JP4859418B2 - キャブおよび作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、横荷重に対する強度を向上させたキャブおよび作業機械に関する。

図７に示されるように、油圧ショベルは、下部走行体１に上部旋回体２が旋回可能に設けられ、この上部旋回体２にキャブ３および作業装置４などが搭載されている。この種の作業機械は、不整地、傾斜地などでも作業をするので、上部旋回体２の旋回角度、作業装置４の作業姿勢およびバケット荷重などによっては機体が横転、転倒するおそれもありうる。

機体の横転、転倒時にキャブ３は初めに過大な横荷重Ｆを受ける。

この横荷重Ｆに対する強度の向上を図るキャブとしては、左右のサイドパネルをインナパネルとアウタパネルの２重にするとともに、インナパネルとアウタパネルとを中空構造にしてキャブ前部、中間部および後部のピラーを形成し、その中空部に縦補強材を挿設するなどしてピラーの強度を補強し、横荷重Ｆに対する強度の向上を図るものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１６６２４７号公報（第３−４頁、図１−２）

キャブ後部のリアピラーは、インナパネル、アウタパネルおよび縦補強材がいずれも板金であることから、荷重により剥離しやすいスポット溶接で一体化せざるを得ないとともに、縦補強材がハット状に開放された形であるので、構造材としても十分な強度が得られず、横荷重Ｆに対するキャブ強度にも影響を与えている。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、リアピラーの強度を効率良く上げることで、横荷重に対するキャブ強度を効率良く高めることができるキャブおよびそのキャブを用いた作業機械を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、作業装置に隣接されたキャブにおいて、キャブ後部に設けられた中空状のリアピラーと、リアピラーの一端から他端にわたって一部を切欠いてリアピラーの内部に挿入され溶接付けされた閉じられた中空の横断面を有する縦方向の閉断面部材とを具備したキャブである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のキャブにおけるリアピラーが、キャブ内側に位置するインナパネルとキャブ外側に位置するアウタパネルとを備え、縦方向の閉断面部材は、インナパネルの一部を切欠いて内部に挿入し溶接付けしたものである。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のキャブにおけるリアピラーが、キャブ後部の左右部にそれぞれ設けられ、左右のリアピラーに沿ってそれぞれ取付けられた縦方向の閉断面部材は、相互に対向する面がインナパネルから露出され、これらの相互に対向する面間に閉じられた中空の横断面を有する横方向の閉断面部材が接続されたものである。

請求項４記載の発明は、機械本体と、機械本体に装着された作業装置と、作業装置に隣接して機械本体に設置され機械本体および作業装置を操作するオペレータを保護する請求項１または２記載のキャブとを具備した作業機械である。

請求項１記載の発明によれば、リアピラーの内部に挿入され溶接付けされた縦方向の閉断面部材により、リアピラーの強度を効率良く上げることで、横荷重に対するキャブ強度を効率良く高めることができるとともに、リアピラーの一端から他端にわたって一部を切欠いて縦方向の閉断面部材を内部に挿入し溶接付けするので、この閉断面部材を容易に組込むことができる。

請求項２記載の発明によれば、インナパネルの一部を切欠いて縦方向の閉断面部材を内部に溶接付けしたので、キャブ外観を変更したり損なうことなく、縦方向の閉断面部材をリアピラー内に容易に組込むことができる。

請求項３記載の発明によれば、左右のリアピラーを補強する左右の縦方向の閉断面部材間に横方向の閉断面部材を接続することで、縦方向の閉断面部材と横方向の閉断面部材とが相互に補強し合って、キャブ強度を大幅に向上できる。

請求項４記載の発明によれば、作業機械が機械本体の前後方向軸を中心に横転したときに、作業装置のない側からキャブに横荷重が作用した場合であっても、リアピラー内に取付けられた縦方向の閉断面部材によりリアピラー強度の向上を図れ、キャブの変形を抑制できる。

以下、本発明を図１乃至図６に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。

図６は、作業機械としての油圧ショベル11を示し、その機械本体12が、下部走行体13と、この下部走行体13上に旋回可能に設けられた上部旋回体14とにより構成され、この機械本体12の上部旋回体14上に、掘削作業などに用いられる作業装置15が設置されるとともに、この作業装置15に隣接して、機械本体12の上部旋回体14上に、機械本体12および作業装置15を操作するオペレータを保護するキャブ16が設置されている。

作業装置15は、キャブ16の側方に隣接して配置されたブーム17が、上部旋回体14に上下方向回動自在に軸連結されてブームシリンダ17cにより回動され、このブーム17の先端にアーム18が回動自在に軸連結されてアームシリンダ18cにより回動され、このアーム18の先端にバケット19が回動自在に軸連結されてバケットシリンダ19cにより回動される。

図４に示されるように、キャブ16は、キャブ前部から上部にわたって、異形鋼管の左フロントピラー21Lおよび右フロントピラー21Rが設けられ、キャブ後部の左右部にそれぞれ設けられた中空状のリアピラーとしての左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rに接続され、これらの左リアピラー22Lと右リアピラー22Rとの間には、上部からリアヘッダ23、後窓24、閉じられた中空の横断面を有する横方向の閉断面部材としての中段リアクロス部材25、リアパネル26、下部リアクロス部材27が順次設けられている。リアパネル26の中間部にも横方向の閉断面部材としての中段リアクロス部材25aが設けられている。

さらに、左フロントピラー21Lと右フロントピラー21Rとの間には、上部からフロントヘッダ28、前窓29および下部フロントクロス部材30が設けられ、また、左フロントピラー21Lの上部中間より下側にドア取付用ピラー31が垂直に接続され、このドア取付用ピラー31にはヒンジ32によりドア33が開閉自在に取付けられ、ドア取付用ピラー31と左リアピラー22Lとの間には左窓34を有する左サイドパネル35が設けられ、反対側の右フロントピラー21Rと右リアピラー22Rとの間には右窓36を有する右サイドパネル37が設けられ、左サイドパネル35および右サイドパネル37の下部にはサイド取付部材38が設けられている。

左リアピラー22L、右リアピラー22R、リアヘッダ23、中段リアクロス部材25，25aおよび下部リアクロス部材27により後部フレーム39を形成する。

図５に示されるように、リアパネル26には、キャブ内側に突出された凹部40a，40b，40cが設けられ、凹部40aは、キャブ内空調装置に導入される外気を濾過するエアコン用フィルタ（図示せず）を収納するためのもので、外気を導入するための穴40dが開口されている。凹部40b，40cは、リアパネル26の強度を向上させるためのものである。

後部フレーム39の上部を図５に示されるように作業装置15側へ押圧する横荷重Ｆにより鋭角へと変形しようとする後部フレーム39の複数の角部内に、それぞれガセット41，42，43，44が、ボルトアップまたは溶接付けにより固着されている。

すなわち、後部フレーム39は、フレーム内部を上部領域と下部領域とに分割する中間部材としての中段リアクロス部材25を備え、この中段リアクロス部材25より上部領域に後窓24が設けられ、下部領域にリアパネル26が設けられているので、これらの後窓24およびリアパネル26にて上記横荷重Ｆにより鋭角へと変形しようとする複数の角部内にそれぞれガセット41，42，43，44が固着されている。

図１に示されるように、左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rは、左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rのそれぞれの一端から他端にわたって一部を切欠いて左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rの内部にそれぞれ挿入された角形鋼管などの閉じられた中空の横断面を有する縦方向の閉断面部材45L，45Rをそれぞれ備え、これらの縦方向の閉断面部材45L，45Rは、相互に対向する内向きの面がリアピラー外部に露出され、これらの相互に対向する面間に、図２および図３に示されるように、横方向の閉断面部材としての角形鋼管などの中段リアクロス部材25，25aの左右端部と、リアヘッダ23の下部内側に取付けられた閉じられた中空の横断面を有する角形鋼管などの横方向の閉断面部材としての上段リアクロス部材46の左右端部とが、図１に示されるようにそれぞれ隅肉溶接による溶接継手部49f1により接続されている。

図１に示されるように、左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rは、キャブ内側に位置するインナパネル47L，47Rと、キャブ外側に位置するアウタパネル48L，48Rとがスポット溶接による溶接継手部49sにより接続され、また、縦方向の閉断面部材45L，45Rは、インナパネル47L，47Rの一部を切欠いて内部に挿入され、インナパネル47L，47Rと隅肉溶接による溶接継手部49f2により直接接続されているとともに、隅肉溶接による溶接継手部49f3により一体化された介在板部材50L，50Rを介し、隅肉溶接による溶接継手部49f4によりアウタパネル48L，48Rと接続されている。

また、上部旋回体14の旋回フレームには、図５に示されるように、緩衝マウント51を介して床板（プラットホーム）52が設置され、この床板52上にキャブ16の下部リアクロス部材27、下部フロントクロス部材30およびサイド取付部材38が、ボルトなどにより脱着可能に固定される。

さらに、図４に示されるように作業装置15とは反対側に設けられたドア取付用ピラー31の根元部内側に、補強用のガセット54が取付けられている。このガセット54は、ドア取付用ピラー31の上部を作業装置15側へ押圧する横荷重Ｆ（図２）により鋭角へと変形しようとするドア取付用ピラー31の根元部と床板52との間の内角部に固着される。

次に、この実施の形態の作用効果を説明する。

油圧ショベル11が機械本体12の前後方向軸を中心に横転したときに、作業装置15のない側からキャブ16に横荷重Ｆが作用した場合であっても、左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rの内部に取付けられた縦方向の閉断面部材45L，45Rにより、リアピラー強度が向上され剛性が改善されたことで、キャブ16の変形を抑制できる。

すなわち、キャブ16の後部フレーム39において、左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rの内部に角形鋼管などの縦方向の閉断面部材45L，45Rを挿入して溶接することにより、これらのリアピラー強度を上げることで、キャブ上部に作用する横荷重Ｆに対するキャブ強度を効率良く高めることができる。

さらに、インナパネル47L，47Rの一部を切欠いて縦方向の閉断面部材45L，45Rを内部に挿入し溶接付けするので、左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rの外形形状を変えることがなく、キャブ外観を変更したり損なうことなく、縦方向の閉断面部材45L，45Rをリアピラー内に容易に組込むことができる。

左リアピラー22Lおよび右リアピラー22Rを補強する左右の縦方向の閉断面部材45L，45R間に横方向の閉断面部材25，25a，46を接続することで、縦方向の閉断面部材45L，45Rと横方向の閉断面部材25，25a，46とが相互に補強し合って、キャブ強度を大幅に向上できる。

なお、閉断面部材としての中段リアクロス部材25，25a、下部リアクロス部材27および上段リアクロス部材46、縦方向の閉断面部材45L，45Rは、角パイプで形成してもよいが、複数の部材を溶接付けしたものでもよい。例えば、コ字形断面の部材とＬ字形断面の部材とを組合せて溶接付けしたもの、コ字形断面の部材とコ字形断面の部材とを組合せて溶接付けしたもの、Ｌ字形断面の部材とＬ字形断面の部材とを組合せて溶接付けしたものでもよい。

本発明は、油圧ショベル用のキャブのみでなく、他の作業機械用、例えばブルドーザ用またはローダ用のキャブにも利用可能である。

本発明に係るキャブのリアピラーの一実施の形態を示す断面図である。 同上キャブの左リアピラーの内側面図である。 同上キャブの右リアピラーの内側面図である。 同上キャブの斜視図である。 同上キャブの断面図である。 本発明に係る作業機械の一実施の形態を示す側面図である。 キャブに横荷重が作用した場合のキャブの変形を説明するための作業機械の背面図である。

符号の説明

12 機械本体
15 作業装置
16 キャブ
22L，22R リアピラーとしての左リアピラーおよび右リアピラー
25，25a 横方向の閉断面部材としての中段リアクロス部材
45L，45R 縦方向の閉断面部材
46 横方向の閉断面部材としての上段リアクロス部材
47L，47R インナパネル
48L，48R アウタパネル

Claims (4)

1. 作業装置に隣接されたキャブにおいて、
   キャブ後部に設けられた中空状のリアピラーと、
   リアピラーの一端から他端にわたって一部を切欠いてリアピラーの内部に挿入され溶接付けされた閉じられた中空の横断面を有する縦方向の閉断面部材と
   を具備したことを特徴とするキャブ。
2. リアピラーは、キャブ内側に位置するインナパネルとキャブ外側に位置するアウタパネルとを備え、
   縦方向の閉断面部材は、インナパネルの一部を切欠いて内部に挿入し溶接付けした
   ことを特徴とする請求項１記載のキャブ。
3. リアピラーは、キャブ後部の左右部にそれぞれ設けられ、
   左右のリアピラーに沿ってそれぞれ取付けられた縦方向の閉断面部材は、相互に対向する面がインナパネルから露出され、
   これらの相互に対向する面間に閉じられた中空の横断面を有する横方向の閉断面部材が接続された
   ことを特徴とする請求項２記載のキャブ。
4. 機械本体と、
   機械本体に装着された作業装置と、
   作業装置に隣接して機械本体に設置され機械本体および作業装置を操作するオペレータを保護する請求項１または２記載のキャブと
   を具備したことを特徴とする作業機械。

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