(57)【要約】      （修正有）【課題】生産性の大幅な向上を可能とした構造体および連結部材を提供する。【解決手段】構造体1は、一方の構成部材6の外表面に倣った形状の会合部11Aを有し、一方の構成部材6の軸方向に沿って移動自在に当接するとともに、溶接により一方の構成部材6と接合される一方側接続端部11と、他方の構成部材4と一方の構成部材6の軸方向と交差する方向に沿って相対移動自在に嵌合する係合部12Aを有し、溶接により他方の構成部材4と接合される他方側接続端部12とを備えて成る連結部材10を介して、一方の構成部材と他方の構成部材4とを互いに接合して成ることを特徴とする。また、連結部材10は、溶接により一方の構成部材6と接合される一方側接続端部11と、他方の構成部材と一方の構成部材の軸方向と交差する方向に沿って相対移動自在に嵌合する係合部12Aを有し、溶接により他方の構成部材4と接合される他方側接続端部12とを備えて成ることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の構成部材と他方の構成部材とを、連結部材を介して溶接により接合して成る構造体において、
前記一方の構成部材の外表面に倣った形状の会合部を有し、前記一方の構成部材の軸方向に沿って移動自在に当接するとともに、溶接により前記一方の構成部材と接合される一方側接続端部と、前記他方の構成部材と前記一方の構成部材の軸方向と交差する方向に沿って相対移動自在に嵌合する係合部を有し、溶接により前記他方の構成部材と接合される他方側接続端部とを備えて成る連結部材を介して、前記一方の構成部材と前記他方の構成部材とを互いに接合して成ることを特徴とする構造体。
【請求項２】
前記構造体が、作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体であることを特徴とする請求項１記載の構造体。
【請求項３】
一方の構成部材と他方の構成部材とを、連結部材を介して溶接により接合して成る構造体の連結部材において、
前記一方の構成部材の外表面に倣った形状の会合部を有し、前記一方の構成部材の軸方向に沿って移動自在に当接するとともに、溶接により前記一方の構成部材と接合される一方側接続端部と、
前記他方の構成部材と前記一方の構成部材の軸方向と交差する方向に沿って相対移動自在に嵌合する係合部を有し、溶接により前記他方の構成部材と接合される他方側接続端部と、
を備えて成ることを特徴とする構造体の連結部材。
【請求項４】
前記構造体が、作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体であることを特徴とする請求項３記載の構造体の連結部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方の構成部材と他方の構成部材とを、連結部材を介して溶接により接合して成る構造体に関し、さらに本発明は、上記構造体の連結部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５に示した従来の油圧ショベルＡは、クローラ形式の走行機構を有する下部走行体Ｂと、該下部走行体Ｂに搭載支持された上部旋回体Ｃとを備え、この上部旋回体Ｃには、作業機Ｄとともに運転室Ｅが設置されている。
【０００３】
ここで、建設機械や農業機械等の産業車両における運転室は、フレーム構造体(構造体)を骨格としており、このフレーム構造体は、通常、異形鋼管等の構成部材を互いに接合することによって構成されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
図６に示す如く、上記運転室Ｅのフレーム構造体Ｈは、ベースＩに立設された左前方ピラーＬＦと左後方ピラーＬＢとを左ルーフピラーＬＴで連結するとともに、ベースＩに立設された右前方ピラーＲＦと右後方ピラーＲＢとを右ルーフピラーＲＴで連結しており、これら左右のフレームにおける上部同士を、左右に延びる前方ルーフビームＭと後方ルーフビームＮで接合している。
【０００５】
また、左前方ピラーＬＦと左ルーフピラーＬＴ、および左ルーフピラーＬＴと左後方ピラーＬＢとは、夫々ジョイントＬＪを介して接合されており、右前方ピラーＲＦと右ルーフピラーＲＴ、および右ルーフピラーＲＴと右後方ピラーＲＢとは、夫々ジョイントＲＪを介して接合されている。
【０００６】
ここで、左後方ピラーＬＢと左ルーフピラーＬＴとを接合するジョイントＬＪは、エルボＬＪｅの下方に設けたプラグＬＪｂを左後方ピラーＬＢに嵌合し、該左後方ピラーＬＢとエルボＬＪｅとを溶接によって接合するとともに、エルボＬＪｅの前方に設けたプラグＬＪｔを左ルーフピラーＬＴに嵌合し、該左ルーフピラーＬＴとエルボＬＪｅとを溶接によって接合することで、上記左後方ピラーＬＢと左ルーフピラーＬＴとを接合するものである。因みに、他の３箇所におけるジョイントも、上述したジョイントＬＪと同様の構成であることは言うまでもない。
【特許文献１】特開２０００−１９８４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した如くピラー(構成部材)同士の接合にジョイントを用いた従来のフレーム構造体Ｈでは、全てのピラーおよびジョイントを仮組みした状態において、例えばジョイントＬＪを介して組付けられた左後方ピラーＬＢと左ルーフピラーＬＴとの間には、互いの位置関係を調整し得る自由度がないために、各ピラーおよびジョイントの形状(寸法)に僅かでも誤差があった場合には、仮組みされたフレーム構造体の各部に無理な負荷が生じることとなり、溶接して完成したフレーム構造体Ｈの外形が歪んでしまう虞れがある。
【０００８】
このため、ピラー(構成部材)同士の接合にジョイントを用いた従来のフレーム構造体Ｈでは、各ピラーＬＦ、ＬＴ、ＬＢ、ＲＦ、ＲＴ、ＲＢおよび各ジョイントＬＪ、ＲＪに対して、極めて高い形状精度(寸法精度)が要求されることとなり、もって製造に関わるコストの増大や工程の煩雑化により生産性の低下を招く問題があった。
【０００９】
本発明の目的は上記実状に鑑みて、生産性の大幅な向上を達成することの可能な、構造体および構造体の連結部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するべく、請求項１に関わる構造体は、一方の構成部材と他方の構成部材とを、連結部材を介して溶接により接合して成る構造体において、一方の構成部材の外表面に倣った形状の会合部を有し、一方の構成部材の軸方向に沿って移動自在に当接するとともに、溶接により一方の構成部材と接合される一方側接続端部と、他方の構成部材と一方の構成部材の軸方向と交差する方向に沿って相対移動自在に嵌合する係合部を有し、溶接により他方の構成部材と接合される他方側接続端部とを備えて成る連結部材を介して、一方の構成部材と他方の構成部材とを互いに接合して成ることを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明に関わる構造体は、請求項１の発明に関わる構造体において、上記構造体が作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体であることを特徴としている。
【００１２】
請求項３の発明に関わる構造体の連結部材は、一方の構成部材と他方の構成部材とを、連結部材を介して溶接により接合して成る構造体の連結部材において、一方の構成部材の外表面に倣った形状の会合部を有し、一方の構成部材の軸方向に沿って移動自在に当接するとともに、溶接により一方の構成部材と接合される一方側接続端部と、他方の構成部材と一方の構成部材の軸方向と交差する方向に沿って相対移動自在に嵌合する係合部を有し、溶接により他方の構成部材と接合される他方側接続端部とを備えて成ることを特徴としている。
【００１３】
請求項４の発明に関わる構造体は、請求項３の発明に関わる構造体において、上記構造体が作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明に関わる構造体によれば、連結部材を介して一方の構成部材と他方の構成部材とを仮組した際、上記他方の構成部材は一方の構成部材における軸方向と、一方の構成部材に近接離反する方向とに移動でき、一方の構成部材と他方の構成部材との間において、互いの位置関係を調整することが可能となるので、各構成部材の形状(寸法)に僅かな誤差があった場合でも、仮組みした状態の構造体に無理な負荷が生じることが未然に防止されるため、各構成部材に対して極めて高い形状精度(寸法精度)を要求することなく、各構成部品を溶接して接合することで歪みのない所定形状の構造体を得ることができ、もって生産性の大幅な向上を達成することが可能となる。
【００１５】
請求項２の発明に関わる構造体によれば、作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体の生産性を大幅に向上させることができる。
【００１６】
請求項３の発明に関わる構造体の連結部材によれば、この連結部材を介して一方の構成部材と他方の構成部材とを仮組した際、上記他方の構成部材は一方の構成部材における軸方向と、一方の構成部材に近接離反する方向とに移動でき、一方の構成部材と他方の構成部材との間において、互いの位置関係を調整することが可能となるので、各構成部材の形状(寸法)に僅かな誤差があった場合でも、仮組みした状態の構造体に無理な負荷が生じることが未然に防止されるため、各構成部材に対して極めて高い形状精度(寸法精度)が要求することなく、各構成部品を溶接して接合することで歪みのない所定形状の構造体を得ることができ、もって生産性の大幅な向上を達成することが可能となる。
【００１７】
請求項４の発明に関わる構造体の構成によれば、作業車輌の運転室を構成するフレーム構造体の生産性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。  
図１は、油圧ショベル(作業車輌)の運転室を構成するフレーム構造体に、本発明を適用した実施例を示しており、このフレーム構造体(構造体)１における外面の所定箇所に、所要の外装パネルを取付けることで運転席が構成される。なお、油圧ショベルの全体構成は、図５に示した一般的な油圧ショベルＡと変わるところはない。
【００１９】
上記フレーム構造体１は、ベースフレーム２、左前方ピラー３Ｌと左ルーフピラー４Ｌとを一体成形した左サイドフレーム５Ｌ、右前方ピラー３Ｒと右ルーフピラー４Ｒとを一体成形した右サイドフレーム５Ｒ、左後方ピラー６Ｌおよび右後方ピラー６Ｒ等を構成部材としている。
【００２０】
そして、上記フレーム構造体１は、ベースフレーム２に立設した左サイドフレーム５Ｌと左後方ピラー６Ｌの上部とを接合するとともに、ベースフレーム１１に立設した右サイドフレーム５Ｒと右後方ピラー６Ｒの上部とを接合し、左サイドフレーム５Ｌと右サイドフレーム５Ｒとを、前方ルーフビーム７Ｆおよび中間ルーフビーム７Ｍによって連結するとともに、上記左後方ピラー６Ｌと右後方ピラー６Ｒとを、上部リヤビーム８Ｔ、中間リヤビーム８Ｍおよび下部リヤビーム８Ｂによって連結することで構成されている。
【００２１】
また、上記フレーム構造体１では、左後方ピラー６Ｌ(一方の構成部材)の上部と、左サイドフレーム５Ｌの左ルーフピラー４Ｌ(他方の構成部材)とを、左方の連結部材１０Ｌを介して接合するとともに、右後方ピラー６Ｒ(一方の構成部材)の上部と、右サイドフレーム５Ｒの右ルーフピラー４Ｒ(他方の構成部材)とを、左方の連結部材１０Ｒを介して接合している。
【００２２】
なお、左方の連結部材１０Ｌと右方の連結部材１０Ｒとは、フレーム構造体１の左右中心面を挟んで鏡面対称の関係にあり、その基本的な構成は互いに相違するものではないので、以下では左方の連結部材１０Ｌにおける構成と、該連結部材１０Ｌによる左後方ピラー６Ｌと左ルーフピラー４Ｌとの接合の態様を説明する。
【００２３】
図２〜図４に示す如く、上記連結部材１０Ｌは、金属板(鉄板)をプレス加工(板金加工)することで製造された部材であり、溶接によって左後方ピラー６Ｌに接合される一方側接続端部１１と、同じく溶接によって左ルーフピラー４Ｌに接合される他方側接続端部１２とを有している。なお、金属板をプレス加工したものではなく、鋳鉄あるいは鋳鋼の鋳物によって上記連結部材１０Ｌを製造することも可能である。また、図２〜図４においては、矢印Ｆがフレーム構造体１の前方を指している。
【００２４】
上記連結部材１０Ｌにおける一方側接続端部１１は、角鋼管から成る左後方ピラー６Ｌの外表面、詳しくは左後方ピラー６Ｌの前方面６Ｌｆと外方面６Ｌｏとを含んだコーナー部に倣った形状の会合部１１Ａを備えており、さらに該会合部１１Ａには、左後方ピラー６Ｌの前方面６Ｌｆに臨む当接面１１ａと、左後方ピラー６Ｌの外方面６Ｌｏに臨む当接面１１ｂとが形成されている。
【００２５】
また、上記連結部材１０Ｌにおける他方側接続端部１２は、異形鋼管から成る左ルーフピラー４Ｌの中空部分に嵌入される係合部１２Ａを備えており、この係合部１２Ａは、上記左ルーフピラー４Ｌの中空部分と合致する断面形状に形成されている。
【００２６】
いま、フレーム構造体１における全ての構成部材を仮組みする際には、左後方ピラー６Ｌにおける所定部位の外表面に、上記連結部材１０Ｌにおける一方側接続端部１１の会合部１１Ａを当接させるとともに、左ルーフピラー４Ｌにおける後方側の端部に、上記連結部材１０Ｌにおける他方側接続端部１２の係合部１２Ａを嵌合させる。
【００２７】
この状態において、一方側接続端部１１の会合部１１Ａを左後方ピラー６Ｌの外表面に当接させている連結部材１０Ｌは、図４(ｂ)中の矢印ｖで示す如く、上記左後方ピラー６Ｌの軸方向(上下方向)に沿って自在に移動し得るため、連結部材１０Ｌに嵌合している左ルーフピラー４Ｌと上記左後方ピラー６Ｌとは、該左後方ピラー６Ｌの軸方向における互いの位置関係を調整することができる。
【００２８】
また、この状態において、他方側接続端部１２の係合部１２Ａに嵌合している左ルーフピラー４Ｌは、図４(ａ)中の矢印ｈで示す如く、自身の軸方向(前後方向)、言い換えれば連結部材１０Ｌが当接している左後方ピラー６Ｌの軸方向と交差する方向に沿って自在に移動し得るため、上記左後方ピラー６Ｌに対して近接離反する方向における位置関係を調整することができる。
【００２９】
このため、フレーム構造体１における構成部材の形状(寸法)に僅かな誤差があった場合でも、上述した如く連結部材を介して構成部材同士の位置関係を調整することで、仮組みした状態のフレーム構造体１に無理な負荷が生じることを未然に防止できる。
【００３０】
かくして、各構成部材に極めて高い形状精度(寸法精度)を要求することなく、各構成部品を溶接して接合することで歪みのない所定形状のフレーム構造体１が製造でき、もって生産性の大幅な向上を達成することが可能となる。
【００３１】
一方、フレーム構造体１における構成部材を仮組みし、各構成部材の互いの位置関係を調整したのち、上述した左後方ピラー６Ｌと左ルーフピラー４Ｌとは、連結部材１０Ｌの一方側接続端部１１を左後方ピラー６Ｌの外表面に溶接するとともに、左ルーフピラー４Ｌの小口を連結部材１０Ｌの他方側接続端部１２に溶接することで、一体に接合されることとなる。
【００３２】
ここで、連結部材１０Ｌにおける一方側接続端部１１の会合部１１Ａは、左後方ピラー６Ｌのコーナー部に掛かっているため、左後方ピラー６Ｌに対する溶接面積(溶接線の長さ)が大きなものとなり、連結部材１０Ｌと左後方ピラー６Ｌとの溶接強度が向上することとなる。
【００３３】
また、連結部材１０Ｌにおける他方側接続端部１２の係合部１２Ａは、左ルーフピラー４Ｌに嵌入しているため、左ルーフピラー４Ｌの小口の全周に亘る溶接面積(溶接線の長さ)が大きなものとなり、連結部材１０Ｌと左ルーフピラー４Ｌとの溶接強度が向上することとなる。
【００３４】
さらに、連結部材１０Ｌの一方側接続端部１１における会合部１１Ａは、その当接面１１ａが左後方ピラー６Ｌの前方面６Ｌｆに対向しており、また当接面１１ｂが左後方ピラー６Ｌの外方面６Ｌｏに対向しているため、図２(ｂ)中に矢印Ｗｂで示す後方からの外力や、矢印Ｗｌで示す側方(左方)からの外力は、左後方ピラー６Ｌと左ルーフピラー４Ｌとによって相互に受け止められ、もってフレーム構造体１の強度が大幅に向上することとなる。
【００３５】
また、上述した如くフレーム構造体１を製造することにより、フレーム構造体１の全ての構成部材を仮組みしてセットする工程と、セットした構成部材を溶接により接合する工程とを完全に分離でき、もって各工程を集約し得ることから生産性の大幅な向上を図ることが可能である。
【００３６】
なお、上述した実施例においては、油圧ショベルの運転室を構成するフレーム構造体に本発明を適用しているが、上記油圧ショベル以外の様々な産業車輌における運転室のフレーム構造体にも、本発明を有効に適用し得ることは勿論であり、さらに、運転室のフレーム構造体以外の様々な構造体においても、本発明を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明を産業車輌における運転室のフレーム構造体に適用した実施例を示す全体外観斜視図。
【図２】(ａ)および(ｂ)は、図１に示したフレーム構造体の要部側面図および要部平面図。
【図３】図１に示したフレーム構造体および連結部材を示す分解斜視図。
【図４】(ａ)および(ｂ)は、図１に示したフレーム構造体における連結部材の全体平面図および全体側面図。
【図５】一般的な産業車輌を示す概念的な全体側面図。
【図６】従来の産業車輌における運転室のフレーム構造体を示す外観斜視図。
【図７】図６に示したフレーム構造体およびジョイントを示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００３８】
１…フレーム構造体(構造体)、
６Ｌ…左後方ピラー(一方の構成部材)、
６Ｒ…右後方ピラー(一方の構成部材)、
４Ｌ…左ルーフピラー(他方の構成部材)、
４Ｒ…右ルーフピラー(他方の構成部材)、
１０Ｌ，１０Ｒ…連結部材、
１１…一方側接続端部、
１１Ａ…会合部、
１２…他方側接続端部、
１２Ａ…係合部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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