(57)【要約】【課題】製造コストが安く、製品強度の安定性があり、比較的簡単な方法で振動や揺動に耐え得る強度を確保でき、把持しやすく昇り降り性が良好なものとする。【解決手段】ハンドレールを構成する把持用ロッドを外径がほぼ均一なパイプを曲成して形成し、そのパイプの外表面に複数の穴を設けることで、把持用ロッドの重量が低減され、把持用ロッド部の根元部分の応力集中を低減させることができ、振動や揺動に耐え得る強度が確保されるとともに、把持用ロッド部に設けられる複数の穴は、把持用ロッド部をしっかり握りしめて把持するときの滑り止めの効果があり、把持しやすく昇り降り性が良好となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプを曲げて形成されたハンドレールを、下部走行体上に旋回可能に載置された上部旋回体に配置させた建設機械において、前記ハンドレールは、下部における曲成部の下部側反転部と、上部における曲成部の上部側反転部と、前記下部側反転部と前記上部側反転部の間に設けられる中間部とから成り、前記中間部の外表面側に複数の穴が設けられていることを特徴とする建設機械。
【請求項２】
前記複数の穴は、それぞれがほぼ同一の大きさで、且つ、直径が５ｍｍ以下で設定され、前記ハンドレールを輪切りした断面における前記複数の穴の配置間隔は、放射状にほぼ等間隔に配置され、前記ハンドレールの長手方向における、前記複数の穴の配置間隔は、ほぼ等間隔に配置されることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプを曲げて形成されたハンドレールを、下部走行体上に旋回可能に載置された上部旋回体に配置させた建設機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械は、下部走行体の上部位置に旋回装置を介して上部旋回体が設置されており、この上部旋回体は旋回フレームを有するものである。この旋回フレームには、オペレータが搭乗する運転室が設置されると共に、建屋が設置され、この建屋内にエンジン等、各種の機器類が収納されており、さらに旋回フレーム上にはタンク類等が配置される。
【０００３】
地上から上部旋回体の旋回フレームに昇り降りし、また旋回フレームから建屋やタンクの上部に昇り降りするための手がかりになるものが必要になる。このために設けられるのがハンドレールである。ハンドレールは、一般に、中空状のパイプからなり、このハンドレールの下端部は旋回フレームにおける低所に固定され、上端部は燃料タンクや建屋の上面等に固定されることになる。
【０００４】
建設機械に備えられるハンドレールにおいては、振動や揺動によって、旋回フレーム及び燃料タンクの上面に固定される部分に、曲げモーメントが作用する。特に、燃料タンクの上面に固定される部分には、大きな曲げモーメントが作用することから、例えば、特許文献１に記載される従来技術の建設機械に備えられるハンドレールは、燃料タンクの上面に溶接等で固着した取付座と、その取付座の上面に溶接等で固着したシートスクリューと、そのシートスクリューにボルト等で固定される手すり本体とによって構成され、更に取付座はシートスクリューより広い面積を有している。
【０００５】
このように、構成される従来技術の建設機械に備えられるハンドレールは、手すり本体を固定するためのシートスクリューを直接タンクの上面に固着するのではなく、広い面積を有する取付座を介して燃料タンクの上面に固定することで、薄い板材で形成される燃料タンクが損傷しないようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１４０６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ハンドレールに作用する大きな曲げモーメントは、燃料タンクの上面のみならず、ハンドレールが固定される根元部分にも作用する。例えば、手すり本体とシートスクリューをボルトで固定する部分が挙げられる。
【０００７】
以上のことから、従来技術の建設機械に備えられるハンドレールでは、燃料タンクの損傷を防止する効果は有するが、ハンドレールが固定される根元部分における損傷を防止することはできない課題が残る。
【０００８】
このように、従来技術の建設機械に備えられるハンドレールでは上述のような課題があり、本発明はこの課題を解決するためになされたものであって、燃料タンクの上面を含むハンドレールが固定される根元部分に作用する曲げモーメントを低減し、ハンドレールの耐久性が向上し、且つ燃料タンクの損傷を防止す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】
【０００９】
上述した課題を解決するため、パイプを曲げて形成されたハンドレールを、下部走行体上に旋回可能に載置された上部旋回体に配置させた建設機械に適用される。
【００１０】
請求項１の発明が採用する構成は、前記ハンドレールは、下部における曲成部の下部側反転部と、上部における曲成部の上部側反転部と、前記下部側反転部と前記上部側反転部の間に設けられる中間部とから成り、前記中間部の外表面側に複数の穴が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明が採用する構成は、前記複数の穴は、それぞれがほぼ同一の大きさで、且つ、直径が５ｍｍ以下で設定され、前記ハンドレールを輪切りした断面における前記複数の穴の配置間隔は、放射状にほぼ等間隔に配置され、前記ハンドレールの長手方向における、前記複数の穴の配置間隔は、ほぼ等間隔に配置されることを特徴とする。
【００１２】
ハンドレールにおいては、振動や揺動によって、旋回フレーム及び燃料タンクの上面に固定される部分に、曲げモーメントが作用する。特に、燃料タンクの上面に固定される部分には、大きな曲げモーメントが作用する。
【００１３】
本発明で構成されるハンドレールの中間部の外表面側に複数の穴を設けることでハンドレールの軽量化を図ることができ、ハンドレールに作用する慣性力が低減される。慣性力が低減されたハンドレールは、ハンドレールが固定される根元部分に作用する曲げモーメントを低減させることができハンドレールの耐久性が向上する。また、燃料タンクについても損傷を防止できる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように構成したハンドレールを備えた建設機械は、ハンドレールの中間部の外表面側に複数の穴を設け軽量化を図ることで、ハンドレールに作用する慣性力が低減され、旋回フレーム及び燃料タンクの上面に固定される上下端の各固定部とハンドレールを接続する根元部分の応力集中を低減させることができ、ハンドレールの耐久性が向上し、且つ燃料タンクの損傷を防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１６】
先ず、図１に建設機械の一例として、油圧ショベルの全体構成を示す。同図において、１は履帯式の走行手段１ａを左右一対備えた下部走行体、２はこの下部走行体１上に旋回装置３を介して旋回可能に載置された上部旋回体である。上部旋回体２は旋回フレーム１０を有し、この旋回フレーム１０には掘削作業手段１１が設けられており、また掘削作業手段１１に隣接する位置に運転室１２が設置されている。さらにまた、運転室１２と掘削作業手段１１を挟んだ反対側の位置には、図２に示すように、燃料タンク１４及び作動油タンク１５が設置されている。そして、旋回フレーム１０の最後方の位置にはカウンタウエイト１６が載置されている。
【００１７】
機械のメンテナンスを行う作業者や、油圧ショベルを操作するオペレータ（以下、作業者等という）は、燃料タンク１４及び作動油タンク１５の上面部や建屋１３の上面に昇って作業をすることがある。このために、燃料タンク１４の前方部に、この燃料タンク１４に昇り降りするための昇降機構が設けられている。
【００１８】
昇降機構は足場と手すりとから構成される。足場は、図２及び図３に示したように、旋回フレーム１０において、前方側であって、運転室１２の設置部とはこの掘削作業手段１１を挟んだ反対側の位置に設けられている。最も低い位置の足場は第１のステップ２０である。次いで、第２のステップとして機能するのは、燃料タンク１４の前部位置に配置した収納ボックスとしての工具箱２１の上面部である。また、燃料タンク１４の側壁にはさらにもう一つの足場としての第３のステップ２２が設けられている。なお、足場の数及び構造は必ずしも前述したものに限らない。
【００１９】
従って、燃料タンク１４に燃料補給をする場合や、建屋１３の内部をメンテナンスする場合等においては、作業者等は燃料タンク１４の上部に昇ることになるが、その際には、まず履帯からなる走行手段１ａを構成する履帯の上に昇り、次いで第１のステップ２０、第２のステップの工具箱２１の上面板２１ａ、さらに第３のステップ２２に順次昇ることによって、燃料タンク１４の上面板１４ａに至ることになる。
【００２０】
次に、ハンドレール３０は、前述のようにして作業者等が燃料タンク１４に昇降する際の手すりとして用いられる。ハンドレール３０は作業者等が手で把持するのに好適な太さで中空状のパイプで構成される把持用ロッド部３１を有し、この把持用ロッド部３１は旋回体フレーム１０の前方において、上下方向に延在して設けられており、かつ燃料タンク１４の方向に向けてなだらかに湾曲した中間部３１ａが形成されている。そして、この把持用ロッド部３１の上部側と下部側は曲成されている。
【００２１】
ハンドレール３０における把持用ロッド部３１の下部側の曲成部分は、下部側反転部３１ｂを構成している。この下部側反転部３１ｂから延在される端部は、下端固定部３１ｃとなっている。この下端固定部３１ｃは、工具箱２１の下部に位置する旋回フレーム１０の前面板２１ｂに図示しないねじ座を介してねじ止めされている。
【００２２】
また、把持用ロッド部３１の上部側も曲成されて、上部側反転部３１ｄを構成している。この上部側反転部３１ｄからは概略鉛直方向に向けられて、その端部は上端固定部３１ｅとなっている。この上端固定部３１ｅは燃料タンク１４の上面１４ａに図示しないねじ座を介してねじ止めされている。
【００２３】
図４はハンドレール３０における把持用ロッド部３１の中間部３１ａのＡ部を拡大した図で、図５は中間部３１ａをＢ部とＣ部で輪切りにした断面図である。
【００２４】
図３〜図５に示すように、中間部３１ａの外表面側には複数個の穴３２が形成されている。穴３２は、把持したときに指等が挟まれることのないように直径ｄ１が約５mm以下で設定されている。また、把持用ロッド部３１は把持しやすいように外径ｄ２がほぼ均一な約２５〜３６ｍｍの中空状のパイプを曲成して形成され、ハンドレールの用途や大きさ、等によって適宜選択される。
【００２５】
そして、図５の輪切りした面におけるそれぞれの穴３２は、ほぼ同じ直径ｄ１で、穴３２の配置間隔θ１（配置角度）は、ほぼ等間隔に放射状に配置される。また、把持用ロッド部３１の長手方向に対する穴３２の配置間隔ｘ１もほぼ等間隔に配置される。
【００２６】
図３及び図５では、穴３２の直径ｄ１が約５ｍｍ、把持用ロッド部３０の外径ｄ２が約３０ｍｍ、配置間隔θ１（配置角度）が約４５度で８個配置、配置間隔ｘ１が約１０ｍｍ、輪切りにした断面間の穴３２のずれ間隔θ２（ずれ角度）は２２．５度で表示しているが、これらのｄ１、ｄ２、θ１、ｘ１、θ２の値と、配置位置ｘ２と、配置範囲ｘ３とは、把持用ロッド部３１の強度を考慮して適宜設定される。
【００２７】
また、他の実施の形態を示す例として、図６に示すように穴３２の代わりに、ゴルフボールの外表面に形成されるディンプル３３（くぼみ）のような形状を形成しても良い。
【００２８】
ここで、前述した穴３２を形成することで、把持用ロッド部３１の重量がどの程度低減するか計算してみる。計算に用いる仕様と把持用ロッド３１の重量低減率の計算結果を以下に示す。
【００２９】
ｄ１＝５ｍｍ    ｄ２＝３０ｍｍ  
θ１＝４５度    θ２＝２２．５度
ｘ１＝１０ｍｍ  ｘ３＝１０００ｍｍ
Ｌ＝３０００ｍｍ    ｔ（パイプの肉厚）＝２．５ｍｍ
穴３２の輪切り面当たりの個数＝８個  穴３２の全個数＝８×１０１＝８０８個
・把持用ロッド部３１の金属部分の体積（穴３２なしの状態）
＝(((π×ｄ２２)／４)−((π×(ｄ２−(ｔ×２))２)／４))×Ｌ
＝(((３．１４×３０２)／４)−((３．１４×(３０−(２．５×２))２)／４))×３０００
＝６４７７００ｍｍ２
・穴３２の部分の体積（直径５ｍｍで高さｔの円柱として計算）
＝((π×ｄ１２)／４)×ｔ×８０８
＝((３．１４×５２)／４)×２．５×８０８＝３９６４２．５ｍｍ２
・穴３２を形成することによる把持用ロッド部３１の重量低減率
＝(３９６４２．５／６４７７００)×１００＝６．１％
上記の仕様の場合、穴３２を形成することによって、把持用ロッド部３１の重量を約６．１％低減することができる。
【００３０】
以上のように構成されるハンドレール３０は、旋回フレーム１０等に固定する下端固定部３１ｃと、燃料タンク１４の上面１４ａに固定する上端固定部３１ｅと、旋回フレーム１０へ昇り降りの際に把持する把持用ロッド部３１とで構成され、把持用ロッド部３１の中間部３１ａの外表面側に複数の穴３２を設けることでハンドレール３０の軽量化を図ることができ、ハンドレール３０に作用する慣性力が低減される。さらに、穴３２が設けられる中間部３１ａを把持用ロッド部３１で比較的上部の位置に設定することで、重量低減率以上の慣性力の低減効果が得られる。
【００３１】
このように慣性力が低減されたハンドレール３０は、ハンドレール３０が固定される根元部分に作用する曲げモーメントを低減させることができハンドレール３０の耐久性が向上する。また、従来技術によって考慮された燃料タンク１４ａについても損傷を防止できる。
【００３２】
更に、建設機械に設けられるハンドレール３０は、ハンドレール３０の本来の目的である旋回フレーム１０への昇り降り性を考慮すると把持しやすい外径及び形状であることが望まれる。本発明では、把持用ロッド部３１の中間部３１ａの外表面側に設けられる複数の穴３２は、把持用ロッド部３１の軽量化とともに、把持用ロッド部３１をしっかり握りしめて把持するときの滑り止めの効果もあり、ほぼ同一の大きさの穴３２が整然と配置されることで、その滑り止めの効果を確実に発揮でき、把持しやすく良好な昇り降り性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のハンドレールが適用される建設機械の一例としての油圧ショベルの全体構成図である。
【図２】本発明の実施の一形態を示すハンドレールを含む燃料タンクへの昇降機構の構成を示す外観図である。
【図３】図２の左側面図である。
【図４】図３のＡ部の拡大図である。
【図５】図４のＢ部とＣ部の断面図である。
【図６】他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  下部走行体
１ａ  走行手段
２  上部旋回体
３  旋回装置
１０  旋回フレーム
１１  掘削作業手段
１２  運転室
１３  建屋
１４  燃料タンク
１４ａ  上面板
１５  作動油タンク
１６  カウンタウエイト
２０  第１のステップ
２１  工具箱
２１ａ  上面板
２１ｂ  前面板
２２  第３のステップ
３０  ハンドレール
３１  把持用ロッド部
３１ａ  中間部
３１ｂ  下部側反転部
３１ｃ  下端固定部
３１ｄ  上部側反転部
３１ｅ  上端固定部
３２  穴
３３  ディンプル
ｄ１  穴３２の直径
ｄ２  把持用ロッド部の外径
θ１  穴３２の配置間隔（配置角度）
θ２  輪切りにした断面間の穴３２のずれ間隔（ずれ角度）
ｘ１  把持用ロッド３１の長手方向に対する穴３２の配置間隔
ｘ２  穴３２の配置位置
ｘ３  穴３２の配置範囲
Ｌ  把持用ロッドの全長
ｔ  把持用ロッド３２の肉厚（パイプの肉厚）
【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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