JP4258516B2 - 作業機械の上部体及びこれを備えた作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンとこのエンジンに連結される油圧ポンプとが搭載される作業機械の上部体に関するものである。

一般に、作業機械は、自走式の走行体と、この走行体上に搭載され、各種作業用のアタッチメントを起伏自在に支持する上部体とを備えている。

具体的に、前記上部体の前部には、左右一対の縦板が立設されているとともに、これら縦板間に懸架された起伏軸回りに起伏自在に前記アタッチメントが支持されている。このアタッチメントは、前記起伏軸を各縦板から左右方向へ引き抜くことにより上部体から取り外し自在とされている。

また、前記上部体上には、走行体を駆動させるエンジンと、このエンジンから前方へ延びる出力軸に連結された油圧ポンプとが設けられている。

この種の上部体には、前記油圧ポンプが前記起伏軸の側方に臨んで設けられたものが知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１のホイール式ショベルは、下部走行体（走行体）上に搭載された上部旋回体（上部体）上の右側位置にエンジンが設けられているとともに、このエンジンの前部に連結された油圧ポンプが前記アタッチメント（前記起伏軸の配設箇所）の右側に臨んで設けられている。
実開平２−５４７２５号公報（特に、図５参照）

前記油圧ポンプとしては、エンジンの出力軸との傾斜角を調整することにより容易にポンプ容量を変更することができる斜軸式ポンプが用いられる場合がある。この斜軸式油圧ポンプの例を図５及び図６に示す。

この斜軸式の油圧ポンプは、エンジンの出力軸５０に連結されるポンプ駆動軸５１と、このポンプ駆動軸５１の軸線５１ａに対し角度θ１だけその軸線５２ａが傾斜して配置されたポンプ本体５２と、これらポンプ駆動軸５１とポンプ本体５２との間を連結する複数のピストン５３と、前記ポンプ本体５２に対する作動油の給排を行なう給排管５４、給排管５５、給排管５６とを備えている。

ポンプ駆動軸５１には、その軸線５１ａと直交する先端面に各ピストン５３の基端部が自在継手状に支持されている。また、ポンプ駆動軸５１は、保持ブロック５７によって軸線５１ａ回りに回転自在に保持されている。

ポンプ本体５２は、各ピストン５３の先端を前記軸線５２ａに沿って嵌入する嵌入孔５８ａが形成されたシリンダブロック５８と、このシリンダブロック５８を軸線５８ｂ回りに保持するベースブロック５９と、このベースブロック５９に固定された弁体６０とを備えている。

この種の斜軸式油圧ポンプは、ポンプ駆動軸５１と各ピストン５３とが角度θ１だけ傾斜して配置されていることにより、ポンプ駆動軸５１の回転位置に応じて各嵌入孔５８ａに対する各ピストン５３の嵌入深さが異なるため、ポンプ駆動軸５１の回転に応じて各ピストン５３を介してシリンダブロック５８を回転させることに伴い、各ピストン５３が各嵌入孔５８ａ内でピストン運動してシリンダブロック５８内で油圧を発生させる。

そして、前記弁体６０は、シリンダブロック５８の先端面と摺接するようになっている。また、弁体６０には、各嵌入孔５８ａに連通する一対の円弧溝６０ａ、円弧溝６０ｂが形成され、これら円弧溝６０ａ、６０ｂを通して嵌入孔５８ａに対し作動油が給排される。

すなわち、円弧溝６０ａ、６０ｂは、それぞれピストン５３の上死点（図５の上方のピストン位置）に対応する位置と下死点（図５の下方のピストン位置）との間の範囲を、右範囲Ｅ１と左範囲Ｅ２とに分けてそれぞれ形成された円弧状の溝である。

そして、円弧溝６０ａは、側孔６０ｃを介してベースブロック５９に形成された側孔５９ａに連通し、この側孔５９ａは、途中で分岐して、それぞれの端部がベースブロック５９の側方に設けられた給排管５５、５６にそれぞれ連結されている。

一方、円弧溝６０ｂは、シリンダブロック５８の底面からベースブロック５９を先端側へ貫通する連通孔５９ｂに連通し、この連通孔５９ｂがベースブロック５９の先端面に設けられた給排管５４に連結されている。

したがって、例えば、出力軸５０が図６の時計回りに回転した場合には、矢印Ｙ１に示すように、給排管５４、連通孔５９ｂを通って作動油が嵌入孔５８ａ内に供給される一方、矢印Ｙ２に示すように、嵌入孔５８ａ内の作動油が給排管５５、５６、側孔６０ｃ、５９ａを通って排出されることになる。

そして、前記角度θ１を大小調整することにより、各ピストン５３のストロークを調整して、ポンプ容量を変えることができる。

換言すると、この種の斜軸式油圧ポンプは、エンジンの出力軸５０に対し角度θ１だけ傾斜した姿勢で取り付けることが必要となる。

このような傾斜姿勢として、例えば、斜軸式油圧ポンプをエンジンに対し下方へ傾斜させることが考えられる。しかしながら、エンジンは、通常、安全性の向上を図るべく上部旋回体上のできるだけ低い位置、少なくともその出力軸５０が前記起伏軸よりも低くなる位置に設けられているので、出力軸５０とその載置面（上部旋回体の上面）との間のスペースが小さく、斜軸式油圧ポンプを下方へ傾斜させるためのスペースを充分に確保することができなかった。

そこで、斜軸式油圧ポンプを出力軸５０に対し左右方向に傾斜させることも考えられるが、斜軸式油圧ポンプは、エンジンを覆うカバーと前記縦板との間の限られた左右範囲に配置する必要があるため、左右方向についても斜軸式油圧ポンプを取り付けるスペースを確保するのは困難だった。

したがって、エンジンの出力軸５０に対し前方斜め上方へ傾斜した姿勢で斜軸式油圧ポンプを取り付けることが必要となる。

しかしながら、前記特許文献１のホイール式ショベルのようにアタッチメントの側方に配設される油圧ポンプに斜軸式ポンプを採用する場合、油圧ポンプから前方斜め上方に延びて配置される給排管５４が前記起伏軸に近づくことに伴い、この起伏軸の挿抜操作（アタッチメントの着脱操作）のための領域が狭くなってその作業性が低下する。

また、油圧ポンプを上方へ傾斜させた状態を維持したまま、出力軸５０に対する油圧ポンプの傾斜角（前記角度θ１）を小さくすることも考えられるが、この場合には要求されたポンプ容量を確保することができない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、アタッチメントを支持する起伏軸の挿抜作業の作業性を維持しながら斜軸式油圧ポンプを採用することができる作業機械の上部体及びこれを備えた作業機械を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、作業機械の自走式の走行体上に搭載されたベースフレームと、このベースフレーム上に設けられ当該ベースフレームに立設された左右一対の縦板の外側に配設されたエンジンと、前記両縦板間に懸架され作業用のアタッチメントを回転自在に軸支する起伏軸と、前記エンジンから前方へ延びる出力軸に連結されることにより前記起伏軸の側方に配置される斜軸式油圧ポンプとを有する上部体であって、前記エンジンの出力軸は、前記起伏軸よりも低い位置に配置され、前記斜軸式油圧ポンプは、前記出力軸の軸線に対し前方へ向かうに従い上方に傾斜する方向に軸線を沿わせて配置されるとともに前記出力軸の回転に応じて油圧を発生させるポンプ本体と、このポンプ本体から前方へ延びて当該ポンプ本体に対する作動油の給排を行なう給排管とを有し、前記給排管は、その軸線が前記ポンプ本体の軸線よりも下方に配置されるように、当該ポンプ本体に傾斜して設けられていることを特徴とする作業機械の上部体を提供する。

本発明によれば、起伏軸よりも低い位置に配置されたエンジンの出力軸から前方斜め上方に傾斜して配置された斜軸式油圧ポンプについて、ポンプ本体から前方へ延びる給排管をポンプ本体に傾斜して設けることにより、給排管をポンプ本体の軸線に沿って前方斜め上方へ延ばして形成する場合よりも、給排管を下方に配置することができるので、その分、給排管上部のスペースを、起伏軸を挿抜するための領域として有効に利用することができる。

したがって、本発明によれば、起伏軸の挿抜作業の作業性を維持しながら斜軸式油圧ポンプを採用することができる。

前記給排管に下方へ屈曲する屈曲部を形成した場合には、当該給排管は、少なくとも前記屈曲部へ繋がる手前側の部分が、略水平に又は前側が下がるように形成されていることが好ましい。

すなわち、屈曲部を形成するのに際し、当該屈曲部へ繋がる手前側の部分を前方斜め上方へ延ばして形成した場合には、当該屈曲部の上流側、下流側の双方において給排管が下方に配置される、つまり、屈曲部が一番高い位置とされるため、作動油内に存在するエアが屈曲部を通過する際に上昇してその行き場を失い、当該屈曲部においてエア溜りが形成されてしまうのに対し、前記構成では、給排管の屈曲部に繋がる手前側の部分が当該屈曲部から略水平に又は前側が下がるように形成されているので、当該屈曲部においてエアが滞ることはない。

したがって、前記構成によれば、屈曲部におけるエア溜りの発生を抑制することができる。

さらに、前記作業機械の上部体において、前記ベースフレーム上に設けられ、前記エンジン及び斜軸式油圧ポンプを覆うカバーを備え、このカバーには、前記起伏軸及び斜軸式油圧ポンプをその側方へ開放する開口と、この開口を開閉自在な扉体とが形成されていることが好ましい。

この構成によれば、通常運転時には、扉体によって開口を閉鎖することによりエンジン及び斜軸式油圧ポンプを被覆することができる一方、メンテナンス時には、扉体を開放することにより前記開口を通して起伏軸を各縦板に対し挿抜することができる。

また、本発明は、前記上部体と、この上部体が搭載される自走式の走行体と、前記上部体に起伏自在に支持される作業用のアタッチメントとを備えた作業機械を提供する。

本発明に係る作業機械によれば、起伏軸よりも低い位置に配置されたエンジンの出力軸から前方斜め上方に傾斜して配置された斜軸式油圧ポンプについて、ポンプ本体から前方へ延びる給排管をポンプ本体に傾斜して設けることにより、給排管をポンプ本体の軸線に沿って前方斜め上方へ延ばして形成する場合よりも、給排管を下方に配置することができるので、その分、給排管上部のスペースを、起伏軸を挿抜するための領域として有効に利用することができる。

したがって、本発明に係る作業機械によれば、起伏軸の挿抜作業の作業性を維持しながら斜軸式油圧ポンプを採用することができる。

本発明によれば、アタッチメントを支持する起伏軸の挿抜作業の作業性を維持しながら斜軸式油圧ポンプを採用することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す、（ａ）は右側面図、（ｂ）は上部旋回体の平面図である。

図１を参照して、作業機械の一例としての油圧ショベル１は、クローラ２ａを有する下部走行体（走行体）２と、この下部走行体２上に搭載される上部旋回体（上部体）３と、この上部旋回体３の前部に起伏自在に装備されたアタッチメント４とを備えている。

アタッチメント４は、ブーム５と、このブーム５の先端部に連結されるアーム６とから構成されており、そのアーム６の先端部にバケット７が揺動自在に取り付けられ、前記ブーム５の基端部が上部旋回体３に対し起伏軸８回りに起伏自在に支持されている。

図２は、図１の上部旋回体３の要部示す平面一部略図である。図３は、図１の上部旋回体３の要部を示す右側面一部略図である。

図１〜図３を参照して、上部旋回体３は、前記下部走行体２上に旋回自在に保持される旋回フレーム９と、この旋回フレーム９上に設けられたキャブ１０と、エンジン１１と、このエンジン１１に連結された斜軸式油圧ポンプ１２と、これらエンジン１１及び斜軸式油圧ポンプ１２を覆うカバー１４とを含んでいる。なお、キャブ１０内の運転席（図示せず）に着座したオペレータの視線における前後、左右方向を用いて以下説明する。

旋回フレーム９には、左右略中央位置で前後方向に延びる左右一対の縦板１５、縦板１６がそれぞれ立設されている。これら縦板１５、１６の前部には、前記起伏軸８が左右方向に挿抜自在に貫通している（懸架されている）。

エンジン１１は、旋回フレーム９上に固定された台座１７を介して縦板１５の右側位置（両縦板１５、１６の外側位置）に設けられている。この状態において、エンジン１１の出力軸５０は、前記起伏軸８よりも下方、かつ、後方となる位置に配置されるとともに、その軸線を前後方向に沿わせるように配置されている。

図４の（ａ）は、図３の斜軸式油圧ポンプ１２を拡大して示す右側面図であり、図４の（ｂ）は、従来の斜軸式油圧ポンプの要部を示す右側面図である。

図２〜図４を参照して、斜軸式油圧ポンプ１２は、図５及び図６に示す上述した斜軸式油圧ポンプと略同一の構成を有しているため、図２〜図４の各図についても対応する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

斜軸式油圧ポンプ１２は、そのポンプ駆動軸５１がエンジン１１の出力軸５０に対し同軸に連結されているとともに、このポンプ駆動軸５１の軸線５１ａに対しポンプ本体５２の軸線５２ａが角度θ２だけ上方に傾斜して配置されている。

そして、本発明に係るポンプ本体５２には、その前端面から前方へ延びる給排管１８と、その外周面から左右両側へ延びる一対の給排管１９、給排管２０とが設けられ、これら給排管１８〜２０によって、ポンプ本体５２に対する作動油の給排が行なわれる。

給排管１８は、金属管であり、前記ベースブロック５９に形成された連通孔５９ｂ（図５参照）に連通して設けられている。

また、給排管１８は、その軸線１８ａがポンプ本体５２の軸線５２ａよりも下方に配置されるように、当該ポンプ本体５２に対し角度θ３だけ下方に傾斜し、その前端部が屈曲部２１において下方へ屈曲されている。

具体的に、前記給排管１８の軸線１８ａは、ポンプ本体５２との付け根部分については当該ポンプ本体５２の軸線５２ａに沿って前方へ延び、前記起伏軸８の下方位置において前記軸線５２ａから角度θ３だけ下方に傾斜して略水平に前方へ延び、さらに、旋回フレーム９に対し略垂直となるように前記屈曲部２１で下方へ屈曲している。

すなわち、前記「給排管１８の軸線１８ａがポンプ本体５２の軸線５２ａよりも下方に配置される」とは、軸線１８ａのすべてが軸線５２ａよりも下方に配置されることに限定する趣旨ではなく、少なくとも、起伏軸８が配設される前後範囲内（本実施形態では起伏軸８の直径の範囲内）において、軸線１８ａが軸線５２ａに対し下方へ傾斜し、かつ、前記前後範囲より前方の領域において、軸線１８ａのすべてが軸線５２ａよりも下方に配置されていることを意味している。

このように構成することにより、単に軸線５２ａに軸線１８ａを沿わせた姿勢で給排管１８を配設する図４の（ｂ）に示す場合と比較して、起伏軸８の下方に、当該起伏軸８を縦板１５、１６から挿抜するためのスペースを広く確保することが可能となる。

すなわち、本実施形態では、起伏軸８よりも低い位置に配置されたエンジン１１の出力軸５０から前方斜め上方に傾斜して配置された斜軸式油圧ポンプ１２について、ポンプ本体５２から前方へ延びる給排管１８をポンプ本体５２に傾斜して設けることにより、図４の（ｂ）に示すように給排管２２をポンプ本体５２の軸線５２ａに沿って前方斜め上方へ延ばして形成する場合よりも、給排管１８を下方に配置することができるので、その分、図４の（ａ）に示すように、給排管１８の上部のスペースを、起伏軸８を挿抜するための領域として有効に利用することができる。

さらに、本実施形態において、給排管１８には下方へ屈曲する屈曲部２１が形成されているとともに、当該給排管１８は、屈曲部２１へ繋がる手前側（後方）の部分が略水平に形成されているので、給排管１８内にエア溜りが生じるのを抑制することができる。

すなわち、屈曲部を形成するのに際し、図４の（ｂ）に示すように、屈曲部２３へ繋がる手前側の部分を前方斜め上方へ延ばして形成した場合には、当該屈曲部２３の上流側、下流側の双方において給排管１８が下方に配置される、つまり、屈曲部２３が一番高い位置とされるため、作動油内に存在するエアが屈曲部２３を通過する際に上昇してその行き場を失い、当該屈曲部２３においてエア溜りＳ１が形成されてしまうのに対し、本実施形態では、図４の（ａ）に示すように、給排管１８の屈曲部２１に繋がる手前側の部分が当該屈曲部２１から略水平方向に向けて形成されているので、当該屈曲部２１においてエアが滞ることを防止することができる結果、エア溜りＳ１が形成されるのを抑制することができる。

なお、本実施形態では、給排管１８の屈曲部２１の手前側の部分を略水平に形成しているが、当該手前側の部分を前下がり（前側が下がるように）に形成しても、屈曲部２１においてエアが滞ることなく当該エアを上方（ポンプ本体５２側）へ逃がすことができるので、エア溜りＳ１の発生を抑制する上述の効果を得ることができる。

図１及び図４を参照して、カバー１４は、前記エンジン１１及び斜軸式油圧ポンプ１２を上方及び右側方から覆うように前記アタッチメント４の右側位置に設けられている。また、カバー１４の右側面には、開口２４と、この開口２４を開閉自在とする扉体２５とが設けられている。

開口２４は、前記斜軸式油圧ポンプ１２に対応する前後位置に形成され、前記扉体２５を開放することにより、図４の（ａ）に示すように、斜軸式油圧ポンプ１２及び前記起伏軸８を右側へ開放するようになっている。

したがって、通常運転時には扉体２５によって開口を閉鎖することによりエンジン１１及び斜軸式油圧ポンプ１２を被覆することができる一方、メンテナンス時には、扉体２５を開放することにより開口２４を通して起伏軸８を各縦板１５、１６に対し挿抜することができる。

なお、本実施形態では、ポンプ本体５２との付け根部分においては給排管１８の軸線１８ａとポンプ本体５２の軸線５２ａとを沿わせるようにしているが、当該付け根部分についても軸線１８ａが軸線５２ａの下方に配置されるように給排管１８を形成することもできる。例えば、給排管１８をポンプ本体５２から略水平に延びるように形成することもできる。

本発明の実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す、（ａ）は右側面図、（ｂ）は上部旋回体の平面図である。 図１の上部旋回体の要部示す平面一部略図である。 図１の上部旋回体の要部を示す右側面一部略図である。 （ａ）は、図３の斜軸式油圧ポンプ１２を拡大して示す右側面図であり、（ｂ）は、従来の斜軸式油圧ポンプの要部を示す右側面図である。 従来の斜軸式油圧ポンプの一部を省略して示す側面断面図である。 図５のVI−VI線断面図である。

符号の説明

１ 油圧ショベル（作業機械）
２ 下部走行体（走行体）
２ａ クローラ
３ 上部旋回体（上部体）
４ アタッチメント
８ 起伏軸
９ 旋回フレーム（ベースフレーム）
１１ エンジン
１２ 斜軸式油圧ポンプ
１４ カバー
１５ 縦板
１６ 縦板
１８ 給排管
１８ａ 軸線
２１ 屈曲部
２４ 開口
２５ 扉体
５０ 出力軸
５１ ポンプ駆動軸
５１ａ 軸線
５２ ポンプ本体
５２ａ 軸線
５３ ピストン
θ２ 角度
θ３ 角度

Claims (4)

1. 作業機械の自走式の走行体上に搭載されたベースフレームと、このベースフレーム上に設けられ当該ベースフレームに立設された左右一対の縦板の外側に配設されたエンジンと、前記両縦板間に懸架され作業用のアタッチメントを回転自在に軸支する起伏軸と、前記エンジンから前方へ延びる出力軸に連結されることにより前記起伏軸の側方に配置される斜軸式油圧ポンプとを有する上部体であって、
   前記エンジンの出力軸は、前記起伏軸よりも低い位置に配置され、
   前記斜軸式油圧ポンプは、前記出力軸の軸線に対し前方へ向かうに従い上方に傾斜する方向に軸線を沿わせて配置されるとともに前記出力軸の回転に応じて油圧を発生させるポンプ本体と、このポンプ本体から前方へ延びて当該ポンプ本体に対する作動油の給排を行なう給排管とを有し、
   前記給排管は、その軸線が前記ポンプ本体の軸線よりも下方に配置されるように、当該ポンプ本体に傾斜して設けられていることを特徴とする作業機械の上部体。
2. 前記給排管には、下方へ屈曲する屈曲部が形成されているとともに、当該給排管は、少なくとも前記屈曲部へ繋がる手前側の部分が、略水平に又は前側が下がるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の作業機械の上部体。
3. 前記ベースフレーム上に設けられ、前記エンジン及び斜軸式油圧ポンプを覆うカバーをさらに備え、このカバーには、前記起伏軸及び斜軸式油圧ポンプをその側方へ開放する開口と、この開口を開閉自在な扉体とが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機械の上部体。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の上部体と、この上部体が搭載される自走式の走行体と、前記上部体に起伏自在に支持される作業用のアタッチメントとを備えた作業機械。

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