JP2020026664A - 作業機械のフロア部材及びそれを備えた作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機械のフロア部材において、フロアプレートの板厚を厚くすることなく、無駄な補強を削減しながら、剛性を確保する。【解決手段】前後中間に運転席が載置され、左右縁部１２が折り曲げられたフロアプレート１１と、フロアプレート１１の裏面に前後に間隔を空けて設けられ、フロアプレート１１の左右縁部１２の近傍まで延びる前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４と、フロアプレート１１の裏面に左右に間隔を空けて固定され、前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４に前後端部が連結された左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６とを備え、左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６の真上に運転席５０の台座５２を締結する台座締結部２０が設けられ、前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４の少なくとも一方には、キャブ６の底部を締結するキャブ締結部２１が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、作業機械の旋回フレーム上に固定されるキャブの床部分を構成するフロア部材及びそれを備えた作業機械に関する。

従来より、この種のフロア部材として、例えば、特許文献１のような、板厚が９ｍｍ程度の厚い床板を有する建設機械用キャブが知られている。この建設機械用キャブでは、床板を厚板で構成することで、ナット等の小物製缶物を廃止し、製缶工数を削減している。

一方、例えば、特許文献２のように、板厚が２．３ｍｍ程度の薄板で構成したフロア部材も知られている。

特開２００６−５６３２５号公報 特開２０１５−１５１８０１号公報

しかしながら、特許文献１のような床板を厚板で構成すると、製缶工数は減るものの質量が増えてハンドリングし難くなり、また、機械加工工数が増え、コストが上昇するという問題もある。

また、特許文献２のようにフロア部材を薄板で構成すると、剛性を上げるために補強部材を多く設けざるを得ず、コストが上昇する。一方で、その補強部材を溶接すると溶接歪みが発生しやすいという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フロアプレートの板厚を厚くすることなく、無駄な補強を削減しながら、剛性を確保することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、フロアプレートの左右縁部を折り曲げると共に、最適な位置に梁補強部を設けた。

具体的には、第１の発明では、作業機械の旋回フレーム上に固定されるキャブの床部分を構成するフロア部材を前提とし、
上記フロア部材は、
前後中間に運転席が載置され、左右縁部が折り曲げられたフロアプレートと、
上記フロアプレートの裏面に前後に間隔を空けて設けられ、上記フロアプレートの左右縁部の近傍まで延びる前側横梁補強部及び後側横梁補強部と、
上記フロアプレートの裏面に左右に間隔を空けて固定され、上記前側横梁補強部及び上記後側横梁補強部に前後端部が連結された左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部とを備え、
上記左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部の真上に上記運転席の台座を締結する台座締結部が設けられ、
上記前側横梁補強部及び後側横梁補強部の少なくとも一方には、上記キャブの底部を締結するキャブ締結部が設けられている。

上記の構成によると、フロア部材において最も荷重が加わりやすい運転席の台座の左右に縦梁補強部を固定し、これら左右の縦梁補強部の前後端部を横梁補強部に連結し、前後の横梁補強部の左右端部をフロアプレートの左右縁部まで延ばすことで、運転席に加わる荷重が広範囲に伝達され、応力集中が避けられる。しかも、横梁補強部の少なくとも一方をキャブの底部に共締めすることで、キャブを含めた箱構造で運転席の荷重を分担できる。このため、フロアプレートの肉厚を薄くしても、運転席に加わる荷重をキャブを含めた箱構造により負担できるので、補強が少なくて済み、そのための溶接工程も減る。また、少なくとも一方の横梁補強部がキャブの底部に共締めされるので、左右縁部の折り曲げ部分と横梁補強部とを溶接しなくても剛性が確保される。

第２の発明では、第１の発明において、
左右方向から見て、上記左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部は、前側に向かって徐々に高さが低くなり、かつ、上記後側横梁補強部の高さよりも上記前側横梁補強部の高さが低くなるように構成され、
上記台座締結部は、上記左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部の後側に設けられている。

上記の構成によると、比較的荷重の少ない左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部の前側の高さを低くすることで、質量を軽減できるだけでなく塗装面積が減り、また、油圧配管などの配管がしやすくなる。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部における上記台座締結部がそれぞれ設けられた部分には、上記左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部を繋ぐように中間横梁補強部が固定されている。

上記の構成によると、運転席の周辺がさらに確実に補強される。

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、
上記前側横梁補強部及び後側横梁補強部における上記キャブ締結部は、上記前側横梁補強部と上記後側横梁補強部の間の運転席設置エリア側に延びる延長部に設けられている。

上記の構成によると、キャブ締結部を前側横梁補強部と後側横梁補強部との間の補強されて剛性の高い運転席設置エリアに設けることで、運転席設置エリアがキャブを加えた箱構造となって剛性が向上する。このように、補強が必要となる運転席設置エリアに集中的に補強部が設けられる。

第５の発明の作業機械は、第１から第４のいずれか１つの発明のフロア部材と、
上記台座締結部に固定される上記運転席と、
上記キャブ締結部に固定される上記キャブとを備えている。

上記の構成によると、キャブとフロア部材とで構成される剛性の高い運転席設置エリアに運転席を設けることで、安全性及び静粛性が確保された商品性の高い作業機械が得られる。

以上説明したように、本発明によれば、左右縁部が折り曲げられたフロアプレートに設けた左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部の真上に運転席の台座を締結すると共に、これらが連結される前側横梁補強部及び後側横梁補強部の少なくとも一方にキャブの底部を締結するキャブ締結部を設けたことにより、フロアプレートの板厚を厚くすることなく、無駄な補強を削減しながら、剛性を確保することができる。

本発明の実施形態に係る作業機械のフロア部材を示す底面図である。 本発明の実施形態に係る作業機械のフロア部材を示す平面図である。 図１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。 キャブ及び運転席の締結位置を示す平面図である。 キャブ、フロア部材、マウント部材及び旋回フレームを示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る作業機械を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。いくつかの図には、上下や前後左右の方向を矢印で示してある。特に言及しない限り、上下等の方向についてはこれら矢印で示す方向に従って説明する。

図７に示すように、作業機械１は、例えば油圧ショベルであり、クローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回自在に搭載された上部旋回体３とを備えている。上部旋回体３の旋回フレーム４の前側中央部には、掘削作業等を行うためのアタッチメント５が取り付けられている。アタッチメント５には、例えば、バケット５ａが取り付けられている。旋回フレーム４上におけるアタッチメント５の左側には、キャブ６が配設されている。

図６にも示すように、作業機械１の旋回フレーム４の左前側の部分には、マウント部材８を介してキャブ６の床部分を構成するフロア部材１０が締結固定されている。

フロア部材１０は、前後中間に運転席５０が載置され、左右縁部１２が折り曲げられたフロアプレート１１を備えている。このフロアプレート１１は、例えば、板厚が３．２ｍｍのプレス鋼板で構成されており、図４に拡大して断面を示すように、左右縁部１２は、断面コ字状に折り曲げられている。これは単にＬ字状に曲げられていてもよい。板厚を３．２ｍｍとすることで、例えば板厚が６ｍｍの場合に比べて左右縁部１２の折り曲げ部分の幅等を小さくすることができる。また、板厚が２．３ｍｍの薄肉鋼板のものに比べて歪み発生が抑えられている。

図１に示すように、フロアプレート１１の裏面には、前後に間隔を空け、フロアプレート１１の左右縁部１２の近傍まで延びる前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４がそれぞれ設けられている。

また、フロアプレート１１の裏面には、前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４に前後端部が連結された左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６とが左右に間隔を空けて溶接されている。そして、これら左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６の真上に運転席５０の台座５２を締結する台座締結部２０が設けられている。図６に示すように、運転席５０は、例えば、シート本体５１と、このシート本体５１を前後にスライド移動可能に支持する台座５２とを備え、台座５２の固定ブラケット５２ａにシート取付用ボルト２０ａを挿通して台座締結部２０に固定可能となっている。本実施形態では、図１に示すように、左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６の前後方向中間部に左右端部が左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６にそれぞれ連結された中間横梁補強部１７が溶接されている。前側の一対の台座締結部２０は、この中間横梁補強部１７の近傍に設けられている。

前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４並びに左側縦梁補強部１５、右側縦梁補強部１６及び中間横梁補強部１７は、薄板鋼板で構成され、フロアプレート１１の裏面に溶接により固定されている。なお、この中間横梁補強部１７はなくてもよい。

前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４の少なくとも一方には、キャブ６の底部を締結するキャブ締結部２１が設けられている。本実施形態では、後側横梁補強部１４の左右両端にそれぞれ設けられている。具体的には、後側横梁補強部１４におけるキャブ締結部２１は、前側横梁補強部１３と後側横梁補強部１４の間の運転席設置エリアＳ（図５にハッチングで示す）のある前側に延びる延長部１４ａに設けられている。運転席設置エリアＳは、前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４並びに左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６で囲まれた、平面視で矩形状の運転席５０が設置されるエリアよりなる。

本実施形態では、キャブ６には、上記キャブ締結部２１に対応する第１ボルト挿通孔６ｃの他に通常のマウント締結部２２に対応する第２ボルト挿通孔６ｄが下側枠部６ａに形成されている。図４に示すように、フロア部材１０側にもマウント締結部２２にマウント部材８のネジ部８ａを挿通するためのマウントネジ挿通孔２２ａが形成されている。また、下側枠部６ａにキャブ本体６ｂが溶接等により固定されている。上記第１ボルト挿通孔６ｃに第１キャブ固定用ボルト７が締結されている。上記第２ボルト挿通孔６ｄに挿通されたマウント部材８のネジ部８ａ（図６に示す）に第２キャブ固定用ナット９が締結されている。

そして、図３に拡大して示すように、左右方向から見て、左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６は、前側に向かって徐々に高さが低くなり、かつ、後側横梁補強部１４の高さよりも前側横梁補強部１３の高さが低くなるように構成されている。

以上のように構成したことにより、本実施形態では、比較的荷重の少ない左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６の前側の高さを低くすることで、質量を軽減できるだけでなく塗装面積が減り、また、油圧配管などの配管がしやすくなる。具体的には、図１及び図３に示すように、運転席設置エリアＳには、油圧配管等を挿通して支持するための複数の配管用ブラケット１８が設けられている。左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６の前側が後側に比べて低くなっているので、これらの配管用ブラケット１８に油圧配管を通して図示しないバルブブロック等に接続しやすくなっている。

また本実施形態では、フロア部材１０において最も荷重が加わりやすい運転席５０の台座５２の左右に左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６を設け、左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６の前後端部に前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４を設け、前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４の左右端部をフロアプレート１１の左右縁部１２まで延ばすことで、運転席５０に加わる荷重が伝達される。しかも、後側横梁補強部１４をキャブ６の底部に共締めすることで、キャブ６を含めた箱構造で運転席５０の荷重を負担できる。このため、フロアプレート１１の肉厚を薄くしても運転席５０に加わる荷重をキャブ６を含めた箱構造により負担できる。また、前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４がキャブ６の底部に共締めされるので、左右縁部１２の折り曲げ部分と前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４とをそれぞれ互いに溶接しなくても剛性が確保される。

また本実施形態では、キャブ締結部２１を前側横梁補強部１３と後側横梁補強部１４との間の補強されて剛性の高い運転席設置エリアＳに設けることで、運転席設置エリアＳがキャブ６を加えた箱構造となって剛性が向上している。

また本実施形態では、前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４並びに左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６を溶接でフロアプレート１１に溶接しているので、プレス加工や機械加工がなく、フロアプレート１１の構成が単純化される。

さらに本実施形態では、キャブ６とフロア部材１０とで構成される剛性の高い運転席設置エリアＳに運転席５０を設けることで、安全性及び静粛性が確保された商品性の高い作業機械１が得られる。

したがって、本実施形態に係る作業機械１のフロア部材１０によると、フロアプレート１１の板厚を厚くすることなく、無駄な補強を削減しながら、剛性を確保することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、前側横梁補強部１３及び後側横梁補強部１４並びに左側縦梁補強部１５及び右側縦梁補強部１６は、全てフロアプレート１１の裏面に溶接で固定しているが、ボルト締結してもよいし、これらの少なくとも一部をプレス成形により、フロアプレート１１に一体に形成された裏面側に突出するリブで構成してもよい。プレス成形の構成ではプレス加工が必要となるが、機械加工や溶接工程がその分減る。

また、上記実施形態では、作業機械１は、油圧ショベルとしたが、キャブ６、運転席５０及びフロア部材１０を備える作業機械であれば、クレーンなど特に限定されない。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ 作業機械
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ 旋回フレーム
５ アタッチメント
５ａ バケット
６ キャブ
６ａ 下側枠部
６ｂ キャブ本体
６ｃ 第１ボルト挿通孔
６ｄ 第２ボルト挿通孔
７ 第１キャブ固定用ボルト
８ マウント部材
９ 第２キャブ固定用ナット
１０ フロア部材
１１ フロアプレート
１２ 左右縁部
１３ 前側横梁補強部
１４ 後側横梁補強部
１４ａ 延長部
１５ 左側縦梁補強部
１６ 右側縦梁補強部
１７ 中間横梁補強部
１８ 配管用ブラケット
２０ 台座締結部
２０ａ シート取付用ボルト
２１ キャブ締結部
２２ マウント締結部
２２ａ マウントネジ挿通孔
５０ 運転席
５１ シート本体
５２ 台座
５２ａ 固定ブラケット
Ｓ 運転席設置エリア

Claims (5)

1. 作業機械の旋回フレーム上に固定されるキャブの床部分を構成するフロア部材において、
   前後中間に運転席が載置され、左右縁部が折り曲げられたフロアプレートと、
   上記フロアプレートの裏面に前後に間隔を空けて設けられ、上記フロアプレートの左右縁部の近傍まで延びる前側横梁補強部及び後側横梁補強部と、
   上記フロアプレートの裏面に左右に間隔を空けて固定され、上記前側横梁補強部及び上記後側横梁補強部に前後端部が連結された左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部とを備え、
   上記左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部の真上に上記運転席の台座を締結する台座締結部が設けられ、
   上記前側横梁補強部及び後側横梁補強部の少なくとも一方には、上記キャブの底部を締結するキャブ締結部が設けられている
   ことを特徴とする作業機械のフロア部材。
2. 請求項１に記載の作業機械のフロア部材において、
   左右方向から見て、上記左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部は、前側に向かって徐々に高さが低くなり、かつ、上記後側横梁補強部の高さよりも上記前側横梁補強部の高さが低くなるように構成され、
   上記台座締結部は、上記左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部の後側に設けられている
   ことを特徴とする作業機械のフロア部材。
3. 請求項１又は２に記載の作業機械のフロア部材において、
   上記左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部における上記台座締結部がそれぞれ設けられた部分には、上記左側縦梁補強部及び右側縦梁補強部を繋ぐように中間横梁補強部が固定されている
   ことを特徴とする作業機械のフロア部材。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の作業機械のフロア部材において、
   上記前側横梁補強部及び後側横梁補強部における上記キャブ締結部は、上記前側横梁補強部と上記後側横梁補強部の間の運転席設置エリア側に延びる延長部に設けられている
   ことを特徴とする作業機械のフロア部材。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の作業機械のフロア部材と、
   上記台座締結部に固定される上記運転席と、
   上記キャブ締結部に固定される上記キャブとを備えている
   ことを特徴とする作業機械。