(57)【要約】【課題】外観を損ねることなく転倒時に下部に張出しキャビンを保護すると共に、比較的長いストロークで横転速度を緩和制御する油圧式の保護装置を提供する。【解決手段】建設機械や農業機械など作業機の車両に設けられ、横転事故からキャビンを保護する油圧式の張出装置において、油圧シリンダ４１で駆動される張出体３１ａがキャビン２０外側面へ張出し、その戻り油量を制御する圧力制御装置４０で保持止めする張出装置３０を、ドア２４の開閉に干渉しないキャビン下部２６位置に配設し、横転検出時にキャビン２０を保護する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械や農業機械など作業機の車両に設けられ、横転事故からキャビンを保護する油圧式の張出装置において、
油圧シリンダで駆動される張出体がキャビン外側面へ張出し、その戻り油量を制御する圧力制御装置で保持止めする張出装置を、
ドアの開閉に干渉しないキャビン下部位置に配設し、
横転検出時にキャビンを保護するものであることを特徴とするキャビン下部張出保護装置。
【請求項２】
張出体を駆動する油圧シリンダにおいて、張出動作後、ロットを伸張させる側の押しポートｐが戻り油量を制御する圧力制御装置に連通して成る請求項１記載のキャビン下部張出保護装置。
【請求項３】
戻り油量を制御する圧力制御装置がバネを付加した油圧シリンダであり、そのバネ圧が強弱複数段に連なって成る請求項２記載のキャビン下部張出保護装置。
【請求項４】
圧力制御装置が、ロットの伸縮量をセンシングする距離センサと、その距離センサ信号を受けて流量弁の開度が調整される電磁流量制御弁とを備えて、油圧シリンダの戻り油量を制御する請求項１又は２記載のキャビン下部張出保護装置。
【請求項５】
距離センサが伸張状態を検出する間は流量弁の開度を開き、距離センサが収縮開始状態を検出すると流量弁の開度を徐々に閉じて、戻り油量を制御する請求項４記載のキャビン下部張出保護装置。
【請求項６】
キャビン外面にエアバッグ装置が配設され、横転検出時にインフレータが生じる空気圧流で膨張するエアバッグ袋がキャビン外側へ向けて膨張する請求項１、又は２、又は３、又は４、又は５記載のキャビン下部張出保護装置。
【請求項７】
エアバッグ装置が横転検出時にインフレータが生じる空気圧流と共にエアバッグ袋内へ横転衝撃を緩和するための緩和材を混入させて成る請求項１、又は２、又は３、又は４、又は５、又は６記載のキャビン下部張出保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械や農業機械など作業機の車両に設けられ、横転事故からキャビンを保護する油圧式の張出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から油圧ショベルなどの建設機械にあっては、機体の転倒事故の際に転倒荷重によってキャビンそのものが潰れてしまうという重大な問題があり、転倒事故にあっても作業者の人命に危害が及ぶことのないよう種々提案がおこなわれている。
【０００３】
例えば特開２０００−２３０２５５号公報（特許文献１）にあっては、旋回体上のキャビンを支える強度フレーム側方に突出した支持部材を設けたものである。これは横転時に強度フレームで支えられた支持部材が先に地面に衝突することでキャビンを保護しようというものである。
【０００４】
他方、特開Ｈ１１−０６１８８５号公報（特許文献２）においては、旋回体上のキャビン側面部に緩衝装置を取り付けて衝撃荷重を吸収する方法が開示されている。この緩衝装置としては、バネなどの弾性体或いは、エアバッグ装置により構成されてキャビンへ印加する衝撃荷重を軽減しようというものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３０２５５号公報
【特許文献２】特開Ｈ１１−０６１８８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の特開２０００−２３０２５５号公報（特許文献１）構成にあっては、強度フレーム側方に突出した支持部材が設けられるため強度的には問題ないが、堅い地面との間で衝突衝撃そのものを緩和することはない。すなわち横転の際、支持部材にあっては殆ど衝撃を吸収することなく支持してしまい、その支持点を中心に機体の受ける衝撃エネルギーの大半を回転モーメントとして、キャビン上方部を振り回す力へ変換させてしまい、キャビン上方が地面との激突で集中荷重を受けて、キャビンそのものを潰してしまうという危険が発生してしまう。
【０００７】
また、この際作業者も同様にキャビン内で、支持部材の衝突衝撃とその回転モーメント力を受けて、例えキャビンが潰れないような衝撃力であっても、上部に位置する頭部が振られることでキャビン側壁に頭をぶつけてしまい負傷してしまうという問題がある。
【０００８】
一方、上記従来の特開Ｈ１１−０６１８８５号公報（特許文献２）の構成にあっては、キャビン側面部に緩衝装置を取り付けて衝撃荷重を吸収する方法が開示されているが、バネなどの緩衝装置にあっては、そのバネ力は動荷重となる転倒荷重数トンを支えるだけの大きな弾性力を有する大型のバネが必要であり、しかも衝撃を緩和させるには加速度（時間微分）を和らげる必要があって、それなりのストローク長を必要とするという問題があった。
【０００９】
すなわち、ストロークが短く或いは、弾性力が少ないバネ圧のものにあっては、逆に転倒荷重を完全に吸収出来ずにバネ圧が限界に達するような圧力を受けてバネがエンドを打ち、その際生じる衝撃がバネを固定する端部一点が集中して受けてしまいキャビンを潰してしまうという問題があった。
【００１０】
また、特開２０００−２３０２５５号公報（特許文献１）で示される支持部材や、特開Ｈ１１−０６１８８５号公報（特許文献２）で示されるバネ装置にあって、仮に、加圧して引っ込めておくには、転倒荷重相当以上の力で押込み続けねばならず、強力な収納装置が必要である一方、強力な収納装置にあっては重量も大変重くなり、転倒時にキャビンはその重量にも耐える剛性なり、強度メンバによる骨格が求められ、そのキャビンを支える機体重量も増々大きくなってしまうという問題があり、結局特許文献１、特許文献２にも図示されるように、常時キャビンの側面に張出した状態で設置しなければならない。
【００１１】
しかしながら、この旋回体の側面の突起物は旋回時に周りの作業者に危害を与えたり、周りの建造物などを破損し、大変危険でありかつ、外観上も問題を有するものであった。
【００１２】
一方、緩衝装置をエアバッグ装置で構成するものにあっては、空気圧で転倒動荷重数トンを支える必要があり、そのためには強力な大型の逆止弁や空気路を備え、破れず保持する強力な圧力に耐えるエア袋で支えるか、或いは数トンのガス圧を生じて転倒荷重に対抗させる、大量のガス発生装置を備えて支えるかが必要であるが、そのような大型部材をキャビン周辺にセットするには上述重量の問題や突起物の問題があり、実際上は実現困難であった。
【００１３】
そこで、土木建設機械或いは農業機械など動き回り作業をおこない転倒の危険のある重車両にあって、外観を損ねる危険な突起物が常時突出する容姿になく、しかも転倒の際の衝撃を時間をかけて吸収して、かつキャビンを潰すことなく転倒の荷重に耐える保護装置が望まれるものであった。
【００１４】
本発明は、外観を損ねることなく転倒時に下部に張出しキャビンを保護すると共に、油圧シリンダによる比較的長いストロークで横転速度を緩和制御する油圧式の保護装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のキャビン下部張出保護装置は、上記従来例の問題点を解決するため、建設機械や農業機械など作業機の車両に設けられ、横転事故からキャビンを保護する油圧式の張出装置において、油圧シリンダで駆動される張出体がキャビン外側面へ張出し、その戻り油量を制御する圧力制御装置で保持止めする張出装置を、ドアの開閉に干渉しないキャビン下部位置に配設し、横転検出時にキャビンを保護するものであることを特徴とする。
【００１６】
また、張出体を駆動する油圧シリンダにおいて、張出動作後、ロットを伸張させる側の押しポートｐが戻り油量を制御する圧力制御装置に連通するものであって、その戻り油量を制御する圧力制御装置がバネを付加した油圧シリンダであり、そのバネ圧が強弱複数段に連なって成ることが好適である。
【００１７】
又或いは、圧力制御装置が、ロットの伸縮量をセンシングする距離センサと、その距離センサ信号を受けて流量弁の開度が調整される電磁流量制御弁とを備えて、油圧シリンダの戻り油量を制御するものであって、その距離センサが伸張状態を検出する間は流量弁の開度を開き、距離センサが収縮開始状態を検出すると流量弁の開度を徐々に閉じて、戻り油量を制御することが好適である。
【００１８】
さらに、キャビン外面にエアバッグ装置が配設され、横転検出時にインフレータが生じる空気圧流で膨張するエアバッグ袋がキャビン外側へ向けて膨張するか、又はエアバッグ装置が横転検出時にインフレータが生じる空気圧流と共にエアバッグ袋内へ横転衝撃を緩和するための緩和材を混入させるかのことで更に安全な構成を得るものとなる。
【００１９】
（作用）
本発明は上記構成によって、次のような作用を営むことができる。すなわち、建設機械や農業機械など作業機の車両に設けられ、横転事故からキャビンを保護する油圧式の張出装置において、油圧シリンダで駆動される張出体がキャビン外側面へ張出し、その戻り油量を制御する圧力制御装置で保持止めする張出装置を、ドアの開閉に干渉しないキャビン下部位置に配設し、横転検出時にキャビンを保護することで、油圧シリンダで駆動される張出体は、通常シリンダ内に収納されているロッドの伸縮で、その先端の張出体が張出動作や収納動作をおこなうことから、その張出距離はシリンダ長に依存するが、油圧シリンダが十分な空間があるキャビン下部位置となるレボフレーム内に配設されることから、例えばキャビン長を越えて車体横幅長内で収まる空間で十分なシリンダ長が稼げて、比較的長いストロークの張出距離を得る油圧シリンダを配設することができる構造である。
【００２０】
一方、一般に油は伸縮量が少ないことから、転倒した際張出体が受ける圧力で、（一方のポートｐは圧縮されて圧力が高くなり、もう一方のポートｒは伸ばされて圧力が低くなる）油の圧力差を大きくするものではあってもクッションとして作用させることが困難であった。しかしながら、上記構成にあっては油圧シリンダが戻り油量を制御する圧力制御装置で保持止めされることから、シリンダ内の油がその内圧に応じて圧力制御装置へ流れて圧力制御がおこなわれることで、油圧シリンダ内の油量を張出体の受圧力に応じて減少させながら、ロッド長を収縮させることでクッションとしての役割を担うことができる。
【００２１】
そこで、ストローク長を長く設けることができる油圧シリンダにあっては、長いロットがキャビン外部へ大きく張出して、機体が傾き始めると、大きな横転速度に達する前に、長いロット先端に支持された張出体が地面を捕らえて、長い時間をかけてゆっくりとエネルギーを吸収できるため、横転速度を大幅に和らげ大きな加速度が生じないようにすることができるものである。
【００２２】
また、張出体を駆動する油圧シリンダにおいて、張出動作後、ロットを伸張させる側の押しポートｐが戻り油量を制御する圧力制御装置に連通するものであるなら、張出体が外圧を受けた際、ロッドの戻り側のポートｒには負圧が生じ、ロッドを押す側のポートｐには外圧による加圧が生じて、加圧されたシリンダ内からシリンダ外部へ戻り油量が生じる。この戻り油量が圧力制御装置に連通することで、圧力制御装置の制御圧に応じた量の油のみが、そこを通ることになり、戻り油量により油圧シリンダのロッドはその制御圧に応じた収縮をおこなうことで外圧を吸収することができる。
【００２３】
さらに、戻り油量を制御する圧力制御装置がバネを付加した油圧シリンダであり、そのバネ圧が強弱複数段に連なって成るものであれば、張出体が最初地面と衝突する際に、最初は弱い圧力で歪むバネが効くことで、衝突の衝撃を軽いロッドの収縮で吸収し、次に弱いバネが押し付けられると、続いて次に強いバネが歪み始め、今度はロッドは容易には収縮せずに、その強いバネ圧で保持止めされる。すなわち、複数のバネで複数段の圧力制御をおこなう圧力制御装置を簡単に実現することができる。
【００２４】
又或いは、圧力制御装置が、ロッドの伸縮量をセンシングする距離センサと、その距離センサ信号を受けて流量弁の開度が調整される電磁流量制御弁とを備えて、油圧シリンダの戻り油量を制御するものであれば、ロッドの長さに応じて（すなわち、張出体の張出量に応じて）、電磁弁で流量制御がおこなわれて、これが上記同様に、張出体が外圧を受けた際、ロッドの戻り側のポートｒには負圧が生じ、ロッドを押す側のポートｐには外圧による加圧が生じて、加圧されたシリンダ内からシリンダ外部へ戻り油量が生じるが、この戻り油量が圧力制御装置に連通することで、圧力制御装置の制御圧を定める流量制御の油量に応じた量の油のみが、そこを通ることになる。従って上述のもの同様に、この戻り油量により油圧シリンダのロッドはその制御圧に応じた収縮をおこなうことでスムーズに外圧を吸収することができる。
【００２５】
そして、距離センサが伸張状態を検出する間は流量弁の開度を開き、距離センサが収縮開始状態を検出すると流量弁の開度を徐々に閉じて、戻り油量を制御するものであれば、ロッドが押し出された状態にあって、張出体が最初地面と衝突する際に、最初は伸張状態に付き流量弁の開度が開いていることから、なんら抵抗なく容易に軽い力で、衝突の衝撃をロッドの収縮で吸収し、次にロッドが縮みはじめると、今度は徐々に流量弁の開度が閉じて、ロッドは容易には収縮せずにその開度に応じた力で保持止めされる。すなわち、ロッドの長さに応じて圧力制御をおこなう圧力制御装置を容易に実現することができる。
【００２６】
また、キャビン外面にエアバッグ装置が配設され、横転検出時にインフレータが生じる空気圧流で膨張するエアバッグ袋がキャビン外側へ向けて膨張するものであれば、転倒時に空気圧力によるエアバッグ装置と油圧力による張出装置の２つの保護装置を同時に動作共存させることが可能となる。
【００２７】
ここで仮に、空気だけが入ったエアバッグ袋に重量物が印加作用した場合を考えると、袋内の空気は重量物を支えようとまず衝撃を吸収する一方、その横転動作に伴う動荷重で内部の空気圧は過剰過圧されることになり、いずれ袋の破裂を招くか又は空気弁の破損を招き、衝撃の吸収やクッションとしての役割を失うことになってしまう。
【００２８】
しかしながら、エアバッグ袋内の空気（ガス）圧と、張出装置の張出体とが共存する上記構成にあっては、まず、エアバッグ袋が（キャビンの下方から又は上方から或いは上下両方から）キャビン外側面へ向けて膨張するため、エアバッグ袋は確実にキャビンと地面との間に位置して最初の衝突衝撃を繊細な空気圧力で和らげる。それとほぼ同時に、ストロークの長い油圧シリンダで押し出された張出装置の張出体が、強力な油圧力を伴って、エアバッグ袋と共に転倒重量を受けて車両が地面と激突することを防止する作用を営み、エアバッグ袋内の空気が比較的周波数の高い振動を押さえる穏和なダンパの役割を果たす一方、張出体で押し出される油圧シリンダの油量が低周波のダイナミックな圧力（すなわち主に横転に伴う機体圧力）を圧力制御装置でエネルギーとして吸収することになる。
【００２９】
このエネルギーの緩和作用が重量物を支えることとなるが、一般的には、上述のようにストロークの十分長い油圧シリンダのロット長にあっては、長い時間をかけてゆっくりとエネルギーを吸収できるため、横転速度を和らげ大きな加速度が生じることがない。
【００３０】
したがって、例え下部位置の支えによっても、そこを支点に回転モーメントが生じることは少ないが、地面の状態や傾斜状態或いは予想を超える大きな落下衝撃などによっては、逆に時間をかけてゆっくりとエネルギーを吸収する保持動作が仇となり、そこを支点に回転モーメントを生じてキャビン上部が振られる可能性があるが、キャビンの側面で膨張したエアバッグ袋は、その空気圧で回転モーメントを打ち消す一方、この支えによる隙間、すなわち地面とキャビン間に存在する張出体により発生する隙間に、エアバッグ袋の空気圧が回り込むことで、エアバッグ袋の破裂を防ぐと共に、回り込む空気圧と張出体とで重量物の静荷重を長時間支えて、必ずしも大きな容量のエアバッグ袋を必要とせず、比較的体積の小さなエアバッグ袋であってもクッションとしての役割を十分に果たすことができる。
【００３１】
この点が張出装置による張出体だけのものと比較して大きく異なる点で、張出体と共存するエアバッグ袋にあっては２段で圧力を吸収して、衝突初期段階の衝撃吸収要素に加えて、更に予期せぬ回転モーメントを打ち消し、しかも重量物を長時間面で支え切る耐重圧保持要素とを兼ね備えるものとなる。
【００３２】
そして、横転検出時にエアバッグ装置がインフレータが生じる空気圧流と共にエアバッグ袋内へ横転衝撃を緩和するための緩和材を混入させるものであれば、エアバッグ袋内の空気（ガス）圧と、張出装置の張出体と、エアバッグ袋内の緩和材との３者が共存する構成を得て、張出装置の張出体と緩和材とは、エアバッグ袋が完全にペチヤンコになり重量物が地面と激突することを防止する作用を営み、エアバッグ袋内の空気が突然過剰な動荷重の印加で過圧された際も、緩和材が重量物を支えることとなる。この支えにより、すなわち地面とキャビン間に存在する張出体や緩和材により発生する隙間に、エアバッグ袋の空気圧が回り込むことで、エアバッグ袋の破裂を防ぐと共に、回り込む空気圧と張出体や緩和材とで重量物の静荷重を長時間支えてクッションとしての役割を果たすことができる。
【００３３】
すなわち、エアバッグ袋と張出体だけのものと比較して、緩和材が混入したエアバッグ袋にあっては、比較的大きな衝撃を受ける落下状態にあっても、張出体と共存する緩和材によって、本来受けるエネルギーの大きさを想定して圧力制御装置の圧力などを選定するべきものを、予想を超えるオーバーエネルギーにあって、受圧限界に達するような圧力を受けても、圧力制御装置がエンド（受圧限界ストローク）を打つことなく、緩和材で支えることで面で過圧を受けることができ、しかも長時間静荷重を受けてエアバッグ袋の空気圧が完全に減圧状態になっても、引き続き緩和材により面でキャビンを支持することができる。すなわち、衝撃の大きさに応じて多段で圧力を吸収するものとなる。
【００３４】
以上のように、本発明のキャビン下部張出保護装置は、外観を損ねることなく転倒時に下部に張出しキャビンを保護すると共に、油圧シリンダによる比較的長いストロークで横転速度を緩和制御する効果を奏するものである。
また、油圧力による強力かつダイナミックな要素と、空気圧力による繊細かつ穏和な要素とを兼ね備えた保護装置を実現することができる。
【００３５】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図３は本発明の第１実施例を示すものである。図１は本発明を油圧ショベルのキャビン（運転室）下部に適用したもので、３１ａ、３１ｂ、３１ｃで示す複数の張出体を備えた張出装置３１がキャビン２０のフロア下２６に配設されている。
【００３６】
ここで、まず図１〜図２を参照しながら、張出装置３１について説明する。
【００３７】
図１において、図１（ａ）、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図を示す。この断面は、図の２６で示すフロア下位置であって、図の２７で示すレボフレーム位置に相当する部分に係る断面位置である。
【００３８】
すなわち図１（ｂ）の３０で示すキャビン下部張出保護装置は、キャビン２０に設けられたドア２４の下部位置となるフロア下２６に位置し、レボフレーム２７に固定されている。通常時は図１（ｂ）の点線で示す張出装置３１は外部に突き出ぬようにキャビン２０の外周の内側に収まっている。そして、横転時には図１（ｃ）に示す張出体３１ａ、３１ｂ、３１ｃは図の矢印で示すキャビン２０の外側へ向けて放射状に突出する。ここで、図１（ｄ）のＤ１で示す方向に張り出した張出装置３１はキャビン２０のフロア下２６に位置して、ドア２４の開閉に関わらず張出体３１ａ（又は３１ｂ、３１ｃ）を張出ことができるものである。
【００３９】
次に、この張出装置３１の動作原理を図２を参照しながら詳細に説明する。
【００４０】
図２の３１で示す油圧式の張出装置は、油圧シリンダ４１、そのロッド４２先端の張出体３１ａ、単動シリンダ４０ｃとそのロッド３９先端に弱いバネ４０ｂと強いバネ４０ａとを有する圧力制御装置４０、電磁切換弁４５を備えている。
【００４１】
ここで機体の横転状態を検出すると、まず図のＳａで示す信号が発せられて、電磁切換弁４５内の図の４５ａで示す弁が選択される。そこで油圧シリンダ４１のロッド４２を伸張させる側の押しポートｐを経由してシリンダ室内Ｑ２に図のＰで示すポンプ４３からのオイルが流入して、ロッド４２が図のＤ１で示す方向に押されて、ロッド先端の張出体３１ａがキャビン外側面へ張出す。
【００４２】
なお、油圧シリンダ４１のロッド４２を収縮させる側の戻しポートｒからはシリンダ室内Ｑ１側のオイルが流れ出し図の４６で示すタンクに排出される。
【００４３】
張出体３１ａが完全に押出された段階でＱ２室内は急激に圧力が増そうとするが、次にオイルは油圧シリンダ４０ｃのｖポートへ流れ出す。そこで図のＱ３で示すシリンダ室内の圧力が増してくるとロッド３９が押されて弱いバネ４０ｂを圧縮しようとする。紙面の都合上省略するが、このロッド３９の移動を受けて、信号ＳａがＯＦＦとなることで、ニュートラル位置である図の４５ｃで示す弁が選択されて、弱いバネ４０ｂは図のＬ０で示す距離を残して、図のＤ３で示す方向へのロッドの動きが停止する。
【００４４】
この状態が張出装置３１がセットされた状態を示すもので、続いて長いロット４２の先端に支持された張出体３１ａが地面と衝突しだすと、張出体３１ａは図のＤ２で示す方向の圧力を受けて、Ｑ２室内を加圧する。
【００４５】
そこでＱ１室内は減圧されて、ポートｒは弁４５ｃを介してタンク４６からの背圧がかかる解放状態となる一方、Ｑ２室内は弁４５ｃで油路が遮断されていることからＱ２室内の加圧力により、戻り油はｐポートからｖポートを経由してシリンダ４０ｃのＱ３室内へ流れ込む。
【００４６】
このことで、まずロッド３９は図のＤ３で示す方向に弱いバネ４０ｂをＬ０だけ押すことになる。このＬ０が初期の地面との衝突による衝撃を素早く軽減する役割を果たしている。すなわち弱い力で張出体３１ａの受ける衝撃を支持している。そして弱いバネ４０ｂが完全に押し込まれると続いて強いバネ４０ａが効きだしてきて、ゆっくりと圧力を吸収し出すことになる。
【００４７】
このように、圧力制御装置４０はＱ２室内に連通してＱ２室内の戻り油量をＱ３室内に取り込み、弱いバネ４０ｂと強いバネ４０ａによりバネ圧が強弱２段に連なることで圧力制御がおこなわれて、張出体３１ａを保持止めしている。
【００４８】
なお、図の４５ｂで示す弁は信号Ｓｂが入力された際、Ｑ３室内の圧力抜きと、ロッド４２の収縮（張出体３１ａの収納）の動作をおこなうものである。また図の４４はエンジンモータＭであり、４７はフィルタである。
【００４９】
次に、他の張出装置３１について、その動作原理を図３を参照しながら詳細に説明する。なお図３は、図２で示すバネ付シリンダ４０ｃを比例流量弁４０ｅに換えて圧力制御装置４０を構成したものであり、図２の構成と図３に示す構成において、共通する部分については、同一部分に同一符号を付し詳細な説明を省略する。
【００５０】
図３の３１で示す油圧式の張出装置は、油圧シリンダ４１、そのロッド４２先端の張出体３１ａ、電磁比例流量弁４０ｅとそれに並行して設けられる逆止弁４０ｄとロッド４２の先端にロッド４２のストローク位置を検出するポテンションメータ４０ｇとその信号を増幅するアンプ４０ｆとを有する圧力制御装置４０、電磁切換弁４５を備えている。
【００５１】
ここで機体の横転状態を検出すると、まず図のＳａで示す信号が発せられて、電磁切換弁４５内の図の４５ａで示す弁が選択される。そこで逆止弁４０ｄを通過するオイルは、油圧シリンダ４１のロッド４２を伸張させる側の押しポートｐを経由してシリンダ室内Ｑ２に流入して、ロッド４２が図のＤ１で示す方向に押されて、図の点線図で示す位置へロッド先端の張出体３１ａがキャビン外側面へ張出す。
【００５２】
なお、油圧シリンダ４１のロッド４２を収縮させる側の戻しポートｒからはシリンダ室内Ｑ１側のオイルが流れ出し図の４６で示すタンクに排出される。
【００５３】
張出体３１ａが完全に押出された段階で、ポテンションメータ４０ｇはロッド４２の先端に取り付けられた検出棒により、図のＬで示すストローク位置となる図のＲＬで示す角度値を検出している。
【００５４】
この状態が張出装置３１がセットされた状態を示すもので、信号ＳａはＯＦＦとなり、図の４５ｃで示すニュートラル位置の弁が選択される。
【００５５】
この４５ｃで示す弁位置にあってはポートＰと連通した比例流量弁４０ｅと、ポートｒとが共にタンクにつながっている。
【００５６】
ここで、長いロット４２の先端に支持された張出体３１ａが地面と衝突しだすと、張出体３１ａは図のＤ２で示す方向の圧力を受けて、Ｑ２室内を加圧する。そこでＱ１室内は減圧されるが、ポートｒは４５ｃ弁を介してタンク４６からの背圧がかかる解放状態となる一方、Ｑ２室内のオイルは図の４０ｄで示す油路側は逆止弁４０ｄで止められていることから、比例流量弁４０ｅ側へ連通し流れ込む。
【００５７】
一方、ポテンションメータ４０ｇの信号ＲＬはアンプ４０ｆで増幅されて電磁式の比例流量弁４０ｅの流量（弁の開度）を決定するパイロット信号となるもので、油圧シリンダ４１のロッド４２が伸張状態にあるときは、開度が大きく多くの油を通過せせることが出来る一方、ロッド４２がＤ２方向へ縮むと、そのストローク長に応じて開度が決まり、その流量が減少することになる。
【００５８】
このことで、まずロッド４２が初期の地面との衝突による衝撃を、比例流量弁４０ｅが大きく開いてＱ２室内の圧力を素早く吸収して衝撃を軽減する役割を果たしている。そして徐々に押し込まれてくると、それに応じて開度が閉じて、ゆっくりと圧力を吸収し出すことになる。
【００５９】
このように、圧力制御装置４０はＱ２室内に連通してＱ２室内の戻り油量を比例流量弁４０ｅに取り込み圧力制御がおこなわれて、張出体３１ａを保持止めしている。
【００６０】
なお、図１においては詳細な構造を省略したが、張出体３１ａ、３１ｂ、３１ｃはゴム板などの弾性材料で覆われていて、加圧方向が例え斜め方向から印加しても、その圧力を図１１（ａ）の５２で示すゴムの歪みと、放射状に張出す構造によってシリンダ軸４２方向へ容易に導くことができる。
【００６１】
なお、張出体３１ａの受圧方向は、地面の状態や横転方向が必ずしも一定方向でないことから、放射状に設けられた構造にあっても更に弾性材料であることが好ましい。そこで、張出体３１ａは図１１（ｂ）の５３で示すハガネを多数の組み合わせてもよいし、図１１（ｃ）の矢印で示す回動方向への変位を妨げるトーションバネ５４による固定圧で設けられるものであっても良い。
【００６２】
また、上記第１実施例においては、張出装置３１の張出体３１ａはロッド先端のみに固定され直線上で動作する直動例を示したが、張出体が油圧シリンダで押し出される動作でおこなわれ、その戻りを圧力制御されて保持止めされるものであれば、直線上の動作に限定するものではなく、例えばレボフレームに沿って（キャビン下部側面に）面長のレボカバーが設けられ、その一端が蝶番で固定され、もう一端が油圧シリンダのロット先端で支持されることで、蝶番による回転軸を備えてドアの開閉のような回動動作でドア部分を張出体として油圧シリンダで張り出すようなものであってもよい。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施例を図４〜図６を参照して説明する。
【００６４】
第２実施例は第１実施例に示すキャビン下部保護装置３０に加えて、エアバッグ装置１４を配設して、油圧力と空気圧力とで、大きな衝撃をも２段で吸収する点に特徴がある。すなわち図５は、図１の張出装置３１にエアバッグ袋２を加えたものである。
【００６５】
したがって、第２実施例のその他の構成は第１実施例及のそれと共通しているので、図４〜図６において共通部分に同一符号を付し詳細な説明を省略する。
【００６６】
ここで、まず図４を参照しながら、図５に示すキャビン下部張出保護装置３０内に設けられたエアバッグ装置１４の動作原理を説明する。
【００６７】
従来からエアバッグ装置１４は車が障害物等に衝突する際、瞬時に膨張して搭乗者の頭部等を保護するものとして知られているが、本発明にあっては、この原理を車両の外側に作用させて、キャビン２０の保護に利用するもので、図４（ａ）の１４で示すエアバッグ装置の動作原理は、まず傾斜角を検出する傾斜センサ８で横転状態の判定がおこなわれ、図の７で示す電気ヒータで火薬に着火がおこなわれる。これが火種となりインフレータ５内のエンハンサ（伝化薬）に着火して、ガス発生剤６（アジ化ソーダ、二流化モリブデンなどの化合物）を燃焼させて、瞬時に大量の窒素ガスを発生させる。そして、このガス圧がパッドの切欠部を破って、エアバッグ袋２内に流入し、同図（ｂ）のＺ１で示す空気流により袋２の容積を急激に拡大させるものである。
【００６８】
なお、図４（ａ）において、２はエアバッグ袋が折り畳まれた状態を示すものであり、図４（ｂ）において、２は図の点線方向へエアバッグ袋が膨張している様子を示すものである。
【００６９】
このエアバッグ装置１４は本実施例にあって、上述の張出装置３１の近傍周辺に配されて、図５（ｃ）の２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに示すエアバッグ袋は、放射状に張出した張出体３１ａ、３１ｂ、３１ｃに対して各々交互に、張出体３１ａに対しその両側に２ａ、２ｂで示すエアバッグ袋が配されて、張出体３１ｂに対しその両側に２ｂ、２ｃで示すエアバッグ袋が配され、張出体３１ｃに対しその両側に２ｃ、２ｄで示すエアバッグ袋が配されている。すなわち、互いに張出装置３１とエアバッグ袋２とが干渉しないよう、尚かつ互いに補うように配されている。
【００７０】
また、図５（ｃ）においては、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄで示すエアバッグ袋が全て動作して膨張した場合を示すものであるが、必ずしも全てのエアバッグ袋２を膨張させる必要はなく、例えば張出体３１ａの方向へ横転する場合、横転する方向に位置するエアバッグ袋２ａ、２ｂのみを膨張させて、２ｃ、２ｄで示すエアバッグ袋を未動作とするものであってもかまわない。
【００７１】
図６に示す概念図は第２実施例のキャビン下部張出保護装置３０の原理を図６（ａ）の２０で示すキャビンへ適応したものである。
【００７２】
キャビン２０のドア２４の下方位置のフロア下２６に配されたキャビン下部張出保護装置３０は、図６（ｂ）のＲ１で示す傾きを検出すると、まずインフレータの空気流がエアバッグ袋２内へ流入する。このエアバッグ装置１４は、キャビン２０を保護するために図５（ｄ）に示すキャビン２０の外側（側面方向）上方略４５度角方向へ向けて膨張するものである。
【００７３】
また、上記エアバッグ袋２の膨張に並行して、図の３１ａで示す張出装置の張出体が油圧シリンダにより押し出され、押し出された段階で、その戻りを圧力制御装置で保持止めされる。
【００７４】
次に、機体が転倒してキャビン２０が図６（ｃ）の２２で示す地面へ衝突する際、衝突の衝撃は、まず、キャビン２０の外側（側面方向）上方略４５度方向へ向けて膨張したエアバッグ袋２内の空気ガスが地面２２とキャビン２０との間に挟まれることで一旦吸収されつつも、図の３１ａで示すロッド先端の張出体が長いロッド長に支えられ張出していることから、図のＲで示す方向へ機体の自重圧を受け始める。すなわち頑丈なレボフレーム２７に固定された油圧シリンダの油圧力は圧力制御装置を介して支えられて、急激に横転することなく、ゆっくりと傾き始める。
【００７５】
本来エアバッグ袋２のみでは図のＲで示す巨大な動荷重には耐えきれず、図４（ｃ）の２で示すエアバッグ袋はキャビン２０と地面２２に挟まれてペチャンコになって破裂してしまう危険があるが、上述張出体３１ａの存在により、張出体３１ａが地面２２とキャビン２０との間に位置するため、動荷重は強力な油圧力でゆっくりとした速度で減速されながら支えられつつ、この下部位置の支えにより生じる回転モーメントはキャビン２０の上方へ向け膨張したエアバッグ袋２の空気圧で打ち消される一方、エアバッグ袋２の空気圧は、張出体３１ａが地面２２とキャビン２０との間に作る隙間へ分散し、面でキャビン２０を支える作用を営むことになる。
【００７６】
次に、本発明の第３の実施例を図７〜図１０を参照して説明する。
第３実施例は第２実施例のエアバッグ装置１４を緩和材が混入されたエアバッグ１に変えて、大きな衝撃をも３段で吸収する点に特徴がある。すなわち図８は、図４のエアバッグ袋２へ図８の３で示す緩和材を混入させたものである。
【００７７】
したがって、第３実施例のその他の構成は第１実施例及び第２実施例のそれと共通しているので、図７〜図１０において共通部分に同一符号を付し詳細な説明を省略する。
【００７８】
まず、図８（ａ）の８で示す傾斜センサは、作業機の機体の傾きを検出するもので、これ以上傾けば転倒すると判断される傾斜角を捕らえて転倒判断がおこなわれている。
【００７９】
そこで、このインフレータ５が生じる空気圧流により、空気ガスはインフレータ５とエアバッグ袋２とをつなぐ空気路４へ流れだすことになるが、この空気路４内には衝撃を緩和するための緩和材３が入れられていて、緩和材３は、図８（ｂ）のＺ１で示す方向に押し出される。この空気圧流と緩和材３は共に、図面の都合上省略したが、折り畳まれたエアバッグ袋２を押さえる押さえパッドの切欠部を破って、エアバッグ袋２内に流入し、エアバッグ袋２の容積を急激に膨張させるものである。
【００８０】
したがって、この状態でエアバッグ袋２内は、空気ガスと緩和材３とが混在するエアバッグ装置１ということになる。
【００８１】
なお、混入される緩和材３は、弾性変形の少ない硬質材料であり、ここでは硬質発砲スチロール片３ａからなる多数の緩和材片で構成されている。また、図８（ａ）、（ｂ）の１３で示すネットは、空気路４の入口に設けられ、緩和材３がインフレータ内に逆流するのを防止している。更にエアバッグ袋２は紙面の都合上詳細な説明は省略するが、重荷重や突起物等に耐えるよう厚手のゴム製材料で製作されている。また、図８（ｂ）の点線はエアバッグ袋２の膨張の様子を示すものである。
【００８２】
この緩和材３が混入されるエアバッグ装置１は本実施例においては、上述の張出装置３１の近傍周辺に配されて、図７（ｃ）の１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに示すエアバッグ袋は、放射状に張出した張出体３１ａ、３１ｂ、３１ｃに対して各々交互にエアバッグ袋１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが配されている。
【００８３】
すなわち、互いに張出装置３１とエアバッグ装置１とが、第２実施例の図５に示すもの同様に、干渉しないよう、尚かつ互いに補うように近傍位置に配されている。
【００８４】
次に、図９に示す概念図は第３実施例のキャビン下部張出保護装置３０の原理を図９（ａ）の２０で示すキャビンへ適応したものである。
【００８５】
キャビン２０のドア２４の下方位置のフロア下２６に配されたキャビン下部張出保護装置３０は、図９（ｂ）のＲ１で示す傾きを検出すると、まずインフレータの空気流が緩和材３と共にエアバッグ袋２内へ混入する。このエアバッグ装置１は、キャビン２０を保護するためにキャビン２０の外側へ図７（ｄ）に示す側面上方略４５度角方向へ向けて膨張するものである。
【００８６】
一方、上記緩和材３が混入するエアバッグ袋２の膨張に並行して、図の３１ａで示す張出装置の張出体が油圧シリンダで押し出され、押し出された段階で、その戻りを圧力制御装置で保持止めされる。
【００８７】
次に、機体が転倒してキャビン２０が図９（ｃ）の２２で示す地面へ衝突する際、衝突の衝撃は、先端まずエアバッグ袋２内の空気ガスで吸収されつつも、図の３１ａで示すロッド先端の張出体が長いロッド長に支えられ張出していることから、図のＲで示す方向へ機体の自重圧を受け始める。すなわち頑丈なレボフレーム２７に固定された油圧シリンダの油圧力は圧力制御装置を介して支えられて、急激に横転することなく、ゆっくりと傾き始める。
【００８８】
ここで、この下部位置の支えにより生じる回転モーメントはキャビン２０の上方へ向け膨張したエアバッグ袋２の空気圧で打ち消される一方、この支えによる隙間、すなわち地面２２とキャビン２０間に存在する張出体３１ａや緩和材３により発生する隙間に、エアバッグ袋の空気圧が回り込むことで、エアバッグ袋２の破裂を防ぐと共に、回り込む空気圧と張出体３１ａと緩和材３とで重量物の静荷重を長時間支えてクッションとしての役割を果たすことができる。
【００８９】
このように、比較的大きな衝撃が起こり得る事故であっても、その衝撃をエアバッグ袋２の空気圧と張出体３１ａと緩和材３とで多段で支えて、キャビン２０を保護することができる。
【００９０】
一方、図１０に示す油圧ショベル２３は、高所作業をおこなっていて従来技術にあっては仮に転倒事故を起こした際は、高所から転落することになりキャビン２０自身が潰れてしまう可能性があり、作業者２８を保護することが困難を伴うものであったものが、上述図９に示す動作により、キャビン２０を保護する用途例を示すものである。
【００９１】
なお、図１０の構成は図９のそれと共通しているので、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）においては、共通部分に同一符号を付し詳細な説明を省略する。
【００９２】
図１０（ａ）に示す２３は高所で作業をおこなう油圧ショベルである。作業者２８はキャビン２０内で機体の操作をおこなっている。この図の１で示すエアバッグ装置は、傾きを検出して、インフレータの空気流で膨張したエアバッグ袋２内に、空気ガスと緩和材３とが混入したものである。
【００９３】
そして図１０（ｂ）に示す２３は転倒した際の油圧ショベルを示すもので、まず初期段階で本来キャビン２０に加わるはずの強烈な衝突による衝撃が、エアバッグ袋２内の空気圧がクッションとなり一旦吸収されつつも、図の３１ａで示す張出体が作用し始めて、油圧ショベル２３の横転動作による動重量を圧力制御量に応じてゆっくりと減速させながら支えるが、仮に大きな衝撃が印加するような場合も、エアバッグ袋２内の空気圧と緩和材３とが過剰な衝撃エネルギーを緩和する。
【００９４】
しかも、この際、図１０（ｃ）に示す張出体３１ａや緩和材３で作られる地面２２とキャビン２０の間の空間にエアバッグ袋２内の空気圧が広がり込んで、張出体３１ａや緩和材３を補助するように大きな面でキャビン２０を支えることで、キャビン２０が長時間油圧ショベル２３の静荷重を受けて潰れるのを防止するものである。
【００９５】
以上のように、本発明のキャビン下部張出保護装置は、土木建設機械或いは農業機械など動き回り作業をおこない転倒の危険のある重車両にあって、外観を損ねる危険な突起物が常時突出する容姿になく、しかも転倒の際の衝撃を時間をかけて吸収して、かつキャビンを潰すことなく転倒の荷重に耐続ける効果を奏するものである。
【００９６】
なお、本実施例においては、図６（ｂ）、図９（ｂ）で示すようにエアバッグ装置をキャビンの下部位置に設けた例で説明したが、キャビン外面にエアバッグ装置が配設され、キャビン外側へ向けて膨張するものであれば何れの位置であってもかまわない、例えばエアバッグ装置を図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すキャビンの上部位置に設けても同様の効果が得られるものである。さらに、図１０（ｃ）の１４で示す補助エアバッグなどを動作させるものであってもかまわない。すなわち本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、外観を損ねることなく転倒時に下部に張出しキャビンを保護すると共に、油圧シリンダによる比較的長いストロークで横転速度を緩和制御する油圧式の保護装置を提供することができる。
【００９８】
また、油圧力による強力かつダイナミックな要素と、空気圧力による繊細かつ穏和な要素とを兼ね備えた保護装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す（ａ）、（ｃ）は断面図、（ｂ）、（ｄ）は側面図。
【図２】張出動作を示す油圧回路図。
【図３】他の張出動作を示す油圧回路図。
【図４】エアバッグ装置を示す（ａ）、（ｂ）は原理図、（ｃ）は説明図。
【図５】本発明の第２実施例を示す（ａ）、（ｃ）は断面図、（ｂ）、（ｄ）は側面図。
【図６】その動作例を示す（ａ）〜（ｃ）は各々概念図。
【図７】本発明の第３実施例を示す（ａ）、（ｃ）は断面図、（ｂ）、（ｄ）は側面図。
【図８】そのエアバッグ装置を示す（ａ）、（ｂ）は原理図。
【図９】その動作例を示す（ａ）〜（ｃ）は各々概念図。
【図１０】その用途例を示すものであって、（ａ）〜（ｃ）は各々斜視図。
【図１１】張出体を示す説明図。
【図１２】他の実施例を示す（ａ）、（ｂ）は概念図。
【符号の説明】
１  緩和材を混入したエアバッグ装置
２  エアバッグ袋
３  緩和材
４  空気路
５  インフレータ
１４  エアバッグ装置
２０  キャビン
２３  油圧ショベル
２４  ドア
２６  フロア下
２７  レボフレーム
２８  作業者
３０  キャビン下部張出保護装置
３１  張出装置
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  張出体
４０  圧力制御装置
４１  油圧シリンダ
４２  ロッド
４５  電磁切換弁
【図１】
2004183351.tif 000003
【図２】
2004183351.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004183351.tif 000007
【図６】
2004183351.tif 000008
【図７】
2004183351.tif 000009
【図８】
2004183351.tif 000010
【図９】
2004183351.tif 000011
【図１０】
2004183351.tif 000012
【図１１】
2004183351.tif 000013
【図１２】
2004183351.tif 000014