【手続補正書】
【提出日】平成27年2月26日(2015.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体重量が６３００〜８５００ｋｇ、バケットサイズが０．２８〜０．３３ｍ３、最大掘削半径が６３００〜７７００ｍｍ、最大掘削深さが３８００〜４７００ｍｍ、最大掘削高さが６７００〜７８００ｍｍであり、使用環境を欧州に限定した７トンクラスの油圧ショベルにおいて、
ディーゼルエンジンと、
このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、
この油圧ポンプの吐出圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプから複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数の制御スプールを内蔵したコントロールバルブとを備え、
前記複数の油圧アクチュエータは、ブームを駆動するブームシリンダと、アームを駆動するアームシリンダとを含み、
前記エンジンの出力を、前記７トンクラスの油圧ショベルの現行出力である４０〜５５ｋＷよりも小さい３４〜３６．４ｋＷに設定し、
前記コントロールバルブを前記ブームシリンダ及び前記アームシリンダにそれぞれ接続する配管のサイズを、前記７トンクラスの油圧ショベルの現行サイズである１／２〜５／８インチよりも大きく設定したことを特徴とする７トンクラスの油圧ショベル。
【請求項２】
請求項１記載の７トンクラスの油圧ショベルにおいて、
前記コントロールバルブを前記ブームシリンダ及び前記アームシリンダにそれぞれ接続する配管のサイズは、それぞれ、３／４インチであることを特徴とする７トンクラスの油圧ショベル。
【請求項３】
請求項１又は２記載の７トンクラスの油圧ショベルにおいて、
前記エンジンの出力は３５ｋＷであることを特徴とする７トンクラスの油圧ショベル。
【請求項４】
請求項１記載の７トンクラスの油圧ショベルにおいて、
前記複数の油圧アクチュエータは右左の履帯を駆動する右左の走行モータを更に含み、
前記コントロールバルブを前記右左の走行モータにそれぞれ接続する配管のサイズを、前記７トンクラスの油圧ショベルの現行サイズである１／２インチよりも大きく設定したことを特徴とする７トンクラスの油圧ショベル。
【請求項５】
請求項４記載の７トンクラスの油圧ショベルにおいて、
前記コントロールバルブを前記右左の走行モータにそれぞれ接続する配管のサイズは、それぞれ、５／８インチであることを特徴とする７トンクラスの油圧ショベル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の７トンクラスの油圧ショベルにおいて、
前記油圧ポンプの消費馬力を前記７トンクラスの油圧ショベルの現行消費馬力と同等に設定したことを特徴とする７トンクラスの油圧ショベル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
油圧ショベルに７トンクラスの油圧ショベルと呼ばれているものがある。７トンクラスの油圧ショベルとは、一般的に、ブームがオフセットタイプではなくシングルタイプであり、アタッチメントとしてバケットを備えた場合の仕様で、車体重量が６３００〜８５００ｋｇ、バケットサイズが０．２８〜０．３３ｍ３、最大掘削半径が６３００〜７７００ｍｍ、最大掘削深さが３８００〜４７００ｍｍ、最大掘削高さが６７００〜７８００ｍｍである油圧ショベルを言う。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
欧州では、２００４／２６／ＥＣ指令（非特許文献１）と２０１０／２６／ＥＵ指令（非特許文献２）によって油圧ショベル等の特定特殊自動車の排ガス規制が規定されている。この規定によれば、３７≦Ｐ＜５６の出力レンジのエンジンでは、２０１３年以降、排ガス規制はSTAGE IIIAからSTAGE IIIBへと強化される。なお、１８≦Ｐ＜３７の出力レンジ（Ｐはエンジン出力）のエンジンでは、２０１３年以降も排ガス規制はSTAGE IIIAのままである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、７トンクラスの油圧ショベルにおいて、エンジンの出力を、７トンクラスの油圧ショベルの現行出力である４０〜５５ｋＷよりも小さい３４〜３６．４ｋＷに設定し、コントロールバルブをブームシリンダ及びアームシリンダにそれぞれ接続する配管のサイズを、７トンクラスの油圧ショベルの現行サイズである１／２〜５／８インチよりも大きく設定する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
エンジン出力を３４〜３６．４ｋＷに設定した場合、排ガス規制では１８≦Ｐ＜３７の出力レンジに分類され、欧州の排ガス規制ではSTAGE IIIBより１ランク下のSTAGE IIIAに該当する。このため２０１３年以降も、欧州の排ガス規制に対して、今まで通りの周辺機器を用いて対応することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、エンジンの出力を現行出力よりも低い３４〜３６．４ｋＷに設定すると、エンジン出力の余裕率（エンジン出力馬力に対するポンプ消費馬力の余剰分のエンジン出力に対する比率）は減少する。しかし、欧州では高地でかつ高温となる地域が少なく、使用環境を欧州に限定することで、一般的な数値より低い余裕率の設定が可能となる。また、油圧ポンプには消費（吸収）馬力を設定した一定値以下に保持する馬力制御機能が付加されており、余裕率の設定根拠には、油圧ポンプの吐出圧が急峻に変動した際の馬力制御機能の動特性の遅れによる油圧ポンプの負荷過多の吸収がある。本発明では、油圧ポンプの吐出圧の急峻な変動は、掘削動作時のブームシリンダやアームシリンダの負荷圧の変動等が主な原因であるということに着目し、コントロールバルブをブームシリンダ及びアームシリンダにそれぞれ接続する配管のサイズを、７トンクラスの油圧ショベルの現行サイズである１／２〜５／８インチよりも大きく設定した。これにより管路圧損によるエネルギロスが減少するため、余裕率の低減分が補正され、余裕率が低減しても、従来の作業機性能を保持することが可能となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、好ましくは、前記エンジンの出力は３５ｋＷである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明によれば、７トンクラス油圧ショベルにおいて、欧州排ガス規制をSTAGE IIIAレベルでクリアし、複雑な周辺機器（CRS, EGR, DPF）を使わないエンジンを採用することが可能となり、コストアップを抑え、しかも、余裕率が低減しても、従来の作業機性能を保持することが可能となる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる７トンクラスの油圧ショベルの油圧駆動装置を示すシステム構成図である。
【図２】トルク制御装置（第１及び第２トルク制御ピストン）のトルク制御線図である。
【図３】７トンクラスの油圧ショベルの外観を示す図である。
【図４】従来の７トンクラスの油圧ショベルの一般的な仕様を表形式で示す図である。
【図５】各国の排ガス規制を示す図である。
【図６】本実施形態のブームシリンダ、アームシリンダ、走行モータの配管サイズを表形式で示す図である。
【図７】従来技術と本実施の形態（本発明）とにおけるエンジン出力馬力に対するポンプ消費馬力の余剰分の変化をグラフで示す図である。
【図８】従来技術におけるエンジン出力馬力とポンプ消費馬力の時間変化を示す図である。
【図９】本実施の形態（本発明）におけるエンジン出力馬力とポンプ消費馬力の時間変化を示す図である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
コントロールバルブ３は、ブームシリンダ４の駆動時、油圧ポンプ２の２つの吐出ポートＰ１，Ｐ２の吐出油が合流してブームシリンダ４に供給され、アームシリンダ５の駆動時も、同様に、油圧ポンプ２の２つの吐出ポートＰ１，Ｐ２の吐出油が合流してアームシリンダ５に供給されるように構成されている。また、コントロールバルブ３は、右走行モータ７の駆動時は油圧ポンプ２の一方の吐出ポートＰ１の吐出油が右走行モータ７に供給され、左走行モータ８の駆動時は油圧ポンプ２の他方の吐出ポートＰ２の吐出油が右走行モータ７に供給されるように構成されている。更に、コントロールバルブ３は、ブームシリンダ４、アームシリンダ５、右走行モータ７、左走行モータ８以外の油圧アクチュエータ６，９〜１１の駆動時は油圧ポンプ２の２つの吐出ポートＰ１，Ｐ２のいずれか一方の吐出油が各アクチュエータに供給されるように構成されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
油圧ポンプ２は、容量制御機構（斜板）２ａの容量（斜板の傾転角）を制御することで２つの吐出ポートＰ１，Ｐ２から吐出される圧油の流量（吐出流量）を制御するポンプ制御装置２１を備えている。ポンプ制御装置２１は、吐出ポートＰ１の吐出圧が導入される第１トルク制御ピストン２２ａと、吐出ポートＰ２の吐出圧が導入される第２トルク制御ピストン２２ｂと、油圧ポンプ２の最大吸収トルクを設定するバネ２３とを有し、油圧ポンプ２の２つの吐出ポートＰ１，Ｐ２の平均吐出圧（Ｐ１ｐ＋Ｐ２ｐ）／２がバネ２３の付勢力によって定まる所定圧力Ｐａを超えると、平均吐出圧が上昇するにしたがって油圧ポンプ２の斜板２ａの容量を小さくするように制御する。第１及び第２トルク制御ピストン２２ａ，２２ｂは、油圧ポンプ２の吸収トルクがバネ２３によって設定された最大吸収トルクを超えないように油圧ポンプ２の斜板の容量を制限制御するトルク制御装置２２を構成する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本願明細書では、標準タイプの油圧ショベルにおいて、図４に示すように車体重量が６３００〜８５００ｋｇ、バケットサイズが０．２８〜０．３３ｍ３、最大掘削半径が６３００〜７７００ｍｍ、最大掘削深さが３８００〜４７００ｍｍ、最大掘削高さが６７００〜７８００ｍｍであるものを７トンクラスの油圧ショベルと定義する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
本発明では、油圧ショベルに搭載するエンジン１の出力を現行出力である４０〜５５ｋＷよりも小さい３４〜３６．４ｋＷに設定し、特に本実施の形態では３６ｋＷに設定する。これは、図５の排ガス規制では１８≦Ｐ＜３７の出力レンジに分類され、欧州の排ガス規制ではSTAGE IIIBより１ランク下のSTAGE IIIAに該当する。このため２０１３年以降も、欧州の排ガス規制に対して、今まで通りの周辺機器を用いて対応することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
それに対し、本実施の形態（本発明）では、使用環境を欧州に限定することで、上記（ａ）と、（ｂ）及び（ｃ）の両立の度合いが低いと想定した（欧州では高地でかつ高温となる地域が少ない）。この想定により、一般的な数値より低い余裕率の設定が可能となる。
〜機能２〜
また、余裕率の設定根拠には油圧ポンプの動特性の遅れによる油圧ポンプの負荷過多の吸収がある。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
Ｑ＝ｃ＊Ａ＊ΔＰ（管路粘性流れと仮定）
Ｊｈ∝Ｑ＊ΔＰ＝１／（ｃ＊Ａ）＊Ｑ２
Ｑ：管路通過流量
ΔＰ：管路圧損
ｃ：粘性流れのパラメータ
油圧ポンプ２からドレンタンク１２までのブームシリンダ４、アームシリンダ５の回路での配管の構成比率は２０〜３０％であり、上記のエネルギロスＪｈの低減率は全体の１０％（＝５０％＊２０％）程度となり、図９に示すように余裕率の低減分が補正され、油圧ポンプ２の消費（吸収）馬力の過渡的な上昇がエンジン１の出力馬力以下に抑えられる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
油圧ポンプ２からドレンタンク１２までの走行モータ７，８の回路の配管についても同様であり、走行モータ７，８の配管７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂを一般的なサイズより大きく設定することで、管路圧損によるエネルギロスＪｈが低減し、余裕率の低減分が補正され、油圧ポンプ２の消費（吸収）馬力の過渡的な上昇がエンジン１の出力馬力以下に抑えられる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
以上のように構成することで、７トンクラス油圧ショベルにおいて、欧州排ガス規制をSTAGE IIIAレベルでクリアし、複雑な周辺機器（CRS, EGR, DPF）を使わないエンジンを採用することが可能となり、コストアップを抑え、しかも、従来の作業機性能を保持することが可能となる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
なお、本実施の形態では，エンジン１の出力を３６ｋＷに設定したが、３７ｋＷ未満であれば、３６ｋＷよりも大きくてもよい。この場合もエンジンは、排ガス規制では１８≦Ｐ＜３７の出力レンジに分類されるため、欧州の排ガス規制ではSTAGE IIIAに該当し、２０１３年以降も、欧州の排ガス規制に対して、今まで通りの周辺機器を用いて対応することができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
また、エンジン１の出力の下限については、３４ｋＷ以上であれば、エンジン１の出力を３６ｋＷに設定した場合とほぼ同等の作用により余裕率低減分を補正し、従来の作業性能を保持することができる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
１  エンジン
２  油圧ポンプ
３  コントロールバルブ
４〜１１  アクチュエータ
４ａ  ブームロッド配管
４ｂ  ブームボトム配管
５ａ  アームロッド配管
５ｂ  アームボトム配管
６ａ  バケットロッド配管
６ｂ  バケットボトム配管
７ａ，７ｂ  走行配管
８ａ，８ｂ走行配管
９ａ，９ｂ  旋回配管
１０ａ，１０ｂ  ブレード配管
１１ａ，１１ｂ  スイング配管
１２  タンク
１３  戻り回路
１４，１５  供給配管
２１  ポンプ制御装置
２２  トルク制御装置
２２ａ  第１トルク制御ピストン
２２ｂ  第２トルク制御ピストン
２３  バネ
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2014198937.tif 000001
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2014198937.tif 000002