JP4589157B2 - 建設機械用キャビン - Google Patents

Description

本発明は、建設機械用キャビンに係り、特に、製造工程数及び製造コストを低減でき、かつパネルのデザイン上の自由度を向上させることができる建設機械用キャビンに関するものである。

油圧ショベル等の建設機械に用いられるキャビン（建設機械用キャビン）として、図１に示すようなものが知られている。

このキャビンは、キャビンのフレーム（枠組）を構成するための複数のピラー１０，１１，１２と、それら各ピラー１０，１１，１２間に配置され、壁を形成する複数のパネル１３，１４，１６，１７とを備える。

ピラーは、キャビンの上部及び前部のフレームを形成する一対のルーフ・フロントピラー１０，１０、各ルーフ・フロントピラー１０，１０の後端部から垂直下方に延出する一対のリアピラー１１，１１（図では一方のみを示す）、各ルーフ・フロントピラー１０，１０の上部（ルーフ部）の長手方向中間部から垂直下方に延出する一対のセンターピラー１２，１２（図では一方のみを示す）等を備え、これら各ピラー１０，１１，１２は基本的に閉断面形状に形成される。

一対のルーフ・フロントピラー１０，１０の上部（ルーフ部）間には、ルーフパネル１３が設けられ、リヤピラー１１とセンターピラー１２との間にはサイドパネル１６（以下、アウターパネルとも言う）が設けられ、一対のリアピラー１１，１１間には、図示しないリアパネルが設けられる。また、一対のルーフ・フロントピラー１０，１０の前部（フロント部）間にはフロントウインドウ１４が設けられる。

キャビンの一側において、ルーフ・フロントピラー１０の前部とセンターピラー１２との間には、ドアパネル１７が開閉可能に取り付けられる。

また、キャビン全体の剛性・強度を高めるために、フロントウインドウ１４の下部においてルーフ・フロントピラー１０，１０間を延出するフロントメンバ１５が設けられ、アウターパネル１６の内側下部においてリアピラー１１とセンターピラー１２との間を延出するサイドメンバ１９（補強メンバ）が設けられる。

図７（ａ）に示すように、サイドメンバ１９は、ほぼＬ字状の断面を有する金属板からなり、その一面１９ａがアウターパネル１６の内面に対してスポット溶接により接合される。

あるいは、図７（ｂ）に示すように、断面ほぼコ字状のサイドメンバ１９’をアウターパネル１６の内面に対してスポット溶接により接合することで、サイドメンバ１９’とアウターパネル１６の一部とで閉断面を構成し、キャビンの強度をより高めることも知られている。

特開２００２−８８８１２号公報 特開２００１−２０７４７９号公報

しかしながら、このような従来のキャビンでは、サイドメンバ１９，１９’とアウターパネル１６とをスポット溶接により接合するため、キャビンを組み立てる際、アウターパネル１６の外面に溶接歪み（圧痕）が発生し、外観品質が低下してしまう問題があった。

そこで、キャビンの組立後にアウターパネル１６の外面を研磨する等して圧痕を除去することが行われているが、これが製造工程数及び製造コストの増加につながっていた。

また、スポット溶接は基本的に、平坦な部材同士の接合しかできないため、アウターパネル１６の接合部（サイドメンバ１９，１９’との接合部）は、平坦状に形成せざるを得ない。このため、アウターパネル１６の接合部を複雑な形状（例えば、曲面等）にすることができず、アウターパネル１６のデザイン上の自由度が制限されていた。

また、スポット溶接では、アウターパネル１６とサイドメンバ１９，１９’との間をシールすることができないため、例えば、建設機械の洗車時に水などの液体がアウターパネル１６とサイドメンバ１９，１９’との隙間からキャビン内部に侵入することを防止するために、両部材間にシール剤を塗布する必要があり、これも製造工程数及び製造コストの増加につながっていた。

そこで、本発明の目的は、これら問題点を解決し、製造工程数及び製造コストを低減でき、かつパネルのデザイン上の自由度を向上させることができる建設機械用キャビンを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、キャビンの枠組を構成する複数のピラーと、それらピラー間に配置されたパネルと、少なくとも一つのパネルの両側に位置する二つのピラー間を延出する補強メンバとを備えた建設機械用キャビンにおいて、上記補強メンバは、開口部にフランジ部が形成された断面ほぼコ字状の本体と、該本体のフランジ部に接合された蓋部とを備えた閉断面形状に形成され、その補強メンバの蓋部の外面の長手方向両端部を上記パネルの両側に位置するピラーに対して溶接接合すると共に、上記蓋部の外面を上記パネルに対してその長手方向全域に亘って接着剤により接着したことを特徴とする。

ここで、上記補強メンバの上記蓋部には、上記本体側に向って突出した凸部が蓋部の長手方向全域に亘って延出すると共に、上記蓋部の上下方向に間隔を隔てて二つ設けられても良い。

また、上記ピラーが、ルーフピラーと、そのルーフピラーに対してほぼ直交して延出するセンターピラー及びリアピラーとを備え、それらセンターピラーとリアピラーとの間にアウターパネルが配置され、上記補強メンバが、上記アウターパネルの内側下部において上記センターピラーとリアピラーとの間を延出するようにしても良い。

本発明によれば、製造工程数及び製造コストを低減でき、かつパネルのデザイン上の自由度を向上させることができるという優れた効果を発揮するものである。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

本実施形態のキャビンの基本的な構造は、図１に示したものと同様である。そこで、最初に図１を用いて本実施形態のキャビンの全体構造を簡単に説明し、その後、図３及び図４を用いて本実施形態のキャビンの特徴部分を説明する。

図１に示すように、本実施形態のキャビンは、キャビンの上部及び前部のフレームを形成する一対のルーフ・フロントピラー１０，１０と、各ルーフ・フロントピラー１０，１０の後端部から垂直下方に延出する一対のリアピラー１１，１１（図では一方のみを示す）と、各ルーフ・フロントピラー１０，１０の上部（ルーフ部）の長手方向中間部から垂直下方に延出する一対のセンターピラー１２，１２（図では一方のみを示す）とを備え、これら各ピラー１０，１１，１２は閉断面形状に形成される。

一対のルーフ・フロントピラー１０，１０の上部（ルーフ部）間には、ルーフパネル１３が設けられ、リヤピラー１１とセンターピラー１２との間にはサイドパネル１６（以下、アウターパネルとも言う）が設けられ、一対のリアピラー１１，１１間には、図示しないリアパネルが設けられる。また、一対のルーフ・フロントピラー１０，１０の前部（フロント部）間にはフロントウインドウ１４が設けられる。

キャビンの一側において、ルーフ・フロントピラー１０の前部とセンターピラー１２との間には、ドアパネル１７が開閉可能に取り付けられる。

フロントウインドウ１４の下部には、ルーフ・フロントピラー１０，１０間を延出するフロントメンバ１５が設けられる。フロントメンバ１５は、外側パネル１５ａと内側パネル１５ｂとからなり、全体として閉断面形状を有している。

本実施形態では、ルーフ・フロントピラー１０は異型鋼管から構成され、リヤピラー１１及びセンターピラー１２は、図２に示すように、アウターパネル１６の一部と、そのアウターパネル１６の内面に溶接により取り付けられた断面ほぼコ字状のインナーパネル１１ａ，１２ａとにより各々構成される。つまり、本実施形態では、アウターパネル１６の一部がリアピラー１１及びセンターピラー１２の一部を構成する。

さて、本実施形態のキャビンの特徴は、アウターパネル１６の内側下部において、リアピラー１１とセンターピラー１２との間を延出するサイドメンバ１（補強メンバ）にあるので、以下、図３及び図４を用いて本実施形態のキャビンのサイドメンバ１の構造及びその取付構造について説明する。図３は、本実施形態のキャビンのアウターパネル１６、サイドメンバ１、センターピラー１２及びリアピラー１１を、キャビンの内側から見た状態を示す斜視図であり、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

図３及び図４に示すように、本実施形態のキャビンのサイドメンバ１は、アウターパネル１６の下端近傍において、センターピラー１２とリアピラー１１との間に延出し、両ピラー１１，１２とほぼ直交させて配置される。

図４に示すように、サイドメンバ１は、開口部にフランジ２ａが形成された断面ほぼコ字状の本体２と、その本体２のフランジ２ａに対して溶接等により接合された平板状の蓋部３とを備え、全体として閉断面に形成される。つまり、本実施形態のサイドメンバ１は、アウターパネル１６とは完全に独立した部材であり、自身のみで閉断面を構成する。本体２及び蓋部３は、例えば、金属板をプレス加工することで製造できる。

サイドメンバ１の長さは、リアピラー１１とセンターピラー１２との間隔とほぼ等しく、その長手方向両端部が、リアピラー１１及びセンターピラー１２に固定される。より詳しく説明すると、サイドメンバ１の長手方向両端部は、リヤピラー１１及びセンターピラー１２を構成するインナーパネル１１ａ，１２ａに対してそれぞれ溶接により固定される。これにより、図１に示すように、ルーフ・フロントピラー１０の上部（ルーフ部）と、リアピラー１１と、センターピラー１２と、サイドメンバ１とでほぼ四角形状のフレームが構成され、キャビンの強度・剛性が充分に確保される。

図３及び図４に戻り、サイドメンバ１の蓋部３の外面（アウターパネル１６側の側面）は、アウターパネル１６と当接する部分が、その長手方向全域に亘って、アウターパネル１６に対して構造用接着剤により接着される。蓋部３の外面の上下両縁部には接着剤塗布領域Ａ（図４参照）が形成され、この領域Ａにおいて蓋部３とアウターパネル１６とが互いに接着される。これにより、サイドメンバ１とアウターパネル１６とが互いの当接部分の長手方向全域に亘って接着されることになる。

このように、本実施形態のサイドメンバ１は閉断面形状に形成され、その長手方向両端部がリアピラー１１及びセンターピラー１２に対して溶接接合されると共に、その側面がアウターパネル１６に対して接着剤により接着される。

そして、このようなサイドメンバ１を具備した本実施形態のキャビンによれば、以下の様な効果を得ることができる。

１）サイドメンバ１とアウターパネル１６とを接着剤により固定するため、アウターパネル１６に溶接歪み等による変形が生じることはない。従って、アウターパネル１６、ひいてはキャビン全体の外観品質が向上する。

２）アウターパネル１６の外観仕上げ加工（研磨加工等）を省略できるので、製造工程数及び製造コストの低減が図れる。

３）アウターパネル１６とサイドメンバ１とを接着剤により固定しているので、両部材１６，１の接合面を完全に平坦にする必要はなく、アウターパネル１６のデザイン上の自由度が増す。例えば、アウターパネル１６の接合部（接着剤塗布領域Ａに対応する部分）を湾曲させること等が可能となり、キャビンの外観品質の向上等につながる。

４）サイドメンバ１の側面におけるアウターパネル１６と当接する部分が、その長手方向全域に亘ってアウターパネル１６と接着されているので、サイドメンバ１とアウターパネル１６との間をシールできる。従って、両部材１，１６間をシールするためのシール剤を別途塗布する必要がなく、製造工程数及び製造コストの低減が図れる。

ところで、接着剤による接合は、スポット溶接と比べると接合強度が若干劣るため、本実施形態のキャビンでは、アウターパネル１６とサイドメンバ１との接合強度が従来よりも若干低下することが考えられる。しかしながら、本実施形態では、サイドメンバ１そのものが閉断面形状を有しており強度が充分に高い上、サイドメンバ１の両端部がリヤピラー１１及びセンターピラー１２に溶接により強固に接合されるため、サイドメンバ１とアウターパネル１６との接合強度が従来より若干低くなってもキャビンに要求される強度・剛性を充分に確保することができる。

さて、図１に示すように、アウターパネル１６の外側下部には、ドアパネル１７が開いたときにそのドアパネル１７を受け止めるためのストッパ２０が設けられる。そこで、図５を用いて、このストッパ２０とアウターパネル１６及びサイドメンバ１との取付構造を説明する。

図に示すように、ストッパ２０を設ける部位においては、アウターパネル１６及びサイドメンバ１の蓋部３にボルト挿通穴１６ａ，３ａがそれぞれ形成されており、このボルト挿通穴１６ａ，３ａ内にストッパ２０の後部に設けられたボルト２０ａが挿通される。そして、サイドメンバ１の内部にて、このボルト２０ａにナット２１を螺合させることにより、ストッパ２０がアウターパネル１６及びサイドメンバ１に対して固定される。

ドアパネル１７（図１参照）が１８０°回転してストッパ２０に当たると、その衝撃荷重がアウターパネル１６及びサイドメンバ１に伝達されるが、本実施形態では、アウターパネル１６とサイドメンバ１とが比較的広い面積（接着剤塗布領域Ａ）で接合しているため、衝撃荷重を広い範囲に分散させることができる。従って、ドアパネル１７によるストッパ２０への衝撃に対する強度は充分に確保される。

これに対して、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示したように、サイドメンバ１９，１９’とアウターパネル１６とをスポット溶接により接合する従来のキャビンでは、ストッパ２０に付与された衝撃荷重が極狭い領域（スポット溶接部）に集中的に伝達されるため、ドアパネル１７によるストッパ２０への衝撃に対する強度は本実施形態のキャビンと比べて低くなる。

本発明は以上説明した実施形態に限定はされない。

例えば、図６に示すように、サイドメンバ１の蓋部３’に、内側（本体２側）に向かって突出した凸部５を形成しても良い。こうすることで、サイドメンバ１の強度を向上させることができる上、この凸部５により接着剤塗布領域Ａを区画すれば、接着剤を塗布する部分を目視等により容易に判断できるため、作業性が向上する。この実施形態においては、凸部５は、蓋部３の長手方向（紙面裏表方向）全域に亘って延出すると共に、蓋部３の上下方向に間隔を隔てて二つ設けられる。

また、接着剤の塗布領域Ａは、サイドメンバ１の蓋部３及びサイドメンバ１’の一側面の上下方向（幅方向）全域に亘って形成しても良い。

また、上記実施形態では、サイドメンバ１，１’の両端部をリアピラー１１及びセンターピラー１２に溶接接合するとしたが、これらピラー１１，１２の内部にパイプ等の内部補強部材（図示せず）が介設されている場合、ピラー１１，１２の外壁の一部を切り抜いて、サイドメンバ１，１’の両端部をピラー１１，１２内に配置された内部補強部材に対して接合しても良い。

また、サイドメンバ１，１’は補強メンバの一例として示したものであり、本発明の補強メンバを限定する意図はない。本発明の補強メンバは、一つのパネルの両側に位置するピラーの間であれば、あらゆる位置に設置することができる。例えば、フロントウインドウ１４の下部に設けられたフロントメンバ１５に本発明を適用することも可能である。この場合、フロントメンバ１５を構成する外部パネル１５ａと内側パネル１５ｂとの接合を接着剤により行うことで、フロントメンバ１５に溶接歪みが生じることを回避でき、外観品質を向上させることができる。

また、ルーフ・フロントピラー１０は一体型に限定されず、ルーフピラーとフロントピラーに分割されたタイプでも良い。

建設機械用キャビンの概略斜視図である。 リアピラー又はセンターピラーの断面図である。 本発明の一実施形態に係る建設機械用キャビンの部分斜視図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 ストッパとアウターパネル及びサイドメンバとの取付部を示す断面図である。 サイドメンバの他の実施形態を示す断面図である。 （ａ）は、従来のサイドメンバの断面図である。（ｂ）は、従来のサイドメンバの断面図である。

符号の説明

１ サイドメンバ（補強メンバ）
２ 本体
３ 蓋部
１０ ルーフ・フロントピラー
１１ リアピラー
１２ センターピラー
１３ ルーフパネル
１４ フロントウインドウ（アウターパネル）
１５ フロントメンバ
１６ アウターパネル（サイドパネル）

Claims (3)

1. キャビンの枠組を構成する複数のピラーと、それらピラー間に配置されたパネルと、少なくとも一つのパネルの両側に位置する二つのピラー間を延出する補強メンバとを備えた建設機械用キャビンにおいて、上記補強メンバは、開口部にフランジ部が形成された断面ほぼコ字状の本体と、該本体のフランジ部に接合された蓋部とを備えた閉断面形状に形成され、その補強メンバの蓋部の外面の長手方向両端部を上記パネルの両側に位置するピラーに対して溶接接合すると共に、上記蓋部の外面を上記パネルに対してその長手方向全域に亘って接着剤により接着したことを特徴とする建設機械用キャビン。
2. 上記補強メンバの上記蓋部には、上記本体側に向って突出した凸部が蓋部の長手方向全域に亘って延出すると共に、上記蓋部の上下方向に間隔を隔てて二つ設けられていることを特徴とする請求項１記載の建設機械用キャビン。
3. 上記ピラーは、ルーフピラーと、そのルーフピラーに対してほぼ直交して延出するセンターピラー及びリアピラーとを備え、それらセンターピラーとリアピラーとの間にアウターパネルが配置され、上記補強メンバは、上記アウターパネルの内側下部において上記センターピラーとリアピラーとの間を延出する請求項１又は２記載の建設機械用キャビン。

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