JP2006193915A - Counterweight of construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば作業装置との重量バランスをとるために油圧ショベル等に搭載される建設機械のカウンタウエイトに関する。 The present invention relates to a counterweight of a construction machine mounted on a hydraulic excavator or the like in order to balance the weight with, for example, a work device.
一般に、建設機械としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより大略構成されている。そして、上部旋回体には、支持構造体をなす旋回フレームの後部に位置して作業装置との重量バランスをとるためのカウンタウエイトが搭載されている。 In general, a hydraulic excavator as a construction machine is provided with a self-propelled lower traveling body, an upper revolving body that is turnably mounted on the lower traveling body, and a front-rear side of the upper revolving body that can be raised and lowered. It is roughly constituted by a working device. The upper revolving unit is mounted with a counterweight that is positioned at the rear of the revolving frame that forms the support structure to balance the weight with the work device.
ここで、昨今の油圧ショベルは、上部旋回体を旋回動作したときに、その旋回半径が小さくなるようにカウンタウエイトを前側に移動し、上部旋回体の全体が上側からみてほぼ下部走行体の車幅内に収まる円形に近い形状になっている。この小旋回式の油圧ショベルでは、カウンタウエイトは、前側に移動して旋回中心に近付けているから、作業装置との重量バランスを維持するためにカウンタウエイトの重量を増大する必要がある。しかも、上部旋回体の小型化に合わせてカウンタウエイトも小型化する必要がある。このため、カウンタウエイトは、小さな設置スペースで大きな重量を得ることができるように、比重が大きな鋳造物を用いて形成している。そして、カウンタウエイトは、円形状の上部旋回体に沿うように外周側が円弧状に湾曲した三日月形状に形成されている(例えば、特許文献1参照)。 Here, in recent hydraulic excavators, when the upper swinging body is turned, the counterweight is moved to the front side so that the turning radius becomes smaller. The shape is close to a circle that fits within the width. In this small swivel excavator, the counterweight moves to the front side and approaches the swivel center. Therefore, it is necessary to increase the weight of the counterweight in order to maintain the weight balance with the work device. Moreover, it is necessary to reduce the counterweight in accordance with the downsizing of the upper swing body. For this reason, the counterweight is formed using a casting having a large specific gravity so that a large weight can be obtained in a small installation space. And the counterweight is formed in the crescent moon shape which the outer peripheral side curved in circular arc shape so that a circular upper turning body may be followed (for example, refer patent document 1).
ところで、上述した従来技術による油圧ショベルは、カウンタウエイトを鋳造によって一体成形しているから、小旋回式の油圧ショベルに用いるカウンタウエイトのように、大きな重量を必要とするものでは厚さ寸法が増大してしまう。このようにカウンタウエイトの厚さ寸法が増大すると、鋳造成形後の養生期間が長くなるから、この養生期間に応じてカウンタウエイトの在庫品を多く用意しなくてはならないという問題がある。 By the way, since the hydraulic excavator according to the above-described prior art integrally forms the counterweight by casting, the thickness is increased in the case of requiring a large weight, such as the counterweight used in the small swing type hydraulic excavator. Resulting in. When the thickness of the counterweight is increased in this way, the curing period after casting becomes longer, so that there is a problem that many counterweights must be prepared in accordance with the curing period.
また、例えば油圧ショベルを大量生産する場合には、カウンタウエイトを短納期で納める必要がある。しかし、鋳造成形後に十分な養生期間を取らないと、内部から流出するガスの影響でカウンタウエイトに施した塗装面にピンホールや発泡が生じる虞があり、再塗装等を施さなくてはならないという問題がある。 For example, when mass-producing hydraulic excavators, it is necessary to pay the counterweight with a short delivery time. However, if a sufficient curing period is not taken after casting, there is a possibility that pinholes and foaming may occur on the painted surface applied to the counterweight due to the gas flowing out from the inside, and repainting etc. must be performed. There's a problem.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、カウンタウエイトを鋳造成形したときの養生期間を短くすることにより、在庫を削減し、また納期を短縮できるようにした建設機械のカウンタウエイトを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce the inventory period and shorten the delivery time by shortening the curing period when casting the counterweight. It is to provide a counterweight for a construction machine.
請求項1の発明によると、建設機械のフレームの後部に重量バランスをとるために搭載される鋳造物からなるカウンタウエイトであって、外側に露出して設けられ外形を規定する外観部と、該外観部と別個に成形され該外観部の前面内側に配置される内側部と、前記外観部と内側部とを一体的に締結する締結部材とにより構成したことにある。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a counterweight made of a casting that is mounted to balance the weight of the rear part of the frame of the construction machine. The outer part is formed separately from the outer part and is arranged inside the front surface of the outer part and a fastening member that integrally fastens the outer part and the inner part.
請求項2の発明によると、前記外観部には前記内側部側に位置して凹段部を設け、前記内側部には該凹段部を乗せる凸段部を設ける構成としたことにある。 According to a second aspect of the present invention, the outer appearance portion is provided with a concave step portion located on the inner side, and the inner portion is provided with a convex step portion on which the concave step portion is placed.
請求項3の発明によると、前記締結部材は、前記内側部を貫通して前記外観部に螺着されるボルトにより構成し、該ボルトが螺着される前記外観部のボルト穴は有底穴として形成したことにある。
According to the invention of
請求項4の発明によると、前記内側部には、前記フレームの後部に設けられたウエイト支持部に載置される載置部を設ける構成としたことにある。 According to a fourth aspect of the present invention, the inner portion is provided with a placement portion that is placed on a weight support portion provided at a rear portion of the frame.
請求項1の発明によれば、カウンタウエイトは、外部に露出する外観部と該外観部の前面内側に配置される内側部とを締結部材により一体的に締結する構成としている。従って、外側の外観部と内側の内側部とを別個に鋳造成形することができるから、外観部、内側部の厚さ寸法をそれぞれ小さく抑えることができる。この結果、カウンタウエイトを鋳造成形したときの養生期間を短くすることができるから、在庫の数量を削減して製造コストを低減することができる。しかも、鋳造成形後には短期間で良好な塗装を施すことができるから、大量生産にも対応することができる。 According to the first aspect of the present invention, the counterweight is configured to integrally fasten the external portion exposed to the outside and the inner portion disposed inside the front surface of the external portion by the fastening member. Accordingly, since the outer appearance portion and the inner inner portion can be separately cast, the thickness dimensions of the appearance portion and the inner portion can be kept small. As a result, the curing period when the counterweight is cast-molded can be shortened, so that the quantity of stock can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, since good coating can be applied in a short period of time after casting, it can be applied to mass production.
請求項2の発明によれば、外観部に設けた凹段部を内側部の凸段部に乗せることにより、外観部と内側部とを上,下方向に位置合せすることができ、締結部材による締結作業を容易に行うことができる。また、内側部に作用する外観部の荷重は、凸段部と凹段部との間で受けることができるから、締結部材にせん断荷重が作用するのを防止でき、耐久性、信頼性等を向上することができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、内側部を貫通したボルトの先端部を外観部のボルト穴に螺着することにより、内側部と外観部とを簡単に締結することができる。また、外観部に設けたボルト穴は有底穴として形成しているから、該外観部からボルト穴やボルトが露出するのを防止でき、見栄えを良好にすることができる。 According to the third aspect of the present invention, the inner portion and the outer appearance portion can be easily fastened by screwing the front end portion of the bolt penetrating the inner portion into the bolt hole of the outer appearance portion. Moreover, since the bolt hole provided in the external appearance part is formed as a bottomed hole, it can prevent that a bolt hole and a bolt are exposed from this external appearance part, and can improve appearance.
請求項4の発明によれば、フレームの後部に設けられたウエイト支持部に内側部を載置するとにきは、このウエイト支持部に内側部の載置部を載置することにより、フレームに対して内側部を安定的に載置することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the inner portion is placed on the weight support portion provided at the rear portion of the frame, the inner placement portion is placed on the weight support portion. On the other hand, the inner portion can be stably placed.
以下、本発明の実施の形態に係る建設機械のカウンタウエイトを油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、図1ないし図6を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, a case where a counterweight of a construction machine according to an embodiment of the present invention is applied to a hydraulic excavator will be described as an example, and will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.
図1において、1は建設機械の具体例として示される油圧ショベルで、該油圧ショベル1は、自走可能な下部走行体2と、該下部走行体2上に旋回可能に搭載された上部旋回体3と、該上部旋回体3の前側に俯仰動可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行なう作業装置4とにより大略構成されている。また、上部旋回体3は、後述する旋回フレーム5、キャブ9、建屋カバー10、カウンタウエイト11等により大略構成されている。
In FIG. 1,
5は上部旋回体3を構成する旋回フレームで、該旋回フレーム5は支持構造体として形成されている。そして、旋回フレーム5は、図2に示す如く、後述のセンタフレーム6、サイドフレーム7A,7B、張出しビーム8等により大略構成されている。
6は旋回フレーム5の中央部を構成するセンタフレームで、該センタフレーム6は、前,後方向に延びる厚肉な鋼板等により形成された底板6Aと、該底板6A上に立設され、左,右方向に所定の間隔をもって前,後方向に延びた左,右のセンタビーム6Bとにより大略構成されている。また、各センタビーム6Bの前側には作業装置4が俯仰動可能に取付けられている。一方、各センタビーム6Bの上端縁には、前,後方向の中間部から後端部に亘ってフランジ板6Cが固着され、これにより、各センタビーム6Bの後部は、後側に突出する断面I字状のウエイト支持部6Dとなっている。また、左,右のウエイト支持部6Dは、後述のカウンタウエイト11を構成する内側ウエイト部13の載置部13Kが載置されるもので、上,下方向に貫通するように2個のボルト挿通孔6D1が設けられている。
Reference numeral 6 denotes a center frame that constitutes the central portion of the revolving
また、7A,7Bはセンタフレーム6の左,右に間隔をもって配置され、前,後方向に延びた左,右のサイドフレームを示している。これら左,右のサイドフレーム7A,7Bは、センタフレーム6から左,右方向に張出す複数本の張出しビーム8の先端に取付けられている。
一方、9は上部旋回体3の左前側に位置して旋回フレーム5上に搭載されたキャブ(図1参照)で、該キャブ9内には、オペレータが着座する運転席、作業用の操作レバー、走行用の操作レバー、ペダル、スイッチ(いずれも図示せず)等が設けられている。
On the other hand, 9 is a cab (see FIG. 1) that is mounted on the revolving
10はキャブ9と後述するカウンタウエイト11との間に位置して旋回フレーム5上に設けられた建屋カバーを示している。この建屋カバー10は、旋回フレーム5のサイドフレーム7A,7B上に沿ってそれぞれ前後方向に延びた左,右のサイドカバー10A(左側のみ図示)と、該各サイドカバー10Aの上端側に設けられた上カバー10Bとから大略構成されている。そして、建屋カバー10は、旋回フレーム5上に搭載されたエンジン、油圧ポンプ、熱交換器、タンク等(いずれも図示せず)を収容するものである。
A
次に、11は旋回フレーム5の後部に設けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト11は、図1に示すように、旋回フレーム5の前側に取付けられた作業装置4との重量バランスをとるものである。そして、カウンタウエイト11は、図2ないし図6に示すように、後述の外観ウエイト部12、内側ウエイト部13、ボルト14により大略構成されている。
Next, 11 is a counterweight provided at the rear part of the
12はカウンタウエイト11の外部に露出する外側部分を構成する外観部としての外観ウエイト部を示している。この外観ウエイト部12は、鋳造によって成形された鋳造物からなり、上部旋回体3の後部側の外形を規定している。
ここで、カウンタウエイト11は、外側の外観ウエイト部12と内側の内側ウエイト部13とを別個に形成しているから、この外観ウエイト部12は、全体の厚さ寸法を例えば200mm以下まで薄くすることができる。これにより、外観ウエイト部12は、鋳造成形後に全体が冷えて内部のガスが抜け切るまでの養生期間を短くすることができ、短期間で塗装を施すことができる。なお、外観ウエイト部12は、大部分の厚さ寸法が200mm以下になっていればよく、一部分が厚さ寸法200mmを越えていたとしても殆ど養生期間に影響することはない。しかも、厚さ寸法200mmを越えている部分が外部から見えにくい場所であれば全く問題はない。
Here, since the
そして、外観ウエイト部12は、図5、図6に示すように、左,右方向の中央部が後側に突出するように円弧状に湾曲して形成され、凸円弧状の後面12A、上面12B、下面12Cが外側から見える位置に配置されている。一方、外観ウエイト部12の前面12Dは、凹円弧状に形成され、建屋カバー10、内側ウエイト部13により外側から見えない位置に配置されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
また、外観ウエイト部12には、前面12Dの下側部分を後側に窪ませることにより凹段部12Eが形成され、該凹段部12Eの下側は凹窪面12Fとなっている。ここで、凹段部12Eは、後述する内側ウエイト部13の凸段部13Eの上側に乗るものである。従って、凹段部12E、凹窪面12Fは、左,右方向のほぼ中間部に位置し、内側ウエイト部13の凸段部13Eが嵌る幅寸法に形成されている。そして、凹段部12Eは、凸段部13Eの上側に乗せることにより、外観ウエイト部12と内側ウエイト部13とを上,下方向に位置合せすることができる。また、凹段部12E等は、凸段部13Eが嵌る幅寸法をもって形成しているから、外観ウエイト部12と内側ウエイト部13とを左,右方向に対しても位置合せすることができる。
In addition, a
さらに、外観ウエイト部12の前面12Dと凹窪面12Fには、所定の間隔をもって例えば4個のボルト穴12Gが形成されている。また、各ボルト穴12Gは、図3に示すように、前側に向けて開口する有底穴として形成しているから、外観ウエイト部12の後面12Aにボルト穴12Gや後述のボルト14が露出するのを防止することができる。
Furthermore, for example, four
13は外観ウエイト部12の前面内側に配置された内側部としての内側ウエイト部を示している。この内側ウエイト部13は、外観ウエイト部12とは別個に鋳造成形された鋳造物として形成されているから、外観ウエイト部12と同様の理由により、全体の厚さ寸法を小さく(薄く)することができる。ここで、内側ウエイト部13は、上部旋回体3に搭載された状態では、ほぼ全体が建屋カバー10、外観ウエイト部12等で覆われている。従って、内側ウエイト部13は、高い塗装品質を必要とするものではなく、厚さ寸法が200mmを越えていてもよい。しかし、厚さ寸法を小さくすることにより、養生期間を短くすることができる。
そして、内側ウエイト部13は、図5、図6に示すように、外観ウエイト部12の前面12Dとほぼ同じ円弧状に湾曲した後面13Aと、該後面13Aの左,右両端に亘って形成された平坦な前面13Bと、三日月状の上面13C、下面13Dとを有している。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
また、内側ウエイト部13には、後面13Aの下側部分を後側に突出させることにより凸段部13Eが形成され、該凸段部13Eの下側は突出面13Fとなっている。ここで、凸段部13Eは、外観ウエイト部12の凹段部12Eを上側に乗せることにより、該外観ウエイト部12の重量を受けることができ、さらに内側ウエイト部13と外観ウエイト部12とを上,下方向と左,右方向に位置合せすることができる。
Further, the
また、内側ウエイト部13には、外観ウエイト部12の4個のボルト穴12Gに対応するように4個のボルト貫通孔13Gが設けられている。これらのボルト貫通穴13Gは、図3に示すように、前面13Bから後面13A、突出面13Fに貫通している。
The
一方、内側ウエイト部13の下側には、前,後方向に延びるコ字形状の取付溝13Hが左,右方向に間隔をもって2個設けられ、該各取付溝13Hには、旋回フレーム5を構成するセンタフレーム6の各ウエイト支持部6Dが嵌合する。また、内側ウエイト部13の前面13Bには、前記左,右の取付溝13Hの上側位置から前側に突出して2個の前向き突部13Jが設けられている。そして、取付溝13Hの上底と前向き突部13Jの下面とによって載置部13Kを構成している。
On the other hand, two U-shaped mounting
ここで、載置部13Kは、カウンタウエイト11をセンタフレーム6のウエイト支持部6Dに取付けるときに、該ウエイト支持部6D上に載置されるものである。このときに、載置部13Kは、前向き突部13Jによって内側ウエイト部13の前,後方向の倒れを防止し、旋回フレーム5に対して内側ウエイト部13を安定的に載置するものである。
Here, when the
さらに、内側ウエイト部13の各取付溝13H、前向き突部13Jには、ウエイト支持部6Dに設けられた2個のボルト挿通孔6D1に対応する位置に2個のボルト穴13Lが設けられている。そして、内側ウエイト部13は、ウエイト支持部6Dのボルト挿通孔6D1に下側から挿通された後述するウエイト固定ボルト15の先端を、ボルト穴13Lに螺着することにより、旋回フレーム5の後部に固定されている。
Further, two
14は外観ウエイト部12と内側ウエイト部13とを締結する締結部材としての4本のボルトを示している。これらのボルト14は、内側ウエイト部13のボルト貫通孔13Gに前側から貫通し、先端部を外観ウエイト部12のボルト穴12Gに螺着することにより、外観ウエイト部12と内側ウエイト部13とを一体的に締結することができる。
本実施の形態による油圧ショベル1は上述の如き構成を有するもので、次に、油圧ショベル1を操作して掘削作業等を行なうときの動作について説明する。
The
まず、オペレータは、キャブ9に搭乗して運転席に着座する。この状態で走行用の操作レバーを操作することにより、下部走行体2のクローラを駆動して油圧ショベル1を前進または後退させることができる。また、運転席に着座したオペレータは、作業用の操作レバーを操作することにより、作業装置4を俯仰動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。
First, the operator gets on the cab 9 and sits in the driver's seat. By operating the operation lever for traveling in this state, the crawler of the
そして、本実施の形態によれば、カウンタウエイト11を構成する外観ウエイト部12と内側ウエイト部13とをそれぞれ別個の鋳造物として成形する。このときに、各ウエイト部12,13は、別個に鋳造成形されているから、それぞれの厚さ寸法を小さく抑えることができる。特に、外部に露出する外観ウエイト部12は、全体の厚さ寸法が200mm以下となるように形成しているから、鋳造成形後には、短い時間で中心部まで完全に冷やすことができ、内部に残留したガスが流出するような事態を防止することができる。これにより、鋳造成形後の養生期間を短くすることができる。そして、各ウエイト部12,13の養生期間が経過したら、塗装を施し、各ボルト14で一体的に締結することにより、カウンタウエイト11を組立てることができる。
And according to this Embodiment, the
また、カウンタウエイト11を組立てたら、内側ウエイト部13の載置部13Kを旋回フレーム5を構成するセンタフレーム6のウエイト支持部6Dに載置する。この状態でウエイト支持部6Dのボルト挿通孔6D1にウエイト固定ボルト15を挿通し、その先端部をボルト穴13Lに螺着することにより、カウンタウエイト11を旋回フレーム5の後部に固定することができる。
When the
かくして、本実施の形態によれば、カウンタウエイト11は、外側の外観ウエイト部12と内側の内側ウエイト部13とをボルト14で締結して組立てる構成としている。従って、外観ウエイト部12と内側ウエイト部13とは、それぞれ別個に鋳造成形することができるから、各ウエイト部12,13の厚さ寸法を小さく(薄く)することができる。
Thus, according to the present embodiment, the
この結果、外観ウエイト部12と内側ウエイト部13を鋳造成形したときの養生期間を短くできるから、各ウエイト部12,13の在庫の数量を削減することができ、製造コストを低減することができる。
As a result, since the curing period when the
しかも、外部に露出する外観ウエイト部12は、全体の厚さ寸法が200mm以下になるように形成しているから、鋳造成形後に短時間で内部のガスを除去することができる。これにより、鋳造成形から塗装までの期間を短縮することができ、また塗装面も良好に仕上げることができる。これにより、高品質なカウンタウエイト11を短い納期で用意することができるから、大量生産にも対応することができる。
Moreover, since the
また、外観ウエイト部12には凹段部12Eを設け、内側ウエイト部13には該凹段部12Eを乗せる凸段部13Eを設けているから、各ウエイト部12,13を上,下方向等に位置合せすることができる。これにより、外観ウエイト部12のボルト穴12Gと内側ウエイト部13のボルト貫通孔13Gとの位置を用意に合わせることができ、ボルト14による締結作業を簡単に行なうことができる。また、内側ウエイト部13に作用する外観ウエイト部12の荷重は、凸段部13Eと凹段部12Eとの間で受けることができるから、ボルト14にせん断荷重が作用するのを防止でき、耐久性、信頼性等を向上することができる。
Further, the
一方、ボルト14を螺着する外観ウエイト部12のボルト穴12Gは、有底穴として形成しているから、該外観ウエイト部12の後面12Aからボルト穴12Gやボルト14が露出するのを防止でき、外観上の見栄えを良好にすることができる。
On the other hand, since the
さらに、内側ウエイト部13には、旋回フレーム5を構成するセンタフレーム6のウエイト支持部6Dに載置される載置部13Kを設けているから、この載置部13Kをウエイト支持部6Dに乗せることにより、旋回フレーム5に対して内側ウエイト部13(カウンタウエイト11)をがたつき、位置ずれ等を防止した状態で安定的に載置することができる。
Further, since the
なお、実施の形態では、内側ウエイト部13の前面13Bに前向き突部13Jを設け、該前向き突部13Jの下面と取付溝13Hの上底とにより載置部13Kを形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図7に示す変形例による内側ウエイト部21のように、その前面21Bから前向き突部を削除する構成としてもよい。この場合には、取付溝21Hの上底が載置部21Jとなる。
In the embodiment, a case where the
また、各実施の形態では、建設機械のカウンタウエイトとしてクローラ式の油圧ショベル1のカウンタウエイト11を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベル、油圧クレーン、ホイールローダ等に設けられたカウンタウエイトにも広く適用できるものである。
In each embodiment, the
1 油圧ショベル(建設機械)
5 旋回フレーム(フレーム)
6 センタフレーム
6A 底板
6B センタビーム
6C フランジ板
6D ウエイト支持部
11 カウンタウエイト
12 外観ウエイト部(外観部)
12A,13A,21A 後面
12B,13C,21C 上面
12C,13D,21D 下面
12D,13B,21B 前面
12E 凹段部
12F 凹窪面
12G ボルト穴
13,21 内側ウエイト部(内側部)
13E,21E 凸段部
13F,21F 突出面
13G,21G ボルト貫通孔
13H,21H 取付溝
13J 前向き突部
13K,21J 載置部
13L,21K ボルト穴
14 ボルト(締結部材)
1 Excavator (construction machine)
5 Rotating frame (frame)
12A, 13A,
13E, 21E
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