JP3456737B2

JP3456737B2 - 油圧ショベル

Info

Publication number: JP3456737B2
Application number: JP03005294A
Authority: JP
Inventors: 純一細野; 光男木原; 利明西田; 三郎吉尾; 富重矢吹; 章野口; 健飯島
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 2003-10-14
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: JPH07238574A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として狭所や市街地
等で使用される超小旋回型の油圧ショベルに係り、特
に、油圧ポンプの駆動源であるエンジンの回転数を制御
する制御手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルは、走行モータによって走
行する下部走行体と、この下部走行体上に設けられ、旋
回モータによって旋回する上部旋回体と、この上部旋回
体に連結され、ブームとアームおよびバケット等で構成
されるフロントとを備えており、このフロントは各種シ
リンダによって駆動される。前記走行モータと旋回モー
タおよびシリンダ等のアクチュエータは油圧ポンプから
の吐出油によって駆動され、この油圧ポンプはエンジン
によって駆動され、エンジンの回転数に応じて圧油の吐
出量が増減する。また、上部旋回体には運転室が設置さ
れており、オペレータがこの運転室内で操作レバーを操
作することにより、その操作量に応じて各アクチュエー
タが駆動され、堀削や積荷等の所要の作業を実施する。

【０００３】従来より、前記運転室内には前述した操作
レバーの他に、エンジンの回転数を固定的に制御する直
動式レバーが設置されている。この直動式レバーはエン
ジンの燃料噴射量をコントロールする燃料噴射装置に接
続されており、オペレータが該レバーを手動操作により
任意角度だけ引くと、その操作量に応じて燃料噴射装置
のガバナーレバーが駆動され、エンジンの回転数が固定
的に制御されるようになっている。したがって、作業状
況等に応じてエンジンの回転数を任意に設定することが
でき、例えばフロントを最小旋回姿勢にして上部旋回体
の旋回動作のみを行う場合は、直動式レバーの引き込み
量を少なくし、エンジンを低速回転に維持すれば良く、
堀削等の負荷がかかる作業を行う場合は、直動式レバー
の引き込み量を多くし、エンジンを高速回転に維持すれ
ば良い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、都市
部等の狭い場所での作業が非常に多くなっており、この
ような要望に応じて旋回半径を小さくした超小旋回型の
油圧ショベルが普及している。かかる超小旋回型の油圧
ショベルでは、堀削や旋回あるいは走行等の種々の作業
を連続的に行う頻度が高いため、エンジンの回転数を作
業状況に適した値に制御する頻度も必然的に高くなる。
特に、狭い場所での作業の場合には、油圧ショベルと周
囲の障害物との衝突を回避するために、旋回動作は極力
低速にしたいという要望が多い一方で、堀削作業時には
ブーム等のフロントの動作速度を高速にしたいという要
望がある。

【０００５】しかしながら、前述した従来の油圧ショベ
ルでは、オペレータが直動式レバーを手動操作するよう
になっているため、作業中にエンジンの回転数を変える
場合、オペレータは各アクチュエータを操作する操作レ
バーから手を離した後、直動式レバーを手動操作すると
いう煩雑な操作が必要となり、操作性が悪いという問題
があった。また、直動式レバーによってエンジンの回転
数が固定的に設定されるため、作業中にエンジンの回転
数を変える頻度が高くなると、オペレータはその都度ア
クチュエータの操作レバーから手を離して直動式レバー
を手動操作しなければならず、この点からも操作性に難
点があった。

【０００６】なお、アクチュエータを操作する操作レバ
ーの近傍に切換えスイッチを付設し、この切換えスイッ
チによってエンジンの回転数をパワーモードとエコノミ
ーモードとに切り換えるようにした油圧ショベルが提案
されているが、このものは経済性を高める目的で切換え
スイッチを付設したもので、該切換えスイッチによって
設定されるエンジンの回転数は固定的であるため、前述
した従来例と同様に、作業中にエンジンの回転数を変え
る頻度が高くなると、その都度オペレータは切換えスイ
ッチを切り換え操作しなければならないという操作性の
悪さがある。

【０００７】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、エンジンの回転数を
作業状況に適した任意の値に簡単に設定することがで
き、操作性に優れた油圧ショベルを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した本発明の目的
は、走行モータにより走行される下部走行体と、運転室
を有し、旋回モータにより旋回される上部旋回体と、こ
の上部旋回体に回動自在に連結され、シリンダにより駆
動されるフロントと、前記走行モータと旋回モータおよ
びシリンダ等のアクチュエータを駆動する油圧ポンプ
と、この油圧ポンプを駆動するエンジンとを備え、前記
運転室内に前記エンジンの回転数を固定的に制御する固
定式制御手段を設けた油圧ショベルにおいて、前記運転
室内に前記固定式制御手段によって設定されたエンジン
の回転数を可変的に制御する可変式制御手段を設け、こ
の可変式制御手段は、操作の付与により前記固定式制御
手段で設定したエンジンの回転数を増加方向と減少方向
のいずれか一方へ可変的に制御し、操作の解除により前
記固定式制御手段で設定したエンジンの回転数に復帰す
るように構成することによって達成される。

【０００９】

【作用】油圧ショベルで種々の作業を行う際、エンジン
の回転数は、オペレータが運転室内に設置された直動式
レバー等の固定式制御手段を操作するによって適当な値
に設定される。作業中にエンジンの回転数を作業状況等
に応じて変える必要が生じた場合、例えば堀削等の作業
においてフロントの駆動力を上げる場合、オペレータが
足踏み式のペダル等からなる可変式制御手段を操作する
と、該可変式制御手段によって固定式制御手段で設定さ
れたエンジンの回転数が変えられ、エンジンは高速回転
になり、可変式制御手段への操作を解除すると、エンジ
ンの回転数は固定式制御手段で設定された値に復帰す
る。したがって、作業中にエンジンの回転数を変える頻
度が高くなったとしても、オペレータにとっては可変式
制御手段を操作または解除するだけで良く、操作性を非
常に高めることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の一実施例に係る油圧ショベルの側面
図、図２は該油圧ショベルの背面図、図３は該油圧ショ
ベルの平面図、図４は該油圧ショベルに備えられるエン
ジン制御装置の構成図、図５は該エンジン制御装置の要
部を示す分解斜視図である。

【００１１】図１〜３において、１は図示省略した走行
モータによって走行する下部走行体、２は図示省略した
旋回モータによって下部走行体１上で旋回する上部旋回
体、３は上部旋回体２に回動可能に連結されたブーム、
４はブーム３に回動可能に連結されたアーム、５はアー
ム４に回動可能に連結されたバケットであり、これらブ
ーム３とアーム４およびバケット５とでフロントを構成
している。６はブーム３を駆動するブームシリンダ、７
はアーム４を駆動するアームシリンダ、８はバケット５
を駆動するバケットシリンダであり、これら各シリンダ
６，７，８は図示省略した油圧ポンプによって駆動され
る。９は上部旋回体２上に設置された運転室、１０は運
転室９の後方に配置された開閉可能なカバーであり、こ
のカバー１０の内部には前記走行モータと旋回モータお
よび油圧ポンプを含むアクチュエータと該油圧ポンプを
駆動するエンジン等の機械類が収納されている。なお、
前記上部旋回体２の外周の基本形状は、図２と図３から
明らかなように、前記下部走行体１の最大幅とほぼ等し
い直径の円弧状に形成されており、旋回半径を小さくし
た超小旋回型の油圧ショベルとなっている。

【００１２】図４と図５において、１１はオペレータに
よって手動操作される直動式レバー、１２はオペレータ
によって足踏み操作されるペダルであり、直動式レバー
１１は前記運転室９内部に敷設された床板１３の上方位
置に支軸１１ａを支点として回動可能に設置され、ペダ
ル１２は床板１３上に支軸１２ａを支点として回動可能
に設置されている。１４は床板１３の裏面に固定された
ブラケット、１５はブラケット１４に植設された支軸で
あり、ブラケット１４の垂直壁には一対の切欠き１４
ａ，１４ｂが形成されている。１６は垂下片１６ａを有
する第１の回転体、１７は起立片１７ａを有する第２の
回転体、１８は起立片１７ａに螺合された調整用ボルト
であり、これら第１および第２の回転体１６，１７は前
記支軸１５に回転可能に挿入されている。第１および第
２の回転体１６，１７は、垂下片１６ａの外側面が起立
片１７ａの外側面と対向することによって動力伝達さ
れ、これら垂下片１６ａと起立片１７ａとの間隔が前記
調整用ボルト１８によって変えられるようになってい
る。１９は前記ペダル１２に垂設された駆動板、２０は
駆動板１９と床板１３との間に張架されたスプリングで
あり、前記ペダル１２にはこのスプリング２０の弾性力
によって図４の時計回り方向の回動偏倚力が付与されて
いる。２１は連結棒であり、この連結棒２１の両端は前
記第１の回転体１６と駆動板１９とにそれぞれ回転可能
に連結されており、これら第１の回転体１６と連結棒２
１および駆動板１９とでリンク機構を構成している。２
２は第１のコントロールケーブル、２３は燃料噴射装
置、２４はエンジンであり、第１のコントロールケーブ
ル２２は前記ブラケット１４の切欠き１４ａにナット２
２ａによって支持されている。前記第１のコントロール
ケーブル２２の一端は前記第１の回転体１６に接続され
ており、また、第１のコントロールケーブル２２の他端
は燃料噴射装置２３のガバナーレバー２３ａに接続され
ている。２５は前記直動式レバー１１と第２の回転体１
７とを連結する第２のコントロールケーブルであり、該
第２のコントロールケーブル２５は前記ブラケット１４
の切欠き１４ｂにナット２５ａによって支持されてい
る。

【００１３】このように構成された超小旋回型の油圧シ
ョベルでは、オペレータが運転室９内に設置された図示
せぬ操作レバーを手動操作すると、その操作量に応じて
走行モータや旋回モータあるいは油圧ポンプ等のアクチ
ュエータが駆動されるため、各アクチュエータに対応し
てフロント各部や上部旋回体２あるいは下部走行体１が
駆動され、堀削や積荷等の所要の作業を実施する。これ
らの作業を実施するのに際し、油圧ポンプの駆動源であ
るエンジン２４の回転数は、オペレータが直動式レバー
１１を操作するにより予め適当な値に設定される。すな
わち、オペレータが手動操作により直動式レバー１１を
支軸１１ａを支点として任意角度だけ引くと、該レバー
１１の回動量に応じて第２のコントロールケーブル２５
が引っ張られ、該第２のコントロールケーブル２５に接
続された第２の回転体１７が支軸１５を中心に図５の矢
印Ａ方向に回転する。第２の回転体１７が回転すると、
その回転力は起立片１７ａと垂下片１６ａとの当接によ
って第１の回転体１６に伝達されるため、第１の回転体
１６に接続された第１のコントロールケーブル２２が引
っ張られて燃料噴射装置２３のガバナーレバー２３ａを
駆動し、該ガバナーレバー２３ａの傾倒量に応じてエン
ジン２４の回転数が固定的に制御される。なお、直動式
レバー１１によって設定されるエンジン２４の回転数は
最大回転数まで自由であるが、通常はエンジン２４の最
大回転数に対して低い値、すなわち低速回転と呼ばれる
状態に維持されるのが好ましい。

【００１４】作業中にエンジンの回転数を作業状況等に
応じて変える必要が生じた場合、例えば、堀削等の作業
においてフロントの駆動力を上げる必要が生じた場合、
オペレータがペダル１２を操作することにより、直動式
レバー１１で設定されたエンジン２４の回転数が変えら
れる。すなわち、オペレータが足踏み操作によりペダル
１２を支軸１２ａを支点として回転すると、該ペダル１
２の踏み込み量に応じて連結棒２１が図５の矢印Ｂ方向
に押され、該連結棒２１に接続された第１の回転体１６
が支軸１５を中心に図５の矢印Ａ方向に回転する。その
際、垂下片１６ａと起立片１７ａは外側面同志が対向し
ているため、第１の回転体１６の垂下片１６ａが起立片
１７ａから離れる方向に回転するだけで、第２の回転体
１７は回転しない。このようにして第１の回転体１６が
回転すると、前述したように、第１のコントロールケー
ブル２２が引っ張られて燃料噴射装置２３のガバナーレ
バー２３ａを駆動するため、エンジン２４の回転数は直
動式レバー１１で設定された値以上に変えられ、エンジ
ン２４は高速回転となる。また、前記ペダル１２に対す
る踏み込みを解除すると、ペダル１２がスプリング２０
の弾性力によって元の位置に復帰するため、第１の回転
体１６は垂下片１６ａが起立片１７ａに当接する位置ま
で図５の矢印Ａと反対方向に回転し、エンジン２４の回
転数は直動式レバー１１で設定された低速値に自動的に
戻る。

【００１５】上記一実施例にあっては、作業状況等に応
じてエンジン２４の回転数を制御する必要が生じた場
合、オペレータは各アクチュエータを操作する操作レバ
ーから手を離すことなく、ペダル１２を足踏み操作する
ことによってエンジン２４の回転数を任意に設定するこ
とができ、操作性を高めることができる。また、エンジ
ン２４の回転数はペダル１２によって可変的に制御さ
れ、ペダル１２に対する踏み込みを解除すると、エンジ
ン２４の回転数は直動式レバー１１で設定された値に自
動的に戻るため、作業中にエンジン２４の回転数を変え
る頻度が高くなったとしても、オペレータにとってはペ
ダル１２を足踏み操作するだけで良く、この点からも操
作性を高めることができる。さらに、直動式レバー１１
を操作すると、その操作量に連動してペダル１２の傾き
が変化し、このペダル１２はオペレータから目視しやす
い場所に配置されているため、直動式レバー１１がオペ
レータから目視しにくい場所に配置されていたとして
も、ペダル１２の傾きを目視することによって、エンジ
ン２４が概略どの位の回転数に設定されているかを容易
に認識することができる。

【００１６】図６は本発明の他の実施例に係る油圧ショ
ベルに備えられるエンジン制御装置の構成図であり、図
４と図５に対応する部分には同一符号を付してある。

【００１７】本実施例が前述した実施例と相違する点
は、エンジン２４の回転数を固定的に制御する制御手段
として、前記直動式レバー１１に代えて電気式手段を採
用したことにあり、それ以外の構成は基本的に同様であ
る。すなわち、図６において、２６はスイッチやポテン
ショメータ等からなる入力部、２７は入力部２６から出
力される電気信号に基づいて駆動信号を生成するコント
ローラ、２８はコントローラ２７からの駆動信号によっ
て駆動されるステッピングモータ等からなる駆動部、２
９は駆動部２８によって回転操作されるレバー、３０は
前記第１および第２の回転体１６，１７等を含む動力伝
達部であり、レバー２９の一端に前記第２のコントロー
ルケーブル２５が接続されている。前記入力部２６は前
記運転室９内の所定位置、例えば図示省略したコントロ
ールボックスや操作レバーの近傍に配置されており、オ
ペレータがこの入力部２６を手動操作すると、該入力部
２６からの出力信号に基づいてコントローラ２７が駆動
信号を出力し、この駆動信号に基づいて駆動部２８がレ
バー２９を所定角度だけ回転駆動する。したがって、こ
のレバー２９に接続された第２のコントロールケーブル
２５が引っ張られ、前述した実施例と同様に、第２のコ
ントロールケーブル２５の引っ張り力が第２の回転体１
７と第１の回転体１６および第１のコントロールケーブ
ル２２を介して燃料噴射装置２３のガバナーレバー２３
ａに伝達され、該ガバナーレバー２３ａの傾倒量に応じ
てエンジン２４の回転数が固定的に制御される。

【００１８】なお、本発明は上記した各実施例以外にも
種々の変形例が可能であり、例えば直動式レバー１１等
の固定式制御手段によって設定可能なエンジン２４の回
転数を、エンジン２４の最大回転数に対して低い値に規
制し、ペダル１２の足踏み操作によってエンジン２４の
回転数をそれ以上に可変的に高めるようにしても良い。
また、上記各実施例では、直動式レバー１１等によって
設定されたエンジン２４の回転数をペダル１２の足踏み
操作によって可変的に上昇させ、該ペダル１２を所謂ア
クセルとして機能させる場合について説明したが、これ
とは反対に、直動式レバー１１等によって設定されたエ
ンジン２４の回転数をペダル１２の足踏み操作によって
可変的に下降させ、該ペダル１２を所謂デセルとして機
能させることも可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オペレータが足踏み式のペダル等からなる可変式制御手
段を操作すると、予め固定式制御手段で設定されたエン
ジンの回転数が変えられ、しかも、該可変式制御手段へ
の操作を解除すると、エンジンの回転数は固定式制御手
段で設定された値に復帰するため、オペレータはエンジ
ンの回転数を作業状況等に適した値に簡単に変えること
ができ、操作性の良好な油圧ショベルを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る油圧ショベルの側面図
である。

【図２】該油圧ショベルの背面図である。

【図３】該油圧ショベルの平面図である。

【図４】図１の油圧ショベルに備えられるエンジン制御
装置の構成図である。

【図５】図４のエンジン制御装置の要部を示す分解斜視
図である。

【図６】本発明の他の実施例に係る油圧ショベルに備え
られるエンジン制御装置の構成図である。

【符号の説明】

１下部走行体２上部旋回体３ブーム４アーム５バケット９運転室１１直動式レバー１２ペダル１３床板１４ブラケット１５支軸１６第１の回転体１６ａ垂下片１７第２の回転体１７ａ起立片１８調整用ボルト１９駆動板２０スプリング２１連結棒２２第１のコントロールケーブル２３燃料噴射装置２３ａガバナーレバー２４エンジン２５第２のコントロールケーブル２６入力部２７コントローラ２８駆動部２９レバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉尾三郎茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者矢吹富重茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者野口章滋賀県甲賀郡水口町笹が丘１の２株式会社東洋社内 (72)発明者飯島健茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (56)参考文献実開昭61−58273（ＪＰ，Ｕ) 実開昭54−82818（ＪＰ，Ｕ) 実公昭43−16331（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 9/20 - 9/22 E02F 3/43

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】走行モータにより走行される下部走行体
と、運転室を有し、旋回モータにより旋回される上部旋
回体と、この上部旋回体に回動自在に連結され、シリン
ダにより駆動されるフロントと、前記走行モータと旋回
モータおよびシリンダ等のアクチュエータを駆動する油
圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動するエンジンとを備
え、前記運転室内に前記エンジンの回転数を固定的に制
御する固定式制御手段を設けた油圧ショベルにおいて、前記運転室内に前記固定式制御手段によって設定された
エンジンの回転数を可変的に制御する可変式制御手段を
設け、この可変式制御手段は、操作の付与により前記固
定式制御手段で設定したエンジンの回転数を増加方向と
減少方向のいずれか一方へ可変的に制御し、操作の解除
により前記固定式制御手段で設定したエンジンの回転数
に復帰するように構成されていることを特徴とする油圧
ショベル。
【請求項２】請求項１に記載の油圧ショベルにおい
て、前記固定式制御手段と前記可変式制御手段との間に
動力伝達部を介設し、この動力伝達部は、前記可変式制
御手段の操作位置を前記固定式制御手段の操作に連動し
て変化させ、前記可変式制御手段の操作に関わらず前記
固定式制御手段を予め操作された操作位置に保持するよ
うに構成されていることを特徴とする油圧ショベル。
【請求項３】請求項２に記載の油圧ショベルにおい
て、前記動力伝達部が、前記可変式制御手段の操作に応
じて回動する第１の回転体と、前記固定式制御手段の操
作に応じて回動する第２の回転体とを備え、前記第１の
回転体を前記エンジンの燃料噴射装置に連結すると共
に、前記固定式制御手段によりエンジンの回転数を増加
方向と減少方向のいずれか一方へ操作したときに、前記
第１の回転体が前記第２の回転体に連動して一体的に回
動するように構成したことを特徴とする油圧ショベル。
【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載の油圧
ショベルにおいて、前記可変式制御手段が足踏み式のペ
ダルであることを特徴とする油圧ショベル。
【請求項５】請求項４に記載の油圧ショベルにおい
て、前記固定式制御手段がコントロールケーブルを中継
とした直動式レバーであることを特徴とする油圧ショベ
ル。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の油
圧ショベルにおいて、前記上部旋回体の外周の基本形状
を前記下部走行体の最大幅とほぼ等しい直径の円弧状に
形成したことを特徴とする油圧ショベル。