JP2023124204A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーティリティ室の使い勝手を損なうことなく、アクセス性を保てる位置に操作切替弁を配置した作業機械を提供する。【解決手段】作業機械は、車体と、車体に設けられたユーティリティ室と、ユーティリティ室の内部空間を画定する壁の一部を開閉する開閉扉と、車体に搭載された油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータを操作するためにキャブ内に設けられた操作装置と、油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御する制御弁と、操作装置の操作に応じたパイロット圧油を制御弁のパイロットポートに出力するパイロット弁と、操作装置の操作及び油圧アクチュエータの動作の対応関係を切り替える操作切替弁とを備える作業機械において、操作切替弁は、ユーティリティ室の内部空間の側面を画定する仕切り壁を挟んで、ユーティリティ室の内部空間と反対側に配置されている。【選択図】図４

Description

本発明は、操作切替弁を備えた作業機械に関する。

従来より、キャブ内に設けられた操作レバーと、油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御する制御弁と、操作レバーの操作に応じたパイロット圧油を、制御弁のパイロットポートに出力するパイロット弁と、操作レバーの操作及び油圧アクチュエータの動作の対応関係を切り替える操作切替弁とを備える作業機械が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１に記載の操作切替弁は、キャブ内に配置されている。これに対して、キャブ内の居住性などを改善する目的で、キャブ後方のユーティリティ室の床板を切り欠いて、その下に操作切替弁を配置した作業機械も存在する。

特開２０１８－０５３５２１号公報

しかしながら、操作切替弁を配置するためにユーティリティ室の床板を切り欠くと、ユーティリティ室に物（例えば、ペール缶、工具箱など）を収納することができず、使い勝手を損なうという課題がある。

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーティリティ室の使い勝手を損なうことなく、アクセス性を保てる位置に操作切替弁を配置した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、本発明は、自走可能な車体と、前記車体に設けられたユーティリティ室と、前記車体の側面に設けられて、前記ユーティリティ室の内部空間を画定する壁の一部を開閉する開閉扉と、前記車体に搭載された油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータを操作するために前記キャブ内に設けられた操作装置と、前記油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御する制御弁と、前記操作装置の操作に応じたパイロット圧油を、前記制御弁のパイロットポートに出力するパイロット弁と、前記パイロット弁から前記パイロットポートに至る油路に設けられて、前記操作装置の操作及び前記油圧アクチュエータの動作の対応関係を切り替える操作切替弁と、を備える作業機械において、前記操作切替弁は、前記ユーティリティ室の内部空間の側面を画定する仕切り壁を挟んで、前記ユーティリティ室の内部空間と反対側に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ユーティリティ室の使い勝手を損なうことなく、アクセス性を保てる位置に操作切替弁を配置した作業機械を得ることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る作業機械の代表例である油圧ショベルの側面図である。 キャブの概略図である。 上部旋回体の平面図である。 内部空間が空の状態のユーティリティ室を示す斜視図である。 内部空間に物を収容した状態のユーティリティ室を示す斜視図である。 旋回フレームに支持された操作切替弁の斜視図である。 奥壁及び操作切替弁の位置関係を示す断面図である。

本発明に係る作業機械の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る作業機械の代表例である油圧ショベル１の側面図である。なお、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル１に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。

油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２に支持された上部旋回体３とを備える。下部走行体２及び上部旋回体３は、車体の一例である。下部走行体２は、左右一対のクローラを備える。そして、走行モータ（図示省略）の回転が伝達されて左右一対のクローラが回転すると、油圧ショベル１が走行する。但し、下部走行体２は、クローラに代えて、装輪式であってもよい。

上部旋回体３は、下部走行体２に旋回可能に支持されている。上部旋回体３は、旋回モータ（図示省略）の駆動力が伝達されて、下部走行体２に対して旋回する。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、旋回フレーム５の前端中央に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業機４と、旋回フレーム５の前方左側に配置されたキャブ（運転席）７と、旋回フレーム５の後端に配置されたカウンタウェイト６とを主に備える。

フロント作業機４は、上部旋回体３に起伏可能に支持されたブーム４ａと、ブーム４ａの先端に揺動可能に支持されたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端に揺動可能に支持されたバケット４ｃと、ブーム４ａ、アーム４ｂ、及びバケット４ｃを駆動させる油圧シリンダ４ｄ、４ｅ、４ｆとを含む。カウンタウェイト６は、フロント作業機４との重量バランスを取るためのもので、上面視円弧形状を成す重量物である。

図２は、キャブ７の概略図である。図２に示すように、キャブ７には、油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。キャブ７の内部空間には、オペレータが着席するシート８と、シート８に着席したオペレータが操作する操作装置９が配置されている。

操作装置９は、例えば、右レバー９ａと、左レバー９ｂと、右ペダル９ｃと、左ペダル９ｄとを含む。但し、操作装置９の具体例はこれらに限定されず、ステアリング、スイッチなどであってもよい。そして、キャブ７に搭乗したオペレータが操作装置９を操作することによって、下部走行体２が走行し、上部旋回体３が旋回し、フロント作業機４が動作する。

また、図１に示すように、エンジン建屋１０は上部旋回体３に支持されている。エンジン建屋１０は、フロント作業機４、キャブ７、及び後述するユーティリティ室２０より後方で、カウンタウェイト６より前方において、旋回フレーム５に支持されている。エンジン建屋１０は、油圧ショベル１を動作させるための構成部品を収容する内部空間を有する。

図３は、上部旋回体３の平面図である。エンジン建屋１０の内部空間には、油圧ショベル１を動作させるための構成部品として、エンジン１１、後処理装置１２、熱交換器１３、冷却ファン１４、油圧ポンプ１５等が収容される。また、作動油タンク１６及び燃料タンク１７は、エンジン建屋１０の外側において、旋回フレーム５に支持されている。

エンジン１１は、熱交換器１３及び冷却ファン１４より右方で、後処理装置１２及び油圧ポンプ１５より左方に配置されている。エンジン１１は、油圧ショベル１（より詳細には、冷却ファン１４、油圧ポンプ１５）を動作させるための駆動力を発生させる。

後処理装置１２は、エンジン１１より右方に配置されている。後処理装置１２は、エンジン１１から排出された排気ガスを浄化して排出する。後処理装置１２は、例えば、排気ガスからＮｏｘ、ＮＯ、ＣＯ、ＨＣなどを除去する。

熱交換器１３は、冷却ファン１４より左方に配置されている。熱交換器１３は、エンジン１１を冷却した冷却水を、冷却ファン１４によって生起された冷却風と熱交換させ、再びエンジン１１に供給するラジエータを含む。また、熱交換器１３は、過給機（ターボチャージャ）で圧縮された空気を冷却するインタークーラ、作動油タンク１６に貯留された作動油を冷却する作動油クーラ等を含んでもよい。

冷却ファン１４は、熱交換器１３より右方で、エンジン１１より左方に配置されている。冷却ファン１４は、エンジン１１の駆動力によって回転することによって、エンジン建屋１０内に冷却風を生起させる。

油圧ポンプ１５は、後処理装置１２より右方に配置されている。油圧ポンプ１５は、エンジン１１の駆動力が伝達されることによって、作動油タンク１６に貯留された作動油を油圧アクチュエータ（走行モータ、旋回モータ、油圧シリンダ４ｄ、４ｅ、４ｆ）及びパイロット弁１９ａ、１９ｂに供給する。これにより、下部走行体２が走行し、上部旋回体３が旋回し、フロント作業機４が動作する。

作動油タンク１６は、フロント作業機４より右方で、エンジン建屋１０より前方で、燃料タンク１７より後方に配置されている。作動油タンク１６には、油圧アクチュエータに供給される作動油が貯留される。燃料タンク１７は、フロント作業機４より右方で、作動油タンク１６より前方に配置されている。燃料タンク１７には、エンジン１１に供給される燃料が貯留される。

また、図３に示すように、油圧ショベル１は、制御弁１８を備える。制御弁１８は、キャブ７より上部旋回体３の中央寄りにおいて、旋回フレーム５に支持されている。また、制御弁１８は、フロント作業機４及びキャブ７より後方で、且つエンジン建屋１０より前方において、旋回フレーム５に支持されている。

制御弁１８は、油圧ポンプ１５から圧送される作動油の油圧アクチュエータへの給排を制御する。制御弁１８は、複数の弁が組み合わされて構成される。より詳細には、制御弁１８は、作業者による操作装置９の操作に応じて、油圧アクチュエータへの作動油の供給方向及び供給量を制御する。制御弁１８を構成する複数の弁それぞれは、操作装置９の操作応じたパイロット圧油が供給されるパイロットポートを有する。

また、図３に示すように、油圧ショベル１は、複数のパイロット弁１９ａ、１９ｂを備える。図３には、右レバー９ａに対応するパイロット弁１９ａと、左レバー９ｂに対応するパイロット弁１９ｂとが図示されている。一方、図示は省略するが、油圧ショベル１は、右ペダル９ｃ及び左ペダル９ｄに対応するパイロット弁をさらに備える。

パイロット弁１９ａ、１９ｂは、例えば、キャブ７の下方において、旋回フレーム５に支持されている。すなわち、パイロット弁１９ａ、１９ｂは、制御弁１８及び後述する操作切替弁３０より前方で、且つ制御弁１８より上部旋回体３の端（左端）寄りにおいて、旋回フレーム５に支持されている。

パイロット弁１９ａ、１９ｂは、図３に実線で示すパイロット一次油路Ｌ１によって、油圧ポンプ１５に接続されている。また、パイロット弁１９ａ、１９ｂは、図３に破線で示すパイロット二次油路Ｌ２によって、操作切替弁３０を介して制御弁１８に接続されている。さらに、パイロット弁１９ａ、１９ｂは、右レバー９ａ及び左レバー９ｂの操作に応じて、開閉される。すなわち、パイロット弁１９ａ、１９ｂは、油圧ポンプ１５から供給される作動油を、操作装置９の操作に応じたパイロット圧油として、制御弁１８に出力する。

さらに、図１及び図３に示すように、ユーティリティ室２０は、フロント作業機４及びキャブ７より後方で、且つエンジン建屋１０より前方において、旋回フレーム５に支持されている。また、ユーティリティ室２０は、制御弁１８及び操作切替弁３０より上部旋回体３の端（左端）寄りにおいて、旋回フレーム５に支持されている。

図４は、内部空間が空の状態のユーティリティ室２０を示す斜視図である。図５は、内部空間に物（ペール缶Ｃ）を収容した状態のユーティリティ室２０を示す斜視図である。図４及び図５に示すように、ユーティリティ室２０は、物（例えば、ペール缶Ｃ、工具箱など）を収容する内部空間を有する。ユーティリティ室２０の内部空間は、天壁２１と、底壁２２と、側壁２３、２４と、奥壁２５と、開閉扉２６（図１、図３参照）とで画定される略直方体形状の空間である。

天壁２１はユーティリティ室２０の天面を画定し、底壁２２はユーティリティ室２０の底面を画定し、側壁２３はユーティリティ室２０の前面を画定し、側壁２４はユーティリティ室２０の後面を画定し、奥壁２５はユーティリティ室２０の右面を画定し、閉じられた開閉扉２６はユーティリティ室２０の左面を画定する。また、天壁２１及び底壁２２は上下方向に対向配置され、側壁２３、２４は前後方向に対向配置され、奥壁２５及び開閉扉２６は左右方向（上部旋回体３の幅方向）に対向配置される。

図５に示すように、底壁２２には、ペール缶Ｃ等の物を載置することができる。また、開閉扉２６は、上部旋回体３の左側面において、上下方向に延びる軸線回りに回動可能に設けられている。そして、開閉扉２６は、ユーティリティ室２０の内部空間を画定する壁の一部（本実施形態では、左壁）を開閉する。開閉扉２６を閉じると、ユーティリティ室２０の内部空間が閉塞される。一方、開閉扉２６を開くと、ユーティリティ室２０の左側面が開放されて、ユーティリティ室２０の内部空間にアクセス可能になる。

奥壁２５は、開閉扉２６側から見て底壁２２より奥側（開閉扉２６から遠い位置）に設けられている。また、奥壁２５には、厚み方向（すなわち、左右方向）に貫通する開口２７が設けられている。また、奥壁２５のさらに奥側（奥壁２５を挟んでユーティリティ室２０の内部空間と反対側）の空間には、開口２７に対面するように操作切替弁３０が配置されている。

図３に示すように、操作切替弁３０は、パイロット弁１９ａ、１９ｂから制御弁１８に至るパイロット二次油路Ｌ２に設けられている。また、操作切替弁３０は、前後方向において、パイロット弁１９ａ、１９ｂと制御弁１８との間に配置されている。さらに、操作切替弁３０は、左右方向において、パイロット弁１９ｂと制御弁１８との間に配置されている。

操作切替弁３０は、パイロット弁１９ａ、１９ｂからのパイロット圧油の出力先を変更することによって、操作装置９の操作と、油圧アクチュエータの動作との対応関係を切り替える。本実施形態に係る操作切替弁３０は、右レバー９ａの前方への倒伏と、油圧シリンダ４ｄの伸長（ブーム４ａの起立）とが対応付けられた対応関係１、及び右レバー９ａの前方への倒伏と、旋回モータの右回転（上部旋回体３の右旋回）とが対応付けられた対応関係２に切り替え可能に構成されている。

なお、詳細な説明は省略するが、対応関係１、２には、右レバー９ａの後方、左方、右方への倒伏、左レバー９ｂの前方、後方、左方、右方への倒伏、右ペダル９ｃ及び左ペダル９ｄの踏み込みにも、油圧アクチュエータの動作が対応付けられる。また、操作切替弁３０によって切り替え可能な対応関係は、２パターンに限定されず、３パターン以上でもよい。

図６は、旋回フレーム５に支持された操作切替弁３０の斜視図である。図７は、奥壁２５及び操作切替弁３０の位置関係を示す断面図である。図６及び図７に示すように、操作切替弁３０は、弁本体３１と、切替レバー３２とを主に備える。

弁本体３１は、円筒形状の外形を呈する。弁本体３１の外周面には、複数の接続部３３が設けられている。複数の接続部３３には、パイロット二次油路Ｌ２のうち、パイロット弁１９ａ、１９ｂそれぞれから延設される複数のホース（油路）と、制御弁１８を構成する複数の弁それぞれのパイロットポートに向けて延設される複数のホース（油路）とが接続される。

切替レバー３２は、弁本体３１の上面（軸方向の両端面のうちの上側の面）に設けられている。切替レバー３２は、弁本体３１の軸方向に延びる軸線回りに回動可能に構成されている。そして、作業者が切替レバー３２を操作すると、弁本体３１の内部において、複数の接続部３３に接続されたホースの接続関係（すなわち、対応関係１、２）が切り替えられる。例えば、作業者が切替レバー３２を時計回りに回動させると対応関係１となり、反時計回りに回動させると対応関係２となる。

操作切替弁３０は、ブラケット３４を介して旋回フレーム５に支持されている。ブラケット３４の下端３５が旋回フレーム５の上面に固定され、ブラケット３４の上端３６で弁本体３１の下面を支持する。また、ブラケット３４は、下端３５から上端３６に向かって、右方向（すなわち、奥壁２５から離れる向き）に登り傾斜となっている。

また、弁本体３１（より詳細には、切替レバー３２の回動軸線）は、切替レバー３２が開口２７を向くように、上下方向に対して傾斜（右から左に向かって下がる向きの傾斜）した状態で、ブラケット３４の上端３６に取り付けられている。さらに、操作切替弁３０は、左右方向において、切替レバー３２が開口２７に対面するように、ブラケット３４の上端３６に取り付けられている。その結果、図４に示すように、作業者は、開閉扉２６を開くことによって、開口２７を通じて、操作切替弁３０を視認できると共に、切替レバー３２を操作することができる。

上記の実施形態によれば、ユーティリティ室２０の奥壁２５のさらに奥側に操作切替弁３０を配置することによって、ユーティリティ室２０にペール缶Ｃ等の物を収容することができる。また、操作切替弁３０の切替レバー３２を奥壁２５の開口２７に対面して配置することによって、開閉扉２６を開けば開口２７を通じて切替レバー３２にアクセスできる。その結果、ユーティリティ室２０の使い勝手を損なうことなく、操作切替弁３０のアクセス性を保つことができる。

なお、操作切替弁３０の位置は、奥壁２５の奥側（右側）に限定されず、側壁２３の奥側（前側）でもよいし、側壁２４の奥側（後側）でもよい。側壁２３、２４及び奥壁２５は、ユーティリティ室２０の側面を画定する仕切り壁の一例である。但し、開閉扉２６に対面する奥壁２５の奥側に操作切替弁３０に設けることによって、操作切替弁３０を視認しながら切替レバー３２を操作することができる。

また、奥壁２５の開口２７は、省略可能である。他の例として、奥壁２５の高さを低くして、操作切替弁３０の切替レバー３２を、奥壁２５の上端より上方に配置してもよい。これにより、作業者は、奥壁２５の上から切替レバー３２にアクセスできる。

また、上記の実施形態によれば、切替レバー３２が開口２７を向くように、弁本体３１（切替レバー３２の回動軸線）を上下方向に対して傾斜させることによって、切替レバー３２へのアクセス性をさらに向上させることができる。

また、上記の実施形態によれば、前後方向及び左右方向において、パイロット弁１９ｂ及び制御弁１８の間に操作切替弁３０を配置することによって、パイロット二次油路Ｌ２を短くすることができる。その結果、操作装置９の操作に対する油圧アクチュエータの応答性を高めることができる。

さらに、上述した実施形態では、作業機械として、クローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。それ以外にも、ホイールローダ、ダンプトラック、油圧クレーン等の他の作業機械にも広く適用することができる。

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

１ 油圧ショベル（作業機械）
２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
４ フロント作業機
４ａ ブーム
４ｂ アーム
４ｃ バケット
４ｄ，４ｅ，４ｆ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
５ 旋回フレーム
６ カウンタウェイト
７ キャブ
８ シート
９ 操作装置
９ａ 右レバー
９ｂ 左レバー
９ｃ 右ペダル
９ｄ 左ペダル
１０ エンジン建屋
１１ エンジン
１２ 後処理装置
１３ 熱交換器
１４ 冷却ファン
１５ 油圧ポンプ
１６ 作動油タンク
１７ 燃料タンク
１８ 制御弁
１９ａ，１９ｂ パイロット弁
２０ ユーティリティ室
２１ 天壁
２２ 底壁
２３，２４ 側壁（仕切り壁）
２５ 奥壁（仕切り壁）
２６ 開閉扉
２７ 開口
３０ 操作切替弁
３１ 弁本体
３２ 切替レバー
３３ 接続部
３４ ブラケット
３５ 下端
３６ 上端

Claims (5)

1. 自走可能な車体と、
   前記車体に設けられたユーティリティ室と、
   前記車体の側面に設けられて、前記ユーティリティ室の内部空間を画定する壁の一部を開閉する開閉扉と、
   前記車体に搭載された油圧アクチュエータと、
   前記油圧アクチュエータを操作するために前記キャブ内に設けられた操作装置と、
   前記油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御する制御弁と、
   前記操作装置の操作に応じたパイロット圧油を、前記制御弁のパイロットポートに出力するパイロット弁と、
   前記パイロット弁から前記パイロットポートに至る油路に設けられて、前記操作装置の操作及び前記油圧アクチュエータの動作の対応関係を切り替える操作切替弁と、を備える作業機械において、
   前記操作切替弁は、前記ユーティリティ室の内部空間の側面を画定する仕切り壁を挟んで、前記ユーティリティ室の内部空間と反対側に配置されていることを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記仕切り壁には、前記操作切替弁に対面する位置に開口が形成されていることを特徴とする作業機械。
3. 請求項２に記載の作業機械において、
   前記操作切替弁は、
   円筒形状の弁本体と、
   前記弁本体の軸方向の端面に回動可能に設けられて、前記対応関係を切り替える切替レバーとを有し、
   前記弁本体は、前記切替レバーが前記開口を向くように、上下方向に対して傾斜して配置されていることを特徴とする作業機械。
4. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記仕切り壁は、前記車体の幅方向において前記開閉扉と対向する前記ユーティリティ室の奥壁であることを特徴とする作業機械。
5. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記操作切替弁は、前後方向及び前記車体の幅方向それぞれにおいて、前記制御弁及び前記パイロット弁の間に配置されていることを特徴とする作業機械。

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