建設機械のキャビン
【課題】 転倒時等のキャビンの変形を抑えながらキャビン内からの視界を広げ、しかも軽量化をも実現する。
【解決手段】 キャビンの骨組となるフレーム２１の構成要素として、センターピラー２６と左リアピラー２７と右リアピラー２８を設け、これら各ピラー２６〜２８の上端部同士をルーフメンバー２９、第１及び第２両クロスメンバー３０,３１で一体に連結することにより、外郭形状が平面視で略二等辺三角形となる門形構造体Ａをキャビン後部に構成した。
【解決手段】 キャビンの骨組となるフレーム２１の構成要素として、センターピラー２６と左リアピラー２７と右リアピラー２８を設け、これら各ピラー２６〜２８の上端部同士をルーフメンバー２９、第１及び第２両クロスメンバー３０,３１で一体に連結することにより、外郭形状が平面視で略二等辺三角形となる門形構造体Ａをキャビン後部に構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧ショベル等の建設機械のキャビンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルのキャビンを例にとって説明する。
【０００３】
油圧ショベルは、図１７に示すようにクローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に搭載された上部旋回体２と、この上部旋回体２に装着された作業アタッチメント３とによって構成され、上部旋回体２にキャビン４が設けられる。
【０００４】
ここで、一般的には上部旋回体２の右側(キャビン４内に着座したオペレータから見た右側。以下にいう左右及び前後の方向性について同じ)に作業アタッチメント３、左側にキャビン４がそれぞれ設けられ、キャビン４の左側面に、ドア５によって開閉される出入り口が設けられる。
【０００５】
このキャビン４は、図１８に示す骨組としてのフレーム６に外装材(板材や窓ガラス)が取付けられて構成される。
【０００６】
従来のキャビン４のフレーム６は、前部左右両側に立設されたフロントピラー７,８と、後部左右両側に立設されたリアピラー９,１０と、左側のフロント、リア両ピラー７,９間に立設されたセンターピラー１１と、左側のフロント、リア両ピラー７,９の上端間に架け渡された左ルーフメンバー１２と、右側のフロント、リア両ピラー８,１０の上端間に架け渡された右ルーフメンバー１３と、左右のフロントピラー７,８の上端間に架け渡された上フロントクロスメンバー１４と、同下端間に架け渡された下フロントクロスメンバー１５と、左右のリアピラー９,１０の上端間に架け渡された上リアクロスメンバー１６とによって構成され、これら各構成部材の接合部は溶接によって一体化されている。
【０００７】
一般にキャビンのフレームには、
(Ａ) 転倒(横転)時におけるオペレータの安全性が確保されること(転倒時の左側方荷重によって変形してもオペレータの空間が確保されること)、
(Ｂ) 作業時のオペレータの視界(とくに前方視界)が十分確保されること
の二つの条件を満足することが求められる。
【０００８】
ここで、上記(Ａ)の条件を満足するためには、フレームが十分な強度・剛性を備えていることが必要となる。
【０００９】
一方、(Ｂ)の条件を満足するためには、フレーム構成部材が視界の妨げとならないように、構成部材の量(とくに前側の構成部材の量)をできるだけ少なくし、かつ、断面サイズを小さくするのが望ましい。
【００１０】
この点で、フレームに求められる強度・剛性と視界性は二律背反的な要求となる。
【００１１】
このような要求に対し、従来のフレーム６においては、左右のフロントピラー７,８と上フロントクロスメンバー１４で前面側の門形構造体、左右のリアピラー９,１０とリアクロスメンバー１６で後面側の門形構造体を構成し、この前後の門形構造体を左右のルーフメンバー１２,１３でつないだ構成となっている。
【００１２】
また、同様の技術思想に基づくものとして、特許文献１に示されているように、とくにルーフ部に加えられた荷重をフレーム全体に広く分散するためのつなぎ部材を設けた技術も提案されている。
【００１３】
一方、他のフレーム構成として、特許文献２に示されているように、左右両側面部において前後方向の中間部から後上向きに延びる幅広の主ピラーを設けた構成、及び特許文献３に示されているように、上記従来のフレーム６における前後両側の門形構造体同士を板状のルーフ材で連結した構成がそれぞれ提案されている。
【００１４】
さらに、特許文献４に示されているように、センターピラーを左右両側に設け、これらの上端間をつないでフレーム中央部に門形構造体を構成する技術も公知である。
【特許文献１】特開２００４−４２７３９号公報
【特許文献２】特開２０００−３２７４６２号公報
【特許文献３】特開２００１−１２３４８２号公報
【特許文献４】特開２００１−１４０２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図１８に示す従来のフレーム構成、及び特許文献１のフレーム構成では、転倒時等に左側面部に加えられる側方荷重を前後両側の門形構造体に伝えてフレーム全体に分散させ、すべての構成部材で均等に受けることになる。
【００１６】
しかし、このようにすべての構成部材を荷重支持部材として機能させるフレーム構成によると、全構成部材に均一な強度・剛性が必要となる。従って、前方視界内に位置する左右のフロントピラー７,８及び上フロントクロスメンバー１４についても他の構成部材と同等の断面サイズを確保しなければならないため、前方視界を良くしたいという要求には十分応えられない。
【００１７】
また、特許文献２の技術によると、主ピラーが後倒れに傾いているため側方視界は広がるものの、ルーフ部の前後方向中間部にかかる側方荷重がルーフメンバーに集中してこれが大きく変形し易くなるため、オペレータの安全確保の点で問題がある。
【００１８】
一方、特許文献３の技術では、ルーフ部の耐側方荷重は大きくなるものの、弊害としてフレーム重量が増加し、軽量化というもう一つの要請に反する。
【００１９】
さらに、特許文献４の技術によると、門形構造体を構成する左右のセンターピラーの断面サイズが大きくなるため、左右の側方視界が大きく狭められる。
【００２０】
そこで本発明は、転倒時等の変形を抑えながら視界を広げるという二律背反的な二つの要求を同時に満足し、しかも軽量化をも実現し得る建設機械のキャビンを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１の発明は、骨組となるフレームの構成要素として、少なくとも、左右片側において前後方向の中間部に位置するセンターピラーと、このセンターピラーの前後一側に間隔を置いて位置する第１サイドピラーと、この第１サイドピラーに対して左右反対側に位置する第２サイドピラーとが、平面視で三角形の各頂点に位置する状態で設けられ、上記センターピラー、第１及び第２両サイドピラーの上端部同士が連結部材で一体に連結されることにより、外郭形状が平面視で略三角形となる門形構造体が構成されたものである。
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、連結部材として、センターピラーと第１サイドピラーの上端部間にルーフメンバー、センターピラーと第２サイドピラーの上端部間に第１クロスメンバー、両サイドピラーの上端部間に第２クロスメンバーがそれぞれ一体状態で架け渡されたものである。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１の構成において、センターピラー、第１及び第２両サイドピラーの各上端部間に跨って略三角形の板状の連結部材が一体状態で設けられたものである。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１の構成において、センターピラー、第１及び第２両サイドピラーの各上端部間に跨って平面視略三角形の扁平な箱状の連結部材が一体状態で設けられたものである。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成において、出入り口側にセンターピラーと第１サイドピラー、反対側に第２サイドピラーがそれぞれ設けられたものである。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成において、第２サイドピラーがセンターピラーと第１サイドピラーとの間の前後方向中間位置でこれらと反対側に設けられたものである。
【００２７】
請求項７の発明は、請求項６の構成において、門形構造体の平面形状が略二等辺三角形となるように第２サイドピラーがセンターピラーと第１サイドピラーとの間の前後方向中央位置でこれらと反対側に設けられたものである。
【００２８】
請求項８の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成において、第２サイドピラーが、センターピラーと同じ前後方向位置でこれと反対側に設けられたものである。
【００２９】
請求項９の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成において、第２サイドピラーが第１サイドピラーと同じ前後方向位置でこれと反対側に設けられたものである。
【００３０】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれかの構成において、センターピラーの後方に第１サイドピラーとしての左右一方のリアピラー、これと左右反対側の後部に第２サイドピラーとしての他方のリアピラーがそれぞれ設けられ、これらによってキャビン後部に門形構造体が構成されたものである。
【００３１】
請求項１１の発明は、請求項１乃至９のいずれかの構成において、センターピラーの前方に第１サイドピラーとしてのフロントピラー、これと左右反対側でフロントピラーよりも後方位置に第２サイドピラーとしてのリアピラーがそれぞれ設けられ、これらによって門形構造体が構成されたものである。
【００３２】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれかの構成において、第１サイドピラーまたは第２サイドピラーと左右同じ側に第３サイドピラーが設けられ、この第３サイドピラーとセンターピラーの上端部同士、及び第３サイドピラーと第２サイドピラーの上端部同士がそれぞれ追加連結部材で一体に連結されることにより、外郭形状が平面視で略三角形となる二つの門形構造体が隣接して構成されたものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によると、転倒等によってフレームに加えられる側方荷重を、キャビン前部または後部に構成した門形構造体で集中的に受けるため、他の部分にはさほどの高強度・高剛性は要求されない。
【００３４】
従って、他の部分の構成材の量を少なくし、かつ、その断面サイズを小さくすることができる。
【００３５】
しかも、この門形構造体は、左右非対称に配置した三本のピラーの上端部同士を連結部材で連結して平面視略三角形に形成しているため、構造体全体として高強度・高剛性となって高い荷重支持性能を発揮し、とくに耐ねじれ荷重の点ですぐれたものとなる。
【００３６】
つまり、十分な荷重支持力を持った変形しにくい門形構造体が得られ、この門形構造体で荷重を集中的に受けることにより、キャビンの変形を抑えて運転者を保護するという基本目的を達成しながら、視界を広げ、かつ軽量化をも実現することができる。
【００３７】
また、断面サイズの大きいセンターピラーを左右両側に設け、これらの上端間をつないでフレーム中央部に門形構造体を構成した場合(特許文献４の技術)のように、側面部に目立つ突出部分が現れないため、意匠性の点でも有利となる。
【００３８】
この場合、請求項２の発明によると、連結部材として枠材であるルーフメンバー及びクロスメンバーを用いているため、構造体全体を軽くでき、キャビンの軽量化の点でとくに有利となる。
【００３９】
これに対し、請求項３,４の発明によると、略三角形の板状または扁平な箱状の連結部材を用いているため、門形構造体の一体強度を高めることができるとともに、組立が容易となる。とくに請求項４の発明によると、連結部材を箱状とすることでその剛性・強度をより高くとることができるため、連結部材そのものの変形を抑え、門形構造体の一体強度をさらに高めることができる。
【００４０】
なお、本発明において、門形構造体は、センターピラー、第１及び第２両サイドピラーを平面視で三角形の各頂点部分に配置し、これらの上端部同士を連結部材で連結することによって外郭形状が平面視で略三角形となるように構成すればよい。つまり、連結部材によって形成される門形構造体の天井部分そのものは必ずしも平面視略三角形である必要はなく、たとえば連結部材としてフレーム材を用いる場合に一部の連結部材をへの字形等に屈曲させて、天井部分の平面形状を非三角形としてもよい。
【００４１】
ところで、機械の転倒時には出入り口側の側面部が下になり、この下になった側面部が直接荷重を受ける可能性が高い。
【００４２】
この点、請求項５の発明によると、出入り口側にセンターピラーを配置したことにより、荷重を門形構造体全体に確実に伝え、変形抑制作用を確保することができる。
【００４３】
また、請求項６,７の発明によると、門形構造体の平面形状を非直角三角形としたから、直角三角形の場合と比較して耐ねじれ剛性を高め、変形抑制効果が高いものとなる。
【００４４】
とくに、平面形状を略二等辺三角形とした請求項７の発明によると、耐ねじれ剛性が三角形のうちでも最大となって門形構造体が最も変形しにくくなる。このため、運転者保護の目的をより確実に達成することができる。
【００４５】
なお、門形構造体の平面形状が略二等辺三角形以外の略三角形となるように各構成部材を配置した場合(請求項８,９)でも、基本的には、略三角形によって荷重を伝達し易くてしかも変形しにくい特長は生かされる。
【００４６】
一方、請求項１０の発明によると、キャビン後部に平面視略三角形の門形構造体を構成するため、作業時に重要な前方視界を広げることができ、視界性向上の実益が大きい。
【００４７】
これに対し、請求項１１の発明によると、請求項１０の場合よりも前方に門形構造体を構成するため、キャビン前半部の空間を確保したい(運転者の保護を重視する)キャビン構成をとる場合に有利となる一方、キャビン後半部の居住空間を確保し易い。また、後方の視界性を向上させることができる。
【００４８】
また、請求項１２の発明によると、平面視略三角形の二つの門形構造体を隣接して構成したから、荷重支持性能(変形抑制効果)を重視する場合に有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
第１実施形態(図１〜図５参照)
第１実施形態にかかるキャビンのフレーム２１は、左右のフロントピラー２２,２３と、上下のフロントクロスメンバー２４,２５と、出入り口側(左側)の前後方向中間部に立設されたセンターピラー２６と、後部左右両側に立設されたリアピラー(第１、第２サイドピラー)２７,２８とを具備している。
【００５０】
なお、センターピラー２６は、左側の前後方向の中央部に設けてもよいし、中央部よりも前後いずれかにずれた位置に設けてもよい。
【００５１】
センターピラー２６と左右のリアピラー２７,２８は、平面視で三角形の各頂点に位置する状態で設けられ、センターピラー２６と左リアピラー２７の上端部間に連結部材としての左後ルーフメンバー２９が設けられるとともに、センター及び両リアピラー２６,２７,２８の各上端部間にＶ字配置で連結部材としての第１及び第２両クロスメンバー３０,３１が一体状態で架け渡されている。
【００５２】
こうして、キャビン後部に、左右非対称に配置された各ピラー２６〜２８を互いの上端部で連結・一体化させた、外郭形状が平面視で略三角形となる門形構造体Ａが構成されている。
【００５３】
ここで、右リアピラー２８は、センターピラー２６と左リアピラー２７との間の前後方向中央位置に配置され、門形構造体Ａの平面形状が略二等辺三角形となっている(図２参照)。
【００５４】
なお、左後ルーフメンバー２９と左フロントピラー２２の上端間に左前ルーフメンバー３２、右リアピラー２８と右フロントピラー２３の上端間に右ルーフメンバー３３がそれぞれ架け渡されている。
【００５５】
また、門形構造体Ａの各構成部材を含めてこのフレーム２１を構成する部材同士は、互いの接合部分で溶接によって一体化されている。
【００５６】
このフレーム構成によると、転倒等によってフレーム２１の左側面中間部に加えられる側方荷重(図２中に二重線矢印で示す)がセンターピラー２６に伝えられ、ここから第１クロスメンバー３０を通じて右リアピラー２８に、さらに第２クロスメンバー３１を通じて左リアピラー２７へと伝えられる。
【００５７】
すなわち、側方荷重を門形構造体Ａで集中的に受け、同構造体Ａ全体が変形する。
【００５８】
従って、この門形構造体Ａと無関係な前側の各構成部材(左前、右両ルーフメンバー３２,３３、左右のフロントピラー２２,２３、上下のフロントクロスメンバー２４,２５)は、荷重を殆ど分担せず、高強度・高剛性を要求されない。
【００５９】
このため、この前側各構成部材については、図示のように最小限に少なくてすみ、その断面サイズも小さくてよい。
【００６０】
これにより、図２に示すように、作業時に必要な前方視界及び側方視界を最大限に広げることが可能となる。
【００６１】
図２において、キャビン内のオペレータが構成部材に邪魔されずに見通すことができる視界領域に斜線を付して示している。また、同図中、３はキャビン右側に取付けられる作業アタッチメント(図１７参照)である。
【００６２】
また、前側各構成部材の量が少なく、かつ断面サイズが小さくてすむことにより、フレーム２１全体を軽量化することができる。
【００６３】
この軽量化に関して、図１８に示す従来のキャビン(フレーム６)と、第１実施形態にかかるキャビン(フレーム２１)の重量比較を図３に示す。
【００６４】
同図から分かるように、第１実施形態キャビンによると従来キャビンに対して２割程度まで重量を低減することができる。
【００６５】
なお、図４(ａ)〜(ｃ)は前側各構成部材の他の配置例を示し、(ａ)は第１実施形態の右フロントピラー２３と下フロントクロスメンバー２５を省略した例、(ｂ)は左フロントピラー２２と下フロントクロスメンバー２５を省略した例、(ｃ)は上側のフロントクロスメンバー２４を省略した例である。
【００６６】
このように、前側各構成部材の配置パターンを、視界の拡充と軽量化の観点から広い選択肢から選択することが可能となる。
【００６７】
しかも、荷重を集中的に受ける門形構造体Ａは、左右非対称に配置した三本のピラー(センター及び左右のリアピラー２６〜２８)を互いの上端で左後ルーフ及び両クロス各メンバー２９〜３１によって一体化させた平面視略三角形であるため、荷重の伝達性が良くて各部材の強度を最大限に生かし、全体として高い荷重支持性能(とくに耐ねじれ剛性)を得ることができる。
【００６８】
とくに、この第１実施形態では、門形構造体Ａの平面形状が略二等辺三角形であるため、耐ねじれ剛性が三角形のうちでも最大となって最も変形しにくくなる。
【００６９】
この第１実施形態による門形構造体Ａの荷重支持性能に関して、図２中に二重線矢印で示すように左側面部の中央部に側方荷重を受けた場合の変形量を解析により求めた結果を図５に示す。
【００７０】
同図は、門形構造体Ａの変形状態を後から見た場合を示し、門形構造体Ａの各構成部材(センター及び左右のリアピラー２６〜２８)が均等に変形する一方で、同構造体Ａの構成要素でない左右のフロントピラー２２,２３が殆ど変形しないこと、すなわち、荷重を門形構造体Ａで集中的に受けること、及び門形構造体Ａの各構成部材に荷重が伝達されて構造体全体が一体として変形することがわかる。図中、Ｏはキャビン内のオペレータを示す。
【００７１】
また、上記フレーム構成によると、特許文献４に記載されているように断面の大きいセンターピラーを左右両側に設けてフレーム中央部に門形構造体を構成する場合と比較して、側面部に目立つ突出部分が現れないため、意匠性の点でも有利となる。
【００７２】
なお、第１実施形態において、門形構造体Ａは、センターピラー２６、リアピラー(第１及び第２両サイドピラー)２７,２８を平面視で三角形の各頂点部分に配置し、これらの上端部同士を連結部材としての各メンバー２９,３０,３１で連結することによって外郭形状が平面視で略三角形となるように構成すればよい。つまり、各メンバー２９〜３１によって形成される天井部分そのものは必ずしも平面視略三角形である必要はなく、たとえばたとえば第１クロスメンバー３０または第２クロスメンバー３１を直線状でなくへの字形等の屈曲形状として、天井部分の外郭形状を平面視で非三角形に形成してもよい。この点は、以下に挙げる他の実施形態においても同じである。
【００７３】
他の実施形態
第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００７４】
図６,７には、右リアピラー２８の前後方向位置を変えた場合の二例を示す。
【００７５】
図６の第２実施形態では、右リアピラー２８をセンターピラー２６と同じ前後方向位置(キャビン前後方向の中間部＝第１実施形態の右リアピラー位置を中央位置とした場合の前方位置)に配置している。
【００７６】
これに対し図７の第３実施形態では、右リアピラー２８を左リアピラー２７と同じ前後方向位置(キャビン後端部＝同後方位置)に配置している。
【００７７】
そして図８には、第１〜第３各実施形態にかかる門形構造体Ａの荷重支持性能の比較結果を示す。
【００７８】
これは、センターピラー２６の上端に側方荷重を掛けた場合の門形構造体Ａの右側への変位量を解析により調べたもので、右リアピラー２８が中央位置に設けられた第１実施形態の場合が最も変形量を小さくすることができる。
【００７９】
ただし、第２及び第３両実施形態によっても、第１実施形態に近い高い荷重性能を発揮できることも同時に確認された。
【００８０】
図９,１０に示す第４実施形態においては、図７の第３実施形態のフレーム構成を前提として、左右のリアピラー２７,２８間のほぼ下半部に背面壁３４を設けている。
【００８１】
この背面壁３４は、板材のみによって形成してもよいし、図示のように内面側の上下(または左右)複数個所に補強用の梁材３５を固着してもよい。
【００８２】
このように背面壁３４を設けることにより、左右のリアピラー２７,２８間での荷重の伝達性能を高めることができる。
【００８３】
図１１は門形構造体の構成に関する第５実施形態を示す。この第５実施形態においては、左フロントピラー２２及び左前ルーフメンバー３２を強度部材として構成できる場合に、右リアピラー２８と左フロントピラー２２の上端部同士を追加連結部材としての第３クロスメンバー３６で一体に連結することにより、門形構造体Ａの前方にもう一つの門形構造体Ｂを隣接して構成している。
【００８４】
この第５実施形態によると、第１実施形態の場合よりは前方視界の点で不利となるが、荷重支持力が強化されるため、安全性を重視する場合に好適となる。
【００８５】
図１２に示す第６実施形態においては、第１実施形態の左リアピラー２７を無くする一方、左フロントピラー２２を強度部材として構成し、この左フロントピラー２２とセンターピラー２６の上端部間に左ルーフメンバー３７、左フロントピラー２２と右リアピラー２８の上端部間に第１クロスメンバー３８、センターピラー２６と右リアピラー２８の上端部間に第２クロスメンバー３９をそれぞれ一体状態で架け渡すことによって門形構造体Ａを構成している。
【００８６】
この第６実施形態によると、第１〜第４実施形態と比較して前方視界の点で不利となるが、転倒時等にキャビン前半部の空間を確保したい(運転者の保護を重視する)キャビン構成をとる場合に有利となる一方、キャビン後半部の居住空間を確保し易い。また、後方の視界性を向上させることができる。
【００８７】
次に、図１３に示す第７実施形態においては、第１実施形態と基本的に同じフレーム構成をとりながら、門形構造体Ａを構成する各ピラー２６〜２８の各上端部間に跨って略三角形の板状の連結部材４０を一体状態で設けたフレーム構成をとっている。
【００８８】
この構成によると、門形構造体Ａの一体強度を高めることが可能となるとともに、組立が容易となる。
【００８９】
図１４,１５に示す第８実施形態においては、第７実施形態の板状の連結部材４０に代えて、扁平な箱状に形成した連結部材４１を設けている。
【００９０】
このように、箱状の連結部材４１を用いることにより、単なる板状の場合と比較してその剛性・強度をより高くとることができるため、連結部材そのものの変形を抑え、門形構造体の一体強度をさらに高めることができる。
【００９１】
なお、この第８実施形態において連結部材４１の平面形状は略三角形としてもよいし、図示のように前面側に後辺とほぼ平行な辺を持った台形に近い形状等、略三角形以外の形状としてもよい。この点は第７実施形態も同じである。
【００９２】
また、第８実施形態において、連結部材４１の剛性・強度を効果的に高める手段として、図１５に示すように連結部材４１の内空部に複数の仕切り状のリブ４２…を設けてもよい。
【００９３】
図１６に示す第９実施形態においては、第１実施形態とは左右逆のフレーム構成をとっている。すなわち、右側にセンターピラー２６を配置し、これを含む三本のピラー２６,２７,２８の上端部間に右後ルーフメンバー４３、第１及び第２両クロスメンバー３０,３１を設けて門形構造体Ａを構成している。４４は右前ルーフメンバーである。
【００９４】
このフレーム構成は、キャビンが右側、作業アタッチメントが左側に配置され、キャビンの出入り口が右側に設けられる場合に好適となる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図２】同平面図である。
【図３】同実施形態と従来のフレーム構成による重量の比較結果を示す図である。
【図４】(ａ)(ｂ)(ｃ)は第１実施形態のフレーム構成をとった場合における門形構造体以外の構成部材の他の配置例を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態のフレーム構成において側方荷重による変形状態を後から見た図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第１〜第３各実施形態のフレーム構成による変位量比を示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線拡大断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第６実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第７実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第８実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線拡大断面図である。
【図１６】本発明の第９実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図１７】本発明が適用される油圧ショベルの概略側面図である。
【図１８】従来のキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９６】
２１ フレーム
Ａ 門形構造体
２７ 門形構造体を構成する第１サイドピラーとしての左リアピラー
２８ 同第２サイドピラーとしての右リアピラー
２９ 連結部材としての左後ルーフメンバー
３０,３１ 同クロスメンバー
３２ 左前ルーフメンバー
３３ 右ルーフメンバー
Ｂ もう一つの門形構造体
２３ 第３サイドピラーとしての右フロントピラー
３６ 追加連結部材としての第３クロスメンバー
３７ 連結部材としての左ルーフメンバー
３８,３９ 連結部材としての第１及び第２両クロスメンバー
４０ 三角形の板状の連結部材
４１ 平面視略三角形の扁平な箱状の連結部材
４３ 門形構造体を左右逆に配置した場合の連結部材としての右後ルーフメンバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧ショベル等の建設機械のキャビンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルのキャビンを例にとって説明する。
【０００３】
油圧ショベルは、図１７に示すようにクローラ式の下部走行体１と、この下部走行体１上に搭載された上部旋回体２と、この上部旋回体２に装着された作業アタッチメント３とによって構成され、上部旋回体２にキャビン４が設けられる。
【０００４】
ここで、一般的には上部旋回体２の右側(キャビン４内に着座したオペレータから見た右側。以下にいう左右及び前後の方向性について同じ)に作業アタッチメント３、左側にキャビン４がそれぞれ設けられ、キャビン４の左側面に、ドア５によって開閉される出入り口が設けられる。
【０００５】
このキャビン４は、図１８に示す骨組としてのフレーム６に外装材(板材や窓ガラス)が取付けられて構成される。
【０００６】
従来のキャビン４のフレーム６は、前部左右両側に立設されたフロントピラー７,８と、後部左右両側に立設されたリアピラー９,１０と、左側のフロント、リア両ピラー７,９間に立設されたセンターピラー１１と、左側のフロント、リア両ピラー７,９の上端間に架け渡された左ルーフメンバー１２と、右側のフロント、リア両ピラー８,１０の上端間に架け渡された右ルーフメンバー１３と、左右のフロントピラー７,８の上端間に架け渡された上フロントクロスメンバー１４と、同下端間に架け渡された下フロントクロスメンバー１５と、左右のリアピラー９,１０の上端間に架け渡された上リアクロスメンバー１６とによって構成され、これら各構成部材の接合部は溶接によって一体化されている。
【０００７】
一般にキャビンのフレームには、
(Ａ) 転倒(横転)時におけるオペレータの安全性が確保されること(転倒時の左側方荷重によって変形してもオペレータの空間が確保されること)、
(Ｂ) 作業時のオペレータの視界(とくに前方視界)が十分確保されること
の二つの条件を満足することが求められる。
【０００８】
ここで、上記(Ａ)の条件を満足するためには、フレームが十分な強度・剛性を備えていることが必要となる。
【０００９】
一方、(Ｂ)の条件を満足するためには、フレーム構成部材が視界の妨げとならないように、構成部材の量(とくに前側の構成部材の量)をできるだけ少なくし、かつ、断面サイズを小さくするのが望ましい。
【００１０】
この点で、フレームに求められる強度・剛性と視界性は二律背反的な要求となる。
【００１１】
このような要求に対し、従来のフレーム６においては、左右のフロントピラー７,８と上フロントクロスメンバー１４で前面側の門形構造体、左右のリアピラー９,１０とリアクロスメンバー１６で後面側の門形構造体を構成し、この前後の門形構造体を左右のルーフメンバー１２,１３でつないだ構成となっている。
【００１２】
また、同様の技術思想に基づくものとして、特許文献１に示されているように、とくにルーフ部に加えられた荷重をフレーム全体に広く分散するためのつなぎ部材を設けた技術も提案されている。
【００１３】
一方、他のフレーム構成として、特許文献２に示されているように、左右両側面部において前後方向の中間部から後上向きに延びる幅広の主ピラーを設けた構成、及び特許文献３に示されているように、上記従来のフレーム６における前後両側の門形構造体同士を板状のルーフ材で連結した構成がそれぞれ提案されている。
【００１４】
さらに、特許文献４に示されているように、センターピラーを左右両側に設け、これらの上端間をつないでフレーム中央部に門形構造体を構成する技術も公知である。
【特許文献１】特開２００４−４２７３９号公報
【特許文献２】特開２０００−３２７４６２号公報
【特許文献３】特開２００１−１２３４８２号公報
【特許文献４】特開２００１−１４０２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図１８に示す従来のフレーム構成、及び特許文献１のフレーム構成では、転倒時等に左側面部に加えられる側方荷重を前後両側の門形構造体に伝えてフレーム全体に分散させ、すべての構成部材で均等に受けることになる。
【００１６】
しかし、このようにすべての構成部材を荷重支持部材として機能させるフレーム構成によると、全構成部材に均一な強度・剛性が必要となる。従って、前方視界内に位置する左右のフロントピラー７,８及び上フロントクロスメンバー１４についても他の構成部材と同等の断面サイズを確保しなければならないため、前方視界を良くしたいという要求には十分応えられない。
【００１７】
また、特許文献２の技術によると、主ピラーが後倒れに傾いているため側方視界は広がるものの、ルーフ部の前後方向中間部にかかる側方荷重がルーフメンバーに集中してこれが大きく変形し易くなるため、オペレータの安全確保の点で問題がある。
【００１８】
一方、特許文献３の技術では、ルーフ部の耐側方荷重は大きくなるものの、弊害としてフレーム重量が増加し、軽量化というもう一つの要請に反する。
【００１９】
さらに、特許文献４の技術によると、門形構造体を構成する左右のセンターピラーの断面サイズが大きくなるため、左右の側方視界が大きく狭められる。
【００２０】
そこで本発明は、転倒時等の変形を抑えながら視界を広げるという二律背反的な二つの要求を同時に満足し、しかも軽量化をも実現し得る建設機械のキャビンを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１の発明は、骨組となるフレームの構成要素として、少なくとも、左右片側において前後方向の中間部に位置するセンターピラーと、このセンターピラーの前後一側に間隔を置いて位置する第１サイドピラーと、この第１サイドピラーに対して左右反対側に位置する第２サイドピラーとが、平面視で三角形の各頂点に位置する状態で設けられ、上記センターピラー、第１及び第２両サイドピラーの上端部同士が連結部材で一体に連結されることにより、外郭形状が平面視で略三角形となる門形構造体が構成されたものである。
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、連結部材として、センターピラーと第１サイドピラーの上端部間にルーフメンバー、センターピラーと第２サイドピラーの上端部間に第１クロスメンバー、両サイドピラーの上端部間に第２クロスメンバーがそれぞれ一体状態で架け渡されたものである。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１の構成において、センターピラー、第１及び第２両サイドピラーの各上端部間に跨って略三角形の板状の連結部材が一体状態で設けられたものである。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１の構成において、センターピラー、第１及び第２両サイドピラーの各上端部間に跨って平面視略三角形の扁平な箱状の連結部材が一体状態で設けられたものである。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの構成において、出入り口側にセンターピラーと第１サイドピラー、反対側に第２サイドピラーがそれぞれ設けられたものである。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成において、第２サイドピラーがセンターピラーと第１サイドピラーとの間の前後方向中間位置でこれらと反対側に設けられたものである。
【００２７】
請求項７の発明は、請求項６の構成において、門形構造体の平面形状が略二等辺三角形となるように第２サイドピラーがセンターピラーと第１サイドピラーとの間の前後方向中央位置でこれらと反対側に設けられたものである。
【００２８】
請求項８の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成において、第２サイドピラーが、センターピラーと同じ前後方向位置でこれと反対側に設けられたものである。
【００２９】
請求項９の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成において、第２サイドピラーが第１サイドピラーと同じ前後方向位置でこれと反対側に設けられたものである。
【００３０】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれかの構成において、センターピラーの後方に第１サイドピラーとしての左右一方のリアピラー、これと左右反対側の後部に第２サイドピラーとしての他方のリアピラーがそれぞれ設けられ、これらによってキャビン後部に門形構造体が構成されたものである。
【００３１】
請求項１１の発明は、請求項１乃至９のいずれかの構成において、センターピラーの前方に第１サイドピラーとしてのフロントピラー、これと左右反対側でフロントピラーよりも後方位置に第２サイドピラーとしてのリアピラーがそれぞれ設けられ、これらによって門形構造体が構成されたものである。
【００３２】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれかの構成において、第１サイドピラーまたは第２サイドピラーと左右同じ側に第３サイドピラーが設けられ、この第３サイドピラーとセンターピラーの上端部同士、及び第３サイドピラーと第２サイドピラーの上端部同士がそれぞれ追加連結部材で一体に連結されることにより、外郭形状が平面視で略三角形となる二つの門形構造体が隣接して構成されたものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によると、転倒等によってフレームに加えられる側方荷重を、キャビン前部または後部に構成した門形構造体で集中的に受けるため、他の部分にはさほどの高強度・高剛性は要求されない。
【００３４】
従って、他の部分の構成材の量を少なくし、かつ、その断面サイズを小さくすることができる。
【００３５】
しかも、この門形構造体は、左右非対称に配置した三本のピラーの上端部同士を連結部材で連結して平面視略三角形に形成しているため、構造体全体として高強度・高剛性となって高い荷重支持性能を発揮し、とくに耐ねじれ荷重の点ですぐれたものとなる。
【００３６】
つまり、十分な荷重支持力を持った変形しにくい門形構造体が得られ、この門形構造体で荷重を集中的に受けることにより、キャビンの変形を抑えて運転者を保護するという基本目的を達成しながら、視界を広げ、かつ軽量化をも実現することができる。
【００３７】
また、断面サイズの大きいセンターピラーを左右両側に設け、これらの上端間をつないでフレーム中央部に門形構造体を構成した場合(特許文献４の技術)のように、側面部に目立つ突出部分が現れないため、意匠性の点でも有利となる。
【００３８】
この場合、請求項２の発明によると、連結部材として枠材であるルーフメンバー及びクロスメンバーを用いているため、構造体全体を軽くでき、キャビンの軽量化の点でとくに有利となる。
【００３９】
これに対し、請求項３,４の発明によると、略三角形の板状または扁平な箱状の連結部材を用いているため、門形構造体の一体強度を高めることができるとともに、組立が容易となる。とくに請求項４の発明によると、連結部材を箱状とすることでその剛性・強度をより高くとることができるため、連結部材そのものの変形を抑え、門形構造体の一体強度をさらに高めることができる。
【００４０】
なお、本発明において、門形構造体は、センターピラー、第１及び第２両サイドピラーを平面視で三角形の各頂点部分に配置し、これらの上端部同士を連結部材で連結することによって外郭形状が平面視で略三角形となるように構成すればよい。つまり、連結部材によって形成される門形構造体の天井部分そのものは必ずしも平面視略三角形である必要はなく、たとえば連結部材としてフレーム材を用いる場合に一部の連結部材をへの字形等に屈曲させて、天井部分の平面形状を非三角形としてもよい。
【００４１】
ところで、機械の転倒時には出入り口側の側面部が下になり、この下になった側面部が直接荷重を受ける可能性が高い。
【００４２】
この点、請求項５の発明によると、出入り口側にセンターピラーを配置したことにより、荷重を門形構造体全体に確実に伝え、変形抑制作用を確保することができる。
【００４３】
また、請求項６,７の発明によると、門形構造体の平面形状を非直角三角形としたから、直角三角形の場合と比較して耐ねじれ剛性を高め、変形抑制効果が高いものとなる。
【００４４】
とくに、平面形状を略二等辺三角形とした請求項７の発明によると、耐ねじれ剛性が三角形のうちでも最大となって門形構造体が最も変形しにくくなる。このため、運転者保護の目的をより確実に達成することができる。
【００４５】
なお、門形構造体の平面形状が略二等辺三角形以外の略三角形となるように各構成部材を配置した場合(請求項８,９)でも、基本的には、略三角形によって荷重を伝達し易くてしかも変形しにくい特長は生かされる。
【００４６】
一方、請求項１０の発明によると、キャビン後部に平面視略三角形の門形構造体を構成するため、作業時に重要な前方視界を広げることができ、視界性向上の実益が大きい。
【００４７】
これに対し、請求項１１の発明によると、請求項１０の場合よりも前方に門形構造体を構成するため、キャビン前半部の空間を確保したい(運転者の保護を重視する)キャビン構成をとる場合に有利となる一方、キャビン後半部の居住空間を確保し易い。また、後方の視界性を向上させることができる。
【００４８】
また、請求項１２の発明によると、平面視略三角形の二つの門形構造体を隣接して構成したから、荷重支持性能(変形抑制効果)を重視する場合に有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
第１実施形態(図１〜図５参照)
第１実施形態にかかるキャビンのフレーム２１は、左右のフロントピラー２２,２３と、上下のフロントクロスメンバー２４,２５と、出入り口側(左側)の前後方向中間部に立設されたセンターピラー２６と、後部左右両側に立設されたリアピラー(第１、第２サイドピラー)２７,２８とを具備している。
【００５０】
なお、センターピラー２６は、左側の前後方向の中央部に設けてもよいし、中央部よりも前後いずれかにずれた位置に設けてもよい。
【００５１】
センターピラー２６と左右のリアピラー２７,２８は、平面視で三角形の各頂点に位置する状態で設けられ、センターピラー２６と左リアピラー２７の上端部間に連結部材としての左後ルーフメンバー２９が設けられるとともに、センター及び両リアピラー２６,２７,２８の各上端部間にＶ字配置で連結部材としての第１及び第２両クロスメンバー３０,３１が一体状態で架け渡されている。
【００５２】
こうして、キャビン後部に、左右非対称に配置された各ピラー２６〜２８を互いの上端部で連結・一体化させた、外郭形状が平面視で略三角形となる門形構造体Ａが構成されている。
【００５３】
ここで、右リアピラー２８は、センターピラー２６と左リアピラー２７との間の前後方向中央位置に配置され、門形構造体Ａの平面形状が略二等辺三角形となっている(図２参照)。
【００５４】
なお、左後ルーフメンバー２９と左フロントピラー２２の上端間に左前ルーフメンバー３２、右リアピラー２８と右フロントピラー２３の上端間に右ルーフメンバー３３がそれぞれ架け渡されている。
【００５５】
また、門形構造体Ａの各構成部材を含めてこのフレーム２１を構成する部材同士は、互いの接合部分で溶接によって一体化されている。
【００５６】
このフレーム構成によると、転倒等によってフレーム２１の左側面中間部に加えられる側方荷重(図２中に二重線矢印で示す)がセンターピラー２６に伝えられ、ここから第１クロスメンバー３０を通じて右リアピラー２８に、さらに第２クロスメンバー３１を通じて左リアピラー２７へと伝えられる。
【００５７】
すなわち、側方荷重を門形構造体Ａで集中的に受け、同構造体Ａ全体が変形する。
【００５８】
従って、この門形構造体Ａと無関係な前側の各構成部材(左前、右両ルーフメンバー３２,３３、左右のフロントピラー２２,２３、上下のフロントクロスメンバー２４,２５)は、荷重を殆ど分担せず、高強度・高剛性を要求されない。
【００５９】
このため、この前側各構成部材については、図示のように最小限に少なくてすみ、その断面サイズも小さくてよい。
【００６０】
これにより、図２に示すように、作業時に必要な前方視界及び側方視界を最大限に広げることが可能となる。
【００６１】
図２において、キャビン内のオペレータが構成部材に邪魔されずに見通すことができる視界領域に斜線を付して示している。また、同図中、３はキャビン右側に取付けられる作業アタッチメント(図１７参照)である。
【００６２】
また、前側各構成部材の量が少なく、かつ断面サイズが小さくてすむことにより、フレーム２１全体を軽量化することができる。
【００６３】
この軽量化に関して、図１８に示す従来のキャビン(フレーム６)と、第１実施形態にかかるキャビン(フレーム２１)の重量比較を図３に示す。
【００６４】
同図から分かるように、第１実施形態キャビンによると従来キャビンに対して２割程度まで重量を低減することができる。
【００６５】
なお、図４(ａ)〜(ｃ)は前側各構成部材の他の配置例を示し、(ａ)は第１実施形態の右フロントピラー２３と下フロントクロスメンバー２５を省略した例、(ｂ)は左フロントピラー２２と下フロントクロスメンバー２５を省略した例、(ｃ)は上側のフロントクロスメンバー２４を省略した例である。
【００６６】
このように、前側各構成部材の配置パターンを、視界の拡充と軽量化の観点から広い選択肢から選択することが可能となる。
【００６７】
しかも、荷重を集中的に受ける門形構造体Ａは、左右非対称に配置した三本のピラー(センター及び左右のリアピラー２６〜２８)を互いの上端で左後ルーフ及び両クロス各メンバー２９〜３１によって一体化させた平面視略三角形であるため、荷重の伝達性が良くて各部材の強度を最大限に生かし、全体として高い荷重支持性能(とくに耐ねじれ剛性)を得ることができる。
【００６８】
とくに、この第１実施形態では、門形構造体Ａの平面形状が略二等辺三角形であるため、耐ねじれ剛性が三角形のうちでも最大となって最も変形しにくくなる。
【００６９】
この第１実施形態による門形構造体Ａの荷重支持性能に関して、図２中に二重線矢印で示すように左側面部の中央部に側方荷重を受けた場合の変形量を解析により求めた結果を図５に示す。
【００７０】
同図は、門形構造体Ａの変形状態を後から見た場合を示し、門形構造体Ａの各構成部材(センター及び左右のリアピラー２６〜２８)が均等に変形する一方で、同構造体Ａの構成要素でない左右のフロントピラー２２,２３が殆ど変形しないこと、すなわち、荷重を門形構造体Ａで集中的に受けること、及び門形構造体Ａの各構成部材に荷重が伝達されて構造体全体が一体として変形することがわかる。図中、Ｏはキャビン内のオペレータを示す。
【００７１】
また、上記フレーム構成によると、特許文献４に記載されているように断面の大きいセンターピラーを左右両側に設けてフレーム中央部に門形構造体を構成する場合と比較して、側面部に目立つ突出部分が現れないため、意匠性の点でも有利となる。
【００７２】
なお、第１実施形態において、門形構造体Ａは、センターピラー２６、リアピラー(第１及び第２両サイドピラー)２７,２８を平面視で三角形の各頂点部分に配置し、これらの上端部同士を連結部材としての各メンバー２９,３０,３１で連結することによって外郭形状が平面視で略三角形となるように構成すればよい。つまり、各メンバー２９〜３１によって形成される天井部分そのものは必ずしも平面視略三角形である必要はなく、たとえばたとえば第１クロスメンバー３０または第２クロスメンバー３１を直線状でなくへの字形等の屈曲形状として、天井部分の外郭形状を平面視で非三角形に形成してもよい。この点は、以下に挙げる他の実施形態においても同じである。
【００７３】
他の実施形態
第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００７４】
図６,７には、右リアピラー２８の前後方向位置を変えた場合の二例を示す。
【００７５】
図６の第２実施形態では、右リアピラー２８をセンターピラー２６と同じ前後方向位置(キャビン前後方向の中間部＝第１実施形態の右リアピラー位置を中央位置とした場合の前方位置)に配置している。
【００７６】
これに対し図７の第３実施形態では、右リアピラー２８を左リアピラー２７と同じ前後方向位置(キャビン後端部＝同後方位置)に配置している。
【００７７】
そして図８には、第１〜第３各実施形態にかかる門形構造体Ａの荷重支持性能の比較結果を示す。
【００７８】
これは、センターピラー２６の上端に側方荷重を掛けた場合の門形構造体Ａの右側への変位量を解析により調べたもので、右リアピラー２８が中央位置に設けられた第１実施形態の場合が最も変形量を小さくすることができる。
【００７９】
ただし、第２及び第３両実施形態によっても、第１実施形態に近い高い荷重性能を発揮できることも同時に確認された。
【００８０】
図９,１０に示す第４実施形態においては、図７の第３実施形態のフレーム構成を前提として、左右のリアピラー２７,２８間のほぼ下半部に背面壁３４を設けている。
【００８１】
この背面壁３４は、板材のみによって形成してもよいし、図示のように内面側の上下(または左右)複数個所に補強用の梁材３５を固着してもよい。
【００８２】
このように背面壁３４を設けることにより、左右のリアピラー２７,２８間での荷重の伝達性能を高めることができる。
【００８３】
図１１は門形構造体の構成に関する第５実施形態を示す。この第５実施形態においては、左フロントピラー２２及び左前ルーフメンバー３２を強度部材として構成できる場合に、右リアピラー２８と左フロントピラー２２の上端部同士を追加連結部材としての第３クロスメンバー３６で一体に連結することにより、門形構造体Ａの前方にもう一つの門形構造体Ｂを隣接して構成している。
【００８４】
この第５実施形態によると、第１実施形態の場合よりは前方視界の点で不利となるが、荷重支持力が強化されるため、安全性を重視する場合に好適となる。
【００８５】
図１２に示す第６実施形態においては、第１実施形態の左リアピラー２７を無くする一方、左フロントピラー２２を強度部材として構成し、この左フロントピラー２２とセンターピラー２６の上端部間に左ルーフメンバー３７、左フロントピラー２２と右リアピラー２８の上端部間に第１クロスメンバー３８、センターピラー２６と右リアピラー２８の上端部間に第２クロスメンバー３９をそれぞれ一体状態で架け渡すことによって門形構造体Ａを構成している。
【００８６】
この第６実施形態によると、第１〜第４実施形態と比較して前方視界の点で不利となるが、転倒時等にキャビン前半部の空間を確保したい(運転者の保護を重視する)キャビン構成をとる場合に有利となる一方、キャビン後半部の居住空間を確保し易い。また、後方の視界性を向上させることができる。
【００８７】
次に、図１３に示す第７実施形態においては、第１実施形態と基本的に同じフレーム構成をとりながら、門形構造体Ａを構成する各ピラー２６〜２８の各上端部間に跨って略三角形の板状の連結部材４０を一体状態で設けたフレーム構成をとっている。
【００８８】
この構成によると、門形構造体Ａの一体強度を高めることが可能となるとともに、組立が容易となる。
【００８９】
図１４,１５に示す第８実施形態においては、第７実施形態の板状の連結部材４０に代えて、扁平な箱状に形成した連結部材４１を設けている。
【００９０】
このように、箱状の連結部材４１を用いることにより、単なる板状の場合と比較してその剛性・強度をより高くとることができるため、連結部材そのものの変形を抑え、門形構造体の一体強度をさらに高めることができる。
【００９１】
なお、この第８実施形態において連結部材４１の平面形状は略三角形としてもよいし、図示のように前面側に後辺とほぼ平行な辺を持った台形に近い形状等、略三角形以外の形状としてもよい。この点は第７実施形態も同じである。
【００９２】
また、第８実施形態において、連結部材４１の剛性・強度を効果的に高める手段として、図１５に示すように連結部材４１の内空部に複数の仕切り状のリブ４２…を設けてもよい。
【００９３】
図１６に示す第９実施形態においては、第１実施形態とは左右逆のフレーム構成をとっている。すなわち、右側にセンターピラー２６を配置し、これを含む三本のピラー２６,２７,２８の上端部間に右後ルーフメンバー４３、第１及び第２両クロスメンバー３０,３１を設けて門形構造体Ａを構成している。４４は右前ルーフメンバーである。
【００９４】
このフレーム構成は、キャビンが右側、作業アタッチメントが左側に配置され、キャビンの出入り口が右側に設けられる場合に好適となる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図２】同平面図である。
【図３】同実施形態と従来のフレーム構成による重量の比較結果を示す図である。
【図４】(ａ)(ｂ)(ｃ)は第１実施形態のフレーム構成をとった場合における門形構造体以外の構成部材の他の配置例を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態のフレーム構成において側方荷重による変形状態を後から見た図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第１〜第３各実施形態のフレーム構成による変位量比を示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線拡大断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第６実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第７実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第８実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線拡大断面図である。
【図１６】本発明の第９実施形態にかかるキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【図１７】本発明が適用される油圧ショベルの概略側面図である。
【図１８】従来のキャビンのフレーム構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９６】
２１ フレーム
Ａ 門形構造体
２７ 門形構造体を構成する第１サイドピラーとしての左リアピラー
２８ 同第２サイドピラーとしての右リアピラー
２９ 連結部材としての左後ルーフメンバー
３０,３１ 同クロスメンバー
３２ 左前ルーフメンバー
３３ 右ルーフメンバー
Ｂ もう一つの門形構造体
２３ 第３サイドピラーとしての右フロントピラー
３６ 追加連結部材としての第３クロスメンバー
３７ 連結部材としての左ルーフメンバー
３８,３９ 連結部材としての第１及び第２両クロスメンバー
４０ 三角形の板状の連結部材
４１ 平面視略三角形の扁平な箱状の連結部材
４３ 門形構造体を左右逆に配置した場合の連結部材としての右後ルーフメンバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨組となるフレームの構成要素として、少なくとも、左右片側において前後方向の中間部に位置するセンターピラーと、このセンターピラーの前後一側に間隔を置いて位置する第１サイドピラーと、この第１サイドピラーに対して左右反対側に位置する第２サイドピラーとが、平面視で三角形の各頂点に位置する状態で設けられ、上記センターピラー、第１及び第２両サイドピラーの上端部同士が連結部材で一体に連結されることにより、外郭形状が平面視で略三角形となる門形構造体が構成されたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械のキャビンにおいて、連結部材として、センターピラーと第１サイドピラーの上端部間にルーフメンバー、センターピラーと第２サイドピラーの上端部間に第１クロスメンバー、両サイドピラーの上端部間に第２クロスメンバーがそれぞれ一体状態で架け渡されたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項３】
請求項１記載の建設機械のキャビンにおいて、センターピラー、第１及び第２両サイドピラーの各上端部間に跨って略三角形の板状の連結部材が一体状態で設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項４】
請求項１記載の建設機械のキャビンにおいて、センターピラー、第１及び第２両サイドピラーの各上端部間に跨って平面視略三角形の扁平な箱状の連結部材が一体状態で設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンにおいて、出入り口側にセンターピラーと第１サイドピラー、反対側に第２サイドピラーがそれぞれ設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンにおいて、第２サイドピラーがセンターピラーと第１サイドピラーとの間の前後方向中間位置でこれらと反対側に設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項７】
請求項６記載の建設機械のキャビンにおいて、門形構造体の平面形状が略二等辺三角形となるように第２サイドピラーがセンターピラーと第１サイドピラーとの間の前後方向中央位置でこれらと反対側に設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のキャビンにおいて、第２サイドピラーが、センターピラーと同じ前後方向位置でこれと反対側に設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項９】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンにおいて、第２サイドピラーが第１サイドピラーと同じ前後方向位置でこれと反対側に設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンにおいて、センターピラーの後方に第１サイドピラーとしての左右一方のリアピラー、これと左右反対側の後部に第２サイドピラーとしての他方のリアピラーがそれぞれ設けられ、これらによってキャビン後部に門形構造体が構成されたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンにおいて、センターピラーの前方に第１サイドピラーとしてのフロントピラー、これと左右反対側でフロントピラーよりも後方位置に第２サイドピラーとしてのリアピラーがそれぞれ設けられ、これらによって門形構造体が構成されたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンにおいて、第１サイドピラーまたは第２サイドピラーと左右同じ側に第３サイドピラーが設けられ、この第３サイドピラーとセンターピラーの上端部同士、及び第３サイドピラーと第２サイドピラーの上端部同士がそれぞれ追加連結部材で一体に連結されることにより、外郭形状が平面視で略三角形となる二つの門形構造体が隣接して構成されたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項１】
骨組となるフレームの構成要素として、少なくとも、左右片側において前後方向の中間部に位置するセンターピラーと、このセンターピラーの前後一側に間隔を置いて位置する第１サイドピラーと、この第１サイドピラーに対して左右反対側に位置する第２サイドピラーとが、平面視で三角形の各頂点に位置する状態で設けられ、上記センターピラー、第１及び第２両サイドピラーの上端部同士が連結部材で一体に連結されることにより、外郭形状が平面視で略三角形となる門形構造体が構成されたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械のキャビンにおいて、連結部材として、センターピラーと第１サイドピラーの上端部間にルーフメンバー、センターピラーと第２サイドピラーの上端部間に第１クロスメンバー、両サイドピラーの上端部間に第２クロスメンバーがそれぞれ一体状態で架け渡されたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項３】
請求項１記載の建設機械のキャビンにおいて、センターピラー、第１及び第２両サイドピラーの各上端部間に跨って略三角形の板状の連結部材が一体状態で設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項４】
請求項１記載の建設機械のキャビンにおいて、センターピラー、第１及び第２両サイドピラーの各上端部間に跨って平面視略三角形の扁平な箱状の連結部材が一体状態で設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンにおいて、出入り口側にセンターピラーと第１サイドピラー、反対側に第２サイドピラーがそれぞれ設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンにおいて、第２サイドピラーがセンターピラーと第１サイドピラーとの間の前後方向中間位置でこれらと反対側に設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項７】
請求項６記載の建設機械のキャビンにおいて、門形構造体の平面形状が略二等辺三角形となるように第２サイドピラーがセンターピラーと第１サイドピラーとの間の前後方向中央位置でこれらと反対側に設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のキャビンにおいて、第２サイドピラーが、センターピラーと同じ前後方向位置でこれと反対側に設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項９】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンにおいて、第２サイドピラーが第１サイドピラーと同じ前後方向位置でこれと反対側に設けられたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンにおいて、センターピラーの後方に第１サイドピラーとしての左右一方のリアピラー、これと左右反対側の後部に第２サイドピラーとしての他方のリアピラーがそれぞれ設けられ、これらによってキャビン後部に門形構造体が構成されたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンにおいて、センターピラーの前方に第１サイドピラーとしてのフロントピラー、これと左右反対側でフロントピラーよりも後方位置に第２サイドピラーとしてのリアピラーがそれぞれ設けられ、これらによって門形構造体が構成されたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の建設機械のキャビンにおいて、第１サイドピラーまたは第２サイドピラーと左右同じ側に第３サイドピラーが設けられ、この第３サイドピラーとセンターピラーの上端部同士、及び第３サイドピラーと第２サイドピラーの上端部同士がそれぞれ追加連結部材で一体に連結されることにより、外郭形状が平面視で略三角形となる二つの門形構造体が隣接して構成されたことを特徴とする建設機械のキャビン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００６−１５９８５（Ｐ２００６−１５９８５Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６１６０６（Ｐ２００５−１６１６０６）
【出願日】平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【出願人】（０００２４６２７３）コベルコ建機株式会社 (644)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【出願人】（０００２４６２７３）コベルコ建機株式会社 (644)
【Ｆターム（参考）】
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