WO2016043344A1 - 油圧ショベル - Google Patents

Abstract

　キャブ（３２）を有する油圧ショベル（１）であって、キャブ（３２）は、天井の側方にて前後に延設された側部ビーム（５７）、および後方隅部に立設され、下端部から上方に向かうに従って後方側に傾斜し、上端部にかけて上方に延びる後部ピラー（５６）を含んで構成されるキャブフレーム（５１）と、上下方向に沿った軸回りでの回動によりキャブフレーム（５１）に開閉自在に設けられるドア（６１）と、側部ビーム（５７）および後部ピラー（５６）の接合部分に設けられて当該接合部分を補強する補強材（７１）とを備え、ドア（６１）の開放時には、補強材（７１）がドア（６１）の上部よりも後方側に位置する。

Description

油圧ショベル

　本発明は、油圧ショベルに関する。

　キャブ仕様の小型の油圧ショベルにおいては、上部旋回体の略全体を上方から覆うようにキャブが搭載されている。また、小型の油圧ショベルでは、上部旋回体でのエンジンルームの占める割合が大きい。エンジンルームは、上部旋回体の後部側にて所定の高さで設けられている。従って、上部旋回体に搭載されるキャブの後部下側は、オペレータの居住空間を多くとるために、前方側に向かって所定の高さで斜めに削がれた形状になっている。さらに、キャブの後部下側の形状に併せて、キャブを構成するキャブフレームも同様な形状を有している。具体的に、キャブフレームのそのような形状に対応した部分には、下端部から上方に向かうに従って後方に傾斜した後部ピラーが用いられている（例えば、特許文献１の図８参照）。

　一方、特許文献１に記載の油圧ショベルでは、キャブに設けられたドアとして、前後にスライドするスライド式の開閉構造が採用されている。

特開２００４－３６１６９号公報

　ところで、近年の小型の油圧ショベルとしては、開発コストや製造コストを抑えることが要求されており、ドアの開閉構造としても、構造が複雑なスライド式に代えて、ヒンジを用いた簡素な開閉構造の採用が望まれている。
　また、前記のように下端部から上方に向かうに従って後方に傾斜したピラーを用いてオペレータの居住空間を多くとり、キャブを大きくすると、キャブフレームの剛性が低下する。そこで、キャブフレームの剛性を上げるために、補強材を側部ビームと後部ピラーとの間に架設し、剛性を確保することも考えられるが、ヒンジ式のドアを採用した場合、開放したドアが補強材に衝突して損傷する可能性がある。

　本発明の目的は、ドアの開閉構造として、ヒンジ等を採用した場合でも、キャブフレームの剛性を確保できるとともに、開放したドアの損傷を防止できる油圧ショベルを提供することにある。

　本発明の油圧ショベルは、キャブを有する油圧ショベルであって、前記キャブは、天井の側方にて前後に延設された側部ビーム、および後方隅部に立設され、下端部から上方に向かうに従って後方側に傾斜し、上端部にかけて上方に延びる後部ピラーを含んで構成されるキャブフレームと、上下方向に沿った軸回りでの回動により前記キャブフレームに開閉自在に設けられるドアと、前記側部ビームおよび前記後部ピラーの接合部分に設けられて当該接合部分を補強する補強材とを備え、前記ドアの開放時には、前記補強材が前記ドアの上部よりも後方側に位置することを特徴とする。
　ここで、後部ピラーが傾斜しているとは、直線状に傾斜している場合や、湾曲して傾斜している場合を含む。

　本発明によれば、ドアの開閉構造として、回動軸を有するヒンジ等を採用するが、キャブフレームの側部ビームと後部ピラーとの接合部分を補強材により補強するため、側部ビームおよび後部ピラー間での捩れ等を防止でき、キャブフレームの後部下側の削がれた部分を含むキャブフレーム全体の剛性を確保できる。
　また、開放したドアの上部よりも後方にそのような補強材を位置させるので、ドアが補強材に衝突する心配がなく、ドアの損傷を防止できる。

　本発明の油圧ショベルでは、前記補強材にはアンテナが取り付けられることが好ましい。
　本発明の油圧ショベルでは、前記補強材は、中空の箱形形状であることが好ましい。
　本発明の油圧ショベルにおいて、前記側部ビームおよび前記後部ピラーは、水平方向の外側に向かって凸状とされた断面形状を有し、前記側部ビームおよび前記後部ピラーの各表面の最も外側に突出した頂部の表面と、前記補強材の表面とが面一になって連続していることが好ましい。

本発明の一実施形態に係る油圧ショベルを示す側面図。 実施形態の要部を示す斜視図。 実施形態の要部を示す断面図であり、図１の矢印A-A断面図。 実施形態の要部をキャブの内部から観た内観図。 実施形態の要部に取り付けられたアンテナの配線経路を示す斜視図。

［油圧ショベルの概略構成］
　以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１は、本実施形態に係る油圧ショベル１を示す側面図である。図１において、油圧ショベル１は、油圧モータにて駆動されるクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２の上部に旋回自在に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３の前方側に設けられて土砂の掘削等を行う作業機４とを備え、小型の油圧ショベルとして構成されている。

　このうち上部旋回体３は、略中央に図示しない旋回油圧モータが設けられたレボフレーム３１を備えている。レボフレーム３１には、前部側から後部側に向かって順に前記作業機４、オペレータが乗り込むキャブ３２、およびカウンタウェイト３３が設けられている。その他、レボフレーム３１には、前方および上方がキャブ３２で覆われ、後方および側方が外装カバー３４等で覆われたエンジンルーム３５が所定の高さで設けられている。

　また、図示を省略するが、キャブ３２の下方には、エンジンで駆動される油圧ポンプから圧送された圧油を、下部走行体２や作業機４に分配するコントロールバルブが配置されている。キャブの右側方には、燃料タンク、作動油タンク、エンジン冷却水用のサブタンクなど、タンク類が配置されている。なお、本実施形態において、前後左右とは、キャブ３２内で着座したオペレータを基準とした方向である。

　作業機４は、レボフレーム３１に上下揺動自在に取り付けられたブーム４１と、ブーム４１の先端に上下揺動自在に取り付けられた図示略のアームと、アームの先端に上下揺動自在に取り付けられた図示略のバケットとを有している。ブーム４１、アーム、およびバケットは、油圧シリンダであるブームシリンダ４１Ａ、アームシリンダ、バケットシリンダのシリンダロッドの先端にそれぞれ連結されており、各シリンダロッドをコントロールバルブからの圧油にて伸縮動作させることにより揺動する。

　さらに、小型の油圧ショベル１である本実施形態では、別の作業機として、下部走行体２のトラックフレーム２１の前部にブレード４２が設けられている。このブレード４２は、図示しないブレードシリンダによって動作する。ブレードシリンダも、コントロールバルブからの圧油にて伸縮する。

［キャブ構造］
　図１に示すように、キャブ３２は、複数のフレーム部材を箱形形状に接合したキャブフレーム５１を備えている。キャブフレーム５１は、フロア面部５２Ａを有して上部旋回体３上に支持されるフロアフレーム５２と、フロアフレーム５２の後部に階段状に設けられてオペレータシートの支持面部５３Ａを有する支持フレーム５３と、フロアフレーム５２の前部の左右両側に立設された前部ピラー５４と、左側方において支持フレーム５３の直前位置にてフロアフレーム５２に立設されたセンターピラー５５と、キャブ３２の後方隅部である支持フレーム５３の後部の左右両側に立設された後部ピラー５６とを備えている。

　さらに、キャブフレーム５１は、右側において図示略の前部ピラーおよび後部ピラー５６（図５参照）の間に水平に架設された図示略の中間ビームと、左右の前部ピラー５４の上端間に架設された図示略の前部ビームと、左右両側において前部ピラー５４および後部ピラー５６の上端間（左側ではセンターピラー５５の上端を含む）に架設されて前後に延設された側部ビーム５７と、左右の後部ピラー５６の上端間に架設された後部ビーム５８（図２～図５参照）と、天井部分を構成する天井プレート５９（図２参照）とを備えている。

　このようなキャブ３２の後部下側は、エンジンルーム３５を避けるために、前方に向かって斜めに削がれている。そして、そのような形状に対応するために、支持フレーム５３の後端縁５３Ｂは、後方に向かって斜めに傾斜している。同様に、後部ピラー５６の下部側も、下端部から上方に向かうに従って後方側に傾斜した傾斜部５６Ａとなっており、傾斜部５６Ａから上端部にかけて上方に略鉛直に延びている。なお、支持フレーム５３の後端部は、エンジンの上部に位置した支持プレート３３Ａに支持されている。このような支持プレート３３Ａは、カウンタウェイト３３に立設された左右の支柱３３Ｂの上端間に架設されている。

　本実施形態のキャブ３２において、オペレータが乗り降りする左側には、ヒンジ式のドア６１が設けられている。このため、センターピラー５５には、上下に離間した位置に一対のヒンジ６２が取り付けられている。ドア６１は、それらのヒンジ６２の上下方向に沿った軸回りでの回動により、キャブフレーム５１に対して開閉自在に設けられている。このようなヒンジ式の開閉構造では、スライド式のドアを採用していた従来とは異なり、キャブフレーム５１にガイドレールが設けられていない。

　これに対してキャブ３２の右側には、図示および詳細な説明を省略するが、左右にスライド可能な一対のガラス板からなる引戸タイプのサッシ窓が設けられている。このようなサッシ窓は、キャブフレーム５１の中間の高さ位置で水平に架設された前述の中間ビーム、その上方の天井側の側部ビーム５７、前側の前部ピラー５４、および後側の後部ピラー５６によって区画される領域に配置される。

［キャブフレームの補強構造］
　図２は、本実施形態の要部を拡大して示す斜視図である。
　図１、図２において、従来のようなガイドレールが設けられていないキャブフレーム５１には、後部ピラー５６と側部ビーム５７との接合部の剛性を確保するために、補強材７１が設けられている。具体的に補強材７１は、側部ビーム５７と後部ピラー５６との接合部分で形成されるコーナーの内側に設けられ、この接合部分を補強する。なお、キャブ３２の右側では、補強材７１のような部材は設けられていないが、前述したサッシ窓設置用の中間ビームが設けられることで、キャブフレーム５１の剛性が確保されている。

　補強材７１は、側部ビーム５７と後部ピラー５６との接合部分であるコーナー部分において、直角を成す二辺が側部ビーム５７および後部ピラー５６に接合された側面視で略直角三角形の部材である。また、補強材７１は、開放されたドア６１の上部よりも後方側に位置している（図１中では２点鎖線参照）。ここで、ドア６１の上部とは、図１における斜線で記した部分を指す。このため、補強材７１には、ラジオ用のアンテナ８１が取り付けられているが、アンテナ８１とドア６１とは干渉しない。アンテナ８１やその取付構造については後述する。

［補強材の詳細］
　図３は、補強材７１の断面図であり、図１の矢印A-A断面図である。
　ここで先ず、側部ビーム５７および後部ピラー５６の断面形状について説明する。図３に示すように、側部ビーム５７は、水平方向の外側に向かって凸状とされた曲面部５７Ａを有している。曲面部５７Ａの断面形状は、本実施形態では、１／４円弧状である。このため、曲面部５７Ａの下端縁は、最も外側に突出した頂部５７Ｂになっている。頂部５７Ｂの下側には、キャブ３２のガラス板３２Ａを保持するためのガラス保持部５７Ｃが内側に向かって折曲して設けられている。側部ビーム５７の裏面側は、鉛直面部５７Ｄとして形成されている。

　これに対して後部ピラー５６は側部ビーム５７と同じ断面形状を有している。側部ビーム５７および後部ピラー５６のそれぞれの端部は、同一断面形状部分が略４５°の角度で切断され、切断面を互いに突き合わせることで溶接等により接合され、コーナー部分を形成している。

　補強材７１は、そのようなコーナーでの接合部分を補強することで、後部ピラー５６および側部ビーム５７間で捩れ等が生じるのを抑制する。この結果、キャブフレーム５１の下部側の削がれた部分を含むキャブフレーム５１全体の剛性が確保される。

　このような補強材７１は具体的に、表面側の第１プレート７２と、裏面側の第２プレート７３とにより、中空の箱形形状とされている。第１、第２プレート７２，７３は、互いに平行とされて水平方向に離間した鉛直面部７２Ａ，７３Ａと、鉛直面部７２Ａ，７３Ａにおける直角三角形の斜辺に対応した部分と連続した折曲部７２Ｂ，７３Ｂとを備えている。

　第１、第２プレート７２，７３は、折曲部７２Ｂ，７３Ｂ近傍にて斜辺に沿って溶接等により接合されている。第２プレート７３の折曲部７３Ｂの下側には、ガラス保持部７３Ｃが設けられている。また、第１、第２プレート７２，７３は、側部ビーム５７および後部ピラー５６に対向した側で離間しており、補強材７１として開放している。この開放部分を塞ぐように、第１、第２プレート７３，７３が側部ビーム５７および後部ピラー５６に溶接等で接合されている。

　補強材７１の裏面側では、第１プレート７２の鉛直面部７２Ａの上端縁が側部ビーム５７の頂部５７Ｂに溶接等で接合されている。接合された状態では、鉛直面部７２Ａの表面と頂部５７Ｂの表面とが面一になっている。また、補強材７１の裏面側においても、第２プレート７３の鉛直面部７３Ａの上端縁が側部ビーム５７の鉛直面部５７Ｄに溶接等で接合されている。接合された状態では、鉛直面部７３Ａ，５７Ｄ同士が面一になっている。このように、補強材７１と側部ビーム５７とで、互いの接合部分が面一になっていることから、溶接後の仕上げ作業等が容易となる。補強材７１と後部ピラー５６との接合構造も同様である。

［アンテナの取付構造］
　図１～図３において、補強材７１の第１プレート７２には、ＡＭ／ＦＭラジオ用のアンテナ８１が取り付けられている。ラジオチューナは、その操作性を考慮し、他の操作スイッチ類と同様にキャブ３２内の右側に配置される。また、ラジオチューナ付近には、通信衛星等を利用して情報通信を行う通信機器も配置され、通信機器用のアンテナも配置される。この場合、そのようなアンテナとの配置規定により、当該アンテナから所定距離以上離れた位置にラジオ用のアンテナ８１を取り付ける必要がある。

　このことから本実施形態では、ラジオチューナとは左右逆側に設けられた補強材７１にアンテナ８１が取り付けられる。補強材７１が中空の箱形形状であるため、アンテナ８１の構成部材の一部を補強材７１内に収容可能であり、そのような構成部材を露出させないことで、キャブ３２内での内観を良好にできる。さらに、補強材７１の第１プレート７２の表面は平坦であることから、アンテナ８１を安定した状態に容易に取り付けることができる。これらの点で補強材７１は、アンテナ８１の取付部材として好適である。

　アンテナ８１は、補強材７１の第１プレート７２に設けられた開口部７２Ｃを塞ぐように、当該第１プレート７２にねじ止め等される略半球体状のベース部材８２と、ベース部材８２の凹部８２Ａに配置される球体状の回動部材８３と、回動部材８３から鉛直方向の上側に向けて突設された取付ボルト８３Ａに螺合されるロッド状のアンテナ体８４と、ベース部材８２および補強材７１間に介装されるシート状のシール部材８５とを備えている。

　アンテナ８１はさらに、長手方向の中央部分がベース部材８２に保持されるとともに、一端側が補強材７１内に突設され、他端側が回動部材８３に挿入および係合される軸部材８６と、補強材７１内にて軸部材８６に挿通され、軸部材８６の一端側から螺入されたナット８６Ａによりベース部材８２に取り付けられるターミナル部材８７と、ターミナル部材８７およびベース部材８２間にシール部材８５と共に介装される環状のスペーサ８８と、回動部材８３の外側から中央に向けて軸部材８６の軸方向に対して直交する方向で螺入される蝶ねじ８９とを備えている。これらのうち、回動部材８３、アンテナ体８４、および軸部材８６は、金属等の導体で形成され、電気的に導通している。

　このようなアンテナ８１は、補強材７１に取り付けられていることで、補強材７１と同様、開放されたドア６１とは干渉しない。また、アンテナ８１では、蝶ねじ８９の先端が回動部材８３の内部で軸部材８６と係合しており、蝶ねじ８９を緩めることにより、蝶ねじ８９を回動軸として回動部材８３を回動可能である。油圧ショベル１をトレーラにて輸送する場合、上方に突出するアンテナ８１が輸送時の高さ制限を超えることがあるため、輸送時に回動部材８３を回動させてアンテナ体８４を下向きにし、高さ制限を越えないようにする（図１および図３中の２点鎖線参照）。この際にも、図１に示すように、下向きとされたアンテナ８１と開放されたドア６１とが干渉することはない。

［アンテナの配線構造］
　図３に示すように、アンテナ８１のターミナル部材８７の内部では、軸部材８６に対する電気的な導通が維持されるようにしてアンテナ線ＡＣの一端が結線されている。補強材７１の第２プレート７３には挿通孔７３Ｄが設けられており、ターミナル部材８７からのアンテナ線ＡＣは、挿通孔７３Ｄに取り付けられたグロメット７３Ｅを通して補強材７１から引き出され、キャブ３２内で配線されている。

　キャブ３２内において、キャブフレーム５１の天井プレート５９の下方には内張９１が設けられている。内張９１の左右の後方隅部には切欠部９１Ａが設けられている。補強材７１から出たアンテナ線ＡＣは、アンテナ８１に近い左側の切欠部９１Ａを通して、内張９１の裏側に入り込んでいる。内張９１の裏側でのアンテナ線ＡＣは、後部ビーム５８に取り付けられた環状のリテーナ９２を通して配線され、図示しないラジオチューナに近い右側の切欠部９１Ａからキャブ３２内へと引き出されている。

　キャブ３２内に引き出されたアンテナ線ＡＣは、右側の後部ピラー５６に取り付けられるカバーの中を通ってラジオチューナに結線される。

［実施形態の効果］
　以上の本実施形態の油圧ショベル１によれば、ドア６１の開閉構造として、ヒンジ６２を採用した場合でも、キャブフレーム５１の剛性を確保できるとともに、開放したドア６１の損傷を防止できるとういう効果があり、本発明の目的を達成できる。

　なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
　例えば、前記実施形態では、補強材７１にアンテナ８１が取り付けられていたが、アンテナ８１を補強材７１以外の箇所に取り付けた場合でも、本発明に含まれる。

　前記実施形態では、補強材７１が中空であったり、後部ピラー５６および側部ビーム５７と面一とされたりしたが、これに限定されない。例えば、補強材を所定の厚みを有するプレートにて形成したり、後部ピラー５６および側部ビーム５７によるコーナー部分を外側から完全に覆うように補強材を接合してもよい。

　前記実施形態では、キャブフレームの左側には、右側のような中間ビームが設けられていないとして説明したが、開放したドア６１が衝突しない突出量となるように、同様な中間ビームを取り付けることも可能である。つまり、本発明において、そのような中間ビームの有無は問わない。

　本発明は、特に小型の油圧ショベルに好適に利用することができる。

　１…油圧ショベル、３２…キャブ、５１…キャブフレーム、５６…後部ピラー、５７…側部ビーム、５７Ｂ…頂部、６１…ドア、７１…補強材。

Claims (4)

1. 　キャブを有する油圧ショベルであって、
   　前記キャブは、天井の側方にて前後に延設された側部ビーム、および後方隅部に立設され、下端部から上方に向かうに従って後方側に傾斜し、上端部にかけて上方に延びる後部ピラーを含んで構成されるキャブフレームと、
   　上下方向に沿った軸回りでの回動により前記キャブフレームに開閉自在に設けられるドアと、
   　前記側部ビームおよび前記後部ピラーの接合部分に設けられて当該接合部分を補強する補強材とを備え、
   　前記ドアの開放時には、前記補強材が前記ドアの上部よりも後方側に位置する
   　ことを特徴とする油圧ショベル。
2. 　請求項１に記載の油圧ショベルにおいて、
   　前記補強材にはアンテナが取り付けられる
   　ことを特徴とする油圧ショベル。
3. 　請求項１または請求項２に記載の油圧ショベルにおいて、
   　前記補強材は、中空の箱形形状である
   　ことを特徴とする油圧ショベル。
4. 　請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の油圧ショベルにおいて、
   　前記側部ビームおよび前記後部ピラーは、水平方向の外側に向かって凸状とされた断面形状を有し、
   　前記側部ビームおよび前記後部ピラーの各表面の最も外側に突出した頂部の表面と、前記補強材の表面とが面一になって連続している
   　ことを特徴とする油圧ショベル。
    
    

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