(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業装置と前記作業装置の側方に配置されたキャブとを備えた作業機械のキャブ保護構造であって、
前記キャブが前記作業装置側に向かって荷重を受けて倒れ込んだ際に、前記キャブの前記作業装置側の支柱が前記作業装置に接触する接触位置に、板状の補強プレートが取り付けられていて、
前記支柱は、前記キャブの前面に配置される左右一対の支柱のうち前記作業装置側の支柱であって、前記補強プレートは、前記支柱の表面上に前記キャブ内からの視界を阻害しないように取り付けられ、
前記接触位置は、前記作業装置が最大リーチ姿勢をとっている状態において、前記作業装置側から前記キャブを見た側面視で前記支柱と前記作業装置の上面とが重なる位置の近傍に設定され、
前記補強プレートの取付位置は、前記接触位置に限定される
ことを特徴とする、作業機械のキャブ保護構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機体外側の側方からキャブの上部に対して加わる荷重（横荷重）からキャブを保護する、作業機械のキャブ保護構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４に示すような代表的な作業機械である油圧ショベル１においては、図中に矢印で示すように機体外側の側方から荷重Ｆがキャブ１０の上部に直に加わる事態に備えてキャブ１０を補強するキャブ保護構造が種々開発されている。なお、図４中の符号２は下部走行体を示し、符号３は上部旋回体を示し、符号４はブーム４ａ，アーム４ｂ及びバケット（作業具）４ｃを有する作業装置を示し、符号５はシャーシフレームを示している。
【０００３】
例えば特許文献１には、キャブの上部を側方から支持する保護手段をキャブ外に設置して、キャブに加わる過大な外力によりキャブが変形することを防止する技術が開示されている。
詳細には、特許文献１に開示された保護手段は、角鋼管や丸鋼管で形成された主保護部材と副保護部材とを有して構成されている。主保護部材は、旋回体の底部に機体前後方向に並設された一対のメインフレームのうちの一方のメインフレームに立設され、且つキャブの屋根とほぼ同じ高さに形成されている。副保護部材は１つ又は複数個設けられ、少なくとも１つの副保護部材は、主保護部材の上部と一対のメインフレームのうちの他方のメインフレームとの間に斜めに設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３５０９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献１記載の技術によれば、主保護部材はキャブの屋根を支えるべくメインフレームから屋根まで延びるように立設されるために、その構造が過大となるという課題がある。また、メインフレームには各種の装置が設置されており、そこに両メインフレームを跨るように副保護部材が設けられると、各装置のレイアウトが制限されるとともに副保護部材がメンテナンス時に障害になるという課題がある。
【０００６】
さらにキャブ１０は一般的に、図５に示すように、良好な前方視界を確保するためにフロントピラー１１Ｌ，１１Ｒがリヤピラー１２Ｌ，１２Ｒよりも細く形成されている。そのため、キャブ１０前側の強度が後側に比べて落ちるので、キャブ１０前側の強度を高めることが望まれている。しかしながら、特許文献１記載の保護手段によれば、その設置場所が作業装置４の可動範囲を避けた位置に限定されるため、キャブ１０の後端しか補強できないという課題がある。なお、図５中の符号１３はドアを取り付けるためのセンタピラーを示している。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みて案出されたもので、機体外側の側方からキャブの重心位置よりも上側の部分に加わる荷重に対して、簡素な構成でキャブを保護することができるようにした、作業機械のキャブ保護構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の作業機械のキャブ保護構造は、作業装置と前記作業装置の側方に配置されたキャブとを備えた作業機械のキャブ保護構造であって、前記キャブが前記作業装置側に向かって荷重を受けて倒れ込んだ際に、前記キャブの前記作業装置側の支柱が前記作業装置に接触する接触位置に、板状の補強プレートが取り付けられていて、前記支柱は、前記キャブの前面に配置される左右一対の支柱のうち前記作業装置側の支柱であって、前記補強プレートは、前記支柱の表面上に前記キャブ内からの視界を阻害しないように取り付けられ、前記接触位置は、前記作業装置が最大リーチ姿勢をとっている状態において、前記作業装置側から前記キャブを見た側面視で前記支柱と前記作業装置の上面とが重なる位置の近傍に設定され、前記補強プレートの取付位置は、前記接触位置に限定されることを特徴としている。ここで、前記荷重は、前記キャブの重心位置よりも上側の部分に受けるものとする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の作業機械のキャブ保護構造によれば、キャブの作業装置側の支柱に板状の補強プレートを取り付けるという簡素な構成で、機体外側の側方から作業装置側に向かってキャブの重心位置よりも上側の部分に対して加わる荷重を受けて変形しやすい支柱を補強することができ、その結果、そのような荷重からキャブを保護することができる。
また、補強プレートの取付位置はキャブが作業装置側に倒れ込んだ際に前記支柱が作業装置に接触する接触位置に限定されるので、補強プレートの大きさを必要最小限に抑えてより簡素な構成にすることができる。また、支柱上に補強プレートを取り付けるので、オペレータの視界を阻害しないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業機械のキャブ保護構造を示す模式的な側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る作業機械のキャブ保護構造を示す模式的な斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る作業機械のキャブ保護構造の補強プレートの取付位置を説明するための模式的な斜視図である。
【図４】一般的な油圧ショベルを模式的に示す斜視図である。
【図５】一般的な油圧ショベルのキャブの支柱と視界範囲との関係を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面により本発明の作業機械のキャブ保護構造の実施の形態について説明する。図面は、従来技術を説明する際に用いた図面も流用しながら説明する。
＜構成＞
本実施形態の作業機械のキャブ保護構造は、図４に示すような油圧ショベル１のキャブ１０に好適に適用されるものである。
【００１３】
油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２上に旋回自在に結合された上部旋回体３と、上部旋回体３の前部中央から前方へ延出するように設置されて種々の作業を行なう作業装置４とを備えている。作業装置４は、ブーム４ａとアーム４ｂとバケット等の作業具４ｃとを有している。
上部旋回体３は架台としてのシャーシフレーム５を有しており、シャーシフレーム５は、機体幅方向中央に位置し且つ機体前後方向に延在する左右一対のメインフレーム５ａ（図３参照）を有している。
【００１４】
各メインフレーム５ａの前部には、図３に示すように、ブーム４ａの基端部を支持するブームフート部５ｂが設けられている。シャーシフレーム５の前部左側には、ブームフート部５ｂに支持されたブーム４ａに隣接するように、オペレータ室としてのキャブ１０が載置されている。すなわち、キャブ１０は作業装置４の側方に設置されている。
キャブ１０は、図５に示すように、キャブ前面に互いに離隔して設置される左右一対のフロントピラー（前側の支柱）１１Ｌ，１１Ｒと、キャブ後面に互いに離隔して設置される左右一対のリヤピラー（後側の支柱）１２Ｌ，１２Ｒと、レフトフロントピラー１１Ｌとレフトリヤピラー１２Ｌとの間に設置されるセンタピラー（ドア取付用支柱）１３とを備えている。
【００１５】
また、キャブ１０は、図３に示すように、左右一対のフロントピラー１１Ｌ，１１Ｒの上端部を連結するフロントルーフメンバ１４と、左右一対のリヤピラー１２Ｌ，１２Ｒの上端部を連結するリヤルーフメンバ１５と、レフトフロントピラー１１Ｌ，レフトリヤピラー１２Ｌ及びセンタピラー１３の各上端部を連結するレフトルーフメンバ１６と、ライトフロントピラー１１Ｒ及びライトリヤピラー１２Ｒの各上端部を連結するライトルーフメンバ１７とを備えている。なお、図３においては、キャブ１０は天井面に設置される天井窓を取り外した状態で描かれている。
【００１６】
各ピラー１１Ｌ，１１Ｒ，１２Ｌ，１２Ｒ，１３及び各メンバ１４，１５，１６，１７はそれぞれ、鋼板により中空に形成された構造物であり、その断面形状は要求される強度や窓ガラスの取り付け等を考慮して任意に設定される。
レフトフロントピラー１１Ｌとレフトルーフメンバ１６とは、図３に示すように一体に形成されていても良いし（つまり、例えば一本の鋼管を角部で湾曲させるようにして形成されていても良いし）、あるいは、別体に形成されて角部においてジョイントで結合されていても良い。同様に、ライトフロントピラー１１Ｒとライトルーフメンバ１７とについても、一体に形成されていても良いし、あるいは、別体に形成されて角部においてジョイントで結合されていても良い。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施形態では、ライトフロントピラー１１Ｒの所定の位置Ｙが、補強プレート２０によって補強されるようになっている。補強プレート２０は板金で形成された矩形の板状の部材であって、ライトフロントピラー１１Ｒのキャブ外側の表面に、溶接やあるいはボルトやリベット等の固定手段で取り付けられている。
上記所定の位置Ｙは、図３に示すように、キャブ１０の重心位置よりも上側の部分（以下、単に上部ともいう。ここでは、キャブ１０のレフトルーフメンバ１６付近、つまり機体外側の屋根付近を例示する）に対して機体外側の側方からブーム４ａ側に向かって荷重（以下、横荷重ともいう）Ｆが加わり、キャブ１０がブーム４ａ側（機体内側）に倒れ込んだ際に、ライトフロントピラー１１Ｒがブーム４ａに接触する可能性のある接触位置Ｙである。
【００１８】
具体的には、接触位置Ｙは、常態時に油圧ショベル１をその右側方から見た側面視において、つまりキャブ１０の変形前の側面視で、ライトフロントピラー１１Ｒとブーム４ａの上面とが重なる位置（交差位置）Ｘの近傍を接触位置として設定することができる。
本発明者らの知見によれば、キャブ１０が過大な横荷重Ｆを受けてブーム４ａ側に倒れ込むときには、その荷重点の前後位置及びキャブ１０の前後強度バランスによりキャブ１０の変形挙動が変化し、したがって、ブーム４ａとの接触位置も変化する。そして、ライトフロントピラー１１Ｒは真横に変形するとは限らず、むしろ若干後ろ寄りに倒れ込んでブーム４ａの低い位置に接触すると考えられる。接触位置Ｙは、このようなキャブ１０の変形挙動の変化を考慮して接触する可能性のある範囲が接触位置として設定される。
【００１９】
補強プレート２０は、上記の交差位置よりも少し低い位置を含んだ、交差位置近傍の所定の範囲を接触位置Ｙとして補強するように取り付けられて、キャブ１０の変形挙動の変化にも対応し、接触する可能性のある位置をカバーすることが可能となっている。
この接触位置Ｙは、ブーム４ａが最大リーチ姿勢をとっている状態での接触位置Ｙに限定して設定されていれば好ましい。このとき、補強プレート２０の上下方向の長さは、接触位置Ｙを中心とした適宜の長さで設定される。
【００２０】
また、補強プレート２０の上下方向の長さは、ブーム４ａの上下揺動範囲に応じた長さに設定しても良い。つまり、ブーム４ａが最大リーチ姿勢をとっている状態での接触位置Ｙを下端部として上方の適宜の位置まで延びる長さに設定しても良い。
【００２１】
＜作用・効果＞
本発明の一実施形態に係る作業機械のキャブ保護構造は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
図３に示すように、キャブ１０の上部に対して機体内側に向かって過大な横荷重Ｆが作用すると、この横荷重Ｆを受けてキャブ１０はブーム４ａ側に倒れ込み、ライトフロントピラー１１Ｒがブーム４ａに接触する。ライトフロントピラー１１Ｒが断面角形状のブーム４ａの角Ｐと接触すると、ライトフロントピラー１１Ｒには角Ｐでつまり接触位置Ｙで局部的に過大な荷重がかかる。ライトフロントピラー１１Ｒに過大な荷重がかかった場合、ライトフロントピラー１１Ｒは接触位置Ｙで座屈するように変形するおそれがある。
【００２２】
本実施形態では、ライトフロントピラー１１Ｒがブーム４ａに接触する可能性のある位置Ｙに補強プレート２０を取り付けているので、補強プレート２０が荷重を受けてその荷重を分散し軽減することが可能になり、キャブ１０が横荷重Ｆを受けた際にキャブ１０が局部的に変形することを抑制してキャブ１０を保護することができる。
また、ブーム４ａが最大リーチ姿勢をとっている状態での接触位置Ｙに補強プレート２０が設置されていれば、機体の姿勢が最も不安定な状態において効果的にキャブ１０を保護することができる。
【００２３】
また、ライトフロントピラー１１Ｒに補強プレート２０を取り付けるだけなので、簡素な構成でキャブ１０を保護することができる。さらに、補強プレート２０の取付位置はキャブ１０がブーム４ａ側に倒れ込んだ際にライトフロントピラー１１Ｒがブーム４ａに接触する接触位置Ｙに限定されるので、補強プレート２０の大きさを必要最小限に抑えてより簡素な構成にすることができる。
【００２４】
また、ライトフロントピラー１１Ｒの表面上に補強プレート２０を取り付けるのでオペレータの視界が阻害されないという利点がある。さらに、前方視界を確保するためにライトフロントピラー１１Ｒを細く形成しながら、その強度を上げることができるという利点がある。
【００２５】
［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。
例えば、上記実施形態では、補強プレート２０は矩形の板状に形成されているが、その他の形状、例えば楕円形状の板状に形成されていても良い。
【００２６】
また、上記実施形態の作業機械のキャブ保護構造は、油圧ショベル１のキャブ１０に適用されることに限定されず、作業装置の側方にキャブが存在し、キャブの重心位置よりも上側の部分が作業装置側に向かって過大な荷重を受けて作業装置に接触する場面が想定される作業機械、例えばクレーン等のキャブにも好適に使用することができる。このとき、作業機械の種類に応じて補強プレートを取り付ける支柱は設定され、ライトフロントピラー１１Ｒ以外の支柱に補強プレートを取り付けても勿論良い。
【符号の説明】
【００２７】
１  油圧ショベル
２  下部走行体
３  上部旋回体
４  作業装置
４ａ  ブーム
４ｂ  アーム
４ｃ  バケット
５  シャーシフレーム
５ａ  メインフレーム
１０  キャブ
１１Ｌ  レフトフロントピラー
１１Ｒ  ライトフロントピラー（支柱）
１２Ｌ  レフトリヤピラー
１２Ｒ  ライトリヤピラー
１３  センタピラー
１４  フロントルーフメンバ
１５  リヤルーフメンバ
１６  レフトルーフメンバ
１７  ライトルーフメンバ
２０  補強プレート
Ｆ  荷重
Ｐ  ブームの角
Ｙ  接触位置
【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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