JP5278509B2 - 建設機械の機器取付方法及び同装置 - Google Patents

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Description

本発明はハイブリッドショベル等の建設機械のフレームに蓄電器やインバータ等のハイブリッド機器その他の機器を取付ける機器取付方法及び同装置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５に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が、地面に対して鉛直となる軸のまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２のベースとなるアッパーフレーム３上にキャビン４等の各種設備、機器が搭載されるとともに、同フレーム３の前部に作業アタッチメント５が取付けられて構成される。
なお、この明細書においては、キャビン４の位置を左側前部とし、これを基準に「前後」「左右」の方向性をいうものとする。
図６にアッパーフレーム３の概略構成と機器取付構造を示す。
なお、図及び説明の簡略化のために本発明と直接関係のないアッパーフレーム各部の細かな図示、説明を省略する。
アッパーフレーム３は、補強部材とアタッチメント取付部材を兼ねる左右一対の縦板６，７を備え、この両縦板６，７の後部を含めたアッパーフレーム後部にエンジンをはじめとする図示しない動力系の機器類が搭載される。
また、左縦板６の外側(左側)に左サイドデッキ(キャビンデッキ)８、右側に右サイドデッキ９がそれぞれ設けられ、左サイドデッキ８上に図５中のキャビン４が搭載される一方、右サイドデッキ９に油圧系機器、及び蓄電器やインバータ等のハイブリッド機器が設置される。
従来、たとえば右サイドデッキ９の前部にハイブリッド機器等の機器１０を複数(通常は前後各二つ)のマウント部材１１…を介して設置する場合、次の構造がとられていた。
図示のように右サイドデッキ９上に前後一対の梁材１２，１２を前後に間隔を置いて水平に取付け、この両梁材１２，１２におけるマウント部材１１…が取付けられる部分にマウント穴１３…を設ける。
このマウント穴１３…にマウント部材(通常はゴム製)１１…を嵌め込み、機器１０をこのマウント部材１１…に載せて、ボルト１４…、ナット１５…で締め付け固定する(特許文献１参照)。
特開２０１１−２０６４１号公報
ところが、梁材１２，１２はアッパーフレーム３の組立段階で右縦板７等に溶接で固定されることから、マウント部材１１…の取付面に溶接熱によるひずみやうねりが生じ易いため、各マウント部材１１…の水平、垂直両方向の位置や水平度等に狂いが生じ易い。
これに対し、特許文献１に示された公知技術を含む従来構造では、何の調整手段もとられておらず、狂いを残した状態のままマウント部材１１…上に機器１０が取付けられるため、機器１０の取付精度が悪くなり、とくに高い取付精度を要求されるハイブリッド機器において問題となっていた。
そこで本発明は、機器をマウント部材を介して梁材に取付ける構造を前提として、マウント部材の位置や水平度の調整機能を備え、機器の取付精度を向上させることができる建設機械の機器取付方法及び同装置を提供するものである。
上記課題を解決するために、本発明の機器取付方法においては、機械のフレームに設けられた梁材の上面に機器を、上記梁材に間隔を置いて配置された複数のマウント部材を介して取付ける建設機械の機器取付方法において、上記梁材における上記各マウント部材が配置される部分にプレート穴を設けるとともに、プレート受けを上記プレート穴の下面開口に臨む状態で梁材の裏面側に取付け、マウントプレートを、上記プレート受けによって下側から支持された状態で上記プレート穴に嵌め込み、かつ、水平及び垂直方向に位置調整した上でプレート穴内に固定し、上記機器を上記マウント部材を介してこのマウントプレートに取付けるものである(請求項１)。
また、本発明の機器取付装置においては、機械のフレームに設けられた梁材の上面に機器を、上記梁材に間隔を置いて配置された複数のマウント部材を介して取付ける建設機械の機器取付装置において、上記梁材における上記各マウント部材が配置される部分に設けられたプレート穴と、このプレート穴の下面開口に臨む状態で梁材の裏面側に取付けられたプレート受けと、このプレート受けにより下側から支持された状態で上記プレート穴に嵌め込まれかつ水平及び垂直方向に位置調整した上で固定されるマウントプレートとを具備し、上記機器を上記マウント部材を介してこのマウントプレートに取付けるように構成したものである(請求項２)。
この方法及び装置によれば、梁材におけるマウント部材が取付けられる部分にプレート穴とプレート受けを設け、マウントプレートをプレート受けで下側から支持した状態でプレート穴に嵌め込んで水平及び垂直方向に位置調整した上でプレート穴内に固定するため、フレーム組立段階での溶接熱によって梁材にひずみやうねりが生じた場合でも、マウントプレートの位置調整機能によって各マウント部材を適正な位置に水平度を保って取付けることができる。
これにより、機器の取付精度を向上させることができる。
この場合、マウントプレートを、梁材の裏面側に固定したプレート受けで下側から支持するため、たとえばマウントプレートをプレート穴に嵌め込んで穴周縁に溶接するだけの場合と比べて、同プレートの位置調整及び固定の両作業が簡単となるとともに、マウントプレートの取付強度そのものを高めることができる。
また、機器荷重をマウントプレート及びプレート受けを介して梁材全体で受けるため、機器の取付状態が安定したものとなる。
しかも、プレート受けは、梁材の裏面側に固定し、梁材表面に一切突出しないため、突出部分が周辺機器の取付けの邪魔になるおそれがない。
本発明の機器取付装置において、上記プレート受けを、上記プレート穴の下面開口を横断する状態で、横断方向と直交する方向の両側で梁材の裏面側に固定するのが望ましい(請求項３)。
こうすれば、両側のプレート受けによってマウントプレートを安定良く支持しながら、プレート穴の中央部は開口状態のまま残すことができるため、マウント部材の嵌め込み、位置調整及びボルトの差し込みの各作業を中央部の開口を通して簡単に行うことができる。
また、本発明において、上記梁材は水平壁と垂直壁を備え、上記プレート受けを、上記水平壁と垂直壁の各裏面に跨って溶接することにより、上記梁材の裏面側にリブ状に取付けるのが望ましい(請求項４)。
このように、プレート受けを梁材の水平、垂直両壁に跨ってリブ状に取付けることにより、プレート受けの取付強度、ひいてはマウントプレートの支持強度を高めて、機器をより安定良く支持することができる。
本発明によると、マウント部材の位置や水平度の調整機能によって機器の取付精度を向上させることができる。
本発明の実施形態にかかる機器取付装置を含むショベルのアッパーフレームの概略斜視図である。 同、一部拡大図である。 図２のさらに一部を拡大してマウントプレートの取付状況を示す斜視図である。 マウントプレートを取付けた状態の図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 本発明の適用対象例であるショベルの概略側面図である。 従来の機器取付装置を含むショベルのアッパーフレームの概略斜視図である。
実施形態は、背景技術の説明に合わせてショベルを適用対象とし、上部旋回体のアッパーフレームにハイブリッド機器等の機器を取付ける場合を例にとっている。
実施形態において、次の点は図６に示す従来技術と同じである。
(Ａ) アッパーフレーム２３は、補強部材とアタッチメント取付部材を兼ねる左右一対の縦板２６，２７を備え、この両縦板２６，２７を含めたアッパーフレーム後部にエンジンをはじめとする図示しない動力系の機器類が搭載される点。
(Ｂ) 左縦板２６の外側(左側)に左サイドデッキ(キャビンデッキ)２８、右側に右サイドデッキ２９がそれぞれ設けられ、左サイドデッキ２８上に図５中のキャビン４が搭載される一方、右サイドデッキ２９上に油圧系機器(ハイブリッドショベルでは加えて蓄電器やインバータ等のハイブリッド機器)が設置される点。
(Ｃ) 右サイドデッキ２９の前部に前後一対の梁材３２，３２が前後に間隔を置いて水平に取付けられ、この梁材３２，３３上にハイブリッド機器等の機器３０が複数(通常は前後各二つ))のマウント部材３１…を介してボルト３４、ナット３５で取付けられる点。
実施形態において、梁材３２，３２は、図２に示すようにそれぞれ水平壁３２ａの前後両側に垂直壁３２ｂ，３２ｂを備えた枠体として形成されている。
この両梁材３２，３２におけるマウント部材３１…が取付けられる部分(水平壁３２ａの左右両側)に四角形のプレート穴３３…が設けられるとともに、このプレート穴３３…ごとに、左右一対のプレート受け３６，３６がプレート穴３３の下面開口に臨んで梁材３２，３２の裏面側に取付けられている(図２，３参照)。
詳述すると、プレート受け３６はほぼＬ字板状に形成され、プレート穴３３の左右両側において、下面開口を前後方向に横断する垂直姿勢で、梁材３２の水平壁３２ａと前側垂直壁３２ｂとに跨って溶接されることにより、梁材３２，３２の裏面側にリブ状に取付けられている。
各プレート穴３３…には、プレート穴３３に対応する四角板状でかつプレート穴３３よりも各辺のサイズが小さいマウントプレート３７…が、それぞれ左右両側でプレート受け３６，３６により下側から支持された状態で嵌め込まれる。
このマウントプレート３７…は、中心部に、マウント部材(通常はゴム製)３１…が取付けられる取付穴３８を備え、アッパーフレーム２３における梁材３２，３２の組み付けが終わった組立の最終段階で、このマウントプレート３７…がプレート穴３３…内で水平方向(前後、左右、対角線各方向)及び垂直方向に位置調整された上で、プレート受け３６，３６及びプレート穴３３の内周面に溶接されてマウント穴３８…内に固定される。
そして、このマウントプレート３７…にマウント部材３１…が取付けられ、機器３０がこのマウント部材３１…上に載置されてボルト３４…、ナット３５…で締め付け固定される。
この構成によると、アッパーフレーム組立段階の溶接熱によって梁材３２，３２にひずみやうねりが生じた場合でも、これをマウントプレート３７…の位置調整機能によって修正し、マウント部材３１…の前後、左右のピッチや高さ位置、水平度を保つことができる。
これにより、機器３０を、梁材３２，３２のひずみ等に影響されない、高精度を保って右サイドデッキ２９上に取付けることができる。
この場合、マウントプレート３７…を、梁材３２，３２の裏面側に固定したプレート受け３６，３６で下側から支持するため、たとえばマウントプレート３７…をプレート穴３３に嵌め込んで穴周縁に溶接するだけの(プレート受け３６，３６を設けない)場合と比べて、同プレート３７の位置調整及び固定の両作業が簡単となるとともに、マウントプレート３７の取付強度そのものを高めることができる。
また、機器荷重をマウントプレート３７…及びプレート受け３６，３６を介して梁材３２，３２全体で受けるため、機器３０の取付状態が安定したものとなる。
しかも、プレート受け３６，３６は、梁材３２の裏面側に固定し、梁材表面に一切突出しないため、突出部分が周辺機器の取付けの邪魔になるおそれがない。
また、プレート受け３６，３６を、プレート穴３３の下面開口を横断する状態で、左右両側で梁材３２の裏面側に固定するため、両側のプレート受け３６，３６によってマウントプレート３７を安定良く支持しながら、プレート穴３３の中央部は開口状態のまま残すことができるため、マウント部材３１の嵌め込み、位置調整及びボルトの差し込みの各作業を中央部の開口を通して簡単に行うことができる。
さらに、Ｌ字板状のプレート受け３６，３６を、梁材３２の水平壁３２ａと垂直壁３２ｂの各裏面に跨って溶接することにより、梁材３２の裏面側にリブ状に取付けるため、プレート受け３６，３６の取付強度、ひいてはマウントプレート３７の支持強度を高めて、機器３０をより安定良く支持することができる。
他の実施形態
(１) プレート穴３３及びマウントプレート３７は、上記実施形態で挙げた四角形に限らず、円形や楕円形等、他の形状としてもよい。
(２) プレート受けを、プレート穴３３の下面開口に片面の一部が臨む水平状態で梁材３２の裏面に取付けてもよい。
(３) 上記実施形態ではアッパーフレーム２３の右サイドデッキ２９の前部に機器３０を設置する場合を例にとったが、本発明は右サイドデッキ２９の後部に機器を設置する場合、右サイドデッキ２９以外の部分に機器を設置する場合にも上記同様に適用することができる。
また、本発明はハイブリッドショベル及び全油圧ショベルに限らず、ショベルを母体として構成される他の各種建設機械にも適用することができる。
２３ アッパーフレーム
３０ 機器
３１ マウント部材
３２，３２ 梁材
３２ａ 梁材の水平壁
３２ｂ 同、垂直壁
３３ プレート穴
３４ 機器取付用のボルト
３５ 同ナット
３６ プレート受け
３７ マウントプレート
３８ マウント部材取付穴

Claims (4)

  1. 機械のフレームに設けられた梁材の上面に機器を、上記梁材に間隔を置いて配置された複数のマウント部材を介して取付ける建設機械の機器取付方法において、上記梁材における上記各マウント部材が配置される部分にプレート穴を設けるとともに、プレート受けを上記プレート穴の下面開口に臨む状態で梁材の裏面側に取付け、マウントプレートを、上記プレート受けによって下側から支持された状態で上記プレート穴に嵌め込み、かつ、水平及び垂直方向に位置調整した上でプレート穴内に固定し、上記機器を上記マウント部材を介してこのマウントプレートに取付けることを特徴とする建設機械の機器取付方法。
  2. 機械のフレームに設けられた梁材の上面に機器を、上記梁材に間隔を置いて配置された複数のマウント部材を介して取付ける建設機械の機器取付装置において、上記梁材における上記各マウント部材が配置される部分に設けられたプレート穴と、このプレート穴の下面開口に臨む状態で梁材の裏面側に取付けられたプレート受けと、このプレート受けにより下側から支持された状態で上記プレート穴に嵌め込まれかつ水平及び垂直方向に位置調整した上で固定されるマウントプレートとを具備し、上記機器を上記マウント部材を介してこのマウントプレートに取付けるように構成したことを特徴とする建設機械の機器取付装置。
  3. 上記プレート受けを、上記プレート穴の下面開口を横断する状態で、横断方向と直交する方向の両側で梁材の裏面側に固定したことを特徴とする請求項２記載の建設機械の機器取付装置。
  4. 上記梁材は水平壁と垂直壁を備え、上記プレート受けを、上記水平壁と垂直壁の各裏面に跨って溶接することにより、上記梁材の裏面側にリブ状に取付けたことを特徴とする請求項２または３記載の建設機械の機器取付装置。
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