JP5778920B2

JP5778920B2 - 建設機械

Info

Publication number: JP5778920B2
Application number: JP2010269914A
Authority: JP
Inventors: 春振尹
Original assignee: ボルボコンストラクションイクイップメントアーベー
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2030-12-03
Also published as: JP2011117277A; US20110135434A1; EP2333166A1; EP2333166B1; CN102086651B; CN102086651A; KR20110062290A

Description

本発明は、運転室に衝撃等が伝わる場合に、運転室の過度な変位（移動）を運転手保護構造物により防止する建設機械に関するものである。

より詳細には、走行中または作業中、機械の転覆事故等により運転室に過大な荷重が伝わった場合に、運転室の変位を運転手保護構造物により制限し、運転手を保護することができるようにした振動吸収装置と運転手保護構造物の荷重支持装置を一体化した建設機械に関するものである。

国際標準化機構（ＩＳＯ（International Organization for Standardization））や自動車技術者協会（ＳＡＥ（Society of Automotive Engineers））などでは、運転手のい
る機械における事故の際、運転手の安全を確保することができるように運転室の保護構造に対する規定を漸次、強化しているというのが、現在の趨勢である。つまり、作業中に危険性のある物体が運転室内にいる運転手の操縦作業の限界範囲内に侵入できないようにする運転手保護構造物（落下物運転手護構造）（ＦＯＰＳ（Falling Object Protective Structure））と、作業中に機械が転覆した場合に変位した運転室の構造物から運転手を保
護する運転手保護構造物（転倒時運転手保護構造）（ＲＯＰＳ（Roll Over Protective Structures））等を運転室に設けるようになっている（例えば特許文献１参照）。

図１に示した本発明が適用される建設機械は、下部走行体１と、下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体２と、上部旋回体２上に装着された運転室３及びエンジン室４と、作業装置１１と、上部旋回体２の後方に取り付けられたカウンターウェイト１２とを備える。作業装置１１は、上部旋回体２に回動可能に固定してブームシリンダ５により駆動するブーム６と、ブーム６に連結してアームシリンダ７により駆動するアーム８と、アーム８に連結してバケットシリンダ９により駆動するバケット１０を具備する。

図２に示した従来技術による建設機械の運転室に取り付けられた振動吸収装置と荷重支持装置は、運転室３に上下方向に伝わる機械の振動等を相殺させるように車体フレーム１３に対して運転室３を弾性的に支持する振動吸収装置１４と、運転室３に変位が生じた場合、その変位を制御する荷重支持装置１５を備える。

図２において拡大して示したように、車体フレーム１３の上面に上板１６ａと側壁１６ｂからなるブラケット１６が固定され、上板１６ａに振動吸収装置１４及び荷重支持装置１５を取り付けるための貫通孔１７，１８が各々形成される。

前記した振動吸収装置１４はブラケット１６の貫通孔１７に挿入され、外部フランジ１９がボルト（図示せず）により上板１６ａに固定される。

前記した荷重支持装置１５は、貫通孔１８を螺子部が通過してボトムプレート２０に固定される軸部材２１と、軸部材２１の頭部２１ａに取り付けられるストッパー２２とを具備する。車体フレーム１３に衝撃等が生じない場合、ストッパー２２の上面と上板１６ａの間に間隙Ｇ１を維持し、軸部材２１の外側面と貫通孔１８の内側面の間に間隙Ｇ２を維持する。

前記した運転室３が車体フレーム１３から遠ざかった方向に変位した場合、荷重支持装置１５のストッパー２２の上面が上板１６ａの底面に接触する時まで、その変位を許容することになる。これとは反対に、運転室３が車体フレーム１３に近づいた方向に変位した場合、ボトムプレート２０の底面が上板１６ａの上面に接触する時まで、その変位を許容することになる。

一方、運転室３が車体フレーム１３に対して水平方向に変位する場合、荷重支持装置１５の軸部材２１の外側面が貫通孔１８の内側面に接触する時まで、その変位を許容することになる。

特開２０１０−１８０５５２号公報

前記した振動吸収装置１４の弾性体（ゴム材）が外部に露出してグリース、オゾン、化学物質、または鋭利な物体と直接接触する場合、その使用寿命が短縮する虞がある。その場合、荷重支持装置１５の機能が喪失する虞があるという問題点を持つ。

また、前記した振動吸収装置１４と荷重支持装置１５を別々に取り付けることにより、それらを固定するための部品点数が増加し、コストの上昇を招くという問題点がある。

また、分離して取り付けた振動吸収装置１４と荷重支持装置１５により、多くのスペースを占有することになる問題点がある。

また、運転室内部の空間が狭小で振動吸収装置１４と荷重支持装置１５との組み付けの作業性が悪かった。

本発明は、運転室の床面に取り付けられた振動吸収装置のゴム材質の弾性体が外部に露出し、化学物質、鋭利な物体等により破損することを防止できるようにした、振動吸収装置と運転手保護構造物の荷重支持装置が一体化した建設機械を提供することにその目的がある。

また、本発明は、振動吸収装置に荷重支持装置を同一軸上に一体化させて装着することによって、該当部品の数が減り、コストを削減し、荷重支持装置が占有するスペースを有効に活用できるようにした、振動吸収装置と運転手保護構造物の荷重支持装置が一体化した建設機械を提供する。

さらに、本発明は、スペースが狭小な運転室内部での振動吸収装置と荷重支持装置との組み付けの作業性を向上させることができるようにした、振動吸収装置と運転手保護構造物の荷重支持装置が一体化した建設機械を提供する。

また、さらに、本発明は、振動吸収装置の固定ボルトの弛緩を防止し、振動吸収装置の雄螺子をボトムプレートに固定する場合、雄螺子の螺子山の破損を防止できるようにした振動吸収装置と運転手保護構造物の荷重支持装置が一体化した建設機械を提供する。

本発明に係る建設機械は、下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に搭載された車体フレーム、及び、車体フレーム上に装着されるボトムプレートが備えられた上部旋回体と、上部旋回体の上に装着された運転室及びエンジン室と、上部旋回体に回動可能に固定され、ブームシリンダにより駆動するブーム、ブームに連結してアームシリンダにより駆動するアーム、及び、アームに連結してバケットシリンダにより駆動するバケットを具備する作業装置と、上部旋回体における作業装置と逆側の位置の後方に取り付けられたカウンターウェイトと、車体フレームとボトムプレートの間に取り付けられ、車体フレームに対して運転室を弾性的に支持する振動吸収装置と、運転室に過大な荷重が加わった場合、運転室に荷重が伝わる方向に移動できるように、振動吸収装置に安着されて固定装置により振動吸収装置のフランジに固定される荷重支持用カバーと、運転室、ボトムプレート、荷重指示用カバー及び振動吸収装置を一体型に密着し固定する締結部材とを備え、前記した固定装置は、荷重支持用カバーのフランジを振動吸収装置のフランジに固定する固定部材と、固定部材の外側に組み合わされ、荷重支持用カバーのフランジに形成された貫通孔を下端部が通過して振動吸収装置のフランジの上面に密着され、運転室に加わる過大な荷重により運転室に発生する変位を制限する荷重支持用ストッパーを備える。

前記した荷重支持用ストッパーの本体の外径は、運転室に荷重が加わる場合、荷重支持用カバーが固定装置に対して遊動するようにフランジの貫通孔の内径より小さく形成されている。

本発明による振動吸収装置と運転手保護構造物の荷重支持装置が一体化した建設機械は下記のような利点を持つ。

掘削機等の運転室の床面に取り付けられた振動吸収装置の弾性体が外部に露出し、化学物質、鋭利な物体等により破損することを防止して、使用寿命を延長することができる。

また、振動吸収装置に荷重支持装置を同一軸上に一体化させて装着することにより、該当部品点数を減らし、組み付け作業時間を短縮させ、コストを節減することができる。

また、狭小な運転室内部でも振動吸収装置と荷重支持装置を容易に組み付けることができる。

また、振動吸収装置の固定ボルトの弛緩を防止して信頼性を確保し、振動吸収装置の雄螺子をボトムプレートに固定する場合、雄螺子の螺子山破損を防止することができる。

本発明が適用される建設機械の概略図である。従来技術による建設機械に取り付けられた振動吸収装置と運転手保護構造物の荷重支持装置の概略図である。本発明の一実施形態による振動吸収装置と運転手保護構造物の荷重支持装置が一体化した建設機械の要部抜粋分離斜視図である。図３に示した振動吸収装置と運転手保護構造物の荷重支持装置の断面図である。（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、図３に示した振動吸収装置と一体型に取り付けられた荷重支持装置の斜視図である。

以下、本発明の望ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。ただし、以下で説明する実施形態は本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するためのものに過ぎず、これに本発明の技術的な思想及び範疇が限定されることを意味するものではない。

なお、本実施形態の建設機械における構成のうち、荷重支持用カバー３２と、固定部材３５及び荷重支持用ストッパー３７からなる固定装置３０と、固定用締結部材３３（締結部材）を除いては、図１及び図２に示した建設機械の構成と同一であるため、それらの構成及び動作の詳細な説明を省略し、同じ構成要素には同じ図面符号を付する。

図３〜図５に示した本発明の実施形態による振動吸収装置と運転手保護構造物の荷重支持装置が一体化した建設機械は、下部走行体１と、上部旋回体２と、上部旋回体２上に装着された運転室３及びエンジン室４と、作業装置１１と、上部旋回体２の後方に取り付けられたカウンターウェイト１２と、振動吸収装置１４と、荷重支持用カバー３２と、固定用締結部材３３とを備える。

上部旋回体２は、下部走行体１上に旋回可能に搭載された車体フレーム１３と、車体フレーム１３上に装着されたボトムプレート２０を具備する。
作業装置１１は、上部旋回体２に回動可能に固定して、ブームシリンダ５により駆動するブーム６と、ブーム６に連結してアームシリンダ７により駆動するアーム８と、アーム８に連結してバケットシリンダ９により駆動するバケット１０を具備する。

振動吸収装置１４は、車体フレーム１３とボトムプレート２０の間に取り付けられ、車体フレーム１３に対して運転室３を弾性的に支持して建設機械から運転室３に上下方向に伝わる衝撃を相殺させる装置であり、運転室３の後方左右側か、運転室３の前後方及び左右側に各々取り付けられる。

荷重支持用カバー３２は、運転室３に過大な荷重が加わる場合、運転室３に荷重が伝わる方向に移動できるように、振動吸収装置１４に安着（安定した状態に装着）して固定装置３０により振動吸収装置１４のフランジ３１に固定される。
固定用締結部材３３は、運転室３、ボトムプレート２０、荷重支持用カバー３２及び振動吸収装置１４を一体型に密着固定するための運転手保護構造物である。

前記した固定装置３０は、荷重支持用カバー３２のフランジ３４を振動吸収装置１４のフランジ３１に固定する固定部材３５（本実施形態では頭付きボルト）と、固定部材３５の外側面に結合し、荷重支持用カバー３２のフランジ３４に形成された貫通孔３６を下端部が通過して振動吸収装置１４のフランジ３１の上面に密着し、運転室３に加わる過大な荷重により運転室３に発生する変位（例えば、荷重支持用カバー３２のフランジ３４の上面と荷重支持用ストッパー３７のボス（外径の大きな円筒形部分）の底面との間の間隔（ｈ）分の変位）を制限する荷重支持用ストッパー３７と、を備える。

前記した荷重支持用ストッパー３７のボス以外の部分（本体）の外径は、運転室３に荷重が加わる場合、荷重支持用カバー３２が固定装置３０に対して遊動できるようにフランジ３４に形成される貫通孔３６の内径より小さく形成される。

以下、本発明の一実施形態による振動吸収装置と運転手保護構造物の荷重支持用装置が一体化した建設機械の使用例を、添付図面を参照しながら説明する。

図３〜図５に示したように、前記した車体フレーム１３上に取り付けられたブラケット１６に、振動吸収装置１４のフランジ３１をボルトにより固定する。次に、前記した荷重支持用カバー３２を振動吸収装置１４に安着させ、荷重支持用カバー３２のフランジ３４を固定部材３５により振動吸収装置１４のフランジ３１に固定する。このとき、固定部材３５の外側面に荷重支持用ストッパー３７が既に結合した後に固定される。

このように、振動吸収装置１４に、荷重支持用カバー３２と固定装置３０からなる荷重支持装置が一体型に装着される。

そして、振動吸収装置１４と、これと一体型に同一軸上に固定された荷重支持用カバー３２を、固定用締結部材３３により運転室３及びボトムプレート２０に密着するように一体型に固定する。

前記したように構成された本発明の一実施形態による振動吸収装置と運転手保護構造物の荷重支持装置とが一体化した建設機械によると、運転室３に過大な荷重が伝わらない程度の作業条件で作業または走行する場合は、振動吸収装置１４上に安着して遊動可能に固定された荷重支持用カバー３２は振動吸収装置１４の弾性変位内で一体型に遊動する。

一方、機械の転覆事故等により運転室３に荷重が過大に加わり、運転室３が車体フレーム１３から遠ざかった方向に変位する場合、荷重支持用カバー３２のフランジ３４の上面が固定装置３０に沿って図４において上方向に移動する。そして、運転室３の変位は、荷重支持用カバー３２のフランジ３４の上面と荷重支持用ストッパー３７のボス底面との間の間隔（ｈ）内に制限される。

一方、前記した運転室３が車体フレーム１３に対して水平方向に変位する場合、荷重支持用ストッパー３７の外側面がフランジ３４の貫通孔３６の内側面に接触するときまで、その変位を許容することになる。

１下部走行体
２上部旋回体
３運転室
４エンジン室
５ブームシリンダ
６ブーム
７アームシリンダ
８アーム
９バケットシリンダ
１０バケット
１１作業装置
１２カウンターウェイト
１３車体フレーム
１４振動吸収装置
１５荷重支持装置
１６ブラケット
１７貫通孔
１８貫通孔
１９外部フランジ
２０ボトムプレート
２１軸部材
２２ストッパー
３０固定装置
３１フランジ
３２荷重支持用カバー
３３固定用締結部材（締結部材）
３４フランジ
３５固定部材
３６貫通孔
３７荷重支持用ストッパー

Claims

下部走行体と、
前記下部走行体上に旋回可能に搭載された車体フレーム、及び、前記車体フレーム上に取り付けられたボトムプレートを具備する上部旋回体と、
前記上部旋回体上に装着された運転室及びエンジン室と、
前記上部旋回体に回動可能に固定され、ブームシリンダにより駆動するブーム、前記ブームに連結してアームシリンダにより駆動するアーム、及び、前記アームに連結してバケットシリンダにより駆動するバケットを具備する作業装置と、
前記上部旋回体における前記作業装置と逆側の位置に取り付けられたカウンターウェイトと、
前記車体フレームと前記ボトムプレートの間に取り付けられ、前記車体フレームに対して前記運転室を弾性的に支持する振動吸収装置と、
前記運転室に過大な荷重が加わった場合、前記運転室に荷重が伝わる方向に移動できるように前記振動吸収装置に安着されて固定装置により前記振動吸収装置のフランジに固定される荷重支持用カバーと、
前記運転室、前記ボトムプレート、前記荷重支持用カバー及び前記振動吸収装置を一体型に密着固定する締結部材と
を備え、前記固定装置は、
前記荷重支持用カバーのフランジを前記振動吸収装置のフランジに固定する固定部材と、
前記固定部材の外側に結合し、前記荷重支持用カバーのフランジに形成された貫通孔を下端部が通過して前記振動吸収装置のフランジの上面に密着し、前記運転室に加わる過大な荷重により運転室に発生する変位を制限する荷重支持用ストッパーとを備える
ことを特徴とする建設機械。
前記荷重支持用ストッパーの本体の外径は、前記運転室に荷重が加わる場合、前記荷重支持用カバーが前記固定装置に対して遊動するように前記フランジに形成された前記貫通孔の内径より小さく形成されている
ことを特徴とする、請求項１に記載の建設機械。