JP3474417B2 - 建設機械の運転室 - Google Patents
建設機械の運転室Info
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Description
イールローダ等の建設機械の運転室に関する。
特に強まっており、建設現場での作業時に生じる各種条
件、例えば上方からの落下物,前面からの飛散物,転倒等
を想定し、運転室内の搭乗者保護のための各種規格が設
定されている。そのうちの1つであるTOPS(Tippin
g Over Protective Structure)では、作業時に車体が
転倒し、油圧ショベルの運転室の側面上方に転倒荷重が
負荷され、運転室を形成しているフレームに変形が生じ
た場合であっても、搭乗者保護の観点から運転室内に設
けられる運転席近傍への変形部材の侵入を防ぐことが定
められている。
は、運転室側に設けられたインナパネルと、インナパネ
ルの外側に設けられたアウタパネルを重ね合わせるよう
に接合して、さらに、インナパネルの一部とアウタパネ
ルの一部をそれぞれ運転室の内方および外方に膨出し、
中空状ピラー部を形成するようにしたものが知られてい
る。このようなピラー部を有する運転室構造に対して、
上述したような運転室の強度向上の要望に応えるため
に、例えば特開平9ー25648号公報に記載されてい
るように、中空状ピラー部内に鋼管または棒鋼からなる
補強材を挿設して転倒荷重に対する強度を向上させるよ
うにしたものがある。
ピラー部内に鋼管または棒鋼のような市販品を補強材と
して用いたものでは、既存のピラー形状を維持したまま
補強材を挿設しようとすると、ピラー形状によって鋼管
または棒鋼の大きさが制約を受けてしまい、ピラー部を
強度的に最適形状とすることは困難である。また、鋼管
または棒鋼に適合するようにピラー形状を変更すると、
大幅な設計変更を伴いコストの上昇を招く。
状を大幅に変更することなく、効果的に強度を向上させ
得る建設機械の運転室を提供することにある。
示す図1〜7を参照して説明すると、請求項1の発明
は、互いに接合されたアウタパネル8とインナパネル7
により中空状ピラー部3A,3B〜5A,5Bを形成し、
この中空状ピラー部3A,3B〜5A,5Bを運転室構造
体FRとした建設機械の運転室1に適用される。そし
て、中空状ピラー部3A,3B〜5A,5Bの内部空間3
C〜5Cを分割するようにアウタパネル8および/また
はインナパネル7に接合された、薄板状の少なくとも1
つの第1の補強材30,40,50を備え、運転室1の低
部をなすベースプレート2と、第1の補強材30,40,
50とを離間したことにより上記目的は達成される。 (2) 請求項2の発明は、互いに接合されたアウタパ
ネル8とインナパネル7により中空状ピラー部3A,3
B〜5A,5Bを形成し、この中空状ピラー部3A,3B
〜5A,5Bを運転室構造体FRとした建設機械の運転
室1に適用される。そして、図13に示すように、中空
状ピラー部3Aの内部空間3Cの外に中空部3Dを形成
するように中空状ピラー部3Aの外側に接合された、薄
板状の少なくとも1つの第1の補強材34を備え、運転
室1の低部をなすベースプレート2と、第1の補強材3
0,40,50とを離間したことにより上記目的は達成さ
れる。 (3) 請求項3の発明は、図15に示すように、中空
状ピラー部4Aの曲げ応力を緩和するように、運転室構
造体FRの低面に近くなるほど中空状ピラー部4Aの断
面係数を大きくしたものである。 (4) 請求項4の発明は、中空状ピラー部3A,3B
〜5A,5Bが細長空間からなり、細長空間の長手方向
に沿って第1の補強材30,40,50を備えたものであ
る。 (5) 請求項5の発明は、運転室1の前面左右端部,
後面左右端部およびこれら前後面左右端部の間に位置す
る中間左右端部の少なくとも1左右端部に中空状ピラー
部3A,3B〜5A,5Bを設けたものである。 (6) 請求項6の発明は、互いに接合されたアウタパ
ネル8とインナパネル7により中空状ピラー部3A,3
B〜5A,5Bを形成し、この中空状ピラー部3A,3B
〜5A,5B上方に屋根6を有する運転室構造体FRか
らなる建設機械の運転室1に適用される。そして、中空
上ピラー部3A,3B〜5A,5Bの内部空間に挿設さ
れ、内部空間を分割するようにアウタパネル8および/
またはインナパネル7に接合された、薄板状の少なくと
も1つの第1の補強部材30,40,50と、屋根6との
間に中空部6Cを形成するように、運転室1の左右に延
在され、屋根6に接合された第2の補強材60とを備え
たことにより上記目的は達成される。 (7) 請求項7の発明は、図16に示すように、運転
室1の前面左右端部,後面左右端部およびこれら前後面
左右端部の間に位置する中間左右端部の少なくとも1左
右端部に中空状ピラー部3A,3B〜5A,5Bを設け、
一対の中空状ピラー部3A,3B〜5A,5Bの上端間に
第2の補強材60を横架したものである。 (8) 請求項8の発明は、第1の補強材30,40,5
0と第2の補強材60とを接合し一体構造としたもので
ある。 (9) 請求項9の発明は、第1の補強材30,40,5
0の断面形状を略コの字型としたものである。 (10) 請求項10の発明は、第2の補強材60の断
面形状を略コの字型としたものである。
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が
実施の形態に限定されるものではない。
施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形
態に係わる運転室のフレーム構成を示す斜視図であり、
図2は、図1のII-II線断面図である。図2に示すよう
に、運転室1の左右側面は、一対のインナパネル7とア
ウタパネル8によって形成され、運転室1の前後面は、
フロントパネル9,リアパネル10によって形成されて
いる。インナパネル7とアウタパネル8は各々重ね合う
ように接合され、運転室1の最前部,最後部およびそれ
らの間に位置する中間部では、インナパネル7とアウタ
パネル8の間に中空状のピラー部が形成されている。こ
れらピラー部は、前から順に第1ピラー3A,3B、第
2ピラー4A,4B、第3ピラーと呼ばれ、各ピラー3
A,3B〜5A,5B内には後述する第1の補強材30,
40,50が設けられている。
スプレート2によって形成され、ベースプレート2上に
は第1ピラー3A,3B〜第3ピラー5A,5Bが立設さ
れている。運転室1の上面は、各ピラー3A,3B〜5
A,5Bの上端に設けられた屋根6によって形成されて
いる。このように、運転室1の主要骨格である運転室フ
レームFRは前後左右,上下の各面からなり、略直方体
形状を呈している。運転室フレームFRの前面,後面に
はフロントガラス取り付け用の開口部FH,リアガラス
取り付け用の開口部RHが各々設けられ、フレームFR
の左右側面には窓取り付け用の開口部WHが設けられて
いる。フレームFRの左側面にはドア取り付け用の開口
部DHが設けられ、屋根6の前側には天窓用の開口部T
Hが設けられている。
4A,第3ピラー5Aの拡大図である図3〜図5を用い
て、本実施の形態に係わるピラー形状について説明す
る。図3に示すように、第1ピラー3A部は、各々対向
するような断面略コの字形状からなり内側と外側にそれ
ぞれ膨出されたインナパネル7とアウタパネル8の間
に、中空部3Cを有し、インナパネル7とアウタパネル
8の前後は重なり合って接合されている。中空部3Cに
は、インナパネル7と対向するように断面略コの字形状
を有する縦補強板30が設けられ、縦補強板30の運転
室前後方向の内側面はインナパネル7の内面に離間して
2箇所で接合され、中空部3Cは2分割されている。フ
ロントパネル9の断面L字形状の端部は、インナパネル
7とアウタパネル8の前側接合部で、インナパネル7の
内側面に接合されている。縦補強材30は、薄板をプレ
ス加工して成形したものである。
1ピラー3A部と同様、各々対向するような断面略コの
字形状からなるインナパネル7とアウタパネル8の間
に、中空部4Cを有している。中空部4Cには、アウタ
パネル8と対向するように断面略コの字形状を有する縦
補強板40が設けられ、縦補強板40の運転室前後方向
の外側面はアウタパネル8の内面に離間して2箇所で接
合され、中空部4Cは2分割されている。縦補強材40
は、薄板をプレス加工して成形したものである。
1ピラー3A部と同様、各々対向するような断面略コの
字形状からなるインナパネル7とアウタパネル8の間
に、中空部5Cを有している。中空部5Cには、アウタ
パネル8と対向するように断面略コの字形状を有する縦
補強板50が設けられ、縦補強板50の運転室前後方向
の外側面はアウタパネル8の内面に離間して2箇所で接
合され、中空部5Cは2分割されている。リアパネル1
0の断面L字形状の端部は、インナパネル7とアウタパ
ネル8の後側接合部で、インナパネル7の内側面に接合
されている。縦補強材50は、薄板をプレス加工して成
形したものである。なお、運転室フレームFRの一部を
構成する各ピラー部3A,3B〜5A,5Bは左右対称形
状を有し、説明を省略する他のピラー部3B,4B,5B
にも上述したピラー部3A,4A,5Aと同様に縦補強板
30,40,50が設けられている。
について、図1のVI-VI線断面図(第2ピラー4Aの鉛
直方向断面図)である図6を用いて説明する。図6に示
すように、アウタパネル8の下端は、断面L字形状を有
するベースプレート2の外側面に接合されている。アウ
タパネル8の上方は運転室1の内側に向けて略直角に折
り曲げられ、上端に設けられたフランジ8Aの内側面
は、インナパネル7の上端部7Aの外側面に接合されて
いる。アウタパネル8の内側には、前述した縦補強材4
0がアウタパネル8と平行に配置され、縦補強材40の
下端はベースプレート2上面に接合されている。縦補強
材40の上方は運転室1の内側に向けて略直角に折り曲
げられ、その先端は、縦補強板40の断面と同形状に開
口されたインナパネル7の開口部7Bを貫通し、開口部
7Bでインナパネル7に接合されている。インナパネル
7の下端はベースプレート2の上面に接合され、その上
方にはフロントガラス収納用のレール屈曲部7Cが設け
られている。第2ピラー4Bについても全く同様であ
る。
ように、第2ピラー4A,4B上端が接合される屋根6
の部分には膨出部6Bが運転室左右方向に延設されてい
る。屋根6の内面には、膨出部6Bに対向するように断
面略コの字形状を有する横補強材60が運転室左右方向
に延設され、運転室前後方向に離間して2箇所で屋根6
と接合され、中空部6Cが形成されている。そして図6
に示すように、屋根6の左端部(図6の右端部)にフラ
ンジ6Aが設けられ、フランジ6Aの側面はインナパネ
ル上端部7Aの内側面に接合されている。図6のVIII部
斜視図である図8に示すように、横補強材60の左端部
(図6の右端部)は、段付き形状にプレス加工(いわゆ
るジョックル加工)され、縦補強材40の右端部(図3
の左端部)がこの段付き部に挿設され接合されている。
なお、図示しない他の第1ピラー3Aと3Bとの間,第
3ピラー5Aと5Bとの間の屋根6にも、第2ピラー4
A,4Bと同様、膨出部6Bと横補強材60とによる中
空部6Cが設けられている。
ラー4A)のX部に転倒荷重Fが負荷されたときのX部
の変形量と転倒荷重との関係を図9に示す。図中、曲線
Aは補強材が設けられていない従来技術による運転室の
強度特性、曲線Bは補強材30,40,50,60を有す
る本実施の形態に係わる運転室の強度特性をそれぞれ表
している。図9に示すように、本実施の形態に係わる運
転室の強度は、従来のものに比べ格段に向上する。
転室フレームFRの各ピラー3A,3B〜5A,5Bおよ
び屋根6に薄板で形成された縦補強材30,40,50お
よび横補強材60を設けるようにしたので、補強材とし
て市販品の鋼管,棒鋼を用いた場合のように設計の自由
度が制約されることもなく、効果的に運転室1の強度を
向上させることができる。また、従来のインナパネル
7,アウタパネル8をそのまま利用できるので、製作工
程の大幅な変更もなくコストの上昇も最低限に抑えるこ
とができる。さらに、運転室1の主要骨格を形成するピ
ラー3A,3B〜5A,5Bおよび屋根6にのみ補強材3
0,40,50,60を設けるようにしたので、補強材使
用による重量の増加も最小限に抑えることができ、動作
性能等に悪影響を及ぼすこともない。
の形状を図3に示したが、縦補強材30の形状は、図1
0〜図14に示すようなものでもよく、これについて以
下に説明する。
補強材31は、内側に膨出されたインナパネル7と外側
に膨出されたアウタパネル8の運転室前後方向の接合部
で、離間して2箇所で挟設されている。図11も図10
と同様に、縦補強材32はインナパネル7とアウタパネ
ル8の接合部で挟設されているが、インナパネル7とア
ウタパネル8の前側形状が図10とは異なっている。図
10,11のようにインナパネル7とアウタパネル8の
間に縦補強材31,32を挟設することにより、インナ
パネル7とアウタパネル8とを接合する際に縦補強材3
1,32を同時に接合でき運転室の製作工程が短縮でき
る。
パネル7とアウタパネル8の接合部に挟設され、その前
端は、膨出されたインナパネル7の内面に接合されてい
る。このような縦補強材33を設けることにより、ピラ
ー内に縦補強材33の接合部が隠れるから美観的に良い
ものとなる。
ル8の間に設けられた中空部3Cの外に、この中空部3
Cに隣接された別の中空部3Dが形成されるように、ア
ウタパネル8の外面に縦補強材34が接合されている。
このようにアウタパネル8の外側面に縦補強材34を設
けることにより、現存の建設機械の運転室であっても簡
単に補強材を用いた構造とすることができる。
ル8の間に設けられた中空部3C内で、インナパネル7
の内面およびアウタパネル8の内面にそれぞれ縦補強材
35,36の前後端部が接合され、中空部3Cは3分割
されている。このように中空部3Cに2枚の縦補強材3
5,36を設けることにより、第1ピラー3Aの断面係
数はさらに大きくなり、運転室の強度は一層向上する。
は、上記実施の形態に限定されるものではなく、断面係
数を向上させるものなら上述した以外の他の形状であっ
てもよい。
ようにインナパネル7および縦補強部材9はアウタパネ
ル8と平行に配置されるようにしたが、これに限定され
るものではなく、例えば図15に示すように、インナパ
ネル7および縦補強部材40の下方部が運転室内側に湾
曲されるようにしてもよい。これによって、運転室1の
側面上方に負荷される転倒荷重Fに対する運転室フレー
ムFRの曲げ剛性は一層向上する。
縦補強材30,40,50と横補強材60を設けるように
したが、ピラー部3A,3B〜5A,5Bに縦補強材3
0,40,50のみ、または第2ピラー4Aの上方鉛直方
向断面図である図16に示すように、横補強材60のみ
を設けるようにしてもよい。
示す斜視図である図17に示すように、屋根6の上方
に、各ピラー3A,3B〜5A,5Bの補強材30,40,
50,60によって支持された屋根ガード11が配置さ
れるようにしてもよい。これによって、屋根6の剛性は
一層高まり、上方からの落下物に対しても十分な運転室
強度を得ることができる。
0,40,50と横補強材60は、ベースプレート2から
運転室1の側面,上面にわたって左右に連続して取り付
けられるようにしたが、連続したものでなくてもよく、
強度上必要な箇所にのみ断続的に取り付けられるように
してもよい。また、インナパネル7,アウタパネル8,補
強材30,40,50,60等の接合においては、溶接,ろ
う付け,接着剤,ボルトナット,リベット止め等の各種手
法が考えられる。なお、運転室1の低部をなすベースプ
レート2と、縦補強材30,40,50とを離間してもよ
い。
て、縦補強材30,40,50が第1の補強材を、横補強
材60が第2の補強材をそれぞれ構成する。
5の発明によれば、アウタパネルとインナパネルによっ
て形成される中空状ピラー部に、薄板状の第1の補強材
を設けるようにしたので、従来の運転室形状を保ったま
ま効果的にピラー部の強度を向上させることができ、転
倒荷重に対する運転室の強度向上を達成することができ
る。また、第1の補強材は薄板状のものから構成される
ので、市販の鋼管,棒鋼などを使用する場合に比べて設
計の自由度が大きく、強度的に最適形状とすることがで
きる。
ピラー部外に第1の補強材を設けるようにしたので、既
存の運転室であっても容易に補強構造とすることができ
る。また、請求項3の発明によれば、運転室の低面付近
の断面係数を大きくしたので、低面付近に生じる過大な
曲げ応力を抑制することができる。さらに、請求項4の
発明によれば、ピラー部を細長空間としたので、運転室
はいわゆるはり構造となり、また、請求項5の発明によ
れば、ピラー部を運転室の前後面左右端部またはその間
の中間左右端部の少なくとも一左右端部に設けるように
したので、運転室の角部または中間部が補強され、運転
室の強度は効果的に向上する。
屋根に第2の補強材を設けるようにしたので、運転室上
方の剛性は大きくなり、上方からの落下物に対する強度
も向上する。また、第1の補強材と第2の補強材を同時
に備えるようにしたので、運転室の強度は一層向上す
る。また、請求項9,10の発明によれば、補強材の断
面を略コの字型形状としたので、補強材の断面係数を効
果的に大きくすることができる。
視図。
図。
面図。
面図。
面図。
面図。
側方断面図。
接合を示す斜視図。
係を示す図。
ラーの水平方向断面図。
1ピラーの水平方向断面図。
ての第1ピラーの水平方向断面図。
としての第1ピラーの水平方向断面図。
しての第1ピラーの水平方向断面図。
ラーの鉛直方向断面図。
ラーの上方鉛直方向断面図。
のフレーム構成を示す図。
Claims (10)
- 【請求項1】 互いに接合されたアウタパネルとインナ
パネルにより中空状ピラー部を形成し、この中空状ピラ
ー部を運転室構造体とした建設機械の運転室において、 前記中空状ピラー部の内部空間を分割するように前記ア
ウタパネルおよび/または前記インナパネルに接合され
た、薄板状の少なくとも1つの第1の補強材を備え、 前記運転室の低部をなすベースプレートと、前記第1の
補強材とが離間している ことを特徴とする建設機械の運
転室。 - 【請求項2】 互いに接合されたアウタパネルとインナ
パネルにより中空状ピラー部を形成し、この中空状ピラ
ー部を運転室構造体とした建設機械の運転室において、 前記中空状ピラー部の内部空間の外に中空部を形成する
ように前記中空状ピラー部の外側に接合された、薄板状
の少なくとも1つの第1の補強材を備え、前記運転室の低部をなすベースプレートと、前記第1の
補強材とが離間している ことを特徴とする建設機械の運
転室。 - 【請求項3】 前記中空状ピラー部の曲げ応力を緩和す
るように、前記運転室構造体の低面に近くなるほど前記
中空状ピラー部の断面係数を大きくしたことを特徴とす
る請求項1または2に記載の建設機械の運転室。 - 【請求項4】 前記中空状ピラー部は細長空間からな
り、前記細長空間の長手方向に沿って前記第1の補強材
を備え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運転室。 - 【請求項5】 前記運転室の前面左右端部,後面左右端
部およびこれら前後面左右端部の間に位置する中間左右
端部の少なくとも1左右端部に前記中空状ピラー部を設
けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記
載の建設機械の運転室。 - 【請求項6】 互いに接合されたアウタパネルとインナ
パネルにより中空状ピラー部を形成し、この中空状ピラ
ー部上方に屋根を有する運転室構造体からなる建設機械
の運転室において、前記中空上ピラー部の内部空間に挿設され、内部空間を
分割するように前記アウタパネルおよび/または前記イ
ンナパネルに接合された、薄板状の少なくとも1つの第
1の補強部材と、 前記屋根との間に中空部を形成するように、前記運転室
の左右に延在され、前記屋根に接合された第2の補強材
とを備えたことを特徴とする建設機械の運転室。 - 【請求項7】 前記運転室の前面左右端部,後面左右端
部およびこれら前後面左右端部の間に位置する中間左右
端部の少なくとも1左右端部に前記中空状ピラー部を設
け、一対の前記中空状ピラー部の上端間に前記第2の補
強材を横架したことを特徴とする請求項6に記載の建設
機械の運転室。 - 【請求項8】 前記第1の補強材と前記第2の補強材と
を接合し、一体構造としたことを特徴とする請求項6ま
たは7に記載の建設機械の運転室。 - 【請求項9】 前記第1の補強材の断面形状が略コの字
型を有する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運転室。 - 【請求項10】 前記第2の補強材の断面形状が略コの
字型を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか
1項に記載の建設機械の運転室。
Priority Applications (9)
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---|---|---|---|
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