JP4236942B2

JP4236942B2 - Work vehicle

Info

Publication number: JP4236942B2
Application number: JP2003011280A
Authority: JP
Inventors: 武男前出; 巧造矢野
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2023-01-20
Also published as: JP2004224083A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転室を備えた作業車両に関するものであり、詳しくは上記運転室のフレーム構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、建設機械や農業機械等の作業車両においては、オペレータ(運転者)を搭乗させるための運転室を備えたものがあり、上記運転室は、通常、異形鋼管等のパイプ材から組み立てられたフレームに、外装パネルを取り付けることによって構成されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
図９は、作業車両の一例としての従来の油圧ショベルを示しており、この油圧ショベルＡは、クローラ形式の走行機構を有する下部走行体Ｂと、該下部走行体Ｂに搭載支持された上部旋回体Ｃとを備え、この上部旋回体ＣにはブームＤａ、アームＤｂ、バケットＤｃを有する作業機Ｄと、走行・作業機兼用の運転室Ｅとが設置されている。
【０００４】
図１０〜図１２に示す如く、上記運転室Ｅは、左前方ピラーＬａの上部と左後方ピラーＬｂの上部とを左前後ビームＬｃで連結した左フレームＬと、右前方ピラーＲａの上部と右後方ピラーＲｂの上部とを前後ビームＲｃで連結した右フレームＲとを、それぞれベースの左右に固設するとともに、上記左フレームＬの上部と右フレームＲの上部とを、左右方向に延びる前方左右ビームＨと後方左右ビームＩとで連結することによって構成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１９８４６８号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで、昨今の建設車両における運転室には、転倒した際に運転員を保護し得る構造が採用されつつあり、ＪＩＳ(日本工業規格)等に準拠した試験によるＲＯＰＳ( Roll Over Protective Structure：転倒時保護構造 )性能が重要視されている。
【０００６】
ここで、上述した従来の油圧ショベルＡにおける運転室Ｅは、左フレームＬと右フレームＲとが左右対称の同一形状を呈しており、前方左右ビームＨが左前方ピラーＬａおよび右前方ピラーＲａの上部同士を連結しているとともに、後方左右ビームＩが左後方ピラーＬｂおよび右後方ピラーＲｂの上部同士を連結している。
【０００７】
このため、例えば運転室Ｅにおける左フレームＬの後方上部に、図１２中の矢印Ｆで示す如く横方向から大きな外力が加わった場合、その外力は後方左右ビームＩを介して右フレームＲの後方上部に伝達されることとなる。
【０００８】
すなわち、左フレームＬの後方上部に加わった外力は、右フレームＲを構成する右後方ピラーＲｂの上端に集中して作用することとなり、該右後方ピラーＲｂが大きく変形することによって、運転室Ｅのフレーム構造全体が歪んでしまうため、運転室ＥのＲＯＰＳ性能が必ずしも十分とは言えなかった。
【０００９】
本発明は上記実状に鑑みて、運転室のＲＯＰＳ性能を大幅に向上させることの可能な作業車両の提供を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および効果】
上記目的を達成するべく、請求項１に関わる作業車両は、左前方ピラーの上部と左後方ピラーの上部とを前後ビームで連結した左フレームと、右前方ピラーの上部と右後方ピラーの上部とを前後ビームで連結した右フレームとを有し、左フレームの上部と右フレームの上部とを左右方向に延びる左右ビームで連結したフレーム構造の運転室を具備して成る作業車両を対象とし、左前方ピラー、左後方ピラー、右前方ピラー、および右後方ピラーの内の１つのピラーを、上方から観て他の３つのピラーの上端を頂点とする直角四辺形の頂点のうち上記３つのピラーの上端が位置しない頂点に対して、上端を前方または後方にシフトさせた態様で設置するとともに、左フレームおよび右フレームの内、より短い前後ビームを有する一方のフレームのピラーであって、左右方向から観て他方のフレームのピラーと重複しないピラーの上端を、左右方向に延びる左右ビームを介して、他方のフレームの前後ビームにおいてピラーの上端に固定されていない部位と連結したことを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、左右ビームを介して他方のフレームの前後ビームと連結されたピラーの上端に、作業車両が横転する等の要因によって横方向からの外力が加わった場合、上記外力は上記左右ビームを介して他方のフレームの前後ビームに作用することとなる。
【００１２】
ここで、上記前後ビームは前方ピラーと後方ピラーとに接続されているため、上記前後ビームに作用した外力は、該前後ビームと前方ピラーおよび後方ピラーとに分散し、もって上記前後ビームと前方ピラーと後方ピラーとの多数の要素により受け止められることとなる。
【００１３】
この結果、左右ビームを介して他方のフレームの前後ビームと連結されたピラーの上端に横方向からの外力が作用した場合でも、運転室におけるフレーム構造の変形が可及的に抑えられることとなり、もって本発明に関わる作業車両によれば運転室のＲＯＰＳ性能を大幅に向上させることが可能となる。
【００１４】
また、請求項２の発明に関わる作業車両は、請求項１の発明に関わる作業車両において、左フレームおよび右フレームの内、より短い前後ビームを有する一方のフレームにおける前後の各ピラーの上端と、より長い前後ビームを有する他方のフレームにおける前後ビームとを、該前後ビームに対して直角に延びる前方左右ビームおよび後方左右ビームを介して連結したことを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、左フレームと右フレームとを、前方左右ビームおよび後方左右ビームを介して連結したことで、運転室におけるフレーム構造の強度が更に向上することとなり、もって本発明に関わる作業車両によれば、運転室におけるＲＯＰＳ性能を大幅に向上させることが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明を作業車両の一態様である建設車両、具体的には油圧ショベルに適用した一実施例を示しており、この油圧ショベル(作業車両)１は、クローラ形式の走行機構を有する下部走行体２と、該下部走行体２に搭載支持された上部旋回体３とを具備している。
【００１７】
上記上部旋回体３には、ブームやバケット等を備えた作業機４が設置されているとともに、走行・作業機兼用の運転室５が設けられている。
【００１８】
図２、図３および図４に示す如く、上記運転室５は異形鋼管等の各種パイプ材を籠状に組付けてフレーム構造とした所謂パイプキャブであって、底部を構成するベース５Ａと、該ベース５Ａの左右に固定された左フレーム１０および右フレーム２０と、これら左フレーム１０および右フレーム２０の上部を連結する前方左右ビーム３１および後方左右ビーム３２とを有している。
【００１９】
上記左フレーム１０は、ベース５Ａの左前方隅部に立設された左前方ピラー１１と、ベース５Ａの左後方隅部に立設された左後方ピラー１２とを有し、さらに左前方ピラー１１の上部と左後方ピラー１２の上部とを互いに連結する左前後ビーム１３を有している。
【００２０】
なお、左前方ピラー１１と左前後ビーム１３とは一本のパイプ材から形成されており、左前方ピラー１１の上端から後方に向けてパイプ材を曲げ加工することにより左前後ビーム１３が構成されている。
【００２１】
上記右フレーム２０は、ベース５Ａの右前方隅部に立設された右前方ピラー２１と、ベース５Ａの右後方隅部に立設された右後方ピラー２２とを有し、さらに右前方ピラー２１の上部と右後方ピラー２２の上部とを互いに連結する右前後ビーム２３を有している。
【００２２】
なお、右前方ピラー２１と右前後ビーム２３とは一本のパイプ材から形成されており、左前方ピラー１１の上端から後方に向けてパイプ材を曲げ加工することにより右前後ビーム２３が構成されている。
【００２３】
ここで、図５および図６に示す如く、左前方ピラー１１、左後方ピラー１２、右前方ピラー２１、および右後方ピラー２２の内の１つのピラー、つまり実施例において示した右フレーム２０の右後方ピラー２２は、上方から観て右前方ピラー２１、左前方ピラー１１、左後方ピラー１２の上端を頂点ｈ、ｉ、ｊとする直角四辺形Ｑにおける、上記右前方ピラー２１、左前方ピラー１１、左後方ピラー１２の上端が位置しない頂点ｋに対して、その上端を後方(図中における右方)にシフトさせた態様で設置されている。
【００２４】
すなわち、左フレーム１０と右フレーム２０とは、左右対称の同一形状を呈するものではなく、左後方ピラー１２に対して右後方ピラー２２がより後方に位置しており、これによって左フレーム１０における左前後ビーム１３が、右フレーム２０における右前後ビーム２３よりも短く形成されている。
【００２５】
また、左フレーム１０と右フレーム２０との内、より短い前後ビームを有する一方のフレームのピラーであって、左右方向から観て他方のフレームのピラーと重複しないピラーの上端、つまり実施例において示した左フレーム１０における左後方ピラー１２の上端は、後方左右ビーム３２を介して右フレーム２０における右前後ビーム２３と連結されている。
【００２６】
さらに、左フレーム１０における左前方ピラー１１の上端は、前方左右ビーム３１を介して右フレーム２０における右前後ビーム２３と連結されている。
【００２７】
すなわち、左フレーム１０と右フレーム２０との内、より短い前後ビームを有する一方のフレームにおける前後の各ピラーの上端と、より長い前後ビームを有する他方のフレームにおける前後ビームとは、前方左右ビーム３１および後方左右ビーム３２を介して互いに連結されている。
【００２８】
さらに、上記前方左右ビーム３１と後方左右ビーム３２とは、左フレーム１０の左前後ビーム１３と、右フレーム２０の右前後ビーム２３に対して、それぞれ直角を為す態様で架設されている。
【００２９】
上述した構成の運転室５における左フレーム１０の後方上部に、図６中の矢印Ｆで示す如く横方向から大きな外力が加わった場合、上記外力は後方左右ビーム３２を介して右フレーム２０の右前後ビーム２３に伝達される。
【００３０】
ここで、右フレーム２０の右前後ビーム２３は、右前方ピラー２１と右後方ピラー２２とに接続されているため、上記右前後ビーム２３に作用した外力は、該右前後ビーム２３と右前方ピラー２１および右後方ピラー２２とに分散し、もって右前方ピラー２１、右後方ピラー２２、および右前後ビーム２３等の多数の要素によって受け止められる。
【００３１】
この結果、運転室５におけるフレーム構造の変形が可及的に抑えられることとなり、もって上述した実施例の油圧ショベル(作業車両)１によれば、運転室５のＲＯＰＳ性能を大幅に向上させることが可能となる。
【００３２】
また、上述した構成の運転室５においては、左フレーム１０と右フレーム２０とを、前方左右ビーム３１および後方左右ビーム３２を介して互いに連結したことで、運転室５におけるフレーム構造の強度が増大することとなり、もって実施例の油圧ショベル(作業車両)１によれば、運転室５のＲＯＰＳ性能を大幅に向上させることができる。
【００３３】
図７および図８は、実施例に示した本発明の油圧ショベル１における運転室５と、図９〜図１２に示した従来の油圧ショベルＡにおける運転室ＥとのＦＥＭ( Finite Element Method：有限要素法)解析結果を比較したものであり、図７は荷重−変位グラフの比較結果であり、図８はＦＥＭ解析モデルの比較結果である。因みに、図８に示したＦＥＭ解析モデルにおいて、フレームの変形態様がデフォルメして変位量を拡大して表現されていることは周知のとおりである。
【００３４】
本発明の運転室５における左フレーム１０の後方上部に、図８(ａ)中の矢印Ｆで示す如く横方向から４０ｋＮ(キロニュートン)の荷重を加えた場合、図７中の曲線ａから明らかなように、運転室５の変位(図８中の変形量ｄ)は、約１４０mm程度に抑えられる。
【００３５】
一方、従来の運転室Ｅにおける左フレームＬの後方上部に、図８(ｂ)中の矢印Ｆで示す如く横方向から４０ｋＮ(キロニュートン)の荷重を加えた場合、図７中の曲線ｂから明らかなように、運転室Ｅの変位(図８中の変形量ｄ′)は約２００mmにも達することとなる。
【００３６】
このように、本発明の油圧ショベル１における運転室５は、従来の油圧ショベルＡにおける運転室Ｅに比べて、外力が作用した状況におけるフレーム構造の変形が可及的に抑えられ、もって実施例における油圧ショベル(作業車両)１によれば、運転室５のＲＯＰＳ性能が大幅に向上することとなる。
【００３７】
また、上述した構成の運転室５においては、右フレーム２０における右後方ピラー２２を、左フレーム１０における左後方ピラー１２よりも後方に位置させているので、運転室５からの後方視界が大幅に拡大することとなり、オペレータによる後方確認をより確実に行うことが可能となる。
【００３８】
なお、上述した実施例における運転室５では、右フレーム２０における右後方ピラー２２を、左フレーム１０における左後方ピラー１２よりも後方に位置させ、左後方ピラー１２の上端と右前後ビーム２３とを後方左右ビーム３２によって連結しているが、これに換えて左フレーム１０における左後方ピラー１２を、右フレーム２０における右後方ピラー２２よりも後方に位置させ、右後方ピラー２２の上端と左前後ビーム１３とを後方左右ビーム３２によって連結することも可能である。
【００３９】
また、前後方向にシフトさせて配置するのは、左右の各フレームにおける後方ピラーに限定されるものではなく、左右の各フレームにおける前方ピラーを、前後方向にシフトさせて配置することも可能である。
【００４０】
すなわち、左フレーム１０における左前方ピラー１１を、右フレーム２０における右前方ピラー２１よりも前方に位置させ、右前方ピラー２１の上端と左前後ビーム１３とを前方左右ビーム３１によって連結する、あるいは右フレーム２０における右前方ピラー２１を、左フレーム１０における左前方ピラー１１よりも前方に位置させ、左前方ピラー１１の上端と右前後ビーム２３とを前方左右ビーム３１によって連結することも可能であり、これらの構成においても図１〜図８に示した実施例と同様の作用効果を奏することは勿論である。
【００４１】
また、上述した実施例においては、本発明を建設車両の一態様である油圧ショベルに適用した例を示したが、上記油圧ショベル以外の様々な建設車両、さらにはコンバイン等の様々な農業車両等、フレーム構造の運転室を備えた種々の作業車両に対して、本発明を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる作業車両の一実施例である油圧ショベルを示す外観斜視図。
【図２】図１に示した油圧ショベルにおける運転室のフレーム構造を斜め上方から観た外観斜視図。
【図３】図１に示した油圧ショベルにおける運転室のフレーム構造を斜め下方から観た外観斜視図。
【図４】図１に示した油圧ショベルにおける運転室のフレーム構造を概念的に示す三面図。
【図５】図４中の V−V 線断面図。
【図６】図１に示した油圧ショベルにおける運転室のフレーム構造を上方から観た概念図。
【図７】図１に示した油圧ショベルの運転室と従来の運転室とのＦＥＭ解析結果を比較して示す荷重−変位グラフ。
【図８】 (ａ)は図１に示した油圧ショベルにおける運転室のＦＥＭ解析モデル、(ｂ)は従来の油圧ショベルにおける運転室のＦＥＭ解析モデル。
【図９】従来の作業車両の一例である油圧ショベルを示す外観側面図。
【図１０】図９に示した従来の油圧ショベルにおける運転室のフレーム構造を概念的に示す三面図。
【図１１】図１０中の XI−XI 線断面図。
【図１２】図９に示した従来の油圧ショベルにおける運転室のフレーム構造を上方から観た概念図。
【符号の説明】
１…油圧ショベル(作業車両)、
５…運転室、
１０…左フレーム、
１１…左前方ピラー、
１２…左後方ピラー、
１３…左前後ビーム、
２０…右フレーム、
２１…右前方ピラー、
２２…右後方ピラー、
２３…右前後ビーム、
３１…前方左右ビーム、
３２…後方左右ビーム。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a work vehicle including a cab, and more particularly to a frame structure of the cab.
[0002]
[Prior art]
For example, some work vehicles such as construction machines and agricultural machines have a driver's cab for boarding an operator (driver), and the driver's cab is usually assembled from pipe materials such as deformed steel pipes. It is comprised by attaching an exterior panel to a frame (for example, refer patent document 1).
[0003]
FIG. 9 shows a conventional hydraulic excavator as an example of a work vehicle. The hydraulic excavator A includes a lower traveling body B having a crawler type traveling mechanism, and an upper turn mounted on and supported by the lower traveling body B. The upper revolving body C is provided with a work machine D having a boom Da, an arm Db, and a bucket Dc, and a cab E for traveling / working machine.
[0004]
10 to 12, the cab E includes a left frame L in which the upper part of the left front pillar La and the upper part of the left rear pillar Lb are connected by a left front and rear beam Lc, and the upper and right sides of the right front pillar Ra. The right frame R, which is connected to the upper part of the rear pillar Rb by the front and rear beams Rc, is fixed to the left and right sides of the base, respectively, and the upper part of the left frame L and the upper part of the right frame R are extended to the left and right. The beam H and the rear left and right beams I are connected to each other.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-198468 A [Problems to be Solved by the Invention]
By the way, in the cabs of recent construction vehicles, a structure that can protect the operator when it falls is being adopted, and ROPS (Roll Over Protective Structure: Rollover Protective Structure by a test based on JIS (Japanese Industrial Standards) etc. Protective structure) Performance is regarded as important.
[0006]
Here, the cab E in the above-described conventional hydraulic excavator A has the same shape in which the left frame L and the right frame R are bilaterally symmetric, and the front left and right beams H are the left front pillar La and the right front pillar Ra. The upper parts are connected to each other, and the rear left and right beams I connect the upper parts of the left rear pillar Lb and the right rear pillar Rb.
[0007]
For this reason, for example, when a large external force is applied from the lateral direction to the upper rear portion of the left frame L in the cab E as shown by the arrow F in FIG. 12, the external force is rearward of the right frame R via the rear left and right beams I. It will be transmitted to the upper part.
[0008]
That is, the external force applied to the upper rear part of the left frame L acts on the upper end of the right rear pillar Rb constituting the right frame R, and the right rear pillar Rb is greatly deformed, so that the cab E The entire frame structure is distorted, and the ROPS performance of the cab E is not always sufficient.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a work vehicle capable of greatly improving the ROPS performance of a cab.
[0010]
[Means for solving the problems and effects]
In order to achieve the above object, a work vehicle according to claim 1 includes a left frame in which an upper part of a left front pillar and an upper part of a left rear pillar are connected by front and rear beams, an upper part of a right front pillar, and an upper part of a right rear pillar. A work frame comprising a cab with a frame structure in which a left frame and a right frame are connected to each other with a left and right beam extending in the left-right direction. One of the front pillar, the left rear pillar, the right front pillar, and the right rear pillar is viewed from above, and the above three pillars among the vertices of the right quadrilateral whose top is the top of the other three pillars. One of the left and right frames that has a shorter front-rear beam and is installed in a manner in which the upper end is shifted forward or backward with respect to the apex where the upper end is not located A pillar, an upper end of the watch from the lateral direction does not overlap with the pillar of the other frame pillars, through the lateral beam extending horizontally, and a portion that is not fixed to the upper end of the pillar in the longitudinal beams of the other frame It is characterized by being connected.
[0011]
According to the above configuration, when an external force from the lateral direction is applied to the upper end of the pillar connected to the front and rear beams of the other frame via the left and right beams due to factors such as the work vehicle rolling over, the external force is It acts on the front and rear beams of the other frame via the beam.
[0012]
Here, since the front and rear beams are connected to the front and rear pillars, the external force acting on the front and rear beams is distributed to the front and rear beams, the front pillars, and the rear pillars. And a large number of elements including the rear pillar.
[0013]
As a result, even when an external force from the lateral direction acts on the upper end of the pillar connected to the front and rear beams of the other frame via the left and right beams, the deformation of the frame structure in the cab is suppressed as much as possible. Therefore, according to the work vehicle concerning this invention, it becomes possible to improve the ROPS performance of a driver's cab significantly.
[0014]
Further, the work vehicle related to the invention of claim 2 is the work vehicle related to the invention of claim 1, the upper ends of the front and rear pillars in one frame having a shorter front and rear beam among the left frame and the right frame, It is characterized in that the front and rear beams in the other frame having the longer front and rear beams are connected via front left and right beams and rear left and right beams extending perpendicularly to the front and rear beams.
[0015]
According to the above configuration, the strength of the frame structure in the cab is further improved by connecting the left frame and the right frame via the front left and right beams and the rear left and right beams, and thus the work vehicle according to the present invention. According to this, it becomes possible to greatly improve the ROPS performance in the cab.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments.
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a construction vehicle which is an embodiment of a work vehicle, specifically, a hydraulic excavator. The hydraulic excavator (work vehicle) 1 includes a crawler type traveling mechanism. A lower traveling body 2 having an upper revolving body 3 mounted and supported on the lower traveling body 2.
[0017]
The upper swing body 3 is provided with a work machine 4 having a boom, a bucket, and the like, and a driving cab 5 for traveling / working machine.
[0018]
As shown in FIGS. 2, 3 and 4, the cab 5 is a so-called pipe cab in which various pipe members such as deformed steel pipes are assembled in a bowl shape to form a frame structure, and a base 5A constituting a bottom portion, The left frame 10 and the right frame 20 fixed to the left and right of the base 5A, and the front left and right beams 31 and the rear left and right beams 32 connecting the upper portions of the left frame 10 and the right frame 20 are provided.
[0019]
The left frame 10 includes a left front pillar 11 erected at the left front corner of the base 5A, and a left rear pillar 12 erected at the left rear corner of the base 5A, and further includes a left front pillar 11. And a left front / rear beam 13 for connecting the upper part of the left rear pillar 12 and the upper part of the left rear pillar 12 to each other.
[0020]
The left front pillar 11 and the left front / rear beam 13 are formed of a single pipe material, and the left front / rear beam 13 is formed by bending the pipe material from the upper end of the left front pillar 11 to the rear. ing.
[0021]
The right frame 20 has a right front pillar 21 standing at the right front corner of the base 5A and a right rear pillar 22 standing at the right rear corner of the base 5A. And a right front / rear beam 23 for connecting the upper part of the right rear pillar 22 and the upper part of the right rear pillar 22 to each other.
[0022]
The right front pillar 21 and the right front / rear beam 23 are formed of a single pipe material, and the right front / rear beam 23 is formed by bending the pipe material from the upper end of the left front pillar 11 to the rear. ing.
[0023]
Here, as shown in FIGS. 5 and 6, one of the left front pillar 11, the left rear pillar 12, the right front pillar 21, and the right rear pillar 22, that is, the right of the right frame 20 shown in the embodiment. The rear pillar 22 is the right front pillar 21 and the left front pillar 11 in the right-sided quadrangle Q having apexes h, i, and j as upper ends of the right front pillar 21, the left front pillar 11, and the left rear pillar 12 as viewed from above. The upper end of the left rear pillar 12 is installed in such a manner that the upper end is shifted backward (rightward in the figure) with respect to the vertex k where the upper end is not located.
[0024]
That is, the left frame 10 and the right frame 20 do not exhibit the same shape that is symmetrical to the left and right, and the right rear pillar 22 is located further rearward with respect to the left rear pillar 12, whereby the left frame 10 The front / rear beam 13 is formed shorter than the right front / rear beam 23 in the right frame 20.
[0025]
Further, the pillars of one of the left frame 10 and the right frame 20 having a shorter front and rear beam, and the upper ends of the pillars that do not overlap with the pillars of the other frame when viewed from the left-right direction, that is, shown in the embodiment. The upper end of the left rear pillar 12 in the left frame 10 is connected to the right front and rear beam 23 in the right frame 20 via the rear left and right beams 32.
[0026]
Further, the upper end of the left front pillar 11 in the left frame 10 is connected to the right front and rear beam 23 in the right frame 20 via the front left and right beams 31.
[0027]
That is, of the left frame 10 and the right frame 20, the upper ends of the front and rear pillars in one frame having a shorter front and rear beam and the front and rear beams in the other frame having a longer front and rear beam are the front left and right beams 31. And the rear left and right beams 32 are connected to each other.
[0028]
Further, the front left and right beams 31 and the rear left and right beams 32 are installed in such a manner that they are perpendicular to the left front and rear beams 13 of the left frame 10 and the right front and rear beams 23 of the right frame 20, respectively.
[0029]
When a large external force is applied to the rear upper part of the left frame 10 in the cab 5 having the above-described configuration from the lateral direction as indicated by the arrow F in FIG. 6, the external force is applied to the right frame 20 via the rear left and right beams 32. It is transmitted to the front and rear beam 23.
[0030]
Here, since the right front / rear beam 23 of the right frame 20 is connected to the right front pillar 21 and the right rear pillar 22, the external force acting on the right front / rear beam 23 is applied to the right front / rear beam 23 and the right front pillar. 21 and the right rear pillar 22, and are received by a number of elements such as the right front pillar 21, the right rear pillar 22, and the right front and rear beam 23.
[0031]
As a result, the deformation of the frame structure in the cab 5 is suppressed as much as possible, and therefore the ROPS performance of the cab 5 is greatly improved according to the hydraulic excavator (work vehicle) 1 of the above-described embodiment. Is possible.
[0032]
Further, in the cab 5 configured as described above, the left frame 10 and the right frame 20 are connected to each other via the front left and right beams 31 and the rear left and right beams 32, thereby increasing the strength of the frame structure in the cab 5. Therefore, according to the hydraulic excavator (work vehicle) 1 of the embodiment, the ROPS performance of the cab 5 can be greatly improved.
[0033]
7 and 8 show FEM (Finite Element Method: finite) between the cab 5 in the excavator 1 of the present invention shown in the embodiment and the cab E in the conventional excavator A shown in FIGS. FIG. 7 shows the comparison result of the load-displacement graph, and FIG. 8 shows the comparison result of the FEM analysis model. Incidentally, as is well known, in the FEM analysis model shown in FIG. 8, the deformation mode of the frame is deformed and expressed by enlarging the amount of displacement.
[0034]
When a load of 40 kN (kilonewtons) is applied to the rear upper part of the left frame 10 in the cab 5 of the present invention from the lateral direction as shown by the arrow F in FIG. 8A, it is apparent from the curve a in FIG. As described above, the displacement of the cab 5 (deformation amount d in FIG. 8) is suppressed to about 140 mm.
[0035]
On the other hand, when a load of 40 kN (kilonewtons) is applied to the rear upper part of the left frame L in the conventional cab E as shown by the arrow F in FIG. 8B, from the curve b in FIG. As is apparent, the displacement of the cab E (deformation amount d ′ in FIG. 8) reaches about 200 mm.
[0036]
Thus, the cab 5 in the hydraulic excavator 1 according to the present invention can suppress the deformation of the frame structure in a situation where an external force is applied as much as possible as compared with the cab E in the conventional hydraulic excavator A. According to the hydraulic excavator (work vehicle) 1 in FIG. 1, the ROPS performance of the cab 5 is greatly improved.
[0037]
Further, in the cab 5 configured as described above, the right rear pillar 22 in the right frame 20 is positioned behind the left rear pillar 12 in the left frame 10, so that the rear view from the cab 5 is greatly increased. As a result, the operator can more reliably perform the backward confirmation.
[0038]
In the cab 5 in the above-described embodiment, the right rear pillar 22 in the right frame 20 is positioned behind the left rear pillar 12 in the left frame 10, and the upper end of the left rear pillar 12 and the right front and rear beams 23 are arranged. However, instead of this, the left rear pillar 12 in the left frame 10 is positioned behind the right rear pillar 22 in the right frame 20, and the upper end of the right rear pillar 22 and the left front / rear beam are connected. 13 can be connected by the rear left and right beams 32.
[0039]
Further, the shifting in the front-rear direction is not limited to the rear pillars in the left and right frames, and the front pillars in the left and right frames can be shifted in the front-rear direction. .
[0040]
That is, the left front pillar 11 in the left frame 10 is positioned in front of the right front pillar 21 in the right frame 20, and the upper end of the right front pillar 21 and the left front and rear beams 13 are connected by the front left and right beams 31, or the right It is also possible to position the right front pillar 21 in the frame 20 in front of the left front pillar 11 in the left frame 10 and connect the upper end of the left front pillar 11 and the right front and rear beams 23 by the front left and right beams 31, Of course, the same effects as those of the embodiment shown in FIGS.
[0041]
In the above-described embodiments, the present invention is applied to a hydraulic excavator that is an aspect of a construction vehicle. However, various construction vehicles other than the hydraulic excavator, various agricultural vehicles such as a combine, and the like. Needless to say, the present invention can be effectively applied to various work vehicles including a cab having a frame structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view showing a hydraulic excavator that is an embodiment of a work vehicle according to the present invention.
FIG. 2 is an external perspective view of the cab frame structure of the hydraulic excavator shown in FIG. 1 viewed obliquely from above.
FIG. 3 is an external perspective view of the cab frame structure of the hydraulic excavator shown in FIG. 1 as viewed obliquely from below.
4 is a three-side view conceptually showing the frame structure of the cab in the hydraulic excavator shown in FIG. 1. FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
6 is a conceptual diagram of the cab frame structure of the excavator shown in FIG. 1 viewed from above.
7 is a load-displacement graph showing a comparison of FEM analysis results between the cab of the excavator shown in FIG. 1 and a conventional cab.
8A is an FEM analysis model of a cab in the hydraulic excavator shown in FIG. 1, and FIG. 8B is an FEM analysis model of a cab in a conventional hydraulic excavator.
FIG. 9 is an external side view showing a hydraulic excavator as an example of a conventional work vehicle.
10 is a three-side view conceptually showing the cab frame structure of the conventional hydraulic excavator shown in FIG.
11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG.
12 is a conceptual diagram of the cab frame structure of the conventional hydraulic excavator shown in FIG. 9 as viewed from above.
[Explanation of symbols]
1 ... hydraulic excavator (work vehicle),
5 ... cab,
10 ... Left frame,
11 ... Left front pillar,
12 ... Left rear pillar,
13 ... Left front and rear beams,
20 ... Right frame,
21 ... right front pillar,
22 ... Right rear pillar,
23 ... Right front and rear beam,
31 ... Front left and right beams,
32 ... Rear left and right beams.

Claims

The left frame has a left frame in which the upper part of the left front pillar and the upper part of the left rear pillar are connected by front and rear beams, and a right frame in which the upper part of the right front pillar and the upper part of the right rear pillar are connected by front and rear beams. A work vehicle having a cab with a frame structure in which the upper part of the right frame and the upper part of the right frame are connected by left and right beams extending in the left and right direction,
When one of the left front pillar, left rear pillar, right front pillar, and right rear pillar is viewed from above, the above three of the vertices of a right quadrilateral whose top is the top of the other three pillars Installed in a mode where the upper end is shifted forward or backward relative to the apex where the upper end of the pillar is not located,
The left and right beams of the left frame and the right frame that have a shorter front and rear beam and that extend in the left and right direction at the upper end of the pillar that does not overlap with the pillar of the other frame when viewed from the left and right direction A work vehicle characterized by being connected to a portion not fixed to the upper end of the pillar in the front and rear beams of the other frame.

Of the left frame and the right frame, the upper ends of the front and rear pillars in one frame having a shorter front and rear beam and the front and rear beams in the other frame having a longer front and rear beam are perpendicular to the front and rear beams. The work vehicle according to claim 1, wherein the work vehicle is connected to each other via a front left and right beam and a rear left and right beam extending in a straight line.