JP5242987B2 - カウンタウェイト - Google Patents

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Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に搭載されるカウンタウェイトに関する。
近年、油圧ショベル等の建設機械には、作業中に大きな負荷が掛かる作業機等を搭載した車体のバランスを取るために重量物が充填されたカウンタウェイトが搭載されている。
例えば、特許文献1には、カウンタウェイトの重量バランスを形状に関わらず適正に保つことは可能なカウンタウェイトの構造について開示されている。ここでは、カウンタウェイトを構成する箱体の内部に仕切り板を設け、分割充填室を形成している。そして、各分割充填室には、重量調整物を異なる容積で充填することで、車体のバランスを保持している。
特開平9−302724号公報(平成9年11月25日公開) 特開平8−199630号公報(平成8年8月6日公開)
しかしながら、上記従来のカウンタウェイトの構造では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示されたカウンタウェイトの構造では、カウンタウェイトの内部空間を仕切る仕切り板として、カウンタウェイトの前後方向にまたがる大きな仕切り板を追加する必要があるため、部品点数が増加して構造が複雑化するおそれがある。
本発明の課題は、内部空間に設置される部品の点数や大きさを極力抑えつつ内部空間を仕切ることで、カウンタウェイトのバランス調整を行うことが可能なカウンタウェイトを提供することにある。
第1の発明に係るカウンタウェイトは、内部空間に充填材が充填され、建設機械に搭載される際に吊り部にフックを引っ掛けて吊り上げられるカウンタウェイトであって、取付板と、仕切り板と、充填材と、を備えている。取付板は、内部空間に建設機械の前後方向に沿って設けられており、吊り部が取り付けられる。仕切り板は、内部空間における取付板と内壁部との間の隙間を埋めるように建設機械の前後方向に沿って取り付けられ、取付板とともに内部空間を建設機械の幅方向において複数に仕切る。充填材は、取付板と前記仕切り板とによって複数に仕切られた内部空間にそれぞれ充填され、互いに比重が異なる。
ここでは、クレーン等のフックを引っ掛けるための吊り部を固定するためにカウンタウェイトの内部空間に設けられた取付板に対して、仕切り板を追加するように追加して、カウンタウェイトの内部空間を複数に仕切っている。そして、複数に仕切られた内部空間にそれぞれ互いに比重の異なる充填材を充填する。
ここで、上記吊り部とは、一般的にカウンタウェイトの上面に設けられるフックが引っ掛けられる開口部等を含む部材である。上記仕切り板としては、取付板の一部を延伸させたものであってもよいし、取付板とは別の部材であってもよい。また、上記内部空間に充填される充填材としては、例えば、セメントや砂、屑鉄、水等の混合物等が考えられる。さらに、仕切り板によって形成される仕切られた複数の空間は、例えば、比重が異なる充填材が充填されたり、比重が同じ充填材の充填量を変えたりして、カウンタウェイトの重量バランスを調整するために設けられる。
これにより、内部空間を複数に仕切っているため、例えば、充填比重を取り違える等の製造ミス等によってカウンタウェイトの重心が狂った場合でも、吊りフックとの併用によって容易に製造ミス等を発見することができる。また、従前から内部空間に設けられている取付板を仕切り板の一部として活用することができる。よって、できる限り小さい仕切り板を追加するだけでカウンタウェイトの内部空間に、複数に分割された空間を形成することができる。この結果、構成を複雑化することなく内部空間を仕切って、カウンタウェイトの重量バランスを調整することができる。
また、上述した仕切り板と取付板とを組み合わせて仕切られた内部空間のそれぞれに対して、比重が異なる充填材を充填している。具体的には、例えば、旋回半径等との関係により左右不均等な形状のカウンタウェイトの左右のバランスをとるため、同じ充填量でありながら異なる比重の充填材を、複数に仕切られた内部空間内にそれぞれ充填する。
これにより、複数に仕切られた内部空間のそれぞれに異なる比重の充填物を充填することで、効率よくカウンタウェイトの重量バランスを調整することができる。
第2の発明に係るカウンタウェイトは、内部空間に充填材が充填され、建設機械に搭載される際に吊り部にフックを引っ掛けて吊り上げられるカウンタウェイトであって、取付板と、仕切り板と、充填材と、を備えている。取付板は、内部空間に建設機械の前後方向に沿って設けられており、前記吊り部が取り付けられる。仕切り板は、内部空間における取付板と内壁部との間の隙間を埋めるように建設機械の前後方向に沿って取り付けられ、取付板とともに内部空間を建設機械の幅方向において複数に仕切る。充填材は、取付板と仕切り板とによって複数に仕切られた内部空間にそれぞれ充填され、比重がほぼ均等である。
ここでは、クレーン等のフックを引っ掛けるための吊り部を固定するためにカウンタウェイトの内部空間に設けられた取付板に対して、仕切り板を追加するように追加して、カウンタウェイトの内部空間を複数に仕切っている。そして、複数に仕切られた内部空間にそれぞれ比重がほぼ同じ充填材を充填する。
ここで、上記吊り部とは、一般的にカウンタウェイトの上面に設けられるフックが引っ掛けられる開口部等を含む部材である。上記仕切り板としては、取付板の一部を延伸させたものであってもよいし、取付板とは別の部材であってもよい。また、上記内部空間に充填される充填材としては、例えば、セメントや砂、屑鉄、水等の混合物等が考えられる。さらに、仕切り板によって形成される仕切られた複数の空間は、例えば、比重が異なる充填材が充填されたり、比重が同じ充填材の充填量を変えたりして、カウンタウェイトの重量バランスを調整するために設けられる。
これにより、内部空間を複数に仕切っているため、例えば、充填比重を取り違える等の製造ミス等によってカウンタウェイトの重心が狂った場合でも、吊りフックとの併用によって容易に製造ミス等を発見することができる。また、従前から内部空間に設けられている取付板を仕切り板の一部として活用することができる。よって、できる限り小さい仕切り板を追加するだけでカウンタウェイトの内部空間に、複数に分割された空間を形成することができる。この結果、構成を複雑化することなく内部空間を仕切って、カウンタウェイトの重量バランスを調整することができる。
また、上述した仕切り板と取付板とを組み合わせて仕切られた内部空間のそれぞれに対して、比重がほぼ同じ充填材を充填している。具体的には、例えば、旋回半径等との関係により左右不均等な形状のカウンタウェイトの左右のバランスをとるために、同じ比重の充填材の充填量を変化させて、複数に仕切られた内部空間内にそれぞれ充填する。
これにより、複数の充填材を用意することなく、効率よくカウンタウェイトの重量バランスを調整することができる。
第3の発明に係るカウンタウェイトは、第1または第2の発明に係るカウンタウェイトであって、内部空間には、充填材が上端部まで充填されている。
ここでは、仕切り板および取付板とで複数に仕切られた内部空間内に、上端部までいっぱいに充填材が充填されている。
これにより、カウンタウェイトに対して外部から落下物が衝突したり、重量物にぶつかったりした場合でも、上端部まで十分に充填された充填材によって、カウンタウェイトの凹みや破損を防止することができる。
第4の発明に係るカウンタウェイトは、第1から第3の発明のいずれか1つに係るカウンタウェイトであって、仕切り板は、建設機械の前後進方向に沿って配置されている。
ここでは、仕切り板によって複数に仕切られる内部空間を、建設機械の前後進方向に沿って仕切っている。
これにより、幅方向に並んだ複数の内部空間に充填される充填物や充填量を変えてやることで、建設機械(カウンタウェイト)の幅方向における重心位置を容易に調整することができる。
第5の発明に係るカウンタウェイトは、内部空間に充填材が充填され、建設機械に搭載される際に吊り部にフックを引っ掛けて吊り上げられるカウンタウェイトであって、取付板と、仕切り板と、充填材と、を備えている。取付板は、内部空間に設けられており、吊り部が取り付けられる。仕切り板は、内部空間における取付板と内壁部との間の隙間を埋めるように取り付けられ、内部空間を複数に仕切る。充填材は、複数に仕切られた内部空間にそれぞれ充填され、互いに比重が異なる。仕切り板は、建設機械の幅方向に沿って配置されている。
ここでは、仕切り板によって複数に仕切られる内部空間を、建設機械の幅方向に沿って仕切っている。
これにより、前後方向に並んだ複数の内部空間に充填される充填物や充填量を変えてやることで、建設機械(カウンタウェイト)の前後方向における重心位置を容易に調整することができる。また、上述した前後進方向に沿って設けられた仕切り板と組み合わせることで、前後方向および幅方向の双方における重心位置の調整を容易に行うことができる。
第6の発明に係るカウンタウェイトは、内部空間に充填材が充填され、建設機械に搭載される際に吊り部にフックを引っ掛けて吊り上げられるカウンタウェイトであって、取付板と、仕切り板と、充填材と、を備えている。取付板は、内部空間に設けられており、吊り部が取り付けられる。仕切り板は、内部空間における取付板と内壁部との間の隙間を埋めるように取り付けられ、内部空間を複数に仕切る。充填材は、複数に仕切られた内部空間にそれぞれ充填され、比重がほぼ均等である。仕切り板は、建設機械の幅方向に沿って配置されている。
本発明に係るカウンタウェイトによれば、構成を複雑化することなく内部空間を仕切って、カウンタウェイトの重量バランスを調整することができる。
本発明の一実施形態に係るカウンタウェイト5を搭載した油圧ショベル(建設機械)1について、図1〜図5を用いて説明すれば以下の通りである。なお、以下の説明で用いる「幅方向」とは、油圧ショベル1が前進する方向を「前」とし、前進時のオペレータから見た左右方向を意味するものとする。
[油圧ショベル1全体の構成]
本実施形態に係る油圧ショベル1は、図1に示すように、下部走行体2と、旋回フレーム3と、作業機4と、カウンタウェイト5と、エンジンルーム6と、機器室9と、キャブ10と、を備えている。
下部走行体2は、進行方向における左右両端部分に巻き掛けられた履帯Pを回転させることで、油圧ショベル1を前進、後進させるとともに、上面側に旋回フレーム3を旋回可能な状態で搭載している。
旋回フレーム3は、下部走行体2上において、任意の方向に旋回可能であって、上面に作業機4、エンジンルーム6、キャブ10を、後端部分にカウンタウェイト5を搭載している(図2参照)。
作業機4は、先端側に、アームやバケット等が連結されたブーム11を有している。そして、作業機4は、図示しない油圧回路に含まれる各油圧シリンダ11a等によって、ブーム11等を上下に移動させながら、土砂や砂礫等の掘削を行う土木工事の現場において作業を行う。
カウンタウェイト5は、鋼板を組み立てて形成した箱の中に、セメントや鉄鉱石、屑鉄、砂、水等の充填材X1,X2(図5参照)を入れて固めたものであって、採掘時等において車体のバランスをとるために旋回フレーム3上における後端に設けられている(図2参照)。なお、カウンタウェイト5の構成については、後段にて詳述する。
エンジンルーム6は、カウンタウェイト5に隣接する位置に配置されており、開閉可能なエンジンフードによって覆われた点検用の上部開口を有している。そして、エンジンルーム6は、下部走行体2や作業機4を駆動するための動力源であるエンジン(図示せず)や冷却ユニット(図示せず)等を内部に収容している。
機器室9は、前後方向における作業機4およびキャブ10とカウンタウェイト5との間に配置されており、図示しない燃料タンクや作動油タンクおよび操作弁等を収容する。
キャブ10は、油圧ショベル1のオペレータが乗降する運転室であって、作業機4の先端部を見通せるように、旋回フレーム3上における作業機4の側方となる左側前部に配置されている。
[カウンタウェイト5]
本実施形態に係るカウンタウェイト5は、図1および図2に示すように、旋回フレーム3の後端部に搭載されている。そして、カウンタウェイト5は、左右一対の吊り部5a,5a、取付板5b,5b、仕切り板15およびボルト穴5d、充填材X1,X2、を備えている。また、カウンタウェイト5は、図3および図4(a)〜図4(c)に示すように、幅方向に分割された2つの分室S1,S2を有している。さらに、カウンタウェイト5は、搭載される旋回フレーム3のメインビームの偏芯により左右非対称になるように形成されている。メインビームの偏芯は、左右一対のメインビームの外側に配置されるキャブ10や機器室9内部のタンク類の幅寸法によって形状に制約を受けることに起因するものである。具体的には、図2に示すように、一対の吊り部5a,5aから両端までの距離d1,d2が、d1<d2となるように形成されている。
吊り部5a,5aは、旋回フレーム3上へ搭載される際に、クレーン等のフックが引っ掛けられて吊り下げられる。また、吊り部5a,5aは、クレーン等のフックが引っ掛けられる貫通孔を有しており、図4(a)および図4(b)に示すように、カウンタウェイト5の蓋部分を貫通して内部空間に設けられた取付板5b,5bに対して溶接によって固定されている。
取付板5b,5bは、図4(a)〜図4(c)に示すように、吊り部5a,5aを固定するために、カウンタウェイト5の内部空間に前後方向に沿って設置された板状部材である。吊り部5a,5aと取付板5b,5bとは、互いに面同士を合わせた状態で接合されている。
仕切り板15は、図4(a)〜図4(c)に示すように、取付板5b,5bのうちの一方と、カウンタウェイト5の内部空間を形成する内壁部との間の隙間を塞ぐ位置に溶接によって取り付けられている。これにより、カウンタウェイト5内では、取付板5bと仕切り板15とによって内部空間が2つの分室S1,S2に分割される。
ボルト穴15は、図4(b)および図4(c)に示すように、カウンタウェイト5の底面に形成された凹部の上面から上向きに複数のボルトが挿入される。カウンタウェイト5は、これらのボルトを用いて下から締結することによって旋回フレーム3に含まれるメインビームにおける所定の位置へ固定される。
分室S1,S2は、図4(a)および図4(b)に示すように、取付板5bと仕切り板15とによって二分割されたカウンタウェイト5の内部空間であって、互いに内部空間の容積が異なるように形成されている。このため、分室S1,S2には、互いに比重が異なる充填材X1,X2が充填され、カウンタウェイト5の重心位置Gが幅方向において調整される。これにより、旋回フレーム3のメインビームが偏芯して設けられている場合でも、その偏芯量に応じて適切な量だけ重心位置Gを幅方向においてずらすことができる。よって、偏芯したメインビーム上において安定した状態でカウンタウェイト5を搭載することができる。また、分室S1,S2には、図5に示すように、比重が異なる充填材X1,X2が内部空間を満たすように上端部まで一杯に充填されている。これにより、外部からカウンタウェイト5に対して衝撃等が付与された場合でも、内部に充填された充填材X1,X2によってカウンタウェイト5の凹みや破損等を防止することができる。また、充填される充填材X1,X2の比重に差を設けることで、分室S1,S2の容積に差がある場合でも、双方の充填材X1,X2を内部空間一杯まで充填することができる。
なお、充填材X1,X2の比重調整に関しては、比重が高い鉄鉱石や屑鉄等の配合割合を調整する等して行うことができる。
[本カウンタウェイト5の特徴]
(1)
本実施形態のカウンタウェイト5では、図3および図4(a)〜図4(c)に示すように、吊り部5aを固定するために内部空間に設けられている取付板5bと、これに固定された仕切り板15とを組み合わせて、内部空間を複数に分割している。
これにより、従前から内部空間に存在する取付板5bを有効に活用しつつ、仕切り板15を追加して複数の分室S1,S2を形成することで、追加される部品の点数、大きさを最小限とし、簡素な構成によって、カウンタウェイト5の重量バランス(重心位置G)を調整することができる。
(2)
本実施形態のカウンタウェイト5では、図5に示すように、カウンタウェイト5の内部空間を二分割して形成される分室S1,S2には、比重が異なる充填材X1,X2がそれぞれ充填されている。
これにより、それぞれの分室S1,S2の容積に応じて適切な比重の充填材X1,X2を用いて充填することで、効果的にカウンタウェイト5のバランス(重心位置G)を調整することができる。また、各分室S1,S2の容積が異なる場合でも、充填材X1,X2の比重の差によって同じ高さまでの充填を行うことができる。
(3)
本実施形態のカウンタウェイト5では、図5に示すように、それぞれの分室S1,S2に充填される充填材X1,X2が、内部空間の上端までいっぱいに充填されている。
これにより、カウンタウェイト5を内部から充填材X1,X2によって支持することができる。この結果、外部から衝撃等が付与された場合でも、カウンタウェイト5の一部が破損、変形することを防止することができる。
(4)
本実施形態のカウンタウェイト5では、図3および図4(a)〜図4(c)に示すように、内部空間を仕切って形成される分室S1,S2が、前後方向(前後進方向)に沿って配置された仕切り板15と取付板5bとを組み合わせて形成されている。
これにより、幅方向における重心位置Gの調整を容易に行うことができる。
[他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)
上記実施形態では、カウンタウェイト5の内部空間を仕切るために取付板5bに対して固定される仕切り板15として、取付板5bとは別部材を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、取付板の一部を延伸させる等大型化して、延伸部分を仕切り板として用いてもよい。この場合には、部品点数を増やすことなく、効果的に内部空間を複数に分割することができる。
(B)
上記実施形態では、カウンタウェイト5の内部空間(分室S1,S2)内に、上端部まで一杯になるように比重が異なる充填材Xを充填した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、比重がほぼ同じ充填材の充填量を各分室ごとに変えて充填したカウンタウェイトであってもよい。
(C)
上記実施形態では、カウンタウェイト5の幅方向において複数の分室S1,S2が形成されるように、前後方向(前後進方向)に沿って仕切り板15を配置した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図6に示すように、カウンタウェイト105の前後方向においても複数の分室が形成されるように、幅方向に沿って仕切り板115aを設けるようにしてもよい。この場合には、カウンタウェイト105の重心位置を、前後方向において調整することができる。この結果、例えば、カウンタウェイト105の最後端部に重心位置が来るように充填材の比重や充填量等を調整することで、同じ総重量であってもより効果的に建設機械の安定化を図ることができる。
あるいは、図6に示すように、幅方向に沿って仕切り板115a、前後方向に沿って仕切り板115bをそれぞれ設け、前後方向および幅方向の双方において複数の分室が形成されるように、カウンタウェイト105の幅方向、前後方向の双方において仕切り板115a,115bを設けるようにしてもよい。この場合には、カウンタウェイト105の重心位置を前後左右において自在に調整することができる。
(D)
上記実施形態では、カウンタウェイト5内の内部空間を、仕切り板15によって分室S1,S2の2つに分割した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、3つ以上の内部空間を形成するように、仕切り板を設けてもよい。
この場合には、さらに細かく重心位置の調整を行うことができる。
(E)
上記実施形態では、大型の油圧ショベル1に搭載されたカウンタウェイト5に対して、本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、中型の油圧ショベルやそれ以下のクラスの小型の油圧ショベルに搭載されるカウンタウェイトに対して、本発明を適用することも当然に可能である。
(F)
上記実施形態では、本発明に係るカウンタウェイト5が搭載される建設機械として、油圧ショベル1を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、油圧ショベル以外の建設機械や、フォークリフト等の作業車両に搭載されるカウンタウェイトに対して、本発明を適用することも可能である。
本発明のカウンタウェイトは、構成を複雑化することなく内部空間を仕切って、カウンタウェイトの重量バランスを調整することができるという効果を奏することから、カウンタウェイトを搭載する各種の建設機械に対して広く適用可能である。
本発明の一実施形態に係るカウンタウェイトを搭載した油圧ショベルの外観構成を示す側面図。 図1の油圧ショベルの旋回フレーム上に搭載されたカウンタウェイトの構造を示す平面図。 図1の油圧ショベルに搭載されたカウンタウェイトの内部構造を示す斜視図。 (a)〜(c)は、図1の油圧ショベルに搭載されたカウンタウェイトの内部構造を示す平面図、正面図、側面図。 図1の油圧ショベルに搭載されたカウンタウェイト内に充填された充填材の状態を示す断面図。 本発明の他の実施形態に係るカウンタウェイトの内部構造を示す斜視図。
1 油圧ショベル(建設機械)
2 下部走行体
3 旋回フレーム
4 作業機
5 カウンタウェイト
5a 吊り部
5b 取付板
5d ボルト穴
6 エンジンルーム
9 機器室
10 キャブ
11 ブーム
11a 油圧シリンダ
15 仕切り板
105 カウンタウェイト
115a 仕切り板
115b 仕切り板
d1,d2 距離
G 重心位置
P 履帯
S1,S2 分室(内部空間)
X1,X2 充填材

Claims (6)

  1. 内部空間に充填材が充填され、建設機械に搭載される際に吊り部にフックを引っ掛けて吊り上げられるカウンタウェイトであって、
    前記内部空間に前記建設機械の前後方向に沿って設けられており、前記吊り部が取り付けられる取付板と、
    前記内部空間における前記取付板と内壁部との間の隙間を埋めるように前記建設機械の前後方向に沿って取り付けられ、前記取付板とともに前記内部空間を前記建設機械の幅方向において複数に仕切る仕切り板と、
    前記取付板と前記仕切り板とによって前記複数に仕切られた前記内部空間にそれぞれ充填され、互いに比重が異なる充填材と、
    を備えているカウンタウェイト。
  2. 内部空間に充填材が充填され、建設機械に搭載される際に吊り部にフックを引っ掛けて吊り上げられるカウンタウェイトであって、
    前記内部空間に前記建設機械の前後方向に沿って設けられており、前記吊り部が取り付けられる取付板と、
    前記内部空間における前記取付板と内壁部との間の隙間を埋めるように前記建設機械の前後方向に沿って取り付けられ、前記取付板とともに前記内部空間を前記建設機械の幅方向において複数に仕切る仕切り板と、
    前記取付板と前記仕切り板とによって前記複数に仕切られた前記内部空間にそれぞれ充填され、比重がほぼ均等な充填材と、
    を備えているカウンタウェイト。
  3. 前記内部空間には、前記充填材が上端部まで充填されている、
    請求項1または2に記載のカウンタウェイト。
  4. 前記仕切り板は、前記建設機械の前後進方向に沿って配置されている、
    請求項1から3のいずれか1項に記載のカウンタウェイト。
  5. 内部空間に充填材が充填され、建設機械に搭載される際に吊り部にフックを引っ掛けて吊り上げられるカウンタウェイトであって、
    前記内部空間に設けられており、前記吊り部が取り付けられる取付板と、
    前記内部空間における前記取付板と内壁部との間の隙間を埋めるように取り付けられ、前記内部空間を複数に仕切る仕切り板と、
    前記複数に仕切られた前記内部空間にそれぞれ充填され、互いに比重が異なる充填材と、
    を備え、
    前記仕切り板は、前記建設機械の幅方向に沿って配置されている、
    カウンタウェイト。
  6. 内部空間に充填材が充填され、建設機械に搭載される際に吊り部にフックを引っ掛けて吊り上げられるカウンタウェイトであって、
    前記内部空間に前記建設機械の前後方向に沿って設けられており、前記吊り部が取り付けられる取付板と、
    前記内部空間における前記取付板と内壁部との間の隙間を埋めるように前記建設機械の前後方向に沿って取り付けられ、前記取付板とともに前記内部空間を前記建設機械の幅方向において複数に仕切る仕切り板と、
    前記取付板と前記仕切り板とによって前記複数に仕切られた前記内部空間にそれぞれ充填され、比重がほぼ均等な充填材と、
    を備え、
    前記仕切り板は、前記建設機械の幅方向に沿って配置されている、
    カウンタウェイト。
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