JP4978640B2

JP4978640B2 - 作業機械のフレーム

Info

Publication number: JP4978640B2
Application number: JP2009038506A
Authority: JP
Inventors: 貴博花本
Original assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Current assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: JP2010189188A

Description

本発明は、下部走行体に旋回自在に設けられ、ブームを起伏自在に支持する作業機械のフレームに関する。

従来、ブームを起伏自在に支持する作業機械のフレームとして特許文献１に記載のブーム支持フレームが知られている。このブーム支持フレームは、左右両側にそれぞれ支持側板を有している。この支持側板は、前方に向かうにつれ上面が低くなる略三角形状に形成されている。
また、ブームを起伏自在に支持するフレームを有する作業機械として、特許文献２に記載されているホイール式クレーンが知られている。このクレーンは、下部走行体の上に、上部旋回体が搭載されてなる。そして、上部旋回体の上には、側面視略直角三角形状をした一対の旋回フレームが突設されている。また、上部旋回体における旋回フレームの右側にエンジンが配設されている。

特許第３４６９６８２号公報特開２００４−１３６９９２号公報

しかしながら、例えば、特許文献２に記載されているように、エンジンが上部旋回体の上に配置される場合においては、側面視で、当該エンジンの全てが旋回フレームに覆われてしまう。そのため、エンジンにおけるブーム側に面する部分のメンテナンス作業を行うことは困難である。尚、特許文献１に記載の支持フレームを、エンジンが上部旋回体の上に配置される構成に適用したとしても、側面視で、当該エンジンの全てが旋回フレームに覆われてしまい易く、エンジンや、当該エンジンに設けられる補機類のメンテナンス作業が困難になる可能性が高い。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、ブームを支持するフレームに隣接する位置にエンジン等の作業機械の構成機器を配置した場合においても、当該構成機器のメンテナンス作業を行い易くする作業機械のフレームを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び効果

本発明は、下部走行体に旋回自在に設けられ、ブームを起伏自在に支持する作業機械のフレームに関する。そして、本発明に係る作業機械のフレームは、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の作業機械のフレームは、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。

上記目的を達成するための本発明に係る作業機械のフレームにおける第１の特徴は、下部走行体に旋回自在に設けられ、ブームを起伏自在に支持する作業機械のフレームであって、前記下部走行体に対して旋回自在に立設された一対の側板と、前記一対の側板に設けられ、前記ブームを回動自在に支持するブーム支持部と、を備え、前記一対の側板における少なくとも一方の側板は、前記ブームの回動軸と平行な方向から見て、上縁部の少なくとも一部が凹形状に形成されていることである。

この構成によると、上縁部の少なくとも一部が凹形状に形成された側板については、上縁部における一部の位置を低く構成することができる。そのため、当該側板に隣接してエンジン等の作業機械の構成機器を配置する場合においても、側板を挟んで当該構成機器の上側部分を確認できるように配置し易い。これにより、当該構成機器のメンテナンス作業が容易になる。

また、本発明に係る作業機械のフレームにおける第２の特徴は、前記一対の側板に設けられ、前記ブームを起伏するための起伏シリンダを支持するシリンダ支持部を備え、上縁部の少なくとも一部が凹形状に形成された前記側板には、前記ブームの回動軸と平行な方向から見て、当該上縁部に対して凹形状部分を挟む二点で接する第１仮想直線から最も離れた当該凹形状部分の一部である最離部と、前記シリンダ支持部と、を結ぶ第２仮想直線に沿って補強部材が設けられていることである。

この構成によると、前記補強部材により、側板の上縁部における前記最離部に作用する応力をシリンダ支持部の側に分散できる。これにより、側板に作用する応力が、前記最離部に集中することを抑制できる。

また、本発明に係る作業機械のフレームにおける第３の特徴は、上縁部の少なくとも一部が凹形状に形成された前記側板には、前記ブームの回動軸と平行な方向から見て、当該上縁部に沿って補強部材が設けられており、当該補強部材は、当該上縁部に対して凹形状部分を挟む二点で接する第１仮想直線から最も離れた当該凹形状部分の一部である最離部に沿うように設けられていることである。

この構成によると、前記補強部材により、側板の上縁部における前記最離部に作用する応力を、側板の上縁部に沿った方向に分散できる。これにより、側板に作用する応力が、前記最離部に集中することを抑制できる。

また、本発明に係る作業機械のフレームにおける第４の特徴は、前記一対の側板に設けられ、前記ブームを起伏するための起伏シリンダを支持するシリンダ支持部を備え、前記一対の側板には、それぞれ、中実構造で形成されたウエイト部材が設けられており、前記ウエイト部材は、前記ブームの回動軸と平行な方向から見て、前記側板における前記シリンダ支持部及び前記ブーム支持部を、当該ウエイト部材の外縁部で囲むように設けられていることである。

この構成によると、ウエイト部材は、カウンタウエイトとしての機能を発揮するだけでなく、側板のシリンダ支持部を補強する構造部材としての機能を発揮する。これにより、シリンダ支持部及びブーム支持部の近傍を補強するために別途設置する補強部材の量を減らすことができ、製造コストを低下できる。

また、本発明に係る作業機械のフレームにおける第５の特徴は、前記一対の側板には、それぞれ、補強部材及び中実構造で形成されたウエイト部材が設けられており、前記ウエイト部材は、前記ブームの回動軸と平行な第１接合面で、前記補強部材と接合されているとともに、前記第１接合面と非平行な第２接合面で、前記側板と接合されていることである。

この構成によると、ウエイト部材は、互いに非平行な少なくとも２つの接合面で、側板及び当該側板に設けられた補強部材に接合されているので、接合部に応力が集中しにくくなり、接合部の信頼性を高めることができる。

また、本発明に係る作業機械のフレームにおける第６の特徴は、前記一対の側板に設けられ、前記ブームを起伏するための起伏シリンダを支持するシリンダ支持部と、前記一対の側板の下縁部を互いに連結する底面部材と、前記底面部材における、前記シリンダ支持部に最も近接する位置にある前記下縁部を連結する部分の下面に、前記ブームの回動軸と平行に延びるように設けられる梁部材と、を備え、前記底面部材における前記梁部材が設けられた部分の、前記ブームの回動軸と平行な方向における中間部に、前記起伏シリンダを支持するシリンダ中間支持部が設けられていることである。

この構成によると、底面部材における、シリンダ支持部に最も近接する位置にある下縁部（以下、近接下縁部と記載する）を、一対の側板の間で連結する部分の下面に梁部材が設けられている。これにより、当該近接下縁部に近接するシリンダ支持部を高強度、高剛性に支持することができる。
また、側板に設けられたシリンダ支持部と底面部材に設けられたシリンダ中間支持部とで起伏シリンダを支持することができる。これにより、起伏シリンダからフレームに作用する応力を分散させることができる。

また、本発明に係る作業機械のフレームにおける第７の特徴は、前記底面部材と前記梁部材とで前記ブームの回動軸と平行な方向に延びる角部を形成することである。

この構成によると、一対の側板の間を延びる角部に沿うように配管や配線等を配置することができる。この場合、底面部材及び梁部材により当該配管や配線等の外周面の一部がカバーされるため、当該配管や配線等の外部からの保護を強化することができる。

また、本発明に係る作業機械のフレームにおける第８の特徴は、前記一対の側板には、ウエイト部材が設けられており、前記梁部材は、中実構造で形成され、前記底面部材と垂直な方向における当該梁部材の厚さが、前記ブームの回動軸と平行な方向における前記ウエイト部材の厚さ以上であることである。

この構成によると、梁部材は、フレームの強度を増加させるための構造部材として機能するとともに、カウンタウエイトとしても機能する。これにより、フレームの強度を増加させるためにのみ機能する補強部材を減らし、フレームの軽量化を図ることができる。

本発明によれば、側板に隣接してエンジン等の作業機械の構成機器を配置する場合においても、側板を挟んで当該構成機器の上側部分を確認できるように配置し易い。これにより、当該構成機器のメンテナンス作業が容易になる。

走行姿勢を示すホイール式クレーンの平面図である。図１に示すホイール式クレーンの右側側面図である。図１に示すホイール式クレーンの左側側面図である。旋回フレームを構成する側板等を示す側面図である。図４に示す側板等の平面図である。図４におけるＸ−Ｏ−Ｘ１断面図である。図４におけるＸ−Ｏ−Ｘ２断面図である。ブーム及び起伏シリンダの旋回フレームへの配置状態を示す側面図である。起伏シリンダの旋回フレームへの配置状態を示す平面図である。エンジンユニットの配置状態を模式的に示す平面図である。図１０において矢印Ｚ方向から見た模式図である。旋回フレームを構成する側板等を示す側面図である。図１１に相当する側板等の変形例を示す図である。図１３におけるＹ−Ｙ断面模式図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明をホイール式クレーン１の旋回フレーム４に適用した場合を例に挙げて説明する。

図１は走行姿勢を示すホイール式クレーンの平面図である。図２は走行姿勢を示すホイール式クレーンの右側側面図である。図３は走行姿勢を示すホイール式クレーンの左側側面図である。

図１〜図３に示すように、本発明の実施形態に係るホイール式クレーン１は、タイヤ走行式の下部走行体２を備えており、この下部走行体２の上に、旋回ベアリング３を介して旋回される旋回フレーム４が搭載されている。

旋回フレーム４は、互いに略平行に立設された一対の側板４１０，４２０を備えている。
側板４１０，４２０には、ブーム５の起伏支点となるブームフットピン５ａが貫通するブーム支持穴１８（ブーム支持部）が形成されている。当該ブーム支持穴１８は、側板４１０，４２０の後端部に位置する頂部付近に形成されている。ブームフットピン５ａが当該ブーム支持穴１８とブーム５の基端部とに挿通されることにより、ブーム５が側板４１０，４２０に回動自在に支持される。

ブーム５は、箱型の多段伸縮ブームとして構成され、起伏シリンダ６により、前下がり状態から所定の起伏角度まで起伏できるように構成されている。起伏シリンダ６は、旋回フレーム４に設けられたシリンダフットピン６ａにより回動自在に取り付けられている。そして、このブーム５の長手方向の中程よりも先端側の左側側面には、張り出し折り畳み自在なジブ７が格納されると共に、ブーム５の基端部付近の背面に、このブーム５の基端側から順に、第１ウインチ８（主巻ウインチ）、第２ウインチ９（補巻ウインチ）が配設されている。

旋回フレーム４における側板４１０の右前側に運転室１０が搭載されている。また、この運転室１０の後方位置には油圧ポンプＰを備えたエンジンユニット１１が搭載されている。また、側板４２０の左側で、且つ、側面視においてエンジンユニット１１（ラジエータ、油圧ポンプＰを含む）の全長に渡る範囲には、前側から順に、油圧バルブと圧縮機等の機器類１２、燃料タンク１３、作動油タンク１４が搭載されている。そして、前記エンジンユニット１１に設けられてなる図示しない燃料ポンプには前記燃料タンク１３から燃料供給手段である燃料供給ホース１３ａ（図１参照）が連通している。また、前記油圧ポンプＰには、前記作動油タンク１４から作動油供給手段である作動油サクションホース１４ａ（図１参照）が直接連通している。

次に、旋回フレーム４を構成する部材の詳細形状について説明する。
図４は、旋回フレーム４を構成する側板４１０，４２０等を示す側面図である。図５は、図４に示す側板４１０，４２０等の平面図である。図６は、図４におけるＸ−Ｏ−Ｘ１断面図である。図７は、図４におけるＸ−Ｏ−Ｘ２断面図である。

図４及び図５に示すように、旋回フレーム４は、互いに略平行に立設された一対の側板４１０，４２０と、当該一対の側板４１０，４２０を連結する第１底面部材４３１及び第２底面部材４３２を備えている。当該一対の側板４１０，４２０には、ウエイト部材５０及び補強部材６１〜６６が溶接により接合されている。

尚、本実施形態においては、側板４１０と側板４２０とは対称形状となるように形成されているため、エンジンユニット１１に隣接する側板４１０の構成についてのみ説明し、側板４２０の構成の説明は省略する。

図４及び図５に示すように、第１底面部材４３１は、旋回軸に対して直交するように、側板４１０及び側板４２０の下側縁部に沿って設けられた底板である。また、第２底面部材４３２は、第１底面部材４３１の後方（ブーム５の基端側）に連続して、側板４１０及び側板４２０の下縁部に沿うように屈曲して設けられる。

側板４１０における機体上方に向かう縁部である上縁部４１１は、第１縁部４１１ａと、第２縁部４１１ｂと、第３縁部４１１ｃと、第４縁部４１１ｄとからなる。
第１縁部４１１ａは、上縁部４１１における機体後端から略水平に延びる縁部である。
第２縁部４１１ｂは、第１縁部４１１ａに連続するとともに機体前方に向かって所定の傾きで下方に傾斜する縁部である。
第３縁部４１１ｃは、第２縁部４１１ｂに連続するとともに機体前方に向かって第２縁部４１１ｂの傾きよりも水平に近い傾きで下方に傾斜する縁部である。
第４縁部４１１ｄは、第３縁部４１１ｃに連続するとともに機体前方に向かって第３縁部４１１ｃの傾きよりも鉛直に近い傾きで下方に傾斜する縁部である。

即ち、上縁部４１１は、後方（ブーム５の基端側）から前方に向かう傾斜角度が、一様ではなく、第１縁部４１１ａ〜第４縁部４１１ｄの各縁部において異なっている。そして、当該上縁部４１１は、前方下がりの傾斜角度が、後方から前方に向かうにつれて減少するように変化する凹状部分（第２縁部４１１ｂと第３縁部４１１ｃとで構成される部分）を有している。

側板４１０には、第１縁部４１１ａと第２縁部４１１ｂとの境界部の略下方の、当該境界部に近接した位置に、ブームフットピン５ａが貫通するブーム支持穴１８が形成されている。また、側板４１０には、第２縁部４１１ｂの中央部の略下方における当該側板４１０の下縁部に近接した位置に、シリンダフットピン６ａが貫通するシリンダ支持穴１９が形成されている。

また、側板４１０におけるブーム５に対向する面とは逆側の面には、第１補強部材６１と、第２補強部材６２と、第３補強部材６３と、第４補強部材６４と、第５補強部材６５と、第６補強部材６６とが設けられている。

第１補強部材６１は、上縁部４１１に沿って、当該上縁部４１１における第２縁部４１１ｂの中間部から、第３縁部４１１ｃと第４縁部４１１ｄとの境界部近傍を補強する第６補強部材６６まで、設けられている。当該第１補強部材６１は、図６に示すように、上縁部４１１に沿った中空部を有するように形成された箱型補強部材である。

第２補強部材６２は、第２縁部４１１ｂと第３縁部４１１ｃとの境界部からシリンダ支持穴１９に向かう方向に延びるように、第１補強部材６１とウエイト部材５０との間に設けられている。当該第２補強部材６２は、図６に示すように、第２縁部４１１ｂと第３縁部４１１ｃとの境界部からシリンダ支持穴１９に向かって延びる中空部を有するように形成された箱型補強部材である。

第３補強部材６３は、第３縁部４１１ｃと第４縁部４１１ｄとの境界部から当該側板４１０の下縁部に向かって直線状に延びるように、第６補強部材６６と第１底面部材４３１との間に設けられている。当該第３補強部材６３は、第３縁部４１１ｃと第４縁部４１１ｄとの境界部から側板４１０の下縁部に向かって延びる中空部を有するように形成された箱型補強部材である。

第４補強部材６４は、シリンダ支持穴１９と第３補強部材６３との間に、第１底面部材４３１及び第２底面部材４３２に沿って設けられている。当該第４補強部材６４は、第１底面部材４３１及び第２底面部材４３２に沿って延びる中空部を有するように形成された箱型補強部材である。

第５補強部材６５は、第６補強部材６６と第１底面部材４３１との間に、第４縁部４１１ｄに沿って設けられている。当該第５補強部材６５は、第４縁部４１１ｄに沿って延びる中空部を有するように形成された箱型補強部材である。

また、側板４１０には、第１開口部７１と、第２開口部７２と、第３開口部７３とが形成されている。
第１開口部７１は、第２補強部材６２とブーム支持穴１８との中間に形成されている開口部である。
第２開口部７２は、第１補強部材６１と第２補強部材６２と第３補強部材６３と第４補強部材６４とに囲まれた領域内に形成されている開口部である。当該第２開口部７２は、第１補強部材６１及び第４補強部材６４に沿って延びる長孔である。
第３開口部７３は、第３補強部材６３と第５補強部材６５とに挟まれた領域内に形成される略三角形状の開口部であり、側板４１０における第１底面部材４３１側を開放するように形成されている。

また、図４〜図７に示すように、側板４１０の後部における外側表面（ブーム５に対向する面とは逆側の面）には、板状のウエイト部材５０が積層されている。ウエイト部材５０は、側板４１０よりも厚い鋼板からなる。

尚、当該ウエイト部材５０の板厚と、補強部材６１〜６６の厚さとは、略同じになるように構成されている。したがって、ウエイト部材５０の外側（ブーム５とは逆側）を向く面と、補強部材６１〜６６の外側（ブーム５とは逆側）を向く面とは、略同一平面上に位置する（図６参照）。

ウエイト部材５０は、側面視において第１開口部７１の下方及び後方側を囲むように、側板４１０の後部の側面に溶接されている。尚、側面視におけるウエイト部材５０の外周縁部が側板４１０の側面に対して溶接されている。また、当該ウエイト部材５０は、側面視において側板４１０におけるブーム支持穴１８及びシリンダ支持穴１９を覆うように配置されている。そして、当該ウエイト部材５０には、図７に示すように、当該ブーム支持穴１８及びシリンダ支持穴１９に対向する位置に、当該ブーム支持穴１８及びシリンダ支持穴１９と略同径の貫通孔５８及び貫通孔５９がそれぞれ形成されている。

また、ウエイト部材５０は、第１補強部材６１と接合される第１接合面５１と、第２補強部材６２と接合される接合面５２と、第４補強部材６４と接合される接合面５３とを有している。尚、ウエイト部材５０は、上述したように、側板４１０の側面と接合される接合面（第２接合面）を有している。

第１接合面５１は、側板４１０に対して略垂直であり、且つ、第２縁部４１１ｂに沿う方向と略垂直に配置される面である。ウエイト部材５０は、第１接合面５１の近傍において当該第１接合面５１に近づくにつれて当該第１接合面と平行な断面の面積が連続的に小さくなるように形成されている。即ち、ウエイト部材５０は、第１接合面５１から離れるほど当該第１接合面５１と平行な断面の面積が連続的に大きくなるような、当該第１接合面５１を含む拡大接合部５４を有する。拡大接合部５４は、当該拡大接合部５４の上面、側面及び下面が、第１補強部材６１における上面、側面及び下面と、それぞれ略連続な面をなすように当該第１補強部材６１に対して接合されている。
接合面５２は、第１底面部材４３１と略平行な面である。また、接合面５３は、フレーム前後方向（図４における左右方向）と略垂直な面である。
これらの第１接合面５１、接合面５２、及び接合面５３は、互いに非平行な面であって、ブーム５の回動軸と略平行に形成されている。

第２底面部材４３２は、側板４１０における第２縁部４１１ｂの鉛直下方に位置する下縁部と、他の側板４２０の対応する下縁部とを連結する板状部材である。そして、当該第２底面部材４３２は、シリンダ支持穴１９に最も近接する側板４１０の下縁部である近接下縁部αと、他の側板４２０の対応する近接下縁部αとを連結している。

また、第２底面部材４３２におけるシリンダ支持穴１９側とは逆側を向く面に、梁部材４５０が接合されている。この梁部材４５０は、図７に示すように、側板４１０と側板４２０とのそれぞれに設けられたウエイト部材５０を連結している。当該梁部材４５０は、ウエイト部材５０と略同じ厚さを有する鋼板で形成されている。そして、梁部材４５０は、シリンダ支持穴１９に最も近接する側板４１０の下縁部である近接下縁部αから、他の側板４２０における対応する近接下縁部αに向かって一対のウエイト部材５０の下端部を連結するように設けられている。即ち、梁部材４５０は、第２底面部材４３２における前記一対の側板４１０，４２０の近接下縁部αを連結する部分の下側表面（シリンダ支持穴１９側とは逆側を向く面）に、ブーム５の回動軸と平行に延びるように設けられている。

図６及び図７に示すように、第２底面部材４３２には、起伏シリンダ６を支持するための支持ブラケット２０（シリンダ支持部）が取り付けられている。支持ブラケット２０は、一対の側板４１０，４２０の間における略中央部に取り付けられる。そして、当該支持ブラケット２０には、一対の側板４１０，４２０のそれぞれに形成されたシリンダ支持穴１９と同軸の貫通孔が形成されている。

次に、ブーム５及び起伏シリンダ６の旋回フレーム４への配置状態について説明する。
図８は、ブーム５及び起伏シリンダ６の旋回フレーム４への配置状態を示す側面図である。尚、図８においては、ブーム５及び起伏シリンダ６に隣接して配置される側板４１０等を二点鎖線で示している。図９は、起伏シリンダ６の旋回フレーム４への配置状態を示す平面図である。

図８及び図９に示すように、旋回フレーム４には、起伏シリンダ６が一対配置されている。シリンダフットピン６ａは、側板４１０のシリンダ支持穴１９及び当該側板４１０に設けられたウエイト部材５０の貫通孔５９、一つ目の起伏シリンダ６の基端部、支持ブラケット２０の貫通孔、二つ目の起伏シリンダ６の基端部、側板４２０のシリンダ支持穴１９及び当該側板４２０に設けられたウエイト部材５０の貫通孔５９を貫通した状態で固定されている。そして、当該シリンダフットピン６ａを基軸として、一対の起伏シリンダ６は、それぞれ回動可能になっている。図８に示すように、当該起伏シリンダ６の先端部（シリンダフットピン６ａ側とは逆側の端部）は、ブーム５の下面に設けられたブラケット５ｂに回動自在に取り付けられる。

次に、エンジンユニット１１等の旋回フレーム４への配置状態について説明する。
図１０は、エンジンユニット１１が旋回フレーム４上に配置された状態を模式的に示す平面図である。図１１は、図１０においてエンジンユニット１１及び旋回フレーム４を矢印Ｚ方向から見た模式図である。

図１０及び図１１に示すように、エンジンユニット１１は、エンジン１１ａと、当該エンジン１１ａにより駆動される油圧ポンプＰと、オルタネータ１１ｂと、ターボチャージャー１１ｃと、エアコンプレッサ１１ｄと、冷却ファン１１ｅと、を有して構成される。そして、エンジンユニット１１は、側板４１０におけるブーム５に対向する面とは逆側の面に隣接するように配置される。本実施形態においては、エンジンユニット１１は、オルタネータ１１ｂ、ターボチャージャー１１ｃ、及び、エアコンプレッサ１１ｄが、側板４１０の上縁部４１１よりも高い位置に配置されるように構成される。また、当該エンジンユニット１１は、冷却ファン１１ｅの上端が側板４１０の上縁部４１１よりも高い位置に配置されるように構成される。尚、エンジン１１ａは、高さ方向において上側の略半分が側板４１０の上縁部４１１よりも高い位置となるように高さが調整されて配置される。

また、燃料タンク１３及び作動油タンク１４は、側板４２０におけるブーム５に対向する面とは逆側の面に隣接して配置されている。当該燃料タンク１３からエンジンユニット１１に延びる燃料供給ホース１３ａは、梁部材４５０と第２底面部材４３２とで形成されるフレーム前方側（図１１における左側）の角部に沿って配置される。また、作動油タンク１４から油圧ポンプＰに延びる作動油サクションホース１４ａは、梁部材４５０と第２底面部材４３２とで形成されるフレーム後方側（図１１における右側）の角部に沿って配置される。

以下、本実施形態に係るホイール式クレーン１の構成に基づく作用及び効果について説明する。

本実施の形態に係るホイール式クレーン１によれば、上記の通り、側面視で、側板４１０，４２０の上縁部４１１に凹形状部分（第２縁部４１１ｂ及び第３縁部４１１ｃの部分）が形成されている（図４参照）。

この構成によると、側板４１０，４２０の上縁部の位置を部分的に低くすることができる。そして、側板４１０を挟んでブーム５側から見たときに、エンジン１１ａの上部に設けられたオルタネータ１１ｂ、ターボチャージャー１１ｃ、エアコンプレッサ１１ｄ、冷却ファン１１ｅ等の補機類を確認できる（図１１参照）。即ち、エンジン１１ａを過度に高い位置に配置しなくても、当該補機類を、側板４１０の上縁部よりも高い位置に配置できる。これにより、エンジン１１ａを低い位置に安定して配置できるとともに、当該補機類のメンテナンス作業が容易になる。

また、図１２に模式的に示すように、側板４１０には、側面視で、当該側板４１０の上縁部４１１における凹形状部分（第２縁部４１１ｂ及び第３縁部４１１ｃ）を挟む二点（図１２においてｐ１，ｐ２で示す点）で当該上縁部４１１に接する第１仮想直線Ｌ１から最も離れた当該凹形状部分である最離部Ａと、当該側板４１０の下縁部（図１２においてｐ３で示す部分）と、を連結する第２仮想直線Ｌ２に沿って延びる第２補強部材６２が設けられている。この第２補強部材６２の一端側は第１補強部材６１を介して最離部Ａに連結し、他端側は、ウエイト部材５０を介して側板４１０の下縁部に連結する。尚、本実施形態における最離部Ａは、第２縁部４１１ｂと第３縁部４１１ｃとの境界の屈曲部である。

この構成によると、最離部Ａと、側板４１０の下縁部と、を連結する第２補強部材６２により、側板４１０の最離部Ａに作用する応力は下縁部の側に分散されるので、応力集中による側板４１０の変形を防止できる。特に、本実施形態では、側板４１０の表面における当該第２仮想直線Ｌ２上が、最離部Ａから下縁部ｐ３まで全て補強部材（第１補強部材６１、第２補強部材６２、及びウエイト部材５０）により覆われているので、より効果的である。

また、第２仮想直線Ｌ２は、シリンダ支持穴１９を通過する仮想直線であり、第２補強部材６２は、最離部Ａからシリンダ支持穴１９に向かう部分の当該第２仮想直線Ｌ２上に沿って延びている。そのため、比較的高強度に形成されたシリンダ支持穴１９の周辺部に最離部Ａに作用する応力が分散される。これにより、側板４１０に作用する応力が、最離部Ａに集中することが抑制される。特に、本実施形態では、側板４１０の表面における当該第２仮想直線Ｌ２上が、最離部Ａからシリンダ支持穴１９まで全て補強部材（第１補強部材６１、第２補強部材６２、及びウエイト部材５０）により覆われているので、より効果的である。

また、少なくとも最離部Ａに沿うように、第１補強部材６１が上縁部４１１に沿って設けられている。これにより、最離部Ａに作用する応力を、側板４１０の上縁部４１１に沿った方向に分散できる。これにより、側板４１０に作用する応力が、最離部Ａに集中することを抑制できる。

尚、本実施形態において、補強部材６１〜６６は、薄板により構成される内部中空の箱構造の補強部材であるので、過度に重量を増加させることなく効率的にフレームの強度剛性を高めることができる。

また、本実施形態に係る作業機械のフレームは、一対の側板４１０，４２０に設けられ、ブーム５を起伏するための起伏シリンダ６を支持するシリンダ支持部としてのシリンダ支持穴１９を備えている。そして、一対の側板４１０，４２０には、それぞれ、中実構造で形成されたウエイト部材５０が設けられている。当該ウエイト部材５０は、ブーム５の回動軸と平行な方向（以下、ブーム回動軸方向と記載する。）から見て、側板４１０，４２０におけるシリンダ支持穴１９を、ウエイト部材５０の外縁部で囲むように設けられている。

この構成によると、ウエイト部材５０は、カウンタウエイトとしての機能を発揮するだけでなく、側板４１０，４２０のシリンダ支持部としてのシリンダ支持穴１９を補強する構造部材としての機能を発揮する。本実施形態においては、ウエイト部材５０の貫通孔５９にもシリンダフットピン６ａが挿入されて起伏シリンダ６の基端部が支持されるため、側板４１０，４２０に設けられたシリンダ支持部に作用する力をより低減することができる。これにより、フレームにおける高張力鋼の使用量や、シリンダ支持穴１９の近傍を補強するために別途設置する補強部材の量を減らすことができ、製造コストを低下できる。

また、ウエイト部材５０は、ブーム回動軸方向から見て、側板４１０，４２０におけるブーム支持部としてのブーム支持穴１８を、当該ウエイト部材５０の外縁部で囲むように設けられている。

この構成によると、ウエイト部材５０は、カウンタウエイトとしての機能を発揮するだけでなく、側板４１０，４２０のブーム支持部としてのブーム支持穴１８を補強する構造部材としての機能を発揮する。本実施形態においては、ウエイト部材５０の貫通孔５８にもブームフットピン５ａが挿入されてブーム５の基端部が支持されるため、側板４１０，４２０に設けられたブーム支持部に作用する力をより低減することができる。これにより、フレームにおける高張力鋼の使用量や、シリンダ支持穴１９の近傍を補強するために別途設置する補強部材の量を減らすことができ、製造コストを低下できる。

特に、本実施形態においては、ウエイト部材５０は、ブーム回動軸方向から見て、シリンダ支持穴１９とブーム支持穴１８との双方を当該ウエイト部材の外縁部で囲むように設けられている。
ここで、通常、ブーム支持穴１８近傍部に作用する斜め上向きの力（図１２において左斜め上向きの力）と、シリンダ支持穴１９近傍部に作用する斜め下向きの力（図１２において左斜め下向きの力）を、厚板で強固に構成されるウエイト部材５０を通して側板に伝えることで、局部的な力や応力集中を軽減して、強度剛性を大幅に改善するとともに、上部フレームとしての軽量化も可能になる。

また、ウエイト部材５０は、ブーム５の回動軸と平行な第１接合面５１で、第１補強部材６１の端部と溶接されているとともに、第１接合面５１と非平行な側板４１０，４２０の側面に対して溶接されている。

この構成によると、ウエイト部材５０は、互いに非平行な少なくとも２つの接合面（第１接合面５１及び側板４１０，４２０の側面に対向する面）で溶接されているので、接合部に応力が集中しにくくなり、接合部の信頼性を高めることができる。
また、ウエイト部材５０は、機体の左右方向に延びる軸に接する面（第１接合面５１）と、機体前後方向に延びる軸に接する面（側板４１０，４２０の側面に対向する面）とを接合面として、機体に接合されているので、ウエイト部材５０と側板４１０，４２０とが重なる範囲を設けることで、溶接による接合面および溶接線に作用する力の方向を分散することができ、接合部の信頼性を高めることが可能となる。

また、第１接合面５１を、ブーム５の回動軸と平行、即ち、側板４１０に対して垂直に設けることで、ウエイト部材５０と第１補強部材６１との接合面の面積を小さくすることができる。これにより、ウエイト部材５０を第１補強部材６１に溶接する場合においては、溶接金属量が少なく効率の良い接合が可能になる。また、材料の歩留まりも改善される。

また、ウエイト部材５０は、第１接合面５１の近傍において、当該第１接合面５１から離れるほど第１接合面５１と平行な断面の面積が連続的に大きくなるように形成されているので、第１接合面５１の近傍部分（拡大接合部５４）において局所的に応力が集中することを抑制することができる。

また、ウエイト部材５０のブーム回動軸方向における厚さと、補強部材６１〜６６の当該厚さとが、略同じ厚さとなるように形成されているので、ウエイト部材５０の側方表面と補強部材６１〜６６の側方表面とが略同一平面状に揃う（図６参照）。即ち、ブーム回動軸方向において一対の側板４１０，４２０及びその側面に設けられた部材が占める幅が、ウエイト部材５０が設けられた部分と補強部材６１〜６６が設けられた部分とで異なることを防止できる。これにより、フレームの幅方向（ブーム回動軸方向）において利用しにくいスペースを減らすことができ、エンジンユニット１１や各種タンク等の機器類の配置スペースを広く確保することができる。また、不要なスペースが減少されるので、ホイールクレーンの小型化を実現することができる。

尚、機体寸法の増加に伴う課題としては、例えば、以下に示すものが挙げられる。
（１）全高が高くなると建屋内での作業性が悪化する。例えば、進入時に間口の高さ制限に掛かって作業現場に入れなくなる場合がある。
（２）車幅が広がると、取り回し性の悪化に加え、道幅の狭い狭隘地に進入することができなくなる場合があり、対応可能な作業現場に制限を受け易い。
（３）機体寸法の増大は、車両としての寸法制約をうけるホイールクレーンのような作業機械において、機械の成否を左右する。
（４）機体寸法の増大は、重量増加及び空気抵抗増大の原因となり、走行及び輸送時の燃費が悪化する。
この点、本実施形態に係るフレームにおいては、上述したウエイト部材５０を側板４１０，４２０の側面に取り付ける構成により、機体の全高や全幅が過度に大きくなることが抑制でき、上記課題を解決することができる。

また、第２底面部材４３２の下面には、ブーム回動軸方向に延びる梁部材４５０が設けられている（図４参照）。この梁部材４５０は、当該第２底面部材４３２における、シリンダ支持穴１９に最も近接する位置にある側板４１０の下縁部（近接下縁部α）を連結する部分に設けられている。

この構成によると、梁部材４５０により、当該近接下縁部αに近接するシリンダ支持穴１９近傍部の強度を向上させることができる。これにより、シリンダ支持穴１９の位置を側板４１０の下縁部に近接させることが可能になる。結果として、起伏シリンダ６をより低い位置に配置することができるとともに、当該起伏シリンダ６上に位置するブーム５、ブーム支持部、ブーム５上面に搭載されるウインチ等の位置も低く構成することができる。これにより、フレームの強度剛性を犠牲にすることなく機体の小型化を実現することができる。結果として、上述した機体寸法の増大に伴う課題を解決することができる。

また、第２底面部材４３２には、梁部材４５０が下面に設けられた部分におけるブーム回動軸方向中央部に、起伏シリンダ６を支持する支持ブラケット２０が上方に突出するように設けられている（図６参照）。

この構成によると、側板４１０，４２０に設けられたシリンダ支持穴１９と第２底面部材４３２に設けられた支持ブラケット２０とで起伏シリンダ６を支持することができる。これにより、起伏シリンダ６から側板４１０，４２０に作用する応力を分散させることができる。

また、第２底面部材４３２と梁部材４５０とでブーム回動軸方向に延びる角部が形成され、当該角部に沿うように燃料供給ホース１３ａ及び作動油サクションホース１４ａが配置されている（図１１参照）。この場合、第２底面部材４３２及び梁部材４５０により、燃料供給ホース１３ａ及び作動油サクションホース１４ａの外周面における当該角部に向かう面がカバーされる。これにより、簡易な構成で、燃料供給ホース１３ａ及び作動油サクションホース１４ａを外部から保護することができる。
また、燃料供給ホース１３ａ及び作動油サクションホース１４ａが側板４１０，４２０の下方を通過する構成であるので、側板４１０，４２０にこれらのホースを通過させるための開口部を形成する必要はない。即ち、側板４１０，４２０において当該ホース用の開口部周りに発生する応力集中対策も不要であり、補強等による重量増加を抑制できる。

また、梁部材４５０は、中実構造部材として構成され、当該梁部材４５０の厚さ（第２底面部材４３２と垂直な方向における厚さ）がウエイト部材５０の厚さ（ブーム回動軸方向における厚さ）と略同じである。

この構成によると、梁部材４５０は、フレームの強度を増加させるための構造部材として機能するとともに、カウンタウエイトとしても機能する。これにより、フレームの強度を増加させるためにのみ機能する補強部材を減らし、フレームの軽量化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、以下のように変形して実施することもできる。

（１）図１３及び図１４に変形例を示すように、梁部材を中空状に変形して実施しても良い。図１３は、図１１に相当する側板等を示す図である。また、図１４は、図１３におけるＹ−Ｙ断面模式図である。
この変形例においては、梁部材４５１は、ブーム回転軸方向に対して垂直断面がコの字形状の部材であり、第２底面部材４３２と一体となって中空箱構造の梁を構成する。尚、当該変形例においては、起伏シリンダ６を支持する支持ブラケット２１は、基端側の板状部分が梁部材４５１の下側部材４５１ａに対して溶接等により固定されている。そして、当該板状部分に燃料供給ホース１３ａ及び作動油サクションホース１４ａを挿入可能な貫通孔２１ａ，２１ａが形成されている。また、ウエイト部材５０には、当該貫通孔２１ａと略同軸同径の貫通孔５５が形成されている。
このように構成することで、梁部材４５１により、シリンダ支持穴１９近傍部を補強できるとともに、燃料供給ホース１３ａ及び作動油サクションホース１４ａ等の配管又は配線等を外部から保護した状態で配置できるスペースを確保することができる。

（２）ホイール式クレーン１のフレームに限らず、クローラ式クレーンのフレームに本発明を適用することもできる。また、箱型の多段伸縮ブームを支持するフレームに限らず、ラチスブーム等、様々な形式のブームを支持するフレームに適用することができる。
また、クレーンに限らず、他の作業機械のブームを支持するフレームに適用することもできる。

本発明は、下部走行体に旋回自在に設けられ、ブームを起伏自在に支持する作業機械のフレームとして利用することができる。

１ホイール式クレーン（作業機械）
２下部走行体
４旋回フレーム
４１０，４２０側板
５ブーム
１１エンジンユニット
１８ブーム支持穴（ブーム支持部）
１９シリンダ支持穴（シリンダ支持部）
２０支持ブラケット（シリンダ中間支持部）
５０ウエイト部材
６１〜６６補強部材
４３１，４３２底面部材
４５０梁部材

Claims

下部走行体に旋回自在に設けられ、ブームを起伏自在に支持する作業機械のフレームであって、
前記下部走行体に対して旋回自在に立設された一対の側板と、
前記一対の側板に設けられ、前記ブームを回動自在に支持するブーム支持部と、
前記一対の側板に設けられ、前記ブームを起伏するための起伏シリンダを支持するシリンダ支持部と、
を備え、
前記一対の側板における少なくとも一方の側板は、前記ブームの回動軸と平行な方向から見て、上縁部の少なくとも一部が凹形状に形成されており、
前記一対の側板には、それぞれ、中実構造で形成されたウエイト部材が設けられており、
前記ウエイト部材は、前記ブームの回動軸と平行な方向から見て、前記側板における前記シリンダ支持部及び前記ブーム支持部を、当該ウエイト部材の外縁部で囲むように設けられている作業機械のフレーム。
下部走行体に旋回自在に設けられ、ブームを起伏自在に支持する作業機械のフレームであって、
前記下部走行体に対して旋回自在に立設された一対の側板と、
前記一対の側板に設けられ、前記ブームを回動自在に支持するブーム支持部と、
前記一対の側板に設けられ、前記ブームを起伏するための起伏シリンダを支持するシリンダ支持部と、
前記一対の側板の下縁部を互いに連結する底面部材と、
前記底面部材における、前記シリンダ支持部に最も近接する位置にある前記下縁部を連結する部分の下面に、前記ブームの回動軸と平行に延びるように設けられる梁部材と、
を備え、
前記一対の側板における少なくとも一方の側板は、前記ブームの回動軸と平行な方向から見て、上縁部の少なくとも一部が凹形状に形成されており、
前記底面部材における前記梁部材が設けられた部分の、前記ブームの回動軸と平行な方向における中間部に、前記起伏シリンダを支持するシリンダ中間支持部が設けられている作業機械のフレーム。
前記底面部材と前記梁部材とで前記ブームの回動軸と平行な方向に延びる角部を形成する請求項２に記載の作業機械のフレーム。
前記一対の側板には、ウエイト部材が設けられており、
前記梁部材は、中実構造で形成され、前記底面部材と垂直な方向における当該梁部材の厚さが、前記ブームの回動軸と平行な方向における前記ウエイト部材の厚さ以上である請求項２又は請求項３に記載の作業機械のフレーム。
上縁部の少なくとも一部が凹形状に形成された前記側板には、前記ブームの回動軸と平行な方向から見て、当該上縁部に対して凹形状部分を挟む二点で接する第１仮想直線から最も離れた当該凹形状部分の一部である最離部と、前記シリンダ支持部と、を結ぶ第２仮想直線に沿って補強部材が設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の作業機械のフレーム。
上縁部の少なくとも一部が凹形状に形成された前記側板には、前記ブームの回動軸と平行な方向から見て、当該上縁部に沿って補強部材が設けられており、当該補強部材は、当該上縁部に対して凹形状部分を挟む二点で接する第１仮想直線から最も離れた当該凹形状部分の一部である最離部に沿うように設けられている請求項１〜５のいずれか一項に記載の作業機械のフレーム。
前記一対の側板には、それぞれ、補強部材及び中実構造で形成されたウエイト部材が設けられており、
前記ウエイト部材は、前記ブームの回動軸と平行な第１接合面で、前記補強部材と接合されているとともに、前記第１接合面と非平行な第２接合面で、前記側板と接合されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の作業機械のフレーム。