(57)【要約】【課題】前輪と後輪で支持されたシャーシフレームを有する下部走行体の同シャーシフレーム上に、作業機を有する上部旋回体を旋回自在に搭載すると共に、前記下部走行体にエンジン及びトランスミッション等を備えたホイール式建設機械のシャーシ構造において、コンパクトで軽量なシャーシフレームとそれによる良好な整備性及び良好な前下方視界性を実現するホイール式建設機械のシャーシ構造を提供する。【解決手段】シャーシフレーム(10)の、前輪(3)と上部旋回体(5)搭載部との間を前部箱型フレーム(20)で、上部旋回体(5)搭載部を左右１対の箱型フレーム(30a,30b)を内包する中央部箱型フレーム(30)で、上部旋回体(5)搭載部と後輪(4)との間を後部箱型フレーム(40)で夫々構成し、それら３体のフレームを一体的に結合して、中央部箱型フレーム(30)の略中央に上下に貫通した穴(31a,32a)を配設した。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪と後輪で支持されたシャーシフレームを有する下部走行体の該シャーシフレーム上に、作業機を有する上部旋回体を旋回自在に搭載すると共に、前記下部走行体にエンジン及びトランスミッション等を備えたホイール式建設機械のシャーシ構造において、
前記シャーシフレーム(10)の、前輪(3,3)と上部旋回体(5)搭載部との間を前部箱型フレーム(20)で、上部旋回体(5)搭載部を左右１対の箱型フレーム(30a,30b)を内包する中央部箱型フレーム(30)で、上部旋回体(5)搭載部と後輪(4,4)との間を後部箱型フレーム(40)で夫々構成し、それら３体のフレームを一体的に結合して、中央部箱型フレーム(30)の略中央に上下に貫通した穴(31a,32a)を配設した
ことを特徴とするホイール式建設機械のシャーシ構造。
【請求項２】
請求項１記載のホイール式建設機械のシャーシ構造において、
前部箱型フレーム(20)と中央部箱型フレーム(30)及び後部箱型フレーム(40)夫々の左右外側板を、左右夫々において連続する一枚板で共有するように構成した
ことを特徴とするホイール式建設機械のシャーシ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホイール式建設機械のシャーシ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例としてホイール式油圧ショベルの如く、ホイール式下部走行体の上面に、作業機を備えた上部旋回体を旋回自在に搭載して成るホイール式建設機械においては、上部旋回体の底面はホイールの直径よりも高い位置に設定しなければならず、それによって、重心位置が高くなると言う問題がある。
【０００３】
その問題に対処する手段として一般的に、エンジンを、クローラ式油圧ショベルの如く上部旋回体に搭載するのではなく、ホイール式下部走行体に搭載し、それによって、重心位置を低く抑制すると共に、ホイールを機械式動力伝達装置で駆動可能にして、それらによって高速走行を可能にする方法が考えられている。
しかしながら、ホイール式下部走行体にエンジンを搭載する場合には、限られたスペースの中にシャーシフレームとエンジンを配設して且つ、シャーシフレームの強度確保とエンジンの整備性確保の両立を図らねばならないと言う問題がある。
【０００４】
上記の問題を解決する１つの例として、例えば特許文献１には、シャーシフレームを舟型構造とハシゴ型構造とで構成して、エンジンを同舟型構造の中に配設して、エンジンを路面からの突き上げから保護すると共に、エンジンの整備性を確保するホイール式建設機械のシャーシ構造が記載されている。
【０００５】
図７〜図８により上記特許文献１に記載された構造を例にして、従来技術によるホイール式建設機械のシャーシ構造の例を説明する。
図７は従来技術によるホイール式建設機械のシャーシ構造の側面図、図８は同上面図である。
【０００６】
図７〜図８において、図示しないホイール式下部走行体のシャーシフレーム６５は前部の舟型構造部７０と後部のハシゴ型構造部８０とを一体的に結合して構成されている。
【０００７】
前部の舟型構造部７０は左右の側板７１，７１と底板７２とで構成され、同舟型構造部７０の内部には、前からラジエータ９０、エンジン９１及び変速機９２が順に収納されており、底板７２によって路面突起による突き上げから保護されている。また、左右側板７１，７１の上部には切欠き部７３，７３が設けられていて、エンジン９１の整備性に配慮されている。
【０００８】
後部のハシゴ型構造部８０は左右１対の箱型フレーム８１，８１をクロスメンバー８２，８３によって接続して構成され、同箱型フレーム８１，８１の上面には上面プレート８４が溶着され、同上面プレート８４上には、図示しない上部旋回体を旋回自在に支持する図示しないスイングサークル取付用の環状プレート８５が固設されて、更に、環状プレート８５の中央部で上面プレート８４に穴８４ａが設けられて、センタスイベルジョイント９４の配設と組立を可能にしている。また、ハシゴ型構造部８０の下方に空間８６が形成され、同空間８６にプロペラシャフト９５及び終減速機９６が配設されて、同プロペラシャフト９５及び終減速機９６の組立性と整備性が確保されている。
【０００９】
図７〜図８における上記構成において、エンジン９１及び変速機９２等を路面突起による突き上げから保護することが可能で且つ、整備性の良いホイール式建設機械のシャーシ構造を提供することができるとしている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−３１６９２７号公報（第３頁、第２図、第３図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図７，８における上記のホイール式建設機械のシャーシ構造においては、シャーシフレーム６５の前部の舟型構造部７０にラジエータ９０、エンジン９１及び変速機９２等を収納する構成としていることによって、次の問題がある。
【００１２】
（１）舟型構造部７０は高さＨ２の大きな断面形状が必要であり、それによって多くの鋼鈑を必要とし、質量の増加と原価の増加が避けられない。
（２）舟型構造部７０はＵ字型の断面形状で上辺が開いているので、大きなねじり剛性を確保するのが困難であり、長期の使用による繰返し応力でクラックが発生し易い。
【００１３】
（３）上記（２）の理由によって、切欠き部７３を大きくすることが出来ず、それによって、エンジン９１及び変速機９２の整備性を十分には確保し難い。
（４）シャーシフレーム６５は舟型構造部７０とハシゴ型構造部８０とで構成されて形状が複雑となっているので、使用する鋼鈑の切出しに際して多くの端材が発生して、原価の増加が避けられない。
【００１４】
（５）上記（２）の理由によって、クロスメンバー８２，８３等の補強材を多く必要とし、それによって、溶接線の長さが多くなり、それによる原価の増加が避けられない。
（６）シャーシフレーム６５前部に、ラジエータ９０及びエンジン９１が配設される結果、下部走行体前部の高さを低くすることが困難で、それによって、例えばホイール式建設機械の前下方の掘削作業において、視界性が阻害される。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、前輪と後輪で支持されたシャーシフレームを有する下部走行体の同シャーシフレーム上に、作業機を有する上部旋回体を旋回自在に搭載すると共に、前記下部走行体にエンジン及びトランスミッション等を備えたホイール式建設機械のシャーシ構造において、コンパクトで軽量なシャーシフレームとそれによる良好な整備性及び良好な前下方視界性を実現するホイール式建設機械のシャーシ構造を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１発明は、前輪と後輪で支持されたシャーシフレームを有する下部走行体の該シャーシフレーム上に、作業機を有する上部旋回体を旋回自在に搭載すると共に、前記下部走行体にエンジン及びトランスミッション等を備えたホイール式建設機械のシャーシ構造において、前記シャーシフレームの、前輪と上部旋回体搭載部との間を前部箱型フレームで、上部旋回体搭載部を左右１対の箱型フレームを内包する中央部箱型フレームで、上部旋回体搭載部と後輪との間を後部箱型フレームで夫々構成し、それら３体のフレームを一体的に結合して、中央部箱型フレームの略中央に上下に貫通した穴を配設している。
【００１７】
第１発明によると、次の作用及び効果が得られる。
（１）シャーシフレームの断面構造は箱型であるから、シャーシフレームの上下方向厚みを薄くしても、大きな曲げ断面係数及び大きなねじり断面係数を得ることができる。これによって、シャーシフレームを上下方向厚みの比較的薄い略直方体のシンプルな形状とすることができる。
【００１８】
（２）上記（１）によって、鋼鈑使用量が少なく、切板歩留りが良く、溶接線の短い、極めて原価の低いシャーシフレームを実現することができる。
（３）シャーシフレームを前部箱型フレームと中央部箱型フレーム及び後部箱型フレームで構成しているので、それら３体のフレームは夫々に必要な最適の板厚を選択することが可能となり、それによって、強度的に合理的なシャーシフレームとすることができる。
【００１９】
（４）上記（１）によって、シャーシフレームの上下方向厚みを比較的薄くすることが可能となり、それによって、シャーシフレームの下面近傍にトランスミッション及びプロペラシャフト等を配設しても、その下方に十分な地上空間（以下、ロードクリアランスと言う。）を確保することが可能となる。それによって、トランスミッション及びプロペラシャフトの左右は開かれた空間となり、組立性及び整備性が極めて良好となる。
【００２０】
（５）上記（４）によって、エンジンをシャーシフレームの側面で、前後輪の間に配設すれば、エンジンの外側方は開かれた空間となり、組立性及び整備性が極めて良好となる。また、エンジンは前後輪のわだちの線上にあるから、左右わだちの中間部の路面突起で突き上げられることがない。
【００２１】
（６）上記（５）によって、シャーシフレームの前後端部は夫々前輪及び後輪で支持されるに必要な長さのみで良く、これによって、ホイール式建設機械の前下方及び後下方の視界性は極めて良好となる。
（７）シャーシフレームの側面及び上下面は平坦であるから、上記エンジン、トランスミッションを含むその他装置の取付用ブラケットの構造を簡素化することが可能となる。
【００２２】
第２発明は、第１発明によるホイール式建設機械のシャーシ構造において、前部箱型フレームと中央部箱型フレーム及び後部箱型フレーム夫々の左右外側板を左右夫々において連続する一枚板で共有するように構成している。
【００２３】
第２発明によると、上記第１発明における作用及び効果に加えて、溶接箇所を更に減らすことが可能となり、溶接部への応力集中を回避することができると共に、原価を更に低減することが可能となる。
【００２４】
以上の結果によって、前輪と後輪で支持されたシャーシフレームを有する下部走行体の同シャーシフレーム上に、作業機を有する上部旋回体を旋回自在に搭載すると共に、前記下部走行体にエンジン及びトランスミッション等を備えたホイール式建設機械のシャーシ構造において、コンパクトで軽量なシャーシフレームとそれによる良好な整備性及び良好な前下方視界性を実現するホイール式建設機械のシャーシ構造を提供することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下にホイール式油圧ショベルを例にして、本願発明に係るホイール式建設機械のシャーシ構造の実施形態について、図１〜図６を参照して詳述する。
【００２６】
図１は本発明によるホイール式建設機械のシャーシ構造を適用した油圧ショベルの側面図、図２は本発明によるホイール式建設機械のシャーシ構造の実施形態側面図、図３は同上面図、図４は図２のＥ−Ｅ断面図、図５は図２のＦ−Ｆ断面図、図６は図２のＧ−Ｇ断面図である。
【００２７】
先ず図１において、油圧ショベル１は、前輪３と後輪４で支持されたシャーシフレーム１０を有する下部走行体２の同シャーシフレーム１０上に、運転室６と作業機７を有する上部旋回体５を旋回自在に搭載して構成されている。
【００２８】
次に図２〜図６において、下部走行体２は、懸架装置１９，１９，１９，１９を介して前輪３，３及び後輪４，４で前後端部を支持されたシャーシフレーム１０と、同シャーシフレーム１０の右側面に配設されてエンジン５１とラジエータ５２を収容するエンジンコンパートメント５０ａと、同シャーシフレーム１０の左側面に配設されて作動油タンク５８と燃料タンク５９を収容するタンクコンパートメント５０ｃと、同シャーシフレーム１０の下面近傍で前記エンジン５１に係合して配設されたトランスミッション５３、トランスファギヤボックス５４、前プロペラシャフト５５ａ及び後プロペラシャフト５５ｂとで構成されている。
【００２９】
また、トランスミッション５３に取着された油圧ポンプ５６から図示しない配管とセンタスイベルジョイント５７を経由して、上部旋回体５へ油圧が供給されるようになされている。なおまた、エンジンコンパートメント５０ａの外側面には点検整備用のドア５０ｂが配設されている。
【００３０】
シャーシフレーム１０は、同シャーシフレーム１０の、前輪３，３と上部旋回体５搭載部との間を前部箱型フレーム２０で、上部旋回体５搭載部を左右１対の箱型フレーム３０ａ，３０ｂを内包する中央部箱型フレーム３０で、上部旋回体５搭載部と後輪４，４との間を後部箱型フレーム４０で夫々構成され、それら３体のフレームである前部箱型フレーム２０と、中央部箱型フレーム３０と、後部箱型フレーム４０とは一体的に結合されて、中央部箱型フレーム３０の略中央には上部旋回体５取付用の環状座板３６と上下に貫通した穴３１ａ，３２ａが配設されており、同穴３１ａ，３２ａによって、上部旋回体５に取着されたセンタスイベルジョイント５７の収容を可能にすると共に、同センタスイベルジョイント５７への図示しない配管組付作業を容易にしている。
【００３１】
前部箱型フレーム２０は左右の外側板である左外側板１１ａ、右外側板１１ｂと上面板２１及び下面板２２を溶接結合して構成され、後部箱型フレーム４０は左右の外側板である左外側板１１ａ、右外側板１１ｂと上面板３１及び下面板４２を溶接結合して構成されている。
【００３２】
中央部箱型フレーム３０は左右の外側板である左外側板１１ａ、右外側板１１ｂと上面板３１及び下面板３２を溶接結合して形成される箱型フレーム３０の内部に、左右の内側板３３ａ，３３ｂを溶接結合して左右1対の箱型フレーム３０ａ，３０ｂが内包して形
成されるようになされており、さらに、同箱型フレーム３０ａ，３０ｂの前端と後端は夫々前結合板３４と後結合板３５に溶接結合されている。これによって、中央部箱型フレーム３０を、前結合板３４を介して前記前部箱型フレーム２０と、後結合板３５を介して前記後部箱型フレーム４０と夫々溶接結合した時に、箱型フレーム３０ａ，３０ｂが前部箱型フレーム２０及び後部箱型フレーム４０と強度的に一体化されるようになされている。
【００３３】
この結果によって、中央部箱型フレーム３０の略中央に前記の上下に貫通する穴３１ａ，３２ａが配設されても、中央部箱型フレーム３０の強度即ちシャーシフレーム１０の強度が確保されるように図られており、その結果シャーシフレーム１０は全体を略直方体の箱型フレームとして構成することが可能となり、それによって上下方向の厚みＨ１（図２）を比較的薄くし且つ所要の曲げ断面係数とねじり断面係数を得ることを可能にしている。
【００３４】
図１〜図６による上記構成において、次の作用及び効果を得ることができる。
（１）シャーシフレーム１０は上下方向の厚みＨ１（図２）が比較的薄くて軽量でシンプルな略直方体の箱型フレームを実現している。
（２）上記（１）によって、鋼鈑使用量が少なく、切板歩留りが良く、溶接線の短い、極めて原価の低いシャーシフレームを実現することができる。
【００３５】
（３）シャーシフレーム１０を前部箱型フレーム２０と中央部箱型フレーム３０及び後部箱型フレーム４０で構成しているので、それら３体のフレームである前部箱型フレーム２０、中央部箱型フレーム３０、後部箱型フレーム４０は夫々に必要な最適の板厚を選択することが可能となり、それによって、強度的に合理的なシャーシフレームとすることができる。
【００３６】
（４）上記（１）によって、シャーシフレームの上下方向厚みＨ１（図２）を比較的薄くすることが可能となっており、それによって、シャーシフレーム１０の下面近傍にトランスミッション５３、トランスファギヤボックス５４及び前後プロペラシャフト５５ａ，５５ｂを配設しても、その下方に十分なロードクリアランスＲ（図２、図４）を確保することが可能となっている。それによって、上記トランスミッション５３、トランスファギヤボックス５４及び前後プロペラシャフト５５ａ，５５ｂの左右は開かれた空間となっており、組立性及び整備性が極めて良好となっている。
【００３７】
（５）エンジン５１をシャーシフレーム１０の右側面で、前後輪３，４の間に配設しているから、エンジン５１の外側方は開かれた空間となっており、組立性及び整備性が極めて良好となっている。また、エンジン５１は前後輪３，４のわだちの線上にあるから、左右わだちの中間部の路面突起で突き上げられることがない。
【００３８】
（６）上記（５）によって、シャーシフレーム１０の前後端部は懸架装置１９，１９，１９，１９を介して夫々前輪３，３及び後輪４．４で支持されるに必要な長さのみとなっており、これによって、油圧ショベル１の運転室６からの前下方及び後下方の視界性は極めて良好となっている。
（７）シャーシフレーム１０の側面及び上下面は平坦であるから、上記エンジン５１、トランスミッション５３を含むその他装置の取付用ブラケット（何れも図示せず。）の構造を簡素化することが可能となっている。
【００３９】
（８）前部箱型フレーム２０と中央部箱型フレーム３０及び後部箱型フレーム４０夫々の左右外側板を、左右夫々において連続する一枚板である左外側板１１ａ、右外側板１１ｂで共有するように構成しており、これによって、溶接箇所を更に減らすことが可能となり、溶接部への応力集中を回避すると共に、原価を更に低減することが可能となっている。
【００４０】
なお、上記構成において、前部箱型フレーム２０と中央部箱型フレーム３０及び後部箱型フレーム４０夫々の左右外側板を、左右夫々において連続する一枚板である左外側板１１ａ、右外側板１１ｂで共有するように構成しているが、これに限ることなく、同各フレーム２０，３０，４０夫々の左右外側板を相互に溶接によって結合するように構成しても良い。これと同様に、中央部箱型フレーム３０と後部箱型フレーム４０夫々の上面板を、連続する一枚板３１で共有するように構成しているが、これに限ることなく、同各フレーム３０，４０夫々の上面板を相互に溶接によって結合するように構成しても良い。
【００４１】
なおまた、上記構成において、シャーシフレーム１０は略中央部のみにセンタースイベルジョイント５７収容用の穴３１ａ及び穴３２ａを有しているが、これに限ることなく、例えば同シャーシフレーム１０前端部近傍及び／または同後端部近傍の曲げモーメント負荷の小さい部位の上面板２１，３１及び／または下面板２２，４２に図示しない穴を配設して、同穴に例えば油圧弁等の小型機器及び配管等（何れも図示せず。）を収容しても良い。
【００４２】
なおさらに、上記構成において、シャーシフレーム１０は略直方体の形状としているが、これに限ることなく、例えば応力均等梁の如く、同シャーシフレーム１０前端部近傍及び／または同後端部近傍の曲げモーメント負荷の小さい部位の上下方向厚みＨ１を小さくしても良い。
【００４３】
以上の結果によって、前輪と後輪で支持されたシャーシフレームを有する下部走行体の同シャーシフレーム上に、作業機を有する上部旋回体を旋回自在に搭載すると共に、前記下部走行体にエンジン及びトランスミッション等を備えたホイール式建設機械のシャーシ構造において、コンパクトで軽量なシャーシフレームとそれによる良好な整備性及び良好な前下方視界性を実現するホイール式建設機械のシャーシ構造を提供することができる。
【００４４】
以上はホイール式油圧ショベルを例にして、ホイール式建設機械のシャーシ構造の実施形態について説明したが、ホイール式油圧ショベルに限ることなく、他のホイール式建設機械のシャーシ構造においても普遍的に、上記と同様に実施する事が可能であり、上記と同様の作用及び効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるホイール式建設機械のシャーシ構造を適用した油圧ショベルの側面図である。
【図２】本発明によるホイール式建設機械のシャーシ構造の実施形態側面図である。
【図３】本発明によるホイール式建設機械のシャーシ構造の実施形態上面図である。
【図４】図２のＥ−Ｅ断面図である。
【図５】図２のＦ−Ｆ断面図である。
【図６】図２のＧ−Ｇ断面図である。
【図７】従来技術によるホイール式建設機械のシャーシ構造の側面図である。
【図８】従来技術によるホイール式建設機械のシャーシ構造の上面図である。
【符号の説明】
１０…シャーシフレーム、１１ａ…左外側板、１１ｂ…右外側板、２０…前部箱型フレーム、３０…中央部箱型フレーム、３０ａ…左箱型フレーム、３０ｂ…右箱型フレーム、３１ａ…穴、３２ａ…穴、３３ａ…左内側板、３３ｂ…右内側板、３４…前結合板、３５…後結合板、４０…後部箱型フレーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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