JP2006168449A - 建設機械におけるキャブ支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 機体フレームに防振マウントを介してキャブを支持せしめてなる建設機械において、機体転倒時等にキャブが機体フレームから離間する方向に変位することを規制するための規制部材を設けるにあたり、該規制部材の設置スペースを別途確保する必要がないようにする。
【解決手段】 ビスカスマウント７Ａのボス部９の同軸上に、ビスカスマウントのケース体８から下方に突出するストッパシャフト１１を設け、該ストッパシャフト１１に一体的に設けたストッパ１６が、キャブが架台フレームから離間する方向に設定許容範囲を越えて変位しようとしたときに、架台フレームに一体形成されるストッパプレート５ｄに係止することでキャブの変位を規制するように構成した。
【選択図】 図５

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械において、キャブを機体フレームに支持するための建設機械におけるキャブ支持構造の技術分野に属するものである。

一般に、油圧ショベル等の建設機械において、オペレータの運転室となるキャブは、機体フレーム側からキャブに伝わる振動を低減させるべく、ビスカスマウント等の防振マウントを介して機体フレームに支持されている。この様な防振マウントは、通常、キャブ側に固定されるキャブ側固定部材と、機体フレーム側に固定される機体フレーム側固定部材と、これらキャブ側固定部材と機体フレーム側固定部材とを接合するゴム等の弾性体からなる防振部材とを備えて構成される。
ところで、前記建設機械において、万一機体が転倒したり岩石等に衝突したりすると、キャブは大きな衝撃荷重を受けることになる。この様な場合にキャブを保護するため、キャブを形成する構造物本体を頑強なものにすることは勿論であるが、構造物本体を強度アップしても、衝撃荷重がキャブと機体フレームとが離間する方向に大きく作用すると、前記防振マウントが破損してキャブが機体フレームから外れてしまい、キャブを有効に保護できない惧れがある。
そこで従来、キャブが機体フレームから離間する方向に変位したときに、該変位を規制する規制部材を防振マウントとは別に設けた技術が提唱されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１８９０８９号公報

ところで、前記従来の規制部材は、防振マウントとは別に設けられるものであるから、該規制部材の設置スペースを、キャブ床面部と該キャブ床面部を支持する機体フレームとのあいだに別途確保する必要がある。しかるに、キャブ床面部と機体フレームとのあいだは、多数の油圧配管やハーネスが配設されていて、規制部材の設置スペースを確保するのが難しい。しかも、防振マウントを保護する観点からみれば、規制部材はできるだけ防振マウントに近接した位置に設けることが望ましいため、防振マウントの近傍に規制部材の設置スペースを確保しなければならないという制約もある。さらに、防振マウントは、キャブを防振状態で安定支持できるように、通常、キャブの四隅部に配されているが、前記特許文献１のものでは、防振マウントの配設位置をずらして規制部材の設置スペースを設けており、このため、通常時における防振機能を充分に発揮できないという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、機体フレームに防振マウントを介してキャブを支持せしめてなる建設機械において、前記防振マウントに、キャブが機体フレームに対して離間する方向に予め設定される設定許容範囲を越えて変位しようとしたときに、キャブまたは機体フレームに設けられるストッパ受部に係止してキャブの変位を規制する規制部材を設けたことを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、万一機体が転倒したり岩石等に衝突したような場合に、キャブが設定許容範囲を越えて機体フレームから離れる方向に変位することを規制できることになって、キャブを有効に保護できると共に、規制部材の設置スペースを別途確保する必要がなく、而して、キャブと機体フレームとのあいだに配される油圧配管やハーネス等のレイアウトが損なわれたり、規制部材を設けるために防振マウントの位置をずらさなければならないような不具合を回避できる。
請求項２の発明は、請求項１において、防振マウントは、キャブ側に固定されるキャブ側固定部材と、機体フレーム側に固定される機体フレーム側固定部材と、これらキャブ側固定部材と機体フレーム側固定部材とを接合する防振部材とを備える一方、規制部材は、キャブ側固定部材に一体的に設けられるストッパを用いて構成されると共に、該ストッパは、機体フレームに対するキャブの変位が設定許容範囲内のときは、機体フレーム側に一体的に設けられるストッパ受部に干渉しないが、キャブが設定許容範囲を越えて変位しようとしたときには前記ストッパ受部に干渉することでキャブの変位を規制する構成であることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、防振マウントのキャブ側固定部材に一体的に設けたストッパによって、設定許容範囲を越えてのキャブの変位を規制できると共に、キャブの変位が設定許容範囲内のときにはストッパとストッパ受部とは干渉しないため、通常時における防振マウントの防振機能が損なわれる惧れを回避できる。
請求項３の発明は、請求項２において、防振マウントは、該防振マウントの軸芯部に、キャブフロアに螺子止めされるボス部をキャブ側固定部材として備える一方、該ボス部の同軸上に設けたシャフトを防振マウントのケース体から下方に突出せしめ、該ケース体からの突出部にストッパを設けたことを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、防振マウントと同軸でストッパが作用することになって、ストッパ効果に優れると共に、ストッパの作用時に防振マウントにかかる負荷を小さくできる。

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着されるフロントアタッチメント４等の各部から構成されている等の基本的構成は、従来通りである。

また、図２、３、４、５において、５は前記上部旋回体３の架台フレーム（旋回フレーム）であって、本発明の機体フレームに相当するが、該架台フレーム５は、オペレータの運転室となるキャブ６が取付けられるキャブ取付座５Ａや、フロントアタッチメント４が取付けられるアタッチメント取付座５Ｂ等を備えている。

前記キャブ取付座５Ａの前部および後部には、左右方向を向く支持フレーム５ａが配されているが、これら支持フレーム５ａの上面を形成するトッププレート５ｂの左右両端部には、後述する第一ビスカスマウント７Ａまたは第二ビスカスマウント７Ｂが嵌込まれるマウント用孔５ｃが開設されている。そして、該マウント用孔５ｃに装着された第一、第二ビスカスマウント７Ａ、７Ｂを介して、前記キャブ６の床面部を形成するキャブフロア６ａの四隅部が防振された状態で支持される構成となっている。

前記第一、第二ビスカスマウント７Ａ、７Ｂのうち、第一ビスカスマウント７Ａは後側支持フレーム５ａの左端部のマウント用孔５ｃに装着され、また第二ビスカスマウント７Ｂは残りの三箇所のマウント用孔５ｃに装着されるが、本発明は第一ビスカスマウント７Ａに実施されているため、まず、第一ビスカスマウント７Ａについて説明する。

前記第一ビスカスマウント７Ａは、円筒状のケース体（本発明の機体フレーム側固定部材に相当する）８、該ケース体８の軸芯部に設けられ、その上部がケース体８の上端よりも上方に突出するボス部（本発明のキャブ側固定部材に相当する）９、ケース体８とボス部９とを接合するゴムクッション（本発明の防振部材に相当する）１０、ボス部９と同軸上になるようボス部９の下端に固着され、ケース体８の下部に開設された開口８ａから下方に突出するストッパシャフト１１、ボス部９の下端とストッパシャフト１１の上端とのあいだに介装される状態でボス部９の下端に一体的に固着され、その外周縁部がケース体８の内周面部と僅かな間隙Ｓを存するように設計される円板状の減衰板１２、該減衰板１２が収納されると共に、高粘性流体であるシリコンオイルが封入される流体封入室１３、ケース体８下部の開口８ａとストッパシャフト１１とのあいだをシールするシール部材１４、ストッパシャフト１１の下端部にボルト１５止めされる円板状のストッパ（本発明の規制部材に相当する）１６等を備えて構成されている。そして、この第一ビスカスマウント７Ａは、ボス部９の上部に形成される螺子孔９ａに、キャブフロア６ａを貫通せしめたボルト１７を螺入することによりキャブフロア６ａに取付けられると共に、ケース体８の上部に形成されるフランジ部８ｂを、マウント用孔５ｃの外周側部にボルト１８止めすることによりトッププレート５ｂに取付けられる。
尚、本実施の形態において、ボス部９とストッパシャフト１１とは、ボス部９の下端に設けた螺子９ｂによって一体的に固着されているが、この様に別部材同士を一体的に固着するのではなく、ボス部９とストッパシャフト１１とを一体形成したものであっても良い。

そして、前記第一ビスカスマウント７Ａは、キャブフロア６ａに固定取付けされたボス部９とトッププレート５ｂに固定取付けされたケース体８とを接合するゴムクッション１０の弾性によって振動を吸収すると共に、減衰板１２が流体封入室１３内を上下方向に相対移動するときに間隙Ｓを通過するシリコンオイルの粘性抵抗によって振動を減衰せしめることができるようになっており、これによって、走行時等において架台フレーム５に発生した振動がキャブ６に伝わることを低減できるようになっている。

さらに、前述したように、第一ビスカスマウント７Ａには、ケース体８の下方に突出するストッパシャフト１１が設けられており、該ストッパシャフト１１の下端には、円板状のストッパ１６がボルト１５止めされている。一方、架台フレーム５のキャブ取付座５Ａの支持フレーム５ａには、トッププレート５ｂの下方で、且つ架台フレーム５およびキャブ６が振動していない無振動状態において上記ストッパ１６よりも設定ストロークＬだけ上方となる位置に、ストッパ受プレート５ｄが一体形成されている。該ストッパ受プレート５ｄには、ストッパシャフト１１が間隙を存する状態で遊嵌状に貫通する貫通孔５ｅが開設されているが、この貫通孔５ｅの内径寸法は、ストッパ１６の外径寸法よりも小径となるように設定されていて、ストッパ１６がストッパ受プレート５ｄ位置よりも上動することを規制できるようになっている。

つまり、キャブ６が架台フレーム５から離間する方向、つまりキャブフロア６ａがトッププレート５ｂに対して上方に相対変位すると、キャブフロア６ａに固定取付されているボス部９も上動し、これと一体的にストッパシャフト１１およびストッパ１６も上動するが、該ストッパ１６の上動は、無振動状態のストッパ１６位置から前記設定ストロークＬだけ上動した時点で、ストッパ受プレート５ｄに係止することにより規制される。

ここで、前記設定ストロークＬは、通常時における振動状態ではストッパ１６とストッパ受プレート５ｄとが干渉することなく（即ち、通常時におけるゴムクッション１０の防振機能を損なうことなく）、且つ、転倒時等の非常時においてキャブ６の変位に伴いボス部９がケース体８に対して上方に相対移動したときに、ゴムクッション１０の弾性限界を越えることのないボス部９の許容移動ストロークとして予め設定されるストロークである。而して、キャブ６が架台フレーム５から離間する方向に変位した場合、該変位が前記設定ストロークＬに相当する設定許容範囲内であれば規制されないが、設定許容範囲を越えようとしたとき（ストッパ１６が設定ストロークＬを越えて上動しようとしたとき）には、ストッパ１６がストッパ受プレート５ｄに係止することで規制されるようになっていると共に、該キャブ６の変位の規制は、ボス部９とケース体８とを接合するゴムクッション１０の弾性限界を越える前の段階でなされるようになっている。
尚、本実施の形態において、設定ストロークＬは、前述したように、ボス部９とケース体８とを接合するゴムクッション１０の弾性限界を越えることがないストロークに設定されており、これによりゴムクッション１０の破損を防止できるようになっているが、これに限定されることなく、転倒時等の非常時におけるキャブ６の変位として許容される範囲内であれば良い。

また、キャブ６が架台フレーム５に近接する方向、つまりキャブフロア６ａがトッププレート５ｂに対して下方に相対移動する方向の変位は、通常は、ゴムクッション１０の弾性限界を越える前の段階で、ゴムクッション１０の上端部外径側のストッパー部１０ａがキャブフロア６ａの下面に当接することで規制されるようになっているが、転倒時等の非常時において更にキャブフロア６ａがトッププレート５ｂに対して下方に相対移動する方向に変位した場合には、ケース体８のフランジ部８ｂをトッププレート５ｂに止着するボルト１８のボルト頭がキャブフロア６ａに当接することで規制されるようになっている。

また、本発明が実施されていない第二ビスカスマウント７Ｂは、汎用のビスカスマウントであるため、詳細な説明および図面は省略するが、ケース体の下部に開口が開設されておらず、且つ該開口から突出するストッパシャフトおよびストッパが設けられていないこと以外は、前述した第一ビスカスマウント７Ａと同様の構成のものであって、同等の防振機能を有する。尚、この第二ビスカスマウント７Ｂに設けられるゴムクッションも、前述したキャブ６の設定許容範囲内の変位では、弾性限界を越えないように構成されている。

叙述の如く構成された本形態において、キャブ６はビスカスマウント７Ａ、７Ｂを介して防振された状態で架台フレーム５に取付支持されているが、このものにおいて、万一機体が転倒したり岩石等に衝突したような場合の衝撃力によってキャブ６が架台フレーム５から離れる方向に変位しても、該変位は、第一ビスカスマウント７Ａに設けたストッパ１６が、架台フレーム５に一体形成されるストッパ受プレート５ｄに係止することで規制されることになる。
しかも、本実施の形態においては、前記キャブ６の変位の規制は、ビスカスマウント７Ａ、７Ｂのゴムクッション１０の弾性限界を越える前の段階でなされる構成になっているため、ゴムクッション１０に過大な負荷が働くことがなく、ビスカスマウント７Ａ、７Ｂの破損を防止することができて、キャブ６を有効に保護できる。
そのうえ、通常時における振動状態ではストッパ１６とストッパ受プレート５ｄとは干渉しない構成になっているから、ビスカスマウント７Ａ、７Ｂの防振機能が損なわれる惧れもない。

この様に、本実施の形態にあっては、架台フレーム５から離間する方向のキャブ６の変位をストッパ１６で規制することでキャブ６の保護が図れるものであるが、このものにおいて、上記ストッパ１６は第一ビスカスマウント７Ａに設けられているため、キャブ６の変位を規制するための規制部材の設置スペースを別途確保する必要がなく、而して、キャブフロア６ａの下方に配される図示しない油圧配管やハーネス等のレイアウトが損なわれたり、規制部材を設けるためにビスカスマウントの位置をずらさなければならないような不具合を、回避できる。

さらにこのものにおいて、第一ビスカスマウント７Ａに設けられるストッパ１６は、該第一ビスカスマウント７Ａの軸芯部に配されるボス部９と同軸上のストッパシャフト１１に設けられているため、第一ビスカスマウント７Ａと同軸でストッパ１６が作用することになって、ストッパ効果に優れると共に、ストッパ１６の作用時に第一ビスカスマウント７Ａにかかる負荷を小さくできるという利点もある。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、本実施の形態では、キャブ６の四隅部を支持するビスカスマウントのうち、後側左部を支持する第一ビスカスマウント７Ａに本発明を実施し、残りの三隅部（キャブ６の前側左部、前側右部、および後側右部）を支持する第二ビスカスマウント７Ｂには汎用のものを用いたが、これは、機体が転倒した場合に最もキャブ６にかかる衝撃荷重が大きいと想定される部位のビスカスマウントに本発明を実施したのであって、この一隅部でも充分であるが、必要に応じて、キャブ６の前側左部および後側左部の二隅部、あるいは四隅部全てのビスカスマウントに本発明を実施しても良い。

油圧ショベルの側面図である。 架台フレームの一部を示す平面図である。 ビスカスマウントを取付けた状態の架台フレームの一部を示す平面図である。 ビスカスマウントを取付けた状態の架台フレームの一部を示す斜視図である。 ビスカスマウント取付部の断面図である。

符号の説明

５ 架台フレーム（機体フレーム）
５ｄ ストッパ受プレート（ストッパ受部）
６ キャブ
６ａ キャブフロア
７Ａ 第一ビスカスマウント（防振マウント）
８ ケース体（機体フレーム側固定部材）
９ ボス部（キャブ側固定部材）
１０ ゴムクッション（防振部材）
１１ ストッパシャフト（シャフト）
１６ ストッパ（規制部材）
１７ ボルト

Claims (3)

1. 機体フレームに防振マウントを介してキャブを支持せしめてなる建設機械において、前記防振マウントに、キャブが機体フレームに対して離間する方向に予め設定される設定許容範囲を越えて変位しようとしたときに、キャブまたは機体フレームに設けられるストッパ受部に係止してキャブの変位を規制する規制部材を設けたことを特徴とする建設機械におけるキャブ支持構造。
2. 請求項１において、防振マウントは、キャブ側に固定されるキャブ側固定部材と、機体フレーム側に固定される機体フレーム側固定部材と、これらキャブ側固定部材と機体フレーム側固定部材とを接合する防振部材とを備える一方、規制部材は、キャブ側固定部材に一体的に設けられるストッパを用いて構成されると共に、該ストッパは、機体フレームに対するキャブの変位が設定許容範囲内のときは、機体フレーム側に一体的に設けられるストッパ受部に干渉しないが、キャブが設定許容範囲を越えて変位しようとしたときには前記ストッパ受部に干渉することでキャブの変位を規制する構成であることを特徴とする建設機械におけるキャブ支持構造。
3. 請求項２において、防振マウントは、該防振マウントの軸芯部に、キャブフロアに螺子止めされるボス部をキャブ側固定部材として備える一方、該ボス部の同軸上に設けたシャフトを防振マウントのケース体から下方に突出せしめ、該ケース体からの突出部にストッパを設けたことを特徴とする建設機械におけるキャブ支持構造。

Images