JP5668421B2

JP5668421B2 - 建設機械のアッパーフレーム

Info

Publication number: JP5668421B2
Application number: JP2010251854A
Authority: JP
Inventors: 洋介本多; 西村　耕一; 耕一西村
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-10
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2030-11-10
Also published as: EP2453063A3; CN102465543A; EP2453063B1; US20120112495A1; US8567850B2; JP2012102534A; CN102465543B; EP2453063A2

Description

本発明は油圧ショベル等の建設機械において、キャビンが搭載されるサイドデッキを備えたアッパーフレームに関するものである。

油圧ショベルを例にとって背景技術を説明する。

油圧ショベルは、図８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が地面に対して垂直な軸の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の前部であってキャビン４の右側に作業アタッチメント５、後端部にカウンタウェイト６がそれぞれ装着されて構成される。

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。

図９〜図１３にアッパーフレーム３の構造を示す。

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の左右両側に外向きに張り出された左右のサイドデッキＢ,Ｃとに
よって構成され、センターセクションＡの前部に図８中の作業アタッチメント５、後端部に同カウンタウェイト６がそれぞれ取付けられるとともに、左サイドデッキＢにキャビン４、右サイドデッキＣに図示しないタンク類等の各種設備がそれぞれ搭載される。

センターセクションＡは、図示しない旋回ベアリングが取付けられる底板７と、この底板７の上面左右両側に垂直姿勢で前後方向に取付けられた一対の縦板８,９とを備えている。

左サイドデッキＢは、前梁１０と後梁１１と左右の縦梁１２，１３とによって額縁状の本体が形成されるとともに、必要に応じて中間部に連結部材(図では一つの横桟１４のみを示す)が取付けられて構成され、この左サイドデッキＢの前端部左右両側に、図１３中に示す前部キャビンマウント１５が設けられる左側及び右側両マウント取付部材１６，１７が取付けられる。

右側マウント取付部材１７の取付部分の詳細を図１１〜図１３に示す。なお、左側マウント取付部材１６も基本的に同じ構成となっている。

同部材１７は、水平な上辺部１８と垂直な後側辺部１９とから成る鈎形板状に形成され、前梁１０と右縦梁１３(左側マウント取付部材１６の場合は左縦梁１２)のなすコーナー部の内側に溶接によって取付けられる。

両側マウント取付部材１６，１７の上辺部１８にはマウント取付穴２０，２０が設けられ、前部キャビンマウント１５がこのマウント取付穴２０，２０に取付けられる。

なお、図９，１０に示すように後梁１１の左右両側部に同様のマウント取付穴２１，２１が設けられ、後側のキャビンマウント(図示しない)がこのマウント取付穴２１，２１に取付けられる。

以上の構成は特許文献１に示されている。

このアッパーフレーム３において、特許文献１に示されているように、左サイドデッキＢの補強手段として、左右の縦梁１２，１３の少なくとも一方(右縦梁１３の場合で図示説明する)の内側面に補強部材２２を取付ける技術が公知である。

この公知技術において、補強部材２２は断面コの字形に形成され、上下両辺部が全長部分で右縦梁１３の内面に接合(通常は溶接。以下「接合」という場合に同じ)されるとともに、後端面が後梁１１の前面に接合されている。

一方、補強部材２２の前端側には右側マウント取付部材１７が位置することから、同部材前端面が右側マウント取付部材１７の後側辺部１９に接合されている。

なお、左サイドデッキＢにおいて、配管等の便宜のために右縦梁１３の後部をカットし、垂直な継ぎ板を介して別の梁部材を継ぎ足す継ぎ足し構造をとる場合がある。この場合、補強部材２２の後端面は継ぎ板の前面に接合される。

また、左右の縦梁１２，１３の前後方向中間部間に連結梁を架け渡す連結梁構造をとる場合もあり、この場合、補強部材２２の後端面は連結梁の前面に接合される。

特開２０００−１０４２８４号公報

上記公知技術によると、補強部材２２の前端側がマウント取付部材１７を介して前梁１０に間接的に接合された構造、いいかえればマウント取付部材１７が補強部材２２の一部(延長部分)を兼ねる構造となっている。

しかし、マウント取付部材１７は、元々、キャビン４を支持するだけの部材であって、補強部材２２と比較して板厚も薄くて強度、剛性の低い部材であり、補強部材２２の前端側に位置するというだけの理由で補強部材２２の前端面が接合されているに過ぎない。

このため、補強部材２２の前端面をこのマウント取付部材１７に接合した上記構造によると、前端側の補強効果が低いものとなる。

このため、左サイドデッキＢ全体の強度と剛性が不十分となり、とくに機械転倒時におけるキャビンの安全規格であるＲＯＰＳに適合しないおそれがあった。

そこで本発明は、キャビンが搭載されるサイドデッキの左右少なくとも一方の縦梁の内側に補強部材を取付ける構成を前提として、この補強部材による前端側の補強効果を高め、左サイドデッキにＲＯＰＳ規格に適合する強度と剛性を確保することができる建設機械を提供するものである。

上記課題を解決する手段として、本発明においては、前梁と後梁と左右の縦梁とを備えたサイドデッキにキャビンが搭載され、上記サイドデッキにおける上記前梁と左右の縦梁のなすコーナー部の内側に、水平な上辺部と垂直な後側辺部から成る左右のマウント取付部材が取付けられ、キャビンマウントが上記マウント取付部材に取付けられる一方、上記左右の縦梁の少なくとも一方の内側面に補強部材が取付けられる建設機械のアッパーフレームにおいて、上記左右のマウント取付部材のうち上記補強部材が設けられる側のマウント取付部材における上記後側辺部の下半部に、上記補強部材が通過し得る切欠を設け、上記補強部材の前端部を、上記切欠を貫通する状態で上記前梁に接合したものである。

この構成によれば、補強部材の前端部を、公知技術のように強度、剛性において補強部材よりも劣るマウント取付部材ではなく、これよりも高い強度、剛性を備えた強度部材である前梁に接合したから、補強部材による左サイドデッキの補強効果を大幅に高めることができる。

この場合、補強部材の前端部を、マウント取付部材を避けて前梁に接合する手段として、補強部材が設けられる側のマウント取付部材における上記後側辺部の下半部に、上記補強部材が通過し得る切欠を設け、上記補強部材の前端部を、上記切欠を貫通する状態で上記前梁に接合したから、他の手段、たとえばマウント取付部材を補強部材と干渉しないように位置をずらしたり、寸法を縮小したり、あるいは補強部材の前端部をマウント取付部材に対してクランク状に迂回させたりした場合のように、キャビン支持の安定性や補強部材による補強効果が低下したり、補強部材の取付けが面倒となったりする弊害が生じない。

また本発明は、前梁を、前後及び上下が閉じた筒形に形成し、上記補強部材の前端部をこの前梁の後壁面に接合するのが望ましい(請求項２)。

こうすれば、前梁を、後面が開いた断面Ｃ字形やコの字形等の枠状に形成し、補強部材の前端面をこの前梁の前壁面に接合する場合と比べて、前梁に対する補強部材前端部の接合が容易となるとともに、前梁そのものの強度と剛性が高いことから補強部材による左サイドデッキの補強効果を一層高めることができる。

本発明によると、補強部材による補強効果を高め、左サイドデッキにＲＯＰＳ規格に適合する強度と剛性を確保することができる。

本発明の基本実施形態に係るアッパーフレームの斜視図である。同アッパーフレームにおける左サイドデッキ前部右側の一部切欠拡大斜視図である。同平面図である。図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。同Ｖ−Ｖ線断面図である。基本実施形態におけるマウント取付部材の斜視図である。 (ａ)(ｂ)(ｃ)は本発明の他の実施形態における補強部材三例を示す図５相当の断面図である。本発明の適用対象例である油圧ショベルの概略側面図である。従来のアッパーフレームを示す斜視図である。同平面図である。同アッパーフレームにおける左サイドデッキ前部右側の一部切欠拡大斜視図である。同平面図である。図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。

本発明の実施形態を図１〜図７によって説明する。

実施形態は、背景技術の説明に合わせて油圧ショベルのアッパーフレームを適用対象としている。

図１に実施形態に係るアッパーフレーム２３全体を示す。このアッパーフレーム２３において、次の点は図９〜図１３に示す従来のアッパーフレーム３と同じである。

(Ｉ) アッパーフレーム２３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の左右両側に外向きに張り出された左右のサイドデッキＢ´，Ｃとによって構成され、センターセクションＡの前部に図８中の作業アタッチメント５、後端部に同カウンタウェイト６がそれぞれ取付けられるとともに、左サイドデッキＢ´にキャビン４、右サイドデッキＣに図示しないタンク類等の各種設備がそれぞれ搭載される点。

(ＩＩ) センターセクションＡは、図示しない旋回ベアリングが取付けられる底板７と、この底板７の上面左右両側に垂直姿勢で前後方向に取付けられた一対の縦板８,９とを備えている点。

(ＩＩＩ) 左サイドデッキＢ´は、前梁１０と後梁１１と左右の縦梁１２，１３とによって額縁状の本体が形成されるとともに、必要に応じて中間部に連結部材(図では一つの横桟１４のみを示す)が取付けられて構成される点。

(ＩＶ) この左サイドデッキＢ´の前端部左側に左側マウント取付部材１６、右側に右側マウント取付部材２４がそれぞれ設けられ、この両側マウント取付部材１６，２４に前部キャビンマウント１５が設けられる点。

(Ｖ) 両側マウント取付部材１６，２４は、水平な上辺部１８と垂直な後側辺部１９とから成る鈎形板状に形成され、前梁１０と右縦梁１３(左側マウント取付部材１６の場合は左縦梁１２)のなすコーナー部の内側に溶接によって取付けられる点。

(ＶＩ) 両側マウント取付部材１６，２４にはマウント取付穴２０，２０が設けられ、前部キャビンマウント１５がこのマウント取付穴２０，２０に取付けられる点。

(ＶＩＩ) 後梁１１の左右両側部に同様のマウント取付穴２１，２１が設けられ、後側のキャビンマウント(図示しない)がこのマウント取付穴２１，２１に取付けられる点。

基本実施形態(図１〜図５参照)
左サイドデッキＢ´の補強手段として、右縦梁１３の内側面に補強部材２５が前後方向に取付けられている。

この補強部材２５は、水平な上辺部２５ａと垂直な左側辺部２５ｂとから成る逆Ｌ字形に形成され、図４等に示すように上辺部２５ａの右端面が右縦梁１３に、側辺部２５ｂの下端面が底板７にそれぞれ全長部分で接合されるとともに、後端面が後梁１１の前面に接合されている。

一方、右側マウント取付部材２４の後側辺部１９の右下半部に、補強部材２５が通過し得る切欠２６が設けられ、補強部材２５の前端部が同部材２４を貫通し、その前端面が前梁１０の右側端部に接合されている。

前梁１０は、上下及び前後が閉じた筒体(所謂Ｄチューブ)として形成され、補強部材前端面はこの前梁１０の後壁面１０ａ(図４のみに符号を付している)に接合されている。

なお、図４，５に示すように補強部材２５の高さはキャビンマウント１５と干渉しない寸法に設定されている。

このように、補強部材２５の前端部を、公知技術のように強度、剛性において補強部材２５よりも劣るマウント取付部材２４ではなく、同部材２４を避けて、これよりも高い強度、剛性を備えた強度部材である前梁１０に接合したから、補強部材２５による左サイドデッキの補強効果を格段に高めることができる。

この場合、補強部材２５の前端部を、マウント取付部材２４を避けて前梁１０に接合する手段として、マウント取付部材２４に切欠２６を設け、補強部材２５の前端部を、この切欠２６によってマウント取付部材２４を貫通する状態で前梁１０に接合したから、他の手段、たとえばマウント取付部材２４を補強部材２５と干渉しないように左に位置をずらしたり、上下方向寸法を縮小したり、あるいは補強部材２５の前端部をマウント取付部材２４に対して左にクランク状に迂回させたりした場合のように、キャビン支持の安定性や補強部材２５による補強効果が低下したり、補強部材２５の取付けが面倒となったりする弊害が生じない。

また、前梁１０を上下及び前後が閉じた筒形に形成し、補強部材２５の前端部をこの前梁１０の後壁面に接合したから、前梁１０を、後面が開いた断面Ｃ字形やコの字形等の枠状に形成し、補強部材２５の前端部を前梁前壁面に接合する場合と比べて、前梁１０に対する補強部材前端部の接合が容易となるとともに、前梁１０そのものの強度と剛性が高いことから補強部材２５による左サイドデッキＢ´の補強効果を一層高めることができる。

他の実施形態
(１) 補強部材２５の断面形状やその接合構造に関して、上記実施形態では補強部材２５(上辺部２５ａ、左側辺部２５ｂ)を右縦梁１３と底板７とに接合したが、図７(ａ)に示すように補強部材２５(上辺部２５ａ)を右縦梁１３のみに接合する(底板７には接合しない)構成をとってもよい。

また、図７(ｂ)に示すように補強部材２５を、上辺部２５ａと左側辺部２５ｂと下辺部２５ｃとから成る断面コの字形に形成し、その上下両側を右縦梁１３に接合してもよい。

さらに、図７(ｃ)に示すように右縦梁１３を、垂直な縦辺部１３ａと水平な下辺部１３ｂから成る断面Ｌ字形に形成し、断面逆Ｌ字形の補強部材２５をこの右縦梁１３に互いの上辺部２５ａと下辺部１３ｂとで接合してもよい。

この場合、図示のように補強部材２５の左側辺部２５ｂを底板７に対して接合しなくてもよいし、接合してもよい。

(２) 補強部材２５を左縦梁１２の内側面に取付けてもよいし、左右両縦梁１２，１３の内側面に取付けてもよい。

(３) 本発明は、前記のように左サイドデッキＢ´において右縦梁１３の後部をカットし、垂直な継ぎ板を介して別の梁部材を継ぎ足す継ぎ足し構造をとる場合、及び左右の縦梁１２，１３の中間部間に連結梁を架け渡す連結梁構造をとる場合にも適用することができる。

また、油圧ショベルに限らず、キャビンが搭載されるサイドデッキ付きのアッパーフレームを備えた作業機械に広く適用することができる。

Ｂ´ 左サイドデッキ
４キャビン
１０前梁
１１後梁
１２左縦梁
１３右縦梁
１５キャビンマウント
１８マウント取付部材の上辺部
１９同、後側辺部
２３アッパーフレーム
２４マウント取付部材
２５補強部材
２６マウント取付部材の切欠

Claims

前梁と後梁と左右の縦梁とを備えたサイドデッキにキャビンが搭載され、上記サイドデッキにおける上記前梁と左右の縦梁のなすコーナー部の内側に、水平な上辺部と垂直な後側辺部から成る左右のマウント取付部材が取付けられ、キャビンマウントが上記マウント取付部材に取付けられる一方、上記左右の縦梁の少なくとも一方の内側面に補強部材が取付けられる建設機械のアッパーフレームにおいて、上記左右のマウント取付部材のうち上記補強部材が設けられる側のマウント取付部材における上記後側辺部の下半部に、上記補強部材が通過し得る切欠を設け、上記補強部材の前端部を、上記切欠を貫通する状態で上記前梁に接合したことを特徴とする建設機械のアッパーフレーム。
上記前梁を、前後及び上下が閉じた筒形に形成し、上記補強部材の前端部をこの前梁の後壁面に接合したことを特徴とする請求項１記載の建設機械のアッパーフレーム。