JP3585379B2 - 建設機械の旋回フレーム及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として油圧ショベルなど建設機械，作業車両の上部旋回体における旋回フレームの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、特開平８−１６５６７９号公報に記載されている一実施例油圧ショベルの上部旋回体における旋回フレームの中央部のセンターフレーム２５を示す平面図である。図１２は、図１１に示すセンターフレーム２５の左右の側方側に、各サイドフレーム２６Ｌ，２６Ｒ（特開平８−１６５６７９号公報ではサイドデッキ２６Ｌ，２６Ｒと記載されているが、後述の説明の都合上、サイドフレームと呼ぶ）を溶着連結した状態の旋回フレーム２４を示す斜視図である。図１１及び図１２に示す旋回フレーム２４のセンターフレーム２５では、センターフレーム２５の前方部は上板２５ｃと、縦板７１，７２と、底板８４とからなる箱型形状部を形成し、この箱型形状部の後端から後方に向かって前記センタービーム２５Ａ，２５ＢをＩ型形状として一体的に形成している。
【０００３】
次に図１３は、実用新案登録第２５６１１１１号公報に記載されている建設機械の一実施例旋回フレーム２の構成を示す全体平面図である。図１３に示す旋回フレーム２では、旋回フレーム２中央部の主強度部材であるセンターフレーム６（第２５６１１１１号公報ではメインフレーム６と記載されているが、後述の説明の都合上、センターフレームと呼ぶ）の左右の両側方へ、左サイドフレーム４と右サイドフレーム５をそれぞれ張出して設けている。
【０００４】
次に図１４は、実開昭６２−４４９６４号公報に記載されている旋回フレーム１ａを示す断面図である。図１４に示す旋回フレーム１ａでは、底板２０上に立設した左右一対の縦板１５を前板（実開昭６２−４４９６４号公報では連結板と記載されているが、後述の説明の都合上、前板と呼ぶ）３ａで固着し、作業アタッチメント２１を取付けるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１１及び図１２に示す従来技術の一実施例旋回フレーム２４のセンターフレーム２５では、センターフレーム２５の前方部は上板２５ｃと、縦板７１，７２と、底板８４とからなる箱型形状部を形成しているので、その構造がかなり複雑になるとともに、鋼板部品点数と溶接工数が増大し、製造コストの面でも具合が悪い。またセンターフレーム２５の左右側方にサイドフレーム２６Ｌ，２６Ｒを溶接した後にシリンダ取付用ブラケット２７のピン穴２８の仕上加工を行うことは殆どできないので、センターフレーム２５の製作時に、前記ピン穴２８の仕上加工（機械加工）を済ましている。そのために前記センターフレーム２５に対するサイドフレーム２６Ｌ，２６Ｒの溶接を行うとき、前記ピン穴２８に溶接による歪変形がおきないように、前記ピン穴２８に近接して溶接することができない。そのために前記サイドフレーム２６Ｌ，２６Ｒの前方へのオーバハングが大きくなり、フレーム強度の不足をおこすことがある。
【０００６】
また図１３に示す従来技術の一実施例旋回フレーム２では、旋回フレーム２中央部のセンターフレーム６の左右の両側方へ、左サイドフレーム４と右サイドフレーム５をそれぞれ張出すように溶接している。すなわち、左サイドフレーム４の溶着側前方端面部ｆＬを左シリンダ取付用ブラケット３９Ｌの左ブラケット板４０Ｌに、また右サイドフレーム５の溶着側前方端面部ｆＲを右シリンダ取付用ブラケット３９Ｒの右ブラケット板４０Ｒに対して、それぞれ直接的に溶接しているが、その溶接の場合に、前記シリンダ取付用ブラケット３９Ｌ，３９Ｒの各ピン穴（図示していない）が歪変形をおこさないように、前記ピン穴に近接した溶接箇所では小さい脚長の溶接を行わなければならないので、強度不足となる不具合があった。
【０００７】
また図１４に示す従来技術の一実施例旋回フレーム１ａでは、前板３ａを後方へ向けてく字形に屈曲成形して、その前板３ａの剛性を上げることにより、一対の縦板１５の撓み変形を防止するようにしている。しかし前板３ａの屈曲部４１から、シリンダ取付用ブラケット４２の前板３ａに対する溶着側上端部４３までの距離Ｌ１がかなり長寸であるので、作業アタッチメント２１に負荷が作用したときには、前記寸法Ｌ１なる部分が変形をおこし、したがって前記縦板１５の十分な剛性を確保できなくなる。そのために作業アタッチメント２１基部取付部の剛性が低く、この部位の撓みが前記作業アタッチメント２１の揺動時間と揺動量に悪影響を及ぼし、オペレータの作業機操作性を悪くしていた。また、シリンダ取付用ブラケットと前板との接合部分が短いので、シリンダ取付用ブラケットの剛性も小さくなり、また溶着側上端部４３部分で前板に応力集中が発生するという問題もあった。
【０００８】
本発明は、建設機械の旋回フレームの強度、剛性を向上する構成及び製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、底板と、前記底板に立設された一対の縦板と、前記一対の縦板間に前記一対の縦板それぞれに対して平行に取り付けられたブラケット用縦板とを有し、前記一対の縦板間にピンにより前後方向に揺動自在にブームを連結するようにするとともに、前記縦板の前方付近と前記ブラケット用縦板とにより構成されるシリンダ取付用ブラケットに前記ブームを起伏揺動させるためのブームシリンダを枢着するようにしたセンターフレームと、前記センターセクションの側部に連結されるサイドフレームと、を有して構成される建設機械の旋回フレームにおいて、前記センターフレームの縦板の前方付近と前記サイドフレームとの間に、前記センターフレームの縦板の前方付近と底板と前記サイドフレームとを連結するつなぎ板部材を介在させた。
【００１０】
本発明によれば、つなぎ板により縦板の倒れ方向への力の作用に対する補強が行え、剛性が強化できる。このつなぎ板を縦板に形成されたシリンダ取付用ブラケット部付近に配置すれば、特にこの部分の撓み変形を防止できる。また、前記つなぎ板部材は所定の幅寸法を有するので、前記つなぎ板部材と前記サイドフレームとが溶接される溶接部から、前記シリンダ取付用ブラケットのピン穴に至るまでの距離は短くとも略前記幅寸法だけは離れている。したがって前記溶接部の溶接加工時に発生する高熱は、前記つなぎ板部材にも伝導されるが、前記シリンダ取付用ブラケット付近でかなり温度低下するので、前記ピン穴が熱影響を受けて、歪んで変形するのを防止することができる。
【００１１】
本発明の旋回フレームの製造方法としては、前記つなぎ板部材は、前記底板と前記縦板とに予め溶着し、前記つなぎ板部材に対して前記サイドフレームを溶着するのであるが、前記連結溶着を行う前のセンターフレームには、シリンダ取付用ブラケットのピン穴の仕上加工（機械加工）が行われる前の工程で、前記シリンダ取付用ブラケット付近の側方に前記つなぎ板部材を溶着しておく。そして、前記つなぎ板部材が溶着されている状態のセンターフレームに対して、前記ピン穴の仕上加工を行う。それから後の工程で、前記センターフレームに対して左右のサイドフレームを連結溶着するときには、前記つなぎ板部材と、前記サイドフレームの固定板との対応溶接部を溶接する。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の旋回フレームをそなえた油圧ショベルの一部切開要部側面図である。図において、７は油圧ショベルの下部走行体、８は下部走行体７上に旋回自在に搭載された上部旋回体、９は上部旋回体８の機体フレームである旋回フレーム、１０は旋回フレーム９の中央部を構成するセンターフレーム、１１はセンターフレーム１０の底板、１２は底板１１上に前後方向に立設された左右一対の縦板、１３は一対の縦板１２の相対する内面間に連結溶着された前板、１４は一対の縦板１２の上部の作業アタッチメント（１６）基部枢着部、１７は作業アタッチメント基部枢着部１４における縦板１２内面側に溶着されている補強用のボス板、１８はセンターフレーム１０の下方前部に設けられているシリンダ取付用ブラケット、１９は上部旋回体８に搭載されている運転室用のキャブ、２２は作業アタッチメント１６のブーム、２３はブームシリンダ、２９は作業アタッチメント基部枢着部１４に対してブーム２２基部を回動自在に連結しているピン、３０はシリンダ取付用ブラケット１８に対してブームシリンダ２３基部を回動自在に連結しているピンである。
【００１５】
図２は、図１における旋回フレーム９を示す要部平面図である。図において、３１Ｌはセンターフレーム１０の左側方に溶接連結されている左サイドフレーム、３２は左サイドフレーム３１Ｌのキャブ（１９）取付部、３３Ｌは左つなぎ板、３１Ｒはセンターフレーム１０の右側方に溶接連結されている右サイドフレーム、３３Ｒは右つなぎ板である。図３は、図２におけるセンターフレーム１０を示す拡大図である。図において、３４は縦板１２の内面と前板１３の後面とが溶接されているコーナ部に設けられている補強用のリブ板である。図４は、図３のＡより見たセンターフレーム１０の正面図である。図において、３５は作業アタッチメント基部枢着部１４に開穿されているピン２９（仮想線で示す）挿通用のピン穴、３６はシリンダ取付用ブラケット１８に開穿されているピン３０（仮想線で示す）挿通用のピン穴である。図５は、図４における左つなぎ板３３Ｌを示す斜視図である。図６は、図４における右つなぎ板３３Ｒを示す斜視図である。
【００１６】
図７は、図４におけるセンターフレーム１０のＢ−Ｂ矢視断面図である。図において、３７は後方へ向けてく字形に屈曲形成されている前板１３の屈曲部である。図８は、図２のＣ−Ｃ矢視図（断面のハッチングは省略している）であるが、左側のシリンダ取付用ブラケット１８の外側面部に溶着されている左つなぎ板３３Ｌと左サイドフレーム３１Ｌとの位置関係を示す図である。図において、３８は左サイドフレーム３１Ｌの一固定板である前部右側方板（図２参照）、４４は補強用の枠板である。図９は、図２のＤ−Ｄ矢視図であるが、右側のシリンダ取付用ブラケット１８の外側面部に溶着されている右つなぎ板３３Ｒと右サイドフレーム３１Ｒとの位置関係を示す図である。図において、４５は右サイドフレーム３１Ｒの一固定板である前部左側方板（図２参照）、４６は仕切板である。図１０は、図７のＥより見たリブ板３４を示す図である。
【００１７】
次に、本実施形態の旋回フレーム９の構成及び作用を図１〜図１０について述べる。本実施形態の旋回フレーム９は、底板１１と、前記底板１１に立設された一対の縦板１２と、前記一対の縦板１２間に前記一対の縦板１２それぞれに対して平行に取り付けられたブラケット用縦板（後述するシリンダ取付用ブラケット１８を形成する縦板で符号を付していない）とを有し、前記一対の縦板１２間にピン２９により前後方向に揺動自在にブーム２２を連結するようにするとともに、前記縦板１２の前方付近と前記ブラケット用縦板とにより構成されるシリンダ取付用ブラケット１８に前記ブーム２２を起伏揺動させるためのブームシリンダ２３を枢着するようにしたセンターフレーム１０と、前記センターフレーム１０の側部に連結される左右のサイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒと、を有して構成される建設機械（本実施形態では油圧ショベル）の旋回フレーム９において、前記センターフレーム１０の縦板１２の前方付近と底板１１と前記サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒを連結する左右のつなぎ板３３Ｌ，３３Ｒを有するようにした。
【００１８】
これによれば、前記センターフレーム１０の縦板１２の前方付近と底板１１に対する前記サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒの溶接連結には、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒを介在させることができる。すなわち、前記縦板１２の前方付近と底板１１とに予め溶着された前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒに対して、前記サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒを溶着する。これによれば、つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒが補強リブとして作用し、ブーム２２に作用するねじれ方向の力等による縦板１２の左右方向への倒れに対する補強となり、センターフレーム１０のブーム２２の取付剛性が向上でき、オペレータの作業機操作性を向上できる。また、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒはそれぞれ所定の幅寸法Ｗ１，Ｗ２（図４，図５及び図６に示す）を有するので、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒと前記サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒとが溶接される溶接部から、前記シリンダ取付用ブラケット１８のピン穴３６に至るまでの距離は、短くとも略前記幅寸法Ｗ１，Ｗ２だけはそれぞれ離れている。したがって前記溶接部の溶接加工時に発生する高熱は、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒにも伝導されるが、前記シリンダ取付用ブラケット１８付近でかなり温度低下するので、前記ピン穴３６が熱影響を受けて、歪んで変形するのを防止することができる。
【００１９】
本実施形態の旋回フレーム９の製造方法としては、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒは、前記底板１１と前記縦板１２とに予め溶着し、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒに対して前記サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒを溶着するのであるが、前記連結溶着を行う前のセンターフレーム１０には、シリンダ取付用ブラケット１８のピン穴３６の仕上加工（機械加工）が行われる前の工程で、前記シリンダ取付用ブラケット１８付近の側方に前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒを溶着しておく。そして、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒが溶着されている状態のセンターフレーム１０に対して、前記ピン穴３６の仕上加工を行う。それから後の工程で前記センターフレーム１０に対して左右のサイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒを連結溶着するときには、左つなぎ板３３Ｌと、左サイドフレーム３１Ｌの前部右側方板３８（図２及び図８に示す）とを、また右つなぎ板３３Ｒと、右サイドフレーム３１Ｒの前部左側方板４５（図２及び図９に示す）とを、それぞれ溶接して、旋回フレーム９を構成する。
【００２０】
前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒのそれぞれ縦方向の長さｌ１，ｌ２（図４，図５及び図６に示す）を、前記サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒのそれぞれデッキ部（符号を付していない）の略高さ寸法ｈ１，ｈ２（図８，図９に示す）に近似した寸法に設定し、前記シリンダ取付用ブラケット１８（を形成する縦板１２部分）付近に配置した場合では、これにより前記シリンダ取付用ブラケット１８に負荷が作用したときには、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒが補強用のリブのはたらきを発揮し、前記シリンダ取付用ブラケット１８の倒れ撓みを抑えることができる。
【００２１】
なお本実施形態の旋回フレーム９では、つなぎ板部材として、縦長の長方形の板材でつなぎ板３３Ｌ，３３Ｒを形成しているが、それに限らず、例えば図示していない箱形などのつなぎ板部材を形成することは可能である。
【００２２】
更に本実施形態では、前記前板１３は、図７に示すように後方に向けて屈曲される屈曲部３７を有して形成され、前記シリンダ取付用ブラケット１８は、前記底板１１と、前記底板１１から前記屈曲部３７に至る前板１３の平面部分（符号イで示す平面部分）に対して溶着されるようにした。
【００２３】
これによれば、前記前板１３は後方に向けて側面視く字形に形成してあっても、シリンダ取付用ブラケット１８（縦板１２とは別体に形成されている側）は屈曲部にかからないように取り付けられるので、高精度な曲げ加工精度が要求されず、曲げ加工作業性が良い。前記前板１３の厚さｔを所要に応じてかなりの厚板に設定可能となり、その厚板の前板１３によって溶接連結される前記一対の縦板１２の剛性も向上させることができる。しかも前記前板１３の下方側の平面部分イと、前記シリンダ取付用ブラケット１８の溶着面（符号ロで示す面）とを一平面で作業性良く溶接できるので溶接作業性が良好である。さらに屈曲部３７の近傍まで溶着することができるので、溶接長さを最大限とでき、前記前板１３と前記シリンダ取付用ブラケット１８の強度を向上させることができる。また、シリンダ取付用ブラケット１８の上端部での前板１３に過度の応力集中が発生しない。
【００２４】
なお図７に示すように、底板１１上面から屈曲部３７までの高さＨ１に、シリンダ取付用ブラケット１８の上方側の応力逃がし部（符号ハで示す部分）の高さＨ２（底板１１上面からの高さ）をできるだけ近付ける（高さ寸法Ｈ１とＨ２との差を最小限の寸法△Ｈだけ確保する）ことにより、前板１３とシリンダ取付用ブラケット１８の一体形の剛性を上げることができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によれば、つなぎ板により縦板の倒れ方向への力の作用に対する補強が行え、剛性が向上できる。このつなぎ板を縦板に形成されたシリンダ取付用ブラケット部付近に配置すれば、特にこの部分の撓み変形を防止できる。また、前記つなぎ板部材は所定の幅寸法を有するので、前記つなぎ板部材と前記サイドフレームとが溶接される溶接部から、前記シリンダ取付用ブラケットのピン穴に至るまでの距離は短くとも略前記幅寸法だけは離れている。したがって前記溶接部の溶接加工時に発生する高熱は、前記つなぎ板部材にも伝導されるが、前記シリンダ取付用ブラケット付近でかなり温度低下するので、前記ピン穴が熱影響を受けて、歪んで変形するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の旋回フレームをそなえた油圧ショベルの一部切開要部側面図である。
【図２】図１における旋回フレームを示す要部平面図である。
【図３】図２におけるセンターフレームを示す拡大図である。
【図４】図３のＡより見たセンターフレームの正面図である。
【図５】図４における左つなぎ板を示す斜視図である。
【図６】図４における右つなぎ板を示す斜視図である。
【図７】図４におけるセンターフレームのＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図８】図２のＣ−Ｃ矢視図である。
【図９】図２のＤ−Ｄ矢視図である。
【図１０】図７のＥより見たリブ板を示す図である。
【図１１】従来技術の一実施例油圧ショベルの上部旋回体における旋回フレームの中央部のセンターフレームを示す平面図である。
【図１２】図１１に示すセンターフレームの左右の側方側に各サイドフレームを溶着連結した状態の旋回フレームを示す斜視図である。
【図１３】従来技術の建設機械の一実施例旋回フレームの構成を示す全体平面図である。
【図１４】従来技術の他実施例旋回フレームを示す断面図である。
【符号の説明】
１ａ，２，９，２４ 旋回フレーム
３ａ，１３ 前板
４，５，２６Ｌ，２６Ｒ，３１Ｌ，３１Ｒ サイドフレーム
６，１０，２５ センターフレーム
１１，２０，８４ 底板
１２，１５，７１，７２ 縦板
１４ 作業アタッチメント基部枢着部
１６，２１ 作業アタッチメント
１８，２７，３９Ｌ，３９Ｒ，４２ シリンダ取付用ブラケット
２２ ブーム
２３ ブームシリンダ
２８，３５，３６ ピン穴
３３Ｌ，３３Ｒ つなぎ板（つなぎ板部材）
３７，４１ 屈曲部
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として油圧ショベルなど建設機械，作業車両の上部旋回体における旋回フレームの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、特開平８−１６５６７９号公報に記載されている一実施例油圧ショベルの上部旋回体における旋回フレームの中央部のセンターフレーム２５を示す平面図である。図１２は、図１１に示すセンターフレーム２５の左右の側方側に、各サイドフレーム２６Ｌ，２６Ｒ（特開平８−１６５６７９号公報ではサイドデッキ２６Ｌ，２６Ｒと記載されているが、後述の説明の都合上、サイドフレームと呼ぶ）を溶着連結した状態の旋回フレーム２４を示す斜視図である。図１１及び図１２に示す旋回フレーム２４のセンターフレーム２５では、センターフレーム２５の前方部は上板２５ｃと、縦板７１，７２と、底板８４とからなる箱型形状部を形成し、この箱型形状部の後端から後方に向かって前記センタービーム２５Ａ，２５ＢをＩ型形状として一体的に形成している。
【０００３】
次に図１３は、実用新案登録第２５６１１１１号公報に記載されている建設機械の一実施例旋回フレーム２の構成を示す全体平面図である。図１３に示す旋回フレーム２では、旋回フレーム２中央部の主強度部材であるセンターフレーム６（第２５６１１１１号公報ではメインフレーム６と記載されているが、後述の説明の都合上、センターフレームと呼ぶ）の左右の両側方へ、左サイドフレーム４と右サイドフレーム５をそれぞれ張出して設けている。
【０００４】
次に図１４は、実開昭６２−４４９６４号公報に記載されている旋回フレーム１ａを示す断面図である。図１４に示す旋回フレーム１ａでは、底板２０上に立設した左右一対の縦板１５を前板（実開昭６２−４４９６４号公報では連結板と記載されているが、後述の説明の都合上、前板と呼ぶ）３ａで固着し、作業アタッチメント２１を取付けるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１１及び図１２に示す従来技術の一実施例旋回フレーム２４のセンターフレーム２５では、センターフレーム２５の前方部は上板２５ｃと、縦板７１，７２と、底板８４とからなる箱型形状部を形成しているので、その構造がかなり複雑になるとともに、鋼板部品点数と溶接工数が増大し、製造コストの面でも具合が悪い。またセンターフレーム２５の左右側方にサイドフレーム２６Ｌ，２６Ｒを溶接した後にシリンダ取付用ブラケット２７のピン穴２８の仕上加工を行うことは殆どできないので、センターフレーム２５の製作時に、前記ピン穴２８の仕上加工（機械加工）を済ましている。そのために前記センターフレーム２５に対するサイドフレーム２６Ｌ，２６Ｒの溶接を行うとき、前記ピン穴２８に溶接による歪変形がおきないように、前記ピン穴２８に近接して溶接することができない。そのために前記サイドフレーム２６Ｌ，２６Ｒの前方へのオーバハングが大きくなり、フレーム強度の不足をおこすことがある。
【０００６】
また図１３に示す従来技術の一実施例旋回フレーム２では、旋回フレーム２中央部のセンターフレーム６の左右の両側方へ、左サイドフレーム４と右サイドフレーム５をそれぞれ張出すように溶接している。すなわち、左サイドフレーム４の溶着側前方端面部ｆＬを左シリンダ取付用ブラケット３９Ｌの左ブラケット板４０Ｌに、また右サイドフレーム５の溶着側前方端面部ｆＲを右シリンダ取付用ブラケット３９Ｒの右ブラケット板４０Ｒに対して、それぞれ直接的に溶接しているが、その溶接の場合に、前記シリンダ取付用ブラケット３９Ｌ，３９Ｒの各ピン穴（図示していない）が歪変形をおこさないように、前記ピン穴に近接した溶接箇所では小さい脚長の溶接を行わなければならないので、強度不足となる不具合があった。
【０００７】
また図１４に示す従来技術の一実施例旋回フレーム１ａでは、前板３ａを後方へ向けてく字形に屈曲成形して、その前板３ａの剛性を上げることにより、一対の縦板１５の撓み変形を防止するようにしている。しかし前板３ａの屈曲部４１から、シリンダ取付用ブラケット４２の前板３ａに対する溶着側上端部４３までの距離Ｌ１がかなり長寸であるので、作業アタッチメント２１に負荷が作用したときには、前記寸法Ｌ１なる部分が変形をおこし、したがって前記縦板１５の十分な剛性を確保できなくなる。そのために作業アタッチメント２１基部取付部の剛性が低く、この部位の撓みが前記作業アタッチメント２１の揺動時間と揺動量に悪影響を及ぼし、オペレータの作業機操作性を悪くしていた。また、シリンダ取付用ブラケットと前板との接合部分が短いので、シリンダ取付用ブラケットの剛性も小さくなり、また溶着側上端部４３部分で前板に応力集中が発生するという問題もあった。
【０００８】
本発明は、建設機械の旋回フレームの強度、剛性を向上する構成及び製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、底板と、前記底板に立設された一対の縦板と、前記一対の縦板間に前記一対の縦板それぞれに対して平行に取り付けられたブラケット用縦板とを有し、前記一対の縦板間にピンにより前後方向に揺動自在にブームを連結するようにするとともに、前記縦板の前方付近と前記ブラケット用縦板とにより構成されるシリンダ取付用ブラケットに前記ブームを起伏揺動させるためのブームシリンダを枢着するようにしたセンターフレームと、前記センターセクションの側部に連結されるサイドフレームと、を有して構成される建設機械の旋回フレームにおいて、前記センターフレームの縦板の前方付近と前記サイドフレームとの間に、前記センターフレームの縦板の前方付近と底板と前記サイドフレームとを連結するつなぎ板部材を介在させた。
【００１０】
本発明によれば、つなぎ板により縦板の倒れ方向への力の作用に対する補強が行え、剛性が強化できる。このつなぎ板を縦板に形成されたシリンダ取付用ブラケット部付近に配置すれば、特にこの部分の撓み変形を防止できる。また、前記つなぎ板部材は所定の幅寸法を有するので、前記つなぎ板部材と前記サイドフレームとが溶接される溶接部から、前記シリンダ取付用ブラケットのピン穴に至るまでの距離は短くとも略前記幅寸法だけは離れている。したがって前記溶接部の溶接加工時に発生する高熱は、前記つなぎ板部材にも伝導されるが、前記シリンダ取付用ブラケット付近でかなり温度低下するので、前記ピン穴が熱影響を受けて、歪んで変形するのを防止することができる。
【００１１】
本発明の旋回フレームの製造方法としては、前記つなぎ板部材は、前記底板と前記縦板とに予め溶着し、前記つなぎ板部材に対して前記サイドフレームを溶着するのであるが、前記連結溶着を行う前のセンターフレームには、シリンダ取付用ブラケットのピン穴の仕上加工（機械加工）が行われる前の工程で、前記シリンダ取付用ブラケット付近の側方に前記つなぎ板部材を溶着しておく。そして、前記つなぎ板部材が溶着されている状態のセンターフレームに対して、前記ピン穴の仕上加工を行う。それから後の工程で、前記センターフレームに対して左右のサイドフレームを連結溶着するときには、前記つなぎ板部材と、前記サイドフレームの固定板との対応溶接部を溶接する。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の旋回フレームをそなえた油圧ショベルの一部切開要部側面図である。図において、７は油圧ショベルの下部走行体、８は下部走行体７上に旋回自在に搭載された上部旋回体、９は上部旋回体８の機体フレームである旋回フレーム、１０は旋回フレーム９の中央部を構成するセンターフレーム、１１はセンターフレーム１０の底板、１２は底板１１上に前後方向に立設された左右一対の縦板、１３は一対の縦板１２の相対する内面間に連結溶着された前板、１４は一対の縦板１２の上部の作業アタッチメント（１６）基部枢着部、１７は作業アタッチメント基部枢着部１４における縦板１２内面側に溶着されている補強用のボス板、１８はセンターフレーム１０の下方前部に設けられているシリンダ取付用ブラケット、１９は上部旋回体８に搭載されている運転室用のキャブ、２２は作業アタッチメント１６のブーム、２３はブームシリンダ、２９は作業アタッチメント基部枢着部１４に対してブーム２２基部を回動自在に連結しているピン、３０はシリンダ取付用ブラケット１８に対してブームシリンダ２３基部を回動自在に連結しているピンである。
【００１５】
図２は、図１における旋回フレーム９を示す要部平面図である。図において、３１Ｌはセンターフレーム１０の左側方に溶接連結されている左サイドフレーム、３２は左サイドフレーム３１Ｌのキャブ（１９）取付部、３３Ｌは左つなぎ板、３１Ｒはセンターフレーム１０の右側方に溶接連結されている右サイドフレーム、３３Ｒは右つなぎ板である。図３は、図２におけるセンターフレーム１０を示す拡大図である。図において、３４は縦板１２の内面と前板１３の後面とが溶接されているコーナ部に設けられている補強用のリブ板である。図４は、図３のＡより見たセンターフレーム１０の正面図である。図において、３５は作業アタッチメント基部枢着部１４に開穿されているピン２９（仮想線で示す）挿通用のピン穴、３６はシリンダ取付用ブラケット１８に開穿されているピン３０（仮想線で示す）挿通用のピン穴である。図５は、図４における左つなぎ板３３Ｌを示す斜視図である。図６は、図４における右つなぎ板３３Ｒを示す斜視図である。
【００１６】
図７は、図４におけるセンターフレーム１０のＢ−Ｂ矢視断面図である。図において、３７は後方へ向けてく字形に屈曲形成されている前板１３の屈曲部である。図８は、図２のＣ−Ｃ矢視図（断面のハッチングは省略している）であるが、左側のシリンダ取付用ブラケット１８の外側面部に溶着されている左つなぎ板３３Ｌと左サイドフレーム３１Ｌとの位置関係を示す図である。図において、３８は左サイドフレーム３１Ｌの一固定板である前部右側方板（図２参照）、４４は補強用の枠板である。図９は、図２のＤ−Ｄ矢視図であるが、右側のシリンダ取付用ブラケット１８の外側面部に溶着されている右つなぎ板３３Ｒと右サイドフレーム３１Ｒとの位置関係を示す図である。図において、４５は右サイドフレーム３１Ｒの一固定板である前部左側方板（図２参照）、４６は仕切板である。図１０は、図７のＥより見たリブ板３４を示す図である。
【００１７】
次に、本実施形態の旋回フレーム９の構成及び作用を図１〜図１０について述べる。本実施形態の旋回フレーム９は、底板１１と、前記底板１１に立設された一対の縦板１２と、前記一対の縦板１２間に前記一対の縦板１２それぞれに対して平行に取り付けられたブラケット用縦板（後述するシリンダ取付用ブラケット１８を形成する縦板で符号を付していない）とを有し、前記一対の縦板１２間にピン２９により前後方向に揺動自在にブーム２２を連結するようにするとともに、前記縦板１２の前方付近と前記ブラケット用縦板とにより構成されるシリンダ取付用ブラケット１８に前記ブーム２２を起伏揺動させるためのブームシリンダ２３を枢着するようにしたセンターフレーム１０と、前記センターフレーム１０の側部に連結される左右のサイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒと、を有して構成される建設機械（本実施形態では油圧ショベル）の旋回フレーム９において、前記センターフレーム１０の縦板１２の前方付近と底板１１と前記サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒを連結する左右のつなぎ板３３Ｌ，３３Ｒを有するようにした。
【００１８】
これによれば、前記センターフレーム１０の縦板１２の前方付近と底板１１に対する前記サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒの溶接連結には、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒを介在させることができる。すなわち、前記縦板１２の前方付近と底板１１とに予め溶着された前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒに対して、前記サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒを溶着する。これによれば、つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒが補強リブとして作用し、ブーム２２に作用するねじれ方向の力等による縦板１２の左右方向への倒れに対する補強となり、センターフレーム１０のブーム２２の取付剛性が向上でき、オペレータの作業機操作性を向上できる。また、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒはそれぞれ所定の幅寸法Ｗ１，Ｗ２（図４，図５及び図６に示す）を有するので、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒと前記サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒとが溶接される溶接部から、前記シリンダ取付用ブラケット１８のピン穴３６に至るまでの距離は、短くとも略前記幅寸法Ｗ１，Ｗ２だけはそれぞれ離れている。したがって前記溶接部の溶接加工時に発生する高熱は、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒにも伝導されるが、前記シリンダ取付用ブラケット１８付近でかなり温度低下するので、前記ピン穴３６が熱影響を受けて、歪んで変形するのを防止することができる。
【００１９】
本実施形態の旋回フレーム９の製造方法としては、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒは、前記底板１１と前記縦板１２とに予め溶着し、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒに対して前記サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒを溶着するのであるが、前記連結溶着を行う前のセンターフレーム１０には、シリンダ取付用ブラケット１８のピン穴３６の仕上加工（機械加工）が行われる前の工程で、前記シリンダ取付用ブラケット１８付近の側方に前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒを溶着しておく。そして、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒが溶着されている状態のセンターフレーム１０に対して、前記ピン穴３６の仕上加工を行う。それから後の工程で前記センターフレーム１０に対して左右のサイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒを連結溶着するときには、左つなぎ板３３Ｌと、左サイドフレーム３１Ｌの前部右側方板３８（図２及び図８に示す）とを、また右つなぎ板３３Ｒと、右サイドフレーム３１Ｒの前部左側方板４５（図２及び図９に示す）とを、それぞれ溶接して、旋回フレーム９を構成する。
【００２０】
前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒのそれぞれ縦方向の長さｌ１，ｌ２（図４，図５及び図６に示す）を、前記サイドフレーム３１Ｌ，３１Ｒのそれぞれデッキ部（符号を付していない）の略高さ寸法ｈ１，ｈ２（図８，図９に示す）に近似した寸法に設定し、前記シリンダ取付用ブラケット１８（を形成する縦板１２部分）付近に配置した場合では、これにより前記シリンダ取付用ブラケット１８に負荷が作用したときには、前記つなぎ板３３Ｌ，３３Ｒが補強用のリブのはたらきを発揮し、前記シリンダ取付用ブラケット１８の倒れ撓みを抑えることができる。
【００２１】
なお本実施形態の旋回フレーム９では、つなぎ板部材として、縦長の長方形の板材でつなぎ板３３Ｌ，３３Ｒを形成しているが、それに限らず、例えば図示していない箱形などのつなぎ板部材を形成することは可能である。
【００２２】
更に本実施形態では、前記前板１３は、図７に示すように後方に向けて屈曲される屈曲部３７を有して形成され、前記シリンダ取付用ブラケット１８は、前記底板１１と、前記底板１１から前記屈曲部３７に至る前板１３の平面部分（符号イで示す平面部分）に対して溶着されるようにした。
【００２３】
これによれば、前記前板１３は後方に向けて側面視く字形に形成してあっても、シリンダ取付用ブラケット１８（縦板１２とは別体に形成されている側）は屈曲部にかからないように取り付けられるので、高精度な曲げ加工精度が要求されず、曲げ加工作業性が良い。前記前板１３の厚さｔを所要に応じてかなりの厚板に設定可能となり、その厚板の前板１３によって溶接連結される前記一対の縦板１２の剛性も向上させることができる。しかも前記前板１３の下方側の平面部分イと、前記シリンダ取付用ブラケット１８の溶着面（符号ロで示す面）とを一平面で作業性良く溶接できるので溶接作業性が良好である。さらに屈曲部３７の近傍まで溶着することができるので、溶接長さを最大限とでき、前記前板１３と前記シリンダ取付用ブラケット１８の強度を向上させることができる。また、シリンダ取付用ブラケット１８の上端部での前板１３に過度の応力集中が発生しない。
【００２４】
なお図７に示すように、底板１１上面から屈曲部３７までの高さＨ１に、シリンダ取付用ブラケット１８の上方側の応力逃がし部（符号ハで示す部分）の高さＨ２（底板１１上面からの高さ）をできるだけ近付ける（高さ寸法Ｈ１とＨ２との差を最小限の寸法△Ｈだけ確保する）ことにより、前板１３とシリンダ取付用ブラケット１８の一体形の剛性を上げることができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によれば、つなぎ板により縦板の倒れ方向への力の作用に対する補強が行え、剛性が向上できる。このつなぎ板を縦板に形成されたシリンダ取付用ブラケット部付近に配置すれば、特にこの部分の撓み変形を防止できる。また、前記つなぎ板部材は所定の幅寸法を有するので、前記つなぎ板部材と前記サイドフレームとが溶接される溶接部から、前記シリンダ取付用ブラケットのピン穴に至るまでの距離は短くとも略前記幅寸法だけは離れている。したがって前記溶接部の溶接加工時に発生する高熱は、前記つなぎ板部材にも伝導されるが、前記シリンダ取付用ブラケット付近でかなり温度低下するので、前記ピン穴が熱影響を受けて、歪んで変形するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の旋回フレームをそなえた油圧ショベルの一部切開要部側面図である。
【図２】図１における旋回フレームを示す要部平面図である。
【図３】図２におけるセンターフレームを示す拡大図である。
【図４】図３のＡより見たセンターフレームの正面図である。
【図５】図４における左つなぎ板を示す斜視図である。
【図６】図４における右つなぎ板を示す斜視図である。
【図７】図４におけるセンターフレームのＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図８】図２のＣ−Ｃ矢視図である。
【図９】図２のＤ−Ｄ矢視図である。
【図１０】図７のＥより見たリブ板を示す図である。
【図１１】従来技術の一実施例油圧ショベルの上部旋回体における旋回フレームの中央部のセンターフレームを示す平面図である。
【図１２】図１１に示すセンターフレームの左右の側方側に各サイドフレームを溶着連結した状態の旋回フレームを示す斜視図である。
【図１３】従来技術の建設機械の一実施例旋回フレームの構成を示す全体平面図である。
【図１４】従来技術の他実施例旋回フレームを示す断面図である。
【符号の説明】
１ａ，２，９，２４ 旋回フレーム
３ａ，１３ 前板
４，５，２６Ｌ，２６Ｒ，３１Ｌ，３１Ｒ サイドフレーム
６，１０，２５ センターフレーム
１１，２０，８４ 底板
１２，１５，７１，７２ 縦板
１４ 作業アタッチメント基部枢着部
１６，２１ 作業アタッチメント
１８，２７，３９Ｌ，３９Ｒ，４２ シリンダ取付用ブラケット
２２ ブーム
２３ ブームシリンダ
２８，３５，３６ ピン穴
３３Ｌ，３３Ｒ つなぎ板（つなぎ板部材）
３７，４１ 屈曲部
Claims (2)
- 底板と、前記底板に立設された一対の縦板と、前記一対の縦板間に前記一対の縦板それぞれに対して平行に取り付けられたブラケット用縦板とを有し、前記一対の縦板間にピンにより前後方向に揺動自在にブームを連結するようにするとともに、前記縦板の前方付近と前記ブラケット用縦板とにより構成されるシリンダ取付用ブラケットに前記ブームを起伏揺動させるためのブームシリンダを枢着するようにしたセンターフレームと、前記センターフレームの側部に連結されるサイドフレームと、を有して構成される建設機械の旋回フレームにおいて、前記センターフレームの縦板の前方付近と前記サイドフレームとの間に、前記センターフレームの縦板の前方付近と底板と前記サイドフレームとを連結するつなぎ板部材を介在させたことを特徴とする建設機械の旋回フレーム。
- 底板と、前記底板に立設された一対の縦板と、前記一対の縦板間に前記一対の縦板それぞれに対して平行に取り付けられたブラケット用縦板とを有し、前記一対の縦板間にピンにより前後方向に揺動自在にブームを連結するようにするとともに、前記縦板の前方付近と前記ブラケット用縦板とにより構成されるシリンダ取付用ブラケットに前記ブームを起伏揺動させるためのブームシリンダを枢着するようにしたセンターフレームと、前記センターフレームの側部に連結されるサイドフレームと、を有して構成される建設機械の旋回フレームの製造方法において、
前記センターフレームの縦板の前方付近に位置する前記底板と前記縦板とを連結するつなぎ板部材を溶着し、該つなぎ板部材が溶着されたセンターフレームに対してブーム並びにブームシリンダを枢着するピン穴の仕上加工を行い、前記ピン穴の仕上加工後に前記つなぎ板部材に対して前記サイドフレームを溶着するようにしたことを特徴とする建設機械の旋回フレームの製造方法。
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