JP2000313364A - 作業車両の運転室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コストアップとなる曲面状のフロントガラス
を使用することなく、安価な平面状のフロントガラスを
使用しても視界性が損なわれることのない作業車両の運
転室を提供する。 【構成】 異形断面のパイプ材を使用した作業車両の運
転室において、異形断面は、曲げ面と平行な第１側壁１
ｃ、及び第１側壁１ｃの外端に連設されると共に第１側
壁１ｃの内端から直角方向に所定間隔離間した位置１ｄ
まで順次拡大して外方に凸状の第２側壁１ｅを有する外
側部分１Ａと、第１側壁１ｃ及び第２側壁１ｅの各内端
よりも所定量Ｌだけ狭く、曲げ面と平行な二つの平面状
側壁１ａ，１ａ及び二つの平面状側壁１ａ，１ａの各内
端に連設された内壁１ｂとを有する内側部分１Ｂと、第
１連結壁１ｆと第２連結壁１ｇとを備えた作業車両の運
転室。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、作業車両の運転室に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、作業車両の運転室を構成するフレ
ームには軽量化のため、及びフロントガラスやドア等と
の接合部の加工を容易にするために異形断面のパイプ材
が使用される。このような運転室のフレームに関する第
１の従来技術としては、例えば、特開平５−１９３５２
９号公報に記載された技術がある。この技術に係る構成
を図３に基づいて説明する。運転室の側面図（Ａ）のＢ
ーＢ断面図（Ｂ）のように、断面を瓢箪形に形成された
フレーム２１の一方の凹部２１ａには、フロントガラス
２２が接着剤２３により固定されると共に、他方の凹部
２１ｂには、ドア２４に接着された弾性体２５を、凹部
２１ｂに接着された弾性体２６に当接自在とさせてい
る。説明図（Ｃ）に示すように、パイプ材を曲率Ｒ１で
曲げるとパイプ材に発生する引張曲げ応力によりパイプ
材を潰そうとする力Ｆ１とパイプ材に発生する圧縮曲げ
応力によりパイプ材を潰そうとする力Ｆ２とが作用す
る。断面が瓢箪形に形成されたパイプ材では、伸び及び
縮みのない主軸Ｚ−Ｚから最も離れた伸び側壁部２１ｃ
が滑らかな曲率を有する形状であり、主軸Ｚ−Ｚから最
も離れた縮み側壁部２１ｄが平坦な形状であるため、前
記パイプ材を潰そうとするＦ１，力Ｆ２に対する剛性が
弱い。従って、パイプ材を例えば、フレームの断面高さ
Ｈのほぼ３倍の曲率Ｒ１（＝３Ｈ）で曲げるときにはパ
イプ材の断面は二点鎖線で示すように変形して潰れる。
このため、側面図（Ａ）に示すように、フロント部及び
ルーフ部の各フレーム２１，２１は別体に形成されると
共に、運転室のフロント部とルーフ部との接続部ではフ
レーム２１と同様な断面の瓢箪形の継手２７を用いて連
結している。

【０００３】第２の従来技術として第１の従来技術のよ
うな瓢箪形断面のパイプ材を曲げて運転室のフレーム２
１を形成した構成を図４に基づいて説明する。第１の従
来技術とは異なり、運転室のフロント部とルーフ部との
接続部の角部ではフレーム２１を曲げて一体としている
が、パイプ材を曲げるときにパイプ材の断面が変形する
ためフレーム２１の主軸Ｚ−Ｚでの曲率Ｒ１を大きくし
なければならない。このため、平面状のフロントガラス
２とルーフガラス３とを使用すると、側面視でフロント
ガラス２とルーフガラス３との接続部が二点鎖線で示す
ように、フレーム２１の曲がり部でフレーム２１からは
み出す。従って、フロントガラス２とルーフガラス３と
を直接接続することができないため、平面状のフロント
ガラス２及びルーフガラス３をそれぞれ右下がり斜線で
示す接続フレーム４に接合してシリコンゴム５でシール
している。なお、右上がり斜線部はフレーム２１と側方
の窓ガラス６や側壁７との固定部、又はフレーム２１と
ドア８との当接部を示す。

【０００４】また、第３の従来技術として第２の従来技
術のように接続フレーム４を用いる代わりに、曲面状の
フロントガラスを用いた運転室の構成を図５に基づいて
説明する。第２の従来技術と同様に平面状のフロントガ
ラス２を用いるとルーフガラス３との接続部がフレーム
２１の曲がり部でフレーム２１からはみ出すため、曲面
状のフロントガラス２ａを用いて平面状のルーフガラス
３とを直接当接してその隙間をシリコンゴム５で充填し
ている。なお、右上がり斜線部については図４と同様の
ため説明を省略する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題がある。 （１）図３に示す第１の従来技術では、フロント部及び
ルーフ部の各フレーム２１，２１は別体に形成されると
共に、フレーム２１と同様な瓢箪形の継手２７を用いて
接続するため部品点数が増加する。 （２）図４に示す第２の従来技術では、平面状のフロン
トガラス２及びルーフガラス３を接続フレーム４を介し
て接合すると、例えば、クレーンや油圧ショベル等の作
業車両では接続フレーム４がオペレータの前方、上方の
視界にかかり視界性が損なわれるため作業能率が低下す
る。 （３）図５に示す第３の従来技術では、曲面状のフロン
トガラス２ａと平面状のルーフガラス３とを接続すると
オペレータの視界性が損なわれることはないが、曲面状
のフロントガラス２ａは平面状のフロントガラス２に比
べてコストアップとなる。

【０００６】本発明は、上記従来技術の問題点に着目し
てなされたもので、コストアップとなる曲面状のフロン
トガラスを使用することなく、安価な平面状のフロント
ガラスを使用しても視界性が損なわれることのない作業
車両の運転室を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するために、第１の発明に係る作業車両の運転室
は、異形断面の形状は、パイプ材の曲げ面と平行な第１
側壁、及び第１側壁の外端に連設されると共に第１側壁
の内端から直角方向に所定間隔離間した位置まで第１側
壁との距離が順次拡大して外方に凸状の第２側壁を有す
る外側部分と、第１側壁及び第２側壁の各内端よりもそ
れぞれ所定量だけ狭く、かつパイプ材の曲げ面と平行な
二つの平面状側壁、及び二つの平面状側壁の各内端に連
設された内壁とを有する内側部分と、第１側壁の内端及
び一方の平面状側壁の外端に連設された第１連結壁と第
２側壁の内端及び他方の平面状側壁の外端に所定の曲部
を介して連設された第２連結壁とを備えたことを特徴と
する。

【０００８】第１の発明によれば、外方に凸状の第２側
壁のうち、パイプ材が曲げられるときに最大引張曲げ応
力が作用する第１側壁と連続する角部の外側の部分の幅
は小さいため、剛性が高く、最大引張曲げ応力によって
生じるパイプ材を潰そうとする力が作用しても、第２側
壁は潰れ難い。第１側壁はパイプ材の曲げ面と平行であ
るためパイプ材が曲げられるときの変形は第２側壁に比
べて少ない。また、最大圧縮曲げ応力が作用する内壁の
部分は、二つの平面状側壁間の距離を第１側壁及び第２
側壁の各内端よりもそれぞれ所定量だけ狭く形成したた
め、剛性が高く、最大圧縮曲げ応力によって生じるパイ
プ材を潰そうとする力が作用しても、内壁の部分は潰れ
難い。平面状側壁はパイプ材の曲げ面と平行であるため
パイプ材が曲げられるときの変形は内壁に比べて少な
い。従って、部品点数を減少させるために一本のパイプ
材を曲げて運転室のフレームを形成するときにパイプ材
の曲率を小さくすることができる。このため、コストア
ップとなる曲面状のフロントガラスに比べて安価な平面
状のフロントガラスを使用しても、従来技術のように接
続フレームを介することなくフロントガラスをルーフガ
ラスに直接接合できる。このため、例えば、クレーンや
油圧ショベル等の作業車両ではオペレータの前方、上方
の視界性が良好となるので作業能率が向上する。しか
も、一本のパイプ材を曲げているため機械的強度も増大
する。また、第１側壁及び第２側壁の各内端よりもそれ
ぞれ所定量だけ狭く形成した二つの平面状側壁の少なく
とも一方に接着剤により側方の窓ガラス等を固定するこ
とができるため、各平面状側壁に固定された側方の窓ガ
ラス等がフレームから出張ることがなく見栄えが良い。

【０００９】第２の発明に係る作業車両の運転室は、第
１の発明において、各連結壁は、直線状であり、かつ各
平面状側壁に対してそれぞれ鈍角をなすことを特徴とす
る。

【００１０】第２の発明によれば、各平面状側壁に対し
て鈍角をなす各連結壁は直角のときより長くなるため、
異形断面のパイプ材を曲げ面内で曲げてフレームを形成
するときに外側部分の伸長と内側部分の収縮との差は、
長くなった各連結壁により効果的に吸収される。また、
各平面状側壁に対して鈍角をなす各連結壁は、当然、第
１側壁の内端及び第２側壁の内端に連設される曲部の接
線とも鈍角をなすため応力集中が防止されて強度が向上
する。

【００１１】第３の発明に係る作業車両の運転室は、第
１の発明において、内側部分のうち異形断面の主軸から
最も離れた部分までの距離に対する、外側部分のうち異
形断面の主軸から最も離れた部分までの距離の比をほぼ
１〜１．５としたことを特徴とする。

【００１２】第３の発明によれば、フレームを曲げると
きの曲げモーメントをＭ、異形断面の断面二次モーメン
トＩ、外側部分のうち異形断面の主軸から最も離れた位
置までの距離をｅ１、その部分の引張曲げ応力をσ１と
し、内側部分のうち異形断面の主軸から最も離れた位置
までの距離をｅ２、その位置の圧縮曲げ応力をσ２とす
ると、σ１＝Ｍ／（Ｉ／ｅ１）、σ２＝Ｍ／（Ｉ／ｅ
２）となるが、ｅ２／ｅ１をほぼ１〜１．５としている
ので、σ１はσ２のほぼ１〜１．５倍となる。このよう
に、曲げモーメントＭ及び断面二次モーメントＩを一定
としたときに圧縮曲げ応力σ２を引張曲げ応力σ１のほ
ぼ１／（１〜１．５）に抑えて平面状側壁の変形量を低
減させたので、平面状側壁の平面度が維持されてガラス
等が取付け易くなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
１，２を参照して詳述する。図１において、フレーム１
はフロント部とルーフ部との接続部での主軸Ｚ−Ｚが曲
率Ｒ０で曲げられるが、この曲率Ｒ０は後述する理由に
より従来の曲率Ｒ１よりも小さくなっている。フレーム
１のフロント部に固定された平面状のフロントガラス２
とフレーム１のルーフ部に固定された平面状のルーフガ
ラス３とは、フレーム１の曲率Ｒ０が従来の曲率Ｒ１よ
りも小さくなっているので、運転室の側面視におけるフ
レーム１の曲部でフレーム１からはみ出すことなく当接
してシリコンゴム５によりシールされている。なお、右
上がり斜線部はフレーム１と側方の窓ガラス６や側壁７
との固定部、又はフレーム１と側方のドア８との当接部
を示す。

【００１４】図１のＡ−Ａ断面を示す図２において、フ
レーム１を形成するパイプ材の異形断面の形状は、外側
部分１Ａ、内側部分１Ｂ及び外側部分１Ａと内側部分１
Ｂとに連設された第１，第２連結壁１ｆ，１ｇを有す
る。前記外側部分１Ａは、パイプ材の曲げ面と平行な第
１側壁１ｃ、及び第１側壁１ｃの外端に連設されると共
に第１側壁１ｃの内端から直角方向に所定間隔Ｓだけ離
間した位置１ｄまで第１側壁１ｃとの距離が順次拡大し
て外方に凸状の第２側壁１ｅを有する。内側部分１Ｂ
は、第１側壁１ｃ及び第２側壁１ｅの各内端よりもそれ
ぞれ所定量Ｌだけ狭く、かつパイプ材の曲げ面と平行な
二つの平面状側壁１ａ，１ａ及び二つの平面状側壁１
ａ，１ａの各内端に連設された内壁１ｂを有する。一方
の平面状側壁１ａの外端に平面状側壁１ａに対して鈍角
αをなして連設された第１連結壁１ｆは、第１側壁１ｃ
の内端に連設され、他方の平面状側壁１ａの外端に平面
状側壁１ａに対して鈍角αをなして連設された第２連結
壁１ｇは、第２側壁１ｅの内端に所定の曲部を介して連
設される。また、フレーム１の異形断面は、フレーム１
が平面状側壁１ａ，１ａに平行な面内で曲げられると
き、外側部分１Ａのうちで曲げ応力が生じない主軸Ｚ−
Ｚから最も離れた位置までの距離ｅ１に対する、内側部
分１Ｂのうちで曲げ応力が生じない主軸Ｚ−Ｚから最も
離れた位置までの距離ｅ２の比ｅ２／ｅ１がほぼ１〜
１．５となるように形成されている。なお、Ｇは異形断
面の図心である。外側に面した平面状側壁１ａには、側
方の窓ガラス６が流れ止めゴム１１によりシールされた
接着剤１２により固定され、シリコンゴム１３により雨
等の湿気に対してシールされている。なお、内側に面し
た平面状側壁１ａにも同様にして二点鎖線で示すように
側方の窓ガラス６を固定することができる。

【００１５】前記実施形態の作用及び効果を図２に基づ
いて説明する。外方に凸状の第２側壁１ｅのうち、パイ
プ材が曲げられるときに最大引張曲げ応力σ１が作用す
る第１側壁１ｃと連続する角部の外側の部分は幅が小さ
いため、剛性が高く、最大引張曲げ応力σ１によって生
じるパイプ材を潰そうとする力が作用しても、第２側壁
１ｅは潰れ難い。第１側壁１ｃはパイプ材の曲げ面と平
行であるためパイプ材が曲げられるときの変形は第２側
壁１ｅに比べて少ない。また、最大圧縮曲げ応力σ２が
作用する内壁１ｂの部分は、二つの平面状側壁１ａ，１
ａ間の距離を第１側壁１ｃ及び第２側壁１ｅの各内端よ
りもそれぞれ所定量だけ狭く形成したため、剛性が高
く、最大圧縮曲げ応力σ２によって生じるパイプ材を潰
そうとする力が作用しても、内壁１ｂの部分は潰れ難
い。平面状側壁１ａ，１ａはパイプ材の曲げ面と平行で
あるためパイプ材が曲げられるときの変形は内壁１ｂに
比べて少ない。つまり、パイプ材を従来技術の曲率Ｒ１
より小さい曲率Ｒ０で曲げても、図（Ｃ）に二点鎖線で
示すようなパイプ材が潰れる従来技術の変形が起こるこ
とはない。従って、部品点数を減少させるために一本の
パイプ材を曲げて運転室のフレーム１を形成するときに
パイプ材の曲率Ｒ０を従来の曲率Ｒ１より小さくするこ
とができる。このため、コストアップとなる曲面状のフ
ロントガラス２ａに比べて安価な平面状のフロントガラ
ス２を使用しても、従来技術のように接続フレーム４を
介することなくフロントガラス２をルーフガラス３に直
接接合できる。このため、例えば、クレーンや油圧ショ
ベル等の作業車両ではオペレータの前方、上方の視界性
が良好となるので作業能率が向上する。しかも、一本の
パイプ材を曲げているため機械的強度も増大する。

【００１６】また、第１側壁１ｃ及び第２側壁１ｅの各
内端よりもそれぞれ所定量Ｌだけ狭く形成した二つの平
面状側壁１ａ，１ａの少なくとも一方に接着剤により側
方の窓ガラス６等を固定することができるため、各平面
状側壁１ａ，１ａに固定された側方の窓ガラス６等がフ
レーム１から出張ることがなく見栄えが良い。二つの平
面状側壁１ａ，１ａに対して鈍角αをなす第１、第２連
結壁１ｆ，１ｇの長さＬ／ｓｉｎαは直角のときより長
くなるため、異形断面のパイプ材を曲げ面内で曲げてフ
レーム１を形成するときに外側部分１Ａの伸長と内側部
分１Ｂの収縮との差は、長くなった各連結壁１ｆ，１ｇ
により効果的に吸収される。また、各平面状側壁１ａ，
１ａに対して鈍角αをなす各連結壁１ｆ，１ｇは、当
然、第１側壁１ｃの内端及び第２側壁１ｅの内端に連設
される曲部の接線とも鈍角αをなすため応力集中が防止
されて強度が向上する。

【００１７】更に、フレーム１を曲げるときの曲げモー
メントをＭ、異形断面の断面二次モーメントＩ、外側部
分のうち異形断面の主軸から最も離れた位置までの距離
をｅ１、その位置の引張曲げ応力をσ１とし、内側部分
のうち異形断面の主軸から最も離れた位置までの距離を
ｅ２、その位置の圧縮曲げ応力をσ２とすると、σ１＝
Ｍ／（Ｉ／ｅ１）、σ２＝Ｍ／（Ｉ／ｅ２）となるが、
ｅ２／ｅ１をほぼ１〜１．５としているので、σ１はσ
２のほぼ１〜１．５倍となる。このように、曲げモーメ
ントＭ及び断面二次モーメントＩを一定としたときに、
圧縮曲げ応力σ２を引張曲げ応力σ１をのほぼ１／（１
〜１．５）に抑えて平面状側壁１ａ，１ａの変形量を低
減させたので平面状側壁１ａ，１ａの平面度が維持され
てガラス等が取り付け易くなる。

【００１８】以上のように、本発明によれば次のような
効果を奏する。 （１）パイプ材を曲げるときにパイプ材が潰れる方向の
変形に対する剛性を増大できる異形断面としたため、部
品点数を減少させるために一本のパイプ材を曲げて運転
室のフレームを形成するときにパイプ材の曲率を小さく
することができる。従って、曲面状のフロントガラスに
比べて安価な平面状のフロントガラスを使用しても、従
来技術のように接続フレームを介することなくルーフガ
ラスに直接接合できる。このため、例えば、クレーンや
油圧ショベル等の作業車両ではオペレータの前方、上方
の視界性が良好となって作業能率が向上する。しかも、
一本のパイプ材を曲げているため機械的強度も増大す
る。 （２）また、第１側壁及び第２側壁の各内端よりもそれ
ぞれ所定量だけ狭く形成した二つの平面状側壁の少なく
とも一方に接着剤により側方の窓ガラス等を固定するこ
とができるため、各平面状側壁に固定された側方の窓ガ
ラス等がフレームから出張ることがなく見栄えが良い。 （３）各平面状側壁に対してそれぞれ鈍角をなす各連結
壁は、直角のときより長くなるため、パイプ材を曲げる
ときに外側部分の伸長と内側部分の収縮との差は、長く
なった各連結壁により効果的に吸収される。また、各平
面状側壁に対して鈍角をなす各連結壁は、当然、第１側
壁の内端及び第２側壁の内端に連設される曲部の接線と
も鈍角をなすため応力集中が防止されて強度が向上す
る。 （４）曲げモーメント及び断面二次モーメントを一定と
したときに圧縮曲げ応力を引張曲げ応力のほぼ１／（１
〜１．５）に抑えて平面状側壁の変形量を低減させたの
で、平面状側壁の平面度が維持されてガラス等が取り付
け易くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】運転室のフレーム構造の一実施形態を示す図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】第１の従来技術に係る作業車両の運転室のフレ
ーム構造を示す図である。

【図４】第２の従来技術に係る作業車両の運転室のフレ
ーム構造を示す図である。

【図５】第３の従来技術に係る作業車両の運転室のフレ
ーム構造を示す図である。

【符号の説明】

１；フレーム、 １Ａ；外側部分、 １Ｂ；内側部分、
１ａ；平面状側壁、１ｂ；内壁、 １ｃ；第１側壁、
１ｄ；第１側壁１ｃから所定間隔Ｓだけ離間した位
置、 １ｅ；第２側壁、 １ｆ；第１連結壁、 １ｇ；
第２連結壁、２；フロントガラス、 ３；ルーフガラ
ス、 ５；シリコンゴム、 ６；側方の窓ガラス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異形断面のパイプ材を曲げて形成したフ
   レームを使用した作業車両の運転室において、 異形断面の形状は、パイプ材の曲げ面と平行な第１側壁
   (1c)、及び第１側壁(1c)の外端に連設されると共に第１
   側壁(1c)の内端から直角方向に所定間隔離間した位置(1
   d)まで第１側壁(1c)との距離が順次拡大して外方に凸状
   の第２側壁(1e)を有する外側部分(1A)と、第１側壁(1c)
   及び第２側壁(1e)の各内端よりもそれぞれ所定量(L)だ
   け狭く、かつパイプ材の曲げ面と平行な二つの平面状側
   壁(1a,1a)、及び二つの平面状側壁(1a,1a)の各内端に連
   設された内壁(1b)とを有する内側部分(1B)と、第１側壁
   (1c)の内端及び一方の平面状側壁(1a)の外端に連設され
   た第１連結壁(1f)と第２側壁(1e)の内端及び他方の平面
   状側壁(1a)の外端に所定の曲部を介して連設された第２
   連結壁(1g)とを備えたことを特徴とする作業車両の運転
   室。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の作業車両の運転室にお
   いて、 各連結壁(1f,1g)は、直線状であり、かつ各平面状側壁
   (1a,1a)に対してそれぞれ鈍角をなすことを特徴とする
   作業車両の運転室。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の作業車両の運転室にお
   いて、 外側部分(1A)のうち異形断面の主軸(Z-Z)から最も離れ
   た部分までの距離(e1)に対する、内側部分(1B)のうち異
   形断面の主軸(Z-Z)から最も離れた部分までの距離(e2)
   の比をほぼ１〜１．５としたことを特徴とする作業車両
   の運転室。