建設機械
【課題】燃料のスロッシング挙動によって燃料タンク等に加わる力を抑制することにより、燃料タンク等の耐久性を高め、また、油圧ポンプによる作動油の吸込特性を高める。
【解決手段】旋回フレーム６に設けられ、建屋カバー９の高さ寸法よりも小さい高さ寸法を有する燃料タンク１４上に作動油タンク１８を載置する。これにより、燃料タンク１４の形状を前後方向に長い横長にし、燃料タンク１４の上面板１４Ａと燃料の液面との間の空間を小さくし、また、燃料タンク１４の重心位置を低くする。また、作動油タンク１８を燃料タンク１４上に載置することにより、作動油タンク１８の位置を高くすると共に、サクション配管２４を円弧状に形成し、油圧ポンプ８による吸込特性を高める。
【解決手段】旋回フレーム６に設けられ、建屋カバー９の高さ寸法よりも小さい高さ寸法を有する燃料タンク１４上に作動油タンク１８を載置する。これにより、燃料タンク１４の形状を前後方向に長い横長にし、燃料タンク１４の上面板１４Ａと燃料の液面との間の空間を小さくし、また、燃料タンク１４の重心位置を低くする。また、作動油タンク１８を燃料タンク１４上に載置することにより、作動油タンク１８の位置を高くすると共に、サクション配管２４を円弧状に形成し、油圧ポンプ８による吸込特性を高める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーンなどの建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル、油圧クレーンなどの建設機械は、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の前部に俯仰動可能に設けられた作業装置とから構成されている。そして、上部旋回体の旋回フレーム上には、エンジンおよび油圧ポンプ等を収容する機械室を画成する建屋カバー、建設機械を操作するための運転席等を有するキャブ、エンジンの燃料を貯える燃料タンク、油圧ポンプに供給する作動油を貯える作動油タンク、作業装置とのバランスをとるためのカウンタウエイト等が設けられている。
【０００３】
そして、建屋カバーによって画成された機械室は旋回フレームの後側に配置されており、カウンタウエイトは、機械室のさらに後側、即ち、旋回フレームの後端部に取り付けられている。一方、キャブおよび作業装置は旋回フレームの前側に配置され、燃料タンクおよび作動油タンクは、旋回フレームの前側から中間部にかけて配置されている。
【０００４】
さらに、燃料タンクおよび作動油タンクは、旋回フレーム上に前後方向に並んで配置されている。即ち、旋回フレームの例えば右前側に燃料タンクが配置され、その後方に作動油タンクが燃料タンクと隣接するように配置されている。
【０００５】
また、一般的な建設機械において、旋回フレーム上に載置された燃料タンク、作動油タンクおよび建屋カバーの高さ寸法は等しく、さらに、旋回フレームに取り付けられたカウンタウエイトは、その上側面が、燃料タンク、作動油タンクおよび建屋カバーの上側面と高さ方向において一致するように形成されている。これにより、上部旋回体の上側面は広範囲に亘ってほぼ平面である。これに対し、燃料タンクの高さが、作動油タンク、建屋カバーおよびカウンタウエイトの高さの半分程度に設定されている建設機械も知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
一方、建設機械には、上部旋回体を旋回させる油圧モータ、作業装置を動作させる油圧シリンダ装置などの多数の油圧アクチュエータが設けられており、これらのアクチュエータを動作させるための油圧回路が形成されている。そして、作動油タンクに貯えられた作動油は、これらアクチュエータを動作させるための圧油として用いられる。即ち、作動油タンク内の作動油は、油圧ポンプにより吸い込まれ、圧油となって各アクチュエータに供給される。そして、各アクチュエータから排出された圧油は、再び作動油タンクに戻される。
【０００７】
ここで、作動油タンク内の作動油は、作動油タンクと油圧ポンプとの間を接続するサクション配管を介して油圧ポンプに供給される。サクション配管の一端側は、作動油タンク内の作動油を油圧ポンプにより効率よく吸い込ませるため、作動油タンクの底面に形成された作動油供給口に接続されている。そして、サクション配管の他端側は、作動油タンクの下方で後方に向くように屈曲した後、建屋カバー内に延び、油圧ポンプに達している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−５８４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述した従来技術による一般的な建設機械では、上部旋回体の旋回フレーム上において燃料タンクと作動油タンクとが前後方向に並んで配置されており、これらの上側面が揃うように、それぞれの高さ寸法が設定されている。このため、燃料タンクの形状が上下方向に長い縦長となる。このような縦長の燃料タンクの場合、建設機械が大きく振動したとき、多量の燃料を貯えた状態でスロッシング挙動が起こりやすい。
【００１０】
即ち、建設機械は、荒地の走行、作業装置の急激な動作、掘削作業時に建設機械が大きく傾いた状態から落下する場合など、非常に大きく振動する。このような大きな振動が建設機械に発生すると、燃料タンクおよびその内部の燃料が大きく振動する。ここで、燃料は液体であるため、燃料タンクの上面板と燃料の液面との間に空間がある場合には、振動により燃料の液面が波打つスロッシング挙動が起こる。
【００１１】
そして、上下方向に長い縦長の燃料タンクの場合には、同一容積の前後方向に長い横長の燃料タンクと比較し、内部に燃料を多量に貯えた状態でも、燃料タンクの上面板と燃料の液面との間に大きな空間が形成される。このため、縦長の燃料タンクの場合には、多量の燃料を貯えた状態でスロッシング挙動が起こりやすい。
【００１２】
多量の燃料を貯えた状態（例えば燃料の残量が７０％付近）でスロッシング挙動が起こると、波の大きさと燃料の重量とにより、燃料タンクの側壁に非常に大きな荷重がかかることがある。この結果、燃料タンクの耐久性が低下する。
【００１３】
さらに、縦長の燃料タンクに多量の燃料が貯えられた状態では、燃料タンクの重心位置が高い位置にあるため、スロッシング挙動により、燃料タンクの底面板と旋回フレームとを接続している取付部（例えば取付ボルト）に大きな慣性モーメントがかかる。この結果、燃料タンクの取付部の耐久性が低下する。
【００１４】
特に、作動油タンクに貯えられる作動油の量は常時ほぼ一定であるのに対し、燃料タンクに貯えられる燃料の量は、燃料の消費により変動する。燃料タンク内の燃料の量が変動すると、燃料のスロッシング挙動によって燃料タンクの側壁に加わる荷重の場所、大きさ、周期などが変化する。このため、荷重がかかる箇所を補強するなど、スロッシング挙動に対する耐久性を高めるための措置を燃料タンク等に講ずることは容易でない。
【００１５】
一方、作動油を作動油タンクから油圧ポンプに供給するサクション配管は、上述したように、その一端側が、作動油タンクの底面に形成された作動油供給口に接続され、他端側が、作動油タンクの下方で後方に向くように屈曲した後、建屋カバー内に延び、油圧ポンプに達している。
【００１６】
ここで、作動油タンクは、その底面板が旋回フレームに取り付けられているため、サクション配管を配置するために作動油タンクの下方に確保可能な空間は、作動油タンクの底面板と旋回フレームの底部との間の狭い空間、即ち高さ方向の距離が小さい空間のみである。このため、サクション配管を作動油タンクの下方でＬ字状に屈曲させざるを得ない。サクション配管がＬ字状に屈曲することにより、油圧ポンプによる作動油の吸込時に圧力損失が発生し易くなり、作動油の吸込特性が低下するという問題がある。
【００１７】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、燃料のスロッシング挙動によって燃料タンク等に加わる力を抑制することにより、燃料タンク等の耐久性を高めることができ、また、油圧ポンプによる作動油の吸込時に生じる圧力損失を小さくすることができる建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前部に俯仰動可能に設けられた作業装置とからなり、前記上部旋回体は、支持構造体を形成する旋回フレームと、該旋回フレーム上に設けられたエンジンと、該エンジンによって駆動され圧油を供給する油圧ポンプと、前記エンジンおよび油圧ポンプを含む搭載機器を収容する建屋カバーと、該建屋カバーと異なる位置で前記旋回フレーム上に設けられ、燃料を貯える燃料タンクおよび作動油を貯える作動油タンクとを備えてなる建設機械に適用される。
【００１９】
そして、請求項１に係る発明の特徴は、前記燃料タンクは前記建屋カバーの高さ寸法よりも小さい高さ寸法を有して前記旋回フレーム上に載置する構成とし、前記作動油タンクは前記燃料タンク上に重ねて載置する構成としたことにある。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、請求項２に係る発明は、前記燃料タンクと作動油タンクとの合計高さ寸法を前記建屋カバーの高さ寸法と等しくしたことにある。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、請求項３に係る発明は、前記作動油タンクの底面に形成された作動油の供給口と前記油圧ポンプとの間を接続するサクション配管を円弧状の管体として形成したことにある。
【発明の効果】
【００２２】
上述した請求項１に係る発明によれば、燃料タンクの高さ寸法を建屋カバーの高さ寸法よりも小さくし、燃料タンクの上に作動油タンクを重ねて載置する構成としたことにより、燃料タンクの形状を旋回フレームの前後方向に長い横長にすることができる。これにより、燃料タンクの上面板と燃料の液面との間の空間が小さくなるので、多量な燃料が貯えられた状態での燃料のスロッシング挙動が起こりにくくなる。したがって、スロッシング挙動によって燃料タンクの側壁に加わる荷重を小さくすることができる。よって、燃料タンクの耐久性を高めることができる。
【００２３】
また、燃料タンクの形状を横長にすると共に、燃料タンクを作動油タンクの下方の低い位置に配置することにより、燃料タンクの重心位置を下げることができる。これにより、燃料のスロッシング挙動が発生したときに、燃料タンクを旋回フレームに取り付ける取付部にかかる慣性モーメントを小さくすることができる。よって、燃料タンクの取付部の耐久性を高めることができる。
【００２４】
また、請求項２に係る発明によれば、燃料タンクと作動油タンクとの合計高さ寸法を建屋カバーの高さ寸法と等しくしたことにより、燃料タンクの配置を低くすることができ、燃料のスロッシング挙動を効果的に抑えて燃料タンク等に加わる荷重を小さくすることができる。これにより、燃料タンク等の耐久性を高めることができる。さらに、燃料タンク上に搭載された作動油タンクの上側面と建屋カバーの上側面との高さ方向における位置を一致させることができ、上部旋回体の上側面の広い範囲を平面にすることができる。これにより、作業者が上部旋回体上に載ってメンテナンス作業等をする際に、作業の容易性および安全性を向上させることができ、また、建設機械の美観を高めることができる。
【００２５】
また、請求項３に係る発明によれば、作動油タンクの底面に形成された作動油の供給口と油圧ポンプとの間を接続するサクション配管を円弧状の管体として形成したことにより、油圧ポンプによりサクション配管を介して作動油を吸引するときに発生する圧力損失を小さくすることができ、作動油の吸込特性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態による油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態による油圧ショベルの下部走行体および上部旋回体等を示す斜視図である。
【図３】作業装置および運転室を取り外した状態の上部旋回体を示す、図２中矢示III-III方向の縦断面図である。
【図４】図３中の矢示IV-IV方向からみた上部旋回体の右側部位の横断面図である。
【図５】図３中の矢示V-V方向からみた上部旋回体の右側部位の側面図である。
【図６】本発明の実施形態による油圧ショベルの燃料タンク内における燃料のスロッシング挙動を示す説明図である。
【図７】比較例の燃料タンク内における燃料のスロッシング挙動を示す説明図である。
【図８】本発明の変形例による油圧ショベルの上部旋回体を示す、図３と同じ位置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明による建設機械の実施の形態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８に従って説明する。
【００２８】
図１において、１は建設機械としての油圧ショベルであり、該油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、該上部旋回体４の前部に俯仰動可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置５とにより大略構成されている。
【００２９】
６は上部旋回体４の支持構造体を形成する旋回フレームで、該旋回フレーム６上には、図２、図３に示すように、後述するエンジン７、油圧ポンプ８、建屋カバー９、カウンタウエイト１２、キャブ１３、燃料タンク１４および作動油タンク１８等が搭載されている。
【００３０】
７はエンジンを示し、該エンジン７は、旋回フレーム６上の後側に横置き状態で設けられている。８はエンジン７の右側に付設された油圧ポンプで、該油圧ポンプ８は、エンジン７により駆動され、作動油タンク１８内の作動油を吸い込み、この作動油を圧油として油圧ショベル１に設けられた制御弁およびアクチュエータ等に供給する。これにより、制御弁およびアクチュエータ等が動作し、下部走行体２の走行、上部旋回体４の旋回、作業装置５の動作等が制御される。
【００３１】
９はエンジン７および油圧ポンプ８等を覆うように旋回フレーム６上に設けられた建屋カバーであり、該建屋カバーは、エンジン７、油圧ポンプ８、制御弁、熱交換器（図示せず）等の搭載機器を収容する機械室１０を画成している。そして、該建屋カバー９は、図２に示すように、上面カバー９Ａ、右側面カバー９Ｂおよび左側面カバー９Ｃからなり、右側面カバー９Ｂは開閉可能である。また、上面カバー９Ａには開口部（図示せず）が形成され、該開口部を覆うようにエンジンカバー１１が開閉可能に設けられている。
【００３２】
また、図３に示すように、建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１、即ち、旋回フレーム６に接している右側面カバー９Ｂまたは左側面カバー９Ｃの下端面から、上面カバー９Ａの上側面までの距離は、上面カバー９Ａの上側面が、後述のカウンタウエイト１２の上側面等とほぼ一致するように設定されている。これにより、上部旋回体４上は、図２に示すように、その中間部から後側にかけて広い範囲に亘って平面となっている。
【００３３】
１２は旋回フレーム６の後端部に取付けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト１２は、作業装置５との重量バランスをとるものである。一方、１３は旋回フレーム６の左前側に設けられたキャブである。
【００３４】
１４はエンジン７の燃料を貯える燃料タンクで、該燃料タンク１４は、旋回フレーム６上の右前側に配置されている。そして、該燃料タンク１４は、図３、図４に示すように、上面板１４Ａ、底面板１４Ｂ、前側面板１４Ｃ、後側面板１４Ｄ、左側面板１４Ｅおよび右側面板１４Ｆを有する箱体として形成されている。また、燃料タンク１４は、取付ボルト１５を用いて底面板１４Ｂを旋回フレーム６の張出しビームに取り付けることにより、旋回フレーム６上に固定されている。
【００３５】
ここで、燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２、即ち、底面板１４Ｂの下側面から上面板１４Ａの上側面までの距離は、建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１よりも小さく、具体的には寸法Ｈ１のおよそ２分の１である。
【００３６】
また、燃料タンク１４の形状は前後方向に長い横長である。即ち、図３に示すように、燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２は、燃料タンク１４の前後方向の幅寸法Ｗ１（前側面板１４Ｃの前側面から後側面板１４Ｄの後側面までの距離）よりも小さい（Ｈ２＜Ｗ１）。さらに、図４に示すように、燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２は、燃料タンク１４の左右方向の幅寸法Ｗ２（左側面板１４Ｅの左側面から右側面板１４Ｆの右側面までの距離）よりも小さい（Ｈ２＜Ｗ２）。
【００３７】
また、燃料タンク１４の上面板１４Ａの前側には燃料給油口１６が設けられている。さらに、底面板１４Ｂには燃料供給口１４Ｇが形成されており、該燃料供給口１４Ｇには、燃料タンク１４内の燃料をエンジン７に供給するための燃料供給配管１７が接続されている。
【００３８】
１８は作動油を貯える作動油タンクで、該作動油タンク１８は燃料タンク１４上に重ねて載置されている。そして、該作動油タンク１８は、上面板１８Ａ、底面板１８Ｂ、前側面板１８Ｃ、後側面板１８Ｄ、左側面板１８Ｅおよび右側面板１８Ｆを有する箱体として形成されている。また、作動油タンク１８は、図４に示すように、取付ボルト１９を用いて底面板１８Ｂを燃料タンク１４の上面板１４Ａに取り付けることにより、燃料タンク１４上に固定されている。
【００３９】
ここで、作動油タンク１８の高さ寸法Ｈ３、即ち、底面板１８Ｂの下側面から上面板１８Ａの上側面までの距離は、建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１よりも小さく、具体的には、建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１から燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２を引いた値である。即ち、燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２と作動油タンク１８の高さ寸法Ｈ３との合計が建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１と等しく、これにより、作動油タンク１８の上側面は、建屋カバー９の上側面と一致している。
【００４０】
また、作動油タンク１８は、燃料タンク１４上に積載されているものの、燃料タンク１４と完全に重なり合っているのではなく、燃料タンク１４よりも後方にずれた位置に配置されている。これにより、作動油タンク１８後部の下方に位置して燃料タンク１４と機械室１０との間には、空間２０が形成されている。
【００４１】
さらに、作動油タンク１８の上面板１８Ａには作動油給油口２１が設けられ、該作動油給油口２１には、作動油タンク１８内に向けて延びる筒状のフィルタ２２が設けられている。また、左側面板１８Ｅに形成された挿入孔１８Ｇにはリターン配管２３が挿入され、該リターン配管２３の端部はフィルタ２２内に連通している。一方、作動油タンク１８の底面板１８Ｂの後部であって空間２０の上方には作動油供給口１８Ｈが形成され、該作動油供給口１８Ｈには、後述するサクション配管２４が接続されている。
【００４２】
２４は作動油タンク１８の底面板１８Ｂに形成された作動油供給口１８Ｈと油圧ポンプ８との間を接続するサクション配管で、該サクション配管２４は例えば可撓性材料により形成された可撓配管である。作動油タンク１８内の作動油は該サクション配管２４を介して油圧ポンプ８により吸い込まれ、圧油となって、油圧ショベル１に設けられた制御弁およびアクチュエータ等に供給される。そして、アクチュエータ等から排出された作動油は、リターン配管２３を介して作動油タンク１８内に戻る。作動油が作動油タンク１８内に戻る際、作動油はフィルタ２２により濾過される。
【００４３】
ここで、サクション配管２４は円弧状の管体として形成されている。即ち、サクション配管２４は、作動油タンク１８の作動油供給口１８Ｈから油圧ポンプ８に到達するまでの間、作動油供給口１８Ｈの下方に位置して燃料タンク１４と機械室１０との間に形成された空間２０を通り、緩やかに曲がりながら円弧状に伸張している。
【００４４】
一方、燃料タンク１４および作動油タンク１８の前方には、これらのタンクの前側面を覆うフロント化粧カバー２５が設けられている。さらに、該フロント化粧カバー２５には、フロント化粧カバー２５の内外を連通させる窓部２５Ａが燃料給油口１６と対応する位置に形成されている。これにより、作業者は、窓部２５Ａを通じ、燃料給油口１６の蓋の開け閉めや、燃料の給油を容易に行うことができる。また、２６は作業者が上部旋回体４上に上るときに用いるステップであり、図４中の２７は燃料タンク１４および作動油タンク１８を側方から覆うサイド化粧カバーである。
【００４５】
本発明の実施形態による油圧ショベル１は上述したような構成を有するものであり、次に、その作用効果について図６および図７に従って説明する。即ち、図６は、本発明の実施形態による油圧ショベル１に搭載され燃料タンク１４を示し、図７は、比較例による一般的な油圧ショベルに搭載された燃料タンクを示す。ここで、図７中の比較例による燃料タンク４１は、上面板４１Ａ、底面板４１Ｂ、前側面板４１Ｃ、後側面板４１Ｄ、左側面板４１Ｅおよび右側面板（図示せず）から上下方向に長い縦長の箱体として形成されている。また、図６中の燃料タンク１４と図７中の燃料タンク４１とは相互に同一の容積を有し、両者の内部に同一の量の燃料が貯えられているものとする。
【００４６】
図６において、例えば掘削作業により油圧ショベル１が大きく振動し、燃料タンク１４が激しく振動すると、燃料タンク１４内において燃料のスロッシング挙動が起こり、これにより、燃料タンク１４の側壁、例えば前側面板１４Ｃおよび後側面板１４Ｄに荷重が加わる。一方、比較例による油圧ショベルが大きく振動し、燃料タンク４１が激しく振動すると、図７に示すように、燃料タンク４１内において燃料のスロッシング挙動が起こり、これにより、燃料タンク４１の側壁、例えば前側面板４１Ｃおよび後側面板４１Ｄに荷重が加わる。
【００４７】
ここで、図６に示す燃料タンク１４の形状は前後方向に長い横長であるため、燃料タンク１４の上面板１４Ａと燃料の液面との距離が小さい。このため、燃料タンク１４の振動によりスロッシング挙動が起こりにくく、また、図６に示すようにスロッシング挙動が起こってもその程度は小さい。この結果、スロッシング挙動により燃料タンク１４の側壁に加わる荷重は小さい。
【００４８】
これに対し、図７に示す燃料タンク４１の形状は上下方向に長い縦長であるため、燃料タンク４１の上面板４１Ａと燃料の液面との距離が大きい。このため、燃料タンク４１の振動によりスロッシング挙動が起こりやすく、また、図７に示すようにスロッシング挙動が起こった場合にはその程度が大きくなる。この結果、スロッシング挙動により燃料タンク４１の側壁に加わる荷重は、図６中の燃料タンク１４の場合と比較して大きくなる。
【００４９】
さらに、図６中の燃料タンク１４の形状は横長であり、しかも、該燃料タンク１４は、図３に示すように、作動油タンク１８の下側の地面に近い位置に配置されている。このため、図６中の燃料タンク１４は、図７中の燃料タンク４１と比較して重心位置が低い。このため、燃料タンク１４は、燃料タンク４１と比較して、燃料のスロッシング挙動が起こりにくく、スロッシング挙動が起こったとしても、燃料タンク１４の底側、および燃料タンク１４と旋回フレーム６とを接続する取付ボルト１５等にかかる慣性モーメントは小さい。
【００５０】
以上説明した通り、本発明の実施形態による油圧ショベル１は、燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２を建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１よりも小さくし、燃料タンク１４の上に作動油タンク１８を重ねて載置する構成としている。これにより、燃料タンク１４の形状を前後方向に長い横長にすることができ、燃料タンク１４の上面板１４Ａと燃料の液面との間の空間を小さくすることができ、さらに、燃料タンク１４の重心位置を低くすることができる。
【００５１】
したがって、多量な燃料が貯えられた状態での燃料のスロッシング挙動が起こりにくくすることができる。また、多量な燃料が貯えられた状態でスロッシング挙動が起こったとしても、スロッシング挙動によって燃料タンク１４の側壁に加わる荷重を小さくすることができると共に、燃料タンク１４を旋回フレーム６に取り付ける取付ボルト１５等にかかる慣性モーメントを小さくすることができる。よって、燃料タンク１４および取付ボルト１５等の耐久性を高めることができる。
【００５２】
また、上述したように、作動油タンク１８に貯えられる作動油の量は常時ほぼ一定であるのに対し、燃料タンク１４に貯えられる燃料の量は、燃料の消費により変動するため、燃料のスロッシング挙動によって燃料タンク１４の側壁に加わる荷重や、燃料タンク１４の取付ボルト１５にかかる慣性モーメントを事前に予測することが難しく、燃料タンク１４等に補強を施すことが難しい。しかし、本発明の実施形態によれば、作動油タンク１８を上段とし、燃料タンク１４を下段とすることにより、作動油タンク１８における作動油のスロッシング挙動よりも燃料タンク１４における燃料のスロッシング挙動を効果的に抑制することができ、燃料タンク１４の耐久性を効果的に高めることができる。
【００５３】
また、本発明の実施形態による油圧ショベル１によれば、燃料タンク１４と作動油タンク１８との合計高さ寸法（Ｈ２＋Ｈ３）を建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１と等しくしたことにより、燃料タンク１４の配置を低くすることができ、燃料タンク１４等に加わる荷重を小さくし、燃料タンク１４等の耐久性を高めることができる。
【００５４】
さらに、燃料タンク１４上に搭載された作動油タンク１８の上側面と建屋カバー９の上側面との高さ方向における位置を一致させることができ、上部旋回体４の上側面の広い範囲を平面にすることができる。これにより、作業者が上部旋回体４上に載ってメンテナンス作業等をする際に、作業の容易性および安全性を向上させることができると共に、油圧ショベル１の美観を高めることができる。
【００５５】
また、本発明の実施形態による油圧ショベル１では、作動油タンク１８を燃料タンク１４上に載置することにより、作動油タンク１８の底面板１８Ｂに形成された作動油供給口１８Ｈの位置を高くすると共に、作動油タンク１８の作動油供給口１８Ｈの下方に位置して燃料タンク１４と機械室１０との間に空間２０を形成している。
【００５６】
ここで、空間２０の高さ方向における距離は燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２に等しいため、上述したように、サクション配管を配設する空間が狭い従来技術による一般的な油圧ショベルの場合と比較して、サクション配管２４を空間２０を介して大きなゆとりをもって配設することができる。これにより、作動油供給口１８Ｈと油圧ポンプ８とを接続するサクション配管２４を、空間２０を通すことによって緩やかに湾曲する円弧状とすることができ、サクション配管２４からＬ字状の屈曲部を廃することができる。したがって、油圧ポンプ８によりサクション配管２４を介して作動油を吸引するときに発生する圧力損失を小さくすることができ、作動油の吸込特性を高めることができる。
【００５７】
さらに、本発明の実施形態による油圧ショベル１では、作動油タンク１８を燃料タンク１４上に載置することにより、作動油タンク１８の底面を高い位置に配置することができる。これにより、作動油タンク１８内の作動油を、重力により、作動油供給口１８Ｈから流出させ、サクション配管２４を介して油圧ポンプ８に送ることができる。したがって、サクション配管２４を介して油圧ポンプ８により作動油タンク１８内の作動油を吸い込むときに、油圧ポンプ８の駆動により生成する作動油の吸込力を小さくしても、作動油の吸込を十分に行うことが可能となり、作動油の吸込特性を高めることができる。
【００５８】
なお、上述した実施形態による油圧ショベル１では、図３に示すように、燃料タンク１４の上面板１４Ａの前側に燃料給油口１６を配置したが、これに代え、図８に示すように、燃料給油口１６を燃料タンク１４の前側面板１４Ｃの上側に配置してもよい。また、サクション配管２４は、可撓性材料から形成された可撓配管に限らず、金属パイプまたは硬質樹脂パイプ等により形成された固形配管としてもよい。
【００５９】
さらに、本発明は、クローラ式の油圧ショベルに限らず、例えばタイヤ等からなるホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用することも可能であり、それ以外にも、リフトトラック、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 油圧ショベル（建設機械）
４ 上部旋回体
６ 旋回フレーム
７ エンジン
８ 油圧ポンプ
９ 建屋カバー
１４ 燃料タンク
１５ 取付ボルト
１８ 作動油タンク
１８Ｈ 作動油供給口
２４ サクション配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーンなどの建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル、油圧クレーンなどの建設機械は、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の前部に俯仰動可能に設けられた作業装置とから構成されている。そして、上部旋回体の旋回フレーム上には、エンジンおよび油圧ポンプ等を収容する機械室を画成する建屋カバー、建設機械を操作するための運転席等を有するキャブ、エンジンの燃料を貯える燃料タンク、油圧ポンプに供給する作動油を貯える作動油タンク、作業装置とのバランスをとるためのカウンタウエイト等が設けられている。
【０００３】
そして、建屋カバーによって画成された機械室は旋回フレームの後側に配置されており、カウンタウエイトは、機械室のさらに後側、即ち、旋回フレームの後端部に取り付けられている。一方、キャブおよび作業装置は旋回フレームの前側に配置され、燃料タンクおよび作動油タンクは、旋回フレームの前側から中間部にかけて配置されている。
【０００４】
さらに、燃料タンクおよび作動油タンクは、旋回フレーム上に前後方向に並んで配置されている。即ち、旋回フレームの例えば右前側に燃料タンクが配置され、その後方に作動油タンクが燃料タンクと隣接するように配置されている。
【０００５】
また、一般的な建設機械において、旋回フレーム上に載置された燃料タンク、作動油タンクおよび建屋カバーの高さ寸法は等しく、さらに、旋回フレームに取り付けられたカウンタウエイトは、その上側面が、燃料タンク、作動油タンクおよび建屋カバーの上側面と高さ方向において一致するように形成されている。これにより、上部旋回体の上側面は広範囲に亘ってほぼ平面である。これに対し、燃料タンクの高さが、作動油タンク、建屋カバーおよびカウンタウエイトの高さの半分程度に設定されている建設機械も知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
一方、建設機械には、上部旋回体を旋回させる油圧モータ、作業装置を動作させる油圧シリンダ装置などの多数の油圧アクチュエータが設けられており、これらのアクチュエータを動作させるための油圧回路が形成されている。そして、作動油タンクに貯えられた作動油は、これらアクチュエータを動作させるための圧油として用いられる。即ち、作動油タンク内の作動油は、油圧ポンプにより吸い込まれ、圧油となって各アクチュエータに供給される。そして、各アクチュエータから排出された圧油は、再び作動油タンクに戻される。
【０００７】
ここで、作動油タンク内の作動油は、作動油タンクと油圧ポンプとの間を接続するサクション配管を介して油圧ポンプに供給される。サクション配管の一端側は、作動油タンク内の作動油を油圧ポンプにより効率よく吸い込ませるため、作動油タンクの底面に形成された作動油供給口に接続されている。そして、サクション配管の他端側は、作動油タンクの下方で後方に向くように屈曲した後、建屋カバー内に延び、油圧ポンプに達している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−５８４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述した従来技術による一般的な建設機械では、上部旋回体の旋回フレーム上において燃料タンクと作動油タンクとが前後方向に並んで配置されており、これらの上側面が揃うように、それぞれの高さ寸法が設定されている。このため、燃料タンクの形状が上下方向に長い縦長となる。このような縦長の燃料タンクの場合、建設機械が大きく振動したとき、多量の燃料を貯えた状態でスロッシング挙動が起こりやすい。
【００１０】
即ち、建設機械は、荒地の走行、作業装置の急激な動作、掘削作業時に建設機械が大きく傾いた状態から落下する場合など、非常に大きく振動する。このような大きな振動が建設機械に発生すると、燃料タンクおよびその内部の燃料が大きく振動する。ここで、燃料は液体であるため、燃料タンクの上面板と燃料の液面との間に空間がある場合には、振動により燃料の液面が波打つスロッシング挙動が起こる。
【００１１】
そして、上下方向に長い縦長の燃料タンクの場合には、同一容積の前後方向に長い横長の燃料タンクと比較し、内部に燃料を多量に貯えた状態でも、燃料タンクの上面板と燃料の液面との間に大きな空間が形成される。このため、縦長の燃料タンクの場合には、多量の燃料を貯えた状態でスロッシング挙動が起こりやすい。
【００１２】
多量の燃料を貯えた状態（例えば燃料の残量が７０％付近）でスロッシング挙動が起こると、波の大きさと燃料の重量とにより、燃料タンクの側壁に非常に大きな荷重がかかることがある。この結果、燃料タンクの耐久性が低下する。
【００１３】
さらに、縦長の燃料タンクに多量の燃料が貯えられた状態では、燃料タンクの重心位置が高い位置にあるため、スロッシング挙動により、燃料タンクの底面板と旋回フレームとを接続している取付部（例えば取付ボルト）に大きな慣性モーメントがかかる。この結果、燃料タンクの取付部の耐久性が低下する。
【００１４】
特に、作動油タンクに貯えられる作動油の量は常時ほぼ一定であるのに対し、燃料タンクに貯えられる燃料の量は、燃料の消費により変動する。燃料タンク内の燃料の量が変動すると、燃料のスロッシング挙動によって燃料タンクの側壁に加わる荷重の場所、大きさ、周期などが変化する。このため、荷重がかかる箇所を補強するなど、スロッシング挙動に対する耐久性を高めるための措置を燃料タンク等に講ずることは容易でない。
【００１５】
一方、作動油を作動油タンクから油圧ポンプに供給するサクション配管は、上述したように、その一端側が、作動油タンクの底面に形成された作動油供給口に接続され、他端側が、作動油タンクの下方で後方に向くように屈曲した後、建屋カバー内に延び、油圧ポンプに達している。
【００１６】
ここで、作動油タンクは、その底面板が旋回フレームに取り付けられているため、サクション配管を配置するために作動油タンクの下方に確保可能な空間は、作動油タンクの底面板と旋回フレームの底部との間の狭い空間、即ち高さ方向の距離が小さい空間のみである。このため、サクション配管を作動油タンクの下方でＬ字状に屈曲させざるを得ない。サクション配管がＬ字状に屈曲することにより、油圧ポンプによる作動油の吸込時に圧力損失が発生し易くなり、作動油の吸込特性が低下するという問題がある。
【００１７】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、燃料のスロッシング挙動によって燃料タンク等に加わる力を抑制することにより、燃料タンク等の耐久性を高めることができ、また、油圧ポンプによる作動油の吸込時に生じる圧力損失を小さくすることができる建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前部に俯仰動可能に設けられた作業装置とからなり、前記上部旋回体は、支持構造体を形成する旋回フレームと、該旋回フレーム上に設けられたエンジンと、該エンジンによって駆動され圧油を供給する油圧ポンプと、前記エンジンおよび油圧ポンプを含む搭載機器を収容する建屋カバーと、該建屋カバーと異なる位置で前記旋回フレーム上に設けられ、燃料を貯える燃料タンクおよび作動油を貯える作動油タンクとを備えてなる建設機械に適用される。
【００１９】
そして、請求項１に係る発明の特徴は、前記燃料タンクは前記建屋カバーの高さ寸法よりも小さい高さ寸法を有して前記旋回フレーム上に載置する構成とし、前記作動油タンクは前記燃料タンク上に重ねて載置する構成としたことにある。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、請求項２に係る発明は、前記燃料タンクと作動油タンクとの合計高さ寸法を前記建屋カバーの高さ寸法と等しくしたことにある。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、請求項３に係る発明は、前記作動油タンクの底面に形成された作動油の供給口と前記油圧ポンプとの間を接続するサクション配管を円弧状の管体として形成したことにある。
【発明の効果】
【００２２】
上述した請求項１に係る発明によれば、燃料タンクの高さ寸法を建屋カバーの高さ寸法よりも小さくし、燃料タンクの上に作動油タンクを重ねて載置する構成としたことにより、燃料タンクの形状を旋回フレームの前後方向に長い横長にすることができる。これにより、燃料タンクの上面板と燃料の液面との間の空間が小さくなるので、多量な燃料が貯えられた状態での燃料のスロッシング挙動が起こりにくくなる。したがって、スロッシング挙動によって燃料タンクの側壁に加わる荷重を小さくすることができる。よって、燃料タンクの耐久性を高めることができる。
【００２３】
また、燃料タンクの形状を横長にすると共に、燃料タンクを作動油タンクの下方の低い位置に配置することにより、燃料タンクの重心位置を下げることができる。これにより、燃料のスロッシング挙動が発生したときに、燃料タンクを旋回フレームに取り付ける取付部にかかる慣性モーメントを小さくすることができる。よって、燃料タンクの取付部の耐久性を高めることができる。
【００２４】
また、請求項２に係る発明によれば、燃料タンクと作動油タンクとの合計高さ寸法を建屋カバーの高さ寸法と等しくしたことにより、燃料タンクの配置を低くすることができ、燃料のスロッシング挙動を効果的に抑えて燃料タンク等に加わる荷重を小さくすることができる。これにより、燃料タンク等の耐久性を高めることができる。さらに、燃料タンク上に搭載された作動油タンクの上側面と建屋カバーの上側面との高さ方向における位置を一致させることができ、上部旋回体の上側面の広い範囲を平面にすることができる。これにより、作業者が上部旋回体上に載ってメンテナンス作業等をする際に、作業の容易性および安全性を向上させることができ、また、建設機械の美観を高めることができる。
【００２５】
また、請求項３に係る発明によれば、作動油タンクの底面に形成された作動油の供給口と油圧ポンプとの間を接続するサクション配管を円弧状の管体として形成したことにより、油圧ポンプによりサクション配管を介して作動油を吸引するときに発生する圧力損失を小さくすることができ、作動油の吸込特性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態による油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態による油圧ショベルの下部走行体および上部旋回体等を示す斜視図である。
【図３】作業装置および運転室を取り外した状態の上部旋回体を示す、図２中矢示III-III方向の縦断面図である。
【図４】図３中の矢示IV-IV方向からみた上部旋回体の右側部位の横断面図である。
【図５】図３中の矢示V-V方向からみた上部旋回体の右側部位の側面図である。
【図６】本発明の実施形態による油圧ショベルの燃料タンク内における燃料のスロッシング挙動を示す説明図である。
【図７】比較例の燃料タンク内における燃料のスロッシング挙動を示す説明図である。
【図８】本発明の変形例による油圧ショベルの上部旋回体を示す、図３と同じ位置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明による建設機械の実施の形態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８に従って説明する。
【００２８】
図１において、１は建設機械としての油圧ショベルであり、該油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、該上部旋回体４の前部に俯仰動可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置５とにより大略構成されている。
【００２９】
６は上部旋回体４の支持構造体を形成する旋回フレームで、該旋回フレーム６上には、図２、図３に示すように、後述するエンジン７、油圧ポンプ８、建屋カバー９、カウンタウエイト１２、キャブ１３、燃料タンク１４および作動油タンク１８等が搭載されている。
【００３０】
７はエンジンを示し、該エンジン７は、旋回フレーム６上の後側に横置き状態で設けられている。８はエンジン７の右側に付設された油圧ポンプで、該油圧ポンプ８は、エンジン７により駆動され、作動油タンク１８内の作動油を吸い込み、この作動油を圧油として油圧ショベル１に設けられた制御弁およびアクチュエータ等に供給する。これにより、制御弁およびアクチュエータ等が動作し、下部走行体２の走行、上部旋回体４の旋回、作業装置５の動作等が制御される。
【００３１】
９はエンジン７および油圧ポンプ８等を覆うように旋回フレーム６上に設けられた建屋カバーであり、該建屋カバーは、エンジン７、油圧ポンプ８、制御弁、熱交換器（図示せず）等の搭載機器を収容する機械室１０を画成している。そして、該建屋カバー９は、図２に示すように、上面カバー９Ａ、右側面カバー９Ｂおよび左側面カバー９Ｃからなり、右側面カバー９Ｂは開閉可能である。また、上面カバー９Ａには開口部（図示せず）が形成され、該開口部を覆うようにエンジンカバー１１が開閉可能に設けられている。
【００３２】
また、図３に示すように、建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１、即ち、旋回フレーム６に接している右側面カバー９Ｂまたは左側面カバー９Ｃの下端面から、上面カバー９Ａの上側面までの距離は、上面カバー９Ａの上側面が、後述のカウンタウエイト１２の上側面等とほぼ一致するように設定されている。これにより、上部旋回体４上は、図２に示すように、その中間部から後側にかけて広い範囲に亘って平面となっている。
【００３３】
１２は旋回フレーム６の後端部に取付けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト１２は、作業装置５との重量バランスをとるものである。一方、１３は旋回フレーム６の左前側に設けられたキャブである。
【００３４】
１４はエンジン７の燃料を貯える燃料タンクで、該燃料タンク１４は、旋回フレーム６上の右前側に配置されている。そして、該燃料タンク１４は、図３、図４に示すように、上面板１４Ａ、底面板１４Ｂ、前側面板１４Ｃ、後側面板１４Ｄ、左側面板１４Ｅおよび右側面板１４Ｆを有する箱体として形成されている。また、燃料タンク１４は、取付ボルト１５を用いて底面板１４Ｂを旋回フレーム６の張出しビームに取り付けることにより、旋回フレーム６上に固定されている。
【００３５】
ここで、燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２、即ち、底面板１４Ｂの下側面から上面板１４Ａの上側面までの距離は、建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１よりも小さく、具体的には寸法Ｈ１のおよそ２分の１である。
【００３６】
また、燃料タンク１４の形状は前後方向に長い横長である。即ち、図３に示すように、燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２は、燃料タンク１４の前後方向の幅寸法Ｗ１（前側面板１４Ｃの前側面から後側面板１４Ｄの後側面までの距離）よりも小さい（Ｈ２＜Ｗ１）。さらに、図４に示すように、燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２は、燃料タンク１４の左右方向の幅寸法Ｗ２（左側面板１４Ｅの左側面から右側面板１４Ｆの右側面までの距離）よりも小さい（Ｈ２＜Ｗ２）。
【００３７】
また、燃料タンク１４の上面板１４Ａの前側には燃料給油口１６が設けられている。さらに、底面板１４Ｂには燃料供給口１４Ｇが形成されており、該燃料供給口１４Ｇには、燃料タンク１４内の燃料をエンジン７に供給するための燃料供給配管１７が接続されている。
【００３８】
１８は作動油を貯える作動油タンクで、該作動油タンク１８は燃料タンク１４上に重ねて載置されている。そして、該作動油タンク１８は、上面板１８Ａ、底面板１８Ｂ、前側面板１８Ｃ、後側面板１８Ｄ、左側面板１８Ｅおよび右側面板１８Ｆを有する箱体として形成されている。また、作動油タンク１８は、図４に示すように、取付ボルト１９を用いて底面板１８Ｂを燃料タンク１４の上面板１４Ａに取り付けることにより、燃料タンク１４上に固定されている。
【００３９】
ここで、作動油タンク１８の高さ寸法Ｈ３、即ち、底面板１８Ｂの下側面から上面板１８Ａの上側面までの距離は、建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１よりも小さく、具体的には、建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１から燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２を引いた値である。即ち、燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２と作動油タンク１８の高さ寸法Ｈ３との合計が建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１と等しく、これにより、作動油タンク１８の上側面は、建屋カバー９の上側面と一致している。
【００４０】
また、作動油タンク１８は、燃料タンク１４上に積載されているものの、燃料タンク１４と完全に重なり合っているのではなく、燃料タンク１４よりも後方にずれた位置に配置されている。これにより、作動油タンク１８後部の下方に位置して燃料タンク１４と機械室１０との間には、空間２０が形成されている。
【００４１】
さらに、作動油タンク１８の上面板１８Ａには作動油給油口２１が設けられ、該作動油給油口２１には、作動油タンク１８内に向けて延びる筒状のフィルタ２２が設けられている。また、左側面板１８Ｅに形成された挿入孔１８Ｇにはリターン配管２３が挿入され、該リターン配管２３の端部はフィルタ２２内に連通している。一方、作動油タンク１８の底面板１８Ｂの後部であって空間２０の上方には作動油供給口１８Ｈが形成され、該作動油供給口１８Ｈには、後述するサクション配管２４が接続されている。
【００４２】
２４は作動油タンク１８の底面板１８Ｂに形成された作動油供給口１８Ｈと油圧ポンプ８との間を接続するサクション配管で、該サクション配管２４は例えば可撓性材料により形成された可撓配管である。作動油タンク１８内の作動油は該サクション配管２４を介して油圧ポンプ８により吸い込まれ、圧油となって、油圧ショベル１に設けられた制御弁およびアクチュエータ等に供給される。そして、アクチュエータ等から排出された作動油は、リターン配管２３を介して作動油タンク１８内に戻る。作動油が作動油タンク１８内に戻る際、作動油はフィルタ２２により濾過される。
【００４３】
ここで、サクション配管２４は円弧状の管体として形成されている。即ち、サクション配管２４は、作動油タンク１８の作動油供給口１８Ｈから油圧ポンプ８に到達するまでの間、作動油供給口１８Ｈの下方に位置して燃料タンク１４と機械室１０との間に形成された空間２０を通り、緩やかに曲がりながら円弧状に伸張している。
【００４４】
一方、燃料タンク１４および作動油タンク１８の前方には、これらのタンクの前側面を覆うフロント化粧カバー２５が設けられている。さらに、該フロント化粧カバー２５には、フロント化粧カバー２５の内外を連通させる窓部２５Ａが燃料給油口１６と対応する位置に形成されている。これにより、作業者は、窓部２５Ａを通じ、燃料給油口１６の蓋の開け閉めや、燃料の給油を容易に行うことができる。また、２６は作業者が上部旋回体４上に上るときに用いるステップであり、図４中の２７は燃料タンク１４および作動油タンク１８を側方から覆うサイド化粧カバーである。
【００４５】
本発明の実施形態による油圧ショベル１は上述したような構成を有するものであり、次に、その作用効果について図６および図７に従って説明する。即ち、図６は、本発明の実施形態による油圧ショベル１に搭載され燃料タンク１４を示し、図７は、比較例による一般的な油圧ショベルに搭載された燃料タンクを示す。ここで、図７中の比較例による燃料タンク４１は、上面板４１Ａ、底面板４１Ｂ、前側面板４１Ｃ、後側面板４１Ｄ、左側面板４１Ｅおよび右側面板（図示せず）から上下方向に長い縦長の箱体として形成されている。また、図６中の燃料タンク１４と図７中の燃料タンク４１とは相互に同一の容積を有し、両者の内部に同一の量の燃料が貯えられているものとする。
【００４６】
図６において、例えば掘削作業により油圧ショベル１が大きく振動し、燃料タンク１４が激しく振動すると、燃料タンク１４内において燃料のスロッシング挙動が起こり、これにより、燃料タンク１４の側壁、例えば前側面板１４Ｃおよび後側面板１４Ｄに荷重が加わる。一方、比較例による油圧ショベルが大きく振動し、燃料タンク４１が激しく振動すると、図７に示すように、燃料タンク４１内において燃料のスロッシング挙動が起こり、これにより、燃料タンク４１の側壁、例えば前側面板４１Ｃおよび後側面板４１Ｄに荷重が加わる。
【００４７】
ここで、図６に示す燃料タンク１４の形状は前後方向に長い横長であるため、燃料タンク１４の上面板１４Ａと燃料の液面との距離が小さい。このため、燃料タンク１４の振動によりスロッシング挙動が起こりにくく、また、図６に示すようにスロッシング挙動が起こってもその程度は小さい。この結果、スロッシング挙動により燃料タンク１４の側壁に加わる荷重は小さい。
【００４８】
これに対し、図７に示す燃料タンク４１の形状は上下方向に長い縦長であるため、燃料タンク４１の上面板４１Ａと燃料の液面との距離が大きい。このため、燃料タンク４１の振動によりスロッシング挙動が起こりやすく、また、図７に示すようにスロッシング挙動が起こった場合にはその程度が大きくなる。この結果、スロッシング挙動により燃料タンク４１の側壁に加わる荷重は、図６中の燃料タンク１４の場合と比較して大きくなる。
【００４９】
さらに、図６中の燃料タンク１４の形状は横長であり、しかも、該燃料タンク１４は、図３に示すように、作動油タンク１８の下側の地面に近い位置に配置されている。このため、図６中の燃料タンク１４は、図７中の燃料タンク４１と比較して重心位置が低い。このため、燃料タンク１４は、燃料タンク４１と比較して、燃料のスロッシング挙動が起こりにくく、スロッシング挙動が起こったとしても、燃料タンク１４の底側、および燃料タンク１４と旋回フレーム６とを接続する取付ボルト１５等にかかる慣性モーメントは小さい。
【００５０】
以上説明した通り、本発明の実施形態による油圧ショベル１は、燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２を建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１よりも小さくし、燃料タンク１４の上に作動油タンク１８を重ねて載置する構成としている。これにより、燃料タンク１４の形状を前後方向に長い横長にすることができ、燃料タンク１４の上面板１４Ａと燃料の液面との間の空間を小さくすることができ、さらに、燃料タンク１４の重心位置を低くすることができる。
【００５１】
したがって、多量な燃料が貯えられた状態での燃料のスロッシング挙動が起こりにくくすることができる。また、多量な燃料が貯えられた状態でスロッシング挙動が起こったとしても、スロッシング挙動によって燃料タンク１４の側壁に加わる荷重を小さくすることができると共に、燃料タンク１４を旋回フレーム６に取り付ける取付ボルト１５等にかかる慣性モーメントを小さくすることができる。よって、燃料タンク１４および取付ボルト１５等の耐久性を高めることができる。
【００５２】
また、上述したように、作動油タンク１８に貯えられる作動油の量は常時ほぼ一定であるのに対し、燃料タンク１４に貯えられる燃料の量は、燃料の消費により変動するため、燃料のスロッシング挙動によって燃料タンク１４の側壁に加わる荷重や、燃料タンク１４の取付ボルト１５にかかる慣性モーメントを事前に予測することが難しく、燃料タンク１４等に補強を施すことが難しい。しかし、本発明の実施形態によれば、作動油タンク１８を上段とし、燃料タンク１４を下段とすることにより、作動油タンク１８における作動油のスロッシング挙動よりも燃料タンク１４における燃料のスロッシング挙動を効果的に抑制することができ、燃料タンク１４の耐久性を効果的に高めることができる。
【００５３】
また、本発明の実施形態による油圧ショベル１によれば、燃料タンク１４と作動油タンク１８との合計高さ寸法（Ｈ２＋Ｈ３）を建屋カバー９の高さ寸法Ｈ１と等しくしたことにより、燃料タンク１４の配置を低くすることができ、燃料タンク１４等に加わる荷重を小さくし、燃料タンク１４等の耐久性を高めることができる。
【００５４】
さらに、燃料タンク１４上に搭載された作動油タンク１８の上側面と建屋カバー９の上側面との高さ方向における位置を一致させることができ、上部旋回体４の上側面の広い範囲を平面にすることができる。これにより、作業者が上部旋回体４上に載ってメンテナンス作業等をする際に、作業の容易性および安全性を向上させることができると共に、油圧ショベル１の美観を高めることができる。
【００５５】
また、本発明の実施形態による油圧ショベル１では、作動油タンク１８を燃料タンク１４上に載置することにより、作動油タンク１８の底面板１８Ｂに形成された作動油供給口１８Ｈの位置を高くすると共に、作動油タンク１８の作動油供給口１８Ｈの下方に位置して燃料タンク１４と機械室１０との間に空間２０を形成している。
【００５６】
ここで、空間２０の高さ方向における距離は燃料タンク１４の高さ寸法Ｈ２に等しいため、上述したように、サクション配管を配設する空間が狭い従来技術による一般的な油圧ショベルの場合と比較して、サクション配管２４を空間２０を介して大きなゆとりをもって配設することができる。これにより、作動油供給口１８Ｈと油圧ポンプ８とを接続するサクション配管２４を、空間２０を通すことによって緩やかに湾曲する円弧状とすることができ、サクション配管２４からＬ字状の屈曲部を廃することができる。したがって、油圧ポンプ８によりサクション配管２４を介して作動油を吸引するときに発生する圧力損失を小さくすることができ、作動油の吸込特性を高めることができる。
【００５７】
さらに、本発明の実施形態による油圧ショベル１では、作動油タンク１８を燃料タンク１４上に載置することにより、作動油タンク１８の底面を高い位置に配置することができる。これにより、作動油タンク１８内の作動油を、重力により、作動油供給口１８Ｈから流出させ、サクション配管２４を介して油圧ポンプ８に送ることができる。したがって、サクション配管２４を介して油圧ポンプ８により作動油タンク１８内の作動油を吸い込むときに、油圧ポンプ８の駆動により生成する作動油の吸込力を小さくしても、作動油の吸込を十分に行うことが可能となり、作動油の吸込特性を高めることができる。
【００５８】
なお、上述した実施形態による油圧ショベル１では、図３に示すように、燃料タンク１４の上面板１４Ａの前側に燃料給油口１６を配置したが、これに代え、図８に示すように、燃料給油口１６を燃料タンク１４の前側面板１４Ｃの上側に配置してもよい。また、サクション配管２４は、可撓性材料から形成された可撓配管に限らず、金属パイプまたは硬質樹脂パイプ等により形成された固形配管としてもよい。
【００５９】
さらに、本発明は、クローラ式の油圧ショベルに限らず、例えばタイヤ等からなるホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに適用することも可能であり、それ以外にも、リフトトラック、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 油圧ショベル（建設機械）
４ 上部旋回体
６ 旋回フレーム
７ エンジン
８ 油圧ポンプ
９ 建屋カバー
１４ 燃料タンク
１５ 取付ボルト
１８ 作動油タンク
１８Ｈ 作動油供給口
２４ サクション配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前部に俯仰動可能に設けられた作業装置とからなり、
前記上部旋回体は、支持構造体を形成する旋回フレームと、該旋回フレーム上に設けられたエンジンと、該エンジンによって駆動され圧油を供給する油圧ポンプと、前記エンジンおよび油圧ポンプを含む搭載機器を収容する建屋カバーと、該建屋カバーと異なる位置で前記旋回フレーム上に設けられ、燃料を貯える燃料タンクおよび作動油を貯える作動油タンクとを備えてなる建設機械において、
前記燃料タンクは前記建屋カバーの高さ寸法よりも小さい高さ寸法を有して前記旋回フレーム上に載置する構成とし、前記作動油タンクは前記燃料タンク上に重ねて載置する構成としてなる建設機械。
【請求項２】
前記燃料タンクと作動油タンクとの合計高さ寸法は前記建屋カバーの高さ寸法と等しい構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
前記作動油タンクの底面に形成された作動油の供給口と前記油圧ポンプとの間を接続するサクション配管は円弧状の管体として形成してなる請求項１または２に記載の建設機械。
【請求項１】
自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前部に俯仰動可能に設けられた作業装置とからなり、
前記上部旋回体は、支持構造体を形成する旋回フレームと、該旋回フレーム上に設けられたエンジンと、該エンジンによって駆動され圧油を供給する油圧ポンプと、前記エンジンおよび油圧ポンプを含む搭載機器を収容する建屋カバーと、該建屋カバーと異なる位置で前記旋回フレーム上に設けられ、燃料を貯える燃料タンクおよび作動油を貯える作動油タンクとを備えてなる建設機械において、
前記燃料タンクは前記建屋カバーの高さ寸法よりも小さい高さ寸法を有して前記旋回フレーム上に載置する構成とし、前記作動油タンクは前記燃料タンク上に重ねて載置する構成としてなる建設機械。
【請求項２】
前記燃料タンクと作動油タンクとの合計高さ寸法は前記建屋カバーの高さ寸法と等しい構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
前記作動油タンクの底面に形成された作動油の供給口と前記油圧ポンプとの間を接続するサクション配管は円弧状の管体として形成してなる請求項１または２に記載の建設機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２２９７４０（Ｐ２０１０−２２９７４０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７９６７０（Ｐ２００９−７９６７０）
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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