JP5355831B1 - 運転員保護ガード、ガード付き作業機械用キャブ、および作業機械 - Google Patents

Abstract

強度を確保できるとともに加工および組み立ての容易な運転員保護ガードを提供する。フロントガード（１００）は、それぞれが１枚の板からなる複数の第１板部材（１１０）および第２板部材（２００）を備えている。第１板部材（１１０）と第２板部材（１２０）とは、第１板部材（１１０）の各々の第１の長手方向（ＤＲ１）と第２板部材（１２０）の各々の第２の長手方向（ＤＲ２）とが交差するように、格子状に組み立てられている。複数の第１板部材（１１０）は、長手方向視で放射状に配置されている。複数の第２板部材（１２０）は、長手方向視で放射状に配置されている。第１板部材（１１０）にスリットが形成されており、第２板部材（１２０）はスリットに嵌め合わされ溶接により固定されている。

Description

本発明は、運転員保護ガード、ガード付き作業機械用キャブおよび作業機械に関する。

油圧ショベル、スクラップローダなどの作業機械は、作業機械を操作する運転員が搭乗するキャブを備えている。作業機械用キャブには、キャブの前方または上方からキャブに飛来する物体に対して運転員を適切に保護するための、運転員保護ガードが設けられている。従来の運転員保護ガードは、たとえば特開２００７−１５４４７７号公報（特許文献１）に開示されている。この文献に開示されたフロントガードは、網体が取付用フレーム体前面に組み付けられることにより構成されている。この網体は金属製網を有しており、金属製網は互いに平行な複数の鋼線が縦横に交差するように配置されることにより形成されている。

一方、作業機械用キャブの周辺に取り付けられる部材を、キャブに搭乗する運転員の視線と平行に配置することにより、運転席からの視界を確保する技術が提案されている（たとえば、特開２００７−６３８３９号公報（特許文献２）、発明協会公開技報公技番号２００１−６５７８号（非特許文献１）参照）。各部材は、キャブの前後方向または水平方向に対して角度を付けて配置されており、当該角度は運転員の視線の向きに従って適宜変えられている。

特開２００７−１５４４７７号公報 特開２００７−６３８３９号公報

発明協会公開技報公技番号２００１−６５７８号

特開２００７−１５４４７７号公報（特許文献１）に開示された、網体により構成されている運転員保護ガードの場合、運転員保護ガードの強度を向上するためには鋼線の径を大きくする必要がある。鋼線の径が大きいと、運転員の視界が鋼線によって遮られるために、運転席からの視界性が悪化する。

細長い板状の部材を格子状に組み合わせて運転員保護ガードを形成し、当該板の幅方向が運転員の視線の方向に沿い厚み方向が作業機械用キャブの左右方向に沿うように板状の部材を配置することにより、運転員保護ガードの強度を向上できるとともに運転席からの視界を確保できる。しかし、格子状に組み合わせた板状の部材のそれぞれを運転員の視線と平行に配置しようとすると、運転員保護ガードの加工および組み立てが困難になる。縦横に交差する板状部材のいずれか一方を長手方向に分割することで板状部材の組み立てが可能になるが、この場合、運転員保護ガードの生産性が著しく悪化する。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、必要な強度を有し、運転席からの良好な視界性を確保でき、かつ加工および組み立ての容易な運転員保護ガードを提供することである。また、本発明の他の目的は、その運転員保護ガードを備えるガード付き作業機械用キャブ、および、そのガード付き作業機械用キャブを備える作業機械を提供することである。

本発明の運転員保護ガードは、それぞれが１枚の板からなる複数の第１板部材と、それぞれが１枚の板からなる複数の第２板部材とを備えている。複数の第１板部材と複数の第２板部材とは、複数の第１板部材の各々の第１の長手方向と複数の第２板部材の各々の第２の長手方向とが交差するように、格子状に組み立てられている。複数の第１板部材のうち少なくとも２つは、第１の長手方向視で放射状に配置されている。複数の第２板部材のうち少なくとも２つは、第２の長手方向視で放射状に配置されている。第１板部材と第２板部材とのいずれか一方の板部材のみにスリットが形成されている。第１板部材と第２板部材とのいずれか他方の板部材は、スリットに嵌め合わされ溶接により固定されている。

本発明によれば、板部材を格子状に組み立てることにより、運転員保護ガードの強度を向上できる。第１板部材および第２板部材を放射状に配置することにより、運転員保護ガードが運転員の視界を妨げることを抑制でき、良好な視界性を確保できる。さらに、第１板部材および第２板部材の加工および組み立てが容易になるため、運転員保護ガードの製造作業性を向上することができる。

上記の運転員保護ガードにおいて、一方の板部材の長手方向に沿うスリットの寸法は、スリットに嵌め合わされている他方の板部材の厚みよりも大きい。このようにすれば、他方の板部材をスリットに容易に嵌め合わせることができ、運転員保護ガードの製造作業性を向上することができる。

上記の運転員保護ガードにおいて、スリットは、スリットの開口端に達するまで一方の板部材の長手方向に沿うスリットの寸法が大きくなる部分を有している。このようにすれば、他方の板部材をスリットに容易に嵌め合わせることができ、運転員保護ガードの製造作業性を向上することができる。

上記の運転員保護ガードにおいて、複数の第１板部材は、第２の長手方向に交差する平面に対して対称に配置されている。これにより、運転員の良好な視界を確保することができる。

上記の運転員保護ガードにおいて、複数の第１板部材は偶数枚である。この場合は、運転員の正面に第１板部材が配置されることを回避し易くなり、運転員の視界をより広くすることができる。

上記の運転員保護ガードにおいて、複数の第２板部材は、第１の長手方向の一方側に位置する複数の一方側板部材と、第１の長手方向の他方側に位置する複数の他方側板部材とを含んでいる。複数の一方側板部材同士の間隔は、複数の他方側板部材同士の間隔よりも小さい。このようにすれば、飛来物の衝突時に運転員保護ガードが運転員の脚に接触することを抑制でき、かつ良好な視界を確保できる運転員保護ガードを実現できる。

上記の運転員保護ガードは、格子状に組み立てられた複数の第１板部材および複数の第２板部材を取り囲む枠部材をさらに備えている。このようにすれば、運転員保護ガードの強度をより向上でき、製造作業性を一層向上することができる。

本発明のガード付き作業機械用キャブは、作業機械を操作する運転員が搭乗する作業機械用キャブと、作業機械用キャブの前方側と天井側との少なくともいずれかに設けられた上記のいずれかの運転員保護ガードとを備えている。このため、高強度で、良好な視界が得られ、製造作業性に優れた運転員保護ガードを備えているガード付き作業機械用キャブを提供することができる。

上記のガード付き作業機械用キャブにおいて、第１板部材は、作業機械用キャブの左右方向における作業機械用キャブの中心線に対して対称に配置されている。これにより、運転員のより広い視界を確保することができる。

上記のガード付き作業機械用キャブは、作業機械用キャブの内部空間に収容され、運転員が着座する運転席をさらに備えている。第１板部材は、作業機械用キャブの左右方向における運転席の中心線に対して対称に配置されている。これにより、運転員のより広い視界を確保することができる。

本発明の作業機械は、上記のいずれかのガード付き作業機械用キャブを備えている。このため、高強度で、良好な視界が得られ、製造作業性に優れた運転員保護ガードを備えている作業機械を提供することができる。

以上説明したように本発明によれば、強度および良好な視界性を確保できるとともに加工および組み立ての容易な運転員保護ガードを実現することができる。

本発明の一実施の形態における作業機械の構成の概略を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態におけるガード付き作業機械用キャブの構成の概略を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態におけるガード付き作業機械用キャブの構成の概略を示す分解斜視図である。 フロントガードの構成の概略を示す分解斜視図である。 ガード付き作業機械用キャブの水平方向断面を示す模式図である。 トップガードの構成の概略を示す正面図である。 ガード付き作業機械用キャブの前後方向に沿う縦断面を示す模式図である。 板部材がスリットに嵌め合わされた状態を拡大して示す模式図である。 図８中のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。 実施の形態２のガード付き作業機械用キャブの水平方向断面を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず本発明の一実施の形態における作業機械の構成について説明する。以下、本発明の思想を適用可能な作業機械の一例である油圧ショベルについて説明するが、本発明は作業機械用キャブを備えた作業機械に適用可能である。

図１は、本発明の一実施の形態における作業機械としての、油圧ショベル１の構成の概略を示す斜視図である。図１を参照して、油圧ショベル１は、下部走行体２と、上部旋回体３と、作業機４と、ガード付き作業機械用キャブ１５とを主に備えている。下部走行体２と上部旋回体３とにより、作業機械本体が主に構成されている。

下部走行体２は、左右一対の履帯２ａを有している。下部走行体２は、一対の履帯２ａが回転することにより自走可能に構成されている。上部旋回体３は、下部走行体２に対して旋回自在に設置されている。

上部旋回体３は、前方左側に、運転員が油圧ショベル１を操作するための空間である作業機械用キャブ５を含んでいる。上部旋回体３は、後方側に、エンジンを収納するエンジンルーム６、およびカウンタウェイト７を含んでいる。なお、本実施の形態では、作業機械用キャブ５内に運転員が着座した状態で、運転員の前方側（正面側）を上部旋回体３の前方側とし、これと反対側、つまり運転員の後方側を上部旋回体３の後方側とし、着座状態での運転員の左側を上部旋回体３の左側とし、着座状態での運転員の右側を上部旋回体３の右側とする。以降は、上部旋回体３の前後左右と作業機械の前後左右は一致しているとする。

上部旋回体３は、旋回フレーム１０を含んでいる。旋回フレーム１０は、作業機械本体に含まれている。旋回フレーム１０は、下部走行体２の上方に配置されており、下部走行体２に対して任意の方向に旋回自在に設けられている。作業機４、ガード付き作業機械用キャブ１５およびカウンタウェイト７は、旋回フレーム１０に搭載されており、旋回フレーム１０の上面に配置されている。

土砂の掘削などの作業を行なう作業機４は、上下方向に揺動自在に、上部旋回体３により軸支されている。作業機４は、上部旋回体３の前方側の略中央部に上下揺動自在に取り付けられたブーム４ａと、ブーム４ａの先端部に前後揺動自在に取り付けられたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端部に前後揺動自在に取り付けられたバケット４ｃとを有している。ブーム４ａ、アーム４ｂおよびバケット４ｃはそれぞれ、油圧シリンダ４ｄによって、揺動駆動されるように構成されている。

ガード付き作業機械用キャブ１５は、上部旋回体３の前方左側に配置されている。作業機４は、ガード付き作業機械用キャブ１５に対し、ガード付き作業機械用キャブ１５の一方の側部側である右側に設けられている。なお、ガード付き作業機械用キャブ１５と作業機４との配置は図１に示す例に限られるものではなく、たとえば上部旋回体３の前方右側に配置されたガード付き作業機械用キャブ１５の左側に作業機４が設けられていてもよい。

図２は、本発明の一実施の形態におけるガード付き作業機械用キャブ１５の構成の概略を示す斜視図である。図２を参照して、ガード付き作業機械用キャブ１５は、油圧ショベル１を操作する運転員が搭乗する作業機械用キャブ５と、運転員を保護する運転員保護ガードとを含んでいる。運転員保護ガードは、フロントガード１００と、トップガード２００とを含んでいる。フロントガード１００とトップガード２００とは、作業機械用キャブ５に取り付けられている。フロントガード１００は、作業機械用キャブ５の前方からの飛来物に対する運転員保護を目的として、作業機械用キャブ５の前方側に設けられている。トップガード２００は、作業機械用キャブ５の上方からの落下物に対する運転員保護を目的として、作業機械用キャブ５の天井側に設けられている。

フロントガード１００は、複数の第１板部材１１０と、複数の第２板部材１２０とを備えている。それぞれの第１板部材１１０は、１枚の板から形成されている。それぞれの第２板部材１２０は、１枚の板から形成されている。フロントガード１００は、複数の第１板部材１１０の各々の長手方向ＤＲ１と、複数の第２板部材１２０の各々の長手方向ＤＲ２とが交差するように、複数の第１板部材１１０と複数の第２板部材１２０とが格子状に組み立てられた構成を有している。

複数の第１板部材１１０および複数の第２板部材１２０によって形成されている格子を取り囲むように、枠部材としてのフレーム１３０が設けられている。当該格子は、フレーム１３０によってその周囲を支持されている。フロントガード１００は、格子状に組み立てられた複数の第１板部材１１０および複数の第２板部材１２０を取り囲むフレーム１３０をさらに備えている。フレーム１３０は、パイプを予め定められた形状に曲げ変形して適宜連結することで形成されている。複数の第１板部材１１０と複数の第２板部材１２０とは、フレーム１３０を介在させて、作業機械用キャブ５の前方側の表面に取り付けられている。

トップガード２００は、複数の第１板部材２１０と、複数の第２板部材２２０とを備えている。それぞれの第１板部材２１０は、１枚の板から形成されている。それぞれの第２板部材２２０は、１枚の板から形成されている。トップガード２００は、複数の第１板部材２１０の各々の長手方向ＤＲ３と、複数の第２板部材２２０の各々の長手方向ＤＲ２とが交差するように、複数の第１板部材２１０と複数の第２板部材２２０とが格子状に組み立てられた構成を有している。

複数の第１板部材２１０および複数の第２板部材２２０によって形成されている格子を取り囲むように、枠部材としてのフレーム２３０が設けられている。当該格子は、フレーム２３０によってその周囲を支持されている。トップガード２００は、格子状に組み立てられた複数の第１板部材２１０および複数の第２板部材２２０を取り囲むフレーム２３０をさらに備えている。複数の第１板部材２１０と複数の第２板部材２２０とは、フレーム２３０を介在させて、作業機械用キャブ５の上方側の表面に取り付けられている。

第１板部材２１０の長手方向ＤＲ３は、作業機械の前後方向に沿う方向である。第２板部材１２０，２２０の長手方向ＤＲ２は、作業機械の左右方向に沿う方向である。第１板部材１１０の長手方向ＤＲ１は、垂直方向に沿う方向である。

図３は、本発明の一実施の形態におけるガード付き作業機械用キャブ１５の構成の概略を示す分解斜視図である。図３を参照して、作業機械用キャブ５は、天窓５ａと、天板５ｂと、ピラー５ｃと、前方窓５ｄと、ドア５ｅとを主に有している。天板５ｂは、作業機械用キャブ５の屋根部分に配置されている。天窓５ａは、作業機械用キャブ５の屋根部分の前方側に配置されている。ピラー５ｃは、作業機械用キャブ５の屋根部分とフロア部分との間を上下方向に延びており、かつフロア部分に対して屋根部分を支えている。

作業機械用キャブ５の前方側には、作業機械用キャブ５の右前側のピラー５ｃと左前側のピラー５ｃに挟まれて、前方窓５ｄが配置されている。作業機械用キャブ５の左側方側には、作業機械用キャブ５の左前側のピラー５ｃと左後部のピラー５ｃとの間に、ドア５ｅが配置されている。各ピラー５ｃの下端部は、図示されないフロアプレートに溶接されている。なお、本実施の形態では、油圧ショベル１を水平な地面に置いた状態でフロアプレートの延びる方向を、水平方向と称する。

フロントガード１００は、前方窓５ｄを、作業機械用キャブ５の前方側から覆っている。フロントガード１００は、作業機械用キャブ５の前方から飛来する岩石または破片などの物体に対して、作業機械用キャブ５に搭乗している運転員を適切に保護するために設けられている。トップガード２００は、天窓５ａを、作業機械用キャブ５の上方側から覆っている。トップガード２００は、上方から作業機械用キャブ５に落下する岩石または破片などの物体に対して、作業機械用キャブ５に搭乗している運転員を適切に保護するために設けられている。

フロントガード１００は、６枚の第１板部材１１１〜１１６と、４枚の第２板部材１２１〜１２４とを備えている。複数の第１板部材１１０は、偶数枚である。複数の第２板部材１２０は、偶数枚である。６枚の第１板部材１１１〜１１６は、作業機械用キャブ５の左右方向において、右から左へこの順に並べられている。４枚の第２板部材１２１〜１２４は、上下方向において、上から下へこの順に並べられている。

複数の第２板部材１２０は、第１板部材１１０を上下方向に２分割した上側において、相対的に大きい間隔を空けて配置されており、下側において、相対的に小さい間隔を空けて配置されている。複数の第２板部材１２０は、第１板部材１１０の長手方向ＤＲ１の一方側、すなわち下側に位置する複数の第２板部材１２３，１２４と、長手方向ＤＲ１の他方側、すなわち上側に位置する複数の第２板部材１２１，１２２とを含んでいる。長手方向ＤＲ１における第２板部材１２３，１２４の間隔は、第２板部材１２１，１２２の間隔よりも小さくなっている。

複数の第２板部材１２０のうち、下側に配置された２枚の第２板部材１２３，１２４は、一方側板部材を構成している。複数の第２板部材１２０のうち、上側に配置された２枚の第２板部材１２１，１２２は、他方側板部材を構成している。複数の一方側板部材同士の間隔は、複数の他方側板部材同士の間隔よりも小さくなっている。

トップガード２００は、６枚の第１板部材２１１〜２１６と、２枚の第２板部材２２１，２２２とを備えている。複数の第１板部材２１０は、偶数枚である。複数の第２板部材２２０は、偶数枚である。６枚の第１板部材２１１〜２１６は、作業機械用キャブ５の左右方向において、右から左へこの順に並べられている。２枚の第２板部材２２１，２２２は、作業機械用キャブ５の前後方向において、後から前へこの順に並べられている。

フロントガード１００のフレーム１３０には、複数の固定部１４１〜１４６が設けられている。作業機械用キャブ５の前方側の一対のピラー５ｃのうち右側のピラー５ｃに固定部１４１，１４３，１４５がそれぞれ固定され、左側のピラー５ｃに固定部１４２，１４４，１４６がそれぞれ固定されることにより、フロントガード１００は作業機械用キャブ５に固定されている。固定部１４１〜１４６は、ボルトを用いたねじ作用により作業機械用キャブ５のピラー５ｃに固定されている。

図４は、フロントガード１００の構成の概略を示す分解斜視図である。図４を参照して、フロントガード１００の一部を構成する第１板部材１１１には、複数のスリット１１１１〜１１１４が形成されている。スリット１１１１〜１１１４は、細長い略平板状の形状を有している第１板部材１１１を、その厚み方向に貫通して形成されている。スリット１１１１〜１１１４は、第１板部材１１１の前方側の端部から第１板部材１１１の一部を切り欠いて形成されている。スリット１１１１〜１１１４は各々、有底の形状を有している。つまりスリット１１１１〜１１１４は、作業機械用キャブ５の前後方向において第１板部材１１１を貫通しない形状に形成されている。

第１板部材１１２には、第１板部材１１１と同様のスリット１１２１〜１１２４が形成されている。第１板部材１１３には、第１板部材１１１と同様のスリット１１３１〜１１３４が形成されている。第１板部材１１４には、第１板部材１１１と同様のスリット１１４１〜１１４４が形成されている。第１板部材１１５には、第１板部材１１１と同様のスリット１１５１〜１１５４が形成されている。第１板部材１１６には、第１板部材１１１と同様のスリット１１６１〜１１６４が形成されている。

第２板部材１２１〜１２４には、第１板部材１１１〜１１６と異なり、スリットは形成されていない。フロントガード１００を構成する第１板部材１１０と第２板部材１２０とのいずれか一方の板部材のみにスリットが形成されており、他方の板部材にはスリットは形成されていない。第１板部材１１０および第２板部材１２０のうち、一方の板部材に形成されたスリットに他方の板部材を嵌め合わせることにより、第１板部材１１０と第２板部材１２０とが一体に組み立てられる。

各々の第１板部材１１１〜１１６の長手方向ＤＲ１において、スリット１１１１，１１２１，１１３１，１１４１，１１５１，１１６１は、対応する位置に形成されている。第１板部材１１１〜１１６の各々に形成されたスリット１１１１，１１２１，１１３１，１１４１，１１５１，１１６１は、長手方向ＤＲ１においてほぼ同一の位置に形成されている。これにより、第２板部材１２１は、複数の第１板部材１１１〜１１６に亘って、スリット１１１１，１１２１，１１３１，１１４１，１１５１，１１６１の内部に収容可能とされている。第２板部材１２１は、スリット１１１１，１１２１，１１３１，１１４１，１１５１，１１６１の各々に嵌め合わされて、その後溶接されることにより、第１板部材１１１〜１１６に一体に固定されている。

同様に、第１板部材１１１〜１１６の各々に形成されたスリット１１１２，１１２２，１１３２，１１４２，１１５２，１１６２は、長手方向ＤＲ１においてほぼ同一の位置に形成されている。第２板部材１２２は、スリット１１１２，１１２２，１１３２，１１４２，１１５２，１１６２の各々に嵌め合わされて、その後溶接されることにより、第１板部材１１１〜１１６に一体に固定されている。

同様に、第１板部材１１１〜１１６の各々に形成されたスリット１１１３，１１２３，１１３３，１１４３，１１５３，１１６３は、長手方向ＤＲ１においてほぼ同一の位置に形成されている。第２板部材１２３は、スリット１１１３，１１２３，１１３３，１１４３，１１５３，１１６３の各々に嵌め合わされて、その後溶接されることにより、第１板部材１１１〜１１６に一体に固定されている。

同様に、第１板部材１１１〜１１６の各々に形成されたスリット１１１４，１１２４，１１３４，１１４４，１１５４，１１６４は、長手方向ＤＲ１においてほぼ同一の位置に形成されている。第２板部材１２４は、スリット１１１４，１１２４，１１３４，１１４４，１１５４，１１６４の各々に嵌め合わされて、その後溶接されることにより、第１板部材１１１〜１１６に一体に固定されている。

複数の第１板部材１１０と、複数の第２板部材１２０とは、第１板部材１１０に形成されたスリット内に第２板部材１２０を嵌合させて互いに一体化することにより、格子状の枠体を形成している。複数の第１板部材１１０を治具で固定してそれぞれ位置決めした上で、第２板部材１２０をスリットに嵌め込む作業が行なわれる。これにより、第１板部材１１０と第２板部材１２０とは、正確な位置で互いに組み付けられる。その後第１板部材１１０と第２板部材１２０との交差部分を溶接することにより、第１板部材１１０と第２板部材１２０とが一体に固定された格子状の形状が形成される。

図５は、ガード付き作業機械用キャブ１５の水平方向断面を示す模式図である。図５には、上方側から下方側に見たときのガード付き作業機械用キャブ１５の断面が図示されている。フロントガード１００の複数の第１板部材１１０は上下方向に沿って延びており、第１板部材１１０の各々の第１の長手方向ＤＲ１は、上下方向に沿う方向である。図５には、第１の長手方向ＤＲ１の一方側である上方側から、第１の長手方向ＤＲ１の他方側である下方側に見た、作業機械用キャブ５およびフロントガード１００が示されている。

図５を参照して、作業機械用キャブ５の内部空間には、運転員が着座するための運転席２５が収容されている。フロントガード１００の複数の第１板部材１１０、すなわち第１板部材１１１〜１１６は、上方側から下方側に長手方向視したときに、運転席２５に着座する運転員の視点ＥＰを中心として、放射状に配置されている。すなわち、板状の第１板部材１１１〜１１６は、運転員の視界の妨げとなることを抑制するために、作業機械用キャブ５の前後方向に対して傾斜して、運転員の視線と平行になるように配置されている。第１板部材１１１〜１１６は、作業機械用キャブ５から離れるにつれて徐々に部材間の間隔を大きくするように、作業機械用キャブ５の前後方向に対して角度を付けて配置されている。

図５中に一点鎖線で示す中心線ＣＬ１は、作業機械用キャブ５の左右方向における、作業機械用キャブ５の中心線を示している。中心線ＣＬ１は、第２板部材１２０の第２の長手方向ＤＲ２に交差している。フロントガード１００の第１板部材１１０は、中心線ＣＬ１に対して対称に配置されている。つまり、偶数枚の第１板部材１１０がそれぞれ対をなし、第１板部材１１１，１１６が中心線ＣＬ１に対して対称に配置されており、第１板部材１１２，１１５が中心線ＣＬ１に対して対称に配置されており、第１板部材１１３，１１４が中心線ＣＬ１に対して対称に配置されている。

第１板部材１１１〜１１６は、運転員の視線の向きに応じて、作業機械用キャブ５の前後方向に対して傾斜する角度が変えられている。作業機械用キャブ５の前後方向に沿って延びる図５中に示す中心線ＣＬ１に関し、第１板部材１１３，１１４、第１板部材１１２，１１５および第１板部材１１１，１１６は、中心線ＣＬ１に対して傾斜する角度がこの順に増大している。すなわち、第１板部材１１３，１１４と中心線ＣＬ１とは相対的に小さい角度を形成し、第１板部材１１１，１１６と中心線ＣＬ１とは相対的に大きい角度を形成し、第１板部材１１２，１１５と中心線ＣＬ１とは中程度の角度を形成する。

複数の第１板部材１１０の各々は、平板状に形成されている。図５に示す水平方向断面において、第１板部材１１０は、作業機械用キャブ５の前後方向の寸法が左右方向の寸法よりも大きい。第１板部材１１０をこのような形状および配置とすることで、フロントガード１００の強度向上と、作業機械用キャブ５の内部から前方を見るときの視界の確保とが達成されている。

各々の第１板部材１１０は、図５に示すように、第２の長手方向ＤＲ２に交差する断面形状において、長手方向と短手方向とを有している。当該短手方向は、第１板部材１１０の厚み方向である。第１板部材１１０は、断面形状における長手方向、すなわち第１板部材１１０の幅方向が、視点ＥＰを中心とする径方向に沿うように、配置されている。

図６は、トップガード２００の構成の概略を示す正面図である。トップガード２００の複数の第１板部材２１０は、作業機械用キャブ５の前後方向に沿って延びており、第１板部材２１０の各々の第１の長手方向ＤＲ３は、前後方向に沿う方向である。図６には、第１の長手方向ＤＲ３の一方側である前方側から、第１の長手方向ＤＲ３の他方側である後方側に見た、トップガード２００が示されている。

トップガード２００の複数の第１板部材２１０、すなわち第１板部材２１１〜２１６は、前方側から後方側に長手方向視したときに、視点ＥＰを中心として放射状に配置されている。すなわち、板状の第１板部材２１１〜２１６は、運転員の視界を妨げないために、上下方向に対して傾斜して運転員の視線と平行になるように配置されている。第１板部材２１１〜２１６は、作業機械用キャブ５から離れるにつれて徐々に部材間の間隔を大きくするように、上下方向に対して角度を付けて配置されている。

フロントガード１００の第１板部材１１１〜１１６と同様に、トップガード２００の第１板部材２１１〜２１６は、中心線ＣＬ１に対して対称に配置されている。第１板部材２１１〜２１６は、運転員の視線の向きに応じて、上下方向に対して傾斜する角度が変えられている。

複数の第１板部材２１０の各々は、平板状に形成されている。図６に示すように、第１板部材２１０は、上下方向の寸法が作業機械用キャブ５の左右方向の寸法よりも大きい。第１板部材２１０をこのような形状および配置とすることで、トップガード２００の強度向上と、作業機械用キャブ５の内部から上方を見るときの視界の確保とが達成されている。

各々の第１板部材２１０は、図６に示すように、正面視した形状において、長手方向と短手方向とを有している。当該短手方向は、第１板部材２１０の厚み方向である。第１板部材２１０は、正面視における長手方向、すなわち第１板部材２１０の幅方向が、視点ＥＰを中心とする径方向に沿うように、配置されている。

図７は、ガード付き作業機械用キャブ１５の前後方向に沿う縦断面を示す模式図である。フロントガード１００の複数の第２板部材１２０と、トップガード２００の複数の第２板部材２２０とは、作業機械用キャブ５の左右方向に沿って延びている。第２板部材１２０，２２０の各々の第２の長手方向ＤＲ２は、左右方向に沿う方向である。図７には、第２の長手方向ＤＲ２の一方側である左側から、第２の長手方向ＤＲ２の他方側である右側に見た、作業機械用キャブ５、フロントガード１００およびトップガード２００が示されている。

図７に示すように、フロントガード１００の第１板部材１１０は、作業機４とフロントガード１００との干渉を回避し易くするように、その上端部付近が作業機械用キャブ５に近づくように折り曲げられた形状を有している。

フロントガード１００の複数の第２板部材１２０、すなわち第２板部材１２１〜１２４は、左側から右側に長手方向視したときに、視点ＥＰを中心として放射状に配置されている。トップガード２００の複数の第２板部材２２０、すなわち第２板部材２２１，２２２は、左側から右側に長手方向視したときに、視点ＥＰを中心として放射状に配置されている。板状の第２板部材１２１〜１２４は、運転員の視界を妨げないために、水平方向に対して傾斜して運転員の視線と平行になるように配置されている。板状の第２板部材２２１，２２２は、運転員の視界を妨げないために、水平方向に対して傾斜して運転員の視線と平行になるように配置されている。

第２板部材１２１〜１２４は、運転員の視線の向きに応じて、水平方向に対して傾斜する角度が変えられている。第２板部材１２１，１２２，１２３および１２４は、水平方向に対して傾斜する角度がこの順に増大している。

第２板部材２２１〜２２２は、運転員の視線の向きに応じて、水平方向に対して傾斜する角度が変えられている。第２板部材２２１および２２２は、水平方向に対して傾斜する角度がこの順に増大している。

第２板部材１２１〜１２４は、作業機械用キャブ５から離れるにつれて徐々に部材間の間隔を大きくするように、水平方向に対して角度を付けて配置されている。第２板部材２２１，２２２は、作業機械用キャブ５から離れるにつれて徐々に部材間の間隔を大きくするように、水平方向に対して角度を付けて配置されている。

複数の第２板部材１２０の各々は、平板状に形成されている。図７に示すように、第２板部材１２０は、作業機械用キャブ５の前後方向の寸法が上下方向の寸法よりも大きい。第２板部材１２０をこのような形状および配置とすることで、フロントガード１００の強度向上と、作業機械用キャブ５の内部から前方を見るときの視界の確保とが達成されている。

複数の第２板部材２２０の各々は、平板状に形成されている。図７に示すように、第２板部材２２０は、上下方向の寸法が作業機械用キャブ５の前後方向の寸法よりも大きい。第２板部材２２０をこのような形状および配置とすることで、トップガード２００の強度向上と、作業機械用キャブ５の内部から上方を見るときの視界の確保とが達成されている。

各々の第２板部材１２０（１２１〜１２４），２２０（２２１〜２２２）は、図７に示すように、第２の長手方向ＤＲ２に交差する断面形状において、長手方向と短手方向とを有している。当該短手方向は、第２板部材１２０，２２０の厚み方向である。各々の第２板部材１２０，２２０は、断面形状における長手方向、すなわち第２板部材１２０，２２０の幅方向が、視点ＥＰを中心とする径方向に沿うように、配置されている。

図８は、板部材がスリットに嵌め合わされた状態を拡大して示す模式図である。図８には、フロントガード１００の第１板部材１１０にスリット１１０３が形成されており、このスリット１１０３に第２板部材１２０が嵌め合わされている状態が図示されている。

図８を参照して、スリット１１０３は、第１板部材１１０の端面に開口するように形成されている。スリット１１０３は、開口端１１０３０において、第１板部材１１０の端面に開口している。スリット１１０３は、開口端１１０３０の近傍において、第１板部材１１０の第１の長手方向ＤＲ１に沿う寸法が開口端１１０３０に向かって次第に大きくなるように形成されている。スリット１１０３の第１の長手方向ＤＲ１に沿う寸法Ｌは、開口端１１０３０において最大値Ｌｍになる。スリット１１０３は、開口端１１０３０に達するまで第１の長手方向ＤＲ１に沿う寸法が大きくなる部分を有している。

図９は、図８中のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。図９を参照して、第２板部材１２０は、厚みｔを有している。スリット１１０３の幅は、第１板部材１１０の第１の長手方向ＤＲ１に沿うスリット１１０３の寸法として定義される。スリット１１０３は、その幅が寸法ｄとなるように形成されている。第１の長手方向ＤＲ１に沿うスリット１１０３の寸法ｄは、スリット１１０３に嵌め合わされている第２板部材１２０の厚みｔよりも大きくなっている。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、図２に示すように、複数の第１板部材１１０と複数の第２板部材１２０とが格子状に組み立てられたフロントガード１００と、複数の第１板部材２１０と複数の第２板部材２２０とが格子状に組み立てられたトップガード２００とが、作業機械用キャブ５に取り付けられている。これにより、フロントガード１００およびトップガード２００の強度を向上することができる。

運転員保護ガードの特性を評価するための性能要求事項は、ＩＳＯ（International Organization for Standardization）１０２６２に定められている。ＩＳＯ１０２６２には、レベルＩ、レベルＩＩの二つの許容基準が定義されている。板状の部材を格子状に組み合わせてフロントガード１００およびトップガード２００を形成することにより、ＩＳＯ１０２６２に定められるレベルＩＩの許容基準を満たす高強度な運転員保護ガードを実現することができる。

図５，７に示すように、複数の第１板部材１１０と複数の第２板部材１２０とは、運転員の視点ＥＰを中心として放射状に配置されている。これにより、細長い板状の第１板部材１１０および第２板部材１２０の幅方向が運転員の視線に平行に配置され、第１板部材１１０および第２板部材１２０が運転員の視界の妨げとなることを抑制できるので、運転員の視界を確保することができる。

図４に示すように、複数の第１板部材１１０および第２板部材１２０のそれぞれが１枚の板から形成されており、第１板部材１１０のみにスリットが形成されており、第２板部材１２０は第１板部材１１０に形成されたスリットに嵌め合わされている。第２板部材１２０を第１板部材１１０のスリットに嵌め合わせた位置で第１板部材１１０と第２板部材１２０とを互いに溶接により固定することにより、格子状のフロントガード１００が形成されている。これにより、フロントガード１００を構成する部品点数を低減できるとともに、第１板部材１１０および第２板部材１２０の加工が容易になり、かつ第１板部材１１０と第２板部材１２０とを一体に組み立てる作業が容易になる。したがって、運転員保護ガードの製造作業性を向上することができる。

また図９に示すように、第１板部材１１０の第１の長手方向ＤＲ１に沿うスリット１１０３の寸法ｄは、スリット１１０３に嵌め合わされている第２板部材１２０の厚みｔよりも大きくてもよい。

上述した通り第１板部材１１０を放射状に配置することに伴い、第２板部材１２０の厚み方向と第１の長手方向ＤＲ１とは直交せず互いに傾斜する。このとき、スリット（たとえば図４に示す、第２板部材１２１が嵌め合わされるスリット１１１１，１１２１，１１３１，１１４１，１１５１，１１６１）の延びる方向は、各々異なっている。第２板部材１２１をスリットに差し込む方向に対して、各々スリット１１１１，１１２１，１１３１，１１４１，１１５１，１１６１の延びる方向は一致せず、それぞれ方向が異なっている。そのため、第１の長手方向ＤＲ１に沿うスリット１１０３の寸法ｄを第２板部材１２０の厚みｔとほぼ等しくすると、スリット１１０３内へ第２板部材１２０を嵌め込む作業が困難になる。

したがって、第１の長手方向ＤＲ１に沿うスリット１１０３の寸法ｄを第２板部材１２０の厚みｔよりも大きくすることにより、スリット１１０３内へ第２板部材１２０を嵌め込む作業をより容易にできるので、運転員保護ガードの製造作業性をより向上することができる。

また図８に示すように、スリット１１０３は、スリット１１０３の開口端１１０３０に達するまで、第１板部材１１０の第１の長手方向ＤＲ１に沿うスリット１１０３の寸法が大きくなる部分を有していてもよい。スリット１１０３を開口端１１０３０に向けて広がる形状とすることで、第２板部材１２０をスリット１１０３により容易に嵌め合わせることができる。したがって、運転員保護ガードの製造作業性をさらに向上することができる。

また図５に示すように、複数の第１板部材１１０は、第２板部材１２０の第２の長手方向ＤＲ２に交差する平面に対して対称に配置されていてもよい。この場合の、第２の長手方向ＤＲ２に交差する平面は、作業機械用キャブ５の左右方向における中心線ＣＬ１を含む平面である。複数の第１板部材１１０は、左右方向における作業機械用キャブ５の中心線ＣＬ１に対して対称に配置されている。複数の第１板部材１１０を対称に配置することにより、運転員の良好な視界を確保することができる。

また、複数の第１板部材１１０は偶数枚であってもよい。複数の第１板部材１１０を奇数枚とすると、放射状に並べられている第１板部材１１０のうち中央の第１板部材１１０が、運転員に対して前方側の正面に配置される場合がある。運転員の正面に第１板部材１１０が配置されると、当該第１板部材１１０が運転員の視界の妨げとなる。そのため、複数の第１板部材１１０を偶数枚にすることで、運転員の正面に第１板部材１１０が配置されることを回避し易くなり、運転員の視界をより広くすることができる。

また図７に示すように、複数の第２板部材１２０は、第１の長手方向ＤＲ１に沿う下側に位置する第２板部材１２３，１２４と、第１の長手方向ＤＲ１に沿う上側に位置する第２板部材１２１，１２２とを含み、第２板部材１２３，１２４の間隔は、第２板部材１２１，１２２の間隔よりも小さい。図７に示す運転席２５を併せて参照して、第２板部材１２３，１２４は、運転席２５に着座している運転員の脚部分に相当する位置に配置されている。

ＩＳＯ１０２６２に定義されるレベルＩＩの許容基準に対応するには、運転員保護ガードに規定の荷重を加えた状態で、運転員に運転員保護ガードが干渉せず、運転員と運転員保護ガードとが互いに非接触であればよい。運転席に着座している運転員の脚は前方側にせり出しており、第２板部材１２３，１２４と運転員の脚との間の距離が小さいので、フロントガード１００が変形すると運転員の脚に最も接触し易い。第２板部材１２３，１２４の間隔を相対的に小さくし、運転員の脚に相当する位置のフロントガード１００の強度を相対的に高めることにより、飛来物の衝突時にフロントガード１００が運転員の脚に接触しにくくなり、レベルＩＩの許容基準を満たすフロントガード１００を実現することができる。

なお第２板部材１２１，１２２は、運転席２５に着座している運転員の上半身に相当する位置に配置されている。運転席に着座している運転員の上半身と第２板部材１２１，１２２との間の距離は比較的大きく、第２板部材１２１，１２２は運転員から離れた位置に配置されている。そのため、飛来物の衝突時に第２板部材１２１，１２２の位置においてフロントガード１００が変形しても、フロントガード１００と運転員との接触の発生を抑制できる。したがって、第２板部材１２１，１２２間の間隔を大きくして視界をより広げても、フロントガード１００の強度上問題はなく、レベルＩＩの許容基準を満たすとともに良好な視界が得られるフロントガード１００を実現することができる。

一方、複数の第１板部材１１０，２１０は、作業機械用キャブ５の左右方向においてほぼ均一な間隔を形成するように配置されている。これにより、左右方向におけるフロントガード１００およびトップガード２００の強度の均一性を向上することができる。

また図２に示すように、格子状に組み立てられた複数の第１板部材１１０および複数の第２板部材１２０は、フレーム１３０によって取り囲まれていてもよい。第１板部材１１０および第２板部材１２０を溶接によりフレーム１３０に固定することで、フロントガード１００の強度を向上することができる。フレーム１３０をボルト止めすることによりフロントガード１００を作業機械用キャブ５に取り付けるようにすれば、フロントガード１００をより容易に作業機械用キャブ５に取り付け一体化することができる。この場合、フレーム１３０をパイプ状の材料により作製することで、フレーム１３０の強度を向上し、作業機械用キャブ５へのボルト止めのために必要なフレーム１３０の強度を得ることができる。

図２を参照して、本実施の形態のガード付き作業機械用キャブ１５によれば、作業機械を操作する運転員が搭乗する作業機械用キャブ５と、作業機械用キャブ５の前方側に設けられたフロントガード１００と天井側に設けられたトップガード２００とを備えている。このため、高強度で、良好な視界が得られ、製造作業性に優れた運転員保護ガード１００，２００を備えているガード付き作業機械用キャブ１５を提供することができる。

図１を参照して、本実施の形態の作業機械（油圧ショベル１）は、上記のガード付き作業機械用キャブ１５を備えている。このため、高強度で、良好な視界が得られ、製造作業性に優れた運転員保護ガード１００，２００を備えている作業機械（油圧ショベル１）を提供することができる。

（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２のガード付き作業機械用キャブの水平方向断面を示す模式図である。図１０を参照して、本発明の実施の形態２は、フロントガード１００の第１板部材１１０の配置において、実施の形態１と異なっている。実施の形態１では、複数の第１板部材１１０が作業機械用キャブ５の中心線ＣＬ１に対して線対称に配置されている例について説明した。実施の形態２では、複数の第１板部材１１０は、作業機械用キャブ５の内部空間に収容された運転席２５の中心線ＣＬ２に対して線対称に配置されている。中心線ＣＬ２は、第２板部材１２０の第２の長手方向ＤＲ２に交差している。

なお、本実施の形態のこれ以外の構成は、上述した実施の形態１の構成と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

本実施の形態においても、複数の第１板部材１１０は、第２板部材１２０の第２の長手方向ＤＲ２に交差する平面に対して対称に配置されている。この場合の、第２の長手方向ＤＲ２に交差する平面は、作業機械用キャブ５の左右方向における運転席２５の中心線ＣＬ２を含む平面である。このようにすれば、実施の形態１と同様に、運転員のより広い視界を確保することができる。

なお、これまでの実施の形態の説明では、複数の第１板部材１１０，２１０および複数の第２板部材１２０，２２０が、全て視点ＥＰを起点とする放射状に配置されている例について説明したが、この構成に限られるものではない。つまり、全ての板部材が放射状に配置されていなくてもよく、一部の板部材のみが放射状に配置されていてもよい。たとえば、図１に示す油圧ショベル１の場合、作業機械用キャブ５の左右方向における右側の第１板部材１１０，２１０および第２板部材１２０，２２０のみが放射状に配置されていてもよい。

図１に示す油圧ショベル１では、上部旋回体３の前方左側にガード付き作業機械用キャブ１５が配置され、ガード付き作業機械用キャブ１５に対し右側に作業機４が配置されている。そのため、作業機械用キャブ５内に搭乗した運転員から作業機４の見える側、すなわち作業機械用キャブ５の左右方向における右側の第１板部材１１０，２１０および第２板部材１２０，２２０を放射状に配置すれば、運転員は作業機４をより容易に視認することができる。

複数の第１板部材１１０および第２板部材２２０のうち少なくとも２つが放射状に配置されていれば、作業機械用キャブ５内に搭乗した運転員の視界を第１板部材１１０または第２板部材２２０が妨げることを抑制できるので、運転員が外部を見ようとするときの視界をより大きくできる効果を得ることができる。上述した実施の形態１，２のように、第１板部材１１０および第２板部材２２０の全てを放射状に配置すれば、運転員の視界を最も大きく確保できるので望ましい。

また、これまでの実施の形態の説明では、第１板部材１１０の前方側にスリットが形成され、第１板部材２１０の上方側にスリットが形成され、第２板部材１２０，２２０がスリット内に嵌め合わされていたが、この構成に限られるものではない。スリットは、第１板部材と第２板部材とのいずれか一方に形成されていればよい。たとえば、第２板部材１２０にスリットが形成され、当該スリットに第１板部材１１０が嵌め合わされてもよい。またたとえば、第２板部材２２０にスリットが形成され、当該スリットに第１板部材２１０が嵌め合わされていてもよい。

スリットは、作業機械用キャブ５から離れる側の板部材の端部から切り欠く形状に替えて、作業機械用キャブ５に近接する側の板部材の端部から切り欠く形状としてもよい。上述した実施の形態１，２のように、作業機械用キャブ５から離れる側の板部材の端部を切り欠くスリットを形成する場合、スリットに嵌め合わされる板部材の幅に合わせてスリットの深さを最適に設計することで、フロントガード１００およびトップガード２００の作業機械用キャブ５から離れる側において第１板部材と第２板部材とを揃えて配置することができる。これにより、第１板部材または第２板部材が突き出ることを防止でき、意匠性に優れる運転員保護ガードを実現できるため望ましい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 油圧ショベル、２ 下部走行体、３ 上部旋回体、４ 作業機、５ 作業機械用キャブ、１５ ガード付き作業機械用キャブ、２５ 運転席、１００ フロントガード、１１０，１１１〜１１６，２１０，２１１〜２１６ 第１板部材、１２０，１２１〜１２４，２２０，２２１，２２２ 第２板部材、１３０，２３０ フレーム、１４１〜１４６ 固定部、２００ トップガード、１１０３，１１１１〜１１１４，１１２１〜１１２４，１１３１〜１１３４，１１４１〜１１４４，１１５１〜１１５４，１１６１〜１１６４ スリット、１１０３０ 開口端、ＣＬ１，ＣＬ２ 中心線、ＤＲ１，ＤＲ３ 第１の長手方向、ＤＲ２ 第２の長手方向、ＥＰ 視点。

Claims (10)

1. それぞれが１枚の板からなる複数の第１板部材と、
   それぞれが１枚の板からなる複数の第２板部材とを備え、
   前記複数の第１板部材の各々の第１の長手方向と前記複数の第２板部材の各々の第２の長手方向とが交差するように前記複数の第１板部材と前記複数の第２板部材とが格子状に組み立てられており、
   前記複数の第１板部材のうち少なくとも２つは、前記第１の長手方向視で放射状に配置されており、
   前記複数の第２板部材のうち少なくとも２つは、前記第２の長手方向視で放射状に配置されており、
   前記第１板部材と前記第２板部材とのいずれか一方の板部材のみにスリットが形成されており、
   前記第１板部材と前記第２板部材とのいずれか他方の板部材は、前記スリットに嵌め合わされ溶接により固定されており、
   前記一方の板部材の長手方向に沿う前記スリットの寸法は、前記スリットに嵌め合わされている前記他方の板部材の厚みよりも大きい、運転員保護ガード。
2. 前記スリットは、前記スリットの開口端に達するまで前記一方の板部材の長手方向に沿う前記スリットの寸法が大きくなる部分を有している、請求項１に記載の運転員保護ガード。
3. 前記複数の第１板部材は、前記第２の長手方向に交差する平面に対して対称に配置されている、請求項１または２に記載の運転員保護ガード。
4. 前記複数の第１板部材は偶数枚である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転員保護ガード。
5. 前記複数の第２板部材は、前記第１の長手方向の一方側に位置する複数の一方側板部材と、前記第１の長手方向の他方側に位置する複数の他方側板部材とを含み、
   前記複数の一方側板部材同士の間隔は、前記複数の他方側板部材同士の間隔よりも小さい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の運転員保護ガード。
6. 格子状に組み立てられた前記複数の第１板部材および前記複数の第２板部材を取り囲む枠部材をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の運転員保護ガード。
7. 作業機械を操作する運転員が搭乗する作業機械用キャブと、
   前記作業機械用キャブの前方側と天井側との少なくともいずれかに設けられた請求項１〜６のいずれか１項に記載の運転員保護ガードとを備える、ガード付き作業機械用キャブ。
8. 前記第１板部材は、前記作業機械用キャブの左右方向における前記作業機械用キャブの中心線に対して対称に配置されている、請求項７に記載のガード付き作業機械用キャブ。
9. 前記作業機械用キャブの内部空間に収容され、前記運転員が着座する運転席をさらに備え、
   前記第１板部材は、前記作業機械用キャブの左右方向における前記運転席の中心線に対して対称に配置されている、請求項７に記載のガード付き作業機械用キャブ。
10. 請求項７〜９のいずれか１項に記載のガード付き作業機械用キャブを備える、作業機械。

Images