JP5920369B2

JP5920369B2 - 建設機械のボンネット

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Publication number: JP5920369B2
Application number: JP2014007052A
Authority: JP
Inventors: 大徳塚本; 一輝品村
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: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2034-01-17
Also published as: JP2015134570A

Description

本発明はショベル等の建設機械において、上部旋回体の後部に設けられたエンジンルーム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１３，１４は上部旋回体を示す。

この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の前部に図示しない作業アタッチメントが装着される。

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。

アッパーフレーム１の後部には、エンジン３とその関連機器が収容されるエンジンルーム４と、このエンジンルーム４の上面開口を覆う開閉自在なボンネット５が設けられる。

図中、６はアッパーフレーム後端部(エンジンルーム４のさらに後方)に設けられたカウンタウェイトである。

ボンネット５は、上面部７と、その外縁から下向きに延びる側面部８…から成る扁平な箱状に形成され、通常、図１４に示すように後端側を支点として開閉する状態で取付けられる(特許文献１，２参照)。

ここでは一つのボンネット(開閉ボンネット)５によってエンジンルーム４のほぼ全域を覆う場合を例示しているが、複数の開閉ボンネット、または開閉ボンネットと固定ボンネットの組み合わせ)によってエンジンルーム４を覆う場合もあり、本発明はいずれの場合も開閉ボンネットまたは固定ボンネットについて適用することができる。

ボンネット５は、一般的には、特許文献１，２に示されるように全側面部８…が閉じた閉鎖型ボンネットとして構成される。

但し、たとえばエンジンルーム４の左前方に他の機器(たとえばエアクリーナ)が設置され、これを別のフードで覆う必要がある場合には、このフードに対応するボンネット前側面部８の左前方部分を先端まで切り欠いて開口部が形成され、その開口縁部でフードに接合される場合、すなわち開放型ボンネットとして構成される場合がある。

また、エンジンルーム４に収容されるエンジン関連機器(たとえばラジエータ)の前後方向のサイズが機種等によって大小異なるために、サイズ変化を吸収するための開口部が設けられる場合もある。

このような閉鎖型と開放型の二種類のボンネットは、共通の金型を含む共通のプレス機を用い、裁断のパターン(開口部の有り、無し)を変えるだけで作り分けること、つまり基本形状の共通化が可能である。

特開２０１０−１４４３７８号公報特開２０００−１５９１５０号公報

ところが、開放型ボンネットでは、開口部が設けられた部分の強度と剛性が他の部分よりも低下し、ねじれ等の変形が起こり易くなる。これはとくに開閉ボンネットの場合に顕著となる。

なお対策として、開放型ボンネットについては、開口部に沿って裏側または表側に別体の補強部材を溶接して必要な強度と剛性を確保することが考えられる。

しかし、これでは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。

これがボンネットの基本形状を共通化する上でのネックとなっていた。

そこで本発明は、補強部材の溶接によらずに、開放型ボンネットについても必要な強度と剛性を確保すること、すなわち、強度・剛性を確保しながら二種類のボンネットを共通のプレス成形機を用いて作り分けることが可能な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、次の要件(Ａ)〜(Ｄ)のすべてを具備するものである。

(Ａ) 上面部と、この上面部の外縁から下向きに延びる側面部とによって扁平箱状に形成されていること。

(Ｂ) 上部旋回体の後部に形成されたエンジンルームの少なくとも一部を上から覆う状態で設けられること。

(Ｃ) 上記各側面部が閉じた閉鎖型ボンネットと、少なくとも一つの側面部に上記エンジンルームに通じる開口部が形成された開放型ボンネットのいずれか一方として構成されること。

(Ｄ) 上記開放型及び閉鎖型両ボンネットに共通の構成として、上記開放型ボンネットの開口縁部に当たる特定部位に、この特定部位を挟んだ両側部分に高低差が生じる状態で段部を設けたこと。

この構成によれば、開放型ボンネットにおいて開口部を設けることによる強度・剛性の低下分を、開口縁部に当たる特定部位に段部を設けたことによる補強・補剛効果によってカバーし、特定部分のねじれ等の変形を防止することができる。

いいかえれば、開放型ボンネットにおいても別の補強部材とその溶接工程を追加することなく必要な強度・剛性を確保することができる。

本発明において、上記開放型ボンネットは、上記上部旋回体の幅方向をボンネット左右方向、これと直交する方向をボンネット前後方向と定義付けした場合の前側の側面部に上記開口部を有し、この開放型ボンネットの開口縁部に当たる上記特定部位に上記段部を設けるのが望ましい(請求項２)。

この構成によれば、開放型ボンネットにおいて、エンジンルームの前方に機器類(たとえばエアクリーナ)とこれを覆うフードを設置する場合に、フードとの接合部分が開いて気密性が低下するおそれがない。

請求項１または２の構成において、上記特定部位を挟んで上記開放型ボンネットの開口部となる部分が反対側部分よりも低くなる状態で上記段部を設けるのが望ましい(請求項３)。

こうすれば、開放型ボンネットの開口部となる部分が反対側部分よりも高くなる状態で段部を設ける場合と比較して、閉鎖型ボンネットの場合の特定部分の面積、重量を小さくできるため、コスト、組立性等の点で有利となる。

また、上記上部旋回体の幅方向をボンネット左右方向、これと直交する方向をボンネット前後方向と定義付けした場合に、上記上面部を、緩やかなカーブを描きながら前後一方向に先上がりに傾斜する上向き凸の湾曲形状に形成するのが望ましい(請求項４)。

さらに、上記段部とは別の段部として、上記上部旋回体の幅方向をボンネット左右方向、これと直交する方向をボンネット前後方向と定義付けした場合の上記上面部の左右方向の中間部に上面段部を、この上面段部を境とする上面部の左側部分と右側部分とに高低差が生じる状態で設け、かつ、上記左側部分及び右側部分を緩やかな上向き凸の湾曲形状に形成するのが望ましい(請求項５)。

この請求項４もしくは５、または双方の構成をとることにより、特定部分のベースとなるボンネット全体の強度・剛性を高め、特定部分の補強・補剛効果をさらに高めることができる。

本発明によると、補強部材の溶接によらずに、開放型ボンネットについても必要な強度と剛性を確保すること、すなわち、必要な強度・剛性を備えた二種類のボンネットを共通のプレス成形機を用いて作り分けることが可能となる。

本発明の実施形態に係る開放型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。開放型ボンネットとその前方に設置されたエアクリーナ用のフードの側面図である。同、拡大斜視図である。同、平面図である。開放型ボンネット単独の斜視図である。同、平面図である。本発明の実施形態に係る閉鎖型ボンネットの斜視図である。同、平面図である。図６のＩＸ−ＩＸ線拡大断面図である。図９の破線囲いイ部分の拡大図である。図６のＸＩ−ＸＩ線拡大断面図である。図１１の破線囲い部分ロの拡大図である。本発明の適用対象であるショベルの上部旋回体の斜視図である。同側面図である。

本発明の実施形態を図１〜図１２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１，２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の前部に図示しない作業アタッチメントが装着される。

また、アッパーフレーム１１の後部に、エンジン１３(図２参照)とその関連機器が収容されるエンジンルーム１４、さらにその後方にカウンタウェイト１６が設けられる。

エンジンルーム１４を上から覆うボンネットとして、図１〜図６及び図９〜図１２に開放型ボンネット１５Ａ、図７，８に閉鎖型ボンネット１５Ｂをそれぞれ示す。

開放型及び閉鎖型両ボンネット１５Ａ，１５Ｂは、それぞれ上面部１７と、その外縁から下向きに延びる側面部１８…からなる扁平な箱状に形成され、開閉ボンネットとしてその後端側を支点として開閉する状態で取付けられる。

ここで、図１，２に示すショベルにおいては、エンジンルーム１４の左前方(キャビン１４の後方)にエンジン吸気を濾過するエアクリーナ１９が設置され、このエアクリーナ１９がエアクリーナフード２０で覆われる構成がとられている。

開放型ボンネット１５Ａは、この構成をとるショベルに使用されるボンネットとして、各側面部１８…のうち前側面部(とくに枝符号「ｆ」を付して「１８ｆ」と表記する)の左側部分が先端まで切り欠かれて開口部２１が形成され、図９，１０に示すようにその開口縁部でエアクリーナフード２０に接合されるように構成されている。

実施形態では、エアクリーナフード２０の後縁部が開口縁部の下側に重なる状態で接合される場合を例示している。なお、この接合部には図示しないシール部材(ウェザーストリップ)が設けられる。

図１，２中、１９ａはエアクリーナ１９の吸気筒、図２〜図４中、２０ａはエアクリーナフード２０に設けられた吸気筒接続部である。

一方、図７，８に示す閉鎖型ボンネット１５Ｂは、全側面１８…，１８ｆが開口部の無い閉じた構造とされ、エアクリーナフード２０のような接合すべきフードが無いショベル構造に使用される。

このような開放型及び閉鎖型両ボンネット１５Ａ，１５Ｂは、前記のように共通の金型を含む共通のプレス機を用い、裁断のパターン(開口部２１の有り、無し)を変えるだけで作り分けることができる。

また、両ボンネット１５Ａ，１５Ｂに共通の構成として、上面部１７と、前側面部１８ｆの境界付近であって開放型ボンネット１５Ａの開口縁部に当たる部位(請求項１〜３に合わせて「特定部位」という)に、この特定部位を挟んだ両側部分ｘ，ｙに高低差ｄ(図１０参照)が生じる状態で段部２２が設けられている。

「特定部位を挟んだ両側部分」とは、開放型ボンネット１５Ａでいえば前側面部１８ｆにおいて開口部２１が設けられる部分とそれ以外の部分をいい、「段部」は高低差を作り出す段差部分をいう。

この段部２２は、図示のように開放型ボンネット１５Ａにおける開口部２１に沿って、かつ、開口縁部全域に亘り、ほぼ均等な幅をもって連続して設けられている。

なお、実施形態では、図１０に示すように、段部２２を挟んだ前側部分(図９，１０の左側の部分)ｘが後側部分(同、右側の部分)ｙよりも低くなる状態で段部２２を設けているが、逆に、前側部分ｘが後側部分ｙよりも高くなる状態で段部２２を設けてもよい。

また、図９，１０の破線部分は、開口部２１が無い場合、つまり閉鎖型ボンネット１５Ｂの前側面部１８ｆにおける開口部相当部分を表す。

このような段部２２は、両ボンネット１５Ａ，１５Ｂのプレス成形時にボンネット本体のプレス加工と同時に成形することができる。

さらに、実施形態においては、図９に示すようにボンネット上面部１７が、緩やかなカーブを描きながら前上がりに傾斜する上向き凸の湾曲状に形成されている。

図９中の直線Ｌはこの前上がり傾斜を表すための水平線である。

なお、上面部１７を、上記とは逆に後上がりに傾斜する上向き凸の湾曲形状としてもよい。

加えて実施形態では、開口縁部の段部２２とは別の段部として、図１１，１２等に示すように上面部１７の左右方向の中間部に上面段部２３が、この上面段部２３を境とする上面部左側部分１７ａと右側部分１７ｂ(図１１，１２のみに符号を付している)とに高低差ｅが生じる状態で設けられ、かつ、左側部分１７ａ及び右側部分１７ｂがそれぞれ緩やかな上向き凸の湾曲状に形成されている。

以上のボンネット構成によれば、次の効果を得ることができる。

(ｉ) 開放型ボンネット１５Ａにおいて開口部２１を設けることによる強度・剛性の低下分を、開口縁部に当たる特定部位に段部２２を設けたことによる補強・補剛効果によってカバーし、エアクリーナフード２０と接合される前側面部１８ｆの左側部分のねじれ等の変形を防止することができる。

いいかえれば、開放型ボンネット１５Ａにおいても別の補強部材とその溶接工程を追加することなく必要な強度・剛性を確保することができる。

具体的には、開放型ボンネット１５Ａの前方左側にエアクリーナ１９が設置され、これを覆うエアクリーナフード２０とボンネット１５Ａとが接合される構成において、接合部分が開いてエンジンルーム１４の気密性が低下するおそれがない。

(ｉｉ) 特定部位を挟んで開放型ボンネット１５Ａの開口部２１となる前側部分ｘが後側部分ｙよりも低くなる状態で段部２２を設けているため、逆に前側部分ｘが後側部分ｙよりも高くなる状態で段部２２を設ける場合と比較して、閉鎖型ボンネット１５Ｂの場合の特定部分の面積、重量を小さくできる。このため、コスト、組立性等の点で有利となる。

(ｉｉｉ) 上面部１７を、緩やかなカーブを描きながら前上がりに傾斜する上向き凸の湾曲形状に形成したこと、及び上面部１７の左右方向の中間部に上面段部２３を設けるとともに、この上面段部２３を境とする上面部左側、右側両部分１７ａ，１８を緩やかな上向き凸の湾曲形状に形成したことにより、特定部分のベースとなるボンネット全体の強度・剛性を高め、特定部分の補強・補剛効果をさらに高めることができる。

他の実施形態
(１) 上記実施形態では、開放型ボンネット１５Ａ前側面部１５ｆの左側に開口部２１が設けられる場合を例示したが、前側面部１５ｆの右側もしくは左右両側、あるいは左右の側面部１８の一方または双方に開口部が設けられる場合にも上記同様に実施することができる。

(２) 上記実施形態では、前側面部１８ｆの左側部分のほぼ全域に開口部２１が設けられる場合について説明したが、同部分の下半分のみに開口部２１が設けられる場合、あるいは開口部２１が前側面部１８ｆと上面部１７ａとに跨って設けられる場合にも適用することができる。

(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上部旋回体のアッパーフレーム
１４エンジンルーム
１５Ａ開放型ボンネット
１５Ｂ閉鎖型ボンネット
１７ボンネット上面部
１７ａ上面部左側部分
１７ｂ上面部右側部分
１８側面部
１８ｆ前側面部
２１開口部
２２段部
ｘ段部を挟んだ前側部分
ｙ同、後側部分
２３上面段部
１７ａ上面段部を挟んだ左側部分
１７ｂ同、右側部分

Claims

次の要件(Ａ)〜(Ｄ)のすべてを具備することを特徴とする建設機械のボンネット。
(Ａ) 上面部と、この上面部の外縁から下向きに延びる側面部とによって扁平箱状に形成されていること。
(Ｂ) 上部旋回体の後部に形成されたエンジンルームの少なくとも一部を上から覆う状態で設けられること。
(Ｃ) 上記各側面部が閉じた閉鎖型ボンネットと、少なくとも一つの側面部に上記エンジンルームに通じる開口部が形成された開放型ボンネットのいずれか一方として構成されること。
(Ｄ) 上記開放型及び閉鎖型両ボンネットに共通の構成として、上記開放型ボンネットの開口縁部に当たる特定部位に、この特定部位を挟んだ両側部分に高低差が生じる状態で段部を設けたこと。
上記開放型ボンネットは、上記上部旋回体の幅方向をボンネット左右方向、これと直交する方向をボンネット前後方向と定義付けした場合の前側の側面部に上記開口部を有し、この開放型ボンネットの開口縁部に当たる上記特定部位に上記段部を設け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。
上記特定部位を挟んで上記開放型ボンネットの開口部となる部分が反対側部分よりも低くなる状態で上記段部を設け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。
上記上部旋回体の幅方向をボンネット左右方向、これと直交する方向をボンネット前後方向と定義付けした場合に、上記上面部を、緩やかなカーブを描きながら前後一方向に先上がりに傾斜する上向き凸の湾曲形状に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械のボンネット。
上記段部とは別の段部として、上記上部旋回体の幅方向をボンネット左右方向、これと直交する方向をボンネット前後方向と定義付けした場合の上記上面部の左右方向の中間部に上面段部を、この上面段部を境とする上面部の左側部分と右側部分とに高低差が生じる状態で設け、かつ、上記左側部分及び右側部分を緩やかな上向き凸の湾曲形状に形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械のボンネット。