JP5118116B2

JP5118116B2 - 建設機械

Info

Publication number: JP5118116B2
Application number: JP2009257580A
Authority: JP
Inventors: 夏輝柚本; 信行前川; 秀樹草野
Original assignee: Daikin Industries Ltd; Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd; Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2029-11-11
Also published as: CN102667010A; EP2500474A4; CN102667010B; US8668041B2; EP2500474A1; EP2500474B1; JP2011102484A; WO2011058689A1; US20120224943A1

Description

本発明はハイブリッドショベルのように電動機によって上部旋回体を旋回駆動する建設機械に関するものである。

ショベルを例にとって背景技術を説明する。

ショベルは、図６に示すようにクローラ式の下部走行体１上に旋回軸受２を介して上部旋回体３が地面に対して鉛直な軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体３に、起伏自在なブーム４と、アーム５と、バケット６とを備えた作業アタッチメント７が装着されて構成される。

上部旋回体３はベースとなるアッパーフレーム８を有し、このアッパーフレーム８の前部左側にキャビン９が設置されるとともに、後部にエンジンルーム１０が設けられ、このエンジンルーム１０にエンジン１１及び各種機器(以下、これらを総称してエンジンルーム内機器類という場合がある)が収容される。

上部旋回体３を旋回駆動する旋回駆動装置は、旋回駆動源と、この旋回駆動源の出力回転を減速する減速機とから成り、この減速機の出力が、減速機出力軸に取付けられた旋回ピニオンと、旋回軸受２の内輪(下部走行体１に固定)に設けられた内歯車の噛み合い運動により上部旋回体３に旋回力として加えられる。

ここで、旋回駆動源として、油圧ショベルの場合は油圧モータ、ハイブリッドショベルや電動ショベルの場合は電動機(旋回電動機)が用いられる。後者はたとえば特許文献１に示されている。

特開２００８−２９６６８０号公報

エンジンルーム１０に収容された機器類のメンテナンスは、通常、エンジンルーム周りに設置された機器類(たとえば作動油タンクや燃料タンク)を足場として、図６に示すようにエンジンルーム上面に設けられたエンジンカバー１２を開き、エンジンルーム前方から行われる。

ここで、特許文献１に示されているように、旋回駆動装置はエンジンルームの前方に、減速機出力軸を下にした縦置き姿勢で設置されていることから、旋回電動機の上端面をメンテナンス時の足場として利用できればメンテナンス作業がやり易くなる。

しかし、従来のショベルでは、元々、旋回電動機を足場として機能させることは想定されておらず、その表面は狭くて凹凸が激しい形状となっているため、足場として使用されると危険であった。

そこで本発明は、旋回電動機をエンジンルーム内機器類のメンテナンス作業時の足場として安全に利用できる建設機械を提供するものである。

請求項１の発明は、下部走行体上に上部旋回体が旋回軸受を介して地面に対して鉛直な軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体の後部にエンジンを含む各種機器類が収容されるエンジンルームが設けられる一方、旋回駆動源としての旋回電動機と、この旋回電動機の出力回転を減速する減速機とから成る旋回駆動装置によって上部旋回体が旋回駆動され、この旋回駆動装置は、上記減速機の出力軸が下向きとなる縦置き姿勢で上記エンジンルームの前方に設置される建設機械において、上記旋回駆動装置の上部に位置する旋回電動機の上端に、上記エンジンルーム内機器のメンテナンス時の足場となる足場カバーを設け、上記旋回駆動装置を、上記足場カバーがエンジンルームの上面を開閉するエンジンカバーよりも低位でかつ足場として必要な高さ位置となる状態で上部旋回体に設置したものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記足場カバーの表面に滑り止め手段を設けたものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成において、上記滑り止め手段として、上記足場カバーの表面に多数の線状の凹溝を設けたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、上記足場カバーの裏面に、足場カバーの剛性と強度を上げるための補強手段としての複数のリブを設けたものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの構成において、上記旋回電動機の出力側に、平歯車機構と、上下複数段の遊星歯車機構とをそれぞれ減速側に順次連結することによって上記減速機を構成したものである。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの構成において、上記旋回電動機の回転軸が上記減速機の出力軸に対して平行かつ後方に位置するように、旋回電動機を減速機に対して後方にオフセットして配置したものである。

請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの構成において、上記旋回電動機の上端であって上記足場カバーの内側に、旋回電動機の回転速度を検出する回転速度検出器を設けたものである。

本発明によると、足場カバーを、縦置き姿勢の旋回電動機の上端に設け、この足場カバーが、エンジンルームの上面を開閉するエンジンカバーよりも低位でかつ足場として必要な高さ位置となる状態で旋回駆動装置を上部旋回体に設置したから、エンジンルーム内機器類のメンテナンス作業を、足場カバー(旋回電動機)を足場として安全に行うことができる。

この場合、足場カバーがエンジンカバーよりも低位に位置するため、メンテナンス時の作業者の視点と手を無理のない前傾姿勢でメンテナンス対象に近づけることができるとともに、作業範囲を広くとることができる。このため、メンテナンス作業がよりやり易くなる。

請求項２，３の発明によると、作業者が足を載せる足場カバー表面に滑り止め手段(請求項３では多数の線状の凹溝)を設けたから、単なるフラット面と比較して滑り止め効果が得られ、メンテナンス作業をより安全に行うことができる。

この場合、滑り止め手段として凹溝(非貫通溝)を設ける請求項３の発明によると、本来の滑り止め機能に加えて、足場カバーの内側に小型機器類(たとえば請求項７の発明の回転速度検出器)を設置する場合に、雨水や土砂の侵入を防止できる利点がある。

請求項４の発明によると、足場カバーの裏面に補強手段としての複数のリブを設けたから、足場カバーそのものの変形や破損や防止し、足場としての安全性、及び上記のように内側に小型機器類を設置する場合の防護カバーとしての機能を高めることができる。

ところで、足場カバーは、前記のようにエンジンカバーより低位に位置するのが望ましいが、あまり低過ぎると足を載せ難くなるとともに、かえって作業範囲が狭くなる懸念がある。

この点、請求項５の発明によると、平歯車機構と上下複数段の遊星歯車機構とによって減速機を構成したから、減速機の全長、つまり旋回駆動装置の全長を長くして足場カバーを足場として適当な高さ位置に設定することが可能となる。

一方、足場カバーを足場としてエンジンルーム前方からエンジンルーム内機器類のメンテナンスを行う場合、後方の機器類まで十分手が届くように足場カバーをできるだけエンジンルームに近づける(後方に位置させる)のが望ましい。

しかし、足場カバーの位置は旋回駆動装置の位置によって決まり、この旋回駆動装置の位置は旋回軸受や作業アタッチメントの位置関係等によって決まるため、足場カバーをエンジンルームに近づけるには限界がある。

この点、請求項６の発明によると、旋回電動機を減速機に対して後方にオフセットして配置したから、足場カバーを後方に位置させる、すなわちエンジンルームに近づけることができる。

請求項７の発明によると、足場として必要な強度、剛性を有する足場カバーを利用して、その内側に、旋回電動機の回転速度を検出する回転速度検出器を設けたから、いいかえれば足場カバーを検出器カバーとして兼用する構成としたから、検出器を確実に防護できるとともに、専用カバーを廃してコストダウンを実現することができる。

本発明の実施形態に係るショベルの概略側面図である。同平面図である。図１の一部拡大図である。実施形態に係る旋回駆動装置の斜視図である。足場カバーの拡大断面図である。背景技術を説明するためのショベルの概略側面図である。

本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。

実施形態において、
(Ａ) クローラ式の下部走行体１上に旋回軸受２を介して上部旋回体３が地面に対して鉛直な軸のまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体３に、起伏自在なブーム４と、アーム５と、バケット６とを備えた作業アタッチメント７が装着される点、
(Ｂ) 上部旋回体３はベースとなるアッパーフレーム８を有し、このアッパーフレーム８の前部左側にキャビン９が設置されるとともに、後部にエンジンルーム１０が設けられ、このエンジンルーム１０にエンジン１１及び各種機器(エンジンルーム内機器類)が収容される点、
(Ｃ) エンジンルーム１０は、開閉自在なエンジンカバー１２によって上面が覆われ、このエンジンカバー１２を開いた状態でエンジンルーム内機器類のメンテナンスが行われる点
は、図６に示す従来技術と同じである。

図２中、１３はアッパーフレーム８におけるキャビン９の後方に配置された作動油タンク、１４はこの作動油タンク１３の左側に配置された燃料タンクである。

上部旋回体３を旋回駆動する旋回駆動装置１５は、旋回駆動源としての旋回電動機１６と、この旋回電動機１６の出力回転を減速する減速機１７とから成っている。

この減速機１７は、図３に示すように、平歯車機構１８と上下複数段(図例では二段)の遊星歯車機構１９とが減速側に順次連結されて成り、平歯車機構１８が旋回電動機１６の回転軸２０に連結される。

一方、減速機出力軸２１に旋回ピニオン２２が取付けられ、この旋回ピニオン２２と、旋回軸受２の内輪２ａに設けられた内歯車２３の噛み合い運動により、旋回駆動装置１５の出力回転が上部旋回体３に旋回力として加えられる。

この旋回駆動装置１５は、上部旋回体３の中央付近であってエンジンルーム１０の前方かつエンジンルーム１０近くに、減速機出力軸２１(旋回ピニオン２２)が下向きとなる縦置き姿勢で配置され、上部に位置する旋回電動機１６の上端に、エンジンルーム内機器類のメンテナンス時の足場となる足場カバー２４が装着されている。

この足場カバー２４は、旋回電動機本体の出力側と反対側の端部を閉じるリアカバーを兼ねて、たとえば電動機本体(ケーシング)の上端にねじ止めによって着脱自在に取付けられ、電動機回転速度を検出する回転速度検出器(レゾルバ)２５がこの足場カバー２４の内側に設けられている。

すなわち、足場カバー２４は、旋回電動機１６のリアカバーと回転速度検出器２５の防護カバーとを兼ねている。

なお、リアカバーを別に設け、このリアカバーのさらに上側に足場カバー２４を取付けてもよい。

足場カバー２４は、足場として必要かつ十分な強度と剛性を有する材料(たとえばアルミ合金鋳物)にて、表面がフラットで扁平なハット型に形成されている。

この足場カバー２４には、図４，５に示すように滑り止め手段として表面に多数の線状の凹溝２６…が平行に設けられるとともに、図５に示すように裏面に、同カバー２４の強度及び剛性を上げるための補強手段としての多数のリブ２７…が碁盤目状に縦横に突設されている。

旋回駆動装置１５は、この足場カバー２４がエンジンカバー１２よりも低位で、かつ、足場として必要な高さ位置、すなわち、
(ｉ) 作業者が上に乗ってメンテナンス作業を行うのに高過ぎず低過ぎず、
(ｉｉ) 旋回駆動装置１５の周囲の機器類が邪魔にならないように周囲機器類よりも高く、
(ｉｉｉ) エンジンルーム１０の後端まで手が届く高さ位置
となる状態で配置されている。

ここで、旋回電動機１６の回転軸２０が減速機出力軸２１(旋回ピニオン軸)に対して平行かつ後方に位置するように、旋回電動機１６が減速機１７に対して後方(エンジンルーム１０側)にオフセットして配置されている。図３中のαはこのオフセット量を示す。

これにより、旋回電動機１６、つまり足場カバー２４がエンジンルーム１０により近くに配置されている。

このように、足場カバー２４を、縦置き姿勢の旋回電動機１６の上端に設け、この足場カバー２４がエンジンルーム１０の上面を開閉するエンジンカバー１２よりも低位でかつ足場として必要な高さ位置となる状態で旋回駆動装置１５を上部旋回体３に設置したから、図１に示すように足場カバー２４を足場としてエンジンルーム内機器類のメンテナンス作業を安全に能率良く行うことができる。

具体的には、第１に、足場カバー２４がエンジンカバー１２よりも低位であるため、メンテナンス時の視点と手を無理のない前傾姿勢でメンテナンス対象に近づけることができる。

第２に、平歯車機構１８と上下複数段の遊星歯車機構１９とによって減速機１７を構成したから、減速機１７の全長、つまり旋回駆動装置１５の全長を長くして、足場カバー２４を前記(ｉ)〜(ｉｉｉ)の条件を満足する、足場として適当な高さ位置に設定することが可能となる。

第３に、旋回電動機１６を減速機１７に対して後方にオフセットして配置したから、足場カバー２４を後方に位置させる、すなわちエンジンルーム１０に近づけることができる。

加えて、足場カバー２４の表面に滑り止め手段としての多数の線状の凹溝２６…を設けたから、単なるフラット面と比較して滑り止め効果が得られ、メンテナンス作業をより安全に行うことができる。

また、非貫通溝であるため、足場カバー２４の内側に設けられた回転速度検出器２５への雨水や土砂の侵入を防止できる利点がある。

さらに、足場カバー２４の裏面に補強手段としての多数のリブ２７…を設けたから、足場カバー２４そのものの変形や破損や防止し、足場としての安全性、及び回転速度検出器２５の防護カバーとしての機能を高めることができる。

一方、足場として必要な強度、剛性を有する足場カバー２４を利用して、その内側に回転速度検出器２５を設けたから、いいかえれば足場カバー２４を検出器カバーとして兼用する構成としたから、検出器２５を確実に防護できるとともに、専用カバーを廃してコストダウンを実現することができる。

他の実施形態
(１) 旋回電動機１６を減速機１７に対して後方にオフセットさせず、両者を同軸上に配置してもよい。

(２) 足場カバー２４は、表面が水平かつ全体としてフラットに形成するのが望ましいが、周囲の機器類との関係その他の応じて、足場機能を失わない範囲で、部分的または全体として傾斜させてもよいし凹凸状に形成してもよい。

(３) 足場カバー表面の滑り止め手段として、上記実施形態の凹溝２６に代えて、表面に多数の細かい凹部または凸部を設けてもよいし、表面に摩擦係数の大きいゴム等の滑り止めシートを固着してもよい。

(４) 足場機能を高めるために、足場カバー２４を旋回電動機１６の直径よりも大きくしてもよい。この場合、円形に限らず、長方形を含む四角形に形成してもよい。

(５) 足場カバー２４を足場として必要な高さ位置に設定する手段として、必要に応じて旋回電動機１６または減速機１７のケーシングの長さ寸法や、減速機１７の歯車構造を設定してもよい。

１下部走行体
２旋回軸受
２ａ内輪
３上部旋回体
１０エンジンルーム
１１エンジン
１２エンジンカバー
１５旋回駆動装置
１６旋回電動機
１７減速機
１８平歯車機構
１９遊星歯車機構
２０旋回電動機の回転軸
２１減速機出力軸
２２旋回ピニオン
２３内歯車
２４足場カバー
２５回転速度検出器
２６足場カバーの凹溝
２７同リブ

Claims

下部走行体上に上部旋回体が旋回軸受を介して地面に対して鉛直な軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体の後部にエンジンを含む各種機器類が収容されるエンジンルームが設けられる一方、旋回駆動源としての旋回電動機と、この旋回電動機の出力回転を減速する減速機とから成る旋回駆動装置によって上部旋回体が旋回駆動され、この旋回駆動装置は、上記減速機の出力軸が下向きとなる縦置き姿勢で上記エンジンルームの前方に設置される建設機械において、上記旋回駆動装置の上部に位置する旋回電動機の上端に、上記エンジンルーム内機器のメンテナンス時の足場となる足場カバーを設け、上記旋回駆動装置を、上記足場カバーがエンジンルームの上面を開閉するエンジンカバーよりも低位でかつ足場として必要な高さ位置となる状態で上部旋回体に設置したことを特徴とする建設機械。
上記足場カバーの表面に滑り止め手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
上記滑り止め手段として、上記足場カバーの表面に多数の線状の凹溝を設けたことを特徴とする請求項２記載の建設機械。
上記足場カバーの裏面に、足場カバーの剛性と強度を上げるための補強手段としての複数のリブを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械。
上記旋回電動機の出力側に、平歯車機構と、上下複数段の遊星歯車機構とをそれぞれ減速側に順次連結することによって上記減速機を構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械。
上記旋回電動機の回転軸が上記減速機の出力軸に対して平行かつ後方に位置するように、旋回電動機を減速機に対して後方にオフセットして配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の建設機械。
上記旋回電動機の上端であって上記足場カバーの内側に、旋回電動機の回転速度を検出する回転速度検出器を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の建設機械。