JP4553515B2 - 作業車両のキャブ構造 - Google Patents
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Description
【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 (3)
- 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。
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