JP2018053599A - ショベル - Google Patents

Abstract

【課題】キャビンにおける強度を維持しつつ、強度以外の制約を抑制可能なショベルを提供すること。【解決手段】ピラー及びビームを含んで構成されるキャビンを備え、前記ピラー及び前記ビームの少なくとも１つは、延材方向に不均一な断面形状を有する鋼管である。【選択図】図５

Description

本発明は、ショベルに関する。

略同一の断面で延在する鋼管のフレーム材を中心に構成されるキャビンを備えるショベルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１９３５１９号公報

しかしながら、キャビンは、通常、強度を優先して設計されるため、略同一の断面で延在するフレーム材を用いると、強度で決定されたフレーム材の断面により、強度以外の制約が生じる可能性がある。例えば、略同一の断面で延在するフレームの場合、強度が不要な部分までフレーム材の断面が視界を遮る方向に太くなり、キャビン内のオペレータからの視認性が制限される可能性がある。また、略同一の断面で延在するフレーム材の場合、他の部品のシール面や取付面をフレームの一部分に設けるための追加部品が生じる可能性がある。

そこで、上記課題に鑑み、キャビンにおける強度を維持しつつ、強度以外の制約を抑制可能なショベルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、一実施形態において、
ピラー及びビームを含んで構成されるキャビンを備え、
前記ピラー及び前記ビームの少なくとも１つは、延材方向に不均一な断面形状を有する鋼管である、
ショベルが提供される。

上述の実施形態によれば、キャビンにおける強度を維持しつつ、強度以外の制約を抑制可能なショベルを提供することができる。

ショベルの一例を示す側面図である。 キャビンの構成の一例を示す外観図（斜視図）である。 キャビンの構成の一例を示す分解図（斜視図）である。 前部ピラー及び前部ビームの構造の一例を示す断面図である。 キャビン内の運転席のオペレータから見た前方視界の一例を示す図である。 横転時におけるキャビンの変形状態を示す図である。 前部ピラーの構造の他の例を示すキャビンの側面断面図である。 前部ピラーの構造の他の例を示すキャビンの平面断面図である。 側部ビームの構造の一例を示すキャビンの正面断面図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

尚、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、特に断わらない限り、部材又は部品間の相対比を示すことを目的としない。従って、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。また、以下で説明する実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記載される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

まず、図１を参照して、本実施形態に係るショベルの基本構成について説明する。

図１は、本実施形態に係るショベルの一例を示す側面図である。以下、各図面において、Ｘ１方向は、前方向を表し、Ｘ２方向は、後方向を表し、Ｙ１方向は、左方向を表し、Ｙ２方向は、右方向を表し、Ｚ１方向は、上方向を表し、Ｚ２方向は、下方向を表す。

尚、上述の各方向は、キャビン１０の運転席に着座するオペレータから見た方向である。

ショベルは、下部走行体１と、下部走行体１上に旋回機構２を介して旋回可能に搭載される上部旋回体３を備える。上部旋回体３の前部中央には、ブーム４が俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下方向に回動可能に取り付けられ、アーム５の先端には、バケット６が上下方向に回動可能に取り付けられる。作業機としてのブーム４、アーム５、及びバケット６は、それぞれ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９により油圧駆動される。また、上部旋回体３の前部左側には、ショベルの運転席を含むキャビン１０が設けられると共に、上部旋回体３の後部には、ショベルの動力源であるディーゼルエンジン（不図示）等が搭載される。

次に、図２、図３を参照して、キャビン１０の基本構成について説明する。

図２は、キャビン１０の構成の一例を示す外観斜視図である。図３は、キャビン１０の構成の一例を示す分解斜視図である。

尚、図３では、図２で図示される一部の構成要素（後述する外装部１０ｐの構成要素）の図示が省略されている。

キャビン１０は、骨格部分であるフレーム部１０ｆと、フレーム部１０ｆに取り付けられ、運転席を含む内部空間と外部を画成する外装部１０ｐを含む。

図３に示すように、フレーム部１０ｆは、ベースフレーム１１、左右一対の側部フレーム１２Ｌ，１２Ｒ、及び左右一対の後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒを含む。フレーム部１０ｆに含まれる部材同士は、溶接等によって結合されている。

ベースフレーム１１は、平面視で矩形の枠形状を有する、キャビン１０の下部の構造部材である。ベースフレーム１１は、上部旋回体３上で水平に配設されている。ベースフレーム１１の四隅の上面には、側部フレーム１２Ｌ、１２Ｒ（即ち、後述する前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦ）、及び後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒが立設されている。

側部フレーム１２Ｌ，１２Ｒは、それぞれ、ベースフレーム１１の前部に立設される前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦと、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦの上端部から後方に延出する側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵとを含む。側部フレーム１２Ｌ，１２Ｒは、例えば、中空の鋼管であり、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦは、それぞれ、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵと一体に成形される。

尚、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦは、それぞれ、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵと一体に成形されるが、それぞれ、別に成形された上で接合される態様であってもよい。

前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦは、キャビン１０の前部に左右一対で設けられる柱部材である。前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦは、上述の如く、ベースフレーム１１の前部から上方に延出すると共に、側面視で、後上がりに傾斜する、上に凸の緩やかな曲線形状を有する。また、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦの上端部は、上述の如く、それぞれ、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵの前端部と連結している。また、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦは、上述の如く、中空の鋼管であり、後述の如く、延在方向に不均一の断面形状を有する場合がある。

側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵは、キャビン１０の上部に設けられる梁部材である。側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵは、それぞれ、上述の如く、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦの上端部から後方に延出している。また、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵの後端部は、それぞれ、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒの上端部と溶接等により結合されている。具体的には、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵの後端面は、それぞれ、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒの上端部の前面に当接し、溶接等により結合されている。そのため、ショベルの前倒時に、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒが側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵを後から支えることにより、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦの後倒を抑制することができる。また、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵは、上述の如く、中空の鋼管であり、後述の如く、延在方向に不均一の断面形状を有する場合がある。

後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒは、キャビン１０の後部に左右一対で設けられる柱部材であり、例えば、中空の角型の鋼管等である。後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒは、上述の如く、ベースフレーム１１の後部から上方に延出している。また、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒの上端部は、上述の如く、それぞれ、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵの後端部と溶接等により結合されている。

また、フレーム部１０ｆは、側部フレーム１２Ｌ，１２Ｒ（即ち、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦ、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵ）、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒを補強する構造部材として、前部ビーム１５、中央部ビーム１６、後部ビーム１７，１８、ガセット部材１９を含む。

前部ビーム１５は、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦのそれぞれの上端部同士（即ち、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵの前端部同士）を連結する梁部材である。換言すれば、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦのそれぞれの上端部の間を左右方向に延在し、その左右方向の両端部で、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦのそれぞれの上端部と溶接等により結合されている。これにより、ショベルの横転時に、側部フレーム１２Ｌ，１２Ｒ（前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦ）同士の間隔が狭まるのを制限できるため、キャビン１０の内部空間が潰されてしまうような状況を抑制することができる。また、前部ビーム１５は、例えば、中空の鋼管であり、後述の如く、延在方向に不均一の断面形状を有する場合がある。

中央部ビーム１６は、例えば、中空の鋼管等であり、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵの中央部同士を連結する梁部材である。換言すれば、中央部ビーム１６は、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵのそれぞれの中央部の間を左右方向に延在し、その左右方向の両端部で、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵのそれぞれの中央部と溶接等により結合されている。これにより、ショベルの横転時に、側部フレーム１２Ｌ，１２Ｒ（前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦ）同士の間隔が狭まるのを制限できるため、キャビン１０の内部空間が潰されてしまうような状況を抑制することができる。

後部ビーム１７は、例えば、中空の鋼管等であり、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒの上端部同士を連結する梁部材である。換言すれば、後部ビーム１７は、後部ピラー１４Ｌ，１４のそれぞれの上端部の間を左右方向に延在し、その左右方向の両端部で、後部ピラー１４Ｌ，１４のそれぞれの上端部と溶接等により結合されている。これにより、ショベルの横転時に、後部ピラー１４Ｌ、１４Ｒ同士の間隔が狭まるのを制限できるため、キャビン１０の内部空間が潰されてしまうような状況を抑制することができる。

後部ビーム１８は、例えば、プレス加工された複数の鋼板等を溶接等により接合したフレーム材であり、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒの中央部同士を連結する梁部材である。換言すれば、後部ビーム１８は、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれの中央部の間を左右方向に延在し、その左右方向の両端部で、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれの中央部に溶接等により結合されている。これにより、ショベルの横転時に、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒの間隔が狭まるのを制限できるため、キャビン１０の内部空間が潰されてしまうような状況を抑制することができる。

ガセット部材１９は、後部ビーム１８の上面１８ｄと、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒの内側面、具体的には、左側の後部ピラー１４Ｌの右側面１４Ｌａ、及び右側の後部ピラー１４Ｌの左側面１４Ｒａ）とを接合する。これにより、ショベルの横転時に、後部ビーム１８の上方において、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒの間隔が狭まるのを更に制限することができる。

外装部１０ｐは、左側面パネル２１、上面パネル２２、背面パネル２３、左側面ウィンドウ２４、後面ウィンドウ２６、ドア２７、ドアウィンドウ２８、前面ウィンドウ２９，３０、ワイパ３１、上面ウィンドウ３２等を含む。また、外装部１０ｐは、図示しないキャビン１０の右側面に設けられる右側面パネルや右側面ウィンドウ等を含む。

左側面パネル２１は、フレーム部１０ｆの左側面の後部（具体的には、ベースフレーム１１並びに左側の側部ビーム１２ＬＵの左側面の後部、及び左側の後部ピラー１４Ｌの左側面）に溶接等により取り付けられ、キャビン１０の左方を覆う側壁である。また、左側面パネル２１には、運転席のオペレータが左側方を視認するための透明な左側面ウィンドウ２４が取り付けられている。

上面パネル２２は、フレーム部１０ｆの上面の後部（具体的には、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵの上面の後部）に溶接等により取り付けられ、キャビン１０の上方を覆うルーフである。

背面パネル２３は、フレーム部１０ｆの後面（具体的には、後部ピラー１４Ｌ，１４Ｒ及び後部ビーム１８の後面）に溶接等により取り付けられ、キャビン１０の後方を覆う後壁である。また、背面パネル２３には、運転席のオペレータが後方を視認するための透明な後面ウィンドウ２６が取り付けられている。

ドア２７は、フレーム部１０ｆの左側面の前部にヒンジなどを介して開閉可能に取り付けられる。また、ドア２７には、運転席のオペレータが左側方を視認するための透明なドアウィンドウ２８が取り付けられている。

前面ウィンドウ２９，３０は、それぞれ、キャビン１０の前面を覆う態様でフレーム部１０ｆに取り付けられており、運転席のオペレータは、透明な前面ウィンドウ２９，３０を介して前方を視認することができる。

前面ウィンドウ２９は、略矩形の平板形状を有し、キャビン１０の前面の上部に設けられる。前面ウィンドウ２９は、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦ、前部ビーム１５等に設けられるシール面に対して、シール材を介して室内側（即ち、後方）から当接している。また、前面ウィンドウ２９は、例えば、上端部の左右の隅、及び下端部の左右の隅のそれぞれにスライド部を有すると共に、上端部の左右の隅のスライド部は、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵのそれぞれの内側面に設けられるスライドレール上を略前後方向にスライド可能とされ、下端部のスライド部は、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦの内側面に設けられるスライドレール上を略上下方向にスライド可能とされる。そのため、前面ウィンドウ２９は、その上端部が側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵに沿って後方に移動しながら、その下端部が前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦに沿って上方に移動することが可能となり、前面ウィンドウ２９を開放し、キャビン１０内の上部に前面ウィンドウ２９を収容することができる。

前面ウィンドウ３０は、略矩形の平板形状を有し、キャビン１０の前面の下部に設けられる。前面ウィンドウ２９は、例えば、ベースフレーム１１、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦ等に設けられるシール面に対して、シール材を介して室内側（即ち、後方）から当接し固定されている。

ワイパ３１は、右側の前部ピラー１２ＲＦに回動可能に取り付けられ、取付部分（ワイパピボット３１ｐ）を中心に回動することにより、先端部のブレードが前面ウィンドウ２９の前面の雨滴や汚れを払拭することができる。

上面ウィンドウ３２は、フレーム部１０ｆの上面の前部（具体的には、側部ビーム１２ＬＵ，１２ＲＵの上面の前部）を覆う開閉式の透明な蓋体である。

ここで、キャビン１０の構造体であるフレーム部１０ｆに含まれるピラー（柱部材）やビーム（梁部材）等は、キャビン１０に要求される強度条件（例えば、ショベルの横転時の生存空間を確保するための強度条件）を確保するように設計される。そのため、ピラーやビーム等が延在方向に均一の断面形状（即ち、略同一の断面形状）を有する場合、特定の部位における強度条件を満足させるために、強度以外の他の制約が生じる可能性がある。例えば、略同一の断面で延在するピラーやビームの場合、強度が不要な部分までフレーム材の断面が視界を遮る方向に太くなり、キャビン１０内のオペレータからの視認性が制限される可能性がある。また、略同一の断面で延在するフレーム材の場合、他の部品のシール面や取付面をフレームの一部分に設けるための追加部品が生じる可能性がある。そのため、本実施形態では、キャビン１０の構成要素であるピラー及びビームのうちの少なくとも１つは、延在方向に不均一の断面形状を有する（即ち、延在方向の断面形状が異なる２以上の部分が存在する）ようにする。以下、図４〜図９を参照して、本実施形態に係る延在方向に不均一の断面形状を有するビーム或いはピラーの構造について詳述する。

まず、図４〜図６は、本実施形態に係る右側の前部ピラー１２ＲＦ及び前部ビーム１５の構造の一例を示す図である。具体的には、図４は、前部ピラー１２ＲＦ及び前部ビーム１５の構造の一例を示す断面図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、前部ピラー１２ＲＦの下部及び上部（即ち、図５に示すＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面）の断面図を表し、図４（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、前部ビーム１５の端部及び中央部（即ち、図５に示すＣ−Ｃ断面及びＤ−Ｄ断面）の断面図を表す。また、図５は、キャビン１０内の運転席のオペレータから見た前方視界の一例を示す図である。また、図６は、ショベルの横転時におけるキャビン１０（フレーム部１０ｆ）の変形状態を示す図である。

図４（ａ）に示すように、右側の前部ピラー１２ＲＦの下部は、左右方向に比較的大きい幅の断面形状（即ち、前後方向或いはオペレータの視線方向に比較的小さい幅の断面形状）を有する。そのため、キャビン１０の運転席に着座するオペレータが前方を見ると、前部ピラー１２ＲＦの下部が視界を遮る幅（即ち、平面視で、オペレータの視線方向に直交する方向の幅）が比較的大きくなる。

一方、図４（ｂ）に示すように、右側の前部ピラー１２ＲＦの上部、即ち、ショベルの横転時にブーム４と重複（当接）する領域は、左右方向に比較的小さい幅の断面形状（即ち、前後方向或いはオペレータの視線方向に比較的大きい幅の断面形状）を有する。そのため、キャビン１０の運転席に着座するオペレータが前方を見ると、前部ピラー１２ＲＦの上部がオペレータの視界を遮る幅（即ち、平面視で、オペレータの視線方向に直交する方向の幅）が、前部ピラー１２ＲＦの下部が視界を遮る幅よりも小さい。これにより、図５に示すように、オペレータがショベルの各種状態を視認するモニタ４０Ｍが配設される前部ピラー１２ＲＦの下部の断面形状は、左右方向に太く設定して強度を維持しつつ、前部ピラー１２ＲＦの上部の断面形状は、左右方向に細く設定して、オペレータの前方視認性を向上させることができる。

具体的には、図６に示すように、ショベルの横転時において、隣接するブーム４やブームシリンダ７がキャビン１０の右側面を支えてくれるため、右側の前部ピラー１２ＲＦの変形は、左側の前部ピラー１２ＬＦよりも制限される。そのため、前部ピラー１２ＲＦは、延在方向の一部分において、断面形状を左右方向に細く設定しても、ショベルの横転時における必要な強度を保持することができる。また、ショベルの横転時に前部ピラー１２ＲＦが変形する際、前部ピラー１２ＲＦの上部、例えば、上下方向でブーム４と重複（ラップ）する部分は、ブーム４やブームシリンダ７に接触し、変形が抑制される。一方、前部ピラー１２ＲＦの下部、例えば、上下方向でブーム４と重複（ラップ）しない部分は、ブーム４やブームシリンダ７に接触せず、自らの剛性で変形を抑制する必要があるため、断面形状の左右方向の幅をある程度太く設定する。

尚、本例では、図６に示すように、前部ピラー１２ＲＦの上下方向におけるブーム４と重複する部分のうちのブームシリンダ７と重複しない部分の断面形状の左右方向の幅を細く設定し、それ以外の部分の断面形状の左右方向の幅を太く設定している。

また、図４（ｃ）に示すように、前部ビーム１５の両端部は、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦ（側部フレーム１２Ｌ，１２Ｒ）と結合する必要があるため、側面視で、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦの延在方向に沿った断面形状を有する。そのため、キャビン１０の運転席に着座するオペレータが前方を見ると、前部ビーム１５の両端部がオペレータの視界を遮る幅（即ち、側面視で、オペレータの視線方向に直交する方向の幅）が比較的大きくなる。

一方、図４（ｄ）に示すように、前部ビーム１５の中央部は、側面視で、オペレータの視線方向に比較的大きい幅の断面形状を有する。即ち、前部ビーム１５の中央部は、オペレータの視界を遮る幅、即ち、側面視で、オペレータの視線方向に直交する方向の幅が比較的小さい断面形状を有する。そのため、前部ビーム１５の中央部がオペレータの視界を遮る幅は、前部ビーム１５の両端部がオペレータの視界を遮る幅よりも小さい。これにより、図５に示すように、前部ビーム１５の両端部の断面形状は、前部ピラー１２ＬＦ，１２ＲＦの延在方向に沿う形にして、結合部の強度を維持しつつ、前部ビーム１５の中央部の断面形状は、側面視で、オペレータの視線方向に直交する方向の幅を小さくして、オペレータの前方視認性を向上させることができる。

このように、本例では、右側の前部ピラー１２ＲＦ及び前部ビーム１５は、延在方向に不均一の断面形状を有する。具体的には、右側の前部ピラー１２ＲＦ及び前部ビーム１５は、強度を確保する断面形状を有する第１断面形状部（図４（ａ）、（ｃ）に対応する部分）と、前方視認性を向上させる断面形状を有する第２断面形状部（図４（ｂ）、（ｄ）に対応する部分）を有する。これにより、キャビン１０の横転時の強度や構造部材の結合部の強度を維持しつつ、オペレータの前方視認性の制約を抑制し、前方視認性を向上させることができる。

尚、本例では、前部ピラー１２ＲＦ、前部ビーム１５は、その延在方向において、２つの異なる断面形状を有する態様を説明したが、３つ以上の異なる断面形状を有する態様であってもよい。即ち、前部ピラー１２ＲＦ、前部ビーム１５は、その延在方向において、キャビン１０の強度とオペレータの視認性とのバランスが複数の段階で段階的に変化する態様であってもよい。

続いて、図７、図８は、本実施形態に係る前部ピラー１２ＲＦの構造の他の例を示す図である。具体的には、図７は、前部ピラー１２ＲＦの構造の他の例を示すキャビン１０の側面断面図である。また、図８は、前部ピラー１２ＲＦの構造の他の例を示すキャビン１０の平面断面図であり、具体的には、図７に示すＥ−Ｅ断面の断面図である。本例では、前部ピラー１２ＬＦは、前部ピラー１２ＲＦと同様の構造を有するため、前部ピラー１２ＲＦの構造を中心に説明を行う。

図７に示すように、前部ピラー１２ＲＦは、上述の如く、側面視で、後ろ上がりに傾斜した、上に凸の曲線形状を有する。一方、前面ウィンドウ２９は、上述の如く、平板形状を有する。即ち、前面ウィンドウ２９は、側面視で、直線形状を有する。そのため、前部ピラー１２ＲＦが延材方向に略同一の断面形状を有すると仮定すると、前部ピラー１２ＲＦに前面ウィンドウ２９のシール材３３（図８参照）を当接させるシール面を設けるには、前面ウィンドウ２９の直線形状に追従させるための追加の部品（図中の斜線部分に相当）を設定する必要が生じる。

また、図７に示すように、前部ピラー１２ＲＦには、上述の如く、ワイパ３１（ワイパピボット３１ｐ）が取り付けられるため、その取付用の座面（台座部）を設ける必要がある。そのため、同様に、前部ピラー１２ＲＦが延材方向に略同一の断面形状を有すると仮定すると、台座を設けるには、追加の部品を設ける必要が生じる。

これに対して、本例では、前部ピラー１２ＲＦは、延材方向に不均一の断面形状を有する。具体的には、前部ピラー１２ＲＦは、延材方向の一部分において、その断面形状が延材方向で連続的に変化する。これにより、前部ピラー１２ＲＦは、延材方向の一部分で膨出し、一体的に成形された前面ウィンドウ２９のシール面（当接部１２ＲＦａ）、及びワイパ３１の座面（台座部１２ＲＦｂ）を有する構成とすることが可能になる。具体的には、図８に示すように、前部ピラー１２ＲＦは、その代表的な断面形状（図中の点線）に対して、延材方向の一部分で膨出する、前面ウィンドウ２９のシール面（当接部１２ＲＦａ）及びワイパ３１（ワイパピボット３１ｐ）の座面（台座部１２ＲＦｂ）を一体的に有する。そのため、前面ウィンドウ２９のシール面及びワイパ３１（ワイパピボット３１ｐ）の座面を設けるために追加の部品を設ける必要がなくなる。即ち、前部ピラー１２ＲＦの代表的な断面形状でキャビン１０の強度を維持しつつ、前部ピラー１２ＲＦの延材方向の一部分の断面形状を連続的に変化させることにより、追加部品が生じる制約を抑制し、部品点数の増加を抑制することができる。

尚、本例では、前部ピラー１２ＲＦでは、代表的な断面形状に対して、延在方向の一部分が膨出することにより、当接部１２ＲＦａや台座部１２ＲＦｂが構成されるが、延在方向の一部分が凹む（引っ込む）ことにより当接部１２ＲＦａや台座部１２ＲＦｂが構成されてもよい。

続いて、図９は、本実施形態に係る側部ビーム１２ＲＵの構造の一例を示す図である。具体的には、図９（ａ）は、比較例に係るキャビンの上面ウィンドウ３２ｃが設けられる部分の正面断面図であり、図９（ｂ）は、本実施形態に係るキャビン１０の上面ウィンドウ３２が設けられる部分の正面断面図である。本例では、側部ビーム１２ＬＵは、側部ビーム１２ＲＵと同様の構造を有するため、側部ビーム１２ＲＵの構造を中心に説明を行う。

尚、比較例に係るキャビンの側部ビーム１２ＲＵｃは、延材方向（略前後方向）に略同一の断面形状を有する。また、本実施形態に係る側部ビーム１２ＲＵの上面ウィンドウ３２が設けられない部分（上面パネル２２が接合される部分）の断面形状は、比較例に係る側部ビーム１２ＲＵｃと同じ断面形状である。

図９（ａ）に示すように、比較例では、側部ビーム１２ＲＵｃが延材方向に略同一の断面形状を有するため、例えば、意匠面を考慮して、上面パネル２２と上面ウィンドウ３２ｃとの段差を比較的抑制するように設計する場合、上面パネル２２と側部ビーム１２ＲＵｃとの接合面よりも上面ウィンドウ３２ｃのシール材３５ｃを設けるシール面の方が下方になってしまう場合がある。この場合、シール材３５ｃを設けるための追加の部品であるシール取付部材３４ｃ（或いは、上面パネル２２から延長される部分）を側部ビーム１２ＲＵｃに接合する必要がある。即ち、比較例では、側部ビーム１２ＲＵｃと上面パネル２２との接合部分（強度）を優先することにより、上面ウィンドウ３２ｃのシール材３５ｃを設けるための追加の部品（シール取付部材３４ｃ）が生じる制約が発生する。

これに対して、本例では、側部ビーム１２ＲＵは、延材方向に不均一の断面形状を有する。具体的には、図９（ｂ）に示すように、側部ビーム１２ＲＵは、その延材方向の上面ウィンドウ３２が設けられる部分において、側部ビーム１２ＲＵと上面パネル２２との接合面よりも下方にあるシール面を含む。即ち、側部ビーム１２ＲＵは、上面パネル２２と接合する部分に対応する断面形状（比較例の側部ビーム１２ＲＵｃと同じ断面形状）を有する第１断面形状部と、上面ウィンドウ３２のシール材３５を設けるシール面を含む断面形状を有する第２断面形状部を有する。これにより、上面ウィンドウ３２のシール材３５を設けるために追加の部品を設ける必要がなくなる。即ち、側部ビーム１２ＲＵの代表的な断面形状でキャビン１０の強度（側部ビーム１２ＲＵと上面パネル２２との接合強度）を維持しつつ、側部ビーム１２ＲＵの延材方向の一部分の断面形状を異ならせることにより、追加部品が生じる制約を抑制し、部品点数の増加を抑制することができる。

次に、図４〜図９で示した延材方向に不均一の断面形状を有する鋼管を一体的に成形する成形方法について説明する。

具体的には、ＳＴＡＦ（Steel Tube Air Forming）成形（ＳＴＡＦは、住友重機械工業株式会社の登録商標である）による成形方法を説明する。

まず、型締め前の上側の成形用の金型（以下、「上型」と称する）と下側の成形用の金型（以下、「下型」と称する）の間に鋼管をセットし、鋼管を通電加熱する。ここで、上型及び下型の少なくとも一方は、延材方向に不均一の成形面の形状を形成している。

続いて、上型と下型との間が半開き状態に対応する型締め位置に調整した上で、鋼管の内部に高圧空気を供給する。これにより、鋼管が上型と下型の内面形状に倣った形状に膨らむと共に、上型と下型の半開きの部分から鋼管の一部がはみ出す形で膨らむ。

そして、更に、型締めを進める。これにより、上型と下型の半開きの部分からはみ出した鋼管の一部が上型と下型の間に挟まれて、フランジ部が成形される。フランジ部が成形された後、更に、鋼管の内部に高圧空気を供給することにより、上型と下型の内面形状への密着度合い（倣い度合い）を高めることができる。

このように、ＳＴＡＦ成形では、上型及び下型の内面形状に倣い、鋼管の断面形状を自由に成形することが可能であるため、延材方向に不均一の断面形状を有する鋼管を一体的に成形することができる。

尚、延材方向に不均一の断面形状を有する鋼管を成形する方法は、ＳＴＡＦ成形に限定されず、例えば、ハイドロフォーミングを用いてもよい。また、異なる断面形状を有する複数の鋼管を、連結部材等を介して結合することにより、延材方向に不均一の断面形状を有する鋼管を成形してもよい。

以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 下部走行体
２ 旋回機構
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ
９ バケットシリンダ
１０ キャビン
１０ｆ フレーム部
１０ｐ 外装部
１１ ベースフレーム
１２，１２Ｌ，１２Ｒ 側部フレーム
１２ＬＦ，１２ＲＦ 前部ピラー
１２ＬＵ，１２ＲＵ 側部ビーム（上側部ビーム）
１２ＲＦａ 当接部
１２ＲＦｂ 台座部
１４，１４Ｌ，１４Ｒ 後部ピラー
１５ 前部ビーム（前上部ビーム）
１６ 中央部ビーム
１７ 後部ビーム
１８ 後部ビーム
１９ ガセット部材
２１ 左側面パネル
２２ 上面パネル
２３ 背面パネル
２４ 左側面ウィンドウ
２５ 開口部
２６ 後面ウィンドウ
２７ ドア
２８ ドアウィンドウ
２９ 前面ウィンドウ
３０ 前面ウィンドウ
３１ ワイパ
３１ｐ ワイパピボット
３２ 上面ウィンドウ

Claims (11)

1. ピラー及びビームを含んで構成されるキャビンを備え、
   前記ピラー及び前記ビームの少なくとも１つは、延材方向に不均一な断面形状を有する鋼管である、
   ショベル。
2. 前記鋼管は、延材方向に第１の断面形状を有する第１断面形状部と、延材方向に前記第１の断面形状と異なる第２の断面形状を有する第２断面形状部と、を含む、
   請求項１に記載のショベル。
3. 前記ピラーに含まれる前部ピラーは、延材方向に不均一な断面形状を有する鋼管である、
   請求項１又は２に記載のショベル。
4. 前記前部ピラーは、上下方向におけるブームと重複する領域とそれ以外の領域とで異なる断面形状を有する、
   請求項３に記載のショベル。
5. 前記前部ピラーは、上下方向における前記ブームと重複し且つブームシリンダと重複しない領域とそれ以外の領域とで異なる断面形状を有する、
   請求項４に記載のショベル。
6. 前記前部ピラーは、延材方向の一部分に、前記キャビンの前部ウィンドウのシール材が当接する当接部を有する、
   請求項３乃至５の何れか一項に記載のショベル。
7. 前記前部ピラーは、延材方向の一部分に、前記キャビンに設けられる前面ウィンドウのワイパを取り付ける台座部を有する、
   請求項３乃至６の何れか一項に記載のショベル。
8. 前記ビームに含まれる上側部ビームは、延材方向に不均一な断面形状を有する鋼管である、
   請求項１乃至７の何れか一項に記載のショベル。
9. 前記上側部ビームは、延材方向の一部分において、前記キャビンに設けられる上面ウィンドウのシール材が設けられるシール部を有する、
   請求項８に記載のショベル。
10. 前記ビームに含まれる前上部ビームは、延材方向に不均一な断面形状を有する鋼管である、
    請求項１乃至９の何れか一項に記載のショベル。
11. 前記前上部ビームは、側面視で、両端部が前部ピラーの延材方向に長い断面形状を有し、中央部が前記キャビン内のオペレータの視線方向に長い断面形状を有する、
    請求項１０に記載のショベル。