JP5112149B2 - Column support structure and construction machine cab - Google Patents
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Description
本発明は、柱支持構造およびそれを有する建設機械用キャブに関し、特に、一対の柱部材の下部間を支持する柱支持構造およびそれを有する建設機械用キャブに関する。 The present invention relates to a column support structure and a cab for a construction machine having the column support structure, and more particularly to a column support structure for supporting a lower portion of a pair of column members and a cab for a construction machine having the column support structure.
近年、建設機械におけるキャブ構造には、転倒した際に運転者を保護しうる構造が採用されつつあり、EOPS(Excavotor’s Operation Protection Structure)性能が重要視されている。例えば、特許文献1には、各種のパイプ状部材を籠状に組み付けてフレーム構造とした建設機械のキャブ構造が開示されている。このような構成によれば、板金部材の組合せのみによって構成されたキャブ構造と比較して、建設機械が転倒した際の変形に対する剛性を大幅に向上させることができる。
しかしながら、上記従来のキャブ構造では、以下に示すような問題点を有している。
特許文献1の図12に示すように、柱部材は各種の支持部材によって支えられている。支持部材としては、柱部材の下端を支持するベース部材、ベース部材同士を連結するために延びる連結部材がある。これら部品同士は溶接によって互いに固定されている。
However, the conventional cab structure has the following problems.
As shown in FIG. 12 of
このように柱部材の支点部において部品点数と溶接箇所が多くなるため、以下の問題が生じる。
1)溶接による歪みによって、キャブの底面の平面度が向上している。その結果、歪み取り工程が必要になる。
2)柱部材の支点部において応力集中が増大し、強度が低下する。特に、前側の一対の柱部材の支点部は応力が集中しやすい箇所であるため、この問題に取り組むことが重要である。
As described above, the number of parts and the number of welds are increased in the fulcrum portion of the column member, and the following problems occur.
1) The flatness of the bottom surface of the cab is improved due to distortion caused by welding. As a result, a distortion removing process is required.
2) Stress concentration increases at the fulcrum portion of the column member, and the strength decreases. In particular, it is important to tackle this problem because the fulcrum portions of the pair of pillar members on the front side are locations where stress is likely to concentrate.
本発明の課題は、柱部材の支点部おける問題を減らすことが可能な柱支持構造および建設機械用キャブを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a column support structure and a cab for a construction machine that can reduce problems in a fulcrum portion of a column member.
本発明に係る第1の発明では、柱支持構造は、建設機械の旋回フレームに搭載されるキャブを構成する複数の柱部材のうち左右一対の柱部材の下部間を支持するものであって、一対の柱支持部材を備えている。柱支持部材は、柱部材の下部の側面に当接する当接部と、当接部と一体に形成され当接部から左右一対の柱部材のうち他方の柱部材側に向かって延びる連結部とを有する。連結部の端部同士は、左右一対の柱部材間の略中央で溶接により連結されている。 In the first invention according to the present invention, the column support structure supports a lower portion of a pair of left and right column members among a plurality of column members constituting a cab mounted on a turning frame of a construction machine, A pair of column support members are provided. The column support member includes an abutting portion that abuts on a lower side surface of the column member, and a connecting portion that is formed integrally with the abutting portion and extends from the abutting portion toward the other column member side of the pair of left and right column members. Have The ends of the connecting portions are connected by welding at a substantially center between the pair of left and right column members.
ここでは、各柱支持部材の当接部と連結部が一体に形成されているため、従来に比べて柱部材の支点部における部品点数が少なくなっている。 Here, since the contact portion and the connecting portion of each column support member are integrally formed, the number of parts in the fulcrum portion of the column member is reduced as compared with the conventional case.
ここでは、連結部同士は左右一対の柱部材間の略中央で溶接されることになる。溶接箇所が両方の柱部材及び当接部から最も離れているため、キャブ底面の平面度が向上する。 This Kodewa, connecting portions will be welded in substantially the center between the left and right pair of column members. Since the welding location is farthest from both the column members and the contact portion, the flatness of the cab bottom surface is improved.
第2の発明に係る柱支持構造は、第1の発明に係る柱支持構造であって、当接部は、左右一対の柱部材の下部の左右方向側面に当接する第1部分と、左右一対の柱部材の前後方向側面に当接する第2部分とを有している。第1および第2部分は表面同士が主に曲面を介して連続している。
ここでは、補強部が柱部材の2つの側面に当接しており、それにより柱部材の下部の強度が向上している。
Pillars supporting structure according to the second invention is a pillar support structure of the first inventions, the abutment portion includes a first portion which abuts the left-right direction side surfaces of the lower pair of right and left column members, left and right And a second portion that abuts against the front and rear side surfaces of the pair of column members. The surfaces of the first and second portions are mainly continuous via a curved surface.
Here, the reinforcing portion is in contact with the two side surfaces of the column member, thereby improving the strength of the lower portion of the column member.
ここでは、第1部分と第2部分は主に曲面を介して連続しているため、柱部材の各方向に対して応力集中を緩和できる。 This Kodewa, since the first portion and the second portion are continuous via a mainly curved surface can reduce the stress concentration with respect to each direction of the pillar member.
第3の発明に係る柱支持構造は、第1または第2の発明に係る柱支持構造であって、左右一対の柱部材は、キャブの前側に配置された左右一対の柱部材である。
ここでは、柱支持部材が支持するのはキャブの前側の左右一対の柱部材である。キャブの前側の左右一対の柱部材の下部およびそれを支持する部分は応力が集中しやすい部分である。一方、本発明の柱支持構造では、溶接部を柱部材から離すことで全体の強度が向上している。したがって、本発明の柱支持構造をキャブ前側の左右一対の柱部材に適用することの意義が大きい。
Pillars supporting structure according to the third invention is a pillar support structure according to the first or second inventions, the pair of right and left pillar members are a pair of right and left pillar members disposed in front of the cab.
Here, the column support members support a pair of left and right column members on the front side of the cab. The lower part of the pair of left and right column members on the front side of the cab and the part that supports it are parts where stress is likely to concentrate. On the other hand, in the column support structure of the present invention, the overall strength is improved by separating the weld from the column member. Therefore, it is significant to apply the column support structure of the present invention to a pair of left and right column members on the cab front side.
第4の発明に係る建設機械用キャブは、第1から第3の発明のいずれか1つに係る柱支持構造と、複数の柱部材とを備えている。
ここでは、前述の支持部材を用いているため、キャブの面全体の平面度が向上する。
A cab for construction machinery according to a fourth invention includes the column support structure according to any one of the first to third inventions, and a plurality of column members.
Here, since the support member described above is used, the flatness of the entire cab surface is improved.
本発明に係る柱支持構造によれば、各柱支持部材の当接部と連結部が一体に形成されているため、従来に比べて柱部材の支点部における部品点数を少なくできる。 According to the column support structure of the present invention, the contact portion and the connecting portion of each column support member are integrally formed, so that the number of parts in the fulcrum portion of the column member can be reduced as compared with the conventional case.
[装置全体の構成]
本発明の一実施形態に係る柱支持部材およびそれが採用されたキャブを搭載した油圧ショベルについて、図1〜図7を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、以下の説明において使用する「左右」「前後」「前面背面」という文言は、キャブ10(図1等参照)内でオペレータが椅子に座ったときに向く方向を基準とする方向を示すものとする。
[Configuration of the entire device]
A hydraulic excavator equipped with a column support member and a cab in which the column support member according to an embodiment of the present invention is mounted will be described below with reference to FIGS.
Note that the terms “left and right”, “front and rear”, and “rear front” used in the following description indicate directions in the cab 10 (see FIG. 1 etc.) that are based on the direction that the operator faces when sitting on a chair. And
[油圧ショベル1全体の構成]
本実施形態に係る油圧ショベル1は、図1に示すように、主に、下部走行体2と、旋回台3と、作業機4と、カウンタウェイト5と、エンジン6と、キャブ10とを備えている。
[Configuration of
As shown in FIG. 1, the
下部走行体2は、進行方向左右両端部分に巻き掛けられた履帯Pを回転させることで、油圧ショベル1を前進、後進させるとともに、上面側に旋回台3を旋回可能な状態で搭載している。
旋回台3は、下部走行体2上において任意の方向に旋回可能であって、上面に作業機4と、カウンタウェイト5と、エンジン6と、キャブ10とを搭載している。
The lower traveling
The
作業機4は、ブームと、ブームの先端に取り付けられたアームと、アームの先端に取り付けられたバケットとを含むように構成されており、油圧シリンダによってアームやバケット等を上下に移動させながら、土砂や砂礫等の掘削を行う土木工事の現場において作業を行う。
カウンタウェイト5は、例えば、鋼板を組み立てて形成した箱の中に屑鉄やコンクリート等を入れて固めたものであって、採掘時等において車体のバランスをとるために旋回台3の後部に設けられている。
The work implement 4 is configured to include a boom, an arm attached to the tip of the boom, and a bucket attached to the tip of the arm. While moving the arm, bucket, and the like up and down by a hydraulic cylinder, Work at the site of civil engineering work where excavation of earth and sand and gravel.
The
エンジン6は、下部走行体2や作業機4を駆動するための駆動源であって、カウンタウェイト5に隣接する位置に配置されている。
キャブ10は、油圧ショベル1のオペレータが乗降する運転室であって、作業機4の先端部を見通せるように、旋回台3上における作業機4の側方となる左側前部に配置されている。なお、このキャブ10のキャブ構造については、後段にて詳述する。
The engine 6 is a drive source for driving the lower traveling
The
[キャブ10の構造]
キャブ10は、図2に示すように、オペレータが乗降するための箱型の構造体であって、5本の各種柱部材11〜15等によって構成されている。
[Structure of cab 10]
As shown in FIG. 2, the
柱部材11〜15は、左前柱部材11と、右前柱部材12と、左後柱部材13と、右後柱部材14と、左中央柱部材15である。
左前柱部材11および右前柱部材12は、いわゆるAピラーと呼ばれており、中央部付近において折り曲げられて、キャブ10の前方において床面から立設される柱部分と天井面を構成する梁部分とを含んでいる。
The
The left
左後柱部材13および右後柱部材14は、いわゆるCピラーと呼ばれており、ほぼ直線状の柱としてキャブ10の後方において床面から立設されている。
左中央柱部材15は、いわゆるBピラーと呼ばれており、ほぼ直線状の柱としてキャブ10の左側面におけるほぼ中央部またはそこからわずかに後方において床面から立設されている。
The left
The left
右前柱部材12、右後柱部材14、左後柱部材13、左中央柱部材15,左前柱部材11は、フロアフレーム27によって連結されている。左前柱部材11と右前柱部材12は柱支持構造31によって連結されている(後述)。さらに、フロアフレーム27の上にはフロアカバー(図示せず)が搭載される。
The right
さらに、キャブ10の柱部材11〜15には、図2には示していないが、左右両サイドパネル、天井パネル、後部パネルおよび底面パネルが貼られている。
左前柱部材11と左中央柱部材15の間がキャブ10の出入口21であり、ここに、図1に示すように、ドア23が設けられている。ドア23は、ヒンジ(図示せず)を回動中心として開閉可能となっている。キャブ10は、さらに、ドア23の出入口21を閉じた状態で外部から雨水や粉塵がキャブ10内に侵入することを防止するためのシール構造(図示せず)を有している。
Furthermore, although not shown in FIG. 2, the left and right side panels, the ceiling panel, the rear panel, and the bottom panel are attached to the
Between the left
[キャブの柱支持構造]
左前柱部材11と右前柱部材12は、柱支持構造31によって連結されている。以下、柱支持構造31について説明する。
柱支持構造31は、図3に示すように、細長く延びた部材であり、一対の柱支持部材33,33から構成されている。一対の柱支持部材33は溶接によって互いに連結されている。
[Cub column support structure]
The left
As shown in FIG. 3, the
一対の柱支持部材33,33は概ね同一形状である。したがって、以下、左前柱部材11に装着される柱支持部材33の構成についてのみ詳細に説明して、右前柱部材12に装着される柱支持部材33の構成については詳細な説明を省略する。
柱支持部材33は、例えば、鍛造または鋳造によって製造された部品である。柱支持部材33は、主に、ベース部33aと、連結部33bと、当接部33cとを備えている。ベース部33aは、フロアフレーム27の端部上に固定される平板形状の部分である。連結部33bは、ベース部33aから一方向に延びており、連結部33bの端面は他の連結部33bの端面に溶接で固定されている。
The pair of
The
さらに、柱支持部材33の構成について、図3〜8を用いて詳細に説明する。
当接部33cは、ベース部33aと一体に形成され、ベース部33aの端部から上方に立ち上がった壁状の部材である。より具体的には、当接部33cは、ベース部の左前端に形成されており、第1当接部35と、第2当接部37とを有している。第1当接部35は、平面視において、前後方向に延びている板状部分であり、左前柱部材11の右側の側面11aに当接して溶接により接続されている。第2当接部37は、第1当接部35の後端から左側に延びている板状部分であり、左前柱部材11の後側の側面11bに当接して溶接により接続されている。ここでは、第1当接部35と第2当接部37が補強部として左前柱部材11の2つの面11a,11bにそれぞれ当接しており、それにより左前柱部材11の下部の強度が向上している。また、第1当接部35と第2当接部37は表面同士が滑らかに連続しているため、左前柱部材11の各方向に対して応力集中を緩和できる。
Furthermore, the configuration of the
The
ここでは、当接部33cとベース部33aが一体に形成されて柱支持部材33を構成しているため、従来に比べて部品点数が少なくなっている。また、部品点数が少ないため、溶接箇所が減っている。したがって、溶接による歪みが減ってキャブ10の底面の平面度が向上している。その結果、歪み取り工程における作業低減が可能になる。
Here, since the
また、キャブ10の前側の左右一対の柱部材11,12の下部およびそれを支持する部分は、キャブ10において応力が集中しやすい部分である。一方、本発明の柱支持部材33は一体の部材であり、そのため溶接部を左前柱部材11から離すことができる。したがって、本発明の柱支持部材33をキャブ前側の左右一対の柱部材に適用することの意義が大きい。溶接部を柱部材11,12から離れることで、強度が向上するからである。
Further, the lower portion of the pair of left and
連結部33bは、主に、板部39と段部41とから構成されている。板部39はベース部33aから延びる平坦な部分である。段部41は、第1当接部35の上面から下降していき、板部39に沿って延びており、板部39から上方に突出している。
第2当接部37について詳細に説明する。第2当接部37は、第1当接部35とともに左前柱部材11の下部を側方から支持するための構造である。第2当接部37は、上面45と、後側面47と、先端面49とを有している。
The connecting
The
上面45は、上側を向いた面であり、左右方向に延びている。後側面47は上面45から後方になだらかに下降していく湾曲面であり、左後柱部材13側を向いている。先端面49は、後側面47から滑らかに連続して左側(柱支持部材33が延びる方向の外側)を向いている。第2当接部37は、さらに前側面48と、下側面50とを有している。前側面48は、鉛直方向に延びる概ね平坦な面であり、左前柱部材11の後ろ側の側面11bに当接する。下側面50はフロアフレーム27の上面に当接する。先端面49は、左側を向いた面であり、上面45、後側面47、さらにはそれらの反対側の面48,50によって輪郭が画定されている。上面45と、後側面47と、先端面49等の各面は、互いに主に曲面を介して連続しており、言い換えると、各面の境界には稜線が現れるような角は形成されていない。
The
柱支持部材33の左前柱部材11に対する溶接箇所は、当接部33cの第1当接部35の上面と第2当接部37の上面45に沿った箇所のみである。このように、溶接箇所を最小限にすることで、キャブ10の底面の平面度が向上している。
さらに、一対の柱支持部材33の連結部33b同士は先端面が互いに当接した状態で溶接されている。一対の柱支持部材33の連結部33b同士は、キャブの左右一対の柱部材間の略中央で連結されているため、溶接箇所が両方の柱部材11,12及び当接部33cからみて最も離れている。したがって、溶接による歪みが一対の柱部材11,12の下部や柱支持部材33の当接部33c等に影響しにくい。この結果、キャブ10の底面の平面度がさらに向上する。
The welding locations of the
Further, the connecting
この構成では、柱支持部材33が鍛造品または鋳造品であるため、当接部33cの複数の面47〜50を滑らかに連続させるのが容易である。
以上のように、鍛造化により部材を集約させることで、小物物品の削減や溶接部位の減少を実現している。さらに補強部を滑らかな形状とすることで、応力集中を緩和している。また、補強部を一対の柱部材に沿うように立ち上げる形状とすることで、支点部の前後方向および左右方向に対して応力集中を緩和している。さらに、溶接部を一箇所に限定することから溶接歪みによる平面度の悪化を最小限することができ、その結果高精度化を実現できる。
In this configuration, since the
As described above, by collecting members by forging, reduction of small articles and reduction of welded parts are realized. Furthermore, the stress concentration is eased by making the reinforcing part a smooth shape. Moreover, the stress concentration is eased with respect to the front-rear direction and the left-right direction of the fulcrum portion by forming the reinforcing portion so as to rise along the pair of column members. Furthermore, since the welded portion is limited to one place, the deterioration of flatness due to welding distortion can be minimized, and as a result, high accuracy can be realized.
[他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
前記実施形態では、柱支持構造はキャブの前側の左右一対の柱部材を支持していたが、これをキャブの後側の左右一対の柱部材を支持するのに用いても良い。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.
In the above embodiment, the column support structure supports the pair of left and right column members on the front side of the cab. However, this may be used to support the pair of left and right column members on the rear side of the cab.
本実施形態では油圧ショベルを例に挙げて説明したが、油圧ショベル以外の建設機械(ホイールローダやブルドーザなど)にも適用可能である。
上記実施形態では、柱支持部材33の当接部33cの詳細な例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
In the present embodiment, a hydraulic excavator has been described as an example, but the present invention can also be applied to a construction machine (wheel loader, bulldozer, etc.) other than the hydraulic excavator.
In the said embodiment, the detailed example of the
本発明の柱支持構造は、従来に比べて柱部材の支点部における部品点数が少なくなっているという効果を奏することから、建設機械用キャブに対して広く適用可能である。 Since the column support structure of the present invention has an effect that the number of parts in the fulcrum portion of the column member is smaller than that of the conventional structure, it can be widely applied to a cab for construction machines.
1 油圧ショベル
2 下部走行体
3 旋回台
4 作業機
5 カウンタウェイト
6 エンジン
10 キャブ
11 左前柱部材
12 右前柱部材
13 左後柱部材
14 右後柱部材
15 左中央柱部材
21 出入口
23 ドア
31 柱支持機構
33 柱支持部材
33a ベース部
33b 連結部
33c 当接部
35 第1当接部
37 第2当接部
39 板部
41 段部
45 上面
47 後側面
48 前側面
49 先端面
50 下側面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記柱部材の下部の側面に当接する当接部と、前記当接部と一体に形成され前記当接部から前記一対の柱部材のうち他方の柱部材側に向かって延びる連結部とを有する一対の柱支持部材であり、前記連結部の端部同士は前記左右一対の柱部材間の略中央で溶接により連結されている一対の柱支持部材を備えている柱支持構造。 A column support structure for supporting a lower portion of a pair of left and right column members among a plurality of column members constituting a cab mounted on a turning frame of a construction machine,
A contact portion that contacts the lower side surface of the column member; and a connection portion that is formed integrally with the contact portion and extends from the contact portion toward the other column member of the pair of column members. A column support structure comprising a pair of column support members , each of which is a pair of column support members , and ends of the connecting portions are connected by welding at substantially the center between the pair of left and right column members .
を備えた建設機械用キャブ。 The column support structure according to any one of claims 1 to 3 ,
A cab for construction machinery equipped with.
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