JP2001132016A - 建設機械の上部旋回フレーム構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上部旋回フレームの主体の外形に合わせて曲
成したパイプまたはパイプ状の外周部材を巻装接合して
上部旋回フレームを構成することにより、加増するカウ
ンターウエイトの全重量を上部旋回フレームを構成する
フレーム全体で支えることにより、上部旋回フレーム全
体の強度を向上させた建設機械の上部旋回フレーム構造
の提供。 【解決手段】 前後方向に延びる適当間隔をもって設け
られた一対のセンターフレーム３、３と、このセンター
フレーム３、３に続く後部テールフレーム部３１、３１
と、これらフレームから側方に張り出された複数のビー
ム４、４とで上部旋回フレームの主体を構成し、この左
右に張り出した各ビーム４、４の端部と各後部テールフ
レーム部の端部とに亘り、該上部旋回フレームの主体の
外形に合わせて曲成したパイプまたはパイプ状の外周部
材９を巻装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上部旋回式の建設
機械、例えば、旋回型油圧式掘削機である油圧ショベル
の上部旋回体を構成する上部旋回フレームに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】旋回型油圧式掘削機である油圧ショベル
は、走行手段を装備した下部走行体と、上部旋回体を構
成する上部旋回フレームが、旋回装置を介して該下部走
行体の上に旋回可能に装架されている。この上部旋回体
を構成する上部旋回フレームの前端には、先端に掘削用
作業具であるバケットを備えた作業ブームの基部が取付
けられ、また、この上部旋回フレームの上面には、運転
室、各種制御装置を備えた制御運転操作部、原動機部、
作業用動力部等が設けられる。

【０００３】更に、該上部旋回フレーム１は、旋回フレ
ームの中央部に前後方向に延びる適当間隔をもって設け
られた一対のセンターフレーム３、３と、このセンター
フレーム３，３に続く後部テールフレーム部３１，３１
と、このセンターフレーム３，３と後部テールフレーム
部３１、３１から左右に張り出したビーム４、４と、上
部旋回フレームの外縁を形成する該ビーム４、４の張り
出し側端部に設けられたサイドフレームとからなってい
る。

【０００４】上記サイドフレームは、板材を断面形状コ
字状に曲げた構造であるため十分な断面性能が確保でき
ないことから、このサイドフレームを断面形状をコ字状
のものに代えて閉断面である断面形状Ｄ状の筒状体と
し、よって十分な断面性能を有するようにしたサイドフ
レーム５に持つ上部旋回フレーム１が、図１４に示す従
来例が知られている（実公平５−１２３７３号公報参
照）。

【０００５】そして、この上部旋回フレーム１のセンタ
ーフレーム３に続く後部テールフレーム部３１上に、作
業ブームの先端に設けられたバケットの掘削作業時又は
該バケットで掘削された土砂等を持上搬送時の負荷に応
じて機体のバランスをとるための重量物であるカウンタ
ーウエイトが、前記負荷に対応して積み増し載置される
ようになっている。なお、６は、サイドフレーム５の後
端とセンターフレーム３に続く後部テールフレーム部３
１の略後端部間、センターフレーム３、３に続く後部テ
ールフレーム部３１、３１の略後端部間にそれぞれ設け
た板状体の連結部材である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したサイ
ドフレーム５は、従前の上部旋回フレームのサイドフレ
ームが断面形状がコ字状であったものを断面形状Ｄ状の
筒状体のサイドフレームで置き換えることにより、ビー
ム４とサイドフレーム５との接合作業の作業性の向上を
図ると共に、サイドフレーム５の断面形状が閉断面又は
開断面の筒状体となっていることから上部旋回フレーム
のサイド側の強度（剛性）を高めている。

【０００７】しかしながら、カウンターウエイト２０が
載置される上部旋回フレームの中央部の前後方向に適当
間隔をもって設けられた一対のセンターフレーム３、３
に続く後部テールフレーム部３１、３１は、断面形状が
コ字状をしており、この後部テールフレーム部３１の略
後端と断面形状Ｄ状の筒状体のサイドフレーム５の後端
間、及び、両テールフレーム部３１、３１の略後端間と
にそれぞれ設けられた板状体の連結部材６、６で連結さ
れているだけで、この板状体の連結部材６、６は、後部
テールフレーム部３１、３１にかかるカウンターウエイ
ト２０の重量を担うものとはなっていない。

【０００８】従って、センターフレームに続く後部テー
ルフレーム部３１、３１にカウンターウエイト２０を載
置すると、カウンターウエイト２０の全重量を後部テー
ルフレーム部３１、３１のみで支える、いわゆる片持ち
梁の状態で支えることになっている。このため従来、こ
の上部旋回フレームに設けられたセンターフレームに続
く後部テールフレーム部３１の剛性を向上させるための
対策として、このセンターフレーム及びその後部テール
フレーム部３１の構造を板厚の構造体とすることで対応
していた。

【０００９】また、該後部テールフレーム部３１は、断
面形状がコ字状であるため、ここにカウンターウエイト
２０の重量が掛かると、この上のフランジ３２が押し潰
される恐れがある。このため図１５に示すように、この
上下のフランジ３２、３３間にコ字状の補強部材７を介
装し、これを上下のフランジ３２、３３間にボルトナッ
ト８により止めて後部テールフレーム部３１の上下のフ
ランジ３２、３３間の補強をし、カウンターウエイト２
０の重量に耐え得るようにしていた。

【００１０】しかし、このセンターフレーム及び後部テ
ールフレーム部３１の構造を板厚の構造体とすればする
程それだけ製造コストも上昇することになり、また、建
設機械全体の重量も増加することになる。また、後部テ
ールフレーム部３１の上下のフランジ３２、３３間の補
強のための補強部材７の使用は、部品点数も増えること
になる。

【００１１】そこで、本発明は、上述した課題によりな
されたもので、前後方向に延びる適当間隔をもって設け
られた一対のセンターフレーム３、３と、このセンター
フレーム３、３に続く後部テールフレーム部３１、３１
と、これらの部材から側方に張り出された複数のビーム
４、４、４とで上部旋回フレームの主体を構成し、この
左右に張り出した各ビーム４、４、４の端部と各後部テ
ールフレーム部の端部とに亘り、該上部旋回フレームの
主体の外形に合わせて曲成したパイプまたはパイプ状の
外周部材９を巻装して溶接接合して上部旋回フレームを
構成、又は、前記上部旋回フレームの主体のセンターフ
レーム３、３の前方に設けられたビーム４、４の張り出
し端部からセンターフレーム３、３に続く後部テールフ
レーム部３１、３１の略端部に至る長さを有するパイプ
又はパイプ状の断面形状をした延長サイドフレーム１
０、１０を、該上部旋回フレームの主体の左右外方にそ
れぞれ溶接接合して上部旋回フレームを構成する。

【００１２】このように、後部テールフレーム部３１、
３１の略端部にパイプまたはパイプ状の外周部材９、又
は、延長サイドフレーム１０を溶接接合して上部旋回フ
レームを構成することにより、土砂の掘削作業時、又
は、掘削された土砂の持上搬送時の負荷に応じて、セン
ターフレーム３に続く後部テールフレーム部３１に積み
増し載置されるカウンターウエイト２０の全重量を、上
部旋回フレームの外形に合わせて巻装した外周部材９、
又は、後部テールフレーム部３１の端部またはウエブ部
３４に延長して接続された延長サイドフレーム１０、１
０、を通じて上部旋回フレームの両サイドのビーム４、
４にも分散してフレーム全体に負担させることにより、
従来のように、センターフレーム３，３に続く後部テー
ルフレーム部３１、３１の構造を板厚の構造体とするこ
とでカウンターウエイト２０の全重量を支えることな
く、上部旋回フレームを構成するフレーム全体で支える
ことにより、フレーム全体の強度（剛性）を向上させる
と共に、使用する部品点数減らすようにした建設機械の
フレーム構造を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載の発明は、前後方向に延び
る適当間隔をもって設けられた一対のセンターフレーム
と、このセンターフレームに続く後部テールフレーム部
と、これらフレームから側方に張り出された複数のビー
ムとで上部旋回フレームの主体を構成した建設機械の上
部旋回フレームにおいて、上部旋回フレームの主体を構
成する各ビームの端部と各後部テールフレーム部の端部
とに亘り、該上部旋回フレームの主体の外形に合わせて
曲成したパイプまたはパイプ状の外周部材を巻装して溶
接接合したことを特徴とするものである。

【００１４】また、上記の目的を達成するため、本発明
の請求項２に記載の発明は、前後方向に延びる適当間隔
をもって設けられた一対のセンターフレームと、このセ
ンターフレームに続く後部テールフレーム部と、これら
フレームから側方に張り出された複数のビームとで上部
旋回フレームの主体を構成した建設機械の上部旋回フレ
ームにおいて、センターフレームの前方に設けられたビ
ームの張り出し端部からセンターフレームの後部テール
フレーム部の略端部に至る長さを有するパイプ又はパイ
プ状の断面形状をした延長サイドフレームを、該上部旋
回フレームの主体の左右外方にそれぞれ溶接接合したこ
とを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１は、本発明の上部旋回フレーム
の斜視図、図２は、本発明の実施の形態で旋回フレーム
に外周部材を巻装した概略図、図３は、本発明の他の実
施の形態の一例で、上部旋回フレームに延長サイドフレ
ームを接続した上部旋回フレームの概略図、図４は、図
３の部分拡大図、図５は、図３の部分拡大図である。図
６は、上部旋回フレームの後部テールフレームとパイプ
又はパイプ状の外周部材との取付け図、図７は、図２及
び図３における断面イ−イにおける、後部テールフレー
ムに断面○状のパイプ部材を接続した例、図８は、図２
及び図３における断面イ−イにおける、後部テールフレ
ームに断面四角形状のパイプ部材を接続した例、図９
は、図２及び図３における断面イ−イにおける、後部テ
ールフレームに断面Ｄ状のパイプ部材を接続した例、図
１０は、図２及び図３における断面イ−イにおける、後
部テールフレームに断面カマボコ状のパイプ部材を接続
した例、図１１は、図２及び図３における断面イ−イに
おける、後部テールフレームに断面半円状のパイプ状部
材を接続した例、図１２は、図２及び図３における断面
イ−イにおける、後部テールフレームに断面Ｃ字状のパ
イプ状部材を接続した例、図１３は、図２及び図３にお
ける断面イ−イにおける、後部テールフレームに断面コ
字状のパイプ状部材を接続した例、図１４は、従来の上
部旋回フレームの斜視図、図１５は、従来の上部旋回フ
レームのテールフレーム部の詳細斜視図である。

【００１６】つぎに、本発明の実施の形態を図１〜図１
３により説明する。１は、図示しない下部走行体に旋回
装置を介して旋回可能に装架された上部旋回フレーム
で、２は、該上部旋回フレーム１の中央部の前後方向に
適当間隔をもって設けられ、上部旋回フレーム１の左右
方向の梁部材を構成し後方に後部テールフレーム部３
１、３１を有する一対のセンターフレーム３、３の略前
方寄りに設けた掘削作業機用のブーム取付けフレームで
ある。この取付けフレーム２、２に、掘削作業機用のブ
ーム部材が上下動自在に枢着され、該ブーム部材の先端
には先端に掘削具を有するアーム部材が枢着されるよう
になっている。４は、センターフレーム３及びセンター
フレーム３の後部テールフレーム部３１から右、左方向
の側方に張り出した断面コ字状をしたビームである。

【００１７】そして、センターフレーム３と、このセン
ターフレーム３に続く後部テールフレーム部３１と、こ
れらの部材３および３１から側方に張り出したビーム４
とで上部旋回フレーム１の主体を構成している。９は、
パイプ又はパイプ状の断面形状をした長尺部材を曲成加
工機によって、巻装する旋回フレームの外形に合うよう
に曲成作製され、従来の旋回フレームのサイドフレーム
５と同様、センターフレーム３、３に続く後部テールフ
レーム部３１、３１の一方側に張り出されたビーム４、
４、４の端部に溶接され、そして、後部テールフレーム
部３１の端部に側面部が溶接部１８によって接続され、
更に、センターフレーム３、３に続く後部テールフレー
ム部３１、３１の他方側に張り出されたビーム４、４、
４の端部へと巻装溶接された断面形状がパイプ又はパイ
プ状の外周部材である。

【００１８】この断面形状がパイプ又はパイプ状の外周
部材９としては、図７〜図１３に示すような、断面形状
が、○状、四角形状、Ｄ字状、カマボコ状、半円状、Ｃ
字状およびコ字状のものを使用することができる。断面
形状が、四角形状、Ｄ字状、カマボコ状、半円状、Ｃ字
状およびコ字状のものの場合には、その側面と後部テー
ルフレーム部３１の端部とを溶接部１８として単に溶接
すればよいが、断面形状が○状の場合には、後部テール
フレーム部３１の端部をその断面形状にあわせて加工
し、溶接部１８で溶接して接合する必要がある。ここ
で、断面形状が、○状、四角形状、Ｄ字状、カマボコ
状、半円状の閉断面の部材をパイプと云い、また、断面
形状が、Ｃ字状およびコ字状のように一部開断面の部材
をパイプ状と云う。

【００１９】パイプ又はパイプ状の断面形状をした長尺
部材を曲成加工機によって、巻装する旋回フレームの外
形に合うように曲成作製された外周部材９は、センター
フレーム３に続く後部テールフレーム部３１の一方側に
張り出されたビーム４、４、４の端部に溶接され、そし
て、後部テールフレーム部３１の端部に側面部が溶接部
１８によって接合され、更に、センターフレーム３に続
く後部テールフレーム部３１の他方側に張り出されたビ
ーム４、４、４の端部へと巻装接合される。

【００２０】しかしながら、このように巻装する旋回フ
レームの外形に合うように曲成作製された外周部材９
は、パイプ又はパイプ状の断面形状をした長尺部材の曲
成加工の際、曲率半径の大きなものの場合には加工上左
程問題はないが、曲率半径の小さな外周部材９を曲成加
工するのはなかなか難しい。特に、外周部材９がパイプ
又はパイプ状の断面形状をしているため、曲成加工中に
パイプ又はパイプ状の断面が潰れるという加工上の問題
がある。

【００２１】このため、曲率半径の小さなものを曲成加
工する場合には、前端のビームの張り出し側端部からセ
ンターフレームに続く後部テールフレーム部の略端部に
至る長さのパイプ又はパイプ状の断面形状をした長尺部
材を曲成加工し、これを延長サイドフレーム１０として
２部材作製し、上部旋回フレームの主体への溶接組立時
には、この作製された２つの延長サイドフレーム１０、
１０を左右両側の張り出しビーム４の端部にそれぞれ溶
接して接続すると共に、その曲成加工された後端を後部
テールフレーム部３１の端部またはウエブ部３４に溶接
部１８で溶接して接続する（図３、４、５参照）。この
ように外周部材９を２部材として延長サイドフレーム１
０、１０を曲成加工することで、例え外周部材９の曲率
半径が小さなものであっても、曲成加工中にパイプ又は
パイプ状の断面が潰れることはなく曲成加工することが
できる。

【００２２】また、曲率半径が大きなものの場合におい
て、外周部材９の曲成作製場所から溶接組立場所まで曲
成作製された外周部材９を輸送するような場合には、部
材が嵩張るため輸送するのがなかなか大変である。この
ため、曲率半径が大きなものの場合には、一度一体のも
のとして曲成加工された外周部材９を中間部で２部材に
切断することにより、輸送面でも嵩張ることなく輸送で
き、また、一つの部材が比較的小さいので、溶接組立時
にも特別な大型の搬送機械を使用することもなく通常使
用されている汎用の搬送機械の操作で済むと云う利点が
ある。

【００２３】また、必ずしも、一度一体のものとして曲
成加工しなくとも、曲率半径の小さなものを曲成加工す
る場合と同様、加工すべきパイプ又はパイプ状の部材の
長さを前端のビームの張り出し側端部からセンターフレ
ームに続く後部テールフレーム部の略端部に至る長さの
ものとし、上部旋回フレーム１の主体への溶接組立時に
後部テールフレーム部３１の端部で溶接して一部材とし
てもよい。

【００２４】このようにして上部旋回フレームの主体の
外側に、その外形に合うように曲成作製された外周部材
を溶接接合して上部旋回フレームを構成することによ
り、上部旋回フレームの後部テールフレーム部に載置さ
れたカウンターウエイトの全重量を、上部旋回フレーム
の外形に合わせて巻装した外周部材又は、後部テールフ
レーム部の端部またはウエブ部に延長して接続された延
長サイドフレームを通じて上部旋回フレームの両サイド
のビームにも分散して負担させることにより、上部旋回
フレームを構成するフレーム全体で支えるため、フレー
ム全体の強度（剛性）を向上させることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、上部旋
回フレームの主体を構成するセンターフレームと、この
センターフレームに続く後部テールフレーム部から左右
に張り出したビームの一方側の張り出し側端部の前端か
らセンターフレームに続く後部テールフレーム部の端部
を経て他方側の張り出し側端部の前端に亘り、上部旋回
フレームの外形に合わせて曲成しパイプ又はパイプ状部
材で構成された外周部材を溶接巻装して上部旋回フレー
ムを構成、または、張り出したビームの張り出し側端部
にパイプ又はパイプ状部材で構成されたサイドフレーム
を設けると共に、該サイドフレームの後端を延長して延
長サイドフレームとし、その延長端部を後部テールフレ
ーム部の端部またはウエブ部に溶接接合 して上部旋回
フレームを構成することにより、旋回フレームの後部テ
ールフレーム部に載置されたカウンターウエイトの全重
量を、上部旋回フレームの外形に合わせて巻装した外周
部材、又は、後部テールフレーム部の端部またはウエブ
部に延長して接続された延長サイドフレームを通じて上
部旋回フレームの両サイドのビームにも分散して負担さ
せることにより、従来のように、センターフレームに続
く後部テールフレーム部のみでカウンターウエイトの全
重量を支えるのではなく、上部旋回フレームを構成する
フレーム全体で支えるため、フレーム全体の強度（剛
性）を向上させると共に使用する部品点数減らすことが
できる、と云う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の上部旋回フレームの斜視図、

【図２】本発明の実施の形態で上部旋回フレームに外周
部材を巻装した概略図、

【図３】本発明の他の実施の形態の一例で、上部旋回フ
レームに延長サイドフレームを接続した上部旋回フレー
ムの概略図、

【図４】図３の部分拡大図、

【図５】図３の部分拡大図、

【図６】上部旋回フレームの後部テールフレームとパイ
プ又はパイプ状の外周部材との取付け図、

【図７】図２及び図３における断面イ−イにおける、後
部テールフレームに断面○状のパイプ部材を接続した
例、

【図８】図２及び図３における断面イ−イにおける、後
部テールフレームに断面四角形状のパイプ部材を接続し
た例、

【図９】図２及び図３における断面イ−イにおける、後
部テールフレームに断面Ｄ状のパイプ部材を接続した
例、

【図１０】図２及び図３における断面イ−イにおける、
後部テールフレームに断面カマボコ状のパイプ部材を接
続した例、

【図１１】図２及び図３における断面イ−イにおける、
後部テールフレームに断面半円状のパイプ状部材を接続
した例、

【図１２】図２及び図３における断面イ−イにおける、
後部テールフレームに断面Ｃ字状のパイプ状部材を接続
した例、

【図１３】図２及び図３における断面イ−イにおける、
後部テールフレームに断面コ字状のパイプ状部材を接続
した例、

【図１４】従来の上部旋回フレームの斜視図、

【図１５】従来の上部旋回フレームのテールフレーム部
の詳細斜視図である。

【符号の説明】

１ 上部旋回フレーム、 ２ ブーム取付けフレーム、
３ センターフレーム、 ３１ 後部テールフレーム
部、 ３２ 上フランジ、３３ 下フランジ、 ３４
ウェブ、 ４ ビーム、 ５ サイドフレーム、６ 連
結部材、 ７ 補強部材、 ８ ボルトナット、 ９
外周部材、１０ 延長サイドフレーム、 １１ 断面が
○状のパイプ部材、１２ 断面が四角形状のパイプ部
材、 １３ 断面がＤ字状のパイプ部材、１４ 断面が
カマボコ状のパイプ部材、 １５ 断面が半円状のパイ
プ状部材、１６ 断面がＣ字状のパイプ状部材、 １７
断面がコ字状のパイプ状部材、１８ 溶接部、 １９
繋ぎ部材、 ２０ カウンターウエイト。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前後方向に延びる適当間隔をもって設けら
   れた一対のセンターフレームと、このセンターフレーム
   に続く後部テールフレーム部と、これらフレームから側
   方に張り出された複数のビームとで上部旋回フレームの
   主体を構成した建設機械の上部旋回フレームにおいて、
   上部旋回フレームの主体を構成する各ビームの端部と各
   後部テールフレーム部の端部とに亘り、該上部旋回フレ
   ームの主体の外形に合わせて曲成したパイプまたはパイ
   プ状の外周部材を巻装して溶接接合したことを特徴とす
   る建設機械の上部旋回フレーム構造。
2. 【請求項２】前後方向に延びる適当間隔をもって設けら
   れた一対のセンターフレームと、このセンターフレーム
   に続く後部テールフレーム部と、これらフレームから側
   方に張り出された複数のビームとで上部旋回フレームの
   主体を構成した建設機械の上部旋回フレームにおいて、
   センターフレームの前方に設けられたビームの張り出し
   端部からセンターフレームの後部テールフレーム部の略
   端部に至る長さを有するパイプ又はパイプ状の断面形状
   をした延長サイドフレームを、該上部旋回フレームの主
   体の左右外方にそれぞれ溶接接合したことを特徴とする
   建設機械の上部旋回フレーム構造。