JP6345613B2 - Excavator cover - Google Patents
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Description
本発明は、ショベルの構成部品を覆うためのカバーに関する。 The present invention relates to a cover for covering excavator components.
建設機械としてのショベルには、動力源としてディーゼルエンジンが搭載されることが多い。一般的な大きさのショベルに搭載されるディーゼルエンジンには高出力が要求される。このため、ショベルには乗用車などのエンジンに比べると大型のディーゼルエンジンが用いられる。また、ディーゼルエンジンは一般的に水冷式であり、ラジエータがディーゼルエンジンの近傍に配置される。 A shovel as a construction machine is often equipped with a diesel engine as a power source. High output is required for a diesel engine mounted on a general size excavator. For this reason, a large diesel engine is used for an excavator compared to an engine such as a passenger car. The diesel engine is generally water-cooled, and a radiator is disposed in the vicinity of the diesel engine.
ショベルに搭載されたディーゼルエンジン及びラジエータ等がむき出しのままであると、風雨に晒されてしまい、また、外観上好ましくない。このため、ディーゼルエンジン及びラジエータ等を覆うようにエンジンフード又はエンジンカバーが設けられることが多い(例えば、特許文献1参照)。 If the diesel engine and the radiator mounted on the excavator are exposed, they are exposed to wind and rain, and are not preferable in appearance. For this reason, an engine hood or an engine cover is often provided so as to cover the diesel engine, the radiator, and the like (see, for example, Patent Document 1).
上述のように一般的なショベルに搭載されるディーゼルエンジンは大型であり、且つディーエルエンジンの近傍にラジエータ等が配置されるため、これらを覆うように設けられるエンジンフードも大型となる。また、エンジンフードはディーゼルエンジンやラジエータ等を保護するカバーとしての機能を果たす必要があるため、ある程度の強度を必要とする。 As described above, a diesel engine mounted on a general excavator is large in size, and a radiator or the like is disposed in the vicinity of the DLR engine. Therefore, an engine hood provided so as to cover them is also large. In addition, since the engine hood needs to function as a cover for protecting a diesel engine, a radiator, and the like, it needs a certain degree of strength.
エンジンフードを比較的厚い鋼板で作製した場合、エンジンフードは十分な強度を有するが、重量が大きくなってしまい、成形し難くなってしまう。このように、従来のエンジンフード又はエンジンカバーには、重量や成形性が考慮されていなかった。 When the engine hood is made of a relatively thick steel plate, the engine hood has sufficient strength, but the weight increases and it is difficult to mold. As described above, the conventional engine hood or engine cover does not take weight and formability into consideration.
そこで、本発明は、大きな補強強度を有するリブが一体的に形成されたショベル用カバーを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the cover for shovels in which the rib which has big reinforcement strength was integrally formed.
上述の目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、上部旋回体の一部を覆うためのFRPで成形されたショベル用カバーであって、カバー本体と、前記カバー本体の裏側に形成され、前記カバー本体を補強するリブと、前記リブの内部に配置される芯材と、を有し、前記リブは、左右方向に延材するリブと、前後方向に延材するリブとが一体的に形成され、前記カバー本体の厚みtと前記リブの厚みtrの比(t:tr)が、1:1〜1:3の範囲内であり、前記リブと前記カバー本体との間に湾曲部が設けられ、該湾曲部の曲率半径Rは0.5t〜3tである、ショベル用カバーが提供される。
In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, there is an excavator cover formed of FRP for covering a part of an upper swing body, the cover main body, and the back side of the cover main body. A rib that reinforces the cover body, and a core member disposed inside the rib, the rib extending in the left-right direction, and a rib extending in the front-rear direction. There are formed integrally, the ratio of the thickness tr of the the thickness t rib of the cover body (t: tr) is 1: 1 to 1:
開示した実施形態によれば、適切かつ十分な厚みを有するリブが一体的に形成されたショベル用カバーを提供することができる。 According to the disclosed embodiment, it is possible to provide a shovel cover in which ribs having appropriate and sufficient thickness are integrally formed.
図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は一実施形態によるショベル用カバーが設けられたショベルの左側面図である。図2は図1に示すショベルの右側面図である。 FIG. 1 is a left side view of an excavator provided with a shovel cover according to an embodiment. FIG. 2 is a right side view of the excavator shown in FIG.
図1及び図2に示すように、ショベルは下部走行体1、上部旋回体2、キャブ3、ブーム4、アーム5、及びバケット6を有する。上部旋回体2は、旋回機構(図示せず)を介して下部走行体1上に搭載される。上部旋回体2の左側前部にキャブ3が設けられる。上部旋回体2の前部中央にブーム4の一端が回動可能に取り付けられる。アーム5は、ブーム4の先端部に回動可能に取り付けられる。エンドアタッチメントであるバケット6は、アーム5の先端部に回動可能に取り付けられる。掘削アタッチメントであるバケット6の代わりに、ブレーカや破砕機のようなエンドアタッチメントがアーム5の先端部に取り付けられてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the excavator includes a lower traveling body 1, an
上部旋回体2の後部には、後述するようにディーゼルエンジン及びエンジンに付随する構成部品が搭載されており、これらエンジンと構成部品上部を覆うようにエンジンフード200が取り付けられている。ショベル用カバーの一例としてのエンジンフード200の形状及び構造については後述する。
As will be described later, a diesel engine and components associated with the engine are mounted on the rear part of the
図3は上部旋回体2の概略構成を示す平面図である。図3に示すように、上部旋回体2の後部にはエンジンルーム7(一点鎖線で示す)が形成される。エンジンルーム7の上部は、図1及び図2に示すようにエンジンフード200により覆われているが、図3ではエンジンルーム7の内部を図示するためにエンジンフード200が取り外された状態が示されている。
FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the
図3に示すように、エンジンルーム7内にはディーゼルエンジン8が設置される。ディーゼルエンジン8の近傍には、後述する排ガス処理装置10を含むSCRシステム(選択触媒還元システム)110が配置される。ディーゼルエンジン8には冷却ファン12が設けられ、ラジエータを含む熱交換器ユニット13が冷却ファン12の前方に設置される。
As shown in FIG. 3, a
熱交換器ユニット13の側方(ショベルとしては前側)には、エアクリーナ63(エアフィルタ)が配置される。エアクリーナ63は吸気管64を介してディーゼルエンジン8に接続されている。エアクリーナ63で濾過された空気が吸気管64を通じてディーゼルエンジン8に供給される。
An air cleaner 63 (air filter) is disposed on the side of the heat exchanger unit 13 (front side as a shovel). The
ディーゼルエンジン8には、エンジン排気(以下、「排ガス」と称する)を放出するための排気管9が接続される。排気管9の下流側の端部には、高次の排ガス規制に対応する排ガス処理装置10が設置される。本実施形態では、排ガス処理装置10として、尿素水溶液(液体還元剤)を用いた尿素選択還元型のNOx処理装置が用いられる。排ガス処理装置10については、後述する。
An exhaust pipe 9 for discharging engine exhaust (hereinafter referred to as “exhaust gas”) is connected to the
キャブ3は上部旋回体2の左側前部に配置されている。ここで、本明細書において、上部旋回体2の前部とは、上部旋回体の中央から見てブーム4が取り付けられている側の部分である。また、前方とは、上部旋回体の中央から見てブーム4が延在する方向である。また、左側とは上部旋回体2において前方(ブーム4が延在する方向)を向いたときに左となる部分である。また、右側とは上部旋回体2において前方(ブーム4が延在する方向)を向いたときに、右となる部分である。
The
キャブ3の後方には、油圧システムで用いられる作動油を貯蔵する作動油タンク120が配置される。作動油タンク120の後方に上述の熱交換器ユニット13が配置される。
Behind the
一方、エンジンルーム7の前側に、軽油等のディーゼルエンジン燃料を貯蔵する燃料タンク19が配置される。燃料タンク19に貯蔵されたディーゼルエンジン燃料は、燃料供給配管(図示せず)を介してディーゼルエンジン8に供給される。
On the other hand, a
燃料タンク19の前側に、排ガス処理装置10が使用する処理剤(尿素水溶液(液体還元剤))を貯蔵する尿素水タンク(処理剤タンク)20が配置される。尿素水タンク20に貯蔵された処理剤は、処理剤供給配管(図示せず)により排ガス処理装置10に供給される。尿素水タンク20はタンクカバー40(図2参照)で覆われていてもよい。なお、尿素水溶液(液体還元剤)は処理剤の一例であり、液体還元剤として他の処理剤を用いたり、他の処理方法を用いて行なう場合もあり得る。
A urea water tank (treatment agent tank) 20 that stores a treatment agent (urea aqueous solution (liquid reducing agent)) used by the exhaust
ブーム4は、上部旋回体2の旋回フレーム2aの前側中央部に強固に固定されたブーム支持ブラケット17に回動可能に支持される。より具体的には、ブーム4は、ブーム支持ブラケット17の右側ブラケット17R及び左側ブラケット17Lとの間に挟まれた状態で、右側ブラケット17R、ブーム4、左側ブラケット17Lを貫通して設けられるブームフートピン100により支持される。
The boom 4 is rotatably supported by a
次に、上述のエンジンルーム7の上部を覆うように設けられるショベル用カバーの一例であるエンジンフード200について説明する。
Next, the
エンジンフード200は、ディーゼルエンジン8と冷却ファン12と熱交換器ユニット13と排ガス処理装置10とを覆うような形状を有するカバーである。エンジンフード200はディーゼルエンジン8を含む構成部品を覆って保護するとともに、ショベルの外観を良くするために設けられる。
The
図4はエンジンフード200を斜め後方から見た斜視図であり、図5はエンジンフード200を裏側から見た斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of the
本実施形態では、エンジンフード200は、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)により成形された略箱状のカバーである。エンジンフード200を成形するための材料は、GFRPには限られない。例えば、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)や他のプラスチック材を用いてエンジンフード200を成形してもよい。
In the present embodiment, the
エンジンフード200をガラス繊維強化プラスチック(GFRP)で成形することにより、エンジンフード200の重量を低減することができ、且つ製造コストを低減することができる。また、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)で成形することにより、覆うべき構成部品の形状に沿った形状のエンジンフード200を容易に製作できる。
By molding the
エンジンフード200は、カバー本体210と、カバー本体210に一体的に形成された複数のリブ250とを有する。カバー本体210は、エンジンルーム7のほぼ全体を覆うように大きな箱状のカバーであり、その裏面に設けられた複数のリブ250により補強されている。
The
カバー本体210の後面側にヒンジ板212が取り付けられている。エンジンフード200のヒンジ板212をショベルのエンジンルーム7を形成する部品に係合させることにより、エンジンフード200をヒンジ板212と図示しないヒンジとにより回動可能(開閉可能)に支持することができる。
A
カバー本体210の前面側には、エンジンフード200を開くときに掴むハンドル214が取り付けられる。ハンドル214の両側には、エンジンフード200を閉めた状態で固定するための固定機構216が取り付けられる。
A
カバー本体210の中央部分には、前後方向に延在する細長い溝のような凹形状部218が形成されている。凹形状部218は、エンジンフード200を上から見ると凹んでいる部分であり、底面側(裏面側)から見ると凸形状となる。本実施形態では、複数本(3本)の凹形状部218がカバー本体210の中央部分に形成されており、カバー本体210の中央部分はこの凹形状部218により補強されている。
A
カバー本体210の右側部分には、中央部分より高くなった右側凸形状部220が形成されている。右側凸形状部220は、底面側(裏面側)から見ると凸形状となり、この中に上述の排ガス処理装置10の上部が収まるような形状である。右側凸形状部220の後部には、排ガス処理装置10から延出する排気筒を通すための開口222が形成されている。
A right
カバー本体210の左側部分には、中央部分より高くなった左側凸形状部224が形成されている。左側凸形状部224は、底面側(裏面側)から見ると凸形状となり、この中に上述の熱交換器ユニット13の上部が収まるような形状である。
A left
以上のように、カバー本体210の上面に、凹形状部218、右側凸形状部220、左側凸形状部224等の凹凸が形成されることで、カバー本体210は曲がり難いように補強されている。
As described above, the cover
カバー本体210の左右の側面には、複数の開口226が形成されている。開口226を形成することで、エンジンフード200を軽量化している。
A plurality of
カバー本体210の上面の2箇所に、フックを引っ掛けてエンジンフード200を持ち上げるための吊り具228が取り付けられている。エンジンフード200を取り付けるときなどには、吊り具228を用いてエンジンフード200を持ち上げながら、ハンドル214を掴んでエンジンフード200を移動することで、取り付け作業を容易に行なうことができる。
ここで、カバー本体210を補強するためのリブ250の形状及び構成について、図6及び図7を参照しながら説明する。図6はエンジンフード200の底面図である。図7は、図6におけるVII−VII線に沿ったリブ250の拡大断面図である。
Here, the shape and configuration of the
本実施形態では、前後方向に延在する2本のリブ250と、左右方向に延在する3本のリブ250とがカバー本体210の裏面から突出するように形成されている。リブ250の位置及び本数は、カバー本体210の形状、及び補強の度合いを考慮しながら適宜決定すればよい。
In the present embodiment, two
図7に示すように、リブ250はカバー本体210から垂直方向に起立した形状であり、リブ250の剛性によりカバー本体210を補強する機能を有する。リブ250はカバー本体210をGFRPで成形する際に、カバー本体210と一体的に形成される。
As shown in FIG. 7, the
カバー本体210の成形には、ガラス繊維で形成されたマット材260が用いられる。マット材260はガラス繊維を含むシート状の基材であり、ガラス繊維の間に樹脂を充填することでGFRPとなる。本実施形態では、マット材260を2枚重ねてカバー本体210を成形する。
For forming the cover
リブ250も、カバー本体210と同様に、マット材260を用いて成形する。ただし、マット材260を1枚あるいは2枚重ねただけでは、リブ250の適正な厚みにより強度を確保できないことがある。そこで、本実施形態では、マット材260を180度折り曲げて、間に芯材270を入れることで、リブ250の十分な厚みにより強度を確保している。ここで、リブ250の高さは、少なくともカバー本体210の厚みt以上あれば十分である。
The
芯材270は、マット材260の間に空間を設けるために設けられる部材である。芯材270は、例えば樹脂材や紙材など、リブ250の成形時に体積を維持することのできる材料であればどのような材料でもよく、複数のシート材を積層した部材であってもよい。エンジンフード200を軽くするために、芯材270は軽い材料であることが好ましい。また、芯材270は、エンジンフード200を成形するための樹脂との密着性が良いことが好ましい。さらに、芯材270は、軽量化の観点から樹脂が含浸しないような材料であることが好ましいが、マット材260を芯材270として使用することもできる。この場合、3層あるいは4層のマット材260に樹脂が充填されてリブ250が形成され、重量が増大するが、その分の補強強度も増大する。
The
本実施形態では、エンジンフード200(カバー本体210とリブ250とが一体となったもの)を、真空樹脂注入法で成形する。具体的には、エンジンフード200の外側の形状が形成された凹型にマット材260を2枚敷き詰める。そして、マット材260の上に、リブ250を形成するための芯材270が間に挟まれたマット材260を載置する。そして、リブ250の形状のリブ溝を含むエンジンフード200の裏側の形状が形成された凸型を凹型に合わせる。このとき、リブ250を形成するための芯材270が間に挟まれたマット材260は、凸型のリブ溝内に入り込む。凹型と凸型の間に形成されたキャビティを真空引きしてから、溶融した樹脂を注入することで、マット材260に樹脂が含浸する。マット材260に含浸した樹脂が固化することで、カバー本体210とリブ250とが一体となったエンジンフード200が形成される。
In the present embodiment, the engine hood 200 (in which the cover
ここで、リブ250の厚み(あるいは幅)trについて説明する。リブ250で補強されるカバー本体210の厚みをtとすると、補強材として十分な強度を与えるためには、リブ250の厚みtrはt以上であることが好ましい。本実施形態では、リブ250の厚みtrを、カバー本体210の厚みtの2.5倍としている。したがって、本実施形態では、リブ250を形成するための芯材270の厚みは、カバー本体210の厚みtの1.5倍である。
Here, the thickness (or width) tr of the
ここで、図7において、リブ250の厚みtrは、リブ250の外面に形成されるゲルコート層280の厚みを含んでいるが、ゲルコート層280はその厚みを無視できるほどの薄膜である。図7では、ゲルコート層280をわかりやすく図示するために厚く示しているが、実際は非常に薄い層であり、その厚みは無視して差し支えない。ゲルコート層280は、成形後のエンジンフード200を型からきれいに取り出すための離型剤の層であり、エンジンフード200の表面を滑らかにする効果を有する。
Here, in FIG. 7, the thickness tr of the
また、図7において、カバー本体210の裏側に塗料層290が形成されているが、塗料層290も非常に薄い層である。図7では、塗料層290をわかりやすく図示するために厚く示しているが、実際は非常に薄い層であり、その厚みは無視して差し支えない。
In FIG. 7, a
リブ250の厚みtrはカバー本体210の厚みt以上であることが好ましいが、芯材270を入れるとすると、リブ250の厚みtrはカバー本体210の厚みtの少なくとも1.5倍程度とすることが好ましい。一方、リブ250の厚みtrがカバー本体210の厚みtより大き過ぎても、補強効果は一定となり、かえって重量が増加してしまう。そこで、リブ250の厚みtrをカバー本体210の厚みtの3倍以下とすることで、適切な補強効果と重量の低減効果を確保することができる。
The thickness tr of the
以上をまとめると、カバー本体210の厚みtとリブ250の厚みtrとの比(t:tr)は、1:1〜1:3の範囲内であることが好ましく、1:1.5〜1:3の範囲内であることがより好ましい。
In summary, the ratio (t: tr) between the thickness t of the
図7に示す表は、カバー本体210の厚みtとリブ250の厚みtrとの比を(tr/t)で表したときの、(tr/t)と補強効果との関係を示している。
The table shown in FIG. 7 shows the relationship between (tr / t) and the reinforcing effect when the ratio between the thickness t of the cover
リブ250がカバー本体210から起立する根元部分には適度な曲率半径Rの湾曲部が設けられている。この湾曲部は、リブ250の根元部分への応力集中を緩和するために設けられる。リブ250の根元部分のRは、マット材260の根元を湾曲させておくことで形成できる。
A curved portion having an appropriate radius of curvature R is provided at the base portion where the
本実施形態では、リブ250の根元部分の湾曲部のRは、カバー本体210の厚みtの1.6倍(R=1.6t)である。Rがtに対して小さ過ぎると、リブ250の根元部分における応力集中が大きくなり、リブ250とカバー本体210との間に割れが生じる可能性が大きくなる。一方、Rがtに対して大き過ぎると、リブ250とカバー本体210とを一体に成形する際に、樹脂が充填される空間が大きくなり過ぎて、樹脂の引け等に起因する不良が発生しやすくなる。
In the present embodiment, the radius R of the base portion of the
そこで、リブ250とカバー本体210との間の湾曲部の曲率半径Rは、カバー本体210の厚みtの0.5倍〜3倍(R=0.5t〜3t)とすることが好ましく、1倍から2倍(R=1t〜2t)とすることがより好ましい。
Therefore, the radius of curvature R of the curved portion between the
図7に示す表は、曲率半径Rとカバー本体210の厚みtとの比を(R/t)で表したときの、(R/t)と補強効果との関係を示している。
The table shown in FIG. 7 shows the relationship between (R / t) and the reinforcing effect when the ratio between the radius of curvature R and the thickness t of the
以上のような構成のエンジンフード200(カバー本体210)の裏側において、上述のように凹凸が形成されるため、中央部分とその両側の部分との間に傾斜した段差部が形成されている。段差部は、例えば図5において点線円Aで囲まれた部分である。本実施形態では、GFRPでリブ250とカバー本体210とを一体的に形成するため、このような段差部にもリブ250を容易に形成することができる。
Since the unevenness is formed on the back side of the engine hood 200 (cover main body 210) configured as described above, an inclined step portion is formed between the central portion and portions on both sides thereof. The step portion is, for example, a portion surrounded by a dotted circle A in FIG. In the present embodiment, since the
上述のGFRPで形成されたリブを有するエンジンフードの構造は、側面カバー300(図2参照)にも適用できる。 The structure of the engine hood having ribs formed of the above-described GFRP can also be applied to the side cover 300 (see FIG. 2).
図8は側面カバー300の背面図(裏面を示す図)である。側面カバー300は、ショベル用カバーの一例であり、上部旋回体2のエンジンルーム7の右側面を覆うように設けられるカバーである。
FIG. 8 is a rear view of the side cover 300 (showing the back surface). The
側面カバー300も、エンジンフード200と同様にGFRPで形成することで、重量を低減することができる。側面カバー300には、空気を流通させるためのルーバー320が形成される。ルーバー320以外の部分に、補強のためのリブ350が形成されている。
Similarly to the
1 下部走行体
2 上部旋回体
2a 旋回フレーム
3 キャブ
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 エンジンルーム
8 ディーゼルエンジン
9 排気管
10 排ガス処理装置
12 冷却ファン
13 熱交換器ユニット
17 ブーム支持ブラケット
17L,17R ブラケット
19 燃料タンク
20 尿素水タンク
63 エアクリーナ
64 吸気管
100 ブームフートピン
110 SCRシステム
120 作動油タンク
200 エンジンフード
210 カバー本体
220 右側凸形状部
224 左側凸形状部
226 開口
228 吊り具
250 リブ
260 マット材
270 芯材
300 側面カバー
350 リブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
カバー本体と、
前記カバー本体の裏側に形成され、前記カバー本体を補強するリブと、
前記リブの内部に配置される芯材と、
を有し、
前記リブは、左右方向に延材するリブと、前後方向に延材するリブとが一体的に形成され、
前記カバー本体の厚みtと前記リブの厚みtrの比(t:tr)が、1:1〜1:3の範囲内であり、
前記リブと前記カバー本体との間に湾曲部が設けられ、該湾曲部の曲率半径Rは0.5t〜3tである、ショベル用カバー。 A shovel cover formed of FRP for covering a part of the upper revolving body of the shovel,
A cover body;
A rib that is formed on the back side of the cover body and reinforces the cover body ;
A core disposed inside the rib;
Have
The rib is formed integrally with a rib extending in the left-right direction and a rib extending in the front-rear direction,
The ratio of the thickness tr of the cover body thickness t ribs (t: tr) is 1: 1 to 1: Ri der range of 3,
A shovel cover , wherein a curved portion is provided between the rib and the cover body, and a radius of curvature R of the curved portion is 0.5t to 3t .
前記カバー本体は凹凸を有する、ショベル用カバー。 The shovel cover according to claim 1 ,
An excavator cover, wherein the cover body has irregularities.
前記リブは、前記カバー本体の凹凸の間の段差部にも形成されている、ショベル用カバー。 The shovel cover according to claim 2 ,
The rib is a cover for an excavator, which is also formed in a step portion between the unevenness of the cover body.
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