JP4984923B2 - Construction machine upper frame - Google Patents
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Description
本発明は油圧ショベルのように下部走行体上に上部旋回体が搭載されて構成される旋回式の建設機械のアッパーフレームに関するものである。 The present invention relates to an upper frame of a swing type construction machine configured by mounting an upper swing body on a lower traveling body like a hydraulic excavator.
たとえば油圧ショベルは、図5に示すようにクローラ式の下部走行体1上に上部旋回体2が縦軸(旋回中心)Oまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体2のベースとなるアッパーフレーム3上に、キャビン4を含む各種設備が搭載されるとともに、同フレーム3の前部に、ブーム5、アーム6、バケット7を備えた作業アタッチメント8、後端部にカウンタウェイト9がそれぞれ装着されて構成される。
For example, in the hydraulic excavator, as shown in FIG. 5, an
なお、この明細書においてはキャビン4の位置を左側前部とし、これを基準に「左右」及び「前後」の方向性をいうものとする。 In this specification, the position of the cabin 4 is defined as the left front portion, and the directions of “left and right” and “front and rear” are defined based on this position.
図6に従来のアッパーフレーム構造を示す。 FIG. 6 shows a conventional upper frame structure.
このアッパーフレーム3は、車幅方向の中央に位置するセンターセクションAと、このセンターセクションAの左右両側に設けられた左右のサイドデッキB,Cによって構成され、センターセクションAの前部に図4中の作業アタッチメント8、後端部にカウンタウェイト9がそれぞれ搭載される。
The
各セクションA〜Cに搭載される各種設備の配置を図6中に二点鎖線で示す。 The arrangement of various facilities mounted in each section A to C is shown by a two-dot chain line in FIG.
センターセクションAには、動力源としてのエンジン10が後部に搭載される。
In the center section A, an
左サイドデッキBには、前方から順にキャビン4、燃料タンク11、ラジエータ12がそれぞれ搭載される。
On the left side deck B, a cabin 4, a
右サイドデッキCには、前から順にバッテリ13、作動油タンク14、コントロールバルブ15がそれぞれ搭載される。
On the right side deck C, a
センターセクションAは、主たる構成要素として、下面に旋回ベアリング(図5中にも示す)16が取付けられる底板17と、この底板17の上面左右両側に垂直に取付けられた前後方向に延びる左右一対の縦板18,19とを備えている。
The center section A includes, as main components, a
縦板18,19は、図5中に示すように全体として側面視ほぼ三角形に形成され、その頂点部分に作業アタッチメント8が取付けられる。
As shown in FIG. 5, the
また、センターセクションAの両縦板18,19間の後部に仕切り板20が設けられ、旋回駆動源としての図示しない旋回モータが取付けられるモータ取付プレート21がこの仕切り板20に溶接固定される。
Further, a
一方、左右のサイドデッキB,Cは、左右の縦板18,19の外面に、左右方向に延びる前後複数の横梁を取付け、これをベースに適宜平板や補強材を取付けて構成される。
On the other hand, the left and right side decks B and C are configured by attaching a plurality of front and rear transverse beams extending in the left-right direction to the outer surfaces of the left and right
たとえばキャビン4と反対側の右サイドデッキCは、図6〜図8に示すように、右側の縦板19の外面に前後三本の横梁22,23,24を溶接固定し、これらの上面に水平な上板25を取付けて構成される。
For example, as shown in FIGS. 6 to 8, the right side deck C on the opposite side of the cabin 4 has three front and
このようなアッパーフレーム3において、最近、左サイドデッキBに搭載される設備(とくにキャビン4やラジエータ12)の大型化に伴い、これまで同デッキBに搭載されていた燃料タンク11を右サイドデッキCに移設する等の配置変えが必要となった。
In such an
この結果、右サイドデッキCに重量設備が集中して同デッキCにかかる荷重(図8参照)が増加し、この大荷重が同デッキCの横梁22〜24を通じて右側縦板19に加わることにより、同縦板19が図8中に二点鎖線で示すように外向きに倒れる等の変形が発生していた。
As a result, heavy equipment is concentrated on the right side deck C and the load applied to the deck C (see FIG. 8) increases, and this large load is applied to the right
この点の対策として、右側縦板19の板厚を大きくすることによって右側縦板19そのものの強度、及び底板17に対する取付強度を高めることが考えられるが、こうすると右側縦板19が重くなってアッパーフレーム全体の重量増加を招くため好ましくない。これは別の補強部材を右側縦板19またはその取付部分に設けた場合も同じである。
As a countermeasure against this point, it is conceivable to increase the strength of the right
一方、別の対策として、特許文献1に示された公知技術を採用することが考えられる。 On the other hand, as another countermeasure, it is conceivable to employ a known technique disclosed in Patent Document 1.
この公知技術を図6に示す従来アッパーフレームの名称、符号を用いて説明すると、アッパーフレーム全体の剛性を高めることを目的として、仕切り板20を無くする一方、モータ取付プレート21を左右の縦板18,19に跨って配置し、その左右両端を両縦板18,19の内面に溶接固定する構成をとっている。
This known technique will be described with reference to the names and symbols of the conventional upper frame shown in FIG. 6. For the purpose of increasing the rigidity of the entire upper frame, the
この構成によると、右側縦板19がモータ取付プレート21によって補強されるため、前記右側荷重の増加による右側縦板19の変形を抑える点で効果がある。しかも、元々必要なモータ取付プレート21を補強材として利用するため、右側縦板19の板厚を大きくしたり別の補強材を追加する場合と比較してアッパーフレームの重量増加がすくなくてすむ。
According to this configuration, since the right
また、特許文献1には目的、効果としての記載はないが、モータ取付プレート21を右側縦板19に対し、右サイドデッキ19の一部の横梁の取付位置とラップして取付ける点が図示されている。こうすれば、右側縦板19の、横梁から荷重が伝達される部分がモータ取付プレート21で直接補強されるため、上記変形抑制効果をさらに高めることができる。
ところが、この公知技術によると、モータ取付プレート21を、モータ中心(同プレート21に旋回モータを取付けた状態でのモータ中心)Xに対して左右対称で、かつ、左右両側ともに長い前後方向範囲で縦板18,18に取付けられるように十分な幅(前後方向)寸法を持った長方形に形成しているため、同プレート21の面積が大きくなり、図6に示すモータ取付プレート21よりも格段に重くなる。
However, according to this known technique, the
これでは、右側縦板19の板厚を厚くしたり補強材を追加したりした場合と同様に、アッパーフレーム全体の重量増加という弊害を招いてしまう。かといって、モータ取付プレート21の幅寸法を小さくすると右側縦板19に対して十分な補強効果が得られない。
In this case, as in the case where the thickness of the right
そこで本発明は、反キャビン側(上記例では右側)の縦板の荷重負担が大きくなる条件下で、アッパーフレーム全体の重量増加という弊害を招くことなく、同縦板を効果的に補強し、その変形を抑えることができる建設機械のアッパーフレームを提供するものである。 Therefore, the present invention effectively reinforces the vertical plate without incurring the adverse effect of increasing the weight of the entire upper frame under the condition that the load burden of the vertical plate on the anti-cabin side (right side in the above example) increases. An upper frame of a construction machine that can suppress the deformation is provided.
請求項1の発明は、前後方向に延びる左右の縦板を備えたセンターセクションと、このセンターセクションの左右片側に設けられてキャビンが搭載されるキャビン側サイドデッキと、左右反対側に設けられて機器類が搭載される反キャビン側サイドデッキとから成り、旋回モータが取付けられるモータ取付プレートが、センターセクションの両縦板間に設けられる一方、上記反キャビン側サイドデッキを構成する横梁が、反キャビン側の縦板の外面に取付けられる建設機械のアッパーフレームにおいて、上記モータ取付プレートのモータ中心を挟んだ左右両側部分のうち、反キャビン側部分をキャビン側部分よりも前後方向に長く形成し、この反キャビン側部分を、上記反キャビン側縦板の外面に対する横梁の取付位置とラップして反キャビン側縦板の内面に取付けたものである。 The invention of claim 1 includes a center section having left and right vertical plates extending in the front-rear direction, a cabin side side deck provided on one of the left and right sides of the center section and mounted with a cabin, and provided on the opposite left and right sides. It consists of an anti-cabinet side deck on which equipment is mounted, and a motor mounting plate to which a turning motor is attached is provided between the vertical plates of the center section, while the cross beams constituting the anti-cabinet side deck are In the upper frame of the construction machine attached to the outer surface of the vertical plate on the cabin side, among the left and right side portions sandwiching the motor center of the motor mounting plate, the anti-cabin side portion is formed longer in the front-rear direction than the cabin side portion, This anti-cabin side part is wrapped with the mounting position of the cross beam on the outer surface of the anti-cabinet side vertical plate to Those attached to the inner surface of the side vertical plates.
請求項2の発明は、請求項1の構成において、モータ取付プレートのモータ中心を両縦板間の中心線よりも反キャビン側にオフセットさせることにより、モータ取付プレートの反キャビン側部分の左右方向寸法をキャビン側部分の左右方向寸法よりも短く形成したものである。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the motor center of the motor mounting plate is offset to the anti-cabin side with respect to the center line between the two vertical plates, whereby the left-right direction of the anti-cabin side portion of the motor mounting plate The dimension is formed shorter than the lateral dimension of the cabin side portion.
請求項3の発明は、請求項1または2の構成において、上記反キャビン側のサイドデッキを構成する横梁として、前後方向に間隔を置いて複数の横梁を備え、モータ取付プレートの反キャビン側部分を、反キャビン側縦板に対する上記複数の横梁の取付位置とラップして反キャビン側縦板の内面に取付けたものである。
The invention according to
本発明によると、モータ取付プレートによって反キャビン側(前記例では右側)の縦板を補強することを前提に、荷重負担が軽いキャビン側の縦板は同プレートによる補強を必要としない点に着目し、モータ取付プレートのモータ中心を挟んだ左右両側部分のうち、反キャビン側部分をキャビン側部分よりも前後方向に長く形成(キャビン側部分は短く形成)し、この部分を、反キャビン側の縦板に対する横梁の取付位置とラップして同縦板に取付けたから、反キャビン側縦板を効果的に補強しながら、モータ取付プレートの面積を最小限に小さくして同プレートを軽くすることができる。 According to the present invention, on the assumption that the vertical plate on the anti-cabine side (right side in the above example) is reinforced by the motor mounting plate, it is noted that the vertical plate on the cabin side with a light load does not require reinforcement by the plate. Of the left and right side parts of the motor mounting plate across the motor center, the anti-cabin side part is formed longer in the front-rear direction than the cabin side part (the cabin side part is short), and this part is Since it is attached to the vertical plate by wrapping with the mounting position of the horizontal beam on the vertical plate, it is possible to reduce the motor mounting plate area to a minimum and lighten the plate while effectively reinforcing the anti-cabin side vertical plate it can.
すなわち、アッパーフレームの重量増加を招くことなく反キャビン側の縦板の変形を抑えることができる。 That is, deformation of the vertical plate on the anti-cabine side can be suppressed without increasing the weight of the upper frame.
この場合、請求項2の発明によると、モータ取付プレートの、モータ中心を挟んだ反キャビン側部分(前後に長くした部分)の左右方向寸法を小さくできるため、同プレートの重量をより小さくすることができる。 In this case, according to the second aspect of the present invention, the left-right dimension of the motor-mounting plate on the side opposite to the cabin (the lengthened in the front-rear direction) sandwiching the motor center can be reduced, so that the weight of the plate is further reduced. Can do.
また、請求項3の発明によると、モータ取付プレートの反キャビン側部分を複数の横梁とラップする状態で縦板に取付けるため、縦板の補強効果をさらに高めることができる。
According to the invention of
本発明の実施形態を図1〜図4によって説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
この実施形態において、アッパーフレーム30の基本的構成は従来と同じである。
In this embodiment, the basic configuration of the
すなわち、アッパーフレーム30は、図1,2に示すように車幅方向の中央に位置するセンターセクションDと、このセンターセクションDの左右両側に設けられた左右のサイドデッキE,Fによって構成され、センターセクションDの前部に図4中の作業アタッチメント8、後端部にカウンタウェイト9がそれぞれ搭載される。
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the
センターセクションDには、動力源としてのエンジン31が後部に搭載される。
In the center section D, an
左サイドデッキBには、前部にキャビン32、キャビン左側にバッテリ33、後部にラジエータ34がそれぞれ搭載される。
The left side deck B is mounted with a
右サイドデッキCには、前部にコントロールバルブ35、その後方右側に燃料タンク36、左側に作動油タンク37がそれぞれ搭載される。
The right side deck C is equipped with a
このような設備配置により、右サイドデッキFの荷重負担が図6に示す従来フレーム構造の場合よりも大きくなる。一例では、従来構造では610Kgであったものが950Kgとなり、340kgの重量増加となる。 With such equipment arrangement, the load burden on the right side deck F becomes larger than in the case of the conventional frame structure shown in FIG. In one example, what was 610 kg in the conventional structure is 950 kg, which is a weight increase of 340 kg.
センターセクションDは、主たる構成要素として、下面に旋回ベアリング16が取付けられる底板38と、この底板38の上面左右両側に垂直に取付けられた前後方向に延びる左右一対の縦板39,40とを備えている。
The center section D includes, as main components, a
一方、左右のサイドデッキE,Fは、左右の縦板39,40の外面に、左右方向に延びる前後複数の横梁を取付け、これをベースに適宜平板や補強材を取付けて構成される。
On the other hand, the left and right side decks E and F are configured by attaching a plurality of front and rear transverse beams extending in the left-right direction to the outer surfaces of the left and right
具体的には、右サイドデッキFは、右側の縦板40の外面に前後方向に間隔を置いて四本の横梁41〜44を溶接固定し、これらの上面に水平な上板45を取付けて構成される。
Specifically, the right side deck F has four
このアッパーフレーム30においては、右サイドデッキFの荷重増加に対し、次のような右側縦板40の補強策がとられている。
In the
モータ取付プレート46が左右の縦板39,40に跨って配置され、左右両端が両縦板39,40に溶接固定されている。図2中の太線はこの溶接部分を示す。
The
このモータ取付プレート46は、モータ中心Xが、両縦板39,40間の中心を通る直線(縦板間中心線)Yよりも右側(反キャビン側)にオフセットし、かつ、旋回中心Oを挟んだ左右両側(キャビン側及び反キャビン側)部分46a,46bのうち、右側部分46bが左側部分46aよりも前後に長い形状(平面視で大略L字形)に形成されている。
In the
従って、モータ取付プレート46の右側部分46bは、左側部分46aよりも前後方向に長い範囲で右側縦板40の内面に溶接固定される。
Therefore, the
数値で表すと、図2に示すように、左側部分46aの先端(左側縦板39に取付けられる部分)の前後方向寸法をL1、右側部分46bの先端(右側縦板40に取付けられる部分)の前後方向寸法をL2として、L1<L2で、L2がL1の2倍強となっている。
Expressed numerically, as shown in FIG. 2, the front-rear direction dimension of the tip of the
また、モータ取付プレート46のモータ中心Xから左側縦板39までの距離(左側部分46aの左右方向寸法)をW1、右側縦板40までの距離(右側部分46bの左右方向寸法)をW2として、W1>W2で、W2がW1のほぼ1/3となっている。
Further, the distance from the motor center X of the
図1,2,4中、47は旋回中心Oを中心とする円形のモータ取付穴である。なお、図1,2において、モータ取付プレート46の輪郭を分かり易くするためにモータ取付穴47を除き同プレート46に斜線を付している。また、モータ取付穴47の外周に複数のボルト穴を持ったモータ座が設けられるが、図示省略している。
1, 2, and 4, 47 is a circular motor mounting hole centered on the turning center O. 1 and 2, the
ここで、モータ取付プレート46の右側部分46bは、右サイドデッキFの横梁41〜44のうち、前端のものを除く三本の横梁42,43,44の右側縦板40に対する取付位置とラップする状態で同縦板40に溶接固定されている。いいかえれば、このラップ状態が得られるようにモータ取付プレート46の形状、サイズ及び横梁42〜44の前後方向位置等が設定されている。
Here, the
このアッパーフレーム30においては、特許文献1に示された公知技術と同様に、モータ取付プレート46によって右側縦板40を補強することを前提にしながら、荷重負担が軽い左側縦板39は同プレート46による補強を必要としない点に着目し、上記のようにモータ取付プレート46の旋回中心Oを挟んだ左右両側部分46a,46bのうち、反キャビン側である右側部分46bを左側部分46aよりも長く形成(左側部分46aは短く形成)して右側縦板40の内面に取付けたから、同縦板40を、この前後に長い右側部分46bにより長い範囲に亘って補強することができる。
In the
この場合、プレート右側部分46bを、右側縦板40に対する横梁取付位置とラップして、それも前後三本の横梁42〜44の取付位置とラップして右側縦板40に固定するため、右側縦板40の前後方向の長い範囲を、荷重が作用する部分で直接、かつ、効果的に補強することができる。
In this case, the
しかも、
(I) モータ取付プレート46の左側部分46aの前後方向寸法(先端でL1)は小さく抑えていること、
(II) モータ中心Xを、両縦板間中心線Yに対して右側にオフセットさせることによって、右側部分46bの左右方向寸法W2を小さくできること
により、モータ取付プレート46の面積を小さくしてその重量増加を最小限にとどめることができる。
Moreover,
(I) The front-rear dimension (L1 at the tip) of the
(II) By offsetting the motor center X to the right with respect to the center line Y between the two vertical plates, the lateral dimension W2 of the
以上の点により、アッパーフレーム全体の重量増加という弊害を招かずに、右サイドデッキ荷重の増加に対して右側縦板40の変形を確実に抑えることができる。
From the above points, it is possible to reliably suppress the deformation of the right
他の実施形態
(1) モータ取付プレート46の軽量化の点で、上記のようにモータ中心Xを縦板間中心線Yに対して右側にオフセットさせるのが望ましいが、モータ中心Xを縦板間中心線Y上に設定し、またはやや左側にオフセットさせてもよい。この場合でも、プレート左側部分46aの前後方向寸法を右側部分46bのそれよりも小さくすることによる重量軽減効果は確保することができる。
Other Embodiments (1) From the viewpoint of reducing the weight of the
(2) 油圧ショベルをはじめとする本発明の対象機械では、通常、キャビンが左側に配置されるため、右サイドデッキFの荷重増加に対する右側縦板40の補強策としてモータ取付プレート46の右側部分46bの前後方向寸法を左側部分46aのそれよりも大きくすることとなるが、キャビンが右側に配置される機械では、左側縦板39を補強する必要があるため、プレート左右両側部分46a,46bの前後方向寸法の大小関係を上記と逆にすればよい。
(2) In the target machine of the present invention including a hydraulic excavator, since the cabin is usually disposed on the left side, the right side portion of the
30 アッパーフレーム
D センターセクション
E 左サイドデッキ
F 右サイドデッキ
32 キャビン
38 センターセクションの底板
39 左側(キャビン側)の縦板
40 右側(反キャビン側)の縦板
42,43,44 横梁
46 モータ取付プレート
46a プレート左側(キャビン側)部分
46b プレート右側(反キャビン側)部分
O 旋回中心
X モータ中心
Y 両縦板間中心線
L1 プレート左側部分の前後方向寸法
L2 プレート右側部分の前後方向寸法
L3 プレート左側部分の左右方向寸法
L4 プレート右側部分の左右方向寸法
30 Upper frame D Center section E Left side deck F
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