JP6929252B2

JP6929252B2 - 建設機械

Info

Publication number: JP6929252B2
Application number: JP2018143792A
Authority: JP
Inventors: 俊輔福島; 直之奥野
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP2020020388A

Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に関し、特に、原動機によって駆動される複数の油圧ポンプを備えた建設機械に関する。

一般に、建設機械としての油圧ショベルは、自走可能な車体（走行体と旋回体とにより構成される）と、この車体の前側に設けられたフロント装置とを含んで構成されている。また、油圧ショベルの車体には、外装カバーによってフレーム上に機械室が形成されている。この機械室内には、エンジン、油圧ポンプ装置等を含む種々の機器が配設されている。そして、油圧ショベルは、エンジンによって油圧ポンプ装置を駆動することにより、車体やフロント装置に設けられた各種の油圧アクチュエータに作動用の圧油を供給する構成としている。

ここで、油圧ショベルには、車体を走行させるための油圧モータ、フロント装置を動作させるための油圧シリンダ等、多くの油圧アクチュエータが設けられている。このために、油圧ポンプ装置には、多くの油圧アクチュエータに作動用の圧油を供給できるように、複数個、例えば３個の油圧ポンプを備えたものがある。

そして、この油圧ポンプ装置は、エンジンの出力軸による回転力を分配して３個の油圧ポンプに伝達するための歯車機構を備えている。この歯車機構を備えた油圧ポンプ装置は、ポンプケーシング内の中央に収容された油圧ポンプとしての駆動ポンプおよびその駆動ポンプの左右に収容された２つの従動ポンプと、エンジンとポンプケーシングとの間に設けられたギヤケーシングと、そのギヤケーシング内に形成されたギヤ室と、ギヤ室内の中央位置で駆動ポンプへエンジンの回転力を伝えるための主回転軸に取付けられた駆動歯車（歯車機構を構成する一つの歯車）と、各従動回転軸を介して駆動歯車の回転力を各従動ポンプへ伝えるために、ギヤ室内における駆動歯車の水平方向（一般に油圧ショベルは、旋回体上における車幅方向にエンジンが配置されており、エンジンに直交する旋回体の前，後方向になる）の両側に噛合した状態で配置された２つの従動歯車（それぞれが歯車機構を構成する一つの歯車）と、駆動歯車と各従動歯車とを潤滑するために、駆動歯車の下部位置と各従動歯車の下部位置が浸かる液面高さまでギヤ室内に貯溜された潤滑油とを備えている。

また、ギヤケーシングの一方側には、ポンプケーシングに取付けるための周壁部を設けており、他方側に周壁部を閉塞する縦壁部を設けている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１４０８５３号公報

ここで、油圧ショベルのような建設機械は、平坦な場所ばかりではなく、傾斜地で例えば掘削や法面仕上げなどの作業を行う。この場合に、油圧ショベルが例えば旋回体の前，後方向に傾いた状態で作業すると、旋回体に搭載された油圧ポンプ装置も一緒に傾いた状態となる。特に、ギヤ室内で一方の従動歯車が高く、他方の従動歯車が低くなるように傾いた場合には、高い位置の一方の従動歯車が潤滑油の液面から離れてしまうことがある。このように、歯車が潤滑油の液面から離れた場合、跳ね掛けによる潤滑、冷却が不十分になる虞がある。

そこで、歯車機構を構成する各歯車が潤滑油の液面から離れないように、潤滑油を増量して液面の位置を高くすることが考えられる。しかし、潤滑油の液面を高くした場合、油圧ショベルのような建設機械が平坦な場所で作業している場合に、油圧ショベルに搭載された油圧ポンプ装置の各歯車が必要以上に潤滑油に浸かってしまう。これにより、各歯車は回転時の撹拌抵抗の増加、潤滑油の温度上昇を招いてしまうという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ギヤ室内における潤滑油の液面位置を車体が水平状態にあるときに歯車機構を潤滑に適した液面高さにすることができ、かつ車体が傾いた状態にあるときにギヤ室内で高い位置にある歯車の潤滑油による潤滑、冷却を向上できるようにした建設機械を提供することにある。

本発明は、車体と、前記車体に設けられた原動機と、前記原動機によって駆動される油圧ポンプ装置とを備え、前記油圧ポンプ装置は、ポンプケーシング内に収容された駆動ポンプおよび少なくとも１つの従動ポンプと、前記原動機と前記ポンプケーシングとの間に配置されたギヤケーシングと、前記ギヤケーシング内に形成されたギヤ室と、前記ギヤ室内で前記従動ポンプへ前記原動機の回転力を伝えるために主回転軸に取付けられた駆動歯車と、従動回転軸を介して前記駆動歯車の回転力を前記従動ポンプへ伝えるために、前記ギヤ室内における前記駆動歯車の水平方向に噛合した状態で配置された少なくとも１つの従動歯車と、前記駆動歯車と前記従動歯車とを潤滑するために、前記車体が水平状態にあるときに、前記駆動歯車の下部位置および前記従動歯車の下部位置が浸かる液面高さまで前記ギヤ室内に貯溜された潤滑油とを備え、前記ギヤケーシングは、前記ギヤケーシングの一方側に位置して前記ポンプケーシングに取付けられた周壁部と、前記ギヤケーシングの他方側に位置して前記周壁部を閉塞した縦壁部とを備えている建設機械において、前記ギヤケーシングの前記縦壁部には、前記潤滑油の前記液面高さ位置よりも下側に前記歯車の下部側から前記ギヤ室を拡大させるように前記原動機側に突出してギヤ室拡大部を設けており、前記ギヤ室拡大部により前記ギヤ室内に貯留される潤滑油が増しており、前記車体が傾いて前記駆動歯車と前記従動歯車のうち、一方の歯車の位置が高くなり、他方の歯車の位置が低い位置になったときに、高い位置の前記ギヤ室拡大部から前記ギヤ室内における低い位置の前記歯車側へ潤滑油が流れ出るように構成している。

本発明によれば、ギヤ室内における潤滑油の液面位置を車体が水平状態にあるときに歯車機構を潤滑に適した液面高さにすることができ、かつ車体が傾いた状態にあるときにギヤ室内で高い位置にある歯車の潤滑油による潤滑、冷却を向上することができる。

本発明の実施の形態に係る油圧ショベルを示す正面図である。図１の上部旋回体をキャブと外装カバーの一部を省略した状態で拡大して示す平面図である。旋回フレーム、エンジン、油圧ポンプ装置、外装カバー等を図２中の矢示III−III方向から見た要部拡大の断面図である。油圧ポンプ装置を示す斜視図である。図４の油圧ポンプ装置を示す一部破断の平面図である。油圧ポンプ装置およびエンジンの一部を図５中の矢示VI−VI方向から見た縦断面図である。水平状態のギヤケーシング、各歯車、潤滑油、各ギヤ室拡大部等を図６中の矢示VII−VII方向から見た横断面図である。傾斜状態のギヤケーシング、各歯車、潤滑油、各ギヤ室拡大部等を図７と同様位置から見た横断面図である。ギヤケーシングおよび各ギヤ室拡大部を図７と同様位置から見た正面図である。ギヤケーシングおよびギヤ室拡大部を図９中の矢示Ｘ−Ｘ方向から見た縦断面図である。図９中の矢示XI−XI方向から見たギヤケーシングおよびギヤ室拡大部の要部拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械の代表例として、クローラ式の油圧ショベルを例に挙げ、図１ないし図１１に従って詳細に説明する。なお、実施の形態では、車体を構成する上部旋回体の前，後方向を全体の前，後方向として説明し、上部旋回体の前，後方向と直交する上部旋回体の幅方向を左，右方向として説明する。

図１において、建設機械としての油圧ショベル１は、自走が可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回が可能に搭載され、下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体４と、上部旋回体４の前側に俯仰の動作が可能に設けられたフロント装置５とを備えている。フロント装置５は、土砂の掘削作業等を行うものである。

旋回フレーム６は、上部旋回体４の支持構造体を形成している。図２に示すように、旋回フレーム６は、前，後方向に延びる厚肉な鋼板等からなる平板状の底板６Ａと、前，後方向と交差する左，右方向に所定の間隔をもった状態で底板６Ａ上に立設され、前，後方向に延びた左縦板６Ｂ，右縦板６Ｃと、底板６Ａ、各縦板６Ｂ，６Ｃから左，右方向の外側に向けて張出し、前，後方向に間隔をもって複数本設けられた張出しビーム６Ｄと、各縦板６Ｂ，６Ｃの左，右方向に間隔をもって前，後方向に延び、各張出しビーム６Ｄの先端側に取付けられた左サイドフレーム６Ｅ，右サイドフレーム６Ｆとを含んで構成されている。

カウンタウエイト７は、旋回フレーム６の後側、即ち、左，右の縦板６Ｂ，６Ｃの後部に取付けられている。カウンタウエイト７は、フロント装置５との重量バランスをとるもので、凸円弧状をした後面を有する重量物として形成されている。

エンジン８は、原動機を構成するもので、カウンタウエイト７の前側となる旋回フレーム６の後部位置に、旋回フレーム６に対して左，右方向に延びる横置き状態で設けられている。エンジン８の右側には、後述の油圧ポンプ装置１１が取付けられている。

図６に示すように、エンジン８の右側には、出力軸を構成するフライホイール８Ａが設けられ、このフライホイール８Ａを取囲む位置には、油圧ポンプ装置１１側に延びてホイール収容筒８Ｂが形成されている。ホイール収容筒８Ｂは、円形状の筒体として形成され、その内部には、後述のカップリング装置１０が収容されている。ホイール収容筒８Ｂの油圧ポンプ装置１１側の端面には、複数個のねじ穴８Ｃ（図６中に２個のみ図示）が間隔をもって設けられている。ホイール収容筒８Ｂには、後述する油圧ポンプ装置１１のギヤケーシング２１が取付けられている。

一方、エンジン８の左側には、冷却ファン８Ｄが設けられている（図２参照）。また、冷却ファン８Ｄの左側には、エンジン冷却水、作動油、エンジン吸気等を冷却するための熱交換器を備えた熱交換装置９が対面して設けられている。

カップリング装置１０は、エンジン８のフライホイール８Ａと油圧ポンプ装置１１の主回転軸１５とを連結するものである。これにより、カップリング装置１０は、エンジン８の回転を油圧ポンプ装置１１の各ポンプ１４，１７，１９等に伝えることができる。図６に示すように、カップリング装置１０は、ホイール収容筒８Ｂとギヤケーシング２１のギヤフランジ２１Ｃとによって形成された空間部に設けられている。カップリング装置１０は、エンジン８のトルク変動、回転中心軸線のずれ等を吸収するために、エンジン８のフライホイール８Ａと油圧ポンプ装置１１の主回転軸１５とを弾性的に連結している。

即ち、カップリング装置１０は、エンジン８のフライホイール８Ａに周方向（回転方向）に間隔をもって取付けられた複数個のエンジン側ブロック（図示せず）と、油圧ポンプ装置１１の主回転軸１５に取付けられ、円筒状のハブ部材を介して各エンジン側ブロック間に配置されたポンプ側ブロック１０Ａと、各エンジン側ブロックと各ポンプ側ブロック１０Ａとの間に取付けられた弾性体１０Ｂとを含んで構成されている。

これにより、カップリング装置１０は、例えば、エンジン８から油圧ポンプ装置１１に伝わる衝撃やトルク変動を弾性体１０Ｂによって緩和しつつ、エンジン８の回転力を油圧ポンプ装置１１に伝達することができる。

次に、エンジン８によって駆動される油圧ポンプ装置１１の構成について説明する。この油圧ポンプ装置１１は、後述のポンプケーシング１２、駆動ポンプ１４、従動ポンプ１７，１９、従動回転軸１８，２０、ギヤケーシング２１、ギヤ室２３、駆動歯車２４、従動歯車２５，２６、潤滑油２７およびギヤ室拡大部２８，２９を含んで構成されている。

ポンプケーシング１２は、油圧ポンプ装置１１の一部を構成するもので、ギヤケーシング２１を介してエンジン８のホイール収容筒８Ｂに取付けられている。図４ないし図６に示すように、ポンプケーシング１２は、後述の駆動ポンプ１４、各従動ポンプ１７，１９をまとめて収容するもので、共通の外形部分として形成されている。具体的には、ポンプケーシング１２は、前，後方向に間隔をもって３個のポンプ１４，１７，１９を並べて収容できるように、前，後方向に延びて設けられている。

ポンプケーシング１２は、後述の各歯車２４，２５，２６を挟んでギヤケーシング２１の縦壁部２１Ｂと反対側に端面部１２Ａを有している。この端面部１２Ａは、ギヤケーシング２１との間に後述のギヤ室２３を形成するための蓋体を構成するもので、前，後方向に長円形状に延びて形成されている。ポンプケーシング１２には、エンジン８側の端部、即ち、端面部１２Ａの周囲に位置してポンプフランジ１２Ｂが設けられている。このポンプフランジ１２Ｂには、端面部１２Ａを取囲むように複数個のボルト挿通孔１２Ｂ１が設けられている。

そして、ポンプケーシング１２は、ポンプフランジ１２Ｂの各ボルト挿通孔１２Ｂ１に挿通したボルト１３を、ギヤケーシング２１の周壁部２１Ａに設けた後述のねじ穴２１Ａ１に螺着することにより、ギヤケーシング２１に取付けられている。

図５に示すように、ポンプケーシング１２の内部には、前，後方向に所定の間隔をもって３個のポンプ収容室１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅが形成されている。前，後方向の中央に位置するポンプ収容室１２Ｃには、後述の駆動ポンプ１４が収容されている。また、前，後方向の前側に位置するポンプ収容室１２Ｄには、後述する第１の従動ポンプ１７が収容され、前，後方向の後側に位置するポンプ収容室１２Ｅには、後述する第２の従動ポンプ１９が収容されている。このように、ポンプケーシング１２は、３個のポンプ１４，１７，１９を収容することにより、必要とする圧油の流量を確保することができる。

次に、下部走行体２、フロント装置５等に設けられた各油圧アクチュエータに圧油を供給する１台の駆動ポンプ１４、２台の従動ポンプ１７，１９等について述べる。これらのポンプ１４，１７，１９は、１個のポンプケーシング１２を共通ケーシングとして水平方向（一般に油圧ショベル１は、上部旋回体４上における車幅方向にエンジン８が配置されており、エンジン８に直交する上部旋回体４の前，後方向）に並べられている。

駆動ポンプ１４は、ポンプケーシング１２のポンプ収容室１２Ｃに設けられている。図６に示すように、駆動ポンプ１４は、例えば可変容量型の斜軸式油圧ポンプとして構成されている。駆動ポンプ１４は、後述の主回転軸１５が回転駆動されることにより、吸込んだ作動油を圧油として吐出するものである。

主回転軸１５は、エンジン８のフライホイール８Ａの回転軸線（中心軸線）の方向、即ち、上部旋回体４の幅方向に延びて設けられている。主回転軸１５は、軸方向の中間部が軸受１６Ａ，１６Ｂを介してポンプケーシング１２のポンプ収容室１２Ｃに回転可能に支持されている。また、主回転軸１５は、軸方向の一端側（エンジン８側）がポンプケーシング１２の端面部１２Ａから突出してフライホイール８Ａの近傍まで延びている。

主回転軸１５の一端側には、例えばスプライン１５Ａが形成されている。このスプライン１５Ａの駆動ポンプ１４側位置には、後述のギヤ室２３内に位置して駆動歯車２４が一体的に回転するように取付けられている。また、スプライン１５Ａの一端側の先端位置には、カップリング装置１０のポンプ側ブロック１０Ａのハブ部材内に一体的に回転するように取付けられている。一方、主回転軸１５の他端側（駆動ポンプ１４側）は、駆動ポンプ１４に連結されている。

そして、主回転軸１５は、カップリング装置１０を介してエンジン８によって回転されることにより、駆動ポンプ１４を駆動するものである。一方で、主回転軸１５は、後述の駆動歯車２４、各従動歯車２５，２６を介して各従動ポンプ１７，１９も駆動することができる。

第１の従動ポンプ１７は、駆動ポンプ１４と並んでポンプケーシング１２に設けられている（図５中に点線で図示）。具体的には、第１の従動ポンプ１７は、ポンプ収容室１２Ｃよりも前側に位置するポンプ収容室１２Ｄに設けられている。第１の従動ポンプ１７は、駆動ポンプ１４と同様に、例えば可変容量型の斜軸式油圧ポンプとして構成されている。第１の従動ポンプ１７は、後述の第１の従動回転軸１８が回転駆動されることにより、吸込んだ作動油を圧油として吐出するものである。

第１の従動回転軸１８は、主回転軸１５と平行に延びるように、ポンプケーシング１２のポンプ収容室１２Ｄに回転可能に支持されている。また、第１の従動回転軸１８の軸方向の一端側は、ポンプケーシング１２の端面部１２Ａからギヤ室２３に突出し、その周囲にはスプライン１８Ａが形成されている。このスプライン１８Ａには、第１の従動歯車２５が一体的に回転するように取付けられている。一方、第１の従動回転軸１８の他端側は、第１の従動ポンプ１７に連結されている。そして、第１の従動回転軸１８は、第１の従動ポンプ１７を駆動するもので、駆動歯車２４、第１の従動歯車２５を介してエンジン８によって回転される。

第２の従動ポンプ１９は、駆動ポンプ１４と並んでポンプケーシング１２に設けられている（図５中に点線で図示）。具体的には、第２の従動ポンプ１９は、ポンプ収容室１２Ｃよりも後側に位置するポンプ収容室１２Ｅに設けられている。第２の従動ポンプ１９は、駆動ポンプ１４と同様に、例えば可変容量型の斜軸式油圧ポンプとして構成されている。第２の従動ポンプ１９は、後述の第２の従動回転軸２０が回転駆動されることにより、吸込んだ作動油を圧油として吐出するものである。

第２の従動回転軸２０は、主回転軸１５と平行に延びるように、ポンプケーシング１２のポンプ収容室１２Ｅに回転可能に支持されている。また、第２の従動回転軸２０の軸方向の一端側は、ポンプケーシング１２の端面部１２Ａからギヤ室２３に突出し、その周囲にはスプライン２０Ａが形成されている。このスプライン２０Ａには、第２の従動歯車２６が一体的に回転するように取付けられている。一方、第２の従動回転軸２０の他端側は、第２の従動ポンプ１９に連結されている。そして、第２の従動回転軸２０は、第２の従動ポンプ１９を駆動するもので、駆動歯車２４、第２の従動歯車２６を介してエンジン８によって回転される。

ギヤケーシング２１は、エンジン８とポンプケーシング１２との間に設けられている。ギヤケーシング２１は、ポンプケーシング１２との間にギヤ室２３を形成するものである。ギヤケーシング２１は、後述するように、油圧ショベル１の傾きに対応して、傾斜するものである。図７に示すように、ギヤケーシング２１は、後述の駆動歯車２４および各従動歯車２５，２６を取囲んだ状態で、ポンプケーシング１２に取付けられた周壁部２１Ａと、駆動歯車２４および各従動歯車２５，２６を挟んでポンプケーシング１２と反対側に配置され、周壁部２１Ａを閉塞した縦壁部２１Ｂとにより構成されている。

ここで、周壁部２１Ａは、ギヤケーシング２１の一方側となるポンプケーシング１２側に位置して設けられている。周壁部２１Ａは、ポンプケーシング１２のポンプフランジ１２Ｂと対面するもので、前，後方向に延びた長円形状の筒体（環状体）として形成されている。また、図９に示すように、周壁部２１Ａには、ポンプフランジ１２Ｂの各ボルト挿通孔１２Ｂ１に対応する位置に複数個のねじ穴２１Ａ１が設けられている。一方、縦壁部２１Ｂは、ギヤケーシング２１の他方側となるエンジン８側に位置して設けられている。縦壁部２１Ｂは、ポンプケーシング１２の端面部１２Ａと平行となるように、この端面部１２Ａと所定の隙間をもって対面している。

さらに、ギヤケーシング２１は、縦壁部２１Ｂのエンジン８側から拡開するギヤフランジ２１Ｃを有している。このギヤフランジ２１Ｃの外周側は、エンジン８のホイール収容筒８Ｂに対応するように円形状に形成されている。また、ギヤフランジ２１Ｃの外周側には、エンジン８の各ねじ穴８Ｃに対応するように複数個のボルト挿通孔２１Ｃ１が形成されている。

ギヤフランジ２１Ｃは、縦壁部２１Ｂから径方向の外側に延びるときに、エンジン８側に傾斜することにより、傾斜角度をもった円錐状に形成されている。ギヤフランジ２１Ｃは、円錐状に形成することで強度を高めることができる。一方で、図５、図１１に示すように、ギヤフランジ２１Ｃは、円錐状に形成したことにより、外周側の位置を縦壁部２１Ｂとの間で厚肉に形成することができる。ギヤフランジ２１Ｃの外周側に位置する厚肉部分２１Ｃ２には、カップリング装置１０に干渉しない状態で、後述のギヤ室拡大部２８，２９を形成することができる。そして、ギヤケーシング２１は、ギヤフランジ２１Ｃの各ボルト挿通孔２１Ｃ１に挿通したボルト２２を、エンジン８のホイール収容筒８Ｂに設けたねじ穴８Ｃに螺着することにより、エンジン８に取付けられている。

さらに、図５、図９に示すように、ギヤケーシング２１には、周壁部２１Ａの後部から後方に突出してパイロットポンプ取付部２１Ｄが設けられている。パイロットポンプ取付部２１Ｄは、左，右方向に扁平な中空構造体として形成され、パイロットポンプ取付部２１Ｄには、後述のパイロットポンプ３０が取付けられている。

ここで、ギヤケーシング２１は、後述の駆動歯車２４、第１の従動歯車２５および第２の従動歯車２６が水平方向で並んだ状態が水平状態（図７に示す状態）となる。一方、ギヤケーシング２１は、前，後方向の一方が低く、他方が高くなった状態、具体例としては、前側の第１の従動歯車２５が低く、後側の第２の従動歯車２６が高くなった状態が傾斜状態（図８に示す状態）となる。

図５、図６に示すように、ギヤ室２３は、ギヤケーシング２１内に形成されている。具体的には、ギヤ室２３は、ポンプケーシング１２とギヤケーシング２１との間に形成されている。このギヤ室２３は、ポンプケーシング１２の端面部１２Ａとギヤケーシング２１の周壁部２１Ａおよび縦壁部２１Ｂとの間に密閉空間として形成されている。

ギヤ室２３は、後述する各歯車２４，２５，２６の歯幅寸法よりも所定の寸法だけ大きな内幅寸法Ｗ１（図１１参照）を有している。この内幅寸法Ｗ１は、端面部１２Ａとギヤケーシング２１の縦壁部２１Ｂとの間の距離寸法となっている。内幅寸法Ｗ１は、ギヤケーシング２１を左，右方向でコンパクトに形成した上で、例えば、ギヤ室２３内の潤滑油２７を跳ね掛け方式によって各歯車２４，２５，２６に効率よく供給できる隙間を形成するための寸法であり、また、各歯車２４，２５，２６が回転するときの抵抗を抑えることができる寸法である。

駆動歯車２４は、ギヤ室２３に位置して各従動ポンプ１７，１９へエンジン８の回転力を伝えるために、主回転軸１５に一体的に回転するように取付けられている。駆動歯車２４は、例えば、平歯車、はすば歯車からなり、後述の各従動歯車２５，２６と噛合している。

第１の従動歯車２５は、ギヤ室２３に位置して駆動歯車２４の前側に配置されている。具体的には、第１の従動歯車２５は、第１の従動回転軸１８を介して駆動歯車２４の回転力を第１の従動ポンプ１７へ伝えるために、ギヤ室２３内における駆動歯車２４の水平方向に噛合した状態で配置されている。第１の従動歯車２５は、駆動歯車２４と同様に、例えば、平歯車、はすば歯車として形成されている。第１の従動歯車２５は、その中心部が第１の従動回転軸１８に一体的に回転するように取付けられている。これにより、第１の従動歯車２５は、駆動歯車２４から伝わる回転力を第１の従動回転軸１８を介して第１の従動ポンプ１７へ伝えることができる。

第２の従動歯車２６は、ギヤ室２３に位置して駆動歯車２４の後側に配置されている。具体的には、第２の従動歯車２６は、第２の従動回転軸２０を介して駆動歯車２４の回転力を第２の従動ポンプ１９へ伝えるために、ギヤ室２３内における駆動歯車２４の水平方向に噛合した状態で配置されている。第２の従動歯車２６は、駆動歯車２４、第１の従動歯車２５と同様に、例えば、平歯車、はすば歯車として形成されている。第２の従動歯車２６は、その中心部が第２の従動回転軸２０に一体的に回転するように取付けられている。これにより、第２の従動歯車２６は、駆動歯車２４から伝わる回転力を第２の従動回転軸２０を介して第２の従動ポンプ１９へ伝えることができる。

ここで、第１の従動歯車２５と第２の従動歯車２６は、駆動歯車２４を挟んで両側に設けられている。また、図７に示すように、各歯車２４，２５，２６は、水平方向に並んだ状態で、下側に位置する歯たけ部分が後述の潤滑油２７に浸かった状態となっている。

潤滑油２７は、駆動歯車２４および各従動歯車２５，２６を潤滑するために、ギヤ室２３に貯溜されている。潤滑油２７は、各歯車２４，２５，２６間の噛合部分を潤滑すると共に、各歯車２４，２５，２６を冷却するものである。潤滑油２７は、下部走行体２および上部旋回体４が水平状態にあるとき、即ち、駆動歯車２４、第１の従動歯車２５および第２の従動歯車２６が水平方向で並んだギヤケーシング２１の水平状態（図７の状態）で、駆動歯車２４の下部位置および各従動歯車２５，２６の下部位置が浸かる液面高さＨ１をもってギヤ室２３に貯溜されている。この場合、各歯車２４，２５，２６の下部位置とは、下側に位置する歯の歯たけ全体を含む位置である。

次に、本実施の形態の特徴部分となるギヤ室拡大部２８の構成および機能について説明する。

ギヤ室拡大部２８，２９は、ポンプケーシング１２の端面部１２Ａと対面してギヤケーシング２１の縦壁部２１Ｂに設けられている。ギヤ室拡大部２８，２９は、各歯車２４，２５，２６の並び方向の両側、即ち、各従動歯車２５,２６に対面する縦壁部２１Ｂの前側位置と後側位置に離間して配置されている。具体的には、ギヤ室拡大部２８，２９は、ギヤケーシング２１の水平状態で潤滑油２７の液面Ｈ１の高さ位置よりも下側に配置されている。即ち、前側のギヤ室拡大部２８は、第１の従動歯車２５の下側部位に対面する位置に配置され、後側のギヤ室拡大部２９は、第２の従動歯車２６の下側部位に対面する位置に配置されている。ギヤ室拡大部２８，２９は、ギヤケーシング２１の縦壁部２１Ｂをカップリング装置１０側に向かって突出させることで、カップリング装置１０を収容するための空間を利用して配置されている。これにより、ギヤ室拡大部２８，２９は、ギヤ室２３の容積を拡大するから、ギヤ室２３内に貯留される潤滑油２７の充填量を増大することができる。

各ギヤ室拡大部２８，２９は、ギヤ室２３をカップリング装置１０側に向かって突出させることにより、換言すれば、ギヤケーシング２１の縦壁部２１Ｂをカップリング装置１０側に凹陥させることにより形成されている。図１１に示すように、前側のギヤ室拡大部２８は、縦壁部２１Ｂの縦面２１Ｂ１をギヤケーシング２１のギヤフランジ２１Ｃ側に凹陥させることにより形成されている。この場合、前側のギヤ室拡大部２８が形成されている位置は、円錐状のギヤフランジ２１Ｃによって厚肉部分２１Ｃ２となっている。これにより、ギヤ室拡大部２８は、ギヤフランジ２１Ｃよりもギヤ室２３側、即ち、カップリング装置１０に干渉しない位置に、厚肉部分２１Ｃ２を利用して大きく形成することができる。この場合、ギヤ室拡大部２８の位置では、奥底面２８Ａとポンプケーシング１２の端面部１２Ａとの間の内幅寸法Ｗ２は、ギヤ室２３の標準的な内幅寸法Ｗ１よりも大きな値にすることができる。

一方、後側のギヤ室拡大部２９は、主回転軸１５（駆動歯車２４）を挟んでギヤ室拡大部２８と前，後方向で対称となる位置に、対称形状をなして設けられている。このため、ギヤ室拡大部２９の説明は省略するものとする。

ここで、２個のギヤ室拡大部２８，２９は、ギヤ室２３に開口するようにギヤケーシング２１の縦壁部２１Ｂに設けられているから、各ギヤ室拡大部２８，２９を潤滑油２７の貯留スペースとして利用することができる。従って、潤滑油２７の液面Ｈ１の位置を上げることなく、潤滑油２７の充填量（貯留量）を増大することができる。これにより、各歯車２４，２５，２６が必要以上に潤滑油２７に浸かって回転時の撹拌抵抗が増加したり、潤滑油の温度が上昇したりするのを防止することができる。

次に、前側のギヤ室拡大部２８と後側のギヤ室拡大部２９の機能、即ち、ギヤ室２３における潤滑油２７の液面位置の変化について説明する。

まず、図７に示すように、駆動歯車２４、第１の従動歯車２５および第２の従動歯車２６が水平方向で並んだギヤケーシング２１の水平状態では、潤滑油２７の液面Ｈ１の位置は、駆動歯車２４の下部位置と各従動歯車２５，２６の下部位置が浸かる位置となっている。これにより、各歯車２４，２５，２６が回転したときには、潤滑油２７を跳ね上げて各歯車２４，２５，２６間の噛合部分を潤滑し、かつ各歯車２４，２５，２６を冷却することができる。

一方、図８に示すように、前側に位置する第１の従動歯車２５が低く、後側に位置する第２の従動歯車２６が高くなったギヤケーシング２１の傾斜状態では、ギヤ室２３の潤滑油２７は、ギヤ室２３の前側位置に移動する。

ここで、各ギヤ室拡大部２８，２９が設けられていない場合の従来例について述べる。この従来例では、ギヤケーシング２１が傾斜状態となったときに二点鎖線で示す高さ位置が液面Ｈ２となる。この液面Ｈ２の高さ位置では、第１の従動歯車２５の下部は潤滑油２７に浸かっている。しかし、駆動歯車２４と第２の従動歯車２６は、潤滑油２７から離れて浮いた状態で配置されてしまう。このように、第１の従動歯車２５だけが潤滑油２７に浸かっている状態では、潤滑油２７を十分に跳ね上げることができない虞がある。

これに対し、本実施の形態では、各ギヤ室拡大部２８，２９を設ける構成としている。従って、ギヤケーシング２１が前下がりに傾斜したときには、従来例として述べた液面Ｈ２の高さ位置に加え、後側に位置するギヤ室拡大部２９から流れ出た潤滑油２７を受けて、液面Ｈ２よりもΔＨだけ高い位置に液面Ｈ３を配置することができる。この液面Ｈ３の位置は、駆動歯車２４の下側に位置する部分、具体的には、駆動歯車２４の周囲に形成された歯のうち、下側に位置する歯の全体（歯たけ）が浸かる高さとなっている。これにより、駆動歯車２４と第１の従動歯車２５とは、潤滑油２７を十分に跳ね上げることができ、各歯車２４，２５，２６間の噛合部の潤滑、各部の冷却を行うことができる。

なお、パイロットポンプ３０は、ギヤケーシング２１のパイロットポンプ取付部２１Ｄに取付けられている。このパイロットポンプ３０は、キャブ３１内の各種操作レバーによって制御弁（いずれも図示せず）を動作するための動力源としてパイロット圧油を供給するものである。図５に示すように、パイロットポンプ３０は、回転軸３０Ａに取付けられた歯車３０Ｂが第２の従動歯車２６に噛合されている。

本実施の形態による油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について述べる。

まず、エンジン８によって主回転軸１５が回転されることにより、駆動ポンプ１４が駆動される。このときには、主回転軸１５に駆動歯車２４、第１の従動歯車２５を介して接続された第１の従動ポンプ１７が同時に駆動される。さらに、主回転軸１５に駆動歯車２４、第２の従動歯車２６を介して接続された第２の従動ポンプ１９が同時に駆動される。これにより、３個のポンプ１４，１７，１９から供給される圧油を動力源として、下部走行体２を走行させたり、フロント装置５を動作させたりすることができる。

ここで、油圧ショベル１は、傾斜地で作業を行うことがある。この場合には、例えば、上部旋回体４が前下がりになると、エンジン８に取付けられた油圧ポンプ装置１１も前下がりに傾斜する。油圧ポンプ装置１１が傾斜すると、ギヤ室２３の潤滑油２７が前側に移動し、駆動歯車２４が潤滑油２７よりも上側に配置される虞がある。

然るに、本実施の形態によれば、ギヤケーシング２１の縦壁部２１Ｂには、各歯車２４，２５，２６の並び方向の両側に位置してギヤ室２３の容積を拡大するギヤ室拡大部２８，２９が設けられている。この上で、ギヤ室拡大部２８，２９は、ギヤケーシング２１の水平状態で潤滑油２７の液面Ｈ１の高さ位置よりも下側に配置されている。

従って、ギヤケーシング２１が前下がりに傾斜したときには、後側に位置するギヤ室拡大部２９からギヤ室２３の前側へ供給される潤滑油２７により、駆動歯車２４が浸かる位置まで潤滑油２７の液面Ｈ３を高くすることができる。これにより、ギヤ室拡大部２８,２９は、ギヤ室２３内に貯留される潤滑油２７を増やすことができる。従って、駆動歯車２４と第１の従動歯車２５とによって潤滑油２７を十分に跳ね上げることができ、各歯車２４，２５，２６間の噛合部の潤滑、各歯車２４，２５，２６の冷却を行うことができる。

この結果、ギヤケーシング２１の水平状態で、潤滑油２７の液面Ｈ１が高くなるのを抑制することができる。この上で、油圧ポンプ装置１１が傾いた場合でも、各歯車２４，２５，２６を潤滑油２７によって潤滑、冷却することができ、耐久性、信頼性等を向上することができる。また、ギヤ室２３に充填される潤滑油２７は、ギヤ室拡大部２８，２９によって増大することができるから、潤滑油２７の寿命を延ばすことができ、メンテナンス性を向上することができる。

エンジン８とギヤケーシング２１との間には、エンジン８のフライホイール８Ａと油圧ポンプ装置１１の主回転軸１５とを連結するカップリング装置１０が設けられている。エンジン８とギヤケーシング２１との間にあってギヤケーシング２１のエンジン８側には、カップリング装置１０を収容するための空間が形成されている。さらに、ギヤ室拡大部２８，２９は、ギヤケーシング２１の縦壁部２１Ｂをカップリング装置１０側に向かって突出させることで空間に配置されている。これにより、ギヤケーシング２１の縦壁部２１Ｂの一部を利用してギヤ室拡大部２８，２９を形成できるから、ギヤケーシング２１の外形形状を変えることなくギヤ室拡大部２８，２９を形成することができる。また、ギヤ室拡大部２８，２９を形成した分だけギヤケーシング２１の質量を低減することができ、ギヤケーシング２１を製造する場合の材料費を削減することができる。

第１の従動歯車２５と第２の従動歯車２６は、駆動歯車２４を挟んで両側に設けられている。そして、各ギヤ室拡大部２８，２９は、各従動歯車２５，２６に対面してギヤケーシング２１の縦壁部２１Ｂに設けられている。これにより、各ギヤ室拡大部２８，２９は、ギヤ室２３で前，後方向に離れた位置に配置することができる。

さらに、ポンプケーシング１２は、各歯車２４，２５，２６を挟んでギヤケーシング２１の縦壁部２１Ｂと反対側に位置する端面部１２Ａを有している。また、ギヤ室２３は、ポンプケーシング１２の端面部１２Ａと、ギヤケーシング２１の周壁部２１Ａおよび縦壁部２１Ｂとの間に密閉空間として形成されている。そして、ギヤ室拡大部２８，２９は、ポンプケーシング１２の端面部１２Ａと対面して縦壁部２１Ｂに設けることができる。

なお、実施の形態では、３個のポンプ１４，１７，１９を水平方向に並べて配置した場合を例に挙げて説明している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば２個または４個以上のポンプを水平方向に並べて配置する構成としてもよい。

実施の形態では、動力源となる圧油を供給する３個のポンプ１４，１７，１９と制御弁を作動させる圧油を供給する１個のパイロットポンプ３０とを設けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、パイロットポンプを廃止する構成としてもよい。この場合には、ギヤケーシング２１が後下がりに傾斜した場合でも、前述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

一方、実施の形態では、原動機としてエンジン８を用いた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば原動機として電動モータ、エンジンと電動モータを備えたハイブリッド装置等を用いてもよい。

また、実施の形態では、各ポンプ１４，１７，１９として可変容量型の斜軸式油圧ポンプを用いた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば斜板式油圧ポンプを用いてもよく、さらに容量が一定の他の油圧ポンプを用いる構成としてもよい。

さらに、実施の形態では、建設機械としてクローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用してもよい。さらに、例えば油圧クレーン、ホイールローダ、トラクタ、ブルドーザ等の他の建設機械にも広く適用できるものである。

１油圧ショベル（建設機械）
２下部走行体（車体）
４上部旋回体（車体）
８エンジン（原動機）
８Ａフライホイール（出力軸）
１０カップリング装置
１１油圧ポンプ装置
１２ポンプケーシング
１２Ａ端面部
１４駆動ポンプ
１５主回転軸
１７第１の従動ポンプ
１８第１の従動回転軸
１９第２の従動ポンプ
２０第２の従動回転軸
２１ギヤケーシング
２１Ａ周壁部
２１Ｂ縦壁部
２３ギヤ室
２４駆動歯車
２５第１の従動歯車
２６第２の従動歯車
２７潤滑油
２８，２９ギヤ室拡大部
Ｈ１水平状態の作動油の液面
Ｈ３傾斜状態の作動油の液面

Claims

車体と、前記車体に設けられた原動機と、前記原動機によって駆動される油圧ポンプ装置とを備え、
前記油圧ポンプ装置は、
ポンプケーシング内に収容された駆動ポンプおよび少なくとも１つの従動ポンプと、
前記原動機と前記ポンプケーシングとの間に配置されたギヤケーシングと、
前記ギヤケーシング内に形成されたギヤ室と、
前記ギヤ室内で前記従動ポンプへ前記原動機の回転力を伝えるために主回転軸に取付けられた駆動歯車と、
従動回転軸を介して前記駆動歯車の回転力を前記従動ポンプへ伝えるために、前記ギヤ室内における前記駆動歯車の水平方向に噛合した状態で配置された少なくとも１つの従動歯車と、
前記駆動歯車と前記従動歯車とを潤滑するために、前記車体が水平状態にあるときに、前記駆動歯車の下部位置および前記従動歯車の下部位置が浸かる液面高さまで前記ギヤ室内に貯溜された潤滑油とを備え、
前記ギヤケーシングは、前記ギヤケーシングの一方側に位置して前記ポンプケーシングに取付けられた周壁部と、前記ギヤケーシングの他方側に位置して前記周壁部を閉塞した縦壁部とを備えている建設機械において、
前記ギヤケーシングの前記縦壁部には、前記潤滑油の前記液面高さ位置よりも下側に前記歯車の下部側から前記ギヤ室を拡大させるように前記原動機側に突出してギヤ室拡大部を設けており、
前記ギヤ室拡大部により前記ギヤ室内に貯留される潤滑油が増しており、
前記車体が傾いて前記駆動歯車と前記従動歯車のうち、一方の歯車の位置が高くなり、他方の歯車の位置が低い位置になったときに、高い位置の前記ギヤ室拡大部から前記ギヤ室内における低い位置の前記歯車側へ潤滑油が流れ出るように構成したことを特徴とする建設機械。
前記原動機と前記ギヤケーシングとの間には、前記原動機の出力軸と前記油圧ポンプ装置の主回転軸とを連結するカップリング装置が設けられており、
前記原動機と前記ギヤケーシングとの間にあって前記ギヤケーシングの前記原動機側には、前記カップリング装置を収容するための空間が形成されており、
前記ギヤ室拡大部は、前記ギヤケーシングの前記縦壁部を前記カップリング装置側に向かって突出させることで前記空間に配置されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
前記従動歯車は、前記駆動歯車を挟んで両側に設けられており、
前記ギヤ室拡大部は、前記各従動歯車に対面して前記ギヤケーシングの前記縦壁部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。