JP5991019B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に関するものである。

従来より、転倒等によってキャブに異常な衝撃が加わった場合に、キャブが大きく倒れないようにする拘束手段を備えた建設機械が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特許文献１の建設機械では、上部旋回体のベースフレーム上に、前後壁と上壁とを有する断面逆Ｕ字状の隆起部が突設されていて、この隆起部の上壁に、防振機構を備えた取付マウントが上壁を貫通した状態で固定されている。そして、この取付マウントを介してキャブがベースフレームに支持されていて、そのキャブの後部に、左右一対の拘束手段が設けられている。

各拘束手段は、軸部材とプレートとを備えている。軸部材は、その軸本体を後方に突出させた状態で、キャブの後下側において左右方向に延びるように配置された梁部材に固定されている。

プレートの上部には、軸本体よりも大きな挿通孔が形成されており、この挿通孔に軸本体が接触しないように挿通されている。挿通孔に挿通された軸本体の突端には、抜け止め用のリングが取り付けられている。そして、プレートの下端部は、上述した隆起部の後壁にボルトによって固定されている。

また、特許文献２，３の建設機械では、防振マウントを支持するマウント取付部に貫通孔を設け、この貫通孔に拘束手段としてのボルトを挿通させた構成としている。

このような構造の拘束手段を建設機械に設けるようにすれば、キャブが異常に持ち上がっても軸部材がプレートに接触するため、キャブの異常な上昇を拘束することができ、安全性を高めることができる。

特開２００９−１３３１１９号公報 特開２０１０−０９５９９９号公報 特開２０１１−１２１４５４号公報

ところで、特許文献１乃至３の建設機械では、防振マウントを支持するマウント取付部は、強度や剛性を確保するために、溶接によってベースフレームの底板に固定されている。

しかしながら、拘束手段としてのマウント取付部を溶接によって固定したり、溶接によって固定されたマウント取付部に拘束手段としてのプレートを取り付けた場合には、安全上の観点から溶接保証をする必要がある。つまり、設計的な安全率を確保したり、施工上の溶接品質のばらつきを管理する必要があり、コストがかかってしまうという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、キャブの異常な傾きを阻止する拘束機構を、溶接部位を設けることなく固定できるようにすることにある。

本発明は、下部走行体と、該下部走行体上に搭載された上部旋回体と、キャブマウントを介して該上部旋回体のアッパーフレーム上に支持されたキャブと、該キャブの異常な傾きを阻止する拘束機構とを備えた建設機械を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、前記拘束機構は、
前記キャブの後部側に取り付けられ、前記アッパーフレームの底板に向かって下方に突出して延びる係合軸と、
前記係合軸の外径よりも大きな内径の係合孔が形成され、前記底板と隙間を存して対向するように配設された係合板と、
前記係合軸が前記係合孔に挿入され、該係合軸の軸心に該係合孔の中心が一致した状態で、前記係合板を前記底板に締結固定させる締結部材とを有し、
前記締結部材は、筒状のスペーサ部材と、該スペーサ部材の筒内に挿通させる締結ボルトとを有し、
前記底板には、前記締結ボルトのネジ部を締結させるネジ孔が形成され、
前記係合板には、前記締結ボルトのネジ部を挿通させる挿通孔が形成され、
前記係合板は、前記スペーサ部材を該係合板と前記底板との間に挟持させた状態で、前記締結ボルトのネジ部を該係合板の挿通孔及び該スペーサ部材の筒内に挿通させて該底板のネジ孔に締結させることで、該底板に締結固定されていることを特徴とするものである。

第１の発明では、拘束機構は、係合軸と、係合板と、締結部材とを有する。係合軸は、キャブの後部側においてアッパーフレームの底板に向かって下方に突出して延びている。係合板は、底板と隙間を存して対向するように配設される。係合板には、係合軸の外径よりも大きな内径の係合孔が形成される。係合軸は、その軸心が係合孔の中心に一致するように挿通される。そして、係合板は、締結部材によって底板に締結固定される。

このような構成とすれば、キャブの異常な傾きを阻止する拘束機構を、溶接部位を設けることなく固定することができる。具体的に、従来の建設機械では、防振マウントを支持するマウント取付部に係合孔が形成され、この係合孔に係合軸を挿通させることで、拘束機構を構成している。ここで、マウント取付部は、強度や剛性を確保するために、溶接によって底板に固定されている。しかしながら、拘束機構を構成する部品（従来例ではマウント取付部）を溶接によって固定した場合には、安全上の観点から溶接保証をする必要がある。つまり、設計的な安全率を確保したり、施工上の溶接品質のばらつきを管理する必要があり、コストがかかってしまうという問題があった。

これに対し、本発明では、係合板を締結部材によって底板に締結固定するようにしたから、係合板を溶接によって固定した場合に比べて、施工上のばらつきを容易に抑えることができ、コストを削減することができる。

さらに、第１の発明では、締結部材は、筒状のスペーサ部材と、スペーサ部材の筒内に挿通させる締結ボルトとを有する。係合板は、底板との間に挟持させたスペーサ部材を締結ボルトで共締めすることにより、底板に締結固定されている。

このような構成とすれば、係合板と底板との間にスペーサ部材を挟持させて隙間を設けるとともに、係合板を締結ボルトによって底板に締結固定するようにしたから、係合板を溶接によって固定した場合に比べて、施工上のばらつきを容易に抑えることができる。

第２の発明は、前記締結部材は、スペーサ部と、該スペーサ部の上下両端に形成されたネジ部と、上側の該ネジ部に締結させる締結ナットとを有し、
前記底板には、前記締結部材の下側のネジ部を締結させるネジ孔が形成され、
前記係合板には、前記締結部材の上側のネジ部を挿通させる挿通孔が形成され、
前記係合板は、前記締結部材のスペーサ部を該係合板と前記底板との間に挟持させた状態で、下側の前記ネジ部を該底板のネジ孔に締結させる一方、上側の該ネジ部を該係合板の挿通孔に挿通させて前記締結ナットに締結させることで、該底板に締結固定されていることを特徴とするものである。

第２の発明では、締結部材は、スペーサ部と、スペーサ部の上下両端に形成されたネジ部と、上側のネジ部に締結させる締結ナットとを有する。締結部材のスペーサ部は、係合板と底板との間に挟持される。締結部材の下側のネジ部は、底板の雌ネジ部に締結される。上側のネジ部は、係合板の挿通孔を挿通して締結ナットに締結される。これにより、係合板は、締結部材によって底板に締結固定される。

このような構成とすれば、係合板と底板との間に締結部材のスペーサ部を挟持させて隙間を設けるとともに、係合板を締結部材によって底板に締結固定するようにしたから、係合板を溶接によって固定した場合に比べて、施工上のばらつきを容易に抑えることができる。

本発明によれば、係合板を締結部材によって底板に締結固定するようにしたから、係合板を溶接によって固定した場合に比べて、施工上のばらつきを容易に抑えることができ、コストを削減することができる。

本発明の実施形態１に係る建設機械の構成を示す斜視図である。 アッパーフレームの構成を示す平面図である。 拘束機構の構成を示す斜視図である。 拘束機構の構成を示す正面図である。 本実施形態２に係る建設機械の拘束機構の構成を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。各図には、上下や前後左右の方向を矢印で示してある。特に言及しない限り、上下等の方向についてはこれら矢印で示す方向に従って説明する。

《実施形態１》
図１は、本発明の実施形態に係る建設機械の構成を示す斜視図である。図１に示すように、建設機械１０は、クローラ式の下部走行体１１の上に、旋回可能な上部旋回体１２が搭載された油圧ショベルである。

上部旋回体１２には、アタッチメント１４、エンジンルーム１５、アッパーフレーム２０、及びキャブ３０等が設けられている。なお、本実施形態の建設機械１０は、後方小旋回型である。旋回半径が小さくなるように、上部旋回体１２は相対的に小さく構成されており、上部旋回体１２の後部の外郭線は、上方から見て円弧状に形成されている。

アタッチメント１４は、上部旋回体１２の前部に設置され、ブーム１４ａ、アーム１４ｂ、バケット１４ｃ等で構成されている。ブーム１４ａ等のそれぞれは、油圧制御された油圧シリンダ１４ｄの伸縮に連動して動作し、掘削等の作業を行う。これらブーム１４ａ等の操作は、キャブ３０において行われる。

エンジンルーム１５は、上部旋回体１２の後部に設けられている。エンジンルーム１５の内部には、図示は省略するが、エンジンや油圧機器等が密集した状態で収容されている。この建設機械１０では、エンジンルーム１５の後部は、カウンターウエイト１６によって覆われている。

キャブ３０は、矩形箱形の運転室であり、アタッチメント１４に隣接して上部旋回体１２の左前部に設置されている。キャブ３０の周囲は、パネル部材３２によって覆われており、パネル部材３２の左側面には、作業者がキャブ３０に出入りするためのドア３２ａが設けられている。

図２は、アッパーフレームの構成を示す平面図である。図２に示すように、アッパーフレーム２０は、底板２１や左右一対の縦板２２、サイドデッキ２４等で構成されている。

底板２１は、水平方向に拡がる肉厚な金属板であり、その中央部分が下部走行体１１に旋回自在に支持されている。底板２１の上には、一対の縦板２２が立設されている。

縦板２２は、肉厚な金属板で構成され、底板２１から立設させた状態で底板２１の上面に接合されている。左右一対の縦板２２は、左右方向に離間し且つ前後方向に延びるように配置されている。なお、左側の縦板２２は、後方に向かって延びる途中で左側に傾斜している。縦板２２の前部には、ブーム１４ａが回動自在に支持されている。

一対の縦板２２の間には、肉厚な金属板で構成された縦板連結板２３が配設されている。縦板連結板２３の左右両端部は、縦板２２の板面に接合されている。これにより、一対の縦板２２同士が縦板連結板２３によって連結されている。

キャブ３０の周囲を覆うパネル部材３２は、矩形箱形の枠体３３によって支持されている。枠体３３は、キャブ３０のフロアプレート３１の周縁に沿って延びる下縁枠３４と、下縁枠３４の四隅から立設する支柱枠３５と、キャブ３０の天井部に沿って延びて支柱枠３５の上端部同士を連結する上縁枠（図示省略）とを有している。なお、図示は省略するが、支柱枠３５は、ドア３２ａの開口縁近傍にも立設している。

キャブ３０は、パネル部材３２や枠体３３によって構造的に強化されており、建設機械１０の転倒等、異常事態が発生して、キャブ３０に異常な衝撃が加わるようなことがあっても簡単には潰れないように設計されている。ここで、建設機械１０が転倒してキャブ３０に大きな外力が作用するのは、主に建設機械１０が左側に転倒した場合である。そのとき、通常、キャブ３０は右上方に向かって傾く。つまり、キャブ３０の左側が浮き上がり易い。そのため、そのような異常事態が発生した場合に、キャブ３０がアッパーフレーム２０から浮き上がったりしないように、キャブ３０の左後部側には、キャブ３０の異常な傾きを阻止する拘束機構４０が設けられている。この拘束機構４０の詳細については後述する。

キャブ３０の床面を構成しているフロアプレート３１の四隅には、防振機能を有するキャブマウント３６が配設されている。サイドデッキ２４は、キャブ３０の配置に対応して、底板２１の左前部から張り出すように取り付けられた枠形状の部材であり、詳しくは後述する。サイドデッキ２４には、キャブ３０の四隅の配置に対応して、マウント台座部２７が設けられている。マウント台座部２７の上面には、丸孔が開口している。この丸孔にキャブマウント３６が設置される。キャブ３０のフロアプレート３１は、キャブマウント３６を介してサイドデッキ２４に支持される。従って、建設機械１０の作動時に発生するアッパーフレーム２０の揺れは、キャブマウント３６で軽減され、キャブ３０が大きく揺れないように構成されている。

サイドデッキ２４は、底板２１の左端部側に配設されて前後方向に延びる左側部フレーム２４ａと、左側部フレーム２４ａの前端部に連結されて右方に延びる前部フレーム２４ｂと、前部フレーム２４ｂの右端部に連結されて後方に延びるとともにその後端部が底板２１に接合された右側部フレーム２４ｃとによって枠形状に形成されている。前部フレーム２４ｂの左右両端部には、マウント台座部２７が設けられており、このマウント台座部２７は、キャブ３０の前部側のキャブマウント３６を支持している。

キャブ３０の後部寄りの位置で且つ左側の縦板２２と左側部フレーム２４ａとの間には、横梁２５が配設されている。横梁２５は、底板２１から立設する板材で形成され且つ左側の縦板２２と左側部フレーム２４ａとを連結する連結部２６と、連結部２６の車両幅方向の両端部からそれぞれ車両後方に延びてキャブ３０の後部側のキャブマウント３６を支持するマウント台座部２７とを有する。マウント台座部２７は、連結部２６の左右両端部にそれぞれ接合されて連結部２６と一体形成されている。

横梁２５よりも車両前方には、下方が開口した断面凹状の補強梁２８が配設されている。補強梁２８の左右両端部は、縦板２２の板面と左側部フレーム２４ａの板面とにそれぞれ接合されている。これにより、左側の縦板２２と左側部フレーム２４ａとが補強梁２８によって連結されている。

図３は、拘束機構の構成を示す斜視図、図４は正面図である。図３及び図４に示すように、拘束機構４０は、係合軸４１と、係合軸４１の外径よりも大きな内径の係合孔４８ａが形成された係合板４８と、係合板４８をアッパーフレーム２０の底板２１に締結固定させる締結部材５０とを備えている。

係合軸４１は、係合ボルト４２と、筒状の係合スペーサ４３と、係合孔４８ａよりも大きな外径を有するリング状の規制板４４とを有している。

係合ボルト４２のネジ部は、キャブ３０の下縁枠３４の左後部に形成された貫通孔３４ａを通って上方に突出しており、このネジ部の突出部分に係合ナット４５が締結されている。これにより、係合ボルト４２がキャブ３０の下縁枠３４に締結固定されるとともに、アッパーフレーム２０の底板２１に向かって下方に突出して延びている。

係合スペーサ４３及び規制板４４は、係合ボルト４２及び係合ナット４５によって共締めされて締結固定されている。具体的に、係合スペーサ４３は、下縁枠３４と規制板４４との間に挟持され、規制板４４は、係合スペーサ４３と係合ボルト４２のヘッド部との間に挟持された状態で、係合ボルト４２及び係合ナット４５によって共締めされている。

ここで、係合軸４１の外径と係合孔４８ａの内径との関係は、建設機械１０の通常の運転状態でキャブ３０が揺れ動いても係合軸４１が係合板４８に接触しないように設計されている。建設機械１０の転倒等によりキャブ３０に衝撃が加わって、キャブ３０が異常に傾いた場合に係合軸４１が係合板４８に接触する。それにより、キャブ３０は底板２１に直接受け止められて、それ以上の傾きが阻止される。係合軸４１は、規制板４４によって係合孔４８ａからの抜け出しが規制されている。

係合板４８は、底板２１と対向して左右方向に延びる板材で構成されている。係合板４８の中央部には、係合孔４８ａが形成されている。係合板４８の左右両端部には、挿通孔４８ｂが形成されている。

締結部材５０は、筒状のスペーサ部材５１と、スペーサ部材５１の筒内に挿通させる締結ボルト５２とを有している。スペーサ部材５１は、係合板４８の挿通孔４８ｂに対応する位置で係合板４８と底板２１との間に配設されている。底板２１には、締結ボルト５２のネジ部を締結させるネジ孔２１ａが形成されている。

係合板４８及びスペーサ部材５１は、締結ボルト５２によって共締めされて底板２１に締結固定されている。具体的に、スペーサ部材５１は、係合板４８と底板２１との間に挟持されている。また、係合板４８の係合孔４８ａには、係合軸４１が挿入されている。ここで、係合軸４１の軸心は、係合孔４８ａの中心と一致した状態となっている。そして、締結ボルト５２のネジ部を係合板４８の挿通孔４８ｂ及びスペーサ部材５１の筒内に挿通させて底板２１のネジ孔２１ａに締結させることで、係合板４８が底板２１に締結固定されている。

このように、係合板４８を締結部材５０によって底板２１に締結固定することで、係合板４８を溶接によって固定した場合に比べて、施工上のばらつきを容易に抑えることができ、コストを削減することができる。

底板２１には、メンテナンス孔２１ｂが形成されている。メンテナンス孔２１ｂは、平面視で係合軸４１に重なり合う位置に開口している。メンテナンス孔２１ｂは、係合軸４１の規制板４４の外径よりも大きな内径を有している。

ここで、キャブ３０は、メンテナンスを行うために上方に吊り上げて、しばしばアッパーフレーム２０から取り外される。その際、拘束機構４０が設けられていると、係合軸４１の規制板４４が邪魔になるため、係合軸４１を取り外す必要がある。

具体的に、メンテナンス孔２１ｂから六角レンチやスパナ等を挿入させて係合ボルト４２を緩めることで、係合軸４１をメンテナンス孔２１ｂから抜き出して容易に取り外すことができる。係合軸４１を抜き出せば、キャブ３０をそのまま上方に吊り上げることが可能になるため、キャブ３０をアッパーフレーム２０から簡単に取り外すことができる。メンテナンスが終われば、取り外しと逆の作業を行うことで、簡単にキャブ３０をアッパーフレーム２０に取り付けることができる。

《実施形態２》
図５は、本実施形態２に係る建設機械の拘束機構の構成を示す正面図である。前記実施形態１とは、締結部材６０の構成が異なっているため、以下、実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。

図５に示すように、締結部材６０は、スペーサ部６１と、スペーサ部６１の上下両端に形成されたネジ部６２と、上側のネジ部６２に締結させる締結ナット６３とを有している。スペーサ部６１の外周面には、その一部が平坦面となるように切り欠かれた把持部６１ａが形成されている。締結部材６０は、把持部６１ａをスパナ等で把持することで回動操作することができる。

係合板４８は、締結部材６０によって底板２１に締結固定されている。具体的に、締結部材６０のスペーサ部６１は、係合板４８と底板２１との間に挟持されている。締結部材６０の下側のネジ部６２は、底板２１のネジ孔２１ａに締結されている。また、係合板４８の係合孔４８ａには、締結部材６０の上側のネジ部６２が挿通されている。上側のネジ部６２は、締結ナット６３によって締結されている。

このように、係合板４８と底板２１との間に締結部材６０のスペーサ部６１を挟持させて隙間を設けるとともに、係合板４８を締結部材６０によって底板２１に締結固定するようにしたから、係合板４８を溶接によって固定した場合に比べて、施工上のばらつきを容易に抑えることができ、コストを削減することができる。

《その他の実施形態》
なお、本実施形態では、係合板４８を左右方向に延びる板材で構成し、その左右両端部を締結部材５０で締結固定するようにしているが、この形態に限定するものではない。例えば、係合板４８を前後方向に延びる板材で構成し、その前後両端部を締結部材５０で締結固定するようにしても良い。

このような構成とすれば、建設機械１０が左側に転倒し、キャブ３０が右上方に向かって傾いてキャブ３０の左側が浮き上がろうとした場合でも、前後方向に配置した２つの締結部材５０によってこの浮き上がり動作を阻止することができる。

以上説明したように、本発明は、キャブの異常な傾きを阻止する拘束機構を、溶接部位を設けることなく固定できるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

１０ 建設機械
１１ 下部走行体
１２ 上部旋回体
２０ アッパーフレーム
２１ 底板
２１ａ ネジ孔
３０ キャブ
３６ キャブマウント
４０ 拘束機構
４１ 係合軸
４８ 係合板
４８ａ 係合孔
４８ｂ 挿通孔
５０ 締結部材
５１ スペーサ部材
５２ 締結ボルト
６０ 締結部材
６１ スペーサ部
６２ ネジ部
６３ 締結ナット

Claims (2)

1. 下部走行体と、該下部走行体上に搭載された上部旋回体と、キャブマウントを介して該上部旋回体のアッパーフレーム上に支持されたキャブと、該キャブの異常な傾きを阻止する拘束機構とを備えた建設機械であって、
   前記拘束機構は、
   前記キャブの後部側に取り付けられ、前記アッパーフレームの底板に向かって下方に突出して延びる係合軸と、
   前記係合軸の外径よりも大きな内径の係合孔が形成され、前記底板と隙間を存して対向するように配設された係合板と、
   前記係合軸が前記係合孔に挿入され、該係合軸の軸心に該係合孔の中心が一致した状態で、前記係合板を前記底板に締結固定させる締結部材とを有し、
   前記締結部材は、筒状のスペーサ部材と、該スペーサ部材の筒内に挿通させる締結ボルトとを有し、
   前記底板には、前記締結ボルトのネジ部を締結させるネジ孔が形成され、
   前記係合板には、前記締結ボルトのネジ部を挿通させる挿通孔が形成され、
   前記係合板は、前記スペーサ部材を該係合板と前記底板との間に挟持させた状態で、前記締結ボルトのネジ部を該係合板の挿通孔及び該スペーサ部材の筒内に挿通させて該底板のネジ孔に締結させることで、該底板に締結固定されていることを特徴とする建設機械。
2. 下部走行体と、該下部走行体上に搭載された上部旋回体と、キャブマウントを介して該上部旋回体のアッパーフレーム上に支持されたキャブと、該キャブの異常な傾きを阻止する拘束機構とを備えた建設機械であって、
   前記拘束機構は、
   前記キャブの後部側に取り付けられ、前記アッパーフレームの底板に向かって下方に突出して延びる係合軸と、
   前記係合軸の外径よりも大きな内径の係合孔が形成され、前記底板と隙間を存して対向するように配設された係合板と、
   前記係合軸が前記係合孔に挿入され、該係合軸の軸心に該係合孔の中心が一致した状態で、前記係合板を前記底板に締結固定させる締結部材とを有し、
   前記締結部材は、スペーサ部と、該スペーサ部の上下両端に形成されたネジ部と、上側の該ネジ部に締結させる締結ナットとを有し、
   前記底板には、前記締結部材の下側のネジ部を締結させるネジ孔が形成され、
   前記係合板には、前記締結部材の上側のネジ部を挿通させる挿通孔が形成され、
   前記係合板は、前記締結部材のスペーサ部を該係合板と前記底板との間に挟持させた状態で、下側の前記ネジ部を該底板のネジ孔に締結させる一方、上側の該ネジ部を該係合板の挿通孔に挿通させて前記締結ナットに締結させることで、該底板に締結固定されていることを特徴とする建設機械。

Images