作業車のキャビン構造
【課題】 軽量でデザイン自由度が高く、転倒時保護構造として要求される強度及び剛性を十分に満たし得る構成の作業車のキャビン構造を提供する。
【解決手段】 プレス成形された複数の板金が接合されてなり、中空閉断面に形成されたフレーム部Ｆ及びこのフレーム部Ｆに繋がる外板部Ｂを有して構成される作業車のキャビンにおいて、そのフレーム部Ｆは、外板部Ｂの一部を構成する２枚の板金４３，４４が、これら両板金４３，４４の間に一の方向に延びた中空部ＳＰが形成されるように重ね合わせた状態で、一方の板金４３の端面Ｔとこの一方の板金４３の端面Ｔが接する他方の板金４４の表面Ｓとの間に施されたすみ肉溶接継手Ｗによって接合された構成を有する。
【解決手段】 プレス成形された複数の板金が接合されてなり、中空閉断面に形成されたフレーム部Ｆ及びこのフレーム部Ｆに繋がる外板部Ｂを有して構成される作業車のキャビンにおいて、そのフレーム部Ｆは、外板部Ｂの一部を構成する２枚の板金４３，４４が、これら両板金４３，４４の間に一の方向に延びた中空部ＳＰが形成されるように重ね合わせた状態で、一方の板金４３の端面Ｔとこの一方の板金４３の端面Ｔが接する他方の板金４４の表面Ｓとの間に施されたすみ肉溶接継手Ｗによって接合された構成を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設作業車や農作業車など不整地での作業を行うことのある作業車のキャビン構造に関し、更に詳しくは、万が一車両が転倒した場合であってもキャビン内の乗員を保護し得る構成を備えた作業車のキャビン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設作業車や農作業車等の作業車は不整地での作業を行うことがあり、そのキャビンには、万が一車両が転倒した場合であっても乗員（オペレータ）を保護し得る構成が要求される。このようなキャビン構造は一般に転倒時保護構造と呼ばれ、ROPS（Roll-Over Protective Structure：ロップス）構造とも称される。このような転倒時保護構造は具体的には、車両転倒時においてシートベルトを付けた乗員が機械と地面との間に挟まれて押し潰されないように乗員を保護し得る鋼製の構造を意味する。
【０００３】
従来、上記作業車のキャビン構造は例えば下記の特許文献１に示されるように、鋼製管（パイプ）状のフレーム部材と、これに溶接接合された鋼製外板部材とからなる。中空閉断面に形成された鋼製の管状のフレーム部材は剛性が極めて高く、このようなフレーム部材に外板部材を溶接接合することによって比較的容易に剛性が高く丈夫な箱型構造を得ることができる。
【特許文献１】特開２００３−１０５８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のように管状のフレーム部材に外板部材を溶接接合する構成では、管状のフレーム部材はそれ自体が重いことからキャビン全体の重量が大きくなってしまい、製造コストが高くなるという問題点がある。また、管状のフレーム部材を用いた構成ではデザイン自由度があまりなく、画一的な形状となって商品性に劣るといった問題点もある。これらの問題点を解決する方法としては、プレス成形した複数の板金をスポット溶接により接合して管状のフレーム部と外板部とを一体に形成する技術も存在するが、スポット溶接継手は２枚の板金の接合部端面にのみ施されるうえ、隣接するスポット溶接継手間のピッチを小さくするには限界があることから所要の接合強度が得られず、転倒時保護構造として要求される十分な強度・剛性を満たすことができなかった。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、軽量でデザイン自由度が高く、転倒時保護構造として要求される強度及び剛性を十分に満たし得る構成の作業車のキャビン構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る作業車のキャビン構造は、プレス成形された複数の板金が接合されてなり、中空閉断面に形成された管状のフレーム部及びこのフレーム部に繋がる外板部を有して構成される作業車(例えば、実施形態におけるパワーショベル車１)のキャビンにおいて、そのフレーム部は、外板部の一部を構成する２枚の板金(例えば、実施形態における右外側板金４３及び右内側板金４４)が、これら両板金の間に一の方向に延びた中空部が形成されるように重ね合わされた状態で、一方の板金(例えば、実施形態における右外側板金４３)の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金(例えば、実施形態における右内側板金４４)の表面との間に施されたすみ肉溶接継手によって接合された構成を有している。
【０００７】
また、上記構成の作業車のキャビン構造においては、フレーム部を構成する板金の一つ(例えば、実施形態における右外側板金４１)とこの板金に接続される外板部を構成する板金(例えば、実施形態における上部板金４７)とは、これら両板金が重ね合わされた状態で、一方の板金(例えば、実施形態における上部板金４７)の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金(例えば、実施形態における右外側板金４１)の表面との間に施されたすみ肉溶接継手によって接合されていることが好ましい。また、上記一方の板金の端面は、その一方の板金に形成された切り欠き或いは孔の内周縁の端面であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る作業車のキャビン構造において、そのフレーム部は、外板部の一部を構成する２枚の板金が、これら両板金の間に一の方向に延びた中空部が形成されるように重ね合わされた状態で、一方の板金の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金の表面との間に施されたすみ肉溶接継手によって接合された構成となっている。このため本発明に係るキャビン構造はその全体をプレス成形された複数の板金のみから構成することができ、軽量であるとともにデザイン自由度にも優れたものとすることができる。また、従来のように２枚の板金をその接合部端面にのみスポット溶接継手を形成して接合する方法と比べてその接合強度を各段に増大させることができるので、転倒時保護構造として要求される強度及び剛性を十分に満たすことが可能となる。
【０００９】
また、上記本発明に係る作業車のキャビン構造において、フレーム部を構成する板金の一つとこの板金に接続される外板部を構成する板金とが、これら両板金が重ね合わされた状態で、一方の板金の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金の表面との間に施されたすみ肉溶接継手によって接合されているのであれば、フレーム部とこれに接続される外板部との接合も強固なものとなり、キャビン全体の強度及び構成をより一層高めることが可能となる。また、このようなすみ肉溶接接合の際、他方の板金の表面とすみ肉溶接継手によって接合される一方の板金の端面が、その一方の板金に形成された切り欠き或いは孔の内周縁の端面であるようにすれば、接合する２枚の板金はその一方の板金に形成された切り欠き或いは孔が目印となって自動溶接が可能となるため、キャビンの生産性を従来以上に高めることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図２は本発明の一実施形態に係る作業車のキャビン構造が適用されたパワーショベル車１を示している。このパワーショベル車１は、左右一対のクローラ走行装置１１を備えた下部走行体１０と、この下部走行体１０上に設けられて図示しない旋回モータにより水平旋回が可能な上部旋回体２０と、この上部旋回体２０に取り付けられたパワーショベル機構３０と、上部旋回体２０の上部に取り付けられたオペレータ搭乗用のキャビン４０とから構成されている。
【００１１】
クローラ走行装置１１は駆動輪１１ａ、遊動輪１１ｂ及びこれら駆動輪１１ａと遊動輪１１ｂとの間に掛け渡されたクローラベルト１１ｃを有して構成されており、駆動輪１１ａは油圧モータ１１ｄにより駆動される。パワーショベル機構３０は上部旋回体２０の前部に取り付けられて上部旋回体２０の前後方向に揺動自在なブーム３１と、このブーム３１の先端部に取り付けられて上部旋回体２０の前後方向に揺動自在なアーム３２と、アーム３２の先端部に取り付けられて上部旋回体２０の前後方向に揺動自在なバケット３３とを有して構成される。上部旋回体２０とブーム３１との間にはブームシリンダ３４が設けられており、このブームシリンダ３４を伸縮作動させることによってブーム３１を上部旋回体２０の前後方向に揺動させることができる。また、ブーム３１とアーム３２との間にはアームシリンダ３５が設けられており、このアームシリンダ３５を伸縮作動させることによってアーム３２を上部旋回体２０の前後方向に揺動させることができる。また、アーム３２とバケット３３との間にはバケットシリンダ３６が設けられており、このバケットシリンダ３６を伸縮作動させることによってバケット３３を上部旋回体２０の前後方向に揺動させることができる。
【００１２】
キャビン４０はプレス成形された複数の板金が接合されてなり、中空閉断面に形成された管状の複数のフレーム部Ｆ及びこれらフレーム部Ｆに繋がる複数の外板部Ｂを有した構成となっている。キャビン４０の正面には正面窓ＷＦが設けられており、キャビン４０の上方には上部窓ＷＵが、キャビン４０の左右両側には窓ＷＬ，ＷＲがそれぞれ設けられている。また、キャビン４０の左側にはドアＤが設けられており、オペレータはここからキャビン４０への出入りを行うことができる。
【００１３】
キャビン４０内にはオペレータが座するオペレータシート６１が設けられており、このオペレータシート６１の前方位置には左右のクローラ走行装置１１の作動操作を行うための走行レバー６２が、オペレータシート６１の左右側方位置にはパワーショベル機構３０の作動操作を行うための左右の操作レバー６３，６４がそれぞれ設けられている。左側の操作レバー６３はその前後方向への傾動操作によってアームシリンダ３５を伸縮作動させる（すなわちアーム３２を揺動作動させる）ことができ、左右方向への傾動操作によって旋回モータを回転作動させる（すなわち上部旋回体２０を水平旋回作動させる）ことができる。また、右側の操作レバー６４はその前後方向へ傾動操作によってブームシリンダ３４を伸縮作動させる（すなわちブーム３１を揺動作動させる）ことができ、左右方向への傾動操作によってバケットシリンダ３６を伸縮作動させる（すなわちバケット３３を揺動作動させる）ことができる。このようなレバー操作によりオペレータは掘削作業や排土作業などを行うことが可能である。
【００１４】
図３はパワーショベル車１から取り外したキャビン４０を示している。但し、この図では正面窓ＷＦ、上部窓ＷＵ、左右の窓ＷＬ，ＷＲ及びドアＤは取り外されている。このキャビン４０はプレス成形された８枚の鋼製の板金、すなわち左外側板金４１、左内側板金４２、右外側板金４３、右内側板金４４、正面板金４５、正面上方ビーム４６及び上部板金４７、上後方ビーム４８からなる（図４〜図７も参照）。
【００１５】
図４、図６及び図７から分かるように、左外側板金４１の外周部、窓ＷＲの枠部及びドアＤの枠部にはそれぞれ曲げ加工部ＥＬ１，ＦＬ１，ＤＲ１が形成されており、左内側板金４２の外周部、窓ＷＲの枠部及びドアＤの枠部には上記左外側板金４１に形成された曲げ加工部ＥＬ１，ＦＬ１，ＤＲ１に対応した曲げ加工部ＥＬ２，ＦＬ２，ＤＲ２が形成されている。これら左外側板金４１に形成された曲げ加工部ＥＬ１，ＦＬ１，ＤＲ１と左内側板金４２に形成された曲げ加工部ＥＬ２，ＦＬ２，ＤＬ２とは対応するもの同士が対向するように配置されたうえで後述するすみ肉溶接が施されて接合されている。
【００１６】
また、図５、図６及び図７から分かるように、右外側板金４３の外周部及び窓ＷＬの枠部にはそれぞれ曲げ加工部ＥＲ１，ＦＲ１が形成されており、右内側板金４４の外周部及び窓ＷＬの枠部には上記右外側板金４３に形成された曲げ加工部ＥＲ１，ＦＲ１に対応した曲げ加工部ＥＲ２，ＦＲ２が形成されている。これら右外側板金４３に形成された曲げ加工部ＥＲ１，ＦＲ１と右内側板金４４に形成された曲げ加工部ＥＲ２，ＦＲ２とは対応するもの同士が対向するように配置されたうえで後述するすみ肉溶接が施されて接合されている。
【００１７】
左外側板金４１と右外側板金４３とは、図３に示すように、キャビン４０の正面上方位置を横方向に延びて設けられた正面上方ビーム４６と、キャビン４０の上後方位置を横方向に延びて設けられた上後方ビーム４８とによって相互に連結されている。そして、キャビン４０の正面位置に相当する左外側板金４１、右外側板金４３及び正面上方ビーム４６を三辺とする領域にはこの領域を覆うように正面板金４５が設けられており、キャビン４０の上方位置に相当する左外側板金４１、右外側板金４３、正面上方ビーム４６及び上後方ビーム４８を四辺とする領域にはこの領域を覆うように上部板金４７が設けられている。ここで、正面板金４５はその三辺に位置する各部材４１，４３，４６とすみ肉溶接接合されており（図６参照）、その中央に形成された開口部４５ａには前述の正面窓ＷＦが取り付けられる。また、上部板金４７はその四辺に位置する各部材４１，４３，４６，４８とすみ肉溶接接合されており（図７参照）、その前方に形成された開口部４７ａには前述の上部窓ＷＵが取り付けられる。
【００１８】
このような構成のキャビン４０では、図８中に示す太線の位置に中空閉断面に形成されたフレーム部Ｆを有し、またこれらフレームＦの間に外板部Ｂを有することになる（後述のように、外板部Ｂの一部はフレーム部Ｆと一体に形成され、他の一部はフレーム部Ｆに溶接接合されている）。フレーム部Ｆの各々は外板部Ｂの一部を構成する２枚の板金が、これら両板金の間に一の方向に延びた中空部ＳＰが形成されるように重ね合わされた状態で、一方の板金の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金の表面との間に施されたすみ肉溶接継手Ｗによって接合されている。例えば、図７（及び図１）に示すように、キャビン４０の右側上部に形成されたフレームＦは、キャビン４０の右側側面の外板部Ｂを構成する２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）が、これら両板金４３，４４の間にキャビン４０の前後方向に延びた中空部ＳＰが形成されるように重ね合わされた状態で、右外側板金４３の端面と右内側板金４４の表面との間に施されたすみ肉溶接継手Ｗによって接合されている。
【００１９】
図１は、フレーム部Ｆを構成する２枚の板金をすみ肉溶接継手Ｗによって接合する方法の第１の例を、右外側板金４３と右内側板金４４との接合によってキャビン４０の右側上部に形成されたフレーム部Ｆを例にして示す図である。ここに示す第１の例は、フレームＦを構成する２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）のうちの一方の板金（ここでは右外側板金４３）の外周部に、その外周縁に沿って一定間隔おきに切り欠きＣを設け（図４及び図５も参照）、上記２枚の板金を重ね合わせた状態で、一方の板金（右外側板金４３）に形成された切り欠きＣの内周縁の端面Ｔと、この端面Ｔが接する他方の板金（ここでは右内側板金４４）の表面Ｓとの間にすみ肉溶接を施し、これによって形成されたすみ肉溶接継手Ｗにより２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）を接合するようにしたものである。ここで、各切り欠きＣの長さＬと深さＤ及び切り欠きＣのピッチ（隣接する切り欠きＣ同士の間隔）Ｐの大きさの設定は任意であり、切り欠きＣが形成される板金（ここでは右外側板金４３）の強度が許す限り各切り欠きＣの長さＬを大きくし、或いは切り欠きＣのピッチＰの値を小さくしてすみ肉溶接継手Ｗによる両板金（右外側板金４３と右内側板金４４）の接合面積を増大させてその接合強度を増大させることが可能である。なお、切り欠きＣの深さＤはすみ肉溶接継手Ｗの高さ（切り欠きＣが設けられる側の板金の厚さ方向寸法）の２〜３倍程度であることが好ましい。
【００２０】
図９は、フレーム部Ｆを構成する２枚の板金をすみ肉溶接継手Ｗによって接合する方法の第２の例を、右外側板金４３と右内側板金４４との接合によってキャビン４０の右側上部に形成されるフレーム部Ｆを例にして示す図である。ここに示す第２の例は、フレームＦを構成する２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）の一方の板金（右外側板金４３）の外周部に、その外周縁に沿って一定間隔おきに孔（ここでは長穴）Ｈを設け、これら２枚の板金を重ね合わせた状態で、一方の板金（右外側板金４３）に形成された孔Ｈの内周縁の端面Ｔと、この端面Ｔが接する他方の板金（右内側板金４４）の表面Ｓとの間にすみ肉溶接を施し、これによって形成されたすみ肉溶接継手Ｗにより２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）を接合するようにしたものである。
【００２１】
また、図１０に示す第３の方法は、上記フレームＦを構成する２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）を重ね合わせた状態で、これら２枚の板金の一方（右外側板金４３）の外周部の端面Ｔと、この端面Ｔが接する他方の板金（右内側板金４４）の表面Ｓとの間にすみ肉溶接を施し、これによって形成されたすみ肉溶接継手Ｗにより２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）を接合するようにしたものである。上記第１〜第３の例に示すいずれの方法によってもフレーム部Ｆを構成する２枚の板金をすみ肉溶接継手Ｗによって接合することができるが、第１の方法及び第２の方法では、接合する２枚の板金はその一方の板金に形成された切り欠きＣ或いは孔Ｈが目印となって自動溶接が可能となるため、キャビン４０の生産性を従来以上に高めることが可能である。なお、上記３つの例ではいずれも、キャビン４０の右側上部に位置するフレーム部Ｆを構成する板金の接合方法を示したが、他の箇所に位置するフレーム部Ｆを構成する板金の接合方法についてもこれと同様である。
【００２２】
また、正面窓ＷＦを右外側板金４１、左外側板金４３、正面上方ビーム４６にすみ肉溶接接合するとき、及び上部窓ＷＵを右外側板金４１、左外側板金４３、正面上方ビーム４６、上後方ビーム４８にすみ肉溶接接合するときも上記第１〜第３のいずれかの方法による。例えば、右外側板金４１と上部板金４７との接合は、図１１に示すように、右外側板金４１と上部板金４７とを重ね合わせた状態で、上部板金４７の端面Ｔとこの端面Ｔが接する右外側板金４１の表面Ｓとの間にすみ肉溶接を施し、これにより形成されたすみ肉溶接継手Ｗによって右外側板金４１と上部板金４７とが接合される。
【００２３】
このように本発明に係る作業車のキャビン４０構造において、そのフレーム部Ｆは、外板部Ｂの一部を構成する２枚の板金が、これら両板金の間に一の方向に延びた中空部ＳＰが形成されるように重ね合わされた状態で、一方の板金の端面Ｔとこの一方の板金の端面Ｔが接する他方の板金の表面Ｓとの間に施されたすみ肉溶接継手Ｗによって接合された構成となっている。このためキャビン構造全体をプレス成形された複数の板金のみから構成することができ、軽量であるとともにデザイン自由度にも優れたものとすることができる。また、従来のように２枚の板金をその接合部端面にのみスポット溶接継手を形成して接合する方法と比べてその接合強度を格段に増大させることができるので、転倒時保護構造として要求される強度及び剛性を十分に満たすことが可能となる。また、フレーム部Ｆを構成する板金の一つとこの板金に接続される外板部を構成する板金とが、これら両板金が重ね合わされた状態で、一方の板金の端面Ｔとこの一方の板金の端面Ｔが接する他方の板金の表面Ｓとの間に施されたすみ肉溶接継手Ｗによって接合されているのであれば、フレーム部Ｆとこれに接続される外板部Ｂとの接合も強固なものとなり、キャビン４０全体の強度及び構成をより一層高めることが可能となる。
【００２４】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施形態では、重ね合わされる外側板金と内側板金のうち外側板金に切り欠き（或いは孔）が設けられる構成であったが、内側板金に切り欠き（或いは孔）を設ける構成としてもよい。或いは、切り欠き（或いは孔）を、外側板金と内側板金の双方に、これら外周縁に沿って交互に設ける構成としてもよい。また、上述の実施形態では、キャビン構造を形成する板金は鋼製であるとしたが、これは一例であり、必ずしも鋼製である必要はない。しかし、キャビンの強度及び剛性を高めて転倒時保護構造の要求を満足させるようにするのであれば、各板金は鋼製であることが好ましい。また、本発明に係る作業車のキャビン構造は、上述の実施形態において示したパワーショベル車のみならず他の作業車一般に適用することができるが、このキャビン構造は転倒時保護構造としての十分な強度及び剛性を得るようにすることができることから、クレーン車など他の建設作業車のほか、農作業車など不整地での作業を行うことのある作業車において適用することが望まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業車のキャビン構造が適用されたパワーショベル車における一つのフレーム部を構成する２枚の板金を溶接によって接合する方法の第１の例を示す図であり、（Ａ）はフレーム部の拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）における矢視IBから見た図である。
【図２】上記パワーショベル車の斜視図である。
【図３】上記パワーショベル車のキャビンの構成を示す斜視図である。
【図４】キャビンの左側の構成部品を示す分解斜視図である。
【図５】キャビンの右側の構成部品を示す分解斜視図である。
【図６】図３において切断面Ｍにより切断したキャビンを矢視VIから見た断面図である。
【図７】図３において切断面Ｎにより切断したキャビンを矢視VIIから見た断面図である。
【図８】キャビンに形成された管状のフレーム部の位置を示す図である。
【図９】フレーム部を構成する２枚の板金を溶接によって接合する方法の第２の例を示す図であり、（Ａ）はフレーム部の拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）における矢視IXBから見た図である。
【図１０】フレーム部を構成する２枚の板金を溶接によって接合する方法の第３の例を示す図であり、（Ａ）はフレーム部の拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）における矢視XBから見た図である。
【図１１】フレーム部を構成する板金と外板部を構成する板金とを溶接によって接合する方法を示す図であり、（Ａ）はフレーム部と外板部との接合部の拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）における矢視XIBから見た図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ パワーショベル車（作業車）
１０ 下部走行体
２０ 上部旋回体
３０ パワーショベル機構
４０ キャビン
４３ 右外側板金（一方の板金）
４４ 右内側板金（他方の板金）
Ｆ フレーム部
ＳＰ 中空部
Ｃ 切り欠き
Ｔ 右外側板金の端面（一方の板金の端面）
Ｓ 右内側板金の表面（他方の板金の表面）
Ｗ すみ肉溶接継手
Ｂ 外板部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設作業車や農作業車など不整地での作業を行うことのある作業車のキャビン構造に関し、更に詳しくは、万が一車両が転倒した場合であってもキャビン内の乗員を保護し得る構成を備えた作業車のキャビン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設作業車や農作業車等の作業車は不整地での作業を行うことがあり、そのキャビンには、万が一車両が転倒した場合であっても乗員（オペレータ）を保護し得る構成が要求される。このようなキャビン構造は一般に転倒時保護構造と呼ばれ、ROPS（Roll-Over Protective Structure：ロップス）構造とも称される。このような転倒時保護構造は具体的には、車両転倒時においてシートベルトを付けた乗員が機械と地面との間に挟まれて押し潰されないように乗員を保護し得る鋼製の構造を意味する。
【０００３】
従来、上記作業車のキャビン構造は例えば下記の特許文献１に示されるように、鋼製管（パイプ）状のフレーム部材と、これに溶接接合された鋼製外板部材とからなる。中空閉断面に形成された鋼製の管状のフレーム部材は剛性が極めて高く、このようなフレーム部材に外板部材を溶接接合することによって比較的容易に剛性が高く丈夫な箱型構造を得ることができる。
【特許文献１】特開２００３−１０５８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のように管状のフレーム部材に外板部材を溶接接合する構成では、管状のフレーム部材はそれ自体が重いことからキャビン全体の重量が大きくなってしまい、製造コストが高くなるという問題点がある。また、管状のフレーム部材を用いた構成ではデザイン自由度があまりなく、画一的な形状となって商品性に劣るといった問題点もある。これらの問題点を解決する方法としては、プレス成形した複数の板金をスポット溶接により接合して管状のフレーム部と外板部とを一体に形成する技術も存在するが、スポット溶接継手は２枚の板金の接合部端面にのみ施されるうえ、隣接するスポット溶接継手間のピッチを小さくするには限界があることから所要の接合強度が得られず、転倒時保護構造として要求される十分な強度・剛性を満たすことができなかった。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、軽量でデザイン自由度が高く、転倒時保護構造として要求される強度及び剛性を十分に満たし得る構成の作業車のキャビン構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る作業車のキャビン構造は、プレス成形された複数の板金が接合されてなり、中空閉断面に形成された管状のフレーム部及びこのフレーム部に繋がる外板部を有して構成される作業車(例えば、実施形態におけるパワーショベル車１)のキャビンにおいて、そのフレーム部は、外板部の一部を構成する２枚の板金(例えば、実施形態における右外側板金４３及び右内側板金４４)が、これら両板金の間に一の方向に延びた中空部が形成されるように重ね合わされた状態で、一方の板金(例えば、実施形態における右外側板金４３)の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金(例えば、実施形態における右内側板金４４)の表面との間に施されたすみ肉溶接継手によって接合された構成を有している。
【０００７】
また、上記構成の作業車のキャビン構造においては、フレーム部を構成する板金の一つ(例えば、実施形態における右外側板金４１)とこの板金に接続される外板部を構成する板金(例えば、実施形態における上部板金４７)とは、これら両板金が重ね合わされた状態で、一方の板金(例えば、実施形態における上部板金４７)の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金(例えば、実施形態における右外側板金４１)の表面との間に施されたすみ肉溶接継手によって接合されていることが好ましい。また、上記一方の板金の端面は、その一方の板金に形成された切り欠き或いは孔の内周縁の端面であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る作業車のキャビン構造において、そのフレーム部は、外板部の一部を構成する２枚の板金が、これら両板金の間に一の方向に延びた中空部が形成されるように重ね合わされた状態で、一方の板金の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金の表面との間に施されたすみ肉溶接継手によって接合された構成となっている。このため本発明に係るキャビン構造はその全体をプレス成形された複数の板金のみから構成することができ、軽量であるとともにデザイン自由度にも優れたものとすることができる。また、従来のように２枚の板金をその接合部端面にのみスポット溶接継手を形成して接合する方法と比べてその接合強度を各段に増大させることができるので、転倒時保護構造として要求される強度及び剛性を十分に満たすことが可能となる。
【０００９】
また、上記本発明に係る作業車のキャビン構造において、フレーム部を構成する板金の一つとこの板金に接続される外板部を構成する板金とが、これら両板金が重ね合わされた状態で、一方の板金の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金の表面との間に施されたすみ肉溶接継手によって接合されているのであれば、フレーム部とこれに接続される外板部との接合も強固なものとなり、キャビン全体の強度及び構成をより一層高めることが可能となる。また、このようなすみ肉溶接接合の際、他方の板金の表面とすみ肉溶接継手によって接合される一方の板金の端面が、その一方の板金に形成された切り欠き或いは孔の内周縁の端面であるようにすれば、接合する２枚の板金はその一方の板金に形成された切り欠き或いは孔が目印となって自動溶接が可能となるため、キャビンの生産性を従来以上に高めることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図２は本発明の一実施形態に係る作業車のキャビン構造が適用されたパワーショベル車１を示している。このパワーショベル車１は、左右一対のクローラ走行装置１１を備えた下部走行体１０と、この下部走行体１０上に設けられて図示しない旋回モータにより水平旋回が可能な上部旋回体２０と、この上部旋回体２０に取り付けられたパワーショベル機構３０と、上部旋回体２０の上部に取り付けられたオペレータ搭乗用のキャビン４０とから構成されている。
【００１１】
クローラ走行装置１１は駆動輪１１ａ、遊動輪１１ｂ及びこれら駆動輪１１ａと遊動輪１１ｂとの間に掛け渡されたクローラベルト１１ｃを有して構成されており、駆動輪１１ａは油圧モータ１１ｄにより駆動される。パワーショベル機構３０は上部旋回体２０の前部に取り付けられて上部旋回体２０の前後方向に揺動自在なブーム３１と、このブーム３１の先端部に取り付けられて上部旋回体２０の前後方向に揺動自在なアーム３２と、アーム３２の先端部に取り付けられて上部旋回体２０の前後方向に揺動自在なバケット３３とを有して構成される。上部旋回体２０とブーム３１との間にはブームシリンダ３４が設けられており、このブームシリンダ３４を伸縮作動させることによってブーム３１を上部旋回体２０の前後方向に揺動させることができる。また、ブーム３１とアーム３２との間にはアームシリンダ３５が設けられており、このアームシリンダ３５を伸縮作動させることによってアーム３２を上部旋回体２０の前後方向に揺動させることができる。また、アーム３２とバケット３３との間にはバケットシリンダ３６が設けられており、このバケットシリンダ３６を伸縮作動させることによってバケット３３を上部旋回体２０の前後方向に揺動させることができる。
【００１２】
キャビン４０はプレス成形された複数の板金が接合されてなり、中空閉断面に形成された管状の複数のフレーム部Ｆ及びこれらフレーム部Ｆに繋がる複数の外板部Ｂを有した構成となっている。キャビン４０の正面には正面窓ＷＦが設けられており、キャビン４０の上方には上部窓ＷＵが、キャビン４０の左右両側には窓ＷＬ，ＷＲがそれぞれ設けられている。また、キャビン４０の左側にはドアＤが設けられており、オペレータはここからキャビン４０への出入りを行うことができる。
【００１３】
キャビン４０内にはオペレータが座するオペレータシート６１が設けられており、このオペレータシート６１の前方位置には左右のクローラ走行装置１１の作動操作を行うための走行レバー６２が、オペレータシート６１の左右側方位置にはパワーショベル機構３０の作動操作を行うための左右の操作レバー６３，６４がそれぞれ設けられている。左側の操作レバー６３はその前後方向への傾動操作によってアームシリンダ３５を伸縮作動させる（すなわちアーム３２を揺動作動させる）ことができ、左右方向への傾動操作によって旋回モータを回転作動させる（すなわち上部旋回体２０を水平旋回作動させる）ことができる。また、右側の操作レバー６４はその前後方向へ傾動操作によってブームシリンダ３４を伸縮作動させる（すなわちブーム３１を揺動作動させる）ことができ、左右方向への傾動操作によってバケットシリンダ３６を伸縮作動させる（すなわちバケット３３を揺動作動させる）ことができる。このようなレバー操作によりオペレータは掘削作業や排土作業などを行うことが可能である。
【００１４】
図３はパワーショベル車１から取り外したキャビン４０を示している。但し、この図では正面窓ＷＦ、上部窓ＷＵ、左右の窓ＷＬ，ＷＲ及びドアＤは取り外されている。このキャビン４０はプレス成形された８枚の鋼製の板金、すなわち左外側板金４１、左内側板金４２、右外側板金４３、右内側板金４４、正面板金４５、正面上方ビーム４６及び上部板金４７、上後方ビーム４８からなる（図４〜図７も参照）。
【００１５】
図４、図６及び図７から分かるように、左外側板金４１の外周部、窓ＷＲの枠部及びドアＤの枠部にはそれぞれ曲げ加工部ＥＬ１，ＦＬ１，ＤＲ１が形成されており、左内側板金４２の外周部、窓ＷＲの枠部及びドアＤの枠部には上記左外側板金４１に形成された曲げ加工部ＥＬ１，ＦＬ１，ＤＲ１に対応した曲げ加工部ＥＬ２，ＦＬ２，ＤＲ２が形成されている。これら左外側板金４１に形成された曲げ加工部ＥＬ１，ＦＬ１，ＤＲ１と左内側板金４２に形成された曲げ加工部ＥＬ２，ＦＬ２，ＤＬ２とは対応するもの同士が対向するように配置されたうえで後述するすみ肉溶接が施されて接合されている。
【００１６】
また、図５、図６及び図７から分かるように、右外側板金４３の外周部及び窓ＷＬの枠部にはそれぞれ曲げ加工部ＥＲ１，ＦＲ１が形成されており、右内側板金４４の外周部及び窓ＷＬの枠部には上記右外側板金４３に形成された曲げ加工部ＥＲ１，ＦＲ１に対応した曲げ加工部ＥＲ２，ＦＲ２が形成されている。これら右外側板金４３に形成された曲げ加工部ＥＲ１，ＦＲ１と右内側板金４４に形成された曲げ加工部ＥＲ２，ＦＲ２とは対応するもの同士が対向するように配置されたうえで後述するすみ肉溶接が施されて接合されている。
【００１７】
左外側板金４１と右外側板金４３とは、図３に示すように、キャビン４０の正面上方位置を横方向に延びて設けられた正面上方ビーム４６と、キャビン４０の上後方位置を横方向に延びて設けられた上後方ビーム４８とによって相互に連結されている。そして、キャビン４０の正面位置に相当する左外側板金４１、右外側板金４３及び正面上方ビーム４６を三辺とする領域にはこの領域を覆うように正面板金４５が設けられており、キャビン４０の上方位置に相当する左外側板金４１、右外側板金４３、正面上方ビーム４６及び上後方ビーム４８を四辺とする領域にはこの領域を覆うように上部板金４７が設けられている。ここで、正面板金４５はその三辺に位置する各部材４１，４３，４６とすみ肉溶接接合されており（図６参照）、その中央に形成された開口部４５ａには前述の正面窓ＷＦが取り付けられる。また、上部板金４７はその四辺に位置する各部材４１，４３，４６，４８とすみ肉溶接接合されており（図７参照）、その前方に形成された開口部４７ａには前述の上部窓ＷＵが取り付けられる。
【００１８】
このような構成のキャビン４０では、図８中に示す太線の位置に中空閉断面に形成されたフレーム部Ｆを有し、またこれらフレームＦの間に外板部Ｂを有することになる（後述のように、外板部Ｂの一部はフレーム部Ｆと一体に形成され、他の一部はフレーム部Ｆに溶接接合されている）。フレーム部Ｆの各々は外板部Ｂの一部を構成する２枚の板金が、これら両板金の間に一の方向に延びた中空部ＳＰが形成されるように重ね合わされた状態で、一方の板金の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金の表面との間に施されたすみ肉溶接継手Ｗによって接合されている。例えば、図７（及び図１）に示すように、キャビン４０の右側上部に形成されたフレームＦは、キャビン４０の右側側面の外板部Ｂを構成する２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）が、これら両板金４３，４４の間にキャビン４０の前後方向に延びた中空部ＳＰが形成されるように重ね合わされた状態で、右外側板金４３の端面と右内側板金４４の表面との間に施されたすみ肉溶接継手Ｗによって接合されている。
【００１９】
図１は、フレーム部Ｆを構成する２枚の板金をすみ肉溶接継手Ｗによって接合する方法の第１の例を、右外側板金４３と右内側板金４４との接合によってキャビン４０の右側上部に形成されたフレーム部Ｆを例にして示す図である。ここに示す第１の例は、フレームＦを構成する２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）のうちの一方の板金（ここでは右外側板金４３）の外周部に、その外周縁に沿って一定間隔おきに切り欠きＣを設け（図４及び図５も参照）、上記２枚の板金を重ね合わせた状態で、一方の板金（右外側板金４３）に形成された切り欠きＣの内周縁の端面Ｔと、この端面Ｔが接する他方の板金（ここでは右内側板金４４）の表面Ｓとの間にすみ肉溶接を施し、これによって形成されたすみ肉溶接継手Ｗにより２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）を接合するようにしたものである。ここで、各切り欠きＣの長さＬと深さＤ及び切り欠きＣのピッチ（隣接する切り欠きＣ同士の間隔）Ｐの大きさの設定は任意であり、切り欠きＣが形成される板金（ここでは右外側板金４３）の強度が許す限り各切り欠きＣの長さＬを大きくし、或いは切り欠きＣのピッチＰの値を小さくしてすみ肉溶接継手Ｗによる両板金（右外側板金４３と右内側板金４４）の接合面積を増大させてその接合強度を増大させることが可能である。なお、切り欠きＣの深さＤはすみ肉溶接継手Ｗの高さ（切り欠きＣが設けられる側の板金の厚さ方向寸法）の２〜３倍程度であることが好ましい。
【００２０】
図９は、フレーム部Ｆを構成する２枚の板金をすみ肉溶接継手Ｗによって接合する方法の第２の例を、右外側板金４３と右内側板金４４との接合によってキャビン４０の右側上部に形成されるフレーム部Ｆを例にして示す図である。ここに示す第２の例は、フレームＦを構成する２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）の一方の板金（右外側板金４３）の外周部に、その外周縁に沿って一定間隔おきに孔（ここでは長穴）Ｈを設け、これら２枚の板金を重ね合わせた状態で、一方の板金（右外側板金４３）に形成された孔Ｈの内周縁の端面Ｔと、この端面Ｔが接する他方の板金（右内側板金４４）の表面Ｓとの間にすみ肉溶接を施し、これによって形成されたすみ肉溶接継手Ｗにより２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）を接合するようにしたものである。
【００２１】
また、図１０に示す第３の方法は、上記フレームＦを構成する２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）を重ね合わせた状態で、これら２枚の板金の一方（右外側板金４３）の外周部の端面Ｔと、この端面Ｔが接する他方の板金（右内側板金４４）の表面Ｓとの間にすみ肉溶接を施し、これによって形成されたすみ肉溶接継手Ｗにより２枚の板金（右外側板金４３と右内側板金４４）を接合するようにしたものである。上記第１〜第３の例に示すいずれの方法によってもフレーム部Ｆを構成する２枚の板金をすみ肉溶接継手Ｗによって接合することができるが、第１の方法及び第２の方法では、接合する２枚の板金はその一方の板金に形成された切り欠きＣ或いは孔Ｈが目印となって自動溶接が可能となるため、キャビン４０の生産性を従来以上に高めることが可能である。なお、上記３つの例ではいずれも、キャビン４０の右側上部に位置するフレーム部Ｆを構成する板金の接合方法を示したが、他の箇所に位置するフレーム部Ｆを構成する板金の接合方法についてもこれと同様である。
【００２２】
また、正面窓ＷＦを右外側板金４１、左外側板金４３、正面上方ビーム４６にすみ肉溶接接合するとき、及び上部窓ＷＵを右外側板金４１、左外側板金４３、正面上方ビーム４６、上後方ビーム４８にすみ肉溶接接合するときも上記第１〜第３のいずれかの方法による。例えば、右外側板金４１と上部板金４７との接合は、図１１に示すように、右外側板金４１と上部板金４７とを重ね合わせた状態で、上部板金４７の端面Ｔとこの端面Ｔが接する右外側板金４１の表面Ｓとの間にすみ肉溶接を施し、これにより形成されたすみ肉溶接継手Ｗによって右外側板金４１と上部板金４７とが接合される。
【００２３】
このように本発明に係る作業車のキャビン４０構造において、そのフレーム部Ｆは、外板部Ｂの一部を構成する２枚の板金が、これら両板金の間に一の方向に延びた中空部ＳＰが形成されるように重ね合わされた状態で、一方の板金の端面Ｔとこの一方の板金の端面Ｔが接する他方の板金の表面Ｓとの間に施されたすみ肉溶接継手Ｗによって接合された構成となっている。このためキャビン構造全体をプレス成形された複数の板金のみから構成することができ、軽量であるとともにデザイン自由度にも優れたものとすることができる。また、従来のように２枚の板金をその接合部端面にのみスポット溶接継手を形成して接合する方法と比べてその接合強度を格段に増大させることができるので、転倒時保護構造として要求される強度及び剛性を十分に満たすことが可能となる。また、フレーム部Ｆを構成する板金の一つとこの板金に接続される外板部を構成する板金とが、これら両板金が重ね合わされた状態で、一方の板金の端面Ｔとこの一方の板金の端面Ｔが接する他方の板金の表面Ｓとの間に施されたすみ肉溶接継手Ｗによって接合されているのであれば、フレーム部Ｆとこれに接続される外板部Ｂとの接合も強固なものとなり、キャビン４０全体の強度及び構成をより一層高めることが可能となる。
【００２４】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施形態では、重ね合わされる外側板金と内側板金のうち外側板金に切り欠き（或いは孔）が設けられる構成であったが、内側板金に切り欠き（或いは孔）を設ける構成としてもよい。或いは、切り欠き（或いは孔）を、外側板金と内側板金の双方に、これら外周縁に沿って交互に設ける構成としてもよい。また、上述の実施形態では、キャビン構造を形成する板金は鋼製であるとしたが、これは一例であり、必ずしも鋼製である必要はない。しかし、キャビンの強度及び剛性を高めて転倒時保護構造の要求を満足させるようにするのであれば、各板金は鋼製であることが好ましい。また、本発明に係る作業車のキャビン構造は、上述の実施形態において示したパワーショベル車のみならず他の作業車一般に適用することができるが、このキャビン構造は転倒時保護構造としての十分な強度及び剛性を得るようにすることができることから、クレーン車など他の建設作業車のほか、農作業車など不整地での作業を行うことのある作業車において適用することが望まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業車のキャビン構造が適用されたパワーショベル車における一つのフレーム部を構成する２枚の板金を溶接によって接合する方法の第１の例を示す図であり、（Ａ）はフレーム部の拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）における矢視IBから見た図である。
【図２】上記パワーショベル車の斜視図である。
【図３】上記パワーショベル車のキャビンの構成を示す斜視図である。
【図４】キャビンの左側の構成部品を示す分解斜視図である。
【図５】キャビンの右側の構成部品を示す分解斜視図である。
【図６】図３において切断面Ｍにより切断したキャビンを矢視VIから見た断面図である。
【図７】図３において切断面Ｎにより切断したキャビンを矢視VIIから見た断面図である。
【図８】キャビンに形成された管状のフレーム部の位置を示す図である。
【図９】フレーム部を構成する２枚の板金を溶接によって接合する方法の第２の例を示す図であり、（Ａ）はフレーム部の拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）における矢視IXBから見た図である。
【図１０】フレーム部を構成する２枚の板金を溶接によって接合する方法の第３の例を示す図であり、（Ａ）はフレーム部の拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）における矢視XBから見た図である。
【図１１】フレーム部を構成する板金と外板部を構成する板金とを溶接によって接合する方法を示す図であり、（Ａ）はフレーム部と外板部との接合部の拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）における矢視XIBから見た図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ パワーショベル車（作業車）
１０ 下部走行体
２０ 上部旋回体
３０ パワーショベル機構
４０ キャビン
４３ 右外側板金（一方の板金）
４４ 右内側板金（他方の板金）
Ｆ フレーム部
ＳＰ 中空部
Ｃ 切り欠き
Ｔ 右外側板金の端面（一方の板金の端面）
Ｓ 右内側板金の表面（他方の板金の表面）
Ｗ すみ肉溶接継手
Ｂ 外板部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス成形された複数の板金が接合されてなり、中空閉断面に形成された管状のフレーム部及び前記フレーム部に繋がる外板部を有して構成される作業車のキャビン構造において、
前記フレーム部は、前記外板部の一部を構成する２枚の板金が、これら両板金の間に一の方向に延びた中空部が形成されるように重ね合わされた状態で、一方の板金の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金の表面との間に施されたすみ肉溶接継手によって接合された構成を有していることを特徴とする作業車のキャビン構造。
【請求項２】
前記フレーム部を構成する板金の一つとこの板金に接続される前記外板部を構成する板金とは、これら両板金が重ね合わされた状態で、一方の板金の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金の表面との間に施されたすみ肉溶接継手によって接合されていることを特徴とする請求項１記載の作業車のキャビン構造。
【請求項３】
前記一方の板金の端面は、前記一方の板金に形成された切り欠き或いは孔の内周縁の端面であることを特徴とする請求項１又は２記載の作業車のキャビン構造。
【請求項１】
プレス成形された複数の板金が接合されてなり、中空閉断面に形成された管状のフレーム部及び前記フレーム部に繋がる外板部を有して構成される作業車のキャビン構造において、
前記フレーム部は、前記外板部の一部を構成する２枚の板金が、これら両板金の間に一の方向に延びた中空部が形成されるように重ね合わされた状態で、一方の板金の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金の表面との間に施されたすみ肉溶接継手によって接合された構成を有していることを特徴とする作業車のキャビン構造。
【請求項２】
前記フレーム部を構成する板金の一つとこの板金に接続される前記外板部を構成する板金とは、これら両板金が重ね合わされた状態で、一方の板金の端面とこの一方の板金の端面が接する他方の板金の表面との間に施されたすみ肉溶接継手によって接合されていることを特徴とする請求項１記載の作業車のキャビン構造。
【請求項３】
前記一方の板金の端面は、前記一方の板金に形成された切り欠き或いは孔の内周縁の端面であることを特徴とする請求項１又は２記載の作業車のキャビン構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−３３５２５９（Ｐ２００６−３３５２５９Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６３５２８（Ｐ２００５−１６３５２８）
【出願日】平成１７年６月３日（２００５．６．３）
【出願人】（３９２０１７１２９）共和産業株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月３日（２００５．６．３）
【出願人】（３９２０１７１２９）共和産業株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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