JP2005255141A - クローラフレーム - Google Patents

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Abstract

【課題】成形手段により一体成形した機体フレームを備えたクローラフレームを提供する。
【解決手段】一対の前レグ12及び後レグ14とセンターフレーム10とで構成される機体フレーム25を、滑らかな曲面により連続した曲面形状として成形手段により一体成形して構成する。これにより、センターフレーム10に作用する上部旋回体3からの荷重や作動荷重、トラックフレーム16に作用する走行時、旋回時、作業機8の作動時の作動荷重等が、機体フレーム25に作用してもこれらの荷重により集中荷重を発生させることなく、機体フレーム25全体で万遍なくこれらの荷重を受けることができるようになる。
【選択図】図4

Description

本発明は、無限軌道帯である回転自在なクローラを左右に有するクローラ走向装置におけるクローラフレームに関するものである。
従来から建設機械、土木機械、農業機械、運搬車両、走向車両等において、無限軌道帯である回転自在なクローラを左右に有するクローラ走向装置が用いられている。クローラ走向装置は、無限軌道帯である回転自在なクローラを左右に支持する一対のトラックフレームと、同トラックフレーム間に設けられる機体フレーム及び同機体フレーム上に載置される本機とから構成されている。
機体フレームとしては、本機を支持するセンターフレームと同センターフレームの左右両側に設けられた1以上のレグとから構成され、各レグの先端部は、前記一対のトラックフレームにそれぞれ溶接固着されている。また、本機としては、上部旋回体と称される機体フレーム上で旋回可能とした構成や機体フレーム上に固定された構成が用いられている。機体フレーム上に搭載される本機としては、作業機、キャビン、運転席、エンジン、制御装置等がある。
機体フレームを構成するセンターフレームとレグとは別体に構成され、センターフレームとレグとの間を溶接することによって、センターフレームとレグとの固着が行われている。しかも、センターフレームに加わる荷重を十分に支えるため、センターフレームとトラックフレームとの間を連結するレグを、鋼板等により構成し、センターフレームとレグとの間及びレグとトラックフレームとの間を溶接により固着した構成を用いている。
センターフレームとレグとの構成としては、鋼板によりセンターフレームを構成し、レグを中空円形のパイプ材又は鋼板を折り曲げて構成したクローラフレーム(特許文献1参照。)などが提案されている。
尚、特許文献1では、本願発明におけるクローラフレームをトラックフレームと称し、本願発明におけるトラックフレーム、レグをそれぞれサイドフレーム、脚部と称している。しかし、本願明細書においては本願発明で用いている上述の用語を使用して、特許文献1の説明を行うものとする。
特許文献1に記載されたクローラフレームは、図18に示すようにセンターフレーム50と、同センターフレーム50の左右両側に位置する左右のトラックフレーム51、51と、トラックフレーム51、51をセンターフレーム50に連結する一対の前レグ52及び後レグ53とにより構成されている。
センターフレーム50は、鋼板等を用いて略長方形の平板状に形成され、センターフレーム50の上板54には、中央に旋回ベアリングを取付けるための丸胴55が固着されている。また、上板54と下板15との間には側板56、56、前板57及び後板58等が溶接により接合され、ボックス構造体としてセンターフレーム50が形成されている。更に、センターフレーム50には、図示せぬセンタージョイント等を収容するため、貫通孔59Aが上下方向に穿設されている。
トラックフレーム51、51は、中間フレーム60と遊動輪ブラケット部61及びモータブラケット部62等により構成されている。トラックフレーム51,51には、遊動輪と駆動輪との間にクローラが取付けられことになる。
センターフレーム50の側板56に溶接接合した左右の前レグ52、52は、横断面が中空円形のパイプ材を用いて形成され、その先端はトラックフレーム51の中間フレーム部60の側板部63に溶接により接合されている。また、前レグ52、52と同様に横断面が中空円形のパイプ材を用いて形成された後レグ53、53は、その一端部がセンターフレーム50の側板56と後板58との間の角隅側に溶接接合され、他端部が中間フレーム部60の後側部位とモータブラケット部62側の接続フランジ64との間で溶接接合されている。
また、特許文献1に記載された別のトラックフレームの構成においては、前レグ65及び後レグ66の構成として、前レグ65及び後レグ66におけるそれぞれの横断面である図19に示すように、鋼板をプレス成形手段で台形状に折曲げて前レグ65及び後レグ66の上板を形成し、折曲げたそれぞれの端部に下板67を溶接した構成としている。
国際公開WO/03/042022号公報
特許文献1に示すように、従来から用いられているクローラフレームは、左右のトラックフレームと、同トラックフレーム間に配設された機体フレームにより構成されている。そして、機体フレームは、別体に構成したセンターフレームとレグとから構成されている。
センターフレームには、センターフレーム上に載置する上部旋回体等の機体を支持するのに十分な強度と、上部旋回体の作業荷重に耐え得る強度等が必要であり、センターフレームには、センターフレームにおける作業荷重をトラックフレームに分散させるに必要な強度等を確保しておかなければならない。
また、走向時や作業時にトラックフレームが受ける荷重分担等に対応させて分担させるために、前レグと後レグの断面形状を異ならせた形状とすることも行われていた。センターフレーム及びレグをそれぞれ独自の構成として別体に構成することで、センターフレーム及びレグに対してそれぞれ所望とする強度を確保する必要があった。
しかしながら、機体フレームが別体に構成したセンターフレームとレグとから構成されているため、特に、センターフレームとレグとの接合部に屈折部が形成されることになり、同屈折部等に応力集中が生じてしまうといった問題があった。そのため、応力集中に耐え得る肉厚を有した板材を用いることや、リブ形状等の補強材を用いてセンターフレームやレグを補強した構成に形成しなければならなかった。
また、センターフレームやレグの各部において作用する応力のうち、最大応力に対して耐え得る肉厚の板材でセンターフレームやレグを形成しなければならないことや、リブ形状等の補強材等をセンターフレームやレグの内部に形成しておかなければならず、このため、センターフレームやレグの構造を複雑なものとし、これらの重量を重いものとしていた。
鋳造手段やプレス手段、鍛造手段といった成形手段によりセンターフレームとレグとを一体成形することは、机上におけるアイデアとしては想定することも考えられるが、重量を軽減して強度を得るために中空胴とした横断面形状が矩形状や円筒状のレグ及び上面部と下面部を有するセンターフレームを、成形手段によって一体成形しなければならない。しかしながら、中空胴を有するレグ及びセンターフレームを成形手段によって一体成形する成形方法や、一体成形することのできる機体フレームの形状についての解決策は見出せずにあった。
本願発明では、上述の問題点を解決し、鋳造手段やプレス手段、鍛造手段といった成形手段により一体成形した機体フレームを備えたクローラフレームを提供することにある。
本願発明の課題は請求項1〜13に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願発明では請求項1に記載したように、本機を支持するセンターフレームと同センターフレームの左右両側に設けられた1以上のレグとよりなる機体フレームと、前記各レグの先端側に設けられた左右一対のトラックフレームと、を備えるクローラフレームにおいて、前記機体フレームにおける上面部及び下面部の少なくとも一方の面部が開放面部とされてなり、前記機体フレームにおける前記上面部と前記下面部とを連結する側壁部と、前記機体フレームの前記センターフレームにおける前記開放面部と対向する前記上面部及び/又は前記下面部と、及び前記機体フレームの前記レグにおける前記開放面部と対向する前記上面部又は前記下面部が、成形手段により一体成形されてなることを最も主要な特徴となしている。
また、本願発明では請求項2に記載したように、少なくとも前記各レグにおける前記開放面部が、蓋体としての板材により覆われ、同開放面部の側縁部近傍と前記板材とが溶接固着されてなることを主要な特徴となしている。
更に、本願発明では請求項3に記載したように、前記本機が上部旋回体からなり、前記上部旋回体を支承する旋回ベアリングが、前記センターフレームの上面部に支持されてなることを主要な特徴となしている。
更にまた、本願発明では請求項4に記載したように、前記センターフレームの左右両側に設けられた各レグが、その根元部においてそれぞれ前後方向に二股状に形成されてなることを主要な特徴となしている。
また、本願発明では請求項5に記載したように、成形手段により一体成形されてなる前記機体フレームの外表面形状が、滑らかな曲面により形成されてなることを主要な特徴となしている。
更に、本願発明では請求項6に記載したように、前記各レグの上面部が、同レグの幅方向が略円弧状である傾斜面に形成され、前記傾斜面が、前記センターフレームから前記トラックフレームに架けての下り傾斜面に形成されてなることを主要な特徴となしている。
更にまた、本願発明では請求項7に記載したように、前記レグの上面部に、第1の略円錐形状の一部が形成され、前記第1の略円錐形状が、前記センターフレーム側を前記第1の略円錐形状の頂点方向として前記トラックフレーム側を前記第1の略円錐形状の底辺側となし、前記センターフレームから前記トラックフレームに架けての下り傾斜となしたことを主要な特徴となしている。
また、本願発明では請求項8に記載したように、前記レグの底面部に、第2の略円錐形状の一部が形成され、前記第2の略円錐形状が、前記センターフレーム側を前記第2の略円錐形状の頂点方向として前記トラックフレーム側を前記第2の略円錐形状の底辺側となし、前記センターフレームから前記トラックフレームに架けての下り傾斜となしたことを主要な特徴となしている。
更に、本願発明では請求項9に記載したように、前記センターフレームが、同センターフレームの横断面形状において開口孔を中央部に有する略U字状に形成されてなることを主要な特徴となしている。
更にまた、本願発明では請求項10に記載したように、前記レグの先端部と前記トラックフレームとの溶接接合部が、滑らかな曲面により接合されてなることを主要な特徴となしている。
加えて、本願発明では請求項11に記載したように、少なくとも排土板を回動可能に支持する支持ブラケット及び/又は前記排土板を回動させるシリンダを支持するシリンダブラケットの全体又はその一部が、成形手段により前記機体フレームと一体成形されてなることを主要な特徴となしている。
また、本願発明では請求項12に記載したように、少なくとも排土板を回動可能に支持する支持ブラケット及び/又は前記排土板を回動させるシリンダを支持するシリンダブラケットにそれぞれ形成された取付孔が、前記クローラフレームの側面視において前方側に配した前記レグの先端部と重ならずに同レグの先端部よりも前方の位置に形成されてなることを主要な特徴となしている。
更に、本願発明では請求項13に記載したように、前記クローラフレームの側面視において、前記支持ブラケット及びシリンダブラケットのうち内側に配されたブラケットの前記取付孔が、前記支持ブラケット及びシリンダブラケットのうち外側に配されたブラケットと重ならずに形成されてなることを主要な特徴となしている。
本願発明は、左右一対のトラックフレームと、同一対のトラックフレーム間に配された機体フレームとを備えたクローラフレームにおいて、機体フレームの構成を特有の構成としたことを特徴としている。即ち、機体フレームにおける上面部及び下面部の少なくとも一方の面部が開放面部とされてなり、機体フレームにおける上面部と下面部とを連結する側壁部と、機体フレームのセンターフレームにおける前記開放面部と対向する上面部及び/又は下面部と、及び機体フレームのレグにおける前記開放面部と対向する上面部又は下面部が、鋳造手段やプレス手段、鍛造手段といった成形手段により一体成形された構成を特徴としている。
これにより、機体フレームを鋳造手段やプレス手段、鍛造手段といった成形手段により一体成形する上で機体フレームの上面部及び/又は下面部が開放された形状とすることができるので、中子等を用いずに一体成形することが可能となる。このため、相対的に相互に直線的に近接及び離間させる雄型と雌型とを用いて、雄型と雌型との間に形成した空間に溶かした金属を流し込むことにより、一体成形された機体フレームを形成することができるようになる。
しかも、一体成形する機体フレームのセンターフレームやレグにおけるそれぞれの箇所に求められる肉厚や形状を最適化して形成することができ、強度を向上させるためにリブ形状等の補強材を用いなくても機体フレームの剛性を保ちつつ機体フレームの重量低減を達成することができるようになる。また、機体フレームが一体化されることにより部品点数を削減することができ、しかも溶接箇所や溶接工数を削減することができる。
一体成形した機体フレームの外表面形状を滑らかな曲面により形成することにより、応力集中が発生する屈折部を無くすことができ、機体フレームに加わる応力を機体フレーム全体に分散させることができるようになる。特に、応力集中が発生し易いレグとセンターフレームとの溶接接合部を設けずに機体フレームを構成することができる。このため、機体フレームの特定箇所に応力集中が発生することが防止され、しかも、機体フレームを一体成形する鋳造手段やプレス手段、鍛造手段等の雄型や雌型の型離れを向上させることができる。
また、レグとトラックフレームとの溶接接合部における形状を、滑らかな曲面形状とすることができ、レグからトラックフレームへの力の伝達及びトラックフレームからレグへの力の伝達が滑らかに行うことができるようになる。これにより、レグとトラックフレームとの溶接接合部における応力集中の発生が防止され、クローラフレームの強度を向上させることができる。
請求項7や請求項8に記載したようにレグの上面部の形状や底面部における形状を、略円錐形状の一部曲面形状として形成しておくことにより、走行時や旋回時、あるいは作業機の作業時にトラックフレームから伝達される作業荷重等の力を、レグを介してセンターフレームやセンターフレーム上面部に形成した開口孔等に滑らかな形で伝達することができるようになる。また、センターフレームに作用する荷重等についても、レグを介して滑らかな形でトラックフレームに伝達することができるようになる。
前レグ及び後レグに作用する応力に応じて、前レグと後レグの横断面形状を異ならせた形状としておくことができる。また、左右一対の前レグ及び後レグの配置構成としては、平面視において略X字状に配することも略H字状等に配することもできる。前レグ及び後レグの配置構成としては、センターフレーム側からトラックフレーム側に架けて下り傾斜となるように配することにより、センターフレームの下面部と地面との間に空間部を確保することができるので望ましい配置構成となる。
更に、一体成形した機体フレームの外表面形状を滑らかな曲面により形成することにより、走行・旋回時やセンターフレーム上に配置した作業機の作業時等において飛散してきたりした泥土の一部が、機体フレーム上に付着しても滑らかな曲面形状によって泥土を滑り落とすことができる。即ち、泥土が機体フレーム上に付着するのを低減することができるようになり、機体フレームにおける泥落ち性を向上させることができる。これにより、クローラフレームの洗浄整備等を簡単に行うことができるようになる。
また、レグとしてはセンターフレームの左右両側にそれぞれ1以上配設すればよく、請求項4に記載したようにセンターフレームの左右両側に設けられた各レグの根元部において、それぞれ前後方向に二股状に形成した構成とすることもできる。レグを前後方向に二股状に形成したとき、前方向を前レグ、後方向を後レグとすると、前レグと後レグとの間には空間部を形成することができる。レグの構成としては、前レグ及び後レグを一体に形成して前記空間部を有しない構成とすることもできる。
走行・旋回時やセンターフレーム上に配置した作業機の作業時等において飛散してきたりした泥土の一部は、前レグ及び後レグの上面に付着するが、走行・旋回時やセンターフレーム上に配置した作業機の作業時等の際に発生する振動等によって、前レグ及び後レグ上に付着した泥土は、前レグと後レグとの間に形成された空間部や前レグ、後レグの前後から容易に地面に落とすことができる。
前レグ及び後レグの上面部に付着する泥土の泥落ち性の向上させるために、請求項6に記載したようにレグの上面部を幅方向において略円弧状に形成し、センターフレームからトラックフレームに架けて下り傾斜となるようにレグを構成しておくことは、泥土の付着を低減する上から望ましい形状となる。このとき、トラックフレームに近づく従って、上面部の面積幅が減少する構成とすることで、泥落し性の向上を行わせることもできる。
また、請求項7に記載したようにレグの上面部に略円錐形状の一部曲面形状を形成しておくことにより、泥落ち性を向上させることもできる。レグの上面部を凸状に形成することのよって、レグの上面に泥土が堆積するようなことが起こり難くなり、レグの上面に泥土が堆積したとしても走行時の振動等により容易に地面に滑り落とすことができる。
このため、レグの上面における泥土の堆積は無いか、あるいはあったとしてもその量が非常に少ないものとなる。このため、上部旋回体をクローラフレーム上に搭載している場合には、泥土が上部旋回体の旋回ベアリング内に侵入するのを低減することができ、また、上部旋回体の旋回時にレグ等に堆積した泥土と上部旋回体が接触して旋回抵抗となるのを防止することができる。更に、クローラフレームを洗浄する洗浄水量や洗浄工程を少なくすることができ、レンタル業者等において、クローラフレーム等を洗浄する場合でも、洗浄場所に溜まる泥土の量を減らすことができる。
ところで、上述した開放面部は、機体フレームの上面部又は下面部の一方に形成されることに限定されるものではなく、レグにおいてはその横断面形状が略U字状又は略逆U字状の形状として形成することができるものである。センターフレームにおいては、一部の部位において上下両面部が開放面部となり、他の部位において上面部側又は下面部側が一体成形された構成、一部の部位においては上面部側が一体成形され、他の部位においては下面側が一体成形されて、しかも一体成形された上面部側及び下面部側に対向する面部が開放面部とされた構成、あるいは上面部側又は下面部側が一体成形された構成等とすることができる。
センターフレームの形状としては、請求項9に記載したように、センターフレームを下面部とともに一体成形した構成として、下面部の中央に開口孔を有した横断面形状が略U字状の形状に形成することもできる。即ち、センターフレームの上面部には、上部旋回体を回転支持する旋回ベアリングを載置する開口孔が形成され、下面部には底面を有したセンターフレームをレグとともに一体成形することができる。センターフレームの上面部に開口孔を形成する構成としては、請求項9に記載したようにセンターフレームの横断面形状が略U字状の形状に構成することも、センターフレームを略円筒状の形状に構成するなど適宜の形状により構成することもできる。
機体フレームにおける開放面部のうち少なくともレグにおける開放面部を鋼板等による板材により覆うことで、同板材を開放面部の蓋体とすることができる。前記蓋体としての板材は、センターフレームにおいても蓋体を形成することが必要な部位に形成することができる。また、レグに形成した蓋体とセンターフレームに形成した蓋体とは、それぞれの蓋体の形成位置に応じて同一の板材により蓋体を構成することもできる。蓋体としての板材を配設する開放面部と同開放面部を覆う板材とは、開放面部の側縁部近傍において両者が溶接固着されることにより形成することができる。
開放面部を覆う蓋体を形成することにより、レグ及びセンターフレームにおける強度を向上させることができるようになる。また、泥土等がセンターフレーム内やレグ内に侵入するのを防止することができる。
また、クローラフレームの前方に排土板等を配設する場合には、排土板等を回動自在に支持する支持ブラケット及び排土板等を回動させるシリンダの端部を支承するシリンダブラケットの全体又はその一部を機体フレームと一体的に成形手段により一体成形することもできる。支持ブラケットやシリンダブラケットの少なくとも一方における全体構成又は支持ブラケットやシリンダブラケットの支持部等を機体フレームとともに一体成形することで、部品点数を削減することができる。
またこのとき、請求項12に記載したように支持ブラケット及びシリンダブラケットに形成された取付孔の位置を、クローラフレームの側面視において前方側に配した前レグの先端部とは重ならない位置で、しかも同前レグの先端部よりも前方の位置に形成されるように配設しておくことが望ましい。
支持ブラケット及びシリンダブラケットにそれぞれ形成される取付孔同士の位置関係としては、他方のブラケットによって一方の取付孔の形成が阻害されない位置関係としておくことが望ましい。即ち、前記他方のブラケットによって一方の取付孔の形成が阻害されない位置関係としては、前記フレームの側面視における位置関係でみたとき、上下方向における位置関係及び/又は前後方向における位置関係において、それぞれ一方の取付孔の形成が他方のブラケットによって阻害されない位置関係としておくことができる。
または、前記フレームの正面視における前記位置関係でみたとき、一方のブラケットと他方のブラケットとの間を離間した位置関係に形成しておくことで、一方の取付孔の形成が他方のブラケットによって阻害されない位置関係としておくことができる。或いは、上述した各位置関係を適宜の組合せることによって、一方の取付孔の形成が他方のブラケットによって阻害されない位置関係としておくことができる。
特に、請求項13に記載したように、クローラフレームの側面視において、支持ブラケット及びシリンダブラケットのうちで内側に配されたブラケットの取付孔が、支持ブラケット及びシリンダブラケットのうちで外側に配されたブラケットと重ならない位置となるように形成されることが望ましい。
これにより、支持ブラケット及びシリンダブラケットにおける取付孔を穿孔等により形成するときに、穿孔用の工具等が前レグや外側に配されたブラケットと干渉せずにそれぞれの取付孔を形成することができる。しかも、取付孔を穿孔等により形成する上において、取付孔の芯出しが容易となり、取付孔の加工精度を向上させることができる。
内側に配されたブラケットに形成される取付孔は、外側に配されるブラケットと重ならない位置に配設されるので、外側に配されるブラケットに阻害されることなく形成することができる。また、外側に配されたブラケットに形成される取付孔は、内側に配されるブラケットに阻害されることなく形成することができる。
また、前記フレームの正面視において、外側に配されたブラケットと内側に配されたブラケットとの間を離間させておくことによって、外側のブラケットの取付孔加工を行った加工工具が、内側のブラケットに当接することなく外側のブラケットに対して取付孔の形成を行うことができる。このとき更に、外側に配されたブラケットの取付孔を、内側に配されたブラケットとは重ならない位置に配置しておくことにより、外側のブラケットにおける取付孔を加工した加工工具が、同取付孔の加工後においても内側のブラケットに当接することを確実に防止することができる。
支持ブラケットやシリンダブラケットの機体フレームに対する取り付け強度は、取り付け部における形状や肉厚を最適化することにより所望の強度を得ることができる。更に、ブラケットと機体フレームとの接合部におけるブラケットの支持部近傍を滑らかな形状とすることができるので、応力集中を発生させることなく、ブラケットから機体フレームにかけて滑らかな曲面で両者を一体成形することができる。しかも、ブラケットの強度を最適な強度とすることができる。
機体フレームとともに一体成形する部材は、支持ブラケットやシリンダブラケットに限定されるものではなく、他の構成部材を機体フレームとともに一体成形することもできる。また、支持ブラケットやシリンダブラケットにおけるボス部以外やブラケットの支持部等を機体フレームとともに一体成形するように、上述の構成部材の一部を機体フレームとともに一体成形することもできる。
本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本願発明に係わるクローラフレームの構成としては、以下において建設機械の中で油圧ショベルを例にとってそのクローラフレームの構成を用いて説明するが、本願発明に係わるクローラフレームの構成は、油圧ショベルのクローラフレームの構成に限定されるものではなく、油圧ショベル以外の建設機械、土木機械、農業機械、走行車両、運搬車両等に用いられているクローラフレームに対しても適用することができるものである。
また、以下で説明する形状、配置構成以外にも本願発明の課題を解決することができる形状、配置構成であれば、それらの形状、配置構成を採用することができるものである。このため、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではなく、多様な変更が可能である。
図1は、本発明の実施例に係わる油圧ショベルを示す側面図。図2は、下部走行体におけるクローラフレームを上面から見た全体斜視図であり、図3はその底面から見た全体斜視図である。図4は、機体フレームの上面から見た全体斜視図であり、図5はその底面から見た全体斜視図である。図6は、機体フレームの平面図であり、図7は、図6における右側面図である。図8は、図6におけるVIII−VIII断面図である。図9は、それぞれ図6におけるIX−IX断面図、IX’−IX’断面図である。図10は、図6におけるX−X断面及びX’−X’断面における切口の断面形状を示した図である。
図1に示すように、建設機械の油圧ショベル1は、走行用のクローラ6が設置された下部走行体2と、その上部に図示せぬ旋回ベアリングを介して旋回自在に搭載された上部旋回体3とを備えている。上部旋回体3には、その上部に作業者用の運転席3aが配設され、運転席3aの前方には油圧駆動される作業機8が揺動自在に軸支されている。作業機8には、ブーム8a、アーム8b及びアーム8bの先端に取着された掘削用のバケット8cが配設されている。
一方、下部走行体2の前側には、排土板7等が上下方向に回動可能に設けられている。排土板7により、土砂等に対する排土作業、地均し作業等を行うことができる。また、下部走行体2は、左右のトラックフレーム16の両端部に駆動輪5aと従動輪5bとがそれぞれ装着され、駆動輪5aと従動輪5bとの間にはクローラ6が巻装されている。
図2、図3に示すようにクローラフレーム4は、左右一対のトラックフレーム16、16とトラックフレーム16、16間に配設した機体フレーム25とから構成されている。機体フレーム25はセンターフレーム10と、同センターフレーム10の左右両側に設けた前レグ12、12及び後レグ14、14とから構成されている。前レグ12及び後レグ14は、それぞれの根元部において前後方向に二股状に形成された構成となっている。機体フレーム25を構成するセンターフレーム10、左右の前レグ12、12及び後レグ14、14は、鋳造手段やプレス手段、鍛造手段といった成形手段により一体成形されている。
センターフレーム10は、図4、図5に示すように、その中央部に図示せぬスイベルジョイントや油圧配管等が挿入される中央開孔21が形成され、同中央開孔21の周縁部は、上部旋回体3用の旋回ベアリングを載置するサークル台11に形成されている。図2に示すように、機体フレーム25の前方部には、排土板7等を回動自在に軸支する一対の支持ブラケット9a、9aの支持部が前レグ12の側壁部12bとともに一体成形され、排土板7等を回動させるシリンダの端部を軸支するシリンダブラケット9bの支持部が、センターフレーム10の側壁部10bとともに一体成形されている。しかも、それぞれの支持部は、各側壁部10b、12bに対して滑らかな曲面で接合した形状に構成されている。支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bの先端部側は、それぞれ前記各支持部にその根元部が溶接等により固着されている。
一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bの構成を、機体フレーム25とともに一体成形する支持部と同支持部に溶接する先端部とのように2つの部材によって構成する代わりに、成形手段により一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bの全体を機体フレーム25とともに一体成形することもできる。また、一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bをそれぞれの支持部とともに全体的に一体成形し、同一体成形した一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bの支持部を機体フレーム25に溶接等により固定することもできる。
図15、図16は、一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bが機体フレーム25とともに成形手段により一体成形した例を示したものではあるが、一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bにそれぞれ形成された取付孔9c、9dの形成位置も示している。図15、図16に示す取付孔9c、9dとしての形成位置は、機体フレーム25とは別体に形成した一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bを、溶接等の固定手段により機体フレーム25に固定した後に、同固定した一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bに対して取付孔を形成するときの形成位置としても好適に適用することができる。
即ち、図15に示すように、クローラフレームの側面視において前レグ12の先端部とは重ならない位置で、しかも前レグ12の先端部よりも前方の位置に取付孔9c、9dをそれぞれ形成することができる。また、支持ブラケット9a,9aの内側に配したシリンダブラケット9bにおける取付孔9dの形成位置としては、クローラフレームの側面視において一対の支持ブラケット9a、9aとは重ならない前方位置とすることができる。
また、図16に示すように、支持ブラケット9a,9aの内側に配したシリンダブラケット9bにおける取付孔9dを、クローラフレームの側面視において一対の支持ブラケット9a、9aとは重ならない上方位置に形成することができ、一対の支持ブラケット9a、9aにおける取付孔9cをシリンダブラケット9bに対して下方位置に形成することができる。
あるいは、シリンダブラケット9bにおける取付孔9dを一対の支持ブラケット9a、9aより下方に形成することもできる。このとき、一対の支持ブラケット9a、9aにおける取付孔9cをシリンダブラケット9bより上方に形成することによって、取付孔9cを形成した加工工具がシリンダブラケット9bに接触することを防止することができる。
尚、取付孔9cを加工した加工工具がシリンダブラケット9bに接触しないように、しかも取付孔9cとシリンダブラケット9bとの間の間隔内に収まるように、取付孔9cを形成後の加工工具の突出量を制御することができる場合には、取付孔9cとシリンダブラケット9bとが重なる位置に配設されていても取付孔9cの加工を行うことができる。
少なくともシリンダブラケット9bにおける取付孔9dの形成位置と一対の支持ブラケット9a、9aとの位置関係、可能であれば一対の支持ブラケット9a、9aにおける取付孔9cとシリンダブラケット9bとの位置関係も含めて、それぞれ前後方向及び/又は上下方向に重ならない位置関係としておくことが望ましい。
これにより、一対の支持ブラケット9a、9aにおける取付孔9c、9cをドリル等により穿孔加工を行って形成するとき、穿孔用の工具等が前レグ12及びシリンダブラケット9bと干渉することなく穿孔加工を行うことができる。しかも、一対の支持ブラケット9a、9aにおける取付孔9c、9cの形成位置が前レグ12より前方側であって、シリンダブラケット9bとの間で間隔を有するか、又はブラケット9bに対して前後方向及び/又は上下方向において異なる位置となり相互に重ならない関係となるので、加工のために行う取付孔9c、9cの芯出し作業が容易となり、取付孔9c、9cの穿孔加工精度を向上させることができる。
また、シリンダブラケット9bにおける取付孔9dの形成位置が、シリンダブラケット9bの外側に配された一対の支持ブラケット9a、9aに対して前後方向及び/又は上下方向において異なる位置となり相互に重ならない位置となるので、取付孔9dを穿孔加工するドリル等の加工工具が一対の支持ブラケット9a、9aと干渉せずに取付孔9dの穿孔加工を行うことができる。しかも、加工のために行う取付孔9dの芯出し作業が容易となり、取付孔9dの穿孔加工精度を向上させることができる。
これにより、取付孔9c、9dを加工するドリル等の加工工具としては、前レグ12や一対の支持ブラケット9a、9aと干渉することのない通常の加工工具を使用することができるようになる。このため、例えば、加工工具としてドリルを用いた場合であっても、長尺のドリルを用いたりすることなく、また特殊な加工処理を行うことなく、取付孔9c、9dの加工を行うことができるようになる。特に、長尺のドリルを用いて加工を行う場合のように、長尺のドリル先端部における芯ブレを防止する特別の装置を用いることも必要なく、取付孔9c、9dの加工を容易に行うことができるようになり、しかも芯ブレが生じることなく加工精度を向上させることができる。
このように、一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bをそれぞれ一体成形により成型した場合や、板金により機体フレーム25とは別体に形成し、それぞれの支持部を機体フレーム25に対して溶接等により固定する場合であっても、一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bに形成する取付孔9c、9dを高精度に加工形成することができる。
このため、取付孔9c、9dを取付後の後加工により高精度に形成することが可能となり、機体フレーム25に対する取付孔の形成位置を精度良く形成することができる。取付孔9c、9dを加工した後に、一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bを基体フレーム25に対して固定する場合のように、固定取付のために行う高精度の位置決め作業が必要とならない。本願発明によって通常の加工作業による取付孔9c、9dの形成作業によって、取付孔9c、9dの形成が高精度に行うことができる。
尚、成形手段により一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bと機体フレーム25とを成形手段により一体成形した実施例については、実施例3においてその説明を行うものとする。
図2、図3に示すようにトラックフレーム16、16は、その長手方向に形成した門型断面形状の本体部と、同本体部の一端部に板材19を介して支持された駆動輪支持体17と、前記本体部の他端部に形成された従動輪支持体18とから構成されている。従動輪支持体18内には、図1に示すクローラ6の張力を調整する図示せぬ張力調整装置を収納することができる。
トラックフレーム16の構成としては、門型断面形状の本体部の構成や、従動輪支持体18と前記本体部とを一体にした構成の代わりに、本体部を箱型形状に構成することや、従動輪支持体18と前記本体部とを別体に構成して両者を溶接等により固着する構成等、適宜の構成をトラックフレームの構成として採用することができる。
図3に示すように、機体フレーム25の下面部側を鋼板等の板材を溶接固着して底板20を形成することができる。一体成形した機体フレーム25は、下面部側が開放面部として形成された例を示しているが、機体フレーム25の上面部側を開放面部として、成形手段により一体成形することもできる。この場合には、機体フレーム25の上面部側に鋼板等の板材を溶接固着して上板を形成することができる。上板の形状としては、上面側が凸状となる形状に形成しておくことが、泥土等をレグ上等に堆積させないようにする為に望ましい形状となる。
機体フレームは、図7、図8に示すように一対の前レグ12及び後レグ14によってセンターフレーム10が持ち上げられた形状に形成されている。前レグ12及び後レグ14は、センターフレーム10からトラックフレーム16に架けて下り傾斜となるように形勢されている。このため、センターフレーム10を地面から離間させることができ、地面上の障害物等によってセンターフレーム10の下面側に障害が発生するのを防止することができる。
しかも、前レグ12及び後レグ14の上面部がセンターフレーム10からトラックフレーム16に架けての下り傾斜面となるため、前レグ12または後レグ14上に堆積した泥土等を傾斜面に沿って滑り落とすことができる。このとき、前レグ12及び後レグ14の上面部の構成として、トラックフレーム側に近づくに従って上面部の横幅が狭くなるように構成しておくことが、泥落ち性を向上させる上で望ましい形状となる。
図4、図5に示すように前レグ12及び後レグ14とセンターフレーム10とで構成される機体フレーム25は、滑らかな曲面により連続した曲面形状に一体成形されている。これにより、センターフレーム10に作用する上部旋回体3からの荷重や作動荷重、トラックフレーム16に作用する走行時、旋回時、作業機8の作動時の作動荷重等が、機体フレーム25に作用してもこれらの荷重により集中荷重を発生させることなく、機体フレーム25全体で万遍なくこれらの荷重を受けることができるようになる。
しかも、機体フレーム25を成形手段による一体成形で構成しているので、必要な個所、部位における肉厚や形状を最適なものとすることができ、機体フレーム25の軽量化を図るとともに、機体フレーム25に求められる最適な強度を得ることができる。また、図9に示すように前レグ12及び後レグ14を略逆U字状に形成して、図5に示すように、レグにおける略逆U字状の空間部とセンターフレーム10における空間部とが連通した形状に機体フレーム25を構成することもできる。
更には、センターフレーム10の側壁部10bに配管、配線等の挿通用の孔10dを形成しておくこともできる。このようにして形成した同センターフレーム10の空間部と前レグ12又は後レグ14の空間部や孔10dを介して配管、信号線、電線等の配置を自由度をもって配設することができるようになる。
また、前レグ12及び後レグ14の上面部の形状としては、図6におけるX−X断面及びX’−X’断面の切り口断面を示す図10のように、前レグ12の上面部12aの切り口断面を軸27周りに回転させることで得られる、センターフレーム16側を頂点とした略円錐形状の一部形状を前レグ12の上面部12aにおける形状として用いることができる。また、図10(b)に示すように後レグ14についても、後レグ14の切り口断面を軸26周りに回転させることで得られる、センターフレーム16側を頂点とした略円錐形状の一部形状を後レグ14の上面部14aにおける形状として用いることができる。
これにより、前レグ12及び後レグ14の上面部の形状が略円錐形状となり、センターフレーム10から受けた荷重を滑らかに前レグ12及び後レグ14全体に伝えることができるようになる。前レグ12及び後レグ14に伝達された荷重は、途中で応力集中を発生させることなくトラックフレーム16に受けた荷重を伝達することができる。前レグ12及び後レグ14におけるトラックフレーム16、板材19との接合部が、滑らかな曲面状態によって溶接接合できるように、前レグ12及び後レグ14の接合部13、14の形状をトラックフレーム16、板材19に漸近しながら当接する滑らかな曲面形状に形成しておくことが望ましい。
機体フレーム25に溶接固着する底板20は、機体フレーム25の下面縁25aと同様の形状に屈曲した曲面形状に形成しておくことができる。底板20を滑らかな曲面形状に形成しておくことにより、集中荷重を発生させることなく底板20に伝達される力を滑らかにトラックフレーム16等に伝達することができるようになる。
本願発明に係わる第2実施例では、底板20を機体フレーム25に溶接固着する固着例を示している。このため、実施例1で説明したと同様の構成については、実施例1において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。
図11は、底板20の取り付け構造の変形例を示す斜視図であり、図12は、図11におけるXII−XII断面で示す前レグ12の断面図である。図12には、図11に示す前レグ12において図6におけるIX−IX断面と同様の部位における断面図を示している。
実施例1における図9(a)においては、底板20は前レグ12の下面縁に溶接固着されていたが、実施例2では、底板20は前レグ12の型部品内にはめ込みした上で溶接固着している。図12では、前レグ12の横断面における前レグ12と底板20とのはめ込み構成を示しているが、底板20は図11に示すように機体フレーム25の下面縁25aに対してはめ込み取り付けすることができる。底板20を機体フレーム25の下面縁25aに対してはめ込み取り付けを行った後、溶接等により機体フレーム25と固着することができる。底板20をはめ込む下面縁25aにおける位置は、機体フレーム25の下面縁25a近傍に位置決め用の突起等を形成しておくことで底板20のはめ込み位置を規定することができる。
本願発明に係わる第3実施例では、支持ブラケット9a及びシリンダブラケット9bの全体又はその一部を機体フレーム25と一体成形した構成例を示している。このため、実施例1、2で説明したと同様の構成については、実施例1、2において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。
図14では、一対の支持ブラケット9a、9aは一対の前レグ12、12の側壁部12b、12bにそれぞれ配設され、シリンダブラケット9bがセンターフレーム10の側壁部10bに配設されている。一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bは、それぞれの土台が機体フレーム25と滑らかな曲面で一体的に成形されるように形成されている。
このように接合部が滑らかな曲面で形成することができるので、接合部における応力集中の発生が防止され、一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bの取り付け強度を最適なものとすることができる。しかも、図15、図16に示すように、一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bの取付孔9c、9dの形成位置が、前レグ12とは重ならない位置であって、しかも、それぞれの取付孔9c、9dが、各取付孔9c又は9dをそれぞれ形成していないシリンダブラケット9b又は一対の支持ブラケット9a、9aとは前後方向及び上下方向において重ならない位置となっている。
このため各取付孔9c、9dの加工を高精度で加工することができると共に、ドリル等の加工工具を用いた加工作業時においても、一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bが強固に機体フレーム25に一体的に成型されているので、取付孔9c、9dの加工位置が芯ブレすることなく高精度のものとして形成することができる。
一対の支持ブラケット9a、9aは、一対の前レグ12、12の側壁部12b、12bにそれぞれ配設する代わりに、センターフレーム10の側壁部10bに配設することもできる。
機体フレーム25と一体成形する部材は、一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bに限定されるものではなく、機体フレーム25を構成する他の部材を機体フレーム25とともに一体成形することもできる。この場合、機体フレーム25と一体成形する部材が、一体成形後に成形用の上型と下型とを離間させるときに、上型と下型との離間を妨げないような形状に配置しておくことが望ましい。
また、実施例2における図11に示すように、一対の支持ブラケット9a、9a及びシリンダブラケット9bのボス部以外を鋳造手段やプレス手段、鍛造手段等による一体成形によって機体フレーム25とともに一体成形を行い、ボス部を鋼板等による板材等で形成することもできる。更に、図13に示すようにセンターフレーム10の下面部10cを機体フレーム25とともに一体成形することもできる。
本願発明に係わる第4実施例では、図17に示すように底板20の曲げ形状の変形例を示している。このため、実施例1〜3で説明したと同様の構成については、実施例1〜3において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。
図17に示すように、底板20の曲げ部20aにおける曲げ形状を図10(a)、図10(b)で説明したと同じような形状で略円錐形状とすることができる。即ち、センターフレーム10の下面側を頂点とし、トラックフレーム側を底面側とした略円錐形状における一部形状を底板20の曲げ部20aにおける曲げ形状として形成することができる。
これにより、底板20に作用する荷重等の力を滑らかに伝達することができるようになる。しかも、図10(a)、図10(b)で示したような前レグ12及び後レグ14の上面部12a及び14aに形成した略円錐形状と相俟って、センターフレーム10やトラックフレーム16から作用する荷重等を滑らかに伝達することができるようになる。即ち、荷重伝達の途中で力が淀むことなく、応力集中が発生することなく荷重等を滑らかに伝達することができるようになる。
また、底板20全面を上方に対して略凹状または下方に対して略凸状に形成することで、底板20全面に加わる荷重を滑らかに分散させることができるようになり、底板20と機体フレーム25との結合強度を向上させることもできる。
本願発明は、本願発明の技術思想を適用することができる装置等に対しては、本願発明の技術思想を適用することができる。
本発明の実施形態に係わる油圧ショベルを示す側面図である。(実施例1) クローラフレームを上面から見た全体斜視図である。(実施例1) クローラフレームを底面から見た全体斜視図である。(実施例1) 機体フレームの上面から見た全体斜視図である。(実施例1) 機体フレームの底面から見た全体斜視図である。(実施例1) 機体フレームの平面図である。(実施例1) 機体フレームの右側面図である。(実施例1) 図6におけるVIII−VIII断面図である。(実施例1) 図6におけるIX−IX断面図、IX’−IX’断面図である。(実施例1) 図6におけるX−X断面、X’−X’断面における切り口断面の図である。(実施例1) 底板の取り付け構造の変形例を示す斜視図である。(実施例2) 図11におけるXII−XII断面での前レグの断面図である。(実施例2) 前レグ及びセンターフレームの断面図である。(実施例2) ブラケット周りを一体成形した斜視図である。(実施例3) 取付孔の形成位置を示す図である。(実施例1、3) 図15における側面図である。(実施例1、3) 底板の変形例を示す図である。(実施例4) クローラフレームの全体斜視図である。(従来例) 前レグ及び後レグの横断面図である。(従来例)
符号の説明
1 油圧ショベル
2 下部走行体
3 上部旋回体
4 クローラフレーム
5a 駆動輪
5b 従動輪
6 クローラ
7 排土板
8 作業機
9a ブラケット
9b シリンダブラケット
9c、d 取付孔
10 センターフレーム
10a 上面部
10b 側壁部
10c 下面部
10d 孔
11 サークル台
12 前レグ
12a 上面部
12b 側壁部
12c 下面部
13 接合部
14 後レグ
14a 上面部
14b 側壁部
14c 下面部
15 接合部
16 トラックフレーム
17 駆動輪支持体
18 従動輪支持体
19 板材
20 底板
21 中央開孔
22 空間部
25 機体フレーム
25a 下面縁
26、27 回転軸
50 センターフレーム
51 トラックフレーム
52 前レグ
53 後レグ
54 上板
55 丸胴
56 側板
57 前板
58 後板
59A 貫通孔
60 中間フレーム
61 遊動輪ブラケット
62 モータブラケット
63 側板部
64 接続フランジ
65 前レグ
66 後レグ
67 下板

Claims (13)

  1. 本機を支持するセンターフレームと同センターフレームの左右両側に設けられた1以上のレグとよりなる機体フレームと、
    前記各レグの先端側に設けられた左右一対のトラックフレームと、
    を備えるクローラフレームにおいて、
    前記機体フレームにおける上面部及び下面部の少なくとも一方の面部が開放面部とされてなり、
    前記機体フレームにおける前記上面部と前記下面部とを連結する側壁部と、
    前記機体フレームの前記センターフレームにおける前記開放面部と対向する前記上面部及び/又は前記下面部と、
    及び前記機体フレームの前記レグにおける前記開放面部と対向する前記上面部又は前記下面部とが、
    成形手段により一体成形されてなることを特徴とするクローラフレーム。
  2. 少なくとも前記各レグにおける前記開放面部が、蓋体としての板材により覆われ、同開放面部の側縁部近傍と前記板材とが溶接固着されてなることを特徴とする請求項1記載のクローラフレーム。
  3. 前記本機が上部旋回体からなり、
    前記上部旋回体を支承する旋回ベアリングが、前記センターフレームの上面部に支持されてなることを特徴とする請求項1又は2記載のクローラフレーム。
  4. 前記センターフレームの左右両側に設けられた各レグが、その根元部においてそれぞれ前後方向に二股状に形成されてなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のクローラフレーム。
  5. 成形手段により一体成形されてなる前記機体フレームの外表面形状が、滑らかな曲面により形成されてなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のクローラフレーム。
  6. 前記各レグの上面部が、同レグの幅方向が略円弧状である傾斜面に形成され、
    前記傾斜面が、前記センターフレームから前記トラックフレームに架けての下り傾斜面に形成されてなることを特徴とする請求項5記載のクローラフレーム。
  7. 前記レグの上面部に、第1の略円錐形状の一部が形成され、
    前記第1の略円錐形状が、前記センターフレーム側を前記第1の略円錐形状の頂点方向として前記トラックフレーム側を前記第1の略円錐形状の底辺側となし、前記センターフレームから前記トラックフレームに架けての下り傾斜となしたことを特徴とする請求項5記載のクローラフレーム。
  8. 前記レグの底面部に、第2の略円錐形状の一部が形成され、
    前記第2の略円錐形状が、前記センターフレーム側を前記第2の略円錐形状の頂点方向として前記トラックフレーム側を前記第2の略円錐形状の底辺側となし、前記センターフレームから前記トラックフレームに架けての下り傾斜となしたことを特徴とする請求項7記載のクローラフレーム。
  9. 前記センターフレームが、同センターフレームの横断面形状において開口孔を中央部に有する略U字状に形成されてなることを特徴とする請求項5記載のクローラフレーム。
  10. 前記レグの先端部と前記トラックフレームとの溶接接合部が、滑らかな曲面により接合されてなることを特徴とする請求項5記載のクロ−ラフレーム。
  11. 少なくとも排土板を回動可能に支持する支持ブラケット及び/又は前記排土板を回動させるシリンダを支持するシリンダブラケットの全体又はその一部が、成形手段により前記機体フレームと一体成形されてなることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のクローラフレーム。
  12. 少なくとも排土板を回動可能に支持する支持ブラケット及び/又は前記排土板を回動させるシリンダを支持するシリンダブラケットにそれぞれ形成された取付孔が、前記クローラフレームの側面視において前方側に配した前記レグの先端部と重ならずに同レグの先端部よりも前方の位置に形成されてなることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載のクローラフレーム。
  13. 前記クローラフレームの側面視において、前記支持ブラケット及びシリンダブラケットのうち内側に配されたブラケットの前記取付孔が、前記支持ブラケット及びシリンダブラケットのうち外側に配されたブラケットと重ならずに形成されてなることを特徴とする請求項12記載のクローラフレーム。
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