JP2007070947A - キャブおよび作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】キャブ後部のリアパネルの強度向上を図ったキャブを提供する。
【解決手段】キャブ後部の左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rを補強する閉断面部材45L，45Rの下部間にリアパネル26を設け、このリアパネル26に沿って閉断面部材45L，45R間に、リアパネル補強用の閉断面部材としての中段リアクロス部材25，25aを掛渡して固着する。また、左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rの上端部間に設けられたリアヘッダ23に沿って、閉断面部材45L，45R間に、リアヘッダ補強用の閉断面部材としての上段リアクロス部材46を掛渡して固着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、横荷重に対する強度を向上させたキャブおよび作業機械に関する。

図８に示されるように、油圧ショベルは、下部走行体１に上部旋回体２が旋回可能に設けられ、この上部旋回体２にキャブ３および作業装置４などが搭載されている。この種の作業機械は、不整地、傾斜地などでも作業をするので、上部旋回体２の旋回角度、作業装置４の作業姿勢およびバケット荷重などによっては機体が横転、転倒するおそれもありうる。

機体の横転、転倒時にキャブ３は過大な横荷重Ｆを受ける。

この横荷重Ｆに対する強度の向上を図るキャブとしては、左右のサイドパネルをインナパネルとアウタパネルの２重にするとともに、インナパネルとアウタパネルとを中空構造にしてキャブ前部、中間部および後部のピラーを形成し、その中空部に縦補強材を挿設するなどしてピラーの強度を補強し、横荷重Ｆに対する強度の向上を図るものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１６６２４７号公報（第３−４頁、図１−２）

しかしながら、上記のインナパネルとアウタパネルの２重構造は、サイドパネルに限られ、リアパネルは、キャブ後部の１対のピラー間に１枚のプレス成形されたプレートを溶接した構造で構成されているため、このリアパネル部は剛性が低く、横荷重Ｆに対するキャブ強度にも影響を与えている。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、キャブ後部のリアパネルの強度向上を図ったキャブおよびこのキャブを搭載した作業機械を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、作業装置に隣接されたキャブにおいて、キャブ後部に設けられた左右のリアピラーと、左右のリアピラーの下部間に設けられたリアパネルと、リアパネルに沿って左右のリアピラー間に掛渡して固着された閉じられた中空の横断面を有するリアパネル補強用の閉断面部材とを具備したキャブである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のキャブにおいて、左右のリアピラーの上端部間に設けられたリアヘッダと、リアヘッダに沿って左右のリアピラー間に掛渡して固着された閉じられた中空の横断面を有するリアヘッダ補強用の閉断面部材とを具備したものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のキャブにおける左右のリアピラーが、それらの全長にわたって挿入されたリアピラー補強部材をそれぞれの内部に備え、左右のリアピラー補強部材は、相互に対向する面がリアピラーから露出され、これらの相互に対向する面間に閉断面部材が接続されたものである。

請求項４記載の発明は、機械本体と、機械本体に設置された作業装置と、作業装置に隣接して機械本体に設置され機械本体および作業装置を操作するオペレータを保護する請求項１乃至３のいずれかに記載されたキャブとを具備した作業機械である。

請求項１記載の発明によれば、リアパネルに沿って左右のリアピラー間に掛渡して固着された閉断面部材により、リアパネルの強度を上げることで、キャブに作用した横荷重に対する強度を高めることができる。

請求項２記載の発明によれば、リアヘッダに沿って左右のリアピラー間に掛渡して固着され横断面が閉じられた中空断面形状を有するリアヘッダ補強用の閉断面部材により、リアヘッダの強度も上げることで、キャブに作用した横荷重に対する強度を高めることができる。

請求項３記載の発明によれば、左右のリアピラーをリアピラー補強部材により補強できるとともに、そのリアピラー補強部材間に閉断面部材を接続することで、リアピラー補強部材および閉断面部材が相互に補強し合って、キャブ後部の強度を大幅に向上できる。

請求項４記載の発明によれば、作業機械が機械本体の前後方向軸を中心に横転したときに、作業装置のない側からキャブに横荷重が作用した場合であっても、閉断面部材により後部の強度が向上され剛性が改善されたキャブの変形を抑制できる。

以下、本発明を図１乃至図７に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。

図７は、作業機械としての油圧ショベル11を示し、その機械本体12が、下部走行体13と、この下部走行体13上に旋回可能に設けられた上部旋回体14とにより構成され、この機械本体12の上部旋回体14上に、掘削作業などに用いられる作業装置15が設置されるとともに、この作業装置15に隣接して、機械本体12の上部旋回体14上に、機械本体12および作業装置15を操作するオペレータを保護するキャブ16が設置されている。

作業装置15は、キャブ16の側方に隣接して配置されたブーム17が、上部旋回体14に上下方向回動自在に軸連結されてブームシリンダ17cにより回動され、このブーム17の先端にアーム18が回動自在に軸連結されてアームシリンダ18cにより回動され、このアーム18の先端にバケット19が回動自在に軸連結されてバケットシリンダ19cにより回動される。

図２に示されるように、キャブ16は、キャブ前部から上部にわたって、異形鋼管の左フロントピラー21Lおよび右フロントピラー21Rが設けられ、キャブ後部の左右部にそれぞれ設けられた中空状のリアピラーとしての左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rに接続され、これらの左リアピラー22Lと右リアピラー22Rとの間には、上部からリアヘッダ23、後窓24、閉じられた中空の横断面を有する横方向の閉断面部材としての中段リアクロス部材25、リアパネル26、下部リアクロス部材27が順次設けられている。リアパネル26の中間部にも、閉じられた中空の横断面を有する横方向の閉断面部材としての中段リアクロス部材25aが設けられている。

さらに、左フロントピラー21Lと右フロントピラー21Rとの間には、上部からフロントヘッダ28、前窓29および下部フロントクロス部材30が設けられ、また、左フロントピラー21Lの上部中間より下側にドア取付用ピラー31が垂直に接続され、このドア取付用ピラー31にはヒンジ32によりドア33が開閉自在に取付けられ、ドア取付用ピラー31と左リアピラー22Lとの間には左窓34を有する左サイドパネル35が設けられ、反対側の右フロントピラー21Rと右リアピラー22Rとの間には右窓36を有する右サイドパネル37が設けられ、左サイドパネル35および右サイドパネル37の下部にはサイド取付部材38が設けられている。

左リアピラー22L、右リアピラー22R、リアヘッダ23、中段リアクロス部材25，25aおよび下部リアクロス部材27により後部フレーム39を形成する。

図１に示されるように、リアパネル26には、キャブ内側に突出された凹部40a，40b，40cが設けられ、凹部40aは、キャブ内空調装置に導入される外気を濾過するエアコン用フィルタ（図示せず）を収納するためのもので、外気を導入するための穴40dが開口されている。凹部40b，40cは、リアパネル26の強度を向上させるためのものである。

図３に示されるように、後窓24の窓枠24aは、中段リアクロス部材25およびこの中段リアクロス部材25に溶接付けされた取付部材24bに溶接付けされ、リアパネル26の上端縁は、上側の中段リアクロス部材25に溶接付けされた取付部材26aに溶接付けされ、下側の中段リアクロス部材25aは、凹部40aの下部に溶接付けされている。リアパネル26の凹部40aより下側の外面には、コントローラ、ウォッシャタンクなどを取付けるための取付板26bが溶接付けされている。

図１に示されるように、後部フレーム39の上部を作業装置15側へ押圧する横荷重Ｆにより鋭角へと変形しようとする後部フレーム39の複数の角部内に、それぞれガセット41，42，43，44が、ボルトアップまたは溶接付けにより固着されている。

すなわち、後部フレーム39は、中段リアクロス部材25より上部領域に後窓24が設けられ、下部領域にリアパネル26が設けられているので、これらの後窓24およびリアパネル26にて上記横荷重Ｆにより鋭角へと変形しようとする複数の角部内にそれぞれガセット41，42，43，44が固着されている。

図４に示されるように、左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rは、それらの一部を切欠いてその一端から他端の全長にわたってそれぞれ挿入された角形鋼管などの閉じられた中空の横断面を有するリアピラー補強部材としての縦方向の閉断面部材45L，45Rをそれぞれの内部に備え、これらの縦方向の閉断面部材45L，45Rは、相互に対向する内向きの面がリアピラーから露出され、これらの相互に対向する面間に、図３、図５および図６に示されるように、角形鋼管などの横方向の閉断面部材としての中段リアクロス部材25，25aの左右端部と、リアヘッダ23の下部内側に取付けられた角形鋼管などの閉じられた中空の横断面を有する横方向の閉断面部材としての上段リアクロス部材46の左右端部とが、図４に示されるようにそれぞれ隅肉溶接による溶接継手部49f1により接続されている。

要するに、図１に示されるように、左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rの閉断面部材45L，45Rの下部間にリアパネル26が設けられ、このリアパネル26に沿って左右の閉断面部材45L，45R間に、リアパネル補強用の閉断面部材としての中段リアクロス部材25，25aが掛渡して固着され、また、左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rの上端部間に設けられたリアヘッダ23に沿って、左右の閉断面部材45L，45R間に、リアヘッダ補強用の閉断面部材としての上段リアクロス部材46が掛渡して固着されている。

図４に示されるように、左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rは、キャブ内側に位置するインナパネル47L，47Rと、キャブ外側に位置するアウタパネル48L，48Rとがスポット溶接による溶接継手部49sにより接続され、また、縦方向の閉断面部材45L，45Rは、インナパネル47L，47Rの一部を切欠いて内部に挿入され、インナパネル47L，47Rと隅肉溶接による溶接継手部49f2により直接接続されているとともに、隅肉溶接による溶接継手部49f3により一体化された介在板部材50L，50Rを介し、隅肉溶接による溶接継手部49f4によりアウタパネル48L，48Rと接続されている。

また、上部旋回体14の旋回フレームには、図３に示されるように、緩衝マウント51を介して床板（プラットホーム）52が設置され、この床板52上にキャブ16の下部リアクロス部材27、下部フロントクロス部材30およびサイド取付部材38が、ボルト53により脱着可能に固定される。

さらに、図２に示されるように作業装置15とは反対側に設けられたドア取付用ピラー31の根元部内側に、補強用のガセット54が取付けられている。このガセット54は、ドア取付用ピラー31の上部を作業装置15側へ押圧する横荷重Ｆ（図１）により鋭角へと変形しようとするドア取付用ピラー31の根元部と床板52との間の内角部に固着される。

次に、この実施の形態の作用効果を説明する。

作業機械11が機械本体12の前後方向軸を中心に横転したときに、作業装置15のない側からキャブ16に横荷重Ｆが作用した場合であっても、リアパネル補強用の中段リアクロス部材25，25aおよびリアヘッダ補強用の上段リアクロス部材46によりキャブ後部の強度が向上され剛性が改善されたことで、キャブ16の変形を抑制できる。

すなわち、リアパネル26に沿って左リアピラー22Lと右リアピラー22Rとの間に掛渡して固着されたリアパネル補強用の中段リアクロス部材25，25aにより、リアパネル26の強度を上げることで、キャブ16に作用した横荷重Ｆに対する強度を高めることができる。また、リアヘッダ23に沿って左リアピラー22Lと右リアピラー22Rとの間に掛渡して固着されたリアヘッダ補強用の上段リアクロス部材46により、リアヘッダ23の強度も上げることで、キャブ16に作用した横荷重に対する強度をさらに高めることができる。

左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rをリアピラー補強部材としての閉断面部材45L，45Rにより補強できるとともに、これらの閉断面部材45L，45R間に閉断面部材であるリアパネル補強用の中段リアクロス部材25，25aおよびリアヘッダ補強用の上段リアクロス部材46を接続することで、これらのリアピラー補強部材とリアパネル補強部材およびリアヘッダ補強部材とが相互に補強し合って、キャブ後部の強度を大幅に向上できる。

本発明は、油圧ショベル用のキャブのみでなく、他の作業機械用、例えばブルドーザ用またはローダ用のキャブにも利用可能である。

本発明に係るキャブの一実施の形態を示すキャブ横断面図である。 同上キャブの斜視図である。 図１のIII−III線断面図である。 同上キャブのリアピラー水平断面図である。 図１のＶ−Ｖ線断面図である。 図１のVI−VI線断面である。 本発明に係る作業機械の一実施の形態を示す側面図である。 キャブが横荷重を受けたときのキャブの変形を説明するための作業機械の背面図である。

符号の説明

11 作業機械としての油圧ショベル
12 機械本体
15 作業装置
16 キャブ
22L リアピラーとしての左リアピラー
22R リアピラーとしての右リアピラー
23 リアヘッダ
25，25a 閉断面部材としての中段リアクロス部材
26 リアパネル
45L，45R リアピラー補強部材としての閉断面部材
46 閉断面部材としての上段リアクロス部材

Claims (4)

1. 作業装置に隣接されたキャブにおいて、
   キャブ後部に設けられた左右のリアピラーと、
   左右のリアピラーの下部間に設けられたリアパネルと、
   リアパネルに沿って左右のリアピラー間に掛渡して固着された閉じられた中空の横断面を有するリアパネル補強用の閉断面部材と
   を具備したことを特徴とするキャブ。
2. 左右のリアピラーの上端部間に設けられたリアヘッダと、
   リアヘッダに沿って左右のリアピラー間に掛渡して固着された閉じられた中空の横断面を有するリアヘッダ補強用の閉断面部材と
   を具備したことを特徴とする請求項１記載のキャブ。
3. 左右のリアピラーは、それらの全長にわたって挿入されたリアピラー補強部材をそれぞれの内部に備え、
   左右のリアピラー補強部材は、相互に対向する面がリアピラーから露出され、
   これらの相互に対向する面間に閉断面部材が接続された
   ことを特徴とする請求項１または２記載のキャブ。
4. 機械本体と、
   機械本体に設置された作業装置と、
   作業装置に隣接して機械本体に設置され機械本体および作業装置を操作するオペレータを保護する請求項１乃至３のいずれかに記載されたキャブと
   を具備したことを特徴とする作業機械。

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