【手続補正書】
【提出日】平成25年2月28日(2013.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】掘削機の上部フレーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクなどが装着されるためのブラケットを上部フレームの上板に一体型に形成し、作業中(一例で、引揚げ作業モード)、作業装置の装着部を通じて伝わる荷重及び衝撃が上部フレームに円滑に伝達されるようにした掘削機の上部フレームに係る。
【０００２】
さらに詳しくは、燃料タンクなどが装着されるためのブラケットを上部フレームの上板に一体型に延長形成し、作業中、作業装置の装着部を通じて上部フレームに伝わる荷重及び衝撃による応力集中を最小化することから、溶接構造体の耐久性低下を防止することができるようにした掘削機の上部フレームに係る。
【背景技術】
【０００３】
図１に示したように、一般の無限軌道式掘削機は、下部走行体１と、 下部走行体１の上に旋回可能に搭載される上部フレーム２と、上部フレーム２の前方に装着される運転室３と、運転室３の後方の上部フレーム２に装着されるエンジンルーム４と、上部フレーム２に装着され、ブームシリンダ８により駆動されるブーム５と、アームシリンダ９により駆動されるアーム６と、バケットシリンダ１０により駆動されるバケット７を含める作業装置１１と、上部フレーム２の後方に装備され、作業時にバランスが取れるように用いられるカウンターウェイト１２とを含める。
【０００４】
図中、説明されていない符号１６及び１７は、上部フレーム２の前方に装着される燃料タンク及び作動油タンクを示す。
【０００５】
図１及び図２に示したように、従来技術による掘削機の上部フレームは、旋回リングギア(図示せず)が底面に装着されている底板１３ａと、底板１３ａに垂直に溶接で取り付けられ、ブーム５などの作業装置が設けられる一対の側板１３ｂ、１３ｃを含めるセンターフレーム１３と、センターフレーム１３の一側の側板１３ｃの外側面に溶接を通じて取り付けられ、燃料タンク１６などが設けられる右側サイドフレーム１４と、センターフレーム１３の他側の側板１３ｂの外側面に溶接を通じて取り付けられ、運転室３などが装着される左側サイドフレーム１５とを含める。
【０００６】
そこで、左側サイドフレーム１５には振動吸収装置(図示せず)が取り付けられることによって、下部走行体１などから運転室３の内部に伝わる衝撃又は振動を吸収及び緩和することができる。
【０００７】
前述したように、センターフレーム１３、左側サイドフレーム１５、右側サイドフレーム１４を別途にそれぞれ製作した後、センターフレーム１３の側板１３ｂに左側サイドフレーム１５を溶接し、センターフレーム１３の側板１３ｃに右側サイドフレーム１４をそれぞれ溶接し、上部フレーム２を製作することになる。
【０００８】
図２に示したように、装備の特性上、限られた空間を活用することができるように上部フレームの溶接構造体(上板、側板、下板をいう)に隣接した位置に所定機能を奏するブラケットが取り付けられる。
【０００９】
前述した上部フレーム２の所定位置に燃料タンク１６、作動油タンクなどを装着するためのブラケット１８がセンターフレーム１３の側板１３ｃに取り付けられる。そこで、ブラケット１８は、作業装置(ブームをいう)が回動可能に装着されるための一対のブラケット２０が対向するように装着された上板１９に対して別途に取り付けられる。
【００１０】
これにより、作業途中(一例で、引揚げ作業をいう)に生じる衝撃及び荷重が作業装置を通じて上部フレーム２に伝えられる過程で、ブラケット１８が上板１９に対して別途の部材に分離して形成されていることによって、衝撃及び荷重が上部フレーム２に伝達されない。
【００１１】
また、ブラケット１８の形状が、上板１９の端部に対して不連続的に形成(上板１９とブラケット１８との間に隙間があることを意味する)されていることによって、これら部位に衝撃及び荷重による応力が集中することになり、溶接構造体の破損を招来したり、又は上部フレーム２の耐久性が損なわれ、耐用期間が短くなる問題点を抱えていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−８３０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の実施例は、燃料タンクなどを装着するためのブラケットを上部フレームの上板に一体型に延長形成し、作業中、作業装置の装着部を通じて上部フレームに伝えてくる荷重及び衝撃による応力集中により構造体の耐久性が低下することを防止することができるようにした掘削機の上部フレームに係る。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の実施例による掘削機の上部フレームは、
底板と、底板に垂直に対向するように固定された一対の側板からなるセンターフレームと、
センターフレームの一側の側板に溶接により取り付けられる左側サイドフレームと、
センターフレームの他側の側板に溶接により取り付けられる右側サイドフレームと、
センターフレームの前方に装着され、ブームが回動可能に固定されるための作業装置用ブラケットが取り付けられる上板と、
上板の一端部に一体型に延長形成され、所定の上部装着部品が装着されるための延長片とを含める。
【００１５】
前述した延長片及び上板は、単一部材として形成される。
【００１６】
前述した延長片及び上板は、溶接により一体型に継ぎ手連結される。
【００１７】
前述した延長片と上板が継ぎ手連結された溶接連結部は、センターフレームの側板に対して５０度〜８０度の傾斜角度を有する。
【００１８】
前述した上板及び延長片の溶接連結部において、上板の厚みが延長片の厚みより相対的に厚い場合、溶接連結部から上板の底面側に所定の傾斜面が形成される。
【００１９】
前述した上板と延長片が継ぎ手連結された溶接連結部の外側面は、上板と延長片の外側面にそれぞれ一致するように形成される。
【発明の効果】
【００２０】
前述したように、本発明の実施例による掘削機の上部フレームは、次のような効果を奏する。燃料タンクなどを装着するためのブラケットを上部フレームの上板に一体型に形成することによって、作業中、作業装置の装着部を通じて伝わる荷重及び衝撃が上部フレームに円滑に伝達されることから、応力集中に起因する溶接構造体の破断、耐久性の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて述べるが、これは、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が発明を容易に実施しえる程度に詳細に説明するためのものであって、これにより本発明の技術的な思想及び範疇が限定されることを意味するのではない。
【００２２】
図３及び図８に示したように、本発明の一実施例による掘削機の上部フレームは、旋回リングギア(図示せず)が底面に装着されている底板５０と、底板５０に互いに対向するように垂直に溶接固定されている一対の側板５１、５２からなるセンターフレーム５３と、センターフレーム５３の一側の側板５１の外側面に溶接により取り付けられ、運転室(図示せず)が装着される左側サイドフレーム５４と、センターフレーム５３の他側の側板５２の外側面に溶接により取り付けられ、燃料タンク５７、作動油タンク(図示せず)などが装着される右側サイドフレーム５５と、センターフレーム５３の前方に装着され、ブーム(図示せず)が回動可能に固定されるための作業装置用ブラケット６１が取り付けられている上板５６と、上板５６の一端部に一体型に延長形成され、所定の上部装着部品(一例で、燃料タンク５７、作動油タンクなどをいう)が装着される延長片５８とを含める。
【００２３】
図３に示したように、前述した延長片５８及び上板５６を単一部材として一体型に構成することによって、これらを溶接により継ぎ手連結する場合に生じる応力に起因する構造体の剛度低下を防止することができる。
【００２４】
図４ないし図８に示したように、前述した延長片５８及び上板５６を溶接により一体型に継ぎ手連結することによって、これらを製作する作業が容易となるので、作業能率を向上することができる。
【００２５】
図６及び図７に示したように、前述した延長片５８と上板５６とが継ぎ手連結された溶接連結部６０は、センターフレーム５３の側板５２に対して５０〜８０度の傾斜角度を有する。溶接連結部６０の溶接領域θ３(一例で、θ１＝５０度、θ２＝８０度)とは、延長片５８と上板５６とを溶接により継ぎ手連結するに際し、溶接などによるノッチ部が形成された場合、応力集中が生じえる危険な領域θ１を避けることができる領域を意味する。すなわち、溶接連結部６０の溶接領域θ３は、応力が集中されるような領域θ１より相対的に応力が低く表される領域を意味する。
【００２６】
図６に示したように、前述した上板５６及び延長片５８の溶接連結部６０において、上板５６の厚みｔ１が延長片５８の厚みｔ２より相対的に厚い(ｔ１＞ｔ２)場合、溶接連結部６０から上板５６の底面側に所定の傾斜面５９(この際、ａ＞１)が形成される。
【００２７】
図４、図６及び図８に示したように、前述した上板５６と延長片５８とが継ぎ手連結された溶接連結部６０の外側面は、上板５６と延長片５８の外側面にそれぞれ一致するように形成されている。
【００２８】
この際、前述した上部フレームを形成するセンターフレーム５３、左側サイドフレーム５４及び右側サイドフレーム５５などを含める構成は、図２に示したものと実施的に同一に適用されるので、これらに対する詳しい説明は略する。
【００２９】
以下、本発明の実施例による掘削機の上部フレームの使用例を添付図面に基づいて詳述する。
図３及び図６に示したように、前述したセンターフレーム５３、左側サイドフレーム５４及び右側サイドフレーム５５を設計基準に準して別途にそれぞれ製作した後、センターフレーム５３の側板５１、５２に左側サイドフレーム５４及び右側サイドフレーム５５をそれぞれ溶接固定する。
【００３０】
この際、センターフレーム５３の側板５１と、右側サイドフレーム５５の上に取り付けられ、燃料タンク５７などが装着される延長片５８とが、上板５６に対して溶接により一体型に継ぎ手連結されるか(図４ないし図８に図示)、又は延長片５８及び上板５６が単一部材として一体型に形成される(図３に図示)。
【００３１】
したがって、引揚げ作業などを行う場合、作業装置(ブームなどをいう)を通じて伝えられてくる衝撃及び荷重が作業装置用ブラケット６１及び上板５６を通じて上部フレームに伝達されるので、上部フレームの特定部位に応力が集中することを最小化することができる。
【００３２】
この時、上板５６の一端部に一体型に延長形成され、上板５６及び延長片５８の外側面が連続的な形状を有するように形成され、断面積を確保する延長片５８により、作業中、上板５６に伝わる衝撃及び荷重が延長片５８を通過し、上部フレームに伝達されることになる。そのことから、上部フレームへの応力集中を防止することができる。
【００３３】
前述したように、掘削機を用いる作業中に生じる衝撃及び荷重が、作業装置を通じて上部フレームに伝わる過程で、一体型に形成された上板５６及び延長片５８を通じて上部フレームに円滑に伝えられる。これにより、上部フレームへの応力集中を最小化することができ、応力により溶接構造体(センターフレーム５３、左側サイドフレーム５４及び右側サイドフレーム５５からなる上部フレームをいう)が破損したり、又は溶接構造体の耐久性が劣ることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】一般の無限軌道式掘削機の概略図である。
【図２】従来技術による掘削機の上部フレームの斜視図である。
【図３】本発明の一実施例による掘削機の上部フレームの斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例による掘削機の上部フレームの図面である。
【図５】図４に図示の溶接連結部の拡大図である。
【図６】図４に図示の上板と延長片とが継ぎ手連結された溶接連結部の一部抜粋断面図である。
【図７】図４に図示の溶接連結部位における応力分布を示した写真図面である。
【図８】図４に図示の溶接連結部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
５０  底板
５１、５２  側板
５３  センターフレーム
５４  左側サイドフレーム
５５  右側サイドフレーム
５６  上板
５７  燃料タンク
５８  延長片
５９  傾斜面
６０  溶接連結部
６１  作業装置用ブラケット