JP2006348509A

JP2006348509A - 建設機械のキャブ支持構造

Info

Publication number: JP2006348509A
Application number: JP2005173518A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Wada; 靖和田
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2006-12-28

Abstract

【課題】低コスト化を達成するとともに建設機械の稼働時等において、高強度キャブへの振動や衝撃を十分に緩和する。
【解決手段】高強度キャブ４の搭載時には、該高強度キャブ４を、高強度キャブ４と一般キャブとの重量差に対応した別の減衰機構６と標準減衰機構３とでプラットホーム１に支持させ、また別の減衰機構６は、高強度キャブ４の搭載に起因して、標準減衰機構３に対し荷重の増加した側に設置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、建設機械のキャブ支持構造に関するものであり、特に、油圧ショベル等の建設機械におけるキャブ支持構造において、高強度キャブを標準減衰機構に低コスト構造の別の減衰機構を組み合わせて支えることで、低コスト化を達成しうるとともにキャブ下面が建設機械側のプラットホーム上面に干渉しないような適正な間隙に保持して建設機械の稼働時等において、高強度キャブへの振動や衝撃を十分に緩和することが可能な建設機械のキャブ支持構造に関するものである。

建設機械としての油圧ショベルは、下部走行体の上に旋回機構を介して上部旋回体が旋回自在に搭載されている。上部旋回体における旋回フレーム（プラットホームに相当）の前方一側部にキャブが設けられ且つ、前方中央部にブーム等を含む作業機が俯仰動可能に取り付けられている。

このような建設機械としての油圧ショベルにおける従来のキャブ支持構造としては、例えば、図５乃至図８に示すようなものがある。この従来技術では、油圧ショベルの上部旋回体におけるプラットホーム１上に、一般キャブ２が搭載されている。該一般キャブ２には、前面側に前面パネル２ａ、両側面に側面パネル２ｂ，２ｂ、後面側に後面パネル２ｃ、天井部に天井壁２ｄ、及び底面部にはフロアプレート２ｅが、それぞれ設けられている。また、前面側から天井部にかけてフロントピラー部２ｆが形成されている。

前記プラットホーム１における前支持枠１ａ及び後支持枠１ｂには標準減衰機構３が各左右に２個ずつ取り付けられ、この合計４個の標準減衰機構３，…におけるねじ軸部が、前記フロアプレート２ｅの四隅の部位に締着されている。この４個の標準減衰機構３，…の配設態様により、一般キャブ２は、フロアプレート２ｅの裏面の四隅において各標準減衰機構３，…を介して前記プラットホーム１にフロート状態で支持されている。前記４個の標準減衰機構３，…は、液体封入式のものが用いられて高機能化されており、プラットホーム１の上面と一般キャブ２の下面との間隙Ｄ１が一定で均一になるように、ばね定数が設定されている。そして、該４個の標準減衰機構３，…は、プラットホーム１側からの振動を吸収して、振動や衝撃がかかっても一般キャブ２がプラットホーム１に干渉しないように前記間隙Ｄ１を保持している。

また、建設機械としての油圧ショベルにおける他の従来のキャブ支持構造として、例えば、図９及び図１０に示すようなものがある。この従来技術では、油圧ショベルの上部旋回体におけるプラットホーム１上に、ＲＯＰＳ（転倒時保護構造）対応の高強度キャブ４が搭載されている。

ここで、ＲＯＰＳ（転倒時保護構造）対応の高強度キャブ４とは、その転倒時保護構造の名のごとく、油圧ショベル（その他の建設機械）が転倒した時にキャブ内のオペレータ（及びオペレータの必要空間）を安全に保つため、キャブに対し、側方、上方より外力が加わっても一定以上変形しない高い剛性を持つキャブを指している。高強度キャブ４は、その剛性確保のため、キャブの内側あるいは外側にパイプ等の補強部材５が設けられている。そして、キャブの前方側は視界を優先する必要があるため、補強部材５は前方側よりも後方側に設けられている割合が多く、高強度キャブ４は、後方側の方が重くなっている。

該高強度キャブ４には、前記一般キャブと同様に、前面側に前面パネル４ａ、両側面に側面パネル４ｂ，４ｂ、後面側に後面パネル４ｃ、天井部に天井壁４ｄ、及び底面部にはフロアプレートが、それぞれ設けられている。また、前面側から天井部にかけてフロントピラー部４ｆが形成されている。

そして、一般キャブより重量が増し且つ、後方側の方が重い高強度キャブ４を、フロアプレートの裏面の四隅において、前記一般キャブの場合と同様の各標準減衰機構３，…のみを介してプラットホーム１に支持すると、プラットホーム１の上面と高強度キャブ４の下面との間隙Ｄ２が前記一般キャブの場合のようには保ち得ず、高強度キャブ４の後方が、図９中に示すように沈み込んでしまう。

さらに、建設機械のキャブ支持構造に関連する従来技術として、例えば次のようなキャブ支持構造が知られている。この従来技術は、建設機械の車体フレームに減衰機構を介してキャブを支持するキャブ支持構造であって、前記減衰機構の伸び方向に対して、キャブに所定の変位が生じたときにのみ、その変位を規制する規制部材を、前記減衰機構とは別に設けている。また、該規制部材は、キャブ側に取り付けられるキャブ側部材を備え、該キャブ側部材が車体フレーム側と非干渉関係にあるように配置されている。そして、このキャブ支持構造では、規制部材が減衰機構と別個に設けられるものであるので、標準車等において普通に用いられている減衰機構をそのまま使用し、規制部材を新たに追加すればよい。このため、キャブ剛性向上のために高価な減衰機構を使用する必要がなく、そのための例えばＲＯＰＳ仕様車を低コストにて提供することができるとしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１８９０８９号公報（第４〜５頁、図１）。

図５乃至図８に示した従来技術においては、一般キャブを、フロアプレートの裏面の四隅において各標準減衰機構を介してプラットホームに支持し且つ、プラットホームの上面と一般キャブの下面との間隙が一定で均一になるように、前記標準減衰機構のばね定数が設定されている。そして、標準減衰機構は、プラットホーム側からの振動を吸収して、振動や衝撃がかかっても一般キャブがプラットホームに干渉しないように前記間隙が適正に保持されている。

これに対し、図９及び図１０に示した従来技術においては、一般キャブより重量が増し且つ、後方側の方が重い高強度キャブを、フロアプレートの裏面の四隅において、前記一般キャブの場合と同様の各標準減衰機構のみを介してプラットホームに支持しているため、プラットホームの上面と高強度キャブの下面との間隙が前記一般キャブの場合のようには保ち得ず、高強度キャブの後方が、沈み込んでしまう。そこで、高機能化された高価な標準減衰機構に対し、そのばね定数、減衰係数、損失係数等を新たに設定し直すことにより、該高強度キャブを適正に支持しうることが考えられる。しかし、そのためには、新設定の減衰機構の開発に多大のコストがかかって、該新設定の減衰機構は、さらに高価なものとなってしまう。

また、特許文献１に記載の従来技術においては、キャブに所定の変位が生じたときにのみ、その変位を規制する規制部材を、減衰機構とは別体として設けている。しかし、規制部材を別体として設けると、その規制部材のみの構成及び設置コストの点でコスト増しを招かざるを得ない。

そこで、高強度キャブを標準減衰機構に低コスト構造の別の減衰機構を組み合わせて支えることで、低コスト化を達成するとともにキャブ下面が建設機械側のプラットホーム上面に干渉しないような適正な間隙に保持して建設機械の稼働時等において、高強度キャブへの振動や衝撃を十分に緩和し、また建設機械が万が一転倒した場合等に、高強度キャブがプラットホームから引き離されるのを防止する機能を持つ規制部材を低コストで装備させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、一般キャブと該一般キャブよりも重い高強度キャブとのいずれかを搭載可能とし且つ、前記一般キャブの搭載時には、該一般キャブを標準減衰機構を介して建設機械におけるプラットホームに支持させる建設機械のキャブ支持構造であって、前記高強度キャブの搭載時には、当該高強度キャブを、該高強度キャブと前記一般キャブとの重量差に対応した別の減衰機構と前記標準減衰機構とで前記プラットホームに支持させた建設機械のキャブ支持構造を提供する。

この構成によれば、一般キャブよりも重い高強度キャブの適用時に、該高強度キャブを、標準減衰機構と別の減衰機構とでプラットホーム上に支持することで、キャブ下面がプラットホーム上面に干渉しないような適正な間隙に保持される。そして、建設機械の稼働時等において、標準減衰機構と別の減衰機構により高強度キャブへの振動や衝撃が十分に緩和される。

請求項２記載の発明は、上記別の減衰機構は、上記高強度キャブの搭載に起因して、上記標準減衰機構に対し荷重の増加した側に設置してなる建設機械のキャブ支持構造を提供する。

この構成によれば、高強度キャブは、その強度確保のため、キャブの内側あるいは外側にパイプ等の補強部材が設けられている。そして、キャブの前方側は視界を優先する必要があるため、補強部材は前方側よりも後方側に設けられている割合が多く、高強度キャブは、後方側の方が重くなっている。そこで、このような、重量に偏りのある高強度キャブの適用により、標準減衰機構に対し荷重の増加した側に別の減衰機構を設置することで、キャブ下面がプラットホーム上面に干渉しないような、より適正な間隙に保持される。

請求項３記載の発明は、上記高強度キャブに上記別の減衰機構の伸び方向に所定の変位が生じたとき、該変位を規制する規制部材を、前記別の減衰機構と一体に形成してなる建設機械のキャブ支持構造を提供する。

この構成によれば、建設機械が万が一転倒した場合等には、高強度キャブに、別の減衰機構の伸び方向に大きな変位傾向が生じる。このとき、規制部材により前記大きな変位傾向が所定の変位に規制されて、高強度キャブがプラットホームから引き離されるのが防止されるとともに作業者が保護される。

請求項１記載の発明は、高強度キャブの搭載時には、当該高強度キャブを、該高強度キャブと一般キャブとの重量差に対応した別の減衰機構と標準減衰機構とでプラットホームに支持させたので、一般キャブの適用時に、該一般キャブを支える標準減衰機構は、近年液体封入式となっているなど高機能化されて構造が複雑化し高価なものとなっている。一般キャブに比べて重量が大きく異なる高強度キャブの適用時に、このような高機能化された高価な減衰機構に対し、そのばね定数、減衰係数、損失係数等を新たに設定し直して該高強度キャブを支えようとすると、その新設定の減衰機構の開発に多大のコストがかかって、該新設定の減衰機構は、さらに高価なものとなってしまう。これに対し、高強度キャブと一般キャブとの重量差に対応した別の減衰機構は、ゴム等の弾性体を用いて構成することが可能であり、比較的低コストの構造とすることが可能である。一般キャブ用の標準減衰機構に対しては新たな設定し直しはせず、該標準減衰機構に上記低コスト構造の別の減衰機構を組み合わせて高強度キャブを支えることで、低コスト化を達成することができる。そして、該組み合わせ式の減衰機構としても、キャブ下面がプラットホーム上面に干渉しないような適正な間隙に保持することができるとともに、建設機械の稼働時等において、高強度キャブへの振動や衝撃を十分に緩和することができるという利点がある。

請求項２記載の発明は、上記別の減衰機構は、上記高強度キャブの搭載に起因して、上記標準減衰機構に対し荷重の増加した側に設置したので、高強度キャブは、後方側の方が重い。このような、重量に偏りのある高強度キャブの適用により、標準減衰機構に対し荷重の増加した側に別の減衰機構を設置することで、キャブ下面がプラットホーム上面に干渉しないような、より適正な間隙に保持することができる。この、より適正な間隙に保持し得る効果は、標準減衰機構に別の減衰機構を組み合わせた組み合わせ式の減衰機構とすることで達成し得るものであり、この点において、組み合わせ式の減衰機構は、前記請求項１記載の発明の効果に加えてさらに、利点がある。

請求項３記載の発明は、上記高強度キャブに上記別の減衰機構の伸び方向に所定の変位が生じたとき、該変位を規制する規制部材を、前記別の減衰機構と一体に形成したので、建設機械が万が一転倒した場合等に、高強度キャブがプラットホームから引き離されるのを防止する機能を持つ規制部材を、別体として設置せずに、別の減衰機構と一体に形成することで、その構成及び設置コスト等の点において、低コスト化を達成することができるという利点がある。

高強度キャブを、標準減衰機構に低コスト構造の別の減衰機構を組み合わせて支えることで、低コスト化を達成するとともにキャブ下面が建設機械側のプラットホーム上面に干渉しないような適正な間隙に保持して建設機械の稼働時等において、高強度キャブへの振動や衝撃を十分に緩和し、また建設機械が万が一転倒した場合等に、高強度キャブがプラットホームから引き離されるのを防止する機能を持つ規制部材を低コストで装備させるという目的を、一般キャブと該一般キャブよりも重い高強度キャブとのいずれかを搭載可能とし且つ、前記一般キャブの搭載時には、該一般キャブを標準減衰機構を介して建設機械におけるプラットホームに支持させる建設機械のキャブ支持構造であって、前記高強度キャブの搭載時には、当該高強度キャブを、該高強度キャブと前記一般キャブとの重量差に対応した別の減衰機構と前記標準減衰機構とで前記プラットホームに支持させるとともに前記別の減衰機構は、前記高強度キャブの搭載に起因して、前記標準減衰機構に対し荷重の増加した側に設置し、さらに前記高強度キャブに前記別の減衰機構の伸び方向に所定の変位が生じたとき、該変位を規制する規制部材を、前記別の減衰機構と一体に形成することにより実現した。

以下、本発明の実施例を図面に従って詳述する。本実施例は、建設機械として油圧ショベルに適用されている。図１は側面図、図２は背面図、図３は平面図、図４は要部拡大断面図である。なお、図１乃至図４において前記図５乃至図１０における構成要素と同一ないし均等のものは、前記と同一符号を以って示し、重複した説明を省略する。

まず、本実施例に係る建設機械のキャブ支持構造の構成を説明する。図１及び図２に示すように、本実施例では、ＲＯＰＳ対応の高強度キャブ４の搭載時において、一般キャブの搭載時に用いられていた標準減衰機構３をそのまま用いるとともに新たに高強度キャブ４と前記一般キャブとの重量差に対応した別の減衰機構６が設けられている。そして、高強度キャブ４は、標準減衰機構３と前記別の減衰機構６とで、プラットホーム１上にフロート状態で支持されている。

前記別の減衰機構６は、減衰能力の高い共用される標準減衰機構３の効果を妨げないように、その設置数等は特定されないが、高強度キャブ４は後方側が重いため、該別の減衰機構６の設置位置は、高強度キャブ４におけるフロアプレート４ｅの後方側で該高強度キャブ４の搭載に起因して、前記標準減衰機構３に対し荷重の増加した側に設置するのが、より効果的である。

図３に示すように、本実施例では、フロアプレート４ｅ裏面の四隅にそれぞれ１個ずつの合計４個設置された標準減衰機構３，…のうち、フロアプレート４ｅ後方側に設置された２個の標準減衰機構３，３の各内側に、それぞれ１個ずつの合計２個の別の減衰機構６，６が設置されている。

図４は、前記標準減衰機構３及び前記別の減衰機構６の各内部構成の詳細を示している。標準減衰機構３は、上方開口部に外鍔部７ａが形成された外ケース７と、下端部にリングプレート８が固定され、上端部には雄ねじ部が形成された軸９と、該軸９を前記外ケース７の内側中央部に保持するように該軸９のほぼ中間部と前記外ケース７の内側上部との間に一体成形により形成されたゴム弾性体１０とを備え、該ゴム弾性体１０下方の外ケース７内部に収容部１１が形成されている。該収容部１１にシリコン等の液体１２が封入されて、標準減衰機構３は、液体封入式に構成されている。

前記外ケース７が、プラットホーム１の上面部に開口された取付孔１ｃに嵌合されるとともに外鍔部７ａが取付孔１ｃ部分の上面に係止固定され、前記軸９上端の雄ねじ部がフロアプレート４ｅに締着されて、標準減衰機構３は、高強度キャブ４のフロアプレート４ｅ裏面とプラットホーム１上面との間に取り付けられている。

そして、標準減衰機構３は、プラットホーム１側からの振動及び衝撃に対し、収容部１１内においてリングプレート８の外周部を上、下する液体１２及びゴム弾性体１０の弾性により、その振動及び衝撃を減衰する。標準減衰機構３は、優れた減衰能力を有しているが、構造は上記のように比較的複雑である。

また、別の減衰機構６は、次のように構成されている。即ち、プラットホーム１の上面側から、スペーサ１３、弾性材からなる下マウント１４、フロアプレート４ｅ、弾性材からなる上マウント１５及び大きめのスペーサからなる規制部材１６が積み上げられ、これら各部材の積上げ体の中央部に、上、下に雄ネジを切ったスタッドボルト１７が挿通され、該スタッドボルト１７の下端側がプラットホーム１上面の裏側に締着され、上端側が前記規制部材１６の上面部に締着されている。

上記のような構成からなる別の減衰機構６は、フロアプレート４ｅを挟持するように設けられた各弾性材からなる下マウント１４と上マウント１５の弾性により減衰機能が得られる。該別の減衰機構６の上部に一体に構成された規制部材１６は、高強度キャブ４に該別の減衰機構６の伸び方向に所定の変位が生じたとき、その変位を規制する機能を持っている。液体封入式の前記標準減衰機構３は、高強度キャブ４の変位を規制する機能を持っていないので、該別の減衰機構６に規制部材１６が一体に組み付けられている。

次に、上述のように構成された建設機械のキャブ支持構造の作用を説明する。一般キャブよりも重く且つ、後方側の方が重い高強度キャブ４の搭載時に、該高強度キャブ４を、フロアプレート４ｅ裏面の四隅にそれぞれ設置した４個の標準減衰機構３，…と、該４個の標準減衰機構３，…のうち、後方側の２個の標準減衰機構３，３の各内側にそれぞれ設置した２個の別の減衰機構６，６とで、プラットホーム１上に支持することで、該高強度キャブ４の下面がプラットホーム１上面に干渉しないような適正な間隙に保持される。

そして、油圧ショベルの稼働時等において、前記４個の標準減衰機構３，…と前記２個の別の減衰機構６，６との総合減衰機能により高強度キャブ４への振動や衝撃が十分に緩和される。

また、油圧ショベルが万が一転倒した場合等には、高強度キャブ４に、別の減衰機構６，６の伸び方向に大きな変位傾向が生じる。このとき、別の減衰機構６，６に、それぞれ一体に組み付けた規制部材１６，１６により前記大きな変位傾向が所定の変位に規制されて、高強度キャブ４がプラットホーム１から引き離されるのが防止されるとともに作業者が保護される。

上述したように、本実施例に係る建設機械のキャブ支持構造においては、一般キャブよりも重い高強度キャブ４の搭載時に、該高強度キャブ４を、一般キャブ用の標準減衰機構３に対しては新たな設定し直しはせず、該標準減衰機構３に低コスト構造の別の減衰機構６を組み合わせて支持することで、低コスト化を達成することができる。

一般キャブよりも重く且つ、後方側の方が重い高強度キャブ４の搭載時に、該高強度キャブ４を、フロアプレート４ｅ裏面の四隅にそれぞれ設置した４個の標準減衰機構３，…と、該４個の標準減衰機構３，…のうち、後方側の２個の標準減衰機構３，３の各内側にそれぞれ設置した２個の別の減衰機構６，６とで、支持することで、キャブ下面がプラットホーム１上面に干渉しないような適正な間隙に保持することができるとともに、油圧ショベルの稼働時等において、高強度キャブ４への振動や衝撃を十分に緩和することができる。

油圧ショベルが万が一転倒した場合等に、高強度キャブ４がプラットホーム１から引き離されるのを防止する機能を持つ規制部材１６を、別体として設置せずに、別の減衰機構６と一体に形成することで、その構成及び設置コスト等の点において、低コスト化を達成することができる。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。

本発明の実施例に係る建設機械のキャブ支持構造の側面図。上記実施例の背面図。上記実施例の平面図。上記実施例の要部拡大断面図。従来の建設機械のキャブ支持構造の側面図。図５の背面図。図５の従来例を一般キャブの内部構成とともに示す側面図。図７の平面図。他の従来の建設機械のキャブ支持構造の側面図。図９の背面図。

符号の説明

１プラットホーム
２一般キャブ
３標準減衰機構
４高強度キャブ
５補強部材
６別の減衰機構
１６規制部材

Claims

一般キャブと該一般キャブよりも重い高強度キャブとのいずれかを搭載可能とし且つ、前記一般キャブの搭載時には、該一般キャブを標準減衰機構を介して建設機械におけるプラットホームに支持させる建設機械のキャブ支持構造であって、
前記高強度キャブの搭載時には、当該高強度キャブを、該高強度キャブと前記一般キャブとの重量差に対応した別の減衰機構と前記標準減衰機構とで前記プラットホームに支持させたことを特徴とする建設機械のキャブ支持構造。
上記別の減衰機構は、上記高強度キャブの搭載に起因して、上記標準減衰機構に対し荷重の増加した側に設置してなることを特徴とする請求項１記載の建設機械のキャブ支持構造。
上記高強度キャブに上記別の減衰機構の伸び方向に所定の変位が生じたとき、該変位を規制する規制部材を、前記別の減衰機構と一体に形成してなることを特徴とする請求項１又は２記載の建設機械のキャブ支持構造。