(57)【要約】【課題】前ガードに加わった荷重をキャビンの強度部材でも分担して前ガードの荷重負担を軽減できるとともにその変形量を抑える。【解決手段】ガードフレーム１４の内側に格子部１６が設けられた格子構造の前ガード１２を、キャビン１１の前面を外側から覆う状態で、ガードフレーム１４の上下両側がキャビン前面を構成する左右両側の強度部材である前ピラー１８に取付けられる前ガード装置において、荷重によってガードフレーム１４の自由部分が変形するときの自由部分の内向きの移動線Ａが前ピラー１８と交わる位置関係をもって前ガード１２をキャビン前面に取付けた。【選択図】図３
2013170442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガードフレームの内側に格子部が設けられた格子構造の前ガードを備え、この前ガードは、キャビンの前面を外側から覆う状態で、上記ガードフレームの上下両側が上記キャビン前面を構成する左右両側の強度部材に取付けられ、かつ、前方から上記格子部に荷重が加えられたときに、ガードフレームにおける上記取付点間の自由部分及び上記格子部が、幅方向及び高さ方向の内側にすぼまりながら、キャビン前面に接近する方向に変形するように構成された建設機械の前ガード装置において、上記ガードフレームの自由部分が変形するときの上記自由部分の内向きの移動線が、上記キャビン前面の強度部材と交わる位置関係をもって上記前ガードをキャビン前面に取付けたことを特徴とする建設機械の前ガード装置。
【請求項２】
上記ガードフレームが上記取付点よりもキャビン幅方向及び高さ方向の外側に位置する状態で上記前ガードをキャビン前面に取付けたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の前ガード装置。
【請求項３】
上記ガードフレームの各辺を平板によって形成したことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の前ガード装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はショベル等の建設機械において、キャビン(運転室)の前面を落石等から防護する前ガード装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえばショベルにおいては、図４〜図８に示すようにキャビン１の前面に上窓１ａ及び下窓１ｂ(図６のみに示す)が設けられ、上窓１ａを含むキャビン前面の上部を外側から覆う上部前ガード２と、下窓１ｂを含むキャビン前面の下部を外側から覆う下部前ガード３によって、キャビン前面を落石等から防護するための前ガード装置が構成される。
【０００３】
以下、上部前ガード２を「上ガード」、下部前ガード３を「下ガード」という。
【０００４】
上下両ガード２，３は、いずれも四角枠状のガードフレーム４，５の内側に縦、横の桟から成る格子部６，７が設けられた格子構造とされ、それぞれガードフレーム４，５の上下両側が、キャビン前面を構成する左右両側の強度部材である前ピラー８，８にブラケットを介してボルト等によって取付けられる。
【０００５】
なお、上下両ガード２，３のガードフレーム４，５の上下、左右各辺は、図８に示すように断面Ｌ字形(または四角筒状)に形成されている。
【０００６】
図６中の黒点Ｐ…は両ガード２，３のキャビン前面(前ピラー８，８)に対する取付点を示す。
【０００７】
また、図６中、９，１０は両前ピラー８，８の上端間及び下端間に架け渡された強度部材としての上下のクロスメンバー、図７，８中、１ｃは上窓用の窓ガラスである。
【０００８】
以上の構成は特許文献１〜３に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−８４８７６号公報
【特許文献２】特開２００６−３３６４５５号公報
【特許文献３】特開２００３−３２８３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この前ガード装置において、たとえば登坂時や前上がり傾斜地での作業時に落石等によって前方から大荷重を受けるとガード全体が変形する。
【００１１】
例として、上ガード２のほぼ中央部(図６中の丸印Ｘの部分)に同ガード面に対して垂直な荷重Ｗが加わったときの上ガード２の変形状況を図６〜図８中に二点鎖線で模式的に示す。
【００１２】
荷重Ｗが作用すると、図示のようにガードフレーム４における取付点Ｐ…間の自由部分及び格子部６が、ガード幅方向及び高さ方向の内側にすぼまりながら、キャビン前面に接近する方向に変形する。
【００１３】
図８中のＡは、この変形時におけるガードフレーム４(キャビン内から見て右側の辺)の水平断面視での移動線を示す。
【００１４】
移動線Ａは、ガードフレーム４の内すぼまり、かつ、キャビン前面に接近する方向への変形により、内向きに傾斜した直線(またはこの直線に沿った曲線)として表すことができ、この移動線Ａ上をガードフレーム４の左右両側辺が内向きに移動する。このときの移動量(変形量)は、作用する荷重Ｗの大きさによって決まる。
【００１５】
この場合、従来の前ガード装置においては、上記移動線Ａがキャビン前面に対し、強度部材である前ピラー８またはクロスメンバー９よりも内側で交わるように上ガード２とキャビン前面の位置関係が設定されていた。
【００１６】
この位置関係は、次の二点によるものである。
【００１７】
(ｉ)  図示のように、ガードフレーム４が、取付点Ｐよりもキャビン幅方向及び高さ方向の内側に位置する(このような位置関係となるようにガードサイズ、取付点Ｐが設定されている)こと。
【００１８】
いいかえれば、前ピラー８の内側端とガードフレーム４のキャビン幅方向の位置ずれ量αが小さいこと。
【００１９】
(ｉｉ)  キャビン前面と上ガード２の間隔Ｄ１が必要以上に大きいこと。いいかえれば、図示しない窓払拭用のワイパーが作動するのに必要な空間(ワイパー作動空間。図７中の破線で囲った空間)Ｓに必要以上の余裕を持たせた、大きな間隔Ｄ１が確保されていること。
【００２０】
この構成により、上ガード２のガードフレーム４が変形時にキャビン前面の強度部材と接触せず、荷重Ｗを上ガード２のみによって吸収しなければならなかった。
【００２１】
このため、窓ガラス１ｃや上ガード２そのものの破損を回避するべく、上ガード２の変形量を抑えるために、上ガード２の構成材の板厚やサイズを大きくする等の補強策によって上ガード単体での強度を上げなければならなかった。
【００２２】
これにより、前ガード装置全体のコストアップ及び重量増を招いていた。
【００２３】
また、前記のように前ピラー８の内側端とガードフレーム４のキャビン幅方向の位置ずれ量αが小さいことに加えて、上ガード２の構成材の板厚等を大きくすることでガードフレーム４がキャビン内からの視界に入り、作業視界の妨げとなっていた。
【００２４】
以上の事情は下ガード３についても同様であった。
【００２５】
そこで本発明は、前ガード(上記例では上ガードまたは下ガード)に加わった荷重をキャビンの強度部材でも分担して前ガードの荷重負担を軽減できるとともにその変形量を抑えることができる建設機械の前ガード装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題を解決する手段として、本発明においては、ガードフレームの内側に格子部が設けられた格子構造の前ガードを備え、この前ガードは、キャビンの前面を外側から覆う状態で、上記ガードフレームの上下両側が上記キャビン前面を構成する左右両側の強度部材に取付けられ、かつ、前方から上記格子部に荷重が加えられたときに、ガードフレームにおける上記取付点間の自由部分及び上記格子部が、幅方向及び高さ方向の内側にすぼまりながら、キャビン前面に接近する方向に変形するように構成された建設機械の前ガード装置において、上記ガードフレームの自由部分が変形するときの上記自由部分の内向きの移動線が、上記キャビン前面の強度部材と交わる位置関係をもって上記前ガードをキャビン前面に取付けたものである。
【００２７】
このように、荷重によってガードフレームの自由部分が変形するときの自由部分の内向きの移動線が、キャビン前面の強度部材(前ピラーまたはクロスメンバー)と交わる位置関係をもって前ガードをキャビン前面に取付けたから、前ガードの変形時に一定の変形量でガードフレーム(または格子部)がキャビン前面の強度部材に接触する。
【００２８】
これにより、前ガードに加わった荷重が強度部材(前ピラーまたはクロスメンバー)にも伝えられて広い範囲に分散され、前ガードの荷重負担が軽減されるため、前ガードの構成材の板厚やサイズを増やす等の補強策をことさらとる必要がなくなる。
【００２９】
このため、前ガードのコストダウン及び軽量化が可能となるとともに、前ガードの変形量を、最大でもキャビンの強度部材に接触するまでの限られた範囲に抑えることができる。
【００３０】
また、移動線がキャビン前面の強度部材と交わる位置関係であれば、必然的に、強度部材である前ピラーの内側端とガードフレームのキャビン幅方向の位置ずれ量が大きくなることに加えて、前ガードの構成材の板厚等を小さくできることでガードフレームがキャビン内からの視界に入りにくくなるため、作業視界を改善することができる。
【００３１】
ところで、上記ガードフレームの移動線がキャビン前面と交わる位置関係は、従来の前ガード装置においても、前ガードをキャビン前面にできるだけ近づけることによって実現可能と推測される。
【００３２】
しかし、こうするとワイパー作動空間を確保することが困難となる。
【００３３】
そこで、ガードフレームが前ガード取付点よりもキャビン幅方向及び高さ方向の外側に位置する状態で前ガードをキャビン前面に取付けるのが望ましい(請求項２)。
【００３４】
こうすれば、ワイパー作動空間を確保しながら、移動線をキャビン前面と交わる位置関係を簡単に実現することができる。
【００３５】
また、この構成をとれば、ガードフレームがキャビン内からの視界により入りにくくなるため、視界改善効果が一層高くなる。
【００３６】
さらに本発明において、上記ガードフレームの各辺を平板によって形成するのが望ましい(請求項３)。
【００３７】
こうすれば、ガードフレームがより変形し易くなるため、いいかえれば小さな荷重でキャビン前面に接触する変形状態が得られるため、荷重分散効果が一層確実なものとなる。
【００３８】
加えて、ガードフレームの一層の軽量化及び視界改善が可能となる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によると、前ガードに加わった荷重をキャビンの強度部材でも分担して前ガードの荷重負担を軽減できるとともにその変形量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る前ガード装置を備えたキャビンの正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図２の一部拡大図である。
【図４】従来の前ガード装置を備えたキャビンの斜視図である。
【図５】同一部側面図である。
【図６】同、正面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図７の一部拡大図である。
【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３によって説明する。
【００４２】
実施形態において、次の点は図４〜図８に示す従来技術と同じである。
【００４３】
(Ｉ)  キャビン１１の前面に上窓１１ａ及び下窓１１ｂ(図１のみに示す)が設けられ、上窓１１ａを含むキャビン前面の上部を外側から覆う上ガード(上部前ガード)１２と、下窓１１ｂを含むキャビン前面の下部を外側から覆う下ガード(下部前ガード)１３によって、キャビン前面を落石等から防護するための前ガード装置が構成される点。
【００４４】
(ＩＩ)  上下両ガード１２，１３は、いずれも四角枠状のガードフレーム１４，１５の内側に縦、横の桟から成る格子部１６，１７が設けられた格子構造とされ、それぞれガードフレーム１４，１５の上下両側が、キャビン前面を構成する強度部材である左右両側の前ピラー８，８にブラケットを介してボルト等によって取付けられる点。
【００４５】
図１中の黒点Ｐ…は両ガード１２，１３のキャビン前面に対する取付点を示す。
【００４６】
また、図１中、１９，２０は両前ピラー１８，１８の上端間及び下端間に架け渡された強度部材としての上下のクロスメンバー、図２，３中、１１ｃは上窓用の窓ガラスである。
【００４７】
図１〜図３中の二点鎖線は、上ガード１２のほぼ中央部(図１中の丸印Ｘの部分)に同ガード面に対して垂直な荷重Ｗが加わったときの上ガード１２の変形状況を模式的に示す。
【００４８】
この場合、従来装置と同様に、荷重Ｗが作用すると、図示のようにガードフレーム１４における取付点Ｐ…間の自由部分及び格子部１６が、ガード幅方向及び高さ方向の内側にすぼまりながら、キャビン前面に接近する方向に変形する。
【００４９】
すなわち、内向きに傾斜した直線(またはこの直線に沿った曲線)としての移動線Ａ上をガードフレーム１４の左右両側辺が内向きに移動する。
【００５０】
この前ガード装置においては、移動線Ａがキャビン前面の強度部材(前ピラー１８または上側クロスメンバー１９)と交わる位置関係をもって、上ガード１２がキャビン前面に取付けられている。
【００５１】
このような位置関係を具現化する手段として、上ガード１２は、
(ｉ)  ガードフレーム１４が取付点Ｐよりもキャビン幅方向及び高さ方向の外側に位置し、
(ｉｉ)  キャビン前面と上ガード１２の間隔Ｄ２(図３に示す)が、図２中に破線で囲ったワイパー作動空間Ｓを確保するのに必要最小限の大きさとなる
状態でキャビン前面に取付けられている。
【００５２】
いいかえれば、上記(ｉ)の状態が得られるようにガードサイズ、取付点Ｐが設定され、上記(ｉｉ)の状態が得られるようにガード厚み、取付構造等が設定されている。
【００５３】
また、ガードフレーム１４の上下、左右の各辺は図３に示すように平板によって形成されている。
【００５４】
この構成とすることにより、上ガード１２の変形時に、一定の変形量でガードフレーム１４(または格子部１６)がキャビン前面の強度部材(前ピラー１８または上側クロスメンバー１９)に接触する。
【００５５】
これにより、上ガード１２に加わった荷重が強度部材を介して広い範囲に分散され、上ガード１２の荷重負担が軽減されるため、上ガード１２の構成材(ガードフレーム１４及び格子部１６の桟)の板厚やサイズを増やす等の補強策をことさらとる必要がなくなる。
【００５６】
このため、上ガード１２のコストダウン及び軽量化が可能となるとともに、上ガード１２の変形量を、キャビン１１の強度部材に接触するまでの小さなものに抑えることができる。
【００５７】
また、移動線Ａがキャビン前面の強度部材と交わる位置関係であれば、必然的に、強度部材である前ピラー１８の内側端とガードフレーム１４のキャビン幅方向の位置ずれ量β(図３参照)が、図８に示す従来装置の位置ずれ量αよりも大きくなる。
【００５８】
加えて、ガードフレーム１４の板厚等を小さくできることにより、ガードフレーム１４がキャビン１１内からの視界に入りにくくなるため、作業視界を改善することができる。
【００５９】
しかも、ガードフレーム１４が取付点Ｐよりもキャビン幅方向及び高さ方向の外側に位置する状態で上ガード１２をキャビン前面に取付けることによって上記位置関係を具現化したらから、ワイパー作動空間Ｓを確保しながら、移動線Ａをキャビン前面の強度部材と交わる位置関係を簡単に実現することができる。
【００６０】
さらに、キャビン前面と上ガード１２の間隔Ｄ２を、ワイパー作動空間Ｓを確保するのに必要最小限の大きさとしたことにより、上記位置関係を一層実現し易くなる。
【００６１】
また、上記構成をとれば、ガードフレーム１４がキャビン１１内からの視界により入りにくくなるため、視界改善効果が一層高くなる。
【００６２】
さらに、ガードフレーム１４の各辺を平板で形成したことにより、ガードフレーム１４がより変形し易くなるため、いいかえれば小さな荷重でキャビン前面に接触する変形状態が得られるため、荷重分散効果が一層確実なものとなる。
【００６３】
加えて、ガードフレームの一層の軽量化及び視界改善が可能となる。
【００６４】
図示しないが下ガード１３についても、上ガード１２と同様に、変形時のガードフレーム１５の内向きの移動線がキャビン前面の強度部材(前ピラー１８または下側クロスメンバー２０)と交わる位置関係をもってキャビン前面に取付けられている。
【００６５】
これにより、上ガード１２と基本的に同じ作用効果を得ることができる。
【００６６】
また、この位置関係を具現化する手段も上ガード１２と同じである。
【００６７】
なお、下窓１１ｂには、通常、ワイパーは設けられないため、理論上、ワイパー作動空間を確保する必要はないが、落石等からの防護上、上下のガード面を面一とするのが望ましいため、キャビン前面との間に上ガード１２の場合と同じ間隔Ｄ２を置いて設けられる。
【００６８】
ところで、上記実施形態では、上ガード１２と下ガード１３を別々に設ける上下分離式を前提としたが、本発明はキャビン前面全体を一つの前ガードで覆う一体式をとる前ガード装置にも適用することができる。
【００６９】
また、本発明は、上下分離式または一体式の双方において、ガードをヒンジによって開閉自在に取付ける開閉式、及びガードを開閉しない状態で取付ける非開閉式の双方に適用することができる。
【００７０】
さらに、本発明は、格子部として網を用いた網ガードにも適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１１  キャビン
１２  前ガード装置を構成する上部前ガード
１３  同、下部前ガード
１４  上部前ガードのガードフレーム
１６  同、格子部
Ｐ  上ガードの取付点
１８  キャビン前面の強度部材である前ピラー
１９  同、上側クロスメンバー
Ｗ  荷重
Ａ  移動線
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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