JP4220807B2

JP4220807B2 - 建設機械のクローラフレーム

Info

Publication number: JP4220807B2
Application number: JP2003063094A
Authority: JP
Inventors: 明福島; 章夫大田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Komatsu Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Komatsu Ltd
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: JP2004268762A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械のクローラフレームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械は、クローラフレームを装置本体とするクローラ走行装置（下部走行体）と、このクローラ走行装置上に旋回自在に載置される上部旋回体とを備え、この上部旋回体上に作業機、キャブ、エンジン等が搭載されて構成されている。
【０００３】
前記クローラフレームは、前記上部旋回体を中央部に旋回自在に支持するセンターフレームと、このセンターフレームの左右両側に連結されて前後に延設されるトラックフレームとを備え、左右のトラックフレームの前後端部にアイドラと駆動輪とをそれぞれ支持するようにされている。また、前記センターフレームは、旋回ベアリングを支持する中央フレーム部と、この中央フレーム部の左右両側に設けられその中央フレーム部とトラックフレームとを連結するレグ部（脚部）とよりなり、全て板金構造で、平面視において略Ｈ型もしくは略Ｘ型のフレーム形状に形成されている。この場合、中央部の旋回ベアリングにかかる荷重を受けるために、この旋回ベアリングを載置する上面板とその下方に配される下面板との間に、所要数の縦壁部材を溶接により接合した構造が採用されている（特許文献１，２，３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−７２６１５号公報
【特許文献２】
特開平１１−９３２０９号公報
【特許文献３】
特開２０００−２３０２５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のセンターフレーム構造では、左右のトラックフレーム間を板金加工鋼板よりなるレグ部で連結するようにされているために、この鋼板の形状が複雑で、かつ部品点数が多くなり、それに伴って溶接箇所が多くて溶接工数が増し、製造に多大の時間とコストとがかかってしまうという問題点がある。
【０００６】
また、前記鋼板製のレグ部は上面が平面に形成されているために、作業時もしくは走行時に機内に侵入してきた泥土がそのレグ部の上面に付着・堆積し、この泥土が旋回ベアリング部に侵入してそのベアリングを損傷させたり、あるいはトラックフレームの上面に移動して上転輪の回転を妨げたり、更には上転輪の偏摩耗を引き起こすといった問題点がある。
【０００７】
そこで、このような問題点に対処するために、レグ部を鋳鋼鋳物により形成するとともに、このレグ部の基端部にフランジ部を設け、このフランジ部を箱型の中央フレーム部の側面に溶接接合してなるセンターフレーム構造が考えられている。このような構造によれば、部品点数を減らすことができるとともに、溶接工数も減らすことができて加工工程、加工時間を大幅に低減させることが可能である。また、その際、レグ部の断面形状を上面が凸状となる筒型形状にすることで、泥土の付着・堆積の問題も解消することができる。
【０００８】
ところが、この鋳物製のレグ部を含むセンターフレーム構造においても、中央フレーム部を箱型の板金構造にしており、この板金製の縦壁にレグ部を溶接接合する構造を採用しているために、旋回ベアリングにかかる荷重を受ける強度メンバーとしての縦壁構造の面でも、部品点数の面でも未だ改善の余地があり、更なる構造の簡素化が求められている。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、センターフレームのレグ部を鋳物で形成するようにしたものにおいて、部品点数をより低減して構造の簡素化を図ることのできる建設機械のクローラフレームを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明による建設機械のクローラフレームは、
旋回ベアリングを支持する中央フレーム部とその中央フレーム部の左右両側に設けられるレグ部とよりなるセンターフレームと、このセンターフレームのレグ部先端側に設けられるトラックフレームを備える建設機械のクローラフレームにおいて、
前記中央フレーム部を、左右両側面が開放した箱形形状に形成し、
前記レグ部を鋳物で形成するとともに、このレグ部の基端部に縦壁を一体形成し、
前記レグ部の基端部を前記中央フレーム部の開放した部位にあてがって溶接接合することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、センターフレームにおける中央フレーム部とトラックフレームとを繋ぐレグ部が鋳物で形成されているので、鋼板による板金加工のものに比べて、部品点数を減らすことができ、また溶接箇所を少なくすることができて加工工数も大幅に減らすことができる。また、レグ部の基端部に縦壁が一体形成されているので、このレグ部の縦壁によって旋回ベアリングにかかる荷重を受けることができ、そのレグ部を接合する箇所の中央フレーム部における縦壁を省略することができる。この結果、より部品点数を減らすことができ、簡素な構造により所要の強度を確保することができる。また、レグ部を鋳物で形成することにより、このレグ部の肉厚を上部旋回体の荷重に応じて容易に変更することが可能であり、またそのレグ部の上面形状を容易に凸形状に形成できるので、泥土が落下し易い形状となってその付着・堆積を確実に防ぐことができる。
【００１２】
本発明において、前記レグ部は二股状に形成されるとともに、その根元部において前後に二分割構造とされているのが好ましい。また、前記レグ部の前後二分割構造の根元部が溶接によって一体構造とされているのが好ましい。こうすることで、レグ部の鋳造がより容易に行えるとともに、その組付けが容易に行えることになって、センターフレームの製作がより容易となる。
【００１３】
また、前記レグ部の縦壁は、前記旋回ベアリングを受支するサークル台の略直下に位置するように設けられるのが好ましい。こうすることで、旋回ベアリングにかかる上部旋回体の荷重をレグ部の縦壁によって直に受けることができるので、上部旋回体の荷重を支持する上で最も合理的な構造となる。
【００１４】
本発明において、前記レグ部の縦壁には油圧配管を挿通させる孔が形成され、この孔の縁部が厚肉に形成されるのが好ましい。このようにすれば、上部旋回体側に設けた油圧ポンプから、トラックフレーム側に設けた油圧モータへの油圧配管の取り回しが容易に行えるだけでなく、レグ部の重量軽減にも寄与することができる。また、この孔の縁部を厚肉に形成することによってその部分を強化することができ、この厚肉によって孔の縁部が角張るのを防ぐことができるので、板金製の縦壁のようにその配管孔にグロメットを装着する必要がなくなる。
【００１５】
また、前記中央フレーム部の上面板および下面板と前記レグ部との接合部には、前記レグ部側に段下がり状の段部が形成され、この段部上面と上面板の端面との間および段部下面と下面板との間にそれぞれ形成されたＪ型開先を溶接することで、これら上面板および下面板の表面とレグ部の表面とが面一になるようにされているのが好ましい。こうすることで、レグ部の高さを高くすることができて剛性を高めることができるとともに、Ｊ型開先で調整代を取ることができるので、仮付けし易く、位置合わせも容易であり、しかも応力集中が起こりにくいという効果がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による建設機械のクローラフレームの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１には油圧ショベルに適用した本発明の一実施形態に係るクローラフレームの全体斜視図が示され、図２には本実施形態のクローラフレームの平面図が、図３にはその正面図が、図４にはその側面図がそれぞれ示されている。また、図５にはレグ部を下方側から見た斜視図が示されている。
【００１８】
本実施形態のクローラフレーム１は、センターフレーム２と、このセンターフレーム２の左右両側に配されて車体前後方向に延設されるトラックフレーム３Ａ，３Ｂとにより構成されている。各トラックフレーム３Ａ，３Ｂは、中央部に配される門型断面の支持枠４と、この支持枠４の前後端に板材５，６を介して支持されるアイドラ支持体７および駆動輪支持体８とを備え、これらアイドラ支持体７および駆動輪支持体８にそれぞれアイドラおよび駆動輪（いずれも図示せず）を支持するように構成されている。
【００１９】
前記センターフレーム２は、中央フレーム部９と、この中央フレーム部９の左右両側に設けられるレグ部１０，１１とよりなり、これらレグ部１０，１１の先端部が前記トラックフレーム３Ａ，３Ｂの各支持枠４，４の側面に接合されるように構成されている。
【００２０】
前記中央フレーム部９は、鋼板等の材料により形成され、図６に示されるように、中央部にスイベルジョイントおよび配管等を挿通させる孔１２ａを有する略半楕円形状の上面板１２と、半楕円形状の板材の前端部を垂直に折り曲げて前壁部１３ａが形成されてなる下面板１３と、これら上面板１２と下面板１３の後部を覆うように所要部を折り曲げて形成される後面板１４とにより構成されている。この中央フレーム部９は、両側面が開放した箱形形状に組み立てられた後、その上面板１２の上面に旋回ベアリングを受支するサークル台１５が載置・固定される。
【００２１】
一方、前記中央フレーム部９の左右に配される各レグ部１０，１１は二股状（平面視略Ｖ字形状）に形成されて全体として平面視で略Ｘ型になるようにされ、これによって中央フレーム部９に作用する上部旋回体の荷重が４本のレグ部に分散されてその荷重が効果的に支持されるようになっている。左側のレグ部１０と右側のレグ部１１とは線対称の関係にあって同様の構成であるので、以下、左側のレグ部１０を代表としてその構成等について説明することとする。
【００２２】
この左側のレグ部１０は、二股状となったその根元部において前後に前部レグ部１０Ａと後部レグ部１０Ｂとに二分割構造とされている。各レグ部１０Ａ，１０Ｂは鋳鋼鋳物により上面が凸の断面略五角筒状に一体形成され、これら前部レグ部１０Ａおよび後部レグ部１０Ｂが基端側の接合部１０ａにて相互に嵌め合わされて溶接接合により一体化される。
【００２３】
図５に示されるように、前記レグ部１０の基端部には縦壁１０ｂが一体形成され、この縦壁１０ｂには各レグ部１０Ａ，１０Ｂの内部空間と連通する円形の孔（鋳物孔）１０ｃ，１０ｄが設けられている。また、このレグ部１０の基端面、言い換えれば縦壁１０ｂの表面は前記サークル台１５の内周面と略同一曲率の円弧面に形成され、このレグ部１０を中央フレーム部９に接合した際にその縦壁１０ｂがサークル台１５の円弧部の直下に位置するようにされている。
【００２４】
また、前記レグ部１０の基端部には、その基端部側が段下がり状になるように段部１０ｅが形成されている。この段部１０ｅは、平面視で前記中央フレーム部９の上面板１２および下面板１３の側縁形状に一致するような曲線形状とされ、これら上面板１２および下面板１３の側縁をその段部１０ｅにあてがって、それら上面板１２、下面板１３とレグ部１０との相互間を溶接接合するようにされている。なお、前記段部１０ｅより基端側におけるレグ部１０の前面部１０ｆは、中央フレーム部９における下面板１３の前壁部１３ａの側部内面に溶接接合され、またレグ部１０の後面部１０ｇは、中央フレーム部９における後面板１４の側部内面に溶接接合される。
【００２５】
一方、前部レグ部１０Ａの先端部には、トラックフレーム３Ａの支持枠４の内壁面に接当されてその内壁面に溶接接合される接合フランジ部１０ｈが設けられている。また、後部レグ部１０Ｂの先端部には、トラックフレーム３Ａの支持枠４の内壁面に接当されてその内壁面に溶接接合される接合フランジ部１０ｉと、この接合フランジ部１０ｉに連設されて支持枠４の後端に固着される板材６に溶接接合されるコ字状の接合部１０ｊが設けられている。
【００２６】
次に、上面板１２、下面板１３とレグ部１０との接合構造および縦板１０ｂの構造を図７を参照しつつより詳細に説明する。
【００２７】
図示のように、前記上面板１２および下面板１３とレグ部１０との接合部には段部１０ｅが形成されていて、この段部１０ｅ上面と上面板１２の端面との間および段部１０ｅ下面と下面板１３の端面との間にはそれぞれＪ形開先１６が形成されている。こうして、このＪ形開先１６部分を溶接することで、上面板１２および下面板１３の表面とレグ部１０の表面とが面一になるようにされている。
【００２８】
このようにＪ形開先１６を設けることで、従来の隅肉溶接のものに比べてレグ部１０の高さを高くすることができてその剛性を高めることができる。また、このＪ形開先１６で調整代を取ることができるので、溶接接合時の仮付けが容易となり、また位置合わせ（レグ部１０と中央フレーム部９との寸法公差の吸収）も容易となる。また、この溶接接合部に応力集中が起こりにくいという効果もある。
【００２９】
また、前記レグ部１０の縦壁１０ｂに設けられる孔（鋳物孔）１０ｃ，１０ｄは、その周縁部が厚肉（額縁付き）に形成されて強化されるとともに、その厚肉部がアール形状に形成されている。そして、この孔のうち一方の孔１０ｃ（もしくは１０ｄ）には、上部旋回体側の油圧ポンプからトラックフレーム３Ａ側の油圧モータへ至る油圧ホース等の油圧配管１７が挿通される。このような構成を採用することで、油圧配管の取り回しが容易に行えるとともに、レグ部１０の重量軽減を図ることができる。また、孔１０ｃ，１０ｄの縁部の厚肉部がアール形状にされているので、油圧配管１７がその部分に衝接しても傷をつけたりすることがなく、従来の板金製の縦壁を採用する場合のようにその孔の周縁部にグロメットを装着する必要がない。また、このような孔１０ｃ，１０ｄは板金製の縦壁のようにレーザ加工等で設ける必要がなく、型抜きで形成することができるので、製作も容易である。
【００３０】
また、本実施形態によれば、レグ部１０，１１を接合する部分における中央フレーム部９の縦壁を省略することができるので、部品点数を少なくすることができる。また、このレグ部１０，１１に設けられる縦壁１０ｂがサークル台１５の円弧部の直下に位置するように設けられているので、この縦壁１０ｂによって旋回ベアリングにかかる上部旋回体の荷重を直に支持することができ、強度上も有利であるという効果がある。
【００３１】
本実施形態のレグ部１０，１１は上面が凸の断面略五角形に形成されており、しかも鋳鋼鋳物により形成されているので、作業時等において泥土がそのレグ部１０，１１の上面に侵入してきたとしても、この泥土はその上面に付着・堆積せずに容易に落下する。したがって、旋回ベアリング部に侵入してそのベアリングを損傷させたり、あるいはトラックフレームの上面に移動して上転輪の回転を妨げたりすることがなく、泥はけ性が極めて良好である。
【００３２】
なお、本実施形態においては、レグの断面形状を略略五角形状にしたものを説明したが、この断面形状は、略三角形状であっても、上面が円弧状の略四角形状であっても、あるいは六角形状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るクローラフレームの全体斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態のクローラフレームの平面図である。
【図３】図３は、本実施形態のクローラフレームの正面図である。
【図４】図４は、本実施形態のクローラフレームの側面図である。
【図５】図５は、レグ部を下方側から見た斜視図である。
【図６】図６は、中央フレーム部の分解斜視図である。
【図７】図７は、レグ部の縦壁近傍の断面形状を示す図である。
【符号の説明】
１クローラフレーム
２センターフレーム
３Ａ，３Ｂトラックフレーム
９中央フレーム部
１０，１１レグ部
１０ａ接合部
１０ｂ縦壁
１０ｃ，１０ｄ孔
１０ｅ段部
１２上面板
１３下面板
１４後面板
１５サークル台
１６Ｊ形開先
１７油圧配管

Claims

旋回ベアリングを支持する中央フレーム部とその中央フレーム部の左右両側に設けられるレグ部とよりなるセンターフレームと、このセンターフレームのレグ部先端側に設けられるトラックフレームを備える建設機械のクローラフレームにおいて、
前記中央フレーム部を、左右両側面が開放した箱形形状に形成し、
前記レグ部を鋳物で形成するとともに、このレグ部の基端部に縦壁を一体形成し、
前記レグ部の基端部を前記中央フレーム部の開放した部位にあてがって溶接接合することを特徴とする建設機械のクローラフレーム。
前記レグ部は二股状に形成されるとともに、その根元部において前後に二分割構造とされている請求項１に記載の建設機械のクローラフレーム。
前記レグ部の前後二分割構造の根元部が溶接によって一体構造とされている請求項２に記載の建設機械のクローラフレーム。
前記レグ部の縦壁は、前記旋回ベアリングを受支するサークル台の略直下に位置するように設けられる請求項１〜３のいずれかに記載の建設機械のクローラフレーム。
前記レグ部の縦壁には油圧配管を挿通させる孔が形成され、この孔の縁部が厚肉に形成される請求項１〜４のいずれかに記載の建設機械のクローラフレーム。
前記中央フレーム部の上面板および下面板と前記レグ部との接合部には、前記レグ部側に段下がり状の段部が形成され、この段部上面と上面板の端面との間および段部下面と下面板との間にそれぞれ形成されたＪ型開先を溶接することで、これら上面板および下面板の表面とレグ部の表面とが面一になるようにされている請求項１〜５のいずれかに記載の建設機械のクローラフレーム。