JP7059856B2 - 作業機械用ロック機構、及び、作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、作業機械の機械室を開閉自在に覆う機械室カバーを閉じた状態で解除可能に固定する作業機械用ロック機構、及び、それを用いた作業機械に関する。

従来、クローラ等を有する下部走行体と、下部走行体上に搭載されている上部基体とを備えている作業機械がある。上部基体には、一般的に、運転室、各種作業機（例えば、ブーム、アーム、バケット等で構成された作業機）の他に、各種機械（例えば、エンジン、オイルポンプ等）を収容するための機械室が設けられている。

この種の作業機械としては、機械室が設けられている上部基体に、機械室を覆う開閉自在な機械室カバーと、機械室カバーを閉じた状態で解除可能に固定するロック機構とを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、このようなロック機構では、ロック機構のロック爪が出入りする孔等の隙間から機械室の内部に雨水、土砂等が侵入してしまうおそれがあった。そこで、特許文献１に記載のロック機構では、ロック爪が係止されるストライカの下方に、侵入した水を受け止めるガード部材を配置して、その水から機械室の内部の機械を保護している。

特開２０１６－２２３１２２号公報

しかし、特許文献１に記載のロック機構は、機械室の内部に侵入した後に水に対する対処を行うものである。そのため、侵入した水の量が多い場合には、その水から機械室の内部の機械を十分に保護することができないおそれがあった。また、侵入した水が少ない場合であっても、その水の排出経路が適切に設けられていなければ、その水から機械室の内部の機械を十分に保護することができないおそれがあった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、機械室の内部への水の侵入を防止することができるロック機構、及び、それを用いた建設機械を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の作業機械用ロック機構は、
作業機械の機械室を開閉自在に覆う機械室カバーを、閉じた状態で解除可能に固定する作業機械用ロック機構であって、
前記機械室の内部と外部とを連通する連通孔を囲うように、前記機械室とは反対側に向かって立設されている周壁部、及び、前記周壁部の前記機械室とは反対側の端縁に連設され、前記連通孔を覆う天井部を有し、前記機械室カバーに設けられているロック機構カバーと、
対向する一対の前記周壁部に回動自在に支持されている軸と、
前記ロック機構カバーの内部で、前記軸と一体的に回動するロック爪と、
前記連通孔を介して前記機械室の内部に挿入されている前記ロック爪の先端部が掛止可能であり、前記機械室の内部に固定されているストライカと、
前記ロック機構カバーの外部で、前記軸と一体的に回動するレバーとを備えていることを特徴とする。

このように、本発明の作業機械用ロック機構（以下、単に「ロック機構」ともいう。）では、機械室カバーの連通孔を、ロック機構カバーで覆っている。これにより、機械室カバーに水が付着したとしても、その水の機械室への侵入は、ロック機構カバーによって防止される。

また、一般に、ロック機構は、それを構成する部材同士の間に連通孔があるため、その隙間から水が侵入してしまうおそれがある。しかし、このロック機構では、ロック爪及びストライカをロック機構カバー又は機械室の内部に収容するとともに、軸を介して開閉状態を操作するためのレバーのみをロック機構カバーの外部に設けている。これにより、外部に露出する部分を減らして、機構の隙間からの水の侵入を防止している。

したがって、本発明の作業機械用ロック機構によれば、機械室カバーに雨水、土砂等が付着した場合であっても、機械室の内部への侵入を防止することができる。

また、本発明の作業機械用ロック機構においては、
前記レバーは、前記天井部の前記機械室とは反対側を覆うレバー本体部と、前記レバー本体部の両側縁から前記機械室側に向かって連設された一対の側壁部とを有し、
前記一対の側壁部の各々は、前記ロック機構カバーの外部で、前記軸の両端部に固定されていることが好ましい。

このように構成すると、ロック機構カバーだけでなく、レバーによっても、連通孔が覆われた状態になる。また、周壁部の軸を回動自在に支持している部分も、レバーによって覆われた状態になる。これにより、さらに機械室への水の侵入を防止しやすくなる。

また、上記目的を達成するために、本発明の作業機械は、
下部走行体と、前記下部走行体に搭載された上部基体と、前記上部基体に設けられた機械室を覆う開閉自在な前記機械室カバーと、請求項１又は請求項２に記載の作業機械用ロック機構とを備えていることを特徴する。

本実施形態に係る油圧ショベルの構成を示す側面図。 図１の油圧ショベルを後側上方から見た斜視図。 図１の油圧ショベルのロック機構の平面図。 図３のロック機構の縦断面図であり、ロック状態を示す図。 図３のロック機構の縦断面図であり、解除状態を示す図。 図４のロック機構のＶ－Ｖ線断面図。 図４のロック機構のＶＩ－ＶＩ線断面図。

以下、図面を参照して、実施形態に係る作業機械である油圧ショベルＳについて説明する。以下の説明においては、油圧ショベルＳの進行方向前方及び前側を単に「前方」及び「前側」といい、進行方向後方及び後側を単に「後方」及び「後側」という。

なお、本実施形態では作業機械の一例として油圧ショベルＳを用いるが、本発明の作業機械は、機械室を覆う機械室カバーとロック機構とを備えたものであればよく、油圧ショベルに限定されるものではない。例えば、クレーン車、ダンプカー等であってもよい。

図１の側面図及び図２の後側上方から見た斜視図に示すように、油圧ショベルＳは、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載されている上部旋回体２（上部基体）とを備えている。

下部走行体１は、ロアフレーム１ａと、ロアフレーム１ａの両側に設けられた一対のクローラ１ｂとを備えている。クローラ１ｂは、油圧アクチュエータである走行用油圧モータによって駆動される。

なお、本発明の下部走行体は、ロアフレームとクローラとによって構成されたものに限定されるものではなく、上部基体を搭載可能であり、移動可能なものであればよい。例えば、下部走行体は、車輪で移動するものであってもよいし、脚式移動のものであってもよい。また、作業機械が水上で使用されるものである場合には、下部走行体は台船等であってもよい。

上部旋回体２は、ロアフレーム１ａに対して旋回自在に支持されているアッパーフレーム２ａと、アッパーフレーム２ａの前側に設けられている運転室２ｂと、運転室２ｂの側方に設けられている作業機２ｃと、運転室２ｂ及び作業機２ｃの後方に搭載されているカウンタウエイト２ｄと、アッパーフレーム２ａとカウンタウエイト２ｄとで画成されている機械室２ｅとを有している。

運転室２ｂには、運転者が作業機２ｃの運動、上部旋回体２の旋回、及び、下部走行体１の移動を操作するための各種レバー（不図示）等、油圧ショベルＳを操作するための各種機器が設けられている。

作業機２ｃは、上部旋回体２のアッパーフレーム２ａに回動自在に連結されているブーム２ｃ１と、ブーム２ｃ１に回動自在に連結されているアーム２ｃ２と、アーム２ｃ２に回動自在に連結されているバケット２ｃ３とを有している。

また、作業機２ｃは、上部旋回体２のアッパーフレーム２ａ及びブーム２ｃ１に両端が取り付けられているブームシリンダ２ｃ４と、ブーム２ｃ１及びアーム２ｃ２に両端が取り付けられているアームシリンダ２ｃ５と、アーム２ｃ２及びバケット２ｃ３に両端が取り付けられているバケットシリンダ２ｃ６とを有している。

ブーム２ｃ１は、上部旋回体２のアッパーフレーム２ａに回動可能に軸支されており、その軸を支点として、ブームシリンダ２ｃ４の伸縮動作によって回動する。アーム２ｃ２は、ブーム２ｃ１に回動可能に軸支されており、その軸を支点として、アームシリンダ２ｃ５の伸縮動作によって回動する。バケット２ｃ３は、アーム２ｃ２に回動可能に軸支されており、その軸を支点として、バケットシリンダ２ｃ６の伸縮動作によって回動する。

カウンタウエイト２ｄは、その重量によって、作業機２ｃとの間で、油圧ショベルＳ全体としてのバランスを保っている。カウンタウエイト２ｄの形状は、上部旋回体２のアッパーフレーム２ａの後方部分の形状と一致するように湾曲した形状となっている。これにより、カウンタウエイト２ｄと運転室２ｂ及び作業機２ｃとの間には、機械室２ｅとなる空間が形成されている。

機械室２ｅには、駆動源としてのエンジン、下部走行体１のクローラ１ｂ及び上部旋回体２の作業機２ｃのアクチュエータ等に油圧を供給する油圧回路、エンジン及び油圧回路等にオイルを供給するためのオイルポンプ等が設置されている。

機械室２ｅは、内部に収容されているエンジンのメンテナンス等のために、上部旋回体２の上面に設けられている第１開口部２ｅ１を介して、その内部と外部とが連通されている。上部旋回体２には、第１開口部２ｅ１を覆うようにして、開閉自在な機械室カバー２ｆが設けられている。

機械室カバー２ｆには、機械室２ｅの内部と外部とを連通する第２開口部２ｆ１が設けられている（図４参照）。また、機械室カバー２ｆには、その第２開口部２ｆ１を覆うようにして、機械室カバー２ｆを閉じた状態で解除可能に固定するためのロック機構３（作業機械用ロック機構）が設けられている。

図３～図５に示すように、ロック機構３は、機械室カバー２ｆの第２開口部２ｆ１を覆うロック機構カバー３０と、ロック機構カバー３０に回動自在に支持されている軸３１と、ロック機構カバー３０の内部で、軸３１と一体的に回動するロック爪３２と、ロック爪３２が掛止可能であり、機械室２ｅの内部（例えば、カウンタウエイト２ｄの内壁等、上部旋回体２の鋼製部材の内部）に固定されているストライカ３３と、ロック機構カバー３０の外部で、軸３１と一体的に回動するレバー３４とを備えている。

ロック機構カバー３０は、ロック機構３は、機械室カバー２ｆの第２開口部２ｆ１の縁部に載置されて固定されている平板部３０ａと、平板部３０ａに設けられた第３開口部３０ｂ（連通孔）を囲うように、機械室２ｅとは反対側（図４では上側）に向かって立設されている４つの周壁部３０ｃと、周壁部３０ｃの機械室２ｅとは反対側の端縁に連設され、第３開口部３０ｂを覆う天井部３０ｄとを有している。

平板部３０ａは、機械室カバー２ｆの第２開口部２ｆ１の縁部に溶接されている。これにより、平板部３０ａと第２開口部２ｆ１の縁部との隙間から機械室２ｅの内部への水の侵入が防止されている。

４つの周壁部３０ｃのうち、対向する一対の周壁部３０ｃ（図３において上側と下側に位置する周壁部３０ｃ）には、軸３１が挿通される第１挿通孔３０ｅが形成されている（図６及び図７参照）。

また、４つの周壁部３０ｃのうち、後述するロックキー３６側の周壁部３０ｃ（図３において右側の周壁部３０ｃ）の外周面には、後述する戻しバネ３４ｃを掛止するための第１掛止部３０ｆと、ロックキー３６と協働して施錠を行うための掛止突起３０ｇとが設けられている。

なお、ロック機構カバー３０は、一枚の板材を加工することによって形成されている。これは、加工コストの低減の他、ロック機構カバー３０を構成する部材同士の隙間をなくして、その隙間からの水の侵入を防止するためである。

しかし、本発明のロック機構カバーは、このような構成に限定されるものではなく、機械室の内部と外部とを連通する連通孔を囲うように立設された周壁部と、周壁部に連設され、連通孔を覆う天井部とを有するものであればよい。例えば、第３開口部３０ｂではなく、第２開口部２ｆ１を連通孔とする場合には、平板部３０ａを省略して、第２開口部２ｆ１の縁部に、周壁部３０ｃを設けてもよい。

また、本実施形態においては、ロック機構カバー３０は、平面視では形成された略矩形となっており、側面視では略台形となっているが、本発明のロック機構カバーの形状は、そのような形状に限定されるものではなく、機械室とは反対側に向かって突出するような形状であればよい。例えば、平面視で多角形状であってもよいし、平面視で円形状且つ側面視で半球状であってもよい。

図６及び図７に示すように、軸３１は、棒状の部材である軸本体部３１ａと、軸本体部３１ａの両端部に嵌装され、周壁部３０ｃに設けられた第１挿通孔３０ｅの内周面によって回転自在に支持されるブッシュ３１ｂと、軸本体部３１ａのロック機構カバー３０の内部に位置する部分を覆う筒状の軸カバー３１ｃと、軸カバー３１ｃを軸本体部３１ａに固定するための固定ピン３１ｄと、軸カバー３１ｃの周面に固定され、軸本体部３１ａの軸線方向で、軸本体部３１ａの軸線方向の中央側に向かって伸びる係止部３１ｅとを有している。軸３１の中央部には、ロック爪３２が固定されている。

なお、本実施形態では、軸本体部３１ａの端部が周壁部３０ｃの外部に露出しているので、その露出している部分に水が付着し、その部分の表面に水が流れることがある。しかし、ロック機構３では、前述のように、ブッシュ３１ｂを介して軸本体部３１ａを支持しているので、そのように軸本体部３１ａの表面に沿って流れる水の機械室２ｅの内部への侵入は、ブッシュ３１ｂによって防止される。また、ブッシュ３１ｂに代わり、ベアリングを用いてもよい。

図３～図５に示すように、ロック爪３２は、第３開口部３０ｂを介して、機械室２ｅの内部に挿入される先端部３２ａに、ストライカ３３に掛止可能な爪部３２ｂが形成されている。一方、基端部３２ｃには、軸３１が挿通され固定される第２挿通孔３２ｄが形成されている。また、基端部３２ｃの周面には、先端部３２ａとは反対側に突出する突起部３２ｅが形成されている。

ロック爪３２の突起部３２ｅには、軸３１の係止部３１ｅが当接している。これにより、軸３１が回動した際には、係止部３１ｅが突起部３２ｅを押圧し、後述するコイルバネ３５の付勢力に抗してロック爪３２を回動させて（図４の状態から図５の状態に遷移させて）、ロック爪３２の爪部３２ｂとストライカ３３との掛止を解除して、ロック状態を解除する。

なお、軸３１の係止部３１ｅ及びロック爪３２の突起部３２ｅは、軸３１とロック爪３２とを一体的に回動させるために設けられた構成である。そのため、軸３１とロック爪３２とを一体的に回動させるための構成が別途設けられている場合には、係止部３１ｅ及び突起部３２ｅを省略してもよい。

具体的には、例えば、軸３１に平面及びネジ固定穴を設け、その部分にロック爪３２を固定することによって、軸３１を挿入した後にロック爪３２を後付け固定可能な構造を設けているような場合には、係止部３１ｅ及び突起部３２ｅを省略してもよい。

また、軸３１には、ロック爪３２を挟むようにして、ロック爪３２を付勢するためのコイルバネ３５が嵌装されている。コイルバネの両端は、ロック機構カバー３０の天井部３０ｄの内側に当接しており、中央部は、ロック爪３２の中央部に当接している。これにより、コイルバネ３５は、ロック爪３２を、ロック爪３２の爪部３２ｂがストライカ３３に掛止する方向に付勢している。

レバー３４は、ロック機構カバー３０の機械室２ｅとは反対側を覆うレバー本体部３４ａと、レバー本体部３４ａの両側縁から機械室２ｅ側に向かって連設された一対の側壁部３４ｂと、レバー本体部３４ａを閉鎖方向に付勢するための戻しバネ３４ｃとを有している。

レバー本体部３４ａは平面視で略矩形の部材であり、ロック機構カバー３０の周壁部３０ｃ及び天井部３０ｄからずれた位置（図３においては右側にずれた位置）に、ロックキー３６が取り付けられている。また、ロックを解除するためにレバー本体部３４ａを回動させて引き上げる際に把持される端縁（図３～図５では右側の端縁）とは反対側の端縁には、屈曲部３４ｄが設けられている。

屈曲部３４ｄは、レバー本体部３４ａを所定の位置まで回動させて引き上げた際に、対向するロック機構カバー３０の周壁部３０ｃ（図３～図５においては左側の周壁部３０ｃ）の周面に当接して、レバー本体部３４ａの回動を規制する（図５参照）。

一対の側壁部３４ｂの各々には、軸３１を挿通し固定するための第３挿通孔３４ｅが形成されている。一対の側壁部３４ｂの各々は、ロック機構カバー３０の外部で、第３挿通孔３４ｅを介して軸３１の両端部に固定されている。これにより、レバー本体部３４ａ及び側壁部３４ｂは、軸３１と一体的に回動する。ひいては、レバー本体部３４ａ及び側壁部３４ｂの回動に応じて、軸３１に固定されているロック爪３２も回動する。

戻しバネ３４ｃの一方側の端部は、ロック機構カバー３０の周壁部３０ｃに設けられた第１掛止部３０ｆに掛止されている。戻しバネ３４ｃの他方側の端部は、レバー本体部３４ａの機械室２ｅ側の面に設けられた第２掛止部３４ｆに掛止されている。この戻しバネ３４ｃは、レバー本体部３４ａ及び側壁部３４ｂを、引き上げられていない状態（図４の状態）となる方向に付勢している。

以上説明したように、油圧ショベルＳのロック機構３では、機械室カバー２ｆの第２開口部２ｆ１を、ロック機構カバー３０で覆っている。これにより、機械室カバー２ｆに水が付着したとしても、その水の機械室２ｅへの侵入は、ロック機構カバー３０によって防止される。

また、一般に、ロック機構は、それを構成する部材同士の間に隙間があるため、その隙間から水が侵入してしまうおそれがある。しかし、このロック機構３では、ロック爪３２及びストライカ３３をロック機構カバー３０又は機械室２ｅの内部に収容するとともに、軸３１を介して開閉状態を操作するためのレバー３４のみをロック機構カバー３０の外部に設けている。これにより、外部に露出する部分を減らして、機構の隙間からの水の侵入を防止している。

したがって、ロック機構３によれば、機械室カバー２ｆに雨水、土砂等が付着した場合であっても、機械室２ｅの内部への水の侵入を防止することができる。

以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。

例えば、上記実施形態においては、ロック機構３は、作業機械である油圧ショベルＳの上部基体である上部旋回体２の上面に設置された機械室カバー２ｆを閉じた状態で解除可能に固定するものである。

しかし、本発明のロック機構はそのような構成に限定されるものではない。例えば、上部基体の側面又は下面に設けられた開口部を覆う機械室カバーに適用してもよい。また、スライド又は取り外しによって、開放又は閉鎖を行うタイプの機械室カバーに適用してもよい。

また、上記実施形態では、ロック機構３を構成するレバー３４を、ロック機構カバー３０の機械室２ｅとは反対側を覆うレバー本体部３４ａと、レバー本体部３４ａの両側縁から機械室２ｅ側に向かって連設された一対の側壁部３４ｂとを用いて構成している。

これは、第３開口部３０ｂ、及び、周壁部３０ｃの軸３１を回動自在に支持している部分を、レバー３４によって覆われた状態にして、機械室２ｅへの水の侵入を防止しやすくするためである。

しかし、本発明のレバーは、このような構成に限定されるものではなく、ロック機構カバーの外部で、軸と一体的に回動するものであればよい。例えば、棒状又は長板状の部材を、ロック機構の外部で軸の一方の端部に固定して、その部材をレバーとしてもよい。

１…下部走行体、１ａ…ロアフレーム、１ｂ…クローラ、２…上部旋回体（上部基体）、２ａ…アッパーフレーム、２ｂ…運転室、２ｃ…作業機、２ｃ１…ブーム、２ｃ２…アーム、２ｃ３…バケット、２ｃ４…ブームシリンダ、２ｃ５…アームシリンダ、２ｃ６…バケットシリンダ、２ｄ…カウンタウエイト、２ｅ…機械室、２ｅ１…第１開口部、２ｆ…機械室カバー、２ｆ１…第２開口部、２ｆ２…操作窓、３…ロック機構（作業機械用ロック機構）、３０…ロック機構カバー、３０ａ…平板部、３０ｂ…第３開口部（連通孔）、３０ｃ…周壁部、３０ｄ…天井部、３０ｅ…第１挿通孔、３０ｆ…第１掛止部、３０ｇ…掛止突起、３１…軸、３１ａ…軸本体部、３１ｂ…ブッシュ、３１ｃ…軸カバー、３１ｄ…固定ピン、３１ｅ…係止部、３２…ロック爪、３２ａ…先端部、３２ｂ…爪部、３２ｃ…基端部、３２ｄ…第２挿通孔、３２ｅ…突起部、３３…ストライカ、３４…レバー、３４ａ…レバー本体部、３４ｂ…側壁部、３４ｃ…戻しバネ、３４ｄ…屈曲部、３４ｅ…第３挿通孔、３４ｆ…第２掛止部、３５…コイルバネ、３６…ロックキー、Ｓ…油圧ショベル（作業機械）。

Claims (3)

1. 作業機械の機械室を開閉自在に覆う機械室カバーを、閉じた状態で解除可能に固定する作業機械用ロック機構であって、
   前記機械室の内部と外部とを連通する連通孔を囲うように、前記機械室とは反対側に向かって立設されている周壁部、及び、前記周壁部の前記機械室とは反対側の端縁に連設され、前記連通孔を覆う天井部を有し、前記機械室カバーに設けられているロック機構カバーと、
   対向する一対の前記周壁部に回動自在に支持されている軸と、
   前記ロック機構カバーの内部で、前記軸と一体的に回動するロック爪と、
   前記連通孔を介して前記機械室の内部に挿入されている前記ロック爪の先端部が掛止可能であり、前記機械室の内部に固定されているストライカと、
   前記ロック機構カバーの外部で、前記軸と一体的に回動するレバーとを備えていることを特徴とする作業機械用ロック機構。
2. 請求項１に記載の作業機械用ロック機構において、
   前記レバーは、前記天井部の前記機械室とは反対側を覆うレバー本体部と、前記レバー本体部の両側縁から前記機械室側に向かって連設された一対の側壁部とを有し、
   前記一対の側壁部の各々は、前記ロック機構カバーの外部で、前記軸の両端部に固定されていることを特徴とする作業機械用ロック機構。
3. 下部走行体と、前記下部走行体に搭載された上部基体と、前記上部基体に設けられた機械室を覆う開閉自在な前記機械室カバーと、請求項１又は請求項２に記載の作業機械用ロック機構とを備えていることを特徴する作業機械。

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