JP2017160740A - 建設機械のアッパーフレーム - Google Patents

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Abstract

【課題】前板とダブリングプレートとを溶接する際に、溶接不良が発生するのを抑える。【解決手段】一対の縦板32には、ブームフットピン25が嵌め込まれるピン孔33が形成されている。一対の縦板32の対向面には、ピン孔33の周縁部を補強するダブリングプレート34がそれぞれ接合されている。前板35の左右の側縁部には、切欠部37が設けられている。切欠部37には、ダブリングプレート34が嵌め込まれる。ダブリングプレート34には、前板35の切欠部37よりも車両前方に突出して前板35の裏側面に当接する裏当て部34aが設けられている。【選択図】図4

Description

本発明は、建設機械のアッパーフレームに関するものである。
従来より、下部走行体と、下部走行体上に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の前部に搭載されて掘削作業を行うアタッチメントとを備えた建設機械が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
特許文献1には、サイドプレートの内側面及び外側面に内側及び外側ダブリングプレートをそれぞれ溶接し、内側及び外側ダブリングプレートの上端面をトッププレートの下端面に溶接した構成が開示されている。これにより、油圧ショベルの掘削作業時にブームフートピンを介してサイドプレートに作用する荷重を軽減するようにしている。ここで、前板としてのディスタンスプレートの側縁部は、内側ダブリングプレートの内側面に溶接されている。
特許文献2には、ブーム取付部に付設される略三角形状の平板体からなる補強部材を、前フレームの側縁に設けられた切欠部に嵌合させて溶接した構成が開示されている。
特許第2684025号公報 特許第4248945号公報
ところで、特許文献1,2の発明のように、前板の側縁に切欠部を設け、この切欠部にダブリングプレートを嵌め込むようにした構成では、前板の切欠部とダブリングプレートの前端部との間に、嵌め込み代を考慮した分の隙間が生じている。そして、この隙間が大きい場合には、前板の切欠部の周辺を溶接したときに、溶融した溶接材料が隙間から流れ落ちてしまい、溶接不良が発生するという問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、前板とダブリングプレートとを溶接する際に、溶接不良が発生するのを抑えることができるようにすることにある。
本発明は、底板と、該底板から立設して車両前後方向に延び且つアタッチメントのブームフットピンが嵌め込まれるピン孔が形成された左右一対の縦板と、該一対の縦板の対向面にそれぞれ接合されて該ピン孔の周縁部を補強するダブリングプレートと、該一対の縦板の間に配設されて該縦板同士を連結する前板とを備えた建設機械のアッパーフレームを対象とし、次のような解決手段を講じた。
すなわち、第1の発明は、前記前板の左右の側縁部には、その一部が切り欠かれて前記ダブリングプレートが嵌め込まれる切欠部が設けられ、
前記ダブリングプレートには、平面視で前記前板の切欠部と該ダブリングプレートの前端部との隙間を塞ぐように、該前板の切欠部よりも車両前方に突出して該前板の裏側面に当接する裏当て部が設けられていることを特徴とするものである。
第1の発明では、ダブリングプレートの裏当て部を、前板の切欠部よりも車両前方の位置で前板の裏側面に当接させている。これにより、裏当て部によって、平面視で前板の切欠部とダブリングプレートの前端部との隙間が塞がれた状態となる。そして、前板の切欠部の周辺を溶接する際に、溶融した溶接材料が流れ落ちるのを裏当て部によって防止することができ、溶接不良が発生するのを抑えることができる。
また、裏当て部を前板の裏側面に当接させることで、前板を縦板やダブリングプレートに溶接する際に、裏当て部を基準に前板が位置決めされて所定の立設姿勢となるように保持することができ、作業性が向上する。
第2の発明は、第1の発明において、
前記前板の切欠部の周縁における前記ダブリングプレートの前端部に対向する部分には、該ダブリングプレートの前端部との隙間が該前板の裏側面から前側面に向かって徐々に広がるように傾斜した開先部が設けられていることを特徴とするものである。
第2の発明では、前板の切欠部の周縁部分に開先部を設けて、ダブリングプレートの前端部との隙間が前板の裏側面から前側面に向かって徐々に広がるようにしている。これにより、前板とダブリングプレートとを溶接する際に、この隙間の奥側まで溶接材料を溶け込ませ易くなるので、溶接不良が発生するのを抑えることができる。
第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記裏当て部は、側面視で前記前板に向かって先細りとなる形状に形成されていることを特徴とするものである。
第3の発明では、裏当て部を側面視で先細りとなるように形成して、裏当て部の下縁面と前板の裏側面とが鈍角をなすように連続的に繋げている。これにより、溶接姿勢や溶接トーチ角度を確保し易くなるとともに、掘削作業時の応力集中を緩和することができ、溶接部分のルート割れを抑えることができる。
本発明によれば、裏当て部によって、平面視で前板の切欠部とダブリングプレートの前端部との隙間が塞がれた状態となるため、前板の切欠部の周辺を溶接する際に、溶融した溶接材料が流れ落ちるのを防止することができ、溶接不良が発生するのを抑えることができる。
本実施形態に係る建設機械の構成を示す側面図である。 アッパーフレームの構成を示す平面図である。 図3のA−A矢視断面図である。 図3のB−B矢視断面図である。 図3のC−C矢視断面図である。 本変形例1に係る裏当て部の周辺の構成を示す側面断面図である。 本変形例2に係るアッパーフレームの構成を示す側面断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。各図には、上下や前後左右の方向を矢印で示してある。特に言及しない限り、上下等の方向についてはこれら矢印で示す方向に従って説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る建設機械の構成を示す側面図である。図1に示すように、この建設機械10は、いわゆる油圧ショベルであり、クローラ式の下部走行体11と、下部走行体11上に旋回自在に搭載された上部旋回体12とを備えている。上部旋回体12のアッパーフレーム30は、円環状の旋回ベアリング13を介して下部走行体11に旋回可能に支持されている。
アッパーフレーム30の前側中央部には、掘削作業等を行うためのアタッチメント20が取り付けられている。アタッチメント20は、アッパーフレーム30に対して上下方向に揺動可能に取り付けられたブーム21と、ブーム21の先端側に回動可能に取り付けられたアーム22と、アーム22の先端側に回動可能に取り付けられたバケット23とを備えている。ブーム21、アーム22、及びバケット23は、対応するブームシリンダ21a、アームシリンダ22a、及びバケットシリンダ23aを伸縮させることで起伏自在に動かすことができる。
アッパーフレーム30上におけるアタッチメント20の左側には、キャブ15が配設されている。アッパーフレーム30の後側には、図示しないコントロールバルブやエンジン等が配設されており、これらは機械室カバー16によって覆われている。機械室カバー16の後側には、カウンタウエイト17が配設されている。
図2に示すように、アッパーフレーム30は、底板31と、底板31から立設して車両前後方向に延びる左右一対の縦板32と、一対の縦板32の間に配設されて縦板32同士を連結する前板35とを備えている。
なお、図2に示すアッパーフレーム30は、上部旋回体12の車幅方向の中央部に位置するセンターセクションであり、センターセクションの左右両側には、左右一対のサイドデッキ(図示省略)が連結されているが、サイドデッキについては、その説明を省略する。
底板31には、旋回ベアリング13をボルト止めするためのボルト孔31aが、周方向に間隔をあけて複数形成されている。
一対の縦板32には、ピン孔33が形成されている。一対の縦板32の対向面には、ピン孔33の周縁部を補強するダブリングプレート34がそれぞれ接合されている。ダブリングプレート34にも、縦板32のピン孔33に対応してピン孔33が形成されている。
ブームフットピン25は、ピン孔33に嵌め込まれることで、一対の縦板32に跨がって延びている。アタッチメント20のブーム21は、ブームフットピン25によって回動自在に支持される。
図3に示すように、前板35は、1枚の板材を折り曲げることで形成されている。具体的に、前板35は、底板31から上方に延びる途中で上端部が車両後方に向かうように折り曲げられた折曲部36を有する。
前板35の左右の側縁部には、切欠部37が設けられている。切欠部37は、前板35の折曲部36よりも上方位置から上端部にわたって切り欠かれている。切欠部37には、ダブリングプレート34が嵌め込まれる。
図4にも示すように、前板35の切欠部37の周縁におけるダブリングプレート34の前端部に対向する部分には、開先部37aが設けられている。開先部37aは、前板35の切欠部37とダブリングプレート34の前端部との隙間が、前板35の裏側面から前側面に向かって徐々に広がるように傾斜した形状に形成されている。
ダブリングプレート34には、前板35の切欠部37よりも車両前方に突出して前板35の裏側面に当接する裏当て部34aが設けられている。このように、ダブリングプレート34の裏当て部34aを前板35の裏側面に当接させることで、前板35が所定の立設姿勢で保持されている。
ダブリングプレート34の裏当て部34aは、側面視で先細りとなるように形成されており、裏当て部34aの下縁面と前板35の裏側面とが鈍角をなすように連続的に繋がっている。
一対の縦板32の間で前板35よりも車両前方には、シリンダブラケット40が配設されている。シリンダブラケット40は、車幅方向に間隔をあけて2つ設けられている。シリンダブラケット40の下縁部は、底板31に接合されている。シリンダブラケット40の後縁部は、前板35の前側面に接合されている(図5参照)。
ブームシリンダ21aは、左右一対に配設されている。右側のシリンダブラケット40と右側の縦板32との間には、右側のブームシリンダ21aの基端部が配設されている。左側のシリンダブラケット40と左側の縦板32との間には、左側のブームシリンダ21aの基端部が配設されている。
縦板32及びシリンダブラケット40には、シリンダピン孔41が形成されている。縦板32におけるシリンダブラケット40との対向面には、シリンダピン孔41の周縁部を補強するシリンダ側ダブリングプレート38が接合されている。シリンダブラケット40における縦板32とは反対側の面には、シリンダピン孔41の周縁部を補強する円環状の補強板42が接合されている。
シリンダ側ダブリングプレート38の下縁部は、底板31に接合されている。シリンダ側ダブリングプレート38の後縁部は、前板35の前側面に接合されている。
シリンダピン26は、シリンダピン孔41に嵌め込まれることで、縦板32とシリンダブラケット40とに跨がって延びている。ブームシリンダ21aの基端部は、シリンダピン26によって回動自在に支持されている。
−アッパーフレームの組立手順−
以下、アッパーフレーム30の組立手順、特に、ダブリングプレート34、前板35、及びシリンダブラケット40の組立手順について説明する。図2及び図3に示すように、まず、ピン孔33の中心位置を基準としてダブリングプレート34の位置調整を行い、一対の縦板32の対向面にダブリングプレート34を溶接する。
また、シリンダピン孔41の中心位置を基準として、シリンダ側ダブリングプレート38の位置調整を行う。そして、一対の縦板32の対向面にシリンダ側ダブリングプレート38を溶接するとともに、シリンダ側ダブリングプレート38の下縁部を底板31に溶接する。
次に、前板35の切欠部37にダブリングプレート34を嵌め込むとともに、前板35の裏側面をダブリングプレート34の裏当て部34aに当接させる。これにより、前板35は、裏当て部34aを基準に位置決めされて所定の立設姿勢となるように保持される。このとき、前板35の前側面をシリンダ側ダブリングプレート38の後縁部に当接させる。
そして、前板35の下端部を底板31に溶接するとともに、前板35の左右の側縁部を縦板32に溶接する。また、前板35の切欠部37の周辺をダブリングプレート34に溶接する。ここで、前板35の切欠部37とダブリングプレート34との隙間は、ダブリングプレート34の裏当て部34aによって塞がれた状態となっている。そのため、前板35の切欠部37の周辺を溶接する際に、溶融した溶接材料が流れ落ちるのを裏当て部34aによって防止することができ、溶接不良の発生を抑えることができる。
また、前板35の切欠部37の周縁部分に開先部37aが設けられているので、ダブリングプレート34の前端部との隙間が開口側に向かって広くなっている。これにより、前板35とダブリングプレート34とを溶接する際に、この隙間の奥側まで溶接材料を溶け込ませ易くなる。
次に、図5にも示すように、シリンダブラケット40を底板31に立設させた状態で、シリンダブラケット40の後縁部を前板35の前側面に当接させる。そして、シリンダブラケット40の下縁部を底板31に溶接するとともに、シリンダブラケット40の後縁部を前板35の前側面に溶接する。また、シリンダ側ダブリングプレート38の後縁部も同様に、前板35の前側面に溶接する。
以上のように、本実施形態に係る建設機械10のアッパーフレーム30によれば、裏当て部34aによって、平面視で前板35の切欠部37とダブリングプレート34の前端部との隙間が塞がれた状態とすることで、前板35の切欠部37の周辺を溶接する際に、溶融した溶接材料が流れ落ちるのを裏当て部34aによって防止することができ、溶接不良が発生するのを抑えることができる。
《変形例1》
図6は、本変形例1に係る裏当て部の周辺の構成を示す側面断面図である。以下、前記実施形態と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
図6に示すように、ダブリングプレート34には、前板35の切欠部37よりも車両前方に突出して前板35の裏側面に当接する裏当て部34aが設けられている。
ここで、ダブリングプレート34の前端部と、裏当て部34aの上縁部とは、側面視で滑らかな曲線状に形成された湾曲部34bによって連続的に繋がれている。これにより、前板35の切欠部37とダブリングプレート34の前端部との隙間が開口側に向かって広くなっているので、前板35側に面取り加工を施さなくても、前板35とダブリングプレート34とを溶接する際に、この隙間の奥側まで溶接材料を溶け込ませ易くなる。なお、湾曲部34bのような曲線状ではなく、開口側に向かって徐々に隙間が広がるように傾斜した形状であっても同様の効果を得ることができる。
また、裏当て部34aは、側面視で前板35に向かって先細りとなる形状に形成されており、裏当て部34aの下縁面と前板35の裏側面とが鈍角をなすように連続的に繋がっている。これにより、前板35とダブリングプレート34とを溶接したときに、掘削作業時にこの溶接部分にかかる応力集中を緩和することができ、溶接部分のルート割れを抑えることができる。
《変形例2》
図7は、本変形例2に係るアッパーフレームの構成を示す側面断面図である。以下、前記実施形態と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
図7に示すように、前板35は、底板31から上方に延びる途中で上端部が車両後方に向かうように折り曲げられた折曲部36を有する。前板35の左右の側縁部には、切欠部37が設けられている。切欠部37は、前板35の折曲部36よりも下方位置から上端部にわたって切り欠かれている。切欠部37には、ダブリングプレート34が嵌め込まれる。
ダブリングプレート34には、前板35の切欠部37よりも車両前方に突出して前板35の裏側面に当接する裏当て部34aが設けられている。このように、ダブリングプレート34の裏当て部34aを、前板35の切欠部37よりも下方の裏側面、すなわち、前板35の折曲部36よりも下方位置に当接させることで、前板35の曲げ加工の精度にかかわらず、底板31に対する前板35の下端部の位置決めを精度良く行うことができる。
以上説明したように、本発明は、前板とダブリングプレートとを溶接する際に、溶接不良が発生するのを抑えることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
10 建設機械
20 アタッチメント
25 ブームフットピン
30 アッパーフレーム
31 底板
32 縦板
33 ピン孔
34 ダブリングプレート
34a 裏当て部
35 前板
37 切欠部
37a 開先部

Claims (3)

  1. 底板と、該底板から立設して車両前後方向に延び且つアタッチメントのブームフットピンが嵌め込まれるピン孔が形成された左右一対の縦板と、該一対の縦板の対向面にそれぞれ接合されて該ピン孔の周縁部を補強するダブリングプレートと、該一対の縦板の間に配設されて該縦板同士を連結する前板とを備えた建設機械のアッパーフレームであって、
    前記前板の左右の側縁部には、その一部が切り欠かれて前記ダブリングプレートが嵌め込まれる切欠部が設けられ、
    前記ダブリングプレートには、平面視で前記前板の切欠部と該ダブリングプレートの前端部との隙間を塞ぐように、該前板の切欠部よりも車両前方に突出して該前板の裏側面に当接する裏当て部が設けられていることを特徴とする建設機械のアッパーフレーム。
  2. 請求項1において、
    前記前板の切欠部の周縁における前記ダブリングプレートの前端部に対向する部分には、該ダブリングプレートの前端部との隙間が該前板の裏側面から前側面に向かって徐々に広がるように傾斜した開先部が設けられていることを特徴とする建設機械のアッパーフレーム。
  3. 請求項1又は2において、
    前記裏当て部は、側面視で前記前板に向かって先細りとなる形状に形成されていることを特徴とする建設機械のアッパーフレーム。
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