JP2007205097A - 作業機械のカウンタウエイト - Google Patents

Abstract

【課題】作業機械のカウンタウエイトに関し、簡素な構成で多種多数の機器を搭載できるようにする。
【解決手段】作業機械の後端部に配設され、作業機械の幅方向に延びる中空状に形成された筺体１１と、筺体１１内部に備えられた重量物１２とを有する作業機械のカウンタウエイト１０において、筐体１１内部に略水平に配置された板状の重量物１２としての第１ブロック１３と、第１ブロック１３の上面に積層された板状の重量物１２としての第２ブロック１４とを備える。そして、第２ブロック１４に、その端部が第１ブロック１３の端部よりも略水平方向へ突出した突出部１４ａを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に搭載されるカウンタウエイトに関するものである。

作業機械の代表的な例である油圧ショベルは、図７に示すように、下部走行体１と、下部走行体１上に回転自在に結合された上部旋回体２と、上部旋回体２に装着された作業装置３とから構成されている。
上部旋回体２は、架台となるスイングフレーム２ａを有し、スイングフレーム２ａ上の後端部にはカウンタウエイト４が備えられ、カウンタウエイト４の前方にはエンジンや各種冷却装置等を内部に収めるエンジンルーム５が備えられ、左前部にはオペレータが搭乗するキャブ６が備えられ、中央前部に、上記作業装置３が前方へ延出するように取り付けられている。作業装置３は、一般に、ブーム７，アーム８及びバケット（アタッチメント）９からなっている。

カウンタウエイト４は、作業装置３が持ち上げる重量や作業力及び機体の重量配分等のバランスをとるために配設されるものである。また、カウンタウエイト４は、一般的に、鉄製プレートを加工して成型された筺体の内側に、鉄屑等の重量物を充填し、それをセメントで固めて製造されている。
ところで、油圧ショベルでは、作業装置３のアタッチメントとして、掘削作業を行なうバケット９以外にも、電磁石を利用し鉄を吊り上げるリフティングマグネットや、対象物を挟み付けて吊り上げて移動させるグラップルや、先端のチゼル（ノミ）によってコンクリート構造物やアスファルト等を破砕するブレーカー（破砕機）等、種々のものが使用されている。

そして、これらアタッチメントには、油圧式に限らず、電力式や空気圧式のものがあり、例えば電力式のものには電動機が、空気圧式にはエアコンプレッサーが必要となる。具体的には、アタッチメントとしてリフティングマグネットを使用する場合には、油圧ショベルに電力供給能力が必要となり、機体に専用のバッテリ（発電ユニット）を搭載することが行なわれている。

また、近年、例えば特許文献１に記載のように、エンジンと電気モータといった複数の動力源（原動機）を利用したハイブリッドシステムの油圧ショベルが開発されている。そして、この電気モータへの電力供給のために、電気モータ専用の高圧バッテリを搭載することが提案されている。
しかしながら、例えば、上記のリフティングマグネットを装着した油圧ショベルや、ハイブリッドシステムの油圧ショベルにおいては、スイングフレーム２ａ上にリフティングマグネットやハイブリッドシステム用のバッテリ等の機器を搭載するための十分なスペースがないため、機体の外径寸法を変更する必要がある。

これに対し、例えば特許文献２には、カウンタウエイトの内部スペースにバッテリを収納した技術が開示されている。
特開２００１−９９１０３号公報 特開２００３−３２８３９２号公報

しかしながら、特許文献２記載の技術によれば、カウンタウエイトの内部にどのようにスペースを形成されているのかが不明であって、まず、どのように内部スペースを形成するのかが課題となる。つまり、前述したように、カウンタウエイト４は一般にその内部に重量物が充填されているものであって、カウンタウエイト４内部にバッテリを収納するスペースを形成するには、引用文献２に記載されていない何らかの工夫が必要である。

また、ハイブリッドシステムの場合や電力式や空気圧式の各種のアタッチメントを装着した場合は、バッテリ以外にも多様な機器を油圧ショベルに搭載する必要がある。そのため、カウンタウエイトの内部にスペースを形成したとしても、その内部スペースに多種多数の機器を配置する場合、内部スペースに配置のための支持枠や間仕切壁等の構造体が必要となり、さらなる工夫を要する。つまり、特許文献２記載の技術によれば、単に内部スペースにバッテリを収納する構成となっているため、収納性すなわち多種多数の機器をどのように収納するかが課題となる。

さらに、機種毎に支持枠や間仕切壁等の構造体が個別に必要となりコストがかかる。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、簡素な構成で多種多数の機器を搭載できるようにした、作業機械のカウンタウエイトを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトは、作業機械の後端部に配設され、該作業機械の幅方向に延びる中空状に形成された筺体と、該筺体内部に備えられた重量物とを有する作業機械のカウンタウエイトであって、該筐体内部に略水平に配置された板状の該重量物としての第１ブロックと、該第１ブロックの上面に積層された板状の該重量物としての第２ブロックとを備え、該第２ブロックは、その端部が該第１ブロックの端部よりも略水平方向へ突出して、突出部が形成されていることを特徴としている。

請求項２記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトは、請求項１記載の作業機械のカウンタウエイトにおいて、該第１ブロック及び該第２ブロックがそれぞれ複数備えられるとともに、該複数の第１ブロック及び該複数の第２ブロックが、該筐体内部において、該第１ブロック及び該第２ブロックの厚み方向へ交互に積層されていることを特徴としている。

請求項３記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトは、請求項１又は２記載の作業機械のカウンタウエイトにおいて、該第１ブロック及び該第２ブロックが、該筺体内部における該幅方向の両端部のそれぞれに配置されるとともに、該突出部が、該第１ブロックの端部から該筺体の内側へ向かって突出形成されていることを特徴としている。
請求項４記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトは、請求項１又は２記載の作業機械のカウンタウエイトにおいて、該第１ブロック及び該第２ブロックが、該筺体内部における該幅方向の中央部に配置されるとともに、該突出部が、該第１ブロックの端部から該筺体の外側に向かって突出形成されていることを特徴としている。

請求項５記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトは、請求項３記載の作業機械のカウンタウエイトにおいて、該突出部に架設された仕切板を備えたことを特徴としている。
請求項６記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトは、請求項１〜５の何れか１項に記載の作業機械のカウンタウエイトにおいて、該筺体内部に、該作業機械を作動させる作動機器と、該筺体外部から延在して該作動機器に接続される接続部品を集約して中継する中継装置とを備えたことを特徴としている。なお、該接続部品は、例えば配管や配線であって、該中継装置は、配管及び配線の少なくとも何れか一方を集約して中継するものであれば良い。

請求項７記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトは、請求項１〜６の何れか１項に記載の作業機械のカウンタウエイトにおいて、該筺体に形成された開口部と、該開口部を覆うカバーとを備えたことを特徴としている。

請求項１記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトによれば、重量物が板状のブロック形状に形成されているので、第１ブロックや第２ブロックの形状（厚み）や重量（密度）や配置方法を変更することで、カウンタウエイトの内部に自在にスペースを形成することができ、本カウンタウエイトを多様な機種に容易に適用することができる。
また、第２ブロックに第１ブロックよりも突出した突出部が形成されているので、突出部を機器類を配置するためのブラケットとして機能させることが可能となる。そして、従来単なるおもりとして機能していた重量物をブラケットとして利用するので、機器類を配置するための支持枠や間仕切壁等の構造を簡素にして、多種多数の機器類を搭載することができる。また、第１ブロックと第２ブロックとを溶接にて接合する場合、突出部を利用して隅肉溶接にて接合することができるので、溶接にかかるコストを低減させることができる。

さらに、第１ブロックの上面に第２ブロックを積層するので、機器類を配置するための複数段の陳列棚を形成して、各段に配置された機器類を互いに接触しないように空間を空けて配置できるようになるので、機器の重量に関わらず、自由な配設位置が設定できる。そして、機器類を種類や用途毎に分類して段毎に配置すれば、各段をモジュール（サブアッセンブリ）として扱えるため、取り外しや組み付け作業及びメンテナンス作業等が容易に行なえるという利点がある。

請求項２記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトによれば、第１ブロック及び第２ブロックにより形成される陳列棚の段数をより多く形成することができる。
請求項３記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトによれば、カウンタウエイトの幅方向中央部に機器類を配置する空間を形成することができ、機器類を中央部に集約することができ、機器類のメンテナンス作業等がより容易となるという利点がある。

請求項４記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトによれば、幅方向中央部に第１ブロック及び第２ブロックが配置されているので、第１ブロック及び第２ブロックの積層箇所が１箇所で済み、筺体内部の構造が簡素になるという利点がある。また、第１ブロック及び第２ブロックを積層するときに溶接で接合する場合、溶接箇所を減らすことができ、コストをより低減することができる。

請求項５記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトによれば、仕切板上に機器類を搭載することができるので、突起部は、仕切り板を支持できる程度の突出量を最低限確保すれば良く、第１ブロック及び第２ブロックの重量を容易に調節することができる。
請求項６記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトによれば、中継装置を備えるので、作動機器に接続される接続部品を一箇所で断接することができ、作業機械本体からカウンタウエイトを取り外す際及び組み付ける際に、機器類を搭載した状態でカウンタウエイトを単一モジュール（アッセンブリ）として扱うことができる。したがって、カウンタウエイトの取り外しや組み付け作業を容易にすることができる。

請求項７記載の本発明の作業機械のカウンタウエイトによれば、開口部が形成されているので、筺体内部に配設された機器類へのアクセスが容易となる。したがって、作動機器のメンテナンス作業や接続部品の中継装置へのアクセスを容易に行なうことができる。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
［構成］
図１〜図４は本発明の一実施形態に係る作業機械のカウンタウエイトを示すもので、図１はその斜視図、図２は図１の正面図、図３は図１の背面図、図４は重量物の接合の様子を示す断面図である。なお、従来技術のものと同じ部材等は同じ符号を付し、また、従来技術の説明に用いた図７を適宜流用して説明する。

本実施形態の作業機械のカウンタウエイト１０としては、図７に示した作業機械の代表的な例である油圧ショベルに搭載されたものを取り上げて説明する。
油圧ショベルは、内燃機関であるエンジン（図示略）と電気モータとを原動機とするハイブリッドシステムの油圧ショベルであって、図７に示すように、下部走行体１と、下部走行体１上に回転自在に結合された上部旋回体２と、上部旋回体２に装着された作業装置３とから構成されている。上部旋回体２は、架台となるスイングフレーム２ａを有し、スイングフレーム２ａ上の後端部には、カウンタウエイト１０（図７では符号４を付している）が備えられ、カウンタウエイト１０の前方には、エンジン，後述するバッテリ３０ａからの電力供給を受けて駆動される電気モータ（電動機兼発電機。図示略），エンジン及び電気モータの駆動力により駆動される油圧ポンプ等を内部に収めるエンジンルーム５が備えられている。

カウンタウエイト１０は、図１及び図２に示すように、鉄製プレートを加工して、機体幅方向に延びる形状に形成されるとともに中空状に形成された筺体（容器）１１と、筺体１１の内部に備えられた重量物１２とを有している。
筺体１１には、図３に示すように、その背面（機体後面）に開口部１１ａが形成され、その開口部１１ａには、ヒンジ等により外方へ開閉自在に取り付けられたカバー２０が覆設されている。また、筺体１１の正面下部には、図１及び図２に示すように、スイングフレーム２ａへの取り付けのための凹部１１ｂが形成されている。

重量物１２は、図１及び図２に示すように、筐体１１内部に略水平に配置された板状の複数個の第１ブロック１３と、第１ブロック１３の上面に積層された板状の複数個の第２ブロック１４と、凹部１１ｂを覆うように略水平に配置されるとともに、筺体１１内部の中空空間（スペース）Ｓの底面をなす板状の第３ブロック１５と、第３ブロック１５の下方に充填される第４ブロック１６とを備えている。なお、図１及び図２では、第１ブロック１３及び第２ブロック１４をその厚み方向（上下方向）にデフォルメして図示している。

第１ブロック１３及び第２ブロック１４は、筐体１１内部において、第３ブロック１５上に、上下方向へ交互に積層されている。また、第１ブロック１３及び第２ブロック１４は、筺体１１内部における幅方向の両端部のそれぞれに配置されている。
そして、第２ブロック１４には、その端部が第１ブロック１３の端部よりも筺体１１の内側へ向かって略水平に突出することで、突出部１４ａが形成されている。そして、幅方向両端部で相対する突出部１４ａはそれぞれ、同一の高さとなるように形成されている。

第１ブロック１３及び第２ブロック１４は、溶接により接合されており、この接合は、図４（ａ）に示すように、第１ブロック１３の端部と突出部１４ａとで形成される隅を利用した、隅肉溶接１８ａとなっている。
さらに、幅方向両端部で相対する突出部１４ａには、仕切板１７が架設されている。そして、油圧ショベルをハイブリッドシステムで作動させるための、電気モータに電力を供給するバッテリ３０ａやバッテリ用冷却ファン３０ｂやインバータ３０ｃ等の作動機器３０と、該筺体１１外部から延在して作動機器３０に接続される配線（接続部品）を集約して中継する端子台（中継装置）４０とが、仕切板１７上や第３ブロック１５上に載置されている。なお、上記筺体１１背面の開口部１１ａは、作動機器３０にアクセス可能な位置及び大きさに形成されている。

［作用・効果］
本発明の一実施形態にかかる作業機械のカウンタウエイトは上述のように構成されているので、以下のような作用・効果がある。
第１ブロック１３及び第２ブロック１４が板状のブロック形状に形成されているので、第１ブロック１３及び第２ブロック１４の形状や重量や配置を変更することで、容易にカウンタウエイト１０内部にスペースＳを形成することができ、本カウンタウエイト１０を多様な機種に容易に適用することができる。
また、第２ブロック１４に第１ブロック１３よりも突出した突出部１４ａが形成されているので、突出部１４ａを作動機器３０や端子台４０等の機器類を配置するためのブラケットとして機能させることが可能となる。そして、従来単なるおもりとして機能していた重量物１２である第２ブロック１４をブラケットとして利用するので、機器類を配置するための支持枠や間仕切壁等の構造を簡素にして、多種多数の機器類を搭載することができる。

また、第１ブロック１３と第２ブロック１４とを溶接にて接合する場合、突出部１４ａを利用して隅肉溶接１８ａにて接合することができるので、図４（ｂ）に示す、同一面上ある端面を溶接する際の突合せ接合１８ｂに比べて、溶接にかかるコストを低減させることができる。
さらに、第１ブロック１３の上面に第２ブロック１４を積層するので、機器類を配置するための複数段（ここでは３段）の陳列棚を形成して、各段に配置された機器類を互いに接触しないように空間を空けて配置できるようになるので、機器の重量に関わらず、自由な配設位置が設定できる。そして、機器類を種類毎に分類して段毎に配置すれば、各段をモジュールとして扱えるため、取り外しや組み付け作業及びメンテナンス作業が容易に行なえるという利点がある。

また、筺体１１の幅方向中央部に機器類を配置するスペースＳを形成することができて、機器類を上記中央部に集約することができ、機器類のメンテナンス作業がより容易となるという利点がある。
また、仕切板１７上に機器類を搭載することができるので、突起部１４ａは、仕切板１７を支持できる程度の突出量を最低限確保すれば良く、第１ブロック１３及び第２ブロック１４の重量を容易に調節することができる。

また、端子台４０を備えるので、機器類に接続される配線を一箇所で断接することができ、油圧ショベル本体から本カウンタウエイト１０を取り外す際及び取り付ける際に、機器類を搭載した状態でカウンタウエイト１０を単一モジュールとして扱うことができる。したがって、カウンタウエイト１０の取り外しや組み付け作業を容易にすることができる。

また、カウンタウエイト１０に開口部１１ａが形成されているので、筺体１１内部に配設された作動機器３０や端子台４０へのアクセスが容易となる。したがって、例えばバッテリ液の補充やバッテリの交換等のメンテナンス作業を容易に行なうことができる。また、配線を端子台４０に断接する作業を容易に行なうことができる。
なお、作動機器３０にはそれぞれ、作動機器３０を支持する防振マウント（図示略）を設置することが好ましい。これによれば、機体の振動が作動機器３０に伝わることを防止することができる。

［その他］
以上、本発明の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ず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上記実施形態では、第１ブロック１３及び第２ブロック１４が、筺体１１内部における幅方向両端部に配置されているが、第１ブロック１３及び第２ブロック１４の積層位置はこれに限らない。つまり、例えば図５に示すように、第１ブロック１３及び第２ブロック１４は、筺体１１内部における幅方向中央部に配置されるとともに、突出部１４ａが、第１ブロック１３の端部から筺体１１の外側に向かって突出形成されていても良い。そして、突出部１４ａは、全幅に延びるように形成されていても良い。

これによれば、幅方向中央部に第１ブロック１３及び第２ブロック１４が配置されているので、第１ブロック１３及び第２ブロック１４の積層箇所が１箇所で済み、筺体１１内部の構造が簡素になるという利点がある。また、第１ブロック１３及び第２ブロック１４を溶接で接合する場合、溶接箇所を減らすことができて、より低コストにすることができる。また、突出部１４ａは全幅に延びているので、機器類を突出部１４ａ上に直接設置することができる。

また、上記実施形態の第１ブロック１３及び第２ブロック１４の厚みは任意であって、カウンタウエイト１０内部に搭載する機器類の高さに合わせて調整しても良い。
また、上記実施形態では、筺体１１の背面に開口部１１ａが形成され、ヒンジ等により外方へ開閉自在にカバー２０が取り付けられているが、開口部１１ａが閉じた状態と開いた状態とを取りうるとともに、筺体１１内部へのアクセスを容易することが可能であるならば、どのような開口部１１ａが形成されていても良いし、どのようにカバー２０が取り付けられていても良い。

つまり、例えば、図６（ａ）に示すように、筺体１１の前面に開口部１１ａが形成されるとともに、開口部１１ａにヒンジ式のカバー２０が着脱自在に取り付けられていても良い。もしくは、特に図示しないが、カバー２０をスライド式に代えて、開口部１１ａを開閉自在にスライドさせても良い。
また、例えば、図６（ｂ）に示すように、筺体１１の前方，後方及び上方の３方向からアクセスができるように、前面，背面及び上面の３面に亘って開口する開口部１１ａが形成されていても良い。そして、前面，背面及び上面の開口部１１ａにそれぞれ、カバー２０がボルト等の止め具により着脱自在に取り付けられていても良い。

また、上記実施形態では、作動機器３０としてバッテリ３０ａやバッテリ用冷却ファン３０ｂやインバータ３０ｃ等を搭載したが、搭載する作動機器３０はどのようなものであっても良い。例えば、電気モータやジェネレータを制御するコントローラや作動油用のアキュムレータ等を搭載しても良い。
もしくは、上記実施形態では、ハイブリッドシステムに用いる動力源の一つをバッテリとしたが、例えばバッテリの代わりにガスを動力源として、ガスボンベをカウンタウエイト１０に搭載しても良い。この場合、ガス配管（接続部品）を集約して中継するシャットオフ弁の機能を有する中継装置を配設することが好ましい。

また、上記実施形態では、本発明の作業機械のカウンタウエイト１０をハイブリッドシステムの油圧ショベルに適用した場合について説明したが、エンジンのみを原動機とするとともに、作業装置のアタッチメントとして例えばリフティングマグネットを装着した油圧ショベルに適用しても良い。この場合にも、リフティングマグネットを作動させるために必要なバッテリ等をカウンタウエイト１０に搭載すれば、バッテリ等を搭載するために機体の外径寸法を変更することなく、バッテリ等の設置スペースを確保することができる。

本発明の一実施形態に係る作業機械のカウンタウエイトを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械のカウンタウエイトを示す図であって、図１の正面図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械のカウンタウエイトを示す背面図である。 （ａ），（ｂ）ともに、本発明の一実施形態に係る作業機械のカウンタウエイトに備えられた重量物の溶接接合の様子を示す断面図である。 本発明のその他の実施形態に係る作業機械のカウンタウエイトの正面図である。 本発明のその他の実施形態に係る作業機械のカウンタウエイトの開口部をそれぞれ示す図であって、（ａ）は正面側からみた斜視図，（ｂ）は背面側から見た斜視図である。 一般的な油圧ショベルの斜視図である。

符号の説明

１ 下部走行体
２ 上部旋回体
２ａ スイングフレーム
３ 作業装置
４，１０ カウンタウエイト
５ エンジンルーム
６ キャブ
７ ブーム
８ アーム
９ バケット（アタッチメント）
１１ 筺体（容器）
１１ａ 開口部
１１ｂ 凹部
１２ 重量物
１３ 第１ブロック
１４ 第２ブロック
１４ａ 突出部
１５ 第３ブロック
１６ 第４ブロック
１７ 仕切板
１８ａ 隅肉溶接
１８ｂ 突合せ接合
２０ カバー
３０ 作動機器
３０ａ バッテリ
３０ｂ バッテリ用冷却ファン
３０ｃ インバータ
４０ 端子台（中継装置）
Ｓ 中空空間（スペース）

Claims (7)

1. 作業機械の後端部に配設され、該作業機械の幅方向に延びる中空状に形成された筺体と、該筺体内部に備えられた重量物とを有する作業機械のカウンタウエイトであって、
   該筐体内部に略水平に配置された板状の該重量物としての第１ブロックと、
   該第１ブロックの上面に積層された板状の該重量物としての第２ブロックとを備え、
   該第２ブロックは、その端部が該第１ブロックの端部よりも略水平方向へ突出して、突出部が形成されている
   ことを特徴とする、作業機械のカウンタウエイト。
2. 該第１ブロック及び該第２ブロックがそれぞれ複数備えられるとともに、
   該複数の第１ブロック及び該複数の第２ブロックが、該筐体内部において、該第１ブロック及び該第２ブロックの厚み方向へ交互に積層されている
   ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械のカウンタウエイト。
3. 該第１ブロック及び該第２ブロックが、該筺体内部における該幅方向の両端部のそれぞれに配置されるとともに、
   該突出部が、該第１ブロックの端部から該筺体の内側へ向かって突出形成されている
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の作業機械のカウンタウエイト。
4. 該第１ブロック及び該第２ブロックが、該筺体内部における該幅方向の中央部に配置されるとともに、
   該突出部が、該第１ブロックの端部から該筺体の外側に向かって突出形成されている。
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の作業機械のカウンタウエイト。
5. 該突出部に架設された仕切板を備えた
   ことを特徴とする、請求項３記載の作業機械のカウンタウエイト。
6. 該筺体内部に、該作業機械を作動させる作動機器と、該筺体外部から延在して該作動機器に接続される接続部品を集約して中継する中継装置とを備えた
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の作業機械のカウンタウエイト。
7. 該筺体に形成された開口部と、
   該開口部を覆うカバーとを備えた
   ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載の作業機械のカウンタウエイト。

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