(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体上に旋回可能に搭載され前部側に作業装置が俯仰動可能に取付けられ後部側にはカウンタウエイトが取付けられるセンタフレームと、該センタフレームの左側に設けられ前，後方向に延びる左サイドフレームと、前記センタフレームの右側に設けられ前，後方向に延びる右サイドフレームとを備え、前記左サイドフレームと右サイドフレームのうち一方のサイドフレームは、キャブを下側から支持するためにキャブ支持用の前フレームとキャブ支持用の後フレームとを介して前記センタフレームに接合してなる建設機械の旋回フレームにおいて、
前記センタフレームは、前，後方向に所定の長さ寸法をもって延びた底板と、該底板に立設され前部側に前記作業装置が俯仰動可能にピン結合される取付ブラケット部を有する左，右の縦板とから形成され、
前記キャブを下側から支持する前記一方のサイドフレームは、前，後方向に直線状に延び、その後端部が前記後フレームにより前記センタフレームに接合されるストレート筒部と、該ストレート筒部の前側に位置し予め決められた旋回半径Ｒの円内に収めるため円弧状に湾曲した湾曲筒部とからなる中空のフレーム材により形成され、
前記前フレームと後フレームとの間に位置して前記一方のサイドフレームと前記センタフレームの前記底板との間を渡し板により接合する構成としたことを特徴とする建設機械の旋回フレーム。
【請求項２】
前記一方のサイドフレームは前記湾曲筒部が前記キャブ支持用の前フレームに接合され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】
前記キャブ支持用の前フレームと前記一方のサイドフレームとの接合部には、両者の端部に嵌合して溶接される溶接継手部材を設ける構成としてなる請求項１または２に記載の建設機械の旋回フレーム。
【請求項４】
前記キャブ支持用の前フレームは前記キャブ支持用の後フレームよりも短尺に形成してなる請求項１，２または３に記載の建設機械の旋回フレーム。
【請求項５】
前記一方のサイドフレームは単一のフレーム材により構成してなる請求項１，２，３または４に記載の建設機械の旋回フレーム。
【請求項６】
前記一方のサイドフレームは、前記キャブ支持用の後フレームに接合され前，後方向に直線状に延びた前記ストレート筒部を構成する第１のフレーム材と、該第１のフレーム材の前端側に接合され円弧状に湾曲して前側へと延びた前記湾曲筒部を構成する第２のフレーム材と、該第２のフレーム材の前端側を前記キャブ支持用の前フレームに連結するため該キャブ支持ビームと第２のフレーム材との間に設けられ該第２のフレーム材よりも大なる曲率で湾曲した第３のフレーム材とから構成してなる請求項１，２，３または４に記載の建設機械の旋回フレーム。
【請求項７】
前記一方のサイドフレームと前記キャブ支持用の前フレームとを単一のフレーム材を用いて一体形成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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば土砂等の掘削作業を行う油圧ショベル等に用いて好適な建設機械の旋回フレームに関し、特に、上部旋回体の旋回半径を小さくするようにした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、下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前部に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより構成され、該作業装置を作動させることによって土砂等の掘削作業を行うものである。
【０００３】
そして、このような油圧ショベルの上部旋回体は、下部走行体上に旋回輪を介して取付けられる旋回フレームと、該旋回フレームの前部左側に設けられ運転室を画成するキャブと、該キャブの後側に位置して前記旋回フレームに設けられ内部に原動機および油圧ポンプ等を収容した建屋カバーと、該建屋カバーの後側に位置して前記旋回フレームに設けられ前記作業装置に対する重量バランスをとるカウンタウエイトとにより構成されている。
【０００４】
また、一般に標準機と呼ばれる中型の油圧ショベルは、骨組み構造をなす旋回フレームを有し、この旋回フレームは、下部走行体上に旋回輪を介して取付けられ前端側が作業装置用の取付ブラケット部となり後端側が前記カウンタウエイトを取付けるためのウエイト取付部となったセンタフレームと、該センタフレームの左，右両側に複数の張出ビームを介して溶接により接合され前，後方向に延びる左サイドフレーム，右サイドフレームとから構成されている（例えば、実開昭６２−１０３８６７号公報等）。
【０００５】
そして、このような標準機の旋回フレームは、センタフレームと左，右のサイドフレームとにより骨組み構造をなす構成としているため、頑丈な構造を有し剛性を高めることができる。しかし、その反面で前，後方向の寸法が長くなり、センタフレームのウエイト取付部に設けたカウンタウエイトが下部走行体の履帯から大きく張出すことになる。
【０００６】
このため、標準機の油圧ショベルは、市街地等の作業スペースの狭い現場で掘削作業を行う場合に、上部旋回体を下部走行体上で旋回駆動すると、カウンタウエイトの後端側が周囲の障害物等に衝突する可能性が生じる。また、これによってオペレータの負担が増大することになり、市街地等の狭い現場で掘削作業を行うには不向きとされる傾向にある。
【０００７】
一方、小型の油圧ショベルにあっては、小型の作業装置を採用し、この作業装置を折畳んだ状態ではカウンタウエイトと共に作業装置を、下部走行体の車幅内に収める構成とした所謂車幅内小旋回式油圧ショベルが知られている。また、作業性能を損なわないように作業装置は標準機に近いものを用い、カウンタウエイトをキャブ側に近付けるようにして旋回フレームの前，後方向寸法（全長）を短くした所謂後方小旋回式油圧ショベルも知られている（例えば、特開２０００−２５７１１４号公報等）。
【０００８】
そして、このような小旋回式油圧ショベルは、上部旋回体の旋回フレームを、比較的厚い鋼板等を用いて略円板状に形成した底板と、該底板上に立設され前，後方向に延びた左，右の縦板とにより構成し、該各縦板の前部側には作業装置用の取付ブラケット部を一体に設ける構成としている。
【０００９】
また、前記底板の後部側には、予め一定の曲率で円弧状に湾曲させて形成したカウンタウエイトを底板に取付ける構成としている。そして、この場合のカウンタウエイトは、例えば下部走行体の車幅に対して約１．２倍（１２０％）以内の円内に収容できるようにし、市街地等の狭い作業現場にあっても、上部旋回体の旋回動作時にカウンタウエイトの後端側が周囲の障害物に接触するのを避ける構成としている。
【００１０】
【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小旋回式油圧ショベルは、旋回フレームの前部左側に設けるキャブを、後端側に設けるカウンタウエイトと共に下部走行体の車幅に対し、例えば１．２倍以内の円内に収めるため、キャブとしては所謂ラウンドキャブ（前部左側が円弧状に湾曲したキャブ）を採用し、旋回フレームの底板も前記円の内側に収まるように略円板状をなす構成としている。
【００１１】
このため、従来技術の小旋回式油圧ショベルは、狭い作業現場等でも上部旋回体の旋回時にキャブの前側角部、カウンタウエイトの後端側が周囲の障害物に接触するのを避けることができ、オペレータの負担を軽減できるという利点があるものの、下記のような欠点がある。
【００１２】
即ち、上部旋回体の旋回フレームを、１枚の鋼板からなる略円板状の底板を用いて形成しているので、１枚板からなる底板は旋回フレーム全体の強度を保つ上で板厚の厚い鋼板を用いる必要があり、これによってフレーム全体の重量が増加し、材料費も嵩むという問題がある。
【００１３】
また、１枚板からなる底板の外周縁側には別体のバンパーを取付け、油圧ショベルの外観形状を高める等の対策を施している。しかし、このバンパーはプレス成形品であるために強度が低く、バンパーを底板に取付けるため別途取付ブラケットを追加して設ける必要が生じる等の問題がある。
【００１４】
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、骨組み構造をなすフレームとすることにより、センタフレームの底板等を薄肉の板材で形成でき、全体の重量を軽減してコストを低減できると共に、キャブも含めて上部旋回体の旋回半径を確実に小さくすることができ、狭い作業現場でもオペレータの負担を軽減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。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明による建設機械の旋回フレームは、下部走行体上に旋回可能に搭載され前部側に作業装置が俯仰動可能に取付けられ後部側にはカウンタウエイトが取付けられるセンタフレームと、該センタフレームの左側に設けられ前，後方向に延びる左サイドフレームと、前記センタフレームの右側に設けられ前，後方向に延びる右サイドフレームとを備え、前記左サイドフレームと右サイドフレームのうち一方のサイドフレームは、キャブを下側から支持するためにキャブ支持用の前フレームとキャブ支持用の後フレームとを介して前記センタフレームに接合しているものである。
【００１６】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記センタフレームは、前，後方向に所定の長さ寸法をもって延びた底板と、該底板に立設され前部側に前記作業装置が俯仰動可能にピン結合される取付ブラケット部を有する左，右の縦板とから形成され、前記キャブを下側から支持する前記一方のサイドフレームは、前，後方向に直線状に延び、その後端部が前記後フレームにより前記センタフレームに接合されるストレート筒部と、該ストレート筒部の前側に位置し予め決められた旋回半径Ｒの円内に収めるため円弧状に湾曲した湾曲筒部とからなる中空のフレーム材により形成され、前記前フレームと後フレームとの間に位置して前記一方のサイドフレームと前記センタフレームの前記底板との間を渡し板により接合する構成としたことにある。
【００１７】
このように構成することにより、例えばキャブの左側前部を旋回半径Ｒの円内に収めるように湾曲させた所謂ラウンドキャブを採用した場合に、このラウンドキャブに合わせてサイドフレームの前部側を、円弧状に湾曲した湾曲筒部として曲げることができ、上部旋回体の旋回半径Ｒを小さくできると共に、カウンタウエイトおよびキャブを含めて旋回フレーム全体を旋回半径Ｒの円内に収めることができる。そして、旋回フレームをセンタフレームと左サイドフレーム，右サイドフレームとにより骨組み構造に形成でき、旋回フレームの小型、軽量化を図ることができる。
【００１８】
しかも、サイドフレームは、前，後方向に直線状に延び、その後端部が前記後フレームにより前記センタフレームに接合されるストレート筒部と、該ストレート筒部の前側に位置し予め決められた旋回半径Ｒの円内に収めるため円弧状に湾曲した湾曲筒部とからなる中空のフレーム材により形成され、前記前フレームと後フレームとの間に位置して前記一方のサイドフレームと前記センタフレームの前記底板との間を渡し板により接合する構成としている。これにより、例えば断面Ｄ字形のＤ形フレームを中空のフレーム材として用いることができ、この中空のフレーム材からなるサイドフレームをラウンドキャブに合わせて円弧状に湾曲した形状に形成できる。
【００１９】
また、請求項２の発明によると、一方のサイドフレームは湾曲筒部がキャブ支持用の前フレームに接合される構成としている。これにより、前記サイドフレームの前部側に位置する湾曲筒部をラウンドキャブに合わせて湾曲させ、旋回半径Ｒの円内に収めることができる。
【００２０】
一方、請求項３の発明は、キャブ支持用の前フレームと一方のサイドフレームとの接合部には、両者の端部に嵌合して溶接される溶接継手部材を設ける構成としている。この場合には、溶接継手部材の両端側をキャブ支持用の前フレームと前記サイドフレームとにそれぞれ嵌合した状態で、両者の間を溶接継手部材の上から溶接することにより高強度に接合することができる。
【００２１】
また、請求項４の発明によると、キャブ支持用の前フレームはキャブ支持用の後フレームよりも短尺に形成してなる構成としている。
【００２２】
これにより、ラウンドキャブの形状に合わせてキャブ支持用の前フレームをキャブ支持用の後フレームよりも短く形成でき、これらの前，後フレームの寸法差分だけ一方のサイドフレームのフレーム材を曲げ加工した状態で、フレーム材の前側と後側をそれぞれキャブ支持用の前フレームと後フレームとに接合することができる。
【００２３】
そして、請求項５の発明は、サイドフレームを単一のフレーム材により構成している。これにより、サイドフレームを単一のフレーム材を用いて形成することができる。
【００２４】
また、請求項６の発明によると、一方のサイドフレームは、キャブ支持用の後フレームに接合され前，後方向に直線状に延びた前記ストレート筒部を構成する第１のフレーム材と、該第１のフレーム材の前端側に接合され円弧状に湾曲して前側へと延びた前記湾曲筒部を構成する第２のフレーム材と、該第２のフレーム材の前端側をキャブ支持用の前フレームに連結するため該キャブ支持ビームと第２のフレーム材との間に設けられ該第２のフレーム材よりも大なる曲率で湾曲した第３のフレーム材とから構成している。
【００２５】
この場合には、第１，第２，第３のフレーム材を前，後方向等で互いに接合することにより一方のサイドフレームを形成でき、第２のフレーム材の前端側は大なる曲率で湾曲した第３のフレーム材を用いてキャブ支持用の前フレームに接合することができる。
【００２６】
さらに、請求項７の発明によると、一方のサイドフレームとキャブ支持用の前フレームとを単一のフレーム材を用いて一体形成する構成としている。これにより、キャブ支持用の前フレームとサイドフレームとを単一のフレーム材を用いて形成することができる。
【００２７】
【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、小旋回式油圧ショベルの旋回フレームとして用いた場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２８】
ここで、図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は油圧ショベルの下部走行体で、該下部走行体１は、図２に示す如く左，右の履帯１Ａ，１Ａを走行用の油圧モータ（図示せず）等で駆動することにより、作業現場等を路上走行するものである。そして、下部走行体１は履帯１Ａ，１Ａ間が車幅Ｗなる寸法をもって構成されている。
【００２９】
２は該下部走行体１上に旋回輪３等を介して旋回可能に搭載された上部旋回体で、該上部旋回体２は、後述の旋回フレーム１１と、図２に示す如く旋回フレーム１１の前部左側に搭載され、運転室を画成するキャブ４と、該キャブ４の後側に位置して旋回フレーム１１に設けられ、内部に原動機および油圧ポンプ（図示せず）等を収容した建屋カバー５と、該建屋カバー５の後側に位置して旋回フレーム１１に設けられ、後述の作業装置１０に対する重量バランスをとるカウンタウエイト６とにより構成されている。
【００３０】
ここで、キャブ４は、図１、図２に示すように前部左側にドア４Ａが開閉可能に設けられ、このドア４Ａと周囲のドア枠部４Ｂ等が前側へと斜めに傾いて円弧状に湾曲した所謂ラウンドキャブとして形成されている。そして、このキャブ４はドア４Ａおよびドア枠部４Ｂ等を、上部旋回体２の旋回中心Ｏに対して旋回半径Ｒの仮想円７内に収める構成となっている。
【００３１】
また、カウンタウエイト６についても、図２に示すように後面側が円弧形状をなして形成され、旋回半径Ｒの仮想円７内に収める構成となっている。そして、この場合の旋回半径Ｒは、下部走行体１の車幅Ｗに対して、下記の数１の式を満たす関係に設定されている。
【００３２】
【数１】
Ｄ＝（２×Ｒ）≦（１．２×Ｗ）
【００３３】
即ち、旋回半径Ｒの仮想円７は、下部走行体１の車幅Ｗに対して１．２倍（１２０％）以内の直径Ｄを有し、上部旋回体２はキャブ４およびカウンタウエイト６を、このような仮想円７内に収めることにより、所謂小旋回式の油圧ショベルを実現しているものである。
【００３４】
また、上部旋回体２には、図２に示すように作業装置１０を挟んでキャブ４とは反対側となる右側部位に燃料タンク８、作動油タンク９等が配置され、これら燃料タンク８、作動油タンク９等も旋回半径Ｒの仮想円７内に収納されているものである。
【００３５】
１０は上部旋回体２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１０はブーム１０Ａ、アームおよびバケット（いずれも図示せず）等からなり、このバケットによって土砂等の掘削作業を行うものである。そして、作業装置１０のブーム１０Ａは、基端側が後述する縦板１４，１５の取付ブラケット部１４Ａ，１５Ａ間に回動可能に取付けられ、ブームシリンダ１０Ｂにより上，下に俯仰動されるものである。
【００３６】
また、作業装置１０は、図１に示すブーム１０Ａを上向きに大きく仰動させた状態で、前記アームおよびバケットを折り畳むように回動させることにより小旋回姿勢となり、この小旋回姿勢では図２に示す旋回半径Ｒの仮想円７内に収められるものである。
【００３７】
なお、作業装置１０のブーム１０Ａが取付けられる後述の縦板１４，１５は、図２に示すように上部旋回体２の旋回中心Ｏに対して一定寸法だけ右側にオフセットした位置に配設されている。これにより、ラウンドキャブからなるキャブ４は、上部旋回体２の左側前部に大きな取付スペースをもって配設され、キャブ４内のオペレータに対する居住性や操作性を高める構成となっている。
【００３８】
１１は上部旋回体２のフレームを構成する旋回フレームで、該旋回フレーム１１は、図３、図４に示すように中央部に位置して前，後方向に延びる後述のセンタフレーム１２と、後述の左サイドフレーム２１、右サイドフレーム３０等とから構成されている。
【００３９】
そして、これらのセンタフレーム１２、左サイドフレーム２１および右サイドフレーム３０はそれぞれ骨組み構造をなすことにより、旋回フレーム１１を軽量化しつつ十分な剛性を確保できるものである。また、旋回フレーム１１は、左サイドフレーム２１を後述の如く円弧状に湾曲した形状とすることにより、全体が図３に示す旋回半径Ｒの仮想円７内に収められるものである。
【００４０】
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、厚肉の鋼板等から図３、図４に示す如く略長方形状に形成され、前，後方向に所定の長さ寸法をもって延びた底板１３と、該底板１３の上面側に溶接手段を用いて立設され、底板１３に対応する長さ寸法をもって前，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。
【００４１】
そして、これらの縦板１４，１５の前部側は、作業装置１０のブーム１０Ａが俯仰動可能にピン結合される取付ブラケット部１４Ａ，１５Ａとなり、これらの取付ブラケット部１４Ａ，１５Ａ間には、該取付ブラケット部１４Ａ，１５Ａの曲げ強度等を高めるために補強板１６等が溶接により接合されている。
【００４２】
また、縦板１４，１５の前部側には補強板１６の前面側に位置してシリンダ用のブラケット部１４Ｂ，１５Ｂが設けられ、これらのブラケット部１４Ｂ，１５Ｂには、図１に示すブームシリンダ１０Ｂの基端側が回動可能にピン結合されるものである。
【００４３】
１７，１８は縦板１４，１５の後部側に設けられた左，右のウエイト取付部を示し、該ウエイト取付部１７，１８は、取付ブラケット部１４Ａ，１５Ａよりも後側に位置する縦板１４，１５の後部上面側に溶接して設けられたフランジ板１７Ａ，１８Ａ等を含んで構成されている。そして、ウエイト取付部１７，１８は、縦板１４，１５の後端側まで延びるフランジ板１７Ａ，１８Ａにより、縦板１４，１５の後端側で底板１３と共に断面Ｉ字状（Ｉフランジ構造）をなし、高い剛性をもって形成されている。
【００４４】
そして、これらのウエイト取付部１７，１８には、図１、図２に示したカウンタウエイト６が上側から載置され、この状態でカウンタウエイト６は、ボルト等を用いてウエイト取付部１７，１８に対し着脱可能に取付けられるものである。また、縦板１４，１５の後端側には底板１３上に位置して補強板１９が接合され、該補強板１９はウエイト取付部１７，１８間を強固に連結するものである。
【００４５】
２０，２０，…は縦板１４，１５間に位置して底板１３の後部側に設けられたエンジンマウントで、該各エンジンマウント２０は、図３に示すように合計４個配設されている。そして、図２に示す建屋カバー５内に収容されるディーゼルエンジン等の原動機（図示せず）は、縦板１４，１５上のフランジ板１７Ａ，１８Ａを左，右方向に跨ぐように配設され、その下面側が各エンジンマウント２０上にボルト等を用いて固定されるものである。
【００４６】
２１は旋回フレーム１１の一部を構成する左サイドフレームで、該左サイドフレーム２１は、図３、図４に示すようにセンタフレーム１２の左側に後述するキャブ支持用の前フレーム２２、後フレーム２７等を介して設けられ、これらの前フレーム２２および後フレーム２７と共にキャブ４を下側から支持するものである。
【００４７】
ここで、左サイドフレーム２１は、図６に示すキャブ支持用の前フレーム２２と同様に、中空のフレーム材（例えば、断面Ｄ字形のＤ形フレーム、断面三角形または逆三角形の角形フレーム、断面四角形の角形フレーム等）を用いて形成され、図３に示すように前，後方向に直線状に延びる後部側のストレート筒部２１Ａと、該ストレート筒部２１Ａの前側に位置し前記仮想円７の径方向内側へと円弧状に湾曲した湾曲筒部２１Ｂと、該湾曲筒部２１Ｂの前端側に一体形成された連結筒部２１Ｃとにより構成されている。
【００４８】
そして、左サイドフレーム２１の連結筒部２１Ｃは、湾曲筒部２１Ｂの前端側をキャブ支持用の前フレーム２２の端部側に向けて略Ｌ字状に屈曲させることにより形成され、前フレーム２２の端部に対し突合わせた状態で後述の接合部２３により結合されている。
【００４９】
２２は左サイドフレーム２１の連結筒部２１Ｃに接合部２３を介して接合された張出ビームとしてのキャブ支持用の前フレームで、該キャブ支持用の前フレーム２２は、図６に例示するように断面Ｄ字形の中空フレーム材を用いて形成され、キャブ４の前部下側に位置して左，右方向に延びるものである。
【００５０】
そして、キャブ支持用の前フレーム２２の右端側には、センタフレーム１２の縦板１４に沿って後方へと延びる連結アーム２４が一体に設けられ、該連結アーム２４によりキャブ支持用の前フレーム２２は、センタフレーム１２の底板１３と縦板１４の前部側とに溶接等の手段を用いて固着されている。
【００５１】
２５は左サイドフレーム２１とキャブ支持用の前フレーム２２との接合部２３に設けられた溶接継手部材としての継手筒で、該継手筒２５は、図５、図６に示すように例えば断面Ｄ字形の短尺筒体として形成され、その一端側は左サイドフレーム２１の連結筒部２１Ｃ内に嵌合して溶接等により固定されている。
【００５２】
また、継手筒２５は、他端側が連結筒部２１Ｃから一定長さをもって突出し、この突出端側は前フレーム２２の端部内周に対し図６に示す矢印の方向に嵌合される。そして、継手筒２５を嵌合した状態で連結筒部２１Ｃと前フレーム２２との衝合端側を突合わせ溶接することにより接合部２３を形成し、この接合部２３によって左サイドフレーム２１とキャブ支持用の前フレーム２２とは一体に接合されるものである。
【００５３】
２６はキャブ支持用の前フレーム２２と後フレーム２７との間に位置して左サイドフレーム２１に設けられた渡し板で、該渡し板２６は一端側（左端側）が左サイドフレーム２１に接合され、他端側（右端側）がセンタフレーム１２の底板１３に接合されている。
【００５４】
２７は左サイドフレーム２１のストレート筒部２１Ａをセンタフレーム１２に接合する張出ビームとしてのキャブ支持用の後フレームで、該キャブ支持用の後フレーム２７は、例えば平板状の鋼板を略コ字形状にプレス成形することにより形成され、ストレート筒部２１Ａの後端側をセンタフレーム１２の底板１３と縦板１４とに溶接により接合するものである。
【００５５】
また、キャブ支持用の後フレーム２７はキャブ支持用の前フレーム２２と平行に左，右方向に延び、そのフレーム長さは、前フレーム２２の方が後フレーム２７よりも短くなっている。そして、左サイドフレーム２１は、キャブ支持用の前フレーム２２、後フレーム２７の寸法差（フレーム長さの差）分だけ円弧状に湾曲されているものである。
【００５６】
また、これらのキャブ支持用の前フレーム２２、後フレーム２７のうち前フレーム２２には、左，右に離間して前側のキャブマウント２８Ａ，２８Ｂが設けられ、後フレーム２７には、左，右に離間して後側のキャブマウント２８Ｃ，２８Ｄが設けられている。そして、これらのキャブマウント２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ上には、図１、図２に示すキャブ４が防振ゴム（図示せず）等を介して搭載されるものである。
【００５７】
２９は左サイドフレーム２１の後方に位置してキャブ支持用の後フレーム２７とセンタフレーム１２との間に設けられた左後部プレートで、該左後部プレート２９は、後述の右後部プレート３６と共に図１、図２に示す建屋カバー５を下側から支持するものである。
【００５８】
３０はセンタフレーム１２の右側に後述の張出ビーム３１，３２，３３を介して設けられた右サイドフレームで、該右サイドフレーム３０は、例えば断面Ｄ字形状をなす中空のフレーム材を用いて形成され、図３、図４に示す如く旋回フレーム１１の右側に位置して前，後方向に延びるものである。
【００５９】
３１，３２，３３は右サイドフレーム３０をセンタフレーム１２に接合した３本の張出ビームで、該張出ビーム３１〜３３は、右サイドフレーム３０とセンタフレーム１２との間を前，後に離間して左，右方向に延びている。そして、前側の張出ビーム３１には、連結板３４と乗降用のステップ３５とが溶接により接合され、張出ビーム３１は連結板３４を介してセンタフレーム１２の底板１３と縦板１５とに接合されている。
【００６０】
また、中間の張出ビーム３２および後側の張出ビーム３３も、右サイドフレーム３０とセンタフレーム１２の底板１３、縦板１５との間に溶接により接合され、これらの張出ビーム３２，３３上には、図２に示す燃料タンク８、作動油タンク９等がボルト等を用いて設置されるものである。
【００６１】
３６は右サイドフレーム３０の後方に位置して張出ビーム３３とセンタフレーム１２との間に設けられた右後部プレートで、該右後部プレート３６は、左後部プレート２９と共に旋回フレーム１１の後部側に位置し、図１、図２に示す建屋カバー５を下側から支持するものである。
【００６２】
本実施の形態による後方小旋回式油圧ショベルは上述の如き構成を有するもので、次に、旋回フレーム１１の組立方法について説明する。
【００６３】
まず、センタフレーム１２の組立工程では、図４に示す如く厚肉の鋼板等から略長方形状に形成された底板１３に対して、その上面側に左，右の縦板１４，１５をそれぞれ溶接し、該縦板１４，１５の前部側には、作業装置１０のブーム１０Ａをピン結合するための取付ブラケット部１４Ａ，１５Ａを溶接手段等により設ける。
【００６４】
この場合、これらの取付ブラケット部１４Ａ，１５Ａ間には補強板１６等を溶接し、該取付ブラケット部１４Ａ，１５Ａの曲げ強度等を高めるようにする。また、縦板１４，１５の前部側には補強板１６の前面側に位置してシリンダ用のブラケット部１４Ｂ，１５Ｂが設けられ、これらのブラケット部１４Ｂ，１５Ｂには、図１に示すブームシリンダ１０Ｂの基端側を回動可能にピン結合できるようにする。
【００６５】
また、縦板１４，１５の後部側には、取付ブラケット部１４Ａ，１５Ａよりも後側に位置する部分にフランジ板１７Ａ，１８Ａを溶接し、該フランジ板１７Ａ，１８Ａを縦板１４，１５の後端側まで延ばすことにより、縦板１４，１５の後端側に断面Ｉ字状（Ｉフランジ構造）をなすウエイト取付部１７，１８を設ける。さらに、縦板１４，１５の後端側には底板１３上に位置して補強板１９を溶接し、該補強板１９によりウエイト取付部１７，１８間を強固に連結しておく。
【００６６】
一方、左サイドフレーム２１を組立てる左サイドフレーム組立工程は、前記センタフレーム１２とは異なる組立ラインを用いて行うものである。この場合、左サイドフレーム２１としては、図３、図４に示すように円弧状に湾曲した中空のフレーム材を用いる。
【００６７】
そして、左サイドフレーム２１の前端側に位置する連結筒部２１Ｃには、図６に示す如く継手筒２５の一端側を予め嵌合して溶接等により固定し、この状態で継手筒２５の他端側をキャブ支持用の前フレーム２２の端部に嵌合する。次に、継手筒２５が嵌合された連結筒部２１Ｃと前フレーム２２との衝合端側を突合わせ溶接することにより接合部２３を形成し、この接合部２３によって左サイドフレーム２１とキャブ支持用の前フレーム２２とを一体に接合する。
【００６８】
また、左サイドフレーム２１の後端側にはキャブ支持用の後フレーム２７と左後部プレート２９とを溶接し、左サイドフレーム２１とキャブ支持用の前フレーム２２、後フレーム２７等とによりキャブ４を下側から支持するキャブ支持体を構成する。そして、このキャブ支持体の前，後、左，右に位置する角隅側にはキャブ４用のキャブマウント２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄを溶接等により設けるようにする。
【００６９】
一方、右サイドフレーム３０を組立てる右サイドフレーム組立工程も、前記センタフレーム１２、サイドフレーム２１とは異なる組立ラインを用いて行う。この場合、右サイドフレーム３０には、その前端側に前側の張出ビーム３１を溶接して設け、該張出ビーム３１には連結板３４と乗降用のステップ３５等とを溶接により接合する。また、サイドフレーム３０の中間部には張出ビーム３２を溶接し、後端部側には後側の張出ビーム３３と右後部プレート３６とを溶接する。
【００７０】
次に、フレーム組合せ工程では、例えばセンタフレーム１２の組立ライン等に前述の如く組立てられた左サイドフレーム２１、右サイドフレーム３０を搬送して、これらのサイドフレーム２１，３０を、図４に示す如くセンタフレーム１２の左，右両側に組合せるようにする。
【００７１】
そして、左サイドフレーム２１にキャブ支持用の前フレーム２２を介して設けた連結アーム２４と、キャブ支持用の後フレーム２７および左後部プレート２９等とを、センタフレーム１２の底板１３と縦板１４とに溶接することにより、これらをセンタフレーム１２に対して一体に接合する。
【００７２】
また、右サイドフレーム２１についても、図４に示す如く張出ビーム３１，３２，３３、右後部プレート３６等をセンタフレーム１２の底板１３と縦板１５とに溶接することにより、センタフレーム１２に対して一体に接合する。
【００７３】
かくして、本実施の形態による旋回フレーム１１は、センタフレーム１２と左サイドフレーム２１、右サイドフレーム３０とにより骨組み構造をなして組立てられ、サイドフレーム２１，３０等は筒状の中空フレーム材を用いているので、従来技術で述べた旋回フレームのように１枚の底板を用いて全体の強度を確保する必要がなくなる。
【００７４】
そして、旋回フレーム１１全体の軽量化を図ることができると共に、骨組み構造を用いることにより、旋回フレーム１１全体の強度を効率的に高めることができる。また、旋回フレーム１１全体の材料費も削減でき、コストダウンも図ることができる。
【００７５】
また、このように組立てた旋回フレーム１１を用いて、図１ないし図３に示す如く小旋回式の油圧ショベルを製造することができる。そして、当該油圧ショベルは、旋回フレーム１１の後端側にウエイト取付部１７，１８を介して搭載したカウンタウエイト６を、図２に示すように直径Ｄが車幅Ｗの１．２倍以内となる旋回半径Ｒの仮想円７内に収めることができる。
【００７６】
また、左サイドフレーム２１については、図３に示すように後部側のストレート筒部２１Ａと、円弧状に湾曲した湾曲筒部２１Ｂおよび連結筒部２１Ｃとにより構成し、該連結筒部２１Ｃをキャブ支持用の前フレーム２２に対し突合わせた状態で接合部２３により結合している。
【００７７】
このため、所謂ラウンドキャブからなるキャブ４に合わせて左サイドフレーム２１の前部側を湾曲させ、上部旋回体２全体の旋回半径Ｒを小さくできると共に、キャブ４およびカウンタウエイト６を含めて旋回フレーム１１全体を旋回半径Ｒの仮想円７内に収めることができる。
【００７８】
これにより、市街地等の狭い作業現場にあっても、キャブ４内のオペレータは上部旋回体２の旋回操作時に、カウンタウエイト６の後端側が周囲の障害物等に衝突する可能性を確実に減らすことができ、キャブ４の後方側に位置するカウンタウエイト６に対して特別な注意を払う必要がなくなる。
【００７９】
さらに、左サイドフレーム２１の連結筒部２１Ｃとキャブ支持用の前フレーム２２との接合部２３には、両者の端部に嵌合して溶接される継手筒２５を設けているので、左サイドフレーム２１とキャブ支持用の前フレーム２２との接合強度を継手筒２５により向上でき、両者の間を接合部２３により十分な強度をもって一体化することができる。
【００８０】
従って、本実施の形態によれば、旋回フレーム１１のセンタフレーム１２と左サイドフレーム２１、右サイドフレーム３０とを別々に独立して組立てることにより、旋回フレーム１１全体の組立作業を効率的に行うことができ、作業性を向上できる。
【００８１】
また、左サイドフレーム２１は円弧状に湾曲した中空のフレーム材で形成し、この上にラウンドキャブからなるキャブ４を設置できると共に、旋回フレーム１１の全長寸法を短くして上部旋回体２の旋回半径Ｒを小さくすることができ、キャブ４と共にカウンタウエイト６の後端側を車幅Ｗに対し１．２倍以内の仮想円７内に収めることができる。
【００８２】
これにより、狭い作業現場で上部旋回体２を旋回動作させるときでも、ラウンドキャブからなるキャブ４と共にカウンタウエイト６が周囲の障害物等に接触するのを容易に防止でき、旋回操作時等におけるオペレータの負担を確実に軽減することができる。
【００８３】
また、小旋回式油圧ショベルの旋回フレーム１１にも、例えば中空のＤ形フレームからなる左サイドフレーム２１、右サイドフレーム３０を用いることによって、センタフレーム１２の底板１３を小型、軽量化でき、図３に示す旋回輪３の外径よりも僅かに大きい幅寸法をもって底板１３を形成できる。
【００８４】
このため、センタフレーム１２の底板１３を、旋回輪３に対して取付可能な範囲まで小さくできると共に、左サイドフレーム２１、右サイドフレーム３０は梁構造にして軽量化を図ることができ、旋回フレーム１１全体の重量を軽減してコストの削減化も図ることができる。
【００８５】
次に、図７ないし図９は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態では第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。
【００８６】
しかし、本実施の形態の特徴は、左サイドフレーム４１を、キャブ支持用の後フレーム２７に接合され前，後方向に直線状に延びたストレート筒部を構成する第１のフレーム材４２と、該第１のフレーム材４２の前端側に接合部４３の位置で接合され円弧状に湾曲して前側へと延びた湾曲筒部を構成する第２のフレーム材４４と、該第２のフレーム材４４よりも大なる曲率で湾曲した第３のフレーム材としての連結部材４５とにより３つの部材から構成したことにある。
【００８７】
ここで、これらの第１，第２のフレーム材４２，４４および連結部材４５も、第１の実施の形態で述べた左サイドフレーム２１と同様に中空筒体として形成されている。この場合、第２のフレーム材４４は、図９に示すように予め円弧状に湾曲させた断面Ｃ字状、Ｄ字状または略コ字形状をなす曲げ板４４Ａと、平板状の板材を円弧状に湾曲させて形成した合せ板４４Ｂとを矢印の方向で互いに重ね合わせ、これらの曲げ板４４Ａと合せ板４４Ｂとを中空筒体として組合わせ溶接することにより構成されている。
【００８８】
また、フレーム材４４の前端側は、図８に示すように接合部４６により連結部材４５に突合わせ溶接されている。そして、連結部材４５は、フレーム材４４に対して略Ｌ字状に屈曲した状態で該フレーム材４４をキャブ支持用の前フレーム２２に連結するため接合部４７によりキャブ支持用の前フレーム２２の端部に突合わせ溶接されている。
【００８９】
一方、フレーム材４２，４４間の接合部４３には溶接継手部材としての継手筒４８が設けられ、フレーム材４４と連結部材４５との間の接合部４６には継手筒４９が設けられている。また、連結部材４５とキャブ支持用の前フレーム２２との間にも継手筒５０が設けられ、これらの継手筒４８，４９，５０は、第１の実施の形態で述べた継手筒２５とほぼ同様に構成されるものである。
【００９０】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第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が、特に本実施の形態では、左サイドフレーム４１を第１，第２のフレーム材４２，４４と連結部材４５との３部材に分割する構成としているので、例えば第１のフレーム材４２には従来技術と同様の中空フレーム材を用いることができる。
【００９１】
そして、第２のフレーム材４４は、例えば予め円弧状に湾曲させた２枚の板材（例えば、図９に示す曲げ板４４Ａと合せ板４４Ｂ）を、後加工で中空筒体として組合わせ溶接することによって形成でき、第２のフレーム材４４の製作を容易に行うことができる。また、連結部材４５についても、第２のフレーム材４４と同様に形成でき、中空筒体を後加工で強制的に曲げ加工する必要がなくなる。
【００９２】
また、継手筒４８をフレーム材４２，４４間に嵌合した状態でフレーム材４２，４４の衝合端側を突合わせ溶接することにより接合部４３を形成でき、他の接合部４６，４７についても、継手筒４９，５０を用いて突合わせ溶接を行うことにより良好に形成することができる。
【００９３】
なお、前記第２の実施の形態では、第２のフレーム材４４は、曲げ板４４Ａと合せ板４４Ｂとからなる２枚の板材を、後加工で中空筒体として組合わせ溶接することにより形成するものとして述べたが、これに替えて、例えば第１の実施の形態で述べた左サイドフレーム２１と同様に、直線状に延びる中空筒体を後加工で円弧状に曲げる構成としてもよい。
【００９４】
次に、図１０は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態では第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。しかし、本実施の形態の特徴は、左サイドフレーム６１をキャブ支持用の前フレーム６２と一緒にフレーム材６３を用いて形成する構成としたことにある。
【００９５】
ここで、フレーム材６３は、第１の実施の形態で述べた左サイドフレーム２１とほぼ同様に中空フレーム材を用いて形成され、その長さ方向途中部分が図１０に示めすように湾曲部６３Ａとなっている。そして、フレーム材６３は湾曲部６３Ａよりも後方に延びた一側部分６３Ｂが左サイドフレーム６１の一部を構成している。また、フレーム材６３は、湾曲部６３Ａの位置からキャブマウント２８Ｂの位置に向けて右方向に延びる他側部分６３Ｃが前フレーム６２の一部を構成している。
【００９６】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第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が、特に本実施の形態では、左サイドフレーム６１とキャブ支持用の前フレーム６２とをフレーム材６３を用いて連結する構成としているので、フレーム材６３の一側部分６３Ｂにより左サイドフレーム６１の一部を構成でき、フレーム材６３の他側部分６３Ｃにより前フレーム６２の一部を構成することができる。
【００９７】
なお、前記第３の実施の形態では、左サイドフレーム６１とキャブ支持用の前フレーム６２とをフレーム材６３を用いて連結するものとして述べたが、これに替えて、単一のフレーム材を用いて左サイドフレーム６１とキャブ支持用の前フレーム６２とを一体形成する構成としてもよい。
【００９８】
また、前記第１の実施の形態では、左サイドフレーム２１を単一のフレーム材により形成するものとして述べたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば２つ以上の部材を用いて左サイドフレームを構成してもよい。そして、左サイドフレームを２部材で構成する場合には、例えば第２の実施の形態で述べた第１，第２のフレーム材４２，４４を同一部材で形成し、連結部材４５を別部材とする構成としてもよい。
【００９９】
また、前記各実施の形態では、建設機械として小旋回式油圧ショベル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く、旋回フレーム全体を車幅の１．２倍（１２０％）以内の仮想円内に収める型式とした小旋回式の建設機械であれば、種々の建設機械にも適用できるものである。
【０１００】
また、前記各実施の形態では、キャブ４の左側前部（ドア４Ａ等）を旋回半径Ｒの仮想円７内に収めるように湾曲させた所謂ラウンドキャブを用いる場合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、例えば標準機と呼ばれる中型の建設機械とほぼ同様のキャブを旋回フレーム１１のキャブ支持用の前フレーム２２（６２）、後フレーム２７等の上に搭載してもよい。
【０１０１】
さらに、キャブとしては必ずしも乗降用のドアが設けられた形式のものに限らず、例えば運転席の上方を部分的に覆うようにしたキャノピーと呼ばれる形式のものを採用してもよいことは勿論である。
【０１０２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１に記載の発明によれば、キャブを下側から支持する一方のサイドフレームを、前，後方向に直線状に延び、その後端部が後フレームにより前記センタフレームに接合されるストレート筒部と、該ストレート筒部の前側に位置し予め決められた旋回半径Ｒの円内に収めるため円弧状に湾曲した湾曲筒部とからなる中空のフレーム材により形成され、前フレームと後フレームとの間に位置して前記一方のサイドフレームと前記センタフレームの前記底板との間を渡し板により接合する構成としたので、例えばキャブの左側前部を旋回半径Ｒの円内に収めるように湾曲させた所謂ラウンドキャブを採用した場合に、このラウンドキャブに合わせてサイドフレームの前部側を曲げることができ、上部旋回体の旋回半径Ｒを小さくできると共に、カウンタウエイトおよびキャブを含めて旋回フレーム全体を旋回半径Ｒの円内に収めることができ、狭い作業現場でもオペレータの負担を軽減できる。そして、旋回フレームをセンタフレームと左サイドフレーム，右サイドフレームとにより骨組み構造に形成でき、旋回フレームの小型、軽量化を図ることができる。
【０１０３】
しかも、前記サイドフレームは中空のフレーム材を円弧状に湾曲させることにより形成しているので、例えば中空のフレーム材をラウンドキャブに合わせて円弧状に湾曲させてサイドフレームを形成でき、上部旋回体の旋回半径Ｒを小さくすることができる。
【０１０４】
また、請求項２に記載の発明によると、一方のサイドフレームはキャブ支持用の前フレームに接合される構成としているので、前記サイドフレームの前部側をラウンドキャブに合わせて湾曲させて旋回半径Ｒの円内に収めることができ、上部旋回体の旋回半径Ｒを小さくできる。
【０１０５】
一方、請求項３に記載の発明は、キャブ支持用の前フレームとサイドフレームとの接合部には、両者の端部に嵌合して溶接される溶接継手部材を設ける構成としているので、溶接継手部材の両端側をキャブ支持用の前フレームと一方のサイドフレームとにそれぞれ嵌合した状態で両者を突合わせ溶接して結合でき、キャブ支持用の前フレームとサイドフレームとを溶接等の手段により高強度に接合することができる。
【０１０６】
また、請求項４に記載の発明によると、キャブ支持用の前フレームは後フレームよりも短尺に形成する構成としているので、ラウンドキャブの形状に合わせてキャブ支持用の前フレームを後フレームよりも短く形成し、これらの前フレームと後フレームとの寸法差分だけ一方のサイドフレームのフレーム材を円弧状に湾曲させた状態で、フレーム材の前側と後側をそれぞれ前フレームと後フレームとに接合することができる。
【０１０７】
そして、請求項５に記載の発明は、一方のサイドフレームを単一のフレーム材により構成しているので、サイドフレームを単一のフレーム材を用いて形成でき、サイドフレームの強度を高めることができる。
【０１０８】
また、請求項６に記載の発明は、一方のサイドフレームを、前，後方向に直線状に延びた第１のフレーム材と、円弧状に湾曲して前側へと延びた第２のフレーム材と、該第２のフレーム材の前端側をキャブ支持用の前フレームに連結する第３のフレームとにより構成しているため、第１，第２，第３のフレーム材を前，後方向等で互いに接合することによりサイドフレームを形成でき、第２のフレーム材の前端側は大なる曲率で湾曲した第３のフレーム材を用いてキャブ支持用の前フレームに接合することができる。そして、このサイドフレームを３部材で構成することにより、各部材の製作、加工を容易に行うことができる。
【０１０９】
さらに、請求項７に記載の発明によると、一方のサイドフレームとキャブ支持用の前フレームとは単一のフレーム材を用いて一体形成する構成としているので、キャブ支持用の前フレームとサイドフレームとを単一のフレーム材を用いて高強度に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による旋回フレームが適用された小旋回式油圧ショベルを示す外観図である。
【図２】図１に示す油圧ショベルの平面図である。
【図３】図１に示す旋回フレームの平面図である。
【図４】図３に示す旋回フレームの斜視図である。
【図５】図３中の左サイドフレームとキャブ支持用の前フレームとの接合部を拡大して示す断面図である。
【図６】図５中の左サイドフレームをキャブ支持用の前フレームに対して嵌合する状態を示す分解斜視図である。
【図７】第２の実施の形態による旋回フレームを示す斜視図である。
【図８】図７中の左サイドフレームおよびキャブ支持用の前フレーム等を拡大して示す断面図である。
【図９】図７に示す第２のフレーム材の分解斜視図である。
【図１０】第３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  下部走行体
２  上部旋回体
３  旋回輪
４  キャブ
５  建屋カバー
６  カウンタウエイト
７  仮想円
１０  作業装置
１１  旋回フレーム
１２  センタフレーム
１３  底板
１４，１５  縦板
１４Ａ，１５Ａ  取付ブラケット部
１７，１８  ウエイト取付部
２１，４１，６１  左サイドフレーム
２２，６２  キャブ支持用の前フレーム
２３，４３，４６，４７  接合部
２５，４８，４９，５０  継手筒（溶接継手部材）
２７  キャブ支持用の後フレーム
３０  右サイドフレーム
３１，３２，３３  張出ビーム
４２  第１のフレーム材
４４  第２のフレーム材
４５  連結部材（第３のフレーム材）
６３  フレーム材
６３Ａ  湾曲部
Ｄ  直径
Ｏ  旋回中心
Ｒ  旋回半径
Ｗ  車幅
【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】
0004567242.tif 000007
【図７】
0004567242.tif 000008
【図８】
0004567242.tif 000009
【図９】
0004567242.tif 000010
【図１０】
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