JP6919975B2

JP6919975B2 - 作業機械のキャブ抜止構造

Info

Publication number: JP6919975B2
Application number: JP2017080725A
Authority: JP
Inventors: 哲士 ▲高▼岡; 亮介苧野
Original assignee: Caterpillar SARL
Current assignee: Caterpillar SARL
Priority date: 2017-04-14
Filing date: 2017-04-14
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2037-04-14
Also published as: US11072909B2; DE112018001408T5; CN110546329A; JP2018178574A; US20200248431A1; WO2018188805A1

Description

本発明は、機体フレームに対して抜止装置を介してキャブが抜け止めされた作業機械のキャブ抜止構造に関する。

従来、油圧ショベルなどの作業機械の転倒時の横荷重による運転室すなわちキャブの機体フレームからの脱落を防止する技術として、キャブを弾性的に支持するキャブマウントの近傍に抜止装置を設けるものがある。この抜止装置は、キャブの底部フレームから下方に向かって突設された棒状部材と、この棒状部材の先端である下端に設けられた規制体とを備えている。そして、棒状部材が、機体フレーム（上部旋回体フレーム）に設けられた穴部に挿通されて配置され、この穴部に挿通された棒状部材の下端の規制体の外形が穴部の内形よりも大きく設けられていることで、例えばキャブマウントの可動域を超える変位や、キャブマウントにより吸収可能な荷重以上の変位、あるいは荷重がキャブに作用した際に、抜止装置が作用してキャブの機体フレームからの脱落を防止する（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−４８０２６号公報

棒状部材は、キャブの底部フレームに対して、上端が溶接により固定されている。そのため、耐荷重を超える荷重が加わった際の溶接部分の割れによって抜止装置の作用時に棒状部材が脱落しないようにする必要がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、抜止装置の脱落を防止できる作業機械のキャブ抜止構造を提供することを目的とするものである。

請求項１記載の発明は、機体フレームに対して抜止装置を介してキャブが抜け止めされた作業機械のキャブ抜止構造であって、キャブは、機体フレームに対向する底部フレームと、この底部フレームに対して立ち上がる縦フレームと、を備え、底部フレームは、貫通穴を有し、機体フレームは、貫通穴に対応する位置に挿通穴を有し、抜止装置は、軸方向と交差する方向に沿って設けられた穴部を一端側に備え、この一端側が貫通穴に挿通されるとともに、他端側が挿通穴に挿通された軸状のストッパ軸部と、挿通穴に挿通されたストッパ軸部の他端に設けられ、少なくとも一部の外形が挿通穴の内形よりも大きい規制体と、貫通穴に挿通されたストッパ軸部に対して穴部に一部が嵌合された状態でストッパ軸部から突出する他部がキャブの底部フレームおよび縦フレームに固定されたキー部材とを備えたものである。

請求項１記載の発明によれば、抜止装置のストッパ軸部の一端側を底部フレームの貫通穴に挿通し、ストッパ軸部の他端側を機体フレームの挿通穴に挿通するとともに、このストッパ軸部の他端に規制体を設け、かつ、ストッパ軸部の一端側の軸方向と交差する方向に沿って設けた穴部に対してキー部材の一部を嵌合し、ストッパ軸部から突出するキー部材の他部をキャブの底部フレームおよび縦フレームに対して固定することにより、キー部材によってキャブを効果的に補強するとともに、キー部材が仮にキャブまたは機体フレームから外れた場合でも、キー部材の一部がストッパ軸部の穴部に嵌合しているため、ストッパ軸部が貫通穴から抜けることがなく、抜止装置の脱落を防止できる。

本発明に係る作業機械のキャブ抜止構造の一実施の形態を示す要部を拡大した斜視図である。同上作業機械のキャブ抜止構造を下方から示す斜視図である。同上作業機械のキャブ抜止構造の抜止装置の分解斜視図である。同上作業機械のキャブおよび抜止装置を示す斜視図である。同上作業機械の側面図である。

以下、本発明を、図１乃至図５に示された一実施の形態に基いて詳細に説明する。

図５において、11は作業機械であり、本実施の形態において、この作業機械11は、例えば油圧ショベル型作業機械とする。

作業機械11は、機体12を備えている。また、この作業機械11は、機体12に作動可能に突設された作業装置13を備えている。さらに、この作業機械11は、機体12に設けられた運転室であるキャブ14を備えている。また、この作業機械11は、キャブ14の防振用のマウント装置15（図２）を備えている。そして、この作業機械11は、キャブ14に設けられた抜止装置16（図１）を備えている。

機体12は、履帯式の下部走行体21およびこの下部走行体21に旋回可能に設けられた上部旋回体22を備えている。また、この機体12は、上部旋回体22を構成する機体フレームである旋回フレーム（上部旋回体フレーム）23を備えている。この旋回フレーム23は、取付部23a（図２）を備えている。また、この旋回フレーム23は、下部走行体21に対して旋回フレーム23を旋回可能に取り付ける旋回軸受部を備えていてもよい。

図２に示される取付部23aは、マウント装置15が取り付けられるマウント取付部である。この取付部23aは、キャブ14の下部に対向して旋回フレーム23の上部にボックス状に突設されている。この取付部23aは、例えばキャブ14の前側下部、および、後側下部のそれぞれに左右方向に沿って配置されている。また、取付部23aには、後述する抜止装置16の一部が挿通される挿通穴23bが設けられている。この挿通穴23bは、例えば丸孔状に形成され、取付部23a（旋回フレーム23）を上下方向（厚み方向）に貫通して設けられている。この挿通穴23bは、例えばキャブ14の後部の下部に配置されている。本実施の形態において、この挿通穴23bは、キャブ14の一側である左側の後部の下部に配置されている。すなわち、この挿通穴23bは、後部側の取付部23aに配置されている。なお、この挿通穴23bの周囲には、補強部材23cが取り付けられていてもよい。この補強部材23cは、例えば筒状に設けられ、取付部23aの下部に例えば溶接などにより一体的に固定されている。

図５に戻って、作業装置13は、油圧シリンダにより作動されるブーム26、アーム27およびバケットなどのアタッチメント28によって構成されている。

図４および図５に示されるキャブ14は、機体12および作業装置13を操作するオペレータを保護するものである。このキャブ14は、機体12上の前部の左右方向一側、例えば左側に設けられている。すなわち、このキャブ14は、作業装置13および旋回フレーム23の側方に位置して配置されている。このキャブ14は、箱状に設けられている。すなわち、このキャブ14は、フロントピラー30，30を備えている。また、このキャブ14は、縦フレームとしてのリアピラー31，31を備えている。さらに、このキャブ14は、センターピラー32を備えている。また、このキャブ14は、フロントヘッド部33を備えている。さらに、このキャブ14は、リアヘッド部34を備えている。また、このキャブ14は、天井パネル35を備えている。さらに、このキャブ14は、リアパネル36を備えている。また、このキャブ14は、底部フレーム37を備えている。また、このキャブ14は、前窓38を備えている。さらに、このキャブ14は、後窓39を備えている。また、このキャブ14は、横窓40，41を備えている。さらに、このキャブ14は、天窓42を備えていてもよい。そして、キャブ14の内部には、図示しないが、オペレータが着座する運転席、オペレータが操作する操作レバー、操作ペダル、モニタなどがそれぞれ配置されている。

フロントピラー30，30は、キャブ14の前部から天井部に亘って位置して左右部にそれぞれ配置されている。これらフロントピラー30，30は、例えば異形鋼管であってもよい。

リアピラー31，31は、キャブ14の後部に位置して左右部にそれぞれ配置されている。これらリアピラー31，31の上端部には、フロントピラー30，30の後端部が連結されている。

センターピラー32は、キャブ14の一側部である左側、すなわち作業装置13に対して反対側に位置している。このセンターピラー32は、フロントピラー30とリアピラー31との間に位置し、上端部がフロントピラー30に連結されている。そして、フロントピラー30とセンターピラー32との間に、オペレータが乗降時に開閉するドア45が設けられている。

フロントヘッド部33は、左右方向に沿って位置し、キャブ14の前部にてフロントピラー30，30の上部間を連結するものである。

リアヘッド部34は、左右方向に沿って位置し、リアピラー31，31の上部間を連結するものである。

天井パネル35は、キャブ14の天井部にてフロントピラー30，30とリアピラー31，31との間に配置されている。

リアパネル36は、リアピラー31，31間の後窓39よりも下側に配置されている。

図１、図２および図４に示される底部フレーム37は、キャブ14の底面の一部を構成するものである。したがって、この底部フレーム37は、旋回フレーム23（取付部23a）の上方に離れた位置にて、この旋回フレーム23（取付部23a）に対向して配置されている。この底部フレーム37は、例えば本実施の形態において、キャブ14の後部寄りに配置されている。このため、本実施の形態において、この底部フレーム37は、後部側の取付部23aの上方に対向して配置されている。また、この底部フレーム37の左右両側には、リアピラー31，31が立ち上げられている。さらに、この底部フレーム37には、リアピラー31，31間にリアパネル36が立ち上げられている。この底部フレーム37に対して、リアピラー31，31およびリアパネル36は、例えば鉛直上方に向けて立ち上がっている。また、リアピラー31，31は、底部フレーム37の後部両側部に配置されている。さらに、リアパネル36は、底部フレーム37の後端部よりもやや前方にてリアピラー31，31間に配置されている。したがって、リアピラー31，31と底部フレーム37とにより、キャブ14の後部の両側部および下部の２辺が構成されている。すなわち、各リアピラー31と底部フレーム37とは後方から見てそれぞれＬ字をなすように配置されている。さらに、底部フレーム37には貫通穴37aが設けられている。この貫通穴37aは、例えば丸孔状に形成され、底部フレーム37を上下方向（厚み方向）に貫通して設けられている。また、貫通穴37aは、少なくとも一方のリアピラー31に隣接してそれぞれ設けられている。本実施の形態において、この貫通穴37aは、一側である左側のリアピラー31の右側方（他側である右側のリアピラー31側）に隣接して配置されている。また、この貫通穴37aは、リアパネル36の後方に配置されている。さらに、この貫通穴37aは、旋回フレーム23（取付部23a）に設けられた挿通穴23bと対応する位置に配置されている。したがって、貫通穴37aと挿通穴23bとは、上下に対向して配置されている。すなわち、貫通穴37aと挿通穴23bとは、鉛直上下方向に沿う軸上にて互いに同軸状に配置されている。さらに、この貫通穴37aは、本実施の形態において、挿通穴23bよりも内径寸法が小さく設定されている。なお、本実施の形態では、貫通穴37aを底部フレーム37に設け、挿通穴23bを旋回フレーム23（取付部23a）に設けたが、貫通穴37aを旋回フレーム23（取付部23a）に設け、挿通穴23bを底部フレーム37に設けることもできる。

図４に示される前窓38は、キャブ14の前面にて、フロントピラー30，30およびフロントヘッド部33に囲まれて位置している。

後窓39は、キャブ14の後面にて、リアピラー31，31、天井パネル35、および、リアパネル36に囲まれて位置している。

横窓40は、キャブ14の左側面にて、フロントピラー30およびセンターピラー32との間、および、センターピラー32とフロントピラー30およびリアピラー31との間に囲まれて位置している。すなわち、この横窓40は、一部がドア45に設けられている。

横窓41は、キャブ14の右側面にて、フロントピラー30およびリアピラー31に囲まれて位置している。この横窓41は、作業装置13（ブーム26）に対向して位置している。

天窓42は、キャブ14の天井部にて天井パネル35の前部に配置されている。この天窓42は、フロントヘッド部33を介して前窓38と隣接している。この天窓42は、開閉可能に設けられていてもよい。

図２に示されるマウント装置15は、キャブ14を弾性的に支持するものである。例えば、このマウント装置15は、キャブ14の四隅の下部にそれぞれ配置される。各マウント装置15は、旋回フレーム23の取付部23aに固定されている。また、各マウント装置15は、図示されないボルトなどの締着手段によりキャブ14の下部に対して結合される図示されない結合部を備え、この結合部が例えば防振ゴムなどの防振手段により保持されて構成されている。

図１乃至図４に示される抜止装置16は、例えば作業機械11（図５）の転倒時などに作用する横荷重に対してキャブ14を旋回フレーム23に対して抜け止めする、運転室保護用のストッパである。この抜止装置16は、軸状のストッパ軸部51を備えている。また、この抜止装置16は、規制体であるストッパ本体部52を備えている。さらに、この抜止装置16は、キー部材53を備えている。そして、この抜止装置16は、例えばキャブ14の後部の下部に配置されている。本実施の形態において、この抜止装置16は、キャブ14の一側である左側の後部の下部に配置されている。

ストッパ軸部51は、例えば貫通穴37aの内径寸法と略等しい外径寸法を有する円柱状に設けられた棒状部材である。このストッパ軸部51は、鉛直上下方向に沿って配置されている。このストッパ軸部51は、一端側である上端側が、キャブ14の貫通穴37aに下側から挿通されて底部フレーム37に対して上方に突出する上側突出部51aとなっている。また、このストッパ軸部51は、他端側である下端側が、旋回フレーム23の挿通穴23bに上側から挿通されて取付部23aに対して下方に突出する下側突出部51bとなっている。さらに、このストッパ軸部51は、上端側、すなわち上側突出部51aに穴部51cを備えている。この穴部51cは、ストッパ軸部51の軸方向（長手方向）と交差（直交）する方向に沿って設けられている。具体的に、この穴部51cは、ストッパ軸部51のリアピラー31に対向する一側が切り欠かれて設けられている。本実施の形態において、この穴部51cは、左側のリアピラー31に対向する左側が前後方向に見てコ字状に切り欠かれて設けられた凹部(切欠溝部)である。また、この穴部51cは、底部フレーム37よりも上方に位置している。

ストッパ本体部52は、挿通穴23bに挿通されたストッパ軸部51の下端に設けられている。このストッパ本体部52は、例えばストッパ軸部51の下端に対してボルト留めなどにより一体的に固定されている。このストッパ本体部52は、少なくとも一部の外形が挿通穴23bの内形よりも大きく設けられている。本実施の形態において、このストッパ本体部52は、例えばストッパ軸部51よりも大きい外径寸法を有する円盤状に設けられている。すなわち、このストッパ本体部52は、挿通穴23bの内径寸法よりも大きい外径寸法を有している。また、このストッパ本体部52は、例えばストッパ軸部51に対して中心軸がずれて配置されていてもよい。

キー部材53は、抜止装置16をキャブ14に対して固定するものである。このキー部材53は、貫通穴37aに挿通されたストッパ軸部51に対して穴部51cに一部が嵌合された状態で他部がキャブ14に固定されている。すなわち、このキー部材53は、底部フレーム37の上部に重ねられて配置されている。また、このキー部材53は、例えば直方体のブロック状に設けられている。このキー部材53は、穴部51cの位置でストッパ軸部51に対して嵌合されているとともに、穴部51cに対して反対側がストッパ軸部51の外形よりも外方に突出している。本実施の形態において、このキー部材53は、右側が穴部51cに嵌合され、左側がストッパ軸部51の外形に対してこのストッパ軸部51よりも左側に突出している。また、このキー部材53は、ストッパ軸部51に対して穴部51cの位置で溶接などにより固定されていてもよい。さらに、このキー部材53は、ストッパ軸部51の穴部51cから突出する他部がリアピラー31と底部フレーム37とにそれぞれ溶接されて固定されている。すなわち、本実施の形態において、このキー部材53は、ストッパ軸部51から突出する左側部が、側部と下部とで左側のリアピラー31と底部フレーム37の上部とにそれぞれ溶接されている。したがって、このキー部材53は、キャブ14の角部に溶接されている。本実施の形態において、このキー部材53は、キャブ14の後部左側の角部に溶接されている。換言すれば、このキー部材53は、キャブ14を構成する互いに直交する２辺（左辺および下辺）に亘って溶接されている。さらに、このキー部材53は、底部フレーム37に溶接されている状態で貫通穴37aの一部を閉塞している。

次に、図示された実施の形態の作用を説明する。

抜止装置16は、マウント装置15の可動域を超える変位や、マウント装置15により吸収可能な荷重以上の変位、あるいは荷重がキャブ14に作用した際に、キャブ14が旋回フレーム23に対して上方などに移動しようとした場合に、ストッパ本体部52の外形が挿通穴23bの内形よりも大きいことで、このストッパ本体部52が挿通穴23bの周囲（取付部23a）に引っ掛かり、キャブ14の旋回フレーム23からの脱落を防止する。

また、仮に耐荷重を超える荷重が加わって割れが生じてキー部材53がキャブ14から外れた場合でも、キー部材53の一部がストッパ軸部51の穴部51cに嵌合しているため、貫通穴37aに引っ掛かるキー部材53にストッパ軸部51が係止されてストッパ軸部51が貫通穴37aから抜けることがない。

すなわち、上記一実施の形態によれば、抜止装置16のストッパ軸部51の一端側を貫通穴37aに挿通し、ストッパ軸部51の他端側を挿通穴23bに挿通するとともに、このストッパ軸部51の他端にストッパ本体部52を設け、かつ、ストッパ軸部51の一端側の軸方向と交差する方向に沿って設けた穴部51cに対してキー部材53の一部を嵌合し、ストッパ軸部51から突出するキー部材53の他部をキャブ14または旋回フレーム23に対して固定することにより、キー部材53が仮にキャブ14または旋回フレーム23から外れた場合でも、キー部材53の一部がストッパ軸部51の穴部51cに嵌合しているため、ストッパ軸部51が貫通穴37aから抜けることがなく、キャブ14または旋回フレーム23に対する抜止装置16の脱落を防止できる。したがって、抜止装置16によって、キャブ14を旋回フレーム23に対してより確実に抜け止めでき、作業機械11の信頼性を向上できる。

また、本実施の形態では、貫通穴37aを底部フレーム37に設け、挿通穴23bを旋回フレーム23に設け、キー部材53のストッパ軸部51から突出する他部をキャブ14に固定することにより、キー部材53によりキャブ14を補強することが可能になる。

具体的に、キー部材53を、キャブ14に対して底部フレーム37およびリアピラー31に固定することにより、キャブフレームの２辺の角部をキー部材53により補強することとなり、キー部材53がガセットとして作用し、キー部材53によってキャブ14をより効果的に補強できる。このため、キャブ14に対して横荷重が加わった場合でも、キャブ14をより変形しにくくできる。

なお、上記一実施の形態において、キー部材53は、例えば底部フレーム37に対して立ち上がる縦フレームとして、リアパネル36に対して溶接されていてもよい。

また、抜止装置16は、キャブ14の後部一側に限らず、前部や複数個所などに配置されていてもよい。

さらに、穴部51cは、ストッパ軸部51の一側を切り欠いた凹部としたが、例えばストッパ軸部51を貫通する穴部などでもよい。

本発明は、油圧ショベルなどの作業機械の製造業、販売業などに携わる事業者にとって産業上の利用可能性がある。

11 作業機械
14 キャブ
16 抜止装置
23 機体フレームである旋回フレーム
23b 挿通穴
31 縦フレームとしてのリアピラー
37 底部フレーム
37a 貫通穴
51 ストッパ軸部
51c 穴部
52 規制体であるストッパ本体部
53 キー部材

Claims

機体フレームに対して抜止装置を介してキャブが抜け止めされた作業機械のキャブ抜止構造であって、
キャブは、機体フレームに対向する底部フレームと、この底部フレームに対して立ち上がる縦フレームと、を備え、
底部フレームは、貫通穴を有し、
機体フレームは、貫通穴に対応する位置に挿通穴を有し、
抜止装置は、
軸方向と交差する方向に沿って設けられた穴部を一端側に備え、この一端側が貫通穴に挿通されるとともに、他端側が挿通穴に挿通された軸状のストッパ軸部と、
挿通穴に挿通されたストッパ軸部の他端に設けられ、少なくとも一部の外形が挿通穴の内形よりも大きい規制体と、
貫通穴に挿通されたストッパ軸部に対して穴部に一部が嵌合された状態でストッパ軸部から突出する他部がキャブの底部フレームおよび縦フレームに固定されたキー部材とを備えた
ことを特徴とする作業機械のキャブ抜止構造。