JP2019173478A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】キャブの強度を高めることなく建設機械が転倒したときにキャブの変形を抑制することができる建設機械を提供する。【解決手段】自走可能な下部走行体(3)と、下部走行体上に旋回可能に搭載され作業機(10)を備えた上部旋回体(5)と、上部旋回体の底部に備えられたメインフレーム(6)とを備え、メインフレームは、前後方向に延びて立設された一対の縦板(9)により形成され、作業機を縦板の間で支持する中央フレーム(8)を備え、中央フレームにおける作業機が設けられた側とは反対側に位置してメインフレーム上に設けられるキャブ(34)とを備えた建設機械(1)において、キャブの後部フレームを成す後部柱部材(34a)と、キャブと縦板との間に設けられ、一端(42)が縦板に固定され、他端(52)が後部柱部材に沿って該後部柱部材(34a)の上下方向中央よりも上方に延びてなる立設部材(40)とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は建設機械に係り、特に建設機械が転倒したときにおける搭乗者の安全性を向上させる技術に関する。

一般的に、建設機械としては、油圧ショベルや油圧クレーン等が知られている。建設機械は、該建設機械の走行を可能にする下部走行体及び下部走行体に旋回可能に設けられる上部旋回体で構成される。また、上部旋回体には、フロントアタッチメントや操縦席、操縦席を覆うキャブ等が搭載される。

このような建設機械は、傾斜面上で重心が下部走行体より外側に位置すると転倒する虞がある。
そこで、フロントアタッチメントを上部旋回体に回動可能に備えるための縦壁と操縦席を覆うキャブとの間であってキャブの上下方向中央より下方に当接板を設け、建設機械が操縦席を重力方向にして転倒するときにキャブの変形を抑制する技術が開発されている（特許文献１）。

特開２００１−１７３０１７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示される技術では、キャブの上下方向中央より下方に当接板を設けることは、キャブの下端を軸とする建設機械の転倒によって加わる回転方向の力を該軸に近い位置で受けることになるため、キャブの強度を高める必要があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、キャブの強度を高めることなく建設機械が転倒したときにキャブの変形を抑制することができる建設機械を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の建設機械は、自走可能な下部走行体と、前記下部走行体上に旋回可能に搭載され作業機を備えた上部旋回体と、前記上部旋回体の底部に備えられたメインフレームとを備え、前記メインフレームは、前後方向に延びて立設された一対の縦板により形成され、前記作業機を前記縦板の間で支持する中央フレームを備え、前記中央フレームにおける前記作業機が設けられた側とは反対側に位置して前記メインフレーム上に設けられるキャブと、を備えた建設機械において、前記キャブの後部フレームを成す後部柱部材と、前記キャブと前記縦板との間に設けられ、一端が前記縦板に固定され、他端が前記後部柱部材に沿って該後部柱部材の上下方向中央よりも上方に延びてなる立設部材と、を備えることを特徴とする。

これにより、他端が前記後部柱部材に沿って該後部柱部材の上下方向中央よりも上方に延びてなる立設部材を備えることで、例えば建設機械がキャブ側に転倒してキャブが縦板と地面とに挟まれるような場合であっても、立設部材の他端が後部柱部材の中央より上方に当接するようにして、キャブの下端を軸とした建設機械の転倒によって加わる回転方向の力によるキャブの変形を抑制することが可能とされる。

その他の態様として、前記キャブの後方に位置し内部にエンジンを搭載した建屋を有しており、前記立設部材は、前記他端が前記建屋の上端面よりも低い位置になるよう設けられるのが好ましい。
これにより、立設部材の他端が建屋の上端面よりも低いことで、オペレータによる操縦席からの視認性を低下せずに立設部材を設けることが可能とされる。

その他の態様として、前記立設部材は、前記一端が前記縦板の前記後部柱部材側に該後部柱部材に対向して設けられているのが好ましい。
これにより、立設部材の一端が縦板の後部柱部材側に該後部柱部材に対向して設けられていることで、縦板の後部柱部材側とは反対側に設けられる作業機に干渉することなく立設部材を取り付けることが可能とされる。

その他の態様として、前記立設部材は、前記一端が前記後部柱部材より後方に位置してなるのが好ましい。
これにより、立設部材の一端が後部柱部材の後方に位置することで、例えば立設部材がボルトによって螺合されている場合、キャブにかかわらず立設部材の脱着を容易にすることが可能とされる。

その他の態様として、前記立設部材は、前記縦板に対し平面部が当接するよう取り付けられた平板形状を有し、前記平面部に対し前記キャブ側へ延び且つ前記後部柱部材の後方に位置するリブを有するのが好ましい。
これにより、平板形状である立設部材の平面部に対しキャブ側へ延びることで、立設部材が曲がることを抑制することが可能とされ、リブが後部柱部材の後方に位置することで、後部柱部材とリブとが干渉することを防止することが可能とされる。

本発明の建設機械によれば、他端が前記後部柱部材に沿って該後部柱部材の上下方向中央よりも上方に延びてなる立設部材を備えたので、例えば建設機械がキャブ側に転倒してキャブが縦板と地面とに挟まれるような場合であっても、立設部材の他端が後部柱部材の中央より上方に当接するようにして、キャブの下端を軸とした建設機械の転倒によって加わる回転方向の力によるキャブの変形を抑制することができる。

これにより、キャブの強度を高めることなく建設機械が転倒したときにキャブの変形を抑制することができる。

建設機械の側面図である。 キャブユニットの斜視図である。 メインフレームの斜視図である。 図２中の矢視Ａで視た立設部材の斜視図である。 キャブユニットの後面図である。 キャブユニットの側面図である。 建設機械がキャブユニット側に転倒したときにおける立設部材の作用を説明するキャブユニットの後面図である。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１を参照すると、建設機械１の側面図が示されている。建設機械１は、下部走行体３及び上部旋回体５によって構成された所謂油圧ショベルである。下部走行体３は、所謂クローラ式の自走可能な走行体である。上部旋回体５は、下部走行体３に旋回軸７を介して搭載されている。これにより、上部旋回体５は、下部走行体３に対し旋回軸７回りで旋回することが可能である。

上部旋回体５は、フロントアタッチメント（作業機）１０、後部ユニット（建屋）２０及びキャブユニット３０を上部旋回体５の底部を形成するメインフレーム６上に搭載する。メインフレーム６には、前後方向に延びて立設された一対の縦板９により形成された中央フレーム８が例えば溶接される。フロントアタッチメント１０は、中央フレーム８を形成する一対の縦板９の間で支持され、該中央フレーム８から上部旋回体５の前方に延びている。また、フロントアタッチメント１０は、中央フレーム８から順にブーム１２、アーム１４、バケット１６が配設されて構成される。

即ち、フロントアタッチメント１０は、第１ジョイント１３にてブーム１２とアーム１４とが回動可能に接続され、第２ジョイント１５にてアーム１４とバケット１６とが回動可能に接続されており、中央フレーム８、第１ジョイント１３、第２ジョイント１５にてそれぞれブーム１２、アーム１４、バケット１６を回動させることで掘削作業等を行うことが可能に構成される。なお、バケット１６は第２ジョイント１５にて脱着して取り替え可能となっており、リッパ、ブレーカ及び圧砕機などに取り替えることが可能である。

後部ユニット２０は、内部にエンジン２２及びカウンタウエイト２４を備えて構成されており、上部旋回体５におけるフロントアタッチメント１０や後述するキャブユニット３０より後方に配設される。また、後部ユニット２０の上端面は、後述するキャブユニット３０に備えられる後部ピラー（後部柱部材）３４ａの上下方向中央より上方に位置する。エンジン２２は、下部走行体３の駆動力及びフロントアタッチメント１０の作動力を発生させる内燃機関である。カウンタウエイト２４は、フロントアタッチメント１０が上部旋回体５で視て前方に延びるときに上部旋回体５が前方に傾くことを抑制するために上部旋回体５の後部に設けられるウエイトである。

図２を参照すると、キャブユニット３０の斜視図が示されている。キャブユニット３０は、操縦席３２及びキャブ３４を備えて構成されており、上部旋回体５の左右方向左側、換言すると、中央フレーム８におけるフロントアタッチメント１０が設けられた側とは反対側に配設される。操縦席３２は、オペレータが搭乗して建設機械１を操縦するための座席である。キャブ３４は、マウント３６を介してメインフレーム６に操縦席３２を覆うように配設される骨格部材である。このキャブ３４は、上下方向に延びて後部フレームを成す左右一対の後部ピラー３４ａ、上部のルーフ３８の枠を形成するルーフフレーム３４ｂ及び上下方向に延びて前部を形成する左右一対の前部ピラー３４ｃを備えて形成される。

即ち、キャブ３４は、後部ピラー３４ａ、ルーフフレーム３４ｂ及び前部ピラー３４ｃによって操縦席３２を覆うことで、例えば建設機械１が転倒するときのように操縦席３２に搭乗しているオペレータに外部からの力が発生する可能性がある場合であっても、オペレータを保護することが可能である。

中央フレーム８の縦板９の後部ピラー３４ａ近傍には、立設部材４０が取り付けられる。
図３を参照すると、メインフレーム６の斜視図が示され、図４を参照すると図２中の矢視Ａで視た立設部材４０の斜視図が示され、図５を参照すると立設部材４０を含むキャブユニット３０の後面図が示され、図６を参照すると立設部材４０を含むキャブユニット３０の側面図が示されている。

立設部材４０は、取付部（一端）４２、当接部（他端）５２及び傾斜部６０を備えて形成された後部ピラー３４ａに平面（平面部）５２ａが臨む平板形状の部材である。取付部４２には、貫通孔４４及び切欠き４６が備えられる。貫通孔４４は、ボルト４３におけるネジ部４３ａの径よりも大きい円形の開孔である。切欠き４６は、ボルト４３におけるネジ部４３ａの径よりも大きい幅の切欠きであり、取付部４２の下端に向かって開放するように形成される。

縦板９における後部ピラー３４ａ側の面には、台座４８が後部ピラー３４ａより後方に対応する位置に溶接される。台座４８には、雌ネジ４８ａが４つ、貫通孔４４及び切欠き４６に対応する位置に設けられる。
即ち、立設部材４０は、取付部４２がボルト４３によって台座４８に螺合されることで縦板９の後部ピラー３４ａ側の面に、後部ピラー３４ａに対向して取り付けられる。これにより、立設部材４０は、縦板９に簡単に脱着することができる。

また、台座４８が後部ピラー３４ａより後方に対応する位置に溶接されることで、取付部４２は、図５に示すように、後部ピラー３４ａより後方に位置する。これにより、立設部材４０は、キャブユニット３０にかかわらず、より簡単に脱着することができる。
傾斜部６０は、取付部４２から前後方向前方に傾斜しながら上方に延び、上端に当接部５２が形成される。

当接部５２は、リブ５４、補強部材５６及び吊穴５８を備えて構成されており、上端が後部ピラー３４ａの上下方向中央より上方であって、図５に示すように、後部ユニット２０の上端面より低い位置まで延びて形成される。また、当接部５２は、後部ピラー３４ａの右方に位置するように形成される。リブ５４は、当接部５２における後部ピラー３４ａに臨む面からキャブ３４側へ且つ後部ピラー３４ａの後方に位置するように延びてなり、当接部５２に例えば溶接される。補強部材５６は、当接部５２におけるリブ５４より前側に例えば溶接される平板部材である。この補強部材５６は、当接部５２における後部ピラー３４ａに臨む面とは反対側の面にも同様に溶接される。

吊穴５８は、当接部５２の上端に設けられた略四角形の開口である。即ち、吊穴５８が当接部５２の上端に設けられることで、立設部材４０は、例えばチェーンによって吊り上げながら台座４８に脱着することができる。また、上記したように、切欠き４６が取付部４２の下端に向かって開放するように形成される。これより、立設部材４０を台座４８に取り付けるとき、切欠き４６に螺合するボルト４３を予め切欠き４６に対応する雌ネジ４８ａにネジ部４３ａが取付部４２の板厚より多く雌ネジ４８ａから出るように取り付け、立設部材４０を上方から下方に降ろしながら切欠き４６をボルト４３のネジ部４３ａに嵌めるようにすることで、立設部材４０を台座４８に簡単に取り付けることができる。

図７を参照すると、建設機械１がキャブユニット３０側に転倒したときにおける立設部材４０の作用を説明する後面図が示されている。以下、建設機械１がキャブユニット３０側に転倒したときにおける立設部材４０の作用について説明する。

建設機械１がキャブユニット３０側に転倒するとき、キャブユニット３０は、地面２と立設部材４０とによって挟まれるようにして重力方向に押圧される。詳しくは、重力方向側のルーフフレーム３４ｂが地面２に接する。一方、メインフレーム６は、フロントアタッチメント１０や後部ユニット２０の重量によってマウント３６を歪ませながら重力方向上側をルーフフレーム３４ｂ側に傾ける。これにより、中央フレーム８の縦板９は、ルーフフレーム３４ｂ側の上端部がキャブユニット３０に近づくように傾く。

このように中央フレーム８の縦板９が傾くことで、当接部５２の上端部は、重力方向上側の後部ピラー３４ａの上下方向中央よりもルーフフレーム３４ｂ側で後部ピラー３４ａに接触する。

ところで、キャブ３４が後部ピラー３４ａ及びルーフフレーム３４ｂを備えて構成されているため、建設機械１がキャブユニット３０側に転倒するとき、重力方向上側の後部ピラー３４ａは、ルーフフレーム３４ｂ側の上端部がルーフフレーム３４ｂによって支持される。これより、後部ピラー３４ａは、上下方向中央が重量方向に押圧されるときとルーフフレーム３４ｂ側の部分が重量方向に押圧されるときとを比較すると、中央部分が重量方向に押圧されるときの方が歪みやすい。また、建設機械１の重心は、建設機械１がキャブユニット３０側に傾くほどキャブユニット３０側に移動する。

即ち、建設機械１がキャブユニット３０側に転倒することによってキャブユニット３０を押圧する力は、立設部材４０が備えられることで、重力方向上側の後部ピラー３４ａが歪みやすい上下方向中央よりルーフフレーム３４ｂ側の部分に加わるようにすることができる。また、立設部材４０が備えられることで、立設部材４０が備えられていない場合と比較して建設機械１はキャブユニット３０側に傾く度合が小さくなる。換言すると、立設部材４０が備えられていない場合よりも建設機械１の重心が下部走行体３側に位置する。

このため、立設部材４０が備えられることで、立設部材４０がキャブユニット３０を押圧する力は立設部材４０が備えられていない場合と比較して小さくなる。
故に、建設機械１が転倒したときにキャブ３４が変形することをキャブ３４の強度を高めることなく抑制することができる。

以上説明したように、本発明に係る建設機械では、自走可能な下部走行体３と、下部走行体３上に旋回可能に搭載されフロントアタッチメント１０を備えた上部旋回体５と、上部旋回体５の底部に備えられたメインフレーム６とを備え、メインフレーム６は、前後方向に延びて立設された一対の縦板９により形成され、フロントアタッチメント１０を縦板９の間で支持する中央フレーム８を備え、中央フレーム８におけるフロントアタッチメント１０が設けられた側とは反対側に位置してメインフレーム６上に設けられるキャブ３４とを備えた建設機械１において、キャブ３４の後部フレームを成す後部ピラー３４ａと、キャブ３４と縦板９との間に設けられ、取付部４２が縦板９に固定され、当接部５２が後部ピラー３４ａに沿って該後部ピラー３４ａの上下方向中央よりも上方に延びてなる立設部材４０とを備える。

従って、当接部５２が後部ピラー３４ａに沿って該後部ピラー３４ａの上下方向中央よりも上方に延びてなる立設部材４０を備えたので、例えば建設機械１がキャブ３４側に転倒してキャブ３４が縦板９と地面とに挟まれるような場合であっても、立設部材４０の当接部５２が後部ピラー３４ａの中央より上方に当接するようにして、キャブ３４の下端を軸とした建設機械１の転倒によって加わる回転方向の力によるキャブ３４の変形を抑制することができる。

そして、キャブ３４の後方に位置し内部にエンジン２２を搭載した後部ユニット２０を有しており、立設部材４０は、当接部５２が後部ユニット２０の上端面よりも低い位置になるよう設けられたので、オペレータによる操縦席３２からの視認性を低下せずに立設部材４０を設けることができる。

そして、立設部材４０の取付部４２が縦板９の後部ピラー３４ａ側に後部ピラー３４ａに対向して設けられたので、縦板９の後部ピラー３４ａ側とは反対側に設けられるフロントアタッチメント１０に干渉することなく立設部材４０を取り付けることができる。

特に、立設部材４０の取付部４２が後部ピラー３４ａの後方に位置するようにしたので、例えば立設部材４０がボルトによって螺合されている場合、キャブ３４にかかわらず立設部材４０の脱着を容易にすることができる。

そして、立設部材４０は、縦板９に対し平面５２ａが当接するよう取り付けられた平板形状を有し、平面５２ａに対しキャブ３４側へ延び且つ後部ピラー３４ａの後方に位置するリブ５４を有する。

従って、平板形状である立設部材４０の平面５２ａに対しキャブ３４側へ延びることで、立設部材４０が曲がることを抑制することができ、リブ５４が後部ピラー３４ａの後方に位置することで、後部ピラー３４ａとリブ５４とが干渉することを防止することができる。

以上で本発明に係る建設機械の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本実施形態では、立設部材４０を平板形状の部材として説明したが、円柱状の部材であってもよく、適宜形状を変更してもよい。

また、本実施形態では、建設機械１を油圧ショベルとして説明したが、クレーン車などであってもよい。
また、本実施形態では、キャブユニット３０を上部旋回体５の中央フレーム８を挟んで左右方向左側に配設したが、上部旋回体５の中央フレーム８を挟んで左右方向右側に配設してもよい。

１ 建設機械
６ メインフレーム
８ 中央フレーム
９ 縦板
１０ フロントアタッチメント（作業機）
２０ 後部ユニット（建屋）
２２ エンジン
３ 下部走行体
３４ キャブ
３４ａ 後部ピラー（後部柱部材）
４０ 立設部材
４２ 取付部（一端）
５ 上部旋回体
５２ 当接部（他端）
５２ａ 平面（平面部）

Claims (5)

1. 自走可能な下部走行体と、
   前記下部走行体上に旋回可能に搭載され作業機を備えた上部旋回体と、
   前記上部旋回体の底部に備えられたメインフレームとを備え、
   前記メインフレームは、前後方向に延びて立設された一対の縦板により形成され、前記作業機を前記縦板の間で支持する中央フレームを備え、
   前記中央フレームにおける前記作業機が設けられた側とは反対側に位置して前記メインフレーム上に設けられるキャブと、
   を備えた建設機械において、
   前記キャブの後部フレームを成す後部柱部材と、
   前記キャブと前記縦板との間に設けられ、一端が前記縦板に固定され、他端が前記後部柱部材に沿って該後部柱部材の上下方向中央よりも上方に延びてなる立設部材と、を備えることを特徴とする建設機械。
2. 前記キャブの後方に位置し内部にエンジンを搭載した建屋を有しており、
   前記立設部材は、前記他端が前記建屋の上端面よりも低い位置になるよう設けられたことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
3. 前記立設部材は、前記一端が前記縦板の前記後部柱部材側に該後部柱部材に対向して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
4. 前記立設部材は、前記一端が前記後部柱部材より後方に位置してなることを特徴とする請求項３に記載の建設機械。
5. 前記立設部材は、前記縦板に対し平面部が当接するよう取り付けられた平板形状を有し、前記平面部に対し前記キャブ側へ延び且つ前記後部柱部材の後方に位置するリブを有することを特徴とする請求項３に記載の建設機械。

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