JP5564280B2 - 建設機械用レインハット装置 - Google Patents

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Description

本発明は、建設機械用レインハット装置に関するものであって、より詳細には、スイングカバーが、排気管先端部から離間されて浮いた状態で設けられることによって、雨水が排気管の先端部側に入るのを防ぐことができ、且つ、エンジン停止時又は排気ガスが噴出しない時には、スイングカバーと排気管先端部との間における接触及び衝突騒音を除去することができるように改良した建設機械用レインハット装置に関する。
図1は、従来の掘削機を概略的に示した側面図である。図面を参照するに、図面符号101は上部旋回体、102は下部走行体、103は作業装置、104はエンジンルーム、105はエンジンの排気ガスを放出するための排気管(エキゾーストパイプ)、118は運転室を示す。前述した作業装置103は、ブーム10、ブームシリンダ9、アーム12、アームシリンダ11、バケット14及びバケットシリンダ13を含む。また、上部旋回体101は、下部走行体102の上部で旋回モータ(図示せず)により旋回することができる。
前記した排気管105は、雨水が内部に流入するのを防ぐため、先端部を曲げて斜め上向きに形成し、ガスを放出するのが通常である。
大型掘削機やローダーを輸送する時、機械全体の高さ、幅、長さを、法規に定められた輸送制限寸法以内に収めなければならない。したがって、前方の作業装置103は分解して外すのが一般的である。また、運転室118は分解するのが困難なため、装着した状態で、限界寸法以内とする。しかし、排気管105の場合は、その高さが運転室118よりどうしても高くなるので、輸送のためには分解しなければならない。これが手間を食い、非常に面倒である。そのため、排気管105を短くし、排気ガスを排気管105の上方に向けて排出したいが、排気管吐出口106aに雨水が進入する虞があるので、図2Aに示したように、レインハット20と呼ばれる、所定の雨水進入防止装置を用いる。
図2は、従来の建設機械用レインハット装置を概略的に示したものであって、図2Aは、排気管の先端部とレインハットが組み合わされた部分断面図であり、図2Bは、図2Aに示した排気管の先端部にレインハットが組み合わされた側面図である。
図2を参照して具体的に説明すると、レインハット20は、スイングレバー22、キャップ23、ウエイト部24、回動支持ピン25、支持ブラケット26、排気管取り付け部27、固定ボルト28より構成されている。従来のレインハット20は、前記キャップ23が排気管105の先端部の吐出口を塞ぐことができるように、支持ブラケット26を排気管105の先端部106の一側に配置した後、前記固定ボルト28により締め付けられる。
前記スイングレバーは、キャップ23及びウエイト部24と共に回動支持ピン25の周りに、図において反時計方向に、回転することができる。それによって、排気管105の先端部106の吐出口に前記レインハット20のキャップ23の内側が接触し、前記キャップ23は、その内側面21が排気管105の先端部106の端面に乗った形になっている。
ここで、前述した排気管105の先端部106は、排気ガス吐出口106aを形成する側面に隣接するので、前記レインハット20のキャップ23は、排気管105の先端部106に隣接した排気ガス吐出口106aに乗った形になっている。
図3は、図2に示した従来の建設機械用レインハット装置の作動を説明する図面である。図面符号30は、エンジン駆動時、排気管105の先端部106及び吐出口を通じて高速排出される排気ガスの流れを概略的に示したものである。前記排気ガス30の動的な噴射力によりキャップ23は押し上げられ、図において反時計方向に回転した状態となり、排気管105の先端部106及び排気ガス吐出口106aが開放される。排気ガス30は、排気管105の外側に噴出されると同時に、その動的な圧力により、キャップ23を、排気管105の先端部106及び吐出口106aより高い位置に保持し続ける。
従来の建設機械用レインハット装置において、キャップ23と共に回動するウエイト部24及びスイングレバー22は、レインハット20の可動部を成しており、もしエンジンが停止すると、排気ガス30の動的な力がなくなるので、前記キャップ23及び可動部は自重により時計方向に回転し、内側面21が排気管105の先端部106及び排気ガス吐出口106a上に接触する位置に戻り、排気ガス吐出口106aに乗った形になっている。
図2及び図3を参照してその作動原理を詳細に説明すると、レインハット20の可動部であるスイングレバー22及びウェイト部24の重心G1が、回動ピン25からキャップ23の間に設けられる離間地点Aに形成される。前述した可動部の重量をWとすれば、可動部の回転モーメントMは、M=WxAの力で働くので、可動部は時計方向に回転しようとするが、キャップ23は、その内側面21が排気管105の先端面106の端面に接触し、排気ガス吐出口106aを密閉状態に保持する。
すなわち、キャップ23は、常に、排気管105の先端部106に形成される排気ガス吐出口106aの端面を密閉して雨水の流入を塞ぐ機能を備えている。
ところで、エンジンが駆動し、排気ガス30が排出されると、排気ガスの動的な吐出圧力が、キャップ23及び可動部の回転モーメントに打ち勝ち、キャップ23を、図において反時計方向に持ち上げる。
この際、キャップ23を含む可動部全体の重心G1が、回動ピン25の上方に移動し、第2地点BのG2位置に移動するが、まだ重力方向にキャップ23及び可動部の回転モーメントMが作用し、この回転モーメントMは、第2位置Bに比例して発生する。この後、エンジンが停止すると、キャップ23を持ち上げる排気ガスの圧力がなくなるので、キャップ23、スイングレバー22が時計方向に回動し、排気管105の排気ガス吐出口106aを塞ぐように元の位置の重心G1に変わる。
したがって、従来の建設機械用レインハット装置は、キャップ23が高速の排気ガスが排出される圧力によって空気中に浮いた状態で保持されるが、エンジンのアイドリング状態のように回転数が低いとき、又はエンジンの駆動が停止するときには、排出ガスの圧力が前述した回転モーメントMより小さいので、排気管105の先端部106から吐き出される排気ガスの圧力変動によりキャップ23の内側面21と排気管105の先端部106が相互衝突及び接触することになり、カラカラという音を発するという問題点があった。
これが、運転者や周りの人たちにとって非常に耳ざわりなものであり、作業効率を低減させる問題につながる。
また、大型掘削機の場合、排気管105の先端部106の長さが長くなるので、輸送のためには手間のかかる排気管の分解組立の作業を繰り返して要求するなど、作業工数を増大させる問題も抱えていた。
したがって、本発明は、前述した問題点等を解決するために案出されたものであって、エンジン停止時やアイドリング駆動時及びエンジン稼動時、排気ガスが放出されても、カバー支持部及びウエイト部を含むスイングカバーの重心が、固定シャフトの下部で保持されることによって、スイングカバーと排気管先端部及び排気ガス吐出口との間における接触や衝突が防がれるので、カラカラという不快な機械音を低減することができる建設機械用レインハット装置を提供することにその目的がある。
前述した目的を達成するために本発明による建設機械用レインハット装置は、排気管先端部の排気ガス吐出口に隣接して設けられ、雨水の浸入を遮断する建設機械用レインハット装置において、前記排気管先端部の排気ガス吐出口の上部に設けられる固定シャフトを備えており、前記固定シャフトを前記排気管先端部より高い位置に固定するマウンティングブラケットと、前記固定シャフトに軸結合され、前記固定シャフトと前記排気ガス吐出口との間に延長形成されるカバー支持部と重量体を有するウエイト部を備えており、前記排気ガス吐出口を通じて放出される排気ガスの吐出圧力により前記カバー支持部が前記固定シャフを中心として回動可能に設けられるスイングカバーとを含み、前記排気ガス吐出圧力の発生時、前記固定シャフトと前記排気ガス吐出口との間に重心Gが来るように前記スイングカバーが前記カバー支持部により前記排気ガス吐出口の上側に浮いている状態で固定されている。
また、前記マウンティングブラケットの一側に、前記排気管先端部に組み合わされるようにクランプ部材が構成されている。
また、前記マウンティングブラケットがエンジンルームの一側に固定設置される。
また、前記マウンティングブラケットに、前記固定シャフトの両側先端部を支持するサポートコラムが構成されている。
さらに、本発明による建設機械用レインハット装置は、排気管先端部の排気ガス吐出口に隣接して設けられ、雨水の浸入を遮断する建設機械用レインハット装置において、前記排気管先端部の排気ガス吐出口の上部に設けられる固定シャフトを備えており、前記固定シャフトを前記排気管の先端部より高い位置に支持するマウンティングブラケットと、前記固定シャフトに軸結合され、前記固定シャフトと前記排気ガス吐出口との間に延長形成されるカバー支持部と重量体を有するウエイト部を備えており、前記排気ガス吐出口を通じて放出される排気ガスの吐出圧力により前記カバー支持部が前記固定シャフトを中心として回動可能に設けられるスイングカバーとを含み、前記マウンティングブラケットは、前記固定シャフトの両側先端部を支持するサポートコラムを備え、前記スイングカバーは、前記排気管先端部の排気ガス吐出口を介して排気ガスが放出されないとき、前記サポートコラム間及び固定シャフトの下部に重心が来るように前記カバー支持部により前記排気ガス吐出口の上側に浮いている状態で固定されている。
本発明による建設機械用レインハット装置は、スイングカバーが排気管先端部の上部に浮いている状態で設けられており、その重心が固定シャフトの下部に来るように設計されていることによって、エンジン停止時又は排気ガスの吐出圧力が発生しても、スイングカバーと排気管先端部との間における接触や衝突が大きく低減するので、カラカラという不快な音が出るのをなくすことができる。
また、マウンティングブラケットに支持される固定シャフトの設定高さをエンジンルームの上部に隣接して配置することによって、レインハット装置の全体的な高さを運転室より低く保持し得るばかりでなく、機械の輸送又は移動のためにレインハット装置を取り外さなくて良く、作業工数の削減が図れる。
従来の掘削機を概略的に示した掘削機の側面図である。 従来の建設機械用レインハット装置を概略的に示した図面であって、排気管の先端部とレインハットとが組み合わされた部分断面図である。 従来の建設機械用レインハット装置を概略的に示した図面であって、図2Aに示した排気管の先端部にレインハットが組み合わされた側面図である。 従来のレインハット装置の作動原理を説明する概略図である。 本発明の一実施例による建設機械用レインハット装置を示した図面であって、本発明による建設機械用レインハット装置の正面図である。 本発明の一実施例による建設機械用レインハット装置を示した図面であって、図4Aに示した建設機械用レインハット装置の左側面図である。 本発明の一実施例による建設機械用レインハット装置を示した図面であって、図4Aに示した建設機械用レインハット装置の右側面図である。 本発明の一実施例による建設機械用レインハット装置を示した図面であって、図4Aに示した建設機械用レインハット装置の平面図である。 本発明による建設機械用レインハット装置のスイング作動状態によって重心Gの変化を示した概略図である。 本発明の実施例により排気管の先端部に設置された状態を示す概略図である。 本発明の他の実施例によりエンジンルームに設置された状態を示す概略図である。 本発明に係る建設機械用レインハット装置が設けられた掘削機を示す概略図である。
以下、添付図面を参照し、本発明の実施例について詳細に説明する。図4は、本発明の一実施例による建設機械用レインハット装置を示す図面であって、図4Aは、建設機械用レインハット装置の正面図、図4Bは、図4Aに示した建設機械用レインハット装置の左側面図、図4Cは、図4Aに示した建設機械用レインハット装置の右側面図、図4Dは、図4Aに示した建設機械用レインハット装置の平面図である。図5は、本発明による建設機械用レインハット装置のスイング作動状態に応じて重心Gの変化を概略的に示す図面であり、図6は、本発明の実施例により排気管先端部に設置された状態を示す概略図であり、図7は、本発明の他の実施例によりエンジンルームに設置された状態を示す概略図であり、図8は、本発明に係る建設機械用レインハット装置が設けられた掘削機を概略的に示す図面である。
本発明の説明において、図面符号31は、スイングカバー、32は、前記スイングカバーを固定するカバー支持部、35は、固定シャフト、36は、マウンティングブラケットを示しており、図面符号G1は、平常時、スイングカバーの重心、G2は、排気ガスの吐出圧力により変わるスイングカバーの重心を概略的に示すものである。
図4乃至図5を参照すると、本発明の一実施例による建設機械用レインハット装置は、排気管先端部106の排気ガス吐出口106aに隣接して設けられ、雨水の浸入を遮断する建設機械用レインハット装置において、前記排気管先端部106の排気ガス吐出口106aの上部に設けられる固定シャフト35を備えており、前記固定シャフト35を前記排気管先端部106より高い位置に固定するマウンティングブラケット36と、前記固定シャフト35に軸結合され、前記固定シャフト35と前記排気ガス吐出口106aとの間に延長形成されるカバー支持部32と重量体を有するウエイト部34を備えており、前記排気ガス吐出口106aを通じて放出される排気ガスの吐出圧力により前記カバー支持部32が前記固定シャフトを中心として回動可能に設けられるスイングカバー31とを含み、前記排気ガス吐出圧力の発生時、前記固定シャフト35と前記排気ガス吐出口106aとの間に重心Gが来るように、前記スイングカバー31が前記カバー支持部32により前記排気ガス吐出口106aの上側に浮いている状態で取り付けられる。
前記ウエイト部34は、前記排気ガス吐出口106aに隣接するスイングカバー31の終端部の一側表面に一体化して搭載されるように溶接方式で固定されており、ボルト方式で設置する場合には、排気ガスの吐出圧力に起因してG1地点からG2地点に移動するスイングカバー31の重心Gが、前記固定シャフト35の下部に来るように構成することが望ましい。
前記マウンティングブラケット36の一側には、前記排気管先端部106に組み合わされるようにクランプ部材37が構成されている。
前記クランプ部材37は、前記排気管先端部106の外周縁上に密着支持されており、ボルト方式又はカップリング方式で排気管先端部106の外周縁に装着されてもよい。
本発明の他の実施例によれば、前記マウンティングブラケット36は、エンジンルーム40の一側に固定されており、この場合、前記マウンティングブラケット36は、前記排気管先端部106の排気ガス吐出口106aの上側に支持される前記固定シャフト35の設置高さを設定する機能を奏する。
図4に示したように、前記マウンティングブラケット36は、前記固定シャフト35の両側先端部に結合されるサポートコラム36a、36bを備えており、前記カバー支持部32a、32bは、前記サポートコラム36a、36b間で前記固定シャフト35に回動可能に固定されている。
一方、本発明に係る建設機械用レインハット装置は、排気管先端部106の排気ガス吐出口106aに隣接して設けられ、雨水の浸入を遮断する建設機械用レインハット装置において、前記排気管先端部106の排気ガス吐出口106aの上部に設けられる固定シャフト35を備えており、前記固定シャフト35が前記排気管先端部106より高い位置に設定されるように支持するマウンティングブラケット36と、前記固定シャフト35に軸結合され、前記固定シャフト35と前記排気ガス吐出口106aとの間に延長形成されるカバー支持部32と重量体を有するウエイト部34を備えており、排気ガス吐出口106aを介して放出される排気ガスの吐出圧力により前記カバー支持部32が前記固定シャフト35を中心として回動可能に設けられるスイングカバー31とを含み、前記マウンティングブラケット36は、前記固定シャフト35の両側先端部を支持するサポートコラム36a 、36bを備えており、前記スイングカバー31は、前記排気ガス吐出口106aを通じて排気ガスが放出されないとき、前記サポートコラム36a、36b間に来る重心Gを有するように前記カバー支持部32a、32bにより前記排気ガス吐出口106aの上側に浮いている状態で固定されている。
望ましくは、前記スイングカバー31は、前記排気ガス吐出口106aを通じて排気ガスが放出されない場合、前記サポートコラム36a、36b間及び前記固定シャフト35の下部に来る重心Gを有するように前記カバー支持部32a、32bにより支持される。
前記固定シャフト35の両側には離脱防止ピン41が設けられ、前記離脱防止ピン41は、前記スイングカバー31のスイング作動時、前記カバー支持部32a、32b、マウンティングブラケット36及びサポートコラム36a、36bを含む軸結合構成要素の離脱を防止する機能を果たす。
以下、本発明の実施例による建設機械用レインハット装置の作動原理について説明する。図4及び図5を参照すれば、本発明に係る建設機械用レインハット装置は、マウンティングブラケット36の一側に形成されたクランプ部材37が排気管吐出口106aに隣接した排気管先端部106の外周縁に結合される。
マウンティングブラケット36のサポートコラム36a、36bに固定シャフト35が設けられ、カバー支持部32の上部が前記固定シャフト35に結合されることによって、ウエイト部34を含むスイングカバーが前記固定シャフト35に吊り下げられた構造になっている。
この際、前記クランプ部材37によりスイングカバー31の下部が排気ガス吐出口106aの上部から所定距離をおいて浮いた状態で固定されており、排気ガス吐出口106aを通じて浸入する雨水や汚物が前記スイングカバー31により遮断される。
前記スイングカバー31、カバー支持部32及びウエイト部34を含む回動部の重心Gは、構造的に重力方向に対して垂直方向に作用するので、前記スイングカバー31の下部又は底面がほぼ水平になるように前記固定シャフト35の真下に設定される。
例えば、平常時、排気ガス吐出部106aから排気ガスの吐出圧力がない場合には、前記固定シャフト35の真下に前記重心Gが来るように設定されており、この際、スイングカバー31は、前記排気ガス吐出口106aから所定高さ浮いた状態で取り付けられる。
もし、エンジンを急に止める時やエンジンのアイドル駆動時、固定シャフト35に吊り下げられたスイングカバー31の重心Gは、微弱な排気ガスの吐出圧力により若干揺れても固定シャフト35の下方に存在するG1地点に近接して形成される。
これは、スイングカバー31の自重による回転モーメントMにより形成されるスイングカバーの動的な慣性力により重心の変化が発生することを意味し、たとえ微弱な変化が生じたとしてもスイングカバー31の重心Gは、平常時の位置として固定シャフト35の下部又はマウンティングブラケット36のサポートコラム36a、36b間に来るように設定されている。
反面、図5及び図6に仮想的な線で示しているように、エンジンが高速で回転し、排気ガスが排気ガス吐出口106aを通って高圧に放出される場合、その動的な噴射圧力によりカバー支持部32及びウエイト部34を有するスイングカバー31が反時計方向に回転することになる。
この際、前記スイングカバー32の重心Gは、回動シャフト35を中心として反時計方向に移動し、B地点まで離間された位置にG2として変化し、前記スイングカバー32は、回転モーメントM=WxBの力で下向き、つまり重力方向に作用する。
排気ガスの放出が続けて行われると、カバー支持部32に支持されるスイングカバー31が間歇的に直立姿勢を取ることがある。しかし、ウェイト部34が固定シャフト35の下部で大部の荷重Wを形成しているので、B地点に変わったスイングカバー31の重心G2は、固定シャフト35の下部に形成されることになる。
その後、エンジンが止まって、排気ガス吐出口106aを介して放出される排気ガスの圧力が、スイングカバー31の自重による回転モーメントM以下に低くなり、回動部のスイングカバー31は、固定シャフト35を中心として時計方向に回転し、排気ガス吐出口106aから所定距離を置いた水平位置に向けて移動する。
水平位置まで到達した時、前述した回動部の重心Gは、固定シャフト35の真下に設定されており、スイングカバー31は、排気管先端部106及び排気ガス吐出口106aに接触又は衝突せず、水平位置を保持することになる。
これは、エンジンが止められたり、エンジンのアイドリング状態でも、スイングカバー31が排気管先端部106及び排気ガス吐出口106aに接触又は衝突しないので、カラカラという音を繰り返して発することがないのを意味する。
本発明に係る他の実施例として、図7に示しているように、エンジンルーム40の上部一側にマウンティングブラケット36の下部が取り付けられていてもよく、この場合、スイングカバー31が排気管先端部106及び排気ガス吐出口106aの上部から所定距離をおいた、浮いている状態を保持するように構成されることは、前述した実施例と同じである。
したがって、 排気ガス吐出口106aを通じて噴射される排気ガスの吐出圧力によりスイングカバー31が回動ピン35を中心として反時計方向及び時計方向に移動することができ、もしエンジンが止まったり、排気ガスが放出されないときには、スイングカバー31、カバー支持部32及びウエイト部34を含む回動部の回転モーメントMによりその重心Gがほぼ固定シャフト35の真下に設定される作動原理は、前述したものと同じである。
本発明に係る建設機械用レインハットを大型掘削機に適用したい場合は、マウンティングブラケットに支持される固定シャフト35及びクランプ部材37の設定高さをエンジンルームの上部に隣接して配置することによって、レインハット装置の全体高さを運転室より低く保持することができ、機械の輸送又は移動のためにレインハット装置を分解する煩わしさや、別途の作業工数が必要となる従来の短所を解消できる。
以上のように、本発明は、添付図面及び実施例によって具体的に説明されたが、添付図面及び上記の実施例は、本発明に対する該当技術分野において通常の知識を有する者の理解を深めるために例示的に説明されたものである。したがって、前記実施例は制限的なものでない、例示的なものと認められるべきであって、本発明の範囲は、添付された特許請求範囲に記載された発明に基づいて解析されなければならず、その範囲は、該当技術分野において通常の知識を有する者による様々な変形、対案、均等物も含む。
101 上部旋回体
102 下部走行体
103 作業装置
106 排気管先端部
106a 排気ガス吐出口
31 スイングカバー
32 カバー支持部
35 回動軸
36 マウンティングブラケット
37 クランプ部材

Claims (5)

  1. 排気管先端部の排気ガス吐出口に隣接して設けられ、雨水の浸入を遮断する建設機械用レインハット装置において、
    前記排気管先端部の排気ガス吐出口の上部に設けられる固定シャフトを備えており、前記固定シャフトを前記排気管の先端部より高い位置に固定するマウンティングブラケットと、
    前記固定シャフトに軸結合され、前記固定シャフトと前記排気ガス吐出口との間に延長形成されるカバー支持部と重量体を有するウェイト部を備えており、前記排気ガス吐出口を介して放出される排気ガス吐出圧力により前記カバー支持部が前記固定シャフトを中心として回動可能に設けられるスイングカバーとを含み、
    前記スイングカバーと前記カバー支持部及び前記ウエイト部を含む回動部の重心が、前記スイングカバーがほぼ水平になるように前記固定シャフトの下方に設定され、
    前記排気ガス吐出圧力の発生時、前記固定シャフトと前記排気ガス吐出口との間に重心が来るように前記スイングカバーが前記カバー支持部により前記排気ガス吐出口の上側に浮いている状態で固定されている、建設機械用レインハット装置。
  2. 前記マウンティングブラケットの一側に、前記排気管先端部に組み合わされるようにクランプ部材が構成されている、請求項1に記載の建設機械用レインハット装置。
  3. 前記マウンティングブラケットがエンジンルームの一側に取り付けられている、請求項1に記載の建設機械用レインハット装置。
  4. 前記マウンティングブラケットに前記固定シャフトの両側先端部を支持するサポートコラムが構成されている、請求項1又は3に記載の建設機械用レインハット装置。
  5. 排気管先端部の排気ガス吐出口に隣接して設けられ、雨水の浸入を遮断する建設機械用レインハット装置において、
    前記排気管先端部の排気ガス吐出口の上部に設けられる固定シャフトを備えており、前記固定シャフトを、前記排気管先端部より高い位置に支持するマウンティングブラケットと、
    前記固定シャフトに軸結合され、前記固定シャフトと前記排気ガス吐出口との間に延長形成されるカバー支持部と重量体を有するウエイト部を備えており、前記排気ガス吐出口を介して放出される排気ガス吐出圧力により前記カバー支持部が前記固定シャフトを中心として回動可能に設けられるスイングカバーとを含み、
    前記スイングカバーと前記カバー支持部及び前記ウエイト部を含む回動部の重心が、前記スイングカバーがほぼ水平になるように前記固定シャフトの下方に設定され、
    前記マウンティングブラケットは、前記固定シャフトの両側先端部を支持するサポートコラムを備え、
    前記スイングカバーは、前記排気ガス吐出口を通じて排気ガスが放出されない場合、前記サポートコラム間及び前記固定シャフトの下部に形成される重心を有するように、前記カバー支持部により前記排気ガス吐出口の上側に浮いている状態で固定されている、建設機械用レインハット装置。
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