JP4821895B2 - 建設機械 - Google Patents

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Description

本発明は、機械の転倒時にキャブを防護してキャブ内のオペレータ空間を確保するための構造を改良した油圧ショベル等の建設機械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上に上部旋回体２が地面に対して鉛直な縦軸Ｏまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２のアッパーフレーム３の左右一側(一般的な左側の場合で説明する)にオペレータが搭乗する操縦室としてのキャブ４が設けられるとともに、このキャブ４の右側にブーム５を備えた作業アタッチメント６が起伏自在に取付けられて成っている。
図７中、７はアッパーフレーム３の後端部に設けられたカウンタウェイトである。
アッパーフレーム３は、図８に示すように左前部にキャブ取付部８を有し、キャブ４がこのキャブ取付部８に、キャブ底部の四隅に配置された緩衝用の防振マウント９…を介して搭載される。
防振マウント９は、特許文献１，２に示されているように、防振ゴム等の弾性体によってキャブ４を上下方向の一定ストロークで上下及び水平方向に移動可能に弾性支持し、この防振マウント９…によってキャブ４の振動が緩和される。
この油圧ショベルにおいて、機械の転倒(横転)時に、キャブ内にＤＬＶ(Deflection-Limiting Volume)と称されるオペレータ空間が確保されるようにキャブ４の変形を抑制し得ることがキャブ規格(ＲＯＰＳ)として定められている。
このＲＯＰＳ規格をクリアするための構成として、キャブ４を補強するガード部材をキャブ４の要所(たとえば上半分)に取付けた構造(特許文献３参照)、またはガード部材を、キャブを囲う状態でアッパーフレーム３に取付けた構造(特許文献４参照)が公知である。
特開２００４−１８９０８９号 特許第３６７１７９０号 特開２００５−３５３１６号 特開２０００−２２９５４８号
ところが、ガード部材をキャブ４のみに取付けた特許文献３の構成では、キャブ４そのものの補強効果はあるものの、転倒時にキャブ４がアッパーフレーム３から引き剥がされる方向の外力に対して無力となり、キャブ４がアッパーフレーム３から離脱するおそれがある。
一方、ガード部材をアッパーフレームに取付けた特許文献４の構成では、上記キャブ４の離脱防止の点で有効となるが、図８に示すように防振マウント９を備えた機械においては同マウント９の緩衝機能がガード部材によって殺されてしまうという弊害が生じる。
そこで本発明は、防振マウントの緩衝機能を生かしながら、キャブをアッパーフレームから引き剥がす方向の外力に対してガード部材を有効に作用させることができる建設機械を提供するものである。
請求項１の発明は、下部走行体上に上部旋回体が地面に対して鉛直な縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体を構成するアッパーフレームの左右片側にオペレータが搭乗するキャブが、緩衝用の防振マウントを介して、同マウントの緩衝ストロークの範囲で上下及び水平方向に移動可能に設けられた建設機械において、機械の転倒時にキャブを防護するためのガード部材が、キャブの少なくとも前面部を覆う状態でキャブに取付けられ、このガード部材の、上記キャブ前面部を覆う前側部分の下端部が、上記アッパーフレームの前端部に対し、上記防振マウントによるキャブの上下及び水平方向の移動を許容する係止機構によって止め付けられたものである。
請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記ガード部材は、上記前側部分の上端から後方に延びてキャブの天井を覆う後側部分を有し、これら前側及び後側両部分がキャブに取付けられたものである。
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、上記アッパーフレームの前端部にブラケットが前方に突出して設けられ、上記ガード部材の前側部分の下端部がこのブラケットに上記係止機構によって止め付けられたものである。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、上記係止機構は、アッパーフレーム側と上記ガード部材側とに跨って、かつ、ガード部材と一体に上下方向に移動可能に設けられた軸体と、アッパーフレーム側に係止して上記軸体の移動量を上記防振マウントの緩衝ストロークに相当する大きさに制限するように上記軸体の外周に設けられたストッパとによって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、上記軸体は、ガード部材側に固定された雌ねじ体と、アッパーフレーム側からこの雌ねじ体にねじ込まれたねじ軸と、このねじ軸に外嵌されたスリーブとから成り、上記ねじ軸の締め込み力により上記スリーブを上記雌ねじ体に圧接させてねじ軸の弛み止めのための軸力を発生させるように構成されたものである。
本発明によると、キャブが防振マウントを介してアッパーフレームに取付けられた建設機械において、転倒時にキャブを防護するためのガード部材をキャブに取付けるとともに、このガード部材の、キャブ前面部を覆う前側部分の下端部をアッパーフレームの前端部に対し、防振マウントによるキャブの上下及び水平方向の移動を許容する係止機構によって止め付けたから、防振マウントの緩衝機能を生かしながら、キャブをアッパーフレームから引き剥がす方向の外力を係止機構によって受け止め、キャブの離脱を防止することができる。
ここで、大強度を確保し易いガード部材とアッパーフレームとの間に係止機構を設けているため、キャブの離脱防止効果がより確実となる。
この場合、請求項２の発明によると、ガード部材を、キャブ前面部と天井とに跨ってキャブに取付けたから、キャブとガード部材の双方が互いに補強し合い、キャブをアッパーフレームから引き剥がす方向の外力に対してキャブとガード部材が協働して高い抗力を発揮する。
請求項３の発明によると、アッパーフレームの前端部にブラケットを前向きに突設し、ガード部材前側部分の下端部をこのブラケットに係止機構によって止め付けたから、アッパーフレームを前方に延長させるなどの大がかりな改造が不要となり、既存の機械にも簡単にアドオンすることができる。
請求項４，５の発明によると、アッパーフレーム側とガード部材側とに跨って、かつ、ガード部材と一体に上下方向に移動可能に設けた軸体と、アッパーフレーム側に係止して軸体の移動量を防振マウントの緩衝ストロークに相当する大きさに制限するストッパとによって係止機構を構成したから、係止機構の構造が簡単で組み込みが容易となる。
この場合、請求項５の発明によると、ガード部材側に雌ねじ体を固定し、ねじ軸をアッパーフレーム側からこの雌ねじ体にねじ込む構成であるため、係止機構の組み付けがきわめて簡単となる。
また、ねじ軸の締め込み力により、ねじ軸に外嵌させたスリーブを雌ねじ体に圧接させて弛み止めのための軸力を発生させる構成としたから、振動等によるねじ軸の弛みを防止し、クリアランスを一定に保つことができる。
本発明の実施形態にかかるアッパーフレームとキャブの分解斜視図である。 同組立状態の斜視図である。 同側面図である。 同正面図である。 図４のＡ部の拡大図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 本発明の適用対象例である油圧ショベルの概略斜視図である。 同ショベルのアッパーフレームとキャブの分解斜視図である。
本発明の実施形態を図１〜図６によって説明する。
実施形態では、背景技術の説明に合わせて油圧ショベルを適用対象としている。実施形態において、図７，８に示す部分と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。
アッパーフレーム３の左前部にキャブ取付部８が設けられ、キャブ４がこのキャブ取付部８に四隅で防振マウント９…で弾性支持された状態で取付けられる。
キャブ４には、機械の転倒時にキャブ４を防護するためのガード部材１０が取付けられている。
このガード部材１０は、キャブ前面部の左右両側を覆う前側部分１１と、この前側部分１１の上端から後方に延びてキャブ天井を覆う後側部分１２とが連続する形状(側面視鉤形)に形成され、前側及び後側両部分１１，１２がキャブ４(具体的には前ピラーを含むキャブ骨組)にボルト止めされている。
前側及び後側両部分１１，１２は、それぞれ左右両側フレーム１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａ間に複数本の梁材が設けられた枠状に形成されている。
ここで、前側部分１１の下端部、すなわち、左右両側フレーム１１ａ，１１ａの下端部間に梁材１３が懸架固定される一方、アッパーフレーム３の前端部左右両側にブラケット１４，１４が前向きに突設され、このブラケット１４，１４と梁材１３とが、防振マウント９…によるキャブ４の上下移動を許容する係止機構１５，１５によって止め付けられている。
この左右両側の係止機構１５，１５は同一構成を備え、代表としてその一方の詳細を図５，６によって説明する。
ブラケット１４の上面部に貫通穴１４ａ(図６参照)が設けられ、軸体１６がこの貫通穴１４ａを貫通する状態でブラケット１４と梁材１３とに跨って設けられている。
軸体１６は、梁材１３に鉛直に固定された雌ねじ体１７と、ブラケット１４側から貫通穴１４ａを貫通してこの雌ねじ体１７にねじ込まれたねじ軸としてのボルト１８と、このボルト１８に外嵌されたリング状のストッパ１９と、このストッパ１９をボルト頭部に上方から押さえ固定する円筒状のスリーブ２０とから成り、ストッパ１９とブラケット１４の上面部との間に、軸体１６の上下移動量を防振マウント９…の緩衝ストロークに相当する大きさに制限するクリアランスｃが形成される状態で、ボルト１８が雌ねじ体１７にねじ込まれて係止機構１５が構成されている。
こうして、ガード部材１０の前側部分１１が、係止機構１５及びブラケット１４，１４を介してアッパーフレーム３の前端部に、クリアランスｃ(防振マウント９…の緩衝ストローク)の範囲で上下移動可能な状態で連結されている。
この構成によると、防振マウント９…による緩衝機能を生かしながら、キャブ４をアッパーフレーム３から引き剥がす方向の外力を係止機構１５によって受け止め、キャブ４のアッパーフレーム３からの離脱を防止することができる。
ここで、係止機構１５を、大強度を確保し易いガード部材１０とアッパーフレーム３との間に設けているため、キャブ４の離脱防止効果がより確実となる。
しかも、ガード部材１０を、キャブ前面部と天井とに跨ってキャブ４に取付けているため、キャブ４とガード部材１０の双方が互いに補強し合い、キャブ４をアッパーフレーム３から引き剥がす方向の外力に対してキャブとガード部材が協働して高い抗力を発揮する。
また、アッパーフレーム３の前端部にブラケット１４，１４を前向きに突設し、ガード部材前側部分１１の下端部をこのブラケット１４，１４に係止機構１５によって止め付けたから、アッパーフレーム３を前方に延長させるなどの大がかりな改造が不要となり、既存の機械にも簡単にアドオンすることができる。
加えて、アッパーフレーム側(ブラケット１４)とガード部材側(梁材１３)とに跨って、かつ、ガード部材１０と一体に上下方向に移動可能に設けた軸体１６と、アッパーフレーム側に係止して軸体１６の移動量を防振マウント９の緩衝ストロークに相当する大きさに制限するストッパ１９とによって係止機構１５を構成したから、係止機構１５の構造が簡単で組み込みが容易となる。
とくにこの実施形態では、ガード部材側に雌ねじ体１７を固定し、ストッパ１９付きのボルト１８をブラケット１４側からこの雌ねじ体１７にねじ込む構成であるため、係止機構１５の組み付けがきわめて簡単となる。
また、ボルト１８を締め込むと、スリーブ２０が雌ねじ体１７に圧接して軸力(ボルト１８を下向きに押す力)が発生するため、これによってボルト１８の弛みが防止され、クリアランスｃ(軸体１６の移動量)が一定に保たれる。
なお、クリアランスｃは、スリーブ２０の長さ寸法を変えることによって任意にかつ簡単に選択、調節することができる。
他の実施形態
(１) アッパーフレーム３の前端部を前方に延長し、この延長部分とガード部材１０とを係止機構１５によって止めつけてもよい。
(２) ガード部材１０の後側部分１２をキャブ背面側まで延長させ、この延長部分をもキャブ４に固定してもよい。
あるいは、ガード部材１０を、上記実施形態の前側部分１１のみで構成してもよい。
(３) 係止機構１５に関して、上記実施形態では軸体１６を、ねじ軸(ボルト)１８と、雌ねじ体１７と、ストッパ１９と、スリーブ２０とで構成したが、下端部にストッパとしての頭部を備えた軸を、ブラケット１４の貫通穴１４ａを貫通する状態で、かつ、上記実施形態と同様にブラケット上面部との間にクリアランスが形成される状態でブラケット１４と梁材１３とに跨って配置し、この軸の上端側を梁材１３に固定してストッパ付きの軸体を構成してもよい。
(４) 本発明は油圧ショベルに限らず、油圧ショベルを母体として構成される解体機や破砕機を含めて、キャブがアッパーフレームに防振マウントを介して搭載される建設機械に広く適用することができる。
１ 下部走行体
２ 上部旋回体
３ アッパーフレーム
４ キャブ
８ アッパーフレームのキャブ取付部
９ 防振マウント
１０ ガード部材
１１ ガード部材の前側部分
１１ａ，１１ａ 前側部分の左右両側フレーム
１２ 後側部分
１２ａ，１２ａ 後側部分の左右両側フレーム
１３ 前側部分の梁材
１４ ブラケット
１４ａ 貫通穴
１５ 係止機構
１６ 軸体
１７ 雌ねじ体
１８ ボルト(ねじ軸)
１９ ストッパ
２０ スリーブ

Claims (5)

  1. 下部走行体上に上部旋回体が地面に対して鉛直な縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体を構成するアッパーフレームの左右片側にオペレータが搭乗するキャブが、緩衝用の防振マウントを介して、同マウントの緩衝ストロークの範囲で上下及び水平方向に移動可能に設けられた建設機械において、機械の転倒時にキャブを防護するためのガード部材が、キャブの少なくとも前面部を覆う状態でキャブに取付けられ、このガード部材の、上記キャブ前面部を覆う前側部分の下端部が、上記アッパーフレームの前端部に対し、上記防振マウントによるキャブの上下及び水平方向の移動を許容する係止機構によって止め付けられたことを特徴とする建設機械。
  2. 上記ガード部材は、上記前側部分の上端から後方に延びてキャブの天井を覆う後側部分を有し、これら前側及び後側両部分がキャブに取付けられたことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
  3. 上記アッパーフレームの前端部にブラケットが前方に突出して設けられ、上記ガード部材の前側部分の下端部がこのブラケットに上記係止機構によって止め付けられたことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械。
  4. 上記係止機構は、アッパーフレーム側と上記ガード部材側とに跨って、かつ、ガード部材と一体に上下方向に移動可能に設けられた軸体と、アッパーフレーム側に係止して上記軸体の移動量を上記防振マウントの緩衝ストロークに相当する大きさに制限するように上記軸体の外周に設けられたストッパとによって構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械。
  5. 上記軸体は、ガード部材側に固定された雌ねじ体と、アッパーフレーム側からこの雌ねじ体にねじ込まれたねじ軸と、このねじ軸に外嵌されたスリーブとから成り、上記ねじ軸の締め込み力により上記スリーブを上記雌ねじ体に圧接させてねじ軸の弛み止めのための軸力を発生させ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。
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