JP2018053452A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】上部旋回体のセンターフレームとサイドフレームの梁と溶接施工性が向上し、当該溶接部分に十分な強度が得られると共に、梁を簡易な構造とすることによりコスト増加を抑えることができる作業機械を提供する。【解決手段】上部旋回体４がセンターフレーム１０とサイドフレーム１１とを備える作業機械１において、梁１２０は、基部１２１と、補強部材１２２とを備える。基部１２１と補強部材１２２とは、センターフレーム１０に溶接される。補強部材１２２は、梁１２０の上縁から露出する露出部１２２ａを備える。梁１２０は、基部１２１の上縁と補強部材１２２の露出部１２２ａとにより形成される段差１２３を埋める第１溶接部２２を備える。センターフレーム１０は、その側面に当接状態の補強部材１２２から梁１２０にかけて連続する第２溶接部２３を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、下部走行体と上部旋回体とを備え、上部旋回体のセンターフレームにサイドフレームの梁を溶接して設けた作業機械に関する。

油圧ショベル等の作業機械は、下部走行体と、この下部走行体上に設けられた上部旋回体とを備えている。上部旋回体は、センターフレームと、このセンターフレームの左右両側に設けられたサイドフレームとを備えている。

上部旋回体は、旋回軸受部を介して下部走行体に旋回自在に支持されたセンターフレームと、センターフレームの左右両側に設けられたサイドフレームとで構成される。

センターフレームは、前側に作業装置を支持して前後方向に延設されている。サイドフレームには、運転席、燃料タンク、作動油タンク、ラジエータ、バッテリ等の搭載物が搭載され、これら搭載物の荷重を支えるために、複数の梁によって形成されている。

サイドフレームの梁は、その長手方向の一端がセンターフレームに溶接されている。センターフレームとサイドフレームの梁との溶接部分においては、走行時等にセンターフレームから付与される負荷に対抗すべく、十分な強度を確保する必要がある。

そこで、従来、サイドフレームにおいては、一対の梁側板部と両梁側板部の上部間に連設された梁上板部とからなる形状の梁を用い、両梁側板部と梁上板部とにわたる溶接によりセンターフレームに接合することで強度を確保したものが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１４−２１４５１０号公報

しかし、上記従来のように一対の梁側板部と梁上板部とからなる形状の梁の端縁をセンターフレームの側面に突き当てて溶接する場合には、梁側板部の端縁と梁上板部の端縁との境界に直角の角部が形成されているために、梁側板部の端縁から梁上板部の端縁にわたって一工程で連続して溶接作業を行うことは困難である。このため、梁側板部の端縁をセンターフレームの側面に溶接する作業と、梁上板部の端縁をセンターフレームの側面に溶接する作業との２工程に分ける必要があり、溶接施工性が悪い不都合がある。

また、上記従来のような一対の梁側板部と梁上板部とを有する梁は、その構造によって比較的コスト高となる不都合がある。そこで、搭載物の荷重が殆ど掛かることない位置（例えば、センターフレームの後方側等に位置）には、他の簡易な構造の梁を用いることが望まれるが、センターフレームとの溶接部分に十分な強度が得られなくなるおそれがある。

上記の点に鑑み、本発明は、上部旋回体のセンターフレームとサイドフレームの梁との溶接施工性が向上し、当該溶接部分に十分な強度が得られると共に、梁を簡易な構造とすることによりコスト増加を抑えることができる作業機械を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体とを備え、該上部旋回体が、作業装置を支持して前後方向に延設されたセンターフレームと、該センターフレームの側面に溶接された梁により構成されるサイドフレームとを備える作業機械において、前記梁は、前記センターフレームに対し交差方向に延びる帯板状の基部と、該基部の前後方向を向く一方の板面に取付られた補強部材とを備え、前記基部と前記補強部材とが共に前記センターフレームに溶接されており、前記補強部材は、前記基部に当接する側の面に該基部の上縁から露出する露出部を備え、前記梁は、該基部の上縁と前記補強部材の露出部とにより形成される段差を埋める第１溶接部を備え、前記センターフレームは、該センターフレームの側面に当接状態の補強部材から梁にかけて連続する第２溶接部を備えることを特徴とする。

前記第１溶接部は、梁の基部の上縁と補強部材の露出部とで形成される段差を埋める。これにより、梁と補強部材との境界には直角の角部が形成されず、補強部材の上面から梁の上縁にわたって前記第１溶接部により連続する面を形成することができる。

そして、前記第２溶接部を形成するとき、第１溶接部により連続する面に沿ってセンターフレームの側面に当接状態の補強部材から梁にかけて一工程で連続して溶接を施すことができるので、溶接施工性が良い。

更に、梁の基部を帯板状として、センターフレームへの当接位置に補強部材を設けたことにより、梁の構造が簡単となってコスト増加が抑えられ、しかも前記第１溶接部及び前記第２溶接部により強固な溶接部分が形成できる。

以上のように、本発明によれば、上部旋回体のセンターフレームとサイドフレームの梁との溶接施工性が向上し、当該溶接部分に十分な強度が得られると共に、梁の構造を簡単としてコスト増加を抑えることができる作業機械を提供することができる。

また、本発明において、前記補強部材の前記露出部は、前記梁の基部に形成された切欠き部の上縁から露出し、前記第１溶接部は前記切欠き部と前記補強部材の露出部とにより形成される段差を埋めて形成されていることを特徴とする。

前記切欠き部が梁に形成され、切欠き部の上縁から補強部材の露出部を露出させることにより、溶接部分の強度を低下させることなく梁の高さ寸法を抑えることができる。これによれば、センターフレームの上縁から梁の上方に張り出す張出部が形成されていても、センターフレームの張出部に溶接トーチ等を干渉させることなくセンターフレームの側面に梁を溶接することができ、一層高い溶接施工性を得ることができる。

更に、前記補強部材の前記露出部が前記梁に形成された切欠き部の上縁から露出するとき、前記梁は、前記切欠き部の上縁から該切欠き部を除く上縁に向かう傾斜部を備えることを特徴とする。

前記傾斜部が形成されていることにより、切欠き部と露出部とで形成される段差の上部を比較的広く開放することができ、例えば、第１溶接部や第２溶接部の溶接施工時に溶接トーチ等と梁の基部との干渉が防止でき、溶接施工性が向上する。

更に、前記補強部材の前記露出部が前記梁に形成された切欠き部の上縁から露出するとき、前記梁の基部の板面に当接する前記補強部材の面のうち、前記露出部に隣接する上側角部に面取り部を設け、該面取り部と梁の板面との間に前記第１溶接部に連続する第３溶接部を設けたことを特徴とする。

前記第３溶接部を設けることで、補強部材を一層強固に設けることができる。しかも、前記面取り部によって、第１溶接部から第３溶接部にかけての溶接が連続して１工程で行えるので、溶接施工性も低下させることなく補強部材の取付け強度を向上させることができる。

油圧ショベルの構成を示す側面図。 本発明の実施形態の旋回フレームを示す斜視図。 本実施形態の梁の要部を示す斜視図。 本実施形態の梁の要部の説明的断面図。 本実施形態の梁の要部を示す斜視図。 本実施形態の梁の要部の説明的平面図。 本実施形態の梁の溶接作業を示す説明図。 補強部材の変形例を示す斜視図。 補強部材の変形例を示す斜視図。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、作業機械としての油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２上に旋回軸受部３を介して旋回可能に設けられた上部旋回体４と、上部旋回体４に設けられた作業装置５とを備えている。上部旋回体４の前側横にはキャブ６が搭載され、後側にはエンジンなどの機械室７やカウンタウエイト８が搭載されている。

上部旋回体４は、図２に示す旋回フレーム９を備え、旋回フレーム９は、旋回軸受部３により旋回自在に支持される一対のセンターフレーム１０と、各センターフレーム１０の側方に設けられたサイドフレーム１１とを備えている。両センターフレーム１０は前後に向かう水平方向を長手方向として互いに平行に設けられている。

センターフレーム１０は、旋回中心の近傍に位置する後述のブームフートピン取付孔１４を設けた箇所が最も高く形成されており、機体後方側が低く形成されている。

また、センターフレーム１０は、側面部１０ａと、側面部１０ａの上部に一体に設けられて側方に張り出す上面部１０ｂと、側面部１０ａの下部に一体に設けられて側方に張り出す底面部１０ｃとにより、Ｉ字形断面に形成されている。

サイドフレーム１１は、複数の梁１２と、枠材１３とで構成されている。各梁１２は、センターフレーム１０に対して交差する方向に長手に形成されており、一端がセンターフレーム１０に溶接されてセンターフレーム１０と一体に設けられている。サイドフレーム１１には、キャブ６、燃料タンク、作動油タンク、ラジエータ、バッテリ等の搭載物が搭載される。

センターフレーム１０のブームフートピン取付孔１４およびブームシリンダ取付孔１５には、図１に示すように、ブーム１６およびこのブーム１６を回動するブームシリンダ１７が軸支され、ブーム１６の先端にアーム１８がアームシリンダ１９により回動されるように軸支され、このアーム１８の先端にバケット２０がバケットシリンダ２１により回動されるように軸支されている。

ここで図２に示す各梁１２のうち、センターフレーム１０の後方側に溶接された、本発明の要旨に係る梁（以下、後部梁１２０という）について説明する。後部梁１２０は、図３に拡大して示すように、下縁に沿って水平方向の折り曲げ部を有する帯板状の基部１２１と、基部１２１の前側に固定された補強部材１２２とを備えている。

基部１２１の一端部（センターフレーム１０に溶接する側の端部）の上側には、切欠き部１２１ａが形成されている。更に、切欠き部１２１ａに連続して基部１２１の上縁に向って次第に上昇する方向に傾斜する傾斜部１２１ｂが形成されている。

補強部材１２２は、基部１２１よりも厚み寸法が大とされ、厚み方向を上下に向けて後方側の面（当接面）を基部１２１の板面に当接している。このとき、補強部材１２２の当接面と同一面の一部には、切欠き部１２１ａの上縁から露出する露出部１２２ａが形成される。そして、この露出部１２２ａによって、切欠き部１２１ａの上縁との間に段差１２３が形成される。

図４に示すように、切欠き部１２１ａの上縁と補強部材１２２の露出部１２２ａとによる段差１２３は、溶接が施されることによって、第１溶接部２２が形成される。第１溶接部２２が形成されることにより、後部梁１２０の一端縁においては、基部１２１の上縁と補強部材１２２との境界が、角張った形状にならず、滑らかに繋がった形状になる。これにより、後部梁１２０の一端縁をセンターフレーム１０の側面に溶接するとき、基部１２１と補強部材１２２との境界で溶接が途切れることなく溶接作業を進めることができ、基部１２１から補強部材１２２にかけて第１溶接部２２を介して連続する第２溶接部２３が形成される。

また、図５に示すように、補強部材１２２には、基部１２１の板面に当接する面から露出部１２２ａの一部にかけての上側角部に、面取り部１２２ｂが形成されている。

面取り部１２２ｂに溶接を施すことにより基部１２１と補強部材１２２とを一体接合するときには、図６に示すように、面取り部１２２ｂの位置には第３溶接部２４が形成される。第３溶接部２４により、基部１２１と補強部材１２２とが一層強固に一体化される。また、第３溶接部２４と第１溶接部２２とを連続して形成することができ、溶接による接合強度が向上するだけでなく溶接施工も容易となる。

更に、補強部材１２２の面取り部１２２ｂの一部が露出部１２２ａの一部まで延びて形成されていることにより、面取り部１２２ｂの一部が切欠き部１２１ａの上縁から露出する。これによれば、第３溶接部２４と第１溶接部２２とを連続して形成する際に、第３溶接部２４と第１溶接部２２との境界部分を滑らかに溶接することができ、「のど厚」を大きくすることができるため、溶接強度が確保できる。

なお、後部梁１２０の構成の要部を詳細に示すために図２、図３及び図５においては第１溶接部２２、第２溶接部２３及び第３溶接部の図示を省略している。

以上の構成による後部梁１２０は、基部１２１に切欠き部１２１ａを設けたことによって、図７に示すように、第２溶接部２３を形成する溶接施工時に、溶接トーチ２５の作業スペースが確保でき、センターフレーム１０の上面部１０ｂが張り出し部分に溶接トーチ２５が干渉することなく溶接施工を行うことができる。更に、後部梁１２０の基部１２１には傾斜部１２１ｂが形成されていることにより、基部１２１への溶接トーチ２５の干渉も防止できる。

また、図４に示すように、後部梁１２０の基部１２１の上縁（切欠き部１２１ａの上縁）と補強部材１２２の露出部１２２ａとで形成される段差１２３を第１溶接部２２で埋めることで、基部１２１と補強部材１２２との強固な接合状態を形成することができる。しかも、上述したように、第１溶接部２２が基部１２１と補強部材１２２との境界を滑らかに繋ぐので、基部１２１と補強部材１２２とで連続する第２溶接部２３を形成して後部梁１２０とセンターフレーム１０との強固な接合状態を得ることができる。

そして、本実施形態の後部梁１２０のように帯板状の基部１２１に補強部材１２２を連結し、基部１２１から補強部材１２２にかけて連続する第２溶接部２３によってセンターフレーム１０との接合状態を形成することにより、後部梁１２０の強度を十分に向上させながら、梁の構造を簡単としてコストを抑えることができる。

後部梁１２０においては、図８及び図９に示すように、他の形状の補強部材１２４を設けることも可能である。即ち、当該補強部材１２４の側面上側部を、基部１２１の切欠き部１２１ａの上縁から露出させることで露出部１２４ａを形成し、基部１２１の切欠き部１２１ａの上縁と露出部１２４ａとによる段差１２３に第１溶接部２２を形成することができる。

なお、本実施形態では、本発明に係る梁としてセンターフレーム１０の後部側に溶接した後部梁１２０について説明したが、後部梁１２０以外の梁１２にも本発明の構成を適用することが可能である。

また、本実施形態では、作業機械として油圧ショベル１を示したが、これに限定されるものではなく、図示しないが例えば自走型のクレーン等にも適用できる。

１…油圧ショベル（作業機械）、２…下部走行体、４…上部旋回体、１０…センターフレーム、１１…サイドフレーム、１２…梁、１２０…後部梁（梁）、１２１…基部、１２１ａ…切欠き部、１２１ｂ…傾斜部、１２２…補強部材、１２２ａ…露出部、１２２ｂ…面取り部、１２３…段差、２２…第１溶接部、２３…第２溶接部、２４…第３溶接部

Claims (4)

1. 下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体とを備え、該上部旋回体が、作業装置を支持して前後方向に延設されたセンターフレームと、該センターフレームの側面に溶接された梁により構成されるサイドフレームとを備える作業機械において、
   前記梁は、前記センターフレームに対して交差方向に延びる帯板状の基部と、該基部の前後方向を向く一方の板面に取付られた補強部材とを備え、前記基部と前記補強部材とが共に前記センターフレームに溶接されており、
   前記補強部材は、前記基部に当接する側の面に該基部の上縁から露出する露出部を備え、
   前記梁は、該基部の上縁と前記補強部材の露出部とにより形成される段差を埋める第１溶接部を備え、
   前記センターフレームは、該センターフレームの側面に当接状態の補強部材から梁にかけて連続する第２溶接部を備えることを特徴とする作業機械。
2. 前記補強部材の前記露出部は、前記梁の基部に形成された切欠き部の上縁から露出し、前記第１溶接部は前記切欠き部と前記補強部材の露出部とにより形成される段差を埋めて形成されていることを特徴とする請求項１記載の作業機械。
3. 前記梁は、前記切欠き部の上縁から該切欠き部を除く上縁に向かう傾斜部を備えることを特徴とする請求項２記載の作業機械。
4. 前記梁の基部の板面に当接する前記補強部材の面のうち、前記露出部に隣接する上側角部に面取り部を設け、該面取り部と梁の板面との間に前記第１溶接部に連続する第３溶接部を設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の作業機械。