JP2023125222A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の建設機械のボンネットを適用可能とするとともに、機械室の拡張分を塞ぐ追加部材としてのボンネットスペーサの強度を確保する。【解決手段】エンジン９０を収容する機械室１５を区画し、それぞれ上部旋回体１２の幅方向に延伸する前側フレーム部材６２ｃ及び後側フレーム部材６２ｄと、上部旋回体の幅方向に互いに間隔をあけて配置され、機械室の上面を覆う第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０と、第１ボンネット及び第２ボンネットに連接して配置され、第１ボンネット及び第２ボンネットの間の機械室の上面を覆うボンネットスペーサ５０と、エンジンの上側において前側フレーム部材及び後側フレーム部材を連結する梁部材７０と、を備え、梁部材の少なくとも一部が、平面視で、ボンネットスペーサと重なる位置に配置される。【選択図】図９

Description

本発明は、建設機械に関する。

従来、下部走行体と上部旋回体によって構成される油圧ショベルなどの建設機械は、上部旋回体の旋回フレームが、下部走行体の上部に旋回可能に設けられている。旋回フレームの上部には機械室が設けられており、機械室には、油圧ポンプやエンジン等の動力機械が収容されている。

近年では、機械室内に収容される動力機械の大型化に伴い、機械室が上部旋回体の幅方向において拡張されることがある。この場合、機械室の上面を覆うボンネットもまた大型化しなければならないが、ボンネットを大型化すると重量が増大するという問題がある。

これに対して、特許文献１では、機械室の上面を覆うボンネットを上部旋回体の幅方向に３つに分割した建設機械が開示されている。

特開２０１６－６９９６４号公報

機械室の幅寸法の変化に伴いボンネットを適用させるためには、既存の建設機械と部品を共通化させることが効率的かつ経済的である。しかしながら、特許文献１に記載の建設機械は、既存のボンネットを適用させることは想定されていない。

既存のボンネットを、機械室が拡張された新たな建設機械へ適用させるには、拡張分をカバーするための追加部材を配置する必要がある。この場合、追加部材は既存のボンネットと比べて幅寸法が小さいため、強度を確保しなければならないという新たな課題が発生する。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、既存の建設機械のボンネットを適用可能であって、機械室の拡張分を塞ぐ追加部材としてのボンネットスペーサの強度を十分に確保することができる。

上記の目的を達成するために、第１の発明では、
エンジンを収容する機械室を区画し、それぞれ上部旋回体の幅方向に延伸する前側フレーム部材及び後側フレーム部材と、
前記上部旋回体の幅方向に互いに間隔をあけて配置され、前記機械室の上面を覆う第１ボンネット及び第２ボンネットと、
前記第１ボンネット及び前記第２ボンネットに連接して配置され、前記第１ボンネット及び前記第２ボンネットの間の前記機械室の上面を覆うボンネットスペーサと、
前記エンジンの上側において前記前側フレーム部材及び前記後側フレーム部材を連結する梁部材と、を備え、
前記梁部材の少なくとも一部が、平面視で、前記ボンネットスペーサと重なる位置に配置されることを特徴とする。

上記の構成によると、第１ボンネット及び第２ボンネットを上部旋回体の幅方向に間隔をあけて配置することで、第１ボンネット及び第２ボンネットの間にスペースが生じる。このスペースから機械室が露出しないように、ボンネットスペーサが第１ボンネット及び第２ボンネットに連接して配置され機械室の上面を覆うことができる。そのため、例えば、既存の建設機械の第１ボンネット及び第２ボンネットを、機械室が拡張された他の建設機械との共通部品として活用し、機械室の拡張分をボンネットスペーサで補うことが可能となる。また、前側フレーム部材及び後側フレーム部材には、それぞれ捻られるような力が加えられるが、梁部材が前側フレーム部材及び後側フレーム部材を連結することで、そのような相対的な変位が抑制される。梁部材と重なるように配置されることで、ボンネットスペーサの強度を十分に確保することができる。

第２の発明では、第１の発明において、
前記ボンネットスペーサは、前記機械室の内部へ連通する開口と、前記開口を塞ぐ開閉可能な小窓と、を有することを特徴とする。

上記の構成によると、機械室内に収容されたエンジン等の動力機械のメンテナンススペースを確保することが可能となる。ボンネットスペーサの開閉機構を設ける必要がないため、コストを抑えることもできる。

第３の発明では、第２の発明において、
前記第１ボンネット及び前記第２ボンネットの少なくとも一方は、開閉可能に構成され、且つ、閉状態において、前記ボンネットスペーサ及び前記小窓に対して上側に重なって配置されることを特徴とする。

上記の構成によると、第１ボンネット及び第２ボンネットの少なくとも一方が、小窓の上側に重なることで小窓を固定できるため、小窓のロック機構を設ける必要がなく、コストを抑えることができる。

第４の発明では、第２又は第３の発明において、
前記梁部材は、前記上部旋回体の前後方向に延伸する水平面及び前記水平面から立設する垂直面を有し、前記開口に対向する位置に内部開口を有することを特徴とする。

上記の構成によると、小窓を開くと内部開口を介して、梁部材の下方へアクセス可能となるため、機械室内に収容された動力機械のメンテナンススペースをより広く確保することができる。また、梁部材は垂直面が補強部材として作用するため、内部開口が設けられても、十分な強度を確保できる。

第５の発明では、第４の発明において、
前記垂直面は、前記第１ボンネット及び前記第２ボンネットの少なくとも１方をガイドするガイドレールを有することを特徴とする。

上記の構成によると、梁部材にガイドレールの機能を備えて部品を兼用することにより、コストを抑えることができる。

第６の発明では、第１から第５のいずれか１つの発明において、
前記ボンネットスペーサは、前側固定部及び後側固定部が前記梁部材に固定されることを特徴とする。

上記の構成によると、梁部材上に固定されることで、ボンネットスペーサの強度をより確実に確保することができる。

第７の発明では、第４から第６のいずれか１つの発明において、
前記梁部材は、前記上部旋回体の幅方向の断面形状が一様な薄板により構成されることを特徴とする。

上記の構成によると、機械室の幅寸法が異なる複数の仕様の建設機械に対して、梁部材の幅寸法を変更することで適用できるため、第１ボンネット及び第２ボンネットの共通化が容易となる。

以上説明したように、本発明によると、既存の建設機械のボンネットを適用可能とするとともに、機械室の拡張分を塞ぐ追加部材としてのボンネットスペーサの強度を十分に確保することができる。

建設機械の一例を示す概略側面図である。 実施形態に係る建設機械の上部旋回体を示す斜視図である。 図２の要部拡大図である。 第１ボンネット、ボンネットスペーサ及び第２ボンネットの平面図である。 梁部材が固定された機械室フレームの斜視図である。 第１ボンネット、ボンネットスペーサ及び第２ボンネットを取り外した状態の斜視図である。 第２ボンネットを開いた状態の斜視図である。 ボンネットスペーサが固定された機械室フレームの斜視図である。 第２ボンネット及び小窓を開いた状態の斜視図である。 第２ボンネット及び小窓を開いた状態の斜視図である。 図４のXI-XI線端面図である。

（実施形態）
以下、実施形態に係る建設機械について、図面を参照しながら説明する。なお、いくつかの図面には上下や前後左右の方向を矢印で示しており、特に言及しない限り、上下等の方向についてはこれらの矢印で示す方向に従って説明する。以下の説明では、上部旋回体の前後方向を単に「前後方向」といい、上部旋回体の前側を単に「前側」といい、上部旋回体の後側を単に「後側」というものとする。また、上部旋回体の左右方向を「左右方向」や「幅方向」といい、左側を単に「左側」といい、右側を単に「右側」というものとする。なお、左右方向は、後側から前側を見たときの左側を左といい、右側を右という。

図１は、実施形態に係る建設機械の一例を示す側面図であり、図２は実施形態に係る建設機械の上部旋回体を示す斜視図である。なお、図２における上部旋回体は、アタッチメントが設置されていない状態である。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る建設機械１０は、例えば油圧ショベルであり、クローラ式の下部走行体１１と、下部走行体１１上に旋回自在に搭載された上部旋回体１２とを備えている。上部旋回体１２には、アタッチメント１３、キャブ１４、機械室１５、旋回フレーム１６等が設けられている。

旋回フレーム１６は、製缶の構造物であり、下部走行体１１の上部に旋回可能に設けられ、旋回フレーム１６の上面には、アタッチメント１３、キャブ１４、機械室１５、作動油タンク１７及び燃料タンク１８が設けられている。

アタッチメント１３は、上部旋回体１２の前部に設置され、ブーム１３ａ、アーム１３ｂ及びバケット１３ｃを有する。ブーム１３ａ等はそれぞれ油圧制御された油圧シリンダ１３ｄの伸縮に連動して動作し、掘削等の作業を行う。ブーム１３ａ等の操作は、キャブ１４において行われる。

キャブ１４は、例えば矩形箱形の運転室であり、アタッチメント１３に隣接して上部旋回体１２の前部に設置されている。キャブ１４の後方には、燃料タンク１８が配置され、燃料タンク１８の上部にエンジンの吸気を濾過するためのエアクリーナ２０が配置されている。

燃料タンク１８及びエアクリーナ２０の側方には、中央足場２１を挟んで対向する位置に作動油タンク１７が配置されている。作動油タンク１７の前方には、作業者を中央足場２１へ導くための階段状の昇降ステップ２２が設けられている。

機械室１５は、上部旋回体１２の後部に配置され、上部旋回体１２の幅方向に延びている。機械室１５は、旋回フレーム１６の上面に設置された機械室フレームによって区画され、内部に排気ガス後処理装置、エンジン、油圧ポンプ等の動力機械を収容している。機械室１５は、前側を作動油タンク１７及び燃料タンク１８に覆われ、左右側方をサイドカバー２３に覆われ、後側をカウンタウェイト１９に覆われている。また、機械室１５は、図３及び図４にも示すように、上部旋回体１２の幅方向に互いに間隔をあけて配置された第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０と、第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０に連接して配置されたボンネットスペーサ５０により上面を覆われている。

機械室フレーム６０は、図５に示すように、旋回フレーム１６の上面に間隔をあけて立設する複数の柱部材６１ａ～ｅや、前後左右に延伸するフレーム部材６２ａ～ｄによって形成され、フレーム部材６２ａ～ｄが機械室１５を区画している。

機械室フレーム６０は、具体的には、右側に立設する柱部材６１ａ～ｃの上端に天板６３を有する。天板６３の上面には、図６に示すように、排気ガス後処理装置８０が設置される。また、天板６３の上面には、柱部材６４ａ～ｄが立設している。天板６３の下部には、エンジン９０の右側に連結された油圧ポンプ（不図示）が配置されている。

機械室１５には、排気ガス後処理装置８０の左側に、エンジン９０が幅方向に延びる横置きの状態で配置され、エンジン９０の更に左側には、冷却ファン９１と熱交換器９２が配置されている。機械室フレーム６０は、左端において前後方向に並んで立設する柱部材６１ｄ，６１ｅを有する。エンジン９０は、エンジンオイルを給油するための給油口９０ａを右端上部に有する。エンジン９０のうち少なくとも給油口９０ａの上端部は、柱部材６１ｄ，６１ｅ及び６４ａ～ｄの上端よりも上方に突出している。

機械室フレーム６０の右端部において前後方向に並んで立設する柱部材６４ａ，６４ｂの上端を架設するように、右側フレーム部材６２ａが前後方向に延伸している。機械室フレーム６０の左端部において前後方向に並んで立設する柱部材６１ｄ，６１ｅの上端を架設するように、左側フレーム部材６２ｂが前後方向に延伸している。そして、機械室フレーム６０の前端部において左右方向に並んで立設する柱部材６４ａ，６４ｃ及び６１ｄの上端を架設するように、前側フレーム部材６２ｃが上部旋回体１２の幅方向に延伸している。機械室フレーム６０の後端部において左右方向に並んで立設する柱部材６４ｃ，６４ｄ及び６１ｅの上端を架設するように、後側フレーム部材６２ｄが上部旋回体１２の幅方向に延伸している。前側フレーム部材６２ｃ及び後側フレーム部材６２ｄは、複数の部材が連結されていてもよい。また、機械室フレーム６０は、エンジン９０の上側において、前側フレーム部材６２ｃ及び後側フレーム部材６２ｄを連結する梁部材７０を有する。

第１ボンネット３０は、機械室１５の右側上部に位置し、右側フレーム部材６２ａ、前側フレーム部材６２ｃ及び後側フレーム部材６２ｄに支持されて、排気ガス後処理装置８０の上部を覆う。

第２ボンネット４０は、機械室１５の左側上部に位置し、左側フレーム部材６２ｂ、前側フレーム部材６２ｃ及び後側フレーム部材６２ｄに支持されて、エンジン９０、冷却ファン９１及び熱交換器９２の上部を覆う。

梁部材７０は、前側フレーム部材６２ｃ及び後側フレーム部材６２ｄの捻られるような変位を低減し、機械室フレーム６０及びボンネットスペーサ５０の強度を確保する。梁部材７０は、第１ボンネット３０と第２ボンネット４０との間に位置し、梁部材７０の少なくとも一部が、平面視で、ボンネットスペーサ５０と重なるように配置されている。本実施形態では、梁部材７０の幅寸法はボンネットスペーサ５０よりも広く形成されている。平面視で、梁部材７０の右側端部は、第１ボンネット３０と重なっており、梁部材７０の左側端部は、第２ボンネット４０と重なっている。また、ボンネットスペーサ５０は、後述する内部開口７３を除いて梁部材７０と平面視で重なっている。

梁部材７０は、具体的には、天板６３の左側において、前側フレーム部材６２ｃ及び後側フレーム部材６２ｄを架設するように、前端部を前側フレーム部材６２ｃの上部に固定され、後端部を後側フレーム部材６２ｄの上部に固定されている。梁部材７０は、上部旋回体１２の幅方向の断面形状が一様な薄板により構成されることが好ましく、幅方向の長さを変更することで機械室１５の幅寸法が異なる複数の仕様の建設機械に適用可能である。

梁部材７０は、上部旋回体１２の前後方向へ略水平に延伸する水平面７１及び水平面７１から立設する垂直面７２を有する。本実施形態において、垂直面７２は、水平面７１の左側端部から前後方向に亘って形成されており、梁部材７０の幅方向の断面はＬ字形状となっている。梁部材７０の断面はＬ字形状に限定されず、例えば、垂直面７２が水平面７１の左右の略中央部から立設するＴ字形状としてもよい。

第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０の少なくとも一方は、開閉可能に構成され、垂直面７２は、第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０の少なくとも１方の開閉をガイドするガイドレール７２ａを有する。本実施形態では、図７に示すように、第２ボンネット４０が後部に連結されたヒンジによって開閉自在に構成されている。垂直面７２には、前後方向に延びる長孔状のガイドレール７２ａが形成されている。一端部が第２ボンネット４０に連結されたステー４１の他端部が、ガイドレール７２ａを摺動可能に連結されており、ガイドレール７２ａは第２ボンネット４０の開閉をガイドすることができる。

梁部材７０は、垂直面７２によって強度を確保することができるため、水平面７１及び垂直面７２に内部開口７３，７４を設けることができる。例えば、本実施形態では、図６に示すように、エンジン９０が梁部材７０へ張り出し、少なくとも給油口９０ａが柱部材６１ｄ，６１ｅ及び６４ａ～ｄの上端よりも上方に突出しているため、梁部材７０とエンジン９０との干渉を防止するために、梁部材７０には、左側端部から右側へ向かって水平面７１の一部を切り欠いた内部開口７３が形成されるとともに、下端部から上方へ向かって垂直面７２の一部を切り欠いた内部開口７４が形成されている。水平面７１に形成された内部開口７３は、後述するボンネットスペーサ５０の開口５１に対向する位置に設けてあるため、梁部材７０の下方へのアクセスを容易にする。また、水平面７１には、内部開口７３の周縁部に立設する堰７１ａが形成されており、機械室１５内部への雨水等の浸入が防止されている。

ボンネットスペーサ５０は、例えば、機械室が拡張された新たな建設機械へ、既存の第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０を適用させる際に、その拡張分をカバーするための追加部材であり、第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０の間の機械室１５の上面を覆う。

ボンネットスペーサ５０は、図８に示すように、前側に立設する前側固定部５０ａと、後側に立設する後側固定部５０ｂと、前側固定部５０ａ及び後側固定部５０ｂの上端を繋ぐように前後方向に延伸する平面部５０ｃとから構成されるアーチ形状の部材であり、前側固定部５０ａ及び後側固定部５０ｂが梁部材７０の上面に固定されている。ボンネットスペーサ５０の幅方向の寸法は、第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０よりも短い。ボンネットスペーサ５０には、左右両端部から前後方向に亘って垂下する縁部５０ｄが形成されている。

また図９に示すように、ボンネットスペーサ５０は、機械室１５の内部へ連通する開口５１と、開口５１を塞ぐ開閉可能な小窓５２とを有する。具体的には、ボンネットスペーサ５０には、前側固定部５０ａの上部から平面部５０ｃの前後方向略中央部に亘って左側端部から右側に切り欠かれて開口５１が形成されている。開口５１は、梁部材７０の内部開口７３と対向する位置に設けられ、内部開口７３よりも大きく形成されている。開口５１の後端部には、開口５１よりもひと回り大きな小窓５２がヒンジ５２ａを介して回動自在に取り付けられている。なお、小窓５２は、開口５１を開閉可能にするものであれば上記形態に限定されることはなく、例えば、開口５１に対して着脱自在なものであってもよい。

中央足場２１において、作業者が第２ボンネット４０及び小窓５２を開放すると、図１０に示すように、開口５１から内部開口７３を介して機械室１５内に収容された動力機械が露出するため、メンテナンスが容易となる。例えば本実施形態では、梁部材７０の下部に位置する給油口９０ａが、開口５１及び内部開口７３によってアクセス可能となるため、エンジンオイルの給油が容易となる。

次に、第１ボンネット３０、第２ボンネット４０及びボンネットスペーサ５０の配置について説明する。第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０の少なくとも一方は、閉状態において、ボンネットスペーサ５０及び小窓５２に対して上側に重なって配置される。本実施形態では、図１１に示すように、開閉可能な第２ボンネット４０が、縁端部に雨水等の浸入を防ぐためのウェザーストリップ４２を有している。このウェザーストリップ４２は、第２ボンネット４０の閉状態において、ボンネットスペーサ５０及び小窓５２に対して上側に重なって配置されており、小窓５２の閉状態を維持する。なお、第１ボンネット３０の縁端部３１は、ボンネットスペーサ５０に対して上側に重なっているが、小窓５２には干渉しない位置に接合されている。すなわち、第２ボンネット４０を開状態とすることで、小窓５２が開閉自在となる。この構成により、小窓５２にロック機構を設ける必要がない。

以上のように構成した本実施形態の建設機械１０によれば、第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０を左右に間隔をあけて配置すると、第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０の間にスペースが生じるが、このスペースから機械室１５が露出しないように、ボンネットスペーサ５０が第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０に連接して配置されて機械室１５の上面を覆うことができる。例えば既存の建設機械のボンネットとしての第１ボンネット３０及び第２ボンネット４０を共通部品として活用しつつ、機械室１５の拡張分をボンネットスペーサ５０で覆うことが可能となる。また、ボンネットスペーサ５０は、梁部材７０と重なるように構成されることで、強度を十分に確保することができる。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

１０ 建設機械
１１ 下部走行体
１２ 上部旋回体
１５ 機械室
３０ 第１ボンネット
４０ 第２ボンネット
５０ ボンネットスペーサ
５１ 開口
５２ 小窓
６０ 機械室フレーム
６１ａ～ｅ 柱部材
６２ａ 右側フレーム部材
６２ｂ 左側フレーム部材
６２ｃ 前側フレーム部材
６２ｄ 後側フレーム部材
６３ 天板
６４ａ～ｄ 柱部材
７０ 梁部材
７１ 水平面
７２ 垂直面
７３，７４ 内部開口
８０ 排気ガス後処理装置
９０ エンジン

Claims (7)

1. エンジンを収容する機械室を区画し、それぞれ上部旋回体の幅方向に延伸する前側フレーム部材及び後側フレーム部材と、
   前記上部旋回体の幅方向に互いに間隔をあけて配置され、前記機械室の上面を覆う第１ボンネット及び第２ボンネットと、
   前記第１ボンネット及び前記第２ボンネットに連接して配置され、前記第１ボンネット及び前記第２ボンネットの間の前記機械室の上面を覆うボンネットスペーサと、
   前記エンジンの上側において前記前側フレーム部材及び前記後側フレーム部材を連結する梁部材と、を備え、
   前記梁部材の少なくとも一部が、平面視で、前記ボンネットスペーサと重なる位置に配置されることを特徴とする建設機械。
2. 前記ボンネットスペーサは、前記機械室の内部へ連通する開口と、前記開口を塞ぐ開閉可能な小窓と、を有することを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
3. 前記第１ボンネット及び前記第２ボンネットの少なくとも一方は、開閉可能に構成され、且つ、閉状態において、前記ボンネットスペーサ及び前記小窓に対して上側に重なって配置されることを特徴とする請求項２に記載の建設機械。
4. 前記梁部材は、前記上部旋回体の前後方向に延伸する水平面及び前記水平面から立設する垂直面を有し、前記開口に対向する位置に内部開口を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の建設機械。
5. 前記垂直面は、前記第１ボンネット及び前記第２ボンネットの少なくとも１方をガイドするガイドレールを有することを特徴とする請求項４に記載の建設機械。
6. 前記ボンネットスペーサは、前側固定部及び後側固定部が前記梁部材に固定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の建設機械。
7. 前記梁部材は、前記上部旋回体の幅方向の断面形状が一様な薄板により構成されることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の建設機械。