(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体上に旋回装置を介して上部旋回体を設置し、前記上部旋回体に常用油圧ポンプを含む動力源装置を搭載すると共に、前記上部旋回体に作業装置を取付けてなる作業機の走行用動力源装置において、
走行用油圧ユニットを、前記下部走行体を構成するトラックフレームに着脱可能に取付け、
前記走行用油圧ユニットは、走行用エンジンと、この走行用エンジンにより駆動される走行用油圧ポンプと、前記下部走行体の左右の走行用油圧モータへの前記走行用油圧ポンプからの吐出油の供給、停止および供給方向を制御する方向切換弁と、前記走行用油圧モータへの前記走行用油圧ポンプからの吐出油の給排を行なう走行用油圧配管と、油タンクとを含み、
前記常用油圧ポンプからの作動油を前記走行用油圧モータに給排するために前記トラックフレームに設けられた常用油圧配管に、この常用油圧配管を遮断すると共に、前記走行用油圧配管を前記走行用油圧モータに着脱可能に接続する接続替え装置を備えたことを特徴とする作業機の走行用動力源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機の走行用動力源装置において、
前記走行用油圧ユニットを、牽引走行用車輪を有する台車に搭載したことを特徴とする作業機の走行用動力源装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の作業機の走行用動力源装置において、
前記走行用油圧ユニットを前記トラックフレームの後部に取付ける構造とし、取付け状態において、前記走行用油圧ユニットは前記下部走行体の左右の構造体の間に位置すると共に、前記走行用油圧ユニットの後端が、前記上部旋回体の後端の位置より前方となるように構成したことを特徴とする作業機の走行用動力源装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の作業機の走行用動力源装置において、
前記作業機が、ケーブルを介して電源が供給される電動モータを前記常用油圧ポンプの駆動機として用いたものであることを特徴とする作業機の走行用動力源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業機の走行用動力源装置に係わり、特に電動モータにより駆動される油圧ポンプを有する油圧源装置を搭載した電動式作業機において、電源が供給できない区間等で走行用として用いる場合に好適なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源等を電源とする電動モータと、その電動モータにより駆動される油圧ポンプとからなる主動力源とした油圧ショベル等の作業機として、例えば特許文献１に記載のものがある。このような電動モータを油圧ポンプの駆動源として用いた作業機は、排気ガスを発生せず、しかも低騒音であることから、建物内や地下空間での作業あるいは夜間作業で採用されることが多い。このような電動式作業機において、商用電源等が供給できない箇所で作業機の搬送用トラックへの積込みや積下ろしを行なう場合は、大型のエンジン発電機を電源に用いることが従来より行なわれていた。
【０００３】
しかしながら、大型のエンジン発電機を備えることは、コストと運搬等の面で負担が大となる。このため、電気駆動式建設機械において、特許文献２には、補助動力源装置の小型化の要望に応えるものが提案されている。この特許文献２に記載の補助動力源装置は、作業機本体（上部旋回体）に、作業機の主油圧回路に接続される補助油圧ポンプを固定して搭載すると共に、補助油圧ポンプを駆動する補助エンジンを作業機本体に着脱可能に搭載する構成を有する。
【０００４】
この従来の補助動力源装置は、商用電源等が使用できない場所や、作業機本体に搭載した電動モータの故障時に作業機を走行させるため、作業機本体に搭載されている補助油圧ポンプにカップリングを介して補助エンジンを連結して作業機本体に取付け、この補助エンジンを作動させて補助油圧ポンプから吐出する作動油により作業機を走行させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８４３２８号公報
【特許文献２】特開２００６−２７３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に開示されているように、作業機本体の主油圧回路に接続される補助油圧ポンプと、この補助油圧ポンプを駆動する補助エンジンとにより補助駆動ユニットを構成した補助動力源装置は、商用電源等が使用できない場所等で補助エンジンを作業機本体に取付けるものであり、補助油圧ポンプは作業機本体に常時搭載しておく必要があるため、補助油圧ポンプを作業機本体上に確保しておく必要上、小型の作業機に適用することは困難である。また、補助エンジンの取付けの際に、補助油圧ポンプとの軸の芯出しが必要であり、補助エンジンを使用するための準備作業が容易ではないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、上部旋回体に搭載される動力源装置の作動ができない状況において、作業機の走行を可能とする走行用動力源装置を、規模を小さくして実現し、かつ小型の作業機に適用可能とすると共に、作業機に対する着脱が容易となる構成で提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の作業機の走行用動力源装置は、
下部走行体上に旋回装置を介して上部旋回体を設置し、前記上部旋回体に常用油圧ポンプを含む動力源装置を搭載すると共に、前記上部旋回体に作業装置を取付けてなる作業機の走行用動力源装置において、
走行用油圧ユニットを、前記下部走行体を構成するトラックフレームに着脱可能に取付け、
前記走行用油圧ユニットは、走行用エンジンと、この走行用エンジンにより駆動される走行用油圧ポンプと、前記下部走行体の左右の走行用油圧モータへの前記走行用油圧ポンプからの吐出油の供給、停止および供給方向を制御する方向切換弁と、前記走行用油圧モータへの前記走行用油圧ポンプからの吐出油の給排を行なう走行用油圧配管と、油タンクとを含み、
前記常用油圧ポンプからの作動油を前記走行用油圧モータに給排するために前記トラックフレームに設けられた常用油圧配管に、この常用油圧配管を遮断すると共に、前記走行用油圧配管を前記走行用油圧モータに着脱可能に接続する接続替え装置を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の作業機の走行用動力源装置は、請求項１に記載の作業機の走行用動力源装置において、
前記走行用油圧ユニットを、牽引走行用車輪を有する台車に搭載したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の作業機の走行用動力源装置は、請求項１または２に記載の作業機の走行用動力源装置において、
前記走行用油圧ユニットを前記トラックフレームの後部に取付ける構造とし、取付け状態において、前記走行用油圧ユニットは前記下部走行体の左右の構造体の間に位置すると共に、前記走行用油圧ユニットの後端が、前記上部旋回体の後端の位置より前方となるように構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の作業機の走行用動力源装置は、請求項１から３までのいずれか１項に記載の作業機の走行用動力源装置において、
前記作業機が、ケーブルを介して電源が供給される電動モータを前記常用油圧ポンプの駆動機として用いたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、走行用油圧ユニットに含まれる走行用エンジンや走行用油圧ポンプは、作業機の上部旋回体に搭載された動力源装置が作動しえない際に使用する走行用専用であるため、従来のように作業機の全油圧アクチュエータに作動油を供給するものに比較して小型ですむ。また、走行用エンジンのみならず、走行用油圧ポンプも走行用油圧ユニットに含まれてトラックフレームに対して着脱可能に取付けられるため、通常作業時には作業機に走行専用の動力源装置の一部あるいは全部を設置する必要がなく、小型の作業機に適用可能になる。
【００１３】
また、走行用油圧ユニットを使用する際は、走行用エンジンと走行用油圧ポンプが一体のままで使用できるため、走行用エンジンと走行用油圧ポンプの軸の芯出しの必要がなくなり、走行用油圧ユニットの着脱に要する作業が容易となる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、走行用油圧ユニットを車輪付きの牽引式に構成したので、フォークリフトなどの運搬用車両を用いることなく、作業者の力で走行用油圧ユニットを下部走行体の取付け位置に移動させたり、取付け位置から引き出すことができ、作業機への着脱がさらに容易となる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、走行用油圧ユニットが下部走行体の後部の左右の構造体の間に収容されると共に、走行用油圧ユニットの後端が、上部旋回体の後端の位置より前方となるように構成したので、走行用油圧ユニットが上部旋回体の下部空間内にコンパクトに収まり、走行やトラックへの積込みや積下ろしを行なう際に走行用油圧ユニットが障害物に干渉するおそれがない。また、トラックに走行用油圧ユニットを取付けたまま搭載する場合には、走行用油圧ユニットが作業機の輸送時の前後長内に収まると共に、作業機から側方に突出することもなく、輸送上の制約もクリアしやすくなる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、電動式作業機である場合、電源のない場所でも搬送用トラックへの積込みや積下ろし場所への走行を行なうことができ、電源のある工場や作業現場等の稼働場所と搬送用トラックへの積込みや積下ろし場所が離れている場合等において、好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の走行用動力源装置を適用する作業機の一例を示す側面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の走行用動力源装置の一実施の形態を示す一部断面側面図、（Ｂ）はその走行用油圧ユニットのセンターフレームに対する取付け部を示す側面断面図、（Ｃ）はその走行用油圧ユニットのサイドフレームに対する取付け部を示す側面断面図である。
【図３】（Ａ）は図２の一部断面背面図、（Ｂ）は走行用油圧ユニットのサイドフレームに対する取付け部を示す背面断面図である。
【図４】この実施の形態の走行用動力源装置の電気油圧回路図である。
【図５】本発明の走行用動力源装置の他の実施の形態を示す一部断面側面図である。
【図６】図５の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は本発明の走行用動力源装置を適用する作業機の一例を示す側面図である。この作業機は油圧ショベルを構成するものであり、下部走行体1上に旋回装置２を介して旋回フレーム３ａを設置し、この旋回フレーム３ａに主動力源装置４や運転室５やカウンタウエイト６等を搭載して上部旋回体３を構成する。旋回フレーム３ａに作業装置７を取付ける。この作業装置７は、油圧シリンダ８により起伏されるブーム９と、その先端に油圧シリンダ１０により回動可能に取付けられたアーム１１と、その先端に油圧シリンダ１２により回動可能に取付けられたバケット１３とからなる。
【００１９】
図２（Ａ）の側面断面図や図３（Ａ）の背面図に示すように、下部走行体１を構成するトラックフレーム１５は、旋回装置２を設置するセンターフレーム１５ａと、その左右に設置されるサイドフレーム１５ｂとからなる。図１に示すように、サイドフレーム１５ｂの後端部には走行用油圧モータ１６により駆動される駆動輪１７と、サイドフレーム１５ｂの前端部に取付けられた従動輪１８と、駆動輪１７および従動輪１８に掛け回された履帯１９とを備える。
【００２０】
主動力源装置４は電動モータ２０（図４参照）を駆動源として駆動される常用油圧ポンプ２１（図４参照）やパイロット油圧ポンプ(図示せず)を駆動する構成を有するものであり、常用油圧ポンプ２１から吐出する作動油によってこの作業機に用いる走行用油圧モータ１６、旋回装置２の油圧モータ(図示せず)、および前記作業装置７の油圧シリンダ８，１０，１２等を作動させる。
【００２１】
主動力源装置４に備える常用油圧ポンプ２１を駆動する電動モータ２０は、商用電源や、工場等のような作業機を稼働させる場所に常備の発電機による電源により駆動されるものである。この実施の形態では、電動モータ２０に給電する給電系統が、図１に示すように、電源（図示せず）に接続されるケーブル２２、サイドフレーム１５ｂの側面に取付けたコネクタ２３、および旋回装置２に設けたセンタージョイント２４により構成された例を示す。なお、ケーブル２２を接続するコネクタはセンターフレーム１５ａに設ける場合もあり、また、上部旋回体３に旋回式接続装置（図示せず）を介してケーブル２２を接続する場合もある。
【００２２】
図２（Ａ）、図３（Ａ）において、２６は走行用油圧ユニット、２７はこの走行用油圧ユニット２６の外装体となるボックスであり、このボックス２７は、トラックフレーム１５に走行用油圧ユニット２６を着脱可能に取付けるために備えたものである。
【００２３】
走行用油圧ユニット２６は、図４の電気油圧回路図に示すように、走行用エンジン２８と、このエンジン２８により駆動される走行用油圧ポンプ２９と、左右の走行用油圧モータ１６への走行用油圧ポンプ２９からの吐出油の供給、停止および供給方向を制御する方向切換弁３０と、油タンク３１とを備える。またこの実施の形態においては、遠隔操作を無線によって行なうため、オペレータが持つ操作用の発信機（携帯式操作器）３３を備えると共に、走行用油圧ユニット２６には、この発信機３３からの操作信号を受信する受信機３４と、この受信機３４で受信した操作信号によって方向切換弁３０や走行用エンジン２８等を制御する制御回路３５と、受信機３４や制御回路３５等の電源となる電池３６とを備える。
【００２４】
図４において、３８は旋回フレーム３ａ上に設置された走行用方向切換弁、３９はトラックフレーム１５上に添設された常用油圧配管であり、この常用油圧配管３９は、センタージョイント２４と走行用油圧モータ１６との間を接続するものである。４０は走行用油圧ユニット２６に設けた走行用油圧配管であり、電動モータ２０にケーブルを介して電源の供給ができない場所において、走行用油圧ユニット２６の走行用油圧ポンプ２９から走行用油圧モータ１６に作動油を給排するものである。
【００２５】
４１は走行用油圧モータ１６に対する作動油の供給配管を、常用油圧配管３９と走行用油圧配管４０との間で切替えるために設けた接続替え装置である。この実施の形態の接続替え装置４１は、常用油圧配管３９を遮断する止め弁４２と、この止め弁４２と走行用油圧モータ１６との間に設けられたチー４３と、このチー４３に対して走行用油圧配管４０を着脱させる継手４４とからなる。
【００２６】
図２（Ａ）、図３（Ａ）において、４６はボックス２７の前部をセンターフレーム１５ａに取付ける取付け部、４７はボックス２７の側部をサイドフレーム１５ｂに取付ける取付け部である。このうち、ボックス２７の前部の取付け部４６は、図２（Ｂ）に示すように、ボックス２７の前部中央の頂部に前方に突出させて設けた取付け片２７ａと、この取付け片２７ａを連結するためにセンターフレーム１５ａの後部の中央に後方に突出させて設けた受け部１５ｃとからなる。この受け部１５ｃと取付け片２７ａにはそれぞれ固定用ピン４８を挿着する貫通孔２７ｂ，１５ｄを有する。４９は固定用ピン４８を抜け止めするベータピン等の抜け止めピンである。
【００２７】
ボックス２７の側部をサイドフレーム１５ｂに取付ける取付け部４７は、図２（Ｃ）、図３（Ｂ）に示すように、ボックス２７の側板部２７ｃの上部に側方に突出した筒状部２７ｄを形成し、この筒状部２７ｄに係止板５０を摺動可能に嵌合して構成する。筒状部２７ｄと係止板５０にはそれぞれ固定用ピン５１を着脱可能に挿着する貫通孔２７ｅ，５０ａを設ける。係止板５０のボックス２７側端部には、係止板５０を矢印Ｘ（図３（Ｂ）参照）で示すように突没させる操作用の立上げ部５０ｂを備える。５１ａはピン５１に設けた抜け止め用のばねである。
【００２８】
この走行用油圧ユニット２６は、商用電源が使用できない場所や電動モータ２０等が故障した場合等において、トラックフレーム１５に取付けて使用する。すなわち、図３（Ｂ）に２点鎖線で示すように、係止板５０を筒状部２７ｄから突出しない引き込めた状態としておき、このユニット２６を収容したボックス２７と共にフォークリフト等により左右のサイドフレーム１５ｂ，１５ｂ間に運ぶと共に、ボックス２７の前部の取付け片２７ａを受け部１５ｃ上に位置させる。そして、係止板５０の立上げ部５０ｂを手で把持し、図３（Ｂ）に示すように係止板５０を２点鎖線で示す退避状態から、実線で示すように、筒状部２７ｄの側方に突出させた状態とする。この突出した状態では、係止板５０の立上げ部５０ｂが筒状部２７ｄの端部に当接した状態になると共に、係止板５０がサイドフレーム１５ｂの上に位置する。
【００２９】
そして、フォークリフトの荷台を下げ、図２（Ｂ）に示すように、取付け片２７ａに設けた貫通孔２７ｂと受け部１５ｃに設けた貫通孔１５ｄの位置を合わせてこれらにピン４８を挿着し、このピン４８にベータピン等の抜け止めピン４９を挿着することにより、ボックス２７の前部をセンターフレーム１５ａに着脱可能に連結する。また、図３（Ｂ）に示すように、係止板５０をサイドフレーム１５ｂ上に載せ、係止板５０と筒状部２７ｄにそれぞれ設けた貫通孔５０ａ，２７ｅにピン５１を挿着することにより、係止板５０がサイドフレーム１５ｂ上から外れないようにする。
【００３０】
このように走行用油圧ユニット２６をトラックフレーム１５に取付けた状態においては、図２（Ａ）、図３（Ａ）に示すように、走行用油圧ユニット２６は、ボックス２７を含めて、下部走行体１の左右の構造体であるサイドフレーム１５ｂ間に位置すると共に、ボックス２７の後端は、上部旋回体３の後端より前方に位置する。すなわち、ボックス２７は上部旋回体３の後端から後方に突出しない構成とする。この実施の形態においては、さらに、ボックス２７の後端が履帯１９の後端から突出しない小型化した構成としている。
【００３１】
このようにして走行用油圧ユニット２６を作業機のトラックフレーム１５に取付けた状態としておき、作業員は、図２（Ａ）、図４に示した止め弁４２を操作して常用油圧配管３９を遮断する。また、継手４４をチー４３に接続して走行用油圧配管４０を走行用油圧モータ１６に接続する。そして、オペレータは携帯用の発信機３３を操作して受信機３４に操作信号を受信させる。受信機３４はその受信した信号を制御回路３５に伝達し、制御回路３５はオペレータからの信号に従い、エンジン２８を起動すると共に、方向切換弁３０を制御し、走行用油圧ポンプ２９からの作動油により走行用油圧モータ１６を作動させて作業機を走行させる。
【００３２】
このように、この実施の形態の走行用動力源装置は、走行用油圧ユニット２６に含まれる走行用エンジン２８や走行用油圧ポンプ２９を、作業機の上部旋回体３に搭載された動力源装置４が作動しえない際に使用する走行用専用としたので、従来のように作業機の全油圧アクチュエータに作動油を供給するものに比較して小型ですむ。また、走行用エンジン２８のみならず、走行用油圧ポンプ２９も走行用油圧ユニット２６に含まれてトラックフレーム１５に対して着脱可能に取付けられるため、通常作業時には作業機に走行専用の動力源装置を設置する必要がなく、小型の作業機に適用可能になる。
【００３３】
また、走行用油圧ユニットを使用する際は、走行用エンジン２８と走行用油圧ポンプ２９が一体のままで使用できるため、走行用エンジン２８と走行用油圧ポンプ２９を着脱する必要がなくなり、軸の芯出しの必要がなくなるので、走行用油圧ユニット２６の着脱に要する作業が容易となる。
【００３４】
また、走行用油圧ユニット２６がその外装体であるボックス２７を含めて、下部走行体１の左右の構造体であるサイドフレーム１５ｂや履帯１９の間に位置すると共に、ボックス２７を含めた走行用油圧ユニット２６の後端が、上部旋回体３の後端の位置より前方となるように構成したので、走行用油圧ユニット２６が上部旋回体３の下部空間内のコンパクトに収まる。このため、作業機の走行や搬送用トラックへの積込みや積下ろしを行なう際に走行用油圧ユニット２６が障害物に干渉するおそれがない。また、搬送用トラックに走行用油圧ユニット２６を取付けたまま搭載する場合には、走行用油圧ユニット２６が作業機の輸送時の前後長内に収まると共に、作業機から側方に突出することもなく、輸送上の制約もクリアしやすくなる。
【００３５】
また、本発明の走行用動力源装置はエンジン駆動の油圧ポンプを搭載した作業機にも適用可能であるが、この実施の形態で記載した作業機のように、商用電源を電源に使用する電気駆動式作業機である場合、商用電源のない場所でも搬送用トラックへの積込みや積下ろし場所への走行を行なうことができ、電源のある工場等の作業場所と搬送用トラックへの積込みや積下ろし場所が離れている場合等において、好適に用いることができる。
【００３６】
上記実施の形態においては、ボックス２７をトラックフレーム１５に取付ける手段としてピン４８，５１を用いたが、ボルト、ナット等、他の連結手段や取付け構造を用いてもよい。また、ボックス２７をサイドフレーム１５ｂに載せるのではなく、ピンやボルト等の固定具により固定する構造としてもよい。また、接続替え装置４１としては、止め弁４２やチー４３の代わりに一部または全部を方向切換弁に置き換えてもよい。また、走行用油圧ユニット２６を操作する方式としては、無線式ではなく、有線式の操作装置を用いてもよい。
【００３７】
図５は本発明の走行用動力源装置の他の実施の形態を示す側面図、図６はその平面図である。図５および図６において、図１ないし図４と同じ符号は同じ機能を有する部品または部分である。この実施の形態は、走行用油圧ユニット２６を作業機により牽引される構成としたものである。すなわち走行用油圧ユニット２６を収容したボックス２７に車輪５２を取付けることにより台車５３を構成し、ボックス２７の前部に牽引用の接続部材５４を設け、この接続部材５４を、センターフレーム１５ａに設けた受け部１５ｃに接続用ピン５５により着脱可能に接続したものである。
【００３８】
この実施の形態においては、走行用油圧ユニット２６を台車５３に搭載したので、走行用油圧ユニット２６を作業機にまで移動させたり、作業機から離す際に、フォークリフト等の搬送車を用いることなく、作業員が台車５３と共に走行用油圧ユニット２６を手押しや牽引により移動させることができるため、作業機に対する走行用油圧ユニット２６の着脱が容易となる。なお、台車５３は、これをロープ等の牽引部材やロッド等のハンドルを介して移動させる構成としてもよい。
【００３９】
本発明を適用する作業機としては、油圧ショベルのみではなく、バケット１３の代わりに例えば破砕具や解体具あるいは把持具もしくは荷台等の他の作業用の装置を取付けたものが含まれ、また、ブーム９やアーム１１の一部あるいは全部に伸縮式アームや左右揺動構造のアームを取付けたものが含まれる。また、本発明を実施する場合、上記実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１：下部走行体、２：旋回装置、３：上部旋回体、３ａ：旋回フレーム、４：主動力源装置、７：作業装置、１５：トラックフレーム、１５ａ：センターフレーム、１５ｂ：サイドフレーム、１６：走行用油圧モータ、２０：電動モータ、２１：常用油圧ポンプ、２２：ケーブル、２３：コネクタ、２４：センタージョイント、２６：走行用油圧ユニット、２７：ボックス、２７ａ：取付け片、２７ｄ：筒状部、２８：走行用エンジン、２９：走行用油圧ポンプ、３０：方向切換弁、３１：油タンク、３３：発信機、３４：受信機、３５：制御回路、３６：電池、３８：走行用方向切換弁、３９：常用油圧配管、４０：走行用油圧配管、４１：接続替え装置、４２：止め弁、４３：チー、４４：継手、４６，４７：取付け部、４８，５１：固定用ピン、５０：係止板、５２：車輪、５３：台車、５４：接続部材、５５：接続用ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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