JP2005068700A - 建設機械の鉛直部材取付方法及び同構造 - Google Patents

建設機械の鉛直部材取付方法及び同構造 Download PDF

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Abstract

【課題】 サポート柱等の鉛直部材をアッパーフレーム底板に対して鉛直度及びで適正高さ寸法を確保しながら簡単に取付け得るようにする。
【解決手段】 アッパーフレーム底板１２に貫通穴である取付穴１８を鉛直に設け、底板上に各種機材を取付けるための鉛直部材としてのサポート柱１６の下端部をこの取付穴１８に嵌め込んだ状態で高さ調整した後、取付穴１８の上下両側で底板１２に溶接して固着する鉛直部材の取付方法及び同構造。
【選択図】 図２

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械において上部旋回体のアッパーフレーム底板にサポート柱等の鉛直部材を溶接によって取付ける方法及び構造に関するものである。
油圧ショベルを例にとって従来の技術とその問題点を説明する。
図８はミニショベルと称される小形の油圧ショベルを示している。この油圧ショベルは、クローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が垂直軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に、ブーム３、アーム４、バケット５及びこれらを駆動するブーム、アーム、バケット各シリンダ６，７，８から成る作業装置Ａが装着されて構成される。
上部旋回体２は、アッパーフレーム９にエンジン等の機器類及びこれらを覆うガードパネル１０、運転席１１等を取付けて構成される。
アッパーフレーム９の概略構造を図９，１０に示す。
同図において、１２はアッパーフレーム９の底板で、この底板１２上において、左右両側（運転席１１に着座した状態で見たときの左右両側。以下にいう左右及び前後の方向性について同じ）に前後方向に延びる縦壁としてのメインフレーム（縦リブと称される場合もある）１３，１４と、このメインフレーム１３，１４を横切る状態で左右方向に延びる仕切壁１５とが設けられ、この仕切壁１５によって仕切られたアッパーフレーム後部（エンジンルーム）に図示しないエンジン等の駆動ユニットが設置される。
一方、図１０に示すように底板１２上には複数個所にサポート柱１６‥が垂直に取付けられ、このサポート柱１６‥に作動油タンク、燃料タンク、バッテリ、コントロールバルブブロック、フロアプレート等の各種機材Ｂ(図１１に示す)が取付けられる。
また、サポート柱１６‥にはガードパネルブラケット１７‥が取付けられ、このガードパネルブラケット１７‥に図８，９のガードパネル１０が取付けられる。
このサポート柱１６‥は底板１２に溶接によって固着される。
従来、このサポート柱１６は、図１１に示すように底板１２上に載置された状態でその下端部周囲が底板１２の上面に溶接されている。図中、Ｗは溶接部分を示す。
この場合、サポート柱１６は、上記のように各種機材Ｂやガードパネル１０が取付けられるため、正確な鉛直度と高さ寸法が求められる。
ところが、底板１２には、メインフレーム１３，１４等の主要構成部材を組み付ける際の溶接ひずみによってたわみが発生する。とくに、面積の割に板厚が小さい場合にこの底板１２のたわみが大きくなる。
この結果、傾斜面に対してサポート柱１６を取付けることとなるため、サポート柱１６の鉛直度及び高さ寸法に狂いが生じ易く、これによって機材Ｂやガードパネル１０の取付けが困難となるという問題があった。
また、溶接ひずみに関係なく底板上面の加工誤差やサポート柱１６の切断誤差によってサポート柱１６の鉛直度及び高さ寸法に狂いが生じる場合もある。
この点の調整手段として、底板１２の溶接ひずみに関してはサポート柱１６の取付前に底板１２に熱を加えてたわみを修正する方法をとることができる。また、底板１２やサポート柱１６自体の誤差に関しては、溶接前にこれらに切削等の手直しを加えることが考えられるが、いずれも時間と手間がかかるため、得策でない。
そこで本発明は、サポート柱等の鉛直部材をアッパーフレーム底板に対して鉛直度及び適正高さ寸法を確保しながら簡単に取付けることができる建設機械の鉛直部材取付方法及び構造を提供するものである。
請求項１の発明(鉛直部材取付方法)は、下部走行体上に搭載される上部旋回体のアッパーフレームの底板上に、上記アッパーフレームを構成する部材のうち鉛直状態で取付けられる鉛直部材を溶接によって固着する建設機械の鉛直部材取付方法において、上記アッパーフレームの底板における上記鉛直部材の取付部位に取付穴を鉛直に設け、鉛直部材を、下端部がこの取付穴に嵌まり込む状態で底板上に立てて鉛直度及び高さを調整し、この状態で鉛直部材を上記取付穴の部分で底板に溶接するものである。
請求項２の発明は、請求項１の方法において、アッパーフレームの底板における鉛直部材の取付部位に下穴をあけた後、この下穴の内面を鉛直に機械加工して取付穴を形成するものである。
請求項３の発明は、請求項２の方法において、四角形の四隅に当たる部分に逃げ穴を持った下穴をあけた後、この下穴における逃げ穴間の部分の内面を鉛直面に機械加工することにより、鉛直部材の下端部が嵌まり込む取付穴を形成するものである。
請求項４の発明は、請求項２の方法において、四角形の下穴をあけた後、この下穴の各辺部の内面を、断面円形の鉛直部材の外周面に沿う平面視円弧状に機械加工することにより、断面円形の鉛直部材の下端部が嵌まり込む取付穴を形成するものである。
請求項５の発明(鉛直部材取付構造)は、下部走行体上に搭載される上部旋回体のアッパーフレームの底板上に、上記アッパーフレームを構成する部材のうち鉛直状態で取付けられる鉛直部材が溶接によって固着される建設機械の鉛直部材取付構造において、上記アッパーフレームの底板における上記鉛直部材の取付部位に取付穴が鉛直に設けられ、鉛直部材の下端部が、この取付穴に嵌まり込んだ状態で取付穴の部分で底板に溶接固着されたものである。
請求項６の発明は、請求項５の構造において、アッパーフレームの底板上に各種機材を設置する鉛直部材としてのサポート柱の下端部が取付穴の部分で底板に溶接固着されたものである。
請求項７の発明は、請求項５の構造において、板状の鉛直部材に複数の差し込み部が間隔を置いて下向きに突設される一方、底板におけるこの各差込部に対応する複数の位置に取付穴が設けられ、各差し込み部が鉛直部材の下端部として上記各取付穴に嵌まり込んだ状態で各取付穴の部分で底板に溶接固着されたものである。
請求項８の発明は、請求項５乃至７のいずれかの構造において、取付穴が底板を貫通する貫通穴として設けられ、鉛直部材の下端部がこの取付穴を貫通する状態で取付穴の部分で底板に溶接固着されたものである。
請求項９の発明は、請求項５乃至７のいずれかの構造において、取付穴が底板を貫通しない非貫通穴として設けられ、鉛直部材の下端部がこの取付穴に嵌まり込んだ状態で取付穴の部分で底板に溶接固着されたものである。
本発明によると、アッパーフレーム底板に取付穴を鉛直に設け、この取付穴に鉛直部材(請求項６ではサポート柱、請求項７では板状の部材)の下端部を嵌め込んだ状態で底板に溶接するため、底板の溶接ひずみ(たわみ)や加工誤差、鉛直部材の切断誤差に関係なく、鉛直部材の鉛直度を確保することができる。
また、取付穴に対する鉛直部材下端部の嵌め込部分で鉛直部材の高さ寸法調整が可能となるため、正確な高さ寸法を確保することができる。
この場合、請求項２〜４の方法によると、アッパーフレームの底板にあけた下穴の内面を鉛直に機械加工して取付穴を形成するため、鉛直部材の鉛直度をより高めることができる。
ここで請求項３の方法によると、四角形の四隅に当たる部分に逃げ穴を持った下穴をあけた後、この下穴における逃げ穴間の部分の内面を鉛直面に機械加工することによって取付穴を形成するため、機械加工部分が少なくてすむ。このため、作業効率を上げることができる。
一方、請求項４の方法によると、四角形の下穴をあけた後、この下穴の各辺部の内面を、断面円形の鉛直部材の外周面に沿う平面視円弧状に機械加工することにより、断面円形の鉛直部材の下端部が嵌まり込む取付穴を形成するため、丸い下穴をあけてその全周面を機械加工する場合と比較して、機械加工部分が少なくてすみ、作業効率を上げることができる。また、断面円形の鉛直部材を外周複数個所で溶接するタップ溶接を行う場合に、円弧状部分を溶接位置として特定し、鉛直部材の水平方向の向きを正確に設定することができる。
請求項７の構造によると、板状の鉛直部材の各差し込み部を複数の取付穴に嵌め込むため、とくに鉛直部材の全長が長い場合に、この全長部分に対応する一連の長い取付穴を設ける場合と比較して、取付穴内面の機械加工部分が少なくてすむとともに、取付穴による底板の強度低下を抑えることができる。
請求項８の構造によると、鉛直部材の下端部を、貫通穴である取付穴にこれを貫通する状態で嵌め込んで溶接するため、とくに底板の板厚が小さい場合に鉛直部材の取付強度を高くし、かつ、高さ調整代を大きくとることができる。
請求項９の構造によると、鉛直部材の下端部を、非貫通穴である取付穴に嵌め込んで溶接するため、とくに底板の板厚が大きい場合でかつ取付穴に機械加工を施す場合に機械加工部分を必要最小限に少なくして作業効率を上げることができる。しかも、非貫通穴であるため底板の強度低下を抑えることができる。
本発明の実施形態を図１〜図７によって説明する。
第１実施形態(図１〜図３参照)
第１実施形態では、図１０，１１に示す各種機材取付用のサポート柱１６を鉛直部材としてアッパーフレーム底板１２に取付ける場合を例にとっている。
サポート柱１６は、設定高さ寸法よりも長めの丸または四角パイプ状に形成され、外周にガードパネルブラケット１７が取付けられる。
このサポート柱１６は、アッパーフレーム底板１２に設けられた貫通穴である取付穴１８に嵌め込まれ、高さ調整された後、取付穴１８の上下両側で底板１２に溶接固着されて、その上端に機材Ｂが設置される。
このサポート柱１６の取付手順を図３によって説明すると、まず(イ)に示すように底板１２にドリル等で下穴１８aをあける。この下穴１８aは、底板１２の水平度(溶接ひずみや加工誤差)に関係なく鉛直にあける。
この後、(ロ)に示すようにこの下穴１８aの内周面に機械加工としてフライス加工(切削)を施して、内周面が完全鉛直面となった取付穴１８を形成する。ここで、機械加工はフライス加工に限定されるものではなく、レーザー加工、研削加工、リーマ通し、ブローチ加工など、適宜選択することができる。
次いで、(ハ)に示すようにこの取付穴１８にサポート柱１６の下端部を上から嵌め込んで貫通させ、(ニ)に示すように高さ寸法Ｈの調整を行った後、図１，２に示すように取付穴１８の部分(通常は上下両側)で底板１２に溶接する。
なお、(ニ)の高さ調整段階で、機材Ｂを仮置きした状態でこの機材Ｂに合わせてサポート柱１６の高さ寸法Ｈを調整するいわゆる現物合わせを行ってもよい。
このように、アッパーフレーム底板１２に取付穴１８を鉛直に設け、この取付穴１８に鉛直部材であるサポート柱１６の下端部を嵌め込んだ状態で底板１２に溶接するため、底板１２の溶接ひずみ(たわみ)や加工誤差、それにサポート柱１６の切断誤差に関係なく、サポート柱１６の鉛直度を確保することができる。
また、上記のようにサポート柱１６を自由に高さ調整できるため、正確な高さ寸法を確保することができる。
さらに、底板１２にあけた下穴１８ａの内面を鉛直に機械加工して取付穴１８を形成するため、サポート柱１６の鉛直度をより正確に管理することができる。
加えて、サポート柱１６の下端部を、貫通穴である取付穴１８にこれを貫通する状態で嵌め込んで溶接するため、とくに底板１２の板厚が小さい場合に取付強度を高くし、かつ、高さ調整代を大きくとることができる。
第２、第３実施形態(図４，５参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。
第２実施形態においては、図４に示すようにサポート柱１６の下端部を取付穴１８に対して非貫通状態で嵌め込み、取付穴１８内の範囲で高さ調整した後、底板１２に溶接している。Ｗはこの溶接部分を示す。
第３実施形態においては、図５に示すように取付穴１８を非貫通穴として設け、この取付穴１８の高さ範囲内でサポート柱１６を高さ調整した後、底板１２に溶接している。
この両実施形態によると、サポート柱１６の下端部を、取付穴１８に非貫通状態で嵌め込んで溶接するため、とくに底板１２の板厚が大きい場合に取付穴内面の機械加工部分を必要最小限に少なくして作業効率を上げることができる。
また、第３実施形態によると、取付穴１８が非貫通穴であるため底板１２の強度低下を抑えることができる。
第４実施形態(図６参照)
第４実施形態においては、鉛直部材が比較的長尺の板状である場合に適した構成をとっている。
すなわち、板状部材１９の下端部に長さ方向に間隔を置いて複数(図例では二つ)の差し込み部１９ａを下向きに突設する一方、底板１２におけるこの差し込み部１９ａに対応する複数の位置に取付穴１８を設け、各差し込み部１９ａを各取付穴１８に嵌め込んだ状態で各嵌め込み部分で底板１２に溶接している。
このように、板状部材１９の複数の差し込み部１９ａを各取付穴１８に嵌め込むため、板状部材１９の全長部分に対応する一連の長い取付穴を設ける場合と比較して、取付穴内面の機械加工部分が少なくてすむとともに、取付穴１８による底板１２の強度低下を抑えることができる。
その他の実施形態(図７参照)
図７の(イ)に示すように、底板１２に、四角形でかつ四隅に逃げ穴２０‥を持った四角形の下穴１８ａをあけた後、この下穴１８ａにおける逃げ穴２０‥間の部分の内面(斜線を付した部分)を平面視円弧状の鉛直面に機械加工することにより、断面円形の鉛直部材の下端部が嵌まり込む取付穴１８を形成してもよい。
また、同(ロ)に示すように、逃げ穴２０‥付きの四角形の下穴１８の各辺部内面を直線状のまま鉛直面に機械加工することにより、断面四角形の鉛直部材の下端部が嵌まり込む取付穴１８を形成してもよい。
この両実施形態によれば、取付穴内面の機械加工部分が少なくてすむため、作業効率を上げることができる。また、(ロ)の実施形態によると、四角形の取付穴１８の四隅に設けられた逃げ穴２０‥によって角部分にアールが生じないため、断面四角形の鉛直部材にフィットする取付穴が得られ、鉛直度をより高めることができる。
一方、同(ハ)に示すように、四角形の下穴１８ａをあけた後、この下穴１８ａの各辺部の内面を、断面円形の鉛直部材の外周面に沿う平面視円弧状に機械加工することにより、断面円形の鉛直部材の下端部が嵌まり込む取付穴１８を形成してもよい。
こうすれば、丸い下穴をあけてその全周面を機械加工する場合と比較して、機械加工部分が少なくてすむため、作業効率を上げることができる。また、断面円形の鉛直部材を外周複数個所で溶接するタップ溶接を行う場合に、円弧状部分を溶接位置として特定し、鉛直部材の水平方向の向きを正確に設定することができる。
本発明の第１実施形態において鉛直部材であるサポート柱をアッパーフレームの底板に取付けた状態を示す断面図である。 図１の一部拡大図である。 (イ)(ロ)(ハ)(ニ)はサポート柱の取付手順を示す図である。 本発明の第２実施形態においてサポート柱をアッパーフレームの底板に取付けた状態の図２相当図である。 本発明の第３実施形態においてサポート柱をアッパーフレームの底板に取付けた状態の図２相当図である。 本発明の第４実施形態において鉛直部材である仕切り壁をアッパーフレームの底板に取付けた状態を示す図２相当図である。 (イ)(ロ)(ハ)はそれぞれ本発明の他の実施形態を示す取付穴の平面図である。 本発明が適用される油圧ショベルの側面図である。 油圧ショベルの上部旋回体を構成するアッパーフレームの概略平面図である。 同斜視図である。 従来のサポート柱の取付構造を示す断面図である。
符号の説明
１ 下部走行体
２ 上部旋回体
９ アッパーフレーム
１２ 底板
１６ 鉛直部材としてのサポート柱
１８ 取付穴
１８ａ 下穴
１９ 板状部材
１９ａ 差し込み部
２０ 下穴の逃げ穴

Claims (9)

  1. 下部走行体上に搭載される上部旋回体のアッパーフレームの底板上に、上記アッパーフレームを構成する部材のうち鉛直状態で取付けられる鉛直部材を溶接によって固着する建設機械の鉛直部材取付方法において、上記アッパーフレームの底板における上記鉛直部材の取付部位に取付穴を鉛直に設け、鉛直部材を、下端部がこの取付穴に嵌まり込む状態で底板上に立てて鉛直度及び高さを調整し、この状態で鉛直部材を上記取付穴の部分で底板に溶接することを特徴とする建設機械の鉛直部材取付方法。
  2. アッパーフレームの底板における鉛直部材の取付部位に下穴をあけた後、この下穴の内面を鉛直に機械加工して取付穴を形成することを特徴とする請求項１記載の建設機械の鉛直部材取付方法。
  3. 四角形の四隅に当たる部分に逃げ穴を持った下穴をあけた後、この下穴における逃げ穴間の部分の内面を鉛直面に機械加工することにより、鉛直部材の下端部が嵌まり込む取付穴を形成することを特徴とする請求項２記載の建設機械の鉛直部材取付方法。
  4. 四角形の下穴をあけた後、この下穴の各辺部の内面を、断面円形の鉛直部材の外周面に沿う平面視円弧状に機械加工することにより、断面円形の鉛直部材の下端部が嵌まり込む取付穴を形成することを特徴とする請求項２記載の建設機械の鉛直部材取付方法。
  5. 下部走行体上に搭載される上部旋回体のアッパーフレームの底板上に、上記アッパーフレームを構成する部材のうち鉛直状態で取付けられる鉛直部材が溶接によって固着される建設機械の鉛直部材取付構造において、上記アッパーフレームの底板における上記鉛直部材の取付部位に取付穴が鉛直に設けられ、鉛直部材の下端部が、この取付穴に嵌まり込んだ状態で取付穴の部分で底板に溶接固着されたことを特徴とする建設機械の鉛直部材取付構造。
  6. アッパーフレームの底板上に各種機材を設置する鉛直部材としてのサポート柱の下端部が取付穴の部分で底板に溶接固着されたことを特徴とする請求項５記載の建設機械の鉛直部材取付構造。
  7. 板状の鉛直部材に複数の差し込み部が間隔を置いて下向きに突設される一方、底板におけるこの各差込部に対応する複数の位置に取付穴が設けられ、各差し込み部が鉛直部材の下端部として上記各取付穴に嵌まり込んだ状態で各取付穴の部分で底板に溶接固着されたことを特徴とする請求項５記載の建設機械の鉛直部材取付構造。
  8. 取付穴が底板を貫通する貫通穴として設けられ、鉛直部材の下端部がこの取付穴を貫通する状態で取付穴の部分で底板に溶接固着されたことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の建設機械の鉛直部材取付構造。
  9. 取付穴が底板を貫通しない非貫通穴として設けられ、鉛直部材の下端部がこの取付穴に嵌まり込んだ状態で取付穴の部分で底板に溶接固着されたことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の建設機械の鉛直部材取付構造。
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