WO2006030626A1 - 建設機械のクローラフレーム取付構造 - Google Patents

Abstract

　構造的に複雑化することなく耐久性を高めることができる建設機械の下部走行体のセンターフレームとクローラフレームとの取付構造を提供するために、本発明の建設機械のクローラフレーム取付構造は、上部旋回体を回転自在に取着するセンターフレーム１と、そのセンターフレーム１の左右において前方および後方の脚部５でクローラフレーム２５と締結する締結部を有する下部走行体からなるクローラフレーム取付構造において、前記脚部５を構成する一対の縦板７，７の取付幅よりも広く形成するとともに左右両端部に締結ボルト孔１３を設けた端部プレート１０を溶接して構成される。

Description

明 細 書

建設機械のクローラフレーム取付構造

技術分野

[0001] 本発明は、油圧ショベルゃクローラクレーンなど履帯走行式の建設機械のクローラ フレーム取付構造に関するものである。

背景技術

[0002] 油圧ショベルによって代表される建設機械では、その下部走行体として、ベースと なるセンターフレームと、クローラフレームと、そのクローラフレームに装備される履帯 およびその駆動機構とで構成されている。そして、一般に、前記センターフレームとク ローラフレームは、センターフレームの両側に張出す脚部を前記クローラフレームの 上面にボルト締結して組立てられて 、る。このように構成することで分解して輸送でき るようにされている。

[0003] 図 6に前記センターフレーム 50の脚部 51とクローラフレーム 55との接合部の一具 体例が示されている。この連結の態様では、ボックス構造にされた脚部 51の両側に 張出す取付座部 52とクローラフレーム 55の上面に設けられた取付座 56とを重ね合 わせて、多数の取付ボルトによって締結されている。また、前記センターフレーム 50 の脚部 51先端には、そのボックス構造が開口するのを塞ぐようにプレート 53が溶接さ れて、作業現場での走行時に土砂が前記脚部 51内に侵入しな 、ようになされて!、る 。一方、この連結箇所では作業時の動作によって外力の影響を受け損傷し易いこと から、接合部を補強する試みとして一連のブロック体に多数の取付ボルト孔を設けた 部材を配してボルト締結する接合構造が特許文献 1によって開示されて ヽる。

[0004] し力しながら、前記図 6によって示される構成では、傾斜地での作業や走行中に段 差を乗り越えることにより、クローラフレームにねじれ方向の力が働き、脚部 51のボッ タス構造にされている上側部材 5 laと縦部材 5 lb、 5 lbと下側部材 51cとの溶接部分 において、脚部の先端部に大きな外力が作用して損傷が発生する。この原因は、脚 部 51の先端に取り付くプレート 53が強度メンバーになっていることで、そのプレート 5 3の溶接部および母材に高応力が発生するためである。そのために、先端に取り付く プレート 53の影響を受けてその横側近傍においてクラックが生じやすくなるという問 題点がある。

[0005] また、前記特許文献 1によって知られる補強手段は、従来センターフレームの張出 し脚部を構成する縦部材と取付座部となる下側の部材とを繋 ヽで補強する補強リブ（ ガセット）が応力集中で毀損しやすいので、これに変わる手段として採用しょうとする ものであり、所要の目的を達成することができる。しかし、この方式によれば脚部とトラ ックフレーム (クローラフレーム）との締結ボルトが、脚部たて板と脚部張出部（取付座 板）との接合部に沿わせて用いられる、長い一つのブロック体に設けた取付孔を通し て締結することになるので、ボルトの締結具合を充分管理しな 、と複数のボルトの一 部に締結力の不足が生じていても見落とし、締結ボルトの破損や脚部張出部周辺の 溶接箇所でのクラックなどの不具合が発生するおそれがある。

特許文献 1：特開平 9— 136662号公報

発明の開示

[0006] 本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、構造的に複雑化す ることなく耐久性を高めることができる建設機械のクローラフレーム取付構造を提供 することを目的とするものである。

[0007] 前記目的を達成するために、本発明による建設機械のクローラフレーム取付構造 は、以下のような特徴を有している、

第 1の発明に係る建設機械のクローラフレーム取付構造は、センターフレームと、プ レートとを備えている。センターフレームは、上部旋回体が回転可能な状態で取り付 けられ、脚部を左右両端にそれぞれ有しており、脚部においてクローラフレームに対 して締結される。この脚部は、底板部材と底板部材上に所定の間隔を開けて立設さ れた一対の縦板部材と一対の縦板部材の上部を覆うように取り付けられた上板部材 とが互いに溶接されることによってボックス構造を形成する。プレートは、脚部の先端 に溶接によって固定されており、左右両端部に形成された締結ボルト孔に挿入され た締結ボルトによってクローラフレームに対して固定される。

[0008] これにより、脚部において構成されたボックス構造の端部を閉じる役割だけでなぐ 最も応力が集中しゃす 、脚部の先端部分にぉ 、て締結ボルトによって強固に固定 する役割も果たすプレートを用いることで、クローラフレームのねじれ等によって発生 する脚部の溶接部分等に力かる応力に対する耐久性を向上させることができる。

[0009] 第 2の発明に係る建設機械のクローラフレーム取付構造は、第 1の発明に係る建設 機械のクローラフレーム取付構造であって、プレートは、脚部を構成する一対の縦板 部材に対する溶接位置の間隔よりも大きい幅を有している。

[0010] これにより、縦板部材との溶接位置の間隔と同程度の幅のプレートを取り付けた場 合と比較して、プレート自体による耐カ性能を向上させることができるため、よりクロー ラフレームのねじれ等によって生じる脚部の溶接部分等に力かる応力に対する耐久 性を向上させることができる。

[0011] 第 3の発明に係る建設機械のクローラフレーム取付構造は、第 1または第 2の発明 に係る建設機械のクローラフレーム取付構造であって、プレートの両端に形成された 締結ボルト孔は、脚部を構成する一対の縦板部材に対する溶接位置よりも外側に形 成されている。

[0012] これにより、底板部材カ^ローラフレームに対して固定される複数の締結ボルトとほ ぼ同じ直線上において脚部の先端に取り付けられるプレートを固定することができる とともに、必然的にプレートの幅を縦板部材との溶接位置の間隔よりも広くすることが できるため、クローラフレームのねじれ等によって生じる脚部の溶接部分等にかかる 応力に対する耐久性をより効果的に向上させることができる。

[0013] 第 4の発明に係る建設機械のクローラフレーム取付構造は、第 1から第 3の発明の いずれか 1つに係る建設機械のクローラフレーム取付構造であって、プレートは、脚 部を構成する底板部材を挟み込むようにしてクローラフレームに対して締結ボルトに よって固定されている。

[0014] これにより、脚部のボックス構造を構成する底板部材を介さずに直接クローラフレー ムにプレートを固定した場合と比較して、クローラフレームのねじれ等によって脚部に 力かる応力が脚部のボックス構造の部分とプレート部分とに分散してしまうことを回避 して、脚部のボックス構造の部分だけで応力を受け止めることができる。このため、脚 部のボックス構造の部分と、その先端に取り付けられるプレート部分との間に亀裂が 入ることを防止して、耐久性の高 、構造とすることができる。 [0015] 第 5の発明に係る建設機械のクローラフレーム取付構造は、第 1から第 4の発明の いずれか 1つに係る建設機械のクローラフレーム取付構造であって、プレートの両端 には、略 R部分が形成されている。

[0016] これにより、プレート両端における応力の集中を、略 R部分の形状の凹み部分によ つて回避して、耐久性を向上させることができる。

[0017] 第 6の発明に係る建設機械のクローラフレーム取付構造は、第 1から第 5の発明の いずれか 1つに係る建設機械のクローラフレーム取付構造であって、脚部は、クロー ラフレームに対して取り付けられる複数の上部転輪の間のスペースに取り付けられて いる。

[0018] これにより、上部転輪の取付位置の間のスペースにおいてできる限り広い幅の脚部 を形成し、その位置へ脚部を固定することで、クローラフレームに対してセンターフレ ームを強固に固定することができる。

[0019] なお、上述したように、脚部の幅だけでなぐプレートの幅についても、上部転輪の 取付位置の間のスペースにおけるできる限り広く確保することで、より耐久性の高い 構造を形成することができる。

[0020] 第 7の発明に係る建設機械のクローラフレーム取付構造は、上部旋回体を回転自 在に取着するセンターフレームと、そのセンターフレームの左右において、前方およ び後方の脚部でそれぞれクローラフレームと締結する締結部と、前記脚部の先端に 溶接されており、その脚部を構成する一対の縦板の取付幅よりも広く形成するととも に左右両端部に締結ボルト孔を設けたプレートとを備えている。

[0021] 本発明によれば、脚部先端に取付けられたプレートは、ボックス構造の端面を閉じ るのみならず強度メンバーとして機能し、また、最も外力の影響を受ける脚部先端部 分での締結ボルトの軸力を増すことによって、クローラフレームのねじれで発生する 脚部の溶接部および母材の応力が緩和され、耐久性を向上させることができるという 効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]本発明が適用される油圧ショベルの全体斜視図。

[図 2]要部を表わす外観斜視図。 [図 3]要部の拡大平面図。

[図 4]センターフレームの脚部を一部切欠いて先端側力も見た図（a)と同図の A— A 視図 (b)。

圆 5]本実施形態によるセンターフレーム脚部の構造の応力分布図（a)と従来のセン ターフレーム脚部の構造における応力分布図（b)。

[図 6]従来の下部走行体におけるセンターフレームとクローラフレームとの接合部の 一例を示す図。

[図 7]本発明の他の実施形態に係るセンターフレームとクローラフレームとの接合部 の一例を示す図。

符号の説明

1 センターフレーム

2 センターフレームの本体部

5 脚部

6 下側部材

7 縦部材

8 上側部材

9 ガセット

10 端部プレート

11 段部（略 R部分）

12, 13 ボノレ卜孑し

15, 15' ボルト

20 クローラフレーム

21 取付座

発明を実施するための最良の形態

[0024] 次に、本発明に係る建設機械のクローラフレーム取付構造の具体的な実施の形態 について、図面を参照しつつ説明する。

[0025] 図 1には本発明が適用される油圧ショベルの全体斜視図が示されている。図 2には 要部を表わす外観斜視図が、図 3には要部の拡大平面図が、図 4 (a)にはセンター フレームの脚部を一部切欠いて先端側から見た図力 図 4 (b)には図 4 (a)の A— A 線矢視断面図が、それぞれ示されている。

[0026] 油圧ショベル 20における下部走行体 21は、作業機 23およびエンジンなど動力部 を搭載する上部旋回体 22を旋回自在に支持するセンターフレーム 1と、駆動走行す る履帯 27を巻き掛けて支持する一対のクローラフレーム 25とで構成されている。

[0027] 前記センターフレーム 1は、上面に旋回用の旋回輪の取付部 3を備える本体部 2の 左右 (方向については走行軸線 aを基準にして表わす。以下同様）に、それぞれ脚部 5, 5が、所定の間隔で前後に分かれ張出して設けられている。なお、図 2においてそ れら脚部 5, 5は左右対称に設けられているので片側のみ表わしている。

[0028] 前記脚部 5 (構造的に同じであるから、説明の都合上一つについて説明する）は、ク ローラフレーム 25の取付座 26に対して接合する取付座部が形成される所要幅寸法 にされた下側部材 6と、この下側部材 6上に所要の間隔で立設された縦部材 7, 7 (本 発明の縦板に相当）と、さらにその両縦部材 7, 7上に配される上側部材 8とを溶接に よって一体に接合され、全体としてボックス構造で外形が整えられている。そして、脚 部 5の先端には、厚肉の端部プレート 10がボックス構造の端面を塞いで一体に溶接 されている。この端部プレート 10は、上半部を上側部材 8の幅寸法 (一対の縦部材 7 , 7との溶接位置間の間隔）と同一かそれよりやや広くし、かつ下半部を下側部材 6の 幅より僅か〖こ狭 、寸法となるように、両側に形成された略 R部分を含む段部 11が形 成されている。そして、その両方の段部 11には、締結ボルト孔 13が下側部材 6を貫 通するようにしてそれぞれ設けられている。なお、前記端部プレート 10と脚部 5を構 成する上側部材 8と縦部材 7および下側部材 6とは、いずれも隅肉溶接によって接合 されている。なお、その端部プレート 10の上端部 10aは、上側部材 8の端部上面以 上に突き出すように構成されており、これにより当該溶接部における応力の緩和と溶 接脚長の確保とを図っている。

[0029] 前記クローラフレーム 25には、その上面に前記センターフレーム 1の脚部 5を受支 する取付座 26が前後二箇所で対応するように設けられている。前記取付座 26には、 いずれも所定の位置にセンターフレーム 1の脚部 5を接合させて締結固定するボルト 孔が所要数設けられている。また、前端部には遊動輪の支持部が設けられ、後端部 には駆動輪とその駆動部を支持するブラケット ( 、ずれも図示せず)が付設されて 、 る。そして、これら両端部の間をボックス構造にして、その内部には、卷掛けられる履 帯 27の張力調整装置などの機器 (図示せず)を内蔵できる構造とされている。

[0030] このように構成されるセンターフレーム 1は、前記クローラフレーム 25に対して、脚 部 5の下側部材 6によって形成される取付座部をクローラフレーム 25の取付座 26上 に載せ、両者に設けられているボルト孔 12, 13とボルト孔（取付座 26側）とを合致さ せてボルト 15, 15'とナット（図示せず）によって締結固定されることで下部走行体 21 の全体フレームとされる。

[0031] このように構成された下部走行体 21の全体フレームでは、クローラフレーム 25に作 用する外力を受けてセンターフレーム 1と接合するその脚部 5と取付座 26との接合部 において、センターフレーム 1の脚部 5の先端部が厚肉の端部プレート 10によって下 側部材 6と上側部材 8および縦部材 7, 7によって構成されるボックス構造の端部を一 体に溶接結合され、強度部材として機能する。このため、外力によって生じる当該部 分における溶接部並びに母材の応力を緩和することができる。また、脚部 5の先端部 における端部プレート 10は、その両側が補強リブ (ガセット）の役目を兼ね、脚部 5の 中間外側面に付されるガセット 9と協働して脚部 5の強度を高めるように機能する。

[0032] 本実施形態によるセンターフレームの脚部構造について、シミュレーションによる応 力分布が、図 5 (a)の応力分布図によって示される。このシミュレーションでは、クラッ ク発生の原因として支配的なのは引張応力によるものと推定できることから、脚部に ねじりモーメントを与えて、そのときの状況を確認した。この応力分布図に表されてい るように、センターフレーム 1の脚部 5の先端部に厚肉の端部プレート 10を溶接取着 したことによって、当該部分における応力は小さぐ後方位置における縦部材 7と下側 部材 6との溶接部 D並びに母材における応力が、同条件で行った従来品のセンター フレーム脚部の構造における応力分布図（b)と比較して、緩和されていることが判る 。従来構造にあっては、応力分布が脚部先端部分 10bからそれに連なる後部での縦 部材 7bと下側部材 6bとの溶接部 dにおいて密に表れて、外力の影響が大きいことが 判る。

[0033] この結果、過酷な作業によって長期間大きな負荷が加えられる下部走行体のセン ターフレームの脚部とクローラフレームとの締結箇所において発生する問題点を解決 することができ、簡易な構造であっても耐久性を長めることができると!/、う効果を得る ことができる。

[0034] [他の実施形態]

(A)

以上は油圧ショベルにおける下部走行体に適用されたものについて記載したが、 本発明はこれに限定されるものではなぐ履帯走行式の建設機械、たとえばクローラ クレーンなどにおいて適用できることは言うまでもない。

[0035] (B)

上記実施形態では、脚部 5の先端に、上半部を上側部材 8の幅寸法と同一かそれ よりやや広くして、下半部を下側部材 6の幅より僅かに狭い寸法に両側で段部 11を 形成され、その両方の段部 11には締結ボルト孔 13が下側部材 6を貫通するようにし てそれぞれ設けてある端部プレート 10を溶接によって固定した例を挙げて説明した 。しかし、本発明において、端部プレート 10の幅は下側部材 6の幅に近似するほどの 大きさを有して 、る必要はな 、。

[0036] 例えば、図 7に示すように、端部プレート 30の幅が下側部材 6よりも狭ぐ上側部材 8と同程度である場合でも、その両端部に下側部材 6を貫通する締結ボルト孔 13が 形成されていれば、端部プレート 30の部分に力かる応力を低減して、耐久性の高い 建設機械のクローラ取り付け構造を得ることができるという上記と同様の効果を得るこ とがでさる。

[0037] ただし、上記実施形態のように、下側部材 6と同程度の幅を有する端部プレート 10 を取り付けることは、端部プレート 10における応力に対する耐カが図 7に示す幅狭の 端部プレートよりも大きくなるという点でより好ましい。

産業上の利用可能性

[0038] 本発明の建設機械のクローラフレーム取付構造は、過酷な作業によって長期間大 きな負荷が加えられる下部走行体のセンターフレームの脚部とクローラフレームとの 締結箇所での問題点を解決することができ、構造を簡単にして耐久性を長めることが できるという効果を奏することから、例えば、クローラクレーン等の履帯走行式の建設 機械に対して広く適用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 上部旋回体が回転可能な状態で取り付けられ、底板部材と前記底板部材上に所 定の間隔を開けて立設された一対の縦板部材と前記一対の縦板部材の上部を覆う ように取り付けられた上板部材とが互いに溶接されることによってボックス構造を形成 する脚部を左右両端にそれぞれ有しており、前記脚部においてクローラフレームに 対して締結されるセンターフレームと、

前記脚部の先端に溶接によって固定されており、左右両端部に形成された締結ボ ルト孔に挿入された締結ボルトによって前記クローラフレームに対して固定されるプレ ートと、

を備えて 、る建設機械のクローラフレーム取付構造。

[2] 前記プレートは、前記脚部を構成する一対の縦板部材に対する溶接位置の間隔よ りも大きい幅を有している、

請求項 1に記載の建設機械のクローラフレーム取付構造。

[3] 前記プレートの両端に形成された前記締結ボルト孔は、前記脚部を構成する一対 の縦板部材に対する溶接位置よりも外側に形成されている、

請求項 1または 2に記載の建設機械のクローラフレーム取付構造。

[4] 前記プレートは、前記脚部を構成する底板部材を挟み込むようにして前記クローラ フレームに対して前記締結ボルトによって固定されている、

請求項 1から 3のいずれか 1項に記載の建設機械のクローラフレーム取付構造。

[5] 前記プレートの両端には、略 R部分が形成されている、

請求項 1から 4のいずれか 1項に記載の建設機械のクローラフレーム取付構造。

[6] 上部旋回体を回転自在に取着するセンターフレームと、

前記センターフレームの左右において、前方および後方にそれぞれ形成された脚 部において、それぞれクローラフレームと締結される締結部と、

前記脚部の先端に溶接されており、その脚部を構成する一対の縦板の取付幅より も広く形成するとともに左右両端部に締結ボルト孔を設けたプレートと、

を備えた建設機械のクローラフレーム取付構造。