以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の適用対象である小型の油圧ショベルの全体構造を表す左側側面図であり、図2は、図1で示された小型の油圧ショベルの上面図(但し、便宜上、作業装置等を図示せず)である。これら図1及び図2は、通常時(言い換えれば、油圧ショベルの運転時)であって、固定ブラケットに対し可動ブラケットが回動不能に掛止され、且つエンジンカバーがカウンタウェイトの前側に位置する状態を示す。一方、図3は、小型の油圧ショベルの上面図であり、固定ブラケットに対し可動ブラケットが後方左側に回動され、且つエンジンカバーがカウンタウェイトの後側に回動された状態を示す。なお、以降、油圧ショベルが図1及び図2に示す状態にて、オペレータが運転席に着座した場合における運転者の前側(図1中左側、図2中下側)、後側(図1中右側、図2中上側)、左側(図1中紙面に向かって手前側、図2中右側)、右側(図1中紙面に向かって奥側、図2中左側)を、単に前側、後側、左側、右側と称する。
図1〜図3において、例えば運転質量1トン以下である小型の油圧ショベルは、クローラ式の下部走行体1と、この下部走行体1上に旋回可能に設けられた上部旋回体2と、この上部旋回体2の前側に左右方向に回動可能に設けられたスイングポスト3と、このスイングポスト3に上下方向に回動可能(俯仰可能)に設けられ、ブーム、アーム、及びバケットからなる多関節型の作業装置4とを備えている。
上部旋回体3は、その下部基礎構造をなす旋回フレーム5を備えている。旋回フレーム5の前部には、スイングポスト3を左右方向に回動可能に支持する支持ブラケット6が設けられ、旋回フレーム5の後部には、作業装置5との重量バランスを図るためのカウンタウェイト7が一体に設けられている。
旋回フレーム5上には、エンジン8、油圧ポンプ9、熱交換器10、及び燃料タンク11等の機器が搭載されている。エンジン8は、カウンタウェイト7の前側に位置し、左右方向に延在するように横置き状態で配置されている。エンジン8の右側には、油圧アクチュエータに方向切換弁を介し圧油を供給する油圧ポンプ9が接続されている。エンジン8の左側には、冷却ファン(図示せず)が接続され、この冷却ファンの左側には、熱交換器10(詳細には、例えばエンジン冷却水を冷却するラジエータや、作動油を冷却するオイルクーラ等)が配置されている。また、エンジン8の前側には、エンジン8の燃料を貯留する燃料タンク11が配置されている。そして、エンジン8、油圧ポンプ9、熱交換器10、及び燃料タンク11の給油口11aは、通常、伏椀状のエンジンカバー12で覆われており、このエンジンカバー12の上側に運転席13が設けられている。
また、旋回フレーム5上の前部(言い換えれば、エンジンカバー12の前側)にはオペレータの足場となる床板14が設けられており、この床板14上にレバースタンド15が立設されている。レバースタンド15には、前後方向の操作により左の走行用油圧モータを操作する左の走行操作レバー16Lと、前後方向の操作により右の走行用油圧モータを操作する右の走行操作レバー16Rとが設けられている。また、レバースタンド15には、例えば前後方向の操作によりアーム用油圧シリンダを操作するとともに、左右方向の操作により旋回用油圧モータを操作する左の作業操作レバー17Lと、例えば前後方向の操作によりブーム用油圧シリンダを操作するとともに、左右方向の操作によりバケット用油圧シリンダを操作する右の作業操作レバー17Rとが設けられている。
エンジンカバー12の後方下側部分とカウンタウェイト7との間にはヒンジ機構(図示せず)が設けられており、このヒンジ機構を介しエンジンカバー12をカウンタウェイト7の前側から後側へ回動可能としている。そして、通常(言い換えれば、油圧ショベルの運転時)は、図1及び図2で示すように、エンジンカバー12がカウンタウェイト7の前側に位置してエンジン8等を覆っており、エンジンカバー12上の運転席13にオペレータが着座可能としている。一方、図3で示すように、エンジンカバー12をカウンタウェイト7の後側に回動すれば、エンジン8等の機器を露出させて、エンジン8等のメンテナンス作業や燃料タンク11への給油作業が行えるようになっている。
上述した小型の油圧ショベルは、さらに、運転席13に着座するオペレータの背後を保護する保護バー18(保護部材)と、この保護バー18を支持する可動ブラケット19と、カウンタウェイト7の後側に固定された固定ブラケット20と、固定ブラケット20及び可動ブラケット19の左側部分に設けられ、固定ブラケット20に対し可動ブラケット19を回動可能に連結する支持軸21(回動軸)と、固定ブラケット20及び可動ブラケット19の右側部分に抜差し可能なロックピン22(掛止ピン)とを備えている。
図4は、保護バー18、可動ブラケット19、固定ブラケット20、支持軸21、及びロックピン22の構造を表す、前方右側から見た分解斜視図である。
この図4、及び前述の図1〜図3において、保護バー18は、中空パイプ材等で構成され、上下方向に延在する左右の下側バー23L,23Rと、中空パイプ材等で構成され、逆U字状に延在するとともに両端部の間に補強梁が連結された上側バー24と、左の下側バー23Lの上端部と上側バー24の左端部との間及び右の下側バー23Rの上端部と上側バー24の右端部との間にそれぞれ設けられた左右の連結装置25L,25Rとを備えている。下側バー23L,23Rにはベルト取付板26がそれぞれ付設され、これらベルト取付板26にシートベルト27L,27Rが回動可能に取付けられている。
連結装置25Lは、下側バー23Lに設けられ一対の板体からなる下側ステー28と、上側バー24に設けられ、下側ステー28を構成する一対の板体の間に挿入された上側ステー29と、下側ステー28のピン挿通長孔28a及び上側ステー29のピン挿通孔29aに挿通された連結ピン30とを有している。同様に、連結装置25Rは、下側バー23Rに設けられ一対の板体からなる下側ステー28と、上側バー24に設けられ、下側ステー28を構成する一対の板体の間に挿入された上側ステー29と、下側ステー28のピン挿通長孔28a及び上側ステー29のピン挿通孔29aに挿通された連結ピン30とを有している。これにより、下側バー23L,23Rに対し上側バー24を上下方向に移動して脱着可能としている。また、下側バー23L,23Rから離脱した上側バー24を後側に回動可能としている。
そして、例えば下側バー23L,23Rの上端部に上側バー24の左右両端部を嵌合させた直立状態としつつ、下側ステー28のボルト挿通孔28b及び上側ステー29のボルト挿通孔29bにボルト31を挿通した場合に、上側バー24を直立状態に保持するようになっている。一方、図示しないが、例えば下側バー23L,23Rから離脱した上側バー24を後側に回動させた折畳状態としつつ、下側ステー28のボルト挿通孔28c及び上側ステー29のボルト挿通孔29bにボルト31を挿通した場合に、上側バー24を折畳状態に保持するようになっている。
可動ブラケット19は、左右方向に延在する平板状の上板32と、この上板32の下側に離間して配置され、左右方向に延在する平板状の下板33とを有している。上板32の後端は、左右方向に直線状に延在し、上板32の前端は、左右両外側が前方に突出するように略円弧状に延在している。下板33の後端及び前端は、上方から見て上板32の後端及び前端と重なるように配置されている。
そして、上述した左の下側バー23Lの下部は、上板32の後方左側隅部を貫通して下板33の後方左側隅部まで延在し、右の下側バー23Rの下部は、上板32の後方右側隅部を貫通して下板33の後方右側隅部まで延在している。すなわち、上板32の後方左側隅部と下板33の後方左側隅部との間には、左の下側バー23Lの下部が連結され、上板32の後方右側隅部と下板33の後方右側隅部との間には、右の下側バー23Rの下部が連結されている。
また、上板32の前方左側隅部と下板33の前方左側隅部との間には、上下方向に延在する円筒状の左支持筒体34Lが連結され、上板32の前方右側隅部と下板33の前方右側隅部との間には、上下方向に延在する円筒状の右支持筒体34Rが連結されている。上板32の前方左側隅部及び下板33の前方左側隅部には、左支持筒体34Lの開口端にそれぞれ対応して軸挿通孔32a,33a(但し、図中32aのみ示す)が穿設され、上板32の前方右側隅部及び下板33の前方右側隅部には、右支持筒体34Rの開口端にそれぞれ対応してピン挿通孔32b,33b(但し、図中32bのみ示す)が穿設されている。
固定ブラケット20は、左右方向に延在する平板状の上板35と、この上板35の下側に離間して配置され、左右方向に延在する平板状の下板36と、上板35と下板36との間に連結された断面コの字状の連結板37とを有している。なお、固定ブラケット20の上板35と下板36との間隔は、可動ブラケット19の上板32及び下板33が挿入可能な程度となっている。上板35の前端は、カウンタウェイト7の後面に沿うように左右方向に円弧状に延在し、上板35の後端は、上板35の前端に対して略平行となるように延在している。下板36の後端は、上方から見て上板35の後端と重なるように配置され、下板36の前端は、上方から見て上板35の前端より前方に位置するように直線状に延在している。
固定ブラケット20の下板36の前部には2つのボルト挿通孔36cが穿設され、これらボルト挿通孔36cに挿通したボルト38がカウンタウェイト7の下面のネジ孔(図示せず)に螺着されている。また、固定ブラケット20の連結板37には前後方向に延在する左右の円筒体39が設けられ、これら円筒体39に挿通したボルト40がカウンタウェイト7の後面のネジ孔(図示せず)に螺着されている。これにより、固定ブラケット20がカウンタウェイト7に固定されている。
固定ブラケット20の上板35の後方左側隅部及び下板36の後方左側隅部には、軸挿通孔35a,36a(但し、図中35aのみ示す)が穿設されている。そして、支持軸21は、固定ブラケット20の軸挿通孔35a,36a並びに可動ブラケット19の左支持筒体34L及び軸挿通孔32a,33aに挿通されている。支持軸21の上端側には廻止め板41が固着されており、この廻止め板41が固定ブラケット20の上板35にボルト42で固定されている。すなわち、支持軸21は、固定ブラケット20に固定されている。
固定ブラケット20の上板35の後方右側隅部及び下板36の後方右側隅部には、ピン挿通孔35b,36bが穿設されている。そして、ロックピン22は、固定ブラケット20のピン挿通孔35b,36b並びに可動ブラケット19の右支持筒体34R及びピン挿通孔32b,33bに抜差し可能としている。そして、通常は、図2で示すように、固定ブラケット20のピン挿通孔35b,36b並びに可動ブラケット19の右支持筒体34R及びピン挿通孔32b,33bにロックピン22を差込むことにより、固定ブラケット20に対し可動ブラケット19を回動不能に掛止する。一方、エンジンカバー12をカウンタウェイト7の後側に回動させる場合は、事前に、ロックピン22を抜出し、支持軸21を回動支点として固定ブラケット20に対し可動ブラケット19を後方左側に回動させる。これにより、エンジンカバー12をカウンタウェイト7の後側に回動させても、可動ブラケット19上の保護バー18と干渉しないようになっている(図3参照)。
ロックピン22の上端側には把手43が固着されている。そして、図5及び図6で示すように、ロックピン22は、固定ブラケット20のピン挿通孔35b,36b等に差込んだ場合に、固定ブラケット20の上板34の上面側にボルト44で取付けられたキャッチ45で保持されるようになっている。
キャッチ45は、ロックピン22の把手43を支持するフック部45aを有している。これにより、ロックピン22の把手43が固定ブラケット20の上板35に当接しないようになっている。また、キャッチ45のフック部45aにはピン挿通孔45bが穿設され、ピン挿通孔45bには抜止めピン46が挿通可能となっている。抜止めピン46には環状のリング47が取付けられており、リング47の一端の取付位置と他端の取付位置がずらされている。これにより、リング47に捩り力を作用させ、この捩り力によってリング47を抜止めピン46の表面に適度な力で押付けている。その結果、抜止めピン46がキャッチ45から脱落するのを防止するようになっている。
以上のように構成された小型の油圧ショベルにおいては、支持軸21は、固定ブラケット20に廻止め板41及びボルト42を介し固定されているものの、可動ブラケット19の左支持筒体34L及び軸挿通孔32a,33aに対し遊挿されている。また、ロックピン22は、固定ブラケット20に設けられたキャッチ45で保持されるものの、キャッチ45のフック部45aに遊嵌されている。また、ロックピン22は、固定ブラケット20のピン挿通孔35b,36b並びに可動ブラケット19の右支持筒体34R及びピン挿通孔32b,33bに遊挿されている。そして、コスト低減のために支持軸21やロックピン22に製缶後の機械加工を施さなければ、製缶誤差を回避するために、支持軸21周りの隙間やロックピン22周りの隙間(言い換えれば、水平方向の隙間)を製缶公差より大きくしなければならない。その結果、油圧ショベルの運転時に、固定ブラケット20に対して可動ブラケット19ががたつき、それによって騒音や振動が発生する可能性がある。そこで、これに対応するため、本発明では、固定ブラケット20に対する可動ブラケット19の少なくとも前側への移動を規制する規制部材を設けている。
まず、本発明の第1の実施形態を図7〜図11により説明する。
図7は、本実施形態が適用された小型の油圧ショベルの全体構造を表す、後方右側から見た斜視図(但し、便宜上、作業装置4等を図示せず)である。図8(a)は、本実施形態による規制部材の構造を表す上面図であり、図8(b)は、図8(a)中矢印A方向から見た規制部材の側面図である。図9は、本実施形態における規制部材の配置を、可動ブラケット19及び固定ブラケット20とともに表す上面図であり、図10(a)〜図10(c)は、規制部材の配置調整を表す上面図である。図11は、本実施形態による規制部材を、可動ブラケット19及び固定ブラケット20とともに表す側面図である。
本実施形態では、可動ブラケット19の上板32の上面側には、例えば左右方向中央の位置に、1つのスライド式の規制部材48が取付けられている。この規制部材48は、可動ブラケット19の上板32に形成された2つのネジ孔32c(前述の図4参照)に対応する2つの長孔48aを有している。そして、規制部材48の長孔48aに挿通した固定ボルト49が可動ブラケット19のネジ孔32cに螺着されることにより、規制部材48が可動ブラケット19に取付けられている。また、例えば、固定ボルト49を若干ゆるめ、規制部材49の後端面49bをハンマ等で叩くことにより、規制部材49を前側にスライドさせて、可動ブラケット19における規制部材49の配置調整が可能となっている。
そして、規制部材48の配置を調整することにより、可動ブラケット19における支持軸21及びロックピン22廻りの隙間に前側の遊びがなくなるように可動ブラケット19を配置させつつ(言い換えれば、固定ブラケット20に対する可動ブラケット19の後側への移動を規制しつつ)、規制部材48の前端面48cを固定ブラケット20の上板35の後端面に当接する(言い換えれば、固定ブラケット20に対する可動ブラケット19の前側への移動を規制する)ことができる。これにより、固定ブラケット20に対する可動ブラケット19の前後方向の移動を規制することができる。
また、本実施形態では、規制部材48の前端面48c(当接面)は、鉛直方向に対し傾斜するように形成されている(言い換えれば、取付面に対する直角方向に対し傾斜するように形成されている)。これにより、例えば規制部材48の当接面が鉛直方向に沿うように形成された場合とは異なり、固定ブラケット20に対する可動ブラケット19の前後方向の移動だけでなく上側への移動も規制することができる。
したがって、本実施形態では、例えば支持軸21と可動ブラケット19との間で軸受を用いるか、若しくは支持軸21やロックピン22に製缶後の機械加工を施す場合と比べ、コスト低減を図りつつ、可動ブラケット19のがたつきを抑えることができる。その結果、騒音や振動を低減することができる。
なお、上記第1の実施形態においては、可動ブラケット19の上板32の上面側に1つの規制部材48を取付けた場合を例にとって説明したが、これに限られず、複数の規制部材48を取付けてもよい。具体例の一つとして、図12で示すように、3つの規制部材48を取付けてもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
また、上記第1の実施形態及び変形例においては、固定ブラケット20の後端面に当接する規制部材48の前端面48cは、鉛直方向に対し傾斜するように形成された場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば固定ブラケット20に対する可動ブラケット19の上下方向のがたつきが小さければ、図13(a)、図13(b)、及び図14で示すように、固定ブラケット20の後端面に当接する規制部材48’の前端面48c’は、鉛直方向に沿うように形成してもよい(言い換えれば、取付面に対する直角方向に沿うように形成してもよい)。
また、上記第1の実施形態又は変形例においては、規制部材48又は48’の長孔48aの数は複数である場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば図15(a)及び図15(b)で示すように、若しくは図16(a)及び図16(b)で示すように、1つとしてもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
次に、本発明の第2の実施形態を図17〜図21により説明する。
図17は、本発実施形態が適用された小型の油圧ショベルの全体構造を表す、後方右側から見た斜視図である。図18(a)は、本実施形態による規制部材の構造を表す上面図であり、図18(b)は、図18(a)中矢印E方向から見た規制部材の側面図である。図19は、本実施形態における規制部材の配置を、可動ブラケット19及び固定ブラケット20とともに表す上面図であり、図20は、規制部材の配置調整を説明するための上面図である。図21は、本実施形態による規制部材を、可動ブラケット19及び固定ブラケット20とともに表す側面図である。
本実施形態では、可動ブラケット19の上板23の上面側には、例えば左右方向中央の位置に、1つの回転式の規制部材50が取付けられている。この規制部材50は、中心点Oを中心とした略円形状の部材であり、中心点Oから偏心した回転支点孔50aと、この回転支点孔50aを中心とした円周方向に延在する長孔50bと、外周部のほぼ全体に亘って形成された傾斜面50cと、外周部の一部を切り欠いた平坦面50dとを有している。なお、図17中点線矢印で示すように、規制部材50の傾斜面50cにおける固定ブラケット20の上板35に当接する可能性がある範囲(言い換えれば、当接面)では、回転支点孔50aを中心とした円周方向へ向かうにつれて回転支点孔50aからの距離が徐々に増加するように延在している。そして、規制部材50の回転支点孔50a及び長孔50bにそれぞれ挿通した固定ボルト51が可動ブラケット19のネジ孔32c(前述の図4参照)に螺着されることにより、規制部材50が可動ブラケット19に取付けられている。また、例えば、固定ボルト51を若干ゆるめ、規制部材50の平坦面50dをハンマ等で叩くことにより、回転支点孔50aを中心として規制部材50を回転させて、可動ブラケット19における規制部材50の配置調整が可能となっている。
そして、規制部材50の配置を調整することにより、可動ブラケット19における支持軸21及びロックピン22廻りの隙間に前側の遊びがなくなるように可動ブラケット19を配置させつつ(言い換えれば、固定ブラケット20に対する可動ブラケット19の後側への移動を規制しつつ)、規制部材50の傾斜面50cを固定ブラケット20の上板35の後端面に当接する(言い換えれば、固定ブラケット20に対する可動ブラケット19の前側への移動を規制する)ことができる。これにより、固定ブラケット20に対する可動ブラケット19の前後方向の移動を規制することができる。なお、本実施形態では、特に、回転支点孔50aに挿通した固定ボルト51の締付け時の回転モーメントやトルクにより、規制部材50の傾斜面50cと固定ブラケット20の後端面との間で与圧を与えることができる。
また、本実施形態では、規制部材50の傾斜面50c(当接面)は、鉛直方向に対し傾斜するように形成されている(言い換えれば、取付面に対する直角方向に対し傾斜するように形成されている)。これにより、例えば規制部材50の当接面が鉛直方向に沿うように形成された場合とは異なり、固定ブラケット20に対する可動ブラケット19の前後方向の移動だけでなく上側への移動も規制することができる。
なお、上記第1及び第2の実施形態等においては、固定ブラケット20及び可動ブラケット19の左側部分に支持軸21が遊挿され、固定ブラケット20及び可動ブラケット19の右側部分にロックピン22が遊挿された場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば、固定ブラケット20及び可動ブラケット19の右側部分に支持軸21が遊挿され、固定ブラケット20及び可動ブラケット19の左側部分にロックピン22が遊挿されてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
また、上記第1及び第2の実施形態等においては、可動ブラケット19に左支持筒体34L及び右支持筒体34Rを設け、固定ブラケット20の上板35と下板36との間に可動ブラケット19の上板32及び下板33が挿入可能な構造(言い換えれば、可動ブラケット19の上板32が固定ブラケット20の上板35より下側に位置し、可動ブラケット19の下板32が固定ブラケット20の下板36より上側に位置する場合)を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば、固定ブラケット20に左支持筒体及び右支持筒体を設け、可動ブラケット19の上板32と下板33との間に固定ブラケット20の上板35及び下板36が挿入可能な構造(言い換えれば、可動ブラケット19の上板32が固定ブラケット20の上板35より上側に位置し、可動ブラケット19の下板32が固定ブラケット20の下板36より下側に位置する場合)としてもよい。その場合には、上述した規制部材48又は50等を、可動ブラケット19の下板33の上面側に取り付ければよく、上記同様の効果を得ることができる。
また、本発明の適用対象として、運転質量1トン以下である小型の油圧ショベルを例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、固定ブラケット及び可動ブラケットの一方側部分に遊挿された支持軸と、固定ブラケット及び可動ブラケットの他方側部分に遊挿されたロックピンとを備えた建設機械であれば、例えばホイール式の油圧ショベルやホイールローダ等、他の建設機械に適用してもよい。