JP7374030B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本開示は、原動機カバーの開閉動作を補助するばね部材を備えた建設機械に関する。

一般に、建設機械の代表例としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体とにより車体が構成され、上部旋回体の前部には、作業装置が俯仰の動作が可能に設けられている。

上部旋回体には、エンジン等の原動機を含む機器が搭載されている。また、上部旋回体には、閉じ位置と全開位置との間で開閉するように回動可能に原動機カバーが設けられている。具体的には、原動機カバーは、原動機を覆った閉じ位置と、原動機カバーの回動中心を通る鉛直線を越えて大きく開口した全開位置との間で開閉する。

ここで、油圧ショベルの原動機カバーは、金属製であり重量が嵩むから、開閉するときに大きな力を要してしまう。そこで、上部旋回体と原動機カバーとの間には、原動機カバーを開閉する作業者の負担を軽減するために、この開閉動作を補助するばね部材が設けられている（特許文献１）。

原動機カバーを開閉するときに作業者が担う負荷について述べる。原動機カバーの閉じ位置から原動機カバーの重心位置が回動中心の鉛直線上に達した中間位置までは、原動機カバーを閉じる方向に負荷が作用する。また、中間位置から全開位置までは、原動機カバーを開く方向に負荷が作用する。

国際公開第２０１１／０９３１７５号

ところで、特許文献１の発明は、原動機カバーの閉じ位置から中間位置までの閉じ方向の負荷に抗するばね部材と、原動機カバーの中間位置から全開位置までの開き方向の負荷に抗するばね部材との２本を設ける構成としている。従って、特許文献１は、２本のばね部材を取付けるためのスペースが必要になるから、２本のばね部材が油圧ショベルの小型化の妨げになるという問題がある。

本発明の一実施形態の目的は、１本のばね部材によって原動機カバーを開閉するときの負荷を軽減することにより、小型化できるようにした建設機械を提供することにある。

本発明の一実施形態は、原動機が搭載された車体と、閉じ位置と全開位置との間で開閉するように回動可能に設けられ前記閉じ位置で前記原動機を上側から覆っている原動機カバーと、前記車体と前記原動機カバーとの間に設けられ前記原動機カバーの開閉動作を補助するばね部材とを備えてなる建設機械において、前記ばね部材は、引っ張りばねとして形成され、前記原動機カバーの重心位置が前記原動機カバーの回動中心の鉛直線上に配置されたときに、最縮小状態となるように設けられている。

本発明の一実施形態によれば、１本のばね部材によって原動機カバーを開閉するときの負荷を軽減することができ、建設機械を小型化することができる。

本発明の実施形態による油圧ショベルを示す左側面図である。 作業装置を省略した油圧ショベルを示す斜視図である。 エンジン等が省略された上部旋回体を原動機カバーが閉じ位置に配置された状態で示す断面図である。 旋回フレーム、バッテリブラケットおよび作動油タンクを示す斜視図である。 原動機カバーの重心位置が原動機カバーの回動中心の鉛直線上となる位置まで原動機カバーを開いた状態の上部旋回体を図３と同様位置から見た断面図である。 全開位置まで原動機カバーを開いた状態の上部旋回体を図３と同様位置から見た断面図である。 全開位置まで原動機カバーを開いた状態の上部旋回体を前側から見た前面図である。

以下、本発明に係る建設機械の実施形態を、油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、図１ないし図７を参照しつつ詳細に説明する。

図１において、油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載され、下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体３と、上部旋回体３の前側に俯仰の動作と揺動が可能なスイング式の作業装置４とにより構成されている。ここで、実施形態による油圧ショベル１は、建物の内部での解体作業、街路地等の狭い場所での掘削作業に用いることができるように、例えば機械重量（総重量）が１トン程度の超ミニショベルと呼ばれる機種である。

図２に示すように、上部旋回体３は、旋回フレーム５、エンジン７、原動機カバー８、ばね部材１２を含んで構成されている。

図３、図４に示すように、旋回フレーム５は、前後方向に延びる長方形状をした金属製の厚板からなる底板５Ａと、底板５Ａ上に前側に向け互いに接近するようにＶ字状に延びて立設された左縦板５Ｂ、右縦板５Ｃと、各縦板５Ｂ，５Ｃの後部に位置して左右方向に延びて立設されたカウンタウエイト５Ｄとを含んで構成されている。左縦板５Ｂおよび右縦板５Ｃの前部は、前側に突出した支持部材５Ｅとなっている。この支持部材５Ｅは、作業装置４を左右方向に揺動自在に支持している。

カウンタウエイト５Ｄは、作業装置４との重量バランスをとるための重量物として形成されている。カウンタウエイト５Ｄの上面には、後述する原動機カバー８のヒンジ部材８Ｃが取付けられている。これにより、ヒンジ部材８Ｃを介してカウンタウエイト５Ｄの上部に原動機カバー８を開閉可能（回動可能）に支持することができる。

一方、旋回フレーム５の後側には、右側に位置してバッテリブラケット６が設けられている。バッテリブラケット６は、バッテリ（図示せず）を固定する台座を構成している。具体的には、バッテリブラケット６は、旋回フレーム５の上方に位置する下板６Ａ、左側板６Ｂ、前側板６Ｃがバッテリ台を形成している。また、バッテリブラケット６は、前脚６Ｄが後述する作動油タンク１６の上面に取付けられ、後脚６Ｅがカウンタウエイト５Ｄに取付けられている。バッテリブラケット６は、車体の一部を構成している。

バッテリブラケット６の左側板６Ｂには、後側の上部に位置してばね取付突起６Ｆが設けられている。このばね取付突起６Ｆには、後述するばね部材１２の車体側取付部１２Ｄが回動可能に取付けられている。

ここで、ばね取付突起６Ｆの位置は、ばね部材１２の車体側取付部１２Ｄと同じ位置となっている。図３に示すように、原動機カバー８を閉じ位置に配置した状態におけるばね取付突起６Ｆの位置は、後述する原動機カバー８の回動中心、即ち、原動機カバー８の後部を旋回フレーム５のカウンタウエイト５Ｄ上部に回動可能に支持しているヒンジ部材８Ｃの回動中心Ｏとばね部材１２のカバー側取付部１２Ｃとを結ぶ直線Ａ－Ａよりも上側に配置されている。より詳細には、ばね取付突起６Ｆの位置は、直線Ａ－Ａよりも原動機カバー８の上面部８Ｂに近い位置に配置されている。

エンジン７は、原動機を構成するもので、カウンタウエイト５Ｄの前側に位置して旋回フレーム５上に設けられている（図１中に点線で図示）。エンジン７は、左右方向に延びる横置き状態で配置され、旋回フレーム５上に防振状態で取付けられている。エンジン７は、油圧ポンプ（図示せず）を駆動するものである。なお、原動機としては、エンジンと電動モータからなるハイブリッド式の原動機、電動モータを用いることもできる。

原動機カバー８は、原動機としてのエンジン７、油圧ポンプ等を上側から覆うことができる。原動機カバー８は、四角筒状の周面部８Ａの上側を上面部８Ｂで閉塞した伏椀状のカバーとして形成されている。原動機カバー８は、周面部８Ａの後部がヒンジ部材８Ｃを介してカウンタウエイト５Ｄの上面に取付けられている。これにより、原動機カバー８は、ヒンジ部材８Ｃの回動中心Ｏを中心にして前側が上下方向（Ｂ方向とＣ方向）に開閉することができる。

図８に示すように、原動機カバー８には、上面部８Ｂの前側寄りに位置して、バッテリブラケット６のばね取付突起６Ｆと左右方向の同じ位置にばね取付突起８Ｄが設けられている。このばね取付突起８Ｄには、後述するばね部材１２のカバー側取付部１２Ｃが回動可能に取付けられている。

原動機カバー８には、オペレータが座る運転席９や作業装置４等を操作する左操作レバー装置１０、右操作レバー装置１１が取付けられている。ここで、原動機カバー８の重心は、原動機カバー８自体の重量、形状、運転席９や各操作レバー装置１０，１１の重量、取付位置等によって定まる。本実施形態では、運転席９、左操作レバー装置１０、右操作レバー装置１１を含む原動機カバー８の重心は、符号Ｇで示す位置となっている。なお、運転席や操作レバー装置と分離された原動機カバーの重心は、原動機カバー単体の重量、形状に応じて重心の位置が定まる。単体の原動機カバーについても、ばね部材１２を取付けることができる。

従って、原動機カバー８は、図３に示す状態が閉じ位置となる。また、原動機カバー８は、図５に示すように、原動機カバー８の重心位置Ｇがヒンジ部材８Ｃの回動中心Ｏを通る鉛直線Ｖ上に達した状態が中間位置となる。そして、原動機カバー８は、図３に示す閉じ位置と図５に示す中間位置との間が第１開度となる。この第１開度の範囲では、原動機カバー８には、閉じ方向（矢示Ｃ方向）に重量による負荷が作用している。

さらに、原動機カバー８は、図６に示すように、原動機カバー８の重心位置Ｇがヒンジ部材８Ｃの回動中心Ｏを通る鉛直線Ｖ上を越えて大きく開いた状態が全開位置となる。そして、原動機カバー８は、図５に示す中間位置と図６に示す全開位置との間が第２開度となる。この第２開度の範囲では、原動機カバー８には、開く方向（矢示Ｂ方向）に重量による負荷が作用している。この原動機カバー８の全開位置では、最伸長状態となったばね部材１２がストッパとして機能している。原動機カバー８の開閉位置は、中間位置を境にして第１開度と第２開度に区切られている。

ばね部材１２は、車体を構成するバッテリブラケット６と原動機カバー８との間に設けられている。ばね部材１２は、原動機カバー８を開くとき、閉じるときに作業者が担う負荷を軽減できるように補助力（付勢力）を発生する。ばね部材１２は、円筒状のチューブ１２Ａと、一端側がチューブ１２Ａ内に挿入され、他端側がチューブ１２Ａから伸長、縮小可能に突出したロッド１２Ｂとを備えている。

ばね部材１２は、引っ張りばねとして形成されている。具体的には、チューブ１２Ａとロッド１２Ｂとの間に、ロッド１２Ｂを引っ張ったときに縮小方向に付勢する付勢部材（図示せず）が設けられている。この付勢部材としては、圧縮ガス、コイルばね等が用いられている。

チューブ１２Ａの一端部には、カバー側取付部１２Ｃが設けられている。一方、ロッド１２Ｂの他端部には、車体側取付部１２Ｄが設けられている。そして、ばね部材１２は、カバー側取付部１２Ｃが原動機カバー８のばね取付突起８Ｄに回動可能に取付けられ、車体側取付部１２Ｄがバッテリブラケット６のばね取付突起６Ｆに回動可能に取付けられている。

ここで、原動機カバー８は、図３に示す閉じ位置から矢示Ｂ方向に持ち上げるときに、原動機カバー８、運転席９、各操作レバー装置１０，１１等の重量が大きく作用しているから、開くのに大きな力を必要とする。そこで、ばね部材１２は、原動機カバー８の閉じ位置では、大きく引っ張られることにより、縮小方向に大きな付勢力を生じる。これにより、原動機カバー８は、ばね部材１２の大きな補助（付勢力）によって小さな力で開くことができる。そして、図３に示す原動機カバー８の閉じ位置と図５に示す原動機カバー８の中間位置との間に回動された原動機カバー８が位置する場合には（第１開度では）、ばね部材１２の補助によって原動機カバー８を容易に開くことができる。

また、原動機カバー８は、図５に示す中間位置に近付くと、原動機カバー８等の重量のバランスがとれて負荷が小さくなるため、矢示Ｂ方向に開くのに大きな力を必要としない。この原動機カバー８の中間位置では、ばね部材１２は、最縮小状態になっている。このばね部材１２の最縮小状態とは、図３の閉じ位置と図６の全開位置との間で原動機カバー８が開閉したときに、図５の中間位置でばね部材１２が最も縮小されている状態である。なお、原動機カバー８の中間位置とばね部材１２の最縮小状態との位置関係は、原動機カバー８およびばね部材１２の部品精度、組立公差による誤差を含んでいる。

一方、図５に示す原動機カバー８の中間位置と図６に示す原動機カバー８の全開位置との間に回動された原動機カバー８が位置する場合には（第２開度では）、ばね部材１２は、再び引っ張られることにより、縮小方向に付勢力を生じる。これにより、原動機カバー８は、全開位置から閉じるときに、ばね部材１２の補助（付勢力）によって小さな力で閉じることができる。

即ち、ばね部材１２は、原動機カバー８の重心位置Ｇが回動中心Ｏの鉛直線Ｖ上に達した中間位置を境にして、原動機カバー８が閉じ位置側に位置する場合には、原動機カバー８を開き方向に付勢する。また、ばね部材１２は、原動機カバー８が全開位置側に位置する場合には、原動機カバー８を閉じ方向に付勢する構成となっている。

上述した機能を備えるためにばね部材１２は、引っ張りばねとして形成されている。また、ばね部材１２は、原動機カバー８の回動中心Ｏとばね部材１２のカバー側取付部１２Ｃとを結ぶ直線Ａ－Ａよりも上側に配置されている。この上で、ばね部材１２の車体側取付部１２Ｄの位置は、直線Ａ－Ａよりも原動機カバー８の上面部８Ｂに近い位置に配置されている。

なお、床板１３は、原動機カバー８の前側に位置して旋回フレーム５上に設けられている。レバースタンド１４は、床板１３の前側位置に上方に突出した状態で設けられている。レバースタンド１４の上部には、走行用の操作レバー１５が設けられている。さらに、作動油タンク１６は、旋回フレーム５の右前側に設けられている。作動油タンク１６の後部は、バッテリブラケット６の前脚６Ｄを取付けるための台座となっている。

本実施形態による油圧ショベル１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

オペレータは、運転席９に着座し、レバースタンド１４の走行用の操作レバー１５を操作することにより、下部走行体２を走行させることができる。一方、オペレータは、各操作レバー装置１０，１１を操作することにより、上部旋回体３の旋回動作、作業装置４を動作させて土砂の掘削作業等を行うことができる。

また、エンジン７のメンテナンスを行う場合には、原動機カバー８のロック装置を解除し、原動機カバー８の前側を矢示Ｂ方向に持ち上げる。この原動機カバー８の開扉時には、ばね部材１２の付勢力を補助力として原動機カバー８を容易に開くことができる。しかも、原動機カバー８が図５に示す中間位置まで開き、さらに原動機カバー８を開こうとしたときには、今度は、ばね部材１２は、原動機カバー８が閉じる方向に付勢力を作用させる。これにより、原動機カバー８が全開位置に向けて勢い良く開くのを防止することができる。

エンジン７のメンテナンスが終了したら、全開位置の原動機カバー８を矢示Ｃ方向に回動させる。この原動機カバー８の閉扉時には、全開位置の原動機カバー８をばね部材１２の付勢力を補助力とし、中間位置に向けて容易に回動することができる。また、矢示Ｃ方向に回動する原動機カバー８が中間位置を過ぎると、今度は、ばね部材１２が原動機カバー８に対して開く方向に付勢力を作用させるから、原動機カバー８が閉じ位置に向けて勢い良く閉じるのを防止することができる。そして、原動機カバー８を閉じ位置に配置したら、開かないようにロックする。

かくして、本実施形態によれば、原動機カバー８の開閉動作を補助するために、車体を構成するバッテリブラケット６と原動機カバー８との間に設けられたばね部材１２は、引っ張りばねとして形成されている。この上で、ばね部材１２は、原動機カバー８の重心位置Ｇが原動機カバー８の回動中心Ｏの鉛直線Ｖ上に配置されたときに、最縮小状態となるように設けられている。

従って、ばね部材１２は、原動機カバー８の閉じ位置から中間位置までの第１開度で開き方向に付勢力を発生でき、しかも、中間位置を境にして原動機カバー８の中間位置から全開位置までの第２開度では、閉じ方向に付勢力を発生することができる。

これにより、原動機カバー８の開閉の補助は、１本のばね部材１２で済むから、ばね部材１２の設置スペースを小さく抑えることができる。この結果、油圧ショベル１（上部旋回体３）を小型化することができる。

なお、実施形態では、超小型の油圧ショベル１の原動機カバー８を例示しており、原動機カバー８は、周面部８Ａの上側を上面部８Ｂで閉塞した伏椀状のカバーとして形成し、周面部８Ａの後部を旋回フレーム５のカウンタウエイト５Ｄ上に開閉可能に取付けている。

しかし、本発明はこれに限らず、例えば、上部旋回体には、旋回フレームの左側から立ち上がった左側面板と、旋回フレームの右側から立ち上がった右側面板と、左側面板の上部と右側面板の上部とを接続するように左右方向に延び、エンジンの上方にメンテナンス用の開口を有した上面板とからなる外装カバーを設ける。この上で、原動機カバーを、閉じ位置でエンジンを覆うように上面板の開口を閉塞する位置に設ける構成としてもよい。この構成では、ばね部材は、例えば、車体の一部を形成する外装カバーと原動機カバーとの間に設けられている。

また、実施形態では、原動機カバー８の後部を旋回フレーム５のカウンタウエイト５Ｄ上に回動可能に取付けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、原動機カバー８の前部、左部または右部を、車体に対して回動可能に取付ける構成としてもよい。

さらに、実施形態では、建設機械としてクローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、ホイール式の油圧ショベル、油圧クレーン、ブルドーザ、ホイールローダ等の建設機械にも広く適用することができる。

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体（車体）
３ 上部旋回体（車体）
６ バッテリブラケット
７ エンジン（原動機）
８ 原動機カバー
１２ ばね部材
１２Ｃ カバー側取付部
１２Ｄ 車体側取付部
Ｏ 回動中心
Ｇ 重心位置
Ｖ 鉛直線
Ａ－Ａ 直線

Claims (4)

1. 原動機が搭載された車体と、閉じ位置と全開位置との間で開閉するように回動可能に設けられ前記閉じ位置で前記原動機を上側から覆っている原動機カバーと、前記車体と前記原動機カバーとの間に設けられ前記原動機カバーの開閉動作を補助するばね部材とを備えてなる建設機械において、
   前記ばね部材は、引っ張りばねとして形成され、前記原動機カバーの重心位置が前記原動機カバーの回動中心の鉛直線上に配置されたときに、最縮小状態となるように設けられていることを特徴とする建設機械。
2. 前記ばね部材は、前記原動機カバーの重心位置が前記回動中心の鉛直線上に達した中間位置を境にして、前記原動機カバーが前記閉じ位置側に位置する場合には、前記原動機カバーを開き方向に付勢し、前記原動機カバーが前記全開位置側に位置する場合には、前記原動機カバーを閉じ方向に付勢する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
3. 前記ばね部材は、長さ方向の一端部が前記原動機カバーに取付けられるカバー側取付部となると共に、長さ方向の他端部が前記車体に取付けられる車体側取付部となっており、
   前記原動機カバーを前記閉じ位置に配置した状態では、前記ばね部材の前記車体側取付部は、前記回動中心と前記カバー側取付部とを結ぶ直線よりも上側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
4. 前記原動機カバーを前記閉じ位置に配置した状態では、前記ばね部材の前記車体側取付部は、前記直線よりも前記原動機カバーの上面部に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の建設機械。

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