JP2015040437A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械におけるキャブの昇降ストローク量をより大きくすることが可能な技術を提供。【解決手段】建設機械は、機体の前部に昇降可能に配置されるキャブデッキ６と、ガイドレールＲＬが設けられるサポート架台７と、キャブを昇降させるシリンダ９とを備える。キャブデッキ６は、略水平方向に面してキャブを載置する載置部分ＰＴ１と略垂直方向に延伸する垂直部分ＰＴ２とガイドレール上を移動するための移動用部材を有する。シリンダ９の軸方向とガイドレールＲＬのガイド方向とは異なる。シリンダ９は、先端部ＡＰが部分ＰＴ２の上端部分に接続され、先端部ＡＰの延伸に伴ってシリンダ９の軸方向とガイドレールＲＬのガイド方向とのなす鋭角の角度が小さくなるように基端部ＢＳを中心として回動するように配置される。縮小状態におけるシリンダ９の先端部ＡＰの位置は、鉛直方向におけるサポート架台７の最も高い位置と略同一である。【選択図】図２

Description

本発明は、建設機械に関し、より詳細には、キャブの昇降技術に関する。

油圧ショベル等の建設機械においては、キャブ（運転室）を昇降させることが可能なものが存在する（特許文献１参照）。特許文献１記載の技術では、運転室（４）がシリンダの往復運動によりガイドレール（１１）に沿って昇降する。かかる技術においては、主シリンダ（５）は、当該主シリンダ（５）の軸方向とガイドレール（１１）のガイド方向とが平行になるように配置されている。

特開２００１−３３９２号公報

ところで、建設機械を用いた作業では、オペレータの良好な視界を確保すべく、キャブをより高い位置に移動できることが好ましい。すなわち、建設機械におけるキャブの昇降ストローク量は、できる限り大きい方が好ましい。

そのため、特許文献１記載の技術におけるキャブ（運転室（４））の昇降ストローク量を向上させることが求められていた。

そこで本発明は、建設機械におけるキャブの昇降ストローク量を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、昇降可能なキャブを有する建設機械であって、 機体の前部に昇降可能に配置され、キャブが載置されるキャブデッキと、前記キャブの後方に配置され、前記キャブデッキの昇降をガイドするガイドレールが設けられる架台と、前記キャブデッキを昇降させるシリンダとを備え、前記キャブデッキは、略水平方向に面してキャブを載置する第１部分と、前記第１部分に立設された第２部分と、前記ガイドレール上を移動するための移動用部材とを有し、前記シリンダの軸方向と前記ガイドレールのガイド方向とは互いに異なり、前記シリンダは、先端部が前記第２部分の上端部分に接続されており、前記先端部の延伸に伴って前記シリンダの前記軸方向と前記ガイドレールの前記ガイド方向とのなす鋭角の角度が小さくなるように基端部を中心として回動するように配置され、縮小状態における前記シリンダの前記先端部は、前記建設機械の側方から観た場合に、前記ガイドレールに近接していることを特徴とする建設機械を提供している。

また、前記シリンダは、前記架台の内部に配置されるのが好ましい。

また、前記架台は、前方に凹部分が形成された凹形状を有し、前記シリンダは、前記架台の前記凹部分に配置されるのが好ましい。

また、前記縮小状態における前記シリンダの前記先端部の位置は、垂直方向における前記架台の最も高い位置と略同一であるのが好ましい。

請求項１記載の建設機械によれば、シリンダの軸方向とガイドレールのガイド方向とが互いに異なり、当該シリンダは、先端部の延伸に伴って当該軸方向と当該ガイド方向とのなす角の角度が小さくなるように基端部を中心に回動するように配置されている。そのため、シリンダの軸方向とガイドレールのガイド方向とが平行になる場合に比べて、建設機械におけるキャブの昇降ストローク量を大きくすることが可能である。

請求項２記載の建設機械によれば、シリンダが架台の内部に配置されるので、シリンダが、ガイドレール、油圧ホース及びハーネス等を備える配索スペースと重ならずに済み、シリンダの径を拡張することが可能である。

請求項３記載の建設機械によれば、シリンダが架台の凹部分に配置されるので、キャブデッキを安定的にバランスよく昇降させることが可能である。

請求項４記載の建設機械によれば、縮小状態におけるシリンダの先端部の位置と垂直方向における架台の最も高い位置とが略同一であるため、当該シリンダが架台から大きく突出せずに済み、建設機械の走行が当該シリンダにより阻害されるのを防止することが可能である。

本発明の実施の形態による建設機械を示す図。 キャブデッキ及び架台を示す平面図及び側面図。 キャブデッキ及び架台を示す断面図。 キャブデッキが上方に持ち上げられた状態を示す側面図。 比較例によるキャブデッキ及び架台を示す平面図及び側面図。 比較例によるキャブデッキ及び架台を示す断面図。 比較例においてキャブデッキが上方に持ち上げられた状態を示す側面図。 本発明の実施の形態における昇降ストローク量を説明するための図。 比較例における昇降ストローク量を説明するための図。 変形例によるキャブデッキ及び架台を示す側面図。 変形例においてキャブデッキが上方に持ち上げられた状態を示す側面図。 変形例によるキャブデッキ及び架台を示す側面図。 変形例においてキャブデッキが上方に持ち上げられた状態を示す側面図。

＜１．実施形態＞
本発明の実施形態による建設機械について図１乃至図９に基づき説明する。以下では、建設機械として油圧ショベル１を例示する。

図１に示すように、油圧ショベル１は、下部走行体２と上部旋回体３（機体）とを備えて構成される。

下部走行体２は、図１に示すように、上部旋回体３の下方に配置されており、カーボディ及びクローラ等を備えて構成される。

上部旋回体３は、下部走行体２上に搭載されており、下部走行体２に対して鉛直軸まわりに旋回することが可能である。上部旋回体３は、図１に示すように、アタッチメント４、キャブ５（運転室）、キャブデッキ６、サポート架台７（支持体）及び機械室８等を備えて構成される。なお、以下では、キャブ５内の運転席に着座した運転員から見た場合を基準として前後左右方向を定義する。

図２は、キャブデッキ６及びサポート架台７を示す平面図及び側面図である。図２に示すように、キャブデッキ６は、略水平方向に面してキャブ５を載置する載置部分ＰＴ１と、当該載置部分ＰＴ１に立設されて略垂直方向に延伸する垂直部分ＰＴ２とを含む略Ｌ字形状により構成される。

図３は、図２に示すＣＣ断面（図２参照）を示す断面図である。図３に示すように、キャブデッキ６は、後述のガイドレールＲＬ上を移動するための移動用部材としてガイドＧＤを備えて構成される。ガイドＧＤは、後述のガイドレールＲＬにスライド自在に嵌合されており、スライダーとも称される。図２及び図４に示すように、ここでは、ガイドＧＤは、載置部分ＰＴ１の後端において上下方向に２つ並んで配置されている。

サポート架台７は、キャブデッキ６を支持するための台である。サポート架台７は、全体としては箱形状を有しており、図３に示すように、前部に凹部分ＣＰ（垂直方向に貫通する凹部分）を有する凹形状を有している。

また、サポート架台７は、図２及び図３に示すように、略垂直方向に延伸するガイドレールＲＬを備えて構成される。ガイドレールＲＬは、キャブデッキ６の垂直方向における昇降をガイドするためのものであり、直動ガイド等とも称される。

図３に示すように、キャブデッキ６とサポート架台７との間隙には、ガイドレールＲＬ、油圧ホース（不図示）及びハーネスＨＮ等を配置するためのスペースＳＰ（以下、配索スペースＳＰとも称する）が設けられている。

シリンダ９は、キャブデッキ６（ひいては、キャブ５）を昇降させるための昇降シリンダである。このシリンダ９は、図２乃至図４に示すように、サポート架台７の内部（詳細には、サポート架台７の凹部分ＣＰ）に配置される。

また、図２及び図４に示すように、シリンダ９は、基端部ＢＳがサポート架台７の底面の略中央に接続され、先端部ＡＰが垂直部分ＰＴ２の上端部分に接続される。換言すれば、シリンダ９は、基端部ＢＳから先端部ＡＰにかけて前方上方へ傾斜している。上述のように、ガイドレールＲＬは垂直方向に配置されるので、シリンダ９の軸方向とガイドレールＲＬのガイド方向とが互いに異なる。

また、図２及び図４を比較すると明らかなように、シリンダ９は、先端部ＡＰの延伸に伴って（図２から図４）、当該シリンダ９の軸方向とガイドレールＲＬのガイド方向とのなす角（鋭角）の角度αが小さくなるように、基端部ＢＳを中心として時計回りに回動するように配置される。具体的には、シリンダ９が縮小状態（図２）から拡大状態（図４）に遷移すると、当該シリンダ９の軸方向とガイドレールＲＬのガイド方向とのなす鋭角の角度がα１からα２（＜α１）に変化する。

なお、ここでは、図２に示すように、縮小状態におけるシリンダ９の先端部ＡＰは、油圧ショベル１の側方から観た場合に、ガイドレールＲＬに近接する。

また、縮小状態におけるシリンダ９の先端部ＡＰの位置（以下、先端部位置とも称する）は、垂直方向におけるサポート架台７の最も高い位置（以下、最高位置とも称する）と略同一である。

続いて、本実施形態に対する比較例について図５乃至図７を参照しながら簡単に説明する。図５乃至図７は比較例を示す図であり、本実施形態の図２乃至図４にそれぞれ対応する。

図５乃至図７に示すように、比較例では、シリンダ９は、サポート架台７の内部ではなく、配索スペースＳＰ（図６参照）に配置される。なお、配索スペースＳＰとは、上述したように、ガイドレールＲＬ、油圧ホース（不図示）及びハーネスＨＮ等が設置される部分である。

また、図５及び図７に示すように、比較例では、シリンダ９の軸方向とガイドレールＲＬのガイド方向とが平行である。

次に、図８及び図９を参照して、本実施形態の昇降ストローク量と比較例における昇降ストローク量とを比較する。

図８は、本実施形態における昇降ストローク量を説明するための概念図である。図８において、「ａ」は「シリンダ最縮長」、「ｂ１」は「シリンダ最伸長」、「Ｌ」は「昇降ストローク量」、「β」は「縮小状態におけるシリンダ９の軸方向とガイドレールＲＬのガイド方向とのなす角の角度」を示している。

図９は、比較例における昇降ストローク量を説明するための概念図である。図９において、「ａ」は「シリンダ最縮長」、「ｂ２」は「シリンダ最伸長」、「Ｌ」は「昇降ストローク量」、「Ｓｔ」は「シリンダストローク量」を示している。なお、図９において「Ｌ」及び「Ｓｔ」は同一である。

また、図８の「ａ」及び「Ｌ」と、図９の「ａ」及び「Ｌ」とはそれぞれ同一であるものとする。

上記を前提として、以下では、図８の「ｂ１」及び図９の「ｂ２」を比較する。

まず、本実施形態（図８参照）に係る「ｂ１」については、余弦定理に基づいて、
ｂ１^２＝Ｌ^２＋ａ^２−２Ｌ・ａ・ｃｏｓβ （１）
の関係式が導き出せる。

これに対して、比較例（図９参照）に係る「ｂ２」については、「ｂ２＝Ｌ＋ａ」に基づいて、
ｂ２^２＝Ｌ^２＋ａ^２＋２・Ｌ・ａ （２）
の関係式が導き出せる。

上記式（１）において、仮に「β＝１２０°」とすると、「ｃｏｓβ＝−０．５」となり、
ｂ１^２＝Ｌ^２＋ａ^２＋Ｌ・ａ （３）
の関係式が得られる。

上記式（２）、（３）を比較すると、本実施形態に係る「ｂ１^２」は、比較例に係る「ｂ２^２」に比べて値が「Ｌ・ａ」だけ小さいことがわかる。すなわち、本実施形態に係る油圧ショベル１によれば、昇降ストローク量「Ｌ」が同一である場合、シリンダストローク量を比較例のシリンダストローク量「Ｓｔ」よりも小さくすることが可能である。逆に言えば、本実施形態に係る油圧ショベル１によれば、シリンダストローク量が同一である場合、昇降ストローク量を比較例の昇降ストローク量よりも大きくすることが可能である。

このように、本実施形態に係る油圧ショベル１によれば、シリンダ９の軸方向とガイドレールＲＬのガイド方向とが平行になる場合に比べて、キャブデッキ６の昇降ストローク量を大きくすることが可能である。

ところで、キャブデッキ６の昇降ストローク量を大きくすることを目的として、シリンダ９の軸方向の長さを伸ばすことが想定される。

ただし、シリンダ９の軸方向の長さを単に伸ばすのみでは、シリンダ９の強度が低下してシリンダ９が座屈しやすくなるという問題が生じる。

そこで、シリンダ９の軸方向の長さを伸ばす場合には、シリンダ９の径を大きくすることにより、油圧ショベル１の座屈対策を講じることが好ましい。

しかしながら、比較例では、図６に示すように、シリンダ９が、ガイドレールＲＬ、油圧ホース（不図示）及びハーネスＨＮ等とともに配索スペースＳＰに配置されるので、シリンダの径を大きくすることが困難である。

これに対して、本実施形態では、図３に示すように、シリンダ９が（配索スペースＳＰではなく、）サポート架台７の内部（詳細には、凹部分ＣＰ）に配置されるので、シリンダ９と配索スペースＳＰとが重ならずに済む。そのため、シリンダの径を凹部分ＣＰに収まる範囲内において拡張することができ、シリンダ９の座屈を抑制することが可能である。

また、シリンダ９がサポート架台７の凹部分ＣＰに配置されるので、キャブデッキ６を安定的にバランスよく昇降させることが可能となる。

また、本実施形態では、縮小状態におけるシリンダ９の先端部の位置と垂直方向におけるサポート架台７の最も高い位置とが略同一であるため、当該シリンダ９がサポート架台７から大きく突出せずに済み、油圧ショベル１の走行がシリンダ９により阻害されるのを防止することが可能である。

さらに、本実施形態では、図２に示すように、縮小状態におけるシリンダ９の先端部が、油圧ショベル１の側方から観た場合に、ガイドレールＲＬに近接している。そのため、シリンダ９の先端部がガイドレールＲＬから離れている場合に比べて、キャブデッキ６を上方に持ち上げるための力を効率よく伝達することが可能である。

＜２．変形例＞
本発明による建設機械は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

例えば、上記実施形態では、図２に示すように、ガイドレールＲＬのガイド方向が垂直方向に延伸する場合を例示したが、これに限定されず、図１０に示すように、ガイドレールＲＬのガイド方向が斜め後方上方に傾斜するようにしてもよい。そして、図１１に示すように、キャブデッキ６が斜め後方上方に傾斜したガイドレールＲＬに沿って斜め後方上方に持ち上げられるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、図２乃至図４に示すように、シリンダ９がサポート架台７の内部に配置される場合を例示したが、これに限定されず、当該シリンダ９がサポート架台７の外部に配置されるようにしてもよい。

具体的には、図１２に示すように、シリンダ９の基端部ＢＳをキャブデッキ６の側方（たとえば、左側）に接続するとともに、シリンダ９の先端部ＡＰをキャブデッキ６における垂直部分ＰＴ２の上端部分に接続するようにしてもよい。かかる構成において、図１２及び図１３に示すように、シリンダ９は、先端部ＡＰの延伸に伴ってシリンダ９の軸方向とガイドレールのガイド方向とのなす角の角度が小さくなるように基端部ＢＳを中心として回動するように配置される。換言すれば、シリンダ９は、縮小状態（図１２参照）から先端部ＡＰを徐々に伸ばしつつ、傾斜を徐々に大きくすることにより（基端部ＢＳを中心として反時計回りに徐々に回動させることにより）、拡大状態（図１３参照）に遷移する。

当該変形例においても、上記実施形態と同様に、シリンダ９の軸方向とガイドレールＲＬのガイド方向とが互いに異なる方向に配置される。そのため、シリンダ９の軸方向とガイドレールのガイド方向とが平行である場合に比べて、キャブデッキ６の昇降ストローク量を大きくすることが可能である。

また、上記実施形態では、移動用部材としてガイドＧＤを例示したが、これに限定されず、ガイドレールＲＬ上を転がりながら移動するローラーを移動用部材として用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、本発明の思想を機体が走行体に対して旋回するタイプの建設機械に対して適用する場合を例示したが、これに限定されず、機体が走行体に対して旋回しないタイプの建設機械にも適用することが可能である。

以上のように本発明にかかる建設機械は、シリンダを用いてキャブデッキを昇降するのに適している。

１ 油圧ショベル、２ 下部走行体、３ 上部旋回体、４ アタッチメント、
５ キャブ、６ キャブデッキ、７ サポート架台、８ 機械室、９ シリンダ、
ＡＰ 先端部、ＢＳ 基端部、ＧＤ ガイド、ＨＮ ハーネス、
ＰＴ１ 垂直部分、ＰＴ２ 部分、ＲＬ ガイドレール、ＳＰ 配索スペース

Claims (4)

1. 昇降可能なキャブを有する建設機械であって、
   機体の前部に昇降可能に配置され、キャブが載置されるキャブデッキと、
   前記キャブの後方に配置され、前記キャブデッキの昇降をガイドするガイドレールが設けられる架台と、
   前記キャブデッキを昇降させるシリンダと、
   を備え、
   前記キャブデッキは、略水平方向に面して前記キャブを載置する第１部分と、前記第１部分に立設された第２部分と、前記ガイドレール上を移動するための移動用部材とを有し、
   前記シリンダの軸方向と前記ガイドレールのガイド方向とは互いに異なり、
   前記シリンダは、先端部が前記第２部分の上端部分に接続されており、前記先端部の延伸に伴って前記シリンダの前記軸方向と前記ガイドレールの前記ガイド方向とのなす鋭角の角度が小さくなるように基端部を中心として回動するように配置され、
   縮小状態における前記シリンダの前記先端部は、前記建設機械の側方から観た場合に、前記ガイドレールに近接していることを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記シリンダは、前記架台の内部に配置されることを特徴とする建設機械。
3. 請求項２に記載の建設機械において、
   前記架台は、前方に凹部分が形成された凹形状を有し、
   前記シリンダは、前記架台の前記凹部分に配置されることを特徴とする建設機械。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の建設機械において、
   前記縮小状態における前記シリンダの前記先端部の位置は、垂直方向における前記架台の最も高い位置と略同一であることを特徴とする建設機械。
   

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