JP2004330806A - 運転室保護構造 - Google Patents

Abstract

【課題】走行体を有する機体フレームに設けられた運転室と、運転室の前方に張り出して機体フレームに設けられた作業装置とを備える作業機械の運転室保護構造を、コストを安く、設置スペースに問題のない、またオペレータの視界を妨害しないものにする。
【解決手段】運転室（８）の後方に、機体フレーム（６）に設けた補強構造物（１２）を備え、補強構造物（１２）と、走行体（４）と、作業装置（１０）とによって幾何学的保護平面（Ｓ）を形成し、作業機械（２）の転倒時における運転室（８）の変形を制限する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転室保護構造、さらに詳しくは、作業機械が転倒した時に運転室の変形、潰れを制限して室内のオペレータを保護する運転室保護構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行体を有する機体フレームの側縁側に設けられた運転室と、この運転室の前方に張り出して機体フレームに設けられた作業装置とを備える作業機械、例えばその典型例である油圧ショベルは、走行中あるいは作業中などに何らかのアクシデントにより機体が転倒した場合の運転室の変形、潰れに対し、室内のオペレータを保護するための運転室保護構造として、運転室全体を覆うように形成したキャブガードを採用している。このキャブガードの典型例は、運転室の左右に設けられた一対の逆Ｕ字状の枠体と、この左右一対の枠体を連結する複数個の連結梁を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１７３０１７号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したとおりの形態の従来の運転室保護構造には、次のとおりの解決すべき問題がある。
【０００５】
（１）コスト：
運転室保護構造が、運転室とは別体に運転室全体を覆うように、かつ頑強に形成されるので、コストが高い。
【０００６】
（２）設置スペース：
運転室保護構造が、運転室とは別体に運転室全体を覆うように形成されるので、作業機械の限られたスペースに設けるのがレイアウト上難しい。作業機械の輸送、稼働などにおいて全高に制限のある場合には、運転室を小さく形成するか、輸送時に運転室保護構造を取り外す必要がある。
【０００７】
（３）オペレータ視界：
運転室保護構造が、運転室の周囲を覆うように形成されるので、作業機械の走行、作業などにおいて重要な、室内のオペレータからの運転室周囲の視界が妨げられる。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、コストを安くでき、設置スペースに問題がない、またオペレータの視界を妨害しない、作業機械の運転室保護構造を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、走行体を有する機体フレームの側縁側に設けられた運転室と、この運転室の前方に張り出して該機体フレームに設けられた作業装置とを備える作業機械の、運転室保護構造であって、
運転室の後方の、機体フレームの該側縁側に位置し、上端を運転室の上端よりも下方にして、機体フレームに設けられた補強構造物を備え、
この補強構造物と、該走行体と、該作業装置とによって形成される幾何学的保護平面により、作業機械の転倒時における運転室の変形を制限し、運転室内にオペレータの空間を確保する、ことを特徴とする運転室保護構造である。
【００１０】
そして、補強構造物と、作業装置と、走行体とによって、転倒時の例えば地面に相当する幾何学的保護平面を形成し、地面が運転室に入るのを制限するようにして運転室の変形、潰れを制限し、室内のオペレータを保護するようにする。したがって、簡単な補強構造物の設置で、コストを安く、設置スペースの問題をなくし、またオペレータの視界を妨害しない、運転室保護構造を提供する。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の運転室保護構造において、該補強構造物が、運転室の後面に隣接し、運転室の高さの略半分から下方に位置しているものである。
【００１２】
そして、補強構造物を運転室の後面に隣接して低く設け、運転室内のオペレータからの後方視界を妨害しないようにする。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、請求項２記載の運転室保護構造において、該補強構造物が棒状に立設されているものである。
【００１４】
そして、補強構造物を棒状の簡単な構造で、製作の容易な、コストの安い、また大きなスペースを要しないものにする。
【００１５】
請求項４に記載された発明は、請求項１から３までのいずれかに記載の運転室保護構造において、該補強構造物が、運転室の後方に備えられた後部機体の中に配設されているものである。
【００１６】
そして、補強構造物を後部機体の中に設置することにより、作業機械の後方視界を良くするとともに、作業機械の外観に影響しないものにする。さらに、後部機体を支持する部材としても活用することができる。
【００１７】
請求項５に記載された発明は、請求項１記載の運転室保護構造において、該補強構造物が、運転室の後方の機体フレームの端部に位置しているものである。
【００１８】
そして、補強構造物を、設置が容易でまた運転室からの視界を妨げることが少ない、運転室後方の機体フレームの端部に設ける。
【００１９】
請求項６に記載された発明は、請求項５記載の運転室保護構造において、該補強構造物が、運転室の側から見て開口部を有した門型に形成されているものである。
【００２０】
そして、門型に形成して、剛性をもたせやすいようにするとともに、運転室からの後方視界をより良いものにする。
【００２１】
請求項７に記載された発明は、請求項５又は６記載の運転室保護構造において、該補強構造物が、機体フレームの後端部に設けられたカウンタウエイトの上に配設されているものである。
【００２２】
そして、補強構造物を堅固なカウンタウエイトの上に設けることにより、機体フレームに直接設けるのに比べ、より簡単に設置できるようにする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された作業機械の運転室保護構造について、典型的な作業機械である油圧ショベルにおける好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【００２４】
第１の実施の形態について図１〜図４を参照して、また第２の実施の形態について図５〜図９を参照して説明する。
【００２５】
第１の実施の形態について説明する。図１及び図２を参照して説明すると、全体を番号２で示す油圧ショベルは、走行体としての左右一対のクローラ４、４を有する機体フレーム６の左側縁側（図１の手前側、図２の下側）に設けられた運転室８と、運転室８の前方（図１及び図２の左方）に張り出して機体フレーム６に設けられた作業装置としてのフロント作業装置１０とを備えている。運転室８の後面８ａに隣接した位置には、運転室保護構造を構成する補強構造物としてのポール１２が機体フレーム６に立設されている。
【００２６】
運転室８は、それ自体は周知のものであり、主として鋼板を成形してピラー、パネル、ドアなどを形成し溶接などによって組み立て、パネル、ドアなどの開口部に窓サッシ、ガラスなどを嵌め込んだものである。したがって、鋼部材により基本の骨組みが形成された運転室８は、衝突、落下物などによる変形、潰れなどに対して所定の剛性を備えている。運転室８の左側面に乗降用のドア８ｂが配置され、運転室８の中にはオペレータが着座する運転席（図示していない）が備えられている。
【００２７】
運転室８の後方（図１及び図２の右方）の機体フレーム６上には、エンジンなどの機器類が収容された後部機体１４が備えられている。この後部機体１４には機器類のメンテナンスなどに用いられる複数個の開閉自在なドアが備えられ、ポール１２の近くにはドア１４ａが取付けられている。
【００２８】
フロント作業装置１０は、機体フレーム６に上下方向に揺動自在に取付けられたブーム１０ａ、ブーム１０ａの先端に上下方向に揺動自在に取付けられたアーム１０ｂ、及びアーム１０ｂの先端に揺動自在に取付けられたバケット１０ｃを備えている。フロント作業装置１０は運転室８内のオペレータによって作動操作される。
【００２９】
図１及び図２とともに図３を参照してポール１２について説明する。ポール１２は、運転室８の後面８ａに隣接して、機体フレーム６の側縁側に位置し、運転室８の高さの略半分である、後面窓８ｃの下縁の下方に位置し、機体フレーム６に鉛直方向に棒状に延びて立設されている。
【００３０】
ポール１２の本体１２ａは四角鋼管によって形成されている。本体１２ａの下端部は三角体状の補強リブ１２ｂにより補強され機体フレーム６のブロック６ａ上に一体的に溶接されている。本体１２ａの上端部は後部機体１４の外郭形状に合わせて機体フレーム６の内方側に弧状に曲げられている。ポール１２の高さ、鋼管の太さ、肉厚などのサイズは、後に述べる作業機械の転倒状態に対して必要な強度を備えるように決められる。
【００３１】
このポール１２は、図１及び図２に示すように、後部機体１４の中に設けられるとともに、後部機体１４を支持する支柱、また後部機体１４側面の開閉カバー１４ａの取付部材としても用いられている。
【００３２】
上述のごとく設置された補強構造物であるポール１２は、図１及び図２に示すように、本実施の形態においては、その上端部と、クローラ４の前側先端部と、フロント作業装置１０のブーム１０ａとアーム１０ｂの取付部分とによって三角形状の幾何学的保護平面Ｓを形成する。そして、機体が転倒した時にこの幾何学的保護平面Ｓが地面Ｇに当接することにより、地面Ｇが運転室８の主要部分に侵入するのが防止され、運転室８の変形、潰れが制限され、運転室８内にオペレータの空間が確保される。したがって、補強構造物であるポール１２は、幾何学的保護平面Ｓを形成する位置、高さに設置されるとともに、クローラ４とフロント作業装置１０とともに機体の重量を分担して支え幾何学的保護平面Ｓを確保するように強度が付与される。
【００３３】
補強構造物としてのポール１２が図３に示す機体フレーム６に片持ちされた構造では、機体の大きさなどによって機体重量を分担して支えきれない場合には、図４に示すように補強構造物として、ポール１２を機体の内方側から支えた形態の逆Ｕ字状の、２本脚それぞれを機体フレーム６に溶接した門型のゲート１６にすれば、簡単な構造で強度を向上させることができる。
【００３４】
次に第２の実施の形態について説明する。図５及び図６を参照して説明すると、前述の第１の実施の形態において説明した作業機械の油圧ショベル２は、運転室保護構造を構成する補強構造物としてのテールゲート１８を、運転室８の後方（図５及び図６の右方）の機体フレーム６の端部に設けられたカウンタウエイト２０の上に備えている。カウンタウエイト２０は、鋳鋼、鋼材などによって堅牢に形成されている周知のものである。なお、図５及び図６において前述の第１の実施の形態と実質的に同一の部分は同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３５】
図５及び図６とともに図７を参照してテールゲート１８について説明する。テールゲート１８は、運転室８の側から見て開口部１９を有した門型に四角鋼管を溶接接合して形成され、間隔をおいて鉛直に延びた２本の脚部１８ａ、１８ａと、その上端部を連結した横梁部１８ｂを有している。テールゲート１８の上端までの高さすなわち横梁部１８ｂの上端は、運転室８の屋根部８ｄの高さと略同じ高さで屋根部８ｄよりは下方に位置付けられている。テールゲート１８は、機体フレーム６の、運転室８が配設された左側縁側に位置付けられ、２本の脚部１８ａ、１８ａがカウンタウエイト２０の上面に一体的に溶接されている。門型の大きさ、四角鋼管の太さ、肉厚などのサイズは、後に述べる作業機械の転倒状態に対して必要な強度を備えるように決められる。
【００３６】
上述のごとく設置された補強構造物であるテールゲート１８は、図５及び図６に示すように、本実施の形態においては、その上端部と、クローラ４の前側先端部と、フロント作業装置１０のブーム１０ａとアーム１０ｂの取付部分とによって三角形状の幾何学的保護平面Ｓを形成する。そして、機体が転倒した時にこの幾何学的保護平面Ｓが地面Ｇに当接することにより、地面Ｇが運転室８の主要部分に侵入するのが防止され、運転室８の変形、潰れが制限され、運転室８内にオペレータの空間が確保される。したがって、補強構造物であるテールゲート１８は、カウンタウエイト２０上において幾何学的保護平面Ｓを形成する位置、高さに設置されるとともに、クローラ４とフロント作業装置１０とともに機体の重量を分担して支え幾何学的保護平面Ｓを確保するように強度が付与される。
【００３７】
このテールゲート１８は、図８に示すように、鋳鋼などによって形成した３本脚を有する曲線翼状のテールウイング２２にしてもよい。テールウイング２２は機体の見栄えを良くし、機能と外観を両立させることができる。
【００３８】
上述したとおりの運転室保護構造の効果について説明する。
【００３９】
（１）オペレータ保護：
本発明の運転室保護構造によれば、補強構造物としての機体フレーム６に強固に設けられたポール１２あるいはテールゲート１８と、クローラ４と、フロント作業装置１０とによって、強固な三角形状の幾何学的保護平面Ｓ（図１、図２、図５、図６）を形成することにより、転倒時における運転室８の変形、潰れを制限できるので、運転室８内にオペレータの空間を確保し、オペレータを保護することができる。
【００４０】
（２）コスト：
補強構造物としてのポール１２あるいはテールゲート１８は、従来の運転室全体を覆うキャブガードに比べて、格段に小さく、角管などによって容易に形成でき、かつ構造が簡単である。したがって、コストを大幅に低減できる。
【００４１】
（３）設置スペース：
補強構造物としてのポール１２は、小形であり、また運転室８後方の後部機体１４の中に、そして従来の後部機体１４を支えドア１４ａを取付けている部材に置き換え設置できるので、特別のスペースを必要としない。補強構造物としてのテールゲート１８も機体の後部に立設すればよいので、特別のスペースを必要としない。したがって、レイアウトが容易である。また、補強構造物としてのポール１２あるいはテールゲート１８は運転室８の屋根上端よりも下方に設けられるので、従来作業機械の輸送あるいは稼働などにおいて全高に制限のある場合に必要であった、運転室を小さく形成する、あるいは運転室保護構造を取り外すなどの必要がない。
【００４２】
（４）オペレータ視界：
補強構造物としてのポール１２は運転室８の直ぐ後に運転室高さの略半分以下で設けられ、テールゲート１８は作業機械の後端部に設けられるので、運転室８のオペレータの視界は確保される。
【００４３】
（５）機体反転：
補強構造物としてのテールゲート１８は図９に示すように、機体が１８０°反転しても、フロント作業装置１０とテールゲート１８が地面Ｇに接地するので、運転室８は変形、潰れに対して保護される。
【００４４】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば下記のように、本発明の範囲内においてさまざまな変形あるいは修正ができるものである。
【００４５】
（１）補強構造物の位置：
本発明の実施の形態においては、補強構造物としてのポール１２は運転室８の後面８ａに隣接して、またテールゲート１８は運転室８の後方の機体フレーム６の端部のカウンタウエイト２０の上に設けられたが、作業機械の大きさ、形態などによっては、運転室８の後面と機体フレーム６の後端部の間の適宜の位置に、幾何学的保護平面Ｓを形成するように設置してもよい。
【００４６】
（２）補強構造物の形態：
本発明の実施の形態においては、補強構造物は、棒状に、あるいは２本脚の門型に形成されているが、作業機械の形態、機体フレームの形態などに応じて、例えば台形のブロック状など適宜の形状にすることができる。
【００４７】
（３）カウンタウエイト：
本発明の実施の形態においては、補強構造物としてのテールゲート１８は、カウンタウエイト２０の上に設置されているが、機体フレーム６に直接取付けてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に従って構成された運転室保護構造によれば、コストを安くでき、設置スペースに問題がない、またオペレータの視界を妨害しない、作業機械の運転室保護構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された運転室保護構造の第１の実施形態を備えた作業機械である油圧ショベルの概略側面図。
【図２】図１に示す油圧ショベルの平面図。
【図３】図１及び図２に示す補強構造物の部分を後部機体のカバー類を削除して示した拡大斜視図。
【図４】図３の補強構造物の他の形態を示した拡大斜視図。
【図５】本発明に従って構成された運転室保護構造の第２の実施形態を備えた作業機械のである油圧ショベルの側面図
【図６】図５に示す油圧ショベルの平面図。
【図７】図５及び図６に示す補強構造物の部分の拡大斜視図。
【図８】図７の補強構造物の他の形態を示した斜視図。
【図９】図５に示す油圧ショベルが１８０°反転転倒した状態の説明図。
【符号の説明】
２：油圧ショベル（作業機械）
４：クローラ（走行体）
６：機体フレーム
８：運転室
８ａ：後面
１０：フロント作業装置
１２：ポール（補強構造物）
１４：後部機体
１６：ゲート（補強構造物）
１８：テールゲート（補強構造物）
１９：開口部
２０：カウンタウエイト
２２：テールウイング（補強構造物）
Ｓ：幾何学的保護平面
Ｇ：地面

Claims (7)

1. 走行体を有する機体フレームの側縁側に設けられた運転室と、この運転室の前方に張り出して該機体フレームに設けられた作業装置とを備える作業機械の、運転室保護構造であって、
   運転室の後方の、機体フレームの該側縁側に位置し、上端を運転室の上端よりも下方にして、機体フレームに設けられた補強構造物を備え、
   この補強構造物と、該走行体と、該作業装置とによって形成される幾何学的保護平面により、作業機械の転倒時における運転室の変形を制限し、運転室内にオペレータの空間を確保する、ことを特徴とする運転室保護構造。
2. 該補強構造物が、運転室の後面に隣接し、運転室の高さの略半分から下方に位置している、請求項１記載の運転室保護構造。
3. 該補強構造物が棒状に立設されている、請求項２記載の運転室保護構造。
4. 該補強構造物が、運転室の後方に備えられた後部機体の中に配設されている、請求項１から３までのいずれかに記載の運転室保護構造。
5. 該補強構造物が、運転室の後方の機体フレームの端部に位置している、請求項１記載の運転室保護構造。
6. 該補強構造物が、運転室の側から見て開口部を有した門型に形成されている、請求項５記載の運転室保護構造。
7. 該補強構造物が、機体フレームの後端部に設けられたカウンタウエイトの上に配設されている、請求項５又は６記載の運転室保護構造。

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