(57)【要約】【課題】  建設機械がロールオーバした際の運転室の保護構造を、安い製造コストで、視界性が良く、しかも輸送性及び組立分解作業性を良好にして構成できる建設機械を提供する。【解決手段】  運転室(7)の後面上辺(7a)に近接して、該上辺(7a)に略平行な運転室保護部材(11)を配設する。この運転室保護部材(11)の左右部に上下方向に立設した少なくとも２本の支柱(12A,13A)を有する門型フレーム(10A)を、運転室(7)の後面に近接して配設しても良い。また運転室保護部材(11)を上部前端部に有し、かつ下部基端部をカウンタウエイト(6)の上部に取り付けたガードフレーム(20A)を配設しても良い。【選択図】        図２
2005023718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレーム上に運転室及び作業機をそれぞれ設けた建設機械において、
運転室(7)の後面上辺(7a)に近接して、該上辺(7a)に略平行な運転室保護部材(11)を配設した
ことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械において、
前記運転室保護部材(11)の左右部に上下方向に立設した少なくとも２本の支柱(12A,13A)を有する門型フレーム(10A)を、運転室(7)の後面に近接して配設した
ことを特徴とする建設機械。
【請求項３】
請求項１記載の建設機械において、
前記運転室保護部材(11)を上部前端部に有し、かつ下部基端部をカウンタウエイト(6)の上部に取り付けたガードフレーム(20A)を、運転室(7)の後面に近接して配設した
ことを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項２記載の建設機械において、
前記門型フレーム(10A)の支柱(12A,13B)のうち、車体内側の支柱(13B)の基端部を、車体フレーム(4)の縦板部材(4b)に取り付ける
ことを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械に関し、特には転倒時の運転室の保護構造を有する建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建設機械において、同建設機械が横転または転覆（以下、ロールオーバと言う。）した際に運転室の変形を防止または抑制してオペレータを保護する各種の手段が提案されている。このような手段の第１例として、特許文献１には、自走可能な車体の上部に設けた運転室の側面部に緩衝装置を取着し、建設機械が横転した際に同緩衝装置によって運転室に作用する衝撃荷重を緩和する構造が記載されている。また第２例として、特許文献２には、建設機械の下部走行体上部に旋回自在に搭載された上部旋回体フレームの左右一側に運転室を載置し、前記上部旋回体フレームの側面であって、運転室の側方に支持部材を配設し、該建設機械が前記運転室の側に横転したときに、運転室が接地しない状態で前記支持部材が下部走行体とともに該建設機械を支持する構造が記載されている。
【０００３】
これらの第１例及び第２例は、低コストで、且つ通常の建設機械に容易に適用し得る構造を有しているが、建設機械が横転に留まらずにロールオーバに至った場合の考慮はなされていない。
【０００４】
また第３例として、特許文献３には、運転室周囲を門型枠体で構成したキャブガードで囲って、建設機械がロールオーバした際に該キャブガードにより運転室を保護する構造が記載されている。図７はこの特許文献３に記載された建設機械の例としての油圧ショベルの側面図を、及び図８は同油圧ショベルの一部破断の要部斜視図をそれぞれ示しており、図７、図８により従来技術に係る運転室保護構造を有する建設機械の例を説明する。なお、以下では、左右と言うときは、車両前方を向いた状態での左右を指すものとする。
【０００５】
図７〜図８において、油圧ショベル８０は、下部走行体８１上に上部旋回体フレーム８２が旋回自在に搭載され、該上部旋回体フレーム８２上の、前部の左右中央部には作業機のブーム８３が、後部にはカウンタウエイト８４が、前部左側には運転室８５がそれぞれ配設されている。また、運転室８５を取り囲んでキャブガード９０が配設されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−６１８８５号公報（第２〜３頁、第４図）
【特許文献２】特開２０００−２３０２５５号公報（第２〜３頁、第１図）
【特許文献３】特開２００１−１７３０１７号公報（第４〜５頁、第１図、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図７〜図８に示すような従来技術に係る油圧ショベル８０の構成において、運転室８５を取り囲んでキャブガード９０を配設したことによって次の問題がある。
（１）油圧ショベル８０がロールオーバした際にキャブガード９０によって運転室８５の変形の防止または抑制を可能にするために、キャブガード９０を極めて強固な構造にする必要があり、また、キャブガード９０の構成部品点数が多い。このため、キャブガード９０は製造コストの極めて高いものとなる。また、運転室重量の増加による車両全重量の増加につながり、車両の駆動性能の低下を招くという問題がある。
（２）さらに、キャブガード９０の太い支柱によって、運転室８５からの前方、上方及び後方の視界性が共に阻害されるという問題もある。
【０００８】
（３）油圧ショベル８０を輸送車両に車載して移動する際に上記キャブガード９０が輸送時最大車幅の規制値を超える場合や、このキャブガード９０を油圧ショベル８０の稼動現場で取り付ける場合に、キャブガード９０を取外したり、又は取り付ける必要がある。しかしながら、従来のキャブガード９０は、上部旋回体フレーム８２への取付部が多い上に、車体内側の取付部スペースが狭いために、その取外しや取付作業も非常に煩雑である。その結果、従来のキャブガードを有する油圧ショベル８０の輸送性及び組立分解作業性を低下させている。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、建設機械がロールオーバした際の運転室の保護構造を、安い製造コストで、視界性が良く、しかも輸送性及び組立分解作業性を良好にして構成できる建設機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、第１発明は、車体フレーム上に運転室及び作業機をそれぞれ設けた建設機械において、運転室の後面上辺に近接して、該上辺に略平行な運転室保護部材を配設した構成としている。
【００１１】
また第２発明は、第１発明による建設機械において、前記運転室保護部材の左右部に上下方向に立設した少なくとも２本の支柱を有する門型フレームを、運転室の後面に近接して配設した構成としている。
【００１２】
また第３発明は、第１発明による建設機械において、前記運転室保護部材を上部前端部に有し、かつ下部基端部をカウンタウエイトの上部に取り付けたガードフレームを、運転室の後面に近接して配設した構成としている。
【００１３】
第４発明は、第２発明による建設機械において、前記門型フレームの支柱のうち、車体内側の支柱の基端部を、車体フレームの縦板部材に取り付ける構成としている。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明によると、次のような効果を奏する。
（１）建設機械がロールオーバした時に、同建設機械は作業機と運転室保護部材とで地面に当接するから、その両者の間に位置する運転室の変形が防止又は抑制される。従って、作業機及び運転室保護部材により、運転室内のオペレータ空間を確保できる。
（２）運転室保護部材は、運転室後面の上辺に近接して配設するだけであるから、小型から大型の建設機械に亘って容易に且つ安いコストで適用できる。
（３）また上記（２）と同じ理由によって、建設機械の外形寸法を増大させずに運転室保護部材を配設することができるので、建設機械の輸送性を低下させることがない。
（４）さらに、運転室保護部材は運転室の後部のみに設けているので、前方、側方及び上方の視界性を向上できる。
【００１５】
第２発明によると、第１発明による効果に加えて、次の効果が得られる。
（１）運転室の後面に近接して門型フレームを立設するだけで、運転室保護部材を容易に配設できるので、小型から大型の建設機械に亘って容易に且つ安いコストで強固な運転室保護フレームを設けることができる。
（２）運転室の後面に近接して門型フレームを立設するだけなので、運転室保護フレームの部品点数が少なく、取付箇所も低減できるため、組立分解時の作業性が良い。
（３）運転室の後面に近接して門型フレームを立設するので、運転室からの後方視界性を損ねることが無い。
【００１６】
第３発明によると、第１発明による効果に加えて、さらに次の効果を奏する。
例えば，後部の旋回半径を車幅内に略収まるようにした後方小旋回型油圧ショベルの如く、上部旋回体フレーム上の面積が狭いことによって同上部旋回体フレーム上に前記門型フレームの配設が困難な場合でも、カウンタウエイトを取付部にして運転室保護部材を配設できる。これにより、後方小旋回型油圧ショベルの場合でも、作業性及び輸送性を損なうことがない。このため、小型の建設機械においても、容易に且つ安いコストで強固な運転室保護フレームを配設することができる。
【００１７】
第４発明によると、第２発明における効果に加えて、次の効果を奏する。
（１）門型フレームの車体内側の支柱を車体フレーム（油圧ショベルの上部旋回体フレーム）の縦板部材に取り付けるので、この取着部へは建設機械上方から容易にアクセスすることができる。これによって、門型フレームの組立分解作業性及び着脱性を向上できる。
（２）さらに、前記車体内側の支柱を短くして、車体フレームの高い位置に取着することが可能となり、これにより門型フレームの強度をより高めることができる。
【００１８】
以上の結果、車体フレーム上に作業機及び運転室を夫々配設してなる建設機械において、該建設機械がロールオーバした際の運転室の変形抑制を、安い製造コストと、良好な組立分解作業性と、良好な輸送性及び視界性とを伴って実現できる建設機械を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に油圧ショベルを例にして、本発明に係る実施形態について、図１〜図６を参照して詳述する。
【００２０】
先ず図１〜図２により、第１実施形態の説明をする。図１は本発明の実施形態に係る建設機械の斜視図、図２は第１実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【００２１】
図１において、油圧ショベル１は、下部走行体３上に上部旋回体フレーム４を旋回自在に載置し、同上部旋回体フレーム４上の、前部の左右中央部には作業機５を、後部にはカウンタウエイト６を、前部の左右いずれか一側（本例では左側）には運転室７を夫々配設している。また、カウンタウエイト６と運転室７の間にマシンキャブ８ａ，８ｂを配設している。さらに、運転室７の後面に近接して門型フレーム１０Ａ（第１実施形態）又は門型フレーム１０Ｂ（第２実施形態）が配設されている。
【００２２】
図２において、運転室７は上部旋回体フレーム４の前部左側に防振材７ｂを介して載置されている。また門型フレーム１０Ａは、運転室７の後面上辺７ａに近接して同上辺７ａに略平行に配設される運転室保護部材１１と、該運転室保護部材１１の左右に固着され、かつ上下方向に立設する左右の支柱１２Ａ，１３Ａとを備えている。左右支柱１２Ａ，１３Ａの上下方向中間部の間には、補強部材１４が固着されている。左右の支柱１２Ａ，１３Ａの下部は、上部旋回体フレーム４の取付部上面に穿設された所定数のネジ穴４ａに所定数のボルト１９で締結されている。
【００２３】
第１実施形態の構成によると、次の作用及び効果が得られる。
（１）油圧ショベル１がロールオーバした時に、門型フレーム１０Ａの運転室保護部材１１及び作業機５が接地することによって、油圧ショベル１は門型フレーム１０Ａ及び作業機５で支持されるため、この間に位置する運転室７の変形が防止または抑制される。これにより、運転室７内のオペレータ空間が確保される。
（２）このとき、運転室７の後面に近接して門型フレーム１０Ａを配設するだけで、運転室保護部材１１を設置することが可能となっており、これによって、小型から大型の建設機械にわたって容易に且つ安いコストで強固な運転室保護フレームを配設することができる。
【００２４】
（３）運転室７の後面に近接して門型フレーム１０Ａを配設するだけで、運転室保護フレームを設置することができ、これによって、油圧ショベル１の外形寸法を増大させずに運転室保護フレームを設けることができる。これにより、油圧ショベル１の輸送性及び組立分解作業性を向上できる。
（４）また、運転室７の前部及び上部には従来のキャブガードが無くなり、前方、側方及び上方の視界性を向上できる。また、運転室７の後面に近接して設けた門型フレーム１０Ａは運転室７の後面壁後方に位置するので、後方視界性を妨げることがない。
【００２５】
次に図３により、第２実施形態の説明をする。図３は、第２実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。なお、図１〜図２の構成と略同一機能を有する構成要素には同一の符合を付してここでの説明を省略し、以後同様とする。
【００２６】
図３において、門型フレーム１０Ｂは、運転室７の後面上辺７ａに近接して配設される運転室保護部材１１と、該運転室保護部材１１の左右に固着され、かつ上下方向に立設する左右の支柱１２Ａ，１３Ｂと、該左右支柱１２Ａ，１３Ｂの上下方向中間部間に固着された補強部材１４とを備えている。上部旋回体フレーム４に設けられ、かつ作業機５（図１参照）の基端部を上下揺動自在に支持する左右１対の縦板部材４ｂ，４ｂのうち、運転室側の縦板部材４ｂの外側面には取付座４ｃが配設されており、車体内側に配設された前記支柱１３Ｂは前記取付座４ｃの所定数のボルト穴４ｄに所定数のボルト１９で車体内側から（すなわち左右１対の縦板部材４ｂ，４ｂの間の方向から）締結されている。
【００２７】
第２実施形態の構成により、第１実施形態における作用及び効果に加えて次の作用及び効果が得られる。
（１）門型フレーム１０Ｂの内側の支柱１３Ｂを外側の支柱１２Ａよりも短くして、上部旋回体フレーム４の高い位置にある取付座４ｃに取着するので、これによって門型フレーム１０Ｂの強度をより高くできる。
（２）内側の支柱１３Ｂの上部旋回体フレーム４への取着部に、上部旋回体フレーム４の中央上方から、即ち油圧ショベル１の上方から作業者がアクセスすることが可能となっており、これによってアクセスが容易で、しかも前記取着部周囲に大きな作業スペースを確保できるので、門型フレーム１３Ｂの組立分解作業性をより向上できる。
【００２８】
次に図４により、第３実施形態の説明をする。図４は第３実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
図４において、門型フレーム１０Ｃは、運転室７の後面上辺７ａに近接して配設される運転室保護部材１１と、該運転室保護部材１１の左右に固着され、かつ上下方向に立設する左右の支柱１２Ｂ，１３Ｃと、該左右支柱１２Ｂ，１３Ｃの上下方向中間部間に固着された補強部材１４とを備えている。門型フレーム１０Ｃは運転室７後方に隣接するマシンキャブ８ｂを跨いで配設されている。門型フレーム１０Ｃの左右の支柱１２Ｂ，１３Ｃは夫々、上部旋回体フレーム４の外側面に配設された取付座４ｅの所定数のネジ穴４ｆ、及び前述の左右１対の縦板部材４ｂ，４ｂのうち運転室側縦板部材４ｂの上面に立設された取付座４ｇの所定数のボルト穴４ｈに、所定数のボルト１９で締結されている。
【００２９】
第３実施形態の構成により、前記第２実施形態と同様の作用及び効果に加えて次の作用及び効果が得られる。
門型フレーム１０Ｃは、運転室７後方に隣接するマシンキャブ８ｂ（図１、図４参照）に影響をおよぼすことなく取着することが可能となっており、これによって、既設の建設機械に追加的に取着することができる。これによって、基本仕様の建設機械にオプションで容易に門型フレーム１０Ｃ（運転室保護用フレーム）を取着することができる。また、これにより、門型フレーム１０Ｃを、状況に応じて簡単に着脱できる。
【００３０】
次に図５により、第４実施形態の説明をする。図５は第４実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【００３１】
図５において、油圧ショベル２は、後部の旋回半径を車幅内に略収まるようにした後方小旋回型油圧ショベルとなっており、該油圧ショベル２のカウンタウエイト６の上面には、運転室７の後面上辺７ａに向って斜めに突設するガードフレーム２０Ａが所定数のボルト１９で取着されている。このガードフレーム２０Ａは、運転室７後面上辺７ａに近接して同上辺７ａに略平行に配設される運転室保護部材１１と、該運転室保護部材１１の左右部に斜め後下方に向けて固着された左右１対のアーム状部材２１，２２と、該左右のアーム状部材２１，２２の下端部間を連結し、かつカウンタウエイト６に取着されるフランジ部材２３とを備えている。
【００３２】
第４実施形態の構成により、次の作用及び効果が得られる。
（１）油圧ショベル２がロールオーバした時に、油圧ショベル２はガードフレーム２０Ａの運転室保護部材１１及び作業機５で支持されるため、この間に位置する運転室７の変形及び損傷が防止または抑制されるので、運転室７内のオペレータ空間が確保される。
（２）このとき、カウンタウエイト６にガードフレーム２０Ａを配設するだけで、運転室保護部材１１を運転室７の後面上辺７ａに近接して設置することができるので、小型から大型の建設機械にわたって容易に且つ安いコストで強固な運転室保護フレームを配設することができる。
【００３３】
（３）カウンタウエイト６にガードフレーム２０Ａを配設するだけで、運転室保護フレームを設置できるため、油圧ショベル２の外形寸法を増大させずに運転室保護フレームを設けることができる。これにより、油圧ショベル２の輸送性及び組立分解作業性を向上できる。
（４）また、運転室７の前部及び上部には従来のキャブガードが無いので、前方、側方及び上方の視界性を向上できる。
【００３４】
（５）さらに、後方小旋回型の油圧ショベル２の如く、上部旋回体フレーム４上の面積が狭くて、それによって上部旋回体フレーム４上に、前述の第１実施形態で示したような前記門型フレーム１０Ａ（図１、図２参照）を配設することが困難な場合においても、カウンタウエイト６を基底にして運転室保護フレーム（ガードフレーム２０Ａ）を配設することができる。従って、後方小旋回型油圧ショベル２の輸送性及び組立分解作業性を損なうことがない。これらにより、小型の建設機械においても、容易に且つ安いコストで運転室保護フレームを設けることができる。
（６）さらにまた、カウンタウエイト６にガードフレーム２０Ａを取り付けているので、この取付が他の機器の配設に影響を及ぼさない。このため、基本仕様の建設機械にオプションでガードフレーム２０Ａを取着できる。また、状況に応じてガードフレーム２０Ａの着脱を容易に行うことができる。
【００３５】
次に図６により、第５実施形態の説明をする。図６は第５実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【００３６】
図６において、油圧ショベル２のカウンタウエイト６上面には、運転室７の後面上辺７ａに向って突設するガードフレーム２０Ｂが所定数のボルト１９で取着されている。このガードフレーム２０Ｂは、運転室７の後面上辺７ａに近接して同上辺７ａに略平行に配設される運転室保護部材１１と、該運転室保護部材１１の左右に後方へ向けて固着された左右１対のアーム状部材２１，２２と、該左右１対のアーム状部材２１，２２の後端部を固着し、これら部材１１，２１，２２を支持する門型フレーム２４を備えている。門型フレーム２４は、左右の支柱２５，２６の上端間をビーム２７で結合し、前記支柱２５，２６夫々の下端部にフランジ２５ａ，２６ａを設けている。
【００３７】
第５実施形態の構成によると、ガードフレーム２０Ｂは、カウンタウエイト６の中央部の前後方向厚みが少ない場合においても取着可能としている。それ以外は、前記第４実施形態における作用及び効果に同じであり、説明を省く。
【００３８】
なお、第１実施形態〜第５実施形態で示した構成において、運転室７と運転室保護部材１１は相互に側面視で重ならない構成としたが、これに限ることなく、例えば上部等一部が重なる構成でも構わない。
また例えば、運転室７と運転室保護部材１１とをゴム等弾性部材を有する防振材（図示せず。）を介して連結することによって、前記防振材７ｂ（図２参照）を介して上部旋回体フレーム４上に載置された運転室７の過度な揺動を、運転室７と運転室保護部材１１間の上記防振材で容易に抑止することができる。
【００３９】
なおまた、門型フレーム１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃはいずれも補強部材１４を有しているが、これに限ることなく、補強部材の有無及びその形状は適用機械、必要な強度、外観等を考慮して任意に選択してもよい。さらに、門型フレーム１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、及びガードフレーム２０Ａ，２０Ｂに用いる部材は、角材、丸棒材、及びパイプ材等を使用することができ、溶接構造物だけでなく、パイプ材の曲げ加工したもの、及びこれらの組合せ等で構成しても良い。
【００４０】
以上説明したように、本発明によると、建設機械の運転室の後面上方に近接して設けた運転室保護部材を有する運転室保護フレーム（実施形態の門型フレーム１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、及びガードフレーム２０Ａ，２０Ｂ等）を、運転室後方に近接して、又はカウンタウエイト上に取り付け、当該建設機械がロールオーバした時に、前記運転室保護フレームと、車体フレーム（実施形態では上部旋回体フレーム）の前部に設けた作業機とで運転室を支持するようにしたので、運転室保護フレームの部品点数が低減され、運転室保護フレームを安いコストで製造でき、またその取付箇所も少なく組立分解時の作業性を向上できる。
【００４１】
また、運転室の後部にのみ運転室保護フレームを設けたので、運転室からの前方及び上方の視界性も向上できる。また、運転室保護フレームの車体内側の取付部を、車体フレームの作業機支持フレームに取り付けるようにすることで、運転室保護フレームの組立分解作業性をさらに向上できる。さらに、油圧ショベルに適用する場合、運転室保護フレームは上部旋回体の旋回範囲内に設けることができるので、旋回範囲及び最大車幅を増大させることがなく、油圧ショベルの輸送性を損ねることが無い。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、車体フレーム上に作業機及び運転室を設けた建設機械に適用可能であり、油圧ショベルの他、クレーン車、林業機械（木材運搬車等）等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る建設機械の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【００４４】
【図５】本発明の第４実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【図７】従来技術による建設機械の側面図である。
【図８】従来技術による建設機械の要部斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１，２…油圧ショベル、３…下部走行体、４…上部旋回体フレーム、４ｂ…縦板部材、５…作業機、６…カウンタウエイト、７…運転室、７ａ…後面上辺、８ａ，８ｂ…マシンキャブ、１０Ａ…門型フレーム、１０Ｂ…門型フレーム、１０Ｃ…門型フレーム、１１…運転室保護部材、１２Ａ，１２Ｂ…支柱、１３Ａ，１３Ｂ…支柱、１３Ｃ…支柱、２０Ａ…ガードフレーム、２０Ｂ…ガードフレーム、２１，２２…アーム状部材、２４…門型フレーム。
【図１】
2005023718.tif 000003
【図２】
2005023718.tif 000004
【図３】
2005023718.tif 000005
【図４】
2005023718.tif 000006
【図５】
2005023718.tif 000007
【図６】
2005023718.tif 000008
【図７】
2005023718.tif 000009
【図８】
2005023718.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月1日(2004.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体上に上部旋回体フレームを旋回自在に搭載し、前記上部旋回体フレーム上に運転室と作業機とカウンタウエイトを設けた建設機械において、
運転室保護部材(11)と前記運転室保護部材(11)を支持する支持部材と前記支持部材の基端部を車体に取り付ける取付部材(19,19)とを含む運転室保護フレームが前記上部旋回体フレーム(4)に取り付けられ、前記運転室(7)の後方に立てて設けられることを特徴とする建設機械。
【請求項２】
前記運転室保護部材(11)と前記運転室保護部材(11)を支持する支持部材と前記支持部材の基端部を車体に取り付ける前記取付部材とを含む運転室保護フレームを前記上部旋回体フレームの縦板部材(4b)に取り付ける
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
前記運転室保護部材(11)と前記運転室保護部材(11)を支持する支持部材と前記支持部材の基端部を車体に取り付ける前記取付部材とを含む運転室保護フレームをカウンタウエイト(6)の上部に取り付ける
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械に関し、特には転倒時の運転室の保護構造を有する建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建設機械において、同建設機械が横転（９０度程度回転することを言う）または転倒（１８０度程度以上回転することを言い、以下ロールオーバと言う。）した際に運転室の変形を防止または抑制してオペレータを保護する各種の手段が提案されている。このような手段の第１例として、特許文献１には、自走可能な車体の上部に設けた運転室の側面部に緩衝装置を取り付け、建設機械が横転した際に同緩衝装置によって運転室に作用する衝撃荷重を緩和する構造が記載されている。また第２例として、特許文献２には、建設機械の下部走行体上部に旋回自在に搭載された上部旋回体フレームの左右一側に運転室を搭載し、前記上部旋回体フレームの側面であって、運転室の側方に支持部材を設けし、該建設機械が前記運転室の側に横転したときに、運転室が接地しない状態で前記支持部材が下部走行体とともに該建設機械を支持する構造が記載されている。
【０００３】
これらの第１例及び第２例は、低コストで、且つ通常の建設機械に容易に適用し得る構造を有しているが、建設機械が横転に留まらずにロールオーバに至った場合の考慮はなされていない。
【０００４】
また第３例として、特許文献３には、運転室周囲を門型枠体で構成したキャブガードで囲って、建設機械がロールオーバした際に該キャブガードにより運転室を保護する構造が記載されている。図７はこの特許文献３に記載された建設機械の例としての油圧ショベルの側面図を、及び図８は同油圧ショベルの一部破断の要部斜視図をそれぞれ示しており、図７、図８により従来技術に係る運転室保護構造を有する建設機械の例を説明する。なお、以下では、左右と言うときは、車両前方を向いた状態での左右を指すものとする。
【０００５】
図７、図８において、油圧ショベル８０は、下部走行体８１上に上部旋回体フレーム８２が旋回自在に搭載され、該上部旋回体フレーム８２上の、前部の左右中央部には作業機のブーム８３が、後部にはカウンタウエイト８４が、前部左側には運転室８５が、それぞれ設けられている。また、運転室８５を取り囲んでキャブガード９０が設けられている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−６１８８５号公報（第２〜３頁、第４図）
【特許文献２】特開２０００−２３０２５５号公報（第２〜３頁、第１図）
【特許文献３】特開２００１−１７３０１７号公報（第４〜５頁、第１図、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図７、図８に示すような従来技術に係る油圧ショベル８０の構成において、運転室８５を取り囲んでキャブガード９０を設けたことによって次の問題がある。
（１）油圧ショベル８０がロールオーバした際にキャブガード９０によって運転室８５の変形の防止または抑制を可能にするために、キャブガード９０を極めて強固な構造にする必要があり、また、キャブガード９０の構成部品点数が多い。このため、キャブガード９０は製造コストの極めて高いものとなる。また、運転室８５の重量の増加による車両全重量の増加につながり、車両の駆動性能の低下を招くという問題がある。
（２）さらに、キャブガード９０の太い支柱によって、運転室８５からの前方、上方及び後方の視界性が共に阻害されるという問題もある。
【０００８】
（３）油圧ショベル８０を輸送車両に車載して移動する際に上記キャブガード９０が輸送時最大車幅の規制値を超える場合や、このキャブガード９０を油圧ショベル８０の稼動現場で取り付ける場合に、キャブガード９０を取外したり、又は取り付ける必要がある。しかしながら、従来のキャブガード９０は、上部旋回体フレーム８２への取付部が多い上に、車体内側の取付部スペースが狭いために、その取外しや取付作業も非常に煩雑である。その結果、従来のキャブガード９０を有する油圧ショベル８０の輸送性及び組立分解作業性を低下させている。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、建設機械がロールオーバした際の運転室の保護構造を、安い製造コストで、視界性が良く、しかも輸送性及び組立分解作業性を良好にして構成できる建設機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、第１発明は、下部走行体上に上部旋回体フレームを旋回自在に搭載し、前記上部旋回体フレーム上に運転室と作業機とカウンタウエイトを設けた建設機械において、運転室保護部材と前記運転室保護部材を支持する支持部材と前記支持部材の基端部を車体に取り付ける取付部材とを含む運転室保護フレームが前記上部旋回体フレームに取り付けられ、前記運転室の後方に立てて設けられる構成としている。
【００１１】
また第２発明は、第１発明による建設機械において、前記運転室保護部材と前記運転室保護部材を支持する支持部材と前記支持部材の基端部を車体に取り付ける前記取付部材とを含む運転室保護フレームを前記上部旋回体フレームの縦板部材に取り付ける構成としている。
【００１２】
また第３発明は、第１発明による建設機械において、前記運転室保護部材と前記運転室保護部材を支持する支持部材と前記支持部材の基端部を車体に取り付ける前記取付部材とを含む運転室保護フレームをカウンタウエイトの上部に取り付ける構成としている。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明によると、次のような効果を奏する。
（１）建設機械が１８０度転倒した時に、同建設機械は作業機と運転室保護部材とで地面に当接するから、その両者の間に位置する運転室の変形が防止又は抑制される。従って、作業機及び運転室保護部材により、運転室内のオペレータ空間を確保できる。
（２）運転室保護部材を含む運転室保護フレームは、簡単な構造であり、運転室後部に垂直方向に立てて設けるだけであるから、小型から大型の建設機械にわたって容易にかつ安いコストで適用できる。また、運転室保護フレームの構成部品が少なく、取付箇所も少ないため、着脱作業が容易である。
（３）また上記（２）と同じ理由によって、建設機械の外形寸法を増大させずに運転室保護部材を設けることができるので、建設機械の輸送性を低下させることがない。
（４）さらに、運転室保護部材を含む運転室保護フレームは運転室の後部のみに設けているので、運転室からの前方、側方及び上方の視界性を向上できる。
【００１４】
第２発明によると、第１発明による効果に加えて、次の効果が得られる。
運転室保護フレームを車体フレーム（油圧ショベルの上部旋回体フレーム）の縦板部材に取り付けるので、建設機械上方から着脱作業がやり易い。これによって、運転室保護フレームの組立分解作業性及び着脱性を向上できる。
【００１５】
第３発明によると、第１発明による効果に加えて、さらに次の効果を奏する。
例えば，後端部の旋回半径が車幅内に略収まるようにした後方小旋回型油圧ショベルの如く、上部旋回体フレーム上の面積が狭いことによって同上部旋回体フレーム上に前記運転室保護フレームの取付が困難な場合でも、カウンタウエイトを取付部にして運転室保護部材を設けることができる。これにより、後方小旋回型油圧ショベルの場合でも、組立分解作業性及び輸送性を損なうことがない。このため、小型の建設機械においても、容易に且つ安いコストで強固な運転室保護フレームを設けることができる。
【００１６】
以上の結果、建設機械が転倒した際の運転室変形の抑制を、安い製造コストと、良好な組立分解作業性と、良好な輸送性及び視界性とを伴って実現できる建設機械を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に油圧ショベルを例にして、本発明に係る実施形態について、図１〜図６を参照して詳述する。
【００１８】
先ず図１〜図２により、第１実施形態の説明をする。図１は本発明の実施形態に係る建設機械の斜視図、図２は第１実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【００１９】
図１において、油圧ショベル１は、下部走行体３上に上部旋回体フレーム４を旋回自在に搭載し、同上部旋回体フレーム４上の、前部の左右中央部には作業機５を、後部にはカウンタウエイト６を、前部の左右いずれか一側（本例では左側）には運転室７を夫々設けている。また、カウンタウエイト６と運転室７の間に機械室８ａ，８ｂを設けている。さらに、運転室７の後面に近接して、門型フレーム１０Ａ（運転室保護フレーム１０Ａ、第１実施形態）又は門型フレーム１０Ｂ（運転室保護フレーム１０Ｂ、第２実施形態）が設けられている。
【００２０】
図２において、運転室７は上部旋回体フレーム４の前部左側に防振材７ｂを介して搭載されている。また門型フレーム１０Ａは、運転室７の後面上辺７ａに近接して同上辺７ａに略平行に設けられる運転室保護部材１１と、該運転室保護部材１１の左右に取り付けられ、かつ上下方向に立てて設けられる左右の支柱１２Ａ，１３Ａ（支持部材１２Ａ，１３Ａ）とを備えている。左右支柱１２Ａ，１３Ａの上下方向中間部の間には、補強部材１４が取り付けられている。左右の支柱１２Ａ，１３Ａの下部は、上部旋回体フレーム４の取付部上面に穴明けされた所定数のネジ穴４ａに所定数のボルト１９（取付部材１９）で締結されている。
【００２１】
第１実施形態の構成によると、次の作用及び効果が得られる。
（１）油圧ショベル１がロールオーバした時に、門型フレーム１０Ａの運転室保護部材１１及び作業機５が接地することによって、油圧ショベル１は門型フレーム１０Ａ及び作業機５で支持されるため、この間に位置する運転室７の変形が防止または抑制される。これにより、運転室７内のオペレータ空間が確保される。
（２）このとき、運転室７の後面に近接して門型フレーム１０Ａを設けるだけで、運転室保護部材１１を設置することが可能となっており、これによって、小型から大型の建設機械にわたって容易にかつ安いコストで強固な運転室保護フレーム１０Ａを設けることができる。
【００２２】
（３）運転室７の後面に近接して門型フレーム１０Ａを設けるだけで、運転室保護フレームを設置することができ、これによって、油圧ショベル１の外形寸法を増大させずに運転室保護フレームを設けることができる。これにより、油圧ショベル１の輸送性及び組立分解作業性を向上できる。
（４）また、運転室７の前部及び上部には従来のキャブガードが無くなり、前方、側方及び上方の視界性を向上できる。また、運転室７の後面に近接して設けた門型フレーム１０Ａは運転室７の後面壁後方に位置するので、後方視界性を妨げることがない。
【００２３】
次に図３により、第２実施形態の説明をする。図３は、第２実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。なお、図１〜図２の構成と略同一機能を有する構成要素には同一の符合を付してここでの説明を省略し、以後同様とする。
【００２４】
門型フレーム１０Ｂは、運転室７の後面上辺７ａに近接して設けられる運転室保護部材１１と、該運転室保護部材１１の左右に取り付けられ、かつ上下方向に立てて設ける左右の支柱１２Ａ，１３Ｂ（支持部材１２Ａ，１３Ｂ）と、該左右支柱１２Ａ，１３Ｂの上下方向中間部間に取り付けられた補強部材１４とを備えている。上部旋回体フレーム４に設けられ、かつ作業機５（図１参照）の基端部を上下揺動自在に支持する左右１対の縦板部材４ｂ，４ｂのうち、運転室側の縦板部材４ｂの外側面には取付座４ｃが設けられており、車体内側に設けられた前記支柱１３Ｂは、前記取付座４ｃの所定数のボルト穴４ｄに所定数のボルト１９で車体内側から（すなわち左右１対の縦板部材４ｂ，４ｂの間の方向から）締結されている。
【００２５】
第２実施形態の構成により、第１実施形態に加えて次の作用及び効果が得られる。
（１）門型フレーム１０Ｂの内側の支柱１３Ｂを外側の支柱１２Ａよりも短くして、上部旋回体フレーム４の高い位置にある取付座４ｃに取り付けるので、これによって門型フレーム１０Ｂの強度をより高くできる。
（２）内側の支柱１３Ｂの上部旋回体フレーム４への取付部に、上部旋回体フレーム４の中央上方から、即ち油圧ショベル１の上方から作業者がアクセスすることが可能となっている。これによってアクセスが容易で、しかも前記取付部周囲に大きな作業スペースを確保できるので、門型フレーム１３Ｂの組立分解作業性をより向上できる。
【００２６】
次に図４により、第３実施形態の説明をする。図４は第３実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
門型フレーム１０Ｃ（運転室保護フレーム１０Ｃ）は、運転室７の後面上辺７ａに近接して設けられる運転室保護部材１１と、該運転室保護部材１１の左右に取り付けられ、かつ上下方向に立てて設ける左右の支柱１２Ｂ，１３Ｃ（支持部材１２Ｂ，１３Ｃ）と、該左右支柱１２Ｂ，１３Ｃの上下方向中間部間に取り付けられた補強部材１４とを備えている。門型フレーム１０Ｃは運転室７後方に隣接する機械室８ｂを跨いで設けられている。門型フレーム１０Ｃの左右の支柱１２Ｂ，１３Ｃは夫々、上部旋回体フレーム４の外側面に設けられた取付座４ｅの所定数のネジ穴４ｆ、及び前述の左右１対の縦板部材４ｂ，４ｂのうち運転室側縦板部材４ｂの上面に立てて設けられた取付座４ｇの所定数のボルト穴４ｈに、所定数のボルト１９で締結されている。
【００２７】
第３実施形態の構成により、前記第２実施形態に加えて次の作用及び効果が得られる。
門型フレーム１０Ｃは、運転室７後方に隣接する機械室８ｂ（図１、図４参照）に影響をおよぼすことなく取り付けることが可能となっており、これによって、既設の建設機械に追加的に取り付けることができる。これによって、基本仕様の建設機械にオプションで容易に門型フレーム１０Ｃ（運転室保護用フレーム）を取り付けることができる。また、これにより、門型フレーム１０Ｃを、状況に応じて簡単に着脱できる。
【００２８】
次に図５により、第４実施形態の説明をする。図５は第４実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【００２９】
油圧ショベル２は、後部の旋回半径を車幅内に略収まるようにした後方小旋回型油圧ショベルとなっており、該油圧ショベル２のカウンタウエイト６の上面には、運転室７の後面上辺７ａに向って斜めに突き出して設けるガードフレーム２０Ａ（運転室保護フレーム２０Ａ）が所定数のボルト１９で取り付けられている。このガードフレーム２０Ａは、運転室７後面の上辺７ａに近接して同上辺７ａに略平行に設けられる運転室保護部材１１と、該運転室保護部材１１の左右部に斜め後下方に向けて取り付けられた左右１対のアーム状部材２１，２２（支持部材２１，２２）と、該左右のアーム状部材２１，２２の下端部間を連結し、かつカウンタウエイト６に取り付けられるフランジ部材２３とを備えている。
【００３０】
第４実施形態の構成により、次の作用及び効果が得られる。
（１）油圧ショベル２がロールオーバした時に、油圧ショベル２はガードフレーム２０Ａの運転室保護部材１１及び作業機５で支持されるため、この間に位置する運転室７の変形及び損傷が防止または抑制されるので、運転室７内のオペレータ空間が確保される。
（２）このとき、カウンタウエイト６にガードフレーム２０Ａを設けることにより、運転室保護部材１１を運転室７の後面上辺７ａに近接して設置することができるので、小型から大型の建設機械にわたって容易に且つ安いコストで強固な運転室保護フレームを設けることができる。
【００３１】
（３）カウンタウエイト６にガードフレーム２０Ａを設けるだけで、運転室保護フレームを設置できるため、油圧ショベル２の外形寸法を増大させずに運転室保護フレームを設けることができる。これにより、油圧ショベル２の輸送性及び組立分解作業性を向上できる。
（４）また、運転室７の前部及び上部には従来のキャブガードが無いので、前方、側方及び上方の視界性を向上できる。
【００３２】
（５）さらに、後方小旋回型の油圧ショベル２の如く、上部旋回体フレーム４上の面積が狭くて、それによって上部旋回体フレーム４上に、前述の第１実施形態で示したような前記門型フレーム１０Ａ（図１、図２参照）を設けることが困難な場合においても、カウンタウエイト６を基底にして運転室保護フレーム（ガードフレーム２０Ａ）を設けることができる。従って、後方小旋回型油圧ショベル２の輸送性及び組立分解作業性を損なうことがない。これらにより、小型の建設機械においても、容易に且つ安いコストで運転室保護フレームを設けることができる。
（６）さらにまた、カウンタウエイト６にガードフレーム２０Ａを取り付けているので、この取付が他の機器の取付に影響を及ぼさない。このため、基本仕様の建設機械にオプションでガードフレーム２０Ａを取り付けることができる。また、状況に応じてガードフレーム２０Ａの着脱を容易に行うことができる。
【００３３】
次に図６により、第５実施形態の説明をする。図６は第５実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【００３４】
油圧ショベル２のカウンタウエイト６上面には、運転室７の後面上辺７ａに向って突き出して設けるガードフレーム２０Ｂ（運転室保護フレーム２０Ｂ）が所定数のボルト１９で取り付けられている。このガードフレーム２０Ｂは、運転室７の後面上辺７ａに近接して同上辺７ａに略平行に設けられる運転室保護部材１１と、該運転室保護部材１１の左右に後方へ向けて取り付けられた左右１対のアーム状部材２１，２２と、該左右１対のアーム状部材２１，２２の後端部を取り付け、これら部材１１，２１，２２を支持する門型フレーム２４を備えている。門型フレーム２４は、左右の支柱２５，２６（支持部材２５，２６）の上端間をビーム２７で結合し、前記支柱２５，２６夫々の下端部にフランジ２５ａ，２６ａを設けている。
【００３５】
第５実施形態の構成によると、ガードフレーム２０Ｂは、カウンタウエイト６の中央部の前後方向厚みが少ない場合においても取り付け可能としている。それ以外は、第４実施形態における作用及び効果に同じであり、説明を省く。
【００３６】
なお、第１実施形態〜第５実施形態で示した構成において、運転室７と運転室保護部材１１は相互に側面視で重ならない構成としたが、これに限ることなく、例えば上部等一部が重なる構成でも構わない。
また例えば、運転室７と運転室保護部材１１とをゴム等弾性部材を有する防振材（図示せず。）を介して連結することによって、前記防振材７ｂ（図２参照）を介して上部旋回体フレーム４上に搭載された運転室７の過度な揺動を、運転室７と運転室保護部材１１間の上記防振材で容易に抑止することができる。
【００３７】
なおまた、門型フレーム１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃはいずれも補強部材１４を有しているが、これに限ることなく、補強部材の有無及びその形状は適用機械、必要な強度、外観等を考慮して任意に選択してもよい。さらに、門型フレーム１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、及びガードフレーム２０Ａ，２０Ｂに用いる部材は、角材、丸棒材、及びパイプ材等を使用することができ、溶接構造物だけでなく、パイプ材の曲げ加工したもの、及びこれらの組合せ等で構成してもよい。
【００３８】
以上説明したように、本発明によると、建設機械の運転室の後面上方に近接して設けた運転室保護部材を有する運転室保護フレーム（実施形態の門型フレーム１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、及びガードフレーム２０Ａ，２０Ｂ等）を、上部旋回体フレーム上に、又はカウンタウエイト上に、取り付けている。そして、当該建設機械がロールオーバした時に、前記運転室保護フレームと、車体フレーム（実施形態では上部旋回体フレーム）の前部に設けた作業機とで運転室を支持するようにしている。これにより、運転室保護フレームの部品点数が低減され、運転室保護フレームを安いコストで製造でき、またその取付箇所も少なく組立分解時の作業性を向上できる。
【００３９】
また、運転室の後方にのみ運転室保護フレームを設けたので、運転室からの前方及び上方の視界性も向上できる。また、運転室保護フレームの車体内側の取付部を、車体フレームの作業機支持フレームに取り付けるようにすることで、運転室保護フレームの組立分解作業性をさらに向上できる。さらに、油圧ショベルに適用する場合、運転室保護フレームは上部旋回体の旋回範囲内に設けることができるので、旋回範囲及び最大車幅を増大させることがなく、油圧ショベルの輸送性を損ねることが無い。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、車体フレーム上に作業機及び運転室を設けた建設機械に適用可能であり、油圧ショベルの他、クレーン車、林業機械（木材運搬車等）等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る建設機械の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【００４２】
【図５】本発明の第４実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る建設機械の要部斜視図である。
【図７】従来技術による建設機械の側面図である。
【図８】従来技術による建設機械の要部斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，２…油圧ショベル、３…下部走行体、４…上部旋回体フレーム、４ｂ…縦板部材、５…作業機、６…カウンタウエイト、７…運転室、７ａ…後面上辺、８ａ，８ｂ…機械室、１０Ａ…門型フレーム、１０Ｂ…門型フレーム、１０Ｃ…門型フレーム、１１…運転室保護部材、１２Ａ，１２Ｂ…支柱、１３Ａ，１３Ｂ…支柱、１３Ｃ…支柱、２０Ａ…ガードフレーム、２０Ｂ…ガードフレーム、２１，２２…アーム状部材、２４…門型フレーム。