WO2008066108A1 - Dispositif de support de cabine d'opérateur d'un engin de chantier - Google Patents

Description

明 細 書

作業機械におけるオペレータキヤブ支持装置

技術分野

[0001] この発明は、例えばブルドーザ等の作業機械に関するものである。特にこの発明は

、前後方向に高低差を形成してなる床部を備えたいわゆる後部ハイマウント型のキヤ ブフレームを備え、そのキヤブフレームを車体フレーム上に支持するための後部キヤ ブ支持装置、すなわち、オペレータキヤブ支持装置に関するものである。

背景技術

[0002] 一般に、ブルドーザにおいては、例えば特許文献 1に開示されるように、車体フレ ームとキヤブフレームの床部との間の前後左右 4箇所に防振マウント装置が介在され ている。そして、この防振マウント装置により、キヤブフレームに作用する振動や衝撃 を減衰緩和して、乗り心地を向上させるようになつていた。

[0003] ところで、ブルドーザ等の作業機械では、万一転倒した場合等にお!/、て、車体重量 によってキヤブフレームに過大荷重が作用した場合であっても、運転者を保護するこ とができるように、キヤブフレームに対して、 ROPS (Roll— Over Protective Stru cture :転倒時保護構造）の機能を持たせることが重要視されている。この場合、キヤ ブフレームに作用する過大荷重が車体フレームとキヤブフレームとの間の各防振マウ ント装置と対応する部分に集中するため、同部分の損傷を生じやすい。このため、従 来のブルドーザでは、各防振マウント装置と対応する 4箇所におけるキヤブフレーム の床部と車体フレームとの間に、キヤブフレームの上下方向、前後方向及び左右方 向への移動を所定範囲に規制するための規制機構をそれぞれ設けて、この規制機 構により、キヤブフレームに作用する過大荷重に対抗するようにしていた。

[0004] しかしながら、この従来構成のように、上下、前後及び左右の全方向への移動を規 制するための規制機構を、各ダンバと対応する 4箇所に設けた場合には、構造が複 雑になって、製造コストが高くなるという問題があった。

特許文献 1 :特開 2002— 138512号公報

発明の開示 [0005] この発明は、このような事情に基づいてなされたものである。この発明の目的は、構 造を簡略化することができるとともに、製造コストを低減することができる作業機械に おける後部キヤブ支持装置を提供することにある。

[0006] すなわち、本願発明は、キヤブフレームの床部に前後方向において高低差を形成 することにより、前部側部分に低部を設けるとともに、後部側部分に高部を設け、車体 フレームと前記床部の低部及び高部との間に防振マウント装置を介在させている。前 記車体フレームとキヤブフレームの高部の左右両端部との間には、前記キヤブフレー ムの上下方向、前後方向及び左右方向の移動範囲を規制する後部側規制手段をキ ャブフレームの後部ビラ一の直下に配置している。そして、前記後部側規制手段が、 キヤブフレームの床部に垂下状態で固定され、透孔を有する被規制部材と、被規制 部材の前面側及び後面側に間隔をおレ、て平行状態で対向配置されるように、車体フ レーム上に固定され、ピン揷通孔をそれぞれ有する規制部材と、両規制部材のピン 揷通孔に前後方向へ延びるように嵌合された状態で固定され、被規制部材の透孔 に揷通された規制ピンとにより構成されている。前記規制ピンの外周面と被規制部材 の透孔の内周面との間の上方側及び下方側に隙間が設けられ、被規制部材と前側 規制部材及び後側規制部材との間に隙間が設けられ、さらに、規制ピンの外周面と 被規制部材の透孔の内周面との間の左方側及び右方側に隙間が設けられ、これら の各隙間の範囲内で、キヤブフレームの移動が規制され、さらに、前記規制ピンに止 め板を固定するとともに、この止め板の孔を通るボルトが前記後側規制部材のねじ孔 に螺着されることにより、規制ピンが規制部材のピン揷通孔に対して抜け止め保持さ れている。

[0007] 従って、この発明においては、ブルドーザの転倒時等において、過大荷重の分担 比率が高!/、キヤブフレームの後側部分を後部側規制手段が支える。ここで、後部側 規制手段の被規制部材及び規制部材が平行に配置されるとともに、規制ピンが規制 部材間に固定されているため、後部側規制手段をコンパクトにできるとともに、構成を 簡略化できる。そして、このような簡単な構成の後部規制手段を後部ビラ一と対応す る 2力所に設ければよい。また、規制ピンに固定された止め板の孔を通るボルトが後 側規制部材のねじ孔に螺着されている。このため、規制ピンに抜け止めのためのね じを形成する必要がなぐ規制ピンを太く頑丈なものとして構成できる。さらに、ブルド 一ザの転倒時等における過大荷重の大部分が作用する後部ビラ一によつて受け止 められる。この場合、機構がキヤブフレームの後部ビラ一の直下に後部側規制手段 が配置されているため、過大荷重に対して適切に対抗できる。

[0008] さらに、前記の構成におレ、て、前記後部側規制手段を後部ピラーの下端部とキヤブ フレームの床部との間に固定された補強材の直下に配置してもよい。このように構成 した場合にも、作業機械の転倒時等において、後部ビラ一に作用する過大荷重を後 部ピラーに固定した補強材の直下から、後部側規制手段により適切に受け止めるこ とができて、過大荷重に対して対抗できる。

図面の簡単な説明

[0009] [図 1]一実施形態のオペレータキヤブ支持装置を備えたブルドーザを示す側面図。

[図 2]図 1のブルドーザにおいて車体フレームに対するキヤブフレームの支持状態を 示す拡大斜視図。

[図 3]同じくキヤブフレームの支持状態を示す側面図。

[図 4]同じくキヤブフレームの支持状態の正面面図。

[図 5]同じくキヤブフレームの支持状態の背面面図。

[図 6]オペレータキヤブ支持装置の後部側規制機構を拡大して示す要部斜視図。

[図 7]図 6の後部側規制機構を分解して示す斜視図。

[図 8]図 6の 8— 8線における部分断面図。

[図 9]図 6の 9 9線における部分断面図。

[図 10]図 8の 10— 10線における部分断面図。

[図 11]図 8の 11 11線における部分断面図。

[図 12] (a)は図 4においてサークル 12の部分を拡大して示す要部正面図、（b)は第 1

,第 2の規制板を示す平断面図。

[図 13]前部側規制機構を示す斜視図。

[図 14]変形例を示す図 11対応の断面図。

[図 15]同じく変形例を示す図 8対応の断面図。

[図 16]別の変形例を示す一部側面図。 発明を実施するための最良の形態

[0010] 以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。

図 1〜図 5に示すように、この実施形態の作業機械としてのブルドーザにおいては、 車体フレーム 21上に前後各一対の支持ブラケット 22, 23が前後方向及び左右方向 に相互間隔をおいて固定配置されている。その各支持ブラケット 22, 23上にはキヤ ブフレーム 24が防振マウント装置としてのダンバ 25を介して支持されて!/、る。キヤブ フレーム 24は、床部 26と、天井部 27とを備えている。その床部 26及び天井部 27間 には、左右各一対の前部ピラー 28、中間ピラー 29及び後部ピラー 30とが配置され ている。また、両後部ピラー 30間には、その両ピラー 30、床部 26に固定した補強材 24aが設けられている。

[0011] キヤブフレーム 24の床部 26は前後方向において高低差を有するように形成され、 前方側部分が低部 26aになるとともに、後方側部分が高部 26bになっている。

図 3,図 8及び図 9に示すように、前記各ダンバ 25は、複数のボルト 31 (図 6に図示 )により車体フレーム 21上の支持ブラケット 22, 23に固定されたケース 32を備えてい る。そのケース 32内にはボルト 33によりキヤブフレーム 24の床部 26の低部 26aまた は高部 26bに固定されたスタッド 34が設けられている。各ダンバ 25のスタッド 34とケ ース 32との間には、ゴム等の弹性材よりなる緩衝部材 25aが配置されている。ケース 32内にはシリコーンオイル等の高粘性の減衰液（図示しな!/、）が充填されて!/、る。そ して、ブルドーザの走行時等において、車体フレーム 21に振動や衝撃が作用した場 合には、各ダンバ 25のスタッド 34がケース 32に対して上下方向、前後方向及び左 右方向に相対移動される。この相対移動により、各ダンバ 25内で緩衝部材が弾性変 形されるとともに、減衰液が移動されて流動抵抗を発生する。そして、それらの弾性 変形及び流動抵抗の協働作用にてキヤブフレーム 24に対する振動や衝撃が減衰さ れて緩和される。

[0012] 図 3に示すように、前記車体フレーム 21上の各後側支持ブラケット 23と、キヤブフレ ーム 24の床部 26における高部 26bの左右両端部との間には、後部側規制手段とし ての左右一対の後部側規制機構 35が設けられている。図 5に示すように、これらの 後部側規制機構 35は、キヤブフレーム 24の各後部ピラー 30の直下に位置するよう に配置されている。そして、ブルドーザが万一転倒した場合等において、キヤブフレ ーム 24に過大荷重が作用したとき、その過大荷重の分担比率の高いキヤブフレーム 24の後部側部分において、これらの後部側規制機構 35により、キヤブフレーム 24の 上下方向、前後方向及び左右方向への移動が所定範囲内に規制される。

[0013] そこで、前記後部側規制機構 35の構成について詳細に説明する。図 6〜図 9に示 すように、キヤブフレーム 24の後部ピラー 30の直下において、床部 26の高部 26bの 下面には金属板よりなる被規制部材 36が垂下状態で固定され、その被規制部材 36 には透孔 36aが形成されている。被規制部材 36の前面側及び後面側に対向配置さ れるように、車体フレーム 21上の後側支持ブラケット 23の上端後部には金属板よりな る一対の規制部材 37, 38が垂直状態で前後方向に所定間隔をおいて平行に固定 されている。それらの規制部材 37, 38にはピン揷通孔 37a, 38aが形成されている。 両規制部材 37, 38間の外側部には閉鎖板 39が配置されている。

[0014] 前記両規制部材 37, 38のピン揷通孔 37a, 38aには金属製の規制ピン 40が前後 方向へ延びるように嵌合され、その規制ピン 40の中間部が被規制部材 36の透孔 36 aに揷通されている。規制ピン 40の先端部には止め板 41が固定されている。そして、 この止め板 41の孔 41aを通るボルト 42が後側規制部材 38のねじ孔 38bに螺着され ている。この螺着により、規制ピン 40が規制部材 37, 38のピン揷通孔 37a, 38aに対 して抜け止め保持されて!/、る。

[0015] そして、図 8及び図 11に示すように、前記規制ピン 40の外周面と被規制部材 36の 透孔 36aの内周面との間の上方側及び下方側には、それぞれ隙間 S la, S ibが形 成されている。この隙間 S la, S ibの範囲内で、キヤブフレーム 24の上下方向への 移動が規制される。また、図 8及び図 9に示すように、被規制部材 36と前側規制部材 37及び後側規制部材 38との間には、それぞれ隙間 S2a, S2bが形成されている。こ の隙間 S2a, S2bの範囲内で、キヤブフレーム 24の前後方向への移動が規制される 。さらに、図 10及び図 11に示すように、規制ピン 40の外周面と被規制部材 36の透 孔 36aの内周面との間の左方側及び右方側には、それぞれ隙間 S3a, S3bが形成さ れている。この隙間 S3a, S3bの範囲内で、キヤブフレーム 24の左右方向への移動 が規制される。 [0016] 一方、図 4及び図 12に示すように、車体フレーム 21上の各前側支持ブラケット 22と 、キヤブフレーム 24の床部 26における低部 26aの左右両端部との間には、前部側規 制手段としての一対の前部側規制機構 43が設けられている。そして、ブルドーザが 万一転倒した場合等において、キヤブフレーム 24に過大荷重が作用したとき、その 過大荷重の分担比率の低レ、キヤブフレーム 24の前部側部分にお!/、て、これらの前 部側規制機構 43により、キヤブフレーム 24の上下方向への移動が所定範囲内に規 制される。

[0017] すなわち、この実施形態においては、図 12 (a) (b)及び図 13に示すように、前部側 規制機構 43は、第 1の規制板 51と第 2の規制板 52とから構成される。第 1の規制板 51は、平板形状のフランジ 51bと、そのフランジ 51bの平板面に下方へ向かって垂 直に溶着された平板 51aとよりなる。平板 51aは、同平板 51aに凹部 51dが形成され ることにより、全体としてフック状をなしている。そして、第 1の規制板 51は、前記凹部 51dが作業機械の左右方向の外側（図 12における右側）を向いて開口するように、フ ランジ 51bにおいてキヤブフレーム 24の低部 26aの下面にボルト 60により固着される 。前記第 2の規制板 52は、平面ほぼ L字形状をなし、その基端部 52aが前記ダンバ 2 5を固定するボルト 31により前側支持ブラケット 22上に固定され、自由端部 52bが前 記第 1の規制板 51の凹部 51dの内側を通って、キヤブフレーム 24の下方から前方に 突出している。

[0018] そして、図 12 (a)に示すように、第 2の規制板 52の凹部 51dの上辺と第 2の規制板

52の上面との間には間隔 S4が形成されている。凹部 51dの起立辺と第 2の規制板 5 2の自由端部 52bの端縁との間には間隔 S5が形成されている。凹部 51dの下辺と第 2の規制板 52の下面との間には間隔 S6が形成されている。また、図 12 (b)に示すよ うに、第 1の規制板 51の平板 51aの後側面と、第 2の規制板 52の基端部 52a前端面 との間には間隔 S7が形成されている。そして、これら間隔 S4〜S7の範囲内でキヤブ フレーム 24の上下方向，左右方向及び後方向への移動が規制される。従って、この 実施形態においては、キヤブフレーム 24の低部 26aの左右両端部は、前方向への 移動範囲の規制が解放された状態にある。なお、前記間隔 S4は前記隙間 Slaに、 間隔 S5は隙間 S3a及び S3bに、間隔 S6は隙間 Sibに、間隔 S7は隙間 S2bにそれ ぞれ対応されている力 それらの間隔 S4〜S7は、対応する隙間 S la, S3a, S3b, S lb, S2bとそれぞれ同じ広さ力、、あるいは隙間 Sla, S3a, S3b, S ib, S2bよりやや 広く形成されている。

[0019] 次に、前記のように構成された作業機械におけるオペレータキヤブ支持装置の作 用を説明する。

さて、このブルドーザの走行時等において、車体フレーム 21に振動や衝撃が発生 すると、各ダンバ 25においてスタッド 34がケース 32に対して上下方向、前後方向及 び左右方向に相対移動される。この相対移動により、各ダンバ 25内で図示しない緩 衝部材 25aが弾性変形されるとともに、図示しない減衰液が移動されて流動抵抗を 発生し、それらの協働作用にてキヤブフレーム 24に対する振動や衝撃が減衰されて 緩和される。従って、キヤブフレーム 24内における良好な乗り心地を確保することが できる。

[0020] これに対して、ブルドーザが万一転倒した場合等において、キヤブフレーム 24に対 して過大荷重が作用したときには、その過大荷重が後部側規制機構 35及び前部側 規制機構 43により分担して受け止められる。

[0021] すなわち、キヤブフレーム 24の後部側部分では、前部側部分に比較して過大荷重 の分担比率が高いため、上下方向、前後方向及び左右方向に大きく移動変位されよ うとする。ところが、その後部側部分の移動変位は後部側規制機構 35により、上下、 前後及び左右の全方向にお!/、てそれぞれ所定範囲内に規制される。

[0022] つまり、キヤブフレーム 24の図 1における上下方向への移動は、規制ピン 40の外周 面と被規制部材 36の透孔 36 aの内周面における上縁及び下縁との間で規制される 。また、キヤブフレーム 24の前後方向への移動，すなわち図 1の左右方向への移動 は、被規制部材 36と前側規制部材 37及び後側規制部材 38との間で規制される。さ らに、キヤブフレーム 24の左右方向への移動，すなわち図 5の左右方向への移動は 、規制ピン 40の外周面と被規制部材 36の透孔 36 aの内周面における右側縁及び左 側縁との間で規制される。

[0023] 一方、キヤブフレーム 24の前部側部分では、過大荷重の分担比率が低ぐ上下方 向への荷重がわずかに作用する程度である。そして、その前部側部分の上下方向へ の移動変位は、前部側規制機構 43により所定範囲内に規制される。

[0024] よって、キヤブフレーム 24に作用する過大荷重に対抗することができて、キヤブ内 の運転者を保護することができる。なお、各ダンバ 25は上下、前後、左右の各方向の 移動範囲における一応の規制機能を有する。しかし、それらの方向への過大荷重に 耐えるだけの規制機能をダンバ自体に付与すると、ダンバが大きくなることによる配 設上の問題や、製造コスト上の問題が生じる。このため、ダンバ 25は過大荷重に耐 えるだけの移動範囲規制機能を有して!/、な!/、。

[0025] 以上のように、この実施形態においては、ブルドーザの転倒時等において、過大荷 重の分担比率が高いキヤブフレーム 24の後側部分の移動範囲を後部側規制機構 3 5によりキヤブフレーム 24の上下、前後及び左右の全方向において所定範囲内に規 制すること力 Sできる。従って、キヤブフレーム 24の上下、前後及び左右の全方向に対 する移動規制をキヤブフレーム 24の後部側のみで実行するように構成しても、キヤブ フレーム 24に作用する過大荷重に有効に対抗することができる。

[0026] し力、も、ブルドーザの転倒時等において、キヤブフレーム 24の後部側に高い分担 比率で作用する過大荷重は、さらにその過大荷重の大部分が同キヤブフレーム 24の 後部ピラー 30によって受け止められる。この場合、後部側規制機構 35がキヤブフレ ーム 24の後部ピラー 30の直下に配置されているため、過大荷重に対して適切に対 抗できる。

[0027] さらに、この実施形態にお!/、ては、後部側規制機構 35の被規制部材 36及び規制 部材 37, 38が平行に配置されるとともに、規制ピン 40が被規制部材 36の透孔 36a を貫通して規制部材 37, 38間に固定されているため、後部側規制機構 35全体を 1 力所にまとめてコンパクトにできるとともに、部品点数も少なくできて、構成を簡略化で きる。そして、このような簡単な構成の後部規制機構 35を後部ピラー 30と対応する 2 力所に設ければよぐキヤブフレーム 24の 4隅部の 4力所に設けた場合と比較して、 規制機構全体の構成を簡略化して、製造コストを低減できる。

[0028] 加えて、前記規制ピン 40に止め板 41が固定され、この止め板 41の孔 41aを通るボ ノレト 42が前記後側規制部材 38のねじ孔 38bに螺着されている。そして、規制ピン 40 が規制部材 37, 38のピン揷通孔 37a, 38aに対して抜け止め保持されている。この ため、規制ピン 40に抜け止めのためのねじを形成する必要がなぐ規制ピン 40を太 く頑丈なものとして構成しても、その製造や組み付けが容易になる。言い換えれば、 規制ピン 40として、太く頑丈なものを使用できるため、キヤブフレーム 24に対して高 い保護機能を作用させることができる。

[0029] なお、この実施形態においては、上下、前後及び左右の全方向への移動を規制す るための複雑な構造の規制機構を、キヤブフレーム 24の高部 26b及び低部 26aの左 右両側端部と対応する 4箇所の全部にそれぞれ設ける必要がない。すなわち、キヤ ブフレーム 24の低部 26a側の 2箇所には、第 1の規制板 51及び第 2の規制板 52から なる簡単な構造の前部側規制機構 43が設けられているだけである。このため、キヤ ブ支持装置全体としての構造を簡略化することができる。また、過大荷重に対する分 担比率は低いものの、上下方向への過大荷重が作用しやすいキヤブフレーム 24の 低部 26aと車体フレーム 21との間に、キヤブフレーム 24の上下方向への移動範囲を 規制する前部側規制機構 43が設けられている。従って、キヤブフレーム 24の低部 2 6a側においても、その過大荷重に対して有効に対抗できる。

[0030] なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

すなわち、前記実施形態において、後部側規制機構 35を任意に変更して構成す ること。例えば、キヤブフレーム 24の後部ピラー 30と床部 26との間に補強材 24aが固 定されている構成においては、図 14及び図 15に示すように、後部側規制機構 35を 後部ピラー 30に対して補強材 24a, 26cの延長方向に沿って、かつ補強材 24a, 26 cの直下に位置するように前後方向あるいは左右方向に変位させてもよい。このような 構成においては、後部側規制機構 35を変位させても、後部ピラー 30に固定された 補強材 24a, 26cが存在するために、その後部側規制機構 35が実質的に後部ビラ 一 30の直下に配置されていることになり、前記実施形態と同様に過大荷重に対して 適切に対抗することができる。

[0031] また、前部側規制機構 43において、キヤブフレーム 24の前方向における移動範囲 の規制解放に加えて、後方向あるいは左右両側方向における移動範囲の規制解放 が可能な構成を採用してもよい。例えば、図 16に示すように、前部側規制機構 43に おける第 1の規制板 51及び第 2の規制板 52の前後の向きを逆にして、キヤブフレー ム 24の後方向における移動範囲の規制を解放することが可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 車体フレーム上にキヤブフレームを支持し、そのキヤブフレームの床部に前後方向 において高低差を形成することにより、前部側部分に低部を設けるとともに、後部側 部分に高部を設け、車体フレームと前記床部の低部及び高部との間に防振マウント 装置を介在させた作業機械のオペレータキヤブ支持装置において、

前記車体フレームとキヤブフレームの高部の左右両端部との間には、前記キヤブフ レームの上下方向、前後方向及び左右方向の移動範囲を規制する後部側規制手段 をキヤブフレームの後部ビラ一の直下に配置し、

前記後部側規制手段を、

キヤブフレームの床部に垂下状態で固定され、透孔を有する被規制部材と、 被規制部材の前面側及び後面側に間隔をおいて平行状態で対向配置されるよう に、車体フレーム上に固定され、ピン揷通孔をそれぞれ有する規制部材と、

両規制部材のピン揷通孔に前後方向へ延びるように嵌合された状態で固定され、 被規制部材の透孔に揷通された規制ピンと

により構成し、

前記規制ピンの外周面と被規制部材の透孔の内周面との間の上方側及び下方側 に隙間が設けられ、被規制部材と前側規制部材及び後側規制部材との間に隙間が 設けられ、さらに、規制ピンの外周面と被規制部材の透孔の内周面との間の左方側 及び右方側に隙間が設けられ、これらの各隙間の範囲内で、キヤブフレームの移動 が規制されるように構成され、

さらに、前記規制ピンに止め板を固定するとともに、この止め板の孔を通るボルトを 前記後側規制部材のねじ孔に螺着されることにより、規制ピンが規制部材のピン揷 通孔に対して抜け止め保持されていることを特徴とする作業機械におけるオペレータ キヤブ支持装置。

[2] 前記後部側規制手段を後部ピラーの下端部とキヤブフレームの床部との間に固定 された補強材の直下に配置したことを特徴とする請求項 1に記載の作業機械におけ るオペレータキヤブ支持装置。