JPWO2009041285A1 - キャブおよび建設機械 - Google Patents
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Abstract
Description
このような建設機械に搭載されたキャブ構造では、柱部材として用いられるパイプにも所定値以上の強度が要求される。しかしながら、強度を向上させるためにパイプの肉厚を上げたのでは、材料費や加工費等が増大してコストアップの要因となる。このため、強度面とコスト面との問題をともに解決可能なパイプの補強構造が求められている。
また、特許文献2には、外管パイプの内部に内管を挿入して外管の外周長を減少させる縮径工程を行うことにより二重管を形成してパイプを補強する二重管の製造方法が開示されている。
しかしながら、上記従来のパイプの補強構造では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記特許文献1,2に開示されたパイプの補強構造では、パイプの長手方向に渡って一様な補強構造となっている。このため、例えば、旋回フレームに対して近接配置されたキャブを構成する柱部材が、キャブに対して付与された外力によって旋回フレームの一部に接触した場合には、柱部材に対して局所的な外力が付与されるために、その部分で折れ曲がるおそれがある。
本発明の課題は、旋回フレームに近接配置されて折れ曲がるおそれがある部分における強度を十分に担保することが可能なキャブおよび建設機械を提供することにある。
第1の発明に係るキャブは、内部に空間を有する異形断面の左右後柱部材を含むキャブであって、第1孔部と、第1板材と、を含む右後柱部材を備えている。第1孔部は、右後柱部材に設けるとともに、長手方向が右後柱部材の長手方向に沿って形成され、右後柱部材の左右方向において右後柱部材を貫通するように形成されている。第1板材は、第1孔部に挿入された状態で固定される。
ここで、上記旋回フレームのメインビームには、例えば、作業機の取付部等のようにフレームから突出した部分等が含まれる。
ここでは、パイプ状の柱部材の外周面に形成された第1孔部に対して挿入される板材を、パイプ状の断面のほぼ中心部分を通過するように挿入し、固定している。
これにより、パイプ状の断面における端部を通過するように固定された板材を含む補強構造と比較して、柱部材の強度を安定的に向上させることができる。この結果、建設機械の転倒時等におけるキャブの変形を、最小限とすることができる。
ここでは、柱部材の長手方向における略中央部付近にも、別途、補強構造(第2孔部と第2板材)を設けている。
ここでは、柱部材に設けられた2つの補強構造について、長手方向において第1孔部と第2孔部とが一部重複するように、幅方向においてずらして形成されている。換言すれば、柱部材の側面視において、第1孔部の端部と第2孔部の端部とが重なるように、幅方向においてずらして形成されている。
これにより、長手方向に配置された2つの補強構造のつなぎ目の部分において局所的に強度が低い部分が形成されることを回避することができる。この結果、柱部材の長手方向において、一様に強度を向上させることができる。
ここでは、柱部材に形成される2つの補強構造は、柱部材の長手方向における略中央部付近に並列配置された2つの第2孔部と、その間における長手方向にずらした位置に形成された第1孔部と、を含むように構成されている。
これにより、上述したように、パイプ状の柱部材に対して最小限の構成を追加するだけで、柱部材が接触部分において折れ曲がることを回避して、キャブの軽量化を図りつつ、キャブの剛性をさらに向上させることができる。
これにより、上述したように、パイプ状の柱部材に対して最小限の構成を追加するだけで、柱部材が接触部分において折れ曲がることを回避して、キャブの軽量化を図りつつ、キャブの剛性をさらに向上させることができる。
2 下部走行体
3 旋回フレーム
3a メインビーム
4 作業機
5 カウンタウェイト
6 エンジン
10 キャブ
20 補強構造(柱部材の補強構造)
21a 板材(第1板材)
21aa 凸部
21b 板材(第2板材)
21c 板材(第3板材)
31 左前柱部材
32 右前柱部材
33 左後柱部材
34 右後柱部材(柱部材)
34a 孔部(第1孔部)
34b 孔部(第2孔部)
34c 孔部(第2孔部)
35 左中央柱部材
36 梁部材
P 履帯
[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、下部走行体2と、旋回フレーム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。
旋回フレーム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。旋回フレーム3は、ほぼ中央部分に、作業機4を取り付けるためのメインビーム3aを有している。メインビーム3aは、上方に向かって突出する一対の板状フレームであって、この間に作業機4のアームが装填されて回動可能な状態で固定される。なお、この旋回フレーム3の一部であるメインビーム3aとキャブ10を構成する柱部材34との近接部分X(図2参照)周辺の構成については、後段にて詳述する。
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フレーム3の後部に配置されている。
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、旋回フレーム3上における作業機4の取り付け部分の側方となる左側前部に配置されている(図2〜図4参照)。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。
キャブ10は、図2〜図4に示すように、旋回フレーム3上における作業機4が取り付けられるメインビーム3aの左側に近接して配置されている。また、キャブ10は、図5に示すように、5本の柱部材31〜35や梁部材36等によって構成されている。
柱部材31〜35は、左前柱部材31と、右前柱部材32と、左後柱部材33と、右後柱部材34と、左中央柱部材35と、を含むように構成されている。
左中央柱部材35は、いわゆるBピラーと呼ばれる柱として利用されており、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において床面から立設されている。
本実施形態では、図6および図7等に示すように、上述した油圧ショベル1に搭載されたキャブ10を構成する柱部材31〜35のうち、キャブ10の後方に配置されたCピラーに相当する右後柱部材34に対して、補強構造20を採用している。
なお、左後柱部材33については、旋回フレーム3のメインフレーム等の他の部材と接触するおそれがないことから、図5に示すように、長手方向における中央部付近等に、同様の補強構造20が採用されていればよい。
(1)
本実施形態のキャブ10では、図2等に示すように、旋回フレーム3上に配置されたキャブ10を構成する右後柱部材34が、旋回フレーム3のメインビーム3aに対して近接配置されている場合において、図6等に示すように、右後柱部材34における上記近接部分に対して、孔部34aと板材21aとを組み合わせた補強構造20を設けている。具体的には、パイプ状の右後柱部材34の壁面に貫通するように形成された孔部34aに対して、板材21aが挿入された状態で固定されることで、補強構造20を構成している。
本実施形態のキャブ10では、図8および図10に示すように、右後柱部材34の孔部34a〜34cに挿入された板材21a〜21cのうち、旋回フレーム3のメインビーム3aに近接配置された孔部34aに挿入された板材21aが、断面形状におけるほぼ中心位置を通過するように挿入固定されている。
これにより、右後柱部材34の断面強度を最も効果的に補強して、右後柱部材34の強度を安定的に向上させることができる。
本実施形態のキャブ10では、図6および図8に示すように、近接配置された旋回フレーム3のメインビーム3aとの接触面に対して交差する方向に沿って挿入固定されている。換言すれば、板材21aは、旋回フレーム3のメインビーム3aとの接触方向に沿って挿入固定されている。
本実施形態のキャブ10では、図7および図8に示すように、旋回フレーム3と近接配置された部分に設けられた補強構造20に加えて、右後柱部材34の長手方向におけるほぼ中央部付近に設けられた孔部34b,34cおよび板材21b,21cによって構成される補強構造20を組み合わせている。
本実施形態のキャブ10では、図7および図11に示すように、右後柱部材34の同一面に形成された孔部34aと孔部34b,34cとが、その端部において一部重複するように互いに略平行に配置されている。
これにより、右後柱部材34において、長手方向に複数の補強構造20を配置した場合でも、補強構造20同士の間等のように局部的に強度が劣る部分が形成されることを回避することができる。この結果、長手方向において安定して補強された右後柱部材34を構成することができる。
本実施形態のキャブ10では、図7および図11等に示すように、旋回フレーム3の一部に近接配置された部分に設けられた補強構造20(孔部34aおよび板材21a)を、右後柱部材34のほぼ中央部付近に設けられた補強構造20(一対の孔部34b,34cおよび板材21b,21c)の間に配置している。
これにより、3枚の板材21a〜21cを組み合わせて、右後柱部材34に付与されることが想定される外力に対して、効果的に対抗する補強構造20を構成することができる。
本実施形態の油圧ショベル1のキャブ10は、図1および図2に示すように、上述した補強構造20を含む右後柱部材34を含んでいる。
これにより、上述したように、パイプ状の柱部材31〜34を用いて軽量化を図るとともに、局所的に外力がかかるおそれがある部分を効果的に補強して、キャブ10全体の剛性を向上させることができる。
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。
(A)
上記実施形態では、本発明に係る補強構造20を、キャブ10を構成する右後柱部材34に対してのみ採用した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。
例えば、旋回フレームの一部等のような他の部材に対して近接配置された全ての柱部材に対して、本発明の補強構造を採用してもよい。あるいは、右後柱部材以外の特定の柱部材に対して採用することもできる。
上記実施形態では、本発明の補強構造20が採用された右後柱部材34に近接配置された旋回フレーム3の一部として、作業機4が取り付けられるメインビーム3aを例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、特定の柱部材に対して近接配置される柱部材の一部としては、作業機の取付部分の突出部以外にも、他の部分であってもよい。
上記実施形態では、右後柱部材34に対して、3つの孔部34a〜34cに対してそれぞれ板材21a〜21cを挿入し、補強構造20とした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。
例えば、特定の柱部材に対して1つだけ設けられた孔部に対して1枚の板材が挿入された補強構造であってもよい。
あるいは、3つ以上設けられたそれぞれの孔部に対して、各1枚ずつ板材が挿入されて補強構造が構成されていてもよい。
上記実施形態では、右後柱部材34の長手方向における中央部付近に形成された孔部34b,34cに対して挿入される板材21b,21cの挿入方向を反対向きにした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。
ただし、キャブに対する外力が付与される方向が一定ではない場合には、様々な向きで 挿入された板材を含む補強構造であることがより好ましい。
上記実施形態では、本発明に係る柱部材の補強構造20を含む柱部材によって構成されるキャブ10を搭載した建設機械として、油圧ショベル1を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ホイルローダ等の他の建設機械に搭載されるキャブを構成する柱部材に対して、本発明の補強構造が適用されてもよい。
Claims (7)
- 内部に空間を有する異形断面の左右後柱部材を含むキャブであって、
右後柱部材に設けるとともに、長手方向が前記右後柱部材の長手方向に沿って形成され、前記右後柱部材の左右方向において前記右後柱部材を貫通するように形成された第1孔部と、
前記第1孔部に挿入された状態で固定される第1板材と、
を含む前記右後柱部材を備えているキャブ。 - 前記第1板材は、前記柱部材の断面における略中心部を通過するように、前記第1孔部に挿入される、
請求項1に記載のキャブ。 - 前記柱部材の長手方向における略中央部付近に形成された第2孔部と、
前記第2孔部に挿入された状態で固定された第2板材と、
をさらに備えている、
請求項1または2に記載のキャブ。 - 前記第1孔部は、前記第2孔部に対して、幅方向においてずらすとともに、前記柱部材の長手方向において一部が重複するように形成されている、
請求項3に記載のキャブ。 - 前記第2孔部は、前記柱部材の長手方向に沿って並列に2つ形成されており、
前記第1孔部は、前記2つの第2孔部の間に形成されている、
請求項3に記載のキャブ。 - 旋回フレーム上に搭載され内部に空間を有する異形断面の左右後柱部材を含むキャブと、前記旋回フレームに設けられたメインビームと、を含む建設機械であって、
前記メインビームに対して近接配置された柱部材において、長手方向が前記柱部材の長手方向に沿って形成され、前記柱部材の左右方向において前記柱部材を貫通するように、前記メインビームに隣接する位置に形成された第1孔部と、
前記第1孔部に挿入された状態で固定される第1板材と、
を備えている建設機械。 - 旋回フレーム上に搭載され内部に空間を有する異形断面の左右後柱部材を含むキャブと、前記旋回フレームに設けられたメインビームと、を含む建設機械であって、
前記メインビームに対して近接配置された柱部材において、長手方向が前記柱部材の長手方向に沿って形成され、前記柱部材の左右方向において前記柱部材を貫通するように、前記メインビームに隣接する位置に形成された第1孔部と、
前記第1孔部に挿入された状態で固定され、通常時は前記メインビームに対して離間しており、前記キャブに対して前記メインビーム方向に負荷が掛かって前記柱部材が傾いた際に前記メインビームに対して当接する第1板材と、
を備えた建設機械。
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