JP2019049112A - Hydraulic pump support structure for work machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業機械の油圧ポンプ支持構造に関し、詳しくは、エンジンで駆動される複数の油圧ポンプを備えた作業機械の油圧ポンプ支持構造に関する。 The present invention relates to a hydraulic pump support structure of a working machine, and more particularly to a hydraulic pump support structure of a working machine provided with a plurality of engine driven hydraulic pumps.
エンジンを駆動源とする各種作業機械、例えば、杭打機や地盤改良機、クレーンなどでは、エンジンにより駆動される油圧ポンプから吐出された作動油を油圧モータや油圧シリンダなどの各種作業機器に供給して各種作業を行っている。前記油圧ポンプは、2つの斜板式油圧ポンプを回転軸心方向に直列に連結した、いわゆるタンデム型の油圧ポンプ装置に複数のギヤポンプを増設して油圧を発生させるものである。このような油圧ポンプ装置を備えた作業機械は、あらかじめ設定されたエンジンの負荷条件に基づき、斜板式油圧ポンプの押しのけ容積を増減させる制御手段を実行してエンジントルクを調節し、作業中におけるエンジンの円滑な運転を維持している(例えば、特許文献1参照。)。 In various work machines that use an engine as a drive source, such as pile driving machines, ground improvement machines, cranes, etc., hydraulic oil discharged from a hydraulic pump driven by the engine is supplied to various work equipment such as hydraulic motors and hydraulic cylinders Are doing various tasks. The hydraulic pump generates hydraulic pressure by adding a plurality of gear pumps to a so-called tandem-type hydraulic pump device in which two swash plate type hydraulic pumps are connected in series in the rotational axis direction. A working machine equipped with such a hydraulic pump device executes control means to increase or decrease the displacement of the swash plate type hydraulic pump based on a preset engine load condition to adjust the engine torque, thereby controlling the engine during work. The smooth operation of the vehicle is maintained (see, for example, Patent Document 1).
従来の油圧ポンプ装置は、複数の油圧ポンプを回転軸心方向に直列に連結しているので、長くて重量のある構造になっており、その支持構造は、最もエンジン寄りに配置している油圧ポンプがフランジを介してエンジンブロックに取り付けられることによって片持ち状態に支持されている。このため、エンジンの運転中に油圧ポンプ装置の自重で発生する回転モーメントが、フランジの取付用ボルトに軸方向の振動荷重として作用するので、取付部におけるボルトの弛みや破損が生じやすくなる。また、油圧ポンプ装置の長尺化及び重量増加に伴って固有振動数が低下すると、エンジンがある低回転数で運転された場合に、油圧ポンプ装置の共振が生じやすくなり、取付部に作用する負荷の増大を招くといった課題があった。 The conventional hydraulic pump device has a long and heavy structure because a plurality of hydraulic pumps are connected in series in the direction of the rotational axis, and the support structure is the hydraulic pressure disposed closest to the engine The pump is supported in a cantilever state by being attached to the engine block through a flange. For this reason, since the rotational moment generated by the weight of the hydraulic pump device during engine operation acts as an axial vibration load on the flange mounting bolt, slack or breakage of the bolt at the mounting portion is likely to occur. In addition, when the natural frequency decreases due to the lengthening and weight increase of the hydraulic pump device, resonance of the hydraulic pump device is likely to occur when the engine is operated at a low rotational speed, which acts on the mounting portion There is a problem of causing an increase in load.
そこで本発明は、片持ち支持構造の油圧ポンプ装置の取付部に作用する負荷を良好に緩和できる作業機械の油圧ポンプ支持構造を提供することを目的としている。 Then, an object of this invention is to provide the hydraulic pump support structure of the working machine which can relieve favorably the load which acts on the attaching part of the hydraulic pump apparatus of a cantilever support structure.
上記目的を達成するため、本発明の作業機械の油圧ポンプ支持構造は、機体フレームに支持されたエンジンと、該エンジンを収容するハウスと、前記エンジンに片持ち状に取り付けられた油圧ポンプ装置とを備えた作業機械の油圧ポンプ支持構造において、前記油圧ポンプ装置の自由端側が前記ハウスの天板から垂下した吊持体によって支持されるとともに、該吊持体が上下方向に弾性変位可能な弾性体を備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a hydraulic pump support structure of a working machine according to the present invention comprises an engine supported by an airframe frame, a house accommodating the engine, and a hydraulic pump device cantilevered to the engine In the hydraulic pump support structure of a working machine, the free end side of the hydraulic pump device is supported by a suspension body suspended from a top plate of the house, and the suspension body is elastically deformable so as to be elastically displaceable in the vertical direction. It is characterized by having a body.
また、前記吊持体は、上部が前記天板に取り付けられるハウス側部材と、該ハウス側部材の下部を上下方向に貫通する軸部材と、前記油圧ポンプ装置に取り付けられるポンプ側部材とを有し、前記軸部材の上部に大径部が設けられるとともに、前記軸部材の下部に前記ポンプ側部材が設けられ、前記弾性体は、前記大径部と前記ハウス側部材の下部との間で前記軸部材を挿設したコイルばねであることを特徴とし、前記大径部は、前記軸部材の上部に設けられた雄ねじ部と、該雄ねじ部に螺合する第1ナットとを有していることを特徴としている。 In addition, the suspension body has a house side member whose upper portion is attached to the top plate, a shaft member which penetrates the lower portion of the house side member in the vertical direction, and a pump side member which is attached to the hydraulic pump device And a large diameter portion is provided at an upper portion of the shaft member, and the pump side member is provided at a lower portion of the shaft member, and the elastic body is disposed between the large diameter portion and a lower portion of the house side member. The large diameter portion has a male screw portion provided on an upper portion of the shaft member and a first nut screwed with the male screw portion. It is characterized by
さらに、前記ハウス側部材は、前記軸部材を貫通するための第1貫通孔が設けられた第1ホルダと、該第1ホルダの両側に突設した連結腕と、該連結腕に対応した一対の吊りロッドとを有し、該吊りロッドは、自在継手を介して上端部が前記天板に、下端部が前記連結腕の先端部にそれぞれ取り付けられていることを特徴としている。 Further, the house side member includes a first holder provided with a first through hole for penetrating the shaft member, a connecting arm projecting from both sides of the first holder, and a pair corresponding to the connecting arm. The suspension rod is characterized in that the upper end is attached to the top plate and the lower end is attached to the tip of the connecting arm via a universal joint.
また、前記ポンプ側部材は、前記軸部材を貫通するための第2貫通孔が設けられた第2ホルダと、該第2ホルダの両側に突設した係止腕と、前記軸部材の下部に設けられた雄ねじ部に螺合する第2ナットと、前記油圧ポンプ装置に取り付けられた吊り金具とを有し、前記軸部材を貫通した前記第2ホルダが前記第2ナットによって支持された状態で、前記係止腕の先端部に前記吊り金具がそれぞれ係止されていることを特徴としている。 Further, the pump side member is provided at a second holder provided with a second through hole for penetrating the shaft member, a locking arm projecting from both sides of the second holder, and a lower portion of the shaft member. In a state in which the second holder having the second nut screwed to the provided male screw portion and the suspension fitting attached to the hydraulic pump device and the second holder penetrating the shaft member is supported by the second nut The suspension bracket is engaged with the tip end of the engagement arm.
本発明の作業機械の油圧ポンプ支持構造によれば、油圧ポンプ装置の自由端側がハウスの天板から垂下した吊持体によって支持されるとともに、該吊持体が上下方向に弾性変位可能な弾性体を備えているので、ハウス内で空間に比較的余裕のある油圧ポンプ装置の上方空間を利用して吊持体の装着が行えるだけでなく、エンジンの運転中における振動をハウス側に伝達させずに、油圧ポンプ装置の自重のみを支持して回転モーメントを低減させることが可能となり、油圧ポンプ装置の取付部に作用する負荷を良好に緩和することができる。 According to the hydraulic pump support structure of the working machine of the present invention, the free end side of the hydraulic pump device is supported by the hanging body suspended from the top plate of the house, and the hanging body is elastically deformable in the vertical direction. Since the body is provided, not only can the suspension body be mounted using the upper space of the hydraulic pump device which has a relatively large space in the house, but also the vibration during engine operation is transmitted to the house side Instead, only the weight of the hydraulic pump device can be supported to reduce the rotational moment, and the load acting on the mounting portion of the hydraulic pump device can be favorably alleviated.
また、ハウス側部材の下部を軸部材によって上下方向に貫通するとともに、該軸部材の上部に設けた第1ナットとハウス側部材の下部との間にコイルばねを介装しているので、簡単な構造で所望するコイルばねの弾性力を得ることが可能となり、各種作業機械によって異なる油圧ポンプ装置の長さや重量に左右されることなく油圧ポンプ装置の支持反力を容易に調節することができる。 In addition, the lower part of the house side member is vertically penetrated by the shaft member, and the coil spring is interposed between the first nut provided on the upper portion of the shaft member and the lower part of the house side member It is possible to obtain the desired elastic force of the coil spring with various structures, and it is possible to easily adjust the supporting reaction force of the hydraulic pump device without being influenced by the length and weight of the hydraulic pump device which varies with various working machines. .
さらに、吊りロッドの両端部に自在継手が設けられているので、エンジン始動時のクランキングや油圧ポンプ装置の共振によって油圧ポンプ装置の後部が前後左右に大きく振れたとしても、吊りロッドの両端部に曲げモーメントが作用することはなく、天板や吊持体の耐久性を向上させることができる。 Furthermore, since universal joints are provided at both ends of the suspension rod, even if the rear part of the hydraulic pump device largely swings back and forth and left and right due to cranking at engine start and resonance of the hydraulic pump device, both ends of the suspension rod The bending moment does not act on the top plate and the durability of the top plate and the hanging body can be improved.
また、油圧ポンプ装置に取り付けられた吊り金具がポンプ側部材の係止腕に係止されているので、機体フレーム上に油圧ポンプ装置を搭載する前に、あらかじめ吊り金具を油圧ポンプ装置に取り付けておくことが可能となり、吊持体の組み立てや油圧ポンプ装置の支持反力の調節を迅速に行うことができる。 In addition, since the suspension bracket attached to the hydraulic pump device is engaged with the locking arm of the pump side member, the suspension bracket is attached to the hydraulic pump device in advance before mounting the hydraulic pump device on the machine frame. It is possible to quickly set up the suspension body and adjust the support reaction force of the hydraulic pump device.
図1乃至図4は本発明の一形態例を示すもので、本形態例に示す作業機械の油圧ポンプ支持構造11は、機体フレーム12の底壁12aの上方に配置されたディーゼルエンジン(以下、エンジンという)13と、該エンジン13の後部に取り付けられた油圧ポンプ装置14と、これらを収容する箱形状のハウス15と、該ハウス15の天板15aから垂下して油圧ポンプ装置14を支持する吊持体16とを備えている。
1 to 4 show an embodiment of the present invention, and the hydraulic
図1は、前端をエンジン13に取り付けた油圧ポンプ装置14の左側面を示したものである。油圧ポンプ装置14は、可変容量型の斜板式油圧ポンプである第1油圧ポンプ17と第2油圧ポンプ18とを回転軸心方向に直列に連結した、いわゆるタンデム型の油圧ポンプ装置であり、第1油圧ポンプ17の前端に設けられたフランジ19がエンジンブロック13aにボルト20で締結されている。また、第1油圧ポンプ17の前端から突出するポンプ軸21が、エンジン13の出力軸(図示せず)に設けられた動力伝達部22に連結されることによって回転駆動され、第1油圧ポンプ17及び第2油圧ポンプ18の上部にそれぞれ設けられた第1制御弁17a及び第2制御弁18aで斜板を軸線まわりに傾動駆動することによって押しのけ容積が調節される。
FIG. 1 shows the left side surface of the
第2油圧ポンプ18の後端には、固定容量型のギヤポンプである第3油圧ポンプ23がアダプタ24を介して連結されている。また、第1油圧ポンプ17のハウジング17bと第2油圧ポンプ18のハウジング18bとは、中間ブロック25を介して一体的に連結され、該中間ブロック25の右側面には、駆動力の一部を取り出すギヤボックス26が設けられるとともに、該ギヤボックス26の後端に固定容量型のギヤポンプである第4油圧ポンプ27が連結されている。
A third
動力伝達部22は、ポンプ軸21がスプライン結合されるインナー部材28aとアウター部材28bとを組み合わせてボルト29で締結したカップリング28と、エンジン13の出力軸に直結されたフライホイール30と、カップリング28をフライホイール30に取り付けるためのアダプタ31とを有し、該アダプタ31がフライホイール30にボルト32で締結されるとともに、カップリング28がアダプタ31にボルト33で締結されることにより、フライホイール30の回転に伴ってカップリング28が一体に回転し、スプライン結合されたポンプ軸21にエンジン13からの駆動力が伝達されるようになっている。
The
吊持体16は、ハウス15の天板15aから垂下して油圧ポンプ装置14の後部(自由端側)を支持するものであり、上部が天板15aに取り付けられるハウス側部材34と、該ハウス側部材34の下部を上下方向に貫通する円柱形状の軸部材35と、油圧ポンプ装置14に取り付けられるポンプ側部材36とを有し、軸部材35の上部に大径部37が設けられるとともに、軸部材35の下部にポンプ側部材36が設けられている。また、大径部37とハウス側部材34の下部との間で、弾性体であるコイルばね38に軸部材35が挿設されている。
The hanging
ハウス側部材34は、軸部材35を上下方向に貫通するための第1貫通孔39aが設けられた円筒形状の第1ホルダ39と、該第1ホルダ39の両側に突設した連結腕39b,39bと、該連結腕39bに対応した一対の吊りロッド40,40とを有している。また、第1ホルダ39の側面には、第1貫通孔39aを貫通する軸部材35の摺動抵抗を低減させるための潤滑油を供給する給脂口39cが設けられている。
The
吊りロッド40は、長尺の丸棒部材40aの両端部に設けた雄ねじの一方を逆ねじとしたもので、各雄ねじに自在継手であるボールジョイント40bを螺合させており、各ボールジョイント40b,40bを介して上端部が天板15aの取付部15bにナット41で締結され、下端部が連結腕39bの先端部にナット42でそれぞれ締結されている。また、丸棒部材40aの両端部に螺合された回り止めのナット40cを緩めて丸棒部材40aをボールジョイント40bに対して回転可能な状態にした後、丸棒部材40aに設けた貫通孔40dに回転操作治具(図示せず)を係合して丸棒部材40aのねじ込み量を減らす方向に回転操作すると、各ボールジョイント40b,40bが互いに離反する方向に移動し、ねじ込み量を増やす方向に回転操作すると、各ボールジョイント40b,40bが互いに接近する方向に移動するように構成されている。自在継手には、一般的なボールジョイントの他に、ユニバーサルジョイントなどを採用することができる。また、各吊りロッド40,40の一方の軸心を軸部材35の軸心よりも前側に偏芯させ、他方を後側に偏芯させて互い違いに配置されることにより、軸部材35が前後方向に傾斜することを防止している。
The
大径部37は、軸部材35の上部に設けられた雄ねじ部35aと、該雄ねじ部35aに螺合する第1ナット43と、該第1ナット43の下面に当接させる座金44とを有している。第1ナット43には、軸部材35に螺合した状態で、溶接などの接合手段による回り止めが施されている。また、軸部材35が上方から座金44、コイルばね38、第1ホルダ39の順に貫通して組み合わされることにより、コイルばね38の下端が第1ホルダ39の上面に当接するとともに、上端が座金44の下面に当接し、軸部材35が下方に移動して第1ホルダ39から抜け落ちることを規制している。
The
ポンプ側部材36は、軸部材35を上下方向に貫通するための第2貫通孔45aが設けられた円筒形状の第2ホルダ45と、該第2ホルダ45の両側に突設した係止腕45b,45bと、軸部材35の下部に設けられた雄ねじ部35bに螺合する第2ナット46と、第2油圧ポンプ18後部のアダプタ24にボルト47で締結された左右一対の吊り金具48,48とを有している。また、第2ホルダ45が軸部材35によって上方から貫通されるとともに、雄ねじ部35bに螺合された第2ナット46で支持されている。第2ナット46には、該第2ナット46における溝部(図示せず)と軸部材35に設けられた貫通孔(図示せず)とを一致させた状態で、割りピン46aを貫通させることによる回り止めが施されている。さらに、係止腕45bの先端部に設けたU字状の係止溝45cを吊り金具48に設けた係止孔48aに挿入した状態で、前記回転操作治具を用いて左右の吊りロッド40,40をそれぞれボールジョイント40bにねじ込んでいくと、軸部材35及び第2ホルダ45が同時に引き上げられるとともに、コイルばね38が収縮し始める。この結果、コイルばね38に上向きの弾性力が発生し、吊り金具48を介して油圧ポンプ装置14を引き上げようとする反力が作用するようになっている。
The
このような作業機械の油圧ポンプ支持構造11は、油圧ポンプ装置14の後部(自由端側)がハウス15の天板15aから垂下した吊持体16によって支持されるとともに、該吊持体16が上下方向に弾性変位可能なコイルばね38を備えているので、ハウス15内で空間に比較的余裕のある油圧ポンプ装置14の上方空間を利用して吊持体16の装着が行えるだけでなく、エンジン13の運転中における振動をハウス15側に伝達させずに、油圧ポンプ装置14の自重のみを支持して回転モーメントを低減させることが可能となり、油圧ポンプ装置14の取付部、例えば、エンジンブロック13aの後面に形成された雌ねじ部13bに作用する負荷を良好に緩和することができる。
The hydraulic
また、第1ホルダ39を上下方向に貫通する軸部材35の上部に設けた第1ナット43と第1ホルダ39との間にコイルばね38を介装しているので、吊りロッド40の回転操作によって所望するコイルばね38の弾性力を得ることが可能となり、各種作業機械によって異なる油圧ポンプ装置14の長さや重量に左右されることなく油圧ポンプ装置14の支持反力を容易に調節することができる。
Further, since the
さらに、吊りロッド40の両端部にボールジョイント40aが設けられているので、エンジン始動時のクランキングや油圧ポンプ装置14の共振によって油圧ポンプ装置14の後部が前後左右に大きく振れたとしても、吊りロッド40の両端部に曲げモーメントが作用することはなく、天板15aや吊持体16の耐久性を向上させることができる。
Furthermore, since the ball joints 40a are provided at both ends of the
また、第2油圧ポンプ18後部のアダプタ24に取り付けられた吊り金具48が第2ホルダ45の両側に突設した係止腕45bにそれぞれ係止されているので、機体フレーム12上に油圧ポンプ装置14を搭載する前に、あらかじめ吊り金具48を油圧ポンプ装置14に取り付けておくことが可能となり、吊持体16の組み立てや油圧ポンプ装置14の支持反力の調節を迅速に行うことができる。
In addition, since the
なお、本発明は、前記形態例に限るものではなく、エンジンに連結される油圧ポンプの台数も任意であり、作業機械の種類も限定されるものではない。また、吊持体は、油圧ポンプの自重を支持しつつ、上下方向の振動を抑制できる弾性体を備えていればよく、取り付けるスペースなどの各種条件に応じて適宜に構成することができる。 The present invention is not limited to the embodiment described above, the number of hydraulic pumps connected to the engine is optional, and the type of work machine is not limited. In addition, the supporting body only needs to be provided with an elastic body capable of suppressing the vertical vibration while supporting the weight of the hydraulic pump, and can be appropriately configured according to various conditions such as a space to be attached.
11…油圧ポンプ支持構造、12…機体フレーム、12a…底壁、13…ディーゼルエンジン、13a…エンジンブロック、13b…雌ねじ部、14…油圧ポンプ装置、15…ハウス、15a…天板、15b…取付部、16…吊持体、17…第1油圧ポンプ、17a…第1制御弁、17b…ハウジング、18…第2油圧ポンプ、18a…第2制御弁、18b…ハウジング、19…フランジ、20…ボルト、21…ポンプ軸、22…動力伝達部、23…第3油圧ポンプ、24…アダプタ、25…中間ブロック、26…ギヤボックス、27…第4油圧ポンプ、28…カップリング、28a…インナー部材、28b…アウター部材、29…ボルト、30…フライホイール、31…アダプタ、32,33…ボルト、34…ハウス側部材、35…軸部材、35a,35b…雄ねじ部、36…ポンプ側部材、37…大径部、38…コイルばね、39…第1ホルダ、39a…第1貫通孔、39b…連結腕、39c…給脂口、40…吊りロッド、40a…丸棒部材、40b…ボールジョイント、40c…ナット、40d…貫通孔、41,42…ナット、43…第1ナット、44…座金、45…第2ホルダ、45a…第2貫通孔、45b…係止腕、45c…係止溝、46…第2ナット、46a…割りピン、47…ボルト、48…吊り金具、48a…係止孔 11 ... hydraulic pump support structure, 12 ... body frame, 12a ... bottom wall, 13 ... diesel engine, 13a ... engine block, 13b ... internal thread, 14 ... hydraulic pump device, 15 ... house, 15a ... top plate, 15b ... mounting Part 16 suspension body 17 first hydraulic pump 17a first control valve 17b housing 18 second hydraulic pump 18a second control valve 18b housing 19 flange 20 20 Bolts 21 ... pump shaft 22 ... power transmission unit 23 ... third hydraulic pump 24 ... adapter 25 ... intermediate block 26 ... gear box 27 ... fourth hydraulic pump 28 ... coupling 28a ... inner member , 28b: outer member, 29: bolt, 30: flywheel, 31: adapter, 32, 33: bolt, 34: house side member, 35: shaft member 35a, 35b: Male thread portion 36: Pump side member 37: Large diameter portion 38: Coil spring 39: First holder 39a: First through hole 39b: Connecting arm 39c: Greasing port 40: Suspension rod, 40a: round bar member, 40b: ball joint, 40c: nut, 40d: through hole, 41, 42: nut, 43: first nut, 44: washer, 45: second holder, 45a: second penetration Hole 45b Locking arm 45C Locking groove 46 Second nut 46a Split pin 47 Bolt 48 Suspension bracket 48a Locking hole
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