JP2016117482A - 自己推進型作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】下部車台の効率の良い駆動を特徴とする自己推進型作業機械を提供する。【解決手段】本発明は、自己推進型作業機械に関し、自己推進型作業機械は、駆動装置によって駆動される駆動輪１４を備える下部車台１２を備え、下部車台に回転可能に取り付けられた上部構造体１８を備え、上部構造体１８の中に駆動ユニット３０が配置され、上部構造体１８の上に作業工具用のブーム２２が取り付けられる。自己推進型作業機械は、駆動ユニット３０が、上部構造体１８の中に配置された電動モーター３８のための電源である発電機３４を駆動し、電動モーター３８が、下部車台１２に配置された駆動輪１４のための駆動装置である、ことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、自己推進型作業機械、特にクレーン、掘削機、マテリアルハンドリングマシーン、テレハンドラー等に関する。

移動可能な又は自己推進型の作業機械は、上部構造体が回転可能に取り付けられている、駆動可能な又は移動可能な下部車台、を有する自走クレーンなどが、実用されて知られている。上部構造体の中にはディーゼルエンジンが配置され、例えば、ディーゼルエンジンは、クレーンブームの油圧ユニットを駆動するため、及び下部車台の中に配置される油圧モーターを駆動するために、使用することができる。油圧モーターによって、下部車台に取り付けられた駆動輪を駆動することができ、作業機械を移動可能にすることができる。油圧エネルギーを下部車台へ伝達するためには、油圧ロータリーユニオンが必要である。油圧ロータリーユニオンは、技術的に複雑であり、高価でありかつ無視できない効率の損失を伴う。

従って、下部車台の効率の良い駆動を特徴とする上述の種類の自己推進型作業機械を提供することが、本発明の目的である。

この目的は、請求項１に記載の特徴を有する自己推進型作業機械によって達成される。

従って、本発明は、下部車台を備える自己推進型作業機械を提案し、この下部車台は、駆動装置によって駆動される駆動輪を備えており、本発明の自己推進型作業機械は、この下部車台の上に回転可能に取り付けられた上部構造体を備え、この上部構造体の中には駆動ユニットが配置され、この上部構造体の上に作業工具用のブームが取り付けられている。そして、上記駆動ユニットは、上部構造体に配置された電動モーターの電源である発電機を駆動し、この電動モーターが、下部車台に取り付けられた車輪の少なくとも１つの駆動装置である。

本発明に係る作業機械において、下部車台の駆動装置は、上部構造体の中に配置され、駆動トルクは、対応するシャフトを介して下部車台へ伝達される。即ち、駆動動作は、上部構造体において開始される。上部構造体において、駆動装置を構成する電動モーターは、その電源に直接接続され、電源は、上部構造体の中に配置された駆動ユニットによって駆動される。この構成により、上述の従来の移動可能な作業機械とは異なり、回転可能な上部構造体からロータリーユニオンによって下部車台にエネルギーを伝達することを、回避することができる。従って、下部車台の駆動に関して、より高い効率が得られる。これは、電源と、下部車台の駆動装置を構成する電動モーターと、の間の距離が小さいことにも起因している。更に、本発明に係る作業機械は、作業機械を作動するための全てのコマンド及び制御手段を、上部構造体の中に配置できるので、高いコンパクト性を特徴とする。下部車台のための駆動装置が上部構造体の中に配置されることによって、効率が非常に上昇するので、現在の技術水準より小さいパワーの駆動ユニットを使用することができる。従って、この構成は、エネルギー消費量が現在の技術水準に比べて実質的に減少するので、より低コストの投資並びにより低コストの運転を伴っている。

移動可能な又は自己推進型の作業機械においては、駆動モードに対して個々の出力を最大にすることが要求され、この個々の出力は、全体として供給される駆動動力によってカバーされる。従って、駆動モード又は駆動ファンクションに対して、高い効率にとって有利な動力伝達を備える有利な駆動を選択することが、特に好ましい。

本発明に係る自己推進型作業機械又は移動可能作業機械の好ましい実施形態においては、中心シャフトが設けられ、この中心シャフトは、電動モーターによって駆動され、中心シャフトの軸は、上部構造体の回転軸と一致する。即ち、中心シャフトは、電動モーターによって発生された駆動トルクを、下部車台へ伝達し、下部車台に取り付けられた駆動輪へ伝達する。中心シャフトは、上部構造体の回転軸に位置し、電動モーターによって発生されたトルクを効率よく伝達する構成要素であり、簡単でコスト効率のよい製造が可能な構成要素である。中心シャフトは、下部車台の主平面に対して、直角の方向を向いている。

中心シャフトを介して下部車台へ伝達されたトルクを、駆動輪へ伝達できるようにするために、本発明に係る自己推進型作業機械の有利な実施形態においては、中心シャフトは、下部車台の中に配置されるギア装置に接続され、このギア装置を介して、駆動輪が駆動される。

本発明に係る自己推進型作業機械の駆動ユニットは、様々に構成することができる。駆動ユニットは、内燃機関、特にディーゼルエンジン、であることが好ましい。

本発明に係る作業機械の別の実施形態において、駆動ユニットは、燃料電池を備えることもできる。この実施形態の運転は、特に環境に優しい。

本発明に係る作業機械の設計によれば、駆動ユニットは、例えば、５０ｋＷ〜３００ｋＷの最大出力を有する。

電動モーターによって駆動される中心シャフトは、旋回ベアリングカラーを貫通し、この旋回ベアリングカラーを介して上部構造体が下部車台に回転可能に取り付けられ、旋回ベアリングカラーが、下部車台の上での上部構造体の連続回転を可能にする、ことが好ましい。

それぞれの条件に対して、作業機械の駆動動力を最適化し、駆動特性を調節するために、ギア装置を、電動モーターと中心シャフトとの間に配置することができ、ギア装置は、特に、下部車台の上での上部構造体の連続回転を可能にするトランスミッションギア装置又はマニュアルトランスミッションとして、実現される。

特に高い効率で本発明に係る作業機械を運転できるようにするために、中心シャフトは、電気エネルギーを回収するための回収システムの一部とすることができ、回収された電気エネルギーの貯蔵装置は、上部構造体に配置されることが好ましい。特に、貯蔵装置は、アキュムレータ又はコンデンサであり、電動モーターに接続されると有利である。

本発明に係る自己推進型作業機械は、駆動輪を含む下部車台と、ブーム等が取り付けられた上部構造体と、を備える、任意の種類の作業機械とすることができる。例えば、自己推進型作業機械は、クレーン、掘削機、マテリアルハンドリングマシーン、テレハンドラー等である。

本発明の内容のその他の利点及び有利な実施形態は、明細書、図面及び特許請求の範囲から理解することができる。

本発明に係る自己推進型作業機械の好ましい実施形態は、図面において概略的に示され、以下の段落において、より詳細に説明される。

本発明に係る自己推進型作業機械の構造を、図式化された態様で示す図である。

図１は、自己推進型作業機械を構成する自走クレーン１０を示す。自走クレーン１０は、駆動輪１４を備える二軸下部車台１２を有し、駆動輪は、下部車台１２のシャーシの一部である。

上部構造体１８は、標準設計の旋回ベアリングカラー１６を介して、下部車台１２に取り付けられる。図１において、旋回ベアリングカラー１６によって形成される回転軸を、「Ａ」で示す。旋回ベアリングカラー１６は、下部車台１２の上での上部構造体１８の連続回転を可能にする。

上部構造体１８は、運転室２０を有し、自走クレーン１０の運転者が操作要素に容易に手を伸ばせるように、運転室の中に、自走クレーン１０の実質的に全ての操作要素が配置される。更に、クレーンブーム２２（入れ子式に実現でき、一方で、調節シリンダー２４を備え、他方で、クレーンフック２８のためのロープホイスト２６を備える）は、上部構造体１８に回動可能に取り付けられる。

上部構造体１８の中に、駆動ユニット３０が配置され、駆動ユニット３０は、ディーゼルエンジンとして実現され、調節シリンダー２４を作動するための油圧ポンプ３２を駆動する。更に、駆動ユニット３０は、発電機３４を駆動し、発電機３４は、電線３６を介して電動モーター３８に接続されている。電動モーター３８は、運転室２０から制御できる制御装置に接続され、マニュアルトランスミッション４０を介して中心シャフト４２を駆動し、中心シャフト４２の軸は、上部構造体１８の回転軸Ａと一致する。中心シャフト４２は、下部車台１２と上部構造体１８との間の旋回ベアリングカラー１６を貫通して、ディストリビューションギア装置４４へ延び、ディストリビューションギア装置４４は、下部車台１２の中に配置され、シャフト４６を介して下部車台１２の駆動輪１４に接続される。

上述の自走クレーンにおいて、上部構造体の中に配置され発電機３４による電力供給を受ける電動モーターは、機械式の中心シャフト４２を介して、下部車台１２の駆動輪１４を駆動し、中心シャフトは、旋回ベアリングカラー１６を貫通している。自走クレーン１０の駆動動作は、このようにして、上部構造体１８の中に配置された電動モーター３８の形式の駆動装置の作動によって、開始される。

１０ 自走クレーン
１２ 下部車台
１４ 駆動輪
１６ 旋回ベアリングカラー
１８ 上部構造体
２０ 運転室
２２ クレーンブーム
２４ 調節シリンダー
２６ ロープホイスト
２８ クレーンフック
３０ 駆動ユニット
３２ 油圧ポンプ
３４ 発電機
３６ 電線
３８ 電動モーター
４０ トランスミッション
４２ 中心シャフト
４４ ディストリビューションギア装置
４６ シャフト
Ａ 回転軸

Claims (9)

1. 自己推進型作業機械であって、前記自己推進型作業機械が、
   駆動装置によって駆動される駆動輪（１４）を備える、下部車台（１２）を備え、
   前記下部車台（１２）に回転可能に取り付けられた、上部構造体（１８）を備え、
   前記上部構造体（１８）には、駆動ユニット（３０）が配置され、前記上部構造体（１８）の上には、作業工具用のブーム（２２）が取り付けられており、
   前記駆動ユニット（３０）が、前記上部構造体（１８）の中に配置された電動モーター（３８）の電源である発電機（３４）を駆動し、
   前記電動モーター（３８）が、前記下部車台（１２）に配置された前記駆動輪（１４）の、駆動装置である、
   ことを特徴とする、自己推進型作業機械。
2. 中心シャフト（４２）が、前記電動モーター（３８）によって駆動され、前記中心シャフト（４２）の軸が、前記上部構造体（１８）の回転軸（Ａ）と一致する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の自己推進型作業機械。
3. 前記中心シャフト（４２）が、前記下部車台（１２）の中に配置されるギア装置（４４）に接続され、前記ギア装置を介して前記駆動輪（１４）が駆動される、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の自己推進型作業機械。
4. 前記中心シャフト（４２）が、旋回ベアリングカラー（１６）を貫通し、前記上部構造体（１８）が、前記旋回ベアリングカラー（１６）を介して、前記下部車台（１２）の上に回転可能に取り付けられている、
   ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の自己推進型作業機械。
5. ギア装置（４０）、特にトランスミッションギア装置又はマニュアルトランスミッションが、前記電動モーター（３８）と前記中心シャフト（４２）との間に配置される、
   ことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の自己推進型作業機械。
6. 前記中心シャフト（４２）が、電気エネルギーを回収するための回収システムの一部であり、前記回収された電気エネルギーのための貯蔵装置が、前記上部構造体（１８）の中に配置されている、
   ことを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載の自己推進型作業機械。
7. 前記駆動ユニット（３０）が、内燃機関、特にディーゼルエンジン、である、
   ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の自己推進型作業機械。
8. 前記駆動ユニット（３０）が、燃料電池を備える、
   ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の自己推進型作業機械。
9. 前記自己推進型作業機械が、クレーン、掘削機、マテリアルハンドリングマシーン、又はテレハンドラーである、
   ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の自己推進型作業機械。

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