JP6557019B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、床板を含むキャブと、前側キャブサポート及び後側キャブサポートを含むサポート部材とを備えた建設機械に関する。

一般に、建設機械の代表例である油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の前側に俯仰動自在に接続された作業腕装置とから大略構成されている。上部旋回体は骨組み構造体をなす旋回フレームを備え、旋回フレームは、底板と、底板上に立設され且つ前後方向に延びる左右一対の縦板と、各縦板の外面から幅方向外方に延出する複数のサポート部材とを含む。複数のサポート部材は前側キャブサポート及び後側キャブサポートを含み、運転員が搭乗するキャブは、前側が幅方向に間隔をおいて配設された一対の前側防振マウントを介して前側キャブサポート上に弾性的に支持され、後側が幅方向に間隔をおいて配設された一対の後側防振マウントを介して後側キャブサポート上に弾性的に支持されている。そして、キャブの下面と前側キャブサポートの上面及び後側キャブサポートの上面との間には間隙が存在し、キャブに加わる振動が各防振マウントによって低減されている。又、作業腕装置は、旋回フレームの縦板の前側に俯仰動自在に接続されたブームと、ブームの先端側に揺動自在に接続されたアームと、アームの先端側に回動自在に接続された作業具と、ブームを俯仰動させるブームシリンダと、アームを揺動させるアームシリンダと、作業具を回動させる作業具シリンダとから大略構成されている。

油圧ショベル等の建設機械は、傾斜地や不整地等において転倒しキャブに大きな外力が作用した場合でも、キャブの変位を抑制、即ちキャブ内の空間を一定程度確保、することによってキャブ内に搭乗した運転員が押しつぶされてしまう危険を回避することが重要である。下記特許文献１には、ブームが最大作業半径をなす姿勢にあり且つキャブが側方からブームへ向かう外力を受けたときにキャブの側面に当接される当接部がブームに配設され、この当接部はブームから一方の縦板よりもキャブに近接する側方位置まで延びている上部体が開示されている。そして、この上部体によれば、ブームが最大作業半径をなす姿勢にあり且つキャブが側方からブームへ向かう外力を受けたときに、ブームの当接部とキャブの側面とが当接して外力を受承することから、キャブが旋回フレームの縦板と当接して外力を受承する場合と比較してキャブの変位が抑制される。

特許第５３５２９８０号公報

しかしながら、上述した上部体においては、ブームが最大作業半径をなす姿勢にあるときに当接部がキャブの側面に当接されるように配設されていることから、ブームが俯仰動され最大作業半径をなす姿勢にないときにキャブが側方からブームへ向かう外力を受けた場合には、ブームの当接部とキャブの側面とが当接せず、このためキャブの変位を抑制することができない。一方、ブームが最大作業半径をなす姿勢以外の姿勢においても当接部がキャブの側面に当接し得るようにすると、当接部の大型化及び重量化を招くこととなってしまう。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、ブームの姿勢によらず、簡易な構成でキャブに外力が作用した場合にキャブの変位が抑制される建設機械を提供することである。

本発明によれば、上記技術的課題を解決する建設機械として、床板を含むキャブと、前側キャブサポート及び後側キャブサポートを含むサポート部材とを備え、該床板の前側は幅方向に間隔をおいて配設された一対の前側防振マウントを介して該前側キャブサポート上に支持され、該床板の後側は幅方向に間隔をおいて配設された一対の後側防振マウントを介して該後側キャブサポート上に支持され、該床板の下面と該前側キャブサポートの上面及び該後側キャブサポートの上面との間には間隙が存在する建設機械において、該一対の後側防振マウントの幅方向内側に位置する方の後側防振マウントよりも更に幅方向内側において、該床板と該後側キャブサポートとの間には両者間の間隙を低減する板状の低減片が該後側キャブサポートの上面又は該床板の下面のいずれかに固定されており、該低減片が該後側キャブサポートの上面に固定されている場合には、該床板の下面と該低減片の上面との間には間隙が存在し、かつ該後側キャブサポートの上面と該低減片の下面との間には間隙が存在せず、該低減片が該床板の下面に固定されている場合には、該後側キャブサポートの上面と該低減片の下面との間には間隙が存在し、かつ該床板の下面と該低減片の上面との間には間隙が存在しない、ことを特徴とする建設機械が提供される。

好ましくは、該低減片は該後側キャブサポートの上面に固定されている。該低減片は該床板の下面に固定されているのが好都合である。該キャブは後端且つ幅方向内側端に立設された後内支柱を含み、該低減片は該後内支柱の下方に位置するのが好適である。

本発明によって提供される建設機械においては、幅方向内側に位置する後側防振マウントよりも更に幅方向内側において、床板と後側キャブサポートとの間には両者間の間隙を低減する板状の低減片が後側キャブサポートの上面又は床板の下面のいずれかに固定されており、低減片が後側キャブサポートの上面に固定されている場合には、床板の下面と低減片の上面との間には間隙が存在し、かつ後側キャブサポートの上面と低減片の下面との間には間隙が存在せず、低減片が床板の下面に固定されている場合には、後側キャブサポートの上面と低減片の下面との間には間隙が存在し、かつ床板の下面と低減片の上面との間には間隙が存在しないことから、低減片が配設されていない場合と比較して両者が速やかに当接して外力を受承するため、キャブの変位が抑制される。

本発明に従って構成された油圧ショベルの左側面図。 図１に示す旋回フレームを左上前方からみた斜視図。 図２に示す旋回フレームの一部を左上後方からみた斜視図。 図１に示すキャブのフレーム構造体を左上前方からみた斜視図。 図３中のＡ−Ａ方向からみた断面図（キャブの一部を含む）。

以下、本発明に係る建設機械の実施形態について、代表的な建設機械である油圧ショベルを例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１を参照して説明する。全体を符号２で示す油圧ショベルは、自走可能な下部走行体４と、下部走行体４上に旋回自在に搭載された上部旋回体６と、上部旋回体６の前側に俯仰動自在に接続された作業腕装置８とから大略構成されている。油圧ショベル２は、土砂等の掘削作業時においては、作業腕装置８が俯仰動され、上部旋回体６が下部走行体４に対し旋回されることによって、土砂等の掘削作業を行うことができるようになっている。

作業腕装置８は、上部旋回体６の前側に俯仰動自在に接続されたブーム１０と、ブーム１０の先端側に揺動自在に接続されたアーム１２と、アーム１２の先端側に回動自在に接続された作業具１４と、ブーム１０を俯仰動させる左右一対のブームシリンダ１６（左側のみ図示されている）と、アーム１２を揺動させるアームシリンダ１８と、作業具１４を回動させる作業具シリンダ２０とから大略構成されている。

上部旋回体６は骨組み構造体をなす旋回フレーム２２を備え、旋回フレーム２２上には、運転員が搭乗するキャブ２４と、エンジンやエンジンの冷却水を冷却するための熱交換器等の各種機器が収容された機器収容室２６と、作業腕装置８に対して重量バランスをとるカウンタウエイト２８と、燃料を貯留する燃料タンク（図示されていない）と、作動油を貯留する作動油タンク（図示されていない）等が配設されている。これらの配設箇所については、キャブ２４は旋回フレーム２２の左前側に配設され、機器収容室２６はキャブ２４の後方に配設され、カウンタウエイト２８は旋回フレーム２２の後端に配設され、燃料タンク及び作動油タンクは旋回フレーム２２の右側に配設されている。尚、本明細書の説明で用いられている前後方向及び幅方向は、図１中のキャブ２４内に搭乗した運転員から見た前後方向及び幅方向である。

図２を参照して説明する。旋回フレーム２２は、底板３０と、底板３０上に立設され且つ幅方向に間隔をおいて前後方向に延びる左右一対の縦板３２と、右側に位置する縦板３２の外面から右方向に延出する複数の右サポート部材３４と、左側に位置する縦板３２の外面から左方向に延出する複数の左サポート部材３６と、複数の右サポート部材３４の延出端の各々に接続され且つ前後方向に延びる右スカート板３８と、複数の左サポート部材３６の延出端の各々に接続され且つ前後方向に延びる左スカート板４０とを備えている。

底板３０及び縦板３２は、作業腕装置８等から大きな荷重が作用する構造部材であり、厚肉の鋼板から形成されている。底板３０は、平板状に形成され、前後方向に延在している。縦板３２は、三角形状に形成され、下端が底板３０の上面に溶接により接合されている。各縦板３２の頂部には、ブーム１０の基端が連結ピンを介して接続される円形状のブーム連結ピン穴３２ａが形成されている。又、各縦板３２の前端には、ブームシリンダ１６の基端が連結ピンを介して接続される円形状のブームシリンダ連結ピン穴３２ｂが形成されている。

縦板３２間の前側には、鋼板から四角形状に形成された傾斜板４２が配設されている。傾斜板４２は、縦板３２の上端に略沿って傾斜して配設され、幅方向両端部が縦板３２の内面に、下端が底板３０の上面に、夫々、溶接により接合されている。傾斜板４２の下側には、ブームシリンダ１６に接続される油圧配管（図示されていない）等が挿通される四角形状の開口４２ａが形成されている。又、各縦板３２の後側には、エンジンが取付けられるエンジンマウント４４が前後方向に間隔をおいて２個ずつ配設され、更にその後側には、カウンタウエイト２８が取付けられるカウンタウエイトブラケット４６が配設されている。

複数の右サポート部材３４及び左サポート部材３６は、キャブ２４、熱交換器、燃料タンク及び作動油タンク等を支持する部材である。複数の右サポート部材３４及び複数の左サポート部材３６は、平板状の鋼板、幅方向の断面形状がＬ字状に屈曲された鋼板、幅方向の断面形状がコ字状に屈曲された鋼板、又はこれらの組合せから形成されている。右スカート板３８及び左スカート板４０は、旋回フレーム２２の幅方向外縁をなす化粧部材であり、上下方向両端部の夫々が幅方向内方に向かって屈曲された薄肉の鋼板から形成されている。

図示された実施形態においては、キャブ２４が旋回フレーム２２の左前側に配設されており、複数の左サポート部材３６は、キャブ２４の前側を支持する前側キャブサポート３６ａと、キャブ２４の後側を支持する後側キャブサポート３６ｂとを含む。

図２と共に図３を参照して説明する。前側キャブサポート３６ａは、幅方向の断面形状がＬ字状に屈曲された鋼板から形成され前面部４８ａ及び前面部４８ａの下端から後方に延びる底面部４８ｂからなる前板４８と、前板４８の前面部４８ａの上端に溶接により接続された上板５０とを有している。前板４８の幅方向内側端部は底板３０の上面前端に接続された基端から前方に延出する接続部材５２の延出端に、前板４８の幅方向外側端部は左スカート板４０の内面前端に、夫々、溶接により接合されている。上板５０は、実質上水平に延在し、幅方向両端部の夫々に前後方向の幅が拡幅された拡幅部５０ａを有している。各拡幅部５０ａには円形状の前側防振マウント取付穴５０ｂ（幅方向外側のみ図示されている）が形成され、各前側防振マウント取付穴５０ｂにはキャブ２４の前側を弾性的に支持する前側防振マウント５４（幅方向内側のみ図示されている）が配設されている。各拡幅部５０ａの後側は下方に向かって屈曲されて前板４８の底面部４８ｂの上面に溶接により接合されている。又、上板５０の幅方向内側端部は接続部材５２の延出端に、上板５０の幅方向外側端部は左スカート板４０の内面前端に、夫々、溶接により接合されている。

尚、上記のとおりの記載及び図面を参照することによって明確に理解されるとおり、前側キャブサポート３６ａの幅方向内側とは作業腕装置８側のことであり、前側キャブサポート３６ａの幅方向外側とは上部旋回体６の外縁側のことである。図示された実施形態においてはキャブ２４が上部旋回体６の左側に配設されているため、前側キャブサポート３６ａの幅方向内側は前側キャブサポート３６ａの右側となり、前側キャブサポート３６ａの幅方向外側は前側キャブサポート３６ａの左側となる。一方、図示された実施形態とは逆にキャブが上部旋回体の右側に配設される場合、前側キャブサポートの幅方向内側は前側キャブサポートの左側となり、前側キャブサポートの幅方向外側は前側キャブサポートの右側となる。又、幅方向内側及び幅方向外側については、後側キャブサポート３６ｂや後述するキャブ２４のフレーム構造体７０においても同様である。

後側キャブサポート３６ｂは、前後方向に間隔をおいて配設され且つ幅方向に延びる前面板５６及び背面板５８、前面板５６の上端と背面板５８の上端とに接続され且つ幅方向に延びる天面板６０、並びに前面板５６の下端と背面板５８の下端とに接続され且つ左右方向に延びる底面板６２を有している。

図示された実施形態においては、前面板５６及び天面板６０は幅方向の断面形状がＬ字状に屈曲された１枚の鋼板から形成され、前面板５６の上端と天面板６０の前端とが連続している。天面板６０は、実質上水平に延在し、幅方向両端部の夫々に前後方向の幅が拡幅された拡幅部６０ａを有している。各拡幅部６０ａには円形状の後側防振マウント取付穴６０ｂ（幅方向外側のみ図示されている）が形成され、各後側防振マウント取付穴６０ｂにはキャブ２４の後側を弾性的に支持する後側防振マウント６４（幅方向内側のみ図示されている）が配設されている。又、幅方向内側に位置する拡幅部６０ａには、後側防振マウント６４よりも更に幅方向内側において、鋼板から四角形状に形成された低減片６６が溶接により接合されている。低減片６６の形状は四角形状に限定されず、円形状、楕円形状又は他の多角形状等であってもよい。低減片６６は後述するキャブ２４の後内支柱７６の下方に位置しているのが好適である（図５参照）。各拡幅部６０ａの後側は下方に向かって屈曲されて底板３０及び底面板６２の上面に溶接により接合されている。前面板５６の下端は底板３０及び底面板６２の上面に、前面板５６及び天面板６０の幅方向内側端部は左側に位置する縦板３２の外面に、前面板５６及び天面板６０の幅方向外側端部は左スカート板４０の内面に、夫々、溶接により接合されている。尚、前面板５６の下端と底板３０の上面とは必ずしも溶接により接合されていることを要しない。

背面板５８は、上下方向の断面がＬ字状に屈曲された鋼板から形成され、幅方向に延びる背面部５８ａと、背面部５８ａの幅方向内側端部から後方に延出する延出部５８ｂとを有している。背面板５８は、背面部５８ａが天面板６０の拡幅部６０ａ間に位置する部分の後端に沿って、且つ延出部５８ｂが天面板６０の幅方向内側に位置する拡幅部６０ａの幅方向外側端部に沿って、配設されている。背面部５８ａの上端、並びに延出部５８ｂの上端及び延出端は天面板６０に、背面部５８ａ及び延出部５８ｂの下端は底板３０及び底面板６２の上面に、背面部５８ａの幅方向外側端部は左スカート板４０の内面に、夫々、溶接により接合されている。底面板６２は、鋼板から四角形状に形成され、幅方向内側端部が底板３０の幅方向外側端部に、幅方向外側端部が左スカート板４０の内面に、夫々、溶接により接合されている。

図４を参照して説明する。キャブ２４は、鋼板から四角形状に形成された床板６８上に鋼管から形成された複数の支柱、上枠及び下枠からなるフレーム構造体７０が接続されている。フレーム構造体７０の支柱は、床板６８前部の幅方向内側に立設された前内支柱７２、床板６８前部の幅方向外側に立設された前外支柱７４、床板６８後部の幅方向内側に立設された後内支柱７６、床板６８後部の幅方向外側に立設された後外支柱７８、及び前外支柱７４と後外支柱７８との間に立設された中外支柱８０から構成されている。前内支柱７２及び前外支柱７４は、床板６８の前縁よりも前側に位置している。一方、後内支柱７６、後外支柱７８及び中外支柱８０は、床板６８の外縁よりも内側、即ち床板６８の上方、に位置している。

フレーム構造体７０の上枠は、前内支柱７２の上部と前外支柱７４の上部とを連結する前上枠８２、後内支柱７６の上部と後外支柱７８の上部とを連結する後上枠８４、前内支柱７２の上部と後内支柱７６の上部とを連結する内上枠８６、及び前外支柱７４の上部と後外支柱７８の上部と中外支柱８０の上部とを連結する外上枠８８から構成されている。又、フレーム構造体７０の下枠は、前内支柱７２の下部と前外支柱７４の下部とを連結する前下枠９０、後内支柱７６の下部と後外支柱７８の下部とを連結する後下枠９２、前内支柱７２の下部と後内支柱７６の下部とを連結する内下枠９４、及び前外支柱７４の下部と後外支柱７８の下部と中外支柱８０の下部とを連結する外下枠９６から構成されている。各支柱、各上枠及び各下枠は互いに溶接により接合されている。尚、フレーム構造体７０は、上述した各支柱、各上枠及び各下枠のほか、任意の方向及び箇所に他の支柱や枠材又は板材等が設けられていてもよい。

キャブ２４は、図１に示すとおり、フレーム構造体７０の前面、背面、両側面及び天面が窓、ドア及びパネル等によって覆われている。そして、キャブ２４の床板６８の前側は、各前側防振マウント５４を介して前側キャブサポート３６ａ上に弾性的に支持され、キャブ２４の床板６８の後側は、各後側防振マウント６４を介して後側キャブサポート３６ｂ上に弾性的に支持されている。図５に示すとおり、床板６８の下面と前側キャブサポート３６ａの上面及び後側キャブサポート３６ｂの上面との間には間隙Ｇが存在し、キャブ２４に加わる振動は各防振マウント５４，６４によって低減されている。

上述したとおりの、図１から図５までに示された油圧ショベル２の作用を説明する。油圧ショベル２が転倒し、キャブ２４の左側面が地面に接触した場合、キャブ２４には幅方向外側から幅方向内側に向かって外力が作用することとなる。この場合、キャブ２４の一部が旋回フレーム２２や作業腕装置８等と当接することによって外力を受承することとなるが、床板６８の下面と後側キャブサポート３６ｂの上面とについては、両者間には間隙Ｇが存在するため、両者が当接するまで両者の部分においては外力を受承することができない。しかしながら、本発明に係る油圧ショベル２においては、幅方向内側に位置する後側防振マウント６４よりも更に幅方向内側において、後側キャブサポート３６ｂの天面板６０の上面には低減片６６が固定されており、床板６８の下面と天面板６０の上面との間隙Ｇは低減片６６の厚さ分だけ低減されているため、低減片６６が配設されていない場合と比較して両者が速やかに当接して外力を受承することができ、このような簡易な構成によってキャブ２４の変位が抑制される。又、本発明に係る油圧ショベル２においては、低減片６６が後内支柱７６の下方に位置することから、キャブ２４に外力が作用した場合にフレーム構造体７０を構成する後内支柱７６によって効果的に外力を受承するためキャブ２４の変位が効果的に抑制される。

尚、上記の実施例においては、低減片が後側キャブサポートの上面に固定されている例について説明を行ったが、低減片はキャブの床板の下面に固定されていてもよい。又、前側キャブサポートや後側キャブサポート等のサポート部材の構造については、実施例において説明した構造に限定されるものではなく、例えば、前面板、背面板、天面板及び底面板とから左右方向の断面が矩形である箱型構造のような構造であってもよい。

２：油圧ショベル（建設機械）
２２：旋回フレーム
２４：キャブ
３４：右サポート部材
３６：左サポート部材
３６ａ：前側キャブサポート
３６ｂ：後側キャブサポート
５４：前側防振マウント
６４：後側防振マウント
６６：低減片
６８：床板
７０：フレーム構造体
７２：前内支柱
７４：前外支柱
７６：後内支柱
７８：後外支柱
８０：中外支柱
Ｇ：間隙

Claims (4)

1. 床板を含むキャブと、前側キャブサポート及び後側キャブサポートを含むサポート部材とを備え、該床板の前側は幅方向に間隔をおいて配設された一対の前側防振マウントを介して該前側キャブサポート上に支持され、該床板の後側は幅方向に間隔をおいて配設された一対の後側防振マウントを介して該後側キャブサポート上に支持され、該床板の下面と該前側キャブサポートの上面及び該後側キャブサポートの上面との間には間隙が存在する建設機械において、
   該一対の後側防振マウントの幅方向内側に位置する方の後側防振マウントよりも更に幅方向内側において、該床板と該後側キャブサポートとの間には両者間の間隙を低減する板状の低減片が該後側キャブサポートの上面又は該床板の下面のいずれかに固定されており、
   該低減片が該後側キャブサポートの上面に固定されている場合には、該床板の下面と該低減片の上面との間には間隙が存在し、かつ該後側キャブサポートの上面と該低減片の下面との間には間隙が存在せず、
   該低減片が該床板の下面に固定されている場合には、該後側キャブサポートの上面と該低減片の下面との間には間隙が存在し、かつ該床板の下面と該低減片の上面との間には間隙が存在しない、ことを特徴とする建設機械。
2. 該低減片は該後側キャブサポートの上面に固定されている、請求項１記載の建設機械。
3. 該低減片は該床板の下面に固定されている、請求項１記載の建設機械。
4. 該キャブは後端且つ幅方向内側端に立設された後内支柱を含み、該低減片は該後内支柱の下方に位置する、請求項１から３までいずれかに記載の建設機械。