WO2010122696A1 - 建設機械におけるキャブ保護構造 - Google Patents

Abstract

　機体に上下方向揺動自在に取付けられたブームの一側方にキャブが設けられた油圧ショベルにあって、機体がキャブ側から転倒した際、キャブを保護するにあたり、保護装置を大型化させることなくして確実にキャブを保護する保護装置を提供する。　油圧ショベル１のブーム４におけるブーム上面４ａに、少なくともブーム４が下動姿勢のときに側面視でブーム４とともにキャブ５の前方支柱部位５ａと重なる位置に位置するように保護部材１０を設けた。

Description

建設機械におけるキャブ保護構造

　本発明は、油圧ショベル等の建設機械において、機体転倒時にキャブを保護するキャブ保護構造の技術分野に属するものである。

　一般に、油圧ショベル等の建設機械においては、作業アタッチメントであるブームが機体本体に上下揺動自在に取付けられ、その左右方向一側方に隣接するようにしてキャブが取付けられている。

　このような建設機械において、万一機体が転倒したような場合、この転倒がブーム側であった場合は、ブームがキャブ保護部材として機能するためキャブが傾斜することは少ないが、転倒がキャブ側であった場合は、キャブが直接衝突することになってブーム側に傾斜してしまうことがある。この場合において、ブームが上動姿勢となっているときには、キャブの前方支柱上側部分や屋根部分と側面視でオーバーラップしているブームがキャブ上側部を支える保護部材として機能することになって、キャブの大きなブーム側への傾斜は抑制される。しかしながら、ブームが下動姿勢になっているときには、ブームはキャブの前方支柱下側部分でしか側面視でオーバーラップしていないため、キャブ上側部の支えになるものがなく、このため特にキャブが大きく傾斜する惧れがある。

　このため、ブーム基端部を軸支する一対のメインフレームのうち、キャブ側メインフレームにキャブの上面よりも上方に突出するよう主保護部材を立設するとともに、他方のメインフレームには主保護部材を支持するべく副保護部材を立設し、該主保護部材と副保護部材とでトラス構造を形成してキャブの保護部材とし、これによってキャブの変形を防止するようにしたものが知られている。

特開２００５－３５０９４８号公報

　しかしながら、前記従来のものは、保護部材をメインフレームからキャブの屋根を越える高さまでのものに構成しているため、メインフレームからキャブの屋根部分までは相当な距離があることから、このもののようにした場合、保護部材自体が巨大なものとなってしまう。

　その上、保護部材は、一対のメインフレームから立設した保護部材の先端同士を連結しているため、機体走行中あるいは作業中の振動によって揺れが発生すると、この揺れは、主、副の保護部材の長さと取り付け角度が相違するために異なる振動となる。そこで、この異なった振動により発生する負荷を吸収する必要があるため、副保護部材の支承部分に球面軸受けを取付けて負荷を吸収する構成にしているが、このような構成は、構造が複雑かつ部品点数も多いものとなって好ましくない。

　しかも、保護部材は、必要強度を確保するため、キャブ側メインフレームからだけでなく、他方のメインフレームからも立設しているが、この他方の保護部材は、ブームの揺動領域を避けた後方設置構造にしなければならず、そうすると保護部材自体、キャブ後方部位しか保護しないことになって、ブームが下動姿勢になっているとき、キャブの前方上半部が保護されず依然として傾斜しやすいものになるという問題がある。

　また、両メインフレームに懸架するようにして保護部材を設けることは、他に多くの部材装置が配設されるメインフレームにあってはこれら部材装置の配置に制約を与える結果となり、またメンテナンス時においても作業性を著しく損ねることになり、これらに本発明が解決せんとする課題がある。

　本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、機体に上下揺動自在に取り付けたブームの左右方向一側方にキャブを設けてなる建設機械において、機体転倒時にキャブを保護する保護部材を設けるにあたり、該保護部材は、ブーム上面よりも上方に突出していて、少なくともブームが下動姿勢のとき側面視でキャブの前方支柱部位と重なる位置に位置するようにしてブームに設けたことを特徴とする建設機械におけるキャブ保護構造である。
　請求項２の発明は、保護部材は、ブームの上面または側面の少なくとも一面に取付けられていることを特徴とする請求項１記載の建設機械におけるキャブ保護構造である。
　請求項３の発明は、保護部材は、少なくともブーム側面に平行な板面を有していることを特徴とする請求項１または２記載の建設機械におけるキャブ保護構造である。
　請求項４の発明は、保護部材は、ブーム側面に平行な板面を有した互いに離間対向する一対の板材と、該板材間に設けられる補強材とで構成されている請求項１乃至３何れか１記載の建設機械におけるキャブ保護構造である。
　請求項５の発明は、保護部材は、一対の板材と補強材とで内部空間が有る冂字形に形成されていることを特徴とする請求項４記載の建設機械におけるキャブ保護構造である。
　請求項６の発明は、保護部材は、上側ほどキャブから離間する方向の傾斜面を有したキャブ側の板材と、該板材の上端部から略直交してブームに至るよう傾斜した補強材とで構成されている請求項１又は２記載の建設機械におけるキャブ保護構造である。
　請求項７の発明は、保護部材は、板材と補強材とで形成される内部空間に、ブーム上面に配される配管や配線を貫通配設するための貫通部が形成されていることを特徴とする請求項５または６記載の建設機械におけるキャブ保護構造である。

　請求項１の発明とすることにより、機体転倒時にブームが下動姿勢であった場合でも、保護部材は、ブームと共にブーム上面でキャブを支持してキャブの転倒を防止することになって、これによってキャブを変形や破損から保護することができる。
　しかも、保護部材は、ブームと共にキャブの前方支柱部分や屋根部分に当接してキャブを支持することになるため、キャブ室内の後方部分を支持してキャブを保護するように構成したものと比べると、キャブ室内の前方つまりオペレータの前方をより確実に保護するため、オペレータの移動可能範囲がより広く確保され、これによってキャブからの脱出も容易となる等、オペレータの安全確保の点からも優れている。
　請求項２の発明とすることにより、保護部材は、ブームに設けられるものであるから、メインフレームの上部に設けたもののように、装置が大型化することなく、従って他の装置の配置に制約を与えたり、メンテナンスの際に邪魔になってブームを損ねたりすることがない。
　請求項３の発明とすることにより、傾斜したキャブの支持をブームと保護部材とが一体的におこなうことになって、キャブを確実に支持することができる。
　請求項４の発明とすることにより、保護部材は、板材が補強材によって補強されることによって確実にキャブを支持することができる。
　請求項５の発明とすることにより、保護部材は、一対の板材が補強材によって確実に補強されたものでありながら、補強材によって壁面が形成されることがないため、他の部材装置取付けの妨げとならず、また、ブーム上面において保護部材の向こう側を見通すことができて、メンテナンス作業等における作業効率を妨げることがない。
　請求項６の発明とすることにより、傾斜したキャブ側面を面接触によって広く支持することができて、より確実にキャブを保護することができる。
　請求項７の発明とすることにより、機体が転倒しても、貫通部に配される配管や配線は保護部材によって保護されることになり、転倒時にキャブが接触することによる配管等の破損、さらには破損による油の流出等を防止することができる。また、ブームの上面に配される配管等は、保護部材の貫通部を通せば良いことになって、保護部材を取付けたものであってもブーム上面の配設が妨げられることがない。

油圧ショベルの側面図である。 旋回体およびブームの部分斜視図である。 ブームおよび本発明の第一の実施の形態である保護部材の部分斜視図である。 ブームおよび本発明の第一の実施の形態である保護部材の正面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、ブームおよび本発明の第一の実施の形態である保護部材の作用説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、ブームおよび本発明の第二の実施の形態である保護部材の斜視図および正面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、ブームおよび本発明の第三の実施の形態である保護部材の斜視図および正面図である。

　次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着されるブーム４等の各部から構成されていることは従来通りである。
　一方、前記上部旋回体３の上部であって、ブーム４の左右方向一側方（ここでは左側方）には、オペレータの居住空間を保護するためのキャブ５が配設されている。該キャブ５は、図示しないビスカスマウントを介装した状態で、上部旋回体３に取付けられている。

　上部旋回体３の架台となる旋回フレーム６には、図２に示すように、該旋回フレーム６の前後方向に延びる左右一対のメインフレーム７Ｌ、７Ｒが設けられ、該メインフレーム７Ｌ、７Ｒの前部には、ブーム４の基端部が上下方向揺動自在に軸支されると共に、該ブーム４を揺動せしめるための左右のブームシリンダ９Ｌ、９Ｒの基端部が上下方向揺動自在に軸支される。

　図３、図４に示すように、ブーム４の上面４ａには、本発明の第一の実施の形態である保護部材１０が設けられている。該保護部材１０は、ブーム側面４ｂ、４ｃと平行な一対の板材１１ａ、１１ｂが、ブーム上面の幅方向両端部から互いに対向して立設され、該一対の板材１１ａ、１１ｂの上部が板材１１ｃによって連結されて冂字形を形成し、該冂字形の内側面には、ブーム上面４ａおよびブーム側面４ｂと直交する板状の補強材１２が、上端部および左右両端部がそれぞれ板材１１ａ、１１ｂ、１１ｃの内側面に固着した状態で設けられている。このようにして板材１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび補強材１２で構成される保護部材１０は、ブーム４の揺動範囲において、側面視でキャブ５の前方支柱５ａ或いは屋根部分５ｂと重なる（オーバーラップする）位置に設けられている。

　該補強材１２の下側中央部には本発明の貫通部に相当する切欠き部１２ａが形成されており、この切欠き部１２ａとブーム上面４ａとで形成される空間Ｓに、油路となる配管１３や電気配線等が配設できるようになっている。

　そして、油圧ショベル１を側面視した場合において、図５（Ａ）に示すように、ブーム４が最も下動位置に位置したときは、ブーム４および保護部材１０は、キャブ５の前方支柱５ａの下部から中央部までが重なり、図５（Ｂ）に示すように、ブーム４が中途位置に位置したときは、ブーム４および保護部材１０は、キャブ５の前方支柱５ａの中央部から上部までが重なり、図５（Ｃ）に示すように、ブーム４が上動位置に位置した場合は、ブーム４および保護部材１０はキャブ５の屋根部分５ｂが重なるようになっている。

　叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、保護部材１０をブーム４の上面４ａに設けるにあたり、保護部材１０は、ブーム４の揺動範囲内において、側面視で常にキャブ５の前方支柱５ａ或いは屋根部分５ｂと重なるように設けられており、これによって、機体転倒時にブーム４がどの位置に位置していても、傾斜したキャブ５はブーム４および保護部材１０に当接することになる。特に、ブーム４が下動位置に位置していた場合であっても、キャブ５の前方支柱５ａにブーム４および保護部材１０の両方が当接してキャブ５を支持することになり、ブーム４がどの揺動姿勢であるかにかかわらず転倒時にはキャブを確実に支持することができる。

　しかも、機体転倒時においてブーム４および保護部材１０が当接する部位は、キャブ前方支柱５ａ或いは屋根部分５ｂであるので、キャブ５の後方部分を保護する従来の構成のものと比べ、キャブ前側部分がより保護されることになって都合が良い。

　また、保護部材１０は、ブーム上面４ａに取付けられるものであって、ブーム上面４ａに通常配設される配管１３等は補強材１２に形成された貫通部である切欠き部１２ａ内を貫通するように配設すればよく、保護部材をメインフレーム７Ｌ、７Ｒに設けた従来のもののように、装置が大型化して他の部材装置の配置に制約を与えたり、メンテナンス等の作業性を損ねることもない。また、保護部材１０は、ブーム４の上面４ａの両端部を掛け渡すように設けているため、補強材１２による補強も板材１１ａ、１１ｂ、１１ｃの内側面に設けることができることになって、保護部材全体をシンプルでコンパクトなものにすることができる。
　また、配管１３等が切欠き部１２ａ内を貫通して配設されることによって、配管１３等は保護部材１０に保護されることになり、仮令機体が転倒してもキャブが配管１３に衝突することがなく、油路の配管破損による油の流出や電気配線等の断線を防ぐことができる。

　尚、本発明の実施の形態では、保護部材１０をブーム上面４ａに設けて構成したが、これに限定される必要はなく、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す第二の実施の形態のように、保護部材１４を、板材１５ａ、１５ｂがブーム側面４ｂ、４ｃに支持されてそれぞれブーム側面と平行になるようにブーム上側に向けて立設されたものにしても良い。この場合板材１５ａ、１５ｂはブーム側面４ｂと共にキャブを支持するようになっている。この場合も、第一の実施の形態と同様、板材１５ａと板材１５ｂとのあいだには板材１５ｃが掛け渡されて、全体として冂字形となっている。そして、冂字形内下面中央部に、貫通部である切欠き部１６ａが形成された補強材１６が設けられていることも第一の実施の形態と同様である。

　また、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す第三の実施の形態のように、保護部材１７を、ブーム４の上面４ａの側面４ｂ側から立設し、上側に至るほどキャブと離間する方向に傾斜した板材１８を設けたものに構成しても良い。この場合、該板材１８の上端部１８ａには、該板材１８と略直交するように補強材１９の上端部１９ａが接合され、該補強材１９の下端部１９ｂはブーム上面４ａにおけるブーム側面４ｃ側端部でブーム４と接合している。
　そして、板材１８と補強材１９とで形成される内部空間には貫通部２０が形成され、油路の配管や電気配線は該貫通部２０を貫通してブーム上面４ａに配設されるようになっている。

　このようにした場合、板材１８はキャブ５が傾斜した場合のキャブ側面５ｃの傾斜角と近い角度に予め傾斜させておけば、傾斜したキャブ側面５ｃを面接触状態で受け止めることになって、キャブ５の支持がより確実になる。しかも補強材１９が板材１８と略直交しているため梁として機能し、この結果、より優れたキャブ支持構造となる。
　しかも、ブーム上面４ａに配設される配管１３等は貫通部２０を貫通して配設されるため、第一、第二の実施の形態と同様、機体転倒時においてキャブ５がブーム４や保護部材１７に衝突しても、ブーム上面４ａに配設される配管１３等は保護部材１７によって保護されて油路である配管が破損して油が流出したりすることがない。
　また、配管１３等は貫通部２０を貫通して配設すればよいため、保護部材１７を迂回して配設したりする必要がなく、無駄のない配管をすることができる。
　尚、これらの補強材は板状であっても良いし棒状であってもよく、単数であっても複数であっても構わない。

　本発明は、油圧ショベル等の建設機械において、機体転倒時等におけるキャブの変形や破損を防止するためのキャブ保護構造の技術分野に利用可能である。

　　１　　油圧ショベル
　　４　　ブーム
　　４ａ　ブーム上面
　　４ｂ　ブーム側面
　　５　　キャブ
　　５ｃ　キャブ側面
　　５ａ　前方支柱
　　１０　保護部材

Claims (7)

1. 　機体に上下揺動自在に取り付けたブームの左右方向一側方にキャブを設けてなる建設機械において、機体転倒時にキャブを保護する保護部材を設けるにあたり、該保護部材は、ブーム上面よりも上方に突出していて、少なくともブームが下動姿勢のとき側面視でキャブの前方支柱部位と重なる位置に位置するようにしてブームに設けたことを特徴とする建設機械におけるキャブ保護構造。
2. 　保護部材は、ブームの上面または側面の少なくとも一面に取付けられていることを特徴とする請求項１記載の建設機械におけるキャブ保護構造。
3. 　保護部材は、少なくともブーム側面に平行な板面を有していることを特徴とする請求項１または２記載の建設機械におけるキャブ保護構造。
4. 　保護部材は、ブーム側面に平行な板面を有した互いに離間対向する一対の板材と、該板材間に設けられる補強材とで構成されている請求項１乃至３何れか１記載の建設機械におけるキャブ保護構造。
5. 　保護部材は、一対の板材と補強材とで内部空間が有る冂字形に形成されていることを特徴とする請求項４記載の建設機械におけるキャブ保護構造。
6. 　保護部材は、上側ほどキャブから離間する方向の傾斜面を有したキャブ側の板材と、該板材の上端部から略直交してブームに至るよう傾斜した補強材とで構成されている請求項１又は２記載の建設機械におけるキャブ保護構造。
7. 　保護部材は、板材と補強材とで形成される内部空間に、ブーム上面に配される配管や配線を貫通配設するための貫通部が形成されていることを特徴とする請求項５または６記載の建設機械におけるキャブ保護構造。

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