JP7484625B2 - 支持部材、上部旋回体、及び建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、支持部材、上部旋回体、及び建設機械に関する。

クレーン等の建設機械は、上部旋回体を備えている（例えば特開２０１８－０４８０１８号公報）。この上部旋回体は、旋回フレームと、この旋回フレームに設けられ各種の装置を支持するための支持部材とを備えている。

特開２０１８－０４８０１８号公報

上記公報に記載されているような従来の支持部材は、複数のアングル材を組み合わせて溶接によって固定することで製造されている。上記支持部材は、互いに対向する二対のアングル材を溶接することで外枠を構成し、外枠の内部空間に複数のアングル材を溶接により架橋することで補強し、さらに各種固定用のフランジを必要箇所に別途溶接することで設けられる。

上記支持部材は、溶接部が多く、溶接ひずみが大きくなるおそれがある。

また、上記支持部材は、外枠の内部空間を複数のアングル材で補強しているため、重量が大きくなるおそれがある。例えば、上記支持部材は、外枠の内部空間に配置するための最適な寸法のアングル材を確保できないような場合、このアングル材と同等の補強を行うためにさらに複数のアングル材を用いることを要する。このような補強のためのアングル材が増えると、補強部分の構造が複雑化しやすく、支持部材の重量が大きくなりやすい。

また、補強のためのアングル材が増えると、支持部材の製造時にアングル材を溶接する工程が増加するため、支持部材の製造時間が増加する恐れがある。

また、上記支持部材は、アングル材同士の溶接部分に段差が生じやすい。この段差が存在していると、各種固定用のフランジを追加できない場合があり、段差を補正する追加の加工（段差補正加工）を要し、製造時間及び製造コストが増加するおそれがある。

また、段差補正加工を行う際に、段差を補正するための部材を追加することを要する場合があり、支持部材の重量が大きくなりやすい。

上記支持部材は、特に周辺部品を多く有する油圧弁装置を支持する場合に、上記周辺部品を固定するためのフランジを比較的多く有することを要し、製造時間及び製造コストが増加するおそれがある。

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、溶接ひずみが少なく、軽量でかつ製造の容易化を図ることができる支持部材を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために発明された本発明の一態様に係る支持部材は、建設機械における上部旋回体の旋回フレームに取り付けられる支持部材であって、単一の金属製板材から構成される支持フレームを備え、上記支持フレームが、長手方向に間隔を空けて設けられる複数の開口を有し水平方向に配設される矩形状の支持板と、上記支持板の外周縁から下方に突出する１又は複数のリブとを有する。

本発明の一態様に係る支持部材は、溶接ひずみが少なく、軽量でかつ製造の容易化を図ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る支持部材を示す模式的斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る建設機械における上部旋回体の旋回フレームを示す模式的平面図である。 図３は、図１の支持部材が図２の旋回フレームに固定されている状態を示す模式的平面図である。 図４は、図１の支持部材が油圧弁装置を支持している状態を示す模式的平面図である。 図５は、図１の支持部材が油圧弁装置を支持している状態を示す模式的側面図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

本発明の一態様に係る支持部材は、建設機械における上部旋回体の旋回フレームに取り付けられる支持部材であって、単一の金属製板材から構成される支持フレームを備え、上記支持フレームが、長手方向に間隔を空けて設けられる複数の開口を有し水平方向に配設される矩形状の支持板と、上記支持板の外周縁から下方に突出する１又は複数のリブとを有する。

当該支持部材は、単一の金属製板材から支持フレームが構成されているため溶接ひずみが少ない。また、当該支持部材は、上記支持板に間隔を空けて複数の開口が設けられており、隣り合う開口の間の部分が補強部を構成するため、開口の形状及び配置を調整することで補強部の強度を容易に制御することができる。このため、当該支持部材は、従来の支持部材で行われていたようなアングル材による補強に比べ補強部の構造が簡素化され、支持部材の軽量化が図られる。さらに、当該支持部材は、溶接部が少なく、かつ段差補正加工も削減できるため、製造の容易化を図ることができる。なお、本明細書において「製造の容易化」とは、製造工程の単純化、製造時間の短縮又は製造コストの低減に伴う製造の容易化を意味する。

上記支持板の上面が面一であるとよい。このように、上記支持板の上面が面一であることにより、各種固定用のフランジ等を追加する場合に、取付位置の自由度を高めることができる。また、この構成によると、段差補正加工が不要となるため、製造の容易化を図ることができる。

上記リブの外側の側面が面一であるとよい。このように、上記リブの外側の側面が面一であることにより、各種固定用のフランジ等を追加する場合に、取付位置の自由度を高めることができる。また、この構成によると、段差補正加工が不要とあるため、製造の容易化を図ることができる。

上記１又は複数のリブが、全体として上記外周縁の全周に亘って設けられているとよい。このように、上記１又は複数のリブが、全体として上記外周縁の全周に亘って設けられていることにより、上記支持フレームの強度を容易に高めることができる。

上記支持フレームが、上記リブの突出方向の先端縁から突出するフランジ部をさらに有するとよい。このように、上記支持フレームが、上記リブの突出方向の先端縁から突出するフランジ部をさらに有することにより、各種固定用のフランジの溶接を削減でき、製造の容易化を図ることができる。

本発明の他の一態様に係る上部旋回体は、当該支持部材と、当該支持部材に支持される油圧弁装置とを備える。

当該上部旋回体は、当該支持部材を備えるため、軽量でかつ製造の容易化を図ることができる。また、当該支持部材が、周辺部品を多く有する油圧弁装置を支持するため、上記周辺部品を固定するためのフランジ部を確保するコストが低減される。

本発明の他の一態様に係る建設機械は、当該上部旋回体を備える。

当該建設機械は、当該上部旋回体を備えるため、軽量でかつ製造の容易化を図ることができる。

なお、本発明において、「水平方向」とは、当該支持部材を備える建設機械の設置面と平行な方向を意味し、「鉛直方向」とは「水平方向」に対して垂直な方向を意味する。「下方」とは「鉛直方向」のうち、当該支持部材から上記建設機械の設置面に向かう方向を意味し、「上方」とは「下方」の反対方向を意味する。「矩形状の支持板」とは、当該支持部材の支持板の上面が矩形状であることを意味する。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳説する。

［支持部材］
図１の支持部材１０は、建設機械の上部旋回体の旋回フレーム２０（図２）に取り付けられる支持部材であって、単一の金属製板材から構成される支持フレーム１１を備える。支持部材１０は後述する油圧弁装置３０を支持する。

支持部材１０は、支持部材１０の支持する装置又はその他の要件に応じて、支持フレーム１１以外の部品を備えていてもよい。本実施形態においては、支持部材１０は支持フレーム１１以外の部品として補強板１３及び溶接フランジ１４を有する。ただし、本発明は支持フレーム１１以外の部品の有無や上記部品の個数によって限定されるものではなく、支持部材１０が上記部品を有さない構成とすることも可能である。

＜支持フレーム＞
支持フレーム１１は、長手方向に間隔を空けて設けられる複数の開口１２ｂを有し水平方向に配設される矩形状の支持板１２と、支持板１２の外周縁から下方に突出する複数のリブ１５とを有する。支持フレーム１１は、リブ１５の突出方向の先端縁から突出するフランジ部をさらに有する。

（支持板）
支持板１２の開口１２ｂは矩形状であることが好ましい。このように、支持板１２の開口１２ｂが矩形状であることにより、支持板１２の軽量化と支持部材１０の強度とを両立させることが容易になる。ただし、支持部材１０の支持する装置やその他の要件に応じて、開口１２ｂの形状は円形、楕円形等の他の形状に変更することも可能である。

支持板１２は、上面が面一である。このように、支持板１２の上面が面一であることにより、支持板１２に支持フレーム１１以外の部品としてフランジ等を溶接する際に取り付け位置の自由度を高めることができる。また、この構成によると、支持板１２への段差補正加工が不要となるため、製造の容易化を図ることができる。

支持板１２は、下面が面一であり、かつ厚さが均一であることが好ましい。このように、支持板１２の下面が面一であり、かつ厚さが均一であることにより、支持板１２に支持フレーム１１以外の部品等を固定するための固定用孔を確保することが容易になる。ここで「厚さが均一」とは、支持板１２の任意の２点における鉛直方向の厚さが実質的に等しいことを意味する。

支持板１２は、複数の固定用孔１２ａを有する。このように、支持板１２が複数の固定用孔１２ａを有することで、支持部材１０に油圧弁装置３０を容易に固定することができる。ただし、支持部材１０の支持する装置又はその他の要件に応じて、固定用孔１２ａを設ける個数及び固定用孔１２ａの配置は適宜変更することが可能である。

（リブ）
リブ１５は、全体として支持板１２の外周縁の全周に亘って設けられている。具体的には、支持板１２の２つの長手辺、及び２つの短手辺からそれぞれ１つずつ計４つのリブ１５が下方に突出し、上記４つのリブ１５が全体として支持板１２の外周縁の全周に亘って設けられている。このように、リブ１５が、全体として支持板１２の外周縁の全周に亘って設けられていることにより、支持部材１０の強度が高まる。

リブ１５の外側の側面は面一である。このように、リブ１５の外側の側面が面一であることにより、リブ１５に支持フレーム１１以外の部品としてフランジ等を溶接する際の取り付け位置の自由度を高めることができる。また、この構成によると、リブ１５への段差補正加工が不要となるため、製造の容易化を図ることができる。

リブ１５は、裏側の側面が面一であり、かつ厚さが均一であることが好ましい。このように、リブ１５の裏側の側面が面一であり、かつ厚さが均一であることにより、リブ１５に支持フレーム１１以外の部品等を固定するための固定用孔を確保することが容易になる。ここで「厚さが均一」とは、リブ１５の任意の２点における水平方向の厚さが実質的に等しいことを意味する。

（フランジ部）
フランジ部は、水平フランジ１６と、鉛直フランジ１７とを有する。

水平フランジ１６は、支持板１２の長手辺に設けられる２つのリブ１５の一方に配設され、上記リブ１５の突出方向の先端縁から水平方向に突出するように設けられている。水平フランジ１６は、それぞれ固定用孔１６ａを有する。このように、水平フランジ１６が設けられ、水平フランジ１６がそれぞれ固定用孔１６ａを有することにより、支持フレーム１１へのフランジの溶接を削減でき、かつ油圧弁装置３０の周辺部品を固定することが容易になる。

水平フランジ１６は、間隔を開けて複数配設されていることが好ましい。このように、水平フランジ１６が間隔を開けて複数配設されていることにより、油圧弁装置３０の周辺部品が支持フレーム１１に確実に固定される。ただし、支持部材１０の支持する装置の要件又はその他の要件に応じて、水平フランジ１６の個数及び配置は適宜変更することが可能である。

水平フランジ１６は、上面及び下面が面一であり、かつ厚さが均一であることが好ましい。このように、水平フランジ１６の上面及び下面が面一であり、かつ厚さが均一であることにより、水平フランジ１６に、油圧弁装置３０の周辺部品等を固定するための固定用孔１６ａを確保することが容易になる。ここで「厚さが均一」とは、水平フランジ１６の任意の２点における鉛直方向の厚さが実質的に等しいことを意味する。

鉛直フランジ１７は、支持板１２の長手辺に設けられる２つのリブ１５の両方に配設され、上記２つのリブ１５の突出方向の先端縁から下方に突出するように設けられている。鉛直フランジ１７は、それぞれ固定用孔１７ａを有する。このように、鉛直フランジ１７が設けられ、鉛直フランジ１７がそれぞれ固定用孔１７ａを有することにより、支持フレーム１１へのフランジの溶接を削減でき、かつ支持部材１０を旋回フレーム２０に固定することが容易になる。

鉛直フランジ１７は、上記２つのリブ１５の両方においてそれぞれ間隔を開けて複数配設されていることが好ましい。このように、鉛直フランジ１７が上記２つのリブ１５の両方においてそれぞれ間隔を開けて複数配設されていることにより、支持部材１０が旋回フレーム２０に確実に固定される。さらに、本実施形態のように、旋回フレーム２０の形状に合わせて、２つの鉛直フランジ１７を支持板１２の短手方向に対向するように配設し、上記２つの鉛直フランジ１７を１対として複数対を配設してもよい。ただし、旋回フレーム２０の形状又はその他の要件に応じて、鉛直フランジ１７の個数及び配置は適宜変更することが可能である。

鉛直フランジ１７は、外側の面及び裏側の面が面一であり、かつ厚さが均一であることが好ましい。このように、鉛直フランジ１７の外側の面及び裏側の面が面一であり、かつ厚さが均一であることにより、鉛直フランジ１７に、支持部材１０を旋回フレーム２０に固定する等の目的で固定用孔１７ａを確保することが容易になる。ここで「厚さが均一」とは、鉛直フランジ１７の任意の２点における水平方向の厚さが実質的に等しいことを意味する。

＜支持フレーム以外の部品＞
本実施形態においては、支持フレーム以外の部品として支持フレーム１１に補強板１３及び溶接フランジ１４を溶接している。補強板１３は、支持板１２の短手方向に支持フレーム１１を橋渡しし、支持板１２の下面及びリブ１５の内側の側面に溶接される。このように、補強板１３を溶接することで、支持部材１０の強度をさらに高めることができる。溶接フランジ１４は支持板１２の上面に溶接される。このように、溶接フランジ１４が支持板１２の上面に溶接されることで、油圧弁装置３０の周辺部品を支持フレーム１１に固定することがさらに容易になる。

＜利点＞
本実施形態における支持部材１０は、単一の金属製板材から支持フレーム１１が構成されているため溶接ひずみが少ない。また、支持部材１０は、支持板１２に間隔を空けて複数の開口１２ｂが設けられており、隣り合う開口１２ｂの間の部分が補強部を構成するため、開口１２ｂの形状及び配置を調整することで補強部の強度を容易に制御することができる。このため、支持部材１０は、従来の支持部材で行われていたようなアングル材による補強に比べ補強部の構造が簡素化され、支持部材１０の軽量化が図られる。さらに、支持部材１０は、溶接部が少なく、かつ段差補正加工も削減できるため、製造の容易化を図ることができる。

［上部旋回体］
本実施形態における上部旋回体は、支持部材１０と、支持部材１０に支持される油圧弁装置３０とを備える。さらに、本実施形態における上部旋回体は、旋回フレーム２０を備え、当該支持部材１０は旋回フレーム２０に取り付けられる。

＜旋回フレーム＞
図２の旋回フレーム２０は、特に限定されないが、一対の縦枠２１及び一対の横枠２２により旋回フレーム２０の外枠が構成され、さらに複数の横枠２２により補強される。図２の上方向は建設機械の前方であり、図２の下方向は建設機械の後方である。建設機械の後方に位置する補強用横枠２２からは、建設機械の後方かつ水平方向に向けて複数の梁２３が設けられる。梁２３はそれぞれ、支持部材１０を固定するためのフランジ２４を有する。フランジ２４は固定用孔を有する。

図３は支持部材１０が図２の旋回フレーム２０に固定されている状態を示す。支持部材１０は、旋回フレーム２０の梁２３に載置され、支持部材１０の鉛直フランジ１７と旋回フレーム２０のフランジ２４の間で面合わせされる。固定用孔１７ａ及びフランジ２４の固定用孔にボルトが装着されることで、支持部材１０が旋回フレーム２０に固定される。

＜油圧弁装置＞
図４及び図５は支持部材１０が油圧弁装置３０を支持している状態を示す。本実施形態において、油圧弁装置３０は、油圧弁ユニット３１、油通路３２、油通路３３、継手３５、コントロールバルブ３６、チューブ継手３７及び油圧チューブ３８を有する。

図４及び図５の油圧弁装置３０において、複数の油圧バルブの組み合わせ及びそれらの配管構造を、全体として油圧弁ユニット３１として略図化しており、油圧弁ユニット３１に加え支持部材１０に取り付ける一部の油通路、バルブ、油圧チューブ及び継手のみを明示している。油圧弁ユニット３１は、支持部材１０の支持板１２の固定用孔１２ａを用いて、ボルトで固定される。

油通路３３は、支持板１２の長手方向に沿って水平フランジ１６上に載置される。油通路３３の上面からは、複数の油通路３２が延び、継手３５を介して油圧弁ユニット３１に接続される。油通路３３には、水平フランジ１６の位置に合わせて固定用孔３４ａを有する固定用カバー３４が設置される。固定用カバー３４は油通路３３の上面から被せられ、固定用孔１６ａ及び固定用孔３４ａに固定ボルト３９を装着することで固定される。

油圧チューブ３８は、一端がチューブ継手３７を介してコントロールバルブ３６に接続され、もう一端が支持部材１０の溶接フランジ１４の固定用孔１４ａに固定される。図４及び図５において、支持部材１０に直接固定する油圧チューブ３８のみを図示し、その他の油圧弁ユニット３１に接続されるチューブは省略している。

＜利点＞
本実施形態における上部旋回体は、当該支持部材１０を備えるため、軽量でかつ製造の容易化を図ることができる。また、当該支持部材１０が、周辺部品を多く有する油圧弁装置３０を支持するため、上記周辺部品を固定するためのフランジ部を確保するコストが低減される。

［建設機械］
本実施形態における建設機械は、上記の構成を有する上部旋回体を備える。例えば、鉛直方向を軸として上記上部旋回体を回転可能（旋回可能）に支持する下部走行体を備えることが可能である。

＜利点＞
本実施形態における建設機械は、上記上部旋回体を備えるため、軽量でかつ製造の容易化を図ることができる。

［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。

上記実施形態において、支持部材の支持板は上面が面一であるが、本発明は上記構成に限定されず、支持部材の支持板は、上面が面一でなくてもよい。例えば、支持部材の支持板の上面に作業時の滑り止め加工を施したり、部分的に段差を設けることが可能である。

上記実施形態において、支持部材のリブは、全体として支持板の外周縁の全周に亘って設けられているが、本発明は上記構成に限定されない。例えば、支持部材のリブは、支持板の外周縁の一部に設けられていてもよい。

上記実施形態において、支持部材のリブは計４つ設けられているが、本発明はリブの個数に限定されない。例えば、支持部材のリブは１つであってもよい。

上記実施形態において、支持部材のリブは外側の側面は面一であるが、本発明は上記構成に限定されず、支持部材のリブの外側の側面は面一でなくてもよい。例えば、支持部材のリブの外側の側面に部分的に段差を設けることも可能である。

上記実施形態において、フランジ部は油圧弁装置を固定するための水平フランジ及び支持部材を旋回フレームに固定するための鉛直フランジを有するものと説明したが、本発明は上記構成に限定されない。例えば、支持部材の支持する装置の形状に応じて、鉛直方向に突出するフランジを上記装置を固定するために設けることも可能である。また、旋回フレームの形状に応じて、水平方向に突出するフランジを、支持部材を旋回フレームに固定するために設けることも可能である。さらに、支持部材の要件に応じて、フランジ部を設けない構成とすることも可能である。

上記実施形態において、水平フランジ及び鉛直フランジが支持板の長手方向に設けられる構成としたが、本発明は上記構成に限定されない。例えば、支持部材の要件に応じて、水平フランジ及び鉛直フランジの一部又はすべてが支持板の短手方向に設けられる構成としてもよい。

上記実施形態において、支持部材が油圧弁装置を支持する構成を例にとり説明したが、本発明は上記構成に限定されない。例えば、上記装置として、油タンク等の建設機械に必要な他の装置を、支持部材で支持しているものであってもよい。

上記実施形態において、旋回フレームは、一対の縦枠及び一対の横枠により外枠が構成され、さらに複数の横枠により補強される構成としたが、本発明は上記構成に限定されない。旋回フレームを構成する部材及び形状は、建設機械の要件に応じて適宜選択可能である。

上記実施形態において、支持部材は旋回フレームに対して建設機械の後方寄りに取り付けられているが、本発明は上記構成に限定されない。例えば、支持部材は、旋回フレームに対して建設機械の前方寄りに取り付けられてもよい。

上記実施形態において、１つの支持部材が１つの旋回フレームに取り付けられているが、本発明は上記構成に限定されない。例えば、複数の支持部材が１つの旋回フレームに取り付けられていてももよい。

上記実施形態にあっては、支持部材と油圧弁装置の固定及び支持部材と旋回フレームの固定についてはボルトを利用するものについて説明したが、本発明はこれに限定されない。また、ボルトを用いる場合であっても、上記実施形態の例に限定されるものではない。

本発明は、例えば油圧弁装置を備えるクレーン車等の建設機械に好適に用いられる。

１０ 支持部材
１１ 支持フレーム
１２ 支持板
１２ａ 固定用孔
１２ｂ 開口
１３ 補強板
１４ 溶接フランジ
１４ａ 固定用孔
１５ リブ
１６ 水平フランジ
１６ａ 固定用孔
１７ 鉛直フランジ
１７ａ 固定用孔
２０ 旋回フレーム
２１ 縦枠
２２ 横枠
２３ 梁
２４ フランジ
３０ 油圧弁装置
３１ 油圧弁ユニット
３２ 油通路
３３ 油通路
３４ 固定用カバー
３４ａ 固定用孔
３５ 継手
３６ コントロールバルブ
３７ チューブ継手
３８ 油圧チューブ
３９ 固定ボルト

Claims (7)

1. 建設機械における上部旋回体の旋回フレームに取り付けられる支持部材であって、
   単一の金属製板材から構成され、その長手方向が上記旋回フレームの枠部材に沿うように、且つ上記枠部材に近接して配置される支持フレームを備え、
   上記支持フレームが、長手方向に間隔を空けて設けられる複数の開口を有し水平方向に配設される矩形状の支持板と、上記支持板の外周縁から下方に突出する１又は複数のリブとを有する支持部材。
2. 上記支持板の上面が面一である請求項１に記載の支持部材。
3. 上記リブの外側の側面が面一である請求項１又は請求項２に記載の支持部材。
4. 上記１又は複数のリブが、全体として上記外周縁の全周に亘って設けられている請求項１、請求項２又は請求項３に記載の支持部材。
5. 上記支持フレームが、上記リブの突出方向の先端縁から突出するフランジ部をさらに有する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の支持部材。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の支持部材と、
   上記支持部材に支持される油圧弁装置と
   を備える上部旋回体。
7. 請求項６に記載の上部旋回体を備える建設機械。
   

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