管的增强结构和具备该增强结构的建筑机械的驾驶室结构的制作方法

专利名称：管的增强结构和具备该增强结构的建筑机械的驾驶室结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及管的增强结构和具备该增强结构的建筑机械的驾驶室结 构，该管的增强结构例如作为液压挖掘机等建筑机械上安装的驾驶室等的 柱部件而^f吏用。
背景技术：
近年来，采用了具有以下结构的驾驶室结构，其使用内部是中空的管 材作为建筑机械上安装的驾驶室的柱部件。
由于需要满足在液压挖掘机等翻倒时保护操作员的结构(EOPS结构) 这样的安全标准，所以这种建筑机械上安装的驾驶室结构中，作为柱部件 而使用的管也被要求具有规定值以上的强度。但为了提高强度而增加管的 壁厚会使材料费和加工费等增大，成为成本上升的主要原因。因此，希望 有能够同时解决强度方面和成本方面问题的管的增强结构。
例如专利文献1公开了为了增强贴合板金部件而构成的支柱(柱部件) 的强度而在支柱内部从上端到下端插入板材的结构。
专利文献2公开了在外管的内部插入内管并进行减少外管的外周长的 缩径工序，由此形成双重管来增强管的双重管制造方法。
专利文献1:(日本)特开2006-240568号公报(2006年9月14日公开)
专利文献2:(日本)特开2005-111557号公报(2005年4月28日公开)
但上述现有的管的增强结构存在以下所示的问题。
即，上述专利文献1所公开的管的增强结构中，与原本使用管材而构 成的柱部件相比，为了提高粘贴了强度差的板金部件而构成的柱部件的整 体强度，从上端到下端整个地插入板材。因此，构成柱部件的板金部件和 插入的板材的量较多，有可能成为成本上升的主要原因。
专利文献2公开的管的增强结构中，为了形成对管进行增强的双重管 部分需要大型的装置，也有可能增大对管进行增强所需要的成本。

发明内容
本发明的课题在于提供一种管的增强结构和具备该增强结构的建筑机 械的驾驶室结构，不招致成本增加而以简单的结构增强管，能够谋求管的 高强度化和薄壁化。
第 一发明的管的增强结构具备孔部和板材。孔部在管的外周面沿管的 长度方向贯通到管的内部而形成。板材以插入到孔部中的状态而被固定。
在此，4巴板材插入孔部并固定在该孔部而构成管的增强结构，该孔部 在管的外周面的规定位置沿长度方向而形成。
在此，在管的外周面所形成的孔部优选例如在管的长度方向的中央部 附近和端部等特别容易承受载荷的部分形成。孔部可以在成型管时形成， 也可以在形成管后利用激光加工等形成。而且，孔部只要是从管的外周面 贯通到内部的开口便可，也可以进一步是从相对向的管的内周面直到外周 面而把管贯通的开口。
由此，在管的希望提高强度部分的侧面形成贯通到内部的孔部并在这 里插入板材并固定，利用板材就能够提高管的所希望位置处的截面强度。 由此，例如与形成双重管部分而谋求提高管的所希望部分强度的现有增强 结构相比，不需要大型装置等，能够以简单的结构提高管的所希望部分的 强度。其结果是能够把管的壁厚变薄，除此之外，既能够抑制由于对管进 行增强而引起的成本上升，又能够以简单的结构构成管的增强结构。
第二发明的管的增强结构具备孔部，其在管的外周面以贯通到所述 管内部的方式而形成；板材，其以插入到所述孔部中的状态、且以插入侧 的端部与所述管的所述孔部的相对面抵接的状态被固定。
在此，使从管的外周面的规定位置形成的孔部插入的板材的插入侧前 端部分碰及形成有孔部的管的相对面侧，并保持该抵接状态不变地进行固定。
在此，在管的外周面所形成的孔部优选例如在管的长度方向中央部附 近和端部等特别容易承受载荷的部分形成。孔部可以在成型管时形成，也
可以在形成管后利用激光加工等形成。
由此，即使在对管施加有弯曲应力的情况下，通过在抵接部分进行支 撑也能够提高管的强度。由此，例如与形成双重管部分而谋求提高管的所 希望部分强度的现有增强结构相比，不需要大型装置等而能够以简单的结构提高管的所希望部分的强度。其结果是能够把管的壁厚变薄，除此之外， 既能够抑制由于对管进行增强而引起的成本上升，又能够以简单的结构构 成管的增强结构。
第三发明的管的增强结构是在第 一 发明的管的增强结构中，孔部具有 第一孔部和第二孔部，第一孔部在管的外周面沿长度方向形成，第二孔部 在管的外周面中与所述第一孔部相对向的位置形成。板材以相对第一孔部、 第二孔部插入的状态被固定。
在此，把板材插入到在管的外周面的规定位置形成的孔部中并进行固 定而构成的管的增强结构中，在管的外周面设置有成为板材插入侧的第一 孔部和与第一孔部相对向的第二孔部。于是，把板材从第一孔部插入，并 把板材的前端侧插入到第二孔部并固定在该位置。
在此，在管的外周面所形成的孔部优选例如在管的长度方向中央部附 近和端部等特别容易承受载荷的部分形成。第一、第二孔部可以在成型管
时形成，也可以在形成管后利用激光加工等形成。而且第二孔部可以是与 第一孔部大致相同程度长度的贯通孔，也可以是长度比第一孔部短的一个 或多个贯通孔。
由此，在管的希望提高强度的部分的外周面中彼此相对向的面上所形 成的第一、第二孔部中插入了板材，这样就能够利用板材来提高管的所希 望位置处的截面强度。即由于以板材插入到各孔部内的状态，把插入到第 一、第二孔部的板材通过焊接等进行固定，所以不依赖焊接强度等，在管 与插入到各孔部中的板材相互嵌合的部分能够确保管强度。由此，例如与 形成双重管部分而^^某求提高管的所希望部分强度的现有增强结构相比，不 需要大型装置等，能够以简单的结构提高管的所希望部分的强度。其结果 是能够把管的壁厚变薄，除此之外，既能够抑制由于对管进行增强而引起 的成本上升，又能够以简单的结构构成管的增强结构。
第四发明的管的增强结构是在第 一 发明的管的增强结构中，板材以插 入到孔部中的状态、且以插入侧的端部与管的孔部的相对面抵接的状态被 固定。
在此，使从孔部插入的板材的插入侧前端部分石並及形成有孔部的管的 相对面侧，并保持该抵接状态不变地进行固定。
由此，即使在对于管施加有弯曲应力的情况下，通过由抵接部分进行支撑，也能够提高管的强度。
第五发明的管的增强结构是在第一或第二发明的管的增强结构中，管 的外周面形成有多个孔部。板材分别插入到多个孔部并固定。
在此，在管的外周面形成多个孔部并把板材分别插入到各个孔部而形 成增强结构。
由此，对于仅插入一个板材并固定而未充分提高强度的部分，把板材 分别插入到所形成的多个孔部，能够谋求进一步提高强度。
第六发明的管的增强结构是在第 一 或第二发明的管的增强结构中，板 材具有凸部，该凸部以与板材相对所述管的插入方向交叉的方式与管的外
周面抵接。
在此，在插入到管侧面上所形成的孔部中的板材上设置凸部，该凸部 的宽度比孔部的孔长度宽。
由此，在把板材向孔部进行插入时，板材的凸部与管的外周面抵接而 能够使其不会过度插入。其结果是不使用夹具等而利用板材的凸部部分就 能够在向管插入时进行板材的定位。作为在此进行的定位，只要在板材的 插入方向、管的长度方向中的至少一个方向上进行便可。
第七发明的管的增强结构是在第一或第二发明的管的增强结构中，板 材相对管经焊接来固定。
在此，把插入到在管的所希望位置形成的孔部的板材经焊接固定在管上。
由此，从管的外周面侧能够容易地固定从管的外周面插入到孔部的板材。
第八发明的管的增强结构是在第三发明的管的增强结构中，板材具有 凸部。第一孔部是长度相当于板材的最大宽度的开口。第二孔部是长度相 当于板材的凸部宽度的开口 。
在此，把在板材的插入侧端部形成的凸部向长度比第 一孔部短的 一个 或多个第二孔部插入并固定。
由此，在第二孔部侧能够减少板材与管的焊接部分而提高生产效率。 由于是在把板材前端的凸部插入到第二孔部的状态下进行固定，所以能够 确保凸部与第二孔部相互嵌合部分的管的强度。
第九发明的管的增强结构是在第三发明的管的增强结构中，板材在插入侧的侧面具有多个凸部。
在此，在插入第二孔部的板材的前端侧形成多个凸部。
由此，由于把多个凸部相对于多个第二孔部插入而把板材相对于管进 行固定，所以增加了第二孔部与板材的凸部的嵌合部位，能够不依赖焊接 强度而充分确保管的强度。
第十发明的管的增强结构是在第三发明的管的增强结构中，相对 一根 管而插入多个板材。
在此，在管上形成有多个第一、第二孔部，把多个板材分别向第一、 第二孔部插入并固定。
由此，例如能够容易地提高管的端部和中央部等管的多个部位的强度。
第十 一 发明的管的增强结构是在第三发明的管的增强结构中，沿所述 板材从所述管的外周面突出的所述凸部的侧面，将所述板材焊接。
在此，仅把板材中向第一、第二孔部插入的板材的侧面焊接来将增强 用的板材相对管进行固定。
由此，例如在第二孔部侧围绕突出的板材的前端部分一周而进行焊接 时，在焊接部产生应力容易集中的部位，而仅把侧面焊接固定则能够避免 在焊接部分出现强度弱的部位，管与板材的固定变得牢固。
第十二发明的管的增强结构是在第 一 或第二发明的管的增强结构中， 孔部形成在管长度方向的中央部分附近。
在此，作为提高管强度的部分而例举出管长度方向的中央部附近。
由此，例如对于作为建筑机械的驾驶室的柱部件而使用的管，由于管 的中央部附近容易施加有载荷，所以能够提高该中央部附近的强度。
第十三发明的管的增强结构是在第一或第二发明的管的增强结构中， 把孔部形成在管长度方向的端部。
在此，作为提高管强度的部分而例举出管长度方向的端部附近。
由此，例如对于作为建筑机械的驾驶室的柱部件而使用的管，能够提 高管之间或管与地板面板材之间的接合部分中容易被施加载荷部分的强 度。
第十四发明的管的增强结构是在第九发明的管的增强结构中，多个凸 部以不同的间隔形成。
在此，板材的插入侧端部所形成的多个凸部以非等间隔形成，该插入侧端部插入到管上所形成的第二孔部中。
由此，与管中要求强度的部位等相对应，恰当地在必要的部位来设置 板材的凸部，能够更加有效地提高管的强度。
第十五发明的管的增强结构是在第九发明的管的增强结构中，多个凸 部以不同的长度形成。
在此，板材的插入侧端部所形成的多个凸部以不同的长度形成，该插 入侧端部插入到管上所形成的第二孔部中。
由此，与管中要求强度的部位等相对应，以恰当必要的长度来设置凸 部，能够更加有效地提高管的强度。
第十六发明的建筑机械的驾驶室结构是由多个柱部件所构成，该多个 柱部件具有第 一或第二发明的管的增强结构。
在此，对于构成建筑机械驾驶室的多个柱部件应用上述管的增强结构。 由此，对于希望具有作为驾驶室所必需强度的部分，通过采用管的增
强结构，能够以低成本提高驾驶室的刚性。
第十七发明的建筑机械的驾驶室结构是在第十六发明的建筑机械的驾
驶室结构中，具备罩部件，该罩部件把插入到管上所形成的孔部中的板材
部分覆盖。
在此，在把采用了上述管的增强结构的管作为驾驶室的柱部件来使用 的结构中，管的孔部中插入有板材的增强部分由驾驶室的外壁板等罩部件
来覆盖。
由此，从外部看不到插入并固定了板材的增强部分。其结果是既能够 避免增强部分有损驾驶室的外观，又能够得到高强度的驾驶室结构。


图1是表示液压挖掘机结构的立体图，该液压挖掘机上所安装的驾驶
室由采用本发明一实施方式的管的增强结构的柱部件所构成；
图2是表示图l的液压挖掘机上所安装的驾驶室结构的立体图3是表示图2的构成驾驶室的柱部件中、采用了增强结构的柱部件
结构的图2的A-A线剖浮见图4 (a) 图4 (c)是表示在构成采用图2的增强结构的柱部件时的
工序的剖一见图；图5 (a)和图5 (b)是表示在构成采用图2的增强结构的柱部件时的 工序的主^L图6 (a) ~图6 (c)是表示采用本发明其他实施方式的管的增强结构 的柱部件结构的剖视图7是表示利用本发明其他实施方式的管的增强结构进行增强的柱部 件结构的立体图8是改变向柱部件插入的板材长度而进行EOPS试验时，表示载荷 与位移关系的曲线；
图9是改变向柱部件插入的板材在宽度方向中的位置而进行EOPS试 验时，表示载荷与位移关系的曲线；
图IO是改变向柱部件插入的板材厚度而进行EOPS试验时表示载荷与 位移关系的曲线；
图ll是表示采用本发明其他实施方式的管的增强结构的驾驶室结构的 立体图12是表示构成图11的驾驶室的柱部件所采用的增强结构的放大图； 图13是图12柱部件中板材的非插入侧的侧视图； 图14是图12柱部件中板材的插入侧的侧视图； 图15是图12柱部件的主视图16 (a)、图16 (b)是表示向图12的柱部件插入的板材结构的侧视 图和主视图17是表示构成图11的驾驶室的柱部件所采用的增强结构的放大图18是表示本发明其他实施方式的管的增强结构的剖视图19(a)、图19 (b)是表示本发明其他实施方式的管的增强结构所
使用的板材结构的侧视图和主视图20 (a)、图20 (b)是表示本发明其他实施方式的管的增强结构所
使用的板材结构的侧视图和主视图。 附图标记说明
1液压挖掘机 2下部行驶体 3旋转台 4工作装置 5配重 6发动机 10驾驶室 20增强结构(管的增强结构) 21板材21a凸部 21b板材22焊接部 31左前柱部件 32右前柱部件 33左后柱部件(柱部件) 33a孔部34右后柱部件(柱部件) 34a孔部 35左中央柱部件 36梁部件 37背面板 41外壁板(罩部件) 43柱部件 43a孔部 53柱部件 53a孔部 63柱部件63a孔部 73柱部件73a孔部 110驾驶室 120增强结构(管的增强结构) 121板材 121a凸部 122板材 122a凸部 123板材 124板材 124a凸部 125板材 125a凸部 133左后柱部件(柱部件)
133a孔部(第二孔部) 133b孔部(第一孔部)
134右后柱部件(柱部件)
134a孔部(第二孔部)134c孔部(第 一孔部)
220增强结构(管的增强结构) 221板材 221a插入侧端部
233左后柱部件(柱部件) 233a孔部 P履带
具体实施方式
[实施方式1]
使用图1 图5 (b)如下说明液压挖掘机1,该液压挖掘机1安装有驾 驶室10，该驾驶室IO采用了本发明一实施方式的管的增强结构。
在以下的说明中所使用的"左右"、"前后"、"前面背面"等词语所表 示的方向以操作员在驾驶室10 (参照图1等)内坐在椅子上时所面向的方 向为基准。
如图1所示，本实施方式的液压挖掘机1具备下部行驶体2、旋转台 3、工作装置4、配重5、发动机6和驾驶室10。
下部行驶体2通过使在行进方向左右两端部分巻绕的履带P旋转而使 液压挖掘机1前进、后退，并且在下部行驶体2的上面侧以能够旋转的状 态安装有旋转台3。
旋转台3在下部行驶体2上能够向任意方向旋转，且上面安装有工作 装置4、配重5、发动机6和驾驶室10。
工作装置4包含有大臂、装配在大臂前端的小臂、装配在小臂前端 的铲斗， 一边利用液压缸使大臂和铲斗等上下移动， 一边在进行土石和沙 砾等挖掘的土木施工现场进行作业。配重5例如是在组装钢板而形成的箱子中加入铁屑和混凝土等并使之 坚实而成的结构，为了在挖掘时等保持车体平衡而设置在旋转台3的后部。
发动机6是用于驱动下部行驶体2和工作装置4的驱动源，被配置在 与配重5邻接的位置。
驾驶室10是液压挖掘机1的操作员进行乘降的驾驶室，为了能够看到 工作装置4的前端部而被配置在旋转台3上的、作为工作装置4侧部的左 侧前部。该驾驶室10的驾驶室结构在后面详述。
如图2所示，驾驶室IO采用EOPS结构，是用于操作员进行乘降的箱 型结构体，由5根各种柱部件31 35等构成。
柱部件31 35包括有左前柱部件31、右前柱部件32、左后柱部件33、 右后柱部件34和左中央柱部件35。
左前柱部件31和右前柱部件32作为被称为所谓A柱的柱子来使用， 具有内部为中空的异形截面。左右前柱部件31、 32在中央部附近弯曲，包 含有在驾驶室10的前方从地板面竖立设置的柱部分和构成顶面的梁部分。
左后柱部件33和右后柱部件34作为被称为所谓C柱的柱子利用，具 有内部为中空的大致四边形的异形截面(参照图3)。左右后柱部件33、 34 作为大致直线状的柱子而在驾驶室10的后方从地板面竖立设置。如图2所 示，左右后柱部件33、 34的上端部之间由梁部件36相互接合、中央部分 之间由背面板37相互接合。并且，左后柱部件33和右后柱部件34在确保 驾驶室IO的强度方面发挥着重要作用。因此，为了提高驾驶室IO的强度， 提高左右后柱部件33、 34的强度是有效的。由此如图2所示，本实施方式 采用了增强结构20:在左右后柱部件33、 34的侧面分别形成孔部33a、 34a， 在该孔部33a、 34a中插入板材21并通过焊接进行固定。该增强结构20的 构成在后面详述。
左中央柱部件35作为被称为所谓B柱的柱子利用，作为大致直线状的 柱子而在驾驶室10左侧面的大致中央部从地板面竖立设置。 [左右后柱部件33、 34的增强结构20]
如图2所示，本实施方式中，构成上述液压挖掘机1上所安装的驾驶 室10的柱部件31 35中，对于配置在驾驶室IO后方的相当于C柱的柱部 件33、 34采用了增强结构20。在此，以左后柱部件33的结构为例进行说明，由于在另一个右后柱部件34中也采用同样的增强结构20，所以对于右 后柱部件34侧的增强结构就省略其说明。
如图2所示，左后柱部件33在长度方向的侧面中央部附近形成有孔部 33a。如图3所示，把大小与孔部33a的大小相对应的板材21以跨在两侧面 上形成的开口部分的方式插入到孔部33a后，进行固定，由此形成增强结构 20。
如图3所示，本实施方式的驾驶室10中，为了把形成有上述增强结构 20的部分隐藏而利用外壁板(罩部件)41把外周面覆盖。由此，能够避免 增强结构20所包含的板材21和焊接部22等向驾驶室10外部露出，防止 驾驶室IO设计性的恶化。
在此，使用图4 (a) ~图4 (c)、图5 (a)、图5 (b)如下说明左后柱 部件33的增强结构20的制造方法。
首先，如图4(a)所示，利用立体激光器在左后柱部件33中形成孔部 33a，该孔部33a从左后柱部件33的大致四边形截面的一个侧面贯通到另一 个侧面。
接着如图4 ( b )和图5 (a)所示，把大小为能够插入到孔部33a部 分的才反材21，以!夸在孔部33a的两侧面上所形成的开口部分的方式插入。 这时，如图5(a)所示，向孔部33a插入的板材21具有凸部21a，该凸部 21a向与板材21的插入方向交叉的方向突出。因此，当把板材21向左后柱 部件33的侧面上形成的孔部33a插入时，凸部21a与左后柱部件33的侧面 抵接而不能进一步插入。由此，在向孔部33a插入的方向上能够容易地进行 板材21的定位。
接着，对图4 (b)和图5 (b)所示状态的左后柱部件33从两侧面的 外侧利用焊接机械手等形成焊接部22，能够容易且牢固地把板材21相对于 左后柱部件33来固定。
本实施方式中，在构成驾驶室10的多个柱部件31 35中，对于配置在 驾驶室10后方的左右后柱部件33、 34,适用在孔部33a、 34a中插入板材 21并进行固定的增强结构20。
由此，能够提高左右后柱部件33、 34中所希望位置的截面强度。其结 果是以比较容易且制造成本低的方法就能够提高柱部件的强度，提高驾驶 室10的刚性。[该左右后柱部件33、 34的增强结构20的特点]
如图2和图3所示，本实施方式的左右后柱部件33、 34的增强结构20 中，在左右后柱部件33、 34的外周面^见定位置形成有孔部33a、 34a,在此 插入板材21并进行固定。
由此，能够以比较容易的方法局部地提高左右后柱部件33、 34中容易 作用有载荷的部分的强度。其结果是与形成双重管部分的增强结构相比， 不需要大型装置就能够容易地提高左右后柱部件33、 34的强度。
并且在把左右后柱部件33、 34的管厚度薄壁化的情况下，利用该增强 结构20能够确保同等程度以上的强度，所以能够谋求降低驾驶室10的成 本。
(2)
如图2所示，本实施方式的左右后柱部件33、 34的增强结构20中， 在左右后柱部件33、 34的长度方向中央部分附近形成有包括孔部33a、 34a 和板材21的增强结构20。
由此，即使如液压挖掘机1的驾驶室10这样在左右后柱部件33、 34 的长度方向中央部分附近容易有载荷集中的情况下，也能够局部提高该部 分的截面强度。其结果是不会伴随成本大幅度上升就能提高驾驶室10的刚 性。
(3)
如图4 (a)和图4 (b)所示，本实施方式的左右后柱部件33、 34的 增强结构20中，向左后柱部件33的侧面上形成的孔部33a插入的板材21 具有凸部21a,该凸部21a向与插入方向交叉的方向突出。
由此，不使用夹具等就能够容易地在插入方向对板材21的固定位置进 行定位，通过焊接等把板材21固定。
(4)
如图4 (c)所示，本实施方式的左右后柱部件33、 34的增强结构20 中，利用从左右后柱部件33、 34的外周面形成焊接部22,把向左后柱部件 33的侧面上形成的孔部33a插入的^l材21固定。
由此，能够容易地把金属制的板材21相对于金属制的左右后柱部件 33、 34而固定。(5)
如图2等所示，本实施方式的液压挖掘机1的驾驶室10由包括采用上
述增强结构20的左右后柱部件33、 34的多个柱部件31 35所构成。
由此，不会伴随成本大幅度上升而是利用简易设备就能够局部提高需 要强度的特定柱部件中载荷容易集中部位的强度，提高驾驶室IO整体的刚性。
(6)
如图3所示，本实施方式的液压挖掘机1的驾驶室10中，把采用上述 增强结构20的左右后柱部件33、 34部分用外壁板41覆盖。
由此，能够防止增强结构20所包含的孔部33a、 34a和板材21、焊接 部22部分向外部露出，避免驾驶室10外观的设计性降低。
使用图11 图17如下说明本发明其他实施方式的管的增强结构120。
本实施方式说明的部件中，对于与上述实施方式说明过的部件具有相 同形状、功能的部件，付与相同的附图标记而省略其说明。
即如图ll所示，本实施方式的增强结构120在构成驾驶室110的多个 柱部件31、 32、 133、 134、 35中设置在左右后柱部件133、 134。
具体则如图12所示，左后柱部件(柱部件)133上设置的增强结构120 中，使板材121相对于左后柱部件133以下述方式固定，即板材121 (参照 图16)的插入侧端部所形成的凸部121a^Mv左后柱部件133的一个面上所形 成的多个孔部(第二孔部)133a突出来。
如图13所示，在左后柱部件133的大致中央部附近，左后柱部件133 上形成的孔部133a以相同大小且等间隔设置为三处。如图14所示，在左后 柱部件133的相反侧的侧面上形成有用于插入板材121的孔部(第一孔部) 133b，以凸部121a作为插入侧的板材121 乂人这里插入。因此，左后柱部件 133的孔部133b具有比插入的板材121整个宽度稍微大的长度。如图15所 示，从左后柱部件133的孔部133b插入的板材121成为如下状态，即从管 的一个侧面到达在相对面上形成的孔部133a，才反材121前端形成的凸部121a 分别插入到对应的孔部133a中，并在该状态下通过焊接来固定。
如图16 (a)和图16 (b)所示，从左后柱部件133的外周面上形成的 孔部133b插入到孔部133a的板材121,在插入侧的端部具有以大致相同大小且等间隔而形成的三个凸部121a。板材121在〗吏其前端形成的凸部121a 从孔部133a突出的状态下，沿其凸部121a的侧面部分、和位于与插入侧相 反一侧的、从孔部133b突出的板材121的侧面部分进行焊接来固定。
由此，A^左后柱部件133的侧面插入的^^反材121,以凸部121a插入到 在相反侧的侧面上形成的孔部133a的状态被焊接固定。由于有凸部121a 与孔部133a之间的嵌合部分来支撑，所以能够提高左后柱部件133的强度。 由此，通过设置凸部121a与孔部133a嵌合这样的机械增强结构，即使在左 后柱部件133产生弯曲应力的情况下，也由于有嵌合部分支撑而能够不依 靠焊接强度而充分确保左后柱部件133的强度。进而，把构成增强结构120 的板材121通过焊接凸部121a部分来进行固定而能够减少非插入侧的焊接 面积，提高生产效率。而且板材121的插入侧和非插入侧的板材121的焊 接仅在侧面部进行，与围绕其全周进行焊接的情况相比，能够避免焊接部 分出现龟裂等不良情况的发生。
如图17所示，右后柱部件134也与左后柱部件133同样地采用增强结 构220。
如图17所示，右后柱部件134的增强结构220中，把两个板材即板材 122和板材123向彼此相反的方向相对右后柱部件134而插入。更具体说就 是，右后柱部件134中，在一个侧面上在大致相同高度的位置形成有用于 插入板材123的孔部(第一孔部)134c和插入板材122的凸部122a的孔部 (第二孔部)134a。把板材122、 123分别从相反侧的侧面插入各自的孔部 134a、 134c中。
由此，与左后柱部件133同样地利用简易的结构就能够有效地增强右 后柱部件134的强度。如图17所示，通过插入两个板材122、 123能够更 有效地提高右后柱部件134的强度。而且通过把两个板材122、 123向彼此 相反的方向插入并固定而能够把凸部122a等与孔部134a的嵌合部分设置在 右后柱部件134的两侧面，所以能够得到强度更加优良的右后柱部件134。 ("
如图15所示，本实施方式的左右后柱部件133、 134的增强结构120、 220具备在左后柱部件133的一个侧面上形成的贯通孔即孔部133b、在 其相对面上形成的贯通孔即孔部133a、以A/v孔部133b插入到孔部133a的状态被固定的板材121。
由此，由于在插入了板材121的孔部133b的相对面上也设置了用于插 入板材121前端部分的孔部133a,所以在左后柱部件133上施加有弯曲应 力的情况下，板材121前端侧的凸部121a与孔部133a的嵌合部分就有对抗 左后柱部件133弯曲的抵抗力。其结果是不依赖连结板材121与左后柱部 件133的焊接强度就能够确保左后柱部件133的强度。通过在板材121等 的插入侧端部设置凸部121a等并焊接突出部分，能够大幅度减少在凸部 121a侧的焊接面积而提高生产效率。
(2)
如图15等所示，本实施方式的左右后柱部件133、134的增强结构120、 220中，左后柱部件133的一个侧面上形成的孔部133b具有与板材121的 整个宽度相当的长度，另一个侧面上形成的孔部133a具有与板材121的凸 部121a的宽度相当的长度。
由此，作为插入侧的、从孔部133b插入的板材121前端部分的凸部121a 分别向在孔部133b的相对面上形成的孔部133a插入并固定，利用凸部121a 与孔部133a的嵌合部分则能够增强左后柱部件133。
(3)
如图16等所示，本实施方式的左右后柱部件133、134的增强结构120、 220中，向各柱部件133、 134插入的板材121 123具有多个凸部121a、 122a等。
由此，左右后柱部件133、 134中与孔部133a、 134a嵌合的部分数量 增加，能够有效提高左右后柱部件133、 134中插入有板材121 123的部分
的强度。
(4)
如图17所示，本实施方式的右后柱部件134的增强结构220中，向一 个柱部件插入两个才反材122、 123。
由此，由于利用两个板材122、 123能够大幅度提高管截面的强度，所 以能够进一步提高右后柱部件134中插入有板材122、 123的部分的强度。
(5)
如图12和图17等所示，本实施方式的左右后柱部件133、 134的增强 结构120、 220中，在/人左后柱部件133的孔部133a、 134a突出的板材121、122、 123的凸部121a、 122a等处,沿凸部121a等的侧面部进行焊接。
由此，既能够有效防止围绕突出的凸部121a等的全周而进行焊接时所
产生的焊接部位的裂紋等，又能够把板材121等与左后柱部件133等的连
结经焊接来进行。 [其他实施方式]
以上说明了本发明的一实施方式,'但本发明并不限定于上述实施方式， 在不脱离发明要旨的范围能够有各种变更。
(A)
上述实施方式l中，如图2所示，在左右后柱部件33、 34的侧面的宽 度方向中央部附近形成孔部33a、 34a，并在此插入板材21来构成增强结构 20，以这样的例子进行了说明。但本发明并不限定于此。
例如也可以不是在柱部件的宽度方向的中央部分附近形成孔部43a，而 是使用如下的柱部件43，即如图6(a)所示那样，在俯视图中在驾驶室的 靠前方处形成孔部43a,在此插入板材21并进行固定。
并且也可以使用如下的柱部件53,即如图6(b)所示那样，在俯视图 中在驾驶室的靠后方处形成孔部53a，在此插入板材21并进行固定。
这样根据柱子所受到的载荷大小和方向来改变板材的插入部位，能够 更有效地提高柱部件的局部的截面强度。
(B)
上述实施方式l中，如图3所示，向一个柱部件33、 34上分别形成的 孔部33a、 34a分别插入一个板材21,以这样的例子进行了说明。但本发明 并不限定于此。
例如也可以构成如下的管的增强结构，即如图6(c)所示那样，对于 一个柱部件63在两个部位形成孔部63a，在此分别插入一反材21a、 21b。
这时，由于能够进一步提高柱部件的截面强度，所以在提高容易承受 强度部位的局部强度时是有效的。
(C)
上述实施方式l中，如图2所示，在左右后柱部件33、 34的长度方向 中央部分附近形成孔部33a、 34a,在此插入板材21并进行固定，以这样的 例子进行了说明。但本发明并不限定于此。
例如也可以构成如下的增强结构20，即如图7所示那样，在柱部件73的长度方向的端部形成孔部73a，在此插入^1材21并固定。
这时，能够提高从地板面竖立设置的柱子与地板面接合部分的强度。 因此，更优选考虑柱部件所承受载荷的大小、位置和方向等而在柱部件的 适当位置设置增强结构。
(D)
上述实施方式l中，如图3所示，作为在左右后柱部件33、 34的侧面 部形成的孔部33a、 34a,形成贯通两侧面的开口，以这样的例子进行了i兌 明。但本发明并不限定于此。
例如也可以仅在一个侧面形成贯通到内部的开口 ，而不是贯通到另一 个侧面，以此方式形成孔部。
(E)
上述实施方式1中，对于构成液压挖掘机1的驾驶室10的柱部件33、 34,使用立体激光器形成孔部33a、 34a，以这样的例子进行了说明。但本 发明并不限定于此。
除了立体激光器以外，例如也可以由才几械加工来形成孔部。
(F)
上述实施方式1中，如图2所示，作为采用本发明的管的增强结构的 管，使用配置在驾驶室IO后方的作为C柱的柱部件33、 34，以这样的例子 进行了说明。但本发明并不限定于此。
例如对于构成驾驶室的作为A柱的柱部件31、 32，或作为B柱的柱部 件35中容易承受强度的部分也适用本发明的增强结构。
(G)
上述实施方式1中，如图3所示，作为采用本发明的管的增强结构的 管，使用截面大致四边形的柱部件33、 34，以这样的例子进行了说明。但 本发明并不限定于此。
例如对于具有大致圓形、椭圆形、除四边形以外的多边形截面的管材 也可以采用本发明的增强结构。
(H)
上述实施方式1中，作为本发明的管的增强结构的适用对象，使用金 属制的管即柱部件33、 34,以这样的例子进行了说明。但本发明并不限定 于此。例如作为本发明的增强结构所适用的管并不限定于金属制的管，对于 树脂制的管也可以适用。 (I)
上述实施方式l中，将采用本发明的管的增强结构的柱部件33、 34使 用在液压挖掘机1的驾驶室10中，以这样的例子进行了说明。但本发明并 不限定于此。
例如作为本发明的管的增强结构，不仅是构成液压挖掘机的驾驶室的 柱部件，作为构成其他建筑机械上所安装的驾驶室的柱部件也可以使用。 (J)
上述实施方式l中，把采用了本发明的管的增强结构20的柱部件33、 34使用在液压挖掘机1的驾驶室10中，以这样的例子进行了说明。但本发 明并不限定于此。
例如作为本发明的管的增强结构所适用对象的管，并不限定于构成建 筑机械驾驶室的柱部件，对于在其他用途中使用的管也可以使用。 (K)
上述实施方式1中，如图5 (a)和图5 (b)等所示，把板材21插入 到左后柱部件33上形成的^1此相对向的两个孔部33a中，并以贯通左后柱 部件33的状态进行固定，以这样的例子进行了说明。但本发明并不限定于 此。
例如也可以是如下结构，即如图18所示那样，使向左后柱部件(柱部 件)233上形成的一个孔部233a插入的板材221的插入侧端部221a,以与 左后柱部件233的内壁面抵接的状态被固定。
a)
上述实施方式2中，如图15和图16所示，作为构成增强结构120的 板材121，使用在插入侧的端部形成有三个相同大小的凸部121a的板材， 以这样的例子进行了说明。但本发明并不限定于此。
例如也可以如图19 (a)和图19 (b)所示那样，使用凸部124a的大 小不同的板材124。这时，在特别要增强管强度的部位、管中容易被施加应 力的部位等处设置比较长的凸部，或以细小的间距(间隔)来设置凸部， 能够更有效地进行管的增强。 (M)上述实施方式2中，如图15和图16所示，作为构成增强结构120的 板材121,使用在插入侧端部以等间隔形成有三个凸部121a的板材，以这 样的例子进行了说明。但本发明并不限定于此。
例如也可以-使用如下的^1材125,即如图20 (a)和图20 (b)所示那 样，把相同大小的凸部125a以非等间隔设置。在这种情况下同样通过在特 别要增强管强度的部位、管中容易被施加应力的部位等处以狭窄的间距(间 隔)来设置凸部，能够更有效地进行管的增强。 (N)
上述实施方式l、 2中使用具有大致四边形平面的板材21、 121等，以 这样的例子进行了说明。但本发明并不限定于此。
例如也可以把具有大致L字形平面的板材向柱部件插入来构成管的增 强结构。
关于上述实施方式中的、构成液压挖掘机1上所安装的驾驶室10的柱 部件33、 34所采用的管的增强结构20,进行如下实验，即改变在柱部件 33、 34的外所形成的孔部33a等插入的板材21的大小和插入位置等， 调查对驾驶室10的强度方面有哪些影响，对该实验的结果进行说明。
在此，进行了EOPS试验，即对于旋转台3上安装的驾驶室'10从左侧 面向工作装置4的方向施加载荷，调查驾驶室IO变形的程度(载荷与位移 量的关系)，其结果表示如下。
首先，改变柱部件上所形成的孔部中插入的板材21的全长(与插入方 向正交方向的长度)，在该情况下，对使用柱部件而构成的驾驶室所施加的 载荷的大小与位移量的关系曲线表示在图8中。
如图8的曲线所示，以板材21全长是500mm和300mm的情况进行了 试验，结果发现，全长为500mm的板材比全长为300mm的板材对于同样 载荷的位移量少，具有与管厚度为10.0mm的现有产品近似的强度。
接着，如图6 (a)和图6 (b)所示，把柱部件43、 53上所形成的孔 部43a、 53a (板材21 )的位置改变为相对于驾驶室IO靠前和靠后时，在该 情况下，对使用各柱部件33、 43、 53而构成的驾驶室所施加的载荷的大小 与位移量的关系曲线表示在图9中。
如图9的曲线所示，对于板材21插入中央部分的柱部件33、靠前方插入的柱部件43、靠后方插入的柱部件53进行了试验，结果发现相对于同样 的载荷，板材21靠后方插入的柱部件53的位移量最少，强度大。另一方 面，板材21靠前方插入的柱部件43对于相同载荷的位移量最大，强度小。 进而，在改变柱部件上所形成的孔部中插入的板材21厚度的情况下， 对使用柱部件而构成的驾驶室所施加载荷的大小与位移量的关系曲线表示 在图10中。
如图IO的曲线所示，以板材21的厚度是11mm和9mm的情况进行了 试验，结果发现两者都具有大致相同程度的强度。
从以上结果可知，插入到柱部件中的板材，优选全长为500mm左右、 靠驾驶室后方配置且厚度为9mm以上。
工业实用性
本发明的管的增强结构既能够抑制把管壁厚变薄而为了增强管而引起 的成本上升，又能够以简单的结构构成管的增强结构，由于有这样的效果， 所以不仅是金属制的管，而且树脂制的管的增强结构也能够被广泛应用。
权利要求
1、一种管的增强结构，其中，具备孔部，该孔部在管的外周面沿所述管的长度方向以贯通到所述管内部的方式而形成；板材，该板材以插入到所述孔部中的状态被固定。
2、 一种管的增强结构，其中，具备孔部，该孔部在管的外周面以贯通到所述管内部的方式而形成； 板材，该板材以插入到所述孔部中的状态、且以插入侧的端部与所述 管的所述孔部的相对面抵接的状态被固定。
3、 如权利要求1所述的管的增强结构，其中，所述孔部具有第 一孔部和第二孔部，第 一孔部在所述管的外周面沿长 度方向形成，第二孔部在所述管的外周面中与所述第一孔部相对向的位置 形成，所述板材以相对所述第 一孔部、第二孔部插入的状态被固定。
4、 如权利要求1所述的管的增强结构，其中，所述板材以插入到所述孔部中的状态、且以插入侧的端部与所述管的 所述孔部的相对面抵接的状态被固定。
5、 如权利要求1或2所述的管的增强结构，其中， 所述管的外周面形成有多个所述孔部， 所述板材分别插入到所述多个孔部并固定。
6、 如权利要求1或2所述的管的增强结构，其中， 所述板材具有凸部，该凸部以与所述板材相对所述管的插入方向交叉的方式与所述管的外周面抵接。
7、 如权利要求1或2所述的管的增强结构，其中， 所述板材相对所述管经焊接来固定。
8、 如权利要求3所述的管的增强结构，其中， 所述板材具有凸部，所述第一孔部是长度相当于所述板材的最大宽度的开口， 所述第二孔部是长度相当于所述板材的所述凸部的宽度的开口 。
9、 如权利要求3所述的管的增强结构，其中，所述^^材在插入侧的侧面具有多个凸部。
10、 如权利要求3所述的管的增强结构，其中， 相对一根所述管而插入多个所述板材。
11、 如权利要求3所述的管的增强结构，其中，沿所述板材从所述管的外周面突出的所述凸部的侧面，将所述板材焊接。
12、 如权利要求1或2所述的管的增强结构，其中， 所述孔部形成在所述管的长度方向的中央部分附近。
13、 如权利要求1或2所述的管的增强结构，其中， 所述孔部形成在所述管的长度方向的端部。
14、 如权利要求9所述的管的增强结构，其中， 所述多个凸部以不同的间隔形成。
15、 如权利要求9所述的管的增强结构，其中， 所述多个凸部以不同的长度形成。
16、 一种建筑机械的驾驶室结构，其由多个柱部件构成，该多个柱部 件具有权利要求1或2所述的管的增强结构。
17、 如权利要求16所述的建筑机械的驾驶室结构，其具备罩部件，该 罩部件将插入到所述管上所形成的所述孔部中的所述板材部分覆盖。
全文摘要
本发明涉及一种管的增强结构和具备它的建筑机械的驾驶室结构。不会招致成本增加而以简易的结构对管进行增强，能够谋求管的高强度化和薄壁化。为此，在左右后柱部件(33)、(34)的增强结构(20)中，在左右后柱部件(33)、(34)外周面的规定位置形成孔部(33a)、(34a)，板材(21)插入该孔部并固定。
文档编号B62D25/08GK101528531SQ20078003868
公开日2009年9月9日 申请日期2007年8月6日 优先权日2006年10月16日
发明者伊藤达志, 名村晴秀, 河原史朗, 野口敬广 申请人:株式会社小松制作所