JP4403854B2 - Revolving frame structure of upper revolving structure - Google Patents
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Description
本発明は、下部走行体上に旋回自在に搭載される上部旋回体に関し、より詳しくは、その上部旋回体を支持する旋回フレーム構造に関するものである。 The present invention relates to an upper swing body that is rotatably mounted on a lower traveling body, and more particularly to a swing frame structure that supports the upper swing body.
一般に、油圧ショベルはクローラを左右に備えた下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載される上部旋回体を備えており、図8はその上部旋回体のベース部分を構成している旋回フレームを示したものである。 In general, a hydraulic excavator includes a lower traveling body having crawlers on the left and right sides, and an upper revolving body that is rotatably mounted on the lower traveling body. FIG. 8 shows a base portion of the upper revolving body. The swivel frame is shown.
旋回フレームは、中央部に配置されるセンターフレーム50と、そのセンターフレーム50の右側に配置される右デッキフレーム51と、左側に配置される左デッキフレーム52とから主として構成されている。
The swivel frame mainly includes a
センターフレーム50には例えばエンジン、カウンタウエイト、フロントアタッチメント等が取り付けられ、右デッキフレーム51にはバッテリ等の電装品、タンク等が配置され、左デッキフレーム52には運転室、冷却装置等が配置される。
For example, an engine, a counterweight, a front attachment, and the like are attached to the
上記センターフレーム50は左右一対のセンタービーム53,54を備えており、各センタービーム53,54の後部寄りにエンジン(図示しない)が設置されるようになっており、最後端部はカウンタウエイト(図示しない)を支持するためのカウンタウエイト支持部55となっている。
The
上記センターフレーム50のセンタービーム53,54は、最大の重量物であるカウンタウエイトを支持することからその断面は剛性の高いI形断面構造を採用することが多い(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来のセンタービーム53は、背板56と縦板57と底板58を組み合わせてI形断面を構成しているが、背板56と縦板57を接合する工程に時間が費やされるという問題がある。
However, the
縦板57は、その前部に隆起した状態で形成されているアタッチメント取付部59から後端部のカウンタウエイト支持部55までを滑らかに連絡するようカーブを描きながら高さが低くなる勾配を持った形状となっている。
The
そのため、背板56についても縦板57の上縁のカーブに沿わせて曲げ加工する必要があり、さらに曲げ加工された背板56のカーブと縦板57のカーブを一致させて溶接をしなければならない。
Therefore, it is necessary to bend the
ところが、縦板57の上縁には複数のカーブ部分が存在するため、縦板57と背板56とを対応させ両者の複数のカーブ部分を完全に一致させることは困難であり、少しでも一致しない部分があれば両板の接合部分に隙間が生じて溶接不良が発生する。
However, since there are a plurality of curved portions on the upper edge of the
背板56を省略し、縦板57の厚みを増やすことによってセンタービーム53の剛性を高めることも考えられるが、そうすると、旋回フレームの重量が重くなってしまい、旋回モータの負荷が増える等、他の機器に影響が及ぶばかりか、旋回フレームの設計をし直さなければならない場合もある。
Although it is conceivable to increase the rigidity of the
本発明は以上のような従来の旋回フレーム構造における課題を考慮してなされたものであり、溶接不良を発生させず簡便にセンタービームを補強することができる旋回フレーム構造を提供するものである。 The present invention has been made in consideration of the problems in the conventional swivel frame structure as described above, and provides a swivel frame structure that can easily reinforce the center beam without causing poor welding.
請求項1の発明は、底板の中央部に一対のセンタービームが配置され、各センタービームには、前部にアタッチメント取付部、後部にカウンタウエイト支持部がそれぞれ形成されるとともに、上記アタッチメント取付部と上記カウンタウエイト支持部とを連絡している縦板が設けられた旋回フレーム構造において、上記縦板を補強する補強材を備え、この補強材は、
(A)上記縦板の上縁線に合わせて形成されるとともに、上記アタッチメント取付部側の端部が、縦板側面に段差無く接合されるように平面から見てくさび状に形成され、
(B)上記アタッチメント取付部と上記カウンタウエイト支持部との間で、上記縦板の上縁に沿う状態で縦板の少なくともいずれか一方の側面に溶接されたものである。
The inventions of claim 1, is arranged a pair of center beam in the central portion of the bottom plate, each center beam, attachment mounting unit to the front, formed counterweight support portion after portion, respectively Rutotomoni, the attachment in the vertical plate in communication with the mounting portion and the counterweight support portions are provided swivel frame structure includes a reinforcing member for reinforcing the vertical plate, the reinforcement
(A) It is formed in accordance with the upper edge line of the vertical plate, and the end on the attachment mounting portion side is formed in a wedge shape when seen from the plane so as to be joined to the side surface of the vertical plate without a step,
(B) Between the attachment attachment part and the counterweight support part, it is welded to at least one side surface of the vertical plate along the upper edge of the vertical plate.
請求項2の発明は、請求項1の構成において、上記補強材が、上記縦板と平行に配置され上記縦板の上縁線に合わせて形成された帯板鋼からなるものである。According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the reinforcing member is made of a strip steel that is arranged in parallel with the vertical plate and is formed in accordance with an upper edge line of the vertical plate.
請求項3の発明は、請求項1の構成において、上記補強材が、上記縦板の上縁線に合わせて曲げ加工された棒状部材からなるものである。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the reinforcing member is a rod-shaped member that is bent in accordance with the upper edge line of the vertical plate.
本発明によれば、センタービームを補強するにあたり縦板の上縁に背板を溶接した構造とせず、縦板の上縁線に合わせて形成された補強材を縦板の側面に接合するようにしたため、縦板の上縁線のカーブに補強材のカーブを一致させて接合するといった従来の複雑な接合が不要となり、溶接不良のないセンタービームを極めて簡便に製作することが可能になる。 According to the present invention, in reinforcing the center beam, the back plate is not welded to the upper edge of the vertical plate, and the reinforcing material formed in accordance with the upper edge line of the vertical plate is joined to the side surface of the vertical plate. This eliminates the need for the conventional complicated joining in which the curve of the reinforcing material coincides with the curve of the upper edge line of the vertical plate, and makes it possible to manufacture a center beam without defective welding extremely easily.
この場合、上記補強材は、アタッチメント取付部とカウンタウエイト支持部との間の縦板に接合することができる。それにより、センタービームにおいて応力が発生する範囲を効果的に補強することができる。In this case, the reinforcing material can be bonded to the vertical plate between the attachment mounting portion and the counterweight support portion. Thereby, the range in which stress is generated in the center beam can be effectively reinforced.
また、補強材におけるアタッチメント取付部側の端部を平面から見てくさび状に形成することにより、縦板に対して補強部材の端部を段差なく接合することができるため、局部応力の抑制に寄与することができる。In addition, by forming the end of the reinforcing member on the attachment mounting portion side in a wedge shape when seen from the plane, the end of the reinforcing member can be joined to the vertical plate without a step, thereby suppressing local stress. Can contribute.
さらに、補強材を、縦板の上縁線に合わせて曲げ加工された棒状部材によって形成した請求項3の発明において、この棒状部材として丸棒を用いると、縦板に当接した場合に補強材の上下両側に開先に相当する隙間が生じるため、その隙間を利用して補強材を縦板に接合することができる。Further, in the invention of
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
図1は、本発明に係る旋回フレーム構造の一実施形態を示したものである。 FIG. 1 shows an embodiment of a turning frame structure according to the present invention.
同図において、上部旋回体を支持している旋回フレームの中心となるセンターフレーム1は、その中央部に前後方向に配設される一対のセンタービーム2および3を有し、センタービーム2の右側には右サイドデッキ取付部4が、センタービーム3の左側には左サイドデッキ取付部5がそれぞれ水平方向に延設されている。
In the figure, a center frame 1 serving as the center of a revolving frame that supports the upper revolving structure has a pair of
上記センターフレーム1には上部旋回体を旋回させるための旋回装置、エンジン、油圧ポンプ等が装着される。 The center frame 1 is equipped with a turning device for turning the upper turning body, an engine, a hydraulic pump, and the like.
上記センタービーム2,3の前部には凸状に隆起するアタッチメント取付部6および7が形成されており、そのアタッチメント取付部6および7に、作業アタッチメントのブーム基端部を連結するためのブーム取付ブラケット8,9が固定されている。なお、8aおよび9aはブームシリンダを連結するブームフットピンを挿入するためのブラケットであり、10は左右のアタッチメント取付部6,7を接続している接続板である。
上記センタービーム2,3の後端部には図示しないカウンタウエイトを装着するためのカウンタウエイト支持部11,12が設けられている。
次に、センタービーム3を代表してその構成を説明する。
Next, the configuration of the
センタービーム3においてアタッチメント取付部7とカウンタウエイト支持部12とを連絡している縦板13は、アタッチメント取付部7から後方に向けて先下がりに傾斜しており、アタッチメント取付部7寄りに第一のアール部A、カウンタウエイト支持部12寄りに第二のアール部Bがそれぞれ形成されている。
In the
二つのアール部A,Bが形成されており、且つ後方に向けて傾斜している縦板13の上縁線13aに沿って補強材14が設けられている。
Two rounded portions A and B are formed, and a reinforcing
この補強材14は、縦板13と略同じ厚みを有するフラットバー(帯板鋼)からなり、縦板13の上縁に沿わせた状態で縦板13と平行に(前後方向から見て)配置され、縦板13の外側側面に接合されるようになっている。
The reinforcing
また、補強材14の取り付けは、アタッチメント取付部7とカウンタウエイト支持部12との間で設けられ、縦板13の上縁線13aに沿うようにアール部A,Bと同じアール部14aおよび14bが形成されている。
Further, the
上記アール部14a,14bは補強板14をその幅方向に折り曲げ加工することによって形成することができる。
The
また、補強材14のアタッチメント取付部7側の端部は平面から見てくさび状に形成されており、縦板13に対して段差を持たずに接合されるようになっている。
Further, the end of the reinforcing
図2は縦板13と補強材14との接合状態を示したものである。
FIG. 2 shows a joined state of the
縦板13と補強材14の上面を同じ高さにして接合する場合、両板13,14の上部接合面に開先加工を施してV形溝15を形成し、そのV形溝15に溶着金属16を埋めて接合する。なお、補強材14の下部については縦板13と補強材14の段差を利用して隅肉溶接される。
When the
また、補強材14の上面は必ずしも縦板13の上面と一致させる必要はなく、縦板13の上縁13aに沿って設けられるのであれば図3に示すように、縦板13に対し若干下方にずらせた状態で接合してもよい。
Further, the upper surface of the reinforcing
このように縦板13と補強材14とをずらせて配置すると、縦板13に対して補強材14の厚み分の段差ができるため、この段差を利用して縦板13に対し補強材14を隅肉溶接によって接合することができる。この場合、両板13,14に開先を設ける必要がなく、センタービーム3の組み立て工程を短縮することができるという利点がある。
If the
図4は従来構成のセンターフレームと本実施形態によるセンターフレームとで応力分布を比較したものである。 FIG. 4 shows a comparison of stress distribution between the center frame of the conventional configuration and the center frame according to the present embodiment.
同図(a)はセンターフレームの機械中心Cから測定ポイントの距離を例示したものであり、側面図で示されたセンターフレームは、従来構成のものである。 FIG. 5A illustrates the distance from the measurement center to the center C of the center frame, and the center frame shown in the side view has a conventional configuration.
同図(b)は機械中心Cからの距離に応じて発生する応力をグラフで示したものであり、横軸は機械中心Cからの距離、縦軸はセンターフレーム上に発生する引張応力を示している。なお、センタービーム2,3の後端部にはカウンタウエイトの重量に相当する荷重を作用させている。 FIG. 4B is a graph showing the stress generated according to the distance from the machine center C. The horizontal axis shows the distance from the machine center C, and the vertical axis shows the tensile stress generated on the center frame. ing. A load corresponding to the weight of the counterweight is applied to the rear ends of the center beams 2 and 3.
上記グラフにおいて特性L1は従来のセンターフレームにおける応力分布を示しており、特性L2は本実施形態のセンターフレームによる応力分布を示している。 In the graph, the characteristic L1 indicates the stress distribution in the conventional center frame, and the characteristic L2 indicates the stress distribution by the center frame of the present embodiment.
特性L1に示されるように、従来のセンターフレームでは機械中心Cからの距離l1と距離l2でそれぞれ局部応力が発生している。以下の説明では機械中心Cから距離l1で発生するものを第一の局部応力P1と呼び、距離l2で発生するものを第二の局部応力P2と呼ぶ。 As indicated by the characteristic L1, in the conventional center frame, local stresses are generated at a distance l1 and a distance l2 from the machine center C, respectively. In the following description, what occurs at a distance l1 from the machine center C is referred to as a first local stress P1, and what occurs at a distance l2 is referred to as a second local stress P2.
特性L1において第一の局部応力P1は、縦板13の上縁に溶接された背板13bの前側端部13cで発生している。これはその前側端部13cと縦板13上縁との間に背板厚み分の段差が発生していることに起因していると思われる。また、接合される背板13bと縦板13において板厚に差異がある場合も応力集中が起こりやすい。
In the characteristic L1, the first local stress P1 is generated at the
一方、第二の局部応力P2はカウンタウエイトを搭載することによってセンタービーム3に必然的に発生する応力である。
On the other hand, the second local stress P2 is a stress inevitably generated in the
これに対し、本実施形態のセンターフレームによる特性L2では第二の局部応力P1と同じ部位で局部応力P3が現れるが、第一の局部応力P1が発生した部位では応力値は明らかに低く(グラフ中、P4参照)、アタッチメント取付部7寄りの部位では局部応力の発生しないことが確認された。
On the other hand, in the characteristic L2 by the center frame of the present embodiment, the local stress P3 appears at the same site as the second local stress P1, but the stress value is clearly low at the site where the first local stress P1 is generated (graph). In the middle, see P4), it was confirmed that local stress was not generated at the portion near the
従来のセンターフレーム構造で、上記第一の局部応力P1を抑制すべく、縦板13に背板13b厚み分の切欠きを設け、背板13bを段差なく接合したものもあるが、この場合、背板13bと縦板13のカーブを一致させて接合する困難さに加え、さらに縦板13に切欠きを設けなければならず工程も増えることになる。
In the conventional center frame structure, in order to suppress the first local stress P1, the
本実施形態のセンターフレーム構造では、縦板13の上縁に背板13bを取り付けず、その代わりに縦板13の上縁形状に沿って形成された補強材14(図1参照)を、縦板13の側面に平行な状態で接合している。それにより、上記した複雑な切欠き加工、繁雑な接合を行わずして局部応力の発生を抑制することができる。
In the center frame structure of the present embodiment, the
図5は、補強部材14の変形例を示したものである。
FIG. 5 shows a modification of the reinforcing
センタービーム2,3の剛性をさらに高める必要がある場合には、縦板13の両側面に補強部材14を接合することもできる。
When it is necessary to further increase the rigidity of the center beams 2 and 3, the reinforcing
この場合、縦板13の内側に接合される補強部材14′についても図2に示したように、両板13,14′の上部接合面に開先加工を施してV形溝15′を形成し、そのV形溝15に溶着金属16を埋めて接合する。なお、図3に示したように縦板13に対して補強部材14′を若干下方にずらせて接合することもできる。
In this case, as shown in FIG. 2, the reinforcing member 14 'joined to the inside of the
図6および図7は補強部材14のさらに別の変形例を示したものである。
6 and 7 show still another modified example of the reinforcing
図6に示すセンターフレーム構造では中実の丸棒からなる補強部材20を縦板13の上縁に沿わせた状態で接合している。
In the center frame structure shown in FIG. 6, the reinforcing
この補強部材20は縦板13の上縁線13aに沿って曲げ加工が施され、縦板13とその縦板13の側面に当接された補強部材20との間に生じる隙間に溶着金属16を埋めて接合する。したがってこの構成では縦板13、補強部材20ともに開先を設ける必要がない。
The reinforcing
図7に示すセンターフレーム構造では角パイプからなる補強部材21を縦板13の上縁に沿わせた状態で接合している。
In the center frame structure shown in FIG. 7, a reinforcing member 21 made of a square pipe is joined along the upper edge of the
この補強部材21は縦板13の上縁線13aに沿って上下方向に曲げ加工が施され、縦板13とその縦板13の側面に当接された補強部材21との間に生じる隙間に溶着金属16を埋めて接合する。したがってこの構成においても縦板13、補強部材21ともに開先を設ける必要がない。
The reinforcing member 21 is bent in the vertical direction along the
1 センターフレーム
2,3 センタービーム
4 右サイドデッキ取付部
5 左サイドデッキ取付部
6,7 アタッチメント取付部
8,9 ブーム取付ブラケット
10 接続板
11,12 カウンタウエイト支持部
13 縦板
13a 上縁線
13b 背板
13c 端部
14 補強材
15 V字溝
16 溶着金属
20 補強部材
21 補強部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
(A)上記縦板の上縁線に合わせて形成されるとともに、上記アタッチメント取付部側の端部が、縦板側面に段差無く接合されるように平面から見てくさび状に形成され、
(B)上記アタッチメント取付部と上記カウンタウエイト支持部との間で、上記縦板の上縁に沿う状態で縦板の少なくともいずれか一方の側面に溶接された
ことを特徴とする旋回フレーム構造。 A pair of center beam is arranged at the center of the bottom plate, each center beam, attachment mounting unit to the front, the counterweight support portion after the portion is formed respectively Rutotomoni, the attachment mounting portion and the counterweight support portion in communication with swivel frame structure vertical plates is provided and the door, comprising a reinforcing member for reinforcing the vertical plate, the reinforcement
(A) It is formed in accordance with the upper edge line of the vertical plate, and the end on the attachment mounting portion side is formed in a wedge shape when seen from the plane so as to be joined to the side surface of the vertical plate without a step,
(B) A revolving frame structure characterized in that it is welded between at least one side surface of the vertical plate between the attachment mounting portion and the counterweight support portion along the upper edge of the vertical plate.
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