JP2024039382A - 作業機械のフレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】上方向荷重に対して強度アップを図ることができるフレーム構造を提供する。【解決手段】前後方向に延びる縦板１３を含むセンターセクション１１と、一端が縦板１３に結合され他端側が縦板１３から左方または右方へ延在する横梁１８を含むサイドデッキ１２とを備える作業機械のアッパーフレームにおいて、上面２１ｕおよび下面２１ｄを有し一方側を縦板１３に溶接されるとともに他方側を横梁１８に溶接される補強板２１を有し、センターセクション１１とサイドデッキ１２との間には溶接トーチＴｄが差し込まれるトーチ干渉回避空間が設けられる。これにより溶接トーチＴｄはセンターセクション１１およびサイドデッキ１２と干渉することなく、補強板２１の下面２１ｄ側と縦板１３とを溶接する。【選択図】図３

Description

本発明は、建設機械や農業機械等の作業機械に関し、特にアッパーフレームを補強する構造に関する。

油圧ショベルのアッパーフレームとして従来、例えば特開２０１８－０５３４５２号公報（特許文献１）に記載のものが知られている。かかる特許文献に記載のアッパーフレームは、下部走行体上に設けられた上部旋回体のフレームであって、センターフレーム（センターセクションともいう）と、このセンターフレームの幅方向左右両側に設けられるサイドフレーム（サイドデッキともいう）を備える。

センターフレームは、縦板としての側面部と、側面部の上部に一体に設けられて側方に張り出す上板としての上面部と、側面部の下部に一体に設けられて側方に張り出す底板としての底面部とにより、Ｉ字形断面に形成されている。サイドフレームは、複数の梁および枠材で構成されている。各梁は、センターフレームに対して交差する方向に長手に配列され、各梁の一端がセンターフレーム側面部に溶接されてセンターフレームと一体に設けられている。

サイドフレーム梁の一端とセンターフレーム側面部の溶接箇所には板状の補強部材がさらに溶接されている。具体的には、梁の一端の上部に補強部材があてがわれ、補強部材の上面とセンターフレーム側面が溶接される。補強部材下面とセンターフレーム側面は溶接されていない。サイドフレーム梁は、上側を縦板とし下側を横板とするＬ字断面であり、梁の一端がセンターフレーム側面に突き合わされて溶接される。ここでサイドフレーム梁の横板の上面側がセンターフレーム側面に溶接され、サイドフレーム梁の横板の下面側とセンターフレーム側面は溶接されていない。センターフレーム底面部はサイドフレーム梁の横板の下面に下方から被さる。

特開２０１８－０５３４５２号公報 図３ 図４

上述したように特許文献１では、センターフレーム梁の下面側がセンターフレーム溶接されていない。かかる従来の構造だと、上方向荷重がサイドデッキに付与されることによって梁の下面とセンターフレーム側面の溶接箇所で強度が不足する懸念がある。

特に、センターフレーム底板に設けられる旋回軸ベアリングが大径になる場合、旋回軸ベアリングが設けられる当該底板がセンターフレーム縦板から大きく突出してサイドフレームに広く被さってしまい、サイドフレーム下面とセンターフレームを溶接することが益々困難になる。

本発明は、上述の実情に鑑み、上方向荷重に対して強度アップを図ることができるフレーム構造を提供することを目的とする。

この目的のため本発明による作業機械のフレーム構造は、前後方向に延びる縦板を含むセンターセクションと、一端が縦板に結合され他端側が縦板から左方または右方へ延在する横梁を含むサイドデッキとを備える作業機械のアッパーフレームにおいて、上面および下面を有し一方側を前記縦板に溶接されるとともに他方側を横梁に溶接される補強板を有し、センターセクションとサイドデッキとの間には補強板の下面側と縦板とを溶接する溶接トーチがこれらセンターセクションおよびサイドデッキと干渉することを回避するトーチ干渉回避空間が設けられることを特徴とする。

かかる本発明によれば、溶接トーチをトーチ干渉回避空間に差し込み、補強板の下面側とセンターセクションの縦板を溶接することが可能となる。したがって横梁に過大な上方向荷重が繰り返し付与されても、補強板の下面側から補強板とセンターセクション縦板の溶接箇所の強度アップを図ることができる。またセンターセクションが底板を有し、センターセクション縦板の下縁にセンターセクション底板が結合する場合であっても、センターセクション底板と補強板との間にトーチ干渉回避空間か確保される。

補強板の姿勢は限定されないが、本発明の一局面として、センターセクションは縦板の下縁と一体結合して補強板の下面と対向する底板を含み、補強板は横梁の一方側から他方側へ向かうほど上側になるよう傾斜する傾斜部を含み、トーチ干渉回避空間は傾斜部と底板との間に構成される。かかる局面によれば、補強板の傾斜部が、横梁に付与される上方向荷重および下方向荷重を受け持つことから、サイドデッキとセンターセクションの溶接箇所の強度アップを図ることができる。

本発明の好ましい局面として、補強板の他方側は横梁の上下方向中央部に溶接される。かかる局面によれば、横梁の曲げモーメントによって発生する応力集中を回避することができる。

横梁の形状は特に限定されない。本発明の他の局面として、横梁は梁縦板および梁縦板の上縁から前方および後方の少なくとも一方に広がる梁上板を含み、横梁の延在方向中央領域の梁縦板下縁は横梁の一端部の梁縦板下縁よりも低い位置とされ、これら梁縦板下縁同士の連続箇所で段差を構成し、補強板は一端部の梁縦板下縁に沿って溶接され、トーチ干渉回避空間は、補強板の下面側で、センターセクションの縦板と横梁の段差との間に構成される。かかる局面によれば、段差よりも横梁の一端側下縁が切り欠かれてトーチ干渉回避空間が区画される。したがって補強板の下面側とセンターセクションの縦板を溶接することが可能となり、補強板の下面側とセンターセクションの縦板が溶接され、溶接箇所の強度アップを図ることができる。

横梁の長手方向に関し、補強板の長さは特に限定されない。本発明の一局面として補強板は、横梁の一端部のみに配置され、横梁の延在方向中央部から離隔する。本発明の他の局面として補強板は、横梁の一端部から横梁の延在方向中央領域へ広がり、横梁の他端部から離隔もよい。本発明の他の局面として補強板は、横梁の一端部から他端部まで広がってもよいし、横梁の他端部と結合する枠材に溶接されてもよい。

アッパーフレームの前後方向に関し、補強板の大きさは特に限定されない。本発明の一局面として補強板は、横梁の一端部の梁縦板下縁の前側および後側に跨って広がる。

補強板の形状は特に限定されない。本発明の一局面として補強板は、横梁の延在方向中央領域の梁縦板が差し込まれるスリットを有し、横梁の延在方向中央領域の梁縦板は、スリットで補強板に溶接される。

補強板の配置は特に限定されない。本発明の好ましい局面として、横梁の梁縦板は作業機械の前後方向に間隔を空けて２枚設けられ、横梁の上板は前側の梁縦板の上縁および後側の梁縦板の上縁と一体結合し、補強板は前側梁縦板および後側梁縦板に跨って広がる。

このように本発明によれば、補強板の下面側とセンターセクションを溶接することが可能となり、上方向荷重に対してアッパーフレームの強度アップを図ることができる。

本発明の第１実施形態になるフレーム構造を示す斜視図である。 第１実施形態の補強板および溶接箇所を示す図である。 第１実施形態の溶接箇所を示す正面図である。 本発明の第２実施形態になるフレーム構造を示す斜視図である。 第２実施形態の補強板および溶接箇所を示す図である。 本発明の第３実施形態になるフレーム構造を示す斜視図である。 第３実施形態の補強板および溶接箇所を示す図である。 第３実施形態の溶接箇所を示す正面図である。 本発明の第４実施形態を示す図である。 本発明の第５実施形態を示す図である。 本発明の第６実施形態になるフレーム構造を示す斜視図である。 第６実施形態の補強板および溶接箇所を示す図である。 第６実施形態の溶接箇所を示す正面図である。 本発明の第７実施形態になるフレーム構造を示す斜視図である。 第７実施形態の補強板および溶接箇所を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態になるアッパーフレームの構造を示す全体斜視図である。アッパーフレーム１０は、作業機械の上部旋回体のフレームであり、図示しない旋回ベアリングを介して、下部走行体に搭載される。作業機械は、建設機械や農業機械やその他の作業を行う機械である。本実施形態のアッパーフレーム１０は、例えば油圧ショベルに搭載される。

略矩形のアッパーフレーム１０は、アッパーフレーム幅方向中央部に配置されるセンターセクション１１と、アッパーフレーム幅方向左右両側にそれぞれ配置されるサイドデッキ１２を備える。センターセクション１１は、アッパーフレーム前後方向に延びて互いに対向配置される１対の縦板１３と、縦板１３の下端縁同士を結合する底板１５を含む。

縦板１３は、上下方向に広がる鋼板である。縦板１３の上下方向寸法は、前端１３ｂおよび後端１３ｄで小さくされ、前後方向中央部で大きくされ、このうち頂上部分１３ｃでもっと大きくされる。つまり縦板１３の上下方向寸法は、頂上部分１３ｃから前方あるいは後方に向かう程、徐々に小さくされる。

底板１５は、アッパーフレーム前後方向およびアッパーフレーム幅方向（以下、単に前後方向および幅方向ともいう）に広がる鋼板である。底板１５の中心領域には、図示しない旋回ベアリングが設けられる。旋回ベアリングの外径は、１対の縦板１３，１３間距離よりも小さくてもよいし、あるいは大きくてもよい。

頂上部分１３ｃには、ブームフートピン取付孔１３ｆが貫通形成される。ブームフートピン取付孔１３ｆには、図示しないピンを介してショベルのブームが連結される。前端１３ｂには、ブームシリンダ取付孔１３ｇが貫通形成される。ブームシリンダ取付孔１３ｇには、図示しないピンを介してブームの動作させるブームシリンダが連結される。

サイドデッキ１２は、前後方向に延びる枠材１４と、幅方向に延びる横梁１６，１８を含む。横梁１６，１８は、前後方向に間隔を空けて複数本設けられる。また横梁１６，１８は、自身の前後方向位置や、横梁１６，１８上に載置される機材（図略）に応じて、異なる断面形状が適宜選定される。本実施形態では、アッパーフレーム１０の前後方向中央部に配置される横梁１８が、梁縦板２２および梁上板２４とで構成される。横梁１８の一端は、センターセクション１１の縦板１３に溶接される。横梁１８の他端は、枠材１４に溶接される。枠材１４は、例えば断面Ｄ字形状のＤチューブ、あるいは図示はしなかったが断面Ｃ字形状のＣチューブである。

横梁１８と縦板１３に跨って補強部材としての補強板２１が溶接される。第１実施形態の補強板２１は、センターセクション１１側を下としサイドデッキ１２側が上とする傾斜姿勢で取り付けられる。

図２は補強板および溶接箇所を示す図面であって、（ａ）は補強板２１のみを示す図であり、（ｂ）は補強板２１の取付状態を梁上板２４から見下ろした状態を示す平面図であり、（ｃ）は同取付状態をサイドデッキ１２側から横梁１８の延在方向にみた図である。

まず縦板１３につき補足説明すると、一枚物の縦板１３は、図２（ｂ）に示すように元々厚み寸法の異なる２枚の鋼板１３ｄ，１３ｇを、前後に配列し、両者の縁同士を溶接で接合したものである。かかる溶接痕は、図２（ｃ）に示すように、上下方向に延びるビード１３ｋ（溶接継目）である。図２（ｂ）に示すようにビード１３ｋは縦板１３の外側面（サイドデッキ１２側の面）に設けられ、縦板１３の幅方向外側面を面一とされる。これに対し、縦板１３の内側面（縦板１３，１３同士が向き合う面）には段差状の継目１３ｊがある。継目１３ｊは溶接されていてよい。

第１実施形態の横梁１８は、いわゆるチャンネル鋼であり、１対の平行な梁縦板２２，２２と、梁縦板２２，２２の上縁同士を結合する梁上板２４を含み、下向き開口の姿勢とされる。横梁１８の一端はビード１３ｋと交差する位置で縦板１３に溶接される。具体的には梁上板２４がビード１３ｋと交差し、梁縦板２２，２２はビード１３ｋよりも前方および後方に配置される。梁縦板２２の両面は前後方向に指向することから、前面あるいは後面とも称される。

図２（ａ）を参照して、平坦な鋼板である補強板２１には、スリット２３が設けられる。センターセクション１１側を一方縁２５としサイドデッキ１２側を他方縁２７としてスリット２３は、他方縁２７を始端として他方縁２７から一方縁２５に向かって延び、一方縁２５に達することなく途中で終了する。第１実施形態では、２本のスリット２３，２３が平行に配設され、スリット２３，２３の間隔が梁縦板２２，２２の間隔に対応する。本実施形態の補強板２１は全体的に板厚一定である。ただし後述するＶ字開先あるいは他の開先を実現するため、一方縁２５には面取り加工され、その板厚は先細にされる。

補強板２１の外縁形状は、一方縁２５が直線形状とされ、他方縁２７が非直線形状、例えばスリット２３近傍で一方縁２５から最も離れ、スリット２３から遠い部位で一方縁２５に近くなるようにされる。以下の説明ではスリット２３，２３間の外縁を切欠縁２９ともいう。あるいは図示しない変形例として、一方縁２５とは反対側の外縁も直線形状とされることで、補強板２１は四角形状にされてもよい。

スリット２３に梁縦板２２が差し込まれ、スリット２３に沿って補強板２１と梁縦板２２が溶接される。また補強板２１の一方縁２５が他方縁２７よりも下方に配置され、補強板２１は傾斜姿勢でセンターセクション１１およびサイドデッキ１２に溶接される。一方縁２５は、上面２１ｕ側で縦板１３の外側面とＶ字開先をなし、補強板２１の上面２１ｕ側で縦板１３の外側面に溶接される。また一方縁２５は、下面２１ｄ側でセンターセクション１１の表面とＶ字開先をなし、下面２１ｄ側で縦板１３の外側面に溶接される。かかる溶接痕は、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、前後方向に延びる上面側ビード２５ｕおよび下面側ビード２５ｄである。

図３はセンターセクションとサイドデッキの溶接箇所を示す正面図であり、アッパーフレーム前後方向にみた状態を表す。傾斜姿勢の補強板２１に関し、補強板２１の下面２１ｄは底板１５と対向し、補強板２１の上面２１ｕは縦板１３と対向する。図３中の（ａ）（ｂ）に示すように、センターセクション１１とサイドデッキ１２との間には、溶接トーチＴｄ、Ｔｕがセンターセクション１１およびサイドデッキ１２と干渉することを回避するトーチ干渉回避空間が設けられる。

具体的には図３（ａ）に示すように補強板２１の下面２１ｄと底板１５との間にトーチ干渉回避空間が区画され、当該空間に溶接トーチＴｄが差し込まれる。溶接トーチＴｄの先端は、縦板１３外側面および補強板２１の下面２１ｄの突き合わせ部分に到達し、両者を溶接することによって下面側ビード２５ｄを生成する。下面側ビード２５ｄは、以前より存在している縦板１３外側面と底板１５上面とのビード１５ｕに被さり、当該ビードの一部あるいは全部に溶け込むように形成される。

また図３（ｂ）に示すように補強板２１の上面２１ｕと縦板１３との間にもトーチ干渉回避空間が区画され、当該空間に溶接トーチＴｕが差し込まれる。溶接トーチＴｕの先端は、縦板１３外側面および補強板２１の上面２１ｕの突き合わせ部分に到達し、両者を溶接することによって上面側ビード２５ｕを生成する。

トーチ干渉回避空間は溶接トーチＴｄ、Ｔｕの先端外径よりも大きな空間であり、少なくとも溶接トーチＴｄ、Ｔｕの先端部分が出入可能であり、好ましくは溶接トーチＴｄ、Ｔｕ全体が出入可能である。

図３（ａ）に示すように、横梁１８の一端部のうち梁縦板２２には、切欠部２２ｕ，２２ｄと、切欠部２２ｕ，２２ｄの間でセンターセクション１１側へ突出する舌部２２ｔが形成される。舌部２２ｔは傾斜角度αで縦板１３に指向する。溶接トーチＴｄが切欠部２２ｄに通されることにより、下面側ビード２５ｄは切欠部２２ｄを通り抜けるよう前後に延び、梁縦板２２と補強板２１の溶接長を確保することができる（図２（ｃ））。また図３には示さなかったが溶接トーチＴｕが切欠部２２ｕに通されることにより、上面側ビード２５ｕは切欠部２２ｕを通り抜けるよう前後に延び、縦板１３と補強板２１の溶接長を確保することができる（図２（ｂ））。そして梁縦板２２の舌部２２ｔは補強板２１のスリット２３に差し込まれたまま溶接されることから、梁縦板２２と補強板２１の溶接長を確保することができる。図３（ｂ）を参照して、補強板２１のうち他方縁２７を含む他方側は、梁縦板２２に溶接される。具体的には横梁１８の上下方向中央部に溶接される。

なお第１実施形態は梁縦板２２を２枚含むが、後述する第２実施形態のように梁縦板２２が１枚の場合では切欠部２２ｕを省略可能である。参考のため図３（ｂ）では切欠部２２ｕが設けられない場合を表す。梁縦板２２が１枚の場合、梁縦板２２の前面側および後面側のそれぞれのトーチ干渉回避空間に溶接トーチＴｕ，Ｔｄを差し込めばよい。横梁１８の延在方向に対する補強板２１の傾斜角度αは、２０°以上７０°以下の範囲に含まれる所定値である。

第１実施形態によれば、補強板２１下面側と縦板１３が下面側ビード２５ｄによって溶接されることから、図３に示すように上方向荷重Ｆが横梁１８に付与されても、下面側ビード２５ｄが上方向荷重Ｆを支持し、補強板２１と縦板１３の溶接箇所が補強板２１の下面側から破断してしまうルート割れを防止することができる。特に底板１５に設けられる旋回ベアリングが縦板１３，１３間距離よりも大径の場合、上方向荷重Ｆが従来よりも大きくなるので、第１実施形態の実益が大きくなる。

補強板２１は、横梁１８の中立軸Ｖａよりも下方に配置される。このように下方に配置すれば横梁１８の断面２次モーメントを大きくできる為、アッパーフレーム１０の剛性を確保することができる。特に図１中の横梁１６，１８，１６上にタンクあるいは他の重量物が搭載される場合に実益が大きくなる。補強板２１の一方側および他方側は中立軸Ｖａよりも下方に位置するが、図示しない変形例として補強板２１の他方側が中立軸Ｖａと重なってもよいし、あるいは中立軸Ｖａよりも上方に配置されてもよい。本明細書でいう中立軸とは、横梁に曲げモーメントが生じたとき、断面内に応力度が生じない位置のことをいう。

なお底板１５の外縁１５ｆは、補強板２１の真下に位置する。あるいは変形例として底板１５は、縦板１３を越えてサイドデッキ１２側へ大きく張り出してもよい。変形例の底板１５の外縁１５ｇは、補強板２１よりも幅方向外側に位置する。

次に本発明の第２実施形態を説明する。図４は第２実施形態のフレーム構造を示す斜視図であり、図１中の一点鎖線による囲み部分に対応する。図５は、第２実施形態の補強板を示す図であり、図２各図に対応する。前述した図３は、符号２１を符号３１と読み替えて第２実施形態に準用され、外縁１５ｇが補強板３１よりも幅方向外側に位置する。第２実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。

図４に示すように第２実施形態の横梁１８は、断面逆Ｌ字状に形成され、換言すると１枚の梁上板２４および１枚の梁縦板２２で構成される。梁上板２４には、図示しないタンクあるいは機器を取付固定するための貫通孔２４ｈが設けられる。これにより横梁１８は下方からタンク等を支持する。図５に示すように第２実施形態の補強板３１は、略二等辺三角形状であり、一方縁２５から最も離れている他方縁２７において１本のスリット２３が形成される。補強板３１は、図３中の補強板２１と同様に、傾斜角度αの傾斜姿勢でセンターセクション１１およびサイドデッキ１２に溶接される。

第２実施形態のアッパーフレームも、前述した実施形態と同様に、図３に示す上方向荷重Ｆに対する強度アップと、逆向きの下方向荷重Ｐに対する強度アップを図ることができる。

なお図示しない変形例として、図５（ａ）に示す補強板３１をスリット２３に沿って延びる仮想直線で分割し、分割された２枚の補強板の少なくとも一方を、図３（ｂ）に示すように梁縦板２２の前面および後面の少なくとも一方に溶接してもよい。

次に本発明の第３実施形態を説明する。図６は第３実施形態のフレーム構造を示す斜視図であり、図１紙面上側に示すようにアッパーフレーム中の囲み部分の位置に相当する。図７は補強板および溶接箇所を示す図面であって、（ａ）は補強板のみを示す図であり、（ｂ）は補強板の取付状態を梁上板２４から見下ろした状態を示す平面図であり、（ｃ）および（ｄ）は同取付状態をサイドデッキ１２側から横梁１８の延在方向にみた断面図である。図８はセンターセクションとサイドデッキの溶接箇所を示す正面図であり、アッパーフレーム前後方向にみた状態を表す。第３実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。第３実施形態では前述した補強板２１，３１に代えて補強板３４を設ける。補強板３４は基本的に前述した補強板２１（図２）と共通する形状である。

図７（ａ）に示すようにスリット２３は補強板３４の他方縁２７を始端として一方縁２５に向かって真っ直ぐ延び、他方縁２７および一方縁２５間の途中で終了する。スリット２３の延在方向と同じ方向にスリット２３の終端２３ｆから一方縁２５までさらに延びる一点鎖線部分にはスリットが形成されない。かかる一点鎖線部分は後述する梁縦板２２の下縁が当接する。

図７（ｃ）の断面図は図８中、横梁１８の一端部をｃ―ｃで断面とし、矢の方向にみたものである。図７（ｄ）の断面図は図８中、横梁１８の延在方向中央領域をｄ―ｄで断面とし、矢の方向にみたものである。第３実施形態の横梁１８は、いわゆるチャンネル鋼であり、１対の平行な梁縦板２２，２２と、梁縦板２２，２２の上縁同士を結合する梁上板２４を含み、下向き開口の姿勢とされる。

前後方向に延びる底板１５は、ビード１３ｋの前後方向位置とは異なる前後方向位置でビード１５ｋ（溶接継目）を含む。ビード１５ｋは幅方向に延び、前側の底板要素と後側の底板要素を一体結合する。なおビード１３ｋ，１５ｋの前後方向位置は、補強板３４の前後方向位置と重なる。

図７（ｃ）（ｄ）を対比して、また図８を参照して、梁縦板２２の下縁は、横梁１８の一端部で相対的に高い位置とされ横梁１８の延在方向中央領域で相対的に低い位置とされる。これら梁縦板下縁同士は、これらの連続箇所で段差２６を構成する。このように横梁１８の一端部において、梁縦板２２の略下半分が切り欠かれている。そして当該切り欠きの前後方向に亘ってトーチ干渉回避空間が確保され、当該空間に溶接トーチＴｄが差し込まれる。また切り欠き状の梁縦板２２下縁には、補強板上面３４ｕが当接する。具体的には、図７（ａ）を参照して、補強板上面の一点鎖線部分が梁縦板２２下縁に当接する。かかる当接状態は図７（ｃ）の断面図に表される。また当接箇所で、梁縦板２２下縁と補強板３４が互いに溶接される。かかる溶接痕はビード３３ｕである。ビード３３ｕは補強板３４の上面に沿って延びる。またビード３３ｕは、梁縦板２２の両面のうち、対を成す残りの梁縦板２２とは反対側の面に沿って延びる。

補強板３４のスリット２３と、スリット２３に差し込まれる梁縦板２２は、図７（ｄ）の断面図に表される。当該断面は図８中、ｄ―ｄ断面を矢の方向にみたものである。補強板３４と梁縦板２２はスリット２３で互いに溶接される。かかる溶接痕は上述したビード３３ｄである。ビード３３ｄは補強板３４の下面に沿って延びる。またビード３３ｄは、梁縦板２２の両面のうち、互いに対向する梁縦板２２の内側の面とは反対側の面（いわゆる外側の面）に沿って延びる。

補強板３４は、横梁１８の一端部から段差２６を越えて延在方向中央領域まで延びる。ただし補強板３４は横梁１８全長の半分未満であり、横梁１８の他端部から離隔する。

第３実施形態によれば、図８に示すようにセンターセクション１１とサイドデッキ１２の間には、トーチ干渉回避空間が設けられることから、当該空間に溶接トーチＴｄを差し込み、補強板３４下面側と縦板１３を溶接することができる。したがって補強板３４下面側が縦板１３に溶接され、横梁１８に付与される上方向荷重Ｆ（図３）に対して強度が大きくされる。

また補強板３４は、横梁１８の一端部において梁縦板２２下縁の前側および後側に跨って広がることから、横梁１８の一端部が縦板１３に強固に溶接され、横梁１８の一端部の強度がアップする。

また第３実施形態によれば、前述した実施形態と同様、補強板３４が中立軸Ｖａよりも下方に配置されることから、横梁１８上面にタンク等の重量物を搭載しても、横梁１８は重量物から付与される下方向荷重を確りと支持することができる。

ここで附言すると、トーチ干渉回避空間によって横梁１８の一端部で梁縦板２２の下側が切り欠き形状になっていて、強度が不足するとも思われる。しかしながら上述したように溶接箇所の強度アップ、および図８（ｃ）に示すように補強板３４によって横梁１８が閉断面に構成されることによって、切り欠きの形成による強度不足は解消される。

なお図示しない変形例として補強板３４を、図７（ａ）に示すスリット２３，２３に沿って真っ直ぐに延びる一点鎖線で分割し、分割された３枚の補強板の少なくとも１枚を、図７（ｂ）に示すように梁縦板２２の前面および後面の少なくとも一方に溶接してもよい。

また図示しない変形例として図７（ａ）に表される他方縁２７の位置を、スリット２３の終端２３ｆの位置に変更して、他方縁２７を一方縁２５に近づけてスリット２３を有さない補強板が可能である。かかる変形例の補強板は、一点鎖線部分で、図７（ｃ）の断面図のように横梁１８の一端部に溶接される。変形例の補強板は段差２６を越えないため、横梁１８の延在方向中央領域および他端部から離隔する。

次に本発明の第４実施形態を説明する。図９は、第４実施形態の補強板を示す図であり、前述した図７中の各図に対応する。前述した図８は、符号３４を符号３５と読み替えて第４実施形態に準用される。第４実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。

図９に示すように第４実施形態は、前述した補強板３４に代えて補強板３５を備える。補強板３５は短冊形状であり、他方縁２７を含む他方部が先細形状にされる。２枚の補強板３５は、前述した補強板３４と同様に、横梁１８の中立軸Ｖａと平行あるいは略平行な姿勢でセンターセクション１１およびサイドデッキ１２に溶接される。

第４実施形態の補強板３５は、図７（ａ）に示す第３実施形態の補強板３４の変形例であり、当該補強板３４から切欠縁２９を含む板部分を取り除いてスリット２３，２３を含む板部分が残ったものである。したがって第４実施形態の補強板３５も、第３実施形態の補強板３４のように、図３に示す上方向荷重Ｆに対する強度アップと、逆向きの下方向荷重Ｐに対する強度アップを図ることができる。

次に本発明の第５実施形態を説明する。図１０は、第５実施形態の補強板を示す図であり、前述した図７中の各図に対応する。前述した図８は、符号３４を符号３６ｈと読み替えて第５実施形態に準用される。第５実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。

図１０に示すように第５実施形態は、前述した補強板３４に代えて、３枚の補強板３６ｈ、３６ｉ，３６ｊを備える。中央の補強板３６ｉは輪郭として、一方縁２５と、他方縁２７と、切欠縁２９と、前縁３６ｌと、後縁３６ｍを有する。前縁３６ｌおよび後縁３６ｍは互いに平行に延び、これらの間隔は１対の梁縦板２２，２２に対応する。補強板３６ｉよりも前側に配列される補強板３６ｈは輪郭として、一方縁２５と、他方縁２７と、後縁３６ｋとを有する。補強板３６ｉよりも後側に配列される補強板３６ｊは輪郭として、一方縁２５と、他方縁２７と、前縁３６ｎとを有する。

図１０（ｂ）を参照して、中央の補強板３６ｉは１対の梁縦板２２，２２間に配置される。他の１枚の補強板３６ｈは、一方の梁縦板２２からみて中央の補強板３６ｉとは反対側に配置される。残り１枚の補強板３６ｈは、他方の梁縦板２２からみて中央の補強板３６ｉとは反対側に配置される。

中央の補強板３６ｉの前縁３６ｌおよび後縁３６ｍは、１対の梁縦板２２，２２のうち互いに対向する内側の面にそれぞれ溶接される。前側の補強板３６ｈの後縁３６ｋと、後側の補強板３６ｈの前縁３６ｎは、前後１対の梁縦板２２，２２のうち外側の面にそれぞれ溶接される。

図１０（ａ）を参照して、第５実施形態の補強板３６ｈ，３６ｉ，３６ｊは、図７（ａ）に示す第３実施形態の補強板３４の変形例であり、スリット２３，２３を他方縁２７から一方縁２５まで延長することによって補強板３４を分割したものである。したがって第５実施形態の補強板３６ｈ，３６ｉ，３６ｊも、第３実施形態の補強板３４のように、図３に示す上方向荷重Ｆに対する強度アップと、逆向きの下方向荷重Ｐに対する強度アップを図ることができる。

次に本発明の第６実施形態を説明する。図１１は第６実施形態のフレーム構造を示す斜視図であり、図１紙面上側に示すようにアッパーフレーム中の囲み部分の位置に相当する。図１２は補強板および溶接箇所を示す図面であって、（ａ）は補強板のみを示す図であり、（ｂ）は補強板の取付状態を梁上板２４から見下ろした状態を示す平面図であり、（ｃ）および（ｄ）は同取付状態をサイドデッキ１２側から横梁１８の延在方向にみた断面図である。図１３はセンターセクションとサイドデッキの溶接箇所を示す正面図であり、アッパーフレーム前後方向にみた状態を表す。第６実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。

第６実施形態では前述した補強板３４（図６～図８）に代えて補強板３７を設ける。補強板３７は前述した補強板３４の変形例であり、一部共通する形状である。

前述した補強板３４、３５、３６ｈ、３６ｉ，３６ｊは横梁１８の全長のうち、一端部の長さよりも若干長い寸法を有する。これに対し第６実施形態の補強板３７は、横梁１８の全長と同じ寸法を有する補強板である。図１３に示すように補強板３７の他方縁２７は、枠材１４と当接し、好ましくは枠材１４に溶接される。

具体的には図１２（ａ）を参照して、一方縁２５から切欠縁２９までの寸法が、縦板１３から段差２６までの距離よりも小さい点で、補強板３７と補強板３４は共通する。しかしながら、補強板３７の一方縁２５から他方縁２７までの寸法は、補強板３４のそれよりもはるかに大きい。また補強板３７のスリット２３は、補強板３４のスリット２３よりもはるかに長い。スリット２３の始端（他方縁２７）からスリット２３の終端２３ｆまでのスリット深さ寸法は、一方縁２５から切欠縁２９までの寸法よりも大きい。そして梁縦板２２の延在方向中央領域全体が補強板３７の長尺なスリット２３に差し込まれる。

補強板３７は、横梁１８の一端部から段差２６を越えて他端部まで延びる。なお第５実施形態の図示しない変形例として補強板は、横梁１８全長の半分前後であり、横梁１８の一端部から段差２６を越えて延在方向中央領域まで延びるが、横梁１８の他端部から離隔してもよい。あるいは別な変形例として補強板は、横梁１８全長よりも若干短い長さとされ、横梁１８の一端部から他端部まで延びるが、他方縁２７が隙間を介して枠材１４から離隔する。

第６実施形態の補強板３７によれば、横梁１８が中立軸Ｖａよりも下側で、一方端から他方端まで補強される。したがって図３に示す上方向荷重Ｆに対する強度アップと、逆向きの下方向荷重Ｐに対する強度アップが実現する。なお図示しない変形例として、スリット２３を他方縁２７から一方縁２５まで延ばして補強板３７を図１０（ａ）に示すように３分割し、これら３枚の補強板を横梁１８および縦板１３に跨って溶接してもよい。

次に本発明の第７実施形態を説明する。図１４は第７実施形態のフレーム構造を示す斜視図である。図１５は補強板および溶接箇所を示す図面であって、（ａ）は補強板のみを示す図であり、（ｂ）は補強板の取付状態を梁上板２４から見下ろした状態を示す平面図であり、（ｃ）および（ｄ）は同取付状態をサイドデッキ１２側から横梁１８の延在方向にみた断面図である。前述した図８は、符号３４を符号３５と読み替えて第７実施形態に準用される。第７実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。

第７実施形態は、基本的には前述した第４実施形態（図９）と共通するが、横梁１８は梁縦板２２を１枚有する点で第４実施形態と異なる。図１５（ｃ）および（ｄ）に示すように第２実施形態の横梁１８は、断面逆Ｌ字状に形成され、換言すると１枚の梁上板２４および１枚の梁縦板２２で構成される。

補強板３５は横梁１８の一端部に配置される。そして補強板３５のスリット２３に、段差２６および梁縦板２２が差し込まれる。補強板３５の上面３５ｕが梁縦板２２の一端部の下縁に当接する。かかる当接箇所およびスリット２３に沿って、補強板３５は梁縦板２２に溶接される。また補強板３５の一方縁２５は、下面３５ｄ側で縦板１３外側面に溶接される。この溶接痕は下面側ビード２５ｄである。

第７実施形態の補強板３５によれば、これまでに説明した各実施形態と同様、縦板１３と横梁１８の溶接箇所が補強され、サイドデッキ１２に付与される上方向荷重Ｆ（図３）およびサイドデッキ１２に付与される逆向きの下方向荷重Ｐに対して、アッパーフレームの強度がアップする。

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。例えば上述した１の実施形態から一部の構成を抜き出し、上述した他の実施形態から他の一部の構成を抜き出し、これら抜き出された構成を組み合わせてもよい。例えば、第２実施形態以降では、補強板水平方向に広がり、傾斜していない。しかし、第１実施形態に係る傾斜する補強板においても、第２以降の実施形態に係る各種構成を適用してもよい。

本発明は、車両あるいは他の機械において有利に利用される。

１０ アッパーフレーム、 １１ センターセクション、
１２ サイドデッキ、 １３ センターセクション縦板、
１４ サイドデッキ枠材、 １５ センターセクション底板
１６，１８ サイドデッキ横梁、 ２１ 補強板、 ２１ｄ 補強板下面、
２１ｕ 補強板上面、 ２２ 梁縦板、 ２２ｄ，２２ｕ 切欠部、
２３ スリット、 ２４ 梁上板、 ２５ｄ 下面側ビード、
２５ｕ 上面側ビード、 Ｔｕ，Ｔｄ 溶接トーチおよびトーチ干渉回避空間、 Ｖａ 横梁中立軸。

Claims (10)

1. 前後方向に延びる縦板を含むセンターセクションと、一端が前記縦板に結合され他端側が前記縦板から左方または右方へ延在する横梁を含むサイドデッキと、を備える作業機械のアッパーフレームにおいて、
   上面および下面を有し、一方側を前記縦板に溶接されるとともに他方側を前記横梁に溶接される補強板を有し、
   前記センターセクションと前記サイドデッキとの間には、前記補強板の前記下面側と前記縦板とを溶接する溶接トーチがこれらセンターセクションおよびサイドデッキと干渉することを回避するトーチ干渉回避空間が設けられることを特徴とする、作業機械のフレーム構造。
2. 前記センターセクションは、前記縦板の下縁と一体結合して前記補強板の下面と対向する底板を含み、
   前記補強板は、前記一方側から前記他方側へ向かうほど上側になるよう傾斜する傾斜部を含み、
   前記トーチ干渉回避空間は、前記傾斜部と前記底板との間に構成される、請求項１に記載の作業機械のフレーム構造。
3. 前記補強板の前記他方側は、前記横梁の上下方向中央部に溶接される、請求項２に記載の作業機械のフレーム構造。
4. 前記横梁は、梁縦板、および前記梁縦板の上縁から前方および後方の少なくとも一方に広がる梁上板を含み、
   前記横梁の延在方向中央領域の梁縦板下縁は、前記横梁の一端部の梁縦板下縁よりも低い位置とされ、これら梁縦板下縁同士の連続箇所で段差を構成し、
   前記補強板は前記一端部の前記梁縦板下縁に沿って溶接され、
   前記トーチ干渉回避空間は、前記補強板の下面側で、前記センターセクションの前記縦板と、前記段差との間に構成される、請求項１に記載の作業機械のフレーム構造。
5. 前記補強板は、前記横梁の前記一端部のみに配置され、前記横梁の延在方向中央部から離隔する、請求項４に記載の作業機械のフレーム構造。
6. 前記補強板は、前記横梁の前記一端部から前記延在方向中央領域へ広がり、前記横梁の他端部から離隔する、請求項４に記載の作業機械のフレーム構造。
7. 前記補強板は、前記横梁の前記一端部から他端部まで広がる、請求項４に記載の作業機械のフレーム構造。
8. 前記補強板は、前記横梁の前記一端部の前記梁縦板下縁の前側および後側に跨って広がる、請求項４に記載の作業機械のフレーム構造。
9. 前記補強板は、前記横梁の前記延在方向中央領域の前記梁縦板が差し込まれるスリットを有し、
   前記横梁の前記延在方向中央領域の前記梁縦板は、前記スリットで前記補強板に溶接される、請求項６に記載の作業機械のフレーム構造。
10. 前記横梁の前記梁縦板は、前記作業機械の前後方向に間隔を空けて２枚設けられ、
    前記横梁の前記上板は、前側の前記梁縦板の上縁および後側の前記梁縦板の上縁と一体結合し、
    前記補強板は、前記前側梁縦板および前記後側梁縦板に跨って広がる、請求項４～９のいずれかに記載の作業機械のフレーム構造。
    

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