(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体上に上部旋回体を地面に対して鉛直な縦軸まわりに旋回自在に搭載し、この上部旋回体を構成するアッパーフレームの左右片側にオペレータが搭乗するキャブを、緩衝用の防振マウントを介して、同マウントの緩衝ストロークの範囲で上下及び水平方向に移動可能に設け、かつ、次の(Ａ)〜(Ｆ)の構成を備えたことを特徴とする建設機械。
(Ａ)  機械の転倒時にキャブを防護するためのガード部材を、キャブの少なくとも前面部を覆う状態でキャブに取付けていること。
(Ｂ)  上記アッパーフレームの前端部にブラケットを前方に突出して設けていること。
(Ｃ)  上記ガード部材の、上記キャブ前面部を覆う前側部分の下端部を上記ブラケットに上記防振マウントによるキャブの上下及び水平方向の移動を許容する係止機構によって止め付けていること。
(Ｄ)  上記係止機構は、上記ブラケットとガード部材とに跨って、かつ、ガード部材と一体に上下方向に移動可能に設けられた軸体と、アッパーフレーム側に係止して上記軸体の移動量を上記防振マウントの緩衝ストロークに相当する大きさに制限するように上記軸体の外周に設けられたストッパとによって構成していること。
(Ｅ)  上記ブラケットに、同ブラケットをアッパーフレーム前端面にボルト止めするための取付穴と、上記係止機構の軸体が貫通する軸体貫通穴とを設けていること。
(Ｆ)  上記取付穴を、キャブが接地する方向の機械の転倒時にキャブに作用する荷重の方向に対して直交またはほぼ直交する傾斜した横長穴として形成するとともに、上記軸体貫通穴を左右に長い横長穴として形成していること。
【請求項２】
上記軸体を、ガード部材側に固定した雌ねじ体と、アッパーフレーム側からこの雌ねじ体にねじ込んだねじ軸と、このねじ軸に外嵌させたスリーブとによって構成し、上記ねじ軸の締め込み力により上記スリーブを上記雌ねじ体に圧接させてねじ軸の弛み止めのための軸力を発生させるように構成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
【請求項３】
上記ガード部材に、上記前側部分の上端から後方に延びてキャブの天井を覆う後側部分を設け、これら前側及び後側両部分をキャブに取付けたことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械の転倒時にキャブを防護してキャブ内のオペレータ空間を確保するためのガード構造を改良し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９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、反対側にブーム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】
以下、図示のようにキャブ４内のオペレータから見てアッパーフレーム左側にキャブ４、右側に作業アタッチメント６が配置される一般的な油圧ショベルの場合で説明する。
【０００５】
図９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。
【０００６】
アッパーフレーム３は、図１０に示すように左前部にキャブ取付部８を有し、キャブ４がこのキャブ取付部８に、キャブ底部の四隅に配置された緩衝用の防振マウント９…を介して搭載される。
【０００７】
防振マウント９は、特許文献１，２に示されているように、防振ゴム等の弾性体によってキャブ４を上下方向の一定ストロークで上下及び水平方向に移動可能に弾性支持し、この防振マウント９…によってキャブ４の振動が緩和される。
【０００８】
この油圧ショベルにおいて、機械の転倒時(キャブ側である左側への横転倒時。以下にいう「転倒時」について同じ)に、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。
【０００９】
このＲＯＰＳ規格をクリアするための構成として、キャブ４を補強するガード部材をキャブ４の要所(たとえば上半分)に取付けた構造(特許文献３参照)、またはガード部材を、キャブを囲う状態でアッパーフレーム３に取付けた構造(特許文献４参照)が公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１８９０８９号
【特許文献２】特許第３６７１７９０号
【特許文献３】特開２００５−３５３１６号
【特許文献４】特開２０００−２２９５４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、ガード部材をキャブ４のみに取付けた特許文献３の構成では、キャブ４そのものの補強効果はあるものの、転倒時にキャブ４がアッパーフレーム３から引き剥がされる方向の外力に対して無力となり、キャブ４がアッパーフレーム３から離脱するおそれがある。
【００１２】
一方、ガード部材をアッパーフレーム３に取付けた特許文献４の構成では、上記キャブ４の離脱防止の点で有効となるが、図１０に示すように防振マウント９を備えた機械においては同マウント９の緩衝機能がガード部材によって殺されてしまうという弊害が生じる。
【００１３】
ところで、出願人は、上記課題を解決する技術として、ガード部材を、キャブ４の少なくとも前面部を覆う状態でキャブ４に取付け、このガード部材の、キャブ前面部を覆う前側部分の下端部をアッパーフレーム３の前端部に対して、防振マウント９によるキャブ４の上下及び水平方向の移動を許容する係止機構によって止め付ける技術を特願２００９−１７６１７６号として出願した。
【００１４】
この技術によると、防振マウント９の緩衝機能を生かしながら、キャブ４をアッパーフレーム３から引き剥がす方向の外力に対してガード部材を有効に作用させることができる。
【００１５】
そして、この技術を具現化する構造として、アッパーフレーム３の前端部にブラケットを前方に突出して設けるとともに、ガード部材の前側部分の下端部とこのブラケットとに跨って軸体を設け、この軸体に、これの移動量を防振マウントの緩衝ストロークに相当する大きさに制限するストッパを設ける構造を提案した。
【００１６】
この構造において、ストッパとブラケット上面部との間に、防振マウントの緩衝ストローク相当のクリアランスを確保する必要があるため、ブラケットをアッパーフレーム前端部にボルト止めする場合、ブラケットをアッパーフレーム前端部に対して上下位置調整自在に取付ける必要がある。
【００１７】
この場合、常識的にはボルトが通される取付穴を上下に長い長穴とし、この長穴の範囲でブラケットを上下位置調整することになる。
【００１８】
しかし、こうすると、長穴の方向が、ショベル転倒時にキャブに作用する荷重の方向(やや右倒れに傾いた上向き)とほぼ一致するため、ボルト締結力以上の荷重がかかるとブラケットがキャブとともに上向き移動する。
【００１９】
こうなると、キャブの移動量が設定値以上に大きくなってキャブ内のＤＬＶが減少するおそれがある。
【００２０】
そこで本発明は、機械転倒時のキャブガード策として、ブラケットをアッパーフレーム前端部にボルト止めし、このブラケットとガード部材とを軸体とストッパから成る係止機構によって止め付ける構造を前提として、ブラケットの上下位置調整機能を確保しながら、機械転倒時のブラケットの上向き移動を防止す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】
【００２１】
上記課題を解決する手段として、本発明においては、下部走行体上に上部旋回体を地面に対して鉛直な縦軸まわりに旋回自在に搭載し、この上部旋回体を構成するアッパーフレームの左右片側にオペレータが搭乗するキャブを、緩衝用の防振マウントを介して、同マウントの緩衝ストロークの範囲で上下及び水平方向に移動可能に設け、かつ、次の(Ａ)〜(Ｆ)の構成を備えたものである。
【００２２】
(Ａ)  機械の転倒時にキャブを防護するためのガード部材を、キャブの少なくとも前面部を覆う状態でキャブに取付けていること。
【００２３】
(Ｂ)  上記アッパーフレームの前端部にブラケットを前方に突出して設けていること。
【００２４】
(Ｃ)  上記ガード部材の、上記キャブ前面部を覆う前側部分の下端部を上記ブラケットに上記防振マウントによるキャブの上下及び水平方向の移動を許容する係止機構によって止め付けていること。
【００２５】
(Ｄ)  上記係止機構は、上記ブラケットとガード部材とに跨って、かつ、ガード部材と一体に上下方向に移動可能に設けられた軸体と、アッパーフレーム側に係止して上記軸体の移動量を上記防振マウントの緩衝ストロークに相当する大きさに制限するように上記軸体の外周に設けられたストッパとによって構成していること。
【００２６】
(Ｅ)  上記ブラケットに、同ブラケットをアッパーフレーム前端面にボルト止めするための取付穴と、上記係止機構の軸体が貫通する軸体貫通穴とを設けていること。
【００２７】
(Ｆ)  上記取付穴を、キャブが接地する方向の機械の横転倒時にキャブに作用する荷重の方向に対して直交またはほぼ直交する傾斜した横長穴として形成するとともに、上記軸体貫通穴を左右に長い横長穴として形成していること。
【００２８】
この構成によれば、ボルトが通されるブラケットの取付穴を、機械の転倒時にキャブに作用する荷重の方向に対して直交またはほぼ直交する傾斜した横長穴として形成しているため、もし機械が転倒してもブラケットがキャブに引っ張られて上向き移動するおそれがない。
【００２９】
従って、キャブの移動量を防振マウントの緩衝ストローク(クリアランス)以下に抑え、ＤＬＶを確保することができる。
【００３０】
しかも、取付穴は傾斜した横長穴であるため、傾斜分によってブラケットの上下位置を調整することができる。
【００３１】
ここで、上記のように取付穴の傾斜分でブラケットの上下位置を調整する構成とすると、この上下位置調整によってブラケットと軸体の左右方向の相対位置がずれてしまう。
【００３２】
この点、本発明では軸体貫通穴を左右に長い長穴としているため、この軸体貫通穴によって軸体とブラケットの左右方向の相対位置を調整し適正に保つことができる。
【００３３】
本発明においては、上記構成において、上記軸体を、ガード部材側に固定した雌ねじ体と、アッパーフレーム側からこの雌ねじ体にねじ込んだねじ軸と、このねじ軸に外嵌させたスリーブとによって構成し、上記ねじ軸の締め込み力により上記スリーブを上記雌ねじ体に圧接させてねじ軸の弛み止めのための軸力を発生させるように構成するのが望ましい(請求項２)。
【００３４】
この構成によれば、ガード部材側に雌ねじ体を固定し、ねじ軸をアッパーフレーム側からこの雌ねじ体にねじ込む構成であるため、上記ブラケットの上下及び左右方向の位置調整機能と合わせて係止機構の組み付けがきわめて簡単となる。
【００３５】
また、ねじ軸の締め込み力により、ねじ軸に外嵌させたスリーブを雌ねじ体に圧接させて弛み止めのための軸力を発生させる構成としたから、振動等によるねじ軸の弛みを防止し、クリアランスを一定に保つことができる。
【００３６】
また本発明においては、請求項１または２の構成において、上記ガード部材に、上記前側部分の上端から後方に延びてキャブの天井を覆う後側部分を設け、これら前側及び後側両部分をキャブに取付けるのが望ましい(請求項３)。
【００３７】
このように、ガード部材を、キャブ前面部と天井とに跨ってキャブに取付けることにより、キャブとガード部材の双方が互いに補強し合い、キャブをアッパーフレームから引き剥がす方向の外力に対してキャブとガード部材が協働して高い抗力を発揮する。
【００３８】
すなわち、ブラケットと係止機構によるキャブ離脱防止効果を一層確実なものとすることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によると、ブラケットの上下位置調整機能を確保しながら、機械転倒時のブラケットの上向き移動を防止し、ＤＬＶを確保して安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態にかかるアッパーフレームとキャブの分解斜視図である。
【図２】同組立状態の斜視図である。
【図３】同側面図である。
【図４】同正面図である。
【図５】図４のＸ部の拡大図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】ブラケットの一部を切欠きかつ分解した斜視図である。
【図９】本発明の適用対象例である油圧ショベルの概略斜視図である。
【図１０】同ショベルのアッパーフレームとキャブの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の実施形態を図１〜図８によって説明する。
【００４２】
実施形態では、背景技術の説明に合わせて油圧ショベルを適用対象としている。実施形態において、図９，１０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。
【００４３】
アッパーフレーム３の左前部にキャブ取付部８が設けられ、キャブ４がこのキャブ取付部８に四隅で防振マウント９…で弾性支持された状態で取付けられる。
【００４４】
キャブ４には、機械の転倒時にキャブ４を防護するためのガード部材１０が取付けられている。
【００４５】
このガード部材１０は、キャブ前面部の左右両側を覆う前側部分１１と、この前側部分１１の上端から後方に延びてキャブ天井を覆う後側部分１２とが連続する形状(側面視鉤形)に形成され、前側及び後側両部分１１，１２がキャブ４(具体的には前ピラーを含むキャブ骨組)にボルト止めされている。
【００４６】
前側及び後側両部分１１，１２は、それぞれ左右両側フレーム１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａ間に複数本の梁材が設けられた枠状に形成されている。
【００４７】
ここで、前側部分１１の下端部、すなわち、左右両側フレーム１１ａ，１１ａの下端部間に梁材１３が懸架固定される一方、アッパーフレーム３の前端部左右両側にブラケット１４，１４が前向きに突設され、このブラケット１４，１４と梁材１３とが、防振マウント９…によるキャブ４の上下移動を許容する係止機構Ａ，Ａによって止め付けられている。
【００４８】
両側ブラケット１４，１４は同一構成を備え、代表としてその一方の詳細を図５〜図８によって説明する。なお、図の複雑化を避けるためブラケット１４の構成要素に関する符号は図８のみに示す。
【００４９】
ブラケット１４は、図８に示すように左右に間隔を置いて平行に配置された垂直な左右両側板１５，１５と、この両側板１５，１５の後端間に架け渡された背板１６と、両側板１５，１５及び背板１６の上面を覆う水平な上板１７とによって構成されている。
【００５０】
背板１６には取付穴１８が設けられ、取付ボルト１９(図ではボルト二本、取付穴二個の場合を示す。以下、この場合で説明する)がこの取付穴１８，１８、及びアッパーフレーム前端部に設けられたボルト通し穴(図８のみに符号を付している)２０，２０に通されてナット(図６のみ示す)２１，２１で締結される。
【００５１】
これにより、ブラケット１４がアッパーフレーム前端部に取付けられる。
【００５２】
また、上板１７には、後述する係止機構Ａの軸体が貫通する軸体貫通穴２２が左右方向に長い長穴として設けられている。
【００５３】
ここで、ブラケット１４は、後述するように係止機構Ａとの取り合いの関係から上下位置調整自在に取付ける必要がある。
【００５４】
この場合、常套手段としては、取付穴１８，１８を上下に長い縦長穴とし、この縦長穴の範囲でブラケット１４を上下位置調整することになる。
【００５５】
しかし、これでは次の問題が生じる。
【００５６】
ショベル転倒時に、キャブ４の上端側が接地することによって荷重Ｗ(図７参照)が作用する。
【００５７】
この荷重Ｗの方向は、キャブ４から見てやや右倒れ(図７では正面視のため左倒れ)に傾いた上向きとなる。図７中、Ｌはこの荷重Ｗの作用方向を示す線(以下、荷重作用線という)である。
【００５８】
この場合、取付穴１８，１８が単なる鉛直な縦長穴であると、この取付穴１８，１８の長手方向と荷重Ｗの方向(荷重作用線Ｌ)とがほぼ一致するため、取付ボルト２０及びナット２１による締結力以上の荷重がかかるとブラケット１４がキャブ４とともに上向きに移動してしまう。
【００５９】
こうなると、キャブ４の移動量が係止機構Ａによって設定される値以上に大きくなってキャブ内のＤＬＶが減少するおそれがある。
【００６０】
この点の対策として、取付穴１８，１８は、図示のように荷重作用線Ｌに対して直交またはほぼ直交する、少し左上がり(図７の方向性では右上がり)に傾斜した横長穴として形成されている。
【００６１】
こうすれば、もしショベルが転倒しても、ブラケット１４がキャブ４に引っ張られて荷重作用線Ｌの方向に移動するおそれがない。
【００６２】
しかも、取付穴１８，１８は傾斜した横長穴であるため、図７中に示す傾斜による上下方向成分αによってブラケット１４の上下位置を調整することができる。
【００６３】
なお、取付穴１８，１８について荷重作用線Ｌと「ほぼ直交」とは、「直交」を最良として上記ショベル転倒時のブラケット１４の上向き移動を防止し得る角度範囲をさす。
【００６４】
また、取付穴１８，１８の長さと、図７中に示す水平線に対する傾斜角度θは、上記ショベル転倒時のブラケット１４の上向き移動を防止し得る範囲で上下方向成分αの必要寸法に応じて適宜設定することができる。
【００６５】
ここで、上記のように取付穴１８，１８の傾斜分でブラケットの上下位置を調整する構成とすると、この上下位置調整によってブラケット１８の左右方向位置がずれてしまい、後述する係止機構Ａの軸体との相対位置が狂ってしまう。
【００６６】
そこで、ブラケット１８の軸体貫通穴２２が左右に長い長穴として形成され、この軸体貫通穴２２によって軸体とブラケット１４の左右方向の相対位置を適正に保つように構成されている。
【００６７】
左右両側の係止機構Ａ，Ａは同一構成を備え、代表としてその一方の詳細を図５，６によって説明する。
【００６８】
この係止機構Ａは軸体２３を備え、この軸体２３がブラケット１４の軸体貫通穴２２を貫通する状態でブラケット１４と梁材１３とに跨って設けられている。
【００６９】
軸体２３は、梁材１３に鉛直に固定された雌ねじ体２４と、ブラケット１４側から軸体貫通穴２２を貫通してこの雌ねじ体２４にねじ込まれたねじ軸としてのボルト２５と、このボルト２５に外嵌されたリング状のストッパ２６と、このストッパ２６をボルト頭部に上方から押さえ固定する円筒状のスリーブ２７とから成り、ストッパ２６とブラケット１４の上面部(図８の上板１７の下面)との間に、軸体２３の上下移動量を防振マウント９…の緩衝ストロークに相当する大きさに制限するクリアランスｃが形成される状態で、ボルト２５が雌ねじ体２４にねじ込まれて係止機構Ａが構成されている。
【００７０】
こうして、ガード部材１０の前側部分１１が、係止機構Ａ及びブラケット１４，１４を介してアッパーフレーム３の前端部に、クリアランスｃ(防振マウント９…の緩衝ストローク)の範囲で上下移動可能な状態で連結されている。
【００７１】
この構成によると、防振マウント９…による緩衝機能を生かしながら、キャブ４をアッパーフレーム３から引き剥がす方向の外力を係止機構Ａによって受け止め、キャブ４のアッパーフレーム３からの離脱を防止することができる。
【００７２】
ここで、係止機構Ａを、大強度を確保し易いガード部材１０とアッパーフレーム３との間に設けているため、キャブ４の離脱防止効果がより確実となる。
【００７３】
しかも、ガード部材１０を、キャブ前面部と天井とに跨ってキャブ４に取付けているため、キャブ４とガード部材１０の双方が互いに補強し合い、キャブ４をアッパーフレーム３から引き剥がす方向の外力に対してキャブとガード部材が協働して高い抗力を発揮する。
【００７４】
また、アッパーフレーム３の前端部にブラケット１４，１４を前向きに突設し、ガード部材前側部分１１の下端部をこのブラケット１４，１４に係止機構Ａによって止め付けたから、アッパーフレーム３を前方に延長させるなどの大がかりな改造が不要となり、既存の機械にも簡単にアドオンすることができる。
【００７５】
加えて、アッパーフレーム側(ブラケット１４)とガード部材側(梁材１３)とに跨って、かつ、ガード部材１０と一体に上下方向に移動可能に設けた軸体２３と、アッパーフレーム側に係止して軸体２３の移動量を防振マウント９の緩衝ストロークに相当する大きさに制限するストッパ２６とによって係止機構Ａを構成したから、係止機構Ａの構造が簡単で組み込みが容易となる。
【００７６】
とくにこの実施形態では、ガード部材側に雌ねじ体２４を固定し、ストッパ２６付きのボルト２５をブラケット１４側からこの雌ねじ体２４にねじ込む構成であるため、前記のようにブラケット１４が上下及び左右方向に位置調整自在であることと合わせて係止機構Ａの組み付けがきわめて簡単となる。
【００７７】
また、ボルト２５を締め込むと、スリーブ２７が雌ねじ体２４に圧接して軸力(ボルト２５を下向きに押す力)が発生するため、これによってボルト２５の弛みが防止され、クリアランスｃ(軸体２３の移動量)が一定に保たれる。
【００７８】
なお、クリアランスｃは、スリーブ２７の長さ寸法を変えることによって任意にかつ簡単に選択、調節することができる。
【００７９】
他の実施形態
(１)  ブラケット１４を一本または三本以上の取付ボルト１９でアッパーフレーム下端部に取付けてもよく、この取付ボルト１９の本数に応じて取付穴１８を設ければよい。
【００８０】
また、ブラケット１４及び係止機構Ａを左右両側と中間の計三個所またはそれ以上に設けてもよい。
【００８１】
(２)  上記実施形態では、アッパーフレーム３の前端面が地面に対して垂直(鉛直)に形成されていることを前提として、ブラケット１４の背板１６をアッパーフレーム前端面に対応する垂直板とし、この背板１６を前後方向に水平に貫通する状態で取付穴１８を設けたが、アッパーフレーム前端面が前方に向かって先下がりの傾斜面、または反対方向の傾斜面に形成される場合は、ブラケット背板１６をこれに対応する傾斜板として形成し、取付穴１８をこの背板１６と直角で前後方向に傾いた貫通穴として形成すればよい。
【００８２】
この場合、取付穴１８での上下位置調整によってブラケット１４の前後方向の位置もずれるため、軸体貫通穴２２を、この前後のずれを考慮した幅広の長穴として対応することとなる。
【００８３】
(３)  ガード部材１０を上記実施形態の前側部分１１のみで構成してもよい。
【００８４】
(４)  係止機構Ａに関して、上記実施形態では軸体２３を、ねじ軸(ボルト)１８と、雌ねじ体２４と、ストッパ２６と、スリーブ２７とで構成したが、下端部にストッパとしての頭部を備えた軸を、ブラケット１４の軸体貫通穴２２を貫通する状態で、かつ、上記実施形態と同様にブラケット上面部との間にクリアランスが形成される状態でブラケット１４と梁材１３とに跨って配置し、この軸の上端側を梁材１３に固定してストッパ付きの軸体を構成してもよい。
【００８５】
(５)  本発明は油圧ショベルに限らず、油圧ショベルを母体として構成される解体機や破砕機を含めて、キャブがアッパーフレームに防振マウントを介して搭載される建設機械に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
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
８  アッパーフレームのキャブ取付部
９  防振マウント
１０  ガード部材
１１  ガード部材の前側部分
１１ａ，１１ａ  前側部分の左右両側フレーム
１２  後側部分
１２ａ，１２ａ  後側部分の左右両側フレーム
１３  前側部分の梁材
１４  ブラケット
１８  ブラケットの取付穴
１９  ブラケット取付用のボルト
２１  同ナット
２２  軸体貫通穴
Ａ  係止機構
２３  軸体
２４  雌ねじ体
２５  ボルト(ねじ軸)
２６  ストッパ
２７  スリーブ
【図１】
0005516439.tif 000002
【図２】
0005516439.tif 000003
【図３】
0005516439.tif 000004
【図４】
0005516439.tif 000005
【図５】
0005516439.tif 000006
【図６】
0005516439.tif 000007
【図７】
0005516439.tif 000008
【図８】
0005516439.tif 000009
【図９】
0005516439.tif 000010
【図１０】
0005516439.tif 000011