JP5874749B2

JP5874749B2 - 建設機械のボンネット

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Publication number: JP5874749B2
Application number: JP2014007053A
Authority: JP
Inventors: 大徳塚本; 恭平小坂
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2034-01-17
Also published as: JP2015135019A; CN204510331U

Description

本発明はショベル等の建設機械においてエンジンルーム等を覆うボンネットに関するものである。

ショベルを例にとって背景技術を説明する。

ショベルは、クローラ式の下部走行体上に作業アタッチメントを備えた上部旋回体を旋回自在に搭載して構成される。

図８は上部旋回体を示す。

図示のように上部旋回体のベースとなるアッパーフレーム１上にキャビン２を含む各種設備、機器が搭載されるとともに、同フレーム１の前部に作業アタッチメント(図示省略)、後端部にカウンタウェイト３がそれぞれ装着される。

なお、この明細書においては、キャビン２の位置を左側前部とし、これを基準に上部旋回体全体及び各部についての「前後」「左右」の方向性をいうものとする。

また、図及び説明の簡略化のために本発明と直接関係のないアッパーフレーム各部の細かな図示、説明を省略する。

図９に示すように、アッパーフレーム１の後部には、メンテナンスのために上方空間を開く必要がある機器(エンジンとその関連機器)が収容されるエンジンルーム４と、上方空間を閉じておくのが望ましい機器(マフラー等の排気系の機器)が収容される機器室５が左右に隣接して設けられ、機器室５を覆う状態でアッパーフレーム１上に固定された固定フード６と、後端下部を支点としてエンジンルーム４を開閉する状態でアッパーフレーム１上に取付けられた開閉フード７とによってボンネットが構成される(特許文献１参照)。

固定、開閉両フード６，７は、それぞれ上面部６ａ，７ａと、この上面部６ａ，７ａの外縁から下向きに延びる周面部６ｂ，７ｂを備え、かつ、相隣接する周面部が開口した扁平箱状に形成され、開閉フード７の閉じ姿勢で互いの開口部６ｃ，７ｃが相連通し、かつ、互いの開口縁部同士が開閉フード側を外側にして内外に重なる状態で接合される。

この接合状態で、開閉フード７の開口部７ｃを縁取る逆Ｕ字形のラインのうち、前後両サイドのライン(接合ライン)８が上下方向の線として現れる(図９参照)。

特開２０００−１５９１５０号公報

開閉フード７の開口部７ｃが設けられた部分、つまり開口縁部は、所謂切りっ放しの状態であって、他の部分と比較して剛性、強度が低くなるため、元々、とくに両サイドの下端部が図１１中に二点鎖線で示すように外開き方向に変形し易いという問題を抱えている。

ここで、従来のボンネットにおいては、前記のように開閉フード７の接合ライン８がボンネット支持面Ａ(図９参照)に対して垂直な直線となっているため、下端に近づくほど変形の基点Ｐとの距離、すなわち変形の腕の長さｍ１が長くなり、その分、下端部の開き変形が大きくなる。

なお、「変形の基点」とは、変形しない点(固定点)であって変形部分に最も近い点をいい、図示の開閉フード７の場合、図９に示すように開口部７ｃと反対側の端部(左側端部)となる。

このため、固定フード６との接合部分に隙間が生じてエンジンルーム内の空気の流れが悪化し、また外観に表れる部分であることから見栄えが悪くなるという欠点があった。

なお、対策として、開閉フード７の開口縁部の内側または外側に別体の補強部材を溶接して補強・補剛を図ることが考えられる。

しかし、こうすると補強部材とその溶接工程が加わるためコストアップとなるとともに、重量が増加してボンネットの組立性や開閉ボンネットの場合の操作性が悪化し、かつ、溶接よる母材の品質低下をも招くことになる。

一方、両フード６，７の接合部、正確には開閉フード７の端縁部には、図１０に示すように雨水等の浸入を防止するウェザーストリップ９が設けられる。

このウェザーストリップ９は、厚み方向の荷重に最も強く、長さ方向の荷重に最も弱い特性を有している。

ここで、接合ライン８が垂直線となる従来のボンネット構造によると、ウェザーストリップ９のうちの接合ライン８に沿った部分に、ボンネット自重によって最弱方向(長さ方向)にかかる応力が大きくなり、これがウェザーストリップ９の寿命を縮める一因となっていた。

そこで本発明は、補強部材を用いずに接合ラインの変形を抑制し、併せてウェザーストリップにかかる応力を低減することができる建設機械のボンネットを提供するものである。

上記課題を解決する手段として、本発明においては、上部旋回体に固定される固定フードと、この固定フードに隣接して上部旋回体に開閉自在に取付けられる開閉フードとから成り、上記固定、開閉両フードは、
(ｉ) 上面部と、この上面部の外縁から下向きに延びる周面部とを備え、かつ、相隣接する周面部に、上記開閉フードの閉じ姿勢で相連通する開口部を有する扁平箱状に形成され、
(ｉｉ) 互いの開口縁部同士が、開閉フード側を外側にして内外に重なる状態で接合される
ボンネットにおいて、上記開口縁部同士が接合される部分である接合部を横から見たときに上下方向の線として現れる、上記開閉フードの開口部の両サイドの線である接合ラインを、下方に向かって漸次上記固定フードから遠ざかる方向の傾斜ラインとして形成したものである。

ここで、請求項２の発明は、上記上部旋回体の後部にエンジンルームが設けられる一方、このエンジンルームの左側または右側の前方に機器類が設置され、上記開閉フードが後側を支点として上記エンジンルームを開閉し、上記固定フードが上記機器類を覆う状態で相隣接して設けられる建設機械のボンネットにおいて、上記固定フードの後面、及び上記開閉フードの前面にそれぞれ開口部を設け、上記接合部を上部旋回体の左右の側面側から見たときに現れる上記接合ラインを上記傾斜ラインとして形成したものである。

このように、固定、開閉両フードの接合部を横から見たときに上下方向の線として現れる接合ラインを、下方に向かって漸次固定フードから遠ざかる方向の傾斜ラインとして形成したから、開閉フードの変形の基点(開口部と反対側の端部)から傾斜ラインまでの距離、すなわち変形の腕の長さが、接合ラインを全長部分で垂直な直線状とした場合の変形の腕の長さよりも短くなり、傾斜ラインの下端で最短となる。

このため、切りっ放し構造でありながら、両サイドの開口縁部の開き変形を抑制し、固定フードとの接合部分に大きな隙間が生じることを防止することができる。

また、接合ラインを傾斜ラインとすることにより、ウェザーストリップのうち接合ラインに沿う部分にかかる長さ方向の荷重を小さくできるため、ウェザーストリップに作用する応力を低減することができる。

さらに、開閉フードを後端上部を支点として開閉するボンネット構成をとる場合に、開閉支点と反対側の端部となる接合ラインを傾斜させたことにより、開閉フードの閉じ状態で固定フードとの接合部分に無駄な隙間が生じない。

本発明において、上記接合ラインのうち、上記開閉フードの上面部から周面部に移行する球面部分よりも下側の部分を傾斜ラインとして形成するのが望ましい(請求項３)。

開閉フードの上面部から周面部に移行する部分は、曲面の組み合わせによって球面状となるため、固定フードとの間に隙間が生じ易い。

この点、請求項３のように球面部分を避けて傾斜ラインを設定することにより、上記隙間の発生を抑えることができる。

本発明によると、補強部材を用いずに接合ラインの変形を抑制し、併せてウェザーストリップにかかる応力を低減することができる。

本発明の実施形態に係るボンネットを備えたショベルの上部旋回体の斜視図である。同、一部拡大側面図である。図２の破線丸囲いロ部分の拡大図である。実施形態に係るボンネットの閉じ状態の斜視図である。同、開き状態の斜視図である。同、閉じ状態の平面図である。図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線拡大断面図である。従来技術を説明するためのショベルの上部旋回体の斜視図である。図８のＩＸ−ＩＸ線拡大断面図である。図９の破線丸囲い部分イの拡大図である。従来技術の課題を説明するための開閉フードの部分斜視図である。

本発明の実施形態を図１〜図７によって説明する。

実施形態はショベルのボンネットを適用対象としている。

図１に示すように、上部旋回体のベースとなるアッパーフレーム１１上にキャビン１２を含む各種設備、機器が搭載されるとともに、同フレーム１１の前部に作業アタッチメント(図示省略)、後端部にカウンタウェイト１３がそれぞれ装着される。

アッパーフレーム１１の後部には、図２に示すようにメンテナンスのために上方空間を開く必要がある機器(エンジン１４とその関連機器)が収容されるエンジンルーム１５が設けられ、このエンジンルーム１５が、後端下部を支点として開閉する開閉フード１６によって覆われる。図２中、１６ａは開閉支点(ヒンジ)である。

一方、エンジンルーム１５の左前方(エンジンルーム１５とキャビン１２の間)にエンジン吸気を濾過するエアクリーナ１７(図２参照)が設置され、このエアクリーナ１７が、他の機器類(たとえば燃料タンク)１８の上面に固定された固定フード１９によって覆われる。

すなわち、実施形態ではエンジンルーム１５用の開閉フード１６の左前方に、エアクリーナ用の固定フード１９が接合されてボンネットが構成される。

なお、固定フード１６は、開閉部分が一切無い全体固定式のものでもよいし、固定されたベース部分に開閉部分が設けられたものでもよい。

図２中、１７ａはエアクリーナ１７の吸気筒、図１，２，４〜６中、１９ａは吸気筒１７ａが接続される吸気筒接続部である。

図４〜図６に示すように、開閉フード１６は、上面部２０と、この上面部２０の外縁から下向きに延びる前後左右の周面部２１から成る扁平箱状に形成され、前側の周面部２１の左側部分に、固定フード１９と接合するための開口部２２が設けられている。

固定フード１９は、エアクリーナ１７を覆うフード本体２３と、このフード本体２３の後方に延設された接続部２４から成っている。

接続部２４は、上面部２５と左右の側面部２６を備え、かつ、後面に開口部２７を有する扁平箱状に形成され、開閉フード１６の閉じ姿勢で、互いの開口部２２，２７が相連通し、かつ、互いの開口縁部同士が開閉フード側を外側にして内外に重なる状態で接合される。

この接合状態で、開閉フード１６の接合ライン２８(図２，３参照)が上下方向の線として現れる。

このボンネットにおいては、図２，３に示すように、接合ライン２８が、下方に向かって漸次固定フード１９(接続部２４)から遠ざかる方向の傾斜ラインとして形成されている。いいかえれば、開口部２２が斜めカットされて接合ライン２８が形成されている。

ここで、開閉フード１６の上面部２０から周面部２１に移行する部分は、曲面の組み合わせによって球面状となるため、接合ライン２８を、球面部分を含む上下全長部分で傾斜させると、球面部分で接続部２４との接合部分に隙間が生じ易くなる。

そこで実施形態では、図３に示すように、接合ライン２８のうち、球面部分に対応するライン上部２８ａは垂直な直線状とし、それよりも下方のライン下部２８ｂについて傾斜した直線状としている。以下、ライン上部２８ａを「垂直ライン」、傾斜したライン下部２８ｂを「傾斜ライン」という場合がある。

このボンネット構成によれば、図２，３に示すように、開閉フード１６の変形の基点(開口部２２と反対側の端部)Ｐから傾斜ライン２８ｂまでの距離、すなわち変形の腕の長さｍ２が、接合ライン２８を全長部分で垂直な直線状とした場合(図３，４中に二点鎖線で示す)の変形の腕の長さｍ１よりも短くなり、傾斜ライン２８ｂの下端で最短となる。

このため、切りっ放し構造でありながら、両サイドの開口縁部、とくに下端部の開き変形量を小さく抑え、固定フード１９(接続部２４)との接合部分に大きな隙間が生じることを防止することができる。

一方、開閉フード１６と接続部２４の接合部(正確には開閉フード１６の端縁部)には、図７に示すように雨水等の浸入を防止するためのウェザーストリップ２９が設けられる。

このウェザーストリップ２９の、接合ライン２８に沿った部分には、ボンネット自重によって長さ方向の荷重が作用する。

この場合、傾斜ライン２８ｂに沿った部分にかかる長さ方向荷重Ｗ´は、その傾斜により、垂直ライン２８ａにかかる長さ方向荷重Ｗよりも小さくなる。このため、ウェザーストリップ２９に作用する応力を低減し、その寿命を向上させることができる。

また、実施形態では、前記のように接合ライン２８のうち、開閉フード１６の上面部２０から周面部２１に移行する球面部分を避けた、ライン下部２８ｂのみを傾斜ラインとして形成しているため、固定フード１９(接続部２４)との間の隙間の発生を抑えることができる。

さらに、開閉フード１６を、後端上部を支点として開閉するボンネット構成をとる場合(図２の開閉支点１６ａを後端上部に設定した場合)でも、開閉支点と反対側の端部となる接合ライン２８の下部を傾斜させたことにより、開閉フード１６の閉じ状態で固定フード１９(接続部２４)との接合部分に無駄な隙間が生じない。

なお、実施形態では、図２，３に示すように接続部２４の接合ライン３０についても開閉フード１６の接合ライン２８に合わせて、垂直ライン３０ａと傾斜ライン３０ｂから成る屈折形状としている。

但し、接続部２４を開閉フード１６側に長く延ばす構成をとる場合には、接合ライン３０は垂直な直線状としてもよい。

他の実施形態
(１) 上記実施形態では、開閉フード１６の左前方に固定フード１９が配置される場合を例にとったが、固定フード１９が開閉フード１６の右前方に配置される場合、もしくは左右一側方に配置される場合、あるいは前方と側方の双方に配置される場合にも上記同様に適用することができる。

(２) 上記実施形態では、接合ライン２８を垂直ライン２８ａと傾斜ライン２８ｂから成る屈折形状としたが、ライン上部で両フード間に隙間が生じるおそれがないボンネット構成をとる場合等には、接合ライン全体を傾斜させてもよい。

(３) 本発明はショベル以外の建設機械のボンネットにも上記同様に適用することができる。

１１アッパーフレーム
１５エンジンルーム
１６開閉フード
１７エアクリーナ(機器類)
１９固定フード
２０開閉フードの上面部
２１同、周面部
２２同、開口部
２３固定フードのフード本体
２４接続部
２５接続部の上面部
２６同、側面部
２７同、開口部
２８接合ライン
２８ａライン上部
２８ｂライン下部(傾斜ライン)

Claims

上部旋回体に固定される固定フードと、この固定フードに隣接して上部旋回体に開閉自在に取付けられる開閉フードとから成り、上記固定、開閉両フードは、
(ｉ) 上面部と、この上面部の外縁から下向きに延びる周面部とを備え、かつ、相隣接する周面部に、上記開閉フードの閉じ姿勢で相連通する開口部を有する扁平箱状に形成され、
(ｉｉ) 互いの開口縁部同士が、開閉フード側を外側にして内外に重なる状態で接合される
ボンネットにおいて、上記開口縁部同士が接合される部分である接合部を横から見たときに上下方向の線として現れる、上記開閉フードの開口部の両サイドの線である接合ラインを、下方に向かって漸次上記固定フードから遠ざかる方向の傾斜ラインとして形成したことを特徴とする建設機械のボンネット。
上記上部旋回体の後部にエンジンルームが設けられる一方、このエンジンルームの左側または右側の前方に機器類が設置され、上記開閉フードが後側を支点として上記エンジンルームを開閉し、上記固定フードが上記機器類を覆う状態で相隣接して設けられる建設機械のボンネットにおいて、上記固定フードの後面、及び上記開閉フードの前面にそれぞれ開口部を設け、上記接合部を上部旋回体の左右の側面側から見たときに現れる上記接合ラインを上記傾斜ラインとして形成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械のボンネット。
上記接合ラインのうち、上記開閉フードの上面部から周面部に移行する球面部分よりも下側の部分を傾斜ラインとして形成したことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械のボンネット。