(57)【要約】  【課題】ブームを回動させる際に、油圧システムや高トルクが得られる大型の電動機を用いなくても、ブームを安定して回動させることができ、さらに、ブームを降下させるときに生じるエネルギーを回収して再利用することが可能となる作業機械を提供する。  【解決手段】本発明により、下部走行体と、同下部走行体に搭載した上部車体と、同上部車体に回動可能に支持されたブームと、同ブームの先端部に回動可能に設けられたアームと、同アームの先端部に設けられたアタッチメントとを備えた作業機械において、ブーム駆動モータが前記ブームに設けられ、前記ブームの回動軸を中心とした円弧状のラックギアが前記上部車体に設けられ、前記ブーム駆動モータの出力軸に設けたピニオンが前記ラックギアに噛合してなることを特徴とする作業機械が提供される。  【選択図】図１
2006152740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、同下部走行体に搭載した上部車体と、同上部車体に回動可能に支持されたブームとを備えた作業機械において、前記ブームを回動させるブーム駆動モータが前記ブームに設けられ、前記ブームの回動軸を中心とした円弧状のラックギアが前記上部車体に設けられ、前記ブーム駆動モータの出力軸に設けたピニオンが前記ラックギアに噛合してなることを特徴とする作業機械。
【請求項２】
前記ブームの回動範囲を制限するブームストッパーが、前記上部車体に設けられてなることを特徴とする請求項１記載の作業機械。
【請求項３】
前記ブーム駆動モータが、同ブーム駆動モータの駆動停止時にモータの出力軸を回転不動にするブレーキ手段を有してなることを特徴とする請求項１又は２記載の作業機械。
【請求項４】
前記ブーム駆動モータと前記ピニオンとの間に減速機が設けられてなることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の作業機械。
【請求項５】
前記上部車体に前記ラックギアを収納する収納部を設け、同収納部内に前記ラックギアが配設されてなり、前記収納部のブーム駆動モータと対面する側面に前記ブームの回動軸を中心としたスリット状の円弧溝が形成され、同円弧溝を介して前記ブーム駆動モータの出力軸が前記収納部内に挿入されて、同出力軸に設けたピニオンが前記ラックギアに噛合してなることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体に支持されたブームの先端部にアームを設け、同アームの先端部にバケットなどのアタッチメントを備えたショベルなどの作業機械に関し、特にブームを油圧システムを用いずに回動させることができる作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的な作業機械の一つに油圧ショベルがあり、土砂の掘削作業や運搬作業などの各種作業に用いられている。例えば図９に示したように、油圧ショベル４１は、一般的に、上部車体４３が下部走行体４２上に旋回機構（不図示）を介して旋回可能に搭載されている。この上部車体４３には、エンジンなどの動力部（不図示）や運転室４７が配設され、またブーム４４が回動可能に支持されている。ブーム４４は、ブームシリンダ４８の往復運動によりブーム回動軸を中心にして上下方向に起伏させることができる。また、ブーム４４の先端部にはアーム４５が取り付けられており、アーム４５先端部にはバケット４６等が取り付けられている。アーム４５は、アームシリンダ４９の往復運動により、ブーム先端部を支点として上下方向に回動させることができ、バケット４６等はバケットシリンダ５０等の往復運動によりアーム先端部を支点として回動させることができる。
【０００３】
上記のような油圧ショベル４１にあって、ブームシリンダ４８、アームシリンダ４９、及びバケットシリンダ５０の各往復運動を行うために、一般的に油圧システムが利用されている。例えば、上部車体４３に配設されているエンジンの動力を利用して先ず油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプから吐出される作動油を制御弁などを介してブーム４４、アーム４５、及びバケット４６の各シリンダ(油圧アクチュエータ)４８，４９，５０に供給する。これら各シリンダ４８，４９，５０では、供給された作業油の油圧の動力を機械的な動力に変換して往復運動を行い、この各シリンダ４８，４９，５０の往復運動によってブーム４４、アーム４５、及びバケット４６の各部位を回動させることができる。
【０００４】
また近年の省エネルギー化の要請を受けて、例えば実開平５−４８５０１号公報（特許文献１）では、油圧ショベル用内燃機関が開示されており、所謂ハイブリッド式と呼ばれる油圧ショベルについての提案がなされている。ハイブリッド式の油圧ショベルは、動力システムとして、エンジンと発電機及びモータとして作動する誘導機とを備えている。このハイブリッド式油圧ショベルが軽負荷で運転する時には、誘導機を発電機として作動させて、エンジンの余剰トルクで発電した電力をバッテリーに充電する。一方、油圧ショベルの高負荷運転時には、バッテリーに蓄電した電力を取り出して誘導機に供給し、誘導機をモータとして作動させることによって、エンジン出力の不足分を補うことができる。これにより、掘削等の高負荷作業時にエンジンにかかる負担を軽減でき、燃費の向上を図ることができる。
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の油圧ショベルやハイブリッド式のショベルで採用されている油圧システムでは、エンジンの動力を油圧システムで変換して各シリンダに伝達する際に、油圧ポンプと油圧アクチュエータ間での圧損や、制御弁でのエネルギーロスが生じる。そのため、油圧システムによる動力伝達では、エネルギー効率が低いという問題があった。
【０００６】
また、ショベルの省エネルギー化を図る上で、ショベルが掘削などの作業を行う際に、ブームが降下するときに生じるエネルギーを利用してモータを回転させ、このモータの回転により電力を発電させることによってエネルギーの再利用を図ることが望まれている。しかしながら、上記のような従来のショベルでは、ブームの回動が油圧を利用したブームシリンダで制御されているため、ブームが降下するときのエネルギーを回収することができず、エネルギーの再利用が図れないという欠点があった。
【０００７】
一方、特開２０００−２８３１０７号公報（特許文献２）では、ハイブリッド式ショベルのエネルギー効率を向上させることを目的として、以下のような特徴を有するショベルが開示されている。すなわち、特許文献２に記載されているショベルは、動力源としてのエンジンと、このエンジンによって駆動される発電機と、この発電機から供給される電力によって回転する複数の電動機（モータ）とを具備している。この電動機を駆動源として下部走行体、上部車体、ブーム、アーム、及びバケットの各作動部を作動させるように構成されている。さらに、特許文献２では、その一実施形態として、ブーム、アーム、及びバケットの各作動部に電動機及び減速機を配設し、減速機の出力軸をブーム、アーム、及びバケットの回動中心部分に連結することにより、ブームなどを機械的に回動させるとしている。
【０００８】
このような特許文献２に記載されているショベルは、油圧システムを用いなくても、発電機とブームなどの各作動部を回動させる電動機とが電気配線によって接続されているため、各作動部を機械的に回動させることができる。そのため、上記油圧システムで生じるようなエネルギーの伝達ロスを低減でき、エネルギー効率を向上させることができる。
【特許文献１】実開平５−４８５０１号公報
【特許文献２】特開２０００−２８３１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２のように、減速機の出力軸をブームの回動中心部分に直接連結する場合、ブームを回動させるためには、高トルクが得られる大型の電動機を使用する必要があった。このような大型の電動機を使用する場合、ショベルの車体重量が増大して燃費の低下を招き、さらに電動機設置スペースの確保の点でも問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、ブームを回動させる際に、油圧システムや高トルクが得られる大型の電動機を用いなくても、ブームを安定して回動させることができ、さらに、ブームを降下させるときに生じるエネルギーを回収して再利用することが可能となる作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の作業機械は、下部走行体と、同下部走行体に搭載した上部車体と、同上部車体に回動可能に支持されたブームとを備えた作業機械において、前記ブームを回動させるブーム駆動モータが前記ブームに設けられ、前記ブームの回動軸を中心とした円弧状のラックギアが前記上部車体に設けられ、前記ブーム駆動モータの出力軸に設けたピニオンが前記ラックギアに噛合してなることを最も主要な特徴とするものである。
【００１２】
上記本発明の作業機械は、安全性を向上させるために、前記ブームの回動範囲を制限するブームストッパーが、前記上部車体に設けられてなることが好ましく、また、前記ブーム駆動モータが、同ブーム駆動モータの駆動停止時にモータの出力軸を回転不動にするブレーキ手段を有してなることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の作業機械において、ブームの回動をより高トルクで行うために、前記ブーム駆動モータと前記ピニオンとの間に減速機が設けられてなることが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明では、前記上部車体に前記ラックギアを収納する収納部を設け、同収納部内に前記ラックギアが配設されてなり、前記収納部のブーム駆動モータと対面する側面に前記ブームの回動軸を中心としたスリット状の円弧溝が形成され、同円弧溝を介して前記ブーム駆動モータの出力軸が前記収納部内に挿入されて、同出力軸に設けたピニオンが前記ラックギアに噛合してなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の作業機械は、上記のように、ブーム駆動モータがブームに設けられ、またブームの回動軸を中心とした円弧状のラックギアが上部車体に設けられており、ブーム駆動モータの出力軸に設けたピニオンがラックギアに噛合している。これにより、ブームに固定したブーム駆動モータを回転させることによって、ブーム駆動モータの出力軸に設けたピニオンが円弧状のラックギアに沿って転がり、ブームを回動軸を中心に回動させることができる。このため、従来のような油圧システムを用いなくても、ブーム駆動モータの動力を直接作用させてブームの回動を安定して行うことができる。したがって、従来の油圧ショベルになどに比べて、エネルギー効率を大幅に向上させることができる。
【００１６】
また、上記のようにしてブームを回動させることにより、ピニオンがラックギアに噛合している噛合部とブーム回動軸との間で減速比を得ることができる。これにより、高トルクが得られる大型のモータを用いなくても、ブームの回動を安定して行うことができ、ショベルの小型化、低重量化を図ることができる。
【００１７】
さらに本発明の作業機械は、ブーム駆動モータの出力軸に設けたピニオンとラックギアとが噛合している。そのため、ブームを下降させる際にピニオンがラックギアに沿って転がることによってブーム駆動モータを発電機として回転させることができる。これにより、ブーム駆動モータで電力を発電させることが可能となり、その電力をバッテリーに蓄えることによって、エネルギーの再利用を図ることができる。
【００１８】
さらにまた、本発明は、ブームの回動範囲を制限するブームストッパーが上部車体に設けられている。これにより、例えばブームが外部から衝撃を受けたときに、その衝撃によってブームが強制的に回動させられる場合であっても、ブームストッパーでブームが所定範囲を超えて回動するのを確実に防止できる。これによって、事故の発生などを未然に防ぐことができる。
【００１９】
また、ブームに設けられるブーム駆動モータが、ブーム駆動モータの駆動停止時にモータの出力軸を回転不動にするブレーキ手段を有することができる。このようなブレーキ手段を設けることにより、例えばショベルのエンジンを止めて作業を停止したとき等において、ブームを所定の位置で固定して動かないようにしておくことができる。これにより、作業停止時の安全性を確保することができる。また、例えばブームを所定の位置に固定した状態で作業を行う場合では、ブレーキ手段でモータの出力軸をロックすることにより、ブームを確実に固定でき、作業を安定して行うことができる。
【００２０】
さらに、ブーム駆動モータとピニオンとの間に減速機が設けられていることにより、高トルクを得ることができ、ブームをより安定して回動させることができる。なお、本発明においては、減速機がブーム駆動モータに内蔵されていても良く、この場合も高トルクを容易に得ることができる。
【００２１】
この場合、本発明の作業機械では、上部車体にラックギアを収納する収納部を設け、この収納部内にラックギアが配設されている。また、収納部のブーム駆動モータと対面する側面には、ブームの回動軸を中心としたスリット状の円弧溝が形成されている。さらに、ブーム駆動モータの出力軸が収納部側面に設けた円弧溝を介して収納部内に挿入され、モータ出力軸に設けたピニオンがラックギアに噛合している。本発明では、このようにラックギア及びピニオンを上部車体の収納部内に配設することができるので、ラックギアとピニオンとが外部に露呈することがなく、ブームの回動を行う際に作業の安全性を確保することができる。また、ラックギアとピニオンとの噛合部に異物が侵入するのを防ぐ防塵効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係る作業機械の一例であるショベルを模式的に表す模式図であり、図２は、上部車体のブーム設置箇所を拡大して模式的に示す部分斜視図である。また、図３は、図２のＡ方向から見たときの上部車体及びブームの位置関係を模式的に示す図である。さらに、図４は、ブーム駆動モータの出力軸に設けたピニオンが、上部車体の収納部内に配設されたラックギアに噛合している状態を模式的に示す部分断面図である。なお、上記図１では、本発明の特徴を分かり易く表すために、上部車体３の一部が断面で示されている。
【実施例１】
【００２３】
先ず、本実施例１においては、例えば図１に示したような土砂の掘削作業などに用いられるショベル１が提供される。この図１に示したショベル１は、走行手段となる下部走行体２と、この下部走行体２に搭載した上部車体３と、上部車体３の前部に回動可能に支持されたブーム４と、ブーム４の先端部に回動可能に設けられたアーム５と、アーム５の先端部に設けられたバケット６とを備えている。
【００２４】
上記ショベル１において、上部車体３は下部走行体２上に旋回自在に搭載することができる。また、上部車体３には運転室７が設けられており、運転室後方には、不図示の動力源となるエンジン、エンジンによって駆動される発電機、及びバッテリーなどが搭載されている。この上部車体３に設けたバッテリーは、例えばショベル１の軽負荷作業時に、発電機で発電された電力のうち余剰の電力を蓄えることができる。また一方、重負荷作業において、発電機による電力に不足が生じた際に、その電力不足分をバッテリーに蓄えた電力によって補うことができるように構成されている。
【００２５】
実施例１にあっては、図２及び図３により詳しく示したように、ブーム４にブーム駆動モータ１０が設けられている。また、上部車体３には収納部１６が設けられており、この収納部１６内にブーム４の回動軸１２を中心とした円弧状のラックギア１４が配設されている。さらに、上部車体３の収納部１６には、ブーム駆動モータ１０に対面する側面にブーム４の回動軸１２を中心としたスリット状の円弧溝１７が形成されており、この円弧溝１７内にブーム駆動モータの出力軸１１が挿入されている。
【００２６】
また図４に示したように、ブーム駆動モータ１０の出力軸１１の先端にはピニオン１５が設けられており、このピニオン１５は収納部１６内に配設されラックギア１４と噛合している。これらのラックギア１４及びピニオン１５は必ずしも収納部内に設けられる必要はないが、上記のように収納部１６でピニオン１５とラックギア１４との噛合部をカバーすることにより、ピニオン１５及びラックギア１４が外部に露呈しないため、ショベル１の構成がコンパクトになるとともに、ブーム４の回動を行う際に作業の安全性を確保することができる。また、ラックギア１４とピニオン１５との噛合部に異物が噛合部に侵入するのを防ぐ防塵効果も得られる。
【００２７】
上記ブーム駆動モータ１０としては、例えば一般的な電動モータを使用することができ、上部車体３に搭載されている発電機やバッテリーから電力が供給されて、電動モータの回転子が回転することにより駆動力を得ることができる。また、ブーム駆動モータ１０には、減速比を得るために減速歯車を内蔵することも可能である。このようなブーム駆動モータ１０において、例えばブーム駆動モータ１０に供給する電力を調節してモータの駆動力を制御することにより、ブームを任意の速度で回動させたり、また所定の位置で停止させたりすることができる。
【００２８】
また、このブーム駆動モータ１０には、ブーム駆動モータ１０の駆動停止時にモータの出力軸を機械的にロックして回転不動にするブレーキ手段１３が設けられている。このブレーキ手段１３としては、例えば図５に示したようなメカニカルブレーキ２１を用いることができる。図５に示したメカニカルブレーキ２１では、ブーム駆動モータ１０の駆動軸２２がベアリング２３で支持されている。また、駆動モータ１０の駆動軸１１には摩擦板２４がスプラインで結合されており、駆動モータ１０に固定されたシリンダ２５にはディスク板２６が結合されている。これらの摩擦板２４とディスク板２６とは交互に隙間を介して重ねられた状態にて設置されている。そして、スプリング２７がプレスプレート２８を介して摩擦板２４及びディスク板２６を押圧して、摩擦板２４とディスク板２６とを当接させることによって、摩擦板２４とディスク板２６との間でブレーキトルクが発生する。これにより、ブーム駆動モータ１０の出力軸をロックして回転不動にすることができる。
【００２９】
このようなメカニカルブレーキ２１をブーム駆動モータ１０に設けることにより、例えばショベル１のエンジンを止めて作業を停止したときに、ブーム４を所定の位置で固定して動かないようにしておくことができる。これにより、作業停止時の安全性を確保することができる。また、例えばブーム４を所定の位置に固定した状態で作業を行う場合では、メカニカルブレーキ２１でモータの駆動軸をロックすることにより、ブーム４を確実に固定でき、作業を安定して行うことができる。
【００３０】
上記実施例１のショベルで１では、ブーム４に設けられているブーム駆動モータ１０を駆動させることにより、ブーム駆動モータ１０の出力軸１１に設けたピニオン１５が回転してラックギア１４に沿って移動する。このようにブーム駆動モータ１０を駆動させてピニオン１５をラックギア１４に沿って移動させることにより、上部車体３上でブーム４を支持している支持部を回動軸１２として、ブーム４を回動させることができる。
【００３１】
このようにしてブーム４の回動を行えば、ラックギア１４のピッチ径の大きさやラックギア１４及び／又はピニオン１５の歯数を変更することにより、ピニオン１５がラックギア１４に噛合している噛合部とブーム回動軸１２との間で減速比を得ることができる。したがって、実施例１のショベル１は、例えば上記特許文献２のようにブーム回動軸に電動機からの出力軸を直接連結した場合に比べて、高いトルクを容易に得ることができ、大型のモータを用いなくてもブーム４を安定して回動させることができる。このとき、ピニオン１５がラックギア１４に噛合している噛合部とブーム回動軸１２との距離を大きく設定する程、即ち、ラックギア１４のピッチ径を大きくする程、より大きなトルクを得ることができる。
【００３２】
また一般的に、ショベルは、掘削などの作業上、ブームに対して外部から大きな衝撃を受けることがある。実施例１のショベル１では、例えばブーム４がブーム駆動モータ１０から得られる駆動力よりも大きな衝撃（外力）を外部から受けた場合、作業の安全性を確保するために、ブーム４がブーム駆動モータ１０の制御を超えて外力の作用する方向に回動して、ブーム駆動モータ１０の回転によりその衝撃が吸収できるように構成されている。これにより、ブーム４が大きな衝撃を受けた場合であっても、ブーム４やブーム駆動モータ１０が破損するのを防止することができる。
【００３３】
また本実施例１において、上部車体３における収納部１６の円弧溝１７が形成されている側面には、ブーム４の回動範囲を制限するためのピン状のブームストッパー１８が安全装置として設けられている。このブームストッパー１８が設けられていることにより、例えばブーム４が上記のように大きな衝撃を受けてブーム駆動モータ１０の制御を超えて回動する場合であっても、ブームストッパー１８で機械的にブーム４を停止させることができる。従って、ブーム４が所定範囲を超えて回動するのを確実に防止することができ、作業の安全性を確保できる。またこの場合、上記ブームストッパー１８は弾性を有していることが好ましい。これにより、ブーム４がブームストッパー１８と衝突してもその衝撃を和らげることができるため、ブーム４が変形するのを防止でき、作業の安全性もより確実に確保することができる。
【００３４】
以上のような構成を有するショベル１であれば、ブーム駆動モータ１０を駆動してその出力軸１１に設けたピニオン１５を、ガイドとなる円弧状のラックギア１４に沿って移動させることにより、ブーム駆動モータ１０の動力を直接作用させてブーム４を回動させることができる。これにより、従来のような油圧システムを用いなくても、ブーム４の回動を安定して行うことができるため、従来の油圧ショベルになどに比べて、エネルギーの伝達ロスを低減して、エネルギー効率を大幅に向上させることができる。
【００３５】
また、上記のようにしてブーム４を回動させることにより、ラックギア１４のピッチ径の大きさで減速比を得ることができ、さらに、ラックギア１４及び／又はピニオン１５の歯数を変更することによっても減速比を得ることができる。したがって、例えば前記特許文献２のようにモータの出力軸をブーム回動軸中心に連結する場合とは異なり、高トルクが得られる大型モータを用いなくても、ブーム４を安定して回動させることができ、ショベル１の小型化、低重量化を図ることができる。
【００３６】
さらに、実施例１におけるショベル１は、ブーム駆動モータ１０の出力軸１１に設けたピニオン１５とラックギア１４とが噛合している。そのため、例えばブーム４を下降させる際にピニオン１５がラックギア１４に沿って転がることによって、ブーム駆動モータ１０を発電機として回転させることができる。これにより、ブーム駆動モータ１０を発電機として起電した電力を、例えば上部車体３に配設したバッテリーに蓄えることができ、エネルギーの再利用を図ることができる。
【００３７】
なお、本実施例１において、アーム５及びバケット６を回動させる手段は特に限定されない。例えば、図１に示したように、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９を設けておき、不図示の油圧ポンプから送られた作動油の圧力を機械的な動力に変換することによりアーム５及びバケット６の回動を行うことができる。或いは、アーム５を回動させる手段として、上記ブームの場合と同様に、アームにアーム駆動モータを設け、アームの回動軸を中心とした円弧状のアームラックギアをブームに設ける。また、アーム駆動モータの出力軸に、アームラックギアと噛合させるピニオンを設ける。これにより、アーム５を、油圧システムを利用せずとも優れたエネルギー効率で回動させることが可能となる。また、バケット６についても同様の回動手段を設けておくことにより、優れたエネルギー効率でバケット６の回動を行うことも可能となる。
【実施例２】
【００３８】
次に、本発明の実施例２に係るショベルについて説明する。
本実施例２に係るショベルは、例えば図６に示したように、ブーム４に設置したブーム駆動モータ１０が、上記実施例１に係るショベルとは異なる構成で設けられている。すなわち、上記実施例１では、ブーム駆動モータ１０の駆動軸（出力軸）の先端に直接ピニオン１５を設けて、ピニオン１５と円弧状のラックギア１４とを噛合させている。それに対して、実施例２では、ブーム駆動モータ１０とピニオン１５との間にギアボックス３１を設けておき、ブーム駆動モータ１０の駆動軸の方向をギアボックス３１で例えば約９０°転換し、その方向を転換した出力軸１１にピニオン１５を設けている。また、この出力軸１１に設けたピニオン１５は、不図示のラックギアに噛合している。それ以外の構成については、上記実施例１に係るショベルと同様の構成を有する。このため、実施例１で用いた符合を用いることにより、その構成の説明を省略する。
【００３９】
この実施例２のように、ギアボックス３１でブーム駆動モータ１０の出力軸の方向を転換することにより、ブーム駆動モータ１０を設置するスペースを十分に確保することができ、またショベル設計の自由度を高めることができる。
【００４０】
さらに、実施例２のショベルでは、ギアボックス３１内に減速機を設置することができる。これにより、大きな減速比を確保して、ブーム４をより安定して回動させることができる。
【実施例３】
【００４１】
続いて、本発明の実施例３に係るショベルについて説明する。
本実施例３に係るショベルは、例えば図７及び図８に示したように、ブーム４に設置したブーム駆動モータ１０とピニオン１５との間に、平歯車３２及び遊星歯車減速装置３３が設けられている。
【００４２】
具体的に説明すると、ブーム駆動モータ１０の駆動軸３４には小歯車３５が設けられており、この小歯車３５が平歯車３２に噛合している。また、この平歯車３２は別の小歯車３６を介して遊星歯車減速装置３３に連結されている。さらに、この遊星歯車減速装置３３の出力軸１１の先端にはピニオン１５が設けられており、不図示のラックギアに噛合している。この場合、平歯車３２及び小歯車３５，３６は、安全性を考慮してカバー３７で覆われている。この実施例３において、上記以外の構成については、実施例１に係るショベルと同様の構成を有する。このため、実施例１で用いた符合を用いることにより、その構成の説明を省略する。
【００４３】
このような構成を有する実施例３に係るショベルは、ブーム駆動モータ１０とピニオン１５との間に設けた遊星歯車減速装置３３によって大きな減速比を得ることができる。したがって、上記実施例１に係るショベルと同じ性能の駆動モータを用いても、ブームの回動をより高いトルクで安定して行うことができる。またこの場合、例えば上記平歯車３２の代わりに減速ギアを用いることもでき、より大きな減速比を得ることが可能となる。
【００４４】
さらに、実施例３によれば、上記実施例１のようにブーム駆動モータ１０にブレーキ手段１３を設ける代わりに、例えば遊星歯車減速装置３３とピニオン１５との間や、平歯車３２と遊星歯車減速装置３３との間にメカニカルブレーキのようなブレーキ手段を設けることができる。これにより、ショベルのエンジンを止めて作業を停止した場合などで、ブームを所定の位置で確実に固定することができるため、ショベルの作業停止時の安全性を確保できる。
【００４５】
そして、これらの実施例２及び実施例３におけるショベルにおいても、前記実施例１のショベルと同様の効果を得ることができる。すなわち、従来の油圧ショベルのような油圧システムを用いずに、ブーム駆動モータの動力を直接的に作用させることによりブームの回動を優れたエネルギー効率で安定して行うことができる。また、前記実施例１と同様に、ブーム４を下降させる際にブーム駆動モータ１０を発電機として作用させることができ、ブーム駆動モータ１０で電力を発電させることが可能となる。また、その電力を例えば上部車体３に配設したバッテリーに蓄えることによって、エネルギーの再利用を図ることができる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、アーム５の先端部にバケット６を設けた場合を例に挙げて説明を行っている。しかしながら、本発明は、アーム先端部にバケット以外のアタッチメントを設けることが可能であり、例えば、アームの先端部に鉛直方向への掘削が可能なクラムシェルや、岩石を破壊するブレーカなどを取り付けることも可能である。
【００４７】
さらに、本発明は、ブームの先端部に必ずアームが備えられる必要はなく、例えば、ドラグラインのようなブームの先端部からワイヤーロープでバケット吊り下げた掘削作業機械等にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、土砂の掘削作業や運搬作業などの各種作業を行う作業機械に、特にショベルに有効に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例１に係る作業機械の一例であるショベルを模式的に表す模式図である。
【図２】上部車体のブーム設置箇所を模式的に示す部分斜視図である。
【図３】図２のＡ方向から見たときの上部車体及びブームの位置関係を模式的に示す図である。
【図４】ブーム駆動モータの出力軸に設けたピニオンが、上部車体の収納部内に配設されたラックギアに噛合している状態を模式的に示す部分断面図である。
【図５】ブーム駆動モータに設けられるメカニカルブレーキの断面を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施例２に係るショベルのブームに設けられたブーム駆動モータを模式的に示す部分斜視図である。
【図７】本発明の実施例３に係るショベルのブームに設けられたブーム駆動モータを模式的に示す部分斜視図である。
【図８】本発明の実施例３に係るショベルのブームに設けられたブーム駆動モータの断面を模式的に示す部分断面図である。
【図９】従来の油圧ショベルを模式的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００５０】
１        ショベル
２        下部走行体
３        上部車体
４        ブーム
５        アーム
６        バケット
７        運転室
８        アームシリンダ
９        バケットシリンダ
１０        ブーム駆動モータ
１１        出力軸
１２        ブームの回動軸
１３        ブレーキ手段
１４        ラックギア
１５        ピニオン
１６        収納部
１７        円弧溝
１８        ブームストッパー
２１        メカニカルブレーキ
２２        駆動軸
２３        ベアリング
２４        摩擦板
２５        シリンダ
２６        ディスク板
２７        スプリング
２８        プレスプレート
３１        ギアボックス
３２        平歯車
３３        遊星歯車減速装置
３４        駆動軸
３５        小歯車
３６        小歯車
３７        カバー
４１        油圧ショベル
４２        下部走行体
４３        上部車体
４４        ブーム
４５        アーム
４６        バケット
４７        運転室
４８        ブームシリンダ
４９        アームシリンダ
５０        バケットシリンダ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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