(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体上に上部旋回体が地面に対して鉛直な縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体に、ブームを備えた作業アタッチメントが取付けられるとともに、この作業アタッチメントの左右片側にオペレータが搭乗するキャブが設けられた建設機械において、機械転倒時に上記キャブに作用するブーム方向への横荷重を受け止める荷重受け部材と、上記横荷重を上記キャブから荷重受け部材に伝える荷重伝達部材とを有し、この荷重伝達部材は、上記荷重受け部材との間にクリアランスが形成され、かつ、ブームに対する取付点を支点として、上記クリアランスの範囲で弾性変形し得る状態で上記ブームに取付けられたことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
上記荷重伝達部材は、上記荷重受け部材側に突出する突片を有し、この突片と荷重受け部材との間に上記クリアランスが形成される状態でブームに設けられたことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
【請求項３】
上記ブームが、天板と、底板と、左右両側板とによって構成され、上記荷重伝達部材は、上記突片が上記荷重受け部材としてのブームの天板のキャブ側の端面に対してクリアランスを介して対向する状態でブームに取付けられたことを特徴とする請求項２記載の建設機械。
【請求項４】
上記荷重伝達部材に、同部材の後方からの荷重を受ける後側受け面が設けられた請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械。
【請求項５】
上記後側受け面が、上から見てブーム基端側に向かって先下がりの傾斜面に形成されたことを特徴とする請求項４記載の建設機械。
【請求項６】
上記荷重伝達部材が、本体と、ブームに取付けられる取付部とから成り、上記本体が、周囲が閉じた箱状に構成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の建設機械。
【請求項７】
上記荷重伝達部材が上記ブームに対して着脱自在に取付けられたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオペレータが搭乗するキャブの左右片側に作業アタッチメントのブームが配置された油圧ショベル等の建設機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。
【０００３】
油圧ショベルは、図７，８に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が地面に対して鉛直な縦軸Ｏまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２のアッパーフレーム３の左右一側(一般的な左側の場合で説明する)にオペレータが搭乗する操縦室としてのキャブ４が設けられるとともに、このキャブ４の右側にブーム５を備えた作業アタッチメント６が起伏自在に取付けられて成っている。
【０００４】
図７中、７はアッパーフレーム３の後端部に設けられたカウンタウェイトである。
【０００５】
この油圧ショベルにおいて、機械の転倒(横転)時に、キャブ４にブーム５側(右側)に作用する横荷重Ｗ(図８参照)に対して、キャブ内にＤＬＶ(Deflection-Limiting 
Volume)と称されるオペレータ空間が確保されるようにキャブ４の変形(変位といわれる場合もある。図８中に二点鎖線で示す)を抑制し得ることがキャブ規格(ＲＯＰＳ)として定められている。
【０００６】
このＲＯＰＳ規格をクリアするための構成として、特許文献１，２に示されているようにブーム５の側面等に荷重伝達部材を設け、キャブ４からの横荷重Ｗをこの荷重伝達部材を介して荷重受け部材(ブーム５、またはブーム５等に取付けられた専用部材)に伝える構成をとるものが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１０５６６９号公報
【特許文献２】特開２００８−２９１５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、公知技術によると、キャブ４が荷重伝達部材に接触した時点から直ちに横荷重を荷重受け部材に伝える構成、すなわち、荷重伝達部材によってキャブ４と荷重受け部材の接触を早めるだけの構成であるため、荷重のエネルギーそのものを低減することはできない。
【０００９】
このため、キャブ４のブーム側への移動を抑えることはできても、キャブ４の変形を抑えるという点ではなお不十分であった。
【００１０】
そこで本発明は、横荷重のエネルギーを吸収する機能を発揮してキャブの変形抑制効果を高めることができる建設機械を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、下部走行体上に上部旋回体が地面に対して鉛直な縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体に、ブームを備えた作業アタッチメントが取付けられるとともに、この作業アタッチメントの左右片側にオペレータが搭乗するキャブが設けられた建設機械において、機械転倒時に上記キャブに作用するブーム方向への横荷重を受け止める荷重受け部材と、上記横荷重を上記キャブから荷重受け部材に伝える荷重伝達部材とを有し、この荷重伝達部材は、上記荷重受け部材との間にクリアランスが形成され、かつ、ブームに対する取付点を支点として、上記クリアランスの範囲で弾性変形し得る状態で上記ブームに取付けられたものである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記荷重伝達部材は、上記荷重受け部材側に突出する突片を有し、この突片と荷重受け部材との間に上記クリアランスが形成される状態でブームに設けられたものである。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２の構成において、上記ブームが、天板と、底板と、左右両側板とによって構成され、上記荷重伝達部材は、上記突片が上記荷重受け部材としてのブームの天板のキャブ側の端面に対してクリアランスを介して対向する状態でブームに取付けられたものである。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、上記荷重伝達部材に、同部材の後方からの荷重を受ける後側受け面が設けられたものである。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４の構成において、上記後側受け面が、上から見てブーム基端側に向かって先下がりの傾斜面に形成されたものである。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの構成おいて、上記荷重伝達部材が、本体と、ブームに取付けられる取付部とから成り、上記本体が、周囲が閉じた箱状に構成されたものである。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの構成において、上記荷重伝達部材が上記ブームに対して着脱自在に取付けられたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、機械転倒時にキャブに作用する横荷重を荷重伝達部材を介して荷重受け部材に伝える構成を前提として、荷重伝達部材を、荷重受け部材との間にクリアランスが形成され、かつ、ブームに対する取付点を支点として、上記クリアランスの範囲で弾性変形し得る状態でブームに取付けたから、荷重伝達部材がクリアランスの範囲で変形した後、荷重受け部材に接触して荷重伝達作用が開始される。
【００１９】
すなわち、クリアランス内での荷重伝達部材の変形作用によって横荷重のエネルギーが吸収され、このエネルギー吸収機能によってキャブにかかる荷重そのものを低減させることができる。
【００２０】
この場合、荷重伝達部材がブームに対する取付点を支点に弾性変形してエネルギー吸収機能を発揮するため、塑性変形によって同機能を得る構成とした場合と比較して、荷重伝達部材の強度のばらつきや荷重のかかり方等にかかわらず、ほぼ同方向に確実に変形してエネルギー吸収機能及び荷重伝達機能を果たす。
【００２１】
このため、キャブの変形を抑える点の効果を高めることができる。
【００２２】
請求項２，３の発明によると、荷重伝達部材に突片を設け、この突片と荷重受け部材と
の間にクリアランスを形成したから、荷重受け部材に接触する部分が突片に特定されることから、荷重伝達作用が確実となる。また、クリアランスの寸法管理が容易で荷重伝達部材のブームへの取付けが簡単となる。
【００２３】
この場合、請求項３の発明によると、ブームが天、底、左右両側の各板で構成される場合に、突片がブーム天板のキャブ側の端面に接触する構成としたから、荷重受け部材(天
板８)そのものが変形するおそれがなく、キャブ変形抑制効果が確実となる。
【００２４】
ところで、図７，８に示す油圧ショベルにおいて、上部旋回体２の後端部に大重量のカウンタウェイト７が設けられているため、機械が真横ではなく、キャブ４の左後側が先に着地する態様でねじれ気味に転倒し、キャブ４に斜め後方から荷重が加わる可能性がある。
【００２５】
この場合、請求項４，５の発明によると、荷重伝達部材に、後方からの荷重を受ける後側受け面を設けたから、上記荷重に対してもエネルギー吸収機能及び荷重伝達機能を発揮させることができる。
【００２６】
とくに、後側受け面を垂直面ではなく、上から見てブーム基端側に向かって先下がりの傾斜面に形成した請求項５の発明によると、キャブの変形の仕方にばらつきがあっても後側受け面がキャブに確実に接触してエネルギー吸収機能及び荷重伝達機能を発揮する。
【００２７】
請求項６の発明によると、荷重伝達部材を、周囲が閉じた箱状の本体と、ブームに取付けられる取付部とによって構成したから、同部材全体として軽量で、ブーム総重量の増加を抑えながら必要な強度及び剛性を確保し、荷重伝達機能を確実に発揮させることができる。
【００２８】
請求項７の発明によると、荷重伝達部材をブームに対して着脱自在に取付けたから、ＲＯＰＳ規格を他の構成(たとえばキャブに補強フレームを取付ける構成)でクリアする機械や、同規格の対象外となる機械については荷重伝達部材を取外したり、ユーザーの要望に応じてさらに大強度のものに取り替えたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態にかかる油圧ショベルのアッパーフレームとブームの一部の斜視図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】同平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】(ａ)は図５の状態からキャブが荷重伝達部材に接触した状態、(ｂ)はさらに荷重伝達部材が弾性変形してブームに接触した状態をそれぞれ示す図５相当図である。
【図７】油圧ショベルの全体概略斜視図である。
【図８】同正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施形態を図１〜図６によって説明する。
【００３１】
実施形態において、図７，８に示す部分と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００３２】
実施形態では、ブーム５を荷重受け部材とし、機械転倒時にキャブ４に作用する横荷重
をブーム５で受け止める構成をとっている。
【００３３】
ブーム５は、天、底板８，９と左右両側板１０，１１とによって箱形に構成され、基端部が、図７，８に示す上部旋回体２のアッパーフレーム３にブームフットピン１２によって取付けられている。これにより、ブーム５がブームフットピン１２を中心として起伏自在となっている。
【００３４】
このブーム５における基端側の左側面、すなわち、ブーム５を最大限またはその近くに倒した状態でキャブ４の右前側の上部と対向する側面(左側板１０)に、荷重伝達部材１３がキャブ４の右側面と近接対向する状態で設けられている(図５参照)。
【００３５】
この荷重伝達部材１３は、図２以降に詳しく示すように、周囲(上下、左右、前後の各
面)が閉じた箱状の本体１４と、この本体１４のブーム側の側面(右側面)に設けられた板
状の取付部１５とから成り、次のように取付けられている。
【００３６】
(Ｉ)  取付部１５は、下部が本体１４よりも下方に突出する状態で本体１４に取付けられ、この取付部１５の、下方突出部分(部材全体の下部)が、ブーム５の左側板１０に溶接等で固定された厚板状の上下両側取付座１６，１７に上下各複数本のボルト１８…によって取付けられている。
【００３７】
これにより、荷重伝達部材１３が、対ブーム取付点(正確には上側取付座１６に対する
取付部分)を支点として左右方向に弾性変形し得る状態となり、かつ、ボルト１８の着脱
によってブーム５に対して着脱し得る状態となっている。
【００３８】
(ＩＩ)  取付部１５のブーム側の面(右側面)の中間上部寄りの位置に、ブーム側に突出する突片１９が、荷重伝達部材１３の前後方向のほぼ全幅に亘って設けられ、この突片１９と、ブーム天板８のキャビン側(左側)端面８ａとの間にクリアランスｃが形成されている。
【００３９】
これにより、荷重伝達部材１３が、ブーム側にクリアランスｃの範囲で弾性変形し得る状態となっている。
【００４０】
また、本体１４の後側に、上から見てブーム基端側に向かって先下がりの傾斜面となった後側受け面２０が形成されている。
【００４１】
この構成において、機械の転倒時に、図６(ａ)に示すようにキャブ４に横荷重Ｗが加えられると、まず、キャブ４が傾いて荷重伝達部材１３の本体１４に接触し、横荷重Ｗが同部材１３に伝達され始める。
【００４２】
この段階では突片１９とブーム天板８の左端面８ａとの間にクリアランスｃが保たれている。
【００４３】
次の段階では、図６(ｂ)に示すように横荷重Ｗによって荷重伝達部材１３がブーム側(
右側)に弾性変形し、クリアランスｃが無くなった時点から横荷重Ｗがブーム５に伝えら
れる。
【００４４】
これにより、横荷重Ｗがブーム５で受け止められるため、キャブ４のそれ以上の変形(
横移動)が抑制され、キャブ４内のＤＬＶが確保される。
【００４５】
また、機械の転倒の仕方によってキャブ４に後方荷重が作用した場合は、キャブ４の右前側の上部が荷重伝達部材１３の後側受け面２０に接触するため、この後方荷重も同部材１３に加えられ、かつ、同部材１３を介してブーム５に受け止められる。
【００４６】
このように、機械の転倒時に、荷重伝達部材１３がクリアランスｃの範囲で弾性変形した後、荷重受け部材としてのブーム５に接触して荷重伝達作用が開始される構成としたから、荷重伝達部材１３の弾性変形作用によって横荷重Ｗのエネルギーが吸収され、このエネルギー吸収機能によってキャブ４にかかる横荷重Ｗそのものを低減させることができる。
【００４７】
このため、キャブ４の変形を抑える点の効果を高めることができる。
【００４８】
この場合、荷重伝達部材１３が塑性変形ではなく、ブーム５に対する取付点を支点とする弾性変形によってエネルギー吸収機能を発揮するため、塑性変形によって同機能を得る構成とした場合と比較して、荷重伝達部材１３の強度のばらつきや荷重のかかり方等にかかわらず、ほぼ同方向に確実に変形してエネルギー吸収機能及び荷重伝達機能を果たす。
【００４９】
また、荷重伝達部材１３に突片１９を設け、この突片１９とブーム５との間にクリアランスｃを形成したから、ブーム５に接触する部分が突片１９に特定されることから、荷重伝達作用が確実となる。また、クリアランスｃの寸法管理が容易で荷重伝達部材１３のブーム５への取付けが簡単となる。
【００５０】
この場合、突片１９がブーム天板８のキャブ側の端面８ａに接触する構成としたから、荷重受け部材(ブーム天板８)そのものが変形するおそれがなく、キャブ変形抑制効果が確実となる。
【００５１】
さらに、カウンタウェイト７の影響によって機械が真横ではなく、キャブ４の左後側が先に着地する態様でねじれ気味に転倒し、キャブ４に斜め後方から荷重が加わった場合にも、後側受け面２０によってエネルギー吸収機能及び荷重伝達機能を発揮させることができる。
【００５２】
とくに、後側受け面２０を垂直面ではなく、上から見てブーム基端側に向かって先下がりの傾斜面に形成したから、キャブ４の変形の仕方にばらつきがあっても後側受け面２０がキャブ４に確実に接触してエネルギー吸収機能及び荷重伝達機能を発揮する。
【００５３】
加えて、荷重伝達部材１３を、周囲が閉じた箱状の本体１４と、ブーム５に取付けられる取付部１５とによって構成したから、同部材１３全体として軽量で、ブーム総重量の増加を抑えながら必要な強度及び剛性を確保し、荷重伝達機能を確実に発揮させることができる。
【００５４】
また、荷重伝達部材１３をブーム５に対して着脱自在にボルト止めしたから、ＲＯＰＳ規格を他の構成(たとえばキャブ４に補強フレームを取付ける構成)でクリアする機械や、同規格の対象外となる機械については荷重伝達部材１３を取外したり、ユーザーの要望に応じてさらに大強度のものに取り替えたりすることができる。
【００５５】
他の実施形態
(１)  キャブ４に作用する横荷重Ｗを荷重受け部材に伝達する構成に関して、上記実施形態では、横荷重Ｗを荷重伝達部材１３の突片１９を介してブーム天板８の左端面８ａに伝達する構成をとったが、横荷重Ｗを突片１９を介してブーム左側板１０、もしくはブーム５に設けられた油圧配管や配管用ブロック、またはブーム５やアッパーフレーム３に取付けた専用の荷重伝達部材に伝達する構成をとってもよい。
【００５６】
また、突片１９ではなく、荷重伝達部材１３の本体１４を荷重受け部材に接触させてエネルギー吸収作用及び荷重伝達作用を行わせる構成をとってもよい。この場合、本体１４と荷重受け部材との間にクリアランスｃを形成することになる。
【００５７】
(２)  荷重伝達部材１３の後側受け面２０を垂直(ブーム長さ方向に対して直角)に設けてもよい。
【００５８】
(３)  本発明は油圧ショベルに限らず、ハイブリッド式のショベルや電気ショベル(バ
ッテリを動力源とするバッテリショベルを含む)、ショベルを母体として構成される解体
機や破砕機等を含めて、キャブとブーム付きの作業アタッチメントとを備えた建設機械に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  下部走行体
２  上部旋回体
３  アッパーフレーム
４  キャブ
５  荷重受け部材としてのブーム
６  作業アタッチメント
８  ブーム天板
８ａ  ブーム天板の左端面
９  ブーム底板
１０  ブーム左側板
１１  ブーム右側板
１３  荷重伝達部材
１４  荷重伝達部材の本体
１５  同取付部
１６，１７  上下両側取付座
１８  ボルト
１９  突片
２０  後側受け面
ｃ  クリアランス
Ｗ  横荷重
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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