JP4241718B2 - 建設機械運転室の荷重支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械運転室の荷重支持装置に関するものであって、さらに詳しくは、走行中若しくは作業中、上部フレームから運転室に伝わる振動を吸収する振動吸収装置が上下の振動には効果的であるが、左右振動に対しては脆弱であるという限界を抱えていたことを解決すべく、運転室の外側と上部フレームの上部にそれぞれブラケットを設け、前記ブラケット等間に振動防止部材と弾性部材とを設けることによって、転覆事故などのような非常時に振動吸収装置が弾性限界から外れた場合に上部フレームから運転室が離脱されることを防止するように、前記振動防止部材を離脱防止手段として用いる建設機械運転室の荷重支持装置に関する。

一般に、建設機械の運転室は、オペレータが作業を気楽に行えるように設計しなければならず、該構造的側面においても、運転中、重量物が運転席へ落下するか、又は傾斜面で転覆するなど、作業中に生じ得る不意の事故から運転者を保護し得るように構成されるべきである。

最近、国際標準化機構（ＩＳＯ）や自動車工業協会（ＳＡＥ）などで、運転室保護構造に対する規定がさらに厳しくなる一方、作業現場においても運転者の安全を確保し得るべく運転室保護構造技術に対する開発が至急求められている。

運転者保護構造（ＥＯＰＳ： Ｅｘｃａｖａｔｏｒ Ｏｐｅｒａｔｏｒ’ｓ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）は、運転中の建設機械運転室に重量物が側方や垂直方向から衝突されることから、変形された運転室、又は重量物が運転者の身体に接触されないように、側方、後方、垂直の各方向で運転室に作用し得る荷重を克服しなげればならない。

図１は、従来技術による建設機械運転室の荷重支持装置の構成を示した断面図である。
運転室１０は、下部走行体（図示せず）に旋回自在に取り付けられる上部フレーム２０に様々固定手段により装着される構造をなしている。運転室１０が上部フレーム２０上にボルトなどのような固定手段により直接装着されると、上部フレーム２０の衝撃が運転室１０にそのまま伝わることになる。一般に、建設機械の作業環境は、非常に厳しい。つまり、路面が平滑ではないため、上部フレーム２０に生じ得る振動や騒音が運転室１０にそのまま伝達され、運転者が疲労を感じ得る不具合がある。

かかる振動を緩和すべく、従来には、上面に複数個の貫通孔１８を有する上部フレーム２０と、ボトムプレート３０との間に上下方向に生じる振動を吸収し得るように振動吸収装置４０、４０’が運転室１０の前後方に複数個設けられた。上部フレーム２０の貫通孔１８に取り付けられた前記振動吸収装置４０、４０’は、該フランジ４２が上部フレーム２０の上面に組み合わされた状態で、ボルト部材（図示せず）により上部フレーム２０の上面に取り付けられることになる。

前記振動吸収装置４０、４０’は、該内部にコイルバネやゴム或いは緩衝液などのような弾性体を収容し、フランジ４２とボルト部材とを用いて前記運転室１０を上部フレーム２０上に据え付ける構造であって、上下揺れや衝撃力に対してある程度緩衝効果を奏しており、不規則な路面にもかかわらず、運転者の疲労を容易に軽減させることが可能であった。

前述したように、不規則な路面による衝撃から発生し得る上下振動は、振動吸収装置４０、４１’により吸収できるが、左右振動による衝撃は簡単に吸収できなかった。そのゆえ、振動吸収装置４０、４０’の固定部位に左右或いは前後振動に起因する亀裂が多く発生することになった。

即ち、左右振動による振動変位が過度に生じられると、運転室１０に組み合わされた振動吸収装置４０、４０’の固定部位、つまりフランジ４２とボルト部材とに亀裂が発生することから、安全上の問題を招く惧れがあった。

一方、運転室１０の前方又は側方から加えられる荷重が、運転室１０、ボトムフレート３０、振動吸収装置４０、４０’、上部フレーム２０に順次に伝われると、前述した振動吸収装置４０、４０’が、運転室１０の荷重を支持しながらも、上下方向に生じる振動の一部は吸収するものの、前記振動吸収装置４０、４０’の弾性限界を超える極めて大きい衝撃力に耐えられるような強度は持っていなかった。特に、転覆などのような非常時には、外力により運転室１０が上部フレーム２０から離脱されることから、保護できないという問題点をも抱えていた。

本発明は、かかる従来技術等に鑑みてなされたものであり、その目的は、左右振動に脆弱な振動吸収装置の欠陥を解決すべく、運転室と上部フレームとに生じる左右振動を吸収し得る建設機械運転室の荷重支持装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、外部との衝突や転覆事故などのような非常時に運転室が上部フレームより離脱されることを防止し、その変位を規制するための建設機械運転室の荷重支持装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明に係る建設機械運転室の荷重支持装置は、建設機械の上部フレームと、底部にボトムプレートが備えられ、上部フレームに搭載される運転室との間に設けられ、上部フレームに対して運転室を弾性的に支持する振動吸収装置と、
一側に結合部を備え、他側に離脱防止部を備え、結合部は上部フレーム側に着脱可能に取り付けられ、離脱防止部はボトムプレートを貫通して上側に配設されることによって、非常時、運転室が離脱されることを防止し得るストッパー装置と、
上部フレームの一側に取り付けられる結合面と、結合面で上部フレームの上板上部に向けて延長され、少なくとも一つ以上の直線部を持つ溝が形成された延長面とを含む回転防止プレートと、結合部と離脱防止部との間に設けられ、外周面に直線部に対応する回転防止部を持つ円筒形状の回転防止ボスとから構成されることによって、離脱防止部が緩むことを防止し得る回転防止装置と、
運転室の外側に取り付けられ、水平に延長された固定ブラケットと、上部フレーム上に取り付けられ、上下に長く延長されて上端に環状の係止部が備えられた中空形状の支持ブラケットと、該支持ブラケットの内部に収容されると共に、固定ブラケットにネジ締結され、垂直に延長された垂直部材と、係止部の内側より大径のヘッド部とを有するボルトタイプの振動防止部材と、振動防止部材の外側と支持ブラケットの内側とに設けられ、上部フレームから運転室に伝わる左右振動を吸収する弾性部材とからなる振動防止装置と、を包含して構成されることを特徴としている。

振動吸収装置は、上部フレームと運転室との間で、前後左右の四箇所に一つずつそれぞれ設けられ、中央に一つが設けられ、ストッパー装置は、振動吸収装置の外側の四箇所にそれぞれ一つずつ設けられ、振動防止装置は、運転室後方の左側に設けられる。

好ましくは、ストッパー装置は、該内部にネジ部のある中空形状からなり、上部フレームの上板裏面に一体に設けられる締結ボスをさらに包含し、結合部にネジ部に対応するネジ面が形成され、結合部が締結ボスに螺合されることになる。

また、好ましくは、離脱防止部は、ボルトの頭部形状から成された抜け止めヘッド部と、抜け止めヘッド部と一体に結合されるワッシャー形状のストッパープレートとを包含する。

前述したような構成から成された本発明の建設機械運転室の荷重支持装置によれば、振動防止装置により左右振動が吸収できるため、振動吸収装置の固定部位に生じる亀裂を防止することができるという利点がある。

かかる構成を有する本発明による建設機械運転室の荷重支持装置によれば、非規則な路面を走行したり、作業を行う場合にも、振動防止装置により左右振動が吸収できるため、振動吸収装置の取り付け位置に生じ得る亀裂を防止しながらも、運転室を左右に支持することから、長時間の作業にも運転者は疲労を感じないという効果が期待される。また、転覆事故などような非常時にも、振動防止装置が運転室の離脱を防止するため、荷重支持の効果も共に期待できる。

以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて説明するが、これは本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施し得る程度内にて詳細に説明するためのものであって、これにより本発明の技術的思想及び範疇が限定されることを意味するのではない。

図２には、本発明の第１実施例による建設機械運転室の荷重支持装置の構成が断面図として示され、図３には、本発明の第１実施例による建設機械運転室の荷重支持装置の要部構成が部分断面図で示されている。また、図４及び図５には、本発明の第２実施例による建設機械運転室の荷重支持装置の要部構成をそれぞれ部分切開斜視図及び部分断面図で示した。

図面に示されたように、本発明は、下部走行体（図示せず）に旋回自在に取り付けられる上部フレーム１１０上に装着される運転室１２０のボトムプレート１２２と、前記上部フレーム１１０との間に設けられる振動吸収装置１３０、１３０’、及び普段は、前記振動吸収装置１３０、１３０’の左右振動を防止しながら、装備が転覆されるなどのような非常時には、運転室１２０が離脱されたり、浮上されたりすることを防止する振動防止装置１４０を包含する。

前記振動吸収装置１３０は、走行中又は作業中のような平常時に、運転室に間接的に伝われる衝撃を緩衝することで、乗り心地を向上させる役割を奏する。前記振動吸収装置１３０は、上部フレーム１１０にボルト部材その他固定手段（図示せず）により取り付けられ、且つ、再びボルトなどの固定手段（図示せず）により前記ボトムプレート１２２に取り付けられる。

前記振動吸収装置１３０は、前記運転室１２０を前記上部フレーム１１０上に取り付ける機能を果たすと共に、ＷＢＶ（Ｗｈｏｌｅ Ｂｏｄｙ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）規定を守るべく、上部フレーム１１０に伝われる上下衝撃を緩衝する機能をも奏する。しかし、左右振動に対しては、極めて脆弱なものである。ここで、本発明は、振動吸収装置１３０が左右振動に脆弱であるといった短所を解決するための構成要素として、振動防止装置１４０を包含する。

振動防止装置１４０は、運転室１２０の外側に組み合わされる振動防止部材１６６と、内部に振動防止部材１６６を収容する支持ブラケット１５０と、振動防止部材１６６と支持ブラケット１５０との間に設けられ、振動を吸収する弾性部材１８０とを包含する。

支持ブラケット１５０は、上下方向に長く延長される中空形状からなり、上部フレーム１１０上に取り付けられる。また、支持ブラケット１５０の上端には環状の係止部１４２が備えられる。

振動防止部材１６６は、垂直に延長される垂直部材１６２と、係止部１４２の内側より大径を有しながら、垂直部材１６２の下端に形成されるヘッド部１６４とを包含するボルトタイプから成される。振動防止部材１６６は、固定ブラケット１６０とを介して運転室１２０の外側に組み合わされる。

固定ブラケット１６０は、運転室１２０の一側に取り付けられ、前記上部フレーム１１０に対して平行に延長され、且つ、振動防止部材１６６の垂直部材１６２が固定ブラケット１６０にネジ締結される。振動防止部材１６６のヘッド部１６４は、垂直部材１６２の下端に一体に形成されるワッシャー１６４ｂとボルト頭部（１６４ａ）とを含んで成される。

本発明の実施例では、支持ブラケット１５０が、中空の円筒形状から成されており、係止部１４２が環状の円板形状を有しているものの、建設機械の転覆時、ヘッド部１６４が係止部１４２に引っ掛かることが可能な形状であれば、角柱などのような形状であっても構わない。

また、第１実施例による振動防止部材１６６は、ボルト形状を成しているが、図４および図５に示された第２実施例による振動防止部材１７８は、前記固定ブラケット１６０と一体に形成されるか、又は溶接などにより固定ブラケットに取り付けられる。

第２実施例における振動防止部材１７８は、固定ブラケット１６０に溶接により取付られ、垂直に延長られる垂直部材１７２と、係止部１４２の内側より大径を有しており、垂直部材１７２の下端に形成されるヘッド部１７５を含んで成される。ヘッド部１７５は、非常時、係止部１４２及び弾性部材１８０に引っ掛かることから、運転室が浮上することを防止する機能を果たすべく、ワッシャー型の水平部材１７４と、前記水平部材１７４を垂直部材１７２の端部に取り付けるボルトのごとき固定部材１７６とをさらに包含してなされる。

しかし、垂直部材１７２が溶接などにより固定ブラケット１６０に取り付けられる場合には、外力により溶接部位が破断され得るため、ボルト型で取り付けることが効果的である。

本発明の第１及び第２実施例では、前記振動防止部材１６６、１７８と、支持ブラケット１５０との間に建設機械の左右振動による振動を吸収するための弾性部材１８０が設けられる。弾性部材１８０は、左右方向においては垂直部材１６２、１７２から支持ブラケットの内側面まで延長されており、上向きに係止部１４２まで延長され、下向きにヘッド部１６４、１７５まで延長されている。

前述したように弾性部材１８０は、左右振動を吸収し得るように、支持ブラケット１５０内で左右方向に充填されていることを要件としており、平常時には振動吸収機能を奏しておらず、転覆などのような非常時のみ該機能を果たすことになる。というのは、平常時の上下振動は、振動吸収装置１３０により解決できるため、上下方向に充填されている必要はないからである。従って、本発明の弾性部材１８０は、一次的には左右荷重を支持する機能を奏しており、付け加えて上下荷重を支持する機能をも果たす。

前記振動防止装置１４０は、作業装置の反対側に設けられることが望ましい。というのは、作業装置が位置する運転室１２０の側面は、作業装置により外部との衝突が最小化され得るが、作業装置の反対側における運転室１２０側面は、外部との衝突危険がさらに大きいからである。ここで、作業装置とは、図２ないし図５には示されていないが、通常、運転室１２０の側面に設けられるブームと、アームとからなる組立体を言う。

図６及び図７には、側方、後方及び垂直方向に働く荷重を効率よく克服するために、本発明の第３実施例がそれぞれ側断面図と、正断面図とで示されており、図８には第３実施例によるストッパー装置の構成が分解斜視図で示されている。

本発明の第３実施例による建設機械運転室の荷重支持装置は、図６に図示の上部フレーム２１０と、運転室１２０のボトムプレート２２２との間に設けられ、普段、運転室１２０に間接的に伝わる衝撃を緩和する振動吸収装置２３０と、非常時に、運転室１２０が離脱されることを防止するストッパー装置２４０と、運転室１２０に伝わる左右振動を吸収する振動防止装置３００とを含む。

この際、運転室１２０の側方、後方及び垂直方向に働く荷重を効率よく克服するために、前記ストッパー装置２４０は、図７のように前後左右の四箇所にそれぞれ一つずつ設けられることが望ましい。また、外部との衝突時、振動吸収装置２３０が弾性限界を超えて、緩衝機能を失うことになるのを防止するために、前記振動吸収装置２３０を前記ストッパー装置２４０の外側に四つ設け、且つ、中央に一つを設けることが好ましい。さらに、運転室１２０の左右振動を防止するための振動防止装置３００は、運転室１２０の後方の左側に設けることが好ましい。

本発明によるストッパー装置２４０は、一側の結合部２４２と、他側の離脱防止部２４１とを含む。離脱防止部２４１は、ボルト頭部状の抜け止めヘッド部２４３と、抜け止めヘッド部２４３に一体に組み合わされるワッシャー形状のストッパープレート２４４とを包含する。そして、前記結合部２４２は、離脱防止部２４１から下側に延長され、外側にネジ面が形成される。ストッパープレート２４４は、円形のワッシャー形状からなり、溶接若しくは組立などのような方法により前記抜け止めヘッド部２４３と一体に組み合わされる。

結合部２４２は、上部フレーム２１０側に着脱可能に取り付けられるが、上部フレーム２１０の上板裏面に一体に形成されている中空円筒状の締結ボス２４６に螺合される。即ち、締結ボス２４６の中空内面にはネジ部が備えられているため、結合部２４２のネジ面が締結ボス２４６のネジ部に螺合されることになる。

離脱防止部２４１は、ボトムプレート２２２を貫通し、上側に配設されることによって、非常時、運転室１２０が離脱されることを防止する機能を果たす。

図８に図示の本発明の第３実施例によるストッパー装置２４０は、離脱防止部２４１の緩みを防止するための構成であって、回転防止装置２９０をさらに含むことが望ましい。回転防止装置２９０は、回転防止プレート２７０と、回転防止ボス２８０とを含む。

回転防止プレート２７０は、上部フレーム１１０の一側に取り付けられる結合面２６４と、結合面２６４から上部フレーム１１０の上板上部に延長される延長面２６８とからなる。結合面２６４には、固定孔２６２が備えられており、回転防止固定手段２７２により上部フレーム１１０の一側に取り付けられる。また、延長面２６８の端部には一側或いは両側に少なくとも一つ以上の直線部２６６が形成される、“コ”字形状の溝が備えられる。回転防止プレート２７０は、結合面２６４と延長面２６８との構成により折り曲げられた形態をなしているため、全体からみては“Ｌ”字形状から成される。

ストッパー装置２４０の離脱防止部２４１と、結合部２４２との間には回転防止ボス２８０が設けられる。 回転防止ボス２８０は、円筒形状からなり、該外周面に前述した延長面２６８の直線部２６６に対応するように直面を有する回転防止部２７４を備える。即ち、回転防止部２７４が、延長面２６８の直線部２６６に接した状態で、回転防止固定手段２７２により結合面２６４が上部フレームの一側に固定されることから、離脱防止部２４１の緩みが防止できる。

前述したことから、本発明は、不規則な路面で走行若しくは作業中、上部フレームから運転室に伝わる振動を吸収する振動吸収装置が、上下振動には効果的であるが、左右振動には脆弱であるという問題点を克服するために、運転室の外側と上部フレームの上側とにそれぞれブラケットを設け、前記ブラケット間に振動防止部材と弾性部材とを設けるという構成を技術的思想としていることがわかる。このような本発明の技術的思想の範疇内にて、当業界における通常の知識を有するものにおいては、様々変形が可能である。

従来技術による建設機械の荷重支持装置の構成を示す断面図である。 本発明の第１実施例による建設機械運転室の荷重支持装置の構成を示す断面図である。 本発明の第１実施例による建設機械運転室の荷重支持装置の要部構成を示す部分断面図である。 本発明の第２実施例による建設機械運転室の荷重支持装置の要部構成を示す部分切開斜視図である。 本発明の第２実施例による建設機械運転室の荷重支持装置の要部構成を示す部分断面図である。 側方、後方及び垂直方向に働く荷重を効果的に克服するための本発明の第３実施例による構成を示す側断面図である。 側方、後方及び垂直方向に働く荷重を効果的に克服するための本発明の第３実施例による構成を示す正断面図である。 本発明の第３実施例によるストッパー装置の構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１１０ 上部フレーム
１２０ 運転室
１２２ ボトムプレート
１３０ 振動吸収装置
１４０ 荷重支持装置
１４２ 係止部
１５０ 支持ブラケット
１６０ 固定ブラケット
１６２、１７２ 垂直部材
１６４、１７５ ヘッド部
１６６、１７８ 振動防止部材
１７４ 水平部材
１８０ 弾性部材

Claims (4)

1. 建設機械の上部フレームと、底部にボトムプレートが備えられ、前記上部フレームに搭載される運転室との間に設けられ、前記上部フレームに対して前記運転室を弾性的に支持する振動吸収装置と、
   一側に結合部を備え、他側に離脱防止部を備え、前記結合部は前記上部フレーム側に着脱可能に取り付けられ、前記離脱防止部は前記ボトムプレートを貫通して上側に配設されることによって、非常時、前記運転室が離脱されることを防止し得るストッパー装置と、
   前記上部フレームの一側に取り付けられる結合面と、前記結合面で前記上部フレームの上板上部に向けて延長され、少なくとも一つ以上の直線部を持つ溝が形成された延長面とを含む回転防止プレートと、前記結合部と前記離脱防止部との間に設けられ、外周面に前記直線部に対応する回転防止部を持つ円筒形状の回転防止ボスとから構成されることによって、前記離脱防止部が緩むことを防止し得る回転防止装置と、
   前記運転室の外側に取り付けられ、水平に延長された固定ブラケットと、前記上部フレーム上に取り付けられ、上下に長く延長されて上端に環状の係止部が備えられた中空形状の支持ブラケットと、該支持ブラケットの内部に収容されると共に、前記固定ブラケットにネジ締結され、垂直に延長された垂直部材と、前記係止部の内側より大径のヘッド部とを有するボルトタイプの振動防止部材と、前記振動防止部材の外側と前記支持ブラケットの内側とに設けられ、前記上部フレームから前記運転室に伝わる左右振動を吸収する弾性部材とからなる振動防止装置と、
   を包含して構成されることを特徴とする建設機械運転室の荷重支持装置。
2. 前記振動吸収装置は、前記上部フレームと前記運転室との間において、前後左右の四箇所に一つずつそれぞれ設けられ、中央に一つが設けられ、前記ストッパー装置は、前記振動吸収装置の外側の前後左右の四箇所にそれぞれ一つずつ設けられ、前記振動防止装置は、前記運転室後方の左側に設けられることを特徴とする請求項１に記載の建設機械運転室の荷重支持装置。
3. 前記ストッパー装置は、内部にネジ部が設けられる中空形状からなり、前記上部フレームの上板裏面に一体に設けられる締結ボスをさらに包含し、前記結合部に前記ネジ部に対応するネジ面が形成され、前記結合部が前記締結ボスに螺合されることを特徴とする請求項１に記載の建設機械運転室の荷重支持装置。
4. 前記離脱防止部は、ボルトの頭部状から成された抜け止めヘッド部、前記 抜け止めヘッド部と一体に結合されるワッシャー形状のストッパープレートを含んで成されることを特徴とする請求項１に記載の建設機械運転室の荷重支持装置。

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