JP2008163595A - 建設機械のキャビンヘッドガード装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ルーフ全面を防護して高いキャビン保護効果を得ることができるとともに、天窓の清掃が容易でしかも支持構造が簡単ですむ。
【解決手段】キャビン４のルーフ後部を覆う後ガード１２と、前側を支点に回動して天窓を開閉する前ガード１３とによって、ルーフ全面を防護する前面防護型で、かつ、天窓を開閉する開閉型のヘッドガード装置１１を構成する。前ガード１３は、閉じ状態で後端部を後ガード１２の前端部に載置支持させ、この状態で後ガード１２の対ルーフ取付点と同じ前後方向位置で後ガード１２に連結することにより、荷重を両ガード１２,１３で分担する構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械において、キャビンのルーフを落石等から保護するためのキャビンヘッドガード装置に関するものである。

油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

油圧ショベルは、図７に示すようにクローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に縦軸まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体２と、この上部旋回体２の前部に装着された作業アタッチメント３とによって構成される。

上部旋回体２にはキャビン（運転室）４が設けられ、このキャビン４内で旋回、走行、アタッチメント作動の各操作が行われる。

図８に示すようにキャビン４のルーフ４ａには上方視界を確保するための天窓５が前部に設けられ、この天窓５を含めてルーフ４ａを落下物から保護するためのキャビンヘッドガード装置６がルーフ上方に取付けられている。

このキャビンヘッドガード装置（以下、単にヘッドガード装置という）６は、図７,８に示す例ではルーフ全面を覆う状態でルーフ４ａ上に取付けられる。なお、同装置６の天窓５を覆う前部は格子状に形成されている。

このような全面防護型かつ固定型のヘッドガード装置６は特許文献１に示されている。

一方、図９に示すように、天窓５を含むルーフ前部のみを覆うヘッドガード装置７も公知である。

このヘッドガード装置７は、全体が格子状に形成され、天窓５の清掃時にたとえば図示のように後上がりに開くようにルーフ４ａ上に枢着されている。図９中、８はこのヘッドガード装置７を開き状態に保持するためのステーである。

このような前部防護型かつ開閉式のヘッドガード装置７は特許文献２に示されている。

さらに、特許文献３に示されているように、全面防護型のヘッドガード装置をルーフ上で前後方向にスライド自在に支持し、機械輸送時に制限高さを遵守するために前方低位置にスライドさせる構成のものも公知である。
実開昭４−５３８５５号公報 特開平８−１０９６５８号公報 特開２００６−１７７１１７号公報

図７,８（特許文献１）に示す全面防護型かつ固定型のヘッドガード装置６によると、天窓５だけでなくルーフ全面を保護できるため、高いキャビン保護効果が得られる。その反面、天窓５の清掃時にヘッドガード装置６全体を取外さなければならず、この作業が面倒となる。

一方、特許文献３に示された全面防護型かつ前後スライド型のヘッドガード装置によると、天窓５の清掃は簡単になるが、装置全体をスライドさせるため、レール等の支持構造が大がかりかつ複雑となり、コストの面で不利となるとともに、開閉操作も面倒となる。

これに対し、図９（特許文献２）に示す前部防護型かつ開閉式のヘッドガード装置７によると、天窓５の清掃が簡単で支持構造も簡単ですむ反面、ルーフ後部は落下物から防護できないためキャビン保護効果の点で不十分となっていた。

そこで本発明は、全面防護型と開閉型の長所のみを生かし、ルーフ全面を防護して高いキャビン保護効果を得ることができるとともに、天窓の清掃が容易でしかも支持構造が簡単ですむ建設機械のキャビンヘッドガード装置を提供するものである。

請求項１の発明は、キャビンのルーフ後部を上から覆って防護する後ガードと、天窓を含むルーフ前部を上から覆って防護する前ガードとから成り、この前ガードは、前端部または後端部を支点として開閉し得るように構成されたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、前ガードは、前端部がヒンジ部材によりルーフに枢着されて開閉し、閉じ状態で後端部が後ガードに着脱可能に連結されるように構成されたものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成において、前ガードの後端部が後ガードの前端部上面に載置支持された状態で着脱可能に連結されるように構成されたものである。

請求項４の発明は、請求項３の構成において、後ガードは前端部を含む前後複数個所でルーフに取付けられ、前ガード後端部が、この後ガードの前端部とその直後部の対ルーフ取付点間で後ガードに連結されるように構成されたものである。

請求項５の発明は、請求項４の構成において、前ガード後端部が、後ガード前端部の対ルーフ取付点と同じ前後方向位置で後ガード前端部に連結されるように構成されたものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成において、天窓を拭くワイパーが、上方から前ガードで覆われる状態で前ガード後端部または後ガード前端部に取付けられたものである。

請求項７の発明は、請求項６の構成において、前ガードが後ガードよりも高い位置で後ガードに連結されることにより、前ガードの下方にワイパー収容空間が形成され、ワイパーがこのワイパー収容空間で前ガード後端部または後ガード前端部に取付けられたものである。

請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかの構成において、前ガードを緩やかに開くダンパーが、前ガードと後ガードとの間に取付けられたものである。

請求項９の発明は、請求項８の構成において、ダンパーは、後ガードに対する取付点を支点として回動し、ガード使用時には一端が前ガード下面に着脱可能に取付けられ、ガード分解時にはこの使用時姿勢から後向きに反転して一端が後ガード上面に取付けられるように構成されたものである。

請求項１０の発明は、請求項９の構成において、ダンパーの一端が、ガード使用時には前ガードに、ガード分解時には後ガードにそれぞれ共通のブラケットによって取付けられるように構成されたものである。

本発明によると、ルーフ後部を覆う後ガードと、天窓を含めたルーフ前部を覆う前ガードとによってルーフ全面を防護する構成をとりながら、前ガードを開閉式に構成したから、全面防護型及び開閉型双方の長所のみを生かすことができる。

すなわち、ルーフ全面を防護できるため、高いキャビン保護効果を得ることができる一方で、前ガードが開閉するため天窓の清掃が容易となる。しかも、前ガードは、前端側または後端側を支点に回動して開閉するため、たとえばスライド構造と比較して支持構造が簡単でコストが安くてすむとともに、開閉操作も容易となる。

この場合、請求項２〜５の発明によると、前ガードを、前端側を支点として開閉し、閉じ状態で後端部が後ガードに連結される構成、すなわち、落下物が当たる可能性が高いヘッドガード装置中間部で前後両ガードを連結する構成としたから、両ガードが切り離された状態で別々に荷重を支持する構成と比較して、荷重を両ガードで分担することで両ガードそのものの荷重支持力を高めることができる。また、キャビンルーフにかかる荷重を両ガードを通じて広く分散できるため、ルーフ防護効果の点で有利となる。

この点は、とくに請求項３〜５の発明のように前ガードの後端部を後ガードの前端部上面に載置支持された状態で連結することによって顕著となる。

とりわけ、請求項４の発明のように前ガード後端部を、後ガード前端部とその直後部の対ルーフ取付点間で後ガード前端部に取付けること、なかでも請求項５の発明のように後ガード前端部の対ルーフ取付点と同じ前後方向位置で後ガード前端部に取付けることにより、ヘッドガード装置全体としてきわめて高い耐荷重性能を得ることができる。

また、請求項６,７の発明によると、天窓を拭くワイパーを、上方から前ガードで覆われる状態で前ガード後端部または後ガード前端部に取付けたから、ワイパーを落下物から保護しながら天窓のワイパー効果によって良好な上方視界を確保することができる。

この場合、請求項７の発明によると、前ガードを後ガードよりも高い位置で後ガード前端部に連結することにより、前ガード下方にワイパー収容空間を形成し、ワイパーをこのワイパー収容空間で前ガード後端部または後ガード前端部に取付けたから、たとえばキャビンのルーフを部分的に凹ませてワイパー収容空間を形成する場合や、両ガードをともに高位置に設けることによってワイパー収容空間を確保する場合と比較して、ワイパー収容空間を簡単な構成で無理なく、低コストで形成することができる。

また、前ガードが高位置にあることで前ガードと天窓の間隔が広がるため、落下物を受けて前ガードが凹んだ場合でも天窓の破損を防止できる利点がある。

一方、請求項８〜１０の発明によると、前ガードを緩やかに開くダンパーを前後両ガード間に取付けたから、前ガードを安全に、かつより簡単に開閉することができる。

この場合、請求項９の発明によると、ガード分解時にダンパーを反転させ、その一端（使用時の前端、ガード分解時の後端）を後ガードに取付けて固定する構成としたから、輸送時にダンパーが動揺するおそれがない。

また、請求項１０の発明によると、ダンパーを使用時と同じブラケットで後ガードに固定するため、この固定のためのコストが安くてすむ。

本発明の実施形態を図１〜図６によって説明する。

この実施形態では油圧ショベルを適用対象として例示している。なお、キャビン４そのものの構成は図７〜図９に示す従来技術と同じであるため、この同一部分には同一符号を付してその重複説明を省略する。

実施形態に係るヘッドガード装置１１は、キャビン４のルーフ４ａの後部を上から覆って落下物から防護する後ガード１２と、ルーフ前部を上から覆って防護する前ガード１３とから成っている。

後ガード１２は、前端部及び中間部の左右両側（計四個所）でルーフ後部上面にボルト１４…で固定されている。

なお、図５,６に示すように、後ガード１２の前端部は下向きに折り曲げられている。また、この折り曲げ部分の内側にＬ字形の補強材１５が設けられ、この折り曲げ部分と補強材１５とによって後ガード前端部が断面ロの字形の高剛性断面構造とされている。

前ガード１３は、前端部が左右両側のヒンジ部材１６,１６によって枢着され、このヒンジ部材１６,１６を支点に回動して、図１,３及び図４実線で示すように天窓５を覆う使用時（作業時）の閉じ姿勢と、図２及び図４二点鎖線で示すように後上がりに傾斜して天窓５の上方を開放する清掃時の開き姿勢との間で開閉し得るように構成されている。

なお、前ガード１３は、全体が格子状で、かつ、ルーフ前部の曲面に沿うように前部が先下がりに傾斜した側面視への字形に形成されている。

前ガード１３の後端には、左右両側と中間の三個所にＬ字形に屈曲する取付部１７…が後向きに突設され、閉じ姿勢で、この取付部１７…が後ガード１２の前端部上面に載置支持された状態でボルト１８…で止め付けられる。

これにより、前ガード１３が後ガード１２よりも高い位置で後ガード１２に連結されてヘッドガード装置１１が構成される。

ここで、取付部１７…は、後ガード前端部の対ルーフ取付点と同じ前後方向位置で後ガード前端部に取付けられる。図３中の直線Ｌ１は両者の取付点を通る水平線、図４〜図６中の直線Ｌ２は取付部１７…の対後ガード取付点を通る垂直線をそれぞれ示す。

いいかえれば、後ガード前端部の対ルーフ取付用、及び後ガード前端部の対前ガード連結用の各取付穴（とくに符号は付していない）が前後方向の同じ位置（直線Ｌ１上）に設けられている。

このヘッドガード装置１１によると、ルーフ全面を防護して高いキャビン保護効果を得ることができる一方で、前ガード１３が開閉するため天窓５の清掃が容易となる。

しかも、前ガード１３は、ルーフ４ａに取付けられた前端側を支点に回動して開閉するため、特許文献３に示されたスライド構造と比較して支持構造が簡単でコストが安くてすむとともに、開閉操作が容易となる。

また、前ガード１３を閉じた状態でその後端部を後ガード１２に連結する構成、すなわち、落下物が当たる可能性が高いヘッドガード装置１１の前後方向中間部で前後両ガード１２,１３を連結する構成としたから、両ガード１２,１３が切り離された状態で別々に荷重を支持する構成とした場合と比較して、荷重を両ガード１２,１３で分担することで両ガード１２,１３そのものの荷重支持力を高めることができる。加えて、ルーフ４ａにかかる荷重を両ガード１２,１３を通じて広く分散できるため、ルーフ防護効果の点で有利となる。

この場合、
（Ｉ） 前ガード１３の後端部（取付部１７…）を後ガード１２の前端部上面に載置支持した状態で連結するため、たとえば両ガード１２,１３を同一高さ位置で突合せ状態で連結する場合と比較して、前ガード１３に作用する荷重が後ガード１２に垂直荷重として直接伝わり、荷重が両ガード１２,１３で確実に分担される。

（ＩＩ） 両ガード１２,１３の連結部分が、ルーフ４ａに対する後ガード前端部の取付部分（最も荷重支持力が高い部分）と前後方向の同じ位置にあるため、この連結部分の荷重支持能力が高いものとなる。なお、後ガード前端部は、前記のように断面ロの字形の高剛性断面構造としているため、荷重支持能力が一層高いものとなる。

以上の点により、ヘッドガード装置１１全体としてきわめて高い耐荷重性能を発揮し、キャビン保護効果にすぐれたものとなる。

一方、この実施形態においては、前ガード１３を後ガード１２よりも高い位置で後ガード１２に連結しているため、前ガード１３を閉じた状態で前ガード１３の下方にワイパー収容空間１９（図４〜図６参照）が形成され、天窓５を拭くワイパー２０がこのワイパー収容空間１９において後ガード前端部にワイパー取付部材２１（図５参照）によって取付けられている。

ワイパー取付部材２１は、ワイパーモータ等の機構部が収容されたハウジング２２の上面に固定されている。このハウジング２２には、下面に支持脚２３,２３、後面に支持部材２４がそれぞれ突設され、これらがルーフ４ａ上面に支持される。

このように、ワイパー２０を、前ガード１３で覆われる状態で後ガード前端部に取付けたから、ワイパー２０を落下物から保護しながら天窓５のワイパー効果によって良好な上方視界を確保することができる。

この場合、前ガード１３の後端部（取付部１７…）を後ガード前端部に載置支持させた状態で連結する構成をとったことの効果、すなわち、前ガード１３が後ガード１２よりも高位に位置することによって前ガード１３の後端部下方にワイパー収容空間１９が形成され、ここにワイパー２０を収容できるため、たとえばキャビン４のルーフ４ａを部分的に凹ませてワイパー収容空間を形成する場合や、両ガード１２,１３をともに高位置に設けることによってワイパー収容空間を確保する場合と比較して、ワイパー収容空間１９を簡単な構成で無理なく、低コストで形成することができる。

また、前ガード１３が高位置にあることで前ガード１３と天窓５の間隔が広がるため、落下物を受けて前ガード１３が凹んだ場合でも天窓５の破損を防止できる利点がある。

さらに、後ガード１２と前ガード１３との間には、左右両側に前ガード１３を緩やかに開くためのエア式または油圧式のダンパー２５が設けられている（図２,４,６参照）。

このダンパー２５は、図６に示すようにワイパー収容空間１９において後端部が後ガード１２の前端面に後側ブラケット２６を介して、また前端部が前ガード１３に前側ブラケット２７（図４参照）を介して、それぞれ左右方向の水平軸まわりに回動可能に取付けられている。

前側ブラケット２７は前ガード１３に着脱可能に取付けられ、機械輸送時に制限高さを遵守するためにヘッドガード装置１１を後ガード１２と前ガード１３に分解して取外す場合に、ダンパー前端がこの前側ブラケット２７ごと前ガード１３から取外される。

ここで、後ガード１２にも前側ブラケット２７を取付けるための取付穴（図示省略）が設けられ、分解時に、ダンパー２５を図４中の二点鎖線で示すように反転させるとともに、取外された前側ブラケット２７を後ガード１２に移設し、ダンパー前端（反転状態では後端）を同ブラケット２７によって後ガード１２に固定できるように構成されている。

この構成によると、前ガード１３をダンパー２５によって安全にかつ楽に開閉することができる。

また、ヘッドガード装置１１の分解時に、ダンパー２５の一端（使用時の前端、ガード分解時の後端）を後ガード１２に固定できるため、輸送時にダンパー２５が動揺するおそれがない。しかも、ダンパー２５を使用時と同じブラケット２７で後ガード１２に固定するため、この固定のためのコストが安くてすむ。

図２〜図４中、２８は前ガード１３を開き状態に保持するためのステーで、一端部が後ガード１２の前端部に枢着され、前ガード１３の開き時に他端部が前ガード１３に係止される。

他の実施形態
（１） 両ガード１２,１３の連結に関して、上記実施形態では、後ガード後端部に対する前ガード後端部の取付点を、最も荷重支持力が高い後ガード前端部の対ルーフ取付点と同じ前後方向位置に設定したが、後ガード１２の前後の対ルーフ取付点間の部分も、対ルーフ取付点よりは劣るものの荷重支持力が高いため、前ガード後端部をこの部分に連結する構成をとってもよい。

あるいは、前ガード後端部を、後ガード１２の前側の対ルーフ取付点よりも前方で後ガード１２に連結する構成、具体的には図５,６において後ガード１２の前端を前方に延長させ、この延長部分に前ガード後端部を連結する構成をとってもよい。

（２） 上記実施形態では、前ガード１３を後ガード１２よりも高い位置で後ガード１２に連結する構成をとったが、両ガード１２,１３を同じ高さ位置で連結するようにしてもよい。この場合、両ガード１２,１３を突合せ状態で相対向する端面で連結してもよいし、前ガード１３の後端部上面にブラケットを後向きに突設し、このブラケットを後ガード後端部上面に連結してもよい。

この構成によっても、連結部分にかかる荷重を両ガード１２,１３で分担するという基本的な効果は上記実施形態と同じである。この場合、ワイパー収容空間は、両ガード１２,１３を高い位置に設定すること等によって形成すればよい。

（３） 上記実施形態とは逆に、前ガード１３の後端部をヒンジ部材によって後ガード前端部に枢着し、後側を支点に前上がりに開く構成をとってもよい。

（４） 荷重を両ガード１２,１３で分担するという意味で、両ガード１２,１３を連結するのが望ましいことはいうまでもないが、必要に応じて、両ガード１２,１３を連結しない状態でルーフ４ａ上に取付けてもよい。

本発明の実施形態にかかるヘッドガード装置を装着したキャビンの斜視図である。 ヘッドガード装置の前ガードを開いた状態の図１相当図である。 ヘッドガード装置の平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図４の一部であってワイパー取付部分の拡大図である。 図４の一部であってダンパー取付部分の拡大図である。 従来の全面防護型のヘッドガード装置を装備した油圧ショベルの概略側面図である。 同キャビンの斜視図である。 従来の開閉型のヘッドガード装置を装着したキャビンの斜視図である。

符号の説明

４ キャビン
４ａ ルーフ
５ 天窓
１１ ヘッドガード装置
１２ 後ガード
１３ 前ガード
１４ 後ガード取付用のボルト
１６ 前ガード取付用のヒンジ部材
１７ 前ガードの対後ガード取付部
１８ 同ボルト
１９ ワイパー収容空間
２０ ワイパー
２５ ダンパー
２６ ダンパー取付用の後側ブラケット
２７ 前側ブラケット

Claims (10)

1. キャビンのルーフ後部を上から覆って防護する後ガードと、天窓を含むルーフ前部を上から覆って防護する前ガードとから成り、この前ガードは、前端部または後端部を支点として開閉し得るように構成されたことを特徴とする建設機械のキャビンヘッドガード装置。
2. 前ガードは、前端部がヒンジ部材によりルーフに枢着されて開閉し、閉じ状態で後端部が後ガードに着脱可能に連結されるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の建設機械のキャビンヘッドガード装置。
3. 前ガードの後端部が後ガードの前端部上面に載置支持された状態で着脱可能に連結されるように構成されたことを特徴とする請求項２記載の建設機械のキャビンヘッドガード装置。
4. 後ガードは前端部を含む前後複数個所でルーフに取付けられ、前ガード後端部が、この後ガードの前端部とその直後部の対ルーフ取付点間で後ガードに連結されるように構成されたことを特徴とする請求項３記載の建設機械のキャビンヘッドガード装置。
5. 前ガード後端部が、後ガード前端部の対ルーフ取付点と同じ前後方向位置で後ガード前端部に連結されるように構成されたことを特徴とする請求項４記載の建設機械のキャビンヘッドガード装置。
6. 天窓を拭くワイパーが、上方から前ガードで覆われる状態で前ガード後端部または後ガード前端部に取付けられたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンヘッドガード装置。
7. 前ガードが後ガードよりも高い位置で後ガードに連結されることにより、前ガードの下方にワイパー収容空間が形成され、ワイパーがこのワイパー収容空間で前ガード後端部または後ガード前端部に取付けられたことを特徴とする請求項６記載の建設機械のキャビンヘッドガード装置。
8. 前ガードを緩やかに開くダンパーが、前ガードと後ガードとの間に取付けられたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンヘッドガード装置。
9. ダンパーは、後ガードに対する取付点を支点として回動し、ガード使用時には一端が前ガード下面に着脱可能に取付けられ、ガード分解時にはこの使用時姿勢から後向きに反転して一端が後ガード上面に取付けられるように構成されたことを特徴とする請求項８記載の建設機械のキャビンヘッドガード装置。
10. ダンパーの一端が、ガード使用時には前ガードに、ガード分解時には後ガードにそれぞれ共通のブラケットによって取付けられるように構成されたことを特徴とする請求項９記載の建設機械のキャビンヘッドガード装置。

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