(57)【要約】【課題】オペレータの居住性及び車両搬送時の地上高制限に影響を及ぼすことなく、車両転倒時のキャブの変形を抑制するのに十分な剛性を有する部材をキャブのルーフ部に配設することができる建設機械を提供する。【解決手段】架台フレーム７にキャブ構造物１２を配置すると共に、架台フレーム７に、キャブ構造物１２の側方に近接させて、ブーム１８を回動自在に配置した建設機械において、車両搬送時にキャブ構造物１２を架台フレームに対して下降させるための下降手段３７を備える。【選択図】図２
2008308004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台フレームにキャブ構造物を配置すると共に、上記架台フレームに、上記キャブ構造物の側方に近接させて、ブームを回動自在に配置した建設機械において、車両搬送時に上記キャブ構造物を上記架台フレームに対して下降させるための下降手段を備えたことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
上記キャブ構造物のルーフ部に、車両転倒時のキャブ構造物の変形を抑制するための補強部材を設けた請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
上記下降手段が、車両転倒時にも上記キャブ構造物を上記架台フレームに対して下降させるものであり、
上記キャブ構造物の傾斜を検出する傾斜検出手段と、該傾斜検出手段で検出した上記キャブ構造物の傾斜が所定値以上であるときに上記下降手段により上記キャブ構造物を上記架台フレームに対して下降させる制御手段とを備えた請求項１又は２に記載の建設機械。
【請求項４】
上記補強部材が、上記キャブ構造物のルーフ部に位置し且つ車両幅方向に延出する閉断面部材を有する請求項２に記載の建設機械。
【請求項５】
上記キャブ構造物が、上記キャブ構造物の車両前後方向中間部に位置し且つ上下方向に延出する左右一対のセンターピラーを有し、
上記補強部材が、上記左右一対のセンターピラーの上端部を接続し且つ車両幅方向に延出するルーフレインフォースメントを有する請求項２に記載の建設機械。
【請求項６】
上記左右一対のセンターピラー及び上記ルーフレインフォースメントが、鋼管から一体的に形成してなる請求項５に記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
架台フレームにキャブ構造物を配置すると共に、架台フレームに、キャブ構造物の側方に近接させて、ブームを回動自在に配置した油圧ショベル等の建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械は山等の傾斜地で使用されることもあり、その場合、建設機械（車両）がバランスを崩して転倒する（逆さまになる）おそれがある。車両が仮に転倒した場合、車両のキャブ内の乗員の安全を確保するためにキャブの変形を抑制する必要がある。このような安全確保のために、キャブのピラー等に補強部材を取り付けてキャブ自体の剛性を高めることによりキャブの変形を抑制する構成等が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７９７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両がキャブ側に転倒した場合、キャブが地面に衝突してキャブの上部に地面衝突による横荷重が作用し、その後、車両が逆さまになりキャブの上部に車両自重等による上下荷重が作用することとなる。
【０００５】
ブームが最も下方に回動した状態（ブーム下死点）における車両転倒時のキャブの変形をシミュレートしたところ、最初の横荷重でキャブのフロントピラーの上下方向中間部がブームの角部に押し付けられて、フロントピラーの閉断面がつぶれ、その後の上下荷重でキャブのフロントピラーのつぶれた部分に応力集中して、キャブの大変形（座屈変形）に至ることが分かった。
【０００６】
ところで、横荷重を車両右側後方のセンターピラーに効果的に伝えて分散させるためには、キャブのルーフ部の剛性が重要であるが、オペレータの居住性と車両搬送時の地上高制限を満足すると、車両転倒時のキャブの変形を抑制するのに十分な剛性を有する部材をルーフ部に配設することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、オペレータの居住性及び車両搬送時の地上高制限に影響を及ぼすことなく、車両転倒時のキャブの変形を抑制するのに十分な剛性を有する部材をキャブのルーフ部に配設することができる建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、架台フレームにキャブ構造物を配置すると共に、上記架台フレームに、上記キャブ構造物の側方に近接させて、ブームを回動自在に配置した建設機械において、車両搬送時に上記キャブ構造物を上記架台フレームに対して下降させるための下降手段を備えたものである。
【０００９】
ここで、上記キャブ構造物のルーフ部に、車両転倒時のキャブ構造物の変形を抑制するための補強部材を設けても良い。
【００１０】
また、上記下降手段が、車両転倒時にも上記キャブ構造物を上記架台フレームに対して下降させるものであり、上記キャブ構造物の傾斜を検出する傾斜検出手段と、該傾斜検出手段で検出した上記キャブ構造物の傾斜が所定値以上であるときに上記下降手段により上記キャブ構造物を上記架台フレームに対して下降させる制御手段とを備えても良い。
【００１１】
また、上記補強部材が、上記キャブ構造物のルーフ部に位置し且つ車両幅方向に延出する閉断面部材を有しても良い。
【００１２】
また、上記キャブ構造物が、上記キャブ構造物の車両前後方向中間部に位置し且つ上下方向に延出する左右一対のセンターピラーを有し、上記補強部材が、上記左右一対のセンターピラーの上端部を接続し且つ車両幅方向に延出するルーフレインフォースメントを有しても良い。
【００１３】
また、上記左右一対のセンターピラー及び上記ルーフレインフォースメントが、鋼管から一体的に形成してなっても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、オペレータの居住性及び車両搬送時の地上高制限に影響を及ぼすことなく、車両転倒時のキャブの変形を抑制するのに十分な剛性を有する部材をキャブのルーフ部に配設することができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る建設機械の側面図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る建設機械１は油圧ショベルであり、下部機構２、上部機構３及び作業機構４から主に構成される。
【００１８】
下部機構２は、下部フレーム５を有している。本実施形態にかかる下部機構２はクローラ式のものであり、クローラ６が下部フレーム５に装着されている。なお、下部機構２はホイール式（タイヤ式）のものであっても良い。その場合、ホイール（タイヤ）が下部フレーム５に装着される。
【００１９】
上部機構３は、下部フレーム５に旋回装置（図示せず）を介して装着され、下部フレーム５に対して旋回可能な架台フレーム（上部フレーム）７を有している（図２参照）。架台フレーム７には、エンジン等を収容するエンジンルーム８が設置され、また架台フレーム７の後部には、作業機構４に対する重量バランスをとるためのカウンタウェイト９が設置されている。
【００２０】
架台フレーム７の前部には、複数のピラー（柱）等から構成されるキャブフレーム１０と、キャブフロア１１とから構成されるキャブ構造物（以下キャブという）１２（図３参照）が後述する空気ばね１３（図２及び図４参照）を介して装着されている。
【００２１】
図２に示すように、架台フレーム７は、架台フレーム７の中央部分をなすセンターフレーム１４と、センターフレーム１４の側方に配設されたサイドフレーム１５とから主に構成されている。
【００２２】
センターフレーム１４は、底板１６と、底板１６上に立設された左右一対の縦板１７とから主に構成されている。縦板１７の前部には、後述するブーム１８の基端が回動自在に連結される左右一対のブームブラケット部１９、及び、後述するブームシリンダ２０の基端が回動自在に連結される左右一対のシリンダブラケット部２１が設けられている。
【００２３】
サイドフレーム１５は、センターフレーム１４の底板１６に固着された支持枠２２と、その支持枠２２のサイドメンバ２３間に架け渡されたクロスメンバ２４とから主に構成されている。クロスメンバ２４は、キャブ１２を下降可能にするために下側に凸となるように湾曲した形状とされており、そのクロスメンバ２４上に、空気ばね１３が設けられる。
【００２４】
図３に示すように、キャブ１２の前部には、キャブフレーム１０のうち、上下方向に延出する左右一対のフロントピラー（Ａピラー）２５が設けられ、キャブ１２の後部には、上下方向に延出する左右一対のリヤピラー（Ｃピラー）２６が設けられ、キャブ１２の車両前後方向中間部（つまり、フロントピラー２５とリヤピラー２６との間）には、上下方向に延出する左右一対のセンターピラー（Ｂピラー）２７が設けられている。
【００２５】
フロントピラー２５の上端部とリヤピラー２６の上端部とは、車両前後方向に延出するルーフレール２８で接続されており、またフロントピラー２５の下端部とリヤピラー２６の下端部とは、車両前後方向に延出するサイドメンバー２９で接続されている。
【００２６】
左右一対のフロントピラー２５の上端部は、車両幅方向に延出するフロントヘッダー３０で接続されており、また左右一対のフロントピラー２５の下端部は、車両幅方向に延出するフロントクロスメンバー３１で接続されている。
【００２７】
左右一対のリヤピラー２６の上端部は、車両幅方向に延出するリヤヘッダー３２で接続されており、また左右一対のリヤピラー２６の下端部は、車両幅方向に延出するリヤクロスメンバー３３で接続されており、また左右一対のリヤピラー２６の上下方向中間部は、車両幅方向に延出するリヤレインフォースメント３４で接続されている。
【００２８】
本実施形態では、キャブ１２のルーフ部に、車両転倒時のキャブ１２の変形を抑制すべく、上下方向に十分な厚さを有する補強部材を設けている。キャブ１２のルーフ部には、上記補強部材のうち、左右一対のセンターピラー２７の上端部を接続し且つ車両幅方向に延出するルーフレインフォースメント３５が設けられている。また、キャブ１２のルーフ部には、左右のルーフレール２８上に架け渡され、車両幅方向に延出する閉断面部材３６が複数設けられている。
【００２９】
上記のフロントピラー２５、リヤピラー２６、ルーフレール２８、サイドメンバー２９、フロントヘッダー３０、フロントクロスメンバー３１、リヤヘッダー３２、リヤクロスメンバー３３、リヤレインフォースメント３４及び閉断面部材３６は、パイプ（異形鋼管）からなり或いは板材を複数組み合わせてなる。
【００３０】
本実施形態では、上記左右一対のセンターピラー２７及びルーフレインフォースメント３５は、パイプ（異形鋼管）からなり或いは板材を複数組み合わせてなる。
【００３１】
図１に示すように、作業機構４は、架台フレーム７の前部であってキャブ１２の側方に近接させて配置され、架台フレーム７（センターフレーム１４のブームブラケット部１９）に回動自在に連結されたブーム１８と、ブーム１８の先端に回動自在に連結されたアーム（図示せず）と、アームの先端に回動自在に連結されたバケット等のアタッチメント（図示せず）とを有している。
【００３２】
架台フレーム７（センターフレーム１４）とブーム１８との間には油圧シリンダ（ブームシリンダ）２０が介設されており、ブームシリンダ２０を伸縮させることでブーム１８が架台フレーム７に対して回動される。ブーム１８とアームとの間には図示しない油圧シリンダ（アームシリンダ）が介設されており、アームシリンダを伸縮させることでアームがブームに対して回動される。アームとバケットとの間には図示しない油圧シリンダ（バケットシリンダ）が介設されており、バケットシリンダを伸縮させることでバケットがアームに対して回動される。
【００３３】
図２及び図４に示すように、本実施形態に係る建設機械１は、キャブ１２を架台フレーム７に対して昇降させるためのものであって、車両搬送時、車両転倒時に、キャブ１２を架台フレーム７に対して下降させるための昇降マウント装置（下降手段）３７を備えている。
【００３４】
本実施形態に係る昇降マウント装置３７は、キャブ１２（キャブフロア１１）と、架台フレーム７（サイドフレーム１５のクロスメンバ２４）との間に介設された複数の空気ばね１３と、エンジンにより駆動されるコンプレッサ３８と、コンプレッサ３８によって圧縮された空気が貯留されるエアタンク３９と、空気ばね１３とコンプレッサ３８及びエアタンク３９とを連通する通路４０の間に設けられたバルブ４１とを有している。
【００３５】
本実施形態では、空気ばね１３はキャブフロア１１の四隅に配設されている。空気ばね１３は、空気が充填されたゴム製のスリーブ４２と、スリーブ４２の上下端に取り付けられたプレート（上側プレート４３及び下側プレート４４）とから主に構成されている。空気ばね１３に空気が供給されると、キャブ１２が架台フレーム７に対して上昇され車高（キャブ１２の高さ位置）が高くなる。空気ばね１３から空気が排出されると、キャブ１２が架台フレーム７に対して下降され車高（キャブ１２の高さ位置）が低くなる。
【００３６】
空気ばね１３への空気の供給は、バルブ４１によってコンプレッサ３８側の通路４０と空気ばね１３側の通路４０とを連通させることにより行われる。空気ばね１３からの空気の排出は、バルブ４１によって空気ばね１３側の通路４０とバルブ４１の大気開放口４５とを連通させることにより行われる。
【００３７】
バルブ４１の制御は、コントローラ（制御手段）４６により行われる。コントローラ４６には、キャブ１２の傾斜を検出するための傾斜検出手段としての傾斜センサ４７、及び、キャブ１２の振動を検出するための振動検出手段としての加速度センサ４８等に電気的に接続されており、コントローラ４６は、傾斜センサ４７及び加速度センサ４８等からの検出信号に基づいて、バルブ４１を制御する。
【００３８】
本実施形態では、コントローラ４６は、傾斜センサ４７で検出したキャブ１２の傾斜が所定値以上であるときには建設機械１が転倒するおそれがあると判断し、キャブ１２が架台フレーム７に対して下降するように空気ばね１３を制御するようになっている。
【００３９】
また、本実施形態では、コントローラ４６は、加速度センサ４８の検出信号に基づいて、キャブ１２の振動を減衰するように空気ばね１３を制御するようになっている。
【００４０】
また、本実施形態では、空気ばね１３のバルブ４１をマニュアル（手動）で操作することが可能であり、車両搬送時に、空気ばね１３のバルブ４１をマニュアルで操作してキャブ１２を架台フレーム７に対して下降させることができる。
【００４１】
次に、本実施形態の作用を図５を用いて説明する。
【００４２】
図５は、キャブを架台フレームに対して下降させた状態を示す説明図である。
【００４３】
車両搬送時に空気ばね１３のバルブ４１をマニュアルで操作して、キャブ１２を一点鎖線で示す作業時（通常時）の位置から実線で示す車両搬送時（下降時）の位置へと架台フレーム７に対して下降させることで、車両転倒時のキャブ１２の変形を抑制すべく、キャブ１２のルーフ部に剛性の高い閉断面部材３６を車両幅方向に渡って通し、またセンターピラー２７のリブとしてルーフレインフォースメント３５を設置しても、オペレータの居住性と車両搬送時の地上高制限の両方を満足することが可能となる。すなわち、閉断面部材３６及びルーフレインフォースメント３５をキャブ１２のルーフ部に配置することで作業時の車高（キャブ１２の高さ位置）が高くなっても、車両搬送時には車高（キャブ１２の高さ位置）を低くすることができるので、車両搬送時の地上高制限に影響することがない。
【００４４】
また、作業時に建設機械１が傾き、傾斜センサ４７によって検出されるキャブ１２の傾斜が所定値以上となると、空気ばね１３がコントローラ４６によって制御され、キャブ１２は一点鎖線で示す作業時（通常時）の位置から実線で示す下降時の位置へと架台フレーム７に対して下降される。キャブ１２が架台フレーム７に対して下降されると、ブーム１８及びカウンタウェイト９に対するキャブ１２の相対位置が変わり、キャブ１２を変形しにくい空間に位置させることができる。その後、建設機械１が仮に逆さまになったとしても、ブーム１８とカウンタウェイト９とで建設機械１を支えることになり、キャブ１２内の乗員を保護することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、キャブ１２にセンターピラー２７及びルーフレインフォースメント３５を設けているので、図１中に一点鎖線で示すようにブーム１８が最も下方に回動した状態で建設機械１が転倒した場合には、センターピラー２７及びルーフレインフォースメント３５と、カウンタウェイト９とで建設機械１を支えることになり、キャブ１２内の乗員を保護することができる。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。
【００４７】
例えば、空気ばね１３の位置及び数量は上述の実施形態には限定はされず、例えば、空気ばね１３を、キャブ１２の車両前後方向中間部或いは車両幅方向中間部に位置させて設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る建設機械の側面図である。
【図２】図２は、架台フレームの斜視図である。
【図３】図３は、キャブ構造物の分解斜視図である。
【図４】図４は、昇降マウント装置の概略図である。
【図５】図５は、キャブ構造物を架台フレームに対して下降させた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  建設機械
７  架台フレーム（上部フレーム）
１２  キャブ（キャブ構造物）
１８  ブーム
２７  センターピラー
３５  ルーフレインフォースメント（補強部材）
３６  閉断面部材（補強部材）
３７  昇降マウント装置（下降手段）
４６  コントローラ（制御手段）
４７  傾斜センサ（傾斜検出手段）
【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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