(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1は本発明の一実施形態による建設機械の一例であるショベルの右側面図である。
図1に示すように、ショベルは下部走行体1、上部旋回体2、キャビン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は旋回機構を介して下部走行体1に搭載される。上部旋回体2の左側前部には内部に運転席が設けられたキャビン3が配置される。上部旋回体2の前部中央にはブーム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。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。
【0010】
次に、
図2を参照し、サイドカバーを備えるショベルの構成について説明する。
図2は上部旋回体2の右側面図であり、
図2(A)はサイドカバーD1及びサイドカバーD2が装着された状態を示し、
図2(B)はサイドカバーD1及びサイドカバーD2が取り外された状態を示す。なお、本明細書において、上部旋回体2の中心から見てブーム4が取り付けられた方向を前方と定義し、その反対側を後方と定義する。また、上部旋回体2の中心において前方を見たときに、その左手の側を左側と定義し、右手側を右側と定義する。また、
図2では、図示の便宜上、ブーム4が取り外された状態が示されている。
【0011】
図2に示すように、上部旋回体2の後方には開閉可能なサイドカバーD1によってその側部が覆われるポンプ室7が形成される。ポンプ室7は主にハウスフレーム7a、7b、仕切り板7c、及び天板7dによって区画される空間であり、ポンプ室7内にはエンジン(図示せず)及び油圧ポンプ(図示せず)等が収容される。また、ポンプ室7の上部はエンジンフード7tで覆われる。また、ハウスフレーム7a、7bは、仕切り板7cの上に搭載される選択触媒還元装置7e、天板7dの上に搭載されるエンジンフード7t、エアクリーナ等の重量物を支持する。
【0012】
ポンプ室7の前方には、開閉不能なサイドカバーD2によってその側部が覆われるタンク室10が形成される。タンク室10内には、油圧ポンプが吐出する作動油を貯蔵する作動油タンク19S、及び、エンジンに供給される燃料を貯蔵する燃料タンク19Fが収容される。作動油タンク19S及び燃料タンク19Fの上には天板10a、10bが設置される。天板10a、10bの上で作業者が作業できるようにするためである。
【0013】
燃料タンク19Fの前方には、開閉不能なサイドカバー(階段下収納室カバー)D3によってその側部が覆われる階段下収納室が形成される。サイドカバーD2は、サイドカバー(階段下収納室カバー)D3に隣接して配置される。階段下収納室には、エンジンの排ガスを処理するための処理剤(例えば、還元剤としての尿素水)が貯蔵される処理剤タンク19R、及び、作業工具等を収納できるスペースSP1を有する工具箱が設置される。また、処理剤タンク19Rの上には処理剤タンクカバー40aが開閉可能に設置される。処理剤タンクカバー40aが閉じられると処理剤タンク19Rの上部が処理剤タンクカバー40aで覆われ、処理剤タンクカバー40aが開けられるとその上部が露出する。また、処理剤タンクカバー40aの上面は段差が設けられて
図2に示すように部分的に低くなっている。この段差は作業者が上部旋回体2に登るときに使用する階段の一部を構成する。工具箱の上面も作業者が上部旋回体2の上に登るときに使用する階段の一部として利用される。
【0014】
工具箱の前方には作業者が上部旋回体2に登るときに使用する階段の一部として利用される足置き台としてステップ23が設けられる。ステップ23は工具箱の前方において旋回フレーム2aに取り付けられる。
【0015】
以上のように、ステップ23の上面、工具箱の上面、処理剤タンクカバー40aの上面、及び天板10bの上面により、作業者が上部旋回体2に登るときに使用する階段が形成される。
【0016】
次に、
図3を参照し、上部旋回体2にサイドカバーD2を取り付けるための構造について説明する。
図3(A)はハウスフレーム7b及び燃料タンク19Fに取り付けられた状態にあるサイドカバーD2の正面図を示す。また、
図3(B)はハウスフレーム7b及び燃料タンク19Fに取り付けられた状態にあるサイドカバーD2を右斜め上方から見たときの斜視図を示す。また、
図3(C)はハウスフレーム7b及び燃料タンク19Fに取り付けられた状態にあるサイドカバーD2の上面図を示す。
【0017】
図3に示すように、サイドカバーD2は、左側部、下部、及び右側部のそれぞれに突縁部D2a、D2b、D2cを有する。
【0018】
突縁部D2aは取り付け構造F1及びF2を用いてサイドカバーD2の左側部をハウスフレーム7bに取り付ける際に用いられる。本実施例では、突縁部D2aはボルト締結によってサイドカバーD2の左側部に固定される平板部材であり、取り付け構造F1及びF2のそれぞれに対応する締結孔を有する。なお、突縁部D2aは、サイドカバーD2と一体的に形成されてもよく、溶接によってサイドカバーD2の左側部に固定されてもよい。
【0019】
突縁部D2bは締結構造F3及びF4を用いてサイドカバーD2の下部を旋回フレーム2aに取り付ける際に用いられる。本実施例では、突縁部D2bはボルト締結によってサイドカバーD2の下部に固定される平板部材であり、締結構造F3及びF4のそれぞれに対応する締結孔を有する。なお、突縁部D2bは、サイドカバーD2と一体的に形成されてもよく、溶接によってサイドカバーD2の下部に固定されてもよい。
【0020】
突縁部D2cは締結構造F5を用いてサイドカバーD2の右側部を燃料タンク19Fに取り付ける際に用いられる。本実施例では、突縁部D2cはボルト締結によってサイドカバーD2の右側部に固定される平板部材であり、締結構造F5に対応する締結孔を有する。なお、突縁部D2cは、サイドカバーD2と一体的に形成されてもよく、溶接によってサイドカバーD2の右側部に固定されてもよい。具体的には、突縁部D2cは、
図3(C)に示すように、サイドカバーD2にボルト締結されるL字型部材であり、燃料タンク19Fにボルト締結されるL字型部材であるステー19Faと共にボルト締結される。
【0021】
次に、
図4を参照し、サイドカバーD2の下部を旋回フレーム2aに取り付けるための構造について説明する。
図4(A)は旋回フレーム2aに締結固定されたサイドカバーD2を内側(ショベルの機体側)から見た斜視図である。また、
図4(B)は旋回フレーム2aに締結固定されたサイドカバーD2の側面図である。また、
図4(C)は
図4(B)における点線矩形領域R1の拡大図である。
【0022】
図4に示すように、サイドカバーD2の下部は突縁部D2bを介して旋回フレーム2aに取り付けられる。具体的には、突縁部D2bは旋回フレーム2aのフォーミング材2a1に溶接されるL字型部材であるステー2a2に締結構造F3及びF4を用いてボルト締結される。
【0023】
次に、
図5及び
図6を参照し、サイドカバーD2の左側部をハウスフレーム7bに取り付けるための取り付け構造F1について説明する。
図5は取り付け構造F1の分解斜視図である。また、
図6は突縁部D2aがハウスフレーム7bに取り付けられたときの取り付け構造F1の断面図を示す。なお、取り付け構造F2は、取り付け構造F1と同じであるため、その説明を省略する。
【0024】
図5及び
図6に示すように、取り付け構造F1は、主に、ボルト50、ワッシャ51、段付ワッシャ52、第1摺動部材53、第2摺動部材54、及びナット55を含む。
【0025】
ボルト50及びナット55の組み合わせは、突縁部D2aに形成された締結孔H1及びハウスフレーム7bに形成された締結孔H2のところで被締結部材としての段付ワッシャ52をハウスフレーム7bに締結するための締結部材を構成する。なお、締結部材としてはボルト50及びナット55の組み合わせ以外の締結手段が採用されてもよい。
【0026】
被締結部材としての段付ワッシャ52は締結部材によってハウスフレーム7bに締結される。段付ワッシャ52はフランジ部52a及びスペーサ部52bを含む。フランジ部52aは、サイドカバーD2がハウスフレーム7bに取り付けられたときのサイドカバーD2の取り付け方向(X軸方向)におけるサイドカバーD2のハウスフレーム7bに対する変位を制限する変位制限部を構成する。スペーサ部52bはサイドカバーD2がハウスフレーム7bに取り付けられたときのハウスフレーム7bとフランジ部52aとの間隔G1を定める間隔設定部を構成する。
【0027】
スペーサ部52bの首下長さである間隔G1はサイドカバーD2の突縁部D2aの厚みT1よりも所定の厚みだけ大きくなるように設定される。段付ワッシャ52がハウスフレーム7bに締結されたときに突縁部D2aが第1摺動部材53と第2摺動部材54との間で締結固定されて動けなくなるのを防止するためである。具体的には、本実施例では間隔G1は突縁部D2aの厚みT1と第1摺動部材53の厚みと第2摺動部材54の厚みとの合計厚みよりも間隔G2だけ大きくなるように設定される。なお、間隔G2は、例えば1.1mmである。
【0028】
第1摺動部材53は段付ワッシャ52のフランジ部52aと突縁部D2aとの間に配置される。そして、突縁部D2aに対する段付ワッシャ52のYZ平面における摺動を促進する。また、第2摺動部材54はハウスフレーム7bと突縁部D2aとの間に配置される。そして、突縁部D2aに対するハウスフレーム7bのYZ平面における摺動を促進する。このように、第1摺動部材53及び第2摺動部材54は、サイドカバーD2の突縁部D2aを挟み込むように配置される。また、間隔G2は、突縁部D2aが段付ワッシャ52のフランジ部52aとハウスフレーム7bとの間に締結固定されるのを防止することで突縁部D2aに対する段付ワッシャ52及びハウスフレーム7bのYZ平面における摺動が妨げられないようにする。
【0029】
第1摺動部材53及び第2摺動部材54としては高分子材料が採用される。耐摩耗性、摺動性、耐候性、及び硬度に優れるためである。具体的には、PET、アクリル等の樹脂材料、EPDM等のゴム材料等が採用される。望ましくは樹脂材料が採用される。ゴム材料に比べ、経年劣化、摩耗等による影響が少ないためである。また、金属材料が採用されてもよい。
【0030】
この構成により、取り付け構造F1は、Y軸方向又はZ軸方向にハウスフレーム7bが揺動したときにハウスフレーム7bに締結されたボルト50、ワッシャ51、段付ワッシャ52、及びナット55をハウスフレーム7bと共に摺動させる。その一方で、取り付け構造F1は、Y軸方向又はZ軸方向に段付ワッシャ52が揺動した場合であっても、段付ワッシャ52の外周壁と締結孔H1の内周壁とが接触するまでは段付ワッシャ52の揺動が突縁部D2aに伝わらないようにする。ハウスフレーム7bの揺動がサイドカバーD2に伝わらないようにするためである。
【0031】
このように、ボルト50、ワッシャ51、段付ワッシャ52、及びナット55は、サイドカバーD2を揺動させることなく、段付ワッシャ52の外径と締結孔H1の内径との差だけXY平面においてハウスフレーム7bと共に摺動可能である。その結果、Y軸方向又はZ軸方向にハウスフレーム7bが揺動した場合であってもサイドカバーD2がハウスフレーム7bの揺動に引っ張られてしまうのを防止してサイドカバーD2を静止したままとすることができる。
【0032】
なお、取り付け構造F1は、X軸方向にハウスフレーム7bが揺動したときにはハウスフレーム7bに締結されたボルト50、ワッシャ51、段付ワッシャ52、及びナット55と共に突縁部D2aを揺動させる。但し、ハウスフレーム7bの揺動の大きさに比べて間隔G2の分だけ突縁部D2aの揺動の大きさを小さくできる。
【0033】
また、第1摺動部材53の存在により突縁部D2aと段付ワッシャ52のフランジ部52aとの接触による傷及びメタルタッチ音の発生を防止できる。同様に、第2摺動部材54の存在により突縁部D2aとハウスフレーム7bとの接触による傷及びメタルタッチ音の発生を防止できる。また、間隔G2の大きさを必要最小限とすることでがたつき音、ビビリ音等の発生を防止できる。
【0034】
また、サイドカバーD2は、取り付け構造F1及びF2によってその左側部がハウスフレーム7bに対して相対移動可能に取り付けられるが、締結構造F3及びF4によってその下部が旋回フレーム2aに締結固定され、締結構造F5によってその右側部が燃料タンク19Fに締結固定される。そのため、サイドカバーD2は、上部旋回体2に対してYZ平面に沿って揺動することはなく、その左側部のみが上部旋回体2に対してX軸方向に揺動可能な状態にある。したがって、ハウスフレーム7bが揺動した場合であっても取り付け構造F1及びF2がハウスフレーム7bの揺動を吸収できるときにはサイドカバーD2は突縁部D2aで過度の応力を生じさせることなく静止した状態を維持できる。また、取り付け構造F1及びF2が吸収できる大きさを超えてハウスフレーム7bがX軸方向へ揺動した場合であっても、サイドカバーD2の下部及び右側部と同様にサイドカバーD2の左側部がハウスフレーム7bに締結固定される場合に比べ、突縁部D2aで生じる応力を低減させることができ、突縁部D2aの破損を抑制或いは防止できる。
【0035】
このように、取り付け構造F1及びF2は、選択触媒還元装置7e、エンジンフード7t、及びエアクリーナ等の重量物を支えるハウスフレーム7bの揺動がサイドカバーD2に伝わるのを抑制或いは防止できる。そのため、サイドカバーD2の揺動に対するサイドカバーD2の補強(例えば厚みの増大による補強)の必要性を低減させることができる。また、ハウスフレーム7bの揺動を抑制するためのハウスフレーム7bの高剛性化の必要性を低減させることができる。その結果、上部旋回体2の全体としての製造コストを低減させることができる。
【0036】
また、取り付け構造F1及びF2は、締結構造F3〜F5のような締結構造が採用される場合と同様の配置及びスペースを必要とするのみであるため、締結構造を取り付け構造に置き換える際に大幅な設計変更が必要となることもない。
【0037】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0038】
例えば、上述の実施形態では、被締結部材として段付ワッシャ52が採用されるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、フランジ部52a及びスペーサ部52bを有する段付ワッシャ52は、ワッシャ及びスペーサの2部材で構成されてもよい。
【0039】
図7は、サイドカバーD2の左側部における取り付け構造F1の別の構成例を示す断面図であり
図6に対応する。
図7の取り付け構造F1は、段付ワッシャ52の代わりにワッシャ52A及びスペーサ52Bの2部材を有する点、及び、第2摺動部材54が省略された点で
図6の取り付け構造F1と相違するがその他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。
【0040】
ワッシャ52Aは、サイドカバーD2がハウスフレーム7bに取り付けられたときのサイドカバーD2の取り付け方向(X軸方向)におけるサイドカバーD2のハウスフレーム7bに対する変位を制限する変位制限部を構成する。
【0041】
スペーサ52Bは、サイドカバーD2がハウスフレーム7bに取り付けられたときのハウスフレーム7bとフランジ部52aとの間隔G1を定める間隔設定部を構成する。
【0042】
スペーサ部52Bの長さに対応する間隔G1はサイドカバーD2の突縁部D2aの厚みT1よりも所定の厚みだけ大きくなるように設定される。被締結部材としてのワッシャ52A及びスペーサ52Bの組み合わせがハウスフレーム7bに締結されたときに突縁部D2aが第1摺動部材53とハウスフレーム7bとの間で締結固定されて動けなくなるのを防止するためである。具体的には、本実施例では間隔G1は突縁部D2aの厚みT1と第1摺動部材53の厚みとの合計厚みよりも間隔G2だけ大きくなるように設定される。
【0043】
この構成により、
図7の取り付け構造F1は、
図6の取り付け構造F1よりも単純な部品構成で
図6の取り付け構造F1と同様の機能及び効果を実現できる。また、この構成では、第2摺動部材54が省略されたが、第2摺動部材54の代わりに第1摺動部材53が省略されてもよく、第1摺動部材53及び第2摺動部材54の双方が省略されてもよい。他の実施形態においても同様に第1摺動部材53及び第2摺動部材54の少なくとも一方が省略されてもよい。
【0044】
また、上述の実施形態では、第1摺動部材53及び第2摺動部材54が突縁部D2aとは別体の独立した部材(樹脂ワッシャ)として提供されるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、第1摺動部材53及び第2摺動部材54は、突縁部D2aにおける締結孔H1の周囲に樹脂を蒸着することで形成される樹脂コーティング等の摺動層で置き換えられてもよい。
【0045】
図8は、サイドカバーD2の左側部における取り付け構造F1の別の構成例を示す断面図であり
図6に対応する。
図8の取り付け構造F1は、第1摺動部材53及び第2摺動部材54の代わりに突縁部D2aの表面に形成される第1摺動層D2a1及び第2摺動層D2a2を備える点で
図6の取り付け構造F1と相違するがその他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。
【0046】
第1摺動層D2a1は段付ワッシャ52のフランジ部52aに面する突縁部D2aの表面に形成される。そして、突縁部D2aに対する段付ワッシャ52のYZ平面における摺動を促進する。また、第2摺動層D2a2はハウスフレーム7bに面する突縁部D2aの表面に形成される。そして、突縁部D2aに対するハウスフレーム7bのYZ平面における摺動を促進する。また、間隔G2は、突縁部D2aが段付ワッシャ52のフランジ部52aとハウスフレーム7bとの間に締結固定されるのを防止することで突縁部D2aに対する段付ワッシャ52及びハウスフレーム7bのYZ平面における摺動が妨げられないようにする。
【0047】
第1摺動層D2a1及び第2摺動層D2a2は高分子材料で形成される。耐摩耗性、摺動性、耐候性、及び硬度に優れるためである。具体的には、PET、アクリル等の樹脂材料、EPDM等のゴム材料が採用される。望ましくは樹脂材料が採用される。ゴム材料に比べ、経年劣化、摩耗等による影響が少ないためである。また、金属材料が採用されてもよい。
【0048】
この構成により、
図8の取り付け構造F1は、
図6の取り付け構造F1よりも少ない部品点数で
図6の取り付け構造F1と同様の機能及び効果を実現できる。
【0049】
また、上述の実施形態では、サイドカバーD2の左側部における突縁部D2aは2つの取り付け構造F1及びF2を用いてハウスフレーム7bに取り付けられる。しかし、突縁部D2aは、1つの取り付け構造を用いてハウスフレーム7bに取り付けられてもよく、3つ以上の取り付け構造を用いてハウスフレーム7bに取り付けられてもよい。
【0050】
また、上述の実施形態では、サイドカバーD2の右側部における突縁部D2cは締結構造F5を用いて燃料タンク19Fに締結固定される。しかし、突縁部D2cは取り付け構造F1と同様の取り付け構造を用いて燃料タンク19Fに取り付けられてもよい。