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発明の名称 油圧ショベル
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−107387(P2001−107387A)
公開日 平成13年4月17日(2001.4.17)
出願番号 特願平11−287041
出願日 平成11年10月7日(1999.10.7)
代理人 【識別番号】100067828
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 悦司 (外2名)
【テーマコード(参考)】
2D015
【Fターム(参考)】
2D015 BA04 
発明者 土川 真司
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 下部走行体上に上部旋回体が搭載され、この上部旋回体の底板上に各作業機用アクチュエータの作動をそれぞれ制御する各コントロール弁を設けた油圧ショベルにおいて、上記底板上のスペース内で左右方向のいずれかの一方の方向に傾斜させて上記各コントロール弁を並設したことを特徴とする油圧ショベル。
【請求項2】 上記底板上面に補強フレームが取り付けられ、上記各コントロール弁を上記補強フレーム側に向かって登り傾斜をなすように保持する保持台を備えたことを特徴とする請求項1記載の油圧ショベル。
【請求項3】 上記各コントロール弁は、操作レバーと操作ペダルの少なくとも一方にリンク機構で連結された機械式コントロール弁を含み、このリンク機構は、上記補強フレーム上を通過させて配設したことを特徴とする請求項2記載の油圧ショベル。
【請求項4】 上記保持台は、上記各コントロール弁のすべてを一定の傾斜角度で保持するものであることを特徴とする請求項2又は3記載の油圧ショベル。
【請求項5】 上記保持台は、上記各コントロール弁のパイプの接続部のうち、少なくとも上記各作業機用アクチュエータに接続されるパイプの接続部が上向きとなるように該各コントロール弁を保持するものであることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の油圧ショベル。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下部走行体上に上部旋回体が搭載され、この上部旋回体の底板上に各作業機用アクチュエータの作動をそれぞれ制御する各コントロール弁を設けた油圧ショベルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】油圧ショベルは、一般的には、下部走行体(通常はクローラ)に上部旋回体を搭載し、この上部旋回体の前方に、ブームとアームとバケットを備えた掘削アタッチメントを取り付けて車体を構成し、上部旋回体に搭載されたエンジンを駆動源として油圧ポンプを回転し、その吐出油を油圧アクチュエータ(油圧モータ又は油圧シリンダ)に各コントロール弁を経由させて供給することにより、走行、旋回、ブーム起伏、アーム作動、バケット作動を行わせる。また、下部走行体の後部にドーザを備え、上記吐出油を油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)にコントロール弁を経由させて供給することにより、ドーザ作動を行わせるものもある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年のショベルにおける作業環境は、都市土木を中心として狭所での作業が増加しており、これに伴い、小型の油圧ショベルの需要が大きくなってきている。小型の油圧ショベルでは、搭載する機器の小スペース化が必要であり、特に車体の長さ方向、幅方向での制約は厳しい。しかし、上記油圧ショベルでは、各コントロール弁の配置上等の理由から、さらなる小型化を図ることが困難であった。
【0004】すなわち、各コントロール弁は相互の配管が連絡しあっているため、集中配置されることが多いので、まとまった設置スペースが必要となる。ここで、各コントロール弁を横置きすれば、その上下方向の設置スペースを低く抑えることは可能だが、機械平面上では各コントロール弁の占有率が高くなり、小型化の要請に沿わない。一方、各コントロール弁を縦置きすれば、フロアプレート下に各コントロール弁をレイアウトした場合、その水平方向の設置スペースを抑えることは可能だが、各コントロール弁の全長以上の高さのサイドデッキが必要となり、この場合も小型化の要請に沿わない。
【0005】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、さらなる小型化を図ることにより狭所における作業が容易となる油圧ショベルを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1は、下部走行体上に上部旋回体が搭載され、この上部旋回体の底板上に各作業機用アクチュエータの作動をそれぞれ制御する各コントロール弁を設けた油圧ショベルにおいて、上記底板上のスペース内で左右方向のいずれかの一方の方向に傾斜させて上記各コントロール弁を並設したことを特徴とする油圧ショベルとして構成されている。
【0007】この構成によれば、上部旋回体の底板上のスペース内で左右方向のいずれかの一方の方向に傾斜させて各コントロール弁が並設されたので、各コントロール弁が上下及び水平いずれの方向に対してもより小さなスペース内でも設置されることとなり、車体のさらなる小型化につながる。
【0008】請求項1に記載の油圧ショベルにおいて、上記各コントロール弁を底板上に設けられた補強フレーム側に向かって登り傾斜をなすように保持する保持台を備えれば(請求項2)、フレームにオーバーラップさせて各コントロール弁が設置されることとなり、さらなる小型化につながる。また、補強フレームの高さを高くとることができるため、底板の補強効果を高めることができる。
【0009】特に、請求項2に記載の油圧ショベルおいて、上記各コントロール弁に、操作レバーと操作ペダルの少なくとも一方にリンク機構で連結された機械式コントロール弁を含め、このリンク機構を、上記補強フレーム上を通過させて配設した場合には(請求項3)、リンク機構が簡単なものとなる。
【0010】請求項2又は3に記載の油圧ショベルにおいて、上記保持台を、上記各コントロール弁のすべてを一定の傾斜角度で保持するものとすれば(請求項4)、構造が簡単化される。
【0011】請求項2〜4のいずれかに記載の油圧ショベルにおいて、上記保持台は、上記各コントロール弁のパイプの接続部のうち、少なくとも上記各作業機用アクチュエータに接続されるパイプの接続部が上向きとなるように該各コントロール弁を保持するものであることとすれば(請求項5)、各パイプの連結が容易となり、より小さい配管スペースで済むようになる。
【0012】例えば、上記各作業機用アクチュエータには、スイングシリンダ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、旋回モータ及び左右走行モータを含む。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
【0014】図1に本実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す。同図において、1は油圧ショベルの下部走行体、2は上部旋回体、3は上部旋回体2の前部に装着されたフロントアタッチメント、4は下部走行体1の後部に装着されたリアアタッチメントである。
【0015】下部走行体1は、いずれも片面のみ図示する左右のクローラフレーム5及びクローラ6からなり、両側クローラ6が走行モータ7により個別に回転駆動されて走行する。上部旋回体2は、旋回フレーム8、運転席9等からなり、旋回フレーム8上の機械室10内には、動力源としてのエンジン(図略)と、このエンジンによって駆動される油圧ポンプ(図略)が設置されている。また運転席9の前下方には、操作レバー11,12及び操作ペダル13がフロアプレート14上に装備されており、運転者はこれらの操作により機械を操作する。フロントアタッチメント3は、上記旋回フレーム8にスイング自在でかつ起伏自在に取り付けられたブーム15、ブーム15の先端に回動自在に取り付けられたアーム16、アーム16の先端に回動自在に取り付けられたバケット17からなり、それぞれシリンダ18〜21の伸縮動作により駆動されて多種の作業に対応可能となっている。リアアタッチメント4は、上記クローラフレーム5に回動可能に取り付けられたドーザ22からなり、シリンダ23の伸縮動作により駆動されてさらに多種の作業に対応可能となっている。
【0016】図2は油圧ショベルのフロアー下の機器の配置例を示す平面図、図3はその部分立面図(A−A線矢視図)を示す。図2,3に示すように、上記フロアプレート14のさらに下方は、旋回フレーム8の底板であるメインフレーム30、メインフレーム30の補強フレームである縦板31,32、左右スペースの外側を覆うサイドデッキ33,34とから構成されている。
【0017】このうちメインフレーム30は、旋回フレーム8の底部全面に亘る薄板構造であり、適所にリブで補強している。縦板31,32は、メインフレーム30上に適当な間隔でそれぞれ立設され、メインフレーム30の強度メンバとなる厚板構造であるが、その強度確保のために所定高さに設定されている。サイドデッキ33,34は、旋回フレーム8の外皮をなす薄板構造であるが、その強度確保のために適所を外側に膨らませている。結局、フロアプレート14の下方は、これらの各部材により以下のような3つのスペース(第1〜第3のスペース)に区画される。
【0018】まずフロアプレート14、メインフレーム30,縦板31及びサイドデッキ33で囲まれる第1のスペース35内には、本実施形態の特徴であるコントロール弁群が配置される。すなわち、図中の40L,40Rは左右の走行モータ7をそれぞれ制御する左右の走行モータ用方向切換弁、41はスイングシリンダ18を制御するスイング用方向制御弁、43はサービス(OPT)の方向切換弁である。これらの方向制御弁は、いずれも、操作レバー12と操作ペダル13の少なくとも一方にリンク機構で連結された機械式のものであるので、その配置には後述するような一定の制約がある。また、図中の42はドーザシリンダ23を制御するドーザ用方向制御弁であって、ケーブル引きのものであるが、その配置上の制約は上記リンク機構で連結された機械式のものとほぼ同様である。さらに、図中の44はブームシリンダ19を制御するブーム用方向制御弁、45はアームシリンダ20を制御するアーム用方向切換弁、46はバケットシリンダ21を制御するバケット用方向切換弁、47は旋回モータ(図略)を制御する旋回モータ用方向切換弁である。これらの方向制御弁は、いずれも、エンジン(図略)によって駆動されるパイロットポンプ(図略)から吐出されるパイロット圧油により制御されるパイロット式のものであるので、上記機械式のものに比べて配置上の制約が少なく、順不同で配置可能である。
【0019】次いでフロアプレート14、メインフレーム30,縦板31及び縦板32で囲まれる第2のスペース48内には、上記機械式の方向切換弁に接続するリンク機構が設置されている。例えば左の走行モータ用方向切換弁40Lの場合、フロアプレート14の上に配置された操作レバー12と操作ペダル13からはそのフロアプレート14を挿通して、これら操作レバー12と操作ペダル13のいずれかの操作方向と力を伝達する第1のレバー部材49が下方に延びており、その先端は前後方向に延びる回転部材50に接続されている。さらにこの回転部材50は第2のレバー部材51に接続されており、それらの先端が左の走行モータ用方向切換弁40Lの接続部に接続されている。したがって、運転者が、操作レバー12と操作ペダル13のいずれかを操作すると、その操作方向と力が第1のレバー部材49、回転部材50及び第2のレバー部材51を介して当該方向切換弁40Lに伝達されてこれをメカニカルに制御する。他の機械式の方向切換弁40R,41,42,43についても、上記と同様の構成となっている。
【0020】さらにフロアプレート14、メインフレーム30、縦板32及びサイドデッキ35で囲まれる第3のスペース52内には、スイングシリンダ18が設置されている。すなわち、スイングシリンダ18は縦板32の後端に縦板32と略平行な面内で回動可能に軸支されており、このために縦板32は先端にいく程中央よりとなって、スイング動作時における縦板32とスイングシリンダ32との干渉を回避するようになっている。
【0021】ところで、上記第1のスペース35内に設置された各方向切換弁40L,40R,41〜47は、いずれも縦板31に向かって一定角度の登り斜面をなす保持面を有する保持台53上にボルト等で固定されており、それらの弁の上部で高圧配管用の接続部材54によりメインライン55に接続されている。この保持台53はメインフレーム30を補強するリブ上に取り付けられ、そのリブはさらに縦板31に溶接等しており、これにより作業時でも保持台53に固定された各方向切換弁に有害な振動等が生じないようになっている。保持台53の保持面の傾斜角度は、縦板31ができるだけ高くなり、かつ、メインライン55との接続を含めた弁設置スペースができるだけ小さくなるように決定される。ここでは保持台53をできるだけ簡単な構造とするために、保持面の傾斜角度は一定としているが、必ずしも一定とする必要はない。
【0022】またメインライン55は各方向切換弁40L,40R,41〜47とそれぞれ対応する作業機用アクチュエータであるシリンダ18〜21,23等とを接続しており、図3に示すように、各方向切換弁の上部付近で直角に曲げてフロアープレート14の直下の狭隘なスペース内でも配管できるようになっている。各方向切換弁40L,40R,41〜47と油圧ポンプ(図略),タンク(図略)とを接続するメインラインについては、各方向切換弁の共通ラインであるので、例えば各弁本体内を一部連通させることによりこのラインを形成しており、弁毎のパイプ接続は行う必要がないため、図中には現れていない。この場合、大口径ラインについては、各方向切換弁の上部の接続部でメインライン55の接続さえ行えばよくなるため、パイプの取付作業やそのメンテナンス作業等が容易となる。
【0023】また機械式の方向切換弁40L,40R,41,43については、縦板31を飛び越すようにしてリンク機構を連結しているが、本実施形態では、当該方向切換弁のリンク接続部を上方に傾斜させており、縦板31をその分だけ上方に延ばすことができる。すなわち、縦板31は、もう一方の縦板32とともに、各種作業時の上部旋回体2の前後方向にかかる曲げ変形に対する強度を保証するものであり、その高さをできるだけ高くして曲げ剛性を大きくする必要がある。しかし、縦板32側では、比較的自由に曲げ加工できる、スイングシリンダ18とのパイプラインが通されるに過ぎず、板高さの制限が少ないのに対し、縦板31側では、レバー部材と回転部材の組み合わせといった直線的なレイアウトが必要であるリンク機構を通過させる必要があるので、そのリンク機構を複雑な構成としない限り、従来は板高さをとるのが困難であった。そこで、本実施形態では、機械式の方向切換弁のリンク接続部を持ち上げて、リンク機構が飛び越す縦板31を高くすることによって、リンク機構の簡単な構成のままで、はじめてその配置に一定の制約のある縦板31の曲げ剛性を大幅に向上させることができた。ケーブル引きの方向切換弁42についてもほぼ同様のことがいえる。なお、パイロット式の方向切換弁44,45,46,47では、上記機械式の方向切換弁のような制約はないが、この場合でも、方向切換弁を傾斜させることによって、縦板31を飛び越して同弁の端部に突出するセレクタあるいはパイロットポート部分を配置できるので、配置上のメリットがある。
【0024】これらの方向切換弁は次のように動作する。すなわち、油圧ポンプから吐出された圧油は、各方向切換弁40L,40R,41〜47を介して左右の走行モータ7等に供給され、それぞれの動作が行われる。ここで、機械式方向制御弁40L,40R,41,42,43の動作は、上述したようにメカニカルに行われるが、パイロット式方向切換弁44,45,46,47の動作は、操作レバーのリモコン弁(図略)からの操作信号に応じてパイロットポンプ(図略)から吐出されたパイロット圧油がそれぞれのパイロットポートに供給されることにより制御される。
【0025】この構成によれば、上部旋回体1の旋回フレーム8におけるメインフレーム30上が縦板31,32で左右方向に3つのスペースに区画されると共に、このいずれかのスペース、例えば上記では第1のスペース35内で縦板31側に傾斜させて各方向切換弁40L,40R,41〜47が並設されたので、これらの方向切換弁はより小さなスペース内でも配置可能となり、車体の長さ方向、幅方向で小さくしてさらなる小型化を図ることができる。これにより、狭所における作業が容易な油圧ショベルを得ることができる。
【0026】なお、上記実施形態では、機械式とパイロット式の方向切換弁の両方を採用しているが、全てパイロット式の方向切換弁を採用してもよい。その場合には、機械式の方向切換弁のようにリンク機構との接続からくる制約条件がなくなるので、各方向切換弁の傾斜方向を左右逆方向とすることもできる。また、上記実施形態では、メインプレート30上を縦板31,32で左右方向に3つのスペースに区画しているが、例えば左右方向に2つのスペースに区画してその一方に方向切換弁を傾斜させて並設してもよい。あるいは、大型機ではさらに多くのスペースに区画することもあり得る。また、上記実施形態では、エンジンで油圧ポンプを直接駆動しているが、エンジンで発電機を駆動し、その発生した電力にて油圧ポンプを駆動してもよい。さらに、上記実施形態では、ブーム15をスイングさせるので、そのためのスイングシリンダ18を駆動するスイング用の方向切換弁41を設けているが、そのような機能を有しない場合は、その方向切換弁41を省略できる。その他の方向制御弁についても適宜増減することがあるのは勿論である。
【0027】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明の請求項1は、下部走行体上に上部旋回体が搭載され、この上部旋回体の底板上に各作業機用アクチュエータの作動をそれぞれ制御する各コントロール弁を設けた油圧ショベルにおいて、上記底板上のスペース内で左右方向のいずれかの一方の方向に傾斜させて上記各コントロール弁を並設したことを特徴とする油圧ショベルとして構成されている。
【0028】この構成によれば、上部旋回体の底板上のスペース内で左右方向のいずれかの一方の方向に傾斜させて各コントロール弁が並設されたので、各コントロール弁が上下及び水平いずれの方向に対してもより小さなスペース内でも設置することができ、車体のさらなる小型化を図ることができる。これにより、狭所における作業が容易な油圧ショベルを得ることができる。
【0029】請求項1に記載の油圧ショベルにおいて、上記各コントロール弁を底板上に設けられた補強フレーム側に向かって登り傾斜をなすように保持する保持台を備えたので(請求項2)、フレームにオーバーラップさせて各コントロール弁が設置でき、さらなる小型化を図ることができる。また、補強フレームの高さを高くとることができるため、底板の補強効果を高めることができる。
【0030】特に、請求項2に記載の油圧ショベルおいて、上記各コントロール弁に、操作レバーと操作ペダルの少なくとも一方にリンク機構で連結された機械式コントロール弁を含め、このリンク機構を、上記補強フレーム上を通過させて配設した場合には(請求項3)、リンク機構が簡単なものとなる。
【0031】請求項2又は3に記載の油圧ショベルにおいて、上記保持台を、上記各コントロール弁のすべてを一定の傾斜角度で保持するものとすれば(請求項4)、構造が簡単化される。
【0032】請求項2〜4のいずれかに記載の油圧ショベルにおいて、上記保持台は、上記各コントロール弁のパイプの接続部のうち、少なくとも上記各作業機用アクチュエータに接続されるパイプの接続部が上向きとなるように該各コントロール弁を保持するものであることとすれば(請求項5)、各パイプの連結が容易となり、より小さい配管スペースで済むようになる。




 

 


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