JP6075990B2 - 油圧配管接続部品 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の運転室の床板に固定される油圧配管接続部品に関する。

建設機械の運転室の床板に固定される油圧配管接続部品に関し、例えば特許文献１に記載されたものがある。なお、特許文献１では、本願でいう油圧配管接続部品は、「合流配管」という名称で記載されている。

特許文献１に記載の合流配管２４は、ベースプレート２５と、ベースプレート２５の下面に設けられた配管本体２６とを備えている。ベースプレート２５には、３つの挿通孔２５ａ・２５ｂ・２５ｃが設けられている。これら挿通孔２５ａ・２５ｂ・２５ｃは、円形であって、ボルトＢを挿通可能な大きさとされている。挿通孔２５ａ・２５ｂ・２５ｃのそれぞれに挿入されたボルトＢをナットＮに螺合することによって、合流配管２４は、フロアプレート１３の下面に中補強梁１５ｂを介して固定される（特許文献１の段落００３８、図７、図８）。

特開２０１１−１８４９７０号公報

油圧ショベルなどの建設機械の運転室の床板に配管接続部品を介して油圧配管を固定すると、油圧の脈動が、当該配管接続部品・床板を介して振動としてオペレータに伝わり、シート・レバーの不快振動・騒音の要因となるという問題がある。エンジンのアイドリング時など、通常よく使用されるエンジン回転数に対して、油圧脈動の周波数と、油圧配管接続部品の固有振動数とが一致すると、共振現象によって油圧配管接続部品の振動が大きくなり、振動・騒音増加の要因となる。

特許文献１では、フロアプレート（床板）に補強梁を固定するとともに、この補強梁を介して合流配管（配管接続部品）をフロアプレートに固定している。こうすることで、合流配管内の作動油の脈動に起因してオペレータに伝わる騒音を抑制している。具体的には、補強梁の剛性によってフロアプレートの振動を抑制している。加えて、合流配管が補強梁を介して間接的にフロアプレートに固定されるので、合流配管からフロアプレートに伝わる振動を補強梁により軽減することができる（特許文献１の段落００４６）。

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、合流配管（配管接続部品）を支持する構造に関するものであり、合流配管自体の振動を低減してオペレータに伝わる振動・騒音を抑制しようとするものではない。

ここで、特許文献１に記載の合流配管２４は、平板のベースプレート２５に配管本体２６を溶接してなるシンプルな構造となっており、これによりコストダウンが図られている。しかしながら、このようなシンプルな構造とすると、その剛性が低下し、合流配管自体が共振するという問題がより起こりやすい。

共振現象を回避するには、その剛性を上げて固有振動数を高くするという方法があるが、剛性を上げるためにはコストがかかる。反対に、その剛性を下げて、ローアイドル回転数よりも低い側に固有振動数をもってくると、強度が不足し、耐久性が低下するという問題がある。また、高次の振動モードでの共振が発生するかもしれないという懸念もある。

合流配管の共振の要因となる油圧脈動の加振周波数は、エンジン回転数に依存する。共振を回避するため、よく使用するローアイドル、およびハイアイドルの加振周波数を避ける設計をすることはできるが、アイドリング時のエンジン回転数の仕様は建設機械によって異なる場合がある。建設機械の重量などによらず、その運転室（キャビン）は機種共通のものを使用し、合流配管（配管接続部品）も共通化したい。

しかし、アイドリング時のエンジン回転数の仕様の異なる建設機械にそれぞれ対応するには、現状の技術では、剛性の異なる形状・寸法の合流配管を製作する必要があるので合流配管（配管接続部品）の共通化ができない。異なる形状・寸法の合流配管の製作は、コストアップの要因になる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、仕様の異なる機種に対しても、シンプル且つ１種類の形状・寸法のもので、それ自体でオペレータに伝わる振動・騒音を抑制することができる油圧配管接続部品を提供することである。

本発明は、建設機械の運転室の床板の下面に固定され、複数の油圧配管を合流させる油圧配管接続部品である。この油圧配管接続部品は、前記床板の下面に固定されるベースプレートと、前記ベースプレートに設けられ、前記複数の油圧配管が接続される配管合流部と、を備える。前記ベースプレートには、当該油圧配管接続部品を前記床板の下面に固定するための固定手段が挿入される長孔が形成されている。前記長孔は、前記固定手段によるベースプレート固定位置と、加振源となる前記配管合流部との間の距離を変更することができるように形成されている。

本発明によると、油圧配管接続部品自体の固有振動数を、その配管合流部とベースプレート固定部との間の距離を変更することで変化させることができる。そのため、エンジン回転数の変化によって変わる油圧脈動周波数に対する共振現象の回避を、油圧配管接続部品の固定位置を変えることだけで実現することができる。また、配管合流部とベースプレート固定部との間の距離を短くするだけでその変更前よりも剛性を上げることができる。すなわち、本発明によると、仕様の異なる機種に対しても、シンプル且つ１種類の形状・寸法のもので、それ自体でオペレータに伝わる振動・騒音を抑制することができる。

本発明を適用した油圧ショベルの側面図である。 図１に示した油圧ショベルのキャビン下の操作レバー用油圧配管を示す斜視図である。 図２に示した旋回フレーム上に設けられたフロアプレートの底面図である。 図３に示したフロアプレートの下面（底面）に固定された第１実施形態の油圧配管接続部品の全体構成を示す底面図である。 図４のI−I断面図である（フロアプレートの下面（底面）に固定された状態を図示している）。 図５のIIａ−IIａ断面図（図６（ａ））、およびIIｂ−IIｂ断面図（図６（ｂ））である。 本発明の第２実施形態に係る油圧配管接続部品の全体構成を示す底面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明は、各種の建設機械のうち例えば油圧ショベルに適用される。

図１に示すように、油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２の上に上部旋回体３が旋回自在に搭載されてなる建設機械である。油圧ショベル１の上部旋回体３の構造体である旋回フレーム４の上には、キャビン６（運転室）を含む各種設備が搭載される。また、ブーム７・アーム８・バケット９を備えた作業アタッチメント５が旋回フレーム４の前部に装着される。ブーム７、アーム８、およびバケット９は、それぞれ、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、およびバケットシリンダ１２、の伸縮に応じて動作する。

キャビン６の運転席に座ったオペレータから見たときの前後左右方向を用いて以下説明する。

まず図２を参照して頂きたい。旋回フレーム４上の左前位置には、キャビン６のフロアプレート１３（床板、図３参照）を取り付けるための部分が設けられている。旋回フレーム４上には、左右方向に延びる前後一対の台座４ａおよび台座４ｂが立設されている。これら台座４ａ・４ｂは、それぞれ同程度の左右長さを有しており、各台座４ａ・４ｂの左右端部には、フロアプレート１３を防振しながら支持するためのマウント（不図示）を取り付けるためのマウント取付部Ｍ１〜Ｍ４が設けられている。

（フロアプレート）
図３に示したように、フロアプレート１３は、左右の縁部が下に９０°の角度で折り曲げられて正面視でコの字形とされ、平面視で略長方形とされた金属板である。このフロアプレート１３の四隅は、旋回フレーム４上に設けられたマウント（図２ではマウント取付部Ｍ１〜Ｍ４を示す）によって下から支持される。また、フロアプレート１３には、後述する油圧配管（図２の配管Ｐ１、Ｐ２、Ｔ１、Ｔ２、Ａ１〜Ａ４）をキャビン６内からフロアプレート１３の下に導くために上下に貫通する左右一対の孔１３ａおよび孔１３ｂが設けられている。

また、フロアプレート１３の下面には、左右方向に延びる計３本の前補強梁１４ａ、中補強梁１４ｂ、および後補強梁１４ｃが所定の間隔をあけて固定されている。

各補強梁１４ａ〜１４ｃの構造は同様であるため、中補強梁１４ｂを例にとって図５を参照しつつ説明する。中補強梁１４ｂは、フロアプレート１３と平行な本体部２３と、本体部２３の前後の縁部が上に９０°の角度で折り曲げられてなる前後一対の脚部２４とを有する断面コの字形の金属板である。この中補強梁１４ｂは、本体部２３とフロアプレート１３との間に間隙が形成されるように、各脚部２４の上端部がフロアプレート１３の下面に対して突き合わせ溶接される。また、前補強梁１４ａ・後補強梁１４ｃが有しない構造として、中補強梁１４ｂは、本体部２３を上下に貫通する３つの円形の孔２３ａと、これらの孔２３ａと同心に配置された雌ねじ部を有する３つのナットＮとを備えている。これらのナットＮは、本体部３３の上面に溶接などの手段によって固定される。

（油圧配管）
図２に示されているように、キャビン６の下には油圧配管（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ａ１〜Ａ４）が配設されている。このうちの配管（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２）は、パイロットポンプ（不図示）とリモコン弁（操作弁）３１・３２との間を接続するものである。配管（Ａ１〜Ａ４）は、リモコン弁（操作弁）３１・３２と、ブームシリンダ１０・アームシリンダ１１・バケットシリンダ１２などの油圧アクチュエータのパイロットポートとの間を接続するものである。また、配管（Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２）は、リモコン弁（操作弁）３１・３２と、タンク（不図示）との間を接続するものである。パイロットポンプ（不図示）から吐出された作動油は、リモコン弁（操作弁）３１・３２を介して油圧アクチュエータのパイロットポートに供給され、油圧アクチュエータのパイロットポートから導出された作動油はタンクに回収される。

なお、リモコン弁（操作弁）３１・３２は、キャビン６内に配置されるものであって、オペレータによる操作レバー（不図示）の操作に応じて油圧アクチュエータに対するパイロット圧を生じさせるものである。オペレータが操作レバーを傾動操作することにより、当該傾動操作の向きおよび操作量に応じてパイロット圧は変化する。

（油圧配管接続部品）
ここで、配管（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２）は、フロアプレート１３の下面に固定された（図３参照）配管接続部品１５に接続されている。この配管接続部品１５は、複数の油圧配管を合流させる本発明の油圧配管接続部品の一例である。

図４、５に示すように、配管接続部品１５は、フロアプレート１３の下面に固定されるベースプレート１６と、複数の油圧配管が接続される配管合流部１７とを備えている。

＜配管合流部＞
配管合流部１７は、ベースプレート１６の下面に固定されている。この配管合流部１７は、ベースプレート１６の下面に立設された支柱部１８と、この支柱部１８から同一平面上で前後左右にそれぞれ突出するポンプ側接続部１９ａ〜１９ｄと、これらポンプ側接続部１９ａ〜１９ｄよりも上の位置で支柱部１８から同一平面上で前後左右にそれぞれ突出するタンク側接続部２０ａ〜２０ｄとを備えている。

ポンプ側接続部１９ｄには配管Ｐ０の一端が接続され、ポンプ側接続部１９ｂには配管Ｐ１の一端が接続され、ポンプ側接続部１９ｃには配管Ｐ２の一端が接続される。各配管Ｐ０〜Ｐ２は、各ポンプ側接続部１９ａ〜１９ｄ内を繋ぐ油流路２１（図６（ａ）参照）によって互いに連通する。配管合流部１７内に形成された当該油流路２１の合流部を、符号Ｃ１を付して図６（ａ）中に二点鎖線で示している。

また、配管Ｐ０の他端はパイロットポンプに接続され、配管Ｐ１の他端はリモコン弁３１に接続され、配管Ｐ２の他端はリモコン弁３２に接続される。

一方、タンク側接続部２０ｄには配管Ｔ０の一端が接続され、タンク側接続部２０ｂには配管Ｔ１の一端が接続され、タンク側接続部２０ｃには配管Ｔ２の一端が接続される。各配管Ｔ０〜Ｔ２は、各タンク側接続部２０ａ〜２０ｄ内を繋ぐ油流路２２（図６（ｂ）参照）によって互いに連通する。配管合流部１７内に形成された当該油流路２２の合流部を、符号Ｃ２を付して図６（ｂ）中に二点鎖線で示している。なお、本実施形態では、前側のポンプ側接続部２０ａおよびタンク側接続部２０ａは盲栓により閉じられている。

配管Ｔ０の他端はタンクに接続され、配管Ｔ１の他端はリモコン弁３１に接続され、配管Ｔ２の他端はリモコン弁３２に接続される。

＜ベースプレート＞
ベースプレート１６は、中補強梁１４ｂを介してフロアプレート１３の下面に固定されている。詳細には、中補強梁１４ｂの本体部２３にベースプレート１６は固定されている。なお、ベースプレート１６の形状は長方形とされているが、その形状は長方形に限定されない。また、ベースプレート１６は、フロアプレート１３の下面に直接、固定されていてもよい。

ベースプレート１６には長孔１６ａ〜１６ｃが形成されている。これらの長孔１６ａ〜１６ｃには、配管合流部１７が固定された当該ベースプレート１６を、中補強梁１４ｂを介してフロアプレート１３の下面に固定するためのボルトＢ（固定手段）が挿入される。長孔１６ａ・１６ｂは、ベースプレート１６の前部であって、その左右方向の両端部に形成されている。長孔１６ｃは、長孔１６ｂの後方に形成されている。これらの長孔１６ａ〜１６ｃは、中補強梁１４ｂに形成された３つの孔２３ａの位置にそれぞれ対応して設けられる。

図５に示したように、長孔１６ａ〜１６ｃ・３つの孔２３ａにワッシャＷを挟んで下から挿入されたボルトＢを各ナットＮに螺合することによって、配管接続部品１５は中補強梁１４ｂ（本体部２３）の下面に固定される。

ここで、長孔１６ａ〜１６ｃは、ボルトＢによるベースプレート固定位置Ｆ１〜Ｆ３と、加振源となる配管合流部１７との間の距離を変更することができるように形成されている。具体的には、本実施形態では、長孔１６ａ〜１６ｃの長手方向と、配管接続部品１５の前後方向とが一致した所定の長さを有する長孔１６ａ〜１６ｃとされている。長孔１６ａ〜１６ｃ同士は相互に平行とされている。

図４および図５には、長孔１６ａ〜１６ｃの中央にボルトＢを挿入・配置して、平面視においてこの中央部分にベースプレート固定位置Ｆ１〜Ｆ３が位置する例が示されている。ボルトＢを配置する位置をこれよりも前側にずらせば、ベースプレート固定位置Ｆ１〜Ｆ３と配管合流部１７との間の距離は長くなる。反対に、ボルトＢを配置する位置をこれよりも後側にずらせば、ベースプレート固定位置Ｆ１〜Ｆ３と配管合流部１７との間の距離は短くなる。

なお、各長孔１６ａ〜１６ｃはすべて同じ大きさとされているが、必ずしも同じ大きさとされる必要はない。また、本実施形態では、計３つの長孔１６ａ〜１６ｃを設けているが、長孔の数は、１であってもよいし、２であってもよいし、４以上であってもよい（他の実施形態においても同様）。

（作用効果）
平板であるベースプレート１６に配管合流部１７が設けられてなるというシンプルな構造の配管接続部品１５において、その固有振動数に大きく影響する部分は配管合流部１７である。ここで、本実施形態の配管接続部品１５を構成するベースプレート１６に形成された長孔１６ａ〜１６ｃの向きは、ベースプレート固定位置Ｆ１〜Ｆ３と、加振源となる配管合流部１７との間の距離を変更することができる向きとなっている。そのため、長孔１６ａ〜１６ｃ内におけるボルトＢの位置を変更するなどして、ベースプレート固定位置Ｆ１〜Ｆ３と配管合流部１７との間の距離を変更すれば、配管接続部品１５自体の固有振動数を容易に変化させることができる。ベースプレート固定位置Ｆ１〜Ｆ３と配管合流部１７との間の距離が短くなれば、配管接続部品１５の固有振動数は高くなる。反対に、ベースプレート固定位置Ｆ１〜Ｆ３と配管合流部１７との間の距離が長くなれば、配管接続部品１５の固有振動数は低くなる。

すなわち、本実施形態の配管接続部品１５によると、例えばエンジン回転数の変化によって変わる油圧脈動周波数に対する共振現象の回避を、当該配管接続部品１５の固定位置（ベースプレート固定位置Ｆ１〜Ｆ３）を変えることだけで実現することができる。これにより、仕様の異なる機種に対しても、シンプル且つ１種類の形状・寸法のもので、それ自体でオペレータに伝わる振動・騒音を抑制することができる。

また、本実施形態の配管接続部品１５では、複数の長孔１６ａ〜１６ｃが相互に平行とされているため、ベースプレート固定位置Ｆ１〜Ｆ３と配管合流部１７との間の距離を容易に変更することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態の配管接続部品２５を図７に示している。第１実施形態の配管接続部品１５と第２実施形態の配管接続部品２５との相違点は長孔の向きである。

図７に示したように、ベースプレート２６に形成された複数の長孔２６ａ〜２６ｃのうちの長孔２６ｂは、当該長孔２６ｂからその長手方向に延ばした延長線上に配管合流部１７が位置するようにされている。

さらに詳細には、長孔２６ａ〜２６ｃのうちの長孔２６ｂは、当該長孔２６ｂからベースプレート２６に沿ってその長手方向に延ばした延長線上に、この配管接続部品２５の平面視において、配管合流部１７内に形成された油流路（２１、２２（図６参照））の合流部（Ｃ１、Ｃ２）（支柱部１８）が位置するように形成されている。なお、残りの長孔２６ａ・２６ｃは、長孔２６ｂに平行にされている。

（作用効果）
本実施形態によると、複数の長孔２６ａ〜２６ｃのうちの長孔２６ｂの向きが、当該長孔２６ｂからその長手方向に延ばした延長線上に配管合流部１７が位置するようにされていることで、同じ形状・寸法の第１実施形態の長孔１６ａ〜１６ｃに比べて、ベースプレート固定位置Ｆ１〜Ｆ３と配管合流部１７との間の距離を大きく変化させることができる。すなわち、配管接続部品の固有振動数を大きく変化させることができる。

なお、配管合流部１７のうち、内部に合流部（Ｃ１、Ｃ２）が形成された支柱部１８は、配管接続部品２５の固有振動数に最も大きく影響する部分である。内部を流れる油がぶつかることのある支柱部１８は、その質量が比較的大きいためである。そのため、長孔２６ｂからその長手方向に延ばした延長線上に、配管合流部１７内に形成された油流路（２１、２２）の合流部（Ｃ１、Ｃ２）（支柱部１８）が位置するようにされていることで、配管接続部品自体の固有振動数をより容易に・より大きく変化させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。

１：油圧ショベル
２：下部走行体
３：上部旋回体
４：旋回フレーム
５：作業アタッチメント
６：キャビン（運転室）
１３：フロアプレート（床板）
１５：配管接続部品（油圧配管接続部品）
１６：ベースプレート
１６ａ・１６ｂ・１６ｃ：長孔
１７：配管合流部

Claims (5)

1. 建設機械の運転室の床板の下面に固定された長手方向を有する補強梁に固定され、複数の油圧配管を合流させる油圧配管接続部品であって、
   前記補強梁の下面に固定されるベースプレートと、
   前記ベースプレートに設けられ、前記複数の油圧配管が接続される配管合流部と、
   を備え、
   前記ベースプレートには、当該ベースプレートを前記補強梁の下面に固定するための固定手段が挿入される長孔が形成されており、
   前記長孔は、前記固定手段によるベースプレート固定位置と、加振源となる前記配管合流部との間の距離を変更することができるように形成されており、
   前記長孔の長手方向と、前記補強梁の長手方向とが、平面視において交差している、油圧配管接続部品。
2. 請求項１に記載の油圧配管接続部品において、
   前記長孔は、前記ベースプレートに複数、形成されており、
   複数の前記長孔が相互に平行とされている、油圧配管接続部品。
3. 請求項１または２に記載の油圧配管接続部品において、
   前記長孔は、当該長孔からその長手方向に延ばした延長線上に前記配管合流部が位置するように形成されている、油圧配管接続部品。
4. 請求項３に記載の油圧配管接続部品において、
   前記長孔は、当該長孔からその長手方向に延ばした延長線上に、当該油圧配管接続部品の平面視において、前記配管合流部内に形成された油流路の合流部が位置するように形成されている、油圧配管接続部品。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の油圧配管接続部品を備える建設機械。

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