JP2016035150A - 建設機械のキャブ - Google Patents

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Abstract

【課題】リアパネルを含めたキャブ後部を軽量、小型化しながら、横荷重によるリアピラーの折損を防止してオペレータ保護効果を高める。【解決手段】左右のリアピラー間に設けられるリアパネルをアウタパネルとインナパネル３０から成る二重パネル構造とし、かつ、インナパネル３０を、上下のパネル部３１，３２と、リアパネルの左右方向の中心よりもアッパーフレーム外側でパネル部３１，３２を接続するつなぎ部３３によって構成し、つなぎ部３３によるパネル部接続部分を、横荷重によるリアパネルの折れ曲がり点となるように相対的に脆弱部分として構成した。【選択図】図５

Description

本発明はショベル等の建設機械のキャブに関するものである。
ショベルを例にとり、図６〜図９によって背景技術を説明する。
ショベルは、図６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(図示しない)によって構成され、上部旋回体２にキャブ(運転室)３が設置される。
以下、このキャブ３の位置を上部旋回体２の左前部とし、このキャブ位置を基準として各部についての「前後」「左右」の方向性をいうものとする。
図７に上部旋回体２のベースとなるアッパーフレーム４の概略構成を示す。
このアッパーフレーム４は、その一部として左側に左サイドデッキ５を有し、アッパーフレーム左側の前部においてこの左サイドデッキ５上にキャブ３が搭載される。
図６中、６はキャブ３内に設けられた運転席である。
キャブ３は、図８，９に示す骨組としてのキャブフレーム７に外装材(パネル材や前後左右各ウィンドの窓ガラス等)が取付けられて構成される。
キャブフレーム７は、前部左右両側に立設された左右のフロントピラー８，９と、後部左右両側に立設された左右のリアピラー１０，１１と、左側の前後方向中間部に立設されたセンターピラー１２と、各ピラー上端間に架け渡された左、右及び前、後の各ルーフメンバー１３，１４，１５，１６によって構成される。
なお、図８，９では、図の簡素化のために左サイドデッキ５上にキャブフレーム７の各ピラー８〜１１を立設した状態で示しているが、実際にはキャブ底部にキャブフレーム７の一部としてのキャブ下枠が設けられ、このキャブ下枠上に各ピラー８〜１１が立設される。これは本発明の実施形態(図１，２)においても同じである。
キャブ３には、機械の転倒時に、図８に示すように左側方からの横荷重Ｆが作用し、この横荷重Ｆによってキャブ３が変形する。
従って、キャブ３内のオペレータの安全確保の観点から、横荷重Ｆによってキャブフレーム７が変形してもキャブ内のオペレータ空間、とくにオペレータが位置する後部の空間が確保されることが求められる。
このような要求に応える手段として、従来は、特許文献１に示されているように、リアピラー１０，１１間に設けられるリアパネル１７を、複数枚のパネル材を接合した多層構造とし、かつ、少なくとも一枚のパネル材に補強用のリブを膨出形成する等、リアパネル１７の剛性を高めることによってキャブ後部の横荷重Ｆに対する抗力を上げることとしている。
特開２００７−６９８０７号公報
ところが、上記公知技術によると、リアパネル１７が大型化及び重量化し、かつ材料費、加工費が高くなってコストアップを招く。
しかも、左リアパネル１７の剛性を高めることによって同パネル１７が変形しにくくなり、その周辺部材の荷重負担が大きくなる。
その結果、とくに、横荷重Ｆが直接作用する左リアピラー１０の荷重負担が過大となって折損し、これにより逆効果としてキャブ３が大きく変形してオペレータ保護効果がかえって低くなるおそれがあった。
対策として、リアパネル１７に合わせて左リアピラー１０の剛性(とくに折損の支点となる根元部分の剛性)も上げることが考えられるが、こうするとキャブ３が益々大型化、重量化し、さらなるコストアップとなる。
そこで本発明は、リアパネルを含めたキャブ後部を軽量、小型化しながら、横荷重によるリアピラーの折損を防止してオペレータ保護効果を高めることができる建設機械のキャブを提供するものである。
上記課題を解決する手段として、本発明においては、下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された部旋回体と、この上部旋回体を構成するアッパーフレームの左右片側に配置されたキャブを具備し、このキャブは、後部左右両側に立設されたリアピラーと、この両側リアピラー間に設けられたリアパネルを備えた建設機械のキャブにおいて、上記リアパネルを、アウタパネルの内側にインナパネルを設けた二重パネル構造とし、かつ、上記インナパネルを、左右方向に延びる上下複数のパネル部と、上下隣り合うパネル部同士をリアパネルの左右方向の中心よりもアッパーフレーム外側の位置で部分的に接続するつなぎ部とによって構成し、上記つなぎ部による接続部分が、機械転倒時にアッパーフレーム幅方向の外側から外側のリアピラーを通じてリアパネルに加えられる横荷重によるリアパネルの折れ曲がり点となるように、上記つなぎ部を相対的に脆弱部分として構成したものである。
この構成によれば、機械の転倒による横荷重が外側リアピラー(左リアピラー)からリアパネルに加わると、同パネルが、相対的に脆弱部分であるつなぎ部による接続部分を折れ曲がり点として平面視Ｖ字方向に折れ曲がり変形し易くなる。
ここで、接続部分は、リアパネルの左右方向中心よりもアッパーフレーム外側(左側)に設定しているため、アッパーフレーム内側でのリアパネルの変形が大きくなる。
これにより、横荷重をリアパネルで吸収し、外側リアピラーの荷重負担を軽減してその折損を防止でき、その結果、キャブの大きな変形を抑えてオペレータ保護効果が高くなる。
しかも、リアパネルはアウタパネルとインナパネルからなる二重パネル構造であって、公知技術のように全体の剛性を高めるのではなく、相対的に脆弱部分を作ることでむしろ変形し易くした構造であるため、公知技術と比較してリアパネルの小型化及び軽量化、コストダウンを実現することができる。
この場合、上記脆弱部分を作る具体的な手段として、上記各パネル部を、上下両側側に補強縁部が折り曲げ形成されることによって相対的に高剛性となった部分、上記つなぎ部を平板のみから成る低剛性の部分としてそれぞれ形成するのが望ましい(請求項２)。
あるいは、請求項２の構成に加えて、または代えて、上記各パネル部を上記アウタパネルに固着する一方、上記つなぎ部を上記アウタパネルに固着しないフリー部分とすることによって、上記各パネル部を相対的に高剛性の部分、上記つなぎ部を低剛性の部分として形成してもよい(請求項３)。
請求項２，３の構成によれば、脆弱部分を、軽量、小型、そして簡単な構造により低コストで作り出すことができる。
また本発明においては、上記各パネル部とつなぎ部を一枚板の切断、曲げ加工によって一体に形成するのが望ましい(請求項４)。
こうすれば、上下のパネル部とつなぎ部を別部材として組み付け時に結合する場合と比較して、組み付け性及び組み付け精度の点で有利となる。
本発明によると、リアパネルを含めたキャブ後部を軽量、小型化しながら、横荷重によるリアピラーの折損を防止してオペレータ保護効果を高めることができる。
本発明の実施形態に係るキャブを構成するキャブフレームの斜視図である。 同キャブフレームの後部を前面から見た断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。 リアパネルを構成するインナパネルを後方から見た斜視図である。 本発明の適用対象であるショベルの概略側面図である。 ショベルのアッパーフレームの概略平面図である。 従来のキャブフレームの斜視図である。 同水平断面図である。
本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。
実施形態はショベルを適用対象としている。
実施形態において、次の点は図８，９に示す従来技術と同じである。
(ｉ) 上部旋回体のアッパーフレームは左サイドデッキ５を有し、この左サイドデッキ５上にキャブが搭載される点。
(ｉｉ) キャブは、骨組としてのキャブフレーム１８にパネル材や前後左右各ウィンドの窓ガラス等の外装材が取付けられて構成される点。
(ｉｉｉ) キャブフレーム１８は、前部左右両側に立設された左前及び右フロントピラー１９，２０と、後部左右両側に立設された左右のリアピラー２１，２２と、左側の前後方向中間部に立設されたセンターピラー２３と、各ピラー上端間に架け渡された左、右及び前、後の各ルーフメンバー２４，２５，２６，２７によって構成される点。
(ｉｖ) 左右のリアピラー２１，２２間にリアパネル２８が設けられる点。
実施形態において、このリアパネル２８は、アウタパネル２９の上部内側にインナパネル３０が設けられて成る二重パネル構造とされ、アウタパネル２９の左右両端が左右のリアピラー２１，２２にたとえば溶接によって取付けられている。図２中、Ｗはリアウィンドである。
リアパネル２８のインナパネル３０の構造を図３〜図５によって詳述する。
インナパネル３０は、左右方向に延びる上下のパネル部(上パネル部、下パネル部)３１，３２と、この両パネル部同士をリアパネル２８の左右方向の中心Ｏ(図４参照)よりもアッパーフレーム外側、つまり右側で部分的に接続する垂直なつなぎ部３３とから成る正面視エの字形に形成されている。
ここで、両パネル部３１，３２には、上下両側に補強縁部３１ａ，３２ａが折り曲げ形成され、この補強縁部３１ａ，３２ａがアウタパネル２９の内面に溶接固着されて箱構造が構成される。
これに対し、つなぎ部３３は、パネル部３１，３２と異なり補強縁部を持たない単なる平板状に形成され、かつ、アウタパネル２９に対して溶接されないフリー部分となっている。
このパネル部３１，３２とつなぎ部３３の構成(補強構造の有無及びアウタパネル２９に対する固着の有無)の違いにより、インナパネル３０、ひいてはリアパネル２８全体において、つなぎ部３３(パネル部接続部分)が相対的に低剛性の脆弱部分、それ以外の部分が高剛性部分として構成されている。
この構成によると、機械の転倒による横荷重Ｆ(図１，２に示す)が左リアピラー２１からリアパネル２８に加わると、同パネル２８が、相対的に脆弱部分である、つなぎ部３３によるパネル部接続部分を折れ曲がり点として平面視Ｖ字方向に折れ曲がり変形し易くなる。
ここで、パネル部接続部分は、リアパネル２８の左右方向中心Ｏよりもアッパーフレーム外側(左側)に設定されているため、アッパーフレーム内側(右側)でのリアパネル２８の変形が大きくなる。
これにより、横荷重Ｆをリアパネル２８で吸収し、左リアピラー２１の荷重負担を軽減してその折損を防止でき、その結果、キャブの大きな変形を抑えてオペレータ保護効果が高くなる。
しかも、リアパネル２８はアウタパネル２９とインナパネル３０からなる二重パネル構造であって、公知技術のように全体の剛性を高めるのではなく、相対的に脆弱部分を作ることでむしろ変形し易くした構造であるため、公知技術と比較してリアパネル２８の小型化及び軽量化、コストダウンを実現することができる。
また、前記のように、
(Ａ) 上下のパネル部３１，３２に補強縁部３１ａ，３２ａを設ける一方、つなぎ部３３は補強縁部を持たない平板状とし、
(Ｂ) 両パネル部３１，３２をアウタパネル２９に溶接固着する一方、つなぎ部３３はフリーとする
ことによって、パネル部接続部分を相対的に脆弱部分としているため、脆弱部分を軽量、小型、そして簡単な構造により低コストで作り出すことができる。
また、両パネル部３１，３２とつなぎ部３３を一枚板の切断、曲げ加工によって一体に形成しているため、これらを別部材として組み付け時に結合する場合と比較して、組み付け性及び組み付け精度の点で有利となる。
他の実施形態
(１) 両パネル部３１，３２とつなぎ部３３の三者を別部材として形成し、溶接やボルト連結等により一体化させてインナパネル３０を構成してもよい。
(２) つなぎ部３３を、上記実施形態のような垂直板状でなく、斜めの板状、あるいはＸ型の板状としてもよい。
(３) パネル部を上下三つ以上設け、隣り合うパネル部同士をつなぎ部で接続してもよい。
この場合、つなぎ部の位置を順次左右方向にずらせ、折れ曲がり点が左側から右側に移動しながらリアパネル２８が変形していくように構成してもよい。
１ 下部走行体
２ 上部旋回体
１８ キャブフレーム
２１、２２ リアピラー
２８ リアパネル
２９ アウタパネル
３０ インナパネル
３１，３２ インナパネルのパネル部
３１ａ，３２ａ パネル部の補強縁部
３３ つなぎ部
Ｏ リアパネルの左右方向中心

Claims (4)

  1. 下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された部旋回体と、この上部旋回体を構成するアッパーフレームの左右片側に配置されたキャブを具備し、このキャブは、後部左右両側に立設されたリアピラーと、この両側リアピラー間に設けられたリアパネルを備えた建設機械のキャブにおいて、上記リアパネルを、アウタパネルの内側にインナパネルを設けた二重パネル構造とし、かつ、上記インナパネルを、左右方向に延びる上下複数のパネル部と、上下隣り合うパネル部同士をリアパネルの左右方向の中心よりもアッパーフレーム外側の位置で部分的に接続するつなぎ部とによって構成し、上記つなぎ部による接続部分が、機械転倒時にアッパーフレーム幅方向の外側から外側のリアピラーを通じてリアパネルに加えられる横荷重によるリアパネルの折れ曲がり点となるように、上記つなぎ部を相対的に脆弱部分として構成したことを特徴とする建設機械のキャブ。
  2. 上記各パネル部を、上下両側側に補強縁部が折り曲げ形成されることによって相対的に高剛性となった部分、上記つなぎ部を平板のみから成る低剛性の部分としてそれぞれ形成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械のキャブ。
  3. 上記各パネル部を上記アウタパネルに固着する一方、上記つなぎ部を上記アウタパネルに固着しないフリー部分とすることによって、上記各パネル部を相対的に高剛性の部分、上記つなぎ部を低剛性の部分として形成したことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械のキャブ。
  4. 上記各パネル部とつなぎ部を一枚板の切断、曲げ加工によって一体に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械のキャブ。
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