走行車両の建屋の支持フレーム
【課題】走行車両の作動時に支持フレームに作用する荷重の低減を図り、もって支持フレームの変形や損傷を抑制して、支持フレームの耐久性を向上させる。
【解決手段】センタービーム１０に立設した前後の柱２１，２１と、それらの上端部を架け渡した梁２２とからなる支持フレーム２０において、梁２２を途中で分割した分割梁２２ａ，２２ｂとなし、両分割梁２２ａ，２２ｂを弾性部材２４ａを有する弾性連結部材２４で連結するようになし、その連結位置は、柱２１への連結部から等距離とはなっておらず、分割梁２２ａ，２２ｂの長さは異なっており、支持フレーム２０は弾性連結部材２４の位置を中心として前後に非対称となっている。
【解決手段】センタービーム１０に立設した前後の柱２１，２１と、それらの上端部を架け渡した梁２２とからなる支持フレーム２０において、梁２２を途中で分割した分割梁２２ａ，２２ｂとなし、両分割梁２２ａ，２２ｂを弾性部材２４ａを有する弾性連結部材２４で連結するようになし、その連結位置は、柱２１への連結部から等距離とはなっておらず、分割梁２２ａ，２２ｂの長さは異なっており、支持フレーム２０は弾性連結部材２４の位置を中心として前後に非対称となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の建屋等のように、走行車両に設置される建屋の骨組構造として機能する支持フレームに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走行車両として、例えば建設機械の代表例として、油圧ショベルは下部走行体に旋回装置を介して上部旋回体を設置したものからなり、上部旋回体には、オペレータが搭乗して機械を操作するための運転室が設けられている。また、上部旋回体には、土砂等の掘削作業手段等と共に、建屋が設けられており、この建屋の内部にはエンジン，油圧ポンプ，コントロールバルブ等の機器類が設置されている。
【０００３】
建屋は、例えば特許文献１に示されているような構成となっている。即ち、上部旋回体を構成する旋回フレームの所要箇所に立設した複数の柱と、複数の柱間に架け渡した梁や桁から建屋の骨組構造が構成され、この骨組構造にサイドカバー及びルーフカバー装着され、また必要に応じて開閉カバーやアンダーカバーが設けられる。そして、前述した機器類は建屋の内部空間に設置される。これら各種のカバー部材は金属の薄板から構成され、建屋における支持フレーム等に取り付けられることになる。ここで、柱と梁とは概略直交する方向に延在されており、これら柱や梁はそれぞれ独立の部材から構成し、若しくはロッド状の部材を曲げ加工することにより一体的に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０４５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、建設機械は不整地を走行するものであり、掘削作業手段により土砂の掘削等の作業が行われるものである。走行したり、作業を行ったりする間には、上部旋回体は振動することになる。振動は、主に、上部旋回体の左右方向の軸回りに回転振動するピッチング振動や、上部旋回体の前後方向の軸回りに回転振動するローリング振動であり、またこれらの振動が複合的に発生する。このために、支持フレームには圧縮、引っ張り、曲げ、捩じれ等、様々な方向に変形させようとする荷重が作用する。特に、支持フレームには、カバー部材が連結されており、従って支持フレームに対して所定の重量を支持している。支持フレームには、この状態で、大きな荷重が繰り返し頻繁に作用することになる。
【０００６】
以上の結果、支持フレームに金属疲労を生じさせる等により、支持フレームを変形させたり、損傷を生じさせたりするおそれがある。特に、エンジンルームを構成する支持フレームのように、梁が架け渡されている柱と柱との間の間隔が大きいときには、振動により支持フレームが大きく揺れることになり、特に柱と梁との間のコーナー部分に集中的な荷重が作用して変形や損傷を発生するおそれがある。
【０００７】
以上のことから、支持フレームの強度を向上させるために、支持フレームそのものの剛性を高くすることが考えられる。しかしながら、支持フレームの剛性を高くすると、支持フレームが大型化し、また重量化するといった問題点がある。ところで、支持フレームに角材をクロスさせて設けることにより筋交いを構成し、この筋交いを補強部材とすれば、支持フレームの保形性が向上することになり、支持フレームの変形や損傷を抑制することができる。しかしながら、建屋内に設置される機器類として、エンジンのような大型の機器の設置部にはこのエンジンを跨ぐようにして筋交いを設けることができない等というように、筋交いのような機構を設置するスペースが得られない場合がある。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、走行車両の作動時に支持フレームに作用する荷重の低減を図り、もって支持フレームの変形や損傷を抑制して、支持フレームの耐久性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明は、走行車両の走行フレームに立設され、建屋の骨組構造を構成し、複数の柱と、２本乃至それ以上の数の柱の間に架け渡すように設けられる梁とを含む支持フレームであって、前記梁は、その長さ方向の途中位置で分割した分割梁となし、この分割梁の間を連結部材で相対変位可能に連結する構成となし、前記各分割梁の前記柱への連結部から前記連結部材までの長さ寸法が相互に異なっていることをその特徴とするものである。
【００１０】
車両が走行し、また作業手段により作業を行っている際には、梁が振動することになるが、この梁に作用する振動は走行車両の走行フレームに立設した柱から伝達されるものである。前後に設けた柱と、これら両柱間に架け渡されている梁とが一体物として構成されていると、振動は支持フレーム全体に及ぶことになり、支持フレーム全体が左右方向、前後方向若しくは捩じれ方向に大きく振動することになる。
【００１１】
一方の柱から伝達される振動と、他方の柱から伝達される振動との間で共振等を生じないようにする。このために、梁を分割して、分割梁の一方を他方に対して相対変位可能に連結する。この分割梁の分割位置は、それぞれが連結されている柱からの距離が等しくない位置とし、従って梁の分割位置を中心としたときに、非対称となるように分割した構成となっている。これによって、それぞれ柱から伝達される分割梁の動きにおいて、一方側の分割梁の動きと他方側の分割梁の動きとに差が生じ、共振することはない。そして、この両分割梁の動きの差により相互の動きが干渉することになって、連結部材により吸収される。
【００１２】
従って、連結部材は両分割梁の相対変位を許容することが必要となる。連結部材をゴム等の弾性部材で構成すれば、制限された範囲で圧縮方向や、引っ張り方向及び剪断方向に相対変位可能となり、効率的に振動が吸収される。ここで、連結部材を弾性連結部材として構成するにしても、支持フレームに荷重や衝撃が作用したときにも、支持フレーム全体としての強度及び保形性を確保する必要がある。従って、連結部材はある程度の硬度を持たせる必要がある。ただし、連結部材を構成する弾性部材の硬度をあまり高くすると、振動の吸収機能が低下することになる。
【００１３】
ところで、分割梁の部位において、支持フレームの強度及び剛性が必要なのは、連結部材を剪断する方向である。そこで、連結部材の剪断方向の動きの許容範囲を規制することによって、弾性部材の硬度を低下させても、支持フレームとしての強度及び剛性を確保することができる。このためには、連結部材と一体的に、若しくは連結部材とは別部材として、弾性連結部材の剪断方向への変位量を規制する振動規制部材を設けるようにすることができる。
【００１４】
ここで、支持フレームのうち、振動によりダメージを受ける可能性が最も高いのは、柱と梁と間のコーナー部分である。そして、このコーナー部分にダメージを与える大きい負荷が作用するのは、梁が連結されている両側の柱が相互に近接・離間する方向の動きであり、このときには分割梁の連結部に対して圧縮されたり、引っ張られたりする方向の力が加わることになる。そこで、連結部材を構成する分割梁の動きの許容方向としては、分割梁が近接・離間する方向のみとし、それ以外の方向については、剛性を持たせるようにすることができる。例えば、筒状若しくは軸状部材に分割梁の端部に連結したスライド部材と、両スライド部材間に介装したばねとから構成するか、またばねに代えてオイルやエア等の流体を封入する構成としたダンパから構成することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
走行車両の建屋を構成する支持フレームにおいて、走行車両が作動時にこの支持フレームに作用する荷重が低減されるようになり、支持フレームの変形や損傷が抑制されて、支持フレームとしての耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】走行車両の一例としての油圧ショベルを示す外観図である。
【図２】図１の油圧ショベルにおける上部旋回体に設置される建屋の骨組構造を示す外観斜視図である。
【図３】本発明の実施の一形態を示す支持フレームの外観斜視図である。
【図４】図３の支持フレームの正面図である。
【図５】分割梁の連結部材としての弾性連結部材の分解斜視図である。
【図６】本発明における分割梁間の連結部材に関する第２の実施の形態を示す外観斜視図である。
【図７】図６の分解斜視図である。
【図８】本発明における分割梁間の連結部材に関する第３の実施の形態を示す外観斜視図である。
【図９】図８の分解斜視図である。
【図１０】本発明における分割梁間の連結部材に関する第４の実施の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１において、建屋を有する走行車両の一例として、油圧ショベルを示す。なお、本発明はこの油圧ショベルに限定されるものではなく、要は建屋を有する走行車両一般に適用できるものである。図中において、１はクローラ式の走行手段を設けた下部走行体であり、この下部走行体１には旋回装置２を介して上部旋回体３が設けられている。
【００１８】
上部旋回体３は、旋回フレーム４にオペレータが搭乗して油圧ショベルの操作を行うための運転室５が設けられ、また作業手段としての掘削作業手段６が装着されている。これら運転室５及び掘削作業手段６は旋回フレーム４の前方側に設けられており、旋回フレーム４の後部にはカウンタウエイト７が設置されている。さらに、運転室５及び掘削作業手段６とカウンタウエイト７との間の位置には建屋８が設けられている。
【００１９】
掘削作業手段６は、ブーム６ａと、アーム６ｂ及びバケット６ｃから構成されており、作業の種類によっては、バケット６ｃに代えて、ブレーカ等、他のアタッチメントが交換して装着されることになる。ブーム６ａは上部旋回体３の旋回フレーム４に俯仰動作可能に設けられており、アーム６ｂはブーム６ａの先端において、上下方向に回動可能となっている。バケット６ｃはアーム６ｂにリンク機構を介して連結されており、これらブーム６ａ，アーム６ｂ及びバケット６ｃは、それぞれ油圧シリンダにより駆動される。
【００２０】
図２に旋回フレーム４及び建屋８との骨組構造の概略構成を示す。まず、旋回フレーム４は、左右一対設けたセンタービーム１０，１０と、これらセンタービーム１０と平行に設けたサイドフレーム１１と、センタービーム１０，１０間及びセンタービーム１０とサイドフレーム１１との間に架け渡すようにして設けた複数の横ビーム１２とを有するものである。掘削作業手段６はセンタービーム１０の前方位置に装着されており、またセンタービーム１０の後方にカウンタウエイト７が設置されている。
【００２１】
建屋８は図１に示したように周囲と上面部とはカバー部材１３により覆われている。これらカバー部材１３は骨組構造部１４等に支持される構成としている。建屋８の骨組構造部１４のうち、エンジン（図示せず）が設置されているエンジンルーム１５における骨組構造の部分の構成を図３及び図４に示す。
【００２２】
エンジンルーム１５の骨組構造としては、２本のセンタービーム１０，１０にそれぞれ立設した支持フレーム２０，２０を有し、これら両支持フレーム２０，２０は、各支持フレーム２０の前後の位置に立設した柱２１，２１と、両柱２１，２１間に架け渡して設けた梁２２とから構成されている。また、両支持フレーム２０，２０間には、各柱２１間と、各梁２２間とを架け渡すようにして桁２３が設けられている。そして、これら支持フレーム２０を構成する柱２１，梁２２，桁２３には建屋８の壁面を構成するカバー部材が適宜固定されることになる。
【００２３】
油圧ショベルは建設工事現場等といった不整地を走行するものであり、また掘削作業手段６により土砂の掘削等の作業が行われる。さらに、掘削作業手段６により土砂の掘削を行い、バケット６ｃに土砂を取り込んだ状態で、旋回装置２を作動させて、上部旋回体３を旋回させて、ダンプトラックに土砂を積載し、再び掘削位置まで旋回させる等といった動作が行われる。従って、油圧ショベルの稼働中は、上部旋回体３には、繰り返して、ピッチング振動やローリング振動が生じ、しかもこれらが同時に複合的に生じることになる。特に、センタービーム１０には、その前方部位に掘削作業手段６が設けられており、後方部位にはカウンタウエイト７が設置されているので、繰り返し様々な方向に振動することになる。
【００２４】
ここで、センタービーム１０は、垂直板１０ａと、この垂直板１０ａの上下に固着した所定幅を有する水平板１０ｂ，１０ｃとからなる断面がＩ型の構成からなり、前後方向に長手となっている。従って、掘削作業手段６のバケット６ｃを接地させたときには、その反力でカウンタウエイト７が沈み込んだり浮き上がったり、土砂を掬い上げる際にはカウンタウエイト７が沈み込むというように、センタービーム１０にはピッチング振動が発生する。また、車両は不整地を走行することから、地面の突起部を乗り越えたとき等にも、同様、センタービーム１０にピッチング振動が発生することになる。また、カウンタウエイト７が左右に揺動すること等から、このカウンタウエイト７が設置されているセンタービーム１０がその長手方向の軸回りに振動するローリング振動も発生する。
【００２５】
これらの振動は、センタービーム１０に取り付けられている支持フレーム２０にも伝達される。支持フレーム２０における前後一対の柱２１，２１は、センタービーム１０に所定の間隔をもって固定され、梁２２は柱２１，２１の上端部間を架け渡すようにして設けられている。従って、センタービーム１０が振動すると、この振動は支持フレーム２０にまで伝達され、この支持フレーム２０の全体が曲げられたり、捩じられたりすることになり、また柱２１が前後に揺動することにより梁２２が圧縮されたり、引っ張られたりすることになる。
【００２６】
センタービーム１０に作用する振動のうち、最大のものはピッチング振動であり、このときには支持フレーム２０は、図４に仮想線で示したように、柱２１が前後に大きく揺動することになる。その結果、両柱２１，２１間を架け渡している梁２２が圧縮する方向に変形したり、引っ張り力が作用したりする結果、梁２２と柱２１との間のコーナー部分に応力が集中して、亀裂が生じる等といった損傷を受けるおそれがある。
【００２７】
以上の振動による負荷を軽減するために、梁２２を一体物で構成するのではなく、中間で分割することにより、分割梁２２ａ，２２ｂを構成している。しかも、分割梁２２ａ，２２ｂ間は連結部材により連結されており、この連結部材は弾性連結部材２４となっている。即ち、図５に示したように、分割梁２２ａ，２２ｂの相対向する端部には、それぞれ端板２５が固着して設けられており、これらの端板２５にはボルト挿通孔２５ａが板厚を貫通する状態に穿設されている。弾性連結部材２４は、ゴム等の弾性部材をブロック状に形成した弾性部材２４ａを有し、この弾性部材２４ａの両端部には取付板２４ｂ，２４ｂが固着して設けられており、この取付板２４ｂにはボルト２６が外方に向けて突出するように設けられている。これら両取付板２４ｂは、端板２５に設けたボルト挿通孔２５ａに挿通させるようにして取付板２４ｂに当接させ、端板２５の外側からナット２７をボルトに螺合させることにより弾性連結部材２４は分割梁２２ａ，２２ｂ間に固定される。
【００２８】
梁２２の分割位置は、その柱２１への連結部から等距離とはなっておらず、分割梁２２ａ，２２ｂの長さは異なっている。従って、支持フレーム２０は弾性連結部材２４の位置を中心として前後に非対称となっている。なお、本実施の形態では、後方側の分割梁２２ｂが長尺となっているが、前方側の分割梁２２ａを長尺にすることもできる。また、両分割梁２２ａ，２２ｂの長さ寸法に極端な差を持たせたり、寸法差が殆どないように設定したりするのではなく、ある程度の寸法差、例えば長い方の分割梁を短い方の分割梁の１．２〜１．５倍程度とするのが望ましい。
【００２９】
油圧ショベルの作動中には、センタービーム１０に振動が発生する。センタービーム１０には支持フレーム２０が設けられているので、センタービーム１０の振動は支持フレーム２０に伝達される。支持フレーム２０を構成する前後の柱２１，２１は、間隔をあけて設けられており、様々な方向に振動したり、揺動したりする。支持フレーム２０にピッチング振動が発生すると、梁２２の両端が連結されている柱２１，２１が前後方向及び斜め方向に振動することになる。ここで、梁２２は弾性連結部材２４を設けた分割梁２２ａ，２２ｂから構成されており、弾性連結部材２４は伸縮可能であり、また剪断方向にも弾性変形可能である。従って、支持フレーム２０にピッチング振動が生じても、弾性連結部材２４の弾性部材２４ａが弾性変形してずれが生じる。その結果、柱２１と梁２２との間のコーナー部分等における応力集中が低減され、この部位に亀裂や損傷等が発生するおそれは少なくなる。
【００３０】
ここで、ピッチング振動を吸収するために、梁２２を分割して分割梁２２ａ，２２ｂとしており、これら分割梁２２ａ，２２ｂの先端部間は弾性連結部材２４により弾性的に連結されている。このために、支持フレーム２０に作用する振動に基づいて分割梁２２ａ，２２ｂが共振状態になると、その振動の振幅が大きくなる可能性がある。しかしながら、分割梁２２ａと分割梁２２ｂとでは柱２１への連結部からの長さが異なっているので、先端が振動するにしろ、少なくともその振幅が一致せず、また振動周波数も異なるものとなる。従って、分割梁２２ａ，２２ｂが共振することはなく、むしろ相互の動きを打ち消す方向に作用することになる。
【００３１】
ところで、支持フレーム２０は、両側の柱２１，２１とその間に架け渡した梁２２とから構成されるものであって、梁２２を分割梁２２ａ，２２ｂとし、その間に弾性連結部材２４を介在させていることから、弾性連結部材２４を構成する弾性部材２４ａはある程度の硬度を持たせるにしても、支持フレーム２０の強度なり保形性が低下して、荷重が作用すると、例えば梁２２を上方から押圧する力が作用すると、弾性部材２４ａが剪断する方向に変形して、その本来の形状を維持できなくなって、梁２２の中央部分が凹状に湾曲変形するおそれがある。また支持フレーム２０のいずれかの部位に衝撃的荷重が作用すると、柱２１と分割梁２２ａ，２２ｂとの間のコーナー部分が変形してしまうおそれもある。そこで、弾性連結部材２４の弾性部材２４ａの剪断方向への変位量を規制する振動規制部材３０を備えている。
【００３２】
建屋８においては、エンジンルーム１５を構成する部位では、上方に開放可能なエンジンカバー１６が装着されている関係から、胴縁３１が設けられる。振動規制部材３０は、この胴縁３１の部位に設けられており、支持フレーム２０の保形機能を発揮させることができる。即ち、図３から明らかなように、前後の柱２１，２１の高さ方向の中間位置に分割胴縁３１ａ，３１ｂを設けて、一方の分割胴縁３１ａと他方の分割胴縁３１ｂとの間を所定の長さ分だけ重なり合うようにする。そして、両分割胴縁３１ａ，３１ｂの重畳部にゴム等の緩衝部材３２を介在させて連結する。ここで、緩衝部材３２は薄いシート状のものとする。これによって、胴縁３１は、緩衝部材３２の伸縮量に応じて限定された範囲内で上下方向に曲げは可能であるものの、分割胴縁３１ａ，３１ｂを重ね合わせたことにより分割梁２２ａ，２２ｂに上方から押圧力が作用しても、緩衝部材３２の撓み量を越えて凹状に湾曲するのを防止でき、弾性連結部材２４の剪断方向の変位量を規制して、支持フレーム２０全体の保形性が確保される。
【００３３】
ここで、支持フレーム２０の分割胴縁３１ａ，３１ｂ間の連結部において、センタービーム１０の振動等を吸収することにより緩衝機能を発揮させ、しかも振動規制機能を発揮させる機能を持たせることができる。このためには、連結部材を図６及び図７に示したように構成する。即ち、弾性連結部材２４における取付板２４ｂと、端板２５との間に、振動規制部材４０を介在させる。
【００３４】
振動規制部材４０は、雌側規制部４１と雄側規制部４２とから構成され、雌側規制部４１は端板２５と取付板２４ｂとの間に挟持される鉛直板部４１ａと、この鉛直板部４１に高さ方向に位置を違えて設けた一対の挟持板部４１ｂ，４１ｃとから構成され、下側の挟持板部４１ｃには、その張り出し先端部を上方に向けて直角に曲折させた抱持用延在板部４１ｄが設けられている。
【００３５】
一方、雄側規制部４２は、端板２５と取付板２４ｂとの間に挟持される鉛直板部４２ａと、この鉛直板部４２ａの下端部を９０度曲折することにより形成した規制板部４２ｂとから構成されている。そして、この規制板部４２ｂは雌側規制部４１の上下の挟持板部４１ｂ，４１ｃの間に挿入されるようにして組み込まれている。従って、雌側規制部４１の挟持板部４１ｂ，４１ｃ間の間隔は雄側規制部４２の規制板部４２ｂの厚みより広くなっており、その間にシート状の弾性部材４３，４３を介装させている。従って、分割梁２２ａ，２２ｂが上下にずれる方向への相対移動範囲、つまり弾性連結部材２４の弾性部材２４ａを剪断する方向の動きが、雌側規制部４１の挟持板部４１ｂ，４１ｃの間での雄側規制部４２の規制板部４２ｂの上下動の可能範囲に規制される。
【００３６】
また、抱持用延在板部４１ｄは、雄側規制部４２の鉛直板部４２ａを回り込んで、この鉛直板部４２ａの背面と所定の間隔をもって対面している。従って、雌側規制部４１と雄側規制部４２とは、相互に近接・離間する方向の動き、つまり弾性連結部材２４の弾性部材２４ａの伸縮方向への動きが、抱持用延在板部４１ｄと鉛直板部４２ａの背面との間の間隔及び雄側規制部４２の規制板部４２ｂの端面と鉛直板部４１ａとの間の間隔に規制されることになる。
【００３７】
なお、雌側規制部４１及び雄側規制部４２の各鉛直板部４１ａ，４２ａにはボルト挿通用の凹溝４４，４４が設けられており、取付板２４ｂに突設したボルト２６はこの凹溝４４を介して端板２５のボルト挿通孔２５ａに挿通されることになる。
【００３８】
このように構成することによって、支持フレーム２０に様々な方向への振動等が生じても、弾性連結部材２４が弾性変形することにより吸収されて、柱２１と梁２２との間のコーナー部分等に亀裂や損傷等が発生するのを防止できる。しかも、荷重の作用による梁２２の撓みや変形は振動規制部材４０の作用で抑制され、支持フレーム２０の形状を安定させることができる。
【００３９】
さらに、図８及び図９のように、振動規制部材５０を有する連結部材として構成することもできる。この振動規制部材５０は、図６，図７の構成と同様、雌側規制部５１と雄側規制部５２とから構成されている。雌側規制部５１は鉛直板部５１ａの下端部に水平方向に延在されている延在板部５１ｂが設けられ、この延在板部５１ｂには立ち上がり壁５１ｃ，５１ｄが設けられている。さらに、延在板部５１ｂの先端側立ち上がり壁５１ｄの上端部は内向きに９０度曲折した規制板部５１ｅが形成されている。一方、雄側規制部５２は鉛直板部５２ａと、この鉛直板部５２ａの下端部に９０度曲折した規制板部５２ｂとを有するものである。
【００４０】
規制板部５２ｂは雌側規制部５１の延在板部５１ｂと規制板部５１ｅとの間の間隔内に位置していることから、分割梁２２ａと分割梁２２ｂとは、その間の間隔分だけ上下方向に相対移動可能となり、弾性連結部材２４の弾性部材２４ａを剪断する方向の動きが規制される。また、鉛直板部５２ａの背面は雌側規制部５１の立ち上がり壁５１ｂと所定の間隔を置いて対面しており、分割梁２２ａと分割梁２２ｂとが近接・離間する方向の動きは、この間隔分に規制される。その結果、支持フレーム２０の保形性が確保される。
【００４１】
既に説明したように、支持フレームに作用する負荷に対しては、柱と梁とを連結するコーナー部分に応力が集中し、その結果この部位に損傷や変形が生じる可能性が高くなるために、センタービームに作用するピッチング振動によって、柱が前後方向に揺動することになる。従って、梁を分割して、前後の分割梁を前後方向に相対移動可能とすることによって、支持フレームの柱と梁との間のコーナー部分に応力が集中するのを緩和するが、これ以外の方向については、つまり、上下方向の動きに対しては、必ずしも緩衝性を持たせる必要はなく、曲げに対する強度を高めて、保形性を良好にすることもできる。このために、分割梁２２ａと分割梁２２ｂとの間の連結部材としては、図１０に示したように構成することができる。
【００４２】
即ち、分割梁２２ａと分割梁２２ｂとの間を離間させるように配置し、これら分割梁２２ａ及び分割梁２２ｂに軸挿通部材６０，６０を固定して設ける構成となし、軸挿通部材６０には挿通孔６０ａが貫通するように穿設されている。挿通孔６０ａには軸部材６１が摺動可能に挿通されており、この軸部材６１は、分割梁２２ａに設けた軸挿通部材６０から分割梁２２ｂに設けた軸挿通部材６０の挿通孔６０ａに挿通させている。また、軸部材６１の両端部には、ばね受けフランジ６２，６２が設けられており、両ばね受けフランジ６２と軸挿通部材６０の端面との間と軸挿通部材６０，６０間とにそれぞればね６３が介装されている。
【００４３】
以上のように構成することによって、一方の柱２１とこの柱２１に連結されている分割梁２２ａとが振動したときには、この分割梁２２ａに固定して設けた軸挿通部材６０と軸部材６１の端部に設けたばね受けフランジ６２との間に設けたばね６３と、分割梁２２ｂに固定して設けた軸挿通部材６０との間のばね６３とが伸縮する結果、その間で振動の吸収及び緩衝作用が発揮される。また、分割梁２２ｂ側でも、この分割梁２２ｂに設けた軸挿通部材６０の両端に作用するばね６３の伸縮により振動の吸収及び緩衝作用が行われ、これら分割梁２２ａ，２２ｂに圧縮力や引っ張り力が作用するのを防止できる。従って、分割梁２２ａ，２２ｂと柱２１との間の曲折部の損傷や変形が防止される。
【００４４】
そして、支持フレーム２０に作用するカバー部材等の重量物による押圧力や外部からの物体の衝突等による衝撃力が支持フレーム２０のいずれかの部位に作用しても、梁２２は、分割梁２２ａから軸部材６１を介して他方の分割梁２２ｂと実質的に一体物を構成しているので、変形や潰れ等を生じることはない。挿通孔６０ａの孔径と軸部材６１の外径との径差は、少なくとも軸部材６１が摺動変位可能なようになし、また多少の径差を持たせると、分割梁２２ａと分割梁２２ｂとの間に上下方向にずれが生じても、この径差分で吸収できるようになる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 下部走行体 ３ 上部旋回体
６ 掘削作業手段 ７ カウンタウエイト
８ 建屋 １０ センタービーム
１４ 骨組構造 ２０ 支持フレーム
２１ 柱 ２２ 梁
２２ａ，２２ｂ 分割梁 ２４ 弾性連結部材
２４ａ 弾性部材 ２４ｂ 取付板
２５ 端板 ２６ ボルト
２７ ナット ３１ 胴縁
３１ａ，３１ｂ 分割胴縁 ３２ 緩衝部材
４０，５０ 振動規制部材 ４１，５１ 雌側規制部
４２，５２ 雄側規制部 ６０ 軸挿通部材
６１ 軸部材 ６３ ばね
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の建屋等のように、走行車両に設置される建屋の骨組構造として機能する支持フレームに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走行車両として、例えば建設機械の代表例として、油圧ショベルは下部走行体に旋回装置を介して上部旋回体を設置したものからなり、上部旋回体には、オペレータが搭乗して機械を操作するための運転室が設けられている。また、上部旋回体には、土砂等の掘削作業手段等と共に、建屋が設けられており、この建屋の内部にはエンジン，油圧ポンプ，コントロールバルブ等の機器類が設置されている。
【０００３】
建屋は、例えば特許文献１に示されているような構成となっている。即ち、上部旋回体を構成する旋回フレームの所要箇所に立設した複数の柱と、複数の柱間に架け渡した梁や桁から建屋の骨組構造が構成され、この骨組構造にサイドカバー及びルーフカバー装着され、また必要に応じて開閉カバーやアンダーカバーが設けられる。そして、前述した機器類は建屋の内部空間に設置される。これら各種のカバー部材は金属の薄板から構成され、建屋における支持フレーム等に取り付けられることになる。ここで、柱と梁とは概略直交する方向に延在されており、これら柱や梁はそれぞれ独立の部材から構成し、若しくはロッド状の部材を曲げ加工することにより一体的に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０４５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、建設機械は不整地を走行するものであり、掘削作業手段により土砂の掘削等の作業が行われるものである。走行したり、作業を行ったりする間には、上部旋回体は振動することになる。振動は、主に、上部旋回体の左右方向の軸回りに回転振動するピッチング振動や、上部旋回体の前後方向の軸回りに回転振動するローリング振動であり、またこれらの振動が複合的に発生する。このために、支持フレームには圧縮、引っ張り、曲げ、捩じれ等、様々な方向に変形させようとする荷重が作用する。特に、支持フレームには、カバー部材が連結されており、従って支持フレームに対して所定の重量を支持している。支持フレームには、この状態で、大きな荷重が繰り返し頻繁に作用することになる。
【０００６】
以上の結果、支持フレームに金属疲労を生じさせる等により、支持フレームを変形させたり、損傷を生じさせたりするおそれがある。特に、エンジンルームを構成する支持フレームのように、梁が架け渡されている柱と柱との間の間隔が大きいときには、振動により支持フレームが大きく揺れることになり、特に柱と梁との間のコーナー部分に集中的な荷重が作用して変形や損傷を発生するおそれがある。
【０００７】
以上のことから、支持フレームの強度を向上させるために、支持フレームそのものの剛性を高くすることが考えられる。しかしながら、支持フレームの剛性を高くすると、支持フレームが大型化し、また重量化するといった問題点がある。ところで、支持フレームに角材をクロスさせて設けることにより筋交いを構成し、この筋交いを補強部材とすれば、支持フレームの保形性が向上することになり、支持フレームの変形や損傷を抑制することができる。しかしながら、建屋内に設置される機器類として、エンジンのような大型の機器の設置部にはこのエンジンを跨ぐようにして筋交いを設けることができない等というように、筋交いのような機構を設置するスペースが得られない場合がある。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、走行車両の作動時に支持フレームに作用する荷重の低減を図り、もって支持フレームの変形や損傷を抑制して、支持フレームの耐久性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明は、走行車両の走行フレームに立設され、建屋の骨組構造を構成し、複数の柱と、２本乃至それ以上の数の柱の間に架け渡すように設けられる梁とを含む支持フレームであって、前記梁は、その長さ方向の途中位置で分割した分割梁となし、この分割梁の間を連結部材で相対変位可能に連結する構成となし、前記各分割梁の前記柱への連結部から前記連結部材までの長さ寸法が相互に異なっていることをその特徴とするものである。
【００１０】
車両が走行し、また作業手段により作業を行っている際には、梁が振動することになるが、この梁に作用する振動は走行車両の走行フレームに立設した柱から伝達されるものである。前後に設けた柱と、これら両柱間に架け渡されている梁とが一体物として構成されていると、振動は支持フレーム全体に及ぶことになり、支持フレーム全体が左右方向、前後方向若しくは捩じれ方向に大きく振動することになる。
【００１１】
一方の柱から伝達される振動と、他方の柱から伝達される振動との間で共振等を生じないようにする。このために、梁を分割して、分割梁の一方を他方に対して相対変位可能に連結する。この分割梁の分割位置は、それぞれが連結されている柱からの距離が等しくない位置とし、従って梁の分割位置を中心としたときに、非対称となるように分割した構成となっている。これによって、それぞれ柱から伝達される分割梁の動きにおいて、一方側の分割梁の動きと他方側の分割梁の動きとに差が生じ、共振することはない。そして、この両分割梁の動きの差により相互の動きが干渉することになって、連結部材により吸収される。
【００１２】
従って、連結部材は両分割梁の相対変位を許容することが必要となる。連結部材をゴム等の弾性部材で構成すれば、制限された範囲で圧縮方向や、引っ張り方向及び剪断方向に相対変位可能となり、効率的に振動が吸収される。ここで、連結部材を弾性連結部材として構成するにしても、支持フレームに荷重や衝撃が作用したときにも、支持フレーム全体としての強度及び保形性を確保する必要がある。従って、連結部材はある程度の硬度を持たせる必要がある。ただし、連結部材を構成する弾性部材の硬度をあまり高くすると、振動の吸収機能が低下することになる。
【００１３】
ところで、分割梁の部位において、支持フレームの強度及び剛性が必要なのは、連結部材を剪断する方向である。そこで、連結部材の剪断方向の動きの許容範囲を規制することによって、弾性部材の硬度を低下させても、支持フレームとしての強度及び剛性を確保することができる。このためには、連結部材と一体的に、若しくは連結部材とは別部材として、弾性連結部材の剪断方向への変位量を規制する振動規制部材を設けるようにすることができる。
【００１４】
ここで、支持フレームのうち、振動によりダメージを受ける可能性が最も高いのは、柱と梁と間のコーナー部分である。そして、このコーナー部分にダメージを与える大きい負荷が作用するのは、梁が連結されている両側の柱が相互に近接・離間する方向の動きであり、このときには分割梁の連結部に対して圧縮されたり、引っ張られたりする方向の力が加わることになる。そこで、連結部材を構成する分割梁の動きの許容方向としては、分割梁が近接・離間する方向のみとし、それ以外の方向については、剛性を持たせるようにすることができる。例えば、筒状若しくは軸状部材に分割梁の端部に連結したスライド部材と、両スライド部材間に介装したばねとから構成するか、またばねに代えてオイルやエア等の流体を封入する構成としたダンパから構成することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
走行車両の建屋を構成する支持フレームにおいて、走行車両が作動時にこの支持フレームに作用する荷重が低減されるようになり、支持フレームの変形や損傷が抑制されて、支持フレームとしての耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】走行車両の一例としての油圧ショベルを示す外観図である。
【図２】図１の油圧ショベルにおける上部旋回体に設置される建屋の骨組構造を示す外観斜視図である。
【図３】本発明の実施の一形態を示す支持フレームの外観斜視図である。
【図４】図３の支持フレームの正面図である。
【図５】分割梁の連結部材としての弾性連結部材の分解斜視図である。
【図６】本発明における分割梁間の連結部材に関する第２の実施の形態を示す外観斜視図である。
【図７】図６の分解斜視図である。
【図８】本発明における分割梁間の連結部材に関する第３の実施の形態を示す外観斜視図である。
【図９】図８の分解斜視図である。
【図１０】本発明における分割梁間の連結部材に関する第４の実施の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１において、建屋を有する走行車両の一例として、油圧ショベルを示す。なお、本発明はこの油圧ショベルに限定されるものではなく、要は建屋を有する走行車両一般に適用できるものである。図中において、１はクローラ式の走行手段を設けた下部走行体であり、この下部走行体１には旋回装置２を介して上部旋回体３が設けられている。
【００１８】
上部旋回体３は、旋回フレーム４にオペレータが搭乗して油圧ショベルの操作を行うための運転室５が設けられ、また作業手段としての掘削作業手段６が装着されている。これら運転室５及び掘削作業手段６は旋回フレーム４の前方側に設けられており、旋回フレーム４の後部にはカウンタウエイト７が設置されている。さらに、運転室５及び掘削作業手段６とカウンタウエイト７との間の位置には建屋８が設けられている。
【００１９】
掘削作業手段６は、ブーム６ａと、アーム６ｂ及びバケット６ｃから構成されており、作業の種類によっては、バケット６ｃに代えて、ブレーカ等、他のアタッチメントが交換して装着されることになる。ブーム６ａは上部旋回体３の旋回フレーム４に俯仰動作可能に設けられており、アーム６ｂはブーム６ａの先端において、上下方向に回動可能となっている。バケット６ｃはアーム６ｂにリンク機構を介して連結されており、これらブーム６ａ，アーム６ｂ及びバケット６ｃは、それぞれ油圧シリンダにより駆動される。
【００２０】
図２に旋回フレーム４及び建屋８との骨組構造の概略構成を示す。まず、旋回フレーム４は、左右一対設けたセンタービーム１０，１０と、これらセンタービーム１０と平行に設けたサイドフレーム１１と、センタービーム１０，１０間及びセンタービーム１０とサイドフレーム１１との間に架け渡すようにして設けた複数の横ビーム１２とを有するものである。掘削作業手段６はセンタービーム１０の前方位置に装着されており、またセンタービーム１０の後方にカウンタウエイト７が設置されている。
【００２１】
建屋８は図１に示したように周囲と上面部とはカバー部材１３により覆われている。これらカバー部材１３は骨組構造部１４等に支持される構成としている。建屋８の骨組構造部１４のうち、エンジン（図示せず）が設置されているエンジンルーム１５における骨組構造の部分の構成を図３及び図４に示す。
【００２２】
エンジンルーム１５の骨組構造としては、２本のセンタービーム１０，１０にそれぞれ立設した支持フレーム２０，２０を有し、これら両支持フレーム２０，２０は、各支持フレーム２０の前後の位置に立設した柱２１，２１と、両柱２１，２１間に架け渡して設けた梁２２とから構成されている。また、両支持フレーム２０，２０間には、各柱２１間と、各梁２２間とを架け渡すようにして桁２３が設けられている。そして、これら支持フレーム２０を構成する柱２１，梁２２，桁２３には建屋８の壁面を構成するカバー部材が適宜固定されることになる。
【００２３】
油圧ショベルは建設工事現場等といった不整地を走行するものであり、また掘削作業手段６により土砂の掘削等の作業が行われる。さらに、掘削作業手段６により土砂の掘削を行い、バケット６ｃに土砂を取り込んだ状態で、旋回装置２を作動させて、上部旋回体３を旋回させて、ダンプトラックに土砂を積載し、再び掘削位置まで旋回させる等といった動作が行われる。従って、油圧ショベルの稼働中は、上部旋回体３には、繰り返して、ピッチング振動やローリング振動が生じ、しかもこれらが同時に複合的に生じることになる。特に、センタービーム１０には、その前方部位に掘削作業手段６が設けられており、後方部位にはカウンタウエイト７が設置されているので、繰り返し様々な方向に振動することになる。
【００２４】
ここで、センタービーム１０は、垂直板１０ａと、この垂直板１０ａの上下に固着した所定幅を有する水平板１０ｂ，１０ｃとからなる断面がＩ型の構成からなり、前後方向に長手となっている。従って、掘削作業手段６のバケット６ｃを接地させたときには、その反力でカウンタウエイト７が沈み込んだり浮き上がったり、土砂を掬い上げる際にはカウンタウエイト７が沈み込むというように、センタービーム１０にはピッチング振動が発生する。また、車両は不整地を走行することから、地面の突起部を乗り越えたとき等にも、同様、センタービーム１０にピッチング振動が発生することになる。また、カウンタウエイト７が左右に揺動すること等から、このカウンタウエイト７が設置されているセンタービーム１０がその長手方向の軸回りに振動するローリング振動も発生する。
【００２５】
これらの振動は、センタービーム１０に取り付けられている支持フレーム２０にも伝達される。支持フレーム２０における前後一対の柱２１，２１は、センタービーム１０に所定の間隔をもって固定され、梁２２は柱２１，２１の上端部間を架け渡すようにして設けられている。従って、センタービーム１０が振動すると、この振動は支持フレーム２０にまで伝達され、この支持フレーム２０の全体が曲げられたり、捩じられたりすることになり、また柱２１が前後に揺動することにより梁２２が圧縮されたり、引っ張られたりすることになる。
【００２６】
センタービーム１０に作用する振動のうち、最大のものはピッチング振動であり、このときには支持フレーム２０は、図４に仮想線で示したように、柱２１が前後に大きく揺動することになる。その結果、両柱２１，２１間を架け渡している梁２２が圧縮する方向に変形したり、引っ張り力が作用したりする結果、梁２２と柱２１との間のコーナー部分に応力が集中して、亀裂が生じる等といった損傷を受けるおそれがある。
【００２７】
以上の振動による負荷を軽減するために、梁２２を一体物で構成するのではなく、中間で分割することにより、分割梁２２ａ，２２ｂを構成している。しかも、分割梁２２ａ，２２ｂ間は連結部材により連結されており、この連結部材は弾性連結部材２４となっている。即ち、図５に示したように、分割梁２２ａ，２２ｂの相対向する端部には、それぞれ端板２５が固着して設けられており、これらの端板２５にはボルト挿通孔２５ａが板厚を貫通する状態に穿設されている。弾性連結部材２４は、ゴム等の弾性部材をブロック状に形成した弾性部材２４ａを有し、この弾性部材２４ａの両端部には取付板２４ｂ，２４ｂが固着して設けられており、この取付板２４ｂにはボルト２６が外方に向けて突出するように設けられている。これら両取付板２４ｂは、端板２５に設けたボルト挿通孔２５ａに挿通させるようにして取付板２４ｂに当接させ、端板２５の外側からナット２７をボルトに螺合させることにより弾性連結部材２４は分割梁２２ａ，２２ｂ間に固定される。
【００２８】
梁２２の分割位置は、その柱２１への連結部から等距離とはなっておらず、分割梁２２ａ，２２ｂの長さは異なっている。従って、支持フレーム２０は弾性連結部材２４の位置を中心として前後に非対称となっている。なお、本実施の形態では、後方側の分割梁２２ｂが長尺となっているが、前方側の分割梁２２ａを長尺にすることもできる。また、両分割梁２２ａ，２２ｂの長さ寸法に極端な差を持たせたり、寸法差が殆どないように設定したりするのではなく、ある程度の寸法差、例えば長い方の分割梁を短い方の分割梁の１．２〜１．５倍程度とするのが望ましい。
【００２９】
油圧ショベルの作動中には、センタービーム１０に振動が発生する。センタービーム１０には支持フレーム２０が設けられているので、センタービーム１０の振動は支持フレーム２０に伝達される。支持フレーム２０を構成する前後の柱２１，２１は、間隔をあけて設けられており、様々な方向に振動したり、揺動したりする。支持フレーム２０にピッチング振動が発生すると、梁２２の両端が連結されている柱２１，２１が前後方向及び斜め方向に振動することになる。ここで、梁２２は弾性連結部材２４を設けた分割梁２２ａ，２２ｂから構成されており、弾性連結部材２４は伸縮可能であり、また剪断方向にも弾性変形可能である。従って、支持フレーム２０にピッチング振動が生じても、弾性連結部材２４の弾性部材２４ａが弾性変形してずれが生じる。その結果、柱２１と梁２２との間のコーナー部分等における応力集中が低減され、この部位に亀裂や損傷等が発生するおそれは少なくなる。
【００３０】
ここで、ピッチング振動を吸収するために、梁２２を分割して分割梁２２ａ，２２ｂとしており、これら分割梁２２ａ，２２ｂの先端部間は弾性連結部材２４により弾性的に連結されている。このために、支持フレーム２０に作用する振動に基づいて分割梁２２ａ，２２ｂが共振状態になると、その振動の振幅が大きくなる可能性がある。しかしながら、分割梁２２ａと分割梁２２ｂとでは柱２１への連結部からの長さが異なっているので、先端が振動するにしろ、少なくともその振幅が一致せず、また振動周波数も異なるものとなる。従って、分割梁２２ａ，２２ｂが共振することはなく、むしろ相互の動きを打ち消す方向に作用することになる。
【００３１】
ところで、支持フレーム２０は、両側の柱２１，２１とその間に架け渡した梁２２とから構成されるものであって、梁２２を分割梁２２ａ，２２ｂとし、その間に弾性連結部材２４を介在させていることから、弾性連結部材２４を構成する弾性部材２４ａはある程度の硬度を持たせるにしても、支持フレーム２０の強度なり保形性が低下して、荷重が作用すると、例えば梁２２を上方から押圧する力が作用すると、弾性部材２４ａが剪断する方向に変形して、その本来の形状を維持できなくなって、梁２２の中央部分が凹状に湾曲変形するおそれがある。また支持フレーム２０のいずれかの部位に衝撃的荷重が作用すると、柱２１と分割梁２２ａ，２２ｂとの間のコーナー部分が変形してしまうおそれもある。そこで、弾性連結部材２４の弾性部材２４ａの剪断方向への変位量を規制する振動規制部材３０を備えている。
【００３２】
建屋８においては、エンジンルーム１５を構成する部位では、上方に開放可能なエンジンカバー１６が装着されている関係から、胴縁３１が設けられる。振動規制部材３０は、この胴縁３１の部位に設けられており、支持フレーム２０の保形機能を発揮させることができる。即ち、図３から明らかなように、前後の柱２１，２１の高さ方向の中間位置に分割胴縁３１ａ，３１ｂを設けて、一方の分割胴縁３１ａと他方の分割胴縁３１ｂとの間を所定の長さ分だけ重なり合うようにする。そして、両分割胴縁３１ａ，３１ｂの重畳部にゴム等の緩衝部材３２を介在させて連結する。ここで、緩衝部材３２は薄いシート状のものとする。これによって、胴縁３１は、緩衝部材３２の伸縮量に応じて限定された範囲内で上下方向に曲げは可能であるものの、分割胴縁３１ａ，３１ｂを重ね合わせたことにより分割梁２２ａ，２２ｂに上方から押圧力が作用しても、緩衝部材３２の撓み量を越えて凹状に湾曲するのを防止でき、弾性連結部材２４の剪断方向の変位量を規制して、支持フレーム２０全体の保形性が確保される。
【００３３】
ここで、支持フレーム２０の分割胴縁３１ａ，３１ｂ間の連結部において、センタービーム１０の振動等を吸収することにより緩衝機能を発揮させ、しかも振動規制機能を発揮させる機能を持たせることができる。このためには、連結部材を図６及び図７に示したように構成する。即ち、弾性連結部材２４における取付板２４ｂと、端板２５との間に、振動規制部材４０を介在させる。
【００３４】
振動規制部材４０は、雌側規制部４１と雄側規制部４２とから構成され、雌側規制部４１は端板２５と取付板２４ｂとの間に挟持される鉛直板部４１ａと、この鉛直板部４１に高さ方向に位置を違えて設けた一対の挟持板部４１ｂ，４１ｃとから構成され、下側の挟持板部４１ｃには、その張り出し先端部を上方に向けて直角に曲折させた抱持用延在板部４１ｄが設けられている。
【００３５】
一方、雄側規制部４２は、端板２５と取付板２４ｂとの間に挟持される鉛直板部４２ａと、この鉛直板部４２ａの下端部を９０度曲折することにより形成した規制板部４２ｂとから構成されている。そして、この規制板部４２ｂは雌側規制部４１の上下の挟持板部４１ｂ，４１ｃの間に挿入されるようにして組み込まれている。従って、雌側規制部４１の挟持板部４１ｂ，４１ｃ間の間隔は雄側規制部４２の規制板部４２ｂの厚みより広くなっており、その間にシート状の弾性部材４３，４３を介装させている。従って、分割梁２２ａ，２２ｂが上下にずれる方向への相対移動範囲、つまり弾性連結部材２４の弾性部材２４ａを剪断する方向の動きが、雌側規制部４１の挟持板部４１ｂ，４１ｃの間での雄側規制部４２の規制板部４２ｂの上下動の可能範囲に規制される。
【００３６】
また、抱持用延在板部４１ｄは、雄側規制部４２の鉛直板部４２ａを回り込んで、この鉛直板部４２ａの背面と所定の間隔をもって対面している。従って、雌側規制部４１と雄側規制部４２とは、相互に近接・離間する方向の動き、つまり弾性連結部材２４の弾性部材２４ａの伸縮方向への動きが、抱持用延在板部４１ｄと鉛直板部４２ａの背面との間の間隔及び雄側規制部４２の規制板部４２ｂの端面と鉛直板部４１ａとの間の間隔に規制されることになる。
【００３７】
なお、雌側規制部４１及び雄側規制部４２の各鉛直板部４１ａ，４２ａにはボルト挿通用の凹溝４４，４４が設けられており、取付板２４ｂに突設したボルト２６はこの凹溝４４を介して端板２５のボルト挿通孔２５ａに挿通されることになる。
【００３８】
このように構成することによって、支持フレーム２０に様々な方向への振動等が生じても、弾性連結部材２４が弾性変形することにより吸収されて、柱２１と梁２２との間のコーナー部分等に亀裂や損傷等が発生するのを防止できる。しかも、荷重の作用による梁２２の撓みや変形は振動規制部材４０の作用で抑制され、支持フレーム２０の形状を安定させることができる。
【００３９】
さらに、図８及び図９のように、振動規制部材５０を有する連結部材として構成することもできる。この振動規制部材５０は、図６，図７の構成と同様、雌側規制部５１と雄側規制部５２とから構成されている。雌側規制部５１は鉛直板部５１ａの下端部に水平方向に延在されている延在板部５１ｂが設けられ、この延在板部５１ｂには立ち上がり壁５１ｃ，５１ｄが設けられている。さらに、延在板部５１ｂの先端側立ち上がり壁５１ｄの上端部は内向きに９０度曲折した規制板部５１ｅが形成されている。一方、雄側規制部５２は鉛直板部５２ａと、この鉛直板部５２ａの下端部に９０度曲折した規制板部５２ｂとを有するものである。
【００４０】
規制板部５２ｂは雌側規制部５１の延在板部５１ｂと規制板部５１ｅとの間の間隔内に位置していることから、分割梁２２ａと分割梁２２ｂとは、その間の間隔分だけ上下方向に相対移動可能となり、弾性連結部材２４の弾性部材２４ａを剪断する方向の動きが規制される。また、鉛直板部５２ａの背面は雌側規制部５１の立ち上がり壁５１ｂと所定の間隔を置いて対面しており、分割梁２２ａと分割梁２２ｂとが近接・離間する方向の動きは、この間隔分に規制される。その結果、支持フレーム２０の保形性が確保される。
【００４１】
既に説明したように、支持フレームに作用する負荷に対しては、柱と梁とを連結するコーナー部分に応力が集中し、その結果この部位に損傷や変形が生じる可能性が高くなるために、センタービームに作用するピッチング振動によって、柱が前後方向に揺動することになる。従って、梁を分割して、前後の分割梁を前後方向に相対移動可能とすることによって、支持フレームの柱と梁との間のコーナー部分に応力が集中するのを緩和するが、これ以外の方向については、つまり、上下方向の動きに対しては、必ずしも緩衝性を持たせる必要はなく、曲げに対する強度を高めて、保形性を良好にすることもできる。このために、分割梁２２ａと分割梁２２ｂとの間の連結部材としては、図１０に示したように構成することができる。
【００４２】
即ち、分割梁２２ａと分割梁２２ｂとの間を離間させるように配置し、これら分割梁２２ａ及び分割梁２２ｂに軸挿通部材６０，６０を固定して設ける構成となし、軸挿通部材６０には挿通孔６０ａが貫通するように穿設されている。挿通孔６０ａには軸部材６１が摺動可能に挿通されており、この軸部材６１は、分割梁２２ａに設けた軸挿通部材６０から分割梁２２ｂに設けた軸挿通部材６０の挿通孔６０ａに挿通させている。また、軸部材６１の両端部には、ばね受けフランジ６２，６２が設けられており、両ばね受けフランジ６２と軸挿通部材６０の端面との間と軸挿通部材６０，６０間とにそれぞればね６３が介装されている。
【００４３】
以上のように構成することによって、一方の柱２１とこの柱２１に連結されている分割梁２２ａとが振動したときには、この分割梁２２ａに固定して設けた軸挿通部材６０と軸部材６１の端部に設けたばね受けフランジ６２との間に設けたばね６３と、分割梁２２ｂに固定して設けた軸挿通部材６０との間のばね６３とが伸縮する結果、その間で振動の吸収及び緩衝作用が発揮される。また、分割梁２２ｂ側でも、この分割梁２２ｂに設けた軸挿通部材６０の両端に作用するばね６３の伸縮により振動の吸収及び緩衝作用が行われ、これら分割梁２２ａ，２２ｂに圧縮力や引っ張り力が作用するのを防止できる。従って、分割梁２２ａ，２２ｂと柱２１との間の曲折部の損傷や変形が防止される。
【００４４】
そして、支持フレーム２０に作用するカバー部材等の重量物による押圧力や外部からの物体の衝突等による衝撃力が支持フレーム２０のいずれかの部位に作用しても、梁２２は、分割梁２２ａから軸部材６１を介して他方の分割梁２２ｂと実質的に一体物を構成しているので、変形や潰れ等を生じることはない。挿通孔６０ａの孔径と軸部材６１の外径との径差は、少なくとも軸部材６１が摺動変位可能なようになし、また多少の径差を持たせると、分割梁２２ａと分割梁２２ｂとの間に上下方向にずれが生じても、この径差分で吸収できるようになる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 下部走行体 ３ 上部旋回体
６ 掘削作業手段 ７ カウンタウエイト
８ 建屋 １０ センタービーム
１４ 骨組構造 ２０ 支持フレーム
２１ 柱 ２２ 梁
２２ａ，２２ｂ 分割梁 ２４ 弾性連結部材
２４ａ 弾性部材 ２４ｂ 取付板
２５ 端板 ２６ ボルト
２７ ナット ３１ 胴縁
３１ａ，３１ｂ 分割胴縁 ３２ 緩衝部材
４０，５０ 振動規制部材 ４１，５１ 雌側規制部
４２，５２ 雄側規制部 ６０ 軸挿通部材
６１ 軸部材 ６３ ばね
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行車両の走行フレームに立設され、建屋の骨組構造を構成し、複数の柱と、２本乃至それ以上の数の柱の間に架け渡すように設けられる梁とを含む支持フレームであって、
前記梁は、その長さ方向の途中位置で分割した分割梁となし、この分割梁の間を連結部材で相対変位可能に連結する構成となし、
前記各分割梁の前記柱への連結部から前記連結部材までの長さ寸法が相互に異なっている
ことを特徴とする走行車両の建屋の支持フレーム。
【請求項２】
前記連結部材は弾性連結部材で連結する構成したことを特徴とする請求項１記載の走行車両の建屋の支持フレーム。
【請求項３】
前記両分割梁を連結している前記弾性連結部材の少なくとも剪断する方向への弾性変形量を規制する振動規制部材を備えていることを特徴とする請求項２記載の走行車両の建屋の支持フレーム。
【請求項１】
走行車両の走行フレームに立設され、建屋の骨組構造を構成し、複数の柱と、２本乃至それ以上の数の柱の間に架け渡すように設けられる梁とを含む支持フレームであって、
前記梁は、その長さ方向の途中位置で分割した分割梁となし、この分割梁の間を連結部材で相対変位可能に連結する構成となし、
前記各分割梁の前記柱への連結部から前記連結部材までの長さ寸法が相互に異なっている
ことを特徴とする走行車両の建屋の支持フレーム。
【請求項２】
前記連結部材は弾性連結部材で連結する構成したことを特徴とする請求項１記載の走行車両の建屋の支持フレーム。
【請求項３】
前記両分割梁を連結している前記弾性連結部材の少なくとも剪断する方向への弾性変形量を規制する振動規制部材を備えていることを特徴とする請求項２記載の走行車両の建屋の支持フレーム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−５７３２１（Ｐ２０１２−５７３２１Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９９６４９（Ｐ２０１０−１９９６４９）
【出願日】平成２２年９月７日（２０１０．９．７）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月７日（２０１０．９．７）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]