JP5987880B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関し、その中でも特に、機械室周辺での電気配線の配索技術に関する。

作業機械では、エンジンや油圧ポンプ等の駆動装置が収容されている機械室の周辺に、電気機器が設置される場合がある。

例えば、特許文献１の作業機械（リフマグ機）では、エンジン室（機械室）の左端の上方に、リフティングマグネット用の制御ボックスが外付けされており、特許文献２の建設機械では、機械室建屋（機械室）の後側に隣接したカウンタウエイトの上部に、後方監視用のカメラユニットが取り付けられている。

特開２０１０−９５８４５号公報 特開２００６−３３６３６１号公報

電気機器は、運転室等との間で電気配線を接続する必要があるが、機械室の周辺に設置されている場合には、その電気配線の配索は容易でない。

例えば、特許文献２の建設機械では、機械室の内部に電気配線を通しているが、機械室の内部は、静音性や断熱性を確保するために、機械室カバーで略密閉されているうえに、各種装置が密集状態で配置されている。

そのため、機械室の内部に電気配線を通す場合、壁に孔を開けて隙間を塞ぎながら電気配線を通すことや、装置を迂回して電気配線を配索することなどが必要になり、複雑な配索構造になり易い。

しかも、機械室の内部は、駆動装置の作動によって高温になる。そのため、耐熱性に優れた電気配線が必要になり、部材コストも高くつく。

機械室の外部に電気配線を配索するにしても、作業時に電気配線に障害物がぶつかるおそれがあるし、配索の仕方によっては、電気配線が作業時の視界を妨げたり見栄えが悪くなるおそれもある。

そこで本発明の目的は、機械室の周辺に設置される電気機器の電気配線を適切に配索できる作業機械を提供することにある。

本発明では、機械室カバーの上に設置されているボンネットを利用して、電気配線が適切に配索できるようにした。

すなわち、本発明の作業機械は、作業動作を行う作業装置と、前記作業装置を駆動する駆動装置を収容し、機械室カバーによって内外が仕切られた機械室と、前記機械室の周辺に設置された電気機器と、を備えている。前記機械室カバーは、前記機械室の内部を開放する開口部が形成された上部カバーと、前記上部カバーの上に膨出するように設置され、前記開口部の開閉が可能なボンネットと、を有している。

前記ボンネットは、前記開口部の周囲に拡がる開口縁部の上に配置される枠状の周壁部と、前記周壁部の上端部に連なって前記開口部の上方を覆う上壁部と、を有している。前記周壁部と前記開口縁部との間に、前記機械室と仕切られて周方向に延びる配索ダクトが設けられている。

そして、前記電気機器と接続される電気配線が、前記配索ダクトを経由して配索されている。

この作業機械によれば、機械室の周辺に設置されている電気機器に接続される電気配線を、機械室の上に設置されたボンネットの縁の下側に沿って延びる配索ダクトを通じて配索できるので、機械室の内部を通過せずに簡単かつ効率的に配索できる。

配索ダクトで電気配線を保護できるので、電気配線への障害物の衝突を防ぐことができるし、配索ダクトがボンネットの縁の下側に設けられているので、電気配線が作業時の視界を妨げたり見栄えを悪くするおそれも無い。

従って、この作業機械によれば、機械室の周辺に設置される電気機器の電気配線を適切に配索できる。

更には、前記周壁部の少なくとも一部の領域に、下端部から上端部に向かって凹む切欠部が周方向に延びるように形成され、前記配索ダクトが、前記開口縁部から上方に張り出して、前記切欠部に沿って延びる内側面部と、前記開口縁部と対向するように、前記内側面部の上端から外向きに張り出す上面部と、を有し、前記内側面部と対向する前記配索ダクトの外側が開放されているようにしてもよい。

そうすれば、ボンネットの高さを変更せずに配索ダクトを設置できる。配索ダクトの内側に配索される電気配線の放熱性を高めることができる。その結果、視野を妨げることがないうえ、電気配線に要求される耐熱性が低くなり、安価な電気配線が選択できるし、耐久性も向上する。

更には、前記ボンネットは、前記周壁部の下端部における前記切欠部を含めた領域に装着されるシール部材を有し、前記シール部材のうち、前記切欠部に装着された部分は前記配索ダクトに弾性接触し、その他の領域に装着された部分は前記開口縁部に弾性接触するようにするとよい。

そうすれば、切欠部や配索ダクトを設けても、従来のボンネットと同様に、ボンネットと機械室との間を封止でき、静音性や断熱性を維持できる。

更には、前記周壁部は、周方向にＬ字状に屈曲する角部を有し、前記切欠部が、前記角部を間に挟んだ領域に形成されているようにするのが好ましい。

弾性を有するシール部材は、周壁部の下端部に沿って変形させながら装着されるため、切欠部の端部が角部の近傍に位置していると、その部位で、シール部材の変形量が大きくなって歪みが大きくなり易い。

シール部材の歪みが大きくなると、周壁部への沿い付きが悪くなり、シール部材が剥がれ易くなって耐久性が低下するおそれがあるが、角部を間に挟んだ領域に切欠部を形成することで、切欠部の端部が角部から離れて位置するため、周壁部への沿い付きが良くなり、剥がれ難くなって耐久性の低下も防止できる。

特に、外側が開放された配索ダクトは、特許文献１のようなリフマグ機に好適である。

具体的には、前記作業装置は電磁石を有している。前記電気機器は、前記ボンネットに隣接して前記上部カバーの上に設置された制御ボックスである。前記作業機械は、前記制御ボックスから離れた位置に設置された発電機を備える。そして、前記制御ボックスが、前記電気配線を介して、前記電磁石と前記発電機とに接続されているようにする。

この場合、電気配線に流れる電流が大きいため、電気配線は高温になり易く、太くて高価な電気配線が用いられる。従って、そのような電気配線を、ボンネットの縁に沿って延びる外側が開放された配索ダクトを経由して配索すれば、比較的短い距離で配索できるし、放熱性に優れるため、大幅な部材コストの低減や耐久性の向上が図れる。

本発明の作業機械によれば、機械室の周辺に設置される電気機器の電気配線を適切に配索できるようになる。

本実施形態の作業機械を示す概略側面図である。 機械室の部分を上方から見た概略図である。 ボンネットを開いた状態の図２相当図である。 要部を斜め前方から見た概略斜視図である。 電気配線が配索された状態を示す概略斜視図である。 図５における矢印Ｘ−Ｘ線での概略断面図である。 変形例を示す概略図である。 （ａ）及び（ｂ）は、他の変形例を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。なお、説明で用いる上下左右等の方向は、上部旋回体を基準としたものであり、各図で矢印にて示す。

図１〜図３に、本実施形態の作業機械１を示す。この作業機械１は、主に、鉄スクラップなどを扱う金属リサイクル現場で使用される。後述するように、リフティングマグネットを装備していることから、この作業機械１はリフマグ機とも呼ばれる。

このリフマグ機１は、油圧で駆動されるクローラ型の下部走行体１ａの上に、上部旋回体１ｂが旋回可能に設けられている。具体的には、旋回ベアリング２を介して台状のアッパーフレーム３が下部走行体１ａに支持されており、そのアッパーフレーム３が油圧で旋回駆動される。

キャブ４やアタッチメント５、機械室６などが、このアッパーフレーム３の上に設置されている。機械室６の上側には、制御ボックス７（電気機器の一例）が設置されている。

キャブ４は、アッパーフレーム３の前部の左側に設置された箱形の運転室である。キャブ４の内部には、オペレータが着座するシートや操作機器などが備えられている（図示せず）。この機種のキャブ４は、後面の上部に、下部よりも後方に僅かに膨出した膨出部４ａを有し、内部空間を拡張したデザインとなっている。

アタッチメント５は、作業動作を行う作業装置であり、ブーム５ａ、アーム５ｂ、リフティングマグネット５ｃ（電磁石）などで構成されている。アタッチメント５は、アッパーフレーム３の前部に設置されており、キャブ４の前部の右側に隣接している。

ブーム５ａは、アッパーフレーム３に基端部が軸支されて起伏動作する支柱部材であり、アーム５ｂは、ブーム５ａの先端部に揺動可能に連結された支柱部材である。リフティングマグネット５ｃは、アーム５ｂの先端に支持されている。ブーム５ａ及びアーム５ｂは、油圧で作動し、オペレータの操作に応じてリフティングマグネット５ｃを変位させる。

リフティングマグネット５ｃは、電流を流すことによって磁化し、例えば数百ｋｇにもなる鉄スクラップを吸着して持ち上げる機能を有している。リフマグ機１では、鉄スクラップの移送作業などが行われる。

具体的には、リフティングマグネット５ｃに通電して鉄スクラップを吸着し、ブーム５ａ及びアーム５ｂを操作してリフティングマグネット５ｃを移送先まで変位させる。そうして通電を停止し、鉄スクラップをリフティングマグネット５ｃから離すことで、高重量の鉄スクラップを移送する。

リフティングマグネット５ｃには大きな電流が必要とされる。そのため、図２に示すように、このリフマグ機１では、リフティングマグネット５ｃに供給する電流を発電する大型の発電機８が、機械室６の前側に設置されている。

（機械室、機械室カバー）
機械室６は、機械室カバー６０で内外を仕切ることによって構成されており、アッパーフレーム３の後部の左右の幅方向の全域にわたって設けられている。機械室カバー６０は、前部カバー６１、後部カバー６２、上部カバー６３、ボンネット２０などで構成されている。

前部カバー６１は、機械室６の前側を覆うカバーである。前部カバー６１は、前方に面した状態でアッパーフレーム３に立設されており、キャブ４の後面の下部に僅かな隙間を隔てて隣接している。

後部カバー６２は、機械室６の左右両側及び後側を覆うカバーである。後部カバー６２は、アッパーフレーム３の後部の円弧状の外縁に沿って立設されている。後部カバー６２は、高重量な鋳造体などで構成されていて、作動するアタッチメント５との間で前後のバランスを確保するカウンタウエイトも兼ねている。

上部カバー６３は、機械室６の上側を覆うカバーである。上部カバー６３の左端部には、機械室６の内部に外気を取り込む外気取入口６４が開口しており、上部カバー６３の右端部には、機械室６の内部から熱気を排出する熱気排出口６５が開口している（機械室６の内部はドット模様で示す）。

図３に示すように、上部カバー６３のこれら外気取入口６４と熱気排出口６５の間の広域な部分に、機械室６の内部を開放する横長な略矩形の開口部６６が形成されている。

機械室６の内部には、エンジン１１、熱交換装置１２、油圧ポンプ１３等の駆動装置が収容されている。これら駆動装置により、ブーム５ａやアーム５ｂ、下部走行体１ａは駆動される。メンテナンス時などには、開口部６６を通じてこれら駆動装置にアクセスできるようになっている。

ボンネット２０は、上部カバー６３に設置されている。ボンネット２０は、開口部６６よりも外縁の寸法がひとまわり大きく形成されていて、平常時には開口部６６の上に被さっている。このリフマグ機１の場合、ボンネット２０の後側がヒンジ２１を介して上部カバー６３に軸支されており、ボンネット２０が後方に向かって揺動することにより、開口部６６は開閉される。

ボンネット２０は、機械室６を嵩上げするために、上部カバー６３の上に膨出するように形成されていて、矩形枠状の周壁部２２と、周壁部２２の上端部に連なって拡がる上壁部２３とを有している。

詳しくは、周壁部２２は、揺動先端側の前壁部２２ａと、揺動基端側の後壁部２２ｂと、前壁部２２ａ及び後壁部２２ｂの各端部に連なる左壁部２２ｃ及び右壁部２２ｄとを有している。周壁部２２の周方向の四隅には、湾曲しながらＬ字状に屈曲する角部２２ｅが形成されている。

図３に示すように、開口部６６の周囲には、開口部６６の縁に沿って延びる略平坦な開口縁部６７が拡がっており、周壁部２２の下端部は、ボンネット２０を閉じた時に、開口縁部６７と上下に対向するように構成されている。

（制御ボックス）
制御ボックス７は、リフティングマグネット５ｃへの電流供給を制御するために設けられている。制御ボックス７の内部には、リレー等を装備した制御盤（図示せず）が収容されている。図４に示すように、制御ボックス７は、外気取入口６４の上に、外気取入口６４と隙間を隔てて設置されている。

制御ボックス７の前面には、ケーブル（電気配線）を挿通する３個の挿通口７ａが設けられている。これら挿通口７ａを通じて、発電機８に接続される入力ケーブルＩＣと、リフティングマグネット５ｃに接続される出力ケーブルＯＣと、制御用ケーブルＣＣとが、制御ボックス７から導出される（図１〜図４ではケーブルの図示を省略）。

入力ケーブルＩＣと出力ケーブルＯＣは、制御ボックス７の内部で、制御盤に設けられたリレーを介して連結されている。制御用ケーブルＣＣを通じて制御盤に制御信号が入力され、その制御信号に従ってリレーが接続制御される。それにより、発電機８で発電された電流が、オペレータの操作に応じてリフティングマグネット５ｃに供給される。

制御ボックス７から導出されるケーブルＩＣ，ＯＣ，ＣＣは、いずれも、前部カバー６１の幅方向における中央部の前方に配索される。

（切欠部、配索ダクト）
従来の機種では、これらケーブルＩＣ，ＯＣ，ＣＣは、キャブ４と機械室６との間の隙間を通じて配索されていた。ところが、このリフマグ機１では、キャブ４と機械室６との間に十分な隙間が無いうえに、キャブ４の膨出部４ａが機械室６の上方に張り出しているため、従来と同様には配索できない。

そこで、このリフマグ機１では、制御ボックス７に隣接して機械室６の上に設置されているボンネット２０を利用し、そのような場合でも、これらケーブルＩＣ，ＯＣ，ＣＣを適切に配索できるように工夫した。

具体的には、図４に示すように、周壁部２２と開口縁部６７との間に、機械室６と仕切られて周方向に延びる配索ダクト４０を設けた。

本実施形態では、周壁部２２の一部の領域に、下端部から上端部に向かって凹む切欠部３０を周方向に延びるように形成し、そうすることによって切欠部３０と開口縁部６７との間に生じる隙間に、配索ダクト４０を設け、図５に示すように、その配索ダクト４０を経由してこれらケーブルＩＣ，ＯＣ，ＣＣを配索するようにした。

詳しくは、切欠部３０は、周壁部２２の左前側の角部２２ｅを間に挟んだ、左壁部２２ｃの前端部分と、前壁部２２ａにおける左端から左右幅方向の中間までの部分と、に至る領域に形成されている。切欠部３０は、周壁部２２の下端縁に連なって上り傾斜した一対の切欠端部３１，３１と、これら切欠端部３１，３１の間に連なって、周壁部２２の下端部から上端部の側に離れた位置を周方向に延びる切欠縁部３２と、を有している。

周壁部２２の下端部には、ボンネット２０と機械室カバー６０との間の隙間を封止するために、ウエザストリップ２５（シール部材）が装着されている。

ウエザストリップ２５は、長手方向に延びるスリットが形成されたゴム製の細長い部材である。ウエザストリップ２５は、切欠部３０を含めた周壁部２２の下端部の所定の領域に装着されている。

ウエザストリップ２５は、周壁部２２の下端部に沿って変形させながら、周壁部２２の下端部をスリットに挟み込んで装着される。その際、切欠端部３１が角部２２ｅの近傍に位置していると、その部位で、ウエザストリップ２５の変形量が大きくなって歪みが大きくなり易い。

ウエザストリップ２５の歪みが大きくなると、周壁部２２への沿い付きが悪くなり、ウエザストリップ２５が剥がれ易くなって耐久性が低下するおそれがある。それに対し、このリフマグ機１では、角部２２ｅから離れた位置に切欠端部３１を配置しているので、ウエザストリップ２５の周壁部２２への沿い付きが良くなるし、剥がれ難くなって耐久性の低下も防止できる。

図３に示すように、配索ダクト４０は、切欠部３０に対応して、開口縁部６７の左前側の角部を間に挟んだ、左側の開口縁部６７の前端部分と、前側の開口縁部６７における左端から左右幅方向の中間までの部分と、に至る領域に設けられている。

配索ダクト４０は、上面視Ｌ字状の形状を有し、上部カバー６３の上に取り付けられている。配索ダクト４０の左端部は、制御ボックス７の近傍に位置し、配索ダクト４０の右端部は発電機８の近傍に位置している。

図６に示すように、配索ダクト４０は、コ字状の断面を有している。すなわち、配索ダクト４０は、開口縁部６７から上方に張り出して、切欠部３０に沿って延びる内側面部４１と、開口縁部６７と対向するように、内側面部４１の上端から外向きに張り出す上面部４２と、を有しており、内側面部４１と対向する配索ダクト４０の外側が開放された状態となっている。

配索ダクト４０はまた、その両端部に、切欠部３０の切欠端部３１に対応した形状の傾斜面部４３を有し、これら傾斜面部４３，４３により、配索ダクト４０の両端部は塞がれている。

配索ダクト４０は更にまた、開口縁部６７の左前側の角部から左方に張り出す張出部４４を有している。この張出部４４の突端に、配索ダクト４０を上部カバー６３に固定する締結部４４ａが設けられている。締結部４４ａを角部から離れた位置に設けることで、配索されたケーブルＩＣ，ＯＣ，ＣＣがボルトに接触するのを防ぐことができる。

ウエザストリップ２５は、開口縁部６７と配索ダクト４０に弾性接触している。具体的には、ウエザストリップ２５のうち、切欠端部３１及び切欠縁部３２に装着された部分は、傾斜面部４３及び上面部４２に弾性接触し、その他の領域に装着された部分は、開口縁部６７に弾性接触している。

従って、ボンネット２０に切欠部３０が形成されていても、配索ダクト４０により、ボンネット２０と上部カバー６３との間の隙間が塞がれるので、機械室６の静音性や断熱性を良好に維持できる。

図５、図６に示すように、挿通口７ａから導出された３本のケーブルＩＣ，ＯＣ，ＣＣは、配索ダクト４０の複数カ所に固定される結束材７０を用いて束ねられ、配索ダクト４０を経由して発電機８の上方まで配索される。

発電機８の上方に配索されたケーブルＩＣ，ＯＣ，ＣＣは、前部カバー６１に沿って下方に配索された後、入力ケーブルＩＣは発電機８に接続される。出力ケーブルＯＣ及び制御用ケーブルＣＣは、更にそこからアッパーフレーム３に沿って前方に配索され、出力ケーブルＯＣは、リフティングマグネット５ｃに接続され、制御用ケーブルＣＣは制御システムに接続される。

従って、キャブ４と機械室６との間に隙間が無くても、これらケーブルＩＣ，ＯＣ，ＣＣを簡単に配索することができる。ケーブルＩＣ，ＯＣ，ＣＣの上方には上面部４２が被さっているため、作業中に障害物が跳んできてもケーブルＩＣ，ＯＣ，ＣＣを効果的に保護できる。

特に、配索ダクト４０の外側が開放されていて放熱性に優れた構造になっているので、大電流が流れる入力ケーブルＩＣ及び出力ケーブルＯＣの温度上昇を抑制することができる。それにより、耐熱性や放熱性に優れた高価な電線が不要になり、部材コストも削減できる。

なお、本発明にかかる作業機械は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

実施形態では、リフマグ機を例に説明したが、本発明は油圧ショベルやクレーンにも適用できる。電気機器も制御ボックスに限らず、カメラやライト等、電気配線を要するものであれば適用できる。

切欠部３０及び配索ダクト４０を設ける領域は、仕様に応じて設定できる。

例えば、図７に示すように、機械室６の後部上方に電気機器ＥＡが設置されている場合には、ボンネット２０及び開口縁部６７の前側から後側に至る領域に切欠部３０及び配索ダクト４０を設けることで、機械室６の内部を経由することなく、電気配線Ｃを適切に配索することができる。

配索ダクト４０は、断面コ字状に形成するのが好ましいが、筒形状であってもよい。ボンネット２０は、左右方向に揺動する横開きであってもよいし、機械室カバー６０から取り外せる脱着式であってもよい。

図８の（ａ）に示すように、ボンネット２０を嵩上げするように、矩形枠状の配索ダクト４０’を、ボンネット２０と機械室６の上部カバー６３との間に設置してもよい。この場合、ヒンジ２１は、配索ダクト４０’に取り付けてもよいし、ブラケット等を介して機械室カバー６０に取り付けてもよい。

図８の（ｂ）に示すように、電気配線Ｃは、配索ダクト４０’の全部に限らず一部に配索してもよい。接続先が異なる複数の電気配線Ｃを、配索ダクト４０’の同じ部位や異なる部位に配索してもよい。配索ダクト４０’の外側に向いた開口の不要な部分は、カバー部材４５を、配索ダクト４０’に装着して塞いでしまってもよい。そうすれば、見栄えよくできる。

１ 作業機械
５ アタッチメント（作業機械）
６ 機械室
７ 制御ボックス（電気機器）
２０ ボンネット
２２ 周壁部
２３ 上壁部
３０ 切欠部
４０ 配索ダクト
６０ 機械室カバー
６１ 前部カバー
６２ 後部カバー
６３ 上部カバー
６６ 開口部
６７ 開口縁部
ＩＣ 入力ケーブル（電気配線）
ＯＣ 出力ケーブル（電気配線）
ＣＣ 制御用ケーブル（電気配線）

Claims (5)

1. 作業動作を行う作業装置と、
   前記作業装置を駆動する駆動装置を収容し、機械室カバーによって内外が仕切られた機械室と、
   前記機械室の周辺に設置された電気機器と、
   を備えた作業機械であって、
   前記機械室カバーは、
   前記機械室の内部を開放する開口部が形成された上部カバーと、
   前記上部カバーの上に膨出するように設置され、前記開口部の開閉が可能なボンネットと、
   を有し、
   前記ボンネットは、
   前記開口部の周囲に拡がる開口縁部の上に配置される枠状の周壁部と、
   前記周壁部の上端部に連なって前記開口部の上方を覆う上壁部と、
   を有し、
   前記周壁部と前記開口縁部との間に、前記機械室と仕切られて周方向に延びる配索ダクトが設けられ、
   前記電気機器と接続される電気配線が、前記配索ダクトを経由して配索されている作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記周壁部の少なくとも一部の領域に、下端部から上端部に向かって凹む切欠部が周方向に延びるように形成され、
   前記配索ダクトが、
   前記開口縁部から上方に張り出して、前記切欠部に沿って延びる内側面部と、
   前記開口縁部と対向するように、前記内側面部の上端から外向きに張り出す上面部と、
   を有し、
   前記内側面部と対向する前記配索ダクトの外側が開放されている作業機械。
3. 請求項２に記載の作業機械において、
   前記ボンネットは、前記周壁部の下端部における前記切欠部を含めた領域に装着されるシール部材を有し、
   前記シール部材のうち、前記切欠部に装着された部分は前記配索ダクトに弾性接触し、その他の領域に装着された部分は前記開口縁部に弾性接触する作業機械。
4. 請求項３に記載の作業機械において、
   前記周壁部は、周方向にＬ字状に屈曲する角部を有し、
   前記切欠部が、前記角部を間に挟んだ領域に形成されている作業機械。
5. 請求項２〜請求項４のいずれか一つに記載の作業機械において、
   前記作業装置は、電磁石を有し、
   前記電気機器は、前記ボンネットに隣接して前記上部カバーの上に設置された制御ボックスであり、
   前記作業機械は、前記制御ボックスから離れた位置に設置された発電機を備え、
   前記制御ボックスが、前記電気配線を介して、前記電磁石と前記発電機とに接続されている作業機械。

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