JP2006037360A - Cabin of construction equipment - Google Patents

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賢太 小島
Chuichi Ishibashi
忠一 石橋
Masaaki Murakami
正明 村上
Satoshi Fujimoto
聡 藤本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a framed cabin of construction equipment which ensures the strength of the cabin so as to be consistent with the type of the construction equipment at a low cost, and achieves the weight reduction of the cabin. <P>SOLUTION: A cabin frame 21 as a skeleton of the construction equipment is composed of a rear frame body A and a front frame body B arranged on the front of the rear frame body A, and they are combined with each other when used. The front frame body serves as a common section which is available in common for three types of construction equipment, including construction equipment without an operator protective function, lightweight construction equipment with the operator protective function, and heavyweight construction equipment with the operator protective function. The rear frame body A functions as an exchangeable member having different strength depending on the type of the construction equipment. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械のキャビンに関するものである。   The present invention relates to a cabin of a construction machine such as a hydraulic excavator.

本発明の好適例である油圧ショベルを例にとって従来の技術を説明する。   The prior art will be described taking a hydraulic excavator as a preferred example of the present invention as an example.

油圧ショベルは、図11,12に示すようにクローラ式の下部走行体1と、この下部走行体1上に垂直軸まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体2と、この上部旋回体2に装着された作業アタッチメント3とによって構成され、上部旋回体2にキャビン4が設けられる。   As shown in FIGS. 11 and 12, the hydraulic excavator includes a crawler type lower traveling body 1, an upper revolving body 2 that is mounted on the lower traveling body 1 so as to be pivotable about a vertical axis, and an upper revolving body 2. A cabin 4 is provided on the upper swing body 2.

ここで、一般的には、上部旋回体2の右側(キャビン4内に着座したオペレータから見た右側。以下にいう左右及び前後の方向性について同じ)に作業アタッチメント3、左側にキャビン4がそれぞれ設けられ、キャビン4の左側面にドア5によって開閉される出入口6が設けられる。   Here, in general, the work attachment 3 is on the right side of the upper swing body 2 (the right side as viewed from the operator seated in the cabin 4; the same applies to the left and right and front and rear directions described below), and the cabin 4 is on the left side. A doorway 6 is provided on the left side surface of the cabin 4 and is opened and closed by a door 5.

このキャビン4として、パイプ材からなる骨組構造のキャビンフレームにドアや窓ガラス等の付属材を取付けて構成されるフレーム式のものが公知である(たとえば特許文献1参照)。   As the cabin 4, a frame-type cabin is known in which an accessory such as a door or window glass is attached to a frame frame having a frame structure made of a pipe material (see, for example, Patent Document 1).

このフレーム式キャビンにおけるキャビンフレームの一般的構成を図13に示す。   FIG. 13 shows a general configuration of a cabin frame in this frame type cabin.

このキャビンフレーム7は、前部左右両側に立設されたフロントピラー8,9と、後部左右両側に立設されたリアピラー10,11と、左側のフロント、リア両ピラー8,10間のほぼ中央部に立設されたセンターピラー12と、左側のフロント、リア両ピラー8,10の上端間に架け渡された左ルーフメンバー13と、右側のフロント、リア両ピラー9,11の上端間に架け渡された右ルーフメンバー14と、左右のフロントピラー8,9の上端間に架け渡された上フロントクロスメンバー15と、同下端間に架け渡された下フロントクロスメンバー16と、左右のリアピラー10,11の上端間に架け渡された上リアクロスメンバー17と、同下端間に架け渡された下リアクロスメンバー18とによって構成されている。   The cabin frame 7 includes front pillars 8 and 9 erected on the left and right sides of the front part, rear pillars 10 and 11 erected on the left and right sides of the rear part, and a substantially center between the left front and rear pillars 8 and 10. The center pillar 12 standing upright, the left roof member 13 spanned between the upper ends of the left front and rear pillars 8 and 10, and the upper end of the right front and rear pillars 9 and 11 The passed right roof member 14, the upper front cross member 15 spanned between the upper ends of the left and right front pillars 8, 9, the lower front cross member 16 spanned between the lower ends, and the left and right rear pillars 10. , 11 is constituted by an upper rear cross member 17 spanned between the upper ends, and a lower rear cross member 18 spanned between the lower ends thereof.

これら各構成要素の接合部分は溶接によって一体化される。   The joints of these components are integrated by welding.

また、左フロント、センター両ピラー8,12と左ルーフメンバー13とによって図11中の出入口6が形成される。   Further, the left front and center pillars 8 and 12 and the left roof member 13 form an entrance 6 in FIG.

この公知のキャビンフレーム7においては、左右のフロントピラー8,9と上下のフロントクロスメンバー15,16で前面側の門形構造体、左右のリアピラー10,11と上下のリアクロスメンバー17,18で後面側の門形構造体をそれぞれ構成し、この前後の門形構造体を左右のルーフメンバー13,14でつないだ構成となっている。   In this known cabin frame 7, the left and right front pillars 8 and 9 and the upper and lower front cross members 15 and 16 have a front gate structure, the left and right rear pillars 10 and 11 and the upper and lower rear cross members 17 and 18. Each of the rear gate structures is configured, and the front and rear portal structures are connected by the left and right roof members 13 and 14.

このフレーム構成では、キャビンに作用する荷重が前後の門形構造体に伝えられてフレーム全体に分散され、すべての構成要素で均等に受けることになる。   In this frame configuration, the load acting on the cabin is transmitted to the front and rear portal structures and distributed throughout the frame, and is received equally by all the components.

従って、全構成要素に均一な強度・剛性が求められる。   Therefore, uniform strength and rigidity are required for all components.

ところで、油圧ショベルのキャビンには、機械の転倒時(横転時)にオペレータの居住部分の変形を抑えてオペレータを保護するオペレータ保護機能付きのものと、このようなオペレータ保護機能を持たないものの二通りがある。   By the way, there are two types of cabins for hydraulic excavators, one with an operator protection function that protects the operator by preventing deformation of the occupant's living area when the machine is overturned (at the time of rollover), and one that does not have such an operator protection function. There is a street.

この場合、オペレータ保護機能付きのものでは、転倒時に居住空間を確保するのに必要な強度を求められるのに対し、オペレータ保護機能無しのものでは相対的に低強度でよい。   In this case, the one with the operator protection function requires the strength required to secure the living space at the time of falling, whereas the one without the operator protection function may have a relatively low strength.

また、オペレータ保護機能付きのキャビンにおいては、車体重量によって転倒時にキャビンに作用する荷重も変わるため、車体重量別の各機種に応じて強度が異なる複数種類に分けられ、結果、オペレータ保護機能無しのものも含めて三種類以上に分けられる。
特開2004−42739号公報
Also, in cabins with an operator protection function, the load acting on the cabin also changes depending on the weight of the vehicle body, so it is divided into multiple types with different strengths depending on the model depending on the vehicle weight, resulting in no operator protection function. It is divided into three or more types including those.
JP 2004-42739 A

ここで、従来のフレーム式キャビンでは、各機種に見合った強度を確保するためには機種ごとに強度の異なるフレームを製作しなければならないため、製作コストが高くなる。   Here, in the conventional frame type cabin, in order to secure the strength suitable for each model, it is necessary to manufacture a frame having a different strength for each model, so that the manufacturing cost increases.

また、オペレータ保護機能付きの重い機種の場合に、フレーム全体として構成要素の断面強度を高くとらなければならないため、キャビンが重量化するという問題があった。   Further, in the case of a heavy model with an operator protection function, there is a problem that the cabin becomes heavier because the cross-sectional strength of the components must be increased as a whole frame.

そこで本発明は、フレーム式のキャビンにおいて、機種に見合ったキャビン強度の確保という目的を低コストで達成でき、しかもキャビン重量を軽減することができる建設機械のキャビンを提供するものである。   Therefore, the present invention provides a cabin of a construction machine that can achieve the purpose of securing a cabin strength suitable for a model at a low cost in a frame type cabin, and can reduce the cabin weight.

請求項1の発明は、後部フレーム体と、この後部フレーム体の前方に配置される前部フレーム体とを備え、この前部フレーム体を複数の機種間で共用される共通部分、上記後部フレーム体を上記各機種に応じて異なる強度を持った交換部分として、これらが結合されることにより、骨組となるキャビンフレームが構成されるものである。   The invention of claim 1 includes a rear frame body and a front frame body disposed in front of the rear frame body, and the front frame body is shared by a plurality of models, the rear frame. The body is used as an exchange part having different strengths depending on each model, and these are combined to form a cabin frame as a framework.

請求項2の発明は、請求項1の構成において、後部フレーム体が、機械の転倒時にオペレータの居住空間を確保するのに十分な強度を持った強度部分であって、かつ、車体重量による機種に応じた強度を持った交換部分として構成されたものである。   According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the rear frame body is a strength portion having a sufficient strength to secure a living space for the operator when the machine falls down, and is a model based on the weight of the vehicle body. It is configured as an exchange part having a strength corresponding to.

請求項3の発明は、請求項1または2の構成において、キャビンフレームにおける後部フレーム体の構成要素は、各機種間で外形寸法は同じで、機種に応じて肉厚寸法が異なる鋼材によって成形されたものである。   According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the constituent elements of the rear frame body in the cabin frame are formed of a steel material having the same external dimensions among the models and having different wall thickness dimensions depending on the models. It is a thing.

請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかの構成において、キャビンフレームにおける後部フレーム体の構成要素は、機種間で外形寸法は同じで、補強部材による補強分を加えた断面強度が機種に応じて異なる鋼材によって成形されたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of any one of the first to third aspects, the components of the rear frame body in the cabin frame have the same outer dimensions among the models, and the cross-sectional strength to which the reinforcement by the reinforcing member is added. It is formed of different steel materials depending on the model.

請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかの構成において、後部フレーム体の構成要素として、少なくとも、キャビンの左右片側において前後方向中間部に配置されるセンターピラーと、このセンターピラーよりも後方で左右両側に配置される左右のリアピラーと、この各ピラーの上端同士を連結する連結部材とを備え、この各構成要素により、外郭形状が平面視三角形の門形構造体である後部フレーム体が構成されたものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to fourth aspects, as a constituent element of the rear frame body, at least a center pillar disposed at a middle portion in the front-rear direction on one side of the left and right sides of the cabin, And rear left and right rear pillars arranged on both right and left sides, and connecting members that connect the upper ends of the pillars, and the rear frame is a gate-shaped structure whose outer shape is a triangle in plan view. The body is composed.

請求項6の発明は、請求項5の構成において、後部フレーム体のセンターピラーが、左右両側のうちキャビン出入口側に配置されたものである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fifth aspect, the center pillar of the rear frame body is disposed on the cabin entrance side of the left and right sides.

請求項7の発明は、請求項5または6の構成において、後部フレーム体の平面形状が非直角三角形となるようにセンターピラー及び左右のリアピラーが配置されたものである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the configuration of the fifth or sixth aspect, the center pillar and the left and right rear pillars are arranged so that the planar shape of the rear frame body is a non-right triangle.

請求項8の発明は、請求項7の構成において、後部フレーム体の平面形状が二等辺三角形となるようにセンターピラー及び左右のリアピラーが配置されたものである。   According to an eighth aspect of the present invention, in the configuration of the seventh aspect, the center pillar and the left and right rear pillars are arranged so that the planar shape of the rear frame body is an isosceles triangle.

本発明によると、フレーム式のキャビンにおいて、キャビンフレームを前部フレーム体と後部フレーム体とに分け、これらを結合してキャビンフレームを構成するため、後部フレーム体のみを機種(請求項2ではオペレータ保護機能付きのキャビンにおける車体重量別の複数の機種を含む)に応じて交換すればよい。   According to the present invention, in a frame-type cabin, the cabin frame is divided into a front frame body and a rear frame body, and these are combined to form a cabin frame. It may be replaced in accordance with the cabin with a protective function (including multiple models according to the vehicle weight).

このため、キャビンフレーム全体を別々に製作し、機種に応じて取り替える場合と比較して、製作コストが格段に安くてすむ。また、重い機種においても、後部フレーム体のみを交換すればよいため、全体を重いものに交換する場合と比べてキャビンフレームの重量(ひいてはキャビン重量)を軽減することができる。   For this reason, compared with the case where the whole cabin frame is manufactured separately and replaced according to the model, the manufacturing cost can be significantly reduced. Even in a heavy model, since only the rear frame body needs to be replaced, the weight of the cabin frame (and thus the cabin weight) can be reduced as compared with the case where the entire body is replaced with a heavy one.

また、請求項2の発明によると、居住部分でない前部フレーム体は相対的に低強度とすることができるため、同フレーム体の構成要素の量を少なくし、かつ、その断面サイズを小さくすることが可能となる。   According to the invention of claim 2, since the front frame body which is not a living part can be made relatively low in strength, the amount of components of the frame body is reduced and the cross-sectional size thereof is reduced. It becomes possible.

これにより、オペレータ保護機能を確保しながら、前方視界を広げ、かつ、キャビンの軽量化という要請にも応えることができる。   Thereby, while ensuring the operator protection function, it is possible to widen the forward field of view and meet the demand for reducing the weight of the cabin.

なお、後部フレーム体の強度を機種に応じて変える手段としては、請求項3のように外形寸法は変えずに構成要素の肉厚寸法を変えてもよいし、請求項4のように補強部材による補強分を加えた断面強度を変えてもよい。   As a means for changing the strength of the rear frame body according to the model, the thickness dimension of the component may be changed without changing the outer dimension as in claim 3, or the reinforcing member as in claim 4. You may change the cross-sectional strength which added the reinforcement part by.

あるいは、肉厚寸法は同じで外形寸法(断面サイズ)を変えてもよいし、肉厚寸法と外形寸法の両方を変えてもよい。   Alternatively, the thickness dimension may be the same and the outer dimension (cross-sectional size) may be changed, or both the thickness dimension and the outer dimension may be changed.

請求項5〜8の発明によると、後部フレーム体を平面視三角形(左右非対称)の門形構造体として構成しているため、後部フレーム体が高強度・高剛性となって高い荷重支持性能を発揮し、とくに耐ねじれ荷重の点ですぐれたものとなる。   According to the inventions of claims 5 to 8, since the rear frame body is configured as a gate-shaped structure having a triangular shape in the plan view (left-right asymmetric), the rear frame body has high strength and high rigidity, and has high load support performance. Demonstrate, especially in terms of torsional load resistance.

つまり、必要な強度(オペレータ保護機能付きの場合は居住空間を確保するのに必要な強度)を維持しながら、後部フレーム体の構成要素を減量して同フレーム体を軽くすることができる。   That is, while maintaining the necessary strength (strength necessary for securing a living space when an operator protection function is provided), the components of the rear frame body can be reduced to make the frame body lighter.

この場合、請求項6の発明によると、とくにオペレータ保護機能付きのキャビンにおいて、転倒時に側方荷重が直接作用する出入口側にセンターピラーを配置したことにより、荷重を後部フレーム体に確実に伝え、変形抑制作用を確保できる。   In this case, according to the invention of claim 6, particularly in the cabin with an operator protection function, the center pillar is arranged on the entrance / exit side where the side load acts directly at the time of the fall, so that the load is reliably transmitted to the rear frame body, A deformation suppressing action can be secured.

また、請求項7,8の発明によると、後部フレーム体の平面形状を非直角三角形としたから、直角三角形の場合と比較して耐ねじれ強度を高め、変形抑制効果が高いものとなる。   According to the seventh and eighth aspects of the present invention, since the planar shape of the rear frame body is a non-right triangle, the torsional strength is increased and the deformation suppressing effect is high as compared with the case of the right triangle.

とくに、平面形状を二等辺三角形とした請求項8の発明によると、耐ねじれ強度が三角形のうちでも最大となって後部フレーム体が最も変形しにくくなる。このため、転倒時のオペレータ保護の目的を確実に達成することができる。   In particular, according to the invention of claim 8 in which the planar shape is an isosceles triangle, the torsional strength is the largest among the triangles, and the rear frame body is most difficult to deform. For this reason, the objective of the operator protection at the time of a fall can be achieved reliably.

本発明の実施形態を図1〜図10によって説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

以下の実施形態では、フレーム式のキャビンにおいて、キャビンフレームを、
イ)オペレータ保護機能を持たないもの、
ロ)オペレータ保護機能付きで車体重量が軽いもの、
ハ)オペレータ保護付きで車体重量が重いもの
の三つの機種に適用する場合を例にとっている。
In the following embodiment, in a frame-type cabin, the cabin frame is
B) Equipment without operator protection function
B) Lightweight body with operator protection,
C) The case where it is applied to three models with the operator protection and heavy body weight is taken as an example.

第1実施形態(図1〜図4参照)
第1実施形態におけるキャビンフレーム21は、後部フレーム体Aと、この後部フレーム体Aの前方に配置される前部フレーム体Bとを備え、前部フレーム体Bを各機種に共用される共通部分、後部フレーム体Aを各機種に見合った強度を持つものに交換される交換部分として、これらを結合することによって構成される。
1st Embodiment (refer FIGS. 1-4)
The cabin frame 21 in the first embodiment includes a rear frame body A and a front frame body B disposed in front of the rear frame body A, and the front frame body B is shared by each model. The rear frame body A is configured as an exchange part to be exchanged for one having a strength suitable for each model, and by combining them.

共通部分である前部フレーム体Bは、上端部が後向きに湾曲した左右のフロントピラー22,23と、このフロントピラー22,23の上端から後向きに水平に延びる左右のルーフメンバー24,25と、両フロントピラー22,23の下端部間に架け渡された下側フロントクロスメンバー26と、両フロントピラー22,23の下端部後面に水平に取付けられた左右の前下枠27,28とによって構成されている。   The front frame body B, which is a common part, includes left and right front pillars 22 and 23 whose upper end portions are curved rearward, and left and right roof members 24 and 25 extending horizontally rearward from the upper ends of the front pillars 22 and 23, The lower front cross member 26 spanned between the lower ends of the front pillars 22 and 23, and the left and right front lower frames 27 and 28 horizontally attached to the rear surfaces of the lower ends of the front pillars 22 and 23. Has been.

一方、交換部分である後部フレーム体Aは、左右のリアピラー29,30と、左リアピラー29と前部フレーム体Bの左フロントピラー22との間に位置するセンターピラー31と、このセンターピラー31と左リアピラー29の下端部間に架け渡された左側の後下枠32と、右リアピラー30の後面に水平に取付けられた右側の後下枠33と、この後下枠33の後端と左リアピラー29の下端部間に架け渡された下側リアクロスメンバー34とを具備している。   On the other hand, the rear frame body A which is an exchange part includes left and right rear pillars 29 and 30, a center pillar 31 positioned between the left rear pillar 29 and the left front pillar 22 of the front frame body B, and the center pillar 31. The left rear lower frame 32 spanned between the lower ends of the left rear pillar 29, the right rear lower frame 33 mounted horizontally on the rear surface of the right rear pillar 30, the rear end of the rear lower frame 33, and the left rear pillar 29, and a lower rear cross member 34 spanned between the lower end portions of 29.

なお、この後部フレーム体Aのセンターピラー31と、前部フレーム体Bの左フロントピラー22と左ルーフメンバー24とによって、図11中に示す出入口6が形成される。   11 is formed by the center pillar 31 of the rear frame body A, the left front pillar 22 and the left roof member 24 of the front frame body B.

また、センターピラー31は、左側の前後方向真ん中に配置してもよいし、真ん中よりも前後いずれかにずれた位置に配置してもよい。   Further, the center pillar 31 may be disposed in the middle in the front-rear direction on the left side, or may be disposed in a position shifted to either the front or back from the middle.

センターピラー31と左右のリアピラー29,30は、平面視で三角形の各頂点に位置する状態で配置され、これら各ピラー29〜31の上端間に三角形配置で連結部材としての枠材35,36,37が一体に架け渡されている。   The center pillar 31 and the left and right rear pillars 29 and 30 are arranged in a state of being positioned at the vertices of the triangle in plan view, and frame members 35, 36, and 36 serving as connecting members in a triangular arrangement between the upper ends of the pillars 29 to 31. 37 is spanned together.

こうして、後部フレーム体Aが、外郭形状が平面視で三角形となる左右非対称の門形構造体として構成されている。   Thus, the rear frame body A is configured as a left-right asymmetric gate-shaped structure whose outer shape is a triangle in plan view.

この場合、右リアピラー30は、センターピラー31と左リアピラー29との間の前後方向中央(真ん中)の位置で右側に配置され、後部フレーム体Aの平面形状が二等辺三角形となっている(図3参照)。   In this case, the right rear pillar 30 is arranged on the right side at the center in the front-rear direction (middle) between the center pillar 31 and the left rear pillar 29, and the planar shape of the rear frame body A is an isosceles triangle (see FIG. 3).

後部及び前部両フレーム体A,Bの各構成要素はいずれも四角パイプ状の鋼材から成っている。   Each component of both the rear and front frame bodies A and B is made of a steel material in the form of a square pipe.

ここで、後部フレーム体Aを構成する各構成要素について、適用対象である三機種のうち、オペレータ保護機能を持たない機種に対しては図4(a)に示す相対的に最小の肉厚寸法S1を持った第1の鋼材X1、オペレータ保護機能付きで軽量の機種に対しては図4(b)に示す中間の肉厚寸法S2を持った第2の鋼材X2、オペレータ保護機能付きで重量の機種に対しては図4(c)に示す最大の肉厚寸法S3を持った第3の鋼材X3がそれぞれ使用される。   Here, with respect to each component constituting the rear frame body A, among the three models to be applied, the relatively minimum wall thickness shown in FIG. 1st steel material X1 with S1 and lightweight model with operator protection function 2nd steel material X2 with intermediate wall thickness S2 shown in Fig. 4 (b), weight with operator protection function For each model, the third steel material X3 having the maximum wall thickness S3 shown in FIG. 4C is used.

この肉厚寸法の違いによって、外形寸法は同じで断面強度が異なる三種類の構成要素が製作され、この構成要素により、相対的に小、中、大の三通りの、各機種に見合う強度を持った三種類の後部フレーム体Aが製作されて、これらが機種に応じて使い分けられる。   Due to this difference in wall thickness, three types of components with the same outer dimensions and different cross-sectional strengths are manufactured. With these components, the strength suitable for each model is relatively small, medium, and large. Three types of rear frame bodies A are produced, and these are used properly according to the model.

この場合、オペレータ保護機能付きの機種に使用されるキャビンフレーム21については、後部フレーム体Aが、機械の転倒時にオペレータの居住空間を確保するのに十分なキャビン強度を持つことを前提としてその構成要素の断面強度が設定される。   In this case, the cabin frame 21 used in the model with the operator protection function is configured on the assumption that the rear frame body A has sufficient cabin strength to secure an operator's living space when the machine falls over. Sets the cross-sectional strength of the element.

このように、フレーム前部(前部フレーム体B)を各機種間で共用する一方、居住部分であるフレーム後部(後部フレーム体A)を、機種に応じて異なる強度を持った交換部分とし、これらを結合してキャビンフレーム21を構成するため、後部フレーム体Aのみを、機種に見合った強度を持つものに取り替えればよい。   Thus, while sharing the front part of the frame (front frame body B) among the models, the rear part of the frame (rear frame body A), which is a living part, is an exchange part having different strength depending on the model, Since these components are combined to form the cabin frame 21, only the rear frame body A needs to be replaced with one having a strength suitable for the model.

このため、キャビンフレーム21全体を別々に製作し、機種に応じて取り替える場合と比較して、製作コストが格段に安くてすむ。   For this reason, compared with the case where the whole cabin frame 21 is manufactured separately and replaced according to a model, manufacturing cost can be remarkably reduced.

また、オペレータ保護付きのキャビンにおける重い機種においても、後部フレーム体Aのみを交換すればよいため、全体を大強度・大重量のものに交換する場合と比べてキャビンフレーム21の重量を軽減することができる。   Further, even in a heavy model of a cabin with operator protection, since only the rear frame body A needs to be replaced, the weight of the cabin frame 21 is reduced as compared with the case where the whole is replaced with one having a high strength and a large weight. Can do.

また、このフレーム構成によると、強度部分である後部フレーム体Aを、門形構造体として構成しているため、とくにオペレータ保護機能付きのキャビンにおいて、転倒時に左側面部に加えられる側方荷重(図3中に二重線矢印で示す)を後部フレーム体Aで集中的に受け、同フレーム体A全体が変形する。   In addition, according to this frame configuration, the rear frame body A, which is a strength portion, is configured as a gate-shaped structure, and therefore, in a cabin with an operator protection function, a lateral load applied to the left side surface portion when the vehicle falls (see FIG. 3) (represented by double line arrows in FIG. 3) is intensively received by the rear frame body A, and the entire frame body A is deformed.

この場合、側方荷重が直接作用する出入口側にセンターピラー31を配置しているため、荷重を後部フレーム体Aに確実に伝え、変形抑制作用を有効に発揮させることができる。   In this case, since the center pillar 31 is disposed on the entrance / exit side where the side load acts directly, the load can be reliably transmitted to the rear frame body A, and the deformation suppressing action can be effectively exhibited.

しかも、同フレーム体Aが平面視三角形であるため、荷重の伝達性が良くて各要素の強度を最大限に生かし、全体として高い荷重支持性能(とくに耐ねじれ強度)を得ることができる。   Moreover, since the frame body A has a triangular shape in plan view, load transmission is good and the strength of each element can be maximized, and high load supporting performance (particularly torsion resistance) can be obtained as a whole.

加えて、平面形状が二等辺三角形であるため、耐ねじれ強度が三角形のうちでも最大となって最も変形し難くなる。   In addition, since the planar shape is an isosceles triangle, the torsional resistance strength is the largest among the triangles, and is most difficult to deform.

以上の点から、後部フレーム体Aについて、最小限の構成要素で必要な強度・剛性を得ることができるため、同フレーム体Aそのものを軽くできる。このため、キャビンフレーム21をさらに軽量化し、キャビン全体の軽量化の要請にも応えることができる。   In view of the above, since the necessary strength and rigidity can be obtained with the minimum components of the rear frame body A, the frame body A itself can be lightened. For this reason, it is possible to further reduce the weight of the cabin frame 21 and meet the demand for weight reduction of the entire cabin.

さらに、前部フレーム体Bは高強度を要求されないことから、その構成要素が最小限に少なくてすみ、その断面サイズも後部フレーム体Aのそれよりも小さくてよいため、作業時に必要な前方視界及び側方視界を最大限に広げることができる。図3において、キャビン内のオペレータOからの視界となる領域に斜線を付して示している。   Further, since the front frame body B is not required to have high strength, its constituent elements can be reduced to a minimum, and the cross-sectional size thereof may be smaller than that of the rear frame body A. And the side view can be maximized. In FIG. 3, a region that is a field of view from the operator O in the cabin is indicated by hatching.

他の実施形態
後部フレーム体Aの各構成要素の断面強度を機種に応じて変える手段として、図5に示す第2実施形態では、オペレータ保護機能を持たない機種用として特別な補強を持たない四角パイプ状の第1の鋼材Y1、オペレータ保護機能付きの軽量機種用として四角パイプ内に一つの補強部材38を設けた第2の鋼材Y2、オペレータ保護機能付きの重量機種用として四角パイプ内に二つの補強部材38,38を持った第3の鋼材Y3を用いている。
Other Embodiments As means for changing the cross-sectional strength of each component of the rear frame body A according to the model, the second embodiment shown in FIG. 5 is a square having no special reinforcement for a model having no operator protection function. A pipe-shaped first steel material Y1, a second steel material Y2 provided with one reinforcing member 38 in the square pipe for a lightweight model with an operator protection function, and a second steel material Y2 in a square pipe for a heavy weight model with an operator protection function. A third steel material Y3 having two reinforcing members 38, 38 is used.

このように、補強部材38による補強分を加えた断面強度を各機種に応じて異ならせる構成によっても、機種に応じた小、中、大の三種類の断面強度(後部フレーム体Aの強度)を持った構成要素を得ることができる。   In this way, even with a configuration in which the cross-sectional strength to which the reinforcement by the reinforcing member 38 is added differs depending on each model, three types of cross-sectional strengths (small, medium, and large) according to the model (strength of the rear frame body A). Can be obtained.

なお、補強部材38は、四角パイプと一体に成形してもよいし、溶接等によって後付けしてもよい。   The reinforcing member 38 may be formed integrally with the square pipe, or may be retrofitted by welding or the like.

また、補強部材38の数でなく肉厚寸法を変えることによって断面強度を異ならせてもよい。さらに、各機種用の構成要素をいずれも補強部材付きとし、補強部材の数や肉厚寸法で断面強度を異ならせるようにしてもよい。   Further, the cross-sectional strength may be varied by changing the thickness dimension instead of the number of the reinforcing members 38. Furthermore, all the components for each model may be provided with a reinforcing member, and the cross-sectional strength may be varied depending on the number of reinforcing members and the wall thickness.

一方、後部フレーム体Aの構成要素の断面強度を変える別の手段として、各機種を通じて肉厚寸法は同じで外形寸法(断面サイズ)を変えてもよいし、肉厚寸法と外形寸法との両方を変えてもよい。   On the other hand, as another means of changing the cross-sectional strength of the constituent elements of the rear frame body A, the wall thickness dimension may be the same throughout each model, and the external dimension (cross-sectional size) may be changed, or both the wall thickness dimension and the external dimension May be changed.

また、構成要素として、四角パイプに限らず丸パイプを用いてもよいし、パイプ以外の鋼材(たとえばC型チャンネル材やアングル材)を用いてもよい。あるいは、部位に応じてこれらを使い分けてもよい。   Moreover, not only a square pipe but a round pipe may be used as a component, and steel materials (for example, C-type channel material and angle material) other than a pipe may be used. Or you may use these properly according to a site | part.

図6に示す第3実施形態においては、第1実施形態と基本的に同じフレーム構成をとりながら、後部フレーム体Aの各ピラー29〜31を連結する連結部材として、各ピラー29〜31の各上端間に跨って三角形の板材39を一体状態で設けたフレーム構成をとっている。   In the third embodiment shown in FIG. 6, each of the pillars 29 to 31 is used as a connecting member for connecting the pillars 29 to 31 of the rear frame body A while taking basically the same frame configuration as that of the first embodiment. A frame structure is provided in which a triangular plate 39 is provided in an integrated state across the upper end.

この構成によると、後部フレーム体Aが第1実施形態の場合よりはやや重くなるが、同フレーム体Aの一体強度を高めることが可能となる。また、第1実施形態のように複数の枠材35〜37を用いる場合と比較して、連結部材が一つでよいため、組立が容易となる。   According to this configuration, the rear frame body A is slightly heavier than in the first embodiment, but the integrated strength of the frame body A can be increased. In addition, as compared with the case of using a plurality of frame members 35 to 37 as in the first embodiment, the number of connecting members is one, so that assembly is facilitated.

図7,8に示す第4及び第5両実施形態においては、後部フレーム体Aを構成する右リアピラー30の前後方向位置が第1実施形態の場合と異なる。すなわち、右リアピラー30を、第4実施形態の場合はセンターピラー31と同じ前後方向位置(キャビン前後方向のほぼ中央部)に、第5実施形態においては左リアピラー29と同じ前後方向位置にそれぞれ配置している。   In both the fourth and fifth embodiments shown in FIGS. 7 and 8, the position in the front-rear direction of the right rear pillar 30 constituting the rear frame body A is different from that in the first embodiment. That is, the right rear pillar 30 is disposed at the same longitudinal position as the center pillar 31 (substantially central portion in the cabin longitudinal direction) in the fourth embodiment, and at the same longitudinal position as the left rear pillar 29 in the fifth embodiment. is doing.

この構成によっても、第1実施形態に近い荷重支持性能を得ることができる。   Also with this configuration, the load supporting performance close to that of the first embodiment can be obtained.

図9,10には、第1実施形態に対して前部フレーム体Bの骨組構造を変えた二例としての第6及び第7両実施形態を示す。   9 and 10 show both sixth and seventh embodiments as two examples in which the framework structure of the front frame body B is changed with respect to the first embodiment.

第6実施形態では第1実施形態の右フロントピラー23を、また第7実施形態では同左フロントピラー22をそれぞれ省略する一方、下側フロントクロスメンバー26と平行に上側フロントクロスメンバー39を追加した例を示す。   An example in which the right front pillar 23 of the first embodiment is omitted in the sixth embodiment and the left front pillar 22 of the seventh embodiment is omitted, while an upper front cross member 39 is added in parallel with the lower front cross member 26. Indicates.

このように、前部フレーム体Bは高強度・高剛性を要求されないため、構成要素の配置パターンを、視界の拡充や軽量化等の観点で広い選択肢から選択することが可能となる。   Thus, since the front frame body B is not required to have high strength and high rigidity, the arrangement pattern of the components can be selected from a wide range of options from the viewpoint of expansion of the field of view and weight reduction.

ところで、上記実施形態では、後部フレーム体Aのセンターピラー31を左側に配置したが、出入口が右側に形成される場合にはセンターピラー31も右側に配置するのが望ましい。   By the way, in the said embodiment, although the center pillar 31 of the rear frame body A was arrange | positioned on the left side, when an entrance is formed in the right side, it is desirable to arrange | position the center pillar 31 also on the right side.

また、上記実施形態では、後部フレーム体Aを平面視三角形の門形構造体として構成したが、たとえばピラーを追加することによって平面視四角形その他の門形構造体として構成してもよい。あるいは、同フレーム体Aの上面部のみを平面視四角形その他に形成してもよい。   In the above-described embodiment, the rear frame body A is configured as a gate-shaped structure having a triangular shape in plan view. However, for example, a pillar may be added to form a quadrilateral shape in plan view or the like. Alternatively, only the upper surface portion of the frame body A may be formed in a rectangular shape in plan view.

さらに、上記実施形態では、オペレータ保護機能無しと、オペレータ保護機能付きの軽量機種と、同重量機種の三機種に適用する場合について説明したが、オペレータ保護機能付きのものを三種類以上に分けて計四機種以上の機種を対象とする場合にも適用することができる。   Furthermore, in the above embodiment, the case where the operator protection function is not applied, the light weight model with the operator protection function, and the same weight model is described as being applied to the three models, but those with the operator protection function are divided into three or more types. It can also be applied to a case where a total of four or more models are targeted.

本発明の第1実施形態にかかるキャビンフレームを示す斜視図である。It is a perspective view showing a cabin frame concerning a 1st embodiment of the present invention. 同分解斜視図である。It is the same exploded perspective view. 同平面図である。It is the same top view. (a)〜(c)は後部フレーム体の構成要素として使用される肉厚寸法が異なる三種類の鋼材を示す断面図である。(a)-(c) is sectional drawing which shows three types of steel materials from which the thickness dimension used as a component of a rear frame body differs. (a)〜(c)は本発明の第2実施形態にかかるキャビンフレームにおける後部フレーム体の構成要素として使用される三種類の鋼材を示す断面図である。(a)-(c) is sectional drawing which shows three types of steel materials used as a component of the rear frame body in the cabin frame concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態にかかるキャビンフレームを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cabin frame concerning 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態にかかるキャビンフレームを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cabin frame concerning 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態にかかるキャビンフレームを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cabin frame concerning 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態にかかるキャビンフレームを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cabin frame concerning 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態にかかるキャビンフレームを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cabin frame concerning 7th Embodiment of this invention. 本発明が適用される油圧ショベルの概略側面図である。1 is a schematic side view of a hydraulic excavator to which the present invention is applied. 同平面図である。It is the same top view. 従来のキャビンフレームを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional cabin frame.

符号の説明Explanation of symbols

21 キャビンフレーム
A 後部フレーム体
29,30 後部フレーム体を構成する左右のリアピラー
31 同センターピラー
32 同左側の下枠
33 同後下枠
34 同下側クロスメンバー
35,36,37 連結部材としての枠材
X1,X2,X3 構成要素に用いられる三種類の鋼材
Y1,Y2,Y3 構成要素に用いられる三種類の鋼材
38 補強部材
B 前部フレーム体
21 Cabin frame A Rear frame body 29, 30 Left and right rear pillars constituting the rear frame body 31 Same center pillar 32 Lower left frame 33 Same rear lower frame 34 Same lower cross member 35, 36, 37 Frame as connecting member Materials X1, X2, X3 Three types of steel used for components Y1, Y2, Y3 Three types of steel used for components 38 Reinforcement member B Front frame

Claims (8)

後部フレーム体と、この後部フレーム体の前方に配置される前部フレーム体とを備え、この前部フレーム体を複数の機種間で共用される共通部分、上記後部フレーム体を上記各機種に応じて異なる強度を持った交換部分として、これらが結合されることにより、骨組となるキャビンフレームが構成されることを特徴とする建設機械のキャビン。   A rear frame body and a front frame body arranged in front of the rear frame body, the front frame body being shared by a plurality of models, and the rear frame body corresponding to each model A cabin of a construction machine characterized in that, as an exchange part having different strengths, these are connected to form a cabin frame that becomes a framework. 請求項1記載の建設機械のキャビンにおいて、後部フレーム体が、機械の転倒時にオペレータの居住空間を確保するのに十分な強度を持った強度部分であって、かつ、車体重量による機種に応じた強度を持った交換部分として構成されたことを特徴とする建設機械のキャビン。   The cabin of a construction machine according to claim 1, wherein the rear frame body is a strength portion having a sufficient strength to secure a living space for an operator when the machine falls down, and corresponds to a model depending on a body weight. A construction machine cabin characterized in that it is constructed as a replacement part with strength. 請求項1または2記載の建設機械のキャビンにおいて、キャビンフレームにおける後部フレーム体の構成要素は、各機種間で外形寸法は同じで、機種に応じて肉厚寸法が異なる鋼材によって成形されたことを特徴とする建設機械のキャビン。   The cabin of a construction machine according to claim 1 or 2, wherein the components of the rear frame body in the cabin frame are formed of a steel material having the same external dimensions among the models and having different thickness dimensions depending on the models. Features a construction machine cabin. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の構成要素について、キャビンフレームにおける後部フレーム体の構成要素は、各機種間で外形寸法は同じで、補強部材による補強分を加えた断面強度が機種に応じて異なる鋼材によって成形されたことを特徴とする建設機械のキャビン。   4. The component according to any one of claims 1 to 3, wherein the components of the rear frame body in the cabin frame have the same external dimensions among the models, and the cross-sectional strength to which the reinforcement by the reinforcing member is added is the model. A construction machine cabin characterized by being formed of different steels depending on the type of steel. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の建設機械のキャビンにおいて、後部フレーム体の構成要素として、少なくとも、キャビンの左右片側において前後方向中間部に配置されるセンターピラーと、このセンターピラーよりも後方で左右両側に配置される左右のリアピラーと、この各ピラーの上端同士を連結する連結部材とを備え、この各構成要素により、外郭形状が平面視三角形の門形構造体である後部フレーム体が構成されたことを特徴とする建設機械のキャビン。   In the cabin of the construction machine according to any one of claims 1 to 4, as a component of the rear frame body, at least a center pillar disposed at a middle portion in the front-rear direction on one side of the left and right sides of the cabin, And rear left and right rear pillars arranged on both right and left sides, and connecting members that connect the upper ends of the pillars, and the rear frame is a gate-shaped structure whose outer shape is a triangle in plan view. A construction machine cabin characterized in that the body is constructed. 請求項5記載の建設機械のキャビンにおいて、後部フレーム体のセンターピラーが、左右両側のうちキャビン出入口側に配置されたことを特徴とする建設機械のキャビン。   6. The construction machine cabin according to claim 5, wherein the center pillar of the rear frame body is disposed on the cabin entrance / exit side of the left and right sides. 請求項5または6記載の建設機械のキャビンにおいて、後部フレーム体の平面形状が非直角三角形となるようにセンターピラー及び左右のリアピラーが配置されたことを特徴とする建設機械のキャビン。   The construction machine cabin according to claim 5 or 6, wherein the center pillar and the left and right rear pillars are arranged so that the planar shape of the rear frame body is a non-right triangle. 請求項7記載の建設機械のキャビンにおいて、後部フレーム体の平面形状が二等辺三角形となるようにセンターピラー及び左右のリアピラーが配置されたことを特徴とする建設機械のキャビン。   8. The construction machine cabin according to claim 7, wherein the center pillar and the left and right rear pillars are arranged so that the planar shape of the rear frame body is an isosceles triangle.
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