JP2016003443A - 建設機械の旋回フレーム - Google Patents

Abstract

【課題】作業腕装置やカウンタウエイト等から各縦板に作用する荷重に対する剛性が向上される建設機械の旋回フレームを提供する。【解決手段】旋回フレーム２２は、底板３０と、底板３０上に立設され且つ前後方向に延びる一対の縦板３２，３２とを具備している。各縦板３２，３２の各前傾斜部３２ａ，３２ａ間には、傾斜板３８が配設されている。各縦板３２，３２の各後傾斜部３２ｂ，３２ｂ間には、前後方向に間隔をおいて横板４０及び後板４２が配設されている。各縦板３２，３２の各後傾斜部３２ｂ，３２ｂ間には、更に、横板４０を跨いで延在し且つ底面が横板４０の上端に接合され、両側端が、夫々、各縦板３２，３２の内面に接合された補強板４４が配設されている。【選択図】図３

Description

本発明は、底板と、底板上に立設され且つ前後方向に延びる一対の縦板とを具備し、各縦板の前端側には作業腕装置が接続され、各縦板の後端部上にはカウンタウエイトが搭載されており、各縦板間には傾斜板、横板及び後板が配設されている建設機械の旋回フレームに関する。

一般に、建設機械の代表例である油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、上部旋回体に俯仰動自在に接続された作業腕装置とから大略構成されている。油圧ショベルは、土砂等の掘削作業時においては、作業腕装置が俯仰動作され、上部旋回体が下部走行体に対し旋回動作されることによって、土砂等の掘削作業を行うことができるようになっている。

作業腕装置は、上部旋回体に俯仰動自在に接続されたブームと、ブームの先端側に揺動自在に接続されたアームと、アームの先端側に回動自在に接続された作業具と、ブームを俯仰動させるブームシリンダと、アームを揺動させるアームシリンダと、作業具を回動させる作業具シリンダとから大略構成されている。

上部旋回体は、骨組み構造体をなす旋回フレーム上に、駆動源としてのエンジンと、エンジンによって駆動され圧油供給源をなす油圧ポンプと、油圧ポンプからブームシリンダ等の油圧アクチュエータへの圧油の給排を制御するコントロールバルブと、作業腕装置に対して重量バランスをとるカウンタウエイトと、運転員が搭乗するキャブと、燃料を貯留する燃料タンク等が搭載されている。

旋回フレームは、底板と、底板上に立設され且つ前後方向に延びる一対の縦板とを具備している。各縦板の上端は、前端から後方に向かって上方に傾斜して延びる前傾斜部と、前傾斜部の後端から後方に向かって下方に傾斜して延びる後傾斜部とを有している。各縦板の頂部には、ブームの基端が接続されている。又、各縦板の後端部上にはカウンタウエイトが搭載されている。

旋回フレームには、作業腕装置の俯仰動作や上部旋回体の旋回動作等によって、作業腕装置やカウンタウエイト等から各縦板に作用する荷重に対する剛性を向上させるため、各縦板の前傾斜部間に傾斜板が配設され、後傾斜部間に横板及び後板が配設されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−１９６４０８号公報

しかしながら、上述したような旋回フレームにおいては、各縦板の頂部に長尺の作業腕装置が接続されることや、カウンタウエイトの重心位置が比較的高い位置であること等から、各縦板に作用する捩じり荷重に対しては充分な効果が発揮されているとはいえず、特に各縦板の上部において捩じれが生じるおそれがあった。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、作業腕装置やカウンタウエイト等から各縦板に作用する捩じり荷重に対する剛性が向上される建設機械の旋回フレームを提供することである。

本発明によれば、上記技術的課題を達成する建設機械の旋回フレームとして、底板と、該底板上に立設され且つ前後方向に延びる一対の縦板とを具備し、該一対の縦板の各々の上端は、前端から後方に向かって上方に傾斜して延びる前傾斜部と、該前傾斜部の後端から後方に向かって下方に傾斜して延びる後傾斜部とを有し、該一対の縦板の前端側には作業腕装置が接続され、該一対の縦板の後端部上にはカウンタウエイトが搭載されており、該一対の縦板の該前傾斜部間には傾斜板が配設されており、該一対の縦板の該後傾斜部間には前後方向に間隔をおいて横板及び後板が配設され、該横板は該後板の前方に位置しており、該横板の下端は該底板の上面に接合され、該横板の両側端は、夫々、該一対の縦板の各々の内面に接合されている建設機械の旋回フレームにおいて、該一対の縦板の該後傾斜部間には、更に、該横板を跨いで延在し且つ底面が該横板の上端に接合され、両側端が、夫々、該一対の縦板の各々の内面に接合された補強板が配設されている、ことを特徴とする建設機械の旋回フレームが提供される。

好ましくは、該補強板は、該横板から前方に向かって該底板と平行に延出する前半部と、該横板から後方に向かって下方に傾斜して延出する後半部とを有している。該補強板の両側端部の各々は両側端に向かって末広がり形状であるのが好適である。該補強板の該前半部の上面には油圧機器が支持されているのが好都合である。

本発明によって提供される建設機械の旋回フレームにおいては、各縦板の後傾斜部間には、横板を跨いで延在し且つ底面が横板の上端に接合され、両側端が、夫々、各縦板の内面に接合された補強板が配設されているため、作業腕装置やカウンタウエイト等から各縦板に作用する捩じり荷重に対する剛性が向上され得る。

本発明に従って構成された旋回フレームを備えた油圧ショベルの側面図。 図１に示す旋回フレームを前方からみた斜視図。 図２に示す旋回フレームの一部を後方からみた斜視図。 図３中のＡ−Ａ方向からみた断面図。 図４中のＢ−Ｂ方向からみた平面図。 図３に示す旋回フレームの一部から補強板を除いた場合における後方からみた斜視図。 図３に示す旋回フレームの一部にコントロールバルブが支持されている状態を示す斜視図。

以下、本発明に係る建設機械の旋回フレームの実施形態を、代表的な建設機械である油圧ショベルを例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１を参照して説明する。全体を番号２で示す油圧ショベルは、自走可能な下部走行体４と、下部走行体４上に旋回自在に搭載された上部旋回体６と、上部旋回体６に俯仰動自在に接続された作業腕装置８とから大略構成されている。油圧ショベル２は、土砂等の掘削作業時においては、作業腕装置８が俯仰動作され、上部旋回体６が下部走行体４に対し旋回動作されることによって、土砂等の掘削作業を行うことができるようになっている。

作業腕装置８は、上部旋回体６に俯仰動自在に接続されたブーム１０と、ブーム１０の先端側に揺動自在に接続されたアーム１２と、アーム１２の先端側に回動自在に接続された作業具１４と、ブーム１０を俯仰動させる左右一対のブームシリンダ１６，１６と、アーム１２を揺動させるアームシリンダ１８と、作業具１４を回動させる作業具シリンダ２０とから大略構成されている。

上部旋回体６は、骨組み構造体をなす旋回フレーム２２上に、駆動源としてのエンジン２４と、エンジン２４によって駆動され圧油供給源をなす油圧ポンプ（図示されていない）と、油圧ポンプからブームシリンダ１６等の油圧アクチュエータへの圧油の給排を制御する油圧機器であるコントロールバルブ２５と、作業腕装置８に対して重量バランスをとるカウンタウエイト２６と、運転員が搭乗するキャブ２８と、燃料を貯留する燃料タンク（図示されていない）等が搭載されている。尚、本明細書の説明で用いられている前後方向及び左右方向は、図１中のキャブ２８内に搭乗した運転員から見た前後方向及び左右方向である。

図２及び図３を参照して説明する。旋回フレーム２２は、底板３０と、底板３０上に立設され且つ左右方向に間隔をおいて前後方向に延びる左右一対の縦板３２，３２と、各縦板３２，３２の外面の夫々から左右方向に延出する複数の梁３３とを具備している。各縦板３２，３２の上端は、前端から後方に向かって上方に傾斜して延びる前傾斜部３２ａ，３２ａと、前傾斜部３２ａ，３２ａの後端から後方に向かって下方に傾斜して延びる後傾斜部３２ｂ，３２ｂとを有している。各縦板３２，３２の下端は、底板３０の上面に溶接により接合されている。

各縦板３２，３２の頂部には、ブーム１０の基端が連結ピンを介して接続されるブーム連結ピン穴３２ｃ，３２ｃが形成されている。各縦板３２，３２の前端には、各ブームシリンダ１６，１６の基端が連結ピンを介して接続されるブームシリンダ連結ピン穴３２ｄ，３２ｄが形成されている。又、複数の梁３３の上部には、キャブ２８や燃料タンク等が搭載される。

底板３０の後端側の上面には、各縦板３２，３２の内面と左右方向に間隔をおいて立設された一対の縦ブラケット板３４，３４が溶接により接合されている。又、各縦ブラケット板３４，３４の上端及び各縦板３２，３２の後端側の上端には、これらに両側端が溶接により接合された一対の上ブラケット板３６，３６が配設されている。各上ブラケット板３６，３６には、前後方向に間隔をおいて上下方向に貫通したボルト挿通穴３６ａ，３６ａが形成されている。そして、各縦板３２，３２の後端部上には、各縦ブラケット板３４，３４と各上ブラケット板３６，３６とを介して、カウンタウエイト２６が搭載される。カウンタウエイト２６は、各ボルト挿通穴３６ａに挿通されたボルトにより固定される。

各縦板３２，３２の前傾斜部３２ａ，３２ａ間には、前傾斜部３２ａ，３２ａに略沿って傾斜して延在する傾斜板３８が配設されている。傾斜板３８の下端は、底板３０の上面に溶接により接合されている。傾斜板３８の左右方向の両側端は、夫々、各縦板３２，３２の内面に溶接により接合されている。傾斜板３８の下端側には、各ブームシリンダ１６，１６に接続される油圧配管（図示されていない）等を通すための四角形状の開口３８ａが形成されている。

各縦板３２，３２の各後傾斜部３２ｂ，３２ｂ間には、前後方向に間隔をおいて横板４０及び後板４２が配設されている。横板４０は、各後傾斜部３２ｂ，３２ｂの中間部位に位置して、底板３０上に立設されている。横板４０の上端及び下端は、平行に形成されている。従って、横板４０の上端は、底板３０上に立設された状態において、底板３０と平行に延びている。又、横板４０の上端は、図６に示すように、各縦板３２，３２のうち横板４０が接合される部分の上端よりも低く形成されている。横板４０の下端は、底板３０の上面に溶接により接合されている。横板４０の左右方向の両側端は、夫々、各縦板３２，３２の内面に溶接により接合されている。

後板４２は、横板４０よりも各後傾斜部３２ｂ，３２ｂの後端側に位置して底板３０上に立設されている。後板４２の下端は、底板３０の上面に溶接により接合されている。後板４２の左右方向の両側端は、夫々、縦板３２，３２の内面に溶接により接合されている。又、後板４２の背面には、各縦ブラケット板３４，３４の前端と、各上ブラケット板３６，３６の前端とが溶接により接合されている。

図２及び図３に加え、図４及び図５を参照して説明する。各縦板３２，３２の各後傾斜部３２ｂ，３２ｂ間には、更に、横板４０を跨いで延在する補強板４４が配設されている。補強板４４は、横板４０から前方に向かって底板３０と平行に延出する前半部４４ａと、横板４０から後方に向かって下方に傾斜して延出する後半部４４ｂとを有している。従って、前後方向にみて横板４０に接続されている位置における補強板４４の上面と各縦板３２，３２の上端との上下方向の寸法をＬ１とし、補強板４４の前端における補強板４４の上面と各縦板３２，３２の上端との上下方向の寸法をＬ２とし、補強板４４の後端における補強板４４の上面と各縦板３２，３２の上端との上下方向の寸法をＬ３とすると、Ｌ２＞Ｌ１であり、又、Ｌ３＞Ｌ１である。補強板４４の左右方向の両側端部の各々は、突出部４４ｃが形成されており、両側端に向かって末広がり形状となっている。補強板４４の底面は、横板４０の上端に溶接により接合されている。補強板４４の左右方向の両端は、夫々、各縦板３２，３２の内面に溶接により接合されている。

図７を参照して説明する。補強板４４の前半部４４ａの上面には、後支持部材４６が配設されている。又、補強板４４の前下方の底板３０上には、前支持部材４８が配設されている。後支持部材４６の上端と前支持部材４８の上端とは、上下方向において整合している。後支持部材４６の上部と前支持部材４８の上部には、コントロールバルブ２５が支持されている。このように、補強板４４の前半部４４ａの上面には、後支持部材４６を介して、コントロールバルブ２５が支持されている。

上述したとおりの、図１から図７までに示された油圧ショベル２の旋回フレーム２２の作用を説明する。本発明に係る旋回フレーム２２においては、各縦板３２，３２の各後傾斜部３２ｂ，３２ｂ間には、横板４０を跨いで延在し且つ底面が横板４０の上端に接合され、両側端が、夫々、各縦板３２，３２の内面に接合された補強板４４が配設されているため、作業腕装置８やカウンタウエイト２６等から各縦板３２，３２に作用する捩じり荷重に対する剛性が向上され得る。各縦板３２，３２は旋回フレーム２２において比較的大きな荷重が作用することから、各縦板３２，３２の捩じれが低減されると、旋回フレーム２２全体の変形が低減されることとなる。この結果、各梁３３等に発生する応力も低減されるため、各梁３３等の構造の簡素化が可能となる。

又、本発明に係る旋回フレーム２２は、補強板４４が、横板４０から前方に向かって底板３０と平行に延出する前半部４４ａと、横板４０から後方に向かって下方に傾斜して延出する後半部４４ｂとを有している。このため、補強板４４と各縦板３２，３２の内面との各溶接部は、前方に向かって各縦板３２，３２の上端から離間して延び、又、後方に向かって各縦板３２，３２の上端から離間して延びている。従って、補強板４４と各縦板３２，３２の内面との各溶接端部は、比較的高い応力が発生する各縦板３２，３２の上端から離間しているため、亀裂が入るおそれが低減され得る。これに加え、補強板４４の左右方向の両側端部の各々は、突出部４４ｃが形成されており、両側端に向かって末広がり形状となっている。従って、補強板４４と各縦板３２，３２の内面との溶接部は、応力が分散されるため、亀裂が入るおそれが低減され得る。

更に、本発明に係る旋回フレーム２２は、補強板４４の前半部４４ａが底板３０と平行に延出しており、前半部４４ａの上面には、後支持部材４６を介して、コントロールバルブ２５が支持されている。従って、後支持部材４６は、前支持部材４８よりもコンパクトに形成され得るので、コントロールバルブ２５の支持部材の製造コストが低減され得る。

尚、実施例においては、前半部４４ａが底板３０と平行に延出している例を挙げて説明したが、Ｌ２＞Ｌ１であれば、必ずしも前半部４４ａが底板３０と平行に延出していることを要しない。即ち、前半部４４ａは、Ｌ２＞Ｌ１であれば、前方に向かって上方又は下方に傾斜して延出していてもよい。

２：油圧ショベル（建設機械）
８：作業腕装置
２２：旋回フレーム
２５：コントロールバルブ（油圧機器）
２６：カウンタウエイト
３０：底板
３２：縦板
３２ａ：前傾斜部
３２ｂ：後傾斜部
３８：傾斜板
４０：横板
４２：後板
４４：補強板
４４ａ：前半部
４４ｂ：後半部
４４ｃ：突出部

Claims (4)

1. 底板と、該底板上に立設され且つ前後方向に延びる一対の縦板とを具備し、
   該一対の縦板の各々の上端は、前端から後方に向かって上方に傾斜して延びる前傾斜部と、該前傾斜部の後端から後方に向かって下方に傾斜して延びる後傾斜部とを有し、
   該一対の縦板の前端側には作業腕装置が接続され、該一対の縦板の後端部上にはカウンタウエイトが搭載されており、
   該一対の縦板の該前傾斜部間には傾斜板が配設されており、該一対の縦板の該後傾斜部間には前後方向に間隔をおいて横板及び後板が配設され、該横板は該後板の前方に位置しており、該横板の下端は該底板の上面に接合され、該横板の両側端は、夫々、該一対の縦板の各々の内面に接合されている建設機械の旋回フレームにおいて、
   該一対の縦板の該後傾斜部間には、更に、該横板を跨いで延在し且つ底面が該横板の上端に接合され、両側端が、夫々、該一対の縦板の各々の内面に接合された補強板が配設されている、ことを特徴とする建設機械の旋回フレーム。
2. 該補強板は、該横板から前方に向かって該底板と平行に延出する前半部と、該横板から後方に向かって下方に傾斜して延出する後半部とを有している、請求項１記載の建設機械の旋回フレーム。
3. 該補強板の両側端部の各々は両側端に向かって末広がり形状である、請求項１又は２記載の建設機械の旋回フレーム。
4. 該補強板の該前半部の上面には油圧機器が支持されている、請求項２又は３記載の建設機械の旋回フレーム。