リア側の端部２箇所とに設けられたマウントブラケット８を介して、機械室５の底面に設けられたエンジンマウント９に支持されている。

図５、図６に、回転軸Ｒの方向からエンジン６のリア側の端部（リア端６ａともいう）を見た図を概略的に示す。リア端６ａはフライホイールハウジング１１やフライホイール１２、フライホイールカバー１３などで構成され、リア端６ａには油圧ポンプ７が取り付けられている。

フライホイールハウジング１１は、エンジン６の本体部分に連続して設けられている。フライホイールハウジング１１には、フライホイール１２が収容されている。フライホイール１２は、クランクシャフト（図示せず）とともに回転軸Ｒを中心に回転する肉厚な円盤状の部材である。フライホイール１２の端面には、回転軸Ｒを中心とした円形の凹部１２ａが形成されている。凹部１２ａの底面には、回転軸Ｒ方向に突出した複数の差込ピン１２ｂが設けられている。

フライホイールハウジング１１のリア側に面する端面には、回転軸Ｒの方向に向かって開放された略円形の開口１１ａが形成されている。フライホイールカバー１３は、その開口１１ａを塞ぐ円板状の蓋部材である。フライホイールカバー１３の外周部位には、円環状の鍔部１３ａが設けられ、これの複数ヶ所がフライホイールハウジング１１にボルト止めされている。

フライホイールカバー１３の表面の周辺部位には、一対のマウントブラケット８、８が設けられている。一対のマウントブラケット８、８の各々は、径方向に離れて互いに対向するように配置されている。

各マウントブラケット８は、略平行な支持面８ａを有する肉厚な板形状をしており、フライホイールカバー１３の表面から回転軸Ｒの方向に向かって突出している。略鉛直方向に面して配置される各支持面８ａには、円形の嵌入孔１６が形成されている。各嵌入孔１６にはゴム製の防振体１７が嵌め込まれている。

防振体１７は、各々が略半球形状をした一対の要素防振体１７ａ，１７ａで構成されていて、各要素防振体１７ａは、上下方向からマウントブラケット８を挟み付けるように嵌入孔１６に嵌め込まれ、カバーの付いた軸部材１８で締結固定されている（図７参照）。各マウントブラケット８は、防振体１７を介してエンジンマウント９に支持されている。

フライホイールカバー１３の中央部位には貫通孔１３ｂが開口している。フライホイールカバー１３の表面には、油圧ポンプ７を取り付けるための環状の取付座１３ｃが貫通孔１３ｂの周囲に形成されている。

油圧ポンプ７は、ポンプ本体２１やポンプ本体２１の基端部から突出した動力伝達軸２２、ポンプ本体２１の基端部の周囲に張り出したフランジ部２３などで構成されている。油圧ポンプ７は、フランジ部２３がフライホイールカバー１３の取付座１３ｃに受け止められた状態で、フライホイールカバー１３にボルトＢで締結固定されている。動力伝達軸２２の先端部分は、貫通孔１３ｂを通じてフライホイールカバー１３の裏面に突出している。

その動力伝達軸２２の先端部分に軸継手２５が固定されている。軸継手２５は、貫通孔１３ｂよりも大径の肉厚な部材であり、凹部１２ａの中に入り込んでいる。軸継手２５は、弾性を有するゴム製やプラスチック製の円環部２６（第２連結部）と、円環部２６の内側に固定される金属製の軸固定部２７（第１連結部）とを有している。

軸固定部２７は、動力伝達軸２２に固定されている。例えば、軸固定部２７には、中心を軸方向に貫通し、動力伝達軸２２が挿入される軸孔と、軸孔から径方向に延びる複数のセットスクリュ孔（図示せず）とが形成されている。軸孔に動力伝達軸２２が挿入された後、セットスクリュ孔にピンが圧入され、これらピンで動力伝達軸２２を固定する等して、動力伝達軸２２は軸固定部２７に固定されている。

円環部２６は、フライホイール１２に脱着可能に連結されている。円環部２６には、差込ピン１２ｂの配置に対応して厚み方向に形成された複数の差込孔２６ａが形成されている。そして、これら差込孔２６ａに差込ピン１２ｂが抜き差し可能に差し込まれている。

このように、軸継手２５は、フライホイール１２からは脱着できるものの、動力伝達軸２２には固定され、しかも軸継手２５は貫通孔１３ｂから抜き出すこともできないので、油圧ポンプ７は単独でリア端６ａから取り外すことができない。

そこで、この油圧ショベルでは、フライホイールカバー１３が複数の要素に分離できるように構成されている。

図７に示すように、具体的には、フライホイールカバー１３は、貫通孔１３ｂや取付座１３ｃを含む分離カバー部３１と、マウントブラケット８を含む固定カバー部３２とに分離可能とされている。本実施形態では、更に、固定カバー部３２は、各々がマウントブラケット８を含み、フライホイールハウジング１１における水平方向に離れた両側の部分に固定された一対の部分固定カバー部３２ａ、３２ａで構成されている。すなわち、本実施形態のフライホイールカバー１３は３つの要素で構成されている。

フライホイールカバー１３の中間部分が鉛直方向に分断され、左右の両側部に位置する部分固定カバー部３２ａ，３２ａと、これらの間に位置する分離カバー部３１とが形成されている。分離カバー部３１は、上下の鍔部１３ａの部分のボルトＢを外すことでフライホイールハウジング１１から取り外すことができる。

そして、回転軸Ｒの方向から見て、分離カバー部３１の外法は、少なくとも軸継手２５の外法よりも大きく形成されている。この場合、分離カバー部３１の幅寸法Ｗが軸継手２５の外径Ｌよりも大きく設定されている（図５参照）。

従って、図７に示したように、油圧ポンプ７をリア端６ａから取り外す際には、油圧ポンプ７と分離カバー部３１と軸継手２５とが一体になった状態で取り外すことができ、エンジン６をエンジンマウント９に支持したままで油圧ポンプ７の脱着ができる。

マウントブラケット８は、フライホイールカバー１３から突出しているので、回転軸Ｒの方向には、特に補強しなくてもエンジン６の支持位置をエンジン６から離して位置させることができる。フライホイールカバー１３が分離できるので、両マウントブラケット８間の間隔は軸継手２５の外径近くまで狭めることができ、エンジン６の支持位置を従来より回転軸Ｒに近づけることができる。従って、エンジン６の防振性を高めることができる。

（第１変形例）
図８に、本変形例を示す。本変形例では、フライホイールカバー１３の分離の形態が異なっている。油圧ショベルのその他の構造については、上述した実施形態と同様であるため、同様の構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。

本変形例のフライホイールカバー１３（フライホイールカバー１３Ａと称する）は、２つの要素で構成されている。具体的には、フライホイールカバー１３Ａの中間部分が略Ｕ字状に分断され、略Ｕ字状の固定カバー部３２Ａと、これの間に位置する分離カバー部３１Ａとが形成されている。分離カバー部３１Ａの下側部分は、取付座１３ｃに沿った円弧形状に形成されている。分離カバー部３１Ａの下端部位には締結片４１が設けられている。固定カバー部３２Ａには、締結片４１の位置に対応して締結ボス部４２が形成されている。締結片４１を締結ボス部４２にボルト止めすることにより、分離カバー部３１Ａの下端部位は、固定カバー部３２Ｂに固定される。

（第２変形例）
図９に、本変形例を示す。本変形例もフライホイールカバー１３の分離の形態が異なっている。油圧ショベルのその他の構造については、上述した実施形態等と同様であるため、同様の構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。

本変形例のフライホイールカバー１３も２つの要素で構成されている（フライホイールカバー１３Ｂと称する）。具体的には、フライホイールカバー１３Ｂの中央部分が矩形状に分断され、中央部分が矩形状に開口した固定カバー部３２Ｂと、その開口を塞ぐ矩形状の分離カバー部３１Ｂとが形成されている。

分離カバー部３１Ｂの上下両端には締結片４１が設けられている。固定カバー部３２には、各締結片４１の位置に対応して締結ボス部４２が形成されている。これら締結片４１を締結ボス部４２にボルト止めすることにより、分離カバー部３１Ｂは、固定カバー部３２Ｂに固定される。

なお、本発明にかかる作業機械は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、分離カバー部３１、３１Ａ，３１Ｂは、油圧ポンプ７と一体に形成してあってもよい。具体的には、分離カバー部３１、３１Ａ，３１Ｂを、ポンプ本体２１の基端部に連続して形成する。そうすれば、部材点数を減らすことができ、作業工数や部材コストの低減が期待できる。

作業機械は、油圧ショベルに限らず、クレーン等であってもよい。被駆動装置も油圧ポンプ７に限らない。

１ 下部走行体
２ 上部旋回体
６ エンジン
７ 油圧ポンプ
８ マウントブラケット
１１ フライホイールハウジング
１１ａ 開口
１２ フライホイール
１３ フライホイールカバー
１３ｂ 貫通孔
１３ｃ 取付座
１７ 防振体
２２ 動力伝達軸
２５ 軸継手
２６ 円環部
２７ 軸固定部
３１ 分離カバー部
３２ 固定カバー部
３２ａ 部分固定カバー部
Ｒ 回転軸

Claims (3)

1. 回転軸を中心に回転するフライホイールを有するエンジンと、
   前記エンジンに取り付けられ、動力伝達軸を有する被駆動装置と、
   前記フライホイールと前記動力伝達軸とを着脱可能に連結する軸継手と、
   を備えた作業機械であって、
   前記エンジンにおける回転軸方向の一方の端部には、
   開口を有し、前記フライホイールを収容するフライホイールハウジングと、
   前記開口を塞ぐフライホイールカバーと、
   が設けられ、
   前記フライホイールカバーは、
   中央部位に前記軸継手よりも小さく開口する貫通孔と、
   表面における前記貫通孔の周辺部位に設けられ、前記被駆動装置が固定される取付座と、
   前記取付座の周辺部位から各々突出する一対のマウントブラケットと、
   を有し、
   前記動力伝達軸の先端部分は、前記貫通孔を通って前記フライホイールカバーの裏面側に突出し、
   前記軸継手は、
   前記動力伝達軸の先端部分に固定される第１連結部と、
   前記フライホイールに着脱可能に固定される第２連結部と、
   を有し、
   前記フライホイールカバーが、
   前記貫通孔及び前記取付座を含む分離カバー部と、
   前記マウントブラケットを含む固定カバー部と、
   に分離可能とされ、
   回転軸方向から見て、前記分離カバー部の外法が前記軸継手の外法よりも大きく形成されている作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記固定カバー部は、一対の部分固定カバー部で構成され、
   前記部分固定カバー部が、各々、前記マウントブラケットを含み、前記フライホイールハウジングの側部に固定されている作業機械。
3. 請求項１又は請求項２に記載の作業機械において、
   前記分離カバー部が、前記被駆動装置と一体に形成されている作業機械。

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