JP2005163533A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】重量バランス機能を保ちながらエンジンルームに対する保守点検性を向上させるカウンタウエイトを備えた作業機械を提供する。
【解決手段】作業機械が垂直軸回りに旋回可能に設けられた上部旋回体１４にカウンタウエイト２を備え、カウンタウエイト２は中央板部２１と、この中央板部２１の幅方向両縁部から左右に延設された一対の側板部２２とが、円弧状に形成されてその内面側に駆動機構１７ａを収納し得るように形状設定され、中央板部２１は、上下寸法が駆動機構１７ａの上下寸法より短めに設定されている一方、各側板部２２は、上下寸法が駆動機構１７ａ部の上下寸法より長めに設定され、カウンタウエイト２の後方上縁部が下方に向かって切り欠かれた状態の後方切欠き窓２１ａが形成され、側板部２２は、各側縁部が後方に向かって切り欠かれて形成した幅方向一対の側部切欠き窓２２ａを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、重量バランス用のカウンタウエイトを備えたパワーショベルやクレーン車等の作業機械に関するものである。

従来、特許文献１に記載されているようなパワーショベルやクレーン車等の作業機械に取り付けられる重量バランス用のカウンタウエイトが知られている。このカウンタウエイトは、作業機械の上部旋回体の後端部に設けられた錘としての鉄塊であり、上部旋回体の前端部に設けられた作業用アームと垂直軸を介して重量的にバランスするように重量設定されている。

従って、上部旋回体を垂直軸回りに旋回させた場合に、作業用アームによる遠心力とカウンタウエイトによる遠心力とがバランスし、これによって作業用アームおよびカウンタウエイトに起因した径方向に向けて垂直軸に加わる力が互いに相殺され、作業機械が横転するような不都合が防止されて上部旋回体は安定した状態で旋回運動を行うことが可能になる。
実開平６−２０５５２号公報

ところで、従来のカウンタウエイトは、平面視で円弧状に形成される等、形状的に工夫が施されて車幅内での旋回が可能であったり、デザイン的に作業機械の全体的な外観視に適合するようになされているが、基本的に錘としての鉄塊であるため、このカウンタウエイトが旋回体のエンジンルームを後部で閉止した状態になっており、カウンタウエイトが邪魔をしてエンジンルームの点検・補修作業が困難であるという問題点を有していた。

本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであり、重量バランス機能を保ちながらエンジンルームに対する保守点検性を向上させるカウンタウエイトを備えた作業機械を提供することを目的としている。

本発明の請求項１記載の作業機械は、駆動機構の駆動によって走行および所定の作業を行う作業機械が垂直軸回りに旋回可能に設けられた上部旋回体を備えて構成され、前記上部旋回体は、前方部分に設けられたキャブおよび作業用アームと、後方部分に前記キャブおよび作業用アームとの間の重量バランス用として重量設定されてなるカウンタウエイトとを備え、前記カウンタウエイトは、前記駆動機構の後方を覆う中央板部と、この中央板部の幅方向両縁部から左右に延設された一対の側板部とが、平面視で前記垂直軸の軸心を中心とした円弧状に形成されてその内面側に前記駆動機構を収納し得るように形状設定され、前記側板部は、各側縁部が後方に向かって切り欠かれて形成した幅方向一対の側部切欠き窓を有し、前記中央板部は、上下寸法が前記駆動機構の上下寸法より短めに設定されている一方、前記各側板部は、上下寸法が駆動機構部の上下寸法より長めに設定されることによって前記カウンタウエイトの後方上縁部が下方に向かって切り欠かれた状態の後方切欠き窓が形成されていることを特徴とするものである。

かかる構成の作業機械によれば、カウンタウエイトがキャブおよび作業用アームに対して重量的にバランスしていることにより上部旋回体を垂直軸回りに旋回させてもキャブおよび作業用アームに起因した径方向に向かう力が垂直軸に加わらず、上部旋回体の旋回動作が安定して作業機械が横転するような不都合が回避される。そして、このような旋回動作の安定性を確保した上で、カウンタウエイトの後方切欠き窓および側部切欠き窓を通して駆動機構の点検整備作業を行うことが可能であり、従来のカウンタウエイトの場合、カウンタウエイトが駆動機構を塞ぐことにより点検整備作業が困難であったという不都合が解消され、しかも、各側板部の上下寸法が駆動機構部の上下寸法より長めに設定されている一方、中央板部の上下寸法が前記駆動機構の上下寸法より短めに設定されているため、カウンタウエイトは、重量バランス機能を確保しつつエンジンルームに対する保守点検性が向上したものになる。

本発明の請求項２記載の作業機械は、請求項１記載の作業機械において、カウンタウエイトは、その両側部がキャブの後部位置にまで延ばされていることを特徴とするものである。

かかる構成の作業機械によれば、カウンタウエイトの円弧形状を維持した上で垂直軸の軸心を支点としたカウンタウエイトのモーメントの値を可能な限り大きくすることができる。従って、延設しなくてもカウンタウエイトが必要重量を賄っている場合には、延設部分に相当する重量分だけカウンタウエイトの厚み寸法を薄くすることが可能であり、これによって駆動機構を収容する容積を増加させることができる。また、カウンタウエイトの必要重量の確保が困難な場合は、その両側縁部を延ばすことによって対応することができる。

本発明の請求項１記載の作業機械によれば、キャブおよび作業用アームとの間の重量バランス用として設けられるカウンタウエイトを、平面視で垂直軸の軸心を中心とした円弧状に形成してその内面側に駆動機構を収納し得るように形状設定するとともに、その後方上縁部を下方に向かって切り欠いて後方切欠き窓を形成し、さらに両側縁部を後方に向かって切り欠いて幅方向一対の側部切欠き窓を形成したため、まず、カウンタウエイトがキャブおよび作業用アームに対して重量的にバランスしていることにより上部旋回体を垂直軸回りに旋回させてもキャブおよび作業用アームに起因した径方向に向かう力が垂直軸に加わらず、上部旋回体の旋回動作が安定して作業機械が横転するような不都合を回避することができる。

そして、このような旋回動作の安定性を確保した上で、カウンタウエイトの後方切欠き窓および側部切欠き窓を通して駆動機構の点検・補修作業を行うことができ、従来のカウンタウエイトのような、カウンタウエイトが駆動機構を塞ぐことにより点検・補修作業が困難であるという不都合を解消することが可能であり、作業機械のメンテナンス性を向上させることができる。

加えて、各側板部の上下寸法が駆動機構部の上下寸法より長めに設定される一方、中央板部の上下寸法が前記駆動機構の上下寸法より短めに設定されているため、カウンタウエイトを重量バランス機能が確保された上で、エンジンルームに対する保守点検性を向上させたものにすることができる。

本発明の請求項２記載の作業機械によれば、カウンタウエイトの両側部をキャブの後部位置にまで延ばしているため、カウンタウエイトの円弧形状を維持した上で垂直軸の軸心を支点としたカウンタウエイトのモーメントの値を可能な限り大きくすることができる。従って、延設しなくてもカウンタウエイトが必要重量を賄っている場合には、延設部分に相当する重量分だけカウンタウエイトの厚み寸法を薄くすることが可能であり、これによって駆動機構を収容する容積を増加させることができる。また、カウンタウエイトの必要重量の確保が困難な場合は、その両側縁部を延ばすことによって対応することができる。

図１は、本発明に係る作業機械の一実施形態を示す斜視図である。なお、図１において、Ｘ−Ｘ方向を幅方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。この実施形態においては作業機械としてパワーショベルが採用されている。図１に示すように、パワーショベル１は、幅方向一対の走行用のクローラ１１と、これらクローラ１１に支持された基台１２と、この基台１２の中央部に立設された垂直軸１３回りに正逆旋回可能に支持された上部旋回体１４と、前記上部旋回体１４の後部に付設されたカウンタウエイト２とを備えた基本構成を有している。

前記上部旋回体１４は、基台１２に立設された前記垂直軸１３回りに正逆旋回する底板１４ａ上に構築されており、底板１４ａの左前部上に設けられたキャブ１５と、同右前部上に設けられた作業用アーム１６と、同後部に図１に示された状態で底板１４ａを幅方向に横断するように設けられた駆動機構部１７とからなっている。

前記キャブ１５は、パワーショベル１のオペレータが乗り込んで運転操作する運転室であり、ここでの運転操作によってパワーショベル１を走行させたり作業用アーム１６が操作されるようになっている。前記作業用アーム１６は、土壌の掘削を行うものであって前端部にバケット１６ａが設けられ、このバケット１６ａの操作で土砂が掘削されたり、掘削されたバケット１６ａ内の土砂が作業用アーム１６の旋回でダンプカー等に移されたりしてパワーショベル１の作業が進行する。

前記駆動機構部１７は、パワーショベル１の心臓部を構成する重要な部位であって、底板１４ａ上にエンジンや油圧機構等からなる駆動機構１７ａが配設されることによって形成されている。従って、駆動機構１７ａの駆動による底板１４ａの垂直軸１３回りの旋回でキャブ１５、作業用アーム１６および駆動機構部１７が共回りするようになっている。

前記底板１４ａは、直径が一対のクローラ１１間の外寸法より若干小さい円形に形状設定されているとともに、前記上部旋回体１４、キャブ１５および折り畳まれた状態の作業用アーム１６は底板１４ａ上に配設された状態で底板１４ａから外部にはみ出さないようにレイアウト設定されている。従って、上部旋回体１４を垂直軸１３回りに旋回させても、キャブ１５、折畳み状態の作業用アーム１６および駆動機構部１７はクローラ１１の車幅内で旋回し、これによって上部旋回体１４の旋回時の安全性が確保されるようになっている。

そして、前記カウンタウエイト２は、上部旋回体１４の前方部分の垂直軸１３に対するモーメントと、同後方部分のモーメントとが同一になるように重量設定され、これによって上部旋回体１４が旋回したときに垂直軸１３に径方方向に向かう力が加わるのを防止し、上部旋回体１４が安定して旋回し得るようになっている。なお、必要に応じて図１に二点鎖線で示すように、増量ウエイト２ａをカウンタウエイト２の後方縁部にボルト止め等によって装着可能にしてあり、適宜選択された所要重量の増量ウエイト２ａを装着することによってモーメントバランスを調節し得るようにしている。

図２は、カウンタウエイトの一実施形態を示す内面視の斜視図であり、図３は図２のＡ線視図、図４は図２のＢ線視図である。以下、図１を参照しながら図２〜図４を基にカウンタウエイト２について説明する。図２〜図４に示すように、カウンタウエイト２は、底板１４ａ（図１）の後縁部に立設されて駆動機構１７ａの後方を覆う平面視で円弧状の中央板部２１と、この中央板部２１の幅方向両縁部から左右に延設された平面視で円弧状の一対の側板部２２とを備えて構成されている。

そして、中央板部２１および側板部２２の概略形状は、平面視で垂直軸１３の軸心を中心とした所定の同一径寸法の円弧になるように設定され、これによって上部旋回体１４（図１）が垂直軸１３回りに旋回したとき、カウンタウエイト２がクローラ１１から外側に向かって突出することはなく、従って、周りに構築物が密集しているような狭隘な作業空間であっても支障なく作業を行うことができるとともに、旋回中のカウンタウエイト２がパワーショベル１の近傍で作業している作業者に衝突するような不都合が発生しないようになっている。

前記中央板部２１は、その上下寸法が駆動機構部１７（図１）の上下寸法より短めに設定されている一方、前記各側板部２２は、その上下寸法が駆動機構部１７の上下寸法より若干長めに設定されている。そして、カウンタウエイト２の中央上部には、中央板部２１の上縁部と各側板部２２上部の対向縁部によって三方が囲まれた矩形状の後方切欠き窓２１ａが形成されている。また、各側板部２２には、上下方向の中央部分に前端縁部から後方に向かって切り欠かれた側面視で矩形状の側部切欠き窓２２ａが形成されている。

従って、カウンタウエイト２が底板１４ａ（図１）の後部に装着された状態で、後方切欠き窓２１ａおよび各側部切欠き窓２２ａから駆動機構部１７の内部を点検・補修することができるようになっている。

前記後方切欠き窓２１ａおよび駆動機構部１７の上面は、図１に示すように、普段は平面視でカウンタウエイト２の円弧形状に対応した円弧形状を呈する上面カバー１７ｂ（図１）によって閉止されているとともに、前記各側部切欠き窓２２ａは、普段はスリットを有する側面カバー１７ｃによって閉止され、これによって駆動機構部１７に塵埃や異物が侵入するのを防止している。前記上面カバー１７ｂは、前端縁部が上部旋回体１４に設けられた幅方向に延びるフレームＦに蝶番を介して開閉自在に取り付けられている。また、右方の側面カバー１７ｃは、側部切欠き窓２２ａに嵌め込み式で装着されてねじ止めされいる一方、左方の側面カバー１７ｃは、蝶番を介して開閉自在にされている。

従って、駆動機構部１７の点検・補修時には、図１に示す状態の上面カバー１７ｂを蝶番回りに反時計方向に回動して開放するとともに、ねじを緩めてまたは蝶番周りに回動させて側面カバー１７ｃを開放し、これによって開放されたカウンタウエイト２の上面部、後方切欠き窓２１ａおよび側部切欠き窓２２ａを通して駆動機構部１７が点検・整備される。

このようなカウンタウエイト２は、中央板部２１の前面側に図２に示すように、後方に向けて凹設された、駆動機構１７ａのエンジンの一部を嵌め込むための中央窪み部２１ｂを有しているとともに、左右一対の側板部２２の中央板部２１との当接部分の近傍に駆動機構１７ａのラジエータの幅方向の各縁部を嵌め込むための側方窪み部２２ｂを有しており、これらの窪み部２１ｂ，２２ｂにエンジンの一部およびラジエータの一部を嵌め込むことにより狭隘な条件下で駆動機構部１７が収まる空間を確保するようにしている。なお、この実施形態では、エンジンは、幅方向に延びるように配置されたいわゆる横置き方式で上部旋回体１４に設置されている。

また、中央板部２１下部の幅方向中央部には前方に向けて突設された係合突片２１ｃが設けられ、この係合突片２１ｃには、下面から上方に向けて穿設された係合孔２１ｄが穿設されている一方、前記底板１４ａの後方縁部には係合孔２１ｄに対応した係合棒１４ｂが上方に向かって突設され、係合孔２１ｄを係合棒１４ｂに外嵌することによってカウンタウエイト２の底板１４ａ上での位置決めが行われるとともに、カウンタウエイト２の底板１４ａに対する装着状態が安定するようにしている。

また、各側板部２２内側の前方の上下側縁部には、側部切欠き窓２２ａを挟むようにそれぞれ上下一対のブラケット２２ｃが突設され、これらのブラケット２２ｃがフレームＦ（図１）にボルト止めされることによってカウンタウエイト２が底板１４ａに固定されるようになっている。

また、各側板部２２の側部切欠き窓２２ａの上下縁部には表面側から若干凹んだ位置に上下縁部に平行に形成された、前記側面カバー１７ｃを装着するための隠れ縁部２２ｄが設けられている。

右方の側板部２２の隠れ縁部２２ｄには左右上下の４つのボルト孔２２ｅが螺設され、側面カバー１７ｃを上下の隠れ縁部２２ｄに押し当てた状態で側面カバー１７ｃを貫通したボルトをボルト孔２２ｅに螺着することにより側面カバー１７ｃがカウンタウエイト２に取り付けられるようになっている。さらに、左方の側板部には上下一対の蝶番取付け部２２ｆ（上方は図２では隠れている）が設けられており、この蝶番取付け部２２ｆに取り付けられた蝶番によって側面カバー１７ｃが側方に開閉可能とされている。

また、本実施形態においては、カウンタウエイト２の側板部２２の両側縁部は、可能な限り前方に延ばされている。側板部２２の前方への延設量は、カウンタウエイト２の円弧形状を維持した上で垂直軸１３の軸心を支点としたカウンタウエイト２のモーメントの値を可能な限り大きくすることができる量として設定される。こうすることによってカウンタウエイト２の必要重量を径方向への延設を行うことなく、カウンタウエイト２の必要重量を確保することが可能になる。

以上の詳述したように、本発明のカウンタウエイト構造は、キャブ１５および作業用アーム１６との間の重量バランス用として作業機械に設けられるものであって、カウンタウエイト２を、平面視で垂直軸１３の軸心を中心とした円弧状に形成してその内面側に駆動機構部１７を収納し得るように形状設定するとともに、その後方上縁部を下方に向かって切り欠いて後方切欠き窓２１ａを形成し、さらに両側縁部を後方に向かって切り欠いて幅方向一対の側部切欠き窓２２ａを形成したため、まず、カウンタウエイト２がキャブ１５および作業用アーム１６に対して重量的にバランスしていることにより上部旋回体１４を垂直軸１３回りに旋回させてもキャブ１５および作業用アーム１６に起因した径方向に向かう力が垂直軸１３に加わらず、上部旋回体１４の旋回動作が安定して作業機械が横転するような不都合を回避することができる。

そして、このような旋回動作の安定性を確保した上で、カウンタウエイト２の後方切欠き窓２１ａおよび側部切欠き窓２２ａを通して駆動機構部１７の点検・補修作業を行うことができ、従来のカウンタウエイト２のような、カウンタウエイト２が駆動機構部１７を塞ぐことにより点検・補修作業が困難であるという不都合を解消することが可能であり、作業機械のメンテナンス性を向上させることができる。

特にこの実施形態の場合、上面カバー１７ｂを開けることにより駆動機構部１７の上方を全面開放することが可能であり、エンジン上面に配置される要メンテナンス部分の点検・補修を極めて容易に行うことができる。また、側面カバー１７ｃによって側方を開放することができるので、エアーフィルターや防虫網等のラジエータの前面に配置される要メンテナンス部分の点検・補修が極めて容易に行い得るようになる。

さらに、カウンタウエイト２の両側縁部を垂直軸１３の軸心を中心とした円弧に沿うように最大限に前方に延ばしてカウンタウエイト２のモーメントの値が大きくなるようにしているため、カウンタウエイト２の円弧形状を維持した上で垂直軸１３の軸心を支点としたカウンタウエイト２のモーメントの値を可能な限り大きくすることができる。従って、延設しなくてもカウンタウエイト２が必要重量を賄っている場合には、延設部分に相当する重量分だけカウンタウエイト２の厚み寸法を薄くすることが可能であり、これによって駆動機構部１７を収容する容積を増加させることができ、逆にカウンタウエイト２の必要重量の確保が困難な場合は、カウンタウエイト２の両側縁部を垂直軸１３を中心とした円弧に沿って延ばすことにより必要重量を確保することができる。

本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）前記の実施形態においては、作業機械としてパワーショベル１が適用されているが、本発明は作業機械がパワーショベル１であることに限定されるものではなく、クローラ式のクレーン車等、作業用アームを備えた上部旋回体が垂直軸周りに旋回するものならどのような種類の作業機械にも適用することができる。
（２）前記の実施形態においては、カウンタウエイト２の中央板部２１の表面に増量ウエイト２ａが取り付けられているが、本発明はカウンタウエイト２に増量ウエイト２ａを取り付けることに限定されるものではなく、重量バランスが達成されるのであれば特に増量ウエイト２ａを設けなくてもよい。

本発明に係る作業機械の一実施形態を示す斜視図である。 カウンタウエイトの一実施形態を示す内面視の斜視図である。 図２のＡ線視図である。 図２のＢ線視図である。

符号の説明

１ パワーショベル
１１ クローラ
１２ 基台
１３ 垂直軸
１４ 上部旋回体
１４ａ 底板
１４ｂ 係合棒
１５ キャブ
１６ 作業用アーム
１６ａ バケット
１７ 駆動機構部
１７ａ 駆動機構
２ カウンタウエイト
２ａ 増量ウエイト
２１ 中央板部
２１ａ 後方切欠き窓
２１ｂ 中央窪み部
２１ｃ 係合突片
２１ｄ 係合孔
２２ 側板部
２２ａ 側部切欠き窓
２２ｂ 側方窪み部
２２ｃ ブラケット
２２ｄ 隠れ縁部
２３ 天井板

Claims (2)

1. 駆動機構の駆動によって走行および所定の作業を行う作業機械が垂直軸回りに旋回可能に設けられた上部旋回体を備えて構成され、
   前記上部旋回体は、前方部分に設けられたキャブおよび作業用アームと、後方部分に前記キャブおよび作業用アームとの間の重量バランス用として重量設定されてなるカウンタウエイトとを備え、
   前記カウンタウエイトは、前記駆動機構の後方を覆う中央板部と、この中央板部の幅方向両縁部から左右に延設された一対の側板部とが、平面視で前記垂直軸の軸心を中心とした円弧状に形成されてその内面側に前記駆動機構を収納し得るように形状設定され、
   前記側板部は、各側縁部が後方に向かって切り欠かれて形成した幅方向一対の側部切欠き窓を有し、
   前記中央板部は、上下寸法が前記駆動機構の上下寸法より短めに設定されている一方、前記各側板部は、上下寸法が駆動機構部の上下寸法より長めに設定されることによって前記カウンタウエイトの後方上縁部が下方に向かって切り欠かれた状態の後方切欠き窓が形成されていることを特徴とする作業機械。
2. 前記側板部は、その両側部がキャブの後部位置にまで延ばされていることを特徴とする請求項１記載の作業機械。

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