JP4995646B2 - 建設機械キャブ - Google Patents

Description

本発明は、中空材で骨組みが構成された建設機械キャブに関するものである。

建設機械キャブにおいて、複数の中空材を組み合わせてフレーム（骨組み）とし、そのフレームに窓を有するパネルを配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、図５に示すように、建設機械キャブ６１の後部に、上下に延びる一対のリアピラー６２、６２と、それらリアピラー６２、６２の間を左右に延びるクロスメンバ６３−６５とが設けられる。それらリアピラー６２、６２とクロスメンバ６３、６５との間には、図示しない後窓を有するリアパネルが設けられる。後窓はキャブ６１の上部に設けられ、その後窓のための開口部６６が、リアピラー６２、６２とクロスメンバ６３、６４とで区画形成される。

ところで、従来、建設機械キャブ６１では、建設機械の転倒時に乗員を保護するために、様々な保護構造が提案されている。その転倒時の保護構造においては、リアピラー６２の補強構造が重要である。

例えば、転倒時のキャブ６１の保護対策として、中空状のリアピラー６２（中空材）を使用してキャブ６１を補強したものがある。中空状のリアピラー６２は、角パイプ、異形鋼管、チャネル形状のパネルを中空状に接合したものなどで形成される。

特開２００２−１１５２６８号公報

しかしながら、上述した中空状のリアピラー６２では、建設機械の転倒時に、リアピラー６２が座屈してしまうという問題があった。

すなわち、建設機械の転倒時、キャブ６１が横に転倒し、下側になったリアピラー６２にクロスメンバ６３、６４を介して荷重が加わり、後窓の開口部６６のコーナー部（隅
部）でリアピラー６２が座屈してしまう。

そこで、図６に示すように、後窓の開口部６６のコーナー部に三角形状のガセット材６７を追加することが考えられるが、図６の符号Ｂで示すように、ガセット材６７の端部６８（図７参照）でリアピラー６２が座屈してしまうという問題があった。

その座屈を防止するために、ガセット材６７を大きくすると、そのガセット材６７により後窓の開口部６６が塞がれてしまい、後窓の視界が狭くなってしまう。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、十分な後方視界を確保しつつ骨組みを構成する中空材の座屈を防止することができる建設機械キャブ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、建設機械の旋回体上に設けられ、開閉可能なドアが設けられた側面部と前窓が設けられた前面部と天窓が設けられたルーフ部と後窓が設けられた後面部とを備え、上記後窓のための開口部が、上下に延びる一対の中空状のリアピラーとそれらリアピラー間に架け渡された中空状のクロスメンバとで形成されると共に、上記開口部の四隅にガセット材が各々設けられ、上記ガセット材が、上記リアピラーと上記クロスメンバとの間に斜めに架け渡された斜板と、その斜板の両側に各々設けられ上記リアピラーと上記クロスメンバとに接合する一対の三角側板と、上記斜板の両端から上記リアピラーまたは上記クロスメンバに沿って延び、そのリアピラーまたはクロスメンバに面接触する座屈防止板とを有する建設機械キャブにおいて、上記座屈防止板は、上記斜板の両端から上記リアピラーまたは上記クロスメンバに沿って一定幅で延びる基部と、その基部から上記リアピラーまたは上記クロスメンバに沿って延び、先端に至るにつれ幅が細くなるテーパ部とを有し、上記座屈防止板が、上記基部および上記テーパ部の縁に沿って上記リアピラーまたは上記クロスメンバに溶接により接合されたものである。

好ましくは、リアパネルにより塞がれるリア開口部が、上記後窓の下方に位置させて上記リアピラーと上記クロスメンバとで区画形成されると共に、上記リア開口部の四隅に下側ガセット材が各々設けられ、上記下側ガセット材が、上記リアピラーと上記クロスメンバとの間に斜めに架け渡された下側斜板と、その下側斜板の両側に各々設けられ上記リアピラーと上記クロスメンバとに接合する一対の下側三角側板とを有し、上記ガセット材は、後方視界を確保すべく上記下側ガセット材よりも小さく形成されるものである。

好ましくは、上記斜板と上記三角側板とで形成される角部にアールが設けられたものである。

本発明によれば、十分な後方視界を確保しつつ、建設機械の横転時には骨組みを構成する中空材の座屈を防止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。

本実施形態の建設機械キャブ（以下、キャブという）は、例えば油圧ショベルなどの建設機械の運転室として用いられる。

図１から図４に基づき本実施形態のキャブの構造を説明する。以下の説明において、前後、左右、上下とは、キャブ内の乗員から見た方向をいう。

図１に示すように、キャブ１は、前方側に配置され上下に延びる左右一対のフロントピラー２、２と、後方側に配置され上下に延びる左右一対のリアピラー３、３と、フロントピラー２、２の間に配置されキャブ１の前面部をなすフロントパネル４と、リアピラー３、３の間に配置されキャブ１の後面部をなすリアパネル５と、フロントパネル４とリアパネル５との間を上方から覆いキャブ１のルーフ部をなすルーフパネル６と、フロントパネル４とリアパネル５との間を側方（左右）から覆いキャブ１の左右の側面部をなす左右のサイドパネル（図１では左側のみを示す）７とを備える。そのキャブ１は、図示しない建設機械の旋回体上に設けられ、該旋回体によりキャブ１の床部が形成される。

フロントピラー２、２は、キャブ１の前端部に左右に離間させて配置される。各フロントピラー２は、中空状に形成され、キャブ１の下部前端から後方側に傾斜しつつ上方に延びる。フロントピラー２、２の上端には、後述するルーフレール４３、４３を接続するための継手部材１０、１０が設けられる。

フロントピラー２、２の上端部（継手部材１０）の間には、フロントヘッダ１１が架け渡され、下端部の間には、フロントクロスメンバ１２が架け渡される。それらフロントヘッダ１１およびフロントクロスメンバ１２は、中空状に形成されて左右に延び、両端が左右のフロントピラー２、２に各々接合（例えば、溶接接合）される。

以上のフロントピラー２、２と、フロントクロスメンバ１２およびフロントヘッダ１１とにより区画形成された開口部（フロント開口部）１３に、フロントパネル４が配置される。

そのフロントパネル４には、キャブ１の前方視界を確保するための前窓１４が設けられる。その前窓１４は、フロント開口部１３と略同じ大きさに形成され、キャブ１の前面部の略全面に形成される。

リアピラー３、３は、キャブ１の後端部に、フロントピラー２、２と略同じ間隔で左右に離間させて配置される。各リアピラー３、３は、中空状に形成され、略直線状に上下に延びる。リアピラー３、３の下端部には、リアピラー３、３を旋回体に取り付けるための取付フランジ１５が形成される（図２参照）。

リアピラー３、３の間には、複数のクロスメンバ１６−１９が架け渡される。具体的には、クロスメンバ１６−１９として、リアピラー３、３の上端部に配置されたリアヘッダ１６と、リアピラー３、３の上下の中間位置に配置された中間リアクロスメンバ１７と、リアピラー３、３の下端部に配置された下側リアクロスメンバ１８と、その下側リアクロスメンバ１８と中間リアクロスメンバ１７との間の中間位置に配置されたリアレインフォースメント１９とが設けられる。

それらリアヘッダ１６、中間リアクロスメンバ１７、下側リアクロスメンバ１８、リアレインフォースメント１９は、中空状に形成されて左右に延び、両端が左右のリアピラー３、３に各々接合（例えば、溶接接合）される。

以上のリアピラー３、３とリアヘッダ１６と下側リアクロスメンバ１８により区画形成された開口部（リア開口部）にリアパネル５が配置される。そのリアパネル５の上部には後窓２２が設けられる。

後窓２２のための開口部（後窓開口部）２４が、リアピラー３、３とリアヘッダ１６と中間リアクロスメンバ１７とにより区画形成される。

すなわち、リア開口部は、中間リアクロスメンバ１７の上側の後窓開口部２４と、中間リアクロスメンバ１７の下側のリア下側開口部２５とからなる。

後窓開口部２４は、後窓２２と共にキャブ１の後方視界を確保するためにリアパネル５の後窓２２と同じ上下位置に設けられる。

図２に示すように、後窓開口部２４の四隅（コーナー部）には、後窓開口部２４（リアピラー３、３とリアヘッダ１６および中間リアクロスメンバ１７との接合部）を補強するためのガセット材（以下、窓側ガセット材という）２６が各々設けられる。

後窓開口部２４の四隅の各窓側ガセット材２６は、取り付けの向きが異なる他は実質的に同様の形状を有する。そこで、以下、図３および図４に基づき、後窓開口部２４の右下隅に設けられた窓側ガセット材２６について説明する。

図３および図４に示すように、窓側ガセット材２６は、リアピラー３と中間リアクロスメンバ１７との間に斜めに架け渡された斜板３１と、その斜板３１の両側に各々設けられリアピラー３と中間リアクロスメンバ１７とに接合する一対の三角側板３２（図３および図４では一方のみを示す）と、斜板３１の長手方向両端からリアピラー３または中間リアクロスメンバ１７に沿って延び、そのリアピラー３または中間リアクロスメンバ１７に面接触する座屈防止板（フランジ）３３、３３とを有する。

斜板３１は、リアピラー３と中間リアクロスメンバ１７との接合部（後窓開口部２４の隅部）を補強すべく、その接合部より上方のリアピラー３から、左下に向かい中間リアクロスメンバ１７まで斜めに延びる。その斜板３１は、リアピラー３および中間リアクロスメンバ１７よりも僅かに狭い幅を有する。

三角側板３２は、図例では、略直角２等辺三角形状に形成され、その斜辺が、斜板３１の幅方向の両側（縁部）に結合されると共に、残りの２辺が、リアピラー３および中間リアクロスメンバ１７に各々接合（例えば、溶接接合）される。

座屈防止板３３は、斜板３１の長手方向の両端部に各々設けられ、一方の座屈防止板３３（リアピラー３側の座屈防止板３３）がリアピラー３に沿って上方に延び、他方の座屈防止板３３（中間リアクロスメンバ１７側の座屈防止板３３）が中間リアクロスメンバ１７に沿って左方に延びる。

リアピラー３側の座屈防止板３３と中間リアクロスメンバ１７側の座屈防止板３３とは、実質的に同様の形状を有する。そこで、以下にリアピラー３側の座屈防止板３３を説明する。

リアピラー３側の座屈防止板３３は、斜板３１の長手方向端部から上方に同じ幅で延びる基部３５と、その基部３５から上方に延び、先端に至るにつれ幅が細くなるテーパ部３６とを有し、全体として舌状に形成される。その座屈防止板３３は、リアピラー３に対して面で当接し、基部３５およびテーパ部３６の縁に沿ってリアピラー３に溶接接合される。

以上の斜板３１と三角側板３２と座屈防止板３３とは、一体的に形成され、例えば、プレス成形による曲げ加工などで形成される。

図１に戻り、リア下側開口部２５は、リアピラー３、３と中間リアクロスメンバ１７と下側リアクロスメンバ１８とで区画形成される。そのリア下側開口部２５は、後窓２２の下方に位置してリアパネル５により塞がれる。また、リア下側開口部２５には、リア下側開口部２５の補強のために、上記リアレインフォースメント１９が設けられる。

リア下側開口部２５の四隅には、座屈防止板３３が省略されたガセット材（下側ガセット材）４０が設けられる。

ここで、リア下側開口部２５は、リアパネル５により塞がれるため、後窓開口部２４のように後方視界の確保を考慮する必要がない。そのため、下側ガセット材４０は、リアピラー３が座屈しないようにリアピラー３と三角側板との当接部分（面積）を広くして、窓側ガセット材２６よりも大きく形成される。

したがって、本実施形態の窓側ガセット材２６は、視界を確保すべく下側ガセット材４０よりも小さく形成されると共に、リアピラー３、リアヘッダ１６、或いは中間リアクロスメンバ１７に沿って平板状に形成された座屈防止板３３を有する。

フロントピラー２、２の上端部とリアピラー３、３の上端部との間には、前後に延びるルーフレール４３、４３が各々架け渡される。それらルーフレール４３、４３の間には、前後の中間位置に配置され左右に延びる中間ルーフサイドメンバ４４と、中間ルーフサイドメンバ４４とリアヘッダ１６との間の中間位置に配置され左右に延びる後側ルーフサイドメンバ４５とが架け渡される。

以上のルーフレール４３、４３とフロントヘッダ１１とリアヘッダ１６とにより区画形成された開口部（ルーフ開口部）４６に、ルーフパネル６が配置される。そのルーフパネル６の前部には、キャブ１の上方視界を確保するための天窓４７が設けられる。

フロントピラー２、２の下端部とリアピラー３、３の下端部との間には、前後に延びるサイドレール４８、４８が各々架け渡される。

右側（例えば、油圧ショベルでバケットが配置された側）のフロントピラー２とリアピラー３とルーフレール４３とサイドレール４８との間に、右側のサイドパネル（図示せず）が配置され、左側のフロントピラー２とリアピラー３とルーフレール４３とサイドレール４８の間に、左側のサイドパネル７が配置される。

より具体的には、左側のフロントピラー２とリアピラー３との間には、前後の中間位置に位置させて上下に延びるセンターピラー４９が設けられる。

左側のサイドパネル７は、センターピラー４９と左側のフロントピラー２との間に設けられる乗降のためのドア５０と、そのドア５０の後方に位置させて、センターピラー４９と左側のリアピラー３との間に設けられる後側左サイドパネル５１とで構成される。

以上のキャブ１の骨組みを構成するピラー、レール、およびサイドメンバは、中空材で形成され、その中空材は、例えば、パイプ材（異形鋼管など）や、パネル４−７に接合されそのパネル４−７とで閉断面をなすチャネル材などが考えられる。

次に、本実施形態の建設機械キャブ１の作用を説明する。

建設機械の転倒時、その建設機械の自重や転倒の衝撃による荷重がキャブ１に加わる。例えば、建設機械が左方に（ドア５０側に）横転すると、キャブ１の後方側では、リアピラー３、３の一方が下方に位置して地面に当たることになる。その下側になったリアピラー３には、窓側ガセット材２６を介して、上方からの荷重が掛かる。

ここで、本実施形態では、窓側ガセット材２６にリアピラー３と面接触する座屈防止板３３を設けているので、その座屈防止板３３により、窓側ガセット材２６からリアピラー３に加わる荷重（応力）が面で伝えられることになり、荷重が分散される。

そのため、本実施形態では、窓側ガセット材２６からリアピラー３に掛かる荷重が、局所的に集中してしまうことがなくなり、リアピラー３の座屈を防止することができる。

つまり、図６に示す従来のガセット材６７では、ガセット材６７の端部が、リアピラー６２の幅方向に沿って当接しているので、建設機械の横転時に、リアピラー３に掛かる荷重がガセット材６７の端部で集中し、リアピラー６２が座屈し易いという問題があった。

これに対して、本実施形態では、窓側ガセット材２６の斜板３１の端部に座屈防止板３３を設けているので、建設機械の横転時に、窓側ガセット材２６からリアピラー３に荷重が集中して掛かることがない。

このように、本実施形態では、骨組みをなすリアピラー３やクロスメンバ１６、１７などが中空材で形成された建設機械キャブ１において、建設機械の横転時に、中空材の座屈を防止することができる。

また、座屈防止板３３を、リアピラー３、リアヘッダ１６および中間リアクロスメンバ１７に沿った平板状に形成したので、その座屈防止板３３により後窓開口部２４が塞がれることがなく、十分な後方視界を確保することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。

例えば、斜板３１と三角側板３２とで形成される角部に、アールを設けるようにしてもよい。その場合、角部に応力が集中することがなくなり、窓側ガセット材２６の強度を向上させることができる。

図１は、本発明に係る一実施形態による建設機械キャブの概略斜視図である。 図２は、図１のＡ方向矢視図である。 図３は、本実施形態のガセット材の概略斜視図であり、リアピラーおよび中間リアクロスメンバに取り付けた状態を示す。 図４は、本実施形態のガセット材の概略斜視図である。 図５は、従来のキャブによるリアピラーおよびクロスメンバの概略斜視図である。 図６は、図５のＶＩ部拡大図である。 図７は、従来のガセット材の概略斜視図である。

符号の説明

１ 建設機械キャブ
３ リアピラー
４ フロントパネル（前面部）
５ リアパネル（後面部）
６ ルーフパネル（ルーフ部）
７ サイドパネル（側面部）
１４ 前窓
１６、１７ クロスメンバ
２０ 後窓
２４ 後窓開口部
２６ 窓側ガセット材（ガセット材）
３１ 斜板
３２ 三角側板
３３ 座屈防止板
４７ 天窓
５０ ドア

Claims (3)

1. 建設機械の旋回体上に設けられ、かつ、開閉可能なドアが設けられた側面部と、前窓が設けられた前面部と、天窓が設けられたルーフ部と、後窓が設けられた後面部とを備え、 上記後窓のための開口部が、上下に延びる一対の中空状のリアピラーとそれらリアピラー間に架け渡された中空状のクロスメンバとで区画形成されると共に、上記開口部の四隅にガセット材が各々設けられ、
   上記ガセット材が、上記リアピラーと上記クロスメンバとの間に斜めに架け渡された斜板と、その斜板の両側に各々設けられ上記リアピラーと上記クロスメンバとに接合する一対の三角側板と、上記斜板の両端から上記リアピラーまたは上記クロスメンバに沿って延び、そのリアピラーまたはクロスメンバに面接触する座屈防止板とを有する建設機械キャブにおいて、
   上記座屈防止板は、上記斜板の両端から上記リアピラーまたは上記クロスメンバに沿って一定幅で延びる基部と、その基部から上記リアピラーまたは上記クロスメンバに沿って延び、先端に至るにつれ幅が細くなるテーパ部とを有し、
   上記座屈防止板が、上記基部および上記テーパ部の縁に沿って上記リアピラーまたは上記クロスメンバに溶接により接合されたことを特徴とする建設機械キャブ。
2. リアパネルにより塞がれるリア開口部が、上記後窓の下方に位置させて上記リアピラーと上記クロスメンバとで区画形成されると共に、上記リア開口部の四隅に下側ガセット材が各々設けられ、
   上記下側ガセット材が、上記リアピラーと上記クロスメンバとの間に斜めに架け渡された下側斜板と、その下側斜板の両側に各々設けられ上記リアピラーと上記クロスメンバとに接合する一対の下側三角側板とを有し、
   上記ガセット材は、後方視界を確保すべく上記下側ガセット材よりも小さく形成される請求項１記載の建設機械キャブ。
3. 上記斜板と上記三角側板とで形成される角部にアールが設けられた請求項１記載の建設機械キャブ。

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