JP6532749B2 - 作業機械の上部旋回体 - Google Patents

Description

本発明は、下部走行体の上部に旋回可能に設けられた作業機械の上部旋回体に関する。

クレーン等の作業機械においては、下部走行体の上部に旋回ベアリングを介して上部旋回体が旋回可能に設けられている。そして、クレーンは、上部旋回体の前端部に取り付けられて吊荷の吊り上げ等を行うブームを、起伏ロープを介して起伏させている。そして、旋回ベアリングの中心である旋回中心を支点にして、上部旋回体の後端部に取り付けられたカウンタウエイトと吊荷とを上部旋回体を介して釣り合わせることで、バランスを取っている。

上部旋回体の中央部においては、上部旋回体を構成する旋回フレームが旋回ベアリングにより旋回可能に支持されている。通常のクレーン作業時や組立時において、ブームの自重や吊荷の荷重によって、旋回フレームの前部には圧縮力が作用する。また、吊荷の荷重によって、起伏ロープに張力（ブームを後方から起伏ロープで引っ張る張力）が発生するため、旋回フレームの後部に取り付けられた下部スプレッダには、前方上方向に力が作用する。これにより、旋回フレームの後部が持ち上げられ、旋回フレームの後部において曲げが発生する。その結果、旋回フレームの後部の底板側には引張荷重が作用するとともに、旋回フレームの後部の天板側には圧縮荷重が作用する。

また、旋回フレームは、旋回ベアリングの座面に複数のボルトで固定されている。そのため、ブームの自重やマストの圧縮力、起伏ロープの張力による引っ張り力は、旋回フレームを構成する一対の側板の旋回ベアリング上部に集中する。その結果、一対の側板の旋回ベアリング上部は座屈しやすくなっている。

また、地面に接地させていたブームを持ち上げて自立させた時に、旋回フレームの下部スプレッダが取り付けられている箇所を起伏ロープが前方向に引っ張る力が大きくなる。そのため、下部スプレッダが取り付けられている箇所と旋回ベアリングの座面との間において、旋回フレームの一対の側板に作用する前側向きの圧縮力が大きくなる。その結果、一対の側板に座屈が発生しやすくなる。

そこで、旋回フレームの一対の側板の板厚を厚くすることで、旋回フレームの剛性を高めることが考えられる。しかし、重量面において規制が厳しいクレーン等の作業機械において、車両の重量が大幅に増加してしまう。

そこで、特許文献１には、旋回フレームの一対の側板の高さ方向中央部近傍に、水平リブをそれぞれ接合したクローラクレーンの旋回フレームが開示されている。側板に水平リブを接合し、水平リブを側板内面の略前端部から略後端部に延設することで、旋回フレームの鉛直上方へのそりが抑制され、旋回フレーム全長に亘って座屈強度の弱い部分が無くなる。また、特許文献１には、垂直方向に沿って側板に垂直リブを設けることも開示されている。

特開２０１０−２５４４１４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているように、水平方向に水平リブを設けたり、垂直方向に垂直リブを設けたりするだけでは、座屈強度の向上に限界がある。というのも、旋回フレームの側板は、せん断力を受ける。そして、圧縮荷重はせん断方向（斜め方向）に作用する。つまり、特許文献１に開示されている水平リブや垂直リブによる補強の向きは、圧縮荷重が作用する向きであるせん断方向と異なっている。よって、特許文献１に開示されている水平リブや垂直リブでは、補強効果は十分に発揮されない。

本発明の目的は、重量の増加を抑えながら座屈しにくくすることが可能な作業機械の上部旋回体を提供することである。

本発明は、下部走行体の上部に旋回ベアリングを介して旋回可能に設けられた作業機械の上部旋回体であって、前記旋回ベアリングにより旋回可能に支持された旋回フレームと、前記旋回フレームの前端部に起伏可能に取り付けられ、吊荷を吊り上げるブームと、前記ブームの後ろ側において前記旋回フレームに起伏可能に取り付けられたマストと、前記ブームの先端部と前記マストの先端部とを連結するガイラインと、前記マストの先端部と、前記旋回フレームの後部に設けられた下部スプレッダとを連結するブーム起伏ロープと、を有し、前記旋回フレームは、前記旋回ベアリングの上に水平に設けられた底板と、前記作業機械の左右方向に所定の間隔をあけて、前記底板の上にそれぞれ立てて設けられ、それぞれが前記作業機械の前後方向に平行に配置された一対の側板と、前記一対の側板の側面にそれぞれ取り付けられた一対の補強部材と、を有し、前記作業機械の左右方向から視たときに、前記一対の補強部材は、前記旋回ベアリングの旋回中心を始端として、前記作業機械の前方から後方に向かって下から上に真っ直ぐに傾斜していることを特徴とする。

本発明によると、一対の側板の側面にそれぞれ取り付けた一対の補強部材を、作業機械の前方から後方に向かって下から上に傾斜させるとともに、旋回ベアリングの旋回中心よりも後方に配置する。これにより、補強部材の取り付け方向が、せん断圧縮力が作用する方向にほぼ一致するので、せん断圧縮力に対する座屈強度を効率的に向上させることができる。また、一対の補強部材を、旋回ベアリングの旋回中心よりも後方に配置することで、せん断圧縮力に対する座屈強度を効率的に向上させることができる。これにより、重量の増加を抑えながら座屈しにくくすることができる。また、補強部材の取り付け方向を、せん断圧縮力が作用する方向にほぼ一致させることで、側板のせん断変形に対する剛性を向上させることができる。その結果、旋回フレームのねじり変形に対する剛性を向上させることができる。なお、せん断圧縮力とは、せん断変形によって発生する圧縮力のことを指す。

作業時のクレーンの側面図である。 第１実施形態における図１の要部Ａの斜視図である。 第１実施形態における図１の要部Ａの側面図である。 第１実施形態における図１の要部Ａの上面図である。 図２のＤ−Ｄ断面図である。 ブーム自立時のクレーンの側面図である。 図６の要部Ｇに作用する力の説明図である。 拘束条件を示すモデル図である。 荷重条件を示すモデル図である。 座屈評価における、リブを設けないサンプルのモデル図である。 座屈評価における、水平リブと垂直リブとをそれぞれ設けたサンプルのモデル図である。 座屈評価における、傾斜リブを設けたサンプルのモデル図である。 第１変形例における図１の要部Ａの斜視図である。 図１１のＨ−Ｈ断面図である。 第２変形例の図１２に相当する図である。 第３変形例の図１２に相当する図である。 第４変形例における図１の要部Ａの斜視図である。 第５変形例における図１の要部Ａの斜視図である。 第２実施形態における図１の要部Ａの斜視図である。 図１７のＩ−Ｉ断面図である。 第６変形例の図１８に相当する図である。 第７変形例の図１８に相当する図である。 第８変形例の図１８に相当する図である。 第９変形例の図１８に相当する図である。 第１０変形例の図１８に相当する図である。 第１１変形例の図１８に相当する図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

［第１実施形態］
（クレーンの構成）
本発明の第１実施形態による作業機械の旋回フレーム１は、作業機械であるクレーン２０に設けられている。クレーン２０は、側面図である図１に示すように、後述するブーム２６（アタッチメント）等により、吊荷Ｌを吊り上げる作業（荷役作業）等を行う。クレーン２０は、移動式クレーンであり、クローラクレーンであり、例えばラチスブームクローラクレーンである。

クレーン２０は、下部走行体２１と、旋回ベアリング２２と、上部旋回体２３と、を備える。下部走行体２１は、無限軌道車である。上部旋回体２３は、下部走行体２１の上部に旋回ベアリング２２を介して旋回可能に設けられる。旋回フレーム１は、上部旋回体２３を構成している。旋回フレーム１は、旋回ベアリング２２により旋回可能に支持されている。

旋回ベアリング２２は、下部走行体２１と上部旋回体２３との間に挟まれている。図１の要部Ａの斜視図である図２に示すように、旋回ベアリング２２は、アウターレース２２ａと、その内側に収まるインナーレース２２ｂとを有している。インナーレース２２ｂは、下部走行体２１（図示せず）の上面に、ボルト（図示せず）で固定されている。アウターレース２２ａは、上部旋回体２３の旋回フレーム１の下面に、ボルト（図示せず）で固定されている。上部旋回体２３に固定されたモータ（図示せず）の回転により、アウターレース２２ａがインナーレース２２ｂの周囲を回転する。これにより、下部走行体２１の上で上部旋回体２３が旋回する。

図１に戻って、上部旋回体２３は、上部本体２４と、カウンタウエイト２５と、ブーム２６と、キャブ（運転室）２７と、マスト２８と、を備える。以下、ブーム２６側を前側、カウンタウエイト２５側を後ろ側とする。

上部本体２４は、下部走行体２１に対して旋回可能に搭載される（取り付けられる）。上部本体２４は、旋回フレーム１（図２参照）と、旋回フレーム１の左右に設けられた左フレームおよび右フレーム（図示せず）と、を有している。上述したように、旋回フレーム１は、旋回ベアリング２２により旋回可能に支持されている。旋回フレーム１、左フレーム、および、右フレームは、上部旋回体２３に搭載される機器等を支持する。例えば、右フレーム上には、キャブ２７などが設けられている。

カウンタウエイト２５は、クレーン２０の吊り荷とバランスをとるためのおもりである。カウンタウエイト２５は、上部本体２４の後端部に分解可能に取り付けられる。

ブーム２６は、ラチスであり、吊荷Ｌの吊り上げ等を行うための起伏部材である。ブーム２６は、上部本体２４の前端部において、旋回フレーム１に起伏可能に取り付けられている。ブーム２６の先端部には、シーブ３１が取り付けられている。シーブ３１には、上部本体２４に設けられたウインチドラム（図示せず）で巻上げ及び巻下げされるロープ３２がかけられている。

マスト２８は、ブーム２６の後ろ側に設けられている。マスト２８の先端部と、ブーム２６の先端部とは、ガイライン３３を介して連結されている。また、マスト２８の先端部（図示しない上部スプレッダ）と、上部本体２４の後部に設けられた下部スプレッダ（図示せず）とは、ブーム起伏ロープ３４を介して連結されている。上部本体２４に設けられたウインチ（図示せず）で、ブーム起伏ロープ３４を巻込み及び巻出しすることで、マスト２８が起伏する結果、ブーム２６が起伏する。

（旋回フレームの構成）
旋回フレーム１は、図２に示すように、旋回ベアリング２２の上面に水平に取り付けられた底板２を有している。なお、図１の要部Ａの側面図である図３、および、図１の要部Ａの上面図である図４に示すように、旋回ベアリング２２の上面には、環状の座面板３５が取り付けられている。よって、旋回フレーム１の底板２は、座面板３５の上面に取り付けられている。

また、旋回フレーム１は、図２に示すように、クレーン２０の左右方向Ｂに所定の間隔をあけて、底板２の上にそれぞれ立てて設けられた一対の側板３を有している。一対の側板３は、それぞれがクレーン２０の前後方向Ｃに平行に配置されている。側板３の下端は、底板２上に溶接されている。一対の側板３の前部には、ブーム２６（図１参照）の根元（図示せず）が取り付けられる。側板３同士の間隔は、ブーム２６の根元が嵌る間隔である。

一対の側板３の上端面には、水平フランジ４がそれぞれ水平に取り付けられている。側板３の上端面と水平フランジ４の中央とは溶接されている。なお、水平フランジ４の取り付け位置はこれに限定されず、水平フランジ４の左右どちらかの端面と側板３の上端面とが溶接されていてもよい。なお、図３、図４においては、水平フランジ４の図示を省略している。

また、旋回フレーム１は、左右方向Ｂに対向する一対の側板３の内側において、一対の側板３の側面にそれぞれ取り付けられた一対の補強部材５を有している。これら一対の補強部材５は、図３に示すように、クレーン２０の前方から後方に向かって下から上に傾斜している。補強部材５の水平方向に対する傾斜角度は、４０°以上７０°以下である。また、これら一対の補強部材５は、図４に示すように、旋回ベアリング２２の旋回中心Ｏよりも後方に配置されている。

図２に示すように、補強部材５は、クレーン２０の上下方向Ｆにおいて、側板３の上下方向Ｆの幅の全長にわたって設けられている。また、一対の補強部材５の下端は、旋回フレーム１の底板２に溶接（固着）されている。

図２のＤ−Ｄ断面図である図５に示すように、一対の補強部材５は、水平断面が中空の四角形の角材である。即ち、補強部材５は、一対の側板３の面に直交する方向に沿ってそれぞれ配置された一対の板材５ａと、一対の板材５ａ同士を接続する一対の接続板５ｂと、を有している。そして、側板３側の接続板５ｂは側板３に密着した状態で側板３に溶接されている。側板３付近には、図示しないエンジンや配管などの機器コンポーネントが配置されているため、補強部材５は、これらに干渉しないように配置されている。

なお、一対の接続板５ｂのうち、側板３に密着している接続板５ｂはなくてもよい。即ち、水平方向の断面視において、補強部材５と側板３との間に閉空間が形成されている構成であってもよい。

なお、図２において、補強部材５は、側板３の上端面に平行な天板、および、側板３の下端面に平行な底板の少なくとも一方を有していてもよい。天板を有する場合、天板は水平フランジ４の下面に密着した状態で水平フランジ４に溶接される。また、底板を有する場合、底板は旋回フレーム１の底板２に密着した状態で底板２に溶接される。

ここで、図１に示すように、通常のクレーン作業時において、吊荷Ｌによる吊荷重ｆ１およびブーム２６の自重ｆ２は、旋回フレーム１の前側部分に圧縮力ｆ３を作用させ、ブーム起伏ロープ３４に張力ｆ５を発生させる。張力ｆ５は、旋回フレーム１の後ろ側の端部（下部スプレッダ）に、上向きかつ前側向きの力ｆ６を作用させる。また、ガイライン３３の張力、ブーム起伏ロープ３４の張力ｆ５、およびマスト２８の自重は、旋回フレーム１の前側部分（マスト２８の取付位置）に、圧縮力ｆ７を作用させる。その結果、旋回ベアリング２２の前側部分に圧縮荷重ｆ１１が作用し、旋回ベアリング２２の後側部分に引張荷重ｆ１２が作用する。その結果、一対の側板３の旋回ベアリング２２上部は座屈しやすくなっている。

また、側面図である図６に示すように、地面に接地させていたブーム２６を持ち上げて自立させた時に、旋回フレーム１の後ろ側の端部（下部スプレッダ）に作用する、上向きかつ前側向きの力ｆ６が大きくなる。そのため、下部スプレッダが取り付けられている箇所と旋回ベアリング２２の座面板３５（図３参照）との間において、旋回フレーム１の一対の側板３に作用する前側向きの圧縮力ｆ８が大きくなる。その結果、一対の側板３に座屈が発生しやすくなる。

図６の要部Ｇに作用する力の説明図である図７に示すように、上向きかつ前側向きの力ｆ６（図６参照）は、旋回ベアリング２２と旋回フレーム１とが固定されている、旋回フレーム１の後ろ側において、前方への圧縮力３６と、下方から上方に向かって旋回する曲げ３７とを作用させる。これにより、旋回フレーム１の後ろ側においては、圧縮力３６と曲げ３７とが合わさった、せん断圧縮力が作用する。なお、せん断圧縮力とは、せん断変形によって発生する圧縮力のことを指す。

そこで、従来は、側板３に水平方向に水平リブを設けたり、垂直方向に垂直リブを設けたりして、座屈しないようにしていた。しかし、旋回フレーム１の側板３が受けるせん断力は、せん断方向（斜め方向）に作用する。そのため、水平リブや垂直リブによる補強の向きは、圧縮荷重が作用する向きであるせん断方向と異なっており、水平リブや垂直リブによる座屈強度の向上には限界がある。

そこで、図２に示すように、一対の側板３の側面にそれぞれ取り付けた一対の補強部材５を、クレーン２０の前方から後方に向かって下から上に傾斜させるとともに、旋回ベアリング２２の旋回中心Ｏよりも後方に配置している。これにより、補強部材５の取り付け方向が、せん断圧縮力が作用する方向にほぼ一致するので、せん断圧縮力に対する座屈強度を効率的に向上させることができる。

また、一対の補強部材５を、引張荷重が作用する、旋回ベアリング２２の旋回中心Ｏよりも後方に配置することで、せん断圧縮力に対する座屈強度を効率的に向上させることができる。

これにより、重量の増加を抑えながら座屈しにくくすることができる。

また、補強部材５の取り付け方向を、せん断圧縮力が作用する方向にほぼ一致させることで、側板３のせん断変形に対する剛性を向上させることができる。その結果、旋回フレーム１のねじり変形に対する剛性を向上させることができる。

また、補強部材５を、側板３の上下方向Ｆの幅の全長にわたって設けることで、側板３の上下方向Ｆの幅の全長にわたって、せん断圧縮力に対する座屈強度、および、せん断変形に対する剛性を向上させることができる。

また、補強部材５の水平方向に対する傾斜角度を、４５°以上６０°以下にすることで、補強部材５の取り付け方向を、せん断圧縮力が作用する方向にほぼ一致させることができる。これにより、せん断圧縮力に対する座屈強度、および、せん断変形に対する剛性を効率的に向上させることができる。

また、図５に示すように、補強部材５の水平断面を中空にすることで、補強部材５による重量の増加を抑えながら、補強部材５の強度を向上させることができる。これにより、せん断圧縮力に対する座屈強度、および、せん断変形に対する剛性を好適に向上させることができる。

特に、補強部材５において、側板３の面に直交する方向に沿って板材５ａを配置し、クレーン２０の左右方向Ｂにおいて、その幅を調整することで、補強部材５による重量の増加を抑えながら、補強部材５の強度を向上させることができる。これにより、せん断圧縮力に対する座屈強度、および、せん断変形に対する剛性を好適に向上させることができる。

なお、一対の接続板５ｂのうち、側板３に密着している接続板５ｂをなくした場合であっても、水平方向の断面視において、補強部材５と側板３との間に閉空間を形成することで、補強部材５による重量の増加を抑えながら、補強部材５の強度を向上させることができる。

また、図２に示すように、補強部材５の下端を底板２に溶接することで、補強部材５の下端に作用する応力を底板２に分散させることができる。これにより、補強部材５の強度を向上させることができる。

（座屈評価）
次に、補強部材５であるリブの有無やリブを設ける方向を変えて、従来例と本発明との座屈評価を行った。拘束条件を示すモデル図である図８に示すように、サンプルとして、縦の長さが１００ｍｍ、横の長さが１００ｍｍ、厚みが１ｍｍ、体積が１００００ｍｍ³の板４１を用いた。そして、拘束条件として、板４１の左辺４１ａを拘束した。また、荷重条件を示すモデル図である図９に示すように、圧縮荷重と曲げ荷重とを合成した荷重を板４１の右辺４１ｂ（図８参照）に負荷した。

サンプルのモデル図を図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃに示す。図１０Ａに示すように、板４１にリブ（補強部材）を設けない場合、１次の座屈固有値は「０．０１４３４」であった。これに対して、図１０Ｂに示すように、従来例をモデル化した水平リブ４２と垂直リブ４３とを補強部材として板４１にそれぞれその中心線に沿って設けた場合、１次の座屈固有値は「０．０２８１０」であった。これは、板４１にリブを設けない場合の１次の座屈固有値に対して、９６．０％の増加であった。なお、水平リブ４２および垂直リブ４３は、左右方向Ｂ（紙面に直交する方向）の幅が５ｍｍで、それぞれの厚み（板厚）が１ｍｍ、総長が２００ｍｍ、体積が１０００ｍｍ³である。

また、図１０Ｃに示すように、本発明をモデル化した４５°に傾斜した傾斜リブ４４を板４１に設けた場合、１次の座屈固有値は「０．０２８９２」であった。これは、板４１にリブを設けない場合の１次の座屈固有値に対して、１０１．７％の増加であった。また、水平リブ４２と垂直リブ４３とを板４１にそれぞれ設けた場合の１次の座屈固有値に対して、２．９％の増加であった。なお、傾斜リブ４４は、左右方向Ｂ（紙面に直交する方向）の幅が５ｍｍで、厚み（板厚）が１．４ｍｍ、総長が１４１．４ｍｍ、体積が９９０ｍｍ³であり、水平リブ４２および垂直リブ４３とほぼ同等の重量（９９％の重量）である。

以上から、せん断圧縮力が作用する方向に沿って、斜めにリブ（補強部材）を設けることで、せん断圧縮力に対する座屈強度を効率的に向上させることができることがわかる。

（変形例）
次に、変形例について説明する。第１変形例においては、図１の要部Ａの斜視図である図１１に示すように、一対の補強部材４５の断面形状は、断面三角形である。図１１のＨ−Ｈ断面図である図１２に示すように、一対の補強部材４５は、中空の断面三角形の角材である。なお、三角形をなす３つの板材のうち、側板３に密着している板材はなくてもよい。即ち、水平方向の断面視において、補強部材４５と側板３との間に閉空間が形成されている構成であってもよい。

また、第２変形例においては、図１２に相当する図である図１３に示すように、一対の補強部材４６は、中空の断面多角形の角材である。この補強部材４６は、側板３の面に直交する方向に沿って配置された一対の板材４６ａを有する。よって、補強部材４６による重量の増加を抑えながら、補強部材４６の強度を向上させることができる。なお、水平方向の断面視において、補強部材４６と側板３との間に閉空間が形成されている構成であってもよい。

また、第３変形例においては、図１２に相当する図である図１４に示すように、一対の補強部材４７は、中空の断面半円形の管である。なお、水平方向の断面視において、補強部材４７と側板３との間に閉空間が形成されている構成であってもよい。

また、第４変形例においては、図１の要部Ａの斜視図である図１５に示すように、補強部材５の下端は、旋回ベアリング２２の上面に取り付けられた環状の座面板３５の上面に溶接（固着）されている。即ち、旋回フレーム１の底板２は、座面板３５の内側および周囲に設けられており、座面板３５の上面は露出している。そして、側板３の下端の一部は、座面板３５に溶接されている。即ち、側板３の一部は、座面板３５の上に立てて設けられている。このような構成であっても、補強部材５の下端に作用する応力を座面板３５に分散させることができるので、補強部材５の強度を向上させることができる。

また、第５変形例においては、図１の要部Ａの斜視図である図１６に示すように、補強部材５は、左右方向Ｂに対向する一対の側板３の外側において、一対の側板３の側面にそれぞれ取り付けられている。このような構成であっても、せん断圧縮力に対する座屈強度を効率的に向上させることができる。なお、上述の第１〜４変形例においても、補強部材５が一対の側板３の外側の側面に取り付けられていてよい。また、補強部材５が一対の側板３の内側の側面および外側の側面にそれぞれ取り付けられていてもよい。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る旋回フレーム１によると、図２に示すように、一対の側板３の側面にそれぞれ取り付けた一対の補強部材５を、クレーン２０の前方から後方に向かって下から上に傾斜させるとともに、旋回ベアリング２２の旋回中心Ｏよりも後方に配置する。これにより、補強部材５の取り付け方向が、せん断圧縮力が作用する方向にほぼ一致するので、せん断圧縮力に対する座屈強度を効率的に向上させることができる。また、一対の補強部材５を、旋回ベアリング２２の旋回中心Ｏよりも後方に配置することで、せん断圧縮力に対する座屈強度を効率的に向上させることができる。これにより、重量の増加を抑えながら座屈しにくくすることができる。また、補強部材５の取り付け方向を、せん断圧縮力が作用する方向にほぼ一致させることで、側板３のせん断変形に対する剛性を向上させることができる。その結果、旋回フレーム１のねじり変形に対する剛性を向上させることができる。

また、補強部材５を、側板３の上下方向Ｆの幅の全長にわたって設けることで、側板３の上下方向Ｆの幅の全長にわたって、せん断圧縮力に対する座屈強度、および、せん断変形に対する剛性を向上させることができる。

また、補強部材５の水平方向に対する傾斜角度を、４５°以上６０°以下にすることで、補強部材５の取り付け方向を、せん断圧縮力が作用する方向にほぼ一致させることができる。これにより、せん断圧縮力に対する座屈強度、および、せん断変形に対する剛性を効率的に向上させることができる。

また、図５に示すように、側板３の面に直交する方向に沿って板材５ａを配置し、クレーン２０の左右方向Ｂにおいて、その幅を調整することで、補強部材５による重量の増加を抑えながら、補強部材５の強度を向上させることができる。これにより、せん断圧縮力に対する座屈強度、および、せん断変形に対する剛性を好適に向上させることができる。

また、補強部材５の水平断面を中空にすることで、補強部材５による重量の増加を抑えながら、補強部材５の強度を向上させることができる。

なお、水平方向の断面視において、補強部材５と側板３との間に閉空間を形成するようにしてもよい。これによっても、補強部材５による重量の増加を抑えながら、補強部材５の強度を向上させることができる。

また、図３に示すように、補強部材５の下端を底板２に溶接することで、補強部材５の下端に作用する応力を底板２に分散させることができる。これにより、補強部材５の強度を向上させることができる。

なお、図１５に示すように、補強部材５の下端を座面板３５に溶接するようにしてもよい。これによっても、補強部材５の下端に作用する応力を座面板３５に分散させることができるので、補強部材５の強度を向上させることができる。

［第２実施形態］
（旋回フレームの構成）
次に、本発明の第２実施形態に係る旋回フレーム２０１について説明する。なお、上述した構成要素と同じ構成要素については、同じ参照番号を付してその説明を省略する。本実施形態の旋回フレーム２０１が第１実施形態の旋回フレーム１と異なる点は、図１の要部Ａの斜視図である図１７に示すように、一対の側板３の内側の側面にそれぞれ取り付けられている一対の補強部材５１が、一対の側板３の面に直交する方向に沿ってそれぞれ配置された一対の板材５１ａを有するものである点である。即ち、図１７のＩ−Ｉ断面図である図１８に示すように、補強部材５１の水平断面は中空ではなく、補強部材５１と側板３との間に閉空間も形成されていない。

補強部材５１は、板材５１ａの端面に取り付けられたフランジ５１ｂを有している。板材５１ａの端面とフランジ５１ｂの中央とは溶接されている。フランジ５１ｂにより、補強部材５１の強度が向上されている。上述したように、側板３付近には、図示しないエンジンや配管などの機器コンポーネントが配置されている。そこで、補強部材５１の水平断面を中空にせず、また、補強部材５１と側板３との間に閉空間も形成しないことで、補強部材５１が占めるスペースを小さくすることができて、機器コンポーネントに干渉しないようにすることができる。

（変形例）
次に、変形例について説明する。第６変形例においては、図１８に相当する図である図１９に示すように、補強部材５１は板材５１ａのみである。

また、第７変形例においては、図１８に相当する図である図２０に示すように、補強部材５１は板材５１ａに交差する板材５１ｃを有している。この板材５１ｃは、自身に設けられたスリットに板材５１ａが嵌め込まれるものであってもよいし、板材５１ａの両面にそれぞれ取り付けられた一対のフランジからなるものであってもよい。板材５１ｃにより、補強部材５１の強度を向上させることができる。

また、第８変形例においては、図１８に相当する図である図２１に示すように、補強部材５１は、板材５１ａの端面に前端が取り付けられたフランジ５１ｄを有している。フランジ５１ｄは、クレーン２０の前後方向Ｃに沿って設けられており、板材５１ａの端面とフランジ５１ｄの前端とは溶接されている。フランジ５１ｄにより、補強部材５１の強度を向上させることができる。

また、第９変形例においては、図１８に相当する図である図２２に示すように、補強部材５１は、板材５１ａの後ろ側の面の中央に前端が取り付けられたフランジ５１ｅを有している。フランジ５１ｅは、クレーン２０の前後方向Ｃに沿って設けられており、板材５１ａの後ろ側の面の中央とフランジ５１ｅの前端とは溶接されている。フランジ５１ｅにより、補強部材５１の強度を向上させることができる。

また、第１０変形例においては、図１８に相当する図である図２３に示すように、補強部材５１は、板材５１ａの端面に前端が取り付けられて、クレーン２０の前後方向Ｃに沿って設けられたフランジ５１ｄと、フランジ５１ｄの後端に取り付けられて、クレーン２０の左右方向Ｂに沿って設けられたフランジ５１ｆと、を有している。板材５１ａの端面とフランジ５１ｄの前端とは溶接されている。また、フランジ５１ｄの後端とフランジ５１ｆの内側の端面とは溶接されている。フランジ５１ｄおよびフランジ５１ｆにより、補強部材５１の強度を向上させることができる。

また、第１１変形例においては、図１８に相当する図である図２４に示すように、補強部材５１は、板材５１ａの端面に前端が取り付けられて、クレーン２０の前後方向Ｃに沿って設けられたフランジ５１ｄと、フランジ５１ｄの後端に取り付けられて、クレーン２０の左右方向Ｂに沿って設けられたフランジ５１ｆと、板材５１ａの後ろ側の面の中央に前端が取り付けられて、クレーン２０の前後方向Ｃに沿って設けられたフランジ５１ｅと、を有している。板材５１ａの端面とフランジ５１ｄの前端とが溶接され、フランジ５１ｄの後端とフランジ５１ｆの内側の端面とが溶接され、フランジ５１ｆの外側の端面とフランジ５１ｅの後端とが溶接され、さらに、板材５１ａの後ろ側の面の中央とフランジ５１ｅの前端とが溶接されることで、補強部材５１の水平断面は中空となっている。これにより、補強部材５１の強度を向上させることができる。

なお、上述した第２実施形態および第６〜１１変形例においても、第５変形例のように、補強部材５１が一対の側板３の外側の側面に取り付けられていてよい。また、補強部材５１が一対の側板３の内側の側面および外側の側面にそれぞれ取り付けられていてもよい。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る旋回フレーム２０１によると、図１７に示すように、側板３の面に直交する方向に沿って板材５１ａを配置し、クレーン２０の左右方向Ｂにおいて、その幅を調整することで、補強部材５１による重量の増加を抑えながら、補強部材５の強度を向上させることができる。これにより、せん断圧縮力に対する座屈強度、および、せん断変形に対する剛性を好適に向上させることができる。

（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１，２０１ 旋回フレーム
２ 底板
３ 側板
４ 水平フランジ
５ 補強部材
５ａ 板材
５ｂ 接続板
２０ クレーン
２１ 下部走行体
２２ 旋回ベアリング
２２ａ アウターレース
２２ｂ インナーレース
２３ 上部旋回体
２４ 上部本体
２５ カウンタウエイト
２６ ブーム
２７ キャブ
２８ マスト
３１ シーブ
３２ ロープ
３３ ガイライン
３４ ブーム起伏ロープ
３５ 座面板
３６ 圧縮力
３７ 曲げ
４１ 板
４２ 水平リブ
４３ 垂直リブ
４４ 傾斜リブ
４５，４６，４７ 補強部材
４６ａ 板材
５１ 補強部材
５１ａ 板材
５１ｂ フランジ
５１ｃ 板材
５１ｄ フランジ
５１ｅ フランジ
５１ｆ フランジ

Claims (8)

1. 下部走行体の上部に旋回ベアリングを介して旋回可能に設けられた作業機械の上部旋回体であって、
   前記旋回ベアリングにより旋回可能に支持された旋回フレームと、
   前記旋回フレームの前端部に起伏可能に取り付けられ、吊荷を吊り上げるブームと、
   前記ブームの後ろ側において前記旋回フレームに起伏可能に取り付けられたマストと、
   前記ブームの先端部と前記マストの先端部とを連結するガイラインと、
   前記マストの先端部と、前記旋回フレームの後部に設けられた下部スプレッダとを連結するブーム起伏ロープと、
   を有し、
   前記旋回フレームは、
   前記旋回ベアリングの上に水平に設けられた底板と、
   前記作業機械の左右方向に所定の間隔をあけて、前記底板の上にそれぞれ立てて設けられ、それぞれが前記作業機械の前後方向に平行に配置された一対の側板と、
   前記一対の側板の側面にそれぞれ取り付けられた一対の補強部材と、
   を有し、
   前記作業機械の左右方向から視たときに、前記一対の補強部材は、前記旋回ベアリングの旋回中心を始端として、前記作業機械の前方から後方に向かって下から上に真っ直ぐに傾斜していることを特徴とする作業機械の上部旋回体。
2. 前記補強部材は、前記作業機械の上下方向において、前記側板の前記上下方向の幅の全長にわたって設けられていることを特徴とする請求項１に記載の作業機械の上部旋回体。
3. 前記補強部材の水平方向に対する傾斜角度は、４５°以上６０°以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機械の上部旋回体。
4. 前記補強部材は、前記側板の前記側面に直交する方向に沿って配置された板材を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業機械の上部旋回体。
5. 水平方向の断面視において、前記補強部材と前記側板との間には、閉空間が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機械の上部旋回体。
6. 前記補強部材の水平断面が中空であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機械の上部旋回体。
7. 前記補強部材の下端は、前記底板に固着されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の作業機械の上部旋回体。
8. 前記旋回ベアリングの上面には、環状の座面板が取り付けられており、
   前記底板は、前記座面板の周囲に設けられており、
   前記補強部材の下端は、前記座面板に固着されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の作業機械の上部旋回体。

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