JP2009202869A

JP2009202869A - 建設機械の上部フレーム

Info

Publication number: JP2009202869A
Application number: JP2009043544A
Authority: JP
Inventors: Jin Woo Lee; ウーリージン; Jai Wook Shin; ウックシンジャイ; Kyoung Cheol Hong; チェオルホンキョウン
Original assignee: Volvo Construction Equipment AB
Current assignee: Volvo Construction Equipment AB
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2009-09-10
Also published as: US20090211833A1; KR100979429B1; CN101519884A; EP2096213A3; US7748485B2; KR20090092585A; EP2096213A2

Abstract

【課題】下部走行体の上で旋回可能に搭載される上部フレームにおいて、作業中、作業装置を通じて固定ピンに伝わる荷重に対して剛性及び柔軟性を発揮し、左・右側側板を支持できるようにする。
【解決手段】建設機械の上部フレーム２は、下部走行体の上に旋回可能に搭載され、作業装置が取り付けられる建設機械の上部フレームにおいて、上部フレームを旋回させる駆動手段が装着されているベースプレート１３と、ベースプレートの上に対向するように垂直溶接され、ブーム及びブームシリンダがそれぞれの固定ピン１６、１７により回動可能に固定される内側及び外側の垂直板からなる左・右側側板１４、１５と、内側垂直板の内側面に両側面が溶接され、ベースプレート上に下端部が溶接され、作業中、作業装置に生じる荷重により固定ピンに反力が生じるとき、剛性及び柔軟性を発揮することによって、左・右側側板を支持することが可能な継手連結板とを包含する。
【選択図】図５

Description

本発明は、下部走行体上に旋回可能に搭載される上部フレームにおいて、ベースプレートの上に対向するように溶接される左・右側側板と、左・右側側板とベースプレートにそれぞれ溶接される板状の継手連結板とからなる建設機械の上部フレームに係る。

詳述すれば、ベースプレートの上に対向するように溶接された左・右側側板にブーム及びブームシリンダを支持するそれぞれの固定ピンを結合し、左・右側側板とベースプレートに板状の継手連結板をそれぞれ溶接することにより(継手連結板の３面が溶接される)、作業中、作業装置を通じて固定ピンに伝わる荷重に対して剛性及び柔軟性の特性を発揮し、左・右側側板を支持することができるようにした建設機械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、
上部フレームの前方及び後方にそれぞれ装着される運転室３及びエンジンルーム４と、
上部フレーム２に連結されるブーム５、アーム６及びバケット７と、これらをそれぞれ駆動せしめる油圧シリンダ８、９、１０を備える作業装置１１と、
上部フレーム２の後方に装着され、作業時、建設機械の均衡を維持するためのカウンタウェイト１２を包含する。

図２ないし図４に示したように従来技術による建設機械の上部フレームは、
上部フレーム２を旋回させるように旋回リングギア及びスイングモータなどが装着されるベースプレート１３と、
ベースプレート１３の上に対向するように垂直にそれぞれ溶接される左・右側側板１４、１５(側板１４、１５はそれぞれ対向する内側及び外側の垂直板(１４ａ、１５ａ)（１４ｂ、１５ｂ）からなる)、
側板１４、１５の上端部に取り付けられ、ブーム５を回動可能に支持する固定ピン１６、１７と、
側板１４、１５の下端部に取り付けられ、ブームシリンダ８を回動可能に支持する固定ピン１８、１９と、
内側垂直板１４ａ、１５ａの内側面に両端部が溶接され、側板１４、１５の上端部を継手連結して支持する円筒状の上端連結部材２０と、
内側垂直板１４ａ、１５ａの内側面とベースプレート１３とに三面が溶接され、これらを支持するアングル形状の下端連結部材２１を包含する。

従来技術による建設機械の上部フレームは、作業中、ブーム５に作用する荷重が大きくなり、これを効率よく分布せしめて支持する役割を果たすと共に、ブーム５の重量を減らすことができるように固定ピン１６、１７を用いて側板１４、１５にブーム５を回動可能に固定する。

作業中、作業装置から伝わる荷重に対して安全な剛性を有するように側板１４、１５の上端部は、上端連結部材２０により相互連結されて支持され、側板１４、１５の下端部は、下端連結部材２１及びベースプレート１３にそれぞれ溶接される。

図２及び図３に示したように、従来技術による建設機械の上部フレームにおいて、側板１４、１５間に上端連結部材２０を溶接する場合、上端連結部材２０の断面が円筒状に形成されているので、円形の形状に沿って溶接を行う作業者の姿勢が不安定になる。そのため、側板１４、１５に対する上端連結部材２０の溶接部の品質を確保しにくいという問題が生じる。

また、新しいモデルの建設機械を開発する場合、使用者の要求に応じて建設機械の作業能率を向上させるために作業装置に作用するパワーを増大させることがある。このように増大される作業装置のパワーに対応して、側板１４、１５の厚み及び上端連結部材２０の規格(例えば、サイズ及び厚みをいう)を大きくしなければならない。したがって、該当部品を特別注文生産することになるので、製造コストの増加につながるという問題が生じる。

図４Ａ、Ｂに示したように、作業中、ブーム５を通じて固定ピン１６、１７に伝わる荷重(矢印で示す)により、断面積が一定である上端連結部材２０の両終端部にモーメントが作用する場合、上端連結部材２０の両終端の溶接部には、長手方向の中央母材部と同じ大きさのモーメントが作用することになる。

この際、上端連結部材２０の両終端は、側板１４、１５に対して垂直に溶接されているので、応力が集中し、構造強度において脆弱である。また、上端連結部材２０の両終端は溶接部なので、長手方向の中央部よりも疲労強度の側面で脆弱である(一例で溶接部の疲労強度は、母材部に対して３０％程度である)。

よって、上端連結部材２０の長手方向の中央部は、構造強度において不必要な余裕が生じてしまう。

図面には示されていないが、作業中、ブーム５を介して固定ピン１６、１７に伝わる荷重により下端連結部材２１の両終端部にモーメントが作用するときに生じる問題点は、上端連結部材２０に関する説明と同じ原理により適用されるので、これらに対する詳しい説明は省略する。

本発明の実施例は、ブーム及びブームシリンダを支持する固定ピンが結合される左・右側板間に板状の継手連結板を溶接することにより、溶接部の品質に対する信頼性を向上させることができるようにした建設機械の上部フレームに係る。

また、本発明の実施例は、新しいモデルの建設機械の開発時、使用者の要求に応じて作業装置のパワーを増大したい場合、継手連結板の厚みを変更することにより、作業装置に要求される安全な剛性及び柔軟性を確保することができるようにした建設機械の上部フレームに係る。

さらに、本発明の実施例は、容易に供給を受けることが可能な板状の継手連結板により終端溶接部(側板に溶接される部位)の形状を最適化し、断面積を増大させることによって、疲労強度を補完すると共に、構造強度において不必要な中央部を切り取ることにより、製造コストを削減し、建設機械の重量を減らすことが可能となるようにした建設機械の上部フレームに係る。

本発明の実施例による上部フレームは、
下部走行体の上に旋回可能に搭載され、作業装置が取り付けられる建設機械の上部フレームにおいて、
上部フレームを旋回させる駆動手段が装着されているベースプレートと、
ベースプレートの上に対向するように垂直溶接され、ブーム及びブームシリンダがそれぞれの固定ピンにより回動可能に固定される内側及び外側の垂直板からなる左・右側側板と、
内側垂直板の内側面に両側面が溶接され、ベースプレート上に下端部が溶接され、作業中、作業装置に生じる荷重により固定ピンに反力が生じるとき、剛性及び柔軟性を発揮することによって、左・右側側板を支持することが可能な継手連結板とを包含する。

望ましい実施例によれば、前述した継手連結板は、単一体からなり、ベースプレート及び内側垂直板に溶接される。

前述した継手連結板に少なくとも一ヶ所以上の折曲部が形成される。

前述した継手連結板は、ベースプレート及び内側垂直板に溶接される下部継手連結板と、内側垂直板に溶接される上部継手連結板とに分割形成される。

前述した継手連結板の下部継手連結板及び上部継手連結板のうち、少なくとも何れか一つに少なくとも一ヶ所以上の折曲部が形成される。

前述した継手連結板の上端部の中央には、切開部が切り取り形成されている。

前述したように、本発明の実施例による建設機械の上部フレームは、次のよう効果を奏する。
ブーム及びブームシリンダを回動可能に支持するように固定ピンが組み合わされる左・右側の側板間に板状の継手連結板を溶接することにより、溶接部の品質に対する高信頼性を期待することができる。

また、新しいモデルの建設機械の開発時、使用者の要求に応じて作業装置のパワーを大きくしたいとき、継手連結板の厚みを変更することにより、作業装置に要求される安全な剛性及び柔軟性を確保できるので、該当部品のための特別注文生産を不要とし、建設機械の製作コストを低減することが可能となる。

また、容易に供給を受けることが可能な板状の継手連結板により溶接部材の形状を最適化し、断面積を増大させることによって、疲労強度を補完できる。また、構造強度において不必要な中央部位を切り取ることにより、製造コストの低減が図れると共に、建設機械の重量を減らすことができる。

一般の無限軌道式掘削機の概略図である。従来技術による建設機械の上部フレームの要部図である。従来技術による建設機械の上部フレームの使用状態図である。従来技術による建設機械の上部フレームにおいて、ブームに生じる荷重により固定ピンに反力が発生時、上端連結部材にモーメントが生じることを説明するための図面である。従来技術による建設機械の上部フレームにおいて、ブームに生じる荷重により固定ピンに反力が発生時、上端連結部材にモーメントが生じることを説明するための図面である。本発明の一実施例による建設機械の上部フレームの概略図である。本発明の一実施例による建設機械の上部フレームにおいて、ブームに生じる荷重により固定ピンに反力が発生時、継手連結板により左・右側側板を支持することを説明するための図面である。本発明の一実施例による建設機械の上部フレームの使用状態図である。本発明の他の実施例による建設機械の上部フレームにおいて、左・右側側板に溶接される継手連結板の正面図及びＡ-Ａ線、Ｂ-Ｂ線における断面図である。

以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて説明するが、これは、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施し得る程度に詳細に説明するためのものであって、これに本発明の技術的思想及び範疇が限られるものではない。

図５、図６、図７に示したように、本発明の一実施例による建設機械の上部フレームは、
下部走行体の上に旋回可能に搭載され、作業装置が回動可能に取り付けられる建設機械の上部フレームにおいて、
上部フレーム２を旋回せしめる駆動手段(一例で旋回リングギア、スイングモータなど)が装着されているベースプレート１３と、
ベースプレート１３の上に対向するように垂直溶接され、ブーム５及びブームシリンダ８がそれぞれの固定ピン(１６、１７)（１８、１９）により回動可能に取り付けられる内側及び外側の垂直板(１４ａ、１５ａ)(１４ｂ、１５ｂ)からなる左・右側側板１４、１５と、
内側垂直板１４ａ、１５ａの内側面に両側面が溶接され、ベースプレート１３の上に下端部が溶接され、作業中、作業装置に生じる荷重により固定ピン１６、１７に反力(ｒｅａｃｔｉｏｎｌｏａｄｓｆｒｏｍｂｏｏｍ)が生じる場合、剛性及び柔軟性を発揮することにより、左・右側側板１４、１５を支持することができる板状の継手連結板２２とを包含する。

前述した継手連結板２２は、単一体からなり、ベースプレート１３及び内側垂直板１４ａ、１５ａに溶接される。

前述した継手連結板２２に少なくとも一ヶ所以上の折曲部２３が形成される。

前述した継手連結板２２の上端部の中央には、切開部２４が切り取り形成される。

この際、内側垂直板１４ａ、１５ａの内側面及びベースプレート１３の上面に溶接され、作業中、ブーム５に生じる荷重により固定ピン１６、１７に反力が生じる場合、左・右側側板１４、１５を支持する継手連結板２２の構成を除いては、従来技術による建設機械の上部フレームの構成と実質的に同様に適用されるので、これらに対する詳しい説明は省略し、同じ構成要素には同じ図面符号を付する。

以下では、本発明の一実施例による建設機械の上部フレームの使用例について添付図面を参照して説明する。
図５、６及び７に示したように、ブーム５及びブームシリンダ８が固定ピン(１６、１７)(１８、１９)により回動可能に固定される左・右側側板１４、１５の内側面(内側垂直板１４ａ、１５ａの内側面をいう)に継手連結板２２の両側面が溶接される。また、ベースプレート１３の上面に継手連結板２２の下端部が溶接される(つまり、継手連結板２２の三面が溶接されることになる)。

この際、継手連結板２２に少なくとも一ヶ所以上形成される折曲部２３により内側垂直板１４ａ、１５ａに溶接される継手連結板２２の固定位置を最適化することが可能となる。

前述したように、左・右側側板１４、１５に対して板状の継手連結板２２を溶接することになるので、溶接部位の品質に対する信頼性が向上する。

また、新モデルの建設機械の開発時、クライアントのニーズに応じてブームなどの作業装置のパワーを増大したい場合、継手連結板２２の厚み変更により断面積を増大させることによって、作業装置に要求される安全な剛性及び柔軟性を確保することができ、該当部品の特別注文生産を不要とする。

また、作業中に発生する荷重が、ブーム５を通じて固定ピン１６、１７に伝わる場合(図６に矢印で示している)、側板１４、１５間に溶接されている板状の継手連結板２２の断面積を増大するか、または溶接部の形状を最適化することにより疲労強度を補完することができる。

この時、構造強度において不必要となる継手連結板２２の上端部の中央部を切り取ることにより切開部２４を形成し、製造コストの低減、建設機械の重量を減らすことができる。

図８に示した本発明の他の実施例による建設機械の上部フレームは、
図５、６、７に示したように、前述した継手連結板２２は、ベースプレート１３及び内側垂直板１４ａ、１５ａに溶接の下部継手連結板２２ａと、内側垂直板１４ａ、１５ａに溶接の上部継手連結板２２ｂとに分割形成される。この時、継手連結板２２の下部継手連結板２２ａ及び上部継手連結板２２ｂのうち、少なくとも何れかの一つに少なくとも一ヶ所以上の折曲部２３が形成される。

前述したように継手連結板２２を下部継手連結板２２ａと上部継手連結板２２ｂとに分割形成することにより、内側垂直板１４ａ、１５ａ(図６、７に示す)に対して継手連結板２２が溶接される位置を最適化することができ、且つ、継手連結板２２を製作する作業性を向上させることができる。

この際、折曲部２３がそれぞれ形成され、下部継手連結板２２ａと上部継手連結板２２ｂとに分割形成される継手連結板の構成を除いては、本発明の一実施例による建設機械の上部フレームの構成と実質的に同様に適用されるので、これらに対する詳しい説明は省略し、同じ構成要素には同じ図面符号を付する。

１下部走行体
３運転室
５ブーム
７バケット
９アームシリンダ
１１作業装置
１３ベースプレート
１５右側側板
１７、１９固定ピン
２１下端連結部材
２３折曲部

Claims

下部走行体上に旋回可能に搭載され、作業装置が取り付けられる建設機械の上部フレームにおいて、
上部フレームを旋回させる駆動手段が装着されているベースプレートと、
前記ベースプレートの上に対向するように垂直溶接され、ブーム及びブームシリンダがそれぞれの固定ピンにより回動可能に固定される内側及び外側の垂直板からなる左・右側側板と、
前記内側垂直板の内側面に両側面が溶接され、前記ベースプレートの上に下端部が溶接され、作業中、作業装置から生じる荷重により前記固定ピンに反力が生じる場合、剛性及び柔軟性を発揮することにより、前記左・右側側板を支持することができる継手連結板とを包含することを特徴とする建設機械の上部フレーム。
前記継手連結板は、単一体からなり、前記ベースプレート及び内側垂直板に溶接されることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の上部フレーム。
前記継手連結板に少なくとも一ヶ所以上の折曲部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の建設機械の上部フレーム。
前記継手連結板は、前記ベースプレート及び内側垂直板に溶接される下部継手連結板と、前記内側垂直板に溶接される上部継手連結板とに分割形成されることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の上部フレーム。
前記継手連結板の下部継手連結板及び上部継手連結板のうち、少なくとも何れか一つに少なくとも一ヶ所以上の折曲部が形成されることを特徴とする請求項４に記載の建設機械の上部フレーム。
前記継手連結板の上端部の中央には切開部が切り取り形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のうち、少なくとも何れか一項に記載の建設機械の上部フレーム。