JP6331836B2

JP6331836B2 - 建設機械

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Publication number: JP6331836B2
Application number: JP2014153648A
Authority: JP
Inventors: 善伸保坂; 正和尾▲崎▼; 田中　聡; 聡田中; 敬介今岡
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2034-07-29
Also published as: JP2016030953A

Description

本発明は建設機械に関し、より具体的には、上部旋回体においてキャブを支持するベースを有する建設機械に関する。

建設機械（作業機械）の運転室昇降装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の運転室昇降装置（４）は、運転室（３）と、運転室（３）を昇降させる昇降機構（５）と、作業機械本体（２）に固定され、昇降機構（５）を載置支持するベース（６）とを備える（特許文献１の図１参照）。

そして、ベース（６）は、作業機械本体（２）に立設された側面板（４３）と、側面板（４３）の上端に固定され、昇降機構（５）の下端が取り付けられる上面板（４１）とを有する。また、ベース（６）には、上面板（４１）の裏面（４１Ｂ）及び側面板（４３）に当接する補強リブ（７）が設けられている（特許文献１の図３参照）。

特開２０１３−２３７９８６号公報

特許文献１に記載の補強リブ（７）を設けることにより、ベース（６）の剛性は向上する。しかし、例えばベースとキャブ昇降機構との間にスペーサを挿入するなどベースに支持される構造物の重量が大きくなる場合には、ベースの剛性を向上させるとともに、更に適切に補強を行うことが望まれる。

そこで本発明は、キャブを支持するベースに対して適切に補強を行うことができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体上に旋回支持部材を介して旋回可能に搭載された上部旋回体とを備える建設機械であって、前記上部旋回体は、前記旋回支持部材に支持されたセンターセクション底板と、前記センターセクション底板に立設されたセンターセクション縦板とを有するセンターセクションと、前記センターセクション縦板の側面とセンターセクション底板の上面とに接するように設けられた箱状のベースと、前記ベース上に直接又は間接に支持されたキャブとを備え、前記ベースは、前記センターセクション底板を側方に延長した位置に設けられたベース底板を備え、前記ベースの前後のうち少なくとも一方の側に、前記ベースと前記センターセクション底板とをつなぐ補強部材が設けられ、前記補強部材は、前記センターセクション底板と前記ベース底板との両方に跨って設けられ、前記補強部材は、前記ベース底板に溶接されるとともに前記センターセクション底板には溶接されていないことを特徴とする建設機械を提供している。

また、前記補強部材は、前記ベースの前側に設けられた前側補強部材を備え、前記ベースは、前記センターセクション底板及び前記ベース底板に跨るようにそれぞれ立設された前面板及び後面板と、前記前面板及び前記後面板の上端に固定された上面板とを更に備え、前記前側補強部材は、前記上面板と前記センターセクション底板及び前記ベース底板とをつなぐように上下方向に延びる部分を備えるのが好ましい。

また、前記補強部材は、前記ベースの後側に設けられた後側補強部材を更に備え、前記後側補強部材は、機械左右方向に垂直な断面で切った場合に断面Ｌ字形状を有するように、水平方向に延びる水平板と垂直方向に延びる垂直板とを備え、前記垂直板は前記後面板に溶接され、前記水平板は、前記ベース底板に溶接されるとともに前記センターセクション底板には溶接されていないのが好ましい。

また、前記ベースは、前記センターセクション縦板に溶接されるとともに前記センターセクション底板の前記上面には溶接されていないのが好ましい。

請求項１記載の建設機械によれば、補強部材は、ベース底板には溶接されているがセンターセクション底板には溶接されていない。そのため、ベースに対して下方向に力が作用する圧縮のモードでは、補強部材に掛かる力を剛性の高い旋回支持部材で支持されたセンターセクション底板で受ける。すなわち、圧縮モードでは、主にセンターセクション底板と旋回支持部材との境目（剛性変化の境目）にて力を受けることができる。一方、ベースに対して上方向に力が作用する引張りのモードでは、補強部材の溶接部に力を掛けることができる。よって、圧縮モードと引張りモードとで力が掛かる部位が変わるため、力を分散することができる。

請求項２記載の建設機械によれば、前側補強部材は、上面板とセンターセクション底板及びベース底板とをつなぐように上下方向に延びる部分を備える。このため、下方向に力が作用する圧縮モードにおいて、キャブの荷重など上面板にかかる力をセンターセクション底板に効果的に伝えることができる。また、ベースの剛性を高めることができる。

請求項３記載の建設機械によれば、後側補強部材の断面Ｌ字形状の縦方向部分は後面板に溶接される。また、断面Ｌ字形状の横方向部分は、ベース底板に溶接されるとともにセンターセクション底板には溶接されていない。このため、圧縮モードでは後側補強部材に掛かる力をセンターセクション底板で受けることができ、引張りモードでは後側補強部材の溶接部に力を掛けることができる。よって、前側補強部材と併せて、更に効率良く力を分散することができる。

請求項４記載の建設機械によれば、ベースはセンターセクション縦板に溶接されるがセンターセクション底板の上面には溶接されていないため、溶接によるセンターセクション底板のひずみを抑制することができる。

本発明の実施形態による解体機を示す側面図。キャブが最上位置に持ち上げられた状態の解体機を示す側面図。解体機のアッパーフレームを左斜め前から見た斜視図。図３に示す領域Ｒ１を拡大した図。図４のＶ矢視図。解体機のアッパーフレームを左斜め後から見た斜視図。図６に示す領域Ｒ２を拡大した図。図７のＶＩＩＩ矢視図。

本発明の実施形態による建設機械について図１乃至図８に基づき説明する。以下、建設機械の一例として、垂直式エレベータキャブを備える解体機１を例にとって説明する。なお、説明の都合上、各図面では必要に応じて前後方向や左右方向を適宜定義している。

図１に示すように、解体機１は、クローラ式の下部走行体２と上部旋回体３とを備えている。

上部旋回体３は、下部走行体２上に搭載されており、旋回支持部材８を介して旋回することが可能である。具体的には、図１に示すように、上部旋回体３は、アッパーフレーム４、ベース４３、キャブ５、キャブ昇降装置６、スペーサ７等を備えている。なお、実際には、アタッチメントやクランプアーム（押さえ具）等も取り付けられるが、ここでは、図示及び説明を省略する。

キャブ５は、アッパーフレーム４の上方に配置される。ここでは、キャブ５は、図１（最下位置）及び図２（最上位置）に示すように、垂直方向に昇降（上下移動）することが可能な垂直式エレベータキャブとして構成されている。

キャブ昇降装置６は、キャブ５を支持した状態で垂直方向に昇降させるための装置である。

スペーサ７は、キャブ５をかさ上げするために、アッパーフレーム４上のベース４３とキャブ昇降装置６との間に挿入される部材である。このスペーサ７が挿入されることによって、キャブ昇降装置６がスペーサ７の高さ分だけかさ上げされるため、結果としてキャブ５もかさ上げされる。

また、解体機１には、キャブ５への乗降手段として分割された２つの階段１１，１２がキャブ５の側方に設けられている。階段１１は、キャブ５に支持されており、図１（最下位置）及び図２（最上位置）に示すように、キャブ５の昇降に追従して昇降する。階段１２は、アッパーフレーム４に支持されており、キャブ５の昇降には追従しない。

続いて、図３〜図８を参照しつつ、アッパーフレーム４について詳細に説明する。図３に示すように、アッパーフレーム４は、センターセクション４１とベース４３とを備えている。

センターセクション４１は、旋回支持部材８（図１）に支持されるセンターセクション底板４１１と、センターセクション底板４１１に立設された左右２枚の縦板４１２，４１３とを有する。

ベース４３は、キャブ５を直接又は間接に支持するための部材であり、センターセクション４１の左前方に設けられている。より具体的には、ベース４３は、左側の縦板４１２の左側面とセンターセクション底板４１１の上面とに接するように設けられている。

図４に示すように、ベース４３は、上面板４３１と底板４３２と前面板４３３と後面板４３４とを備え、全体として中空箱状に構成されている。上面板４３１は前面板４３３及び後面板４３４の上端に固定され、底板４３２は前面板４３３及び後面板４３４の下端に固定され、ベース４３全体として一体化されている。なお、図３〜図８では図示されていないが、上面板４３１の上面にはスペーサ７が固定されている。

ベース４３を構成する各板のうち、上面板４３１と前面板４３３と後面板４３４との各右側端面が、縦板４１２の左側の面に溶接されている。前面板４３３及び後面板４３４は、それぞれ、センターセクション底板４１１及び底板４３２に跨るように立設されている。前面板４３３及び後面板４３４は、何れもセンターセクション底板４１１と接触はするが溶接はされていない。これは、溶接によるセンターセクション底板４１１のひずみを抑制するためである。

図５に示すように、ベース４３の底板４３２は、センターセクション底板４１を側方（左側）に延長した位置に設けられている。即ち、センターセクション底板４１１とベース４３の底板４３２とが、端面同士を突き合わせるように設けられている。なお、センターセクション底板４１１とベース４３の底板４３２とは、突き合わせ部分が下側から溶接されて接続されている。

以上より、ベース４３全体としては、センターセクション４１の左側の縦板４１２には溶接されているが、センターセクション底板４１１の上面には溶接されていない。

なお、ベース４３の左側面は開口しており（図４）、ベース４３の内部にバッテリー等を収容することが可能である。解体機１の使用時には、ベース４３の左側面（開口）は専用のカバー４３Ｃがボルト留めされて開口が塞がれる（図１）。

また、図３〜図５に示すように、ベース４３の前側には前側補強部材５０が設けられている。前側補強部材５０は、補強部底板５１と、補強部底板５１に立設される２枚の補強部縦板（リブ）５２，５３とを備えている。

補強部底板５１は、平面視略長方形状をしており、センターセクション底板４１１と追加板４５とベース４３の底板４３２とに跨って設けられている。ここで、追加板４５は、前側補強部材５０を設けるために底板４３２に追加された（継ぎ足された）板である。なお、図５では、追加板４５を省略している。図５に示すように、補強部底板５１は、ベース４３の底板４３２には溶接されているが、センターセクション底板４１１には溶接されていない。

図４に示すように、右側の補強部縦板５２は、左右方向から見て、上下方向に延びるとともに下に向かって前後方向に長くなる略台形状をしている。図５に示すように、前方から見て、補強部縦板５２のうちベース４３の上面板４３１に接続する上端５２Ｕは、接続部が太くなるように斜めに形成されている。補強部底板５１に接続する下端５２Ｌも同様である。

図５に示すように、補強部縦板５２はセンターセクション底板４１１の上方に位置している。即ち、補強部縦板５２は、ベース４３の上面板４３１とセンターセクション底板４１１とをつなぐ位置にあり、上面板４３１から受けた荷重をセンターセクション底板４１１に伝えるように構成されている。

左側の補強部縦板５３は、右側の補強部縦板５２と同様の形状を有している。図５に示すように、補強部縦板５３はベース４３の底板４３２の上方に位置している。即ち、補強部縦板５３は、ベース４３の上面板４３１と底板４３２とをつなぐ位置にあり、上面板４３１から受けた力を底板４３２に伝えるように構成されている。

なお、図４に示すように、ベース４３の前側には、上述の前側補強部材５０に加え、補強板４６も設けられている。補強板４６は、センターセクション４１の縦板４１２の側面と、センターセクション底板４１１の上面と、ベース４３の前面板４３３の前面とに接するように設けられた板である。なお、図５では、補強板４６を省略している。

また、図６〜図８に示すように、ベース４３の後側には後側補強部材６０が設けられている。後側補強部材６０は、垂直板６１と水平板６３とを備え（パッチ補強）、左右方向に垂直な断面で切った場合に断面Ｌ字形状を有するように構成されている。

垂直板６１は、ベース４３の後面板４３４に溶接されている。後側補強部材６０は、前側補強部材５０と異なり、ベース４３の上面板４３１には接続していない。

図７，図８に示すように、水平板６３は、センターセクション底板４１１とベース４３の底板４３２とに跨って設けられている。水平板６３は、ベース４３の底板４３２には溶接されているが、センターセクション底板４１１には溶接されていない。

このような解体機１では、解体作業時など、図２の矢印ＡＲに示すように、キャブ５、キャブ昇降装置６及びスペーサ７がベース４３を支点として揺動（振動）するため、ベース４３に力がかかる。更に、本実施形態の解体機１は、スペーサ７及び階段１１を有しているため、ベース４３にかかる負荷が更に大きくなる。

そのため、本実施形態では、ベース４３の強度を向上させるために、ベース４３の前後に補強部材５０，６０を設けている。そして、各補強部材５０，６０は、ベース４３の底板４３２には溶接されているが、センターセクション底板４１１には溶接されていない。

例えば、キャブ５が図２の矢印ＡＲ前方に揺動するとき、ベース４３の前部に対しては下方向に力が作用する（圧縮モード）。このような圧縮モードでは、前側補強部材５０全体で力を受けるものの、その大部分を剛性の高い旋回支持部材８に支持されたセンターセクション底板４１１で受ける。したがって、センターセクション底板４１１で受けた力は、センターセクション底板４１１と旋回支持部材８との境目（剛性変化の境目）で受けることができる。

一方、キャブ５が図２の矢印ＡＲ後方に揺動するとき、ベース４３の前部に対しては上方向に力が作用する（引張りモード）。このような引張りモードでは、前側補強部材５０が剛性の高いセンターセクション底板４１１と溶接されていないため（図５）前側補強部材５０の溶接部に力を掛けることができる。したがって、圧縮モードと引張りモードとでは力が掛かる部位が変わるため、力を分散することができる。

仮に、前側補強部材５０がセンターセクション底板４１１にも溶接されていると、圧縮モードと引張りモードとの両方において溶接部全体に力が掛かる。特に、旋回支持部材８とセンターセクション底板４１１との境目では（剛性変化の境目で）負担が大きくなる。即ち、圧縮モードと引張りモードとの両方で、同じ部位（前側補強部材５０とセンターセクション４１との溶接部、特に旋回支持部材８とセンターセクション底板４１１との境目付近）に力が集中して負担がかかる。

なお、ベース４３の後部については、キャブ５が前方に揺動するときに引張りモードとなり、キャブ５が後方に揺動するときに圧縮モードとなるが、後側補強部材６０についても上述した前側補強部材５０と同様の効果を有する。

また、上述した実施形態によれば、前側補強部材５０は、上面板４３１とセンターセクション底板４１１及びベース４３の底板４３２とをつなぐように上下方向に延びる２枚の補強部縦板５２，５３を備える。このため、圧縮モードにおいて、キャブ５やスペーサ７など上面板４３１にかかる力をセンターセクション底板４１１に効果的に伝えることができる。また、ベース４３の剛性を高めることができる。

ここで、図２に示すように、キャブ５はベース４３よりも前方に位置しているため、ベース４３の前部では特に圧縮モードの力が大きくなる。従って、前側補強部材５０の構成としては、上述した構成が好ましい。

また、上述した実施形態によれば、後側補強部材６０の垂直板６１はベース４３の後面板４３４に溶接されている。また、水平板６３は、ベース４３の底板４３２には溶接されているが、センターセクション底板４１１には溶接されていない。このため、圧縮モードにおいては力をセンターセクション底板４１１に伝えることができるとともに、引張りモードにおいては補強部材６０の溶接部に力を掛けることができ、前側補強部材５０と併せて、更に効率良く力を分散することができる。また、後側補強部材６０は前側補強部材５０よりも大きさが小さいため、軽量化を図りつつ効率よく補強を行うことが可能である。

本発明による建設機械は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

例えば、上記実施形態では、２つの補強部材５０，６０をベース４３の前後に設ける場合を例示したが、これに限定されず、ベース４３の前後の一方にのみ補強部材を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、前側補強部材５０（図５）に２枚の補強部縦板５２，５３を設けることにより、ベース４３の上面板４３１とセンターセクション４１及び底板４３２とをつなぐ場合を例示したが、補強部材の形状としては様々なものが考えられる。例えば、上下方向に延びてベース４３の上面板４３１とセンターセクション４１及び底板４３２とをつなぐ１本の補強用柱を設けるようにしてもよい。或いは、ブロック状の補強部材を設けてもよい。その他、要求される強度及び軽量化などの要素を考慮して、適宜形状を定めればよい。

また、上記実施形態では、キャブ５に対してキャブ昇降装置６、スペーサ７、階段１１が設けられていたため、ベース４３の補強を行うのが望ましいという事情があった。しかし、キャブ昇降装置６、スペーサ７、階段１１が設けられていなくても、本発明を適用することは可能である。

以上のように本発明にかかる構成は、キャブを支持するベースを備える建設機械に適用可能であり、特にベースに大きな力がかかる建設機械に用いるのに適している。

１解体機、２下部走行体、３上部旋回体、４アッパーフレーム、５キャブ、
６キャブ昇降装置、７スペーサ、８旋回支持部材、１１，１２階段、
４１センターセクション、４３ベース、４３Ｃカバー、４５追加板、
４６補強板、５０前側補強部材、５１補強部底板、５２，５３補強部縦板、
５２Ｌ下端、５２Ｕ上端、６０後側補強部材、６１垂直板、６３水平板、
４１１センターセクション底板、４１２，４１３縦板、４３１上面板、
４３２底板、４３３前面板、４３４後面板、Ｒ１，Ｒ２領域

Claims

下部走行体と、前記下部走行体上に旋回支持部材を介して旋回可能に搭載された上部旋回体とを備える建設機械であって、
前記上部旋回体は、
前記旋回支持部材に支持されたセンターセクション底板と、前記センターセクション底板に立設されたセンターセクション縦板とを有するセンターセクションと、
前記センターセクション縦板の側面とセンターセクション底板の上面とに接するように設けられた箱状のベースと、
前記ベース上に直接又は間接に支持されたキャブとを備え、
前記ベースは、前記センターセクション底板を側方に延長した位置に設けられたベース底板を備え、
前記ベースの前後のうち少なくとも一方の側に、前記ベースと前記センターセクション底板とをつなぐ補強部材が設けられ、
前記補強部材は、前記センターセクション底板と前記ベース底板との両方に跨って設けられ、
前記補強部材は、前記ベース底板に溶接されるとともに前記センターセクション底板には溶接されていないことを特徴とする建設機械。
前記補強部材は、前記ベースの前側に設けられた前側補強部材を備え、
前記ベースは、前記センターセクション底板及び前記ベース底板に跨るようにそれぞれ立設された前面板及び後面板と、前記前面板及び前記後面板の上端に固定された上面板とを更に備え、
前記前側補強部材は、前記上面板と前記センターセクション底板及び前記ベース底板とをつなぐように上下方向に延びる部分を備えることを特徴とする請求項１記載の建設機械。
前記補強部材は、前記ベースの後側に設けられた後側補強部材を更に備え、
前記後側補強部材は、機械左右方向に垂直な断面で切った場合に断面Ｌ字形状を有するように、水平方向に延びる水平板と垂直方向に延びる垂直板とを備え、
前記垂直板は前記後面板に溶接され、
前記水平板は、前記ベース底板に溶接されるとともに前記センターセクション底板には溶接されていないことを特徴とする請求項２記載の建設機械。
前記ベースは、前記センターセクション縦板に溶接されるとともに前記センターセクション底板の前記上面には溶接されていないことを特徴とする請求項１から３のうち何れか一記載の建設機械。