(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、比較的大きな落下衝撃であっても、その大きさに応じて多段で圧力を吸収して保持するエアバッグ付きのキャビン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エアバッグ装置において、インフレータ５が生じる空気圧流によりエアバッグ袋２をキャビン２０外側面上方向へ向けて膨張させるエアバッグ装置１４と、張出体３１ａがキャビン２０外側面へ張出し、その戻りを圧力大なる力（強力なスプリング３４）で保持止めする張出装置３１とを、ドア２４の開閉に干渉しないキャビン２０下部位置に配設し、横転事故からキャビン２０を保護する。【選択図】        図１
2004183350.tif 000002
【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エアバッグ装置において、
インフレータが生じる空気圧流によりエアバッグ袋をキャビン外側面上方向へ向けて膨張させるエアバッグ装置と、
張出体がキャビン外側面へ張出し、その戻りを圧力大なる力で保持止めする張出装置とを、
ドアの開閉に干渉しないキャビン下部位置に配設し、横転事故からキャビンを保護するものであることを特徴とするエアバッグ付キャビン下部張出保護装置。
【請求項２】
バネ圧の小さなバネ力で張出し、その張出し動作に連動して、バネ圧の大きなバネが、張出し可動部内で固定されて、その戻りを圧力大なる力で保持止めする張出装置を備えた請求項１記載のエアバッグ付キャビン下部張出保護装置。
【請求項３】
張出装置の張出し方向がキャビン外側面方向へ放射状に張出す請求項１、又は２記載のエアバッグ付キャビン下部張出保護装置。
【請求項４】
キャビン下部位置に配設されるエアバッグ装置と張出装置とがキャビンのフロア下部レボフレーム位置に配設されて成る請求項１、又は２、又は３記載のエアバッグ付キャビン下部張出保護装置。
【請求項５】
複数のエアバッグ装置が張出装置の周辺近傍位置に配され、横転方向に応じて選択されたエアバッグ袋が膨張する請求項１、又は２、又は３、又は４記載のエアバッグ付キャビン下部張出保護装置。
【請求項６】
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て成る請求項１、又は２、又は３、又は４、又は５記載のエアバッグ付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エアバッグ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。
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。
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。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２３０２５５号公報
【特許文献２】特開Ｈ１１−０６１８８５号公報
【０００４】
【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。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。
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。
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。
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。
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。
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。
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保護装置が望まれるものであった。
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、比較的大きな落下衝撃であっても、その大きさに応じて多段で圧力を吸収して保持するエアバッグ付きのキャビン保護装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のエアバッグ付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エアバッグ装置において、インフレータが生じる空気圧流によりエアバッグ袋をキャビン外側面上方向へ向けて膨張させるエアバッグ装置と、張出体がキャビン外側面へ張出し、その戻りを圧力大なる力で保持止めする張出装置とを、ドアの開閉に干渉しないキャビン下部位置に配設し、横転事故からキャビンを保護するものであることを特徴とする。
また、バネ圧の小さなバネ力で張出し、その張出し動作に連動して、バネ圧の大きなバネが、張出し可動部内で固定されて、その戻りを圧力大なる力で保持止めする張出装置を備えることで軽量かつ安価に製作することができる。
さらに、張出装置の張出し方向がキャビン外側面方向へ放射状に張出し、キャビン下部位置に配設されるエアバッグ装置と張出装置とがキャビンのフロア下部レボフレーム位置に配設されて成ることが好適である。
一方、複数のエアバッグ装置が張出装置の周辺近傍位置に配され、横転方向に応じて選択されたエアバッグ袋が膨張することで、複数のエアバッグ袋で横転圧力を分散するものとなる。
そして、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て成ることで、衝撃の大きさに応じて多段で圧力を吸収できる。
【０００６】
（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エアバッグ装置において、インフレータが生じる空気圧流によりエアバッグ袋をキャビン外側面上方向へ向けて膨張させるエアバッグ装置と、張出体がキャビン外側面へ張出し、その戻りを圧力大なる力で保持止めする張出装置とを、ドアの開閉に干渉しないキャビン下部位置に配設したことで、転倒時にエアバッグ装置と張出装置の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。
【０００７】
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。
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外側面上方向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和らげる。次に、張出装置の張出体が、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動荷重で過圧されてくると、徐々に圧力大なる力で保持止めする張出体で重量物を支えることとなる。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の上方へ向け膨張したエアバッグ袋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。
この点が空気だけのエアバッグ袋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。
【０００８】
また、エアバッグ装置の動作がキャビンに設けられるドアの開閉に干渉しない下部位置に配設されることで、ドアが開かれた状態で転倒事故に遭遇しても、エアバッグ袋と張出体とをドアより下方の位置へ配設するものであることから、エアバッグ袋が膨張した際も、張出体が張出した際も、いずれもドアの開閉は両者の動作に支障とはならず、両者が共存してキャビンを保護することができる。
【０００９】
そして、バネ圧の小なバネ力で張出し、その張出し動作に連動して、バネ圧の大きなバネが、張出し可動部内で固定されて、その戻りを圧力大なる力で保持止めする張出装置を備えるものであれば、通常時は大きなバネ圧力が印加することなく、小さなバネ圧のみで張出体が収納されているものであり、転倒時に小さなバネ圧で張出体を外方へ押し出すだけの力が蓄積保持できればよく、大がかりな保持装置は必要なく軽量かつ安価に製作可能であり、しかも張出し動作に連動して、バネ圧力の大きなバネが張出し可動部内に挿入されることで、今度は大きなバネ圧が張出体を支える構造を得て、横転荷重を支えるものとになる。
ここで横転時には、まずエアバッグ袋で転倒衝撃を空気圧クッションで吸収することになり、続いて動荷重でエアバッグ袋が過圧されてくると、今度は張出体の大きなバネ圧力が効きだし、バネはそのエネルギーを蓄積することになる。ここでエアバッグ袋の空気圧がダンパーの作用を営み、そのバネ圧エネルギーが反発する動作を和らげ、互いに補いキャビンを支えることになる。このように、このバネとダンパーの２段構成作用を得て、安価なバネでキャビンを保護する装置を製作することができる。
【００１０】
さらに、張出装置の張出し方向がキャビン外側面方向へ放射状に張出すものであれば、油圧ショベルなど旋回動作をおこなう作業機のキャビンにあって、転倒方向が旋回状態などに依存する場合も、放射状に張出す複数の張出体の何れかで受けて、その受圧方向を放射軸方向へ導くことでキャビンを保護することができる。
【００１１】
また、キャビン下部位置に配設されるエアバッグ装置と張出装置とがキャビンのフロア下部レボフレーム位置に配設されるものであれば、張出装置の固定をレボフレームに直接設けることができることから、例えば更に強力なバネなどで支えることが可能となり、落下などで予想を越える大きな衝撃にあっても、圧力更に大なる力で戻りを保持止めすることができる。
【００１２】
一方、複数のエアバッグ装置が張出装置の周辺近傍位置に配され、横転方向に応じて選択されたエアバッグ袋が膨張するものであれば、張出装置の周辺近傍位置に配された複数のエアバッグ袋は張出装置に干渉することなく、複数のエアバッグ袋の選択動作が可能となり、複数のエアバッグ袋で横転圧力を分散して受けることができる。
【００１３】
そして、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動荷重で過圧されてくると、徐々に圧力大なる力で保持止めする張出体と緩和材とで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。
また、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あっては、本来受けるエネルギーの大きさを想定してバネ圧力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、バネ圧などが限界に達するような圧力を受けても、バネがエンドを打つことなく、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。
【００１４】
以上のように、本発明のエアバッグ付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、比較的大きな落下衝撃であっても、その大きさに応じて多段で圧力を吸収して保持する効果を奏するものである。
【００１５】
【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７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と、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄで示す複数のエアバッグ袋を備えたエアバッグ装置１４とを備え、その張出装置３１とエアバッグ装置１４とを具備したエアバッグ付キャビン下部張出保護装置３０がキャビン２０のフロア下２６に配設されている。
【００１６】
ここで、まず図２を参照しながら、張出装置３１について説明する。
なお、図１（ａ）〜図１（ｄ）の構成と図２（ａ）〜図２（ｄ）の構成に関して、共通する部分に、同一符号を付し詳細な説明を省略する。
なお、図２において、図２（ａ）、図２（ｃ）は図２（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。
すなわち図２（ｂ）の３０で示すエアバッグ付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２（ｂ）の点線で示す張出装置３１はキャビン２０の外周の内側に収まっている。そして、横転時には図２（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２（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。
次に、この張出装置３１の動作原理を図３、図４を参照しながら詳細に説明する。
なお、図３（ａ）〜図３（ｃ）の構成と図４に示す構成で、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。
図３（ａ）に示す張出体３１ａ（又は図２（ｃ）に示す３１ｂ、３１ｃ）は、レール３３上に、図の３８ａで示す筒体、３８ｂで示す当たり、３２で示すガイドと共に配設されていて、この状態では張出体３１ａは、図の３４で示す強力なスプリング（強力バネ）に支持されることなくフリーな状態にあって、図４の３６で示す微力なスプリング（微力バネ）に逆らって押し込まれている状態を示している。
ここで傾斜センサが機体の転倒状態を検出すると、電気信号により励磁されるＤＣソレノイドにより、図４の３７で示すロック（ＤＣソレノイド）が矢印ｄの方向へ動きロック解除がおこなわれる。このロック解除で、微力なスプリング３６が解き放されて、弱いバネ圧力ではあるが、張出体３１ａ、筒体３８ａ、当たり３８ｂ、ガイド３２を図のＤ１で示す方向へ押し出している。
そこで、図３（ａ）のＤ３で示す矢印方向に、強力なスプリング３４の軸３４ａ先端がガイド３２の斜面に沿って移動することになる。
図３（ｂ）に示すＬ１は張出体３１ａが収納状態からＤ１方向の張出状態へ押し出された時の変位量を示すものである。ここで、この押し出された状態で、強力なスプリング３４の軸３４ａ先端がガイド３２の斜面を移動し終わり、筒体３８ａにセットされる。そして当たり３８ｂは紙面の都合上詳細な構造の記載を省略するが、断面Ｕ状を成し、Ｕ溝内に軸３４ａが挿入されて、図３（ｃ）のＤ２で示す方向への力を受けた際、当たり３８ｂは強力なスプリング３４を加圧することになる。
このようにスプリング３４は、張出体３１ａの張出動作に連動して、張出し可動部内（レール３３とガイド３２とで構成される可動部内）に挿入されて、張出体３１ａの戻りを強力なバネ圧力で保持止めする固定がなされるものである。
図３（ｃ）のＬ２で示す変位は、張出体３１ａが横転に伴い加圧された状態を示すもので、図のＤ２で示す方向へ加圧を受けて、軸３４ａが筒体３８ａ内に挿入さて、当たり３８ｂが強力なスプリング３４を圧縮している。
なお、強力なスプリング３４のもう一方の端点は、台３５に可動自在に図の矢印方向へ作用するトーションバネ３４ｂで押さえられている。
ここで、図３（ｃ）のＤ２で示す方向へ圧力を受ける台３５は、レボフレーム２７に固定されていて、張出装置が受ける圧力をレボフレーム２７で受けている。
なお、図４においては詳細な構造を省略したが、レール３３はその両端に補強板が施されていて、しかも張出体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１２（ａ）の５２で示すゴムの歪みと、放射状に張出す構造やレール３３によってスプリング３４の軸３４ａ方向へ容易に導くことができる。
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１２（ｂ）の５３で示す多数の組み合わせハガネであってもよいし、図１２（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。
【００１７】
次に図５を参照しながら、他の張出装置について説明する。
図５に示す張出装置３１は、図３、図４に示す張出装置３１の強力なスプリング３４の挿入（固定）を、ロックピン１８による固定に変えた点に特徴がある。すなわち、張出し動作に連動して、バネ圧の大きなスプリング３４が、張出し可動部内でロックピン１８で固定されて、その戻りを保持止めされるものである。
したがって、図５のその他の構成は図３、図４のそれと共通しているので、図５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。
【００１８】
通常、図５（ａ）に示すガイド３２は図の３６で示す弱いバネ圧のスプリングに圧せられている状態にあり、一方図の３４で示す強いバネ圧のスプリングはフリーな状態で格納されている。そしてガイド３２はロック（ＤＣソレノイド）３７で位置固定されている。なお、図の３４ａは軸、３３はレール、２７はレボフレーム、３１ａは張出体を示す。
ここで、別途設けられるセンサが横転状態を検出すると、電気信号でＤＣソレノイドが励磁されて、ロック３７が図のｄで示す方向へ可動することでロック解除がおこなわれる。
図５（ｂ）のＬ１は弱いスプリング３６により、レール３２、軸３４ａ、強いスプリング３４、張出体３１ａが図のＤ１で示す方向へ押し出された押出量を示すもので、この押出動作で図のｆで示す方向にバネ圧を受けているロックピン１８はレール３２の孔内に挿入される。このことで、張出体３１ａは、バネ圧の小さなバネ力（弱いスプリング３６）で張出し、その張出し動作に連動して、バネ圧の大きなスプリング３４が、張出し可動部内（レール３３とガイド３２とで構成される可動部内）で固定されて、その戻りを保持止めすることになる。
ここで機体の転倒で地面より図５（ｃ）のＤ２で示す方向に外圧を受けて、張出体３１ａが図のＬ２で示す圧縮量を受けた場合、強力なスプリング３４は、ロックピン１８でガイド３２がピン１８の破断強度で固定物との間で位置固定されていることから圧縮（保持止め）されることになる。
【００１９】
次に図６を参照しながら、図１に示すエアバッグ付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。
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６（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。
なお、図６（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６（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。
このエアバッグ装置１４は上述の張出装置３１の近傍周辺に配されて、図１（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。
また、図１（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。また上方へ向けて膨張するエアバッグ袋２は図１（ｄ）においては略４５度角で示したが、４５度に限定するものではない。
【００２０】
図７に示す概念図は上記第１実施例のエアバッグ付キャビン下部張出保護装置３０の原理を図７（ａ）の２０で示すキャビンへ適応したものである。
キャビン２０のドア２４の下方位置のフロア下２６に配されたエアバッグ付キャビン下部張出保護装置３０は、図７（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。
また、上記エアバッグ袋２の膨張に並行して、図７（ｂ）のＲ１で示す傾きを検出すると、図の３１ａで示す張出装置の張出体が弱いバネ圧で押し出され、押し出された段階で、その戻りをそのバネとは異なる別の圧力大なるスプリングで保持止めされる。
次に、機体が転倒してキャビン２０が図７（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Ｒで示す方向へ機体の自重圧を受けることになる。ここで、図の３１ａで示す張出体が強いバネ圧で支えられて、その横転荷重を受け始める。
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６（ｃ）のまた上方へ向けて膨張するエアバッグ袋２は図１（ｄ）においては略４５度角で示したが、４５度に限定するものではない。
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、自重圧は図４（又は図５）の３４で示すスプリングで支えれつつ、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。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施例を図８〜図１１を参照して説明する。
第２実施例は第１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、大きな衝撃をも多段で吸収する点に特徴がある。すなわち図９は、図６のエアバッグ袋２へ図９の３で示す緩和材を混入させたものである。
したがって、第２実施例のその他の構成は第１実施例のそれと共通しているので、図８〜図１１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。
【００２２】
まず、図９（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発火装置７のヒータを点火している。
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ている。
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９（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。
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。
【００２３】
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９（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９（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。
【００２４】
この緩和材３が混入されるエアバッグ装置１は上述の張出装置３１の近傍周辺に配されて、図８（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、張出体３１ａに対しその両側に１ａ、１ｂ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１ｂ、１ｃ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１ｃ、１ｄ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とエアバッグ装置１とが、第１実施例の図１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。
【００２５】
次に、図１０に示す概念図は上記第２実施例のエアバッグ付キャビン下部張出保護装置３０の原理を図１０（ａ）の２０で示すキャビンへ適応したものである。
キャビン２０のドア２４の下方位置のフロア下２６に配されたエアバッグ付キャビン下部張出保護装置３０は、図１０（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の外側へ側面上方略４５度角方向へ向けて膨張するものである。
したがって、略４５度上方へ膨張するエアバッグ袋２内の緩和材３はエアバック袋２の根本（すなわち、張出体３１ａ近傍位置）に溜まり、これが思わぬ大きな衝撃に遭遇しても、緩和材３によりスプリング３４がエンドを打たないように保護するものとなる。
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１０（ｂ）のＲ１で示す傾きを検出すると、図の３１ａで示す張出装置の張出体が弱いバネ圧で押し出され、押し出された段階で、その戻りを圧力大なる別のスプリングで保持止めされる。
次に、機体が転倒してキャビン２０が図１０（ｃ）の２２で示す地面へ衝突する際、衝突の衝撃は、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Ｒで示す方向へ機体の自重圧を受けることになる。ここで、図の３１ａで示す張出体が強いバネ圧で支えられて、その横転荷重を受け始める。
ここで仮に、この衝撃が図３（又は図５）の３４で示すスプリング圧を越える予期せぬ大きさであるとき、スプリングは収縮限度を越えてエンドを打つが、このような事態が万一発生して、図３の３５で示す台に集中荷重が印加しても、台３５は頑丈なレボフレーム２７に固定されるためキャビン２０を潰す危険なく、しかもこのような思わぬ危険な動荷重にさらされた際に、上述のエアバッグ袋２内に混入した緩和材３（多数根本に溜まった発砲スティロール片３ａ）がキャビン２０を支えることで、スプリング３４がエンドを打つことを防止している。
しかも、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。
このように、比較的大きな衝撃であっても、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。
【００２６】
一方、図１１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１０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。
なお、図１１の構成は図１０のそれと共通しているので、図１１（ａ）〜図１１（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。
図１１（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。
そして図１１（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、更に続いて横転重量をもろに受けるエアバッグ袋２内の空気は、瞬時的な動荷重を受けて圧縮される。そこで、エアバッグ袋２がペチャンコになってくると、図１１（ｃ）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支えるが、更に大きな衝撃である時はエアバッグ袋２内の緩和材３が過剰な衝撃エネルギーを緩和する。この際、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。
【００２７】
以上のように、本発明のエアバッグ付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。
【００２８】
なお、本実施例においては、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としたが、緩和材は発砲スチロールに限定するものではない。また、張出装置３１の張出体３１ａはレール３３に固定した直線上で動作する直動例を示したが、押し出し動作が微弱な圧力でおこなわれ、その戻りを強力な圧力で保持止めするものであれば、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り出すようなものであってもよい。さらに、図１１（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。
【００２９】
【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、比較的大きな落下衝撃であっても、その大きさに応じて多段で圧力を吸収して保持するエアバッグ付きのキャビン保護装置を提供することができる。
【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】その張出装置を示すものであって、（ａ）、（ｃ）は断面図、（ｂ）、（ｄ）は側面図。
【図３】張出動作を示すものであって、（ａ）〜（ｃ）は原理図を示す。
【図４】その動作例を示す上面図。
【図５】他の張出装置を示す（ａ）〜（ｃ）は原理図。
【図６】エアバッグ装置を示す（ａ）、（ｂ）は原理図、（ｃ）は説明図。
【図７】動作例を示す（ａ）〜（ｃ）は各々概念図。
【図８】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９】そのエアバッグ装置を示す（ａ）、（ｂ）は原理図。
【図１０】動作例を示す（ａ）〜（ｃ）は各々概念図。
【図１１】その用途例を示すものであって、（ａ）〜（ｃ）は各々斜視図。
【図１２】張出体例を示すものであって、（ａ）〜（ｃ）は各々説明図。
【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
２２  地面
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  エアバッグ付キャビン下部張出保護装置
３１  張出装置
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  張出体
３２  ガイド
３３  レール
３４  強力スプリング（強力バネ）
３４ａ  軸
３５  台
３６  微力スプリング（微力バネ）
３７  ロック
３８ａ  筒体
３８ｂ  当たり
【図１】
2004183350.tif 000003
【図２】
2004183350.tif 000004
【図３】
2004183350.tif 000005
【図４】
2004183350.tif 000006
【図５】
2004183350.tif 000007
【図６】
2004183350.tif 000008
【図７】
2004183350.tif 000009
【図８】
2004183350.tif 000010
【図９】
2004183350.tif 000011
【図１０】
2004183350.tif 000012
【図１１】
2004183350.tif 000013
【図１２】
2004183350.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月11日(2003.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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エアバッグ付保護装置において、
インフレータが生じる空気圧流によりエアバッグ袋をキャビン外側面上方向へ向けて膨張させるエアバッグ装置と、
張出体がキャビン外側面へ張出し、その戻りを圧力大なる力で保持止めする張出装置とを、
ドアの開閉に干渉しないキャビン下部位置に配設し、横転事故からキャビンを保護するものであることを特徴とするエアバッグ付キャビン下部張出保護装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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エアバッグ付保護装置に関するものである。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のエアバッグ付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エアバッグ付保護装置において、インフレータが生じる空気圧流によりエアバッグ袋をキャビン外側面上方向へ向けて膨張させるエアバッグ装置と、張出体がキャビン外側面へ張出し、その戻りを圧力大なる力で保持止めする張出装置とを、ドアの開閉に干渉しないキャビン下部位置に配設し、横転事故からキャビンを保護するものであることを特徴とする。
また、バネ圧の小さなバネ力で張出し、その張出し動作に連動して、バネ圧の大きなバネが、張出し可動部内で固定されて、その戻りを圧力大なる力で保持止めする張出装置を備えることで軽量かつ安価に製作することができる。
さらに、張出装置の張出し方向がキャビン外側面方向へ放射状に張出し、キャビン下部位置に配設されるエアバッグ装置と張出装置とがキャビンのフロア下部レボフレーム位置に配設されて成ることが好適である。
一方、複数のエアバッグ装置が張出装置の周辺近傍位置に配され、横転方向に応じて選択されたエアバッグ袋が膨張することで、複数のエアバッグ袋で横転圧力を分散するものとなる。
そして、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て成ることで、衝撃の大きさに応じて多段で圧力を吸収できる。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
（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エアバッグ付保護装置において、インフレータが生じる空気圧流によりエアバッグ袋をキャビン外側面上方向へ向けて膨張させるエアバッグ装置と、張出体がキャビン外側面へ張出し、その戻りを圧力大なる力で保持止めする張出装置とを、ドアの開閉に干渉しないキャビン下部位置に配設したことで、転倒時にエアバッグ装置と張出装置の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。