JP2004106824A - 作業車両の運転室構造 - Google Patents

Abstract

【課題】　複雑な断面構造を備えた部材を使用することなく、加工性のよい異形断面構造のパイプ材を使用して機能性を高めると同時に断面強度をも向上させて合理的に強化できるようにする。
【解決手段】　運転室の主要骨格部を、少なくとも一側面に平坦面を有するパイプ材の所要平坦面に機能性を醸成する断面形状の部材を溶接したもの（サイド部材２，３）を用いて構成し、主要骨格部に用いられるパイプ材を、前部支柱２ａ，３ａから天井縦通部分２ｂ，３ｂおよび後部支柱２ｃ，３ｃが一連に屈曲形成され、かつその所要区間における当該パイプ材の所要平坦面に機能性を醸成する断面形状の部材（ガイドレール１０，窓装着用のパイプ部材１４）が溶接されて一体構造にされた構成にする。
【選択図】図２

Description

　本発明は、油圧ショベルなどの建設機械、トラクタなどの農業機械およびその他の産業機械に用いられる作業車両の運転室構造に関するものである。

　作業車両には、建設機械、農業機械、その他荷役機械など各種の種類があるが、このうち例えば建設機械における油圧ショベルは、土砂掘削を伴う土木工事や建築基礎工事、あるいは建物の解体など幅広く使用されている。これらの作業においては、オペレータが運転室内から主に前窓を通じて前方を視認しながら作業機の運転を行っている。このように運転室内から前方を視認しながら作業を行う作業車両の運転室は、作業機が搭載される車両の構造上、幅広いスペースを所有させる構造にはできないにも関わらず、作業時に広い視野が確保できるような視界性が要望されている。

　また、油圧ショベルなどの作業車両では、オペレータ保護の観点から運転室の、特に骨格構成部材の剛性を向上させるとともに、機能性を高めることから異形断面のパイプ材の合理的利用が図られている。例えば特許文献１にて開示されるものでは、前部ピラーに異形断面のパイプ材を使用して、その前部ピラーにサイドドアのハーフロックロッドの支持ブラケットを取付けて、サイドドアを半開き状態に保持できるようにして、外気を取り入れるのに都合よい機構を付加するように構成されている。

　また、特許文献２には、運転室の前面ガラス窓を開閉させるためのスライドレールを、前部支柱の対向する側面部を窪ませて形成するとともに、この窪ませた部分以外の側面の一部を折重なるように、パイプ材をフォーミング加工して機能性を付加した骨格部材を用いるものが開示されている。

特開平５−２５６０５９号公報 特開２０００−９６６１８号公報

　前述の先行技術にあっては、運転室の骨格部材として使用されている異形断面のパイプ部材に機能性を付加する手段として、前記特許文献１にて開示されるものでは、運転室フレーム側にストライカブラケットを取付け、ドア側に設けられたドアラッチとストライカとによって閉扉したり、ストライカブラケットに基部を枢支されるハーフロックロッドを回動してドアラッチに係合させると、ドアが半開きで保持できるように構成されており、ただ単に部材の側面における所要個所に別途部品を溶接して、その部品と他の部品とで目的の機能を達成できるものであり、要は部品の取付けに利用されているに過ぎない。

　一方、前記特許文献２に開示されているものでは、骨格部材、特に前支柱としてパイプ材をフォーミング加工することによって、ガイドレールとなる溝部や補強用のリブ出しを行ったものであり、機能性を向上させるという点で効果的ではある。しかしながら、このような形状を創成するためには、複数回異なるダイを通して引き抜き成形を行わなければならず、その加工に多くのコストが掛かり、多量生産するものでない限り実用的ではない。また、この種の塑性加工を行って製品化するには、その使用材料の選択によっては強度的に好ましくないものとなる恐れがある。しかも、直線的な部分に使用する部材では、成形されたものを所要寸法に切断すればよいが、さらにこれを曲げ加工してフレームの一部として使用する場合には、加熱曲げ加工や冷間引き曲げ加工を必要とするために、ねじれなどの歪が発生して製品化するのに問題が生じる。したがって、部分的な使用については可能性を認められるとしても、このような複雑な断面構造をもつ部材で運転室のフレームを構成するには多くの問題点を有している。

　本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、複雑な断面構造を備えた部材を使用することなく、加工性のよい異形断面構造のパイプ材を使用して機能性を高めると同時に断面強度をも向上させて合理的に強化できる、パイプ構造にてなる作業車両の運転室構造を提供することを目的とするものである。

　前述された目的を達成するために、本発明による作業車両の運転室構造は、
　主要骨格部に少なくとも一側面に平坦面を有するパイプ材を用い、このパイプ材の平坦面に機能性を醸成する断面形状の部材を溶接することを特徴とするものである（第１発明）。

　本発明において、前記パイプ材は、前部支柱から天井部縦通部材および後部支柱が一連に屈曲形成されてなり、かつその所要区間に前記機能性を醸成する断面形状の部材が溶接されているのが好ましい（第２発明）。

　また、本発明において、前記パイプ材は、前部支柱から天井部縦通部材が一連に屈曲形成されてなり、かつその所要区間に前記機能性を醸成する断面形状の部材が溶接されているのが好ましい（第３発明）。

　また、本発明において、前記パイプ材は、異形断面のパイプ材であり、このパイプ材の曲面部を有さない部分の平坦側面に、前記機能性を醸成する断面形状の部材としてスライドレールを備えるサッシが一体的に付設形成されているのが好ましい（第４発明）。

　また、本発明において、前記パイプ材は、異形断面のパイプ材であり、このパイプ材の曲面部を有さない部分の平坦側面に、機能性を醸成する断面形状の部材として、断面角形もしくは断面溝形の部材を、前記異形断面のパイプ材の外側より所要寸法内寄りに控えて溶接し、その付設された前記部材の外側面と前記パイプ材への取付面との部分に段部を形成して、その段部に別部材が取付けられるのが好ましい（第５発明）。

　さらに、本発明において、前記パイプ材の天井縦通部分と底部縦通部材を接続する中間部支柱にあっては、機能性を醸成する断面角形の部材を、前記中間部支柱の外側より所要寸法内寄りに控えて溶接し、その付設された前記部材の外側面と前記中間部支柱への取付面との部分に段部を形成して、その段部に別部材が取付けられるのが好ましい（第６発明）。

　前記第１発明によれば、運転室における支柱など主要骨格部となる部材に、平坦面を有するパイプ材に運転室骨格部に後付される部材や部品を装着容易にする断面構造の部材を溶接して一体化したものを用いてフレームを構成することによって、その骨格部材の断面強度が増強されると同時に、断面積を小さくできるので軽量化と運転席からの視界性を向上させ得るという効果が得られる。

　また、このような構成とすることで、パイプ材に沿わせて付設した部材が、後付される部品、たとえば窓ガラスやドアの当て面などを取付ける作業を容易にするという効果を有する。さらに、主要骨格部を担う部材としてのパイプ材に機能性を醸成する部材を溶接する際には、予めその溶接作業に要する簡単な冶具などを用意して歪の発生が生じ難い状態で加工するようにすれば、前記パイプ材をフレーム全体の組み立てに際しての基準材として利用できることになり、従来の製作に要した大掛かりな冶工具などの投資削減ができることになり、製造コストも低減できるという製作上での有為性を図ることができる。

　前記第２発明によれば、運転室を構成する左右の主要骨格が一連の部材で形成されることになり、この一連の骨格部材における下端部を前後に別個の下部縦通部材で接続すれば、運転室の側面構造が簡単に形成でき、それらの主要部材となるパイプ材の所要平坦面に機能性を醸成する断面形状の部材を一体的に取付けることで、この付設する部材も強度向上の役目を果たし、このような両サイド面骨格構造体を横繋ぎ部材によって接続することで簡単に運転室の骨格を構成することができる。したがって、従来のような大掛かりな冶工具を必要とせずに製造工程が簡易化し、コストダウンを図ることができる。もちろん、軽量化でき車両の重量負荷を低減するのに貢献できるという利点がある。

　前記第３発明によれば、後部支柱を、前部支柱および天井部縦通部材と異なる部材として形成する点で先の態様と異なるが、ほぼ同様の効果を有し、主要部材となるパイプ材の所要平坦面に機能性を醸成する断面形状の部材を一体的に取付けることで、この付設する部材も強度向上の役目を果たし、このような両サイド面骨格構造体を横繋ぎ部材によって接続することで簡単に運転室の骨格を構成することができる。したがって、従来のような大掛かりな冶工具を必要とせずに製造工程が簡易化し、コストダウンを図ることができる。もちろん、軽量化でき車両の重量負荷を低減するのに貢献できるという利点がある。

　前記第４発明によれば、従来は例えばピラーを構成する板材をプレス成形したものを組み合わせて複雑な構造とされていたものを、予めサッシとなる部材とそれを取付けるパイプ材とを所要外形に形成して、両者を合わせて溶接することができ、主要骨格部材の主体に異形断面のパイプ材を使用することで工作性の容易化と強度の強化が併せ得られるという利点がある。

　前記第５発明によれば、異形断面の平坦面を有効に利用して断面角形もしくは断面溝形の部材の取付けを容易にするとともに、段部を形成して別部材の取付個所を創成することができる。また、異形断面のパイプ材とそれに付加する部材とによって断面強度を高めることができるという効果が併せ得られる。

　前記第６発明によれば、中間部支柱の平坦面を有効に利用して断面角形の部材の取付けを容易にするとともに、段部を形成して別部材の取付個所を創成することができる。また、中間部支柱とそれに付加する部材によって断面強度を高めることができるという効果が併せ得られる。

　次に、本発明による作業車両の運転室構造の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

　図１に示されるのは本実施形態の作業車両に搭載される運転室のフレーム構造を示す斜視図である。図２はフレームの一方の側面を形成する主要骨格形成部材を表わす斜視図であり、図３は図２のＡ−Ａ視拡大断面図である。図４は図２のＢ−Ｂ視拡大断面図（ａ）とその別例拡大断面図（ｂ）である。図５（ａ）（ｂ）は中間部支柱の拡大平断面図である。

　本実施形態の運転室構造は、建設機械における油圧ショベルに用いられるものである。

　この実施形態における運転室は、それを構成するフレーム１にパイプ材が用いられて組立てられている。このフレーム１において、左右両側のサイド部材２，３は、前部支柱２ａ，３ａから天井部の縦通部分２ｂ，３ｂ（以下、天井縦通部分２ｂ，３ｂという）を介して後部支柱２ｃ，３ｃに至るまでを、一連の部材で所要寸法に、かつ所要の外形となるように屈曲形成されている。また、このようにされた左右の両サイド部材２，３は、所定寸法の複数の横繋ぎ部材４，４'，５，５'、５"で接続され、下端部がそれぞれ縦通部材６，６によって繋がれて外郭が構成されている。なお、前記各部位の方向については、運転室の設置状態で前窓７側から見た状態で表示記載している。

　前記運転室のフレーム１にあって、左右両側を形成するサイド部材２，３（対称であるので一方のサイド部材２を代表して説明する）は、図２および図３で示されるように、異形断面のパイプ材を主部材として、そのパイプ材の曲面部２ｄを運転室構成時における稜線に相当する部分となるように位置させ、内向きの平坦な側面部２ｅに沿わせて、前窓７のガイドレールとなる部材（以下、ガイドレールという）１０が前部支柱部分２ａから天井縦通部分２ｂの範囲に溶接されている。また、前記サイド部材２の後部支柱部分２ｃには、図４（ａ）で示されるように、その内向きの平坦な側面部２ｅに、小型の角形断面のパイプ部材１４が、主部材の曲面部２ｄに連接する外側コーナ部２ｆから所要寸法控えて沿わせ溶接され、段部１５が形成されている。なお、前記主部材（サイド部材２）とガイドレール１０並びに角形断面のパイプ部材１４は、断続溶接されて歪の発生を低減するようにされている。

　前記サイド部材２に沿設されるガイドレール１０は、前窓７に付設されるガイドローラ７ａの案内溝１１と、その案内溝１１に平行して前窓７に取り付くシール材７ｂが接触してシール機能を発揮できるようにするシール接触部１２とが形成された山形状の断面構造にされたものが使用される。なお、このようなガイドレール１０については、前記機能を発揮できれば、薄肉のパイプ材をフォーミング加工したもののほか、図示省略するが、板材をフォーミング加工したものあるいは圧延加工したものが選択使用される。

　また、前記サイド部材２の後部支柱部分２ｃに沿設される小型の角形断面のパイプ部材１４は、図４（ｂ）に示されるように、コ字形断面（溝形断面）のパイプ部材１４'を使用してもよく、段部１５を形成する控え寸法は、当該部分に取付けられる後部窓のガラス２０を取付けるに相応する寸法分控えられるような寸法にすればよい。なお、当該位置に取付けられる窓ガラスは前記パイプ部材１４，１４'に接着される。

　また、前記サイド部材２は、その外向き段部２ｇを利用して側面ガラス（図示せず）が接着取付けされる。

　このような断面構造の左右サイド部材２，３は、曲面部２ｄを外向きにして左右対称に所要の間隔で配置され、前部支柱部分２ａ，３ａおよび後部支柱部分２ｃ，３ｃの上下にて横繋ぎ部材４，４'；５，５'，５"で一体に接続される。また、出入口８を備える側の右サイド部材３の中間位置には中間部支柱９が、右サイド部材３の天井縦通部分３ｂと底部縦通部材６とに両端部を接続して配置される。この中間部支柱９は、図５（ａ）に示されるように、ドア（図示せず）が閉じたときにシールする受面９ａを一方に有するとともに、その他方に前記後部支柱部分３ｃと同様の構造で小型の角形断面のパイプ部材１４が溶接され、このパイプ部材１４に後側部の窓ガラス２１が装着できるようにされる。同様にして当該右サイド部材３の前部支柱部分３ａの出入口８を形成する側の平坦面部にドア受部材を付設するか、右サイド部材３の段部（左サイド部材２の段部２ｇに対応する部分）をドア受面とするように形成される。

　また、前記中間部支柱９については、前述のような異形断面の部材の他に、図５（ｂ）に示されるように、角形のパイプ材の一方の側面に窓ガラス２１を装着できるように小型の角形断面のパイプ部材１４を溶接し、他方の側面にドアが閉じたときにシールするシール受面９ａを形成する長角形のパイプ部材１４'を溶接するようにしてもよい。

　他方左サイド部材２の前部支柱部分２ａと後部支柱部分２ｃとの下部には、側部窓の下縁を受支する窓受部材１７が繋がれて、側面窓が取付けられるようにされる。同様に、中間部支柱９と右サイド部材３の後部支柱部分３ｃとの中間位置に窓受部材１８を繋いで、後側部窓が装着できるようにされる。

　本実施形態の運転室のフレーム１によれば、その主要部を構成する左右両サイド部材２，３を、一本の異形断面のパイプ材を所要形状に曲げ加工するとともに、その一側面に機能部材（ガイドレール１０や窓ガラス受となる部材（小型のパイプ部材１４など））を一体に取付けて形成され、この両サイド部材２，３を所要間隔を置いて複数個所で横繋ぎ部材４，４'，５、５'，５"などによって接続する構成とされているので、使用される異形断面のパイプ材の形状などの選択と機能部材の取付要領で、フレーム１の軽量化を図ることができるとともに、全体としての強度を高めることができるのである。

　また、サイド部材２，３を断面強度が損なわれない範囲で外形寸法を小さくすれば、特に前方視野を遮る寸法が少なくなって、視界性を向上させることができるという効果も得られるのである。

　そのほかに、サイド部材２，３の製作加工時に、その曲げ歪などを除去して正しく形成すれば、これらサイド部材２，３を基準にして横繋ぎ部材４〜５"によって組み合わせるようにすることで、製造工程の合理化および従来のような大型の冶工具を必要としないので投資削減ができ、大幅なコストの低減が可能になる、という効果が得られる。

　さらに、図６および図７に示されるように、後部支柱部分２ｃ'，３ｃ'を、前部支柱部分２ａ，３ａおよび天井縦通部分２ｂ，３ｂとは異なる部材として構成しても良い（後部支柱部分２ｃ'，３ｃ'を異なる部材とする点以外は前記実施形態と同一）。このようにしたものでは、天井縦通部分２ｂ，３ｂと後部支柱部分２ｃ'，３ｃ'とを溶接にて接続してサイド部材２，３が形成される点で、前記実施形態と異なるが、フレーム１の軽量化を図ることができるとともに、全体としての強度を高めることができるという効果は同様に備えている。

　以上の説明では、油圧ショベルの上部旋回体に設置される運転室の一実施形態について記載したが、本発明の趣旨に則すれば、その他形状の運転室、他の作業車両において使用される運転室についても、採用することができるものである。

本実施形態の作業車両に搭載される運転室のフレーム構造を示す斜視図 運転室フレームの一方の側面を形成する主要骨格形成部材（サイド部材）を表わす斜視図 図２のＡ−Ａ視拡大断面図 図２のＢ−Ｂ視拡大断面図（ａ）とその別例拡大断面図（ｂ） 中間部支柱の拡大平断面図で、（ａ）は異形断面のパイプ材の場合を示す図、（ｂ）は角形断面のパイプ材を組合せた場合を示す図 本実施形態の作業車両に搭載される運転室の他のフレーム構造を示す斜視図 他のフレーム構造に係る運転室フレームの一方の側面を形成する主要骨格形成部材（サイド部材）を表わす斜視図

符号の説明

１　　　　　　　　　　　キャビンのフレーム
２　　　　　　　　　　　左側のサイド部材
２ａ，３ａ　　　　　　　前部支柱部分
２ｂ，３ｂ　　　　　　　天井縦通部分
２ｃ，３ｃ　　　　　　　後部支柱部分
２ｄ　　　　　　　　　　曲面部
２ｇ，３ｇ　　　　　　　外向き段部
２ｅ，３ｅ　　　　　　　平坦な側面部
４，４'，５，５'，５"　横繋ぎ部材
６　　　　　　　　　　　縦通部材
７　　　　　　　　　　　前窓
８　　　　　　　　　　　出入口
９　　　　　　　　　　　中間部支柱
１０　　　　　　　　　　ガイドレール
１４，１４'　　　　　　パイプ材
１５　　　　　　　　　　段部

Claims (6)

1. 　主要骨格部に少なくとも一側面に平坦面を有するパイプ材を用い、このパイプ材の平坦面に機能性を醸成する断面形状の部材を溶接することを特徴とする作業車両の運転室構造。
2. 　前記パイプ材は、前部支柱から天井部縦通部材および後部支柱が一連に屈曲形成されてなり、かつその所要区間に前記機能性を醸成する断面形状の部材が溶接されている請求項１に記載の作業車両の運転室構造。
3. 　前記パイプ材は、前部支柱から天井部縦通部材が一連に屈曲形成されてなり、かつその所要区間に前記機能性を醸成する断面形状の部材が溶接されている請求項１に記載の作業車両の運転室構造。
4. 　前記パイプ材は、異形断面のパイプ材であり、このパイプ材の曲面部を有さない部分の平坦側面に、前記機能性を醸成する断面形状の部材としてスライドレールを備えるサッシが一体的に付設形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の作業車両の運転室構造。
5. 　前記パイプ材は、異形断面のパイプ材であり、このパイプ材の曲面部を有さない部分の平坦側面に、機能性を醸成する断面形状の部材として、断面角形もしくは断面溝形の部材を、前記異形断面のパイプ材の外側より所要寸法内寄りに控えて溶接し、その付設された前記部材の外側面と前記パイプ材への取付面との部分に段部を形成して、その段部に別部材が取付けられる請求項１〜３のいずれかに記載の作業車両の運転室構造。
6. 　前記パイプ材の天井縦通部分と底部縦通部材を接続する中間部支柱にあっては、機能性を醸成する断面角形の部材を、前記中間部支柱の外側より所要寸法内寄りに控えて溶接し、その付設された前記部材の外側面と前記中間部支柱への取付面との部分に段部を形成して、その段部に別部材が取付けられる請求項１〜３のいずれかに記載の作業車両の運転室構造。

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