(57)【要約】【課題】キャブの前部を支持する部位の強度を高め、振動を抑えてキャブ内の居住性を向上する。【解決手段】旋回フレーム１１には、センタフレーム１２から左前部の前枠部２１に向けて旋回中心Ｏから放射状に延びる傾斜張出しビーム２４を設ける構成としている。これにより、旋回中心Ｏから最も離間することで大きな振動を生じ易い旋回フレーム１１の左前部、即ち、キャブ５の前部位置を支持する前枠部２１を振動に対して強度を有する傾斜張出しビーム２４によって支持することができる。この結果、前枠部２１の左隅の位置でも、振動を小さく抑えることができ、キャブ５の居住性を向上することができる。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板と該底板上に立設された左，右の縦板とにより形成され旋回中心位置を中心として旋回可能なセンタフレームと、該センタフレームの左，右両側に位置し前，後方向に延びた左，右のサイドフレームと、該左，右のサイドフレームを前記センターフレームの底板と縦板に支持するため前記センターフレームと左，右のサイドフレームとの間に前，後方向に間隔をもって設けられた複数本の張出しビームとを備えてなる建設機械の旋回フレームにおいて、
前記複数本の張出しビームのうち、キャブを下側から支持するキャブ支持用張出しビームは、旋回中心から放射状に斜めに配置する構成としたことを特徴する建設機械の旋回フレーム。
【請求項２】
前記キャブ支持用張出しビームの先端側は、前記サイドフレームとキャブの前部を支持する前枠部とに接合する構成としてなる請求項１に記載の建設機械の旋回フレーム。
【請求項３】
前記キャブ支持用張出しビームは、先端側に比較して旋回中心側で広幅に形成してなる請求項１または２に記載の建設機械の旋回フレーム。
【請求項４】
前記キャブ支持用張出しビームの後側には、他のキャブ支持用張出しビームを設け、当該他のキャブ支持用張出しビームと前記前枠部との間で前記キャブを支持する構成としてなる請求項１，２または３に記載の建設機械の旋回フレーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等に用いて好適な建設機械の旋回フレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回装置を介して旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とによって大略構成されている。
【０００３】
また、上部旋回体は、旋回フレームと、該旋回フレームの左前側に設けられたキャブと、前記旋回フレームの後側に搭載されたエンジン、油圧ポンプと、該エンジン等を覆う外装カバーと、前記旋回フレームの後端部に取付けられたカウンタウエイトとによって大略構成されている。
【０００４】
そして、油圧ショベルの旋回フレームは、例えば特開２０００−１０４２８４号公報（以下、従来技術という）等によって知られている。この種の従来技術による旋回フレームは、旋回装置の一部をなす旋回輪が設けられる底板と該底板上に立設されて前，後方向に延びた左，右の縦板とにより形成され旋回中心位置を中心として旋回可能なセンタフレームと、該センタフレームの左，右両側に離間した位置に前，後方向に延びて設けられた左，右のサイドフレームと、該左，右のサイドフレームを前記センターフレームの底板と縦板に支持するために、前記センターフレームと左，右のサイドフレームとの間に前，後方向に間隔をもって左，右方向に伸長して設けられた複数本の張出しビームとによって大略構成されている。
【０００５】
また、旋回フレームには、左側の最前部の張出しビームよりも左サイドフレームを前側に延ばし、その先端部にキャブの前部を下側から支持する前枠部を設けている。
【０００６】
さらに、各張出しビームのうち、キャブの後部を下側から支持するキャブ支持用張出しビームは、重量が大きいキャブを支持できるように、例えば断面略四角形状の中空構造体として形成されている。これにより、キャブ支持用張出しビームは、十分な曲げ強度を有しており、振動を小さく抑えた状態でキャブの後部を支持することができる。
【０００７】
そして、キャブは、その前部の左隅と右隅が取付マウントを介して前枠部に取付けられ、後部の左隅と右隅が取付マウントを介してキャブ支持用張出しビームに取付けられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による旋回フレームによると、キャブの前部位置を前枠部に取付けると共に、キャブの後部位置をキャブ支持用張出しビームに取付けている。また、旋回フレームは、旋回装置を介して下部走行体上に支持されている。
【０００９】
このため、キャブが生じる振動は、旋回装置の旋回中心位置（旋回輪の中心位置）からの距離によって異なり、旋回中心位置から最も離れている旋回フレームの左前部、即ち、前枠部の左隅が大きく振動してしまう。
【００１０】
しかも、前枠部は、最前部の張出しビームから前側に延びる片持ち状態で設けられているから、キャブ支持用張出しビームに比較して振動に対する強度の点で弱くなってしまう。このため、キャブは、前枠部に支持された前部、特に、左前部で大きな振動を生じてしまうから、キャブの居住性を損なってしまうという問題がある。
【００１１】
また、前枠部の左隅に設けられる取付マウントは、大きな振動によって大きな負荷を受承することになるから、他の取付マウントに比較して寿命が短くなってしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、キャブの前部を支持する部位の強度を高めることにより、振動を抑えてキャブ内の居住性を向上することができるようにした建設機械の旋回フレームを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による建設機械の旋回フレームは、底板と該底板上に立設された左，右の縦板とにより形成され旋回中心位置を中心として旋回可能なセンタフレームと、該センタフレームの左，右両側に位置し前，後方向に延びた左，右のサイドフレームと、該左，右のサイドフレームを前記センターフレームの底板と縦板に支持するため前記センターフレームと左，右のサイドフレームとの間に前，後方向に間隔をもって設けられた複数本の張出しビームとを備えている。
【００１４】
そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、複数本の張出しビームのうち、キャブを下側から支持するキャブ支持用張出しビームは、旋回中心から放射状に斜めに配置する構成としたことにある。
【００１５】
このように構成したことにより、キャブ支持用張出しビームは、その先端側を旋回中心から最も離間している旋回フレームの前部の外側隅部に配置することができる。これにより、旋回フレームの前部の外側隅部に支持されるキャブの前部外側は、高強度に形成されたキャブ支持用張出しビームにより支持することができ、張出しビームの本数を増やすことなく、キャブの振動を抑えることができる。
【００１６】
請求項２の発明によると、キャブ支持用張出しビームの先端側は、サイドフレームとキャブの前部を支持する前枠部とに接合する構成としたことにある。これにより、キャブの前部を支持する前枠部は、高強度に形成されたキャブ支持用張出しビームと接合することができ、キャブの振動を小さく抑えることができる。
【００１７】
請求項３の発明によると、キャブ支持用張出しビームは、先端側に比較して旋回中心側で広幅に形成したことにある。これにより、片持ち構造をなすキャブ支持用張出しビームは、広幅な旋回中心側をセンターフレームの底板と縦板に強固に取付けることができ、大きな負荷が作用する部分の強度を高めることができる。
【００１８】
請求項４の発明によると、キャブ支持用張出しビームの後側には、他のキャブ支持用張出しビームを設け、当該他のキャブ支持用張出しビームと前枠部との間でキャブを支持する構成としたことにある。
【００１９】
このように構成したことにより、前枠部によってキャブの前側位置を支持することができ、他のキャブ支持用張出しビームによってキャブの後側位置を支持することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による建設機械の旋回フレームを油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２１】
まず、図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示している。１は本実施の形態に適用される建設機械としての油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４とによって大略構成されている。
【００２２】
また、上部旋回体４は、後述の旋回フレーム１１の左前側に搭載され、運転室を画成するキャブ５と、該キャブ５の後側に位置して旋回フレーム１１上に搭載されたエンジン、油圧ポンプ（いずれも図示せず）等を覆う外装カバー６と、前記旋回フレーム１１の後端部に取付けられたカウンタウエイト７とによって大略構成されている。
【００２３】
８は上部旋回体４の前部に俯仰動可能に設けられた作業装置で、該作業装置８は、土砂の掘削作業等を行なうものである。また、作業装置８は、基端側が後述する縦板１４，１５のブームブラケット１４Ａ，１５Ａにピン結合されたブーム８Ａと、該ブーム８Ａの先端側にピン結合されたアーム８Ｂと、該アーム８Ｂの先端側にピン結合されたバケット８Ｃと、これらを動作するブームシリンダ８Ｄ、アームシリンダ８Ｅ、バケットシリンダ８Ｆとによって大略構成されている。
【００２４】
１１は本実施の形態による旋回フレームで、該旋回フレーム１１は、図２、図３に示す如く、後述するセンタフレーム１２、左サイドフレーム１８、右サイドフレーム１９、前枠部２１、キャブ支持用張出しビーム２３、傾斜張出しビーム２４等によって大略構成されている。
【００２５】
１２は旋回フレーム１１の中央部分を構成するセンタフレームで、該センタフレーム１２は、厚肉な鋼板等を用いて平板状に形成された底板１３と、該底板１３の上面側に溶接手段を用いて立設され、該底板１３上を前，後方向に延びた左，右の縦板１４，１５とにより構成されている。
【００２６】
ここで、底板１３は、上部旋回体４を支持する中心部分となるもので厚板を加工することによって形成されている。そして、底板１３の下面側には、旋回装置３の旋回輪３Ａ（図１中に図示）が取付けられ、この旋回輪３Ａの中心が旋回フレーム１１（上部旋回体４）が旋回するときの旋回中心Ｏの位置（図２中に図示）となる。
【００２７】
また、縦板１４，１５の前部側は、図１に示す作業装置８のブーム８Ａが俯仰動可能にピン結合される左，右のブームブラケット１４Ａ，１５Ａとなっている。また、縦板１４，１５の前端部は、ブームシリンダ８Ｄの基端側が回動可能にピン結合される左，右のシリンダブラケット１４Ｂ，１５Ｂとなっている。
【００２８】
１６は縦板１４，１５のブームブラケット１４Ａ，１５Ａ間に位置してセンタフレーム１２に設けられた補強用の横板で、該横板１６は、ブームブラケット１４Ａ，１５Ａの左，右方向への倒れに対する強度等を高めるために、左，右両端側がブームブラケット１４Ａ，１５Ａの内側面に溶接されている。
【００２９】
１７はセンタフレーム１２の後側に設けられたテールフレームで、該テールフレーム１７は、溶接等の手段を用いてセンタフレーム１２の底板１３および左，右の縦板１４，１５に一体化されている。また、テールフレーム１７の後端側は、縦板１４，１５の後方で横断面がＩ字状（Ｉフランジ構造）をなす左，右のウエイト取付部１７Ａ，１７Ａとなり、該各ウエイト取付部１７Ａには、カウンタウエイト７が取付けられる。
【００３０】
１８はセンタフレーム１２の左側に間隔をもって配置された左サイドフレーム、１９はセンタフレーム１２の右側に間隔をもって配置された右サイドフレームで、該各サイドフレーム１８，１９は、例えば断面Ｄ字形状をなすＤ型フレームを用いて前，後方向に延びて形成されている。
【００３１】
ここで、左サイドフレーム１８は、右サイドフレーム１９よりも前方に延びて形成され、この延長部１８Ａには、後述する前枠部２１の左端部、傾斜張出しビーム２４等が取付けられている。また、左サイドフレーム１８は、キャブ支持用張出しビーム２３、傾斜張出しビーム２４等によりセンタフレーム１２の底板１３、左縦板１４に支持されている。
【００３２】
２０はセンタフレーム１２の左前部に設けられた縦梁部で、該縦梁部２０は、基端側が底板１３の左前部と傾斜張出しビーム２４の基端側とに溶接手段を用いて接合されている。また、縦梁部２０の先端側は、前側に延びて自由端となっている。
【００３３】
２１は旋回フレーム１１の左前部に設けられた前枠部で、該前枠部２１は、左サイドフレーム１８の延長部１８Ａ先端部と縦梁部２０の先端との間に左，右方向に延びて設けられている。また、前枠部２１は、左側が延長部１８Ａと後述する傾斜張出しビーム２４の先端部に溶接手段を用いて接合され、右側が縦梁部２０の先端に溶接手段を用いて接合されている。
【００３４】
さらに、前枠部２１の両端側には、円形のマウント取付穴２１Ａ，２１Ｂが設けられている。これにより、前枠部２１は、マウント取付穴２１Ａ，２１Ｂに取付けられる防振マウント（図示せず）を介してキャブ５の前部を支持している。
【００３５】
２２は左サイドフレーム１８の後端部とテールフレーム１７との間に設けられた後部プレートで、後部プレート２２は、テールフレーム１７のウエイト取付部１７Ａと左サイドフレーム１８とを連結している。
【００３６】
２３はキャブ５の後部位置に対応するようにセンタフレーム１２と左サイドフレーム１８との間に設けられたキャブ支持用張出しビームで、該張出しビーム２３は、左，右方向に延びて形成され、キャブ５の後部を下側から支持するものである。そして、キャブ支持用張出しビーム２３はセンタフレーム１２側の基端部が底板１３と左側の縦板１４とに溶接手段を用いて接合着され、先端部は左サイドフレーム１８に溶接されている。
【００３７】
ここで、キャブ支持用張出しビーム２３は、図４に示す如く、断面コ字形状の上側枠材２３Ａと、該上側枠材２３Ａの下側に溶接された平板状の下側板材２３Ｂとにより、振動に対して強度を有する断面略四角形状をなす中空のボックス構造体として形成されている。また、キャブ支持用張出しビーム２３の上面部には、左，右両端側に位置して円形のマウント取付穴２３Ｃ，２３Ｄが設けられている。これにより、張出しビーム２３は、マウント取付穴２３Ｃ，２３Ｄに取付けられる防振マウント（図示せず）を介してキャブ５の後部を支持している。
【００３８】
２４はキャブ支持用張出しビーム２３の前側に離間して配置され、センタフレーム１２と左サイドフレーム１８との間に設けられたキャブ支持用張出しビームとしての傾斜張出しビームで、該傾斜張出しビーム２４は、図２に示す如く、その先端側が左サイドフレーム１８の延長部１８Ａに向け、旋回フレーム１１の旋回中心Ｏの位置から放射状に斜め前側に延びて形成されている。そして、傾斜張出しビーム２４は、センタフレーム１２（旋回中心Ｏ）側の基端部が底板１３と左側の縦板１４とに溶接手段を用いて接合され、先端部は左サイドフレーム１８に溶接溶接手段を用いて接合されている。
【００３９】
また、傾斜張出しビーム２４の先端部には、前枠部２１の左端部が溶接によって接合されている。これにより、傾斜張出しビーム２４は、旋回中心Ｏから最も離間した前枠部２１の左端部での振動を小さく抑えることができる。
【００４０】
さらに、傾斜張出しビーム２４は、図４に示す如く、前述したキャブ支持用張出しビーム２３と同様に、断面コ字形状の上側枠材２４Ａと、該上側枠材２４Ａの下側に溶接された平板状の下側板材２４Ｂとにより、振動に対して強度を有する断面略四角形状をなす中空のボックス構造体として形成されている。
【００４１】
なお、２５，２６，２７，２８は右サイドフレーム１９とセンタフレーム１２との間に設けられた右側の張出しビーム、２９は右サイドフレーム１９後端部とセンタフレーム１２との間に設けられた後部プレートで、該張出しビーム２５，２６，２７，２８、後部プレート２９は、前，後方向に間隔をもって配設され、右サイドフレーム１９をセンタフレーム１２の底板１３、縦板１４に支持している。
【００４２】
本実施の形態による油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【００４３】
まず、作業現場で車両を走行するときには、下部走行体２の走行用油圧モータ（図示せず）を駆動することにより、車両を前進または後進させる。そして、土砂の掘削作業等を行う場合には、下部走行体２上で上部旋回体４を旋回駆動して作業装置８を任意の方向に配置し、この状態で作業装置８を俯仰動させることにより土砂の掘削作業を行うことができる。
【００４４】
また、上述した走行時、作業時には、上部旋回体４が振動を生じる。この振動は、旋回中心Ｏから離れた位置で大きくなり、該旋回中心Ｏから最も離間した旋回フレーム１１の左前部、即ち、キャブ５の前部を支持する前枠部２１の左隅の位置でで大きな振動を生じることになる。
【００４５】
しかし、本実施の形態では、大きな振動を生じる前枠部２１の左隅に向けて傾斜張出しビーム２４を斜めに伸長させ、その先端部に前枠部２１を一体的に固着しているから、この振動に対して強度を有する傾斜張出しビーム２４によって前枠部２１を支持することができる。これにより、前枠部２１の振動に対する強度を向上し、キャブ５の前側での振動を小さくすることができる。
【００４６】
かくして、本実施の形態によれば、旋回フレーム１１には、傾斜張出しビーム２４を旋回中心Ｏの位置から放射状に斜めに配置し、その先端側を左前部の前枠部２１に向けて伸長させているから、旋回中心Ｏから最も離間した前枠部２１の左隅の位置でも、高強度に形成された傾斜張出しビーム２４によって振動を小さく抑えることができる。
【００４７】
この結果、張出しビームの本数を増やすことなく、前枠部２１に支持されたキャブ５の前部位置での振動を抑えることができるから、コストを抑えた状態でキャブ５の居住性を向上することができる。また、前枠部２１に取付けられる防振マウントに作用する負荷を軽減することができ、該防振マウントの寿命を延ばし、信頼性を向上することができる。
【００４８】
しかも、傾斜張出しビーム２４の先端部には、前枠部２１の左側部分を溶接手段を用いて一体的に接合しているから、前枠部２１は、振動に対する強度をより一層高めることができる。
【００４９】
次に、図５は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、キャブ支持用張出しビームは、先端側に比較して旋回中心側で広幅に形成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５０】
３１は本実施の形態によるキャブ支持用張出しビームとしての傾斜張出しビームで、該傾斜張出しビーム３１は、第１の実施の形態による傾斜張出しビーム２４とほぼ同様に形成されている。即ち、傾斜張出しビーム３１は、旋回フレーム１１′の旋回中心Ｏの位置から放射状に配置され、先端側が左サイドフレーム１８の延長部１８Ａに向け斜め前側に延びて形成されている。
【００５１】
そして、傾斜張出しビーム３１は、センタフレーム１２側の基端部が底板１３と左側の縦板１４とに溶接され、先端部は左サイドフレーム１８と前枠部２１とに溶接されている。さらに、傾斜張出しビーム３１は、断面コ字形状の上側枠材３１Ａと、該上側枠材３１Ａの下側に溶接された平板状の下側板材３１Ｂとにより、振動に対して強度を有する断面略四角形状をなす中空のボックス構造体として形成されている。
【００５２】
しかし、本実施の形態による傾斜張出しビーム３１は、先端側から基端側に向けて漸次幅寸法が広くなるように形成され、センタフレーム１２の底板１３と縦板１４に溶接される部位では、先端側よりも広幅な広幅部３１Ｃとなっている。これにより、片持ち構造をなす傾斜張出しビーム３１は、大きな負荷が作用する旋回中心Ｏ側（基端側）を広幅部３１Ｃとすることにより、溶接部分を多くすることができる。従って、傾斜張出しビーム３１は、広幅部３１Ｃをセンターフレーム１２の底板１３と縦板１４に強固に接合することができ、振動に対する強度をより一層高めることができる。
【００５３】
かくして、このように構成される本実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態によれば、傾斜張出しビーム３１は、センタフレーム１２に対する基端側の取付強度を高めることができるから、先端側での振動をさらに小さく抑えることができる。
【００５４】
なお、各実施の形態では、建設機械として油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えばホイール式の油圧ショベルまたは油圧クレーン等の上部旋回体を備えた建設機械の旋回フレームに適用してもよいものである。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、センターフレームと左，右のサイドフレームとの間に前，後方向に間隔をもって設けられた複数本の張出しビームのうち、キャブを下側から支持するキャブ支持用張出しビームは、旋回中心から放射状に斜めに配置する構成としている。
【００５６】
従って、キャブ支持用張出しビームは、その先端側を旋回中心位置から最も離間している旋回フレームの前部の外側隅部に配置することができる。これにより、旋回フレームの前部の外側隅部に支持されるキャブの前部外側は、高強度に形成されたキャブ支持用張出しビームにより支持することができる。この結果、キャブ支持用張出しビームは、張出しビームの本数を増やすことなく、キャブの振動を抑えることができ、居住性を向上することができる。
【００５７】
請求項２の発明によれば、キャブ支持用張出しビームの先端側は、サイドフレームとキャブの前部を支持する前枠部とに接合する構成としているので、キャブの前部を支持する前枠部は、高強度に形成されたキャブ支持用張出しビームと一体的に接合することができ、キャブの振動をより一層小さく抑えることができる。
【００５８】
請求項３の発明によれば、キャブ支持用張出しビームは、先端側に比較して旋回中心側で広幅に形成しているので、片持ち構造をなすキャブ支持用張出しビームは、広幅な旋回中心側をセンターフレームの底板と縦板に強固に取付けることができる。これにより、キャブ支持用張出しビームは、大きな負荷が作用する部分の強度を高めることができ、振動をさらに小さく抑えることができる。
【００５９】
請求項４の発明によれば、キャブ支持用張出しビームの後側には、他のキャブ支持用張出しビームを設け、当該他のキャブ支持用張出しビームと前枠部との間でキャブを支持する構成としている。従って、前枠部によってキャブの前側位置を支持することができ、他のキャブ支持用張出しビームによってキャブの後側位置を支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に適用される油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】旋回フレームを拡大して示す平面図である。
【図３】旋回フレームを拡大して示す斜視図である。
【図４】旋回フレームの左前側部分を図２中の矢示ＩＶ−ＩＶ方向からみた要部拡大断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態による旋回フレームを示す平面図である。
【符号の説明】
１　油圧ショベル（建設機械）
４　上部旋回体
５　キャブ
１１，１１′　旋回フレーム
１２　センタフレーム
１３　底板
１４，１５　縦板
１８，１９　サイドフレーム
２１　前枠部
２３　キャブ支持用張出しビーム
２４，３１　傾斜張出しビーム（キャブ支持用張出しビーム）
２５〜２８　張出しビーム
３１Ｃ　広幅部
Ｏ　旋回中心
【図１】
2004052365.tif 000003
【図２】
2004052365.tif 000004
【図３】
2004052365.tif 000005
【図４】
2004052365.tif 000006
【図５】
2004052365.tif 000007