JP4553515B2

JP4553515B2 - 作業車両のキャブ構造

Info

Publication number: JP4553515B2
Application number: JP2001122249A
Authority: JP
Inventors: 博之塩路; 晴秀名村
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: JP2002317466A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベルなど建設機械、トラクタなど農業機械、その他産業用機械など、作業車両のキャブ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
作業車両には、建設機械、農業機械、その他荷役機械など各種のものがあるが、例えば建設機械のうち油圧ショベルは、土砂掘削を伴う土木工事や建築基礎工事、あるいは建物の解体など幅広く使用されている。これら作業においては、オペレータが運転室内から主に前窓を通じて前方を視認しながら作業機（バケットなど）の運転操作を行っている。
【０００３】
一般に、油圧ショベルのように、運転室内から主に前方を視認しながら作業を行う作業車両の運転室は、前窓からの前方視界が広がっていることが作業を行う上で最も望まれることである。そのためには、運転室の構造上前方両側に位置するフロントピラーの存在が問題となっている。このフロントピラーの幅を狭くすれば、それだけでも作業時における視界を遮るものの存在感を少なくできることになるが、こうすると、油圧ショベルのように傾斜地での作業など足場の悪い工事現場での作業においては、車体が斜めの状態で作業されることから、場合によっては車体が転倒するおそれがある。
【０００４】
このようなことから、車体が転倒して運転室に転倒負荷が負荷されても、運転室内の作業者保護がなされるように、運転室のフレームの変形が少ない構造とする必要がある。したがって、前窓の視界性を向上させるために、フロントピラーを小さくすることは、強度的に問題が生じる。また、この種運転室を構成するフレームについては、前方視認性の問題のほかに前記転倒に対する強度を高めることが命題となっており、運転室強度を高めるための先行技術としては、例えば特開平９−６００４３号公報、特開平１１−１６５６６０号公報、あるいは特開平１１−１６６２４７号公報などによって知られている。
【０００５】
前記特開平９−６００４３号公報のものは、本出願人の先出願に係るもので、運転室のフレームを、プレス成形されたインナープレートとアウタープレートとにより中空空間を有する支柱を形成し、その支柱間を板材、ガラス等で囲った作業車両のキャブ構造で、その中空空間を有する支柱内に充填材料をキャブ座面から上方所定高さまで充填された構成のものである。このような構成とすることによって、キャブに対する横荷重による塑性変形量を減少させることができ、外観形状を変えることなく強度を高めてオペレータの安全を確保できるようにしたことが記載されている。
【０００６】
前記特開平１１−１６５６６０号公報に開示のものでは、プレスメンバーによるサイドアウターパネルとインナーパネルとを組み合わせて中空部を備える左右の側面フレーム間をフレーム補強板で繋いで強化する構造のものが示されている。このような構成とすることで転倒荷重に対する運転室強度が高まることが記載されている。また、特開平１１−１６６２４７号公報には、運転室のフレームをプレス成形されたインナープレートとアウタープレートとの組合せで左右のサイドフレームが構成され、その組合せによって形成されるピラー部分の内部に、さらに中空部分を分割する補強板を組み込んだ構成のものが示されており、従来の運転室形状を保ったままで効果的にピラー部の強度を向上させ、転倒荷重に対する運転室の強度向上を図っている旨が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように先行技術にあっては、主として運転室の転倒荷重に対する強度の向上を図る構成のものが開示されているが、前記先行技術による運転室のフレーム構造においては、いずれにおいても製作上においてコストアップになるという問題がある。
【０００８】
すなわち、前記特開平９−６００４３号公報によるものでは、ドア側パネル（左パネル）が、前部支柱を構成するアウタープレートとインナープレート、ドア位置より後方の左パネルアウタープレート、およびその左パネルアウタープレートに後続するプレート、さらにドア下部を形成するアウターとインナーの両プレートと６点の部材で構成されている。それら６点の部材は溶接により接合され、このような分割構成とする理由が、ドア位置後方のアウターパネルとインナービームの接合部合わせ面が両者平行であるのに対してアウターおよびインナービームの接合部合わせ面がそれらの部材面に対して直交する方向になるというような位相を９０°ずらせた状態になるために、端面の仕上げ加工が難しいなど、工作上に問題があり、仕上がり程度が好ましくないという難点があった。もちろん、多くの部材を接合してサイドパネルが構成されることにおいてもその接合部分が多くなるほど仕上がりの状態に不都合な点が多くなるというような問題がある。
【０００９】
また、前記特開平１１−１６５６６０号公報によるものでは、構造的に頑丈さが認められるが、全体的にインナーパネルとアウターパネルの組み合わせになる構造を採っているために、部品点数が多くなり、その分加工上での組立手数が多くなってコストアップする。しかも、重量的に大になるという問題点がある。また、キャブの内容積が増す可能性が大きくなり、外形を抑えると、キャブ内のスペースが小さくなる可能性が大きいという問題もある。
【００１０】
また、前記特開平１１−１６６２４７号公報によるものでは、各ピラー部分の中空部に補強部材を組み込んだ構成とされているので、構造的に複雑化して加工上手数を要し、しかも重量的に増加することが避けられず、車両の自重量の増加に繋がり、軽量化に反することになるという問題がある。
【００１１】
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、運転室フレームにおけるサイドパネルを全面プレス構造として、合目的で軽量化を図り転倒荷重に対する強度を向上させ、作業時の機能性を良好にした作業車両のキャブ構造を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、本発明による作業車両のキャブ構造は、
プレス成形された５面のパネルを組立てて構成される作業車両におけるキャブ構造であって、
ドア側サイドパネルがインナーパネルとアウターパネルのプレス成形品で骨格が構成され、前記ドア側サイドパネルの後上部に窓部が形成されるとともに、前記ドア側サイドパネルの後下部に壁部が形成され、前記壁部には、前記インナーパネルの一部に絞り成形によって前記アウターパネル側へ膨出する膨出部が設けられ、前記膨出部における前記インナーパネルと前記アウターパネル間の中空部分に補強板片が配設されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、サイドパネルにおける壁部を大きくしたことにより、ドア部支柱や後部支柱の長さが短くなり、そのために支柱の断面が従来と同様であっても後部の剛性を高めることができ、言換えると、キャブに必要な剛性をサイドパネルの後部分で持たせることが可能になり、運転者の視野を損ねる前部支柱の幅を小さくすることが可能となった。その結果、前方視界をよくして作業性の向上を図ることができるという効果を奏するのである。また、加工に際しても、溶接個所が目立たない個所で行えるので、従来のように接合部分での調整が少なくなって作業性が格段に向上し、コストダウンを図ることができるという効果がある。
【００１４】
本発明において、左右のサイドパネルにおける窓部の周囲には、前記アウターパネルが外面側から凹まされて窓ガラス取付座が形成され、前記窓ガラス取付座の背面側が前記インナーパネルの窓部切抜き部の周縁と溶接により接合されているのが好ましい。こうすると、窓ガラスをその取付座において接着によりシールパッキンを要することなく装着できて合理化できるという効果がある。また、この窓ガラス取付座を凹設することで、窓部の周囲の剛性を高め得るという効果がある。
【００１５】
また、前記ドア側サイドパネルの後上部に形成される窓部の後部において、前記アウターパネル側に形成される窓ガラス取付座に対する前記インナーパネルの接合部を前方側にずらせることによって、後部支柱の断面積が広げられているのが好ましい。こうすることにより、油圧ショベルのような作業車両にあっては、前方視界は重要であるが、側後部の視界については運転中死角となり、ほとんど視認性を要しないので、外観的に窓の広さを大きくとり、運転者に狭隘感を与えることなく実質的に後部支柱の断面強度を高め、キャブの後部剛性を高めて、前部の支柱を細くしてキャブ全体としてより重要な視野である前方視界を広げ得るという効果が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による作業車両のキャブ構造の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１に本実施形態の掘削機のキャブ全体外観斜視図が示され、図２にキャブの左サイドパネルのアウターパネルを内面側から見た図が、図３にインナーパネル側から見た正面図が、図４（ａ）に図３のＡ−Ａ視拡大断面図，（ｂ）に図３のＢ−Ｂ視拡大断面図が、図５に図３のＣ−Ｃ視拡大断面図が、それぞれ示されている。
【００１８】
この実施形態のキャブ１は、図によって示されるように、左右両サイドパネル２（右サイドパネルの図示省略）と天井パネル３と後部パネル（図示省略）および底面パネル４の５面で構成され、前面窓５を横繋ぎ部材５ａによって接合した部分に組み込んでなるものである。
【００１９】
前記底面パネル４を除く各パネルは、いずれもインナーパネルとアウターパネルとを組み合わせてそれぞれ構成され、それら各パネルの周縁部において対応するパネル同士を溶接にて接合して一体構造に組立てられている。そして、左サイドパネル２（運転席から見ての方向で表わしており、ドア側のパネル）は、その中間部にドア６を支持する中間支柱７（ドア支柱）が形成され、後上部に窓８が形成されている。
【００２０】
この左サイドパネル２は、前記窓８部を形成するに際し、図２に示されるように、その窓部８周囲をアウターパネル１１の外面から所要幅で凹ませて窓ガラス取付座８ａを周囲に形成され、その窓ガラス取付座８ａ形成部の裏面側でインナーパネル１２の窓８形成部周縁１２ａとスポット溶接して一体化され、この接合部に隣接する部分を中空にされている。さらに、前記窓８部の下側で壁部１３となる部分においては、図３および図４（ａ）に示されるように、アウターパネル１１に対してインナーパネル１２に所要の絞り成形によって膨出部１４を設け、アウターパネル１１とインナーパネル１２との組合せによって形成される膨出部の中空部分１５の内部に、別途曲げ加工をされた所要寸法形状の補強板片１６，１６′（本発明の当て板に相当）を組み込んで、その補強板片１６，１６′の折曲げ部１６ａをインナーパネル１２の内面とスポット溶接して他方の折曲げ部１６ｂをアウターパネル１１の内面に当接させて補強するようにされている。
【００２１】
また、この左サイドパネル２における前記窓８部の後方に位置する後部支柱９はその高さ寸法が前記窓８部の形成によって短くされ、かつ窓８部の形状を小さくすることによってアウターパネル１１とインナーパネル１２との組み合わせによる中空支柱（後部支柱９）の横断面が大きくなるように形成されている。また、このようにすることで壁部１３を広げられ、全体的にこの左サイドパネル２のメンバー強度を高めることができる。なお、右サイドパネルについては、図示されないがその上半部に形成される窓を可能な限り広くして、後部支柱部分で横断面を広げるようにする。
【００２２】
このように構成される本実施形態のキャブ１にあっては、前述のように、ドア支柱７（中間支柱）と後部支柱９の長さを短くして、各支柱の横断面を従来と同様にするとともに、それら支柱の下側に形成される壁部１３で、インナーパネル１２の一部を絞って内側に膨出部１４を形成して、その膨出部１４の内部中空部分１５に補強板片１６を介在させるようにし、その壁部１３の強度を高めることにより、組立時にキャブ１の後半部分の剛性が高められる。その結果、油圧ショベルなど作業条件のよくない場所で作業を行うことが多い作業車両に搭載使用されて、万一転倒するような事態に到っても、転倒負荷に対して剛性を有しているので、搭乗する作業者を安全に保護できる。なお、前記壁部１３での補強板片１６（１６′）を介在させて補強を図るのにインナーパネル１２側に取り付けてアウターパネル１１にあてがうようにすることで、キャブ外面の仕上がりを良くし、体裁を整えるのに効果的である。また、過度な補強材を用いることなく断面強度を高められるので全体的に軽量化することが可能になる。
【００２３】
また、前述のようにキャブ１の後半部分において剛性を高められる構造であるから、前部における左右の支柱１０，１０の幅を細くすることが可能となる。したがって、作業者が運転席に着座して作業機の操作を行うに際し、前方を注視しながら作業を行うのに前面窓５の両端に位置する支柱１０，１０によって視界を遮られる度合いが小さくなって、円滑に作業を行うことができるというという効果を奏するのである。
【００２４】
次ぎに、図６にキャブの他の実施形態を表わす側面図（ａ）およびその図中Ｄ−Ｄ視拡大断面図（ｂ）が、それぞれ示されている。
【００２５】
この実施形態のキャブ１Ａは、基本的に前記実施形態のものと同じ構成であって、ドア６Ａ後方のパネル部に設けられる窓８Ａが前記実施形態の場合と少し異なる構造にされている。したがって、前記実施形態と同一もしくは同様の構造については同一の符号を付して説明を省略している。
【００２６】
この左サイドパネル２Ａは、前記実施形態と同様に全体をプレス成形されたアウターパネル１１ａとインナーパネル１２ａとを組み合わせて構成されており、ドア６Ａより後部の上側に設けられる窓８Ａ部がアウターパネル１１ａに凹ませて形成される窓ガラス取付座８ａを、インナーパネル１２ａに形成される窓部形成の切抜き部よりも後方に広く形成されている。
【００２７】
前記窓ガラス取付座８ａが後方側で広げて窓８Ａ部を形成する構造とされることにより、実質的に後部支柱９Ａの横断面が大きくなり、その剛性が高められる。そして、外観的には窓ガラスの面積が広くなっているので、正味の窓８Ａの開口が小さくとも搭乗する運転者には感覚的に窓が広く感じられて、狭小感を除くことができる。また、その窓８Ａを従来よりも小さくして下部の壁部を広くし、前記実施形態と同様に図示省略するがインナーパネル側で膨出部を形成するとともにその膨出部において補強板片を配設することにより壁部強度を高める。したがって、ドア６Ａより後部の剛性が格段に向上し、ドア支柱７並びに後部支柱９Ａが短くなることで、それらの剛性も高められ、転倒負荷に対して強度が増し、万一に備える安全性を一層向上させることが可能となる。また、後部での強度を高めることで前部の左右支柱１０について、その幅を細めることが可能となり、前方視認性の向上を図ることができる。
【００２８】
以上に記述したように、本発明の実施形態によれば、サイドパネルを全面プレス成形によるインナーパネルとアウターパネルとを組み合わせて、要所に形成される膨出部（絞り部）の内部を利用して補強板片をあてがうように配することでその広い面での強度を高め、組み合わされたサイドパネルを剛性の高いメンバーとして組み合わせ接合されることにより、キャブとして作業車両に取付けて合理的に活用できるのである。もちろん、転倒するような事態になっても転倒強度が高い状態に保たれているので、作業者の安全確保ができ、製作に際しても組立簡単であるからコストダウンできるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施形態の掘削機のキャブ全体外観斜視図である。
【図２】図２は、キャブの左サイドパネルのアウターパネルを内面側から見た図である。
【図３】図３は、左サイドパネルをインナーパネル側から見た正面図である。
【図４】図４（ａ）は、図３のＡ−Ａ視拡大断面図，（ｂ）は図３のＢ−Ｂ視拡大断面図である。
【図５】図５は、図３のＣ−Ｃ視拡大断面図である。
【図６】図６は、キャブの他の実施形態を表わす側面図（ａ）およびその図中Ｄ−Ｄ視拡大断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１，１Ａキャブ
２，２Ａ左サイドパネル
３天井パネル
４底面パネル
５前面窓
６，６Ａドア
７中間支柱（ドア支柱）
８，８Ａ窓
８ａ窓ガラス取付座
９，９Ａ後部支柱
１１，１１ａアウターパネル
１２，１２ａインナーパネル
１３壁部
１４膨出部
１５中空部
１６，１６′ 補強板片

Claims

プレス成形された５面のパネルを組立てて構成される作業車両におけるキャブ構造であって、
ドア側サイドパネルがインナーパネルとアウターパネルのプレス成形品で骨格が構成され、前記ドア側サイドパネルの後上部に窓部が形成されるとともに、前記ドア側サイドパネルの後下部に壁部が形成され、前記壁部には、前記インナーパネルの一部に絞り成形によって前記アウターパネル側へ膨出する膨出部が設けられ、前記膨出部における前記インナーパネルと前記アウターパネル間の中空部分に補強板片が配設されていることを特徴とする作業車両のキャブ構造。
左右のサイドパネルにおける窓部の周囲には、前記アウターパネルが外面側から凹まされて窓ガラス取付座が形成され、前記窓ガラス取付座の背面側が前記インナーパネルの窓部切抜き部の周縁と溶接により接合されている請求項１に記載の作業車両のキャブ構造。
前記ドア側サイドパネルの後上部に形成される窓部の後部において、前記アウターパネル側に形成される窓ガラス取付座に対する前記インナーパネルの接合部を前方側にずらせることによって、後部支柱の断面積が広げられている請求項２に記載の作業車両のキャブ構造。