JP2007008364A

JP2007008364A - 建設機械のカバー開閉機構

Info

Publication number: JP2007008364A
Application number: JP2005193585A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Aoki; 芳昇青木
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-01-18

Abstract

【課題】小さな力で開閉可能にすると共に摩擦抵抗の小さい開閉機構を提供することを課題としている。
【構成】ガイドレールを有するガイド部材を収納ハウジング又はカバー体に固設すると共に、ステーの１端部をカバー体又は収納ハウジングに回動自在に設けると共に，該ステーの他端部を前記ガイドレールに摺動自在に嵌合させて設け、該カバー体を完全に開いた状態から閉じ状態に移行する際の移行開始時におけるガイドレールの形状を前記ステーの１端部と反対側方向に反った湾曲曲線又は折れ線形状に構成したことを特徴とする。
【選択図】
図１

Description

この発明は、建設機械の機械室等のような上面開口に設けた開閉自在なカバー体の開閉機構に関する技術である。更に、具体的には、該カバー体の開閉を容易にした開閉機構に関する技術である。

従来から事務機、機械装置等の装置において点検作業をための開口を設けたものがある。これらの装置では容易に点検作業ができるようにハウジングの上側に開口を設けると共に、開口の上側にカバー体を開閉自在に設けている。カバー体が小型、軽量の場合はカバー体を手動で開き、開いた状態で支持するためにステーの自由端をカバー体の適当な位置に係止させるだけで十分である。しかし、カバー体が大型又は重量の場合はカバー体にガイドレールを設けて、ステーの自由端とガイドレールを常時（摺動自在に）連結させて開閉作業及び開き状態における点検作業の安全を図っている。このようなガイドレールとステーの連結機構を設けた従来例（従来装置１）としては特許文献１に記載されている装置がある。
公開特許公報、特開２００１−１２５２３３（写真処理装置における開閉カバーとステーの連結構造）

従来装置１はガイドレールの途中に回動自在な回避機構を設けてカバー体を複数の開き角度（２箇所の角度）で保持可能にした例である。しかし、建設機械のように更に大型、重量な機械では、設けられるカバー体の重量も重くなる。このような大型、重量のカバー体を設けた場合は、カバー体の開閉作業（特に上方への開き作業）時の作業を容易にするために作業時の力を補助する手段が設けられてきた。このような補助手段を設けた従来技術としては特許文献２〜特許文献４に開示されているものがある。
公開特許公報、特開平６−１０８４９１（作業機のエンジンカバー開閉機構）公開特許公報、特開平８−２５４２９９（分割型エンジンフード）公開特許公報、特開２００３−９６８２２（カバー体を備えた作業機械）

これらの特許文献に記載の発明は何れも建設機械のエンジン等を収納する機械室の点検作業用開口に設けられた例である。特許文献２（従来装置２）ではガイドレールをカバー体に設け、ステーを収納部に設けると共に、開閉時の作業に要する力を軽減するためにカバー体にガスシリンダ（気体の圧縮性を利用したシリンダ）の一端を回動自在に固定し、ガスシリンダの他端にリンク機構を介して本体（収納部）に回動自在に連結している。従来装置２は閉じ状態でガスシリンダの気体を圧縮し、カバー体を開く際にガスシリンダの膨張力を利用したものである。

特許文献３に記載の従来装置３はステーの回動自在な固定端の代わりに巻ばねで構成したものである。従って、従来装置３ではステーと開方向の付勢手段とを一体として構成しているので、部品点数の削減、省スペースが図られている。また、特許文献４に記載の従来装置４はエンジンフード（カバー体）を２分割し、各々の端部を蝶着して観音開きできるように構成している。

以上に説明した従来装置はカバー体を開く場合に種々の手段を講じて開く作業を容易にしている。しかし、開いた状態から閉じる作業をする際に、従来の装置はガイドレールのガイド溝をカバー体表面と平行な直線溝に形成しているためにカバー体の閉じ作業の開始時にガイド溝とステーの摺動部との摩擦抵抗が大きくなり、カバー体の閉じるために大きな力を必要とするという課題があった。しかも閉じ作業開始時における力が最大となるために、閉じ作業が困難になるという課題が生じていた。また、大きな摩擦抵抗のために、接触部分の塗装が剥げて錆びる等の問題もあった。

従来装置において大きな摩擦力が生じる理由を、図５を利用して説明する。図５において，カバー体５０は点Ｐを回転中心として開閉自在（揺動可能）に設けられている。カバー体５０の裏面にガイド板５１が固設されており、ガイド板５１にはガイド溝５２ａとその終端に支持溝５２ｂとから構成されるガイドレール５２が形成されている。また、ステー５５の１端が点Ｑで回動自在に収納ハウジングに固定フレームを介して固定されている。ステー５５の他端Ｓはガイドレール５２の溝５２ａ及び５２ｂに緩挿され、摺動自在に構成されている。なお、点線はカバー体５０を閉じたときの位置を示す。図５はステー５５の摺動端Ｓが支持溝から出て、閉じ作業の開始位置にある状態を示す。カバー体５０の開き角度をθとし、閉じ作業の開始位置の開き角度θ１とする。従ってカバー体５０の重量によるモーメントＭｇ（θ）はθ＝θ１のとき最小となる。

カバー体５０を閉じるモーメントＭは外から加えるモーメントＭａとカバー体の重力によるモーメントＭｇ（θ）の合成モーメントになる。即ち、Ｍ＝Ｍａ＋Ｍｇ（θ）である。このときの摺動端Ｓと点Ｐとの距離を（ｒ）とし、摺動端Ｓに作用する力を「Ｆ」とすれば、Ｍ＝Ｆ・ｒが成立する（記号「・」はスカラー積とする）。力Ｆによって摺動端Ｓのステー５５の軸方向に圧縮力Ｆｃ、摺動端Ｓの摺動方向に加速力Ｆａ並びに摺動方向と反対向きに摩擦力Ｆｍが作用する。これらの力関係の拡大詳細図を図３（Ａ）に示す。図３（Ａ）に示すように、摺動端Ｓはガイド溝５２の上辺（右上側辺）に押圧されて摺動端Ｓの中心に力Ｆが作用し、これにより圧縮力Ｆｃ、加速力Ｆａが生じる。また、ガイド溝５２ａはカバー体５０の中心線と平行に形成されているから、力Ｆによる垂直力ＦｔはＦと等しい。即ち、Ｆ＝Ｆｔとなる。従って、摩擦抵抗Ｆｍは、Ｆｍ＝μ・Ｆ（μは静止摩擦係数）となる。摩擦抵抗Ｆｍは上記関係からも推測できるように、また、後述するように大きな値となる。
従って，本発明は上記課題を解決した装置を提供するものであり、小さな力で開閉可能にすると共に摩擦抵抗の小さい開閉機構を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するための手段として以下の構成を採用している。即ち、
請求項１に記載の発明は、機械室等の収納ハウジングの上面に設けられた開口にカバー体を開閉自在に設け、該カバー体を開閉及び開いた状態を保持するためのガイドレールとステーを具備したカバー開閉機構において、ガイドレールを有するガイド部材を収納ハウジング又はカバー体に固設すると共に、ステーの１端部をカバー体又は収納ハウジングに回動自在に設けると共に，該ステーの他端部を前記ガイドレールに摺動自在に嵌合させて設け、該カバー体を完全に開いた状態から閉じ状態に移行する際の移行開始時におけるガイドレールの形状を前記ステーの１端部と反対側方向に反った湾曲曲線形状に構成したことを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ガイドレールは板状部材に溝を形成し，該溝は前記カバー体を完全に開いた状態に前記ステーを保持するための保持部と該保持部から前記ステーをガイドするガイド部からなり、該ガイド部の溝は前記保持部と連続する端部の溝中心線の接線と前記ステーの中心線とのなす角度が１８０度未満の大きな鈍角となるように形成したことを特徴としている。

更に、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の何れか１に記載の発明において、前記ステ−の摺動部にローラを設けたことを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１に記載の発明において、前記ステーの１端部をカバー体の裏面に回動自在に設け、前記ガイド部材を前記収納ハウジングの側壁に固設したことを特徴としている。

本発明によれば、カバー体の閉じ作業時における作業力を軽減し、全体としてカバー体の開閉作業が容易になるという効果が得られる。更に，摩擦力が減少したので、摺動部分の塗装等が剥げ難くなるという効果も得られる。

以下本発明の実施形態１を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本発明を実施したカバー開閉機構の全体構成図を示す。図１において，ハウジング１０は建設機械に搭載したエンジン（図示省略）等を収納するハウジングである。ハウジング１０の開口１２の上方にカバー体１４が蝶番１６により回動自在（開閉自在）に設けられている。カバー体１４は例えば、エンジンフードであってもよい。カバー体１４の裏面の適当な個所にステー１６が揺動自在に設けられる。一方、ステー１６の自由端をガイドするガイド部材１７がハウジング１０の開口１２からの適当な位置、例えば、カバー体１４の閉じ状態の裏面に近接した位置に、図示省略のフレームやブラケット等を介して固定されている。ガイド部材１７は板部材からなり，板部材１７にはガイド溝１８が形成されており、ガイド溝１８はその１端部にカバー体１４の開き状態を保持するための折れ曲がった支持部２０とステー１６の摺動端をガイドするガイド部１９とが連続して一体の溝として設けられている。

ステー１６の摺動端は、ガイド溝１９、支持溝２０から外れないように嵌合し、かつ、摺動可能に設けられている。これによって、カバー体１４の開閉時にはステー１６の摺動端が図の左右に移動し、カバー体１４の最大開き時にはステー１６の摺動端は支持溝２０に嵌合し、図の実線で示す位置に固定される。従って，カバー体１４が最大に開いた状態に保持可能（固定可能）となる。この最大開き状態で点検等の作業を行う。カバー体１４は鉄製又は鋼製でしかも大きいのでかなりの重量があり、開閉作業（特に開き作業）を容易にするために補助手段が設けられている。

この実施形態では、補助手段として、トーション・バー２２（捻りを利用する棒状のばねで公知技術である）が収納ハウジング１０に取付けられた固定用ブラケット２３に、カバー体１４を裏面から押圧可能となるように固定されている。固定用ブラケット２３の上側面に蝶番１６が設けられており、カバー体１４が回動可能に設けられている。一方，カバー体の裏面の適切な位置にトーション・バー２２のばね力が作用するように受け部材２５が設けられている。図１にはトーション・バー２２の３つの状態が示されている。カバー体１４の最大開き状態（図の実線）では、トーション・バーは受け部材２５から離れた状態となり，ばね力はカバー体１４に作用しない。しかし、カバー体１４を閉じた状態（点線で示した下方の位置）ではばね力が最も大きく作用し、開き作業を容易にしている。中間の開き状態（点線で示した中間位置）では弱いばね力が作用する。なお、カバー体１４の自由端部には閉じた状態を固定するための固定手段２７が設けられている。

図２は本発明のステー１６とガイドレール１８の関係を示す。図２では従来技術（図５、図３（Ａ））との比較を明確にするために、ステー１６の回転固定端を収納ハウジング１０に設け、ガイド部材１７をカバー体１４の裏面に固定した場合を示している。しかし、機能的には図１の場合と同じであり，以下の説明はそのまま図１の場合に適用できる。図２において、図５（従来装置）の場合と異なる点はガイド溝１８のガイド部１９の形状がステー１６の回転固定端Ｑから半径方向に凸状に湾曲した曲線になっている点である。本実施形態の場合を図５に示した場合と同じ大きさのモーメントＭを作用させ、カバー体１４に閉じ動作を開始するための作用力Ｆが作用した場合を考える。なお、この状態ではＭｇ（θ１）は最小となり、従って、閉じ作業の開始時には大きなモーメントＭａ（又は大きな作用力Ｆ）が必要となる。

この場合におけるステー１６の摺動端Ｓに作用する力関係について以下に説明する。図３（Ｂ）において、摺動端Ｓの中心はガイド部１９の縁辺により力Ｆにより押圧される。力Ｆはステー１６を圧縮する力Ｆｃと摺動端Ｓを停止状態から加速する力Ｆａに分解される。このとき摺動端Ｓがガイド部１９の縁辺を垂直に押す反力はＦｔ（Ｆｔ＜Ｆ）となる。従って、この場合の摩擦抵抗（摩擦力）Ｆｍは、Ｆｍ＝μ・Ｆｔ＜μ・Ｆ（μは静止摩擦係数）となる。即ち、本実施形態における摩擦力Ｆｍは従来装置（図５参照）の場合よりも小さくなる。更に、本実施形態において力Ｆによって生ずる摺動端Ｓを加速する力Ｆａは、図３（Ａ）と図３（Ｂ）の比較から明らかなように、従来装置の場合の加速力Ｆａ（図３（Ａ）参照）よりも大きい。

従って、本実施形態における摺動端Ｓを実際に加速する力Ｆｒ（Ｆｒ＝Ｆａ−Ｆｍ）は、従来装置の場合に比べて更に大きくなる。即ち、同じ条件（実際の加速力Ｆｒが同じにした場合）ではカバー体１４，カバー体５０を閉じるに必要なモーメントＭａは従来装置の場合に比べて本実施形態の場合が小さくなり、摩擦抵抗Ｆｍはμ・Ｆｔよりも更に小さくすることができる。従って、本発明を利用した実施形態のカバー開閉機構では従来装置に比べてカバー体１４の閉じ作業開始に必要な力Ｆ（又はモーメントＭａ）も小さくなり、更に摩擦抵抗Ｆｍも小さくなる。即ち、カバー体を閉じるに必要な最大力（Ｆの最大値）が小さくなり、開閉作業が容易になるという効果と同時に摺動部分の塗装等が剥げ難くなるという効果も得られる。

また、図４（Ａ）は、本実施形態のステー１６の構造例を示し，図４（Ａ）の上方に平面図、下方に側面図を示す。図４（Ａ）において、回転固定端部２６には鍔２７とピン穴２６ａが設けられており、摺動端部２８には摺動部の両側に鍔２９，２９が設けられると共に摺動部にはローラ３０を設けている。なお、ローラ３０は無くてもよい。

図４（Ｂ）はガイド板１７の構造例を示す。図４（Ａ）の上方に正面図、下方に下平面図を示す。図４（Ｂ）において、ガイド板１７には貫通した溝１９からなるガイド部１９と貫通した溝２０からなる支持部が接続して形成され、ガイド部１９の反対端には挿入穴３１が設けられている。挿入穴３１の内径は鍔２９ａ、２９ｂの外径よりも大きく、溝１８及び溝１９の溝の幅は摺動部（又はローラ）の直径よりも大きく形成されている。従って，鍔２９ａ，２９ｂを固定した状態で摺動部を挿入穴３１から嵌合できるように構成されている。なお、外側の鍔２９ｂを取り外し、かつ固定可能に構成して、挿入穴３１の内径を少し小さくするように構成してもよい。

以上に説明したように、本実施形態によれば、既に述べたように、摩擦抵抗が小さくできると同時にカバー体を閉じる際の力も小さくできるという効果が得られる。
以上本発明の実施形態を図面に基づいて詳述してきたが、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではなく、実質的に同一技術と見られる改良や変更があっても本発明の技術的範囲に属する。

本発明を実施した実施形態の構成を示す。本実施形態におけるステーとガイド部材との関係を示す。（Ａ）従来装置における作用力の関係を示す。（Ｂ）本実施形態における作用力の関係を示す。（Ａ）本実施形態におけるステーの構成例を示す。（Ｂ）本実施形態におけるガイド板の構成例を示す。従来装置におけるステーとガイド部材との関係を示す。

符号の説明

１０収納ハウジング
１２開口部
１４カバー体
１６ステー
１７ガイド板
１８ガイド溝
１９ガイド部
２０支持部
２２トーション・バー
３２蝶番
Ｐカバー体回転中心
Ｑステー回転中心
Ｓ摺動部

Claims

機械室等の収納ハウジングの上面に設けられた開口にカバー体を開閉自在に設け、該カバー体を開閉及び開いた状態を保持するためのガイドレールとステーを具備したカバー開閉機構において、ガイドレールを有するガイド部材を収納ハウジング又はカバー体に固設すると共に、ステーの１端部をカバー体又は収納ハウジングに回動自在に設けると共に，該ステーの他端部を前記ガイドレールに摺動自在に嵌合させて設け、該カバー体を完全に開いた状態から閉じ状態に移行する際の移行開始時におけるガイドレールの形状を前記ステーの１端部と反対側方向に反った湾曲曲線形状に構成したことを特徴とする建設機械のカバー開閉機構。
前記ガイドレールは板状部材に溝を形成し，該溝は前記カバー体を完全に開いた状態に前記ステーを保持するための保持部と該保持部から前記ステーをガイドするガイド部からなり、該ガイド部の溝は前記保持部と連続する端部の溝中心線の接線と前記ステーの中心線とのなす角度が１８０度未満の大きな鈍角となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の建設機械のカバー開閉機構。
前記ステ−の摺動部にローラを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２の何れか１に記載の建設機械のカバー開閉機構。
前記ステーの１端部をカバー体の裏面に回動自在に設け、前記ガイド部材を前記収納ハウジングの側壁に固設したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１に記載の建設機械のカバー開閉機構。