WO2015174552A1 - 作業車両のキャブ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

　作業車両のキャブ（６）は、標準フレーム（２１）と強化ビーム（２２）とを備える。標準フレームは、メインフレーム（２３）とルーフプレート（４４）とを有し、メインフレームは、前後方向に延び互いに左右方向に離れて配置される左上フレーム（３４）及び右上フレーム（３７）を含む。ルーフプレートは、メインフレームの天面に設けられ、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、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、上方に凸の形状を有する。

Description

作業車両のキャブ及びその製造方法

　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。

国際公開ＷＯ２００６／００８９８５

　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。

実施形態に係る作業車両の斜視図である。 キャブの斜視図である。 キャブの上面図である。 第３上メインビームの斜視図である。 キャブの変形の態様を示す図である。 強化ビームの上面図である。 強化ビームの正面図である。 キャブの上部の正面図である。 第１左取付部と第１左ボス部と左上フレームの断面図である。 実施形態に係る作業車両キャブの製造方法を示す図である。

　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

Claims (17)

1. 　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、
   を備える作業車両のキャブ。
2. 　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。
3. 　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、
   請求項２に記載の作業車両のキャブ。
4. 　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、
   請求項２又は３に記載の作業車両のキャブ。
5. 　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。
6. 　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５のいずれかに記載の作業車両のキャブ。
7. 　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、
   請求項１から６のいずれかに記載の作業車両のキャブ。
8. 　前記強化ビームは、板状の部材である、
   請求項１から７のいずれかに記載の作業車両のキャブ。
9. 　前記強化ビームは、上下方向に貫通する開口を有する、
   請求項１から８のいずれかに記載の作業車両のキャブ。
10. 　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、
    　請求項１から９のいずれかに記載の作業車両のキャブ。
11. 　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１０に記載の作業車両のキャブ。
12. 　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１１のいずれかに記載の作業車両のキャブ。
13. 　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、
    請求項１に記載の作業車両のキャブ。
14. 　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１３に記載の作業車両のキャブ。
15. 　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１３に記載の作業車両のキャブ。
16. 　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１３に記載の作業機械のキャブ。
17. 　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、有する標準フレームにおいて、
    　作業車両の重量に応じて、前記ルーフプレートの上方に強化ビームを配置し、前記左上フレーム及び前記右上フレームに前記強化ビームを取り付ける工程を備える作業車両のキャブの製造方法。

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