(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショベルの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。
【請求項２】
請求項１記載のショベル用カバーであって、
前記カバー本体は凹凸を有する、ショベル用カバー。
【請求項３】
請求項２記載のショベル用カバーであって、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１５６３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ショベルの左側面図である。
【図２】ショベルの右側面図である。
【図３】ショベルの上部旋回体を上から見た平面図である。
【図４】エンジンフードを斜め後方から見た斜視図である。
【図５】エンジンフードを裏側から見た斜視図である。
【図６】エンジンフードの底面図である。
【図７】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿ったリブの拡大断面図である。
【図８】側面カバーの背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【符号の説明】
【００５９】
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
【図１】
0006345613.tif 000002
【図２】
0006345613.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006345613.tif 000008
【図８】
0006345613.tif 000009