JP2003193516A - カウンタウエイト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 破砕時に保持具を必要とせず、かつ小さな打
撃力で破砕することができ、しかも形状の複雑な楔が不
要なカウンタウエイトを提供する。 【解決手段】 カウンタウエイト本体３に鋼製の板材４
を鋳込むことによって薄肉部５を形成し、この薄肉部５
を脆性破壊の基点にしてカウンタウエイト１を破砕す
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、油圧ショベル等の
建設機械やフォークリフト等の運搬機械に用いられるカ
ウンタウエイトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設機械や運搬機械等に用いられ
るカウンタウエイトとしては、鋼製の枠体内にコンクリ
ートを注入してなる形態のもの、鋼板を重ね合わせたも
のに外皮を被せたものおよび、鋳鉄にて一体鋳造した形
態のものが知られている。

【０００３】ところで、このカウンタウエイトにおい
て、使用後のリサイクルを考慮したものとして、前記前
者のコンクリート製のカウンタウエイトでは、実用新案
登録第２５８４３８３号公報または特開平８−２０９７
４８号公報に開示されたものがある。これらはいずれ
も、カウンタウエイトの解体時に外装鋼板とコンクリー
トとを容易に分離できるようにする構造に関わるもので
ある。しかしながら、このコンクリート製カウンタウエ
イトでは、カウンタウエイト本体を構成するコンクリー
トは廃棄処分するしかなく、リサイクルが不能であると
いう問題点がある。このようなことから、リサイクルを
考慮した場合には、前記後者のカウンタウエイトのよう
に、鋳鉄による一体鋳造製にするのが望ましい。

【０００４】従来、鋳鉄製のカウンタウエイトをリサイ
クルに供する際には、使用時の原形のままではキュポラ
に投入することができないため、キュポラ投入サイズに
小割り切断することが行われている。この場合、小割り
切断の方法としては、１）ガス炎で切断する方法、２）
大型シャーのような特定設備で切断する方法、３）ドリ
ルで多数個の穴をあけてブレーカにて切断する方法、の
いずれかの方法が採用されている。

【０００５】しかしながら、前記ガス炎による方法で
は、多大の切断時間がかかるために、作業者の労力がか
かるだけでなくコスト高になるという問題点がある。ま
た、前記大型シャーによる方法では、その特定設備を有
する業者が限られており、その業者に集積するための輸
送費用や所定の量をまとめるための時間がかかり、また
所定量をまとめるまでの置き場所が必要となり、やはり
コスト高になってしまうという問題点がある。さらに、
前記ドリルで穴をあけて切断する方法では、やはりその
穴あけに時間がかかってしまうという問題点がある。

【０００６】そこで、これらの問題点を解消してリサイ
クルを容易に行えるようにするために、本出願人は、打
撃力を加えることにより容易に所定の塊状部片に破砕可
能な打撃楔等の打ち割り部を設けたカウンタウエイトを
先願発明として既に提案している（特願２００１−２９
４６２９号）。この先願発明によれば、カウンタウエイ
ト全体の重量低下を防ぐとともに、ブレーカ等によりカ
ウンタウエイトを小割り切断でき、その切断のための処
理時間を抑え、輸送コストも抑えることができるという
効果がある。

【０００７】すなわち、この先願発明のものにおいて
は、図６に示されているように、カウンタウエイト５０
の破砕時に、そのカウンタウエイト５０の外側面５１を
下にして中央保持具５２上に載置するとともに、両端部
下面を端部保持具５３，５３にて保持し、この状態で打
撃楔５４にブレーカ５５のチゼル５５ａにより打撃力を
加えることによってその破砕作業が行われる。このと
き、打撃楔５４に加えられた打撃力によってカウンタウ
エイトには押し開き力Ｐが作用し、この打撃楔５４の先
端からカウンタウエイト５０の厚み方向に向かう亀裂が
発生する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この先
願発明によるカウンタウエイトにおいては、カウンタウ
エイトの外面形状が平面ではないために、その破砕作業
時にカウンタウエイトを安定的に保持するための保持具
５２，５３が必要になるという問題点がある。また、図
６に示される端部保持具５３，５３のように、保持具を
両側に置いた場合には、打撃楔５４に打撃力を加えた際
にその保持具５３によって発生する反力Ｒが前記押し開
き力Ｐに対抗する方向となって、破砕力が生じにくくな
るという問題点がある。さらに、この打撃楔５４を埋設
した形状ではその楔形状が複雑であることから、その製
作時のコストアップが避けられないという問題点があ
る。

【０００９】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、リサイクルのために破砕できるよ
うにしたカウンタウエイトにおいて、破砕時に保持具を
必要とせず、かつ小さな打撃力で破砕することができ、
しかも形状の複雑な楔が不要なカウンタウエイトを提供
することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、本発明によるカウンタウエイト
は、脆性破壊の基点となる薄肉部を有することを特徴と
するものである。

【００１１】本発明によれば、カウンタウエイトに脆性
破壊の基点となる薄肉部が設けられているので、カウン
タウエイトをその凸状の外側面を上にして置き、薄肉部
の部位の外側（上部）からブレーカのチゼルを当てて打
撃力を加えると、この打撃力の反力がカウンタウエイト
の支持点において鉛直上向きに発生するため、この反力
とカウンタウエイトの自重とがそのカウンタウエイトに
対する切り裂き力として作用し、小さな打撃力で、薄肉
部の部位からカウンタウエイトを押し開いて容易に破砕
することができる。また、破砕時にカウンタウエイトを
保持するための特別な保持具が不要であるだけでなく、
楔のような複雑な形状の部品が不要で、安価に製造でき
るという利点もある。

【００１２】本願発明において、前記薄肉部は、カウン
タウエイト本体に鋼材を鋳込むことにより、その鋼材の
外周面と前記カウンタウエイト本体の側面との間に形成
されるのが好ましい。こうすることで、カウンタウエイ
トの重量低下を招くことなく、前記脆性破壊の基点とな
る薄肉部を容易に形成することができるので、極めて簡
易な手段によって所期の目的を達成することができる。

【００１３】また、前記薄肉部は、当該カウンタウエイ
トを車両本体に取り付ける２つの取付部の中間部に設け
られるのが好ましい。このようにすれば、破砕後に分割
される各部分がそれぞれ取付部によって車両本体に固定
されているので、通常取付け時の強度を確保することが
でき、また車両の稼動中に誤ってカウンタウエイトに外
部から過大な衝撃力が加わって破砕された場合でも、車
両本体からカウンタウエイトが脱落するようなことがな
い。

【００１４】さらに、前記薄肉部は、カウンタウエイト
本体の外面側の側面に近接して設けられるのが好まし
い。こうすることで、カウンタウエイトの外観上の見栄
えを損なうことがない。

【００１５】ここで、前記薄肉部に対向するカウンタウ
エイト本体の外面側の側面には打撃部位となる凹所が設
けられるのが好ましい。こうすることで、破砕時にその
凹所にブレーカのチゼルを当てることができるので、破
砕作業がより容易に行えるという利点がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明によるカウンタウエ
イトの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ
説明する。

【００１７】図１には、本発明の一実施形態に係るカウ
ンタウエイトの平面図（ａ）とそのＡ−Ａ断面図（ｂ）
および打撃用凹所の平面図（ｃ）が示されている。

【００１８】本実施形態は、油圧ショベルに適用された
例を示すものである。本実施形態のカウンタウエイト１
は、油圧ショベルにおける上部旋回体に搭載される作業
機（ブーム、アーム、バケット）との重量バランスを取
るために、その上部旋回体の後部に配されるエンジン等
の機器を取り囲むようにその上部旋回体の最後部に搭載
して使用される。このカウンタウエイト１は、外壁面お
よび内壁面が略鉛直方向に立ち上がるとともに、平面視
で全体として略円弧状の壁面に形成され、内壁面の略中
央部に車体取付部２が内方へ向けて突出形成されて構成
されている。

【００１９】このカウンタウエイト１は、カウンタウエ
イト本体３が鋳鉄（ねずみ鋳鉄）にて一体鋳造により作
製され、この鋳造時に、カウンタウエイト本体３中央部
に鋼製の所要厚みの板材（鋼材）４を鋳込むことによっ
て、この鋳込み部のカウンタウエイト本体３の外面側の
側面に近接して薄肉部５を形成するようにされている。
ここで、前記薄肉部５の幅は、カウンタウエイト本体３
の大きさとも関係するが、１０ｍｍ程度とするのが好適
である。

【００２０】前記板材４は、カウンタウエイト本体３に
おける車体取付部２の部位に達する位置にまで延設され
て埋設されるとともに、その埋設部におけるカウンタウ
エイト本体３の断面形状に略相似形状とされている。ま
た、この板材４の埋設部位におけるカウンタウエイト本
体３の内壁面（車体取付部２の内壁面）には凹所６が形
成され、この凹所６内に前記板材４の頭部が露出するよ
うにされ、鋳込み時の板材４の保持が容易に行えるよう
にされている。一方、この板材４の埋設部位におけるカ
ウンタウエイト本体３の外壁面には、前記薄肉部５に対
向する部位に略円形形状の打撃用凹所７が形成されてい
る。

【００２１】また、前記車体取付部２は、前記板材４を
挟んで平面視で左右対称形状とされ、その板材４の両側
に各１個ずつ計２個のボルト挿通孔８，９を有してい
る。

【００２２】さらに、図１（ｂ）に示されるように、前
記板材４には所要位置に複数個（本実施形態では３個）
の貫通穴４ａ，４ｂ，４ｃが設けられ、これら貫通穴４
ａ，４ｂ，４ｃの箇所で、板材４にて分離された左右の
カウンタウエイト本体３を連絡させるように構成されて
いる。このようにすることで、通常使用時におけるカウ
ンタウエイト本体３の強度を確保することができる。こ
こで、カウンタウエイト本体３の車体取付部２より離れ
た側に設けられる貫通穴４ａは他の貫通穴４ｂ，４ｃに
比べて大きめに形成されている。

【００２３】このように構成されているカウンタウエイ
ト１を解体（破砕）するには、図２に示されるように、
カウンタウエイト１をその凸状の外側面を上にして置
き、薄肉部５の外側に設けられた打撃用凹所７にブレー
カのチゼル先端を当て、このチゼルに打撃力Ｆを加える
と、この打撃力Ｆとカウンタウエイトの自重Ｗとの和
（Ｆ＋Ｗ）の反力Ｒ（Ｒ＝（Ｆ＋Ｗ）／２）がカウンタ
ウエイト１の左右の支持点１０，１１において鉛直上向
きに発生する。

【００２４】一方、前記板材４をカウンタウエイト本体
３内に鋳込んだ際、この板材４の周辺部には不融合部
（隙間）１２が形成され、かつその板材４を鋳込むこと
によってカウンタウエイト本体３に薄肉部５が形成され
ているので、この薄肉部５が脆性破壊の基点となって、
前記ブレーカによる打撃時にそれら薄肉部５および不融
合部１２の部分から破壊が進行する。

【００２５】こうして、板材４の埋設部が割断面とな
り、この割断面に次式で与えられるモーメントＭが加わ
り、このモーメントＭがカウンタウエイトに対する切り
裂き力として作用する。 Ｍ＝（Ｌ／２）×（（Ｆ＋Ｗ）／２）＝（Ｆ＋Ｗ）・Ｌ
／４ ただし、Ｌは、左右の支持点１０，１１間の距離であ
る。この結果、打撃力Ｆが比較的小さなものであって
も、薄肉部５の部位からカウンタウエイト１を押し開い
て容易に破砕することができる。なお、割断面に加わる
応力σは次式となる。 σ＝Ｍ／Ｚ ここで、Ｚは、割断面における穴部および外皮部の断面
係数の和である。

【００２６】本実施形態によれば、カウンタウエイト本
体３に脆性破壊の基点となる薄肉部５が形成されている
ので、大型シャー等の特定設備を用いなくても、通常の
ブレーカを使用して破砕作業を行うことができる。ま
た、その破砕作業に際しては、カウンタウエイト１をそ
の凸状の外側面を上にして置くだけで良いので、カウン
タウエイト１を保持するための特別な保持具が不要であ
るだけでなく、楔のような複雑な形状の部品が不要で、
安価に製造できるという効果を奏する。また、カウンタ
ウエイト本体３内に板材４を鋳込み形成しているので、
カウンタウエイト１の重量低下を招くことなく薄肉部５
を容易に形成することができる。

【００２７】本実施形態においては、カウンタウエイト
本体３に所要厚みの板材４を鋳込むことによって薄肉部
５を形成するものとしたが、この板材の形状としては、
例えば図３（ａ）に示されるように断面Ｖ字形状の板材
４Ａであっても、あるいは図示されていないが、断面Ｕ
字形状の板材であっても良い。また、必ずしも板材を鋳
込む必要はなく、カウンタウエイト本体３に板材と同形
同大の植え込み穴を形成しておき、この植え込み穴に別
途用意した板材を植え込むようにしても良い。また、他
の実施形態として、カウンタウエイトの重量低下が問題
にならない場合には、板材を省略して、単に空洞部を設
けるだけであっても良い。

【００２８】また、板材の材質としては、鋼のほか、樹
脂、セラミック等を使用することもできる。

【００２９】本実施形態においては、カウンタウエイト
中央部に薄肉部を設けて当該カウンタウエイトを２分割
に破砕するものについて説明したが、図３（ｂ）に示さ
れているように、カウンタウエイト本体を略３等分する
位置に板材４，４を埋設してその埋設位置に薄肉部５，
５を設け、カウンタウエイトを３分割に破砕するように
することもできる。勿論、４分割以上に破砕することも
できる。なお、この図３（ｂ）に示される例では、車体
取付部２Ａは、各分割部分に対応して設けられている。

【００３０】前記実施形態においては、カウンタウエイ
ト本体３の強度確保のために、板材４に複数個の貫通穴
４ａ，４ｂ，４ｃを設け、これら貫通穴４ａ，４ｂ，４
ｃの箇所でカウンタウエイト本体３を連絡させるように
構成したが、図４に示されるように、板材４Ｂを分割形
成して、カウンタウエイト本体３の外壁側部分と内壁側
部分とを複数のジョイント部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
（ジョイント部の数は限定されない。）によって連結す
るように構成しても良い。勿論、このような貫通穴４
ａ，４ｂ，４ｃやジョイント部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
を省略することもできる。

【００３１】前記実施形態においては、平面視で全体と
して略円弧状のカウンタウエイトを例にとって説明した
が、本発明は、図５に示されるように、一側部が平坦面
１３ａに形成されたカウンタウエイト１３に対しても同
様に適用することができる。このような形状のカウンタ
ウエイト１３の場合、破砕時には、平坦面１３ａ側を下
にして、この平坦面１３ａの両端部を保持具１４，１４
にて保持し、中央部の薄肉部５の上方からブレーカ１５
にて打撃するようにされる。

【００３２】前記実施形態においては、薄肉部５に対向
する部位に略円形形状の打撃用凹所７を形成したものを
説明したが、これは必ずしも凹所である必要はなく、単
に平坦部であっても良い。また、それら凹所または平坦
部を破砕用に特別に設けなくても、カバー等の取付穴を
利用するようにしても良い。

【００３３】前記実施形態においては、薄肉部をカウン
タウエイト本体の外面側の側面に近接して設けたものを
説明したが、この薄肉部は、カウンタウエイト本体の内
面側の側面に近接して設けても良い。

【００３４】前記実施形態では、油圧ショベルのカウン
タウエイトを例にとって説明したが、本発明のカウンタ
ウエイトは、油圧ショベル以外の建設機械のほか、クレ
ーン、フォークリフト等の運搬機械、産業機械に対して
も適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るカウンタウ
エイトの平面図（ａ）とそのＡ−Ａ断面図（ｂ）および
打撃用凹所の平面図（ｃ）である。

【図２】図２は、本実施形態のカウンタウエイトの破砕
態様説明図である。

【図３】図３（ａ）（ｂ）は、薄肉部の別実施形態を示
す断面図である。

【図４】図４は、板材の埋設形態の異なる例を示す断面
図である。

【図５】図５は、形状の異なるカウンタウエイトの破砕
態様説明図である。

【図６】図６は、先願発明の問題点を説明する図であ
る。

【符号の説明】 １，１３ カウンタウエイト ２ 車体取付部 ３ カウンタウエイト本体 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ ジョイント部 ４，４Ａ，４Ｂ 板材 ４ａ，４ｂ，４ｃ 貫通穴 ５ 薄肉部 ６ 凹所 ７ 打撃用凹所 １２ 不融合部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脆性破壊の基点となる薄肉部を有するこ
   とを特徴とするカウンタウエイト。
2. 【請求項２】 前記薄肉部は、カウンタウエイト本体に
   鋼材を鋳込むことにより、その鋼材の外周面と前記カウ
   ンタウエイト本体の側面との間に形成される請求項１に
   記載のカウンタウエイト。
3. 【請求項３】 前記薄肉部は、当該カウンタウエイトを
   車両本体に取り付ける２つの取付部の中間部に設けられ
   る請求項１または２に記載のカウンタウエイト。
4. 【請求項４】 前記薄肉部は、カウンタウエイト本体の
   外面側の側面に近接して設けられる請求項１〜３のいず
   れかに記載のカウンタウエイト。
5. 【請求項５】 前記薄肉部に対向するカウンタウエイト
   本体の外面側の側面には打撃部位となる凹所が設けられ
   る請求項４に記載のカウンタウエイト。