JP2009013778A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、燃料タンクなどが装着されるためのブラケットを上部フレームの上板に一体型に形成し、作業中(一例で、引揚げ作業モード)、作業装置の装着部を通じて伝わる荷重及び衝撃が上部フレームに円滑に伝達されるようにした掘削機の上部フレームに係る。
さらに詳しくは、燃料タンクなどが装着されるためのブラケットを上部フレームの上板に一体型に延長形成し、作業中、作業装置の装着部を通じて上部フレームに伝わる荷重及び衝撃による応力集中を最小化することから、溶接構造体の耐久性低下を防止することができるようにした掘削機の上部フレームに係る。
図1に示したように、一般の無限軌道式掘削機は、下部走行体1と、 下部走行体1の上に旋回可能に搭載される上部フレーム2と、上部フレーム2の前方に装着される運転室3と、運転室3の後方の上部フレーム2に装着されるエンジンルーム4と、上部フレーム2に装着され、ブームシリンダ8により駆動されるブーム5と、アームシリンダ9により駆動されるアーム6と、バケットシリンダ10により駆動されるバケット7を含める作業装置11と、上部フレーム2の後方に装備され、作業時にバランスが取れるように用いられるカウンターウェイト12とを含める。
図中、説明されていない符号16及び17は、上部フレーム2の前方に装着される燃料タンク及び作動油タンクを示す。
図1及び図2に示したように、従来技術による掘削機の上部フレームは、旋回リングギア(図示せず)が底面に装着されている底板13aと、底板13aに垂直に溶接で取り付けられ、ブーム5などの作業装置が設けられる一対の側板13b、13cを含めるセンターフレーム13と、センターフレーム13の一側の側板13cの外側面に溶接を通じて取り付けられ、燃料タンク16などが設けられる右側サイドフレーム14と、センターフレーム13の他側の側板13bの外側面に溶接を通じて取り付けられ、運転室3などが装着される左側サイドフレーム15とを含める。
そこで、左側サイドフレーム15には振動吸収装置(図示せず)が取り付けられることによって、下部走行体1などから運転室3の内部に伝わる衝撃又は振動を吸収及び緩和することができる。
前述したように、センターフレーム13、左側サイドフレーム15、右側サイドフレーム14を別途にそれぞれ製作した後、センターフレーム13の側板13bに左側サイドフレーム15を溶接し、センターフレーム13の側板13cに右側サイドフレーム14をそれぞれ溶接し、上部フレーム2を製作することになる。
図2に示したように、装備の特性上、限られた空間を活用することができるように上部フレームの溶接構造体(上板、側板、下板をいう)に隣接した位置に所定機能を奏するブラケットが取り付けられる。
前述した上部フレーム2の所定位置に燃料タンク16、作動油タンクなどを装着するためのブラケット18がセンターフレーム13の側板13cに取り付けられる。そこで、ブラケット18は、作業装置(ブームをいう)が回動可能に装着されるための一対のブラケット20が対向するように装着された上板19に対して別途に取り付けられる。
これにより、作業途中(一例で、引揚げ作業をいう)に生じる衝撃及び荷重が作業装置を通じて上部フレーム2に伝えられる過程で、ブラケット18が上板19に対して別途の部材に分離して形成されていることによって、衝撃及び荷重が上部フレーム2に伝達されない。
また、ブラケット18の形状が、上板19の端部に対して不連続的に形成(上板19とブラケット18との間に隙間があることを意味する)されていることによって、これら部位に衝撃及び荷重による応力が集中することになり、溶接構造体の破損を招来したり、又は上部フレーム2の耐久性が損なわれ、耐用期間が短くなる問題点を抱えていた(例えば、特許文献1参照)。
本発明の実施例は、燃料タンクなどを装着するためのブラケットを上部フレームの上板に一体型に延長形成し、作業中、作業装置の装着部を通じて上部フレームに伝えてくる荷重及び衝撃による応力集中により構造体の耐久性が低下することを防止することができるようにした掘削機の上部フレームに係る。
本発明の実施例による掘削機の上部フレームは、
底板と、底板に垂直に対向するように固定された一対の側板からなるセンターフレームと、
センターフレームの一側の側板に溶接により取り付けられる左側サイドフレームと、
センターフレームの他側の側板に溶接により取り付けられる右側サイドフレームと、
センターフレームの前方に装着され、ブームが回動可能に固定されるための作業装置用ブラケットが取り付けられる上板と、
上板の一端部に一体型に延長形成され、所定の上部装着部品が装着されるための延長片とを含める。
底板と、底板に垂直に対向するように固定された一対の側板からなるセンターフレームと、
センターフレームの一側の側板に溶接により取り付けられる左側サイドフレームと、
センターフレームの他側の側板に溶接により取り付けられる右側サイドフレームと、
センターフレームの前方に装着され、ブームが回動可能に固定されるための作業装置用ブラケットが取り付けられる上板と、
上板の一端部に一体型に延長形成され、所定の上部装着部品が装着されるための延長片とを含める。
前述した延長片及び上板は、単一部材として形成される。
前述した延長片及び上板は、溶接により一体型に継ぎ手連結される。
前述した延長片と上板が継ぎ手連結された溶接連結部は、センターフレームの側板に対して50度〜80度の傾斜角度を有する。
前述した上板及び延長片の溶接連結部において、上板の厚みが延長片の厚みより相対的に厚い場合、溶接連結部から上板の底面側に所定の傾斜面が形成される。
前述した上板と延長片が継ぎ手連結された溶接連結部の外側面は、上板と延長片の外側面にそれぞれ一致するように形成される。
前述したように、本発明の実施例による掘削機の上部フレームは、次のような効果を奏する。燃料タンクなどを装着するためのブラケットを上部フレームの上板に一体型に形成することによって、作業中、作業装置の装着部を通じて伝わる荷重及び衝撃が上部フレームに円滑に伝達されることから、応力集中に起因する溶接構造体の破断、耐久性の低下を防止することができる。
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて述べるが、これは、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が発明を容易に実施しえる程度に詳細に説明するためのものであって、これにより本発明の技術的な思想及び範疇が限定されることを意味するのではない。
図3及び図8に示したように、本発明の一実施例による掘削機の上部フレームは、旋回リングギア(図示せず)が底面に装着されている底板50と、底板50に互いに対向するように垂直に溶接固定されている一対の側板51、52からなるセンターフレーム53と、センターフレーム53の一側の側板51の外側面に溶接により取り付けられ、運転室(図示せず)が装着される左側サイドフレーム54と、センターフレーム53の他側の側板52の外側面に溶接により取り付けられ、燃料タンク57、作動油タンク(図示せず)などが装着される右側サイドフレーム55と、センターフレーム53の前方に装着され、ブーム(図示せず)が回動可能に固定されるための作業装置用ブラケット61が取り付けられている上板56と、上板56の一端部に一体型に延長形成され、所定の上部装着部品(一例で、燃料タンク57、作動油タンクなどをいう)が装着される延長片58とを含める。
図3に示したように、前述した延長片58及び上板56を単一部材として一体型に構成することによって、これらを溶接により継ぎ手連結する場合に生じる応力に起因する構造体の剛度低下を防止することができる。
図4ないし図8に示したように、前述した延長片58及び上板56を溶接により一体型に継ぎ手連結することによって、これらを製作する作業が容易となるので、作業能率を向上することができる。
図6及び図7に示したように、前述した延長片58と上板56とが継ぎ手連結された溶接連結部60は、センターフレーム53の側板52に対して50〜80度の傾斜角度を有する。溶接連結部60の溶接領域θ3(一例で、θ1=50度、θ2=80度)とは、延長片58と上板56とを溶接により継ぎ手連結するに際し、溶接などによるノッチ部が形成された場合、応力集中が生じえる危険な領域θ1を避けることができる領域を意味する。すなわち、溶接連結部60の溶接領域θ3は、応力が集中されるような領域θ1より相対的に応力が低く表される領域を意味する。
図6に示したように、前述した上板56及び延長片58の溶接連結部60において、上板56の厚みt1が延長片58の厚みt2より相対的に厚い(t1>t2)場合、溶接連結部60から上板56の底面側に所定の傾斜面59(この際、a>1)が形成される。
図4、図6及び図8に示したように、前述した上板56と延長片58とが継ぎ手連結された溶接連結部60の外側面は、上板56と延長片58の外側面にそれぞれ一致するように形成されている。
この際、前述した上部フレームを形成するセンターフレーム53、左側サイドフレーム54及び右側サイドフレーム55などを含める構成は、図2に示したものと実施的に同一に適用されるので、これらに対する詳しい説明は略する。
以下、本発明の実施例による掘削機の上部フレームの使用例を添付図面に基づいて詳述する。
図3及び図6に示したように、前述したセンターフレーム53、左側サイドフレーム54及び右側サイドフレーム55を設計基準に準して別途にそれぞれ製作した後、センターフレーム53の側板51、52に左側サイドフレーム54及び右側サイドフレーム55をそれぞれ溶接固定する。
図3及び図6に示したように、前述したセンターフレーム53、左側サイドフレーム54及び右側サイドフレーム55を設計基準に準して別途にそれぞれ製作した後、センターフレーム53の側板51、52に左側サイドフレーム54及び右側サイドフレーム55をそれぞれ溶接固定する。
この際、センターフレーム53の側板51と、右側サイドフレーム55の上に取り付けられ、燃料タンク57などが装着される延長片58とが、上板56に対して溶接により一体型に継ぎ手連結されるか(図4ないし図8に図示)、又は延長片58及び上板56が単一部材として一体型に形成される(図3に図示)。
したがって、引揚げ作業などを行う場合、作業装置(ブームなどをいう)を通じて伝えられてくる衝撃及び荷重が作業装置用ブラケット61及び上板56を通じて上部フレームに伝達されるので、上部フレームの特定部位に応力が集中することを最小化することができる。
この時、上板56の一端部に一体型に延長形成され、上板56及び延長片58の外側面が連続的な形状を有するように形成され、断面積を確保する延長片58により、作業中、上板56に伝わる衝撃及び荷重が延長片58を通過し、上部フレームに伝達されることになる。そのことから、上部フレームへの応力集中を防止することができる。
前述したように、掘削機を用いる作業中に生じる衝撃及び荷重が、作業装置を通じて上部フレームに伝わる過程で、一体型に形成された上板56及び延長片58を通じて上部フレームに円滑に伝えられる。これにより、上部フレームへの応力集中を最小化することができ、応力により溶接構造体(センターフレーム53、左側サイドフレーム54及び右側サイドフレーム55からなる上部フレームをいう)が破損したり、又は溶接構造体の耐久性が劣ることを防止することができる。
50 底板
51、52 側板
53 センターフレーム
54 左側サイドフレーム
55 右側サイドフレーム
56 上板
57 燃料タンク
58 延長片
59 傾斜面
60 溶接連結部
61 作業装置用ブラケット
51、52 側板
53 センターフレーム
54 左側サイドフレーム
55 右側サイドフレーム
56 上板
57 燃料タンク
58 延長片
59 傾斜面
60 溶接連結部
61 作業装置用ブラケット
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