JP5996122B2 - 作業車両のキャブ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、作業車両のキャブ及びその製造方法に関する。
油圧ショベル等の作業車両のキャブには、転倒時にキャブ内のオペレータを保護するための転倒時保護構造(ROPS, Roll-over Protective Structure)を備えているものがある。ROPSの具体的な構造としては、例えば特許文献1に開示されているものがある。特許文献1のキャブでは、天面のビームにおいてビームの中央部の左右に切り欠きが設けられている。このキャブでは、転倒時に、ビームの変形が、切り欠きによって誘導されることで、ビームがV字型に屈曲する。それにより、キャブ内のオペレータが占める空間に、転倒時のキャブの変形が及ばないようにされている。
転倒時のキャブへの負荷は、キャブが搭載される作業車両の重量が大きくなるほど、大きくなる。そのため、キャブには作業車両の重量に応じた強度が求められる。従って、作業車両の重量に応じて異なる種類のキャブを製造する必要がある。しかし、その場合、製造工程が煩雑となり、生産性が低くなるという問題がある。
特に、作業車両は作業機を備えており、作業機には、バケット、ブレーカ、リッパなどの様々なアタッチメントが取り付けられる。従って、作業車両の車両本体が同じであっても、取り付けられる作業機の種類に応じて作業車両の重量が異なる。しかし、作業機の種類に応じて異なる種類のキャブを製造すると、生産性がさらに低くなってしまう。
本発明の課題は、作業車両の重量に応じた強度を備えると共に生産性の良好な作業車両のキャブを提供することにある。
本発明の一態様に係る作業車両のキャブは、標準フレームと強化ビームとを備える。標準フレームは、メインフレームとルーフプレートとを有する。メインフレームは、前後方向に延びる左上フレーム及び右上フレームを含む。左上フレームと右上フレームとは、互いに左右方向に離れて配置される。ルーフプレートは、メインフレームの天面に設けられる。ルーフプレートは、左上フレーム及び右上フレームに取り付けられる。強化ビームは、左上フレームと右上フレームとに取り付けられる。強化ビームは、ルーフプレートの上方に配置される。強化ビームは、上方に凸の形状を有する。
本態様に係る作業車両のキャブでは、強化ビームが、標準フレームの左上フレームと右上フレームとに取り付けられることで、標準フレームの強度を向上させることができる。これにより、作業車両の重量に応じてキャブの強度を調整することができる。また、強化ビームは、標準フレームのルーフプレートの上方に配置される。従って、強化ビームを標準フレームに容易に後付けすることができる。そのため、標準フレームを共通化しながら、作業車両の重量に応じて強化ビームを取り付けることができる。これにより、作業車両の重量に応じた強度を備えるキャブを容易に製造することができ、生産性を向上させることができる。
メインフレームは、左上フレームと右上フレームとに取り付けられるメインビームをさらに含んでもよい。メインビームは、ルーフプレートの下方に配置されてもよい。この場合、メインビームによって標準ビームの強度を向上させることができる。また、標準ビームに備えられているメインビームだけでは強度が不足する場合に、強化ビームによって補強することができる。
メインビームは、屈曲誘導部を有してもよい。屈曲誘導部は、メインビームに負荷が掛かったときにメインビームの屈曲方向を誘導する。この場合、屈曲誘導部によってメインビームの屈曲方向を誘導することで、キャブ内のオペレータが占める空間に、転倒時のキャブの変形が及ぶことを防止できる。
キャブの平面視において、強化ビームは、メインビームに重ならなくてもよい。この場合、強化ビームがメインビームの屈曲に干渉することを防止することができる。
強化ビームは、メインビームよりも後方に配置されてもよい。この場合、強化ビームがメインビームの屈曲に干渉することを回避することができる。
強化ビームは、上方に凸に屈曲した形状を有してもよい。この場合、転倒により強化ビームが変形するときに、強化ビームは、上方に向かって屈曲する。これにより、キャブが受ける変形のエネルギーの一部を吸収することができる。また、強化ビームの屈曲がキャブ内のオペレータが占める空間に及ぶことを防止することができる。
強化ビームの底面は、上方に向かって凹んだ切り欠きを有してもよい。この場合、転倒により強化ビームが変形するときに、強化ビームは、上方に向かって屈曲する。これにより、キャブが受ける変形のエネルギーの一部を吸収することができる。また、強化ビームの屈曲がキャブ内のオペレータが占める空間に及ぶことを防止することができる。
強化ビームは、板状の部材であってもよい。この場合、強化ビームの製造が容易である。また、強化ビームが追加されることによるキャブの外観の変化を小さく抑えることができる。
強化ビームは、上下方向に貫通する開口を有してもよい。この場合、強化ビームを軽量化することができる。そのため、強化ビームの追加によるキャブの重量の増大を抑えることができる。
強化ビームは、左側部と、右側部と、左右方向において左側部と右側部との間に位置する中央部と、を有してもよい。強化ビームの前後の寸法は、左側部及び右側部から中央部に向かって小さくなってもよい。この場合、強化ビームが中央部を頂点として屈曲し易くなる。これにより、キャブが受ける変形のエネルギーの一部を吸収することができる。
強化ビームは、上下方向に貫通する左開口と右開口とを有してもよい。左開口は、左側部と中央部との間に位置してもよい。右開口は、右側部と中央部との間に位置してもよい。この場合、強化ビームを軽量することができる。そのため、強化ビームの追加によるキャブの重量の増大を抑えることができる。
左上フレームと右上フレームとは、ボルト孔を有する取付部を含んでもよい。強化ビームは、ボルトによって取付部に取り付けられてもよい。この場合、強化ビームの取り付けが容易である。
メインフレームは、左上フレームと右上フレームとに取り付けられるメインビームをさらに含んでもよい。メインビームは、キャブに左右方向から負荷が掛かったときの屈曲部位と屈曲方向とを誘導する第1の屈曲誘導部を有してもよい。強化ビームは、キャブに左右方向から負荷が掛かったときの屈曲部位と屈曲方向とを誘導する第2の屈曲誘導部を有してもよい。強化ビームは、メインビームと平面視で重ならない位置に配置されてもよい。
この場合、第1の屈曲誘導部によってメインビームの屈曲部位と屈曲方向とを誘導することで、キャブ内のオペレータが占める空間に、転倒時のキャブの変形が及ぶことを防止できる。また、キャブの平面視において、強化ビームがメインビームに重ならないことで、強化ビームがメインビームの屈曲に干渉することを防止することができる。さらに、第2の屈曲誘導部によって強化ビームの屈曲部位と屈曲方向とを誘導することで、強化ビームがメインビームの屈曲に干渉することを防止することができる。
第2の屈曲誘導部の屈曲方向は上方であってもよい。この場合、強化ビームの屈曲がキャブ内のオペレータが占める空間に及ぶことを防止することができる。
第2の屈曲誘導部の屈曲部位は強化ビームの左右方向における中央部であってもよい。この場合、この場合、強化ビームが中央部を頂点として屈曲し易くなる。これにより、キャブが受ける変形のエネルギーの一部を吸収することができる。
第2の屈曲誘導部は、強化ビームの左右方向における中央部の底面において前後方向に延び上方に向かって凹んだ切り欠きであってもよい。この場合、切り欠きによって、強化ビームの屈曲部位を中央部に誘導し、屈曲方向を上方に誘導することができる。また、第2の屈曲誘導部の形成が容易である。 本発明の他の態様に係る作業車両のキャブの製造方法は、作業車両の重量に応じて標準フレームに強化ビームを取り付ける工程を備える。標準フレームは、メインフレームとルーフプレートとを有する。メインフレームは、前後方向に延びる左上フレーム及び右上フレームを含む。左上フレームと右上フレームとは、互いに左右方向に離れて配置される。ルーフプレートは、メインフレームの天面に設けられる。ルーフプレートは、左上フレーム及び右上フレームに取り付けられる。強化ビームを取り付ける工程において、強化ビームは、ルーフプレートの上方に配置され、左上フレームと右上フレームとに取り付けられる。
本態様に係る作業車両のキャブの製造方法では、強化ビームが、標準フレームの左上フレームと右上フレームとに取り付けられることで、標準フレームの強度を向上させることができる。これにより、作業車両の重量に応じてキャブの強度を調整することができる。また、強化ビームは、標準フレームのルーフプレートの上方に配置される。従って、強化ビームを標準フレームに容易に後付けすることができる。そのため、標準フレームを共通化しながら、作業車両の重量に応じて強化ビームを取り付けることができる。これにより、作業車両の重量に応じた強度を備えるキャブを容易に製造することができ、生産性を向上させることができる。
本発明によれば、作業車両の重量に応じた強度を備えると共に生産性の良好な作業車両のキャブを提供することができる。
以下、実施形態に係る作業車両1について図面を参照して説明する。図1は、実施形態に係る作業車両1の斜視図である。本実施形態において、作業車両1は、油圧ショベルである。作業車両1は、車両本体2と作業機3とを備えている。
車両本体2は、走行体4と旋回体5とを有している。走行体4は、履帯4a,4bを有している。履帯4a,4bが駆動されることによって、作業車両1が走行する。
旋回体5は、走行体4上に載置されている。旋回体5は、走行体4に対して旋回可能に設けられている。また、旋回体5にはキャブ6が設けられている。キャブ6については後述する。なお、以下の説明において、前後、左右、上下の各方向は、キャブ6に着座したオペレータから見た前後、左右、上下の各方向を意味するものとする。
旋回体5は、エンジン室7とカウンタウェイト8とを有している。エンジン室7は、図示しないエンジン及び油圧ポンプなどの機器を収納する。エンジン室7は、キャブ6の後方に配置されている。カウンタウェイト8は、エンジン室7の後方に配置されている。
作業機3は、旋回体5に取り付けられている。作業機3は、キャブ6の側方に配置されている。作業機3は、ブーム11と、アーム12と、作業機アタッチメント13と、を有する。また、作業機3は、ブームシリンダ14と、アームシリンダ15と、アタッチメントシリンダ16と、を有する。
ブーム11の基端部は、旋回体5に回転可能に連結されている。ブーム11の先端部はアーム12の基端部に回転可能に連結されている。アーム12の先端部は、作業機アタッチメント13に回転可能に連結されている。本実施形態において作業機アタッチメント13は、バケットである。ただし、作業機アタッチメント13は、バケットに限らず、他の作業機アタッチメントに代えられてもよい。
ブームシリンダ14、アームシリンダ15、およびアタッチメントシリンダ16は、油圧シリンダであり、作動油によって駆動される。作動油は、図示しない油圧ポンプから吐出される。ブームシリンダ14は、ブーム11を動作させる。アームシリンダ15は、アーム12を動作させる。アタッチメントシリンダ16は、作業機アタッチメント13を動作させる。これらのシリンダ14−16が駆動されることによって作業機3が駆動される。
次に、キャブ6について詳細に説明する。図2は、キャブ6の斜視図である。図3は、キャブ6の上面図である。図2及び図3に示すように、キャブ6は、標準フレーム21と強化ビーム22とを有する。
標準フレーム21は、メインフレーム23と、複数のプレート部材41−44を有する。メインフレーム23は、左フレーム部24と、右フレーム部25と、複数のメインビーム26−28と、フロアフレーム29と、を有する。左フレーム部24と右フレーム部25とは、互いに左右方向に離れて配置される。
左フレーム部24は、左前ピラー31と、左後ピラー32と、左中間ピラー33と、左上フレーム34と、を含む。左前ピラー31と、左後ピラー32と、左中間ピラー33とは、フロアフレーム29上に立設されている。左前ピラー31は、上下方向に延びる。左後ピラー32は、上下方向に延び、左前ピラー31よりも後方に配置される。左中間ピラー33は、上下方向に延び、前後方向において、左前ピラー31と左後ピラー32との間に配置される。左上フレーム34は、前後方向に延びている。左上フレーム34は、左前ピラー31の上部から後方に延びる。左上フレーム34は、左前ピラー31の上部と左後ピラー32の上部とに接続される。左中間ピラー33の上部は、左前ピラー31に接続される。
右フレーム部25は、右前ピラー35と、右後ピラー36と、右上フレーム37と、を含む。右前ピラー35と右後ピラー36とは、フロアフレーム29上に立設されている。右前ピラー35は、上下方向に延びる。右後ピラー36は、上下方向に延び、右前ピラー35よりも後方に配置される。右上フレーム37は、前後方向に延びている。右上フレーム37は、右前ピラー35の上部から後方に延びる。右上フレーム37は、右前ピラー35の上部と右後ピラー36の上部とに接続される。
なお、左前ピラー31と左上フレーム34とは一体に形成されている。右前ピラー35と右上フレーム37とは一体に形成されている。ただし、左前ピラー31と左上フレーム34とが互いに別体であり、溶接等によって互いに接合されもよい。同様に、右前ピラー35と右上フレーム37とが互いに別体であり、溶接等によって互いに接合されもよい。
複数のメインビーム26−28は、左右方向に延び、左フレーム部24と右フレーム部25とを接続する。複数のメインビーム26−28は、例えば左フレーム部24と右フレーム部25とに溶接されている。複数のメインビーム26−28は、第1上メインビーム26と、第2上メインビーム27と、第3上メインビーム28と、を含む。
第1上メインビーム26と、第2上メインビーム27と、第3上メインビーム28と、は、メインフレーム23の天面に配置される。第1上メインビーム26と、第2上メインビーム27と、第3上メインビーム28とは、前後方向に互いに離れて配置される。第2上メインビーム27は、第1上メインビーム26よりも後方に配置される。
第3上メインビーム28は、前後方向において第1上メインビーム26と第2上メインビーム27との間に配置される。第3上メインビーム28は、左上フレーム34と右上フレーム37とに接続される。例えば、第3上メインビーム28は、左上フレーム34と右上フレーム37とに溶接される。第3上メインビーム28は、キャブ6内に配置される運転席の直上に配置される。
複数のプレート部材41−44は、メインフレーム23に取り付けられる。複数のプレート部材41−44は、左側面プレート41と、右側面プレート42と、背面プレート43と、ルーフプレート44とを含む。左側面プレート41は、メインフレーム23の左側面に設けられる。左側面プレート41は、左中間ピラー33と左後ピラー32とに亘って取り付けられる。左中間ピラー33と左前ピラー31との間には、オペレータがキャブ6に乗り降りするために開閉されるドア45(図1参照)が配置される。
右側面プレート42は、メインフレーム23の右側面に設けられる。右側面プレート42は、右前ピラー35と右後ピラー36とに亘って取り付けられる。背面プレート43は、メインフレーム23の背面に設けられる。背面プレート43は、左後ピラー32と右後ピラー36とに亘って取り付けられる。
ルーフプレート44は、メインフレーム23の天面に設けられる。ルーフプレート44は、左上フレーム34及び右上フレーム37に亘って取り付けられる。ルーフプレート44は、第1上メインビーム26と第2上メインビーム27とに亘って取り付けられる。第3上メインビーム28は、ルーフプレート44の下方に配置される。すなわち、第3上メインビーム28は、平面視においてルーフプレート44に重なる。
ルーフプレート44は、開口440を有する。この開口440には、天窓が取り付けられる。開口440は、第3上メインビーム28の前方に位置する。開口440は、平面視において、第1上メインビーム26と第3上メインビーム28との間に位置する。開口440は、平面視において第3上メインビーム28と重ならない。
図4は、第3上メインビーム28の斜視図である。図4に示すように、第3上メインビーム28は、上下方向に屈曲した板状の部材から形成されている。第3上メインビーム28の後部は、下方に向かって屈曲している。第3上メインビーム28は、第1横板部46と、第2横板部47と、縦板部48と、を有する。第1横板部46と第2横板部47とは、前後方向に延びている。第1横板部46は、後方に向かって凹んだ凹部460を有する。凹部460は、上述したルーフプレート44の開口440に沿った形状を有する。第1横板部46の前部は下方に向かって屈曲している。
第2横板部47は、第1横板部46よりも後方に位置する。第2横板部47は、第1横板部46よりも上方に位置する。そのため、第2横板部47と第1横板部46との間には段部が設けられている。縦板部48は、第2横板部47の後端から下方に延びている。
第3上メインビーム28の後部の下端には、複数の屈曲誘導部(第1の屈曲誘導部)481,482が設けられている。すなわち、複数の屈曲誘導部481,482は、縦板部48の下端に設けられている。複数の屈曲誘導部481,482は、第3上メインビーム28に負荷が掛かったときの第3上メインビーム28の屈曲部位と屈曲方向を誘導する。複数の屈曲誘導部481,482は、上方に向かって凹んだ形状を有する切り欠きである。複数の屈曲誘導部481,482は、それぞれ円弧状の形状を有する。
複数の屈曲誘導部481,482は、屈曲誘導部481と屈曲誘導部482とを有する。屈曲誘導部481と屈曲誘導部482とは、左右方向に互いに離れて配置される。屈曲誘導部481と屈曲誘導部482とは、左右方向における第3上メインビーム28の中央部の左右に配置されている。屈曲誘導部481,482は、第3上メインビーム28の左右方向(長手方向)の中央から離間している。
作業車両1が転倒すると、図5に示すように、キャブ6の左側面の上部に大きな右方向への横荷重Pが掛かる。このキャブ左右方向の横荷重Pによって第3上メインビーム28が圧縮されると、屈曲誘導部481と屈曲誘導部482とを起点として第3上メインビーム28が座屈する。このとき、第3上メインビーム28は、屈曲誘導部481において下方に向けて屈曲し、屈曲誘導部482において上方に向けて屈曲する。これにより、変形した第3上メインビーム28が、オペレータが着席時に占めると想定される空間S1に干渉することが回避される。複数の屈曲誘導部481,482は、第3上メインビーム28の変形を誘導するように設けられており、変形した第3上メインビーム28が、オペレータが着席時に占めると想定される空間S1に干渉しないように、設けられている。
次に、強化ビーム22について説明する。強化ビーム22は、標準フレーム21と別体であり、標準フレーム21に取り付けられる。強化ビーム22は、ルーフプレート44と別体である。詳細には、強化ビーム22は、左上フレーム34と右上フレーム37とに取り付けられる。図2及び図3に示すように、強化ビーム22は、ルーフプレート44の上方に配置される。強化ビーム22は、平面視において、ルーフプレート44に重なる。強化ビーム22は、平面視において左上フレーム34と右上フレーム37とに重なる。
強化ビーム22は、前後方向において第2上メインビーム27と第3上メインビーム28との間に配置されている。すなわち、強化ビーム22は、第3上メインビーム28よりも後方に配置されており、キャブ6の平面視において、強化ビーム22は、第3上メインビーム28に重ならない。強化ビーム22は、第2上メインビーム27よりも前方に配置されており、キャブ6の平面視において、強化ビーム22は、第2上メインビーム27に重ならない。
図6は、強化ビーム22の上面図である。図7は、強化ビーム22の正面図である。図8は、キャブ6の上部の正面図である。強化ビーム22は、薄い板状の部材である。強化ビーム22は、左右対称の形状を有する。
図6に示すように、強化ビーム22は、左側部51と、右側部52と、中央部53と、を有する。中央部53は、左右方向において左側部51と右側部52との間に位置する。強化ビーム22の前後の寸法は、左側部51から中央部53に向かって小さくなる。強化ビーム22の前後の寸法は、右側部52から中央部53に向かって小さくなる。キャブ6の上部に左右方向から横荷重Pが掛かったときに、屈曲部位は上述の形状により強化ビーム22の左右方向(長手方向)の中央部53に誘導される。
詳細には、強化ビーム22は、左前傾斜部54と右前傾斜部55とを含む。左前傾斜部54は、左側部51の前部と中央部53の前部とを接続している。左前傾斜部54は、中央部53に向かって後方に傾斜している。右前傾斜部55は、右側部52の前部と中央部53の前部とを接続している。右前傾斜部55は、中央部53に向かって後方に傾斜している。
強化ビーム22は、左後傾斜部56と右後傾斜部57とを含む。左後傾斜部56は、左側部51の後部と中央部53の後部とを接続している。左後傾斜部56は、中央部53に向かって前方に傾斜している。右後傾斜部57は、右側部52の後部と中央部53の後部とを接続している。右後傾斜部57は、中央部53に向かって前方に傾斜している。
左側部51は、左前角部511と左後角部512とを有する。左前角部511と左後角部512とは、曲線状に形成されている。右側部52は、右前角部521と右後角部522とを有する。右前角部521と右後角部522とは、曲線状に形成されている。
中央部53は、前縁531と後縁532とを有する。中央部53の前縁531は曲線状に形成されている。中央部53の前縁531は、後方に凸に湾曲した形状を有する。中央部53の後縁532は曲線状に形成されている。中央部53の後縁532は、前方に凸に湾曲した形状を有する。
強化ビーム22は、左開口58と右開口59とを有する。左開口58は、左側部51と中央部53との間に位置し、上下方向に貫通する。左開口58は、左前傾斜部54と左後傾斜部56との間に位置する。右開口59は、右側部52と中央部53との間に位置し、上下方向に貫通する。右開口59は、右前傾斜部55と右後傾斜部57との間に位置する。左開口58と右開口59とは、それぞれ略三角形状を有する。ただし、左開口58と右開口59との角部は曲線状に形成されている。
図7に示すように、強化ビーム22は、上方に凸に屈曲した形状を有する、強化ビーム22は、左右方向における中央を頂点として上方に凸に屈曲した形状を有する。強化ビーム22の底面は、左右方向における中央で上方に向かって凹んだ切り欠き61を有する。切り欠き61は、前後方向に延びている。図8に示すように、切り欠き61は、上述したようにキャブ6の上部に大きな横荷重Pが掛かったときに、強化ビーム22が上方に向かって凸に変形するように設けられている。なお、図8において22’は、変形後の強化ビーム22を示している。
キャブ6の上部に左右方向からの横荷重Pが掛かったとき、上述した中央部53の形状、及び、切り欠き61により、強化ビーム22の屈曲部位は中央部53に誘導され、屈曲方向は上方に誘導される。強化ビーム22の屈曲部位及び屈曲方向を誘導する部位が第2の屈曲誘導部である。従って、中央部53、及び、切り欠き61が、第2の屈曲誘導部に相当する。
図3に示すように、標準フレーム21は、強化ビーム22を取り付けるための複数の取付部62−65を有する。複数の取付部62−65は、左上フレーム34と右上フレーム37とに設けられている。詳細には、複数の取付部62−65は、第1左取付部62と、第2左取付部63と、第1右取付部64と、第2右取付部65とを有する。
第1左取付部62と第2左取付部63とは、左上フレーム34に設けられる。第1左取付部62と第2左取付部63とは前後方向に並んで配置される。第2左取付部63は、第1左取付部62よりも後方に配置される。第1右取付部64と第2右取付部65とは、右上フレーム37に設けられる。第1右取付部64と第2右取付部65とは前後方向に並んで配置される。第2右取付部65は、第1右取付部64よりも後方に配置される。
強化ビーム22は、複数のボス部66−69を有する。複数のボス部66−69は、標準フレーム21の複数の取付部62−65に対応して配置される。詳細には、複数のボス部66−69は、第1左ボス部66と、第2左ボス部67と、第1右ボス部68と、第2右ボス部69と、を有する。
図6に示すように、第1左ボス部66は、左前角部511に設けられる。第1左ボス部66は、第1左取付部62に取り付けられる。第2左ボス部67は、左後角部512に設けられる。第2左ボス部67は、第2左取付部63に取り付けられる。第1右ボス部68は、右前角部521に設けられる。第1右ボス部68は、第1右取付部64に取り付けられる。第2右ボス部69は、右後角部522に設けられる。第2右ボス部69は、第2右取付部65に取り付けられる。
図9は、第1左取付部62と第1左ボス部66と左上フレーム34の断面図である。図9に示すように、第1左取付部62は、左上フレーム34に取り付けられている。第1左取付部62は、左上フレーム34の上面に設けられた開口340に挿入されており、第1左取付部62の下部は、左上フレーム34の内部に配置されている。第1左取付部62の上部は、左上フレーム34の上面上に配置されている。第1左取付部62は、ボルト孔620を有する。ボルト孔620は、上下方向に延びており、第1左取付部62の上面において開口している。
第1左ボス部66は、左側部51から上下に突出している。第1左ボス部66は、貫通孔660を有している。貫通孔660は、第1左ボス部66を上下方向に貫通している。第1左ボス部66の貫通孔660は、第1左取付部62のボルト孔620に対応する位置に配置される。第1左ボス部66の貫通孔660と、第1左取付部62のボルト孔620とにボルト71が通されることによって、第1左ボス部66が第1左取付部62に取り付けられる。
第2左取付部63と第1右取付部64と第2右取付部65との構造は、それぞれ第1左取付部62と同様である。第2左ボス部67と第1右ボス部68と第2右ボス部69との構造は、それぞれ第1左ボス部66と同様である。
図3に示すように、第2左ボス部67は、ボルト72によって第2左取付部63に取り付けられる。第1右ボス部68は、ボルト73によって第1右取付部64に取り付けられる。第2右ボス部69は、ボルト74によって第2右取付部65に取り付けられる。このように、強化ビーム22は、ボルト71−74によって第1〜第4取付部62−65に固定される。
以上説明した本実施形態に係るキャブ6は、次のようにして製造される。
まず、標準フレーム21が製造される。標準フレーム21の製造工程では、管状部材が曲げ加工されたり、複数の管状部材が互いに固定されることで、左上フレーム34及び右上フレーム37が形成される。また、左上フレーム34及び右上フレーム37とに、複数のメインビーム26−28が固定されることで、メインフレーム23が形成される。そして、メインフレーム23に複数のプレート部材41−44が固定されることで標準フレーム21が形成される。これらのフレーム、ビーム、及びプレート部材は、例えば溶接によって固定されるが、ボルトなどの他の固定手段によって固定されてもよい。
次に、標準フレーム21に強化ビーム22が取り付けられる。ここでは、強化ビーム22は、ルーフプレート44の上方に配置され、左上フレーム34と右上フレーム37とに取り付けられる。強度の異なる複数種類の強化ビーム22が用意され、キャブ6が搭載される作業車両1の重量に応じて強化ビーム22が選択されてもよい。また、キャブ6が搭載される作業車両1の重量に応じて、強化ビーム22の有無が選択されてもよい。 作業車両1の製造方法の一例を示すフローチャートを図10に示す。キャブ6を搭載した作業車両1の重量Wが第1の重量W1を越えるか否かが判定される(S1)。第1の重量W1は、強化ビームを備えず標準フレーム21を備えるキャブが十分に転倒時保護機能を発揮できる重量である。重量Wが第1の重量W1以下であれば、強化ビームはキャブ6に取り付けられない(S2)。
重量Wが第1の重量W1より大きい場合、重量Wが第2の重量W2を越えるか否かが判定される(S3)。第2の重量W2は、第1の重量W1より大きい。第2の重量W2は、標準フレーム21に強化ビームAを取り付けたキャブが十分に転倒時保護機能を発揮できる重量である。重量Wが第2の重量W2以下であれば、強化ビームAをキャブ6に取り付ける(S4)。重量Wが第1の重量W2より大きい場合、強化ビームBがキャブ6に取り付けられる(S5)。強化ビームBは、強化ビームAよりも高い強度を有する。例えば、標準フレーム21に強化ビームBを取り付けたキャブは、作業車両1で可能な最大重量において十分に転倒時保護機能を発揮できる。
標準フレーム21への強化ビーム22の取付は、標準フレーム21が車両本体2に取り付けられた後に行われてもよい。また、標準フレーム21への強化ビーム22の取付は、標準フレーム21の製造場所と異なる場所で行われてもよい。例えば、標準フレーム21を搭載した作業車両1が作業車両1の製造場所から出荷された後、作業車両1に取り付けられる作業機アタッチメントに応じて強化ビーム22が取り付けられてもよい。
以上説明した本実施形態に係る作業車両1のキャブ6は、以下の特徴を有する。
強化ビーム22が、標準フレーム21の左上フレーム34と右上フレーム37とに取り付けられることで、標準フレーム21の強度を向上させることができる。これにより、作業車両1の重量に応じてキャブ6の強度を調整することができる。また、強化ビーム22は、標準フレーム21のルーフプレート44の上方に配置される。従って、強化ビーム22を標準フレーム21に容易に後付けすることができる。そのため、標準フレーム21を共通化しながら、作業車両1の重量に応じて強化ビーム22を取り付けることができる。これにより、作業車両1の重量に応じた強度を備えるキャブ6を容易に製造することができ、生産性を向上させることができる。
第3上メインビーム28に屈曲誘導部481,482が設けられている。そのため、屈曲誘導部481,482によって第3上メインビーム28の屈曲部位と屈曲方向を誘導することで、キャブ6内のオペレータが占める空間S1に、転倒時のキャブ6の変形が及ぶことを防止できる。また、キャブ6の平面視において、強化ビーム22は、第3上メインビーム28に重ならない。そのため、第3上メインビーム28の変形時に、強化ビーム22が第3上メインビーム28の屈曲に干渉することを防止することができる。
上述したような強化ビーム22の形状により、強化ビーム22は上方に向かって凸に屈曲し易くなっている。そのため、転倒により強化ビーム22が変形するときに、強化ビーム22は、上方に向かって屈曲する。これにより、キャブ6が受ける変形のエネルギーの一部を吸収することができる。また、強化ビーム22の屈曲がキャブ6内のオペレータが占める空間S1に及ぶことを防止することができる。
強化ビーム22は、板状の部材である。そのため、強化ビーム22の製造が容易である。また、強化ビーム22が追加されることによるキャブ6の外観の変化を小さくすることができる。
強化ビーム22は、上下方向に貫通する左開口58と右開口59とを有する。これにより、強化ビーム22を軽量することができる。そのため、強化ビーム22の追加によるキャブ6の重量の増大を抑えることができる。
強化ビーム22は、ボルト71−74によって標準フレーム21の取付部62−65に取り付けられる。このため、強化ビーム22の取り付けが容易である。
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。
作業車両は、油圧ショベルに限らず、ブルドーザ、ホイールローダなどの他の種類の車両であってもよい。
標準フレーム21の構造は、上記の実施形態のものに限らず変更されてもよい。強化ビーム22の形状、或いは配置は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、強化ビーム22が第3上メインビーム28と重なるように配置されてもよい。強化ビーム22が平面視で長方形の形状であってもよい。強化ビーム22の開口が省略されてもよい。
標準フレーム21への強化ビーム22の取付手段は上記の実施形態のようなボルト71−74に限らず、変更されてもよい。例えば、強化ビーム22は、標準フレーム21に溶接されてもよい。
上記の実施形態では、強化ビーム22は上方に凸に屈曲した形状を有する。しかし、強化ビーム22は、曲線状に滑らかに湾曲した形状であってもよい。 第1の屈曲誘導部、及び、第2の屈曲誘導部は、切り欠きに限らない。例えば、第1の屈曲誘導部、及び、第2の屈曲誘導部は、屈曲部位及び屈曲方向を誘導するように、他の部分よりも強度が低くされている部分であってもよく、或いは、変形時の応力が集中し易くされている部分であってもよい。
本発明によれば、作業車両の重量に応じた強度を備えると共に生産性の高い作業車両のキャブを提供することができる。
34 左上フレーム
37 右上フレーム
23 メインフレーム
44 ルーフプレート
21 標準フレーム
22 強化ビーム
6 キャブ
28 メインビーム
481,482 第1の屈曲誘導部
61 切り欠き(第2の屈曲誘導部)
51 左側部
52 右側部
53 中央部
58 左開口
59 右開口
62−65 取付部
37 右上フレーム
23 メインフレーム
44 ルーフプレート
21 標準フレーム
22 強化ビーム
6 キャブ
28 メインビーム
481,482 第1の屈曲誘導部
61 切り欠き(第2の屈曲誘導部)
51 左側部
52 右側部
53 中央部
58 左開口
59 右開口
62−65 取付部
Claims (16)
- 互いに左右方向に離れて配置され前後方向に延びる左上フレーム及び右上フレームを含むメインフレームと、前記左上フレーム及び前記右上フレームに取り付けられ前記メインフレームの天面に設けられるルーフプレートと、を有する標準フレームと、
前記ルーフプレートの上方に配置され、前記左上フレームと前記右上フレームとに取り付けられ、左右方向における中央を頂点として上方に凸の形状を有する強化ビームと、
を備える作業車両のキャブ。 - 前記メインフレームは、前記左上フレームと前記右上フレームとに取り付けられるメインビームをさらに含み、
前記メインビームは、前記ルーフプレートの下方に配置される、
請求項1に記載の作業車両のキャブ。 - 互いに左右方向に離れて配置され前後方向に延びる左上フレーム及び右上フレームを含むメインフレームと、前記左上フレーム及び前記右上フレームに取り付けられ前記メインフレームの天面に設けられるルーフプレートと、を有する標準フレームと、
前記ルーフプレートの上方に配置され、前記左上フレームと前記右上フレームとに取り付けられ、上方に凸の形状を有する強化ビームと、を備え
前記メインフレームは、前記左上フレームと前記右上フレームとに取り付けられるメインビームをさらに含み、
前記メインビームは、前記ルーフプレートの下方に配置され、
前記メインビームは、前記メインビームに負荷が掛かったときの前記メインビームの屈曲方向を誘導する屈曲誘導部を有する、
作業車両のキャブ。 - 互いに左右方向に離れて配置され前後方向に延びる左上フレーム及び右上フレームを含むメインフレームと、前記左上フレーム及び前記右上フレームに取り付けられ前記メインフレームの天面に設けられるルーフプレートと、を有する標準フレームと、
前記ルーフプレートの上方に配置され、前記左上フレームと前記右上フレームとに取り付けられ、上方に凸の形状を有する強化ビームと、を備え
前記メインフレームは、前記左上フレームと前記右上フレームとに取り付けられるメインビームをさらに含み、
前記メインビームは、前記ルーフプレートの下方に配置され、
前記キャブの平面視において、前記強化ビームは、前記メインビームに重ならない、
作業車両のキャブ。 - 前記強化ビームは、前記メインビームよりも後方に配置される、
請求項4に記載の作業車両のキャブ。 - 互いに左右方向に離れて配置され前後方向に延びる左上フレーム及び右上フレームを含むメインフレームと、前記左上フレーム及び前記右上フレームに取り付けられ前記メインフレームの天面に設けられるルーフプレートと、を有する標準フレームと、
前記ルーフプレートの上方に配置され、前記左上フレームと前記右上フレームとに取り付けられ、上方に凸の形状を有する強化ビームと、を備え、
前記強化ビームの底面は、上方に向かって凹んだ切り欠きを有する、
作業車両のキャブ。 - 互いに左右方向に離れて配置され前後方向に延びる左上フレーム及び右上フレームを含むメインフレームと、前記左上フレーム及び前記右上フレームに取り付けられ前記メインフレームの天面に設けられるルーフプレートと、を有する標準フレームと、
前記ルーフプレートの上方に配置され、前記左上フレームと前記右上フレームとに取り付けられ、上方に凸の形状を有する強化ビームと、を備え、
前記強化ビームは、上下方向に貫通する開口を有する、
作業車両のキャブ。 - 互いに左右方向に離れて配置され前後方向に延びる左上フレーム及び右上フレームを含むメインフレームと、前記左上フレーム及び前記右上フレームに取り付けられ前記メインフレームの天面に設けられるルーフプレートと、を有する標準フレームと、
前記ルーフプレートの上方に配置され、前記左上フレームと前記右上フレームとに取り付けられ、上方に凸の形状を有する強化ビームと、を備え、
前記強化ビームは、左側部と、右側部と、左右方向において前記左側部と前記右側部との間に位置する中央部と、を有し、
前記強化ビームの前後の寸法は、前記左側部及び前記右側部から前記中央部に向かって小さくなる、
作業車両のキャブ。 - 前記強化ビームは、
前記左側部と前記中央部との間に位置し、上下方向に貫通する左開口と、
前記右側部と前記中央部との間に位置し、上下方向に貫通する右開口と、
を有する、
請求項8に記載の作業車両のキャブ。 - 互いに左右方向に離れて配置され前後方向に延びる左上フレーム及び右上フレームを含むメインフレームと、前記左上フレーム及び前記右上フレームに取り付けられ前記メインフレームの天面に設けられるルーフプレートと、を有する標準フレームと、
前記ルーフプレートの上方に配置され、前記左上フレームと前記右上フレームとに取り付けられ、上方に凸の形状を有する強化ビームと、を備え、
前記メインフレームは、前記左上フレームと前記右上フレームとに取り付けられるメインビームをさらに含み、
前記メインビームは、前記キャブに左右方向から負荷が掛かったときの屈曲部位と屈曲方向とを誘導する第1の屈曲誘導部を有し、
前記強化ビームは、前記キャブに左右方向から負荷が掛かったときの屈曲部位と屈曲方向とを誘導する第2の屈曲誘導部を有し、前記メインビームと平面視で重ならない位置に配置される、
作業車両のキャブ。 - 前記第2の屈曲誘導部の前記屈曲方向は上方である、
請求項10に記載の作業車両のキャブ。 - 前記第2の屈曲誘導部の前記屈曲部位は前記強化ビームの左右方向における中央部である、
請求項10に記載の作業車両のキャブ。 - 前記第2の屈曲誘導部は、前記強化ビームの左右方向における中央部の底面において前後方向に延び上方に向かって凹んだ切り欠きである、
請求項10に記載の作業機械のキャブ。 - 前記強化ビームは、上方に凸に屈曲した形状を有する、
請求項1から13のいずれかに記載の作業車両のキャブ。 - 前記強化ビームは、板状の部材である、
請求項1から14のいずれかに記載の作業車両のキャブ。 - 前記左上フレームと前記右上フレームとは、ボルト孔を有する取付部を有し、
前記強化ビームは、ボルトによって前記取付部に取り付けられる。
請求項1から15のいずれかに記載の作業車両のキャブ。
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