JPH1113731A - カウンタウエイトの固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メインフレームにカウンタウエイトをボルト
で固定するに当って、ボルト頭を保護板の凹部内に収容
させることにより、ボルトのボルト頭が損傷しないよう
に保護する。 【構成】 カウンタウエイト９は、上部旋回体３におけ
る左右一対のセンタフレーム１０にそれぞれ２本のボル
ト１１で締着するが、板体１０ｂに保護板２０を当接さ
せて設け、この保護板２０を介してボルト１１が取り付
けられる。保護板２０は鋼板からなり、２箇所にボルト
１１が挿通されるボルト挿通孔２２，２２が形成されて
おり、またその下面２０ｂ側には、これらボルト挿通孔
２２と同心円状の凹部２３いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルその
他の作業機において、その上部旋回体に着脱可能に設置
されるカウンタウエイトの固定構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】作業機の一例として、土木・建設工事の
作業現場等で土砂の掘削その他の作業を行う油圧ショベ
ルがある。油圧ショベルは、概略図６に示した構成とな
っている。図中において、１はクローラ式走行体を備え
た下部走行体であって、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が旋回可能に設置されている。
上部旋回体３は後述する一対のメインフレーム１０，１
０に旋回体フレームを連結して設けたものから構成さ
れ、この上部旋回体３にはオペレータが操作を行うため
の運転室４が設置されると共にフロント作業機構５が設
けられる。フロント作業機構５は、上部旋回体３に俯仰
動作可能に設けたブーム６と、このブーム６の先端に上
下方向に回動可能に連結して設けたアーム７とを有し、
このアーム７の先端には、フロントアタッチメントとし
て、例えばバケット８が回動可能に連結されている。

【０００３】上部旋回体３には、さらに車両の走行及び
上部旋回体３の旋回と、フロント作業機構５の作動等を
行わせるために、エンジンや油圧ポンプその他の機器が
建屋内に設置され、作動油タンクや燃料タンクからなる
タンク類も設置されている。また、上部旋回体３の最後
部位置にはカウンタウエイト９が装着されている。カウ
ンタウエイト９は、フロント作業機構５で土砂の掘削等
の作業を行う際に、このフロント作業機構５に作用する
荷重に対してバランスを取ることにより、車両全体の安
定性を図るためのものである。

【０００４】カウンタウエイト９は、図７及び図８に示
したように、上部旋回体３の構造体として、左右に所定
の間隔を置いて設けたセンタフレーム１０に設置され
て、固定的に保持される。センタフレーム１０は、上下
の板体１０ａ，１０ｂに一対の縦板１０ｃ，１０ｄを溶
接等の手段で連結・固着したボックス形状のものから構
成され、カウンタウエイト９は、この左右のセンタフレ
ーム１０を跨ぐようにして設置されるようになってい
る。このために、カウンタウエイト９の下面側にはセン
タフレーム１０に載置するための凹部９ａ，９ａが形成
されており、この凹部９ａによりカウンタウエイト９の
下面は、上部旋回体３の下面とほぼ同一水準に保たれて
いる。

【０００５】カウンタウエイト９はセンタフレーム１０
に固定されるが、ボルト１１を用いることにより着脱可
能に固定するために、ボルト１１が用いられる。このた
めに、センタフレーム１０を構成する上下の板体１０
ａ，１０ｂにはボルト挿通孔１２ａ，１２ｂが穿設され
ており、またこれら板体１０ａ，１０ｂ間にはブッシュ
１３が設けられている。一方、カウンタウエイト９は、
鋼板等からなる略箱形の容器１４内に重量コンクリート
１５を収容させたものであり、この容器１４にはボルト
１１を螺挿させるためのねじ筒体１６が容器１４に溶接
等の手段で固着されている。

【０００６】而して、カウンタウエイト９は、その凹部
９ａ内にセンタフレーム１０が位置するように載置し
て、ボルト１１の軸部１１ａを下方からセンタフレーム
１０の板体１０ｂのボルト挿通孔１２ｂ、ブッシュ１３
及び板体１０ａのボルト挿通孔１２ａに順次挿通させ
て、カウンタウエイト９に固着したねじ筒体１６に螺挿
して、所定の締め付け力を作用させることにより固定す
る。そして、ボルト１１が緩まないようにするために、
センタフレーム１０の板体１０ｂとボルト頭１１ｂとの
間にはワッシャ１７を介装させるようにする。また、カ
ウンタウエイト９の安定を図るために、ボルト１１には
極めて強力な締め付け力を及ぼす必要があることから、
ボルト頭１１ｂの外周は六角形状となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成する
と、センタフレーム１０の下側の板体１０ｂの下面から
ワッシャ１７及びボルト頭１１ｂが下方に突出する状態
となる。例えば、岩石等の塊状物や瓦礫等が存在する作
業環境で土砂を掘削してダンプトラックに積載する作業
を行うと、旋回中に上部旋回体３の後部側がこれらの塊
状物や瓦礫等と繰り返し衝突することになる。上部旋回
体３の下面から下方に突出しているボルト頭１１ｂも、
当然、これらと衝突することになり、摩耗その他の原因
でこのボルト頭１１ｂの角隅部が鈍くなる等の損傷が発
生し、やがてはその外形の六角形状が保たれなくなって
しまう。

【０００８】カウンタウエイト９は、使用状況に応じて
重量を変更する必要があり、また容器１４の損傷等が原
因で交換する場合もある。このために、前述したように
ボルト１１で固定するようにしているのであり、これに
よりカウンタウエイト９の着脱が可能となる。しかしな
がら、ボルト頭１１ｂの角隅部が鈍くなると、治具を用
いてその着脱を行う操作が極めて困難になる。とりわ
け、外周の六角形状が完全に失われると、ボルト１１の
脱着作業が不可能となってしまい、ボルト１１を焼き切
る以外には除去できず、この作業は極めて面倒なものと
なる。

【０００９】このような事態が生じるのはボルト頭１１
ｂがセンタフレーム１０の下方において露出しているか
らである。従って、このセンタフレーム１０から下方に
向けて突出しないようにボルト１１を装着すれば、ボル
ト頭１１ｂの損傷を防ぐことができる。まず、カウンタ
ウエイト９はセンタフレーム１０を跨ぐように設置され
ることから、カウンタウエイト９の下面をセンタフレー
ム１０の下側の板体１０ｂより少なくともワッシャ１７
とボルト頭１１ｂとの合計の厚み分だけ下方に落とし込
めるように、凹部９ａを深くすることが考えられる。た
だし、そのように構成すると、上部旋回体３のフレーム
下面とカウンタウエイト９の下面との間に段差が生じる
ことになり、極めて見栄えが悪いものとなってしまう。

【００１０】また、センタフレーム１０の下側の板体１
０ｂに座ぐりを設けて、この座ぐり内にボルト頭１１ｂ
が収容されるように構成すれば、やはりボルト頭１１ｂ
の保護を図ることができる。しかしながら、センタフレ
ーム１０は上部旋回体３のほぼ全長にも及ぶ長さを有す
るものであり、かつ重量物でもあることから、その加工
は困難であるだけでなく、センタフレーム１０は強度部
材であることから、その強度保持の観点からは板体１０
ｂに座ぐりを形成するのは好ましくはない。

【００１１】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、カウンタウエイトや
センタフレームに格別の変更を行うことなく、このカウ
ンタウエイトをセンタフレームに固定するためのボルト
のボルト頭が損傷しないように確実に保護することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、下部走行体上に上部旋回体を旋回可
能に装着した作業機に、この上部旋回体のメインフレー
ムにカウンタウエイトを設置して、ボルトで着脱可能に
固定するための構造であって、前記メインフレームの下
面には、前記ボルトの軸部が挿通される透孔と、この透
孔に連なりボルト頭を締め付けるための治具が挿入可能
な凹部とが形成された保護板が配置され、前記ボルトは
この保護板に挿通させて、前記カウンタウエイトに締着
される構成としたことをその特徴とするものである。

【００１３】カウンタウエイトは、安定性を考慮して、
複数本、通常は２本のボルトでメインフレームに固定さ
れるのが一般的である。この場合には、保護板はこれら
各ボルトをそれぞれ挿通させるための透孔及凹部を複数
箇所設ける構成とする。また、この場合には、保護板は
広い面積でメインフレームに当接することになり、メイ
ンフレームは長期間の間には多少の変形等が生じるおそ
れがある。さらにこの点を考慮すれば、保護板のメイン
フレームへの当接部に硬質ゴム板を介在させるように構
成すれば、メインフレームが多少変形しても、硬質ゴム
板がこの変形に倣うようになって、ボルトの締め付け力
が低下するようなことはない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。而して、図１及び
図２は本発明の第１の実施の形態を示すものであって、
図１はボルトの取付構造を示したものであり、図２は図
１の矢印方向から見た図である。なお、本実施の形態に
おいて、前述した従来技術の構成と同一または均等なも
のについては、同一の符号を付して、その詳細な説明は
省略する。

【００１５】カウンタウエイト９は、上部旋回体３にお
ける左右一対のセンタフレーム１０にそれぞれ２本のボ
ルト１１で締着することにより着脱可能に固定される点
については、前述した従来技術で説明したものと格別の
差異はない。然るに、従来技術においては、ボルト１１
のボルト頭１１ｂとセンタフレーム１０の下側の板体１
０ｂとの間にワッシャ１７を介在させ、ボルト１１の締
め付けで、ワッシャ１７を板体１０ｂに圧接させること
によって、緩みが生じるのを防止しているが、本実施の
形態においては、板体１０ｂに保護板２０を当接させて
設け、この保護板２０を介してボルト１１が取り付けら
れるようになっている。

【００１６】ここで、保護板２０は鋼板からなり、その
幅寸法はセンタフレーム１０における板体１０ｂの幅と
同じか、それより小さい寸法となっている。また、長さ
方向においては、締着された２本のボルト１１，１１の
間隔より十分大きい寸法となっている。さらに、保護板
２０には、好ましくは、従来技術におけるワッシャ１７
の厚み寸法と、ボルト１１のボルト頭１１ｂの厚み寸法
との合計の寸法程度の厚みを持たせる。そして、保護板
２０の板体１０ｂへの接合面２０ａはその全面にわたっ
て平面状態となっているが、それとは反対側の面、即ち
下面２０ｂは、そのエッジ部分に面取り２１を形成して
いる。ここで、面取り部２１は傾斜する平坦な面であっ
ても良いが、湾曲面形状とすることもできる。

【００１７】保護板２０には、２箇所にボルト１１が挿
通されるボルト挿通孔２２，２２が形成されており、こ
れらボルト挿通孔２２，２２の位置関係は、センタフレ
ーム１０に形成したボルト挿通孔１２ａ，１２ａ及び１
２ｂ，１２ｂの間隔と一致している。また、保護板２０
の下面２０ｂ側には、これらボルト挿通孔２２と同心円
状の凹部２３が形成されている。そして、凹部２３の深
さは、ボルト頭１１ｂの厚みとほぼ一致しており、従っ
てボルト挿通孔２２が形成されて、薄肉となった部位の
厚みは、従来技術におけるワッシャ１７の厚みとほぼ同
程度の寸法としている。ボルト挿通孔２２の孔径はボル
ト１１の軸部１１ａが遊嵌状態にして挿通できる寸法と
なっている。また、凹部２３の開口径は、少なくともボ
ルト頭１１ｂをこの凹部２３内に位置させて、ボルト１
１を締め付けるための治具Ｔが挿入できる寸法となって
いる。

【００１８】カウンタウエイト９をセンタフレーム１０
に設置して固定するに当っては、前述した構成を有する
保護板２０が用いられる。即ち、センタフレーム１０に
カウンタウエイト９を設置した状態で、センタフレーム
１０における下側の板体１０ｂに保護板２０の接合面２
０ａを押し当てて、この保護板２０に形成した一対のボ
ルト挿通孔２２を板体１０ｂに形成した一対からなるボ
ルト挿通孔１２ｂと一致させる。そして、保護板２０の
下側からボルト１１の軸部１１ａを挿入して、保護板２
０のボルト挿通孔２２，板体１０ｂのボルト挿通孔１２
ｂ，ブッシュ１３及び板体１０ａのボルト挿通孔１２ａ
に挿通させて、この軸部１１ａをねじ筒体１６に螺挿さ
せて、所定の締め付け力を作用させる。このボルト１１
の締め付けによりボルト頭１１ｂは保護板２０に形成し
た凹部２３内に進入して、ボルト頭１１ｂの側面部が保
護板２０の凹部２３を形成する周壁により囲繞された状
態になる。

【００１９】以上のように、広い面積を有する保護板２
０を用いることによって、ボルト１１を締め付けた時
に、ボルト挿通孔２２を中心とした広い締め付け面積が
得られることになり、強力な締め付け力を作用すること
ができるようになる。即ち、保護板２０はワッシャとし
ての機能を発揮することになり、しかも広い締め付け面
積が得られることから、このワッシャとしての機能をよ
り強力に発揮し、ボルト１１の脱落事故の発生を確実に
防止できる。

【００２０】しかも、ボルト頭１１ｂは凹部２３を形成
する周壁により囲繞されており、外部に露出してはいな
いことから、上部旋回体３を旋回させた時にも、塊状物
や瓦礫等と接触して摩耗や損傷を来すようなことはない
ので、ボルト頭１１ｂの保護が図られて、その外周にお
ける六角形状が確実に保持される。従って、カウンタウ
エイト９の交換等のために、強力な締め付け力が作用し
ているボルト１１を脱着する際に、治具Ｔを凹部２３内
に挿入して、ボルト頭１１ｂに嵌合させた状態で回動操
作することによって、ボルト頭１１ｂに確実に回転力を
伝達することができて、容易にボルト１１を脱着でき
る。

【００２１】さらに、保護板２０は小型の鋼板から構成
されているから、ボルト挿通孔２２及び凹部２３を容易
に、かつ高精度の形成することができる。また、センタ
フレーム１０には何等の改変も加工も行う必要がないの
で、センタフレーム１０の強度維持が図られ、かつボル
ト保護手段としての汎用性が得られ、寸法・形状の異な
る保護板を用意しておけば、どのような作業機にも装着
することができる。

【００２２】ここで、ボルト頭１１ｂを凹部２３内に収
容させるのは、その外形形状を保持して、塊状物や瓦礫
等との衝突による摩耗等に起因して六角形状の角隅部が
鈍くなるのを防止し、治具Ｔによるボルト１１の脱着の
容易性を確保するためのものである。従って、ボルト頭
１１ｂ全体が完全にそれらと衝突しないように保護しな
ければならないというものでもない。このために、ボル
ト頭１１ｂの先端部分は保護板２０の下面２０ｂから多
少突出していても差し支えはない。一方、ボルト１１を
着脱するために、凹部２３には治具Ｔを挿入できる開口
径とする必要があり、このためにボルト頭１１ｂと凹部
２３の周壁との間にある程度の隙間が生じている。この
点を考慮して、ボルト頭１１ｂの保護をより有効に発揮
させるには、ボルト頭１１ｂは凹部２３内に完全に埋没
するように、凹部２３の深さをより深くすれば良い。

【００２３】また、保護板２０はワッシャとしての機能
も発揮するが、保護板２０は板体１０ｂに対して極めて
広い面積で接触しているから、広い締め付け面積が得ら
れることになる。従って、保護板２０における凹部２３
の底面から接合面２０ａまでの厚みをある程度薄くし
て、ばね性を発揮させるようにすることができるように
なり、例えば板体１０ｂに多少の凹凸があっても、保護
板２０の接合面２０ａの板体１０ｂへの密着性が確保さ
れる。

【００２４】カウンタウエイト９を取り外した後に、同
じカウンタウエイトか、または異なるカウンタウエイト
が再装着される。この作業は、板体１０ｂに保護板２０
の接合面２０ａを接合させて、ボルト１１を挿通させた
上で、カウンタウエイト９のねじ筒体１６に螺挿して締
着する。

【００２５】ところで、油圧ショベルを用いて所要の作
業を行う際には、センタフレーム１０には様々な方向
に、繰り返し外力が作用し、かつ衝撃的な荷重も作用す
ることになる。従って、かなり長い時間作動させると、
センタフレーム１０に全く変形や捩れ等が生じないとは
言えない。１枚の保護板２０に２本のボルト１１を挿通
させるようになっているから、センタフレーム１０にあ
る程度の捩れ等が生じていると、２本のボルト１１によ
る締め付けが円滑に行われないことがある。特に、保護
板２０の素材として、ワッシャと同様の鋼板（例えばＳ
４５Ｃ）のように比較的高い硬度を持ったものを使用す
る場合には、保護板２０をセンタフレーム１０の変形に
追従させることができないこともある。

【００２６】以上の点を考慮すれば、図３に示したよう
に、保護板２０とセンタフレーム１０の板体１０ｂとの
間に、弾性を有する部材として、硬質ゴム板２４を介在
させるようにすることも可能である。硬質ゴム板２４
は、保護板２０とほぼ同じ外形の薄肉のものからなり、
ボルト１１を挿通する透孔が設けられている。この硬質
ゴム板２４によって、ボルト１１に所定の締め付け力を
作用させた時に、センタフレーム１０の変形に保護板２
０を追従させることが可能になる。また、硬質ゴム板２
４には弾性があるものの、かなりの硬さを有しており、
しかも厚みを薄くすることによって、十分な締め付け力
を保持させることができ、作動中にボルト１１が緩む等
のおそれはない。

【００２７】また、必ずしも複数本のボルトに対して１
枚の保護板を用いなければならない訳ではない。そこ
で、例えば図４及び図５に示したように、各ボルト１１
につき１枚の保護板３０を用いるように構成することも
可能である。この保護板３０には、前述した第１の実施
の形態と同様の寸法・形状をしたボルト挿通孔３１及び
凹部３２が１箇所にだけ形成されている。また、保護板
３０は１本のボルト１１が挿通されているだけであるか
ら、この保護板３０に水平方向の外力が作用すると、そ
の力で回動するおそれがある。これを防止するには、保
護板３０の外形を円形のものとなし、またその下面側の
外周を曲面形状とする。これによって、保護板３０に外
力が作用しても、みだりに回動するおそれはない。な
お、この保護板３０の直径は、板体１０ｂの幅寸法以下
であり、かつこの板体１０ｂに装着される一対のボルト
１１，１１間の間隔以下とする必要がある。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、メイン
フレームにカウンタウエイトを１乃至複数本のボルトで
着脱可能に固定するに当って、ボルト頭を保護板の凹部
内に収容させるように構成したので、カウンタウエイト
やセンタフレームに格別の変更を行うことなく、ボルト
のボルト頭が損傷しないように確実に保護できる等の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施の形態のカウンタウ
エイトの固定構造を示す断面図である。

【図２】図１の矢印方向から見た図である。

【図３】本発明における第２の実施の形態のカウンタウ
エイトの固定構造を示す断面図である。

【図４】本発明における第３の実施の形態のカウンタウ
エイトの固定構造を示す断面図である。

【図５】図４の矢印方向から見た図である。

【図６】作業機の一例としての油圧ショベルの外観図で
ある。

【図７】従来技術によるカウンタウエイトの固定構造を
示す断面図である。

【図８】油圧ショベルの後方から見たカウンタウエイト
の部分断面図である。

【符号の説明】

１ 下部走行体 ３ 上部旋回
体 ９ カウンタウエイト ９ａ 凹部 １０ センタフレーム １０ａ，１０
ｂ 板体 １１ ボルト １１ａ 軸部 １１ｂ ボルト頭 １４ 容器 １５ 重量コンクリート １６ ねじ筒
体 ２０，３０ 保護板 ２２，３１
ボルト挿通孔 ２３，３２ 凹部 ２４ 硬質ゴ
ム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部走行体上に上部旋回体を旋回可能に
   装着した作業機に、この上部旋回体のメインフレームに
   カウンタウエイトを設置して、ボルトで着脱可能に固定
   するための構造において、前記メインフレームの下面に
   は、前記ボルトの軸部が挿通される透孔と、この透孔に
   連なりボルト頭を締め付けるための治具が挿入可能な凹
   部とが形成された保護板が配置され、前記ボルトはこの
   保護板に挿通させて、前記カウンタウエイトに締着され
   る構成としたことを特徴とするカウンタウエイトの固定
   構造。
2. 【請求項２】 前記カウンタウエイトは、複数本のボル
   トで前記メインフレームに固定されるようになし、かつ
   前記保護板にはこれら各ボルトをそれぞれ挿通させる透
   孔及び凹部を複数箇所形成する構成としたことを特徴と
   する請求項１記載のカウンタウエイトの固定構造。
3. 【請求項３】 前記保護板の前記メインフレームへの当
   接部には硬質ゴム板を介在させる構成としたことを特徴
   とする請求項２記載のカウンタウエイトの固定構造。