JP5984497B2 - 運転室昇降装置 - Google Patents

Description

本発明は、作業機械に設けられる運転室昇降装置に関する。

作業機械に設けられる運転室昇降装置としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載されたキャビン昇降装置１は、キャビン３と、上部体２に立設されたブラケット４と、キャビン３とブラケット４とを接続する平行リンク機構５と、平行リンク機構５をブラケット４に対して回動させてキャビン３を昇降させる油圧シリンダ７とを備えるものである（特許文献１の図１参照）。

特開２００７−２１０４６８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたキャビン昇降装置１においては、ブラケット４の根元部分に配置されたベース（特許文献１の図１において、上部体２とブラケット４との間に配置された二点差線で示される筐体部材）によってキャビン３、ブラケット４、平行リンク機構５等を支えている。そのため、このベースの剛性が低いと、上部体２からの振動によってこのベース部分から変形するような振動モードが生じる。その結果、キャビン３の振動が大きくなり、乗り心地が悪化するという問題が発生するおそれがある。

上記問題を解決するためには、ベースを構成する各部材の厚みを増して、ベース自体の剛性を高めることを要するが、各部材の厚みを増した場合には運転室昇降装置の重量が増加し、またコストも上昇してしまう。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、剛性を維持しつつ軽量化したベースを備える運転室昇降装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の運転室昇降装置は、運転室を連結し、前記運転室を昇降させる昇降機構と、作業機械本体に固定され、前記昇降機構を載置支持するベースとを備える。前記ベースは、作業機械本体に立設された側面板と、前記側面板の上端に固定され、前記昇降機構の下端が取り付けられる上面板とを有する。そして、前記ベースには、前記上面板の裏面及び前記側面板に当接する補強リブが設けられている。

本発明の運転室昇降装置によれば、ベースに設けられた補強リブによって、ベースの剛性が向上し、剛性を維持しつつ軽量化したベースとできる。その結果、重量を低減し、かつコストを抑制した運転室昇降装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る運転室昇降装置を備える作業機械の全体図である。 図１に示す運転室昇降装置及び運転室の斜視図である。 図１に示すベースの斜視図である。 （ａ）は、図１に示すベースと上部旋回体との位置関係を示す概略図であり、（ｂ）は、（ａ）の変形例である。 図３に示すベースのＡ部拡大図である。

以下、図１〜図５を参照しつつ本発明を実施するための形態について説明する。なお、図１においては、作業機械１のうち運転室昇降装置４とその他部分とが容易に判別できるよう、運転室昇降装置４を実線（一部、鎖線）、その他部分を一点鎖線で示している。また、図３においては、ベース６の構造の理解を容易とするため、内部構造を透視して示している。

（作業機械１）
作業機械１は、図１に示すように、作業機械本体２に対して運転室３（キャブとも称する）を変位させることが可能な作業機械である。作業機械１としては、建設機械（油圧ショベル等）、または、建設機械の応用機械（金属リサイクル機等）などが挙げられる。作業機械１は、例えば、港湾作業における荷物の船倉等への積み込み及び積み下ろし作業を行う機械であり、また例えば、スクラップや鉄材等のトラックの荷台等への積み込み及び積み下ろし作業や、スクラップや鉄材等の集積を行う機械である。作業機械１は、運転室３を変位させることが可能であるため、船倉、荷台、又は集積物などを上から見ながら上記の操作を行うことができるようになっている。

この作業機械１は、下部走行体１１と、作業機械本体２と、作業機械本体２に搭載された運転室３と、作業機械本体２と運転室３とを連結し、運転室３を昇降させる運転室昇降装置４とを備える。

（下部走行体１１）
下部走行体１１は、作業機械１を走行させる部分であり、例えばクローラ式である（ホイール式でも良い）。

（作業機械本体２）
作業機械本体２は、図１に示すように、下部走行体１１の上方に取り付けられた旋回機構１２と、旋回機構１２の上方に取り付けられ下部走行体１１に対して旋回可能な上部旋回体１３とを備える。

上部旋回体１３には、図示しないアタッチメントが取り付けられる。このアタッチメントは、例えば、上部旋回体１３に起伏可能に取り付けられたブームと、ブーム先端に起伏可能に取り付けられたアームと、アーム先端に取り付けられた作業具（リフティングマグネット、グラップル、バケットなど）とを備える。

（運転室３）
運転室３は、オペレータが乗り込む部分であり、運転室昇降装置４を介して作業機械本体２に変位可能に搭載される。

（運転室昇降装置４）
運転室昇降装置４は、運転室３を連結し、運転室３を昇降させる昇降機構５と、作業機械本体２に固定され、昇降機構５を載置支持するベース６とを備える。

（昇降機構５）
昇降機構５は、ベース６に載置された支持フレーム２０と、支持フレーム２０と運転室３とを連結する可動部３０と、支持フレーム２０と可動部３０とに連結されたシリンダ３５（図２参照）とを備える。

支持フレーム２０は、可動部３０が取り付けられる部材（ブラケット）である。図２に示すように、支持フレーム２０は、対向配置された一対の側面板２１Ｒ・２１Ｌと、これら側面板２１Ｒ・２１Ｌを連結する背面板２２とを有し、支持フレーム２０の下端には、フランジ部２３が設けられている。

このフランジ部２３は、支持フレーム２０に対して水平方向外方に突出している。そして、フランジ部２３には、ベース６の上面板４１の外周に設けられたフランジ部４４（詳細は後述）と接続されるためのボルト穴（不図示）が複数設けられており、両フランジ部２３、４４は、ボルト２４で締結固定されている。但し、昇降機構５とベース６との固定方法はボルト締結に限られるものではない。

可動部３０は、支持フレーム２０に取り付けられたリンク３１と、リンク３１に取り付けられたデッキ３２とを備える。リンク３１は、支持フレーム２０の側面板２１Ｒ・２１Ｌに回動可能（ピンＰ１が回動中心）に取り付けられる。リンク３１は、右側の側面板２１Ｒに取り付けられた２本の側柱部３３Ｒ（３３Ｒｕ、３３Ｒｌ）と、左側の側面板２１Ｌに取り付けられた２本の側柱部３３Ｌ（３３Ｌｕ、３３Ｌｌ）と、側柱部３３Ｒｌ・３３Ｌｌを連結する連結部材３４とを備える。但し、側柱部の本数はこれに限られず、また連結部材３４はなくてもよい。

デッキ３２は、運転室３を搭載する台である。デッキ３２は、側方から見て例えばＬ字型である。デッキ３２は、図２に示すように、側柱部３３Ｒ・３３Ｌが回動可能に（ピン２が回動中心）連結される。

シリンダ３５（煩雑を避けるため図２において二点鎖線で示す）は、例えば油圧式の伸縮シリンダであり、例えば左右に２本設けられる（１本でも３本以上でもよい）。これらシリンダ３５・３５は、支持フレーム２０とデッキ３２とに連結される。但し、シリンダ３５の連結位置は、上記に限られるものでなく、例えば支持フレーム２０とリンク３１とに連結されていてもよい。

以上のように構成された昇降機構５は、シリンダ３５の伸縮により、運転室３を昇降させている。具体的には、シリンダ３５の伸縮によって、リンク３１がピンＰ１を中心に回動し、デッキ３２が平行移動（昇降方向及び前後方向に変位）する。その結果、運転室３を作業機械本体２に対して昇降方向及び前後方向に変位させることができる。なお、シリンダ３５が最も縮小した状態において、作業機械本体２に対する運転室３の位置は最下位置となる（図１の状態）。一方、シリンダ３５が最も伸長した状態において、作業機械本体２に対する運転室３の位置は最上位置となる（図２の状態）。

（ベース６）
ベース６は、昇降機構５及び運転室を載置支持する部材である。このベース６は、図３に示すように、上面板４１と、下面板４２と、３つの側面板４３（正面板４３Ｆ、背面板４３Ｂ、左側面板４３Ｌ）とを備え、ベース６の内部は中空とされている。

上面板４１は、３つの側面板４３の上端に固定される板材であり、水平向きに配置される。上面板４１の外周には、フランジ部４４が設けられる。このフランジ部４４は、上面板４１のうち３つの側面板４３よりも水平方向外側に突出した部分である。このフランジ部４４には、フランジ部２３のボルト穴（不図示）に対応するボルト穴４５が複数形成されており、前記したとおり、両ボルト穴をボルト２４（図２参照）で締結することにより両フランジ部２３、４４が接続される。

なお、上面板４１は矩形状であるが、その形状は特に限定されるものではない。また、上面板４１に孔や切欠きが設けられていてもよい。

下面板４２は、上面板４１に対向配置された板材であり、溶接等により旋回機構１２に固定される。

３つの側面板４３（正面板４３Ｆ、背面板４３Ｂ、左側面板４３Ｌ）は、下面板４２を介して旋回機構１２に立設される板材である。正面板４３Ｆ及び背面板４３Ｂは、対向配置され、かつ上下方向に垂直に配置される（対向配置されていなくてもよいし、上下方向に垂直でなくてもよい）。また、正面板４３Ｆ及び背面板４３Ｂは、作業機械本体２の前後方向（図１及び図３に示す矢印方向）に対して直交向きに配置される（直交向きでなくてもよい）。左側面板４３Ｌは、正面板４３Ｆ及び背面板４３Ｂの左端に固定される板材であり、作業機械本体２の前後方向に沿って配置される（前後方向に沿っていなくてもよい）。

ベース６は、溶接等により上部旋回体１３に固定されている。より詳しくは、図３及び図４（ａ）に示すように、正面板４３Ｆ及び背面板４３Ｂの右端が、上部旋回体１３の突出部分１３ａに固定されている（さらに、上面板４１及び下面板４２の右端部が突出部分１３ａに固定されていてもよい）。その結果、ベース６は、図４（ａ）に示すように、上部旋回体１３に対して片持ち状態で固定されることとなる。なお、ベース６の背面板４３Ｂと、この背面板４３Ｂに対向する上部旋回体１３の側面１３ｂとは直接連結されていない（連結されていてもよい）。

本実施形態においては、正面板４３Ｆ及び背面板４３Ｂの右端が上部旋回体１３に固定される構成としたが、図４（ｂ）に示すように、ベース６と上部旋回体１３との配置位置を変えて、正面板４３Ｆ及び背面板４３Ｂの左端が上部旋回体１３の突出部分１３ａに固定されるようにしてもよい。また、下面板４２はなくてもよく、３つの側面板４３の下端が溶接等により旋回機構１２に直接接続されていてもよい。即ち、３つの側面板４３が旋回機構１２に直接立設されていてもよい。

また、側面板４３を３つの板材から構成したが、板材の形状や枚数はこれに限られるものでない。例えば、側面板は上方から見て円筒形や楕円形であってもよい。

（補強リブ７）
図３に示すように、ベース６には、上面板４１の裏面４１Ｂ、及び、側面板４３に当接する補強リブ７が溶接等により複数取り付けられている。より詳しく説明すると、ベース６には、上面板４１の裏面４１Ｂ、及び、正面板４３Ｆの外側面４３Ｆａに当接する補強リブ７が３つ（補強リブ７ａ〜７ｃと称する）設けられている。また、ベース６には、上面板４１の裏面４１Ｂ、及び、背面板４３Ｂの外側面４３Ｂａに当接する補強リブ７が３つ（補強リブ７ｄ〜７ｆと称する）設けられている。さらに、ベース６には、上面板４１の裏面４１Ｂ、及び、正面板４３Ｆの内側面４３Ｆｂに当接する補強リブ７が１つ（補強リブ７ｇと称する）設けられ、上面板４１の裏面４１Ｂ、及び、背面板４３Ｂの内側面４３Ｂｂに当接する補強リブ７が１つ（補強リブ７ｈと称する）設けられている。なお、各位置に設けられた補強リブ７の数は、上記の数に限られるものではない。

補強リブ７は、例えば側方から見て直角三角形である。図５に示すように、補強リブ７の長さＬは、正面板４３Ｆの短手方向の長さＬ１と略同じである（Ｌ１に比べて短くてもよい）。また、その奥行きｄは、裏面４１Ｂと当接する部分においては、フランジ部４４の突出長さと略同じであり（短くてもよい）、下方に行くに連れて直線的に短くなるものである（曲線的に短くなってもよいし、奥行きｄは一定でもよい）。また、厚みｔは、剛性強化の観点、軽量化の観点から、適宜定められるものであるが、正面板４３Ｆの長手方向長さに対して十分に小さくされている。例えば、上面板４１や側面板４３の板材の厚みと同程度である。

この補強リブ７は、作業機械本体２の前後方向と一致する方向に延在している。即ち、補強リブ７の奥行きｄの方向が作業機械本体２の前後方向と一致している。

また、補強リブ７は、ボルト２４の締結部付近、即ちボルト穴４５付近に設けられている。

また、補強リブ７のうち補強リブ７ａと補強リブ７ｇとは、正面板４３Ｆを挟んで対向配置（表裏一体に配置）されている。また、補強リブ７のうち補強リブ７ｆと補強リブ７ｈとは、背面板４３Ｂを挟んで対向配置（表裏一体に配置）されている。

なお、本実施形態では、剛性強化の観点から、全ての補強リブ７が作業機械本体２の前後方向と一致する方向に延在しているが、補強リブ７のうちの少なくとも一つが作業機械本体２の前後方向と一致する方向に延在していればよい。また、補強リブ７を作業機械本体２の前後方向と一致する方向に延在させることは必須ではない。

また、本実施形態では、剛性強化の観点から、全ての補強リブ７がボルト２４の締結部付近に設けられているが、補強リブ７のうちの少なくとも一つがボルト２４の締結部付近に設けられていればよい。また、補強リブ７をボルト２４の締結部付近に設けることは必須ではない。

また、本実施形態では、補強リブ７ａと補強リブ７ｇとを正面板４３Ｆを挟んで対向配置され、補強リブ７ｆと補強リブ７ｈとを背面板４３Ｂを挟んで対向配置されたが、対向配置される補強リブ７は上記に限定されないし、また、補強リブ７が左側面板４３Ｌを挟んで対向配置されていてもよい。

即ち、側面板４３の外側面側（外側面４３Ｆａ、外側面４３Ｂａ、及び外側面４３Ｌａ側）に設けられた補強リブ７のうちの任意の一つと、側面板４３の内側面側（内側面４３Ｆｂ、内側面４３Ｂｂ、及び内側面４３Ｌｂ側）に設けられた補強リブ７のうちの任意の一つとが、側面板４３を挟んで対向配置されていればよい。なお、補強リブ７を、側面板４３を挟んで対向配置することは必須ではない。

また、本実施形態では、補強リブ７が側面板４３の外側面側及び内側面側の双方に設けられているが、外側面及び内側面のいずれか一方に設けられていればよい。また、補強リブ７が側面板４３のうち左側面板４３Ｌに設けられていてもよい。

また、本実施形態では、補強リブ７が直角３角形である例を示したが、補強リブ７が、上面板４１の裏面４１Ｂ、及び、側面板４３に当接していれば、その形状は特に限定されるものではない。補強リブ７は、例えば、矩形や台形とすることができるし、補強リブ７に孔や切欠きが設けられていてもよい。また、補強リブ７は、上面板４１の裏面４１Ｂと側面板４３とを架橋する棒材であってもよい。

（効果）
（効果１）
本発明の効果について説明する。本発明の運転室昇降装置は、運転室を連結し、この運転室を昇降させる昇降機構と、作業機械本体に固定され、この昇降機構を載置支持するベースとを備える。このベースは、作業機械本体に立設された側面板と、この側面板の上端に固定され、昇降機構の下端が取り付けられる上面板とを有する。そして、ベースには、上面板の裏面及び側面板に当接する補強リブが設けられている。よって、補強リブによりベースの剛性が向上し、従来構造の剛性を維持しつつ、かつベースを構成する各部材の板厚を低減できる。その結果、ベースの重量を軽量化でき、重量を低減すると共にコストを抑制した運転室昇降装置を提供できる。

（効果２）
また、この補強リブは、作業機械本体の前後方向と一致する方向に延在している。昇降可能な運転室を搭載した作業機械においては、作業機械本体の前後方向に対しての振動が特に大きくなるが、補強リブを作業機械本体の前後方向に延在させることで、この前後方向に対しての振動を効果的に抑制できる。その結果、振動が大きい箇所の剛性を効果的に向上でき、ベースをより軽量化できる。

（効果３）
また、昇降機構とベースとは、昇降機構の下端に設けられたフランジ部と、上面板の外周に設けられたフランジ部とをボルトで締結することにより接続されており、補強リブは、ボルトの締結部付近に設けられている。よって、負荷加重の大きいボルト締結部付近の剛性を向上できる。

（効果４）
この補強リブは、側面板の外側面側及び内側面側に各々１つ以上設けられており、外側面側に設けられた補強リブの任意の一つと、内側面側に設けられた補強リブの任意の一つとが側面板を挟んで対向配置されている。よって、補強リブを対向配置した部分の剛性を効果的に向上させることができる。その結果、振動が大きい箇所に補強リブを対向配置する等して、ベースの剛性を効果的に向上させることが可能となる。

（その他効果）
本発明の運転室昇降装置は、実施形態に示すとおり（特に図３、図４参照）、ベースが上部旋回体の突出部分に固定されている。即ち、上部旋回体に対してベースが作業機械本体の前後方向と直交する方向に固定されている。さらに、ベースは、その他の部分において、上部旋回体とは固定されていない。以上より、運転室昇降装置は、上部旋回体に対して片持ち梁のように片持ち状態で固定される（図４参照）。したがって、運転室昇降装置は、前後方向に特に大きく振動することとなる。よって、上述の補強リブを設けることで、ベース部分から変形するような振動モードに対して、大きな振動抑制効果を有する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な態様に変更して実施することができるものである。

本発明の運転室昇降装置においては、リンクおよびシリンダを有する昇降機構を備えたが、昇降機構はエレベータ式であってもよい。

１ 作業機械
２ 作業機械本体
３ 運転室
４ 運転室昇降装置
５ 昇降機構
６ ベース
７ 補強リブ
２３、４４ フランジ部
２４ ボルト
４１ 上面板
４１ａ 裏面
４３ 側面板

Claims (3)

1. 作業機械の運転室昇降装置であって、
   運転室を連結し、前記運転室を昇降させる昇降機構と、
   作業機械本体から前記作業機械本体の横方向に突出するように、前記作業機械本体に片持ち状態で固定され、前記昇降機構を載置支持するベースと、
   を備え、
   前記ベースは、
   前記作業機械本体に立設された側面板と、
   前記側面板の上端に固定され、前記昇降機構の下端が取り付けられる上面板と、
   を有し、
   前記ベースには、前記上面板の裏面及び前記側面板に当接する補強リブが設けられ、
   前記補強リブは、前記作業機械本体の前後方向と一致する方向に延在していることを特徴とする運転室昇降装置。
2. 前記昇降機構と前記ベースとは、前記昇降機構の下端に設けられたフランジ部と、前記上面板の外周に設けられたフランジ部とをボルトで締結することにより接続されており、
   前記補強リブは、前記ボルトの締結部付近に設けられている、請求項１に記載の運転室昇降装置。
3. 作業機械の運転室昇降装置であって、
   運転室を連結し、前記運転室を昇降させる昇降機構と、
   作業機械本体に固定され、前記昇降機構を載置支持するベースと、
   を備え、
   前記ベースは、
   前記作業機械本体に立設された側面板と、
   前記側面板の上端に固定され、前記昇降機構の下端が取り付けられる上面板と、
   を有し、
   前記ベースには、前記上面板の裏面及び前記側面板に当接する補強リブが設けられ、
   前記補強リブは、前記側面板の外側面側及び内側面側に各々一つ以上設けられており、
   前記外側面側に設けられた補強リブの任意の一つと、前記内側面側に設けられた補強リブの任意の一つとが前記側面板を挟んで対向配置されている、運転室昇降装置。

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