JP5696717B2

JP5696717B2 - 建設機械のキャブヘッドガード装置

Info

Publication number: JP5696717B2
Application number: JP2012258128A
Authority: JP
Inventors: 秀樹大久保
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: JP2014105455A

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械において、キャブのルーフを落下物等から保護するためのキャブヘッドガード装置に関する。

従来の建設機械のキャブヘッドガード装置において、キャブのルーフに天窓が設けられ、天窓を含めたルーフを落下物から保護するためのヘッドガード装置がルーフ上方に取付けられたものが知られている。このヘッドガード装置は前側ガードと後側ガードとから構成され、後側ガードは固定式であるのに対して、前側ガードは天窓の清掃時等に開くことができるように開閉式とされている。具体的には、前側ガードは、全体が格子状に形成されるとともに、その前端にてヒンジ機構によりキャブに枢着され、その後端に設けられた取付部が後側ガードの前端部にボルト留めされる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−１６３５９５号公報

一方、同種のヘッドガード装置として、前側ガードの後端部に設けられた取付部が、後側ガードの前端部に設けられたロック機構によってロックされるように構成されたものがある。このヘッドガード装置では、前側ガードが閉じられた際に取付部と接触して前側ガードの高さを位置決めするストッパが、後側ガード前端部のロック機構に隣接する位置に設けられている。即ち、ストッパは、ロック機構と略同じ位置に設けられている。この配置を、図９（ａ）に概念的に示す。なお、図９（ａ）、（ｂ）において、１１３が前側ガード、１１２が後側ガードである。

しかし、図９（ｂ）に示すように、前側ガード１１３が大型化されて、前端部のヒンジ機構と後端部のロック機構との取付ピッチ（間隔）が大きくなると、前側ガード１１３の強度が確保しにくくなる。即ち、前側ガード１１３の前後方向中間位置に落下物等の負荷を受けた場合、図９（ａ）の変位量Ｄ１と比較して変位量Ｄ２が大きくなり、運転員を保護することが困難となる。

そこで本発明は、落下物等によってガードへ負荷が加わった場合に、ガードの変位量を抑えることができる建設機械のキャブヘッドガード装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、キャブのルーフを保護する可動ガード部材の前後左右の何れかの端部に、前記可動ガード部材をキャブ側と連結する第一連結手段が設けられるとともに、この第一連結手段と反対側の端部には、前記可動ガード部材をキャブ側と連結する第二連結手段が設けられることにより、前記可動ガード部材がルーフ上面を覆う閉じ状態とルーフ上面を開放する開き状態との間で開閉可能にキャブに取り付けられるように構成され、前記可動ガード部材が上方から負荷を受けた際にこの負荷を前記キャブに伝達する負荷伝達部材が、前記第一連結手段と前記第二連結手段との間に設けられ、前記第一連結手段は、前記可動ガード部材の前端部又は後端部に設けられたヒンジ部材であり、前記第二連結手段は、前記ヒンジ部材と反対側の端部に設けられ、前記可動ガード部材を閉じ状態で保持する保持手段であり、前記負荷伝達部材は、前記可動ガード部材の閉じ状態で前記キャブに接触した状態にあり、前記負荷伝達部材は、前記可動ガード部材に取り付けられる取付部と、前記キャブに接触する接触部とを備え、前記取付部は、前記可動ガード部材から突出する高さを調整可能に構成され、もって、前記負荷伝達部材は、前記キャブに対する前記可動ガード部材の高さを位置決めするストッパとして機能することを特徴とする建設機械のキャブヘッドガード装置を提供している。

ここで、前記第一連結手段及び前記第二連結手段は、それぞれ、前記可動ガード部材の前端部及び後端部に設けられ、前記負荷伝達部材は、キャブの前後方向に関して、運転員の着座スペース又はそれより前方に位置しているのが好ましい。

更に、前記負荷伝達部材は、前記キャブの左右の梁に対応する少なくとも２箇所に設けられているのが好ましい。

また、前記負荷伝達部材は、前記可動ガード部材の外枠を構成する前後左右のフレームのうち前記第一連結手段及び前記第二連結手段が設けられたフレーム以外のフレームに取り付けられており、前記負荷伝達部材が取り付けられたフレームは、前記負荷伝達部材が取り付けられた領域のみ閉断面を有し、それ以外の領域では開断面を有するのが好ましい。

更に、前記接触部は、振動を吸収する材質で構成されているのが好ましい。

請求項１記載の建設機械のキャブヘッドガード装置によれば、可動ガード部材が上方から負荷を受けた際にこの負荷をキャブに伝達する負荷伝達部材が、第一連結手段と第二連結手段との間に設けられている。このため、可動ガード部材が落下物等による負荷を受けた際に、この負荷が負荷伝達部材を経由してキャブに伝達される。結果として、可動ガード部材の変位を抑制することができる。このことは、大型化された可動ガード部材において取付ピッチ（間隔）が大きくなり、可動ガード部材自体の強度が確保しにくい場合に特に効果的である。かかる構成により、可動ガード部材の取付点（支持点）を追加することが不要となる。また、第一連結手段は、可動ガード部材の前端部又は後端部に設けられたヒンジ部材であり、第二連結手段は、ヒンジ部材と反対側の端部に設けられ、可動ガード部材を閉じ状態で保持する保持手段である。かかる構造によれば、簡素な支持構造で可動ガード部材の開閉動作を容易に行うことができる。また、負荷伝達部材は、可動ガード部材が閉じられた状態でキャブに接触した状態にある。よって、保持手段にがたつきがある場合であっても、これを吸収することができる。さらに、負荷伝達部材は、可動ガード部材に取り付けられる取付部と、キャブに接触する接触部とを備え、取付部は、可動ガード部材から突出する高さを調整可能に構成され、もって、負荷伝達部材は、キャブに対する可動ガード部材の高さを位置決めするストッパとして機能する。よって、別にストッパを設ける必要が無く、コストを削減できる。

請求項２記載の建設機械のキャブヘッドガード装置によれば、第一連結手段及び第二連結手段は、それぞれ、可動ガード部材の前端部及び後端部に設けられ、負荷伝達部材は、キャブの前後方向に関して、運転員の着座スペース又はそれより前方に位置している。かかる構成によれば、運転員に近い位置に負荷伝達部材を配置することによって、運転員を効率的に保護することができる。

請求項３記載の建設機械のキャブヘッドガード装置によれば、負荷伝達部材は、キャブの左右の梁に対応する少なくとも２箇所に設けられている。かかる構成により、可動ガード部材に加わった負荷が、負荷伝達部材を経由してキャブの左右の梁に伝達される。キャブの梁は比較的強度が高いため、負荷を確実に受けることができる。

請求項４記載の建設機械のキャブヘッドガード装置によれば、負荷伝達部材は、可動ガード部材の外枠を構成する前後左右のフレームのうち第一連結手段及び第二連結手段が設けられたフレーム以外のフレームに取り付けられており、負荷伝達部材が取り付けられたフレームは、負荷伝達部材が取り付けられた領域のみ閉断面を有し、それ以外の領域では開断面を有する。このため、フレームの全領域を閉断面にする構成と比較して、負荷伝達部材近傍での強度を確保しつつ、全体としてコストを抑えた構造とすることができる。

請求項５記載の建設機械のキャブヘッドガード装置によれば、接触部は振動を吸収する材質で構成されている。このため、可動ガード部材を閉じた時や運転時における接触部とキャブとの接触による振動を吸収することができる。

本発明の実施形態によるキャブヘッドガード装置を装着した油圧ショベルの外観を示す概略側面図。本実施形態によるキャブヘッドガード装置を装着した油圧ショベルのキャブを示す概略斜視図。本実施形態によるキャブヘッドガード装置を示す斜視図。本実施形態によるキャブヘッドガード装置を示す上面図。本実施形態によるキャブヘッドガード装置を示す側面図。負荷伝達部材と運転員の着座スペースとの位置関係を示すためのキャブの概略側面図。負荷伝達部材が取り付けられた領域におけるサイドフレームの断面（閉断面）を示す断面図（図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図）。サイドフレームの一般断面（開断面）を示す断面図（図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図）。従来のキャブヘッドガード装置において、落下物によって可動ガード部材へ負荷が加わった場合のガードの変位を示す概念図であり、（ｂ）は（ａ）と比べて可動ガード部材が大型化された状況を示す。

本発明の実施形態による建設機械のキャブヘッドガード装置について図１乃至図８に基づき説明する。本実施形態では、建設機械の一例として、油圧ショベルを例にとって説明する。

油圧ショベル１は、図１に示すようにクローラ式の下部走行体２Ａと、この下部走行体２Ａ上に鉛直軸まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体２Ｂと、この上部旋回体２Ｂの前部に装着された作業アタッチメント３とによって構成される。上部旋回体２Ｂにはキャブ（運転室）４が設けられ、このキャブ４内で旋回、走行、アタッチメント作動の各操作が行われる。

また、キャブ４のルーフ４Ａには上方視界を確保するための天窓５（図２）が前部に設けられ、この天窓５を含めてルーフ４Ａを落下物から保護するためのキャブヘッドガード装置１１がルーフ４Ａ上に取付けられている。なお、キャブ４の前面には、フロント窓を保護するためのフロントガード６が取り付けられている。

キャブヘッドガード装置１１について説明する。図３乃至図６に示すように、キャブヘッドガード装置１１は、キャブ４のルーフ４Ａの後部を上から覆って落下物から防護する後側ガード１２と、ルーフ４Ａの前部を上から覆って防護する前側ガード１３とを備える。

後側ガード１２は、略平板状であり、ルーフ４Ａの後部上面にボルトで固定されている。後側ガード１２は、清掃時等においても基本的には取り外されることのない固定式のガードである。

前側ガード１３は、全体として格子状に構成され、ルーフ４Ａ前部の曲面に沿うように前部が先下がりに傾斜した側面視への字形に形成されている。図４に示すように、前側ガード１３は、前フレーム１３Ｆ、後フレーム１３Ｂ、右フレーム１３Ｒ及び左フレーム１３Ｌによって外枠が構成され、その内側に格子を構成する縦横の桟が配置されている。なお、この縦横の桟は、運転員からの視界をなるべく妨げないように角度が付けられている。

図３に示すように、前側ガード１３の前端部（前フレーム１３Ｆ）は、サポート部材１４を介してキャブ４に取り付けられている。具体的には、左右方向に延びる長尺状のサポート部材１４が、キャブ４の左右の梁４Ｌ，４Ｒの前方コーナー部４Ｃにボルトで固定されている。そして、前側ガード１３の前フレーム１３Ｆが、左右のヒンジ部材１５（第一連結手段の一例）によってサポート部材１４に枢着されている。かかる構成により、前側ガード１３は、ヒンジ部材１５を支点に回動して、図１、図３及び図５に示すように天窓５を覆う使用時（作業時）の閉じ姿勢（閉じ状態）と、図２に示すように後上がりに傾斜して天窓５の上方を開放する清掃時の開き姿勢（開き状態）との間で開閉可能である。

図４及び図５に示すように、前側ガード１３の後端部（後フレーム１３Ｂ）には、左右のロック機構１６（第二連結手段の一例）が設けられている。このロック機構１６が、後側ガード１２の前端部に設けられたストライカ１７（図５）と係合することによって、前側ガード１３の閉じ姿勢が保持される。

前側ガード１３の左右のフレーム１３Ｒ，１３Ｌの構造について説明しておく。左右のフレーム１３Ｌ，１３Ｒは基本的に左右対称の構造を有するので、図７及び図８を参照しながら右フレーム１３Ｒについて説明する。

図７に示すように、右フレーム１３Ｒは、負荷伝達部材２０が取り付けられた領域Ｒ１（図４）では閉断面を有する。即ち、領域Ｒ１では、右フレーム１３Ｒは、右フレーム１３Ｒの全長にわたって延びる第一Ｌ型部材１３Ｒ１に対して、領域Ｒ１のみに設けられる第二Ｌ型部材１３Ｒ２を接合した閉断面（ロの字型）構造となっている。

また、領域Ｒ１における右フレーム１３Ｒ（より具体的には第一Ｌ型部材１３Ｒ１及びその下側に設けられた補強部材１３Ｒ３）には、負荷伝達部材２０を取り付けるための取付孔１３ｈが形成されている。そして、取付孔１３ｈを上下に挟むように２個のナット２３が右フレーム１３Ｒに固着されている。

これに対して、図８に示すように、右フレーム１３Ｒは、負荷伝達部材２０が取り付けられた領域Ｒ１以外の領域Ｒ２（図４）では開断面を有する。即ち、領域Ｒ２では、右フレーム１３Ｒは、右フレーム１３Ｒの全長にわたって延びる第一Ｌ型部材１３Ｒ１のみで構成される開断面（Ｌ字型）構造となっている。

次に、負荷伝達部材（ストッパ）２０について説明する。負荷伝達部材２０は、前側ガード１３が上方から落下物等の負荷を受けた際にこの負荷をキャブ４に伝達するためのものであり、同時に、キャブ４に対する前側ガード１３の高さを位置決めするストッパの機能をも有する。

図４及び図５に示すように、負荷伝達部材２０は、前側ガード１３の右フレーム１３Ｒ及び左フレーム１３Ｌの各々に１個ずつ取り付けられている。図５に示すように、キャブ４の左右の梁４Ｌ，４Ｒ（図５には梁４Ｌのみ図示）と前側ガード１３の左右のフレーム１３Ｒ，１３Ｌ（図５には左フレーム１３Ｌのみ図示）との間には、前側ガード１３の開閉動作をスムーズに行うためのダンパー２４が取り付けられており、負荷伝達部材２０は、左右のフレーム１３Ｒ，１３Ｌにおけるダンパー２４の取付部２４Ａのやや後方位置に設けられている。

図６に示すように、負荷伝達部材２０は、前後方向に関して、ヒンジ部材１５とロック機構１６との間であって、運転員の着座スペース又はそれより前方に位置している。より具体的には、負荷伝達部材２０は、運転員のシート２５の座部２５Ａの前後方向中央線ＣＬよりもやや前方に位置している。運転員（特に頭部）に近い位置に負荷伝達部材２０を配置することによって、運転員を効率的に保護することができる。

また、図５に示すように、前側ガード１３のヒンジ部材１５による支持位置とロック機構１６及びストライカ１７による支持位置との距離をＬ１とし、前側ガード１３の負荷伝達部材２０による支持位置とロック機構１６及びストライカ１７による支持位置との距離をＬ２とすると、本実施形態ではＬ２／Ｌ１の割合は約１５〜２０％である。負荷伝達部材２０とロック機構１６との距離が小さすぎると、中間支持点としての負荷伝達部材２０の効果が小さくなる。一方、上述したストッパの機能を果たすためには、負荷伝達部材２０は、前側ガード１３の後端部即ちロック機構１６に近い位置にあるのが好ましい。従って、本実施形態では、負荷伝達部材２０の前後方向位置を上記のように設定している。

また、負荷伝達部材２０は、左右方向に関して、キャブ４の左右の梁４Ｌ，４Ｒに対応する２箇所に設けられている。梁４Ｌ，４Ｒは、天窓５等と比較して強度が高い。従って、前側ガード１３に加わった負荷が負荷伝達部材２０を経由して梁４Ｌ，４Ｒに伝達された際に、負荷を確実に受けることができる。

負荷伝達部材２０の構造について詳述する。図７に示すように、負荷伝達部材２０は、前側ガード１３（より具体的には右フレーム１３Ｒ及び左フレーム１３Ｌ）に取り付けられる取付部２１と、前側ガード１３が閉じられた状態でキャブ４（具体的には左右の梁４Ｌ，４Ｒ）に接触する接触部２２とを備える。取付部２１は、表面にネジ溝が加工された丸棒と円板状のヘッド部とが一体化された金属製部品であり、このネジ溝によって上述した２個のナット２３と螺合している。接触部２２は、ゴム等の振動を吸収する材質で形成され、取付部２１のヘッド部に固定されている。このような構成により、接触部２２を把持して回転させることにより負荷伝達部材２０が上下方向に移動するため、負荷伝達部材２０が右フレーム１３Ｒから下方に突出する高さを調整することができる。従って、前側ガード１３の閉じ状態での高さを調整することができ、ストッパとして機能する。

本実施形態によるキャブヘッドガード装置１１によれば、前側ガード１３が落下物等による負荷を受けた際に、この負荷が負荷伝達部材２０を経由してキャブ４に伝達される。結果として、前側ガード１３の変位を抑制することができる。また、負荷を受けた際、前側ガード１３後端の取付周辺での応力集中を緩和することができる。このことは、図９（ｂ）を参照して説明したように、大型化された前側ガード１３において取付ピッチ（間隔）が大きくなり、前側ガード１３自体の強度が確保しにくい場合に特に効果的である。かかる構成により、前側ガード１３の取付点（支持点）を追加することが不要となる。

また、本実施形態では、第一及び第二連結手段としてヒンジ部材１５及びロック機構１６を用いるため、簡素な支持構造で前側ガード１３の開閉動作を容易に行うことができる。

また、前側ガード１３の左右のフレーム１３Ｌ，１３Ｒは、負荷伝達部材２０が取り付けられた領域Ｒ１のみ閉断面を有し、それ以外の領域Ｒ２では開断面を有する構造としている。このため、左右のフレームの全領域を閉断面にした構成と比較して、負荷伝達部材２０近傍での強度を確保しつつ、全体としてコストを抑えた構造とすることができる。

更に、上述のとおり負荷伝達部材２０はストッパとしても機能するため、別にストッパを設ける必要が無く、コストを削減できる。また、前側ガード１３が閉じられた状態で接触部２２がキャブ４と接触するため、ロック機構１６に多少のがたつきがある場合であっても、これを吸収することができる。更に、接触部２２は、ゴム等の材料で形成されているため、前側ガード１３を閉じた時の衝撃や機械運転時における接触部２２とキャブ４との接触による振動を抑制することができる。

また、本実施形態では、負荷伝達部材２０を前側ガード１３に設けており、キャブ４及び後側ガード１２には特別な構成を新たに設ける必要がない。よって、低コストで上記効果を達成することが可能となる。

＜変形例＞
本発明による建設機械のキャブヘッドガード装置は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

例えば、上述した実施形態では、負荷伝達部材２０は前側ガード１３に取り付けられていたが、キャブ４側（例えば左右の梁４Ｌ，４Ｒ）に取り付けられてもよい。

上述した実施形態では、ヒンジ部材１５が前側ガード１３の前端部に設けられた後開きの構成となっていたが、このような構成に限定されない。即ち、ヒンジ部材を可動ガード（前側ガード）の後端部に設けた前開きの構成としてもよく、或いは、ヒンジ部材を可動ガードの左又は右の端部に設けた横開きの構成としてもよい。

上述した実施形態では、第一連結手段及び第二連結手段としてヒンジ部材１５及びロック機構１６を用いたが、スライド機構を用いてもよい。この場合、例えば、キャブの左右の梁にガイドレールを設けて、可動ガードをガイドレールに沿って前後にスライドさせることにより開閉式とすることができる。

また、可動ガードの閉じ姿勢を保持する手段として、ロック機構１６の代わりにボルト等の留め具を用いてもよい。或いは、第一及び第二連結手段の双方に、ボルト等の留め具を用いてもよい。

上述した実施形態では、負荷伝達部材２０は、キャブの左右の梁４Ｌ，４Ｒに対応する２箇所に設けられていたが、負荷伝達部材の数は特に限定されない。即ち、負荷伝達部材は、１箇所のみに設けられてもよいし、３箇所以上に設けられていてもよい。

また、後側ガード１２（固定ガード）は必ずしもなくてもよい。

以上のように本発明にかかる建設機械のキャブヘッドガード装置は、建設作業等に使用される油圧ショベル等の建設機械のキャブ及び運転員を落下物等から保護するためのキャブヘッドガード装置として有用である。

１油圧ショベル、２Ａ下部走行体、２Ｂ上部旋回体、
３作業アタッチメント、４キャブ、４Ａルーフ、４Ｃ前方コーナー部、
４Ｌ，４Ｒ梁、５天窓、６フロントガード、１１キャブヘッドガード装置、１２後側ガード、１３前側ガード、１３Ｂ後フレーム、１３Ｆ前フレーム、１３Ｌ左フレーム、１３Ｒ右フレーム、１３ｈ取付孔、１４サポート部材、
１５ヒンジ部材、１６ロック機構、１７ストライカ、２０負荷伝達部材、
２１取付部、２２接触部、２３ナット、２４ダンパー、２４Ａ取付部、２５シート、２５Ａ座部。

Claims

キャブのルーフを保護する可動ガード部材の前後左右の何れかの端部に、前記可動ガード部材をキャブ側と連結する第一連結手段が設けられるとともに、この第一連結手段と反対側の端部には、前記可動ガード部材をキャブ側と連結する第二連結手段が設けられることにより、前記可動ガード部材がルーフ上面を覆う閉じ状態とルーフ上面を開放する開き状態との間で開閉可能にキャブに取り付けられるように構成され、
前記可動ガード部材が上方から負荷を受けた際にこの負荷を前記キャブに伝達する負荷伝達部材が、前記第一連結手段と前記第二連結手段との間に設けられ、
前記第一連結手段は、前記可動ガード部材の前端部又は後端部に設けられたヒンジ部材であり、
前記第二連結手段は、前記ヒンジ部材と反対側の端部に設けられ、前記可動ガード部材を閉じ状態で保持する保持手段であり、
前記負荷伝達部材は、前記可動ガード部材の閉じ状態で前記キャブに接触した状態にあり、
前記負荷伝達部材は、前記可動ガード部材に取り付けられる取付部と、前記キャブに接触する接触部とを備え、
前記取付部は、前記可動ガード部材から突出する高さを調整可能に構成され、もって、前記負荷伝達部材は、前記キャブに対する前記可動ガード部材の高さを位置決めするストッパとして機能することを特徴とする建設機械のキャブヘッドガード装置。
前記第一連結手段及び前記第二連結手段は、それぞれ、前記可動ガード部材の前端部及び後端部に設けられ、
前記負荷伝達部材は、キャブの前後方向に関して、運転員の着座スペース又はそれより前方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の建設機械のキャブヘッドガード装置。
前記負荷伝達部材は、前記キャブの左右の梁に対応する少なくとも２箇所に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の建設機械のキャブヘッドガード装置。
前記負荷伝達部材は、前記可動ガード部材の外枠を構成する前後左右のフレームのうち前記第一連結手段及び前記第二連結手段が設けられたフレーム以外のフレームに取り付けられており、
前記負荷伝達部材が取り付けられたフレームは、前記負荷伝達部材が取り付けられた領域のみ閉断面を有し、それ以外の領域では開断面を有することを特徴とする請求項１から３のうち何れか一に記載の建設機械のキャブヘッドガード装置。
前記接触部は、振動を吸収する材質で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械のキャブヘッドガード装置。