JP2013237285A - 運転室昇降装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】コストダウンや軽量化を実現しつつ運転室の振動を低減した運転室昇降装置を提供すること。
【解決手段】作業機械1の運転室昇降装置4であって、支持部5とリンク機構6と昇降シリンダ7とを備える。リンク機構6は、一対の側柱31R・31Lと、一対の側柱31R・31Lを各々連結する2本の連結部材32u・32bと、一対の側柱31R・31Lと2本の連結部材32u・32bとで構成される枠内において、X字状に交差するように配設された2本の補強部材33a・33bとを有する。そして、2本の連結部材32u・32b及び2本の補強部材33a・33bの上方側30a及び下方側30bの少なくとも一方に、2本の連結部材32u・32b及び2本の補強部材33a・33bを覆う補強板35が取り付けられている。
【選択図】図1

Description

本発明は、作業機械に設けられる運転室昇降装置に関する。
作業機械に設けられる運転室昇降装置としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。特許文献1に記載された運転室昇降装置は、車体2と、車体2に付設される運転室7と、車体2に対して揺動可能に設けられたリンク機構10と、運転室7を上下方向へ昇降移動させるシリンダアクチュエータ11とを備えるものである。
特開2008−120176号公報 特開2006−264501号公報 特開2008−195528号公報
運転室を上下方向に変位させる運転室昇降装置を有する作業機械、特に特許文献1に示すように運転室昇降装置が運転室の後部を片持ち状態で支持する作業機械においては、走行時やブーム・アーム等の操作開始又は終了時に、運転室7が大きく振動し、乗り心地が悪化するという問題がある。
上記問題を解決するため、特許文献1に記載の運転室昇降装置においては、シリンダアクチュエータ11がリンク機構10の揺動面に対して傾斜して配設されている。その結果、シリンダアクチュエータ11の伸縮により、運転室7の上下方向及び左右方向の振動及び揺れが吸収される、と称されている。
また、特許文献2に記載の運転室の振動防止装置においては、運転室4を昇降させる昇降リンク機構9の構成部材である左右リンク11、11の間に防振用アクチュエータ17が設けられている。その結果、防振用アクチュエータ17により、運転室4の左右方向の振動が吸収される、と称されている。
また、特許文献3に記載の可動キャブの振動抑制装置においては、油圧シリンダ11のボトム室34に絞り弁41を介して振動抑制用のアキュムレータ40が接続されている。その結果、アキュムレータ40によりボトム室34の作動油の油圧脈動が低減され、運転室の振動が抑制される、と称されている。
しかしながら、特許文献1〜3に記載の各発明には以下の問題点がある。まず、特許文献1に記載の発明では、一般にシリンダは最も伸長した状態ではほとんど摺動しないため、シリンダアクチュエータ11が最も伸長した際には、上下方向及び左右方向への振動が十分に抑制されない問題がある。また、シリンダアクチュエータ11を傾斜させて配設している分、シリンダアクチュエータ11が長くなり、運転室昇降装置の重量及びコストが増加してしまう問題もある。
また、特許文献2に記載の発明では、防振用アクチュエータ17を別途設置しなければならず、昇降リンク機構9の重量及びコストが増加してしまう問題がある。また、上下方向への振動は抑制されないという問題もある。
また、特許文献3に記載の発明では、アキュムレータを設置する必要があり、運転室昇降装置の重量及びコストが増加してしまう問題がある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、コストダウンや軽量化を実現しつつ運転室の振動を低減した運転室昇降装置を提供することである。
上記課題を解決するため、本発明の運転室昇降装置は、作業機械本体に固定された支持部と、運転室と前記支持部とを連結するリンク機構と、前記運転室を昇降させる昇降シリンダとを備える。前記リンク機構は、水平方向に所定の間隔を空けて並設され、各々の一端が前記支持部に連結される一対の側柱と、所定の間隔を空けて並設され、前記一対の側柱を各々連結する2本の連結部材と、前記一対の側柱と前記2本の連結部材とで構成される枠内において、X字状に交差するように配設された2本の補強部材とを有する。そして、前記2本の連結部材及び前記2本の補強部材の上方側及び下方側の少なくとも一方に、前記2本の連結部材及び前記2本の補強部材を覆う補強板が取り付けられている。
本発明の運転室昇降装置によれば、リンク機構にX字状に交差するように配設された2本の補強部材と、この補強部材の上方側及び下方側の少なくとも一方に取り付けられた補強板とにより、運転室振動への寄与が大きい振動モードに対して寄与の大きい箇所の剛性を効率的に向上できる。したがって、従来技術のように、シリンダやアキュムレータ等の振動抑制部材を導入したり、運転室振動への寄与が大きい箇所の部材の厚みを増すことを要さずに十分な剛性を得ることができる。その結果、コストダウンや軽量化を実現しつつ運転室の振動を低減した運転室昇降装置を提供できる。
本発明の実施形態に係る運転室昇降装置を備える作業機械の全体図である。 図1に示す運転室昇降装置及び運転室の斜視図である。 図1及び図2に示すリンク機構の斜視図である。 図1〜図3に示すリンク機構の変形例である。
以下、図1〜図4を参照しつつ本発明を実施するための形態について説明する。なお、図1においては、作業機械1のうち運転室昇降装置4とその他部分とが容易に判別できるよう、運転室昇降装置4を実線(一部、鎖線)、その他部分を一点鎖線で示している。
(作業機械1)
作業機械1は、図1に示すように、作業機械本体2に対して運転室3(キャブとも称する)を変位させることが可能な作業機械である。作業機械1としては、建設機械(油圧ショベル等)、または、建設機械の応用機械(金属リサイクル機等)などが挙げられる。作業機械1は、例えば、港湾作業における荷物の船倉等への積み込み及び積み下ろし作業を行う機械であり、また例えば、スクラップや鉄材等のトラックの荷台等への積み込み及び積み下ろし作業や、スクラップや鉄材等の集積を行う機械である。作業機械1は、運転室3を変位させることが可能であるため、船倉、荷台、又は集積物などを上から見ながら上記の操作を行うことができるようになっている。
この作業機械1は、作業機械本体2と、作業機械本体2に搭載された運転室3と、作業機械本体2と運転室3とを連結し、運転室3を昇降させる運転室昇降装置4とを備える。
(作業機械本体2)
作業機械本体2は、下部走行体11と、下部走行体11の上方に取り付けられた旋回機構12と、旋回機構12の上方に取り付けられ下部走行体11に対して旋回可能な上部旋回体13とを備える。下部走行体11は、作業機械1を走行させる部分であり、例えばクローラ式である(ホイール式でも良い)。
上部旋回体13には、図示しないアタッチメントが取り付けられる。このアタッチメントは、例えば、上部旋回体13に起伏可能に取り付けられたブームと、ブーム先端に起伏可能に取り付けられたアームと、アーム先端に取り付けられた作業具(リフティングマグネット、グラップル、バケットなど)とを備える。
(運転室3)
運転室3は、オペレータが乗り込む部分であり、運転室昇降装置4を介して作業機械本体2に変位可能に搭載される。
(運転室昇降装置4)
運転室昇降装置4は、作業機械本体2に固定された支持部5と、運転室3と支持部5とを連結するリンク機構6と、運転室3を昇降させる昇降シリンダ7(図2参照)と、デッキ8とを備える。
(支持部5)
支持部5は、作業機械本体2に固定され、運転室3及びリンク機構6を支持する部分である。支持部5は、支持フレーム20とベース23とを備える。
支持フレーム20は、リンク機構6が取り付けられる部材(ブラケット)である。図2に示すように、支持フレーム20は、対向配置された一対の側面板21R・21Lと、これら側面板21R・21Lを連結する背面板22とを有している。
ベース23は、支持フレーム20を載置支持する部材である。ベース23は、図1に示すように、旋回機構12の上方及び上部旋回体13の前端部分13aに固定される。その結果、支持部5が作業機械本体2に固定されることとなる。
(リンク機構6)
リンク機構6は、運転室3と支持部5とを連結する部材である。このリンク機構6については、後に詳しく説明するがここでは概略を述べるに留める。
リンク機構6は、図2に示すように、下リンク機構30と上リンク機構40とを備える。下リンク機構30は、一対の側柱31R・31Lを有する。この側柱31R・31Lは、各々の一端が支持フレーム20の側面板21R・21Lに回動可能(ピンP1が回動中心)に連結されている。また、上リンク機構40は、一対の側柱41R・41Lを有する。この側柱41R・41Lは、各々の一端が支持フレーム20の側面板21R・21Lに回動可能(ピンP2が回動中心)に連結されている。
(昇降シリンダ7)
昇降シリンダ7(煩雑を避けるため図2において二点鎖線で示す)は、例えば油圧式の伸縮シリンダであり、例えば左右に2本設けられる(1本でも3本以上でもよい)。これら昇降シリンダ7・7は、支持フレーム20とデッキ8とに連結される。但し、昇降シリンダ7の連結位置は、上記に限られるものでなく、例えば支持フレーム20とリンク機構6とに連結されていてもよい。
(デッキ8)
デッキ8は、運転室3を搭載する台である。デッキ8は、側方から見て例えばL字型である。デッキ8には、図2に示すように、側柱31R・31L、及び側柱41R・41Lが回動可能に(ピン3が回動中心)連結される。
以上のように構成された運転室昇降装置4は、昇降シリンダ7の伸縮により、運転室3を昇降させている。具体的には、昇降シリンダ7の伸縮によって、側柱31R・31L、及び側柱41R・41LがピンP1、及びピンP2を中心に回動し、デッキ8が平行移動(昇降方向及び前後方向に変位)する。その結果、運転室3を作業機械本体2に対して昇降方向及び前後方向に変位させることができる。なお、昇降シリンダ7が最も縮小した状態において、作業機械本体2に対する運転室3の位置は最下位置となる(図1の状態)。一方、昇降シリンダ7が最も伸長した状態において、作業機械本体2に対する運転室3の位置は最上位置となる(図2の状態)。
(リンク機構6の詳細)
次に、リンク機構6の詳細について図3を参照しつつ説明する。図3(a)〜(c)は、いずれも図1及び図2に示すリンク機構6の斜視図である。なお、図3(b)においては、下リンク機構30のうち補強板35により可視できない部分の構成の理解を容易とするため、補強板35を透視的に示している(補強板35を鎖線で示す)。また、図3(c)においては、上リンク機構40のうち下リンク機構30により可視できない部分の構成の理解を容易とするため、下リンク機構30を透視的に示している(下リンク機構30を鎖線で示す)。
(下リンク機構30)
下リンク機構30は、図3に示すように、前記した側柱31R・31Lと、2本の連結部材32u・32bと、2本の補強部材33a・33bとを備える。なお、これら部材はいずれも鋼材である(その他材質であってもよい)。
側柱31R・31Lは、水平方向に所定の間隔を空けて並設される。所定の間隔とは、特に限定されるものではないが、例えば、運転室3の横幅や支持フレーム20の側面板21R・21Lの間隔に対応した間隔とされる。
連結部材32u・32bは、側柱31R・31Lを各々連結する部材である。この連結部材32u・32bは、側柱31R・31Lの長手方向と直交する向き(直交する向きでなくてもよい)に所定の間隔を空けて並設される。即ち、この連結部材32u・32bは、互いに交わることはない。なお、所定の間隔とは、特に限定されるものではないが、例えば側柱31R・31Lの間隔よりも大きくされる。
補強部材33a・33bは、X字状に交差するように配設された部材である。この補強部材33a・33bは、各々の両端部が側柱31R・31Lと連結部材32u・32bとの交点(34a〜34d)に固定されている。具体的には、補強部材33aの両端部が交点34a、34dに固定され、補強部材33bの両端部が交点34b、34cに固定される。
上記のように構成された下リンク機構30の下方側30b(図1も併せて参照)には、補強板35(図3(a)のハッチング部分)が溶接等により取り付けられている。補強板35は、側柱31R・31L、連結部材32u・32b、及び補強部材33a・33bを覆うH字型形状の板材である。
ここで、本願における下リンク機構30の下方側30bとは、下リンク機構30のうち補強板35で覆われた部分を下リンク機構30の下面(仮想面)、その逆を下リンク機構30の上面(仮想面)と考えたときに、当該下面に相当する部分である。したがって、下リンク機構30の下方側30bとは、下リンク機構30の一端部(例えば、図3(a)における丸囲み部A)を意味するものではない。同様に、本願において下リンク機構30の上方側30a(図1参照)とは、当該上面に相当する部分である。
なお、連結部材32u・32b、及び補強部材33a・33bには、溝型鋼(チャンネル)が用いられ、溝形鋼の開口部分を覆うように補強板35が取り付けられている。その結果、連結部材32u・32b、及び補強部材33a・33bの各部材は、長手方向に直交する断面が方形となり(溝形鋼と補強板35とで方形が形成される)、例えばH字鋼など他の鋼材を用いる場合と比較して、下リンク機構30の剛性を向上できる。但し、鋼材の形状は溝形鋼に限られるものではない。
(上リンク機構40)
上リンク機構40は、前記した側柱41R・41Lと、2本の連結部材42u・42bと、2つの補強部材43a・43bとを備える。なお、これら部材はいずれも鋼材である(その他材質であってもよい)。
側柱41R・41Lは、水平方向に所定の間隔を空けて並設される。所定の間隔とは、特に限定されるものではないが、例えば、運転室3の横幅や支持フレーム20の側面板21R・21Lの間隔に対応した間隔とされる。また、側柱41R・41Lの長さは、運転室3を水平に変位させる観点から、側柱31R・31Lの長さと同じとされている。
連結部材42u・42bは、側柱41R・41Lを各々連結する部材である。この連結部材42u・42bは、側柱41R・41Lの長手方向と直交する向き(直交する向きでなくてもよい)に所定の間隔を空けて並設される。即ち、この連結部材42u・42bは、互いに交わることはない。所定の間隔とは、特に限定されるものではないが、例えば側柱41R・41Lの間隔よりも大きくされる。なお、連結部材42u・42bの間隔は、連結部材32u・32bの間隔と同じとされている(異なっていてもよい)。
補強部材43a・43bは、X字状に交差するように配設された部材である。この補強部材43a・43bは、各々の両端部が側柱41R・41Lと連結部材42u・42bとの交点(44a〜44d)に固定されている。具体的には、補強部材43aの両端部が交点44a、44dに固定され、補強部材43bの両端部が交点44b、44cに固定される。
上記のように構成された上リンク機構40の上方側40a(図1も併せて参照)には、補強板45が溶接等により取り付けられている。補強板45は、補強板35と同様、側柱41R・41L、連結部材42u・42b、及び補強部材43a・43bを覆うH字型形状の板材である。
ここで、本願における上リンク機構40の上方側40aとは、上リンク機構40のうち補強板45で覆われた部分を上リンク機構40の上面(仮想面)、その逆を上リンク機構40の下面(仮想面)と考えたときに、当該上面に相当する部分である。同様に、本願において上リンク機構40の下方側40b(図1参照)とは、当該下面に相当する部分である。なお、連結部材42u・42b、及び補強部材43a・43bには、溝型鋼(チャンネル)が用いられ、溝形鋼の開口部分を覆うように補強板45が取り付けられている。但し、鋼材の形状は溝形鋼に限られるものではない。
上記の説明から理解されるように、上リンク機構40は、下リンク機構30と同じ構成であり、その向きが下リンク機構30と反対である。即ち、下リンク機構30及び上リンク機構40は、同一のリンク機構が対向配置される構成である。
(変形例)
本実施形態においては、下リンク機構30の補強部材33a・33bの各々の両端部が、交点34a〜34dに固定されているが、補強部材33a・33bは必ずしも交点34a〜34dに固定されている必要はなく、側柱31R・31Lと連結部材32u・32bとで構成される枠内において、X字状に交差するように配設されていればよい。
例えば、補強部材33a・33bが共に、連結部材32u・32bのみに連結されるように配設されていてもよい。また、補強部材33a・33bが共に側柱31R・31Lのみに連結されるように配設されていてもよい。さらに、補強部材33a・33bのうちの一方が連結部材32u・32bに連結され、他方が側柱31R・31Lに連結されるように配設されていてもよい。即ち、補強部材33a・33bが十字状であってもそれはX字状に含まれる。なお、側柱31R・31Lと連結部材32u・32bとで構成される枠とは、側柱31R・31Lのうち連結部材32u・32bの間の部分、及び連結部材32u・32bとからなる部分である。
なお、上リンク機構40の補強部材43a・43bも下リンク機構30の補強部材33a・33bと同様に、必ずしも交点44a〜44dに固定されている必要はなく、側柱41R・41Lと連結部材42u・42bとで構成される枠内において、X字状に交差するように配設されていればよい。
また、本実施形態においては、補強板35は、H字型形状の板材としたが、その形状は特に限定されるものではない。また、少なくとも連結部材32u・32b、及び補強部材33a・33bを覆っていればよく、側柱31R・31Lを覆っていなくてもよい。また、補強板45も補強板35と同様に、H字型形状に限定されるものではない。また、少なくとも連結部材42u・42b、及び補強部材43a・43bを覆っていればよく、側柱41R・41Lを覆っていなくてもよい。
次に、補強板35及び補強板45の取り付け位置の変形例について図4を参照しつつ説明する。図4(a)〜(c)は、図1〜図3に示すリンク機構6の変形例を示す斜視図である。
本実施形態においては、補強板35を下リンク機構30の下方側30bに取り付け、補強板45を上リンク機構40の上方側40aに取り付けたが、図4(a)に示すように、補強板45を上リンク機構40の下方側40bに取り付けるようにしてもよい。また、図4(b)に示すように、補強板35を下リンク機構30の上方側30aに取り付けるようにしてもよい。さらに、図4(c)に示すように、補強板35を下リンク機構30の上方側30aに取り付け、補強板45を上リンク機構40の下方側40bに取り付けるようにしてもよい。
また、上記の例では、下リンク機構30、上リンク機構40共に、一方のみに補強板を取り付けているが、下リンク機構30の上方側30a及び下方側30bの両方に補強板を取り付けてもよく、また上リンク機構40の上方側40a及び下方側40bの両方に補強板を取り付けてもよい。
また、本実施形態においては、リンク機構6を下リンク機構30及び上リンク機構40から構成したが、リンク機構は2つに限られず、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
(効果)
(効果1)
本発明の効果について説明する。本発明の運転室昇降装置は、支柱部とリンク機構と昇降シリンダとを備える。リンク機構は、一対の側柱と、所定の間隔を空けて並設され、一対の側柱を連結する2本の連結部材と、一対の側柱と2本の連結部材とで構成される枠内において、X字状に交差するように配設された2本の補強部材とを有する。さらに、2本の連結部材及び2本の補強部材の上方側及び下方側の少なくとも一方に、2本の連結部材及び2本の補強部材を覆う補強板が取り付けられている。よって、2本の補強部材と補強板とにより、運転室振動に寄与の大きな振動モードに対して寄与の大きい箇所の剛性を効率的に確保できる。特に、2本の補強部材をX字状に交差するように配設しているので、曲げ方向及びねじり方向の双方の振動モードに対して強い構成とすることが可能となる。したがって、従来技術のように、シリンダやアキュムレータ等の振動抑制部材を導入したり、運転室の振動への寄与が大きい箇所の部材の厚みを増すことを要さずに十分な剛性を得ることができる。その結果、コストダウン及び軽量化を実現しつつ運転室の振動を低減した運転室昇降装置を提供できる。
(効果2)
また、2本の補強部材の各々の両端部が、一対の側柱と2本の連結部材との交点に固定されている。即ち、一対の側柱と2本の連結部材とで構成される方形の枠体に対して、対角同士を連結するように2本の補強部材が配設されている。よって、対角同士を連結しない場合と比較して、振動モードに対しての寄与の大きい箇所の剛性を向上できる。
(効果3)
また、リンク機構は、下リンク機構及び上リンク機構を有し、下リンク機構及び上リンク機構は、各々一対の側柱と2本の連結部材と2本の補強部材とを備えている。そして、下リンク機構の上方側及び下方側の少なくとも一方、及び、上リンク機構の上方側及び下方側の少なくとも一方に2本の連結部材及び2本の補強部材を覆う補強板が取り付けられている。よって、2つのリンク機構を備えることで、運転室を水平に確実に昇降させることができ、かつ、リンク機構が1つの場合に比べて、運転室昇降装置の剛性を向上できる。
(効果4)
また、下リンク機構の下方側、及び、上リンク機構の上方側に2本の連結部材及び2本の補強部材を覆う補強板が取り付けられている。よって、下リンク機構及び上リンク機構を一つのリンク機構と考えた際に、2つの補強板がいずれも当該一つのリンク機構の外側に設けられることとなる。その結果、2つの補強板の少なくとも一方が当該一つのリンク機構の内側に設けられる場合と比較して、リンク機構全体の大きさを増加でき、より剛性を高めることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な態様に変更して実施することができるものである。
1 作業機械
2 作業機械本体
3 運転室
4 運転室昇降装置
5 支持部
6 リンク機構
7 昇降シリンダ
30 下リンク機構
40 上リンク機構
31R・31L、41R・41L 側柱
32u・32b、42u・42b 連結部材
33a・33b、43a・43b 補強部材
34a〜34d、44a〜44d 交点
35、45 補強板
30a、40a 上方側
30b、40b 下方側

Claims (4)

  1. 作業機械の運転室昇降装置であって、
    作業機械本体に固定された支持部と、
    運転室と前記支持部とを連結するリンク機構と、
    前記運転室を昇降させる昇降シリンダと、
    を備え、
    前記リンク機構は、
    水平方向に所定の間隔を空けて並設され、各々の一端が前記支持部に連結される一対の側柱と、
    所定の間隔を空けて並設され、前記一対の側柱を各々連結する2本の連結部材と、
    前記一対の側柱と前記2本の連結部材とで構成される枠内において、X字状に交差するように配設された2本の補強部材と、
    を有し、
    前記2本の連結部材及び前記2本の補強部材の上方側及び下方側の少なくとも一方に、前記2本の連結部材及び前記2本の補強部材を覆う補強板が取り付けられていることを特徴とする運転室昇降装置。
  2. 前記2本の補強部材の各々の両端部が、前記一対の側柱と前記2本の連結部材との交点に固定されている、請求項1に記載の運転室昇降装置。
  3. 前記リンク機構は、下リンク機構及び上リンク機構を有し、
    前記下リンク機構及び前記上リンク機構は、各々前記一対の側柱と前記2本の連結部材と前記2本の補強部材とを備えており、
    前記下リンク機構の上方側及び下方側の少なくとも一方、及び、前記上リンク機構の上方側及び下方側の少なくとも一方に前記補強板が取り付けられている、請求項1又は2に記載の運転室昇降装置。
  4. 前記下リンク機構の下方側、及び、前記上リンク機構の上方側に前記補強板が取り付けられている、請求項3に記載の運転室昇降装置。
JP2012109577A 2012-05-11 2012-05-11 運転室昇降装置 Active JP5635558B2 (ja)

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