特許 6579004 建設機械のアッパーフレーム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6579004

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】建設機械のアッパーフレーム

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/08 20060101AFI20190912BHJP

   B62D 21/18 20060101ALI20190912BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/08 Z

   B62D21/18 E

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-48093(P2016-48093)

(22)【出願日】2016年3月11日

(65)【公開番号】特開2017-160740(P2017-160740A)

(43)【公開日】2017年9月14日

【審査請求日】2018年9月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】島津 泰彦

(72)【発明者】

【氏名】小嶋 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】廣本 有紀

(72)【発明者】

【氏名】石濱 大義

【審査官】 西田 光宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−００１４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５５４１７０５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第２６８４０２５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００５−０３００９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２８５９６３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ９／０８

Ｂ６２Ｄ ２１／１８

Ｅ０２Ｆ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

底板と、該底板から立設して車両前後方向に延び且つアタッチメントのブームフットピンが嵌め込まれるピン孔が形成された左右一対の縦板と、該一対の縦板の対向面にそれぞれ接合されて該ピン孔の周縁部を補強するダブリングプレートと、該一対の縦板の間に配設されて該縦板同士を連結する前板とを備えた建設機械のアッパーフレームであって、
前記前板の左右の側縁部には、その一部が切り欠かれて前記ダブリングプレートが嵌め込まれる切欠部が設けられ、
前記ダブリングプレートには、平面視で前記前板の切欠部と該ダブリングプレートとの隙間を塞ぐように、該前板の切欠部よりも車両前方に突出して該前板の裏側面に当接する裏当て部が設けられていることを特徴とする建設機械のアッパーフレーム。

【請求項2】

請求項１において、
前記前板の切欠部の周縁における前記ダブリングプレートに対向する部分には、該ダブリングプレートとの隙間が該前板の裏側面から前側面に向かって徐々に広がるように傾斜した開先部が設けられていることを特徴とする建設機械のアッパーフレーム。

【請求項3】

請求項１又は２において、
前記裏当て部は、側面視で前記前板に向かって先細りとなる形状に形成されていることを特徴とする建設機械のアッパーフレーム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械のアッパーフレームに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、下部走行体と、下部走行体上に搭載された上部旋回体と、上部旋回体の前部に搭載されて掘削作業を行うアタッチメントとを備えた建設機械が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

【0003】

特許文献１には、サイドプレートの内側面及び外側面に内側及び外側ダブリングプレートをそれぞれ溶接し、内側及び外側ダブリングプレートの上端面をトッププレートの下端面に溶接した構成が開示されている。これにより、油圧ショベルの掘削作業時にブームフートピンを介してサイドプレートに作用する荷重を軽減するようにしている。ここで、前板としてのディスタンスプレートの側縁部は、内側ダブリングプレートの内側面に溶接されている。

【0004】

特許文献２には、ブーム取付部に付設される略三角形状の平板体からなる補強部材を、前フレームの側縁に設けられた切欠部に嵌合させて溶接した構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第２６８４０２５号公報

【特許文献2】特許第４２４８９４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１，２の発明のように、前板の側縁に切欠部を設け、この切欠部にダブリングプレートを嵌め込むようにした構成では、前板の切欠部とダブリングプレートの前端部との間に、嵌め込み代を考慮した分の隙間が生じている。そして、この隙間が大きい場合には、前板の切欠部の周辺を溶接したときに、溶融した溶接材料が隙間から流れ落ちてしまい、溶接不良が発生するという問題がある。

【0007】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、前板とダブリングプレートとを溶接する際に、溶接不良が発生するのを抑えることができるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、底板と、該底板から立設して車両前後方向に延び且つアタッチメントのブームフットピンが嵌め込まれるピン孔が形成された左右一対の縦板と、該一対の縦板の対向面にそれぞれ接合されて該ピン孔の周縁部を補強するダブリングプレートと、該一対の縦板の間に配設されて該縦板同士を連結する前板とを備えた建設機械のアッパーフレームを対象とし、次のような解決手段を講じた。

【0009】

すなわち、第１の発明は、前記前板の左右の側縁部には、その一部が切り欠かれて前記ダブリングプレートが嵌め込まれる切欠部が設けられ、
前記ダブリングプレートには、平面視で前記前板の切欠部と該ダブリングプレートとの隙間を塞ぐように、該前板の切欠部よりも車両前方に突出して該前板の裏側面に当接する裏当て部が設けられていることを特徴とするものである。

【0010】

第１の発明では、ダブリングプレートの裏当て部を、前板の切欠部よりも車両前方の位置で前板の裏側面に当接させている。これにより、裏当て部によって、平面視で前板の切欠部とダブリングプレートとの隙間が塞がれた状態となる。そして、前板の切欠部の周辺を溶接する際に、溶融した溶接材料が流れ落ちるのを裏当て部によって防止することができ、溶接不良が発生するのを抑えることができる。

【0011】

また、裏当て部を前板の裏側面に当接させることで、前板を縦板やダブリングプレートに溶接する際に、裏当て部を基準に前板が位置決めされて所定の立設姿勢となるように保持することができ、作業性が向上する。

【0012】

第２の発明は、第１の発明において、
前記前板の切欠部の周縁における前記ダブリングプレートに対向する部分には、該ダブリングプレートとの隙間が該前板の裏側面から前側面に向かって徐々に広がるように傾斜した開先部が設けられていることを特徴とするものである。

【0013】

第２の発明では、前板の切欠部の周縁部分に開先部を設けて、ダブリングプレートとの隙間が前板の裏側面から前側面に向かって徐々に広がるようにしている。これにより、前板とダブリングプレートとを溶接する際に、この隙間の奥側まで溶接材料を溶け込ませ易くなるので、溶接不良が発生するのを抑えることができる。

【0014】

第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記裏当て部は、側面視で前記前板に向かって先細りとなる形状に形成されていることを特徴とするものである。

【0015】

第３の発明では、裏当て部を側面視で先細りとなるように形成して、裏当て部の下縁面と前板の裏側面とが鈍角をなすように連続的に繋げている。これにより、溶接姿勢や溶接トーチ角度を確保し易くなるとともに、掘削作業時の応力集中を緩和することができ、溶接部分のルート割れを抑えることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、裏当て部によって、平面視で前板の切欠部とダブリングプレートとの隙間が塞がれた状態となるため、前板の切欠部の周辺を溶接する際に、溶融した溶接材料が流れ落ちるのを防止することができ、溶接不良が発生するのを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態に係る建設機械の構成を示す側面図である。

【図2】アッパーフレームの構成を示す平面図である。

【図3】図３のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図4】図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図5】図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。

【図6】本変形例１に係る裏当て部の周辺の構成を示す側面断面図である。

【図7】本変形例２に係るアッパーフレームの構成を示す側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。各図には、上下や前後左右の方向を矢印で示してある。特に言及しない限り、上下等の方向についてはこれら矢印で示す方向に従って説明する。

【0019】

図１は、本発明の実施形態に係る建設機械の構成を示す側面図である。図１に示すように、この建設機械１０は、いわゆる油圧ショベルであり、クローラ式の下部走行体１１と、下部走行体１１上に旋回自在に搭載された上部旋回体１２とを備えている。上部旋回体１２のアッパーフレーム３０は、円環状の旋回ベアリング１３を介して下部走行体１１に旋回可能に支持されている。

【0020】

アッパーフレーム３０の前側中央部には、掘削作業等を行うためのアタッチメント２０が取り付けられている。アタッチメント２０は、アッパーフレーム３０に対して上下方向に揺動可能に取り付けられたブーム２１と、ブーム２１の先端側に回動可能に取り付けられたアーム２２と、アーム２２の先端側に回動可能に取り付けられたバケット２３とを備えている。ブーム２１、アーム２２、及びバケット２３は、対応するブームシリンダ２１ａ、アームシリンダ２２ａ、及びバケットシリンダ２３ａを伸縮させることで起伏自在に動かすことができる。

【0021】

アッパーフレーム３０上におけるアタッチメント２０の左側には、キャブ１５が配設されている。アッパーフレーム３０の後側には、図示しないコントロールバルブやエンジン等が配設されており、これらは機械室カバー１６によって覆われている。機械室カバー１６の後側には、カウンタウエイト１７が配設されている。

【0022】

図２に示すように、アッパーフレーム３０は、底板３１と、底板３１から立設して車両前後方向に延びる左右一対の縦板３２と、一対の縦板３２の間に配設されて縦板３２同士を連結する前板３５とを備えている。

【0023】

なお、図２に示すアッパーフレーム３０は、上部旋回体１２の車幅方向の中央部に位置するセンターセクションであり、センターセクションの左右両側には、左右一対のサイドデッキ（図示省略）が連結されているが、サイドデッキについては、その説明を省略する。

【0024】

底板３１には、旋回ベアリング１３をボルト止めするためのボルト孔３１ａが、周方向に間隔をあけて複数形成されている。

【0025】

一対の縦板３２には、ピン孔３３が形成されている。一対の縦板３２の対向面には、ピン孔３３の周縁部を補強するダブリングプレート３４がそれぞれ接合されている。ダブリングプレート３４にも、縦板３２のピン孔３３に対応してピン孔３３が形成されている。

【0026】

ブームフットピン２５は、ピン孔３３に嵌め込まれることで、一対の縦板３２に跨がって延びている。アタッチメント２０のブーム２１は、ブームフットピン２５によって回動自在に支持される。

【0027】

図３に示すように、前板３５は、１枚の板材を折り曲げることで形成されている。具体的に、前板３５は、底板３１から上方に延びる途中で上端部が車両後方に向かうように折り曲げられた折曲部３６を有する。

【0028】

前板３５の左右の側縁部には、切欠部３７が設けられている。切欠部３７は、前板３５の折曲部３６よりも上方位置から上端部にわたって切り欠かれている。切欠部３７には、ダブリングプレート３４が嵌め込まれる。

【0029】

図４にも示すように、前板３５の切欠部３７の周縁におけるダブリングプレート３４の前端部に対向する部分には、開先部３７ａが設けられている。開先部３７ａは、前板３５の切欠部３７とダブリングプレート３４の前端部との隙間が、前板３５の裏側面から前側面に向かって徐々に広がるように傾斜した形状に形成されている。

【0030】

ダブリングプレート３４には、前板３５の切欠部３７よりも車両前方に突出して前板３５の裏側面に当接する裏当て部３４ａが設けられている。このように、ダブリングプレート３４の裏当て部３４ａを前板３５の裏側面に当接させることで、前板３５が所定の立設姿勢で保持されている。

【0031】

ダブリングプレート３４の裏当て部３４ａは、側面視で先細りとなるように形成されており、裏当て部３４ａの下縁面と前板３５の裏側面とが鈍角をなすように連続的に繋がっている。

【0032】

一対の縦板３２の間で前板３５よりも車両前方には、シリンダブラケット４０が配設されている。シリンダブラケット４０は、車幅方向に間隔をあけて２つ設けられている。シリンダブラケット４０の下縁部は、底板３１に接合されている。シリンダブラケット４０の後縁部は、前板３５の前側面に接合されている（図５参照）。

【0033】

ブームシリンダ２１ａは、左右一対に配設されている。右側のシリンダブラケット４０と右側の縦板３２との間には、右側のブームシリンダ２１ａの基端部が配設されている。左側のシリンダブラケット４０と左側の縦板３２との間には、左側のブームシリンダ２１ａの基端部が配設されている。

【0034】

縦板３２及びシリンダブラケット４０には、シリンダピン孔４１が形成されている。縦板３２におけるシリンダブラケット４０との対向面には、シリンダピン孔４１の周縁部を補強するシリンダ側ダブリングプレート３８が接合されている。シリンダブラケット４０における縦板３２とは反対側の面には、シリンダピン孔４１の周縁部を補強する円環状の補強板４２が接合されている。

【0035】

シリンダ側ダブリングプレート３８の下縁部は、底板３１に接合されている。シリンダ側ダブリングプレート３８の後縁部は、前板３５の前側面に接合されている。

【0036】

シリンダピン２６は、シリンダピン孔４１に嵌め込まれることで、縦板３２とシリンダブラケット４０とに跨がって延びている。ブームシリンダ２１ａの基端部は、シリンダピン２６によって回動自在に支持されている。

【0037】

−アッパーフレームの組立手順−
以下、アッパーフレーム３０の組立手順、特に、ダブリングプレート３４、前板３５、及びシリンダブラケット４０の組立手順について説明する。図２及び図３に示すように、まず、ピン孔３３の中心位置を基準としてダブリングプレート３４の位置調整を行い、一対の縦板３２の対向面にダブリングプレート３４を溶接する。

【0038】

また、シリンダピン孔４１の中心位置を基準として、シリンダ側ダブリングプレート３８の位置調整を行う。そして、一対の縦板３２の対向面にシリンダ側ダブリングプレート３８を溶接するとともに、シリンダ側ダブリングプレート３８の下縁部を底板３１に溶接する。

【0039】

次に、前板３５の切欠部３７にダブリングプレート３４を嵌め込むとともに、前板３５の裏側面をダブリングプレート３４の裏当て部３４ａに当接させる。これにより、前板３５は、裏当て部３４ａを基準に位置決めされて所定の立設姿勢となるように保持される。このとき、前板３５の前側面をシリンダ側ダブリングプレート３８の後縁部に当接させる。

【0040】

そして、前板３５の下端部を底板３１に溶接するとともに、前板３５の左右の側縁部を縦板３２に溶接する。また、前板３５の切欠部３７の周辺をダブリングプレート３４に溶接する。ここで、前板３５の切欠部３７とダブリングプレート３４との隙間は、ダブリングプレート３４の裏当て部３４ａによって塞がれた状態となっている。そのため、前板３５の切欠部３７の周辺を溶接する際に、溶融した溶接材料が流れ落ちるのを裏当て部３４ａによって防止することができ、溶接不良の発生を抑えることができる。

【0041】

また、前板３５の切欠部３７の周縁部分に開先部３７ａが設けられているので、ダブリングプレート３４の前端部との隙間が開口側に向かって広くなっている。これにより、前板３５とダブリングプレート３４とを溶接する際に、この隙間の奥側まで溶接材料を溶け込ませ易くなる。

【0042】

次に、図５にも示すように、シリンダブラケット４０を底板３１に立設させた状態で、シリンダブラケット４０の後縁部を前板３５の前側面に当接させる。そして、シリンダブラケット４０の下縁部を底板３１に溶接するとともに、シリンダブラケット４０の後縁部を前板３５の前側面に溶接する。また、シリンダ側ダブリングプレート３８の後縁部も同様に、前板３５の前側面に溶接する。

【0043】

以上のように、本実施形態に係る建設機械１０のアッパーフレーム３０によれば、裏当て部３４ａによって、平面視で前板３５の切欠部３７とダブリングプレート３４の前端部との隙間が塞がれた状態とすることで、前板３５の切欠部３７の周辺を溶接する際に、溶融した溶接材料が流れ落ちるのを裏当て部３４ａによって防止することができ、溶接不良が発生するのを抑えることができる。

【0044】

《変形例１》
図６は、本変形例１に係る裏当て部の周辺の構成を示す側面断面図である。以下、前記実施形態と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。

【0045】

図６に示すように、ダブリングプレート３４には、前板３５の切欠部３７よりも車両前方に突出して前板３５の裏側面に当接する裏当て部３４ａが設けられている。

【0046】

ここで、ダブリングプレート３４の前端部と、裏当て部３４ａの上縁部とは、側面視で滑らかな曲線状に形成された湾曲部３４ｂによって連続的に繋がれている。これにより、前板３５の切欠部３７とダブリングプレート３４の前端部との隙間が開口側に向かって広くなっているので、前板３５側に面取り加工を施さなくても、前板３５とダブリングプレート３４とを溶接する際に、この隙間の奥側まで溶接材料を溶け込ませ易くなる。なお、湾曲部３４ｂのような曲線状ではなく、開口側に向かって徐々に隙間が広がるように傾斜した形状であっても同様の効果を得ることができる。

【0047】

また、裏当て部３４ａは、側面視で前板３５に向かって先細りとなる形状に形成されており、裏当て部３４ａの下縁面と前板３５の裏側面とが鈍角をなすように連続的に繋がっている。これにより、前板３５とダブリングプレート３４とを溶接したときに、掘削作業時にこの溶接部分にかかる応力集中を緩和することができ、溶接部分のルート割れを抑えることができる。

【0048】

《変形例２》
図７は、本変形例２に係るアッパーフレームの構成を示す側面断面図である。以下、前記実施形態と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。

【0049】

図７に示すように、前板３５は、底板３１から上方に延びる途中で上端部が車両後方に向かうように折り曲げられた折曲部３６を有する。前板３５の左右の側縁部には、切欠部３７が設けられている。切欠部３７は、前板３５の折曲部３６よりも下方位置から上端部にわたって切り欠かれている。切欠部３７には、ダブリングプレート３４が嵌め込まれる。

【0050】

ダブリングプレート３４には、前板３５の切欠部３７よりも車両前方に突出して前板３５の裏側面に当接する裏当て部３４ａが設けられている。このように、ダブリングプレート３４の裏当て部３４ａを、前板３５の切欠部３７よりも下方の裏側面、すなわち、前板３５の折曲部３６よりも下方位置に当接させることで、前板３５の曲げ加工の精度にかかわらず、底板３１に対する前板３５の下端部の位置決めを精度良く行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0051】

以上説明したように、本発明は、前板とダブリングプレートとを溶接する際に、溶接不良が発生するのを抑えることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

【符号の説明】

【0052】

１０ 建設機械
２０ アタッチメント
２５ ブームフットピン
３０ アッパーフレーム
３１ 底板
３２ 縦板
３３ ピン孔
３４ ダブリングプレート
３４ａ 裏当て部
３５ 前板
３７ 切欠部
３７ａ 開先部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】