JP2017071362A - Roof structure of construction machine cab - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホイールローダーや油圧ショベル等の建設機械(以下建機)のキャブのルーフ構造に係り、特に、横転時にルーフが車幅方向からの横力を受けたとき、キャブの強度を保ちつつ、室内高を高く、且つ、全高を低くできる建機キャブのルーフ構造に関する。 The present invention relates to a cab roof structure of a construction machine (hereinafter referred to as a construction machine) such as a wheel loader or a hydraulic excavator. In particular, when the roof receives a lateral force from the vehicle width direction during rollover, the strength of the cab is maintained. The present invention relates to a roof structure of a construction machine cab that can increase the indoor height and reduce the overall height.
図1に示すように、ホイールローダーや油圧ショベル等の建機のキャブ1は、建機が横転してキャブ1が車幅方向からの横力Wを受けたとき、キャブ1内にてシートベルトを付けた運転員の生存空間を確保するため、所謂ROPS(Roll Over Protective Structure:転倒時保持構造)構造が採用されている。ROPS強度は、日本工業規格(JIS)、国際規格(ISO)に定められている。
As shown in FIG. 1, a
ROPS強度を確保するため、建機キャブ1のフレームは、一般に、車幅方向に間隔が隔てられた左右のピラー2と、これらピラー2の頂部に夫々車体前後方向に延設された左右のルーフレール3と、左右のルーフレール3同士を接続するように車幅方向に延設されたビーム4とを備えており、前方から見たとき左右のピラー2とそれらの頂部を接続するビーム3とによって門型フレーム構造を構成している。
In order to ensure the ROPS strength, the frame of the
この構造によれば、建機が横転し、キャブ1のルーフ(ルーフパネル5)が車幅方向の左右いずれか一方から横力Wを受けたとき、その力がビーム4を介して車幅方向の他方に伝達されることで、キャブ1の変形が抑えられ、キャブ1内における運転員の生存空間を確保できる。
According to this structure, when the construction machine rolls over and the roof (roof panel 5) of the
ところで、建機のキャブ1には、ワイパー6が装備されており、ワイパー5のウォシャーノズルには、ウォシャータンク7からウォシャー液が供給される。ウォシャータンク7は、キャブ1の下方に配置されており、ウォシャーホース8は、ウォシャータンク7からキャブ1のピラー2に沿って上方に延設され、その後、ワイパー6のウォシャーノズルまでルーフパネル5の下面に配設される。
Incidentally, the
また、建機のキャブ1には、ワーキングランプ9や図示しないパトライト(登録商標)等の照明装置が装備されており、それらを点灯させるため、室内にワイヤリングハーネス(以下ワイヤーハーネス、図1では省略)が敷設されている。照明装置用の電源供給コネクタ10は、キャブ1の下方に配置されており、ワイヤーハーネスは、接続コネクタ10からピラー2に沿って上方に延設され、その後、ワーキングランプ9までルーフパネル5の下面に配設され、ウォシャーホース8と略同じルートとなる。
Further, the
これらワイヤーハーネス及びウォシャーホース8(以下、敷設材とも言う)は、ROPS強度を確保するための重要な強度部材である上述したビーム4を横切って、ルーフパネル5の下面に配設されることになる。
These wire harness and washer hose 8 (hereinafter also referred to as laying material) are disposed on the lower surface of the
しかし乍ら、図1に示すように、ウォシャーホース8等の敷設材をビーム4の下方を横切るように配設すると、ビーム4とウォシャーホース8等とが上下に重なった状態となる。このため、それらを覆うようにしてルーフパネル5の下面にルーフパッド(内装材、図1では省略)を装着すると、ルーフパッドの高さが低くなってしまい、キャブ1の室内高の低下を招く。従って、キャブ1内で作業する運転員の作業空間が狭くなり、作業環境の低下に繋がる。
However, as shown in FIG. 1, if a laying material such as the
キャブ1の全高(室外高)を、ビーム4とウォシャーホース8等とが上下に重なった分の寸法だけ高くすれば、室内高が低下することはないが、建機の全高は法規で規定されている場合があり、又トレーラーでの運搬時のトレーラーを含めた全高の制約があるため、闇雲に高くできない。現状のキャブ1の全高が法規の上限である場合、室内高の低下が避けられない。
If the overall height (outdoor height) of the
ルーフパッドの形状を、ビーム4とウォシャーホース8等とが上下に重なった部分をルーフレール3近傍に収容するように改良すれば、全高を高くすることなく室内高を確保することが可能であるが、この場合、ルーフパッドを成型品とする必要があり、製造コスト及び型投資の点でコストアップが避けられない。
If the shape of the roof pad is improved so that the portion where the
ビーム4に切欠部を形成し、その切欠部にビーム4を横切るようにウォシャーホース8等を配設すれば、室内高の低下や全高の増大を招くことはない。しかし、ビーム4は、ROPS強度を確保するための重要な強度部材(横転時にキャブ1が受ける横力Wを車幅方向に伝達する部材)であるため、横力Wによってビーム4に生じる曲げモーメントが大きくなる部分に切欠部を形成してしまうと、横転時にキャブ1が横力Wを受けたとき、ビーム4が切欠部にて大きく曲がってしまい、横力Wを車幅方向の他方に適切に伝達することができず、所定のROPS強度が確保できない。
If a notch is formed in the
なお、「自動車ルーフ部におけるワイヤーハーネス配設構造」として特許文献1が知られ、「建設機械におけるキャブ」として特許文献2が知られているが、これら文献に記載された発明は、ワイヤーハーネスの固定箇所を少なくしてハーネス固定用テープの使用量の削減等を図った技術であり、本発明とは直接関係はない。
In addition,
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、ホイールローダーや油圧ショベル等の建機キャブのルーフ構造であって、横転時にルーフが車幅方向から横力を受けたとき、キャブのROPS強度を確保しつつ、室内高を高く、且つ、全高を低くできる建機キャブのルーフ構造を提供することにある。 The object of the present invention created in view of the above circumstances is a roof structure of a construction machine cab such as a wheel loader or a hydraulic excavator, and when the roof receives a lateral force from the vehicle width direction during a rollover, An object of the present invention is to provide a roof structure for a construction machine cab capable of increasing the indoor height and reducing the overall height while ensuring the ROPS strength.
上述した目的を達成すべく創案された本発明によれば、建機キャブの外部上板となるルーフパネルと、ルーフパネルの下面に車幅方向に沿って配設されたビームと、ビームを横切るように車体前後方向に沿って敷設されたワイヤーハーネス及びウォシャーホースの少なくとも何れか一方からなる敷設材と、敷設材及びビームの下方に配設された内装材としてのルーフパッドと、を備えた建機キャブのルーフ構造であって、ビームの車幅方向中央に切欠部を設け、切欠部に敷設材を車体前後方向に沿って配設した、ことを特徴とする建機キャブのルーフ構造が提供される。 According to the present invention created to achieve the above-described object, a roof panel that is an outer upper plate of the construction machine cab, a beam that is disposed on the lower surface of the roof panel along the vehicle width direction, and crosses the beam. Thus, a building comprising a laying material comprising at least one of a wire harness and a washer hose laid along the longitudinal direction of the vehicle body, and a roof pad as an interior material disposed under the laying material and the beam A roof structure for a construction machine cab, characterized in that a notch is provided in the center of the beam in the vehicle width direction, and a laying material is disposed along the longitudinal direction of the vehicle body in the notch. Is done.
本発明に係る建機キャブのルーフ構造においては、ビームが、車体前後方向に間隔を隔てて車幅方向に延設された一対の垂直板部とそれら垂直板部の下端同士を繋ぐ水平板部とを有する溝型材からなり、切欠部が、溝型材の水平板部ではなく垂直板部に形成され、溝型材の水平板部が、切欠部によって切断されることなく車幅方向に連続して形成されていてもよい。 In the roof structure of a construction machine cab according to the present invention, a beam is a horizontal plate portion that connects a pair of vertical plate portions extending in the vehicle width direction at intervals in the longitudinal direction of the vehicle body and the lower ends of the vertical plate portions. The notch is formed in the vertical plate instead of the horizontal plate of the groove mold, and the horizontal plate of the groove mold is continuously cut in the vehicle width direction without being cut by the notch. It may be formed.
本発明に係る建機キャブのルーフ構造においては、ビームの切欠部に、車体前後方向に沿って樋状に形成された配設用ブラケットを設け、配設用ブラケットの内方に敷設材を配設してもよい。 In the roof structure of the construction machine cab according to the present invention, the beam notch is provided with a mounting bracket formed in a bowl shape along the longitudinal direction of the vehicle body, and the laying material is disposed inside the mounting bracket. You may set up.
本発明に係る建機キャブのルーフ構造によれば、次のような効果を発揮できる。
(1)ルーフパネルの下面に車幅方向にビームを配設し、ビームに切欠部を設け、切欠部にワイヤーハーネスやウォシャーホース等の敷設材を通したので、ビームを横切るように敷設材を配設しても、敷設材の上下寸法がビームの上下寸法に加算されることはない。よって、敷設材及びビームの下方に配設された内装材としてのルーフパッドの高さを高くでき、全高を高くすることなく室内高を高くできる。
(2)切欠部が設けられるビームの車幅方向中央は、建機が横転してビームが車幅方向から横力を受けたとき、シミュレーションや実験によれば、曲げモーメントが極めて小さくストレート形状に保たれる部分である。このため、この部分(ビームの車幅方向中央)に切欠部を設け、そこにワイヤーハーネスやウォシャーホース等の敷設材を通しても、ROPS強度上の問題は小さく、キャブに必要なROPS強度を確保できる。
(3)以上要するに、本発明に係る建機キャブのルーフ構造によれば、横転時にルーフが車幅方向から横力を受けたとき、キャブのROPS強度を確保しつつ、室内高を高く、且つ、全高を低くできる。
The construction machine cab roof structure according to the present invention can exhibit the following effects.
(1) A beam is arranged on the lower surface of the roof panel in the vehicle width direction, a notch is provided in the beam, and a laying material such as a wire harness or a washer hose is passed through the notch. Even if arranged, the vertical dimension of the laying material is not added to the vertical dimension of the beam. Therefore, the height of the roof pad as an interior material disposed below the laying material and the beam can be increased, and the indoor height can be increased without increasing the overall height.
(2) The center of the beam in the vehicle width direction where the notch is provided is a straight shape with a very small bending moment according to simulations and experiments when the construction machine rolls over and the beam receives lateral force from the vehicle width direction. It is the part that is kept. For this reason, even if a notch is provided in this part (the center in the vehicle width direction of the beam) and a laying material such as a wire harness or a washer hose is passed there, there is little problem with the ROPS strength, and the ROPS strength necessary for the cab can be secured. .
(3) In short, according to the roof structure of a construction machine cab according to the present invention, when the roof receives a lateral force from the vehicle width direction during rollover, the indoor height is increased while ensuring the ROPS strength of the cab, and , The overall height can be lowered.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。係る実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
(建機キャブ1)
図1に、本実施形態に係る建機キャブのルーフ構造が適用される建設機械(ホイールローダー)のキャブ1を示す。建機キャブ1の前部には、ワイパー6の他、ワーキングランプ9等の照明装置が装備されている。ワイパー6のウォシャーノズルは、キャブ1の下方後部に配置されたウォシャータンク7とウォシャーホース8で接続され、ワーキングランプ9等の照明装置は、キャブ1の下方後部に配置された電源供給コネクタ(本機接続コネクタ)10とワイヤーハーネス(図1では省略)で接続されている。
(Construction machinery cab 1)
FIG. 1 shows a
図1、図2に示すように、ウォシャーホース8は、ウォシャータンク7からキャブ1のリヤ側のピラー2に沿って上方に延設された後、車幅方向中央まで延び、ルーフパネル5の下面に沿ってワイパー6のウォシャーノズルまで前方に延設されている。ワイヤーハーネス11(図2参照)は、電源供給コネクタ10からキャブ1のリヤ側のピラー2に沿って上方に延設された後、車幅方向中央まで延び、ルーフパネル5の下面に沿ってワーキングランプ9まで前方に延設され、ウォシャーホース8と束ねて略同じルートに配設されている。ウォシャーホース8及びワイヤーハーネス11(以下、敷設材12とも言う)は、両方を配設してもよいが、必要に応じて何れか一方のみを配設してもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
(ルーフ構造)
図2に、本実施形態に係る建機キャブ1のルーフ構造を斜め下方から見上げた斜視図を示し、図3にルーフ構造の分解図を示す。図中、矢印Fは車体の前方、矢印Rは後方を示す。このルーフ構造は、建機キャブ1の外部上板となるルーフパネル5と、ルーフパネル5の下面に車幅方向に沿って配設されたビーム4と、ビーム4を横切るように車体前後方向に沿って敷設されたワイヤーハーネス11及びウォシャーホース8の少なくとも何れか一方からなる敷設材12と、敷設材12及びビーム4の下方に配設された内装材としてのルーフパッド13とを備えており、ビーム4の車幅方向中央に切欠部14が設けられ、切欠部14に敷設材12が車体前後方向に沿って配設されている。
(Roof structure)
FIG. 2 is a perspective view of the roof structure of the
ビーム4は、本実施形態においては、図3に示すように車体前後方向に間隔を隔てて2本配設されているが、1本でも3本以上でもよい。図2に示すように、ルーフパネル5の下面前部には、四角パイプ状に形成されたフロントヘッダ16が車幅方向に沿って配設されている。フロントヘッダ16及びビーム4の車幅方向の両端には、夫々、ルーフレール3が取り付けられている。ルーフレール3は、四角パイプ状に形成されており、車体前後方向に沿って延設されている。
In the present embodiment, two
(ピラー2)
図2、図4に示すように、ルーフレール3の下面には、ピラー2が取り付けられている。ピラー2は、上下方向に延設されており、図1に示すキャブ1のフロントピラーの部分に設けられるAピラー2Aと、キャブ1のセンターピラーの部分に設けられるBピラー2Bとを有する。図2に示すように、Aピラー2Aの位置には、フロントヘッダー16が配設され、Bピラー2Bの位置には後方のビーム4が配設されている。
(Pillar 2)
As shown in FIGS. 2 and 4, the
この建機キャブ1のフレームは、車幅方向に間隔が隔てられた左右のピラー2と、これらピラー2の頂部に夫々車体前後方向に延設された左右のルーフレール3と、左右のルーフレール3同士を接続するように車幅方向に延設されたビーム4とを備えており、図4に示すように前方から見たとき、左右のピラー2とそれらの頂部を接続するビーム4とによって門型フレーム構造となっている。
The frame of the
(ビーム4)
図2、図3に示すように、ビーム4は、車体前後方向に間隔を隔てて車幅方向に延設された一対の垂直板部4aとそれら垂直板部4aの下端同士を繋ぐ水平板部4bとを有する溝型材(チャンネル材)からなる。ビーム4は、垂直板部4aの上端がルーフパネル5の下面に接着され、車幅方向の両端がルーフレール3に溶接されている。ビーム4は、横転時にキャブ1が受ける横力W(図1参照)を車幅方向に伝達する部材であり、溝型材に限られず、四角パイプでもよい。
(Beam 4)
As shown in FIGS. 2 and 3, the
(切欠部14)
図2〜図4に示すように、ビーム4には、ワイヤーハーネス11やウォシャーホース8等の敷設材12を挿通させるため、切欠部14が形成されている。切欠部14は、図5に示すようにルーフレール3(ビーム4の車幅方向端部)が横力Wを受けたとき、曲げモーメントが最も小さいビーム4の車幅方向略中央部に配設されている。また、切欠部14は、ビーム4(溝型材)の水平板部4bではなく垂直板部4aに形成され、ビーム4(溝型材)の水平板部4bが、切欠部14によって切断されることなく車幅方向に連続した状態となっている。これにより、切欠部14によるビーム4の強度低下が抑えられる。
(Notch 14)
As shown in FIGS. 2 to 4, a
(配設用ブラケット17)
図2〜図4に示すように、ビーム4の切欠部14には、車体前後方向に沿って樋状に形成された配設用ブラケット17が設けられており、配設用ブラケット17の内方には、敷設材12(ワイヤーハーネス11、ウォシャーホース8)が配設されている。配設用ブラケット17は、車幅方向に間隔を隔てて車体前後方向に延設された一対の垂直板部17aとそれら垂直板部17aの下端同士を繋ぐ水平板部17bとから樋状(チャンネル状)に形成されている。
(Arrangement bracket 17)
As shown in FIGS. 2 to 4, the
この配線用ブラケット17の形状に合わせて、ビーム4に設けられる切欠部14は矩形に形成されており、切欠部14には、配線用ブラケット17が嵌め込まれて接着されている。配線用ブラケット17は、切欠部14を充当する補強部材となる。配線用ブラケット17の内方に配設されたワイヤーハーネス11は、一端が図1に示す電源供給コネクタ10に接続され、他端がワーキングランプ9やパトライト(図示せず)等の照明装置に接続されている。ウォシャーホース8は、一端がウォシャータンク7に接続され、他端がワイパー6のウォシャーノズルに接続されている。ワイヤーハーネス11とウォシャーホース8とは、図2、図3に示すように、束ねられている。
In accordance with the shape of the
(作用・効果)
本実施形態に係る建機キャブのルーフ構造によれば、図2、図3に示すように、ルーフパネル5の下面に車幅方向にビーム4を配設し、ビーム4に切欠部14を設け、切欠部14にワイヤーハーネス11やウォシャーホース8等の敷設材12を通したので、ビーム4を横切るように敷設材12を配設しても、敷設材12の上下寸法がビーム4の上下寸法に加算されることはない。よって、敷設材12及びビーム4の下方に配設された内装材としてのルーフパッド13の高さを高くでき、全高を高くすることなく室内高を高くできる。
(Action / Effect)
According to the roof structure of the construction machine cab according to the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the
図5に示すように、切欠部14が設けられるビーム4の車幅方向中央は、建機が横転してビーム4が車幅方向から横力Wを受けたとき、シミュレーションや実験によれば、ストレート形状を保つ部分であって、曲げモーメントが極めて小さい部分である。図5の破線Xは、建機が横転してビーム4が車幅方向から横力Wを受けたとき、キャブ1のフレーム(ビーム4、ピラー2)が変形する様子を示したものである。
As shown in FIG. 5, the center of the
図5に示すように、ルーフ(ビーム4)の車幅方向中央(仮想線Yで囲んだ部分)においては、ビーム4は殆ど曲がっておらずストレート形状を保っており、ビーム4の曲げモーメントはゼロ、若しくは非常に小さい。このため、この部分(ビーム4の車幅方向中央)に切欠部14を設け、そこにワイヤーハーネス11やウォシャーホース8等の敷設材12を通しても、ROPS強度上の問題は小さく、キャブ1に必要なROPS強度を確保できる。
As shown in FIG. 5, at the center of the roof (beam 4) in the vehicle width direction (portion surrounded by the imaginary line Y), the
本実施形態に係る建機キャブ1のルーフ構造によれば、ROPS強度上の重要な強度部材であるビーム4を横切って、ワイヤーハーネス11やウォシャーホース8等の敷設材12を敷設しても、キャブ1に必要なROPS強度を確保しつつ、室内高を高く、且つ、全高を低くできる。すなわち、キャブ1の室内空間を犠牲にすることなく、且つキャブ1の全高を高くすることなく、ワイヤーハーネス11やウォシャーホース8等の敷設材12をルーフパネル5の下面にビーム4を横切って配設でき、ROPS強度を確保できる。
According to the roof structure of the
また、図2、図3、図4(b)に示すように、切欠部14が、ビーム4(溝型材)の水平板部4bではなく垂直板部4aに形成され、ビーム4(溝型材)の水平板部4bが、切欠部14によって切断されることなく車幅方向に連続した状態となっている。この車幅方向に連続した水平板部4bにより、切欠部14によるビーム4の強度低下が抑えられる。また、この切欠部14には、その形状に合わせて樋状に形成された配設用ブラケット17が嵌め込まれているので、配設用ブラケット17が切欠部14を充当する補強部材となり、ビーム4の強度低下が抑えられる。
As shown in FIGS. 2, 3, and 4B, the
詳述すると、図4(b)に示すように、切欠部14に配設用ブラケット17が嵌め込まれて接着された状態においては、配設ブラケット17の水平板部17bとビーム4の水平板部4bとが重なっており、切欠部14における車幅方向の部材の板厚が略二倍となる。また、配設ブラケット17の垂直板部17aは、ビーム4の垂直板部4aに形成された切欠部14の内縁(上下方向内縁)を支持し、図5に示すようにビーム4の端部から入力された横力Wを配設ブラケット17の水平板部17bに伝達する部材となる。この結果、配設ブラケット17が横力Wについての補強部材となり、切欠部14を形成したことによるビーム4の強度低下が抑えられる。
More specifically, as shown in FIG. 4B, in the state where the mounting
ルーフパッド13は、例えば、安価な平板または二次元の折り曲げ形状のものを用いることができる。 For example, an inexpensive flat plate or a two-dimensional bent shape can be used as the roof pad 13.
以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications within the scope described in the claims. Needless to say, the modified examples also belong to the technical scope of the present invention.
本発明は、ホイールローダーや油圧ショベル等の建機のキャブのルーフ構造に利用できる。 The present invention can be used for a cab roof structure of a construction machine such as a wheel loader or a hydraulic excavator.
1 建機キャブ
2 ピラー
3 ルーフレール
4 ビーム
4a 垂直板部
4b 水平板部
5 ルーフパネル
8 ウォシャーホース
11 ワイヤーハーネス
12 敷設材
13 ルーフパッド
14 切欠部
17 配設用ブラケット
17a 垂直板部
17b 水平板部
Y 車幅方向中央
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該ルーフパネルの下面に車幅方向に沿って配設されたビームと、
該ビームを横切るように車体前後方向に沿って敷設されたワイヤーハーネス及びウォシャーホースの少なくとも何れか一方からなる敷設材と、
該敷設材及び前記ビームの下方に配設された内装材としてのルーフパッドと、を備えた建機キャブのルーフ構造であって、
前記ビームの車幅方向中央に切欠部を設け、
該切欠部に前記敷設材を車体前後方向に沿って配設した、ことを特徴とする建機キャブのルーフ構造。 A roof panel as an outer upper plate of the construction machine cab,
A beam disposed along the vehicle width direction on the lower surface of the roof panel;
A laying material comprising at least one of a wire harness and a washer hose laid along the longitudinal direction of the vehicle body so as to cross the beam;
A roof structure of a construction machine cab comprising the laying material and a roof pad as an interior material disposed below the beam,
A notch is provided in the center of the beam in the vehicle width direction,
A roof structure for a construction machine cab, characterized in that the laying material is disposed along the longitudinal direction of the vehicle body at the notch.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019167740A (en) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | 日立建機株式会社 | Construction machine |
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JP2010090567A (en) * | 2008-10-06 | 2010-04-22 | Caterpillar Japan Ltd | Cab structure of utility machine |
JP2015044482A (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | いすゞ自動車株式会社 | Reinforcing frame |
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2015
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