JP4381068B2 - 作業車両などの外装材の加工方法および外装材 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械、土木作業機械、荷役機械あるいは農業機械などにおける外装材に関するもので、外板強度を高めて外装面を美麗に仕上げることができる作業車両などの外装材の加工方法および外装材に関するものである。

従来、例えば建設機械における油圧ショベルにおいて、上部旋回体上に搭載されるエンジンや補機などを覆うガードパネル（カバー）は、振動や外力に対して充分な強度を備えるようにするために、内側に補強部材を取付けている。しかしながら、最近では外観形状の意匠効果を高めるために曲面が多用されている。このようなことから、強度を高めるのに、例えば薄鋼板で二重構造にしたり、あるいはカバーを形成する外板の内側に補強部材を一体に取付けて構成されている。このような補強部材の取り付け構造としては、例えば特許文献１によって知られるものがある。

前記薄鋼板で二重構造とする場合には、当然内側に位置する鋼板をプレス加工によってリブ出ししたものと外装となる外板とを重ね合わせてスポット溶接などで一体化して剛性を高める構造とされている。また、外板の内面側に補強部材を部分的に取付ける場合には、例えば断面ハット形の補強部材をその両側の平面部分でスポット溶接して一体化するという方式が多く採用されている。また、スポット溶接の代わりに接着剤（金属接着剤）を用いて一体化するような方式も採用されている。

実開平６−６３６５６号公報

しかしながら、従来の補強部材を外板の内面側に取付ける手段にあっては多くの問題点がある。すなわち、スポット溶接によって一体化する場合、その溶接技術上電極を板材の表面に強く押し付けて溶接するために、どうしても外板の表面に溶接時の圧着痕が生じ、これが補強部材の溶接される位置に沿って多く点在することになり、塗装を施した後でも現れて、外装としては好ましくない状態となるのが避けられないという問題点がある。前記特許文献１に記載される技術においても、補強部材となるパイプ部材をガードパネル（外板）に沿わせて取付けるためのパイプ溶着金具（取付部片）をスポット溶接で外板の内面に取付けており、前述の問題点がある。また、強度を高めるのに二重構造とすることは、補強効果が得られても重くなるのが避けられない。さらに、スポット溶接によると、どうしても溶接ひずみの発生が避けられず、ひずみ取り作業が必要になり、工数が嵩むことからコストアップするという問題点もある。

また、補強部材を金属接着剤によって外板の内面に沿わせて取付ける場合にあっては、最近の技術として電着塗装を行う工程で乾燥炉における加熱を利用して接着剤を硬化して固定する方式が採用されており、こうするためには、外板に対して取付ける補強部材を接着剤を介して貼着した状態を維持させる必要がある。そのために、外板と補強部材とが接着固定するまで保持する手段が要求され、その保持手段として、例えば図５（ａ）で示されるように、外板５０の端縁５１と補強部材５２の端部５３とを重ね合わせてカシメる５４というような方式。あるいは図５（ｂ）で示されるように、接着剤５５が硬化固定されるまで、クランプ用具５７で端部を挟み付けるような方式が用いられている。

しかし、前記カシメ方式による場合は、そのカシメ作業を行うための設備機械を必要（端部を美麗に仕上げるためにも必要）とし、かさばる被加工物を取り扱うのに広いスペースを確保しなければならない。したがって、製作コストが嵩むということも問題となる。また、クランプ用具を使用して端部で固定する方式では、複数個のクランプ用具が用いられて、接着剤が硬化固定されるまでクランプしなければならないから、前記電着塗装時の熱を利用する方式を採用すると、クランプ用具によって挟み付けた箇所が塗装されないことになり、その未塗装箇所を後から補修塗りしなければならないという問題が生じる。当然、その部分で塗り斑が発生するので、補修塗りについても手数を要し、仕上がり具合も好ましくないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、簡単な加工操作で合理的に強度を損なうことなく軽量化されて、かつ美麗に外装材を仕上げることができる作業車両などの外装材の加工方法とそれによって得られる外装材を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、第１発明による作業車両などの外装材の加工方法は、
所要形状の外板の内面側に補強部材を金属接着剤を用いて接着補強する外装材の加工方法において、
外板の内面に沿わせて接着させる補強部材を、その接着面に前記金属接着剤を塗布して外板内面の所要箇所に沿わせた後、その補強部材の端部を外板の内折り曲げ端部に近づけて、その内折り曲げ端部に後付けする押え部材で接着面側に押し付け一体的に固定し、その後に電着塗装工程での熱付与によって前記接着剤を硬化固定させることを特徴とするものである。

前記発明において、前記押え部材と外板の内折り曲げ端部および前記補強部材の端部との結合は、溶接して一体化するのがよい（第２発明）。また、前記押え部材と外板の内折り曲げ端部および前記補強部材の端部との結合は、ブラインドリベットによって結合するようにしてもよい（第３発明）。

前記加工方法により得られた第４発明による作業車両などの外装材は、
所要形状の外板の内面側に沿わせて所要箇所に、軸線方向の両側に沿って所要幅の接着面を備える補強部材を金属接着剤で接着固定させ、その補強部材の長手方向端部を外板の内折り曲げ端部に固着された押え部材の自由端側で、一体に固着されていることを特徴とするものである。

前記第４発明において、補強部材は鋼板を断面ハット形に形成したものを用いて、その両側フランジ部の一面を接着固定面とされているのが好ましい（第５発明）。
前記第４発明において、前記押え部材は、断面Ｌ形の部材で、この押え部材の一辺を前記外板の内折り曲げ端部に沿わせて、また他辺を前記補強部材の上面に当接して、溶接またはブラインドリベットによる締結で一体に結合されるのがよい（第６発明）。

また、前記第４発明において、外板はその長手方向に両端部の所要区間を内折り曲げにして、前記外板の両端部間内面側に補強部材を所要の間隔で複数固着され、それら補強部材の両端部と外板の内折り曲げ端部とに押え部材を結合させて一体に内面側で補強される構成であるのが好ましい（第７発明）。

第１発明によれば、車体のカバーなど振動を受けて外部からの衝撃など外力から搭載機器を保護する部材としての外装材を軽量化するに際して、外板の内面側に補強部材を取付けるのに、金属接着剤を使用するにあたり、その補強部材と外板との接着剤による固定までの保持手段として、補強部材と外板端部の内折り曲げ部とにまたがる形状の押え部材を前記外板の内折り曲げ端部に固着後付けして、先に接着剤で貼着されている補強部材の端部を押さえ込むとともに結合することで、その補強部材と外板内面との接着面を保持するようにしたことで、補強された外板を電着塗装する工程で付加される熱によって接着剤の硬化固定ができ、確実に接着させることができるのである。こうして得られる外装材は、その表面に補強部材と接合にかかわる痕跡がなく、外観品質の高い製品が得られるという効果を奏するのである。また、前記補強部材端部の押え部材を内折り曲げ端部に沿わせて付設することで、剛性が高められ、軽量化できてかつ強度の高い製品が併せ得られる。

前記第２発明によれば、押え部材と外板の内折り曲げ端部および補強部材の端部との結合を、溶接して一体化することにより、作業性を容易にし確実に結合できるという効果が得られる。

また、第３発明によれば、押え部材と外板の内折り曲げ端部および補強部材の端部との結合を、ブラインドリベットを用いて行えば、穴あけ加工を伴うが、熱ひずみが生じないで、確実に一体化できるという利点がある。

次に、第４発明による外装材は、前記第１発明による加工法を採用して形成されるので、外観品質の高い製品となり、薄板を用いた外装材として剛性が高く、軽量化できて耐久性のあるものとすることができる。したがって、作業車両の車体軽量化に貢献し、その他機器のカバーなどを形成しても同様の効果が得られる。

第５発明の構成を採用することにより、接着技術を用いて補強するのに、外板と補強部材との接着強度を高め得るだけの接着面が確保でき、かつ必要に応じて外板の曲面形状にも対応させることが可能であるという利点がある。

また、第６発明によれば、補強部材の端部を接着効果が確保されるまでの固定機能と強度向上のために有効であり、溶接によれば加工性が容易であり、リベットを採用すれば熱ひずみの回避に役立つという効果が得られる。

また、第７発明によれば、長手の外装材を構成するに際して、剛性を高めて軽量にすることができ、外観品質の高い製品を容易に得られるという効果を奏するのである。

次に、本発明に係る作業車両などの外装材の加工方法とそれによって得られる外装材の具体的な実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１には、本発明によって得られる外装材の一例を表わす背面図が示されている。図２には図１のＡ−Ａ視断面図が、図３には要部を拡大して表わす正面図（ａ）とその縦断面図（ｂ）が、それぞれ示されている。

この実施形態の外装材１は、建設機械における油圧ショベル（図示せず）の上部旋回体上に搭載されるエンジンや補機などを覆うガードパネルに適用したものである。

この外装材１（ガードパネル１という）は、外板２が所要外形寸法の薄鋼板で車体のデザインに合わせた曲面に形成されており、その幅方向（図上左右の方向）の左側にヒンジ取付部３が設けられてヒンジ金具の取付座４が付設され、右側端部を内側（図上手前側）へ折り曲げられて端縁部５（本発明の内折り曲げ部に対応）が形成されている。上下両端部２ａ，２ｂは外板２をカールさせて端面部の剛性を高める形状にされている。

このような外形に形成される外板２の全体剛性を高めるために、胴部２ｃとなる部分の上下に所要の間隔を置いて補強部材６，６が二本平行して外板２の内面に沿わせ取付けられている。この補強部材６は、薄板材をフォーミングして断面ハット形に形成されたものが使用されている。また、その補強部材６の両端部６′、６′は、外板２の一方の端部の端縁部５と、他方のヒンジ取付補強材７側面部とに、それぞれ沿って取付けられる断面Ｌ形の押え部材８で押付けられた状態にされ、外板２の補強を行う構造に形成されている。なお、図中符号９は、ガードパネル１を車体に組み付けて使用する際の開閉操作用のハンドル取付部である。

前記構成のガードパネル１を作成するに際しては、その外板２の全体形状を周知のプレス加工によって成形される。この際、幅方向の両端縁部は、図３（ｂ）によって示されるように、ほぼ直角に内側へ折り曲げられて端縁部５を形成し、剛性を高められるように形成される。

そして、胴部２ｃの内側に二本平行して配置される補強部材６，６を取付けるには、断面ハット形の補強部材６を、その幅方向（横断面において）の両側に形成されているフランジ部６ａ，６ａに公知の熱硬化性の金属接着剤１０を全面にわたって塗布して、清浄に処置した外板２の内面所要位置に貼着させる。この状態では接着剤が硬化しないので不安定状態にある。

そこで、別途予め鋼板を断面Ｌ形に成形された所要長さの押え部材８を、図３（ａ），（ｂ）で示されるように、前記仮接着状態にされている補強部材６の両端部６′にあてがい、その補強部材６の端部６′が固定状態になるように押え部材８の一辺８ａを押付けて、他辺８ｂを外板２の端縁部５の内側に沿わせるようにして仮保持させる（例えばクランプ金具で挟みつける）。こうして仮保持させた後、その押え部材８の他辺８ｂと端縁部５とを溶接（１１）して押え部材８を外板２側に固定させる。次いで、その押え部材８の一辺８ａによって、押さえ込まれている補強部材６の突条部上面と対応する押え部材８の一辺８ａとを溶接（１１′）する。このようにして、各補強部材６の左右両端部６′をそれぞれ押え部材８によって固定させる。

こうすると、補強部材６は押え部材８によって両端部６′を外板２側に機械的に一体化することになるが、その両端部以外の部分では、金属接着剤１０による仮保持状態にある。そこで、この仮保持状態で、他の部分の基本的加工が終わっておれば、図示省略する次の塗装工程に移行させ、電着塗装を行う。この塗装工程では、周知の塗料を使用して下地塗装が行われ、ガードパネル１の全面に所要量の塗料が付着された後、その塗料の乾燥炉において加熱乾燥させる際、先に付着されている補強部材と外板内面とを繋ぐ金属接着剤１０が前記乾燥炉での加熱（約１６０℃）によって熱硬化し、接着機能を発揮させることができる。

このようにして塗装処理が終わると、ガードパネル１は、下地塗装が完了すると同時に、補強部材６と外板２との接着固定が完了する。したがって、得られたガードパネル１は、外板２と一体化した補強部材６の取付部において外面にはなんら加工に伴う圧痕や斑の発生がない美麗な肌面に仕上げられることになる。当然、仕上げ塗装を施せば、下地に斑がないので一層美麗な表面に仕上がり、外観品質の高い製品とすることができる。

こうして得られたガードパネル１は、前述のように、その上下方向には左右両側で形成されている内折り曲げの端縁部５と、それに沿わせて取付けられる押え部材８とによって剛性ならびに断面強度が高められ、胴部２ｃにて横方向に設けられる補強部材６，６によって左右両側の補強部を相互に連結することで、全体としての剛性が高められて薄板で形成されるにもかかわらず振動などで部分共鳴を起こすことなどもない製品が得られるという効果を奏するのである。また、軽量化できるので、それに伴う消費エネルギーの削減に役立つという利点がある。

また、前記補強部材６を外板２の両端縁部５（一方はヒンジ取付部３）に連結して押え部材８によって固定する手段としては、前述の溶接による固定方法に代えて、図４に示されるように、連結箇所にドリル孔をあけ、周知のブラインドリベット１５を使用して連結固定するようにしてもよい。このような方式によれば、孔あけ加工を伴うが、溶接のように熱がかからないので、薄板の結合として熱歪みを考慮しなくてすむという利点がある。

以上の説明においては、油圧ショベルなど建設機械車両のガードパネルについて記載したが、このほかに、荷役機械車両や農業機械車両のように運転時に振動を伴う機体の外装部を形成するパネル（カバー）においても、同様の技術思想に基づいて採用することができる。また、定置式もしくは可搬式の機器（例えばコンプレッサーなど）におけるカバーにも採用することができる。

また、前記実施形態の説明では、外板の幅方向に沿って複数本の補強部材を配置するものであるが、これに限定されることはなく、補強部材をクロス状に形成して取付けるようにしてもよい。また、必要に応じて複数平行して配される補強部材の中間同士を別の補強部材で連結するような構造とすることもできる。さらに、前記補強部材として断面ハット形のものを用いているが断面Ｕ形でフランジ部を備えたものや断面山形でフランジ部を備えたようなものであってもよい。このような補強部材を用いるときには、押え部材としてその補強部材の端部を上側から押さえ込まれるように、部分的に補強部材の外形に沿う膨らみを形成したものを用いるようにすることで対応できる。

また、前記説明においては、補強部材として断面ハット形の部材を使用するもので説明しているが、このような断面形状の部材を使用すれば、直線的な平面部のみならず、緩やかな曲面に対しては、フランジ側をその曲面に沿うように二次加工して使用可能であり、こうすれば曲面部への補強にも適用することが可能である。

本発明によって得られる外装材の一例を表わす背面図 図１のＡ−Ａ視断面図 要部を拡大して表わす正面図（ａ）とその縦断面図（ｂ） 補強部材端部と押え部材との結合の他の実施形態を表わす図 従来の補強部材と外板端部との結合要領を表わす要部の断面図で、（ａ）はカシメによって結合する場合、（ｂ）はクランプ金具を使用する場合

符号の説明

１ ガイドパネル
２ 外板
２ｃ 外板の胴部
５ 端縁部
６ 補強部材
６ａ フランジ部
７ ヒンジ取付補強部材
８ 押え部材
９ 溶接
１０ 金属接着剤
１５ ブラインドリベット

Claims (7)

1. 所要形状の外板の内面側に補強部材を金属接着剤を用いて接着補強する外装材の加工方法において、
   外板の内面に沿わせて接着させる補強部材を、その接着面に前記金属接着剤を塗布して外板内面の所要箇所に沿わせた後、その補強部材の端部を外板の内折り曲げ端部に近づけて、その内折り曲げ端部に後付けする押え部材で接着面側に押し付け一体的に固定し、その後に電着塗装工程での熱付与によって前記接着剤を硬化固定させることを特徴とする作業車両などの外装材の加工方法。
2. 前記押え部材と外板の内折り曲げ端部および前記補強部材の端部との結合は、両者の端部を溶接して一体化する請求項1に記載の作業車両などの外装材の加工方法。
3. 前記押え部材と外板の内折り曲げ端部および前記補強部材の端部との結合は、ブラインドリベットによって結合する請求項1に記載の作業車両などの外装材の加工方法。
4. 所要形状の外板の内面側に沿わせて所要箇所に、軸線方向の両側に沿って所要幅の接着面を備える補強部材を金属接着剤で接着固定させ、その補強部材の長手方向端部を外板の内折り曲げ端部に固着された押え部材の自由端側で、一体に固着されていることを特徴とする作業車両などの外装材。
5. 補強部材は鋼板を断面ハット形に形成したものを用いて、その両側フランジ部の一面を接着固定面とされている請求項４に記載の作業車両などの外装材。
6. 前記押え部材は、断面Ｌ形の部材で、この押え部材の一辺を前記外板の内折り曲げ端部に沿わせて、また他辺を前記補強部材の上面に当接して、溶接またはブラインドリベットによる締結で一体に結合される請求項４に記載の作業車両などの外装材。
7. 外板はその長手方向に両端部の所要区間を内折り曲げにして、前記外板の両端部間内面側に補強部材を所要の間隔で複数固着され、それら補強部材の両端部と外板の内折り曲げ端部とに押え部材を結合させて一体に内面側で補強される構成である請求項４に記載の作業車両などの外装材。

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