(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の旋回フレームに搭載されるキャブを構成する複数の柱部材のうち左右一対の柱部材の下部間を支持する柱支持部材であって、
ベース部と、
前記ベース部と一体に形成され、前記柱部材の下部の側面に接続する接続部とを備え、
前記接続部は、曲面を介して連続する複数の面を有しており、前記キャブに設けられる扉のシール構造の一部を構成している、
柱支持部材。
【請求項２】
前記接続部は、前記左右一対の柱部材の一方において前記左右一対の柱部材の前後方向を向く面に接続している、請求項１に記載の柱支持部材。
【請求項３】
前記柱支持部材は鍛造または鋳造部品である、請求項１または２に記載の柱支持部材。
【請求項４】
前記柱支持部材は、前記接続部と一体に形成され、前記接続部から前記左右一対の柱部材のうち他方の柱部材に接続される他の柱支持部材と連結される連結部を有している、請求項１から３のいずれか１項に記載の柱支持部材。
【請求項５】
前記左右一対の柱部材は、前記キャブの前側に配置される左右一対の柱部材である、請求項１から４のいずれか１項に記載の柱支持部材。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の柱支持部材とを、
備えた建設機械用キャブ。
【請求項７】
前記柱部材はパイプ製である、請求項６に記載の建設機械用キャブ。
【請求項８】
扉部材をさらに備え、
前記扉部材は、扉本体と、前記扉本体が閉じられた状態で前記接続部とともにシール構造を構成するシール部材とを有している、請求項６または７に記載の建設機械用キャブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱支持部材およびそれを有する建設機械用キャブに関し、特に、一対の柱部材の下部間を支持する柱支持部材およびそれを有する建設機械用キャブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建設機械におけるキャブ構造には、転倒した際に運転者を保護しうる構造が採用されつつあり、ＥＯＰＳ（Ｅｘｃａｖｏｔｏｒ’ｓ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）性能が重要視されている。例えば、特許文献１には、各種のパイプ状部材を籠状に組み付けてフレーム構造とした建設機械のキャブ構造が開示されている。このような構成によれば、板金部材の組合せのみによって構成されたキャブ構造と比較して、建設機械が転倒した際の変形に対する剛性を大幅に向上させることができる。
【０００３】
上記のキャブ構造には、運転者が乗り降りするための昇降用開口が形成されており、これを開閉するためのドア開閉構造が設けられている。
ドア開閉構造は、閉じたときの気密性を高めるためにシール構造を有している。このシール構造のシール部材は、例えばゴム製であり、昇降用開口の周囲に設けられることが多い。但し、パイプ状部材を柱部材として用いている場合は、柱部材側にシール部材取付け用のフランジを形成するのが困難である。そこで、別の方法として、シール部材をドアに取り付けて、ドアが閉じられるときにシール部材がキャブ本体の昇降用開口に密着するようにする構造も知られている。
【特許文献１】特開２００３−２６１０６４号公報（平成１５年９月１６日公開）
【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、上記従来のキャブ構造では、以下に示すような問題点を有している。
特許文献１の図１や図２に示すように、柱部材の下部は各種の支持部材によって支持されている。これら支持部材としては、柱部材の下端を支持するベース部材、ベース部材同士を連結するために延びる連結部材がある。したがって、部品点数が多くなっており、しかもこれらを溶接等で連結するためキャブの組立精度が低下することがある。
【０００５】
特許文献１では、柱部材の下部を支持する部材としては、さらに、厚肉化した柱部材の支点部を強化するための補強部材（３４）が示されている。補強部材は、図から明らかなように、概ね三角形状の板部材である。補強部材は複数の面を有しており、各面の境界は例えば直角に形成されている。
【０００６】
このような構造において、シール部材を補強部材の面の境界部に沿うような湾曲形状とする設計が考えられる。しかしながら、補強部材の面と面の境界部は角を持っているため、シール部材や両者の間に入る部材が補強部材の角から作用する力によって破損しやすいと考えられる。したがって、そのような設計は採用しがたい。
【０００７】
そこでこの場合は、補強部材の柱部材と連結部材がなす隅部にシール部材を配置し、シール部材の隅部が直角形状となるように設計される。この構造を実現するためには、２つのシール部材の斜めの端部を加硫接着することになる。しかし、加硫接着を用いると、断面が不均一になって水密性が低下するという問題が生じてしまうため、隅部が直角形状のシール部材を採用することは望ましくない。
【０００８】
本発明の課題は、隅部が直角形状のシール部材を採用する必要がない柱支持部材およびそれを有する建設機械用キャブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る柱支持部材は、建設機械の旋回フレームに搭載されるキャブを構成する複数の柱部材のうち左右一対の柱部材の下部間を支持する柱支持部材であって、ベース部と接続部とを備えている。接続部は、ベース部と一体に形成され、柱部材の下部の側面に接続する。接続部は、主に曲面を介して連続する複数の面を有しており、キャブに設けられる扉のシール構造の一部を構成している。
【００１０】
従来であればシール部材は、例えば柱部材と板部材とによって構成される直角のつなぎ目部分に沿うように直角の隅部を有していた。しかし、本発明では、接続部は主に曲面を介して連続する各面を有しているため、接続部からシール部材に力が作用してもシール部材が破損しにくい。そこで、シール部材からの荷重を接続部に受けさせることができる。その結果、隅部が直角形状のシール部材を採用する必要が無くなる。
【００１１】
第２の発明に係る柱支持部材は、第１の発明に係る柱支持部材であって、接続部は、左右一対の柱部材の一方において左右一対の柱部材の前後方向を向く面に当接している。
【００１２】
第３の発明に係る柱支持部材は、第１または第２の発明に係る柱支持部材であって、支持部材は鍛造または鋳造部品である。
ここでは、柱支持部材が鍛造または鋳造製品であるため、接続部の複数の面を主に曲面を介して連続させるのが容易である。
【００１３】
第４の発明に係る柱支持部材は、第１から第３の発明のいずれかに１つに係る柱支持部材であって、柱支持部材は、接続部と一体に形成され、接続部から左右一対の柱部材のうち他方の柱部材に接続される他の柱支持部材と連結される連結部を有している。
ここでは、一対の柱支持部材によって一対の柱部材間を支持している。柱支持構造を一対の柱支持部材から構成することで、柱支持構造についての歩留まりが良くなる。
【００１４】
第５の発明に係る柱支持部材は、第１〜第４の発明のいずれかに１つに係る柱支持部材であって、左右一対の柱部材は、キャブの前側に配置される左右一対の柱部材である。
ここでは、キャブの前側の左右一対の柱部材の下部およびそれを支持する部分は、キャブにおいて最も応力が集中しやすい部分である。一方、本発明の柱支持部材は一体の部材であり、そのため溶接部を柱支持部材から離すことで強度を向上させている。したがって、本発明の柱支持部材をキャブ前側の左右一対の柱部材に適用することの意義が大きい。
【００１５】
第６の発明に係る建設機械用キャブは、第１から第５の発明のいずれか１つに係る柱支持部材と備えている。
ここでは、前述の柱支持部材を用いることで、キャブの部品点数が少なくなる。
【００１６】
第７の発明に係る建設機械用キャブは、第６の発明に係る建設機械用キャブであって、柱部材はパイプ製である。
ここでは、柱部材がパイプ製であるため、他の構造に比べて、柱部材の下部を板部材に固定する部分に２つの面が主に曲面を介して連続する形状を形成しにくい。そのため、本発明の構造を採用することでシール部材からの荷重を接続部に受けさせることができるという効果の意義が大きい。
【００１７】
第８の発明に係る建設機械用キャブは、第６または７の発明に係る建設機械用キャブであって、扉部材をさらに備えている。扉部材は、扉本体と、扉本体が閉じられた状態で接続部とともにシール構造を構成するシール部材とを有している。
ここでは、シール部材が接続部とともにシール構造を実現するため、シール部材を柱部材と板からなる直角部分に沿わせる必要がなく、シール部材の端部を加硫接着する必要がない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る柱支持部材および建設機械用キャブによれば、接続部が主に曲面を介して連続する各面を有しているため、接続部からシール部材に力が作用してもシール部材が破損しにくい。そこで、シール部材からの荷重を接続部に受けさせることができる。その結果、隅部が直角形状のシール部材を採用する必要が無くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［装置全体の構成］
本発明の一実施形態に係る柱支持部材およびそれが採用されたキャブを搭載した油圧ショベルについて、図１〜図１２を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、以下の説明において使用する「左右」「前後」「前面背面」という文言は、キャブ１０（図１等参照）内でオペレータが椅子に座ったときに向く方向を基準とする方向を示すものとする。
【００２０】
［油圧ショベル１全体の構成］
本実施形態に係る油圧ショベル１は、図１に示すように、主に、下部走行体２と、旋回台３と、作業機４と、カウンタウェイト５と、エンジン６と、キャブ１０とを備えている。
【００２１】
下部走行体２は、進行方向左右両端部分に巻き掛けられた履帯Ｐを回転させることで、油圧ショベル１を前進、後進させるとともに、上面側に旋回台３を旋回可能な状態で搭載している。
旋回台３は、下部走行体２上において任意の方向に旋回可能であって、上面に作業機４と、カウンタウェイト５と、エンジン６と、キャブ１０とを搭載している。
【００２２】
作業機４は、ブームと、ブームの先端に取り付けられたアームと、アームの先端に取り付けられたバケットとを含むように構成されており、油圧シリンダによってアームやバケット等を上下に移動させながら、土砂や砂礫等の掘削を行う土木工事の現場において作業を行う。
【００２３】
カウンタウェイト５は、例えば、鋼板を組み立てて形成した箱の中に屑鉄やコンクリート等を入れて固めたものであって、採掘時等において車体のバランスをとるために旋回台３の後部に設けられている。
エンジン６は、下部走行体２や作業機４を駆動するための駆動源であって、カウンタウェイト５に隣接する位置に配置されている。
【００２４】
キャブ１０は、油圧ショベル１のオペレータが乗降する運転室であって、作業機４の先端部を見通せるように、旋回台３上における作業機４の側方となる左側前部に配置されている。なお、このキャブ１０のキャブ構造については、後段にて詳述する。
【００２５】
［キャブ１０の構造］
キャブ１０は、図２に示すように、オペレータが乗降するための箱型の構造体であって、５本の各種柱部材１１〜１５等によって構成されている。
柱部材１１〜１５は、左前柱部材１１と、右前柱部材１２と、左後柱部材１３と、右後柱部材１４と、左中央柱部材１５である。
左前柱部材１１および右前柱部材１２は、いわゆるＡピラーと呼ばれており、中央部付近において折り曲げられて、キャブ１０の前方において床面から立設される柱部分と天井面を構成する梁部分とを含んでいる。
【００２６】
左後柱部材１３および右後柱部材１４は、いわゆるＣピラーと呼ばれており、ほぼ直線状の柱としてキャブ１０の後方において床面から立設されている。
左中央柱部材１５は、いわゆるＢピラーと呼ばれており、ほぼ直線状の柱としてキャブ１０の左側面におけるほぼ中央部またはそこからわずかに後方において床面から立設されている。
【００２７】
右前柱部材１２、右後柱部材１４、左後柱部材１３、左中央柱部材１５，左前柱部材１１は、フロアフレーム２７によって連結されている。左前柱部材１１と右前柱部材１２は柱支持構造３１によって連結されている（後述）。さらに、フロアフレーム２７の上にはフロアカバー２９が搭載される（後述）。
【００２８】
さらに、キャブ１０の柱部材１１〜１５には、図２には示していないが、左右両サイドパネル、天井パネル、後部パネルおよび底面パネルが貼られている。
左前柱部材１１と左中央柱部材１５の間がキャブ１０の出入口２１であり、ここに、図１に示すように、ドア２３が設けられている。ドア２３は、ヒンジ（図示せず）を回動中心として開閉可能となっている。
キャブ１０は、さらに、ドア２３の出入口２１を閉じた状態で外部から雨水や粉塵がキャブ１０内に侵入することを防止するためのシール構造２５を有している（後述）。
【００２９】
［キャブの柱支持構造］
左前柱部材１１と右前柱部材１２は、柱支持構造３１によって連結されている。以下、柱支持構造３１について説明する。
【００３０】
柱支持構造３１は、図３に示すように、細長く延びた部材であり、一対の柱支持部材３３，３３から構成されている。一対の柱支持部材３３は溶接によって互いに連結されている。
一対の柱支持部材３３，３３は概ね同一形状である。したがって、以下、左前柱部材１１に装着される柱支持部材３３の構成についてのみ詳細に説明して、右前柱部材１２に装着される柱支持部材３３の構成については詳細な説明を省略する。
【００３１】
柱支持部材３３は、例えば、鍛造または鋳造によって製造された部品である。柱支持部材３３は、主に、ベース部３３ａと、連結部３３ｂと、当接部（接続部）３３ｃとを備えている。ベース部３３ａは、フロアフレーム２７の端部上に固定される平板形状の部分である。連結部３３ｂは、ベース部３３ａから一方向に延びており、連結部３３ｂの端面は他の連結部３３ｂの端面に溶接で固定されている。
【００３２】
さらに、柱支持部材３３の構成について、図３〜図８を用いて詳細に説明する。
当接部３３ｃは、ベース部３３ａと一体に形成され、ベース部３３ａの端部から上方に立ち上がった壁状の部材である。より具体的には、当接部３３ｃは、ベース部の左前端に形成されており、第１当接部（接続部）３５と、第２当接部（接続部）３７とを有している。第１当接部３５は、平面視において、前後方向に延びている板状部分であり、左前柱部材１１の右側の側面１１ａに当接して溶接により接続されている。第２当接部３７は、第１当接部３５の後端から左側に延びている板状部分であり、左前柱部材１１の後側の側面１１ｂに当接して溶接により接続されている。ここでは、第１当接部３５と第２当接部３７が補強部として左前柱部材１１の２つの面１１ａ，１１ｂにそれぞれ当接しており、それにより左前柱部材１１の下部の強度が向上している。また、第１当接部３５と第２当接部３７は表面同士が滑らかに連続しているため、左前柱部材１１の各方向に対して応力集中を緩和できる。
【００３３】
ここでは、当接部３３ｃとベース部３３ａが一体に形成されて柱支持部材３３を構成しているため、従来に比べて部品点数が少なくなっている。部品点数が少ないため、溶接箇所が減っている。したがって、溶接による歪みが減ってキャブ１０の底面の平面度が向上している。その結果、歪み取り工程における作業低減が可能になる。
【００３４】
また、キャブ１０の前側の左右一対の柱部材１１，１２の下部およびそれを支持する部分は、キャブ１０において最も応力が集中しやすい部分である。一方、本発明の柱支持部材３３は一体の部材であり、そのため溶接部を柱部材１１から離すことできる。したがって、本発明の柱支持部材３３をキャブ前側の左右一対の柱部材に適用することの意義が大きい。溶接部を柱部材１１，１２から離れることで、強度が向上するからである。
【００３５】
連結部３３ｂは、主に、板部３９と段部４１とから構成されている。板部３９はベース部３３ａから延びる平坦な部分である。段部４１は、第１当接部３５の上面から下降していき、板部３９に沿って延びており、板部３９から上方に突出している。
第２当接部３７について詳細に説明する。第２当接部３７は、第１当接部３５とともに左前柱部材１１の下部を側方から支持するための構造である。第２当接部３７は、上面４５と、後側面４７と、先端面４９とを有している。
【００３６】
上面４５は、上側を向いた面であり、左右方向に延びている。後側面４７は上面４５から後方になだらかに下降していく湾曲面であり、左後柱部材１３側を向いている。先端面４９は、後側面４７から滑らかに連続して左側（柱支持部材３３が延びる方向の外側）を向いている。第２当接部３７は、さらに前側面４８と、下側面５０とを有している。前側面４８は、鉛直方向に延びる概ね平坦な面であり、左前柱部材１１の後ろ側の側面１１ｂに当接する。下側面５０はフロアフレーム２７の上面に当接する。先端面４９は、上面４５、後側面４７、さらにはそれらの反対側の面４８，５０によって形成されている。上面４５と、後側面４７と、先端面４９等の各面は、互いに曲面を介して連続しており、言い換えると、各面の境界には稜線が現れるような角部は形成されていない。
【００３７】
柱支持部材３３の左前柱部材１１に対する溶接箇所は、当接部３３ｃの第１当接部３５の上面と第２当接部３７の上面４５に沿った箇所のみである。このように、溶接箇所を最小限にすることで、キャブ１０の底面の平面度が向上している。
さらに、一対の柱支持部材３３の連結部３３ｂ同士は先端面が互いに当接した状態で溶接されている。一対の柱支持部材３３の連結部３３ｂ同士は、キャブの左右一対の柱部材間の略中央で連結されているため、溶接箇所が両方の柱部材１１，１２及び当接部３３ｃから最も離れているため、溶接による歪みが一対の柱部材１１，１２の下部や柱支持部材３３の当接部３３ｃ等に影響しにくい。そのため、キャブ１０の底面の平面度がさらに向上する。
【００３８】
図１２に示すように、フロアカバー２９の端部は、柱支持部材３３の上側に配置されている。さらに、フロアカバー２９の端部の一部は覆い部２９ａを有しており、覆い部２９ａは、柱支持部材３３の当接部３３ｃの第２当接部３７の先端面４９に近接している。
【００３９】
［シール部の構造］
シール構造２５は、主に、シール部材５１と、ドア２３が閉じられた状態でシール部材５１と当接する他の部材とから構成されている。シール部材５１は、ドア２３の概ね縁全体に沿って配置されている。
シール部材５１の前側下方の隅部は、図８〜図１０に示すように、滑らかに湾曲した湾曲隅部５１ａとなっている。ドア２３が閉じられた状態で、シール部材５１の湾曲隅部５１ａは、フロアカバー２９の覆い部２９ａを間に介して、柱支持部材３３の先端面４９に沿って延びている。これにより、シール部材５１の湾曲隅部５１ａからの荷重は、柱支持部材３３の先端面４９によって主に受けられる。なお、シール部材５１の湾曲隅部５１ａは、フロアフレーム２７の縁部および左前柱部材１１の縁部に荷重を付与している。以上より、ドア２３が閉じた状態で、シール部材５１の湾曲隅部５１ａは主に先端面４９とともにシール構造２５の一部を実現している。
【００４０】
シール部材５１と柱支持部材３３によるシール構造２５の実現について、さらに詳細に説明する。当接部３３ｃは、滑らかに連続する複数の面４５〜５０を有しており、ドア２３のシール構造２５の一部を構成している。より詳細には、シール部材５１と第２当接部３７の各面によってシール構造２５が構成されている。従来であればシール部材は、例えば左前柱部材１１とフロアフレーム２７とによって構成される直角のつなぎ目部分に沿うように直角な隅部を有していた。しかし、本発明では、当接部３３ｃは滑らかに連続する各面４５〜５０を有しているため、当接部３３ｃからシール部材５１やその間のフロアカバー２９の覆い部２９ａに力が作用してもシール部材５１やフロアカバー２９が破損しにくい。より具体的には、シール部材５１に対して第２当接部３７の後側面４７と先端面４９の境界部分や上面４５と先端面４９の境界部分から力が作用しても、第２当接部３７の後側面４７と先端面４９は滑らかに連続しているため、シール部材５１やフロアカバー２９の破損の可能性が低い。そこで、シール部材５１からの荷重を当接部３３ｃに受けさせることができる。その結果、シール部材を左前柱部材１１とフロアフレーム２７からなる直角の隅部に沿わせる必要がない。この結果、加硫接着を用いたシール部材を採用する必要がなく、そのため、水密性が向上し、さらにシール部材の製造コストを低くできる。
【００４１】
この構成では、柱支持部材３３が鍛造品または鋳造品であるため、当接部３３ｃの複数の面４７〜５０を滑らかに連続させるのが容易である。
特に、キャブ１０の柱部材１１、１２等がパイプ製であるため、プレス材を支柱に用いた場合に比べて、柱部材の下部をフロアフレームに固定する部分に２つの面が滑らかに連続する形状を形成しにくい。そのため、本発明の構造を採用することで得られる効果（シール部材の荷重を受ける部材の面同士を滑らかに連続させる）の意義が大きい。
【００４２】
以上のように、鍛造化により部材を集約させることで、小物物品の削減や溶接部位の減少を実現している。さらに補強部を滑らかな形状とすることで、応力集中を緩和している。また、補強部を一対の柱部材に沿うように立ち上げる形状とすることで、支点部の前後方向および左右方向に対して応力集中を緩和している。
【００４３】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
前記実施形態では、柱支持構造はキャブの前側の左右一対の柱部材を支持していたが、これをキャブの後側の左右一対の柱部材を支持するのに用いても良い。
【００４４】
本実施形態では油圧ショベルを例に挙げて説明したが、油圧ショベル以外の建設機械（ホイールローダやブルドーザなど）にも適用可能である。
上記実施形態では、柱支持部材３３の当接部３３ｃやシール構造２５の詳細な例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の柱支持部材は、接続部が主に曲面を介して連続する各面を有しているため、隅部が直角形状のシール部材を採用する必要が無いという効果を奏することから、建設機械用キャブに対して広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係るキャブが採用された油圧ショベルの側面概略図。
【図２】パネルやドアを取り除いた状態でのキャブの斜視図。
【図３】本発明の一実施形態に係る支持構造の斜視図。
【図４】本発明の一実施形態に係る支持構造の平面図。
【図５】本発明の一実施形態に係る支持部材の平面図。
【図６】本発明の一実施形態に係る支持部材の正面図。
【図７】第１柱部材の下端部および支持部材の一部の斜視図。
【図８】シール構造の斜視図。
【図９】シール構造の斜視図。
【図１０】シール構造の正面図。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ矢視断面図。
【図１２】図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１      油圧ショベル
２      下部走行体
３      旋回台
４      作業機
５      カウンタウェイト
６      エンジン
１０    キャブ
１１    左前柱部材
１２    右前柱部材
１３    左後柱部材
１４    右後柱部材
１５    左中央柱部材
２１    出入口
２３    ドア
２５    シール構造
２７    フロアフレーム
２９    フロアカバー
２９ａ  覆い部
３１    柱支持機構
３３    柱支持部材
３３ａ  ベース部
３３ｂ  連結部
３３ｃ  当接部（接続部）
３５    第１当接部（第１接続部）
３７    第２当接部（第２接続部）
３９    板部
４１    段部
４５    上面
４７    後側面
４８    前側面
４９    先端面
５０    下側面
５１    シール部材
５１ａ  湾曲隅部
【図１】
0005065968.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005065968.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005065968.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005065968.tif 000008
【図８】
0005065968.tif 000009
【図９】
0005065968.tif 000010
【図１０】
0005065968.tif 000011
【図１１】
0005065968.tif 000012
【図１２】
0005065968.tif 000013