JP4524437B2 - 旋回作業車のターニングフレーム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クローラ式旋回作業車のターニングフレームの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クローラ式旋回作業車の旋回体は、ターニングフレームにエンジンや、コントロールバルブ等の油圧機器を載置する構成とするものが一般的である。前記ターニングフレームは、板金によるものが一般的である。板金によりターニングフレームを構成すると、曲げと溶接の加工が必要となり、部品点数が増加して、組立工数も増加する欠点があるため、小型の旋回作業車においては、同一出願人により鋳造のターニングフレームが提案されている。そして、このような鋳造のターニングフレームにおいては、旋回体バランスを考慮して、ブームが取付けられる側の肉厚を薄くする一方で、後部の肉厚を厚くするようにして、前後方向のバランスをとっている。
【０００３】
また、ターニングフレームには、コントロールバルブ等の内部機器のメンテナンス用の小さな開口が設けられ、該開口より、工具等の挿入を可能としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、以上に述べたごとく、肉厚を薄く構成してしまうと、剛性が低下して、割れやすくなることから、例えば、旋回時に壁等の障害物に擦る程度であっても、簡単に亀裂が入り、時には割れてしまうことになる。このような場合は、鋳物で構成しているため、溶接による修理ができず、交換することになっていた。以上に述べたターニングフレームの障害物との衝突は、該ターニングフレームが旋回体の平面視における外縁を形成していることから、頻繁に生じ得るのである。
【０００５】
また、メンテナンス用の開口は、作業の効率上、大きく構成することが望ましいが、前述したごとくのターニングフレームの剛性を加味すると、開口面積は非常に小さい範囲に限られてしまう。さらに、該開口により、開口周囲の剛性が低いため、例えば、クローラとターニングフレームの間に石等をかみ込んで、ターニングフレームを旋回したり進行したりすると、直ちにターニングフレームに亀裂が入り、ひどい時には、ターニングフレームが割れてしまうという不具合が生じることとなる。
【０００６】
本発明は、以上の問題点に鑑み、ターニングフレームの剛性の問題を解決するとともに、鋳造による成型の特性に着目し、旋回体全体のコンパクト化や、部品点数の削減を図ることできる、即ち、機能的なターニングフレームを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次に該課題を解決する為の手段を説明する。
【０００８】
請求項１においては、旋回作業車のターニングフレーム（１１）を鋳造により形成する構成であって、該ターニングフレーム（１１）の床面を形成するベース（１１ａ）より複数のボス（３２ａ・・・）を立ち上げてエンジン（１３）を支持するための支持脚を形成するとともに、各ボス（３２ａ・・・）間にリブ（４５ａ・４５ｂ・・・）を形成し、該リブ（４５ａ・４５ｂ・・・）の上面を、エンジン（１３）側に固定される振動規制体（４３）のストッパーとしたものである。
【０００９】
請求項２においては、旋回作業車のターニングフレーム（１１）を鋳造により形成する構成であって、前記ターニングフレーム（１１）の前部にブームブラケット（１２）を枢結する突設部（１１ｂ）を形成し、該突設部（１１ｂ）と、床面を形成するベース（１１ａ）との間の両側にボス（３５・３５）を立設し、該ボス（３５・３５）とベース（１１ａ）間に、前後方向のリブ（３８・３８）を形成し、該リブ（３８・３８）で作業機油圧ホース（３９）をガイドする構成としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明のターニングフレームを具備する旋回作業車の全体側面図、図２はターニングフレームに各種装置を搭載した状態を示す斜視図、図３はターニングフレームの斜視図である。
【００１２】
図４はエンジンの振動防止機構を示す図、図５はターニングフレームの後面斜視図、図６は図３におけるＤ−Ｄ線一部断面図、図７はターニングフレームより作業機油圧ホースを取出す状態を示す図、図８は角部を立ち上げたターニングフレームの斜視図である。
【００１３】
図９は同じく他の形態の斜視図、図１０は図９の構成における角部の一部平面図、図１１はクローラの左右幅を変更した場合の旋回の状態を示す図、図１２は狭所での側溝掘りにおける平面図、図１３は同じく後面図である。
【００１４】
まず、本発明の実施例として、クローラ式走行装置を搭載した旋回作業車の構成について説明する。図１は、本発明のターニングフレーム１１を具備する旋回作業車両を示したものである。該旋回作業車は、クローラ式走行装置１の上部中央に旋回台軸受７を配置し、該旋回台軸受７により旋回体８を左右旋回可能に軸受支持している。該クローラ式走行装置１の前後一端部において、排土板１０を上下回動自在に配設している。
【００１５】
旋回体８は、ターニングフレーム１１上にエンジン等を載置し、ボンネット１５で覆い、該ボンネット１５上方にキャノピー２１を配設している。旋回体８の前端部へ左右回動自在に取付けられたブームブラケット１２には、ブーム６の下端部が上下回動自在に枢支されている。該ブーム６の先端部には、アーム５の基部が枢支されており、該アーム５の先端部には、バケット４等の機器が装着される。ブームシリンダ２３の下端はブームブラケット１２に回動自在に枢支されており、該ブームシリンダ２３を伸縮することにより、ブーム６をブームブラケット１２に対して回動させる。ブーム６の上部にはアームシリンダ２５が配設されており、該アームシリンダ２５の伸縮によりアーム５がブーム６に対して回動する。アーム５の基部にはバケットシリンダ２４が配設されており、該バケットシリンダ２４の先端にはリンク機構を介して、バケット４が接続されている。該バケット４は、アーム５の先端部において回動自在に枢支されており、バケットシリンダ２４の伸縮により、アーム５に対して回動する。
【００１６】
そして、ターニングフレーム１１の後部は、カウンタウェイト部１１ｃで構成され、該カウンタウェイト部１１ｃの前方にサイドカバー４６を構成して、該サイドカバー４６で覆われた空間に、後述するコントロールバルブや、エンジン等が内装されている。
【００１７】
また、サイドカバー４６の前部上側には、ステップ１７が横設され、オペレータエリアが形成されている。
【００１８】
図２は、ターニングフレーム１１に載置する主な装置の配置を示すものである。機体進行方向を矢印Ｆとして、後方には、エンジン１３が、ラバーマウントもしくは防振具積層ゴム等を介してターニングフレーム１１上に配設されている。そして、エンジン１３の側部に油圧ポンプ１４が配置され、該エンジン１３により油圧ポンプ１４が駆動される。油圧ポンプ１４は、図示せぬ油圧ホースを介して、ターニングフレーム１１の左手略中央に載置固定されたマルチバルブ４９や、その前方に載置固定されたコントロールバルブ１６に作動油を供給している。該コントロールバルブ１６は、オペレータエリアに配置した走行レバーや作業レバーやペダル等の操作により切り換えられ、図示せぬ油圧ホースを介して、旋回モータ３４や前述のシリンダや走行油圧モータ等に作動油を供給して駆動できるようにしている。
【００１９】
図３は、以上の装置を載置しない状態でのターニングフレーム１１の形状を示すものである。該ターニングフレーム１１は、鋳造により一体として形成されるものであって、ターニングフレーム１１の床面を形成するベース１１ａの前方に前記ブームブラケット１２を枢結するための突設部１１ｂを形成し、後方に重量バランスをとるためのカウンタウェイト部１１ｃを形成している。
【００２０】
まず、図３に示すごとく、ベース１１ａには、複数の開口２０ａ・２０ｂ・・・が形成されている。該開口２０ａ・２０ｂ・・・は、メンテナンスのために、下方から工具を挿入できるように、その上方近傍に配置される機器、装置の形状に合わせて形成され、通気等の役目も果たしている。さらに、開口２０ａ・２０ｂ・・・の周縁を上方に向けて立ち上げている。即ち、開口周縁部の肉厚を厚くしてリブ２６を設けることで、開口部近傍の剛性を向上させるとともに、開口２０ａ・２０ｂ・・・をできるだけ大きく形成して、スプール交換、ホース組み替えといったメンテナンスがしやすいようになっている。具体的には、図２に示すごとく、開口２０ａ・２０ｂをコントロールバルブ１６用のメンテナンス窓として、開口２０ｂをマルチバルブ４９用のメンテナンス窓として、開口２０ｃを油圧ポンプ１４用のメンテナンス窓として機能させるのである。
【００２１】
さらに、ベース１１ａの外縁も、上方に向けて立ち上げて肉厚を厚くしてリブを設けることで、障害物に衝突した際の「亀裂」、「割れ」が生じないように剛性をアップしている。図６は、図３のＤ−Ｄ線における一部断面図であり、ベース１１ａの外縁を立ち上げてリブ２７を設けた構成を示している。尚、図中の２６は、前述の開口２０ａの周縁を立ち上げて肉厚を厚くしたリブ２６を示すものである。このように、開口を形成することによって剛性が弱まる部分や、障害物の衝突が予測され、高い剛性が必要となる範囲には、肉厚を大きくして、補強をする構成となっている。但し、前記リブ２６及びリブ２７は下方へ突出する構成とすることもできる。
【００２２】
また、ベース１１ａの中央付近に、複数のボス３２ａ・３２ｂ・・・を立ち上げて、重量物であるエンジン１３（図４）を載置固定するための支持脚を形成している。
【００２３】
ここで、エンジン１３の載置固定の構造について詳述すると、図４に示すごとく、ボス３２ａ・３２ｂ・３２ｃ・３２ｄは、同一の高さに構成し、ボス３２ａ・３２ｂにはブラケット４０ａを、ボス３２ｃ・３２ｄにはブラケット４０ｂを橋架している。尚、一番高いボス３２ｅには、図示せぬシートマウントを取付けるようにしている。そして、図３に示すごとく、各ボス３２ａ・３２ｂ・３２ｃ・３２ｄの間をリブ４５ａ・４５ｂ・・・で連結するように連続して形成し、鋳造の際に溶湯が流れ易くなるようにして、ボス３２ａ・３２ｂ・３２ｃ・３２ｄ・３２ｅの形成を確実にさせるとともに、各ボス３２ａ・３２ｂ・３２ｃ・３２ｄ・３２ｅとベース１１ａとの間を接続させることで互いに支持し合い剛性を高めている。
【００２４】
そして、エンジン１３を支持固定するための取付部から前方に突設させたエンジンマウント４１ａ・４１ｂと、ターニングフレーム１１に形成したボス３２ａ・３２ｂ・３２ｃ上に固定したブラケット４０ａ・４０ｂの間に防振ゴム４２ａ・４２ｂを挟装して、振動防止機構を構成している。また、側面視略「コ」字型の振動規制体４３の上面を、エンジンマウント４１ｂの上面に固設する一方で、該振動規制体４３の下面を、ブラケット４０ｂの下面と、リブ４５ａの間に位置させることで、該振動規制体４３の上下方向の移動を、上方はブラケット４０ｂが、下方はリブ４５ａがストッパーとなって、その間で上下動を制限するようにし、エンジン１３及び周辺の部材に損傷を与えないように構成している。このように、ターニングフレーム１１の構造を工夫する（リブ４５ａを形成・利用する）ことによって、ターニングフレーム１１にエンジン１３の振動範囲を規制させるという機能を持たせているのである。言い換えるならば、エンジンの振動範囲を制限する部材が必要ないといえる。
【００２５】
次に、図２、図５及び図６に示すごとく、前記ブームブラケット１２を枢結する突設部１１ｂには、その前端の上下方向に貫通孔３３が形成されるとともに、ベース１１ａとの境界面には、ペダル台１９（図６）の左右方向中途部を載置固定するための二本のボス３５・３５を、その上端が突設部１１ｂにおいて最も高い位置にするようにして形成されている。
【００２６】
ここで、二本のボス３５・３５と、ベース１１ａの間においては、略前後方向のリブ３８・３８を形成し、ベース１１ａとボス３５・３５及び突設部１１ｂとの接続の剛性を充分に確保している。更に、図２及び図５に示すごとく、該リブ３８・３８との間を、ベース１１ａから緩やかに立ち上げて、前記貫通孔３３の上部に辿りつく構成とすることで、リブ３８・３８間及びボス３５・３５間に空間２９を形成し、該空間２９に作業機油圧ホース３９・３９を通すことで、作業機油圧ホース３９・３９が煩雑とならないようにガイドして保護する構成している。図７ａは、この構成における一部側面視であって、図７ｂに示すごとく、従来では別体の丸棒を「コ」字型に屈曲させたホースガイド７２を突設部１１ｂに備えていたものと同一の機能が実現できている。このように、ターニングフレーム１１の構造から、部品点数の削減（ホースガイド７２の削減）が図られている。
【００２７】
次に、図３に示すごとく、カウンタウェイト部１１ｃは、ベース１１ａの左右後方から緩やかに立ち上がって、内側に周りこむことで形成される空間をバランスウェイトとして機能させるとともに、該カウンタウェイト部１１ｃの上方に配置される装置の形状に沿わせるようにして、凹凸７３・７３・・・を形成し装置の配置の自由度や、装置間の間隔の削減を図って、旋回体８（図１）のコンパクト化を図っている。このように、バランスウェイトとしての機能と、装置形状に沿わせることによる装置の配置自由度の向上及び旋回体８のコンパクト化を図らせる機能を持たせているのである。
【００２８】
以上のように、ターニングフレーム１１の形状から、様々な機能を呈させることができ、従来必要であった部品（「作業機油圧ホースのガイド」等）を削減し、製作工数の削減や、部品コストの削減が図られる。また、該ターニングフレーム１１の製作においては、鋳物で構成されているため、従来の形状から、以上に述べた形状への移行は、鋳型の変更のみで容易に達成し得る。
【００２９】
次に、サイドカバー４６の損傷を考慮したターニングフレーム１１の形状について説明する。まず、サイドカバー４６は、板金製であって、ターニングフレーム１１の前側から右側（または左側）に回り込ませて取付けられている。このように、サイドカバー４６は、旋回体８の角部を形成するため、旋回の際に障害物に衝突しやすい位置に配置されている。そして、衝突した際には、板金であるため簡単に変形することから交換が必要となり、またひどい時には、内部に備えるコントロールバルブ１６を損傷させてしまうことにもなる。
【００３０】
この点に着目し、図８に示すごとく、ターニングフレーム１１の左右前角部２Ｌ・２Ｒにおいて、ベース１１ａから上方に向けてガード４７・４７を立ち上げ、サイドカバー４６の内側面にガード４７・４７が位置するようにする。該ガード４７は平面視において所定厚み、所定幅で左右前角部２Ｌ・２Ｒの形状に合わせた形状としている。このガード４７・４７は衝突時のサイドカバー４６Ｌ・４６Ｒの変形（へこみ等）や、内部装置の損傷を防止できる剛性を有する厚みと幅を構成している。
【００３１】
また、図９に示す構成では、サイドカバー４６Ｌ・４６Ｒ（図８）を、二つのカバー４６ａ・４６ｂで構成し、前記ガード４７’・４７’で左右前角部２Ｌ・２Ｒを形成した。言い換えれば、前記ガード４７’・４７’にて旋回体の外装の一部を構成するようにしたのである。こうして、左右前角部２Ｌ・２Ｒはターニングフレーム１１で構成され、サイドカバー４６の角部の変形という不具合を無くすことができる。尚、図１０に示すごとく、ガード４７’・４７’の側端面には、段付形状として当接面７８・７８を形成し、サイドカバー４６ａ・４６ｂとガード４７’・４７’を取付けたときの表面側が連続面となるようにして、外観が滑らかになるように構成している。
【００３２】
次に、旋回体８における旋回時の障害物との衝突を考慮した構成について説明する。図１１では、左右のクローラ７６Ｌ・７６Ｒの左右幅を変更可能な可変脚構造を具備する旋回作業車のターニングフレーム１１において、該ターニングフレーム１１（図２）の平面視における前側（進行方向における前側）の角部２Ｌ・２Ｒの外周形状を円弧とし、該角部２Ｌ・２Ｒ端の旋回中心からの距離９ａを、前記クローラ７６Ｌ・７６Ｒを縮小した状態における旋回中心からの左右側端部までの距離９ｂよりも短く構成した旋回作業車１８を示している。また、図１１ａは、拡縮可能としたクローラの最大幅８０Ａとした状態を示し、図１１ｂでは、拡縮可能としたクローラの最小幅８０Ｂとした状態を示している。
【００３３】
以上の構成で、図１１ｂに示すごとく、最大幅８０Ａから縮小して最小幅８０Ｂとした場合においては、旋回時に角部２Ｌ・２Ｒが左右のクローラ７６Ｌ・７６Ｒよりはみ出すことはなく、サイドカバー４６の損傷や、後側のカウンタウェイト部１１ｃと比較して剛性の弱い前側のベース１１ａの損傷を防止することができるのである。勿論、図１１ａの状態における最大幅８０Ａである場合は、角部２Ｌ・２Ｒ端の旋回中心からの距離９ａが、旋回中心からクローラ７６Ｌ・７６Ｒまでの距離９ｋよりも短いので、旋回時に旋回体８がクローラよりはみ出すことはなく、旋回体８が壁等の障害物に衝突することはない。
【００３４】
次に、側溝掘りにおける障害物との衝突を考慮したターニングフレーム１１の形状について説明する。図１２は、側溝掘りにおける旋回作業車の平面図を示すものである。図１２ａに示すごとく、旋回体８の平面視における旋回の円軌跡４８の半径９ｃが、旋回中心からクローラ７６Ｌ・７６Ｒまでの距離９ｄよりも小さく構成される旋回作業車１Ａにおいては、旋回体８を旋回させる際に、旋回体８が壁等の高い障害物７４や、縁石等の低い障害物７５に接触することがないため、側溝掘りが可能であるが、図１２ｂに示すごとく、前記半径９ｃが、旋回中心からクローラ７６Ｌ・７６Ｒまでの距離９ｄよりも大きく構成される旋回作業車１Ｂにおいては、旋回体８が旋回する際に、クローラ最小幅８１Ｂからはみ出るので、障害物７４の存在により、旋回角度が制限され、側溝掘りが不可能であった。
【００３５】
そこで、図１２ｃに示すごとく、前記ターニングフレーム１１の形状において、前記左右一側の角部２Ｌ（又は２Ｒ）端の旋回中心からの距離９ｅを、前記クローラを縮小した状態における旋回中心からの左右側端部までの距離９ｆよりも短く構成し、旋回時において片側方向（左旋回方向）の旋回角度を広範囲にすることで、側溝掘りを可能な構成とした。尚、図１２ｃに示すごとく、障害物７４の反対側に障害物７５が存在する場合は、後部２Ｈの衝突にも注意を要するが、図１３に示すごとくの高い壁等の障害物７４と、低い縁石等の障害物７５が存在する場合の側溝掘りであれば、たとえ後部２Ｈがクローラ７６Ｒからはみ出ても、障害物７５をかわせるので、問題はない。特に市街地や住宅街では、高い障害物７４と、低い障害物７５が存在する状況は数多く見受けられることから、左右一側の角部２Ｌ（若しくは角部２Ｒ）と、旋回中心との距離９ｅ（若しくは距離９ｇ）を短くする構成は、以上に述べた側溝掘りに有効である。
【００３６】
即ち、旋回作業車のターニングフレームを鋳造により形成する構成において、該ターニングフレームの床面を形成するベースの外縁に、ベースの肉厚よりも厚く構成したリブを設けたので、障害物の衝突が予測され、高い剛性が必要となる範囲が補強され、ターニングフレームの「亀裂」や「割れ」といった不具合を防止できる。さらに、前記ベース全体の肉厚を厚くすることなく、上記補強が図れるので、基体バランスが損なわれることがない。
【００３７】
また、前記ベースの左右前角部を上方に向けて立ち上げてガードを形成したので、該ガードにより、サイドカバーが障害物に衝突した際におけるサイドカバーの変形や、内部装置の損傷を防止することができる。
【００３８】
また、前記ガードにて旋回体の外装の一部が構成されるので、左右前角部はターニングフレームで構成され、サイドカバーの角部の変形という不具合を無くすことができる。
【００３９】
また、前記ターニングフレームにおいて、前記ベース面にメンテナンス窓として形成した開口の周縁に、ベースの肉厚よりも厚く構成したリブを設けたので、開口を形成することによって剛性が弱まる部分が補強され、ターニングフレームの「亀裂」や「割れ」といった不具合を防止できる。
さらに、前記ベース全体の肉厚を厚くすることなく、上記補強が図れるので、基体バランスが損なわれることがない。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は以上のごとく構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１に記載のごとく、旋回作業車のターニングフレームを鋳造により形成する構成であって、該ターニングフレームの床面を形成するベースより複数のボスを立ち上げてエンジンを支持するための支持脚を形成するとともに、各ボス間にリブを形成し、該リブ上面をエンジン側に固定される振動規制体のストッパーとしたので、エンジンの振動範囲を制限する部材が必要なくなる。
【００４１】
請求項２に記載のごとく、旋回作業車のターニングフレームを鋳造により形成する構成であって、前記ターニングフレームの前部にブームブラケットを枢結する突設部を形成し、該突設部と床面を形成するベースとの間の両側にボスを立設し、該ボスとベース間に前後方向のリブを形成し、該リブで作業機油圧ホースをガイドする構成としたので、作業機油圧ホースが煩雑とならず、また、従来と比較すると、丸棒を「コ」字型に屈曲させたホースガイドと同一の機能を呈するので、該ホースガイドが要らなくなり、部品点数の削減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のターニングフレームを具備する旋回作業車の全体側面図である。
【図２】 ターニングフレームに各種装置を搭載した状態を示す斜視図である。
【図３】 ターニングフレームの斜視図である。
【図４】 エンジンの振動防止機構を示す図である。
【図５】 ターニングフレームの後面斜視図である。
【図６】 図３におけるＤ−Ｄ線一部断面図である。
【図７】ターニングフレームより作業機油圧ホースを取出す状態を示す図
【図８】 角部を立ち上げたターニングフレームの斜視図である。
【図９】 同じく他の形態の斜視図である。
【図１０】 図９の構成における角部の一部平面図である。
【図１１】 クローラの左右幅を変更した場合の旋回の状態を示す図である。
【図１２】 狭所での側溝掘りにおける平面図である。
【図１３】 同じく後面図である。
【符号の説明】
１１ ターニングフレーム
１１ａ ベース
２０ａ 開口
２０ｂ 開口
２０ｃ 開口
２６ リブ
２７ リブ

Claims (2)

1. 旋回作業車のターニングフレーム（１１）を鋳造により形成する構成であって、該ターニングフレーム（１１）の床面を形成するベース（１１ａ）より複数のボス（３２ａ・・・）を立ち上げてエンジン（１３）を支持するための支持脚を形成するとともに、各ボス（３２ａ・・・）間にリブ（４５ａ・４５ｂ・・・）を形成し、該リブ（４５ａ・４５ｂ・・・）の上面を、エンジン（１３）側に固定される振動規制体（４３）のストッパーとしたことを特徴とする旋回作業車のターニングフレーム。
2. 旋回作業車のターニングフレーム（１１）を鋳造により形成する構成であって、前記ターニングフレーム（１１）の前部にブームブラケット（１２）を枢結する突設部（１１ｂ）を形成し、該突設部（１１ｂ）と、床面を形成するベース（１１ａ）との間の両側にボス（３５・３５）を立設し、該ボス（３５・３５）とベース（１１ａ）間に、前後方向のリブ（３８・３８）を形成し、該リブ（３８・３８）で作業機油圧ホース（３９）をガイドする構成としたことを特徴とする旋回作業車のターニングフレーム。

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