JP5119223B2 - 作業機械および作業機械のキャブ設置方法 - Google Patents

Description

本発明は、作業機械のキャブ設置の技術に関する。

油圧ショベルなどの作業機械のキャブとして、可動式のキャブが知られている。この可動式のキャブは、作業機械の上部旋回体に取り付けられている支持フレーム（タワー）等に対して、移動可能に取り付けられている。そして、タワーは、上部旋回体に対して固定されている（特許文献１参照）。

特開２００２−１０４７９５号公報

タワーは上部旋回体にボルト止めや溶接などによって固定される。しかし、タワーの取付位置近傍には、作業機械に搭載される各機器やフロント作業腕の取付部が存在する。そのため、タワーの基端部分の全周にわたって上部旋回体にボルト等によって固定するには、作業スペースが狭隘なため、周囲の機器を一旦取り外し、タワーの固定後に一旦取り外した機器を再び取り付けるなどの作業が必要であった。

（１） 請求項１の発明による作業機械は、旋回フレームと、旋回フレームに対して側方または前方から挿入されて取り付けられるタワーと、タワーに設置されるキャブと、タワーの基端部分が側方または前方から挿入される、旋回フレームに設けられた取り付け部と、取り付け部に対して側方または前方から挿入されたタワーの基端部分を押圧して固定する押圧固定手段とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載の作業機械において、タワーの基端部分を取り付け部に挿入する際に、タワーの基端部分が前後方向および左右方向へ移動することを規制する規制手段をさらに備え、規制手段および押圧固定手段により、旋回フレームに対するタワーの前後方向および左右方向への移動を規制することを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項１に記載の作業機械において、旋回フレームに対して側方または前方から挿入されたタワーの基端部分が旋回フレームに対して挿入された方向とは反対の方向に移動するのを防止する移動防止手段をさらに備えることを特徴とする。
（４） 請求項４の発明による作業機械のキャブ設置方法は、旋回フレームに設けられた取り付け部に対して側方または前方からタワーの基端部分を挿入し、取り付け部に対して挿入されたタワーの基端部分を下方より押圧することでタワーを旋回フレームに固定した後、タワーにキャブを取り付けることを特徴とする。

本発明によれば、作業機械の組み立て工程における作業性を向上できる。

作業機械の一例としての油圧ショベルの側面図である。 タワー１３０および旋回フレーム１１０の一部を上方から見た図である。 図２のＡ矢視図である。 図２のＢ矢視図である。 旋回フレーム１１０に取り付けられたタワー１３０の下部近傍を左斜め前方から見たときの斜視図である。 旋回フレーム１１０に取り付けられたタワー１３０の下部近傍を左斜め前方から見たときの斜視図である。 変形例を示す図である。 従来の作業機械における旋回フレーム１１０タワー１３０との固定方法を示す図である。

図１〜６を参照して、本発明による作業機械および作業機械のキャブ設置方法の一実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態の作業機械の一例としての油圧ショベルの側面図である。なお、図１では、フロント作業腕の記載を省略するとともに、後述するように昇降可能な運転室１０４を運転室１０４’で示すように上昇させたときの状態を併記している。この油圧ショベル１００には、無限軌道式の下部走行体１０１上に、旋回輪１０３を介して上部旋回体１０２が旋回自由に装架されている。上部旋回体１０２は、構造体をなす旋回フレーム１１０を有している。旋回フレーム１１０の前部左側には昇降可能な運転室（キャブ）１０４が支持フレーム（タワー）１３０を介して設置されている。旋回フレーム１１０の前部中央には不図示のフロント作業腕が、旋回フレーム１１０の後部側には、フロント作業腕とのバランスをとるためのカウンタウエイト１０６が設置されている。

旋回フレーム１１０上の運転室１０４とカウンタウエイト１０６との間には、機械室を画成した建屋カバー１０７が設置されている。機械室には不図示のエンジンや、エンジンによって駆動される不図示の油圧ポンプ（メインポンプ）などが設置されている。

不図示のフロント作業腕は、ブームシリンダにより上下方向に回動可能に上部旋回体１０２に取り付けられた不図示のブームと、ブームに連結されてアームシリンダにより上下方向に回動可能に取り付けられた不図示のアームと、アームの先端部分に連結されてバケットシリンダにより上下方向に回動可能に取り付けられた不図示の作業具（バケット）とを有する。

運転室１０４は、不図示の昇降シリンダの駆動力で平行リンク１３１が駆動されることで、タワー１３０に対して昇降するように構成されている。タワー１３０は、旋回フレーム１１０に対して固定されている。油圧ショベルなどの作業機械には、本実施の形態のように運転室１０４が旋回フレーム１１０に対して昇降可能に構成されているものの他、運転室１０４が旋回フレーム１１０に対して固定されているものや、前後に移動可能に構成されているものなどがある。生産性の観点から、これらの作業機械は、運転室１０４と旋回フレーム１１０との間に介在するタワー１３０と平行リンク１３１のような構造物を除いて、他は同じ構造を有している。また、タワー１３０等が固定される旋回フレーム１１０側の取り付け部分は、運転室１０４をどのように固定するのかにかかわらず共通である。

従来の作業機械では、図８に示すように、タワー１３０の下部にボルト孔を有するフランジ状の部分を設け、このフランジ状の部分と対向する旋回フレーム１１０の取り付け部分（台座）１１９にも同様にボルト孔を設けている。そして、タワー１３０を台座１１９に載置してボルトによって双方を連結して固定している。または、タワー１３０の下部の全周にわたって台座１１９に溶接することでタワー１３０を旋回フレーム１１０に固定している。なお、作業機械の生産工程上、旋回フレーム１１０上に各機器が取り付けられて治具などを利用した動作確認を行った後、生産ラインの最後の工程でタワー１３０が台座１１９に取り付けられる。しかし、すでに台座１１９の後部に機器などが取り付けられているため、タワー１３０を台座１１９に固定しようとしても、そのままではボルト止めや溶接などの固定作業が困難である、そのため、一度取り付けた機器を取り外してから台座１１９にタワー１３０を固定し、その後、取り外していた機器を再び取り付ける必要があった。

そこで、本実施の形態の油圧ショベル１００では、図２〜６に示すように、タワー１３０の下部にフランジ状の部分（フランジ部）１３２を設ける。そして、旋回フレーム１１０にタワー１３０を取り付ける際に、フランジ部１３２が側方から挿通されると、このフランジ部１３２を上下および前後から挟み込むようにしてフランジ部１３２の移動を規制する規制部１１１を旋回フレーム１１０に設ける。そして、フランジ部１３２が規制部１１１に挿入された後、タワー１３０の下面（フランジ部１３２の下面）を上方に向かってジャッキ１５０によって押圧して、フランジ部１３２の上面を規制部１１１に押しつけることでタワー１３０を旋回フレーム１１０に固定する。以下、詳述する。

図２は、タワー１３０および旋回フレーム１１０の一部を上方から見た図であり、図３は、タワー１３０および旋回フレーム１１０を左側から見た、図２のＡ矢視図であり、図４は、タワー１３０および旋回フレーム１１０の一部を前方（正面）から見た、図２のＢ矢視図である。図５，６は、旋回フレーム１１０に取り付けられたタワー１３０の下部近傍を左斜め前方から見たときの斜視図である。タワー１３０の下部（基端部分）には、上述したようにフランジ部１３２が設けられている。フランジ部１３２は、タワー１３０の下部に設けられた板状部材であり、前側および後側に突出する突出部１３２ａと、下面に設けられた凹部１３２ｂとを有する（図３，４，５）。

規制部１１１は、上述したように側方から挿通されたフランジ部１３２の上下および前後方向への移動を規制する部位であり、底板１１２と、前側規制部１１３と、後側規制部１１４と、上側規制部１１５とを備えている（図３，５）。底板１１２は、フランジ部１３２が挿入されたときに、フランジ部１３２の下側に位置して、タワー１３０の下方への移動を規制する板状の部材であり、旋回フレーム１１０に固定されている。底板１１２には、後述するジャッキ１５０の先端部分（頭部１５１）が挿通されるように孔部１１２ａが設けられている（図３，４）。

前側規制部１１３および後側規制部１１４は、フランジ部１３２が挿入されたときに、フランジ部１３２の前側および後側にそれぞれ位置して、タワー１３０の前方および後方への移動を規制する部材であり、底板１１２を介して旋回フレーム１１０に固定されている。上側規制部１１５は、フランジ部１３２が挿入されたときに、前方の突出部１３２ａおよび後方の突出部１３２ａの上側に位置して、タワー１３０の上方への移動を規制する部材であり、前側規制部１１３および後側規制部１１４の上側にそれぞれ取り付けられている。

前側および後側の上側規制部１１５には、それぞれ左側側面にボルト孔１１５ａが設けられている（図５）。このボルト孔１１５ａは、次に述べる位置決めブロック１１６をボルト１１７で取り付けるためのものである。位置決めブロック１１６は、上側規制部１１５、前側規制部１１３および後側規制部１１４の各左側側面に位置する、矩形断面を有する棒状部材である（図２，４，６）。位置決めブロック１１６は、ボルト１１７で上側規制部１１５に固定されると、規制部１１１に挿入された後のフランジ部１３２の左側への移動を規制する。なお、フランジ部１３２の右側への移動は、フランジ部１３２の右側端面に対向する旋回フレーム１１０の不図示の部位によって規制される。

底板１１２の下側の旋回フレーム１１０上には、ジャッキ１５０が固定されている。ジャッキ１５０は、たとえば外部から供給される圧油によってシリンダを伸長させる油圧ジャッキであり、フランジ部１３２の凹部１３２ｂと嵌合する頭部１５１がシリンダ先端に設けられている。ジャッキ１５０へ圧油を供給する油圧配管１５３には、ジャッキ１５０へ供給した圧油の戻りを防止するためのストップバルブ１５４が取り付けられている（図５，６）。

このように構成される油圧ショベル１００の組み立てに際して、タワー１３０は次のようにして旋回フレーム１１０に取り付けられて固定される。まず、タワー１３０を旋回フレーム１１０に取り付ける前に、ジャッキ１５０のシリンダを下げておき、後述するように側方から挿入されるフランジ部１３２と頭部１５１と干渉しないようにしておく。そして、クレーンで吊り上げるなどして浮かせたタワー１３０を旋回フレーム１１０の左側から右側に向かって移動させて、スライドさせるようにして規制部１１１にフランジ部１３２を挿入する。これにより、底板１１２の上面と、前側規制部１１３の後面と、後側規制部１１４の前面と、上側規制部１１５の下面とで形成される空間に対して、左側方からフランジ部１３２が挿入される。なお、当該空間の内周面の寸法は、フランジ部１３２の寸法に対して、規制部１１１にフランジ部１３２を挿入する際に支障とならない程度に適宜隙間ができるように設定されている。

規制部１１１にフランジ部１３２が挿入されて、旋回フレーム１１０に対するタワー１３０の左右方向の位置合わせが行われた後、位置決めブロック１１６をボルト１１７で上側規制部１１５に固定する。このように、ジャッキ１５０でタワー１３０を固定する前に位置決めブロック１１６を取り付けることで、タワー１３０が左側にずれてしまうことを防止する。

次いで、油圧配管１５３に接続された外部の油圧源からジャッキ１５０に圧油を供給してシリンダを上昇させる。そして、底板１１２の孔部１１２ａから頭部１５１を上方に突出させ、頭部１５１でフランジ部１３２の底面を押し上げる。このとき、頭部１５１はフランジ部１３２の底面に設けられた凹部１３２ｂと嵌合する。なお、頭部１５１および凹部１３２ｂの双方をテーパ状に形成して、互いに嵌合させると、フランジ部１３２の前後左右方向の位置決めがなされるようにしてもよい。このように、ジャッキ１５０でフランジ部１３２の底面を押し上げて、フランジ部１３２の突出部１３２ａの上面を上側規制部１１５の下面に押し当てることで、フランジ部１３２を規制部１１１に押圧して固定する。

その後、ストップバルブ１５４を閉じてジャッキ１５０へ供給した圧油の戻りを防止し、外部の油圧源を油圧配管１５３から切り離す。必要に応じて、規制部１１１や位置決めブロック１１６の左側から化粧板を取り付けて、規制部１１１や位置決めブロック１１６を隠してもよい。

このようにしてタワー１３０が旋回フレーム１１０に固定されると、タワー１３０の上方向への移動は、突出部１３２ａに当接する上側規制部１１５によって禁止（規制）される。タワー１３０の下方向への移動は、ジャッキ１５０によって押し上げられてフランジ部１３２の底面に当接する頭部１５１によって禁止（規制）される。タワー１３０の前後左右方向への移動は、フランジ部１３２の底面の凹部１３２ｂと嵌合する頭部１５１によって禁止（規制）される。なお、頭部１５１は、ジャッキ１５０を介して旋回フレーム１１０に固定されている。

上述した油圧ショベル１００では、次の作用効果を奏する。
（１） タワー１３０にフランジ部１３２を設け、このフランジ部１３２が側方から挿通される規制部１１１を旋回フレーム１１０に設けるように構成した。そして、フランジ部１３２が規制部１１１に挿入された後、フランジ部１３２の下面を上方に向かってジャッキ１５０によって押圧して、フランジ部１３２の上面を規制部１１１に押しつけることでタワー１３０を旋回フレーム１１０に固定するように構成した。これにより、従来の作業機械のようにタワー１３０と旋回フレーム１１０とをボルト止めや溶接により固定するために、狭い場所へ工具を持ち込んで作業を行ったり、旋回フレーム１１０に取り付けたタワー１３０の周囲の機器をタワー１３０固定のために着脱する必要がない。また、フランジ部１３２を規制部１１１に挿入し、フランジ部１３２の下面を上方に向かってジャッキ１５０によって押圧することでタワー１３０を旋回フレーム１１０に固定できるので、タワー１３０の下部の全周にわたってボルト止めや溶接を行う必要がない。組み立て作業員の移動範囲も狭い範囲で済む。したがって、油圧ショベル１００の組み立て工程における作業性を向上できる。

（２） ジャッキ１５０を旋回フレーム１１０に固定するとともに、ジャッキ１５０でシリンダを伸長させてシリンダ先端の頭部１５１をフランジ部１３２の底面に設けられた凹部１３２ｂと嵌合させることで、タワー１３０の前後左右方向への移動を禁止するように構成した。これにより、簡単な構成で、タワー１３０を旋回フレーム１１０に固定できるので、製造コストおよび組み立てコストを低減できる。

（３） 位置決めブロック１１６でフランジ部１３２の左側への移動を規制するように構成した。これにより、ジャッキ１５０でタワー１３０を固定する前にタワー１３０が左側にずれてしまうことを防止でき、旋回フレーム１１０に対するタワー１３０の取付位置の精度を向上できる。

−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、油圧ショベル１００の運転室１０４は、不図示の昇降シリンダの駆動力で平行リンク１３１が駆動されることで、タワー１３０に対して昇降するように構成されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図７に示すように、運転室１０４が昇降シリンダ１３５の駆動力でタワー１３０に対してスライドして昇降するように構成されていてもよい。その他、運転室１０４が前後方向にスライドして移動するように構成されていてもよく、運転室１０４が前後方向に傾斜（チルト）するように構成されていてもよい。また、運転室１０４が可動式でなくてもよい。

（２） 上述の説明では、フランジ部１３２が規制部１１１に側方から挿入されるように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、フランジ部１３２が規制部１１１に前後方向から挿入されるように構成してもよい。
（３） 上述の説明では、ジャッキ１５０は油圧ジャッキであるが、本発明は油圧ジャッキのような液体ジャッキに限定されず、ねじジャッキのような機械式のジャッキであってもよい。

（４） 上述の説明では、ジャッキ１５０でシリンダを伸長させてシリンダ先端の頭部１５１をフランジ部１３２の底面に設けられた凹部１３２ｂと嵌合させることで、タワー１３０の前後左右方向への移動を禁止するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、前側規制部１１３、後側規制部１１４および位置決めブロック１１６でタワー１３０の前後左右方向への移動を禁止するように構成してもよい。

（５） 上述の説明では、旋回フレーム１１０に対するタワー１３０の左右方向の位置合わせが行われた後、位置決めブロック１１６をボルト１１７で上側規制部１１５に固定するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、上側規制部１１５の左側端面よりもフランジ部１３２の左側端面が僅かに突出する状態にしておき、位置決めブロック１１６をボルト１１７で上側規制部１１５に固定する過程で位置決めブロック１１６がフランジ部１３２の左側端面を右側に向かって押圧することで、タワー１３０を徐々に右側に移動させて、左右方向の位置決めを行うようにしてもよい。

（６） 上述の説明では、フランジ部１３２の下面を上方に向かってジャッキ１５０によって押圧して、フランジ部１３２の上面を規制部１１１に押しつけることでタワー１３０を旋回フレーム１１０に固定するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、フランジ部１３２の側方端面または前後の端面をジャッキ１５０によって垂直に押圧して、フランジ部１３２を規制部１１１などに押しつけることでタワー１３０を旋回フレーム１１０に固定するように構成してもよい。

（７） 上述の説明では、作業機械の一例として油圧ショベル１００を挙げているが、本発明はこれに限定されず、油圧ショベル以外の他の作業機械にも適用できる。
（８） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、旋回フレームと、旋回フレームに対して側方または前方から挿入されて取り付けられるタワーと、タワーに設置されるキャブと、タワーの基端部分が側方または前方から挿入される、旋回フレームに設けられた取り付け部と、取り付け部に対して側方または前方から挿入されたタワーの基端部分を押圧して固定する押圧固定手段とを備えることを特徴とする各種構造の作業機械を含むものである。
また、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、旋回フレームに設けられた取り付け部に対して側方または前方からタワーの基端部分を挿入し、取り付け部に対して挿入されたタワーの基端部分を下方より押圧することでタワーを旋回フレームに固定した後、タワーにキャブを取り付けることを特徴とする各種の作業機械のキャブ設置方法を含むものである。

１００ 油圧ショベル １０４ 運転室（キャブ）
１１０ 旋回フレーム １１１ 規制部
１１２ 底板 １１２ａ 孔部
１１３ 前側規制部 １１４ 後側規制部
１１５ 上側規制部 １１６ 位置決めブロック
１３０ 支持フレーム（タワー） １３２ フランジ部
１３２ａ 突出部 １３２ｂ 凹部
１５０ ジャッキ １５１ 頭部

Claims (4)

1. 旋回フレームと、
   前記旋回フレームに対して側方または前方から挿入されて取り付けられるタワーと、
   前記タワーに設置されるキャブと、
   前記タワーの基端部分が側方または前方から挿入される、前記旋回フレームに設けられた取り付け部と、
   前記取り付け部に対して側方または前方から挿入された前記タワーの基端部分を押圧して固定する押圧固定手段とを備えることを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記タワーの前記基端部分を前記取り付け部に挿入する際に、前記タワーの前記基端部分が前後方向および左右方向へ移動することを規制する規制手段をさらに備え、
   前記規制手段および前記押圧固定手段により、前記旋回フレームに対する前記タワーの前後方向および左右方向への移動を規制することを特徴とする作業機械。
3. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記旋回フレームに対して側方または前方から挿入された前記タワーの基端部分が前記旋回フレームに対して挿入された方向とは反対の方向に移動するのを防止する移動防止手段をさらに備えることを特徴とする作業機械。
4. 旋回フレームに設けられた取り付け部に対して側方または前方からタワーの基端部分を挿入し、
   前記取り付け部に対して挿入された前記タワーの基端部分を下方より押圧することで前記タワーを前記旋回フレームに固定した後、
   前記タワーにキャブを取り付けることを特徴とする作業機械のキャブ設置方法。

Images