JP2012057299A - カウンタウエイト着脱装置および作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】カウンタウエイトの内部にコンパクトに収納でき、カウンタウエイトの外観や内部のリンケージ機構の機能を保護できるカウンタウエイト着脱装置を提供する。
【解決手段】リンケージ機構14は、リンケージ取付部材13の第１軸受ブラケット16A，16Aに第１基軸21により回動型サポート部材22，22を軸支し、回動型サポート部材22，22の軸支部分とは反対側に上下方向成分を有する軸移動案内穴23，23を形成する。カウンタウエイト支軸27を昇降シリンダ28により軸移動案内穴23，23に沿って押し上げることでカウンタウエイトを持ち上げる。リンケージ取付部材13の第２軸受ブラケット16Bに嵌着した第２基軸31と回動型サポート部材22，22の先端部分に嵌着した作動軸32との間に設けた回動シリンダ33により、回動型サポート部材22，22を第１基軸21を中心に回動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、機体フレームにカウンタウエイトを着脱するためのカウンタウエイト着脱装置およびこのカウンタウエイト着脱装置を搭載した作業機械に関する。

従来のカウンタウエイト着脱装置としては、チェーンとシリンダを組み合わせて、カウンタウエイトを昇降することで、機体フレームにカウンタウエイトを着脱する構造のチェーン方式がある（例えば、特許文献１参照）。

また、リンケージ機構を利用して、カウンタウエイトを昇降することで、機体フレームにカウンタウエイトを着脱する構造のカウンタウエイト着脱装置もある（例えば、特許文献２−４参照）。

特開平１１−１９４０号公報（第３頁、図５） 特許第２９２２７７８号公報（第４−６頁、図１−４） 特許第３７４３５２８号公報（第４−６頁、図１−４） 特開２００７−１６２４５４号公報（第６−８頁、図３−７）

特許文献１に記載のチェーン方式のカウンタウエイト着脱装置は、カウンタウエイトの取り外し時に、カウンタウエイトが上下運動しかしないため、機体フレームに装着されている回転機構付きサポート部材などの高価な部品が必要となり、また、チェーン、スプロケットなどの回転機構やスライド機構には防錆処理が必要であり、メッキや材料をステンレスにするなど割高となる問題がある。

特許文献２に記載のリンケージ方式のカウンタウエイト着脱装置は、回動アームの先端に連結具を介してカウンタウエイトを吊り下げる構造であるため、また、特許文献３に記載のリンケージ方式のカウンタウエイト着脱装置は、第１レバー機構を介して設置した第２レバー機構の先端にカウンタウエイトを吊り下げる構造であるため、また、特許文献４に記載のリンケージ方式のカウンタウエイト着脱装置は、第１リンクの先端に第２リンクを介してカウンタウエイトを吊り下げる構造であるため、それらのリンケージ機構をコンパクトに構成することが容易でなく、そのため、カウンタウエイトの上部を一部切り欠いてリンケージ突出開口を設け、この開口よりリンケージ機構を突出可能に設置しているが、これらのリンケージ突出開口は、カウンタウエイトの外観を損なうとともに、このリンケージ突出開口を通してカウンタウエイト内に侵入する日照、降雨、降雪などの自然環境が、リンケージ機構に直接作用するため機構劣化の原因となるおそれがある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、カウンタウエイトの内部にコンパクトに収納でき、カウンタウエイトの外観や内部のリンケージ機構の機能を保護できるカウンタウエイト着脱装置と、そのカウンタウエイト着脱装置を搭載した作業機械とを提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、機体フレームと地面との間でカウンタウエイトを着脱するカウンタウエイト着脱装置において、上記カウンタウエイトは、その中央部に上記機体フレーム側に開放されたリンケージ収納内空部を有し、このリンケージ収納内空部の上記機体フレームとは反対側および上側は閉塞された形状であり、上記機体フレームに取り付けられたリンケージ取付部材と、上記リンケージ取付部材から上記カウンタウエイトの上記リンケージ収納内空部にわたって設けられたカウンタウエイト昇降用のリンケージ機構とを備え、上記リンケージ機構は、上記リンケージ取付部材に第１基軸により回動自在に軸支されるとともにその軸支される部分とは反対側に位置する部分に上下方向成分を有する長穴状の軸移動案内穴が形成された回動型サポート部材と、上記回動型サポート部材の上記軸移動案内穴に挿通されるとともに上記カウンタウエイトの重心位置より上方で上記リンケージ収納内空部内に着脱自在に接続されたカウンタウエイト支軸と、上記カウンタウエイト支軸と上記第１基軸との間に伸縮操作可能に設けられ上記カウンタウエイト支軸を上下方向成分を有する上記軸移動案内穴に沿って動かす昇降手段と、上記リンケージ取付部材に嵌着された第２基軸と上記回動型サポート部材の上記軸移動案内穴に隣接する部分に嵌着された作動軸との間に伸縮操作可能に設けられ上記回動型サポート部材を上記第１基軸を中心に回動する回動シリンダとを具備したカウンタウエイト着脱装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載のカウンタウエイト着脱装置において、上記機体フレームにカウンタウエイト載せ台として機能する複数の鞍サポート部が固着され、上記リンケージ取付部材および上記リンケージ機構は、これらの鞍サポート部の間に設置されたものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載のカウンタウエイト着脱装置における上記リンケージ取付部材が、上記回動型サポート部材を上記第１基軸により回動自在に軸支する第１軸受ブラケットと、上記第１軸受ブラケットより上側に位置して上記回動シリンダを上記第２基軸により回動自在に軸支する第２軸受ブラケットとを備え、上記昇降手段は、昇降シリンダを備え、上記第１軸受ブラケットは、１対の上記回動型サポート部材をそれぞれ軸支する２組のブラケット間に、上記昇降シリンダの基端を嵌合するためのシリンダ装着凹部が形成されたものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３いずれか記載のカウンタウエイト着脱装置における上記回動型サポート部材の上記軸移動案内穴が、上方に向かって上記機体フレーム上から離間する方向に形成されたものである。

請求項５に記載された発明は、請求項１、２または４記載のカウンタウエイト着脱装置において、上記第１基軸は、上記第２基軸より上側に配置され、上記カウンタウエイト支軸は、カウンタウエイト搭載状態で上記作動軸より上記機体フレーム側に配置され、上記回動シリンダは、カウンタウエイト搭載状態で上記昇降手段より機体フレームから離反する側に配置され、シリンダヘッド側を上記第２基軸によりリンケージ取付部材に軸支されたものである。

請求項６に記載された発明は、機体と、上記機体の一方に突設された作業装置と、上記機体の他方に請求項１乃至５いずれか記載のカウンタウエイト着脱装置により設置されたカウンタウエイトとを具備した作業機械である。

請求項１記載の発明によれば、リンケージ取付部材に第１基軸により軸支された回動型サポート部材の軸支部分とは反対側に位置する部分に上下方向成分を有する長穴状の軸移動案内穴を形成し、この回動型サポート部材の軸移動案内穴に挿通されたカウンタウエイト支軸をカウンタウエイトの重心位置より上方でカウンタウエイトのリンケージ収納内空部内に着脱自在に接続し、このカウンタウエイト支軸を昇降手段により上下方向成分を有する軸移動案内穴に沿って動かすようにし、回動シリンダにより回動型サポート部材を第１基軸を中心に回動することで、カウンタウエイト支軸を第１基軸を中心に移動できるようにしたので、リンケージ収納内空部を機体フレーム側に開放するとともに機体フレームとは反対側の面部および上側の面部を閉塞した形状のカウンタウエイト内に、リンケージ機構をコンパクトに収納でき、言い換えると、リンケージ機構をカウンタウエイトで覆うことが可能な構造としたので、カウンタウエイトの外観を損なうことを防止できるとともに、内部のリンケージ機構の機能を日照、降雨、降雪などの自然環境から保護できる。

請求項２記載の発明によれば、リンケージ取付部材およびリンケージ機構が、機体フレームに固着されたカウンタウエイト載せ台として機能する複数の鞍サポート部の間に設置されたので、これらの鞍サポート部上でカウンタウエイトの安定性を確保できるとともに、このカウンタウエイトを鞍サポート部上から降ろすときは、昇降手段の伸張によりカウンタウエイト支軸を介してカウンタウエイトを鞍サポート部から持ち上げた状態で、回動シリンダの伸張により第１基軸を中心にカウンタウエイト支軸を回動するようにしてカウンタウエイトを下降させるので、鞍サポート部に干渉することなくカウンタウエイトを降ろすことができる。

請求項３記載の発明によれば、上記回動型サポート部材を上記第１基軸により回動自在に軸支する第１軸受ブラケットは、１対の回動型サポート部材をそれぞれ軸支する２組のブラケットの間に、昇降シリンダの基端を嵌合するためのシリンダ装着凹部が形成されたので、１対の回動型サポート部材と昇降シリンダの基端とを、１本の第１基軸により確実に軸支できる。

請求項４記載の発明によれば、回動型サポート部材の軸移動案内穴が、上方に向かって機体フレーム上から離間する方向に形成されたので、カウンタウエイトを持ち上げる際に軸移動案内穴に沿って機体フレームの後方へ離間させることができ、カウンタウエイトと機体フレーム側の部材との干渉を防止できる。

請求項５記載の発明によれば、上記回動シリンダは、カウンタウエイト搭載状態で上記昇降手段より機体フレームから離反する側に配置され、そのシリンダヘッド側を上記第２基軸によりリンケージ取付部材に軸支されたので、カウンタウエイトを地面から持ち上げる際の回動シリンダの作動流体圧を低くすることができる。

請求項６記載の発明によれば、運搬時などは、カウンタウエイト着脱装置によりカウンタウエイトを機体から取り外して、作業機械の軽量化を図ることができるとともに、作業時は、カウンタウエイト着脱装置により機体に搭載されたカウンタウエイトによって、機体から突設された作業装置とのバランスを保つことができ、そして、このカウンタウエイト搭載時は、カウンタウエイト着脱装置を構造的にカウンタウエイトの内部にコンパクトに収納することができるので、カウンタウエイトの外観や内部のリンケージ機構の機能を保護できる。

本発明に係るカウンタウエイト着脱装置の一実施の形態を示す斜視図である。 同上着脱装置によるカウンタウエイト装着状態を示す斜視図である。 同上着脱装置のリンケージ取付部材の斜視図である。 同上着脱装置の回動型サポート部材の側面図である。 同上着脱装置によるカウンタウエイト装着状態を示す正面図である。 同上着脱装置によるカウンタウエイト装着状態を示す断面図である。 同上着脱装置によるカウンタウエイト持上状態を示す断面図である。 同上着脱装置によるカウンタウエイト接地状態を示す断面図である。 本発明に係るカウンタウエイト着脱装置の他の実施の形態を示す斜視図である。 同上着脱装置によるカウンタウエイト装着状態を示す断面図である。 同上着脱装置によるカウンタウエイト持上状態を示す断面図である。 同上着脱装置によるカウンタウエイト接地状態を示す断面図である。 同上着脱装置の回動シリンダを一部破断した断面図である。 同上着脱装置を搭載した作業機械の側面図である。

以下、本発明を、図１乃至図８に示されたカウンタウエイト着脱装置の一実施の形態、図９乃至図１３に示された同上着脱装置の他の実施の形態、図１４に示された同上着脱装置を搭載した作業機械を参照しながら詳細に説明する。

図１４は、作業機械としての油圧ショベル１を示し、機体２の一方に作業装置３が突設され、機体２の他方にカウンタウエイト４が、図１乃至図８に示されたカウンタウエイト着脱装置５、または図９乃至図１３に示されたカウンタウエイト着脱装置５により設置されている。

先ず、図１乃至図８に示されたカウンタウエイト着脱装置５を説明する。

図１に示されるように、機体２を構成する主要構成部材である機体フレームとしての旋回フレーム11は、その後端部に溶接付けされたカウンタウエイト載せ台として機能する１対の鞍サポート部12，12を有している。カウンタウエイト４は、これらの鞍サポート部12，12上に搭載された状態で、カウンタウエイト取付ボルト（図示せず）により固定されている。

１対の鞍サポート部12，12の間において、鞍サポート部12，12と地面との間でカウンタウエイト４を着脱するカウンタウエイト着脱装置５が設けられている。このカウンタウエイト着脱装置５は、旋回フレーム11の後端にリンケージ取付部材13がボルトにより固定され、このリンケージ取付部材13にカウンタウエイト昇降用のリンケージ機構14が取り付けられている。

旋回フレーム11に取り付けられたリンケージ取付部材13は、図３に示されるように１枚の取付基板15に、２組の第１軸受ブラケット16A，16Aと、これらの第１軸受ブラケット16A，16Aより上側に位置する１組の第２軸受ブラケット16Bとが設けられ、これらの第１軸受ブラケット16A，16Aおよび第２軸受ブラケット16Bのそれぞれの軸穴16a，16bに、図１に示されるようにリンケージ機構14の基端側が軸連結されている。取付基板15には、旋回フレーム11の下面に固定される取付板部15aが溶接付けされている。

図２に示されるように、リンケージ機構14により昇降されるカウンタウエイト４は、その中央部に旋回フレーム11側に開放されたリンケージ収納内空部18を有するとともに、図５および図６に示されるようにこのリンケージ収納内空部18の旋回フレーム11とは反対側の面部4aおよび上側の面部4bは閉塞された形状であり、このカウンタウエイト４のリンケージ収納内空部18にリンケージ機構14の先端側が連結されている。

このように、リンケージ機構14は、リンケージ取付部材13の第１軸受ブラケット16A，16Aおよび第２軸受ブラケット16Bからカウンタウエイト４のリンケージ収納内空部18にわたって設けられている。

リンケージ機構14は、次のような構造である。

リンケージ取付部材13の第１軸受ブラケット16A，16Aの軸穴16a，16aに嵌着された第１基軸21により、図１に示されるように１対の回動型サポート部材22，22が回動自在に軸支されている。これらの回動型サポート部材22，22の軸支される部分とは反対側に位置する部分に上下方向成分を有する長穴状の軸移動案内穴23，23がそれぞれ形成されている。

図４に示されるように、これらの軸移動案内穴23，23は、上方に向かって旋回フレーム11上から離間する斜め方向に形成されている。各回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23に隣接する先端部分には機体方向に突出された軸受部分24が設けられ、この軸受部分24に軸穴25が穿設されている。各回動型サポート部材22，22の下端部には、第１基軸21が嵌合される軸穴26が穿設されている。

この回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23にカウンタウエイト支軸27が挿通されるとともに、このカウンタウエイト支軸27の両端部が、カウンタウエイト４の重心位置より上方でリンケージ収納内空部18内に着脱自在に接続されている。

すなわち、カウンタウエイト支軸27は、カウンタウエイト４の重心よりやや上方にあるサポート位置と回動自在に接続されている。例えば、リンケージ収納内空部18の左右内壁面に、カウンタウエイト４の重心位置よりやや上側のサポート位置から下方へ開放された係合溝（図示せず）をそれぞれ設け、これらの係合溝の下側よりカウンタウエイト支軸27の両端部を挿入して重心位置よりやや上側のサポート位置に係合することで、地面Ｇにカウンタウエイト４を降ろした際に、カウンタウエイト支軸27の両端部を係合溝の下側へ抜き出してカウンタウエイト４から容易に切り離すことができる。

このカウンタウエイト支軸27と第１基軸21との間に昇降手段としての昇降シリンダ28が伸縮操作可能に設けられ、この昇降シリンダ28により、カウンタウエイト支軸27を上下方向成分を有する軸移動案内穴23，23に沿って動かすことが可能である。

第２軸受ブラケット16Bの軸穴16bに嵌着された第２基軸31と、回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23に隣接する先端部分の軸穴25に嵌着された作動軸32との間に、回動シリンダ33が伸縮操作可能に設けられ、この回動シリンダ33により、回動型サポート部材22，22を第１基軸21を中心に回動することが可能である。

図３に示されるように、第１軸受ブラケット16A，16Aは、１対の回動型サポート部材22，22をそれぞれ軸支する２組のブラケット間に、昇降シリンダ28の基端を嵌合するためのシリンダ装着凹部34が形成されている。これにより、回動型サポート部材22，22の回転軸と昇降シリンダ28のヘッド側エンドピンは同軸上に位置するため、これらの回転軸およびヘッド側エンドピンを１本の第１基軸21にすることができる。

昇降シリンダ28によりカウンタウエイト支軸27がスライドする回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23は、防錆のためにメッキを施すと良い。

昇降シリンダ28および回動シリンダ33は、油圧シリンダを用いる。これらの油圧シリンダの油圧制御は、例えば、各シリンダに対応するレバーにより、各シリンダに対応する４方切換弁を操作して、各シリンダの作動を制御すると良い。その際、一方のレバーを操作している時は、他方のレバーは動かない安全機構を装着することが望ましい。

次に、図１乃至図８に示されたカウンタウエイト着脱装置５の作用を説明する。

先ず、カウンタウエイト４が旋回フレーム11の鞍サポート部12，12上に装着されている図６の状態から、カウンタウエイト取付ボルトを外した後、図７に示されるように昇降シリンダ28を伸張動作させる。このとき、回動シリンダ33は、収縮状態でロックされて、回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23を図６および図７に示された一定の角度に維持する。

昇降シリンダ28は、回動型サポート部材22，22に設けれられた軸移動案内穴23，23に沿ってカウンタウエイト支軸27を旋回フレーム11とは反対側の斜め上方に移動するように伸張動作する。

この時点で、昇降シリンダ28のロッド側エンドピンであるカウンタウエイト支軸27と、カウンタウエイト４の重心上方のサポート位置とが接続されているため、カウンタウエイト４は、回動することなく垂直姿勢を保ちながら斜め上方に持ち上がる。

昇降シリンダ28を伸張させたままの状態でロックし、次に回動シリンダ33を伸張動作させることで、回動型サポート部材22，22および昇降シリンダ28は、図８に示されるように第１基軸21を中心に円弧を描くようにして下方へ回動し、回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23に嵌合されたカウンタウエイト支軸27およびこのカウンタウエイト支軸27に接続されたカウンタウエイト４が円弧を描くようにして下降する。

このとき、最初に図７に示されるように昇降シリンダ28によりカウンタウエイト４が斜め上方に持ち上げられているため、鞍サポート部12，12と干渉することなくカウンタウエイト４は地面Ｇに降ろされる。この下降中、カウンタウエイト４は、その重心の上方にあるサポート位置をカウンタウエイト支軸27により回動自在に支持されているため、自重によって、図６乃至図８に示されるように常に垂直姿勢に保たれる。

地面Ｇ上から鞍サポート部12，12上へのカウンタウエイト４の持ち上げは、この逆の操作を行なう。

このように、昇降シリンダ28および回動シリンダ33を順次伸張させることで、カウンタウエイト４を鞍サポート部12，12から地面Ｇに降ろし、また、回動シリンダ33および昇降シリンダ28を順次収縮させることで、地面Ｇ上にあるカウンタウエイト４を鞍サポート部12，12に載せる。

次に、図１乃至図８に示されたカウンタウエイト着脱装置５の効果を説明する。

従来のチェーン方式のカウンタウエイト着脱装置に対して、リンケージ機構14を用いているので、安価な構成で、かつ昇降時に機体のどの部分とも干渉しないカウンタウエイト着脱装置５を提供でき、従来のチェーン方式よりも信頼性が高いとともに、従来より確実にカウンタウエイト４の上げ下ろしを行なえる。

従来のリンケージ方式のカウンタウエイト着脱装置に対して、リンケージ取付部材13の第１軸受ブラケット16A，16Aに第１基軸21により軸支された回動型サポート部材22，22の軸支部分とは反対側に位置する部分に上下方向成分を有する長穴状の軸移動案内穴23，23を形成し、この回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23に挿通されたカウンタウエイト支軸27をカウンタウエイト４の重心位置より上方でカウンタウエイト４のリンケージ収納内空部18内に着脱自在に接続し、このカウンタウエイト支軸27を昇降シリンダ28により上下方向成分を有する軸移動案内穴23，23に沿って動かすようにし、回動シリンダ33により回動型サポート部材22，22を第１基軸21を中心に回動することで、カウンタウエイト支軸27を第１基軸21を中心に円弧を描くように移動できるようにしたので、リンケージ収納内空部18を旋回フレーム11側に開放するとともに旋回フレーム11とは反対側の面部4aおよび上側の面部4bを閉塞した形状のカウンタウエイト４内に、リンケージ機構14をコンパクトに収納でき、言い換えると、リンケージ機構14をカウンタウエイト４で覆うことが可能な構造としたので、カウンタウエイト４の外観を損なうことを防止できるとともに、内部のリンケージ機構14の機能を日照、降雨、降雪などの自然環境から保護できる。

リンケージ取付部材13およびリンケージ機構14が、旋回フレーム11に固着されたカウンタウエイト載せ台として機能する複数の鞍サポート部12，12の間に設置されたので、従来の標準機のカウンタウエイト着脱装置５のように鞍サポート部12，12にカウンタウエイト４を装着でき、構造がシンプルになると同時に、カウンタウエイト着脱構造と標準機のフィックスドカウンタウエイトの取り付けを共有化でき、総コストの低減を図れる。また、このカウンタウエイト４を鞍サポート部12，12上から降ろすときは、昇降シリンダ28の伸張によりカウンタウエイト支軸27を介してカウンタウエイト４を鞍サポート部12，12から持ち上げた状態で、回動シリンダ33の伸張により第１基軸21を中心にカウンタウエイト支軸27を回動するようにしてカウンタウエイト４を下降させるので、鞍サポート部12，12に干渉することなくカウンタウエイト４を降ろすことができる。

１対の回動型サポート部材22，22をそれぞれ軸支する２組のブラケットの間に、昇降シリンダ28の基端を嵌合するためのシリンダ装着凹部34が形成されたので、１対の回動型サポート部材22，22と昇降シリンダ28の基端とを、１本の第１基軸21により確実に軸支できる。

回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23が、上方に向かって旋回フレーム11上から離間する方向に形成されたので、カウンタウエイト４を持ち上げる際に軸移動案内穴23，23に沿って旋回フレーム11の後方へ離間させることができ、カウンタウエイト４と旋回フレーム11側の部材との干渉を防止できる。

運搬時などは、カウンタウエイト着脱装置５によりカウンタウエイト４を機体から取り外して、作業機械の軽量化を図ることができるとともに、作業時は、カウンタウエイト着脱装置５により機体に搭載されたカウンタウエイト４によって、機体から突設された作業装置とのバランスを保つことができ、そして、このカウンタウエイト搭載時は、カウンタウエイト着脱装置５を構造的にカウンタウエイト４の内部にコンパクトに収納することができるので、カウンタウエイト４の外観や内部のリンケージ機構14の機能を保護できる。

次に、図９乃至図１３に示されたカウンタウエイト着脱装置５を説明する。

図９に示されるように、機体２を構成する主要構成部材である機体フレームとしての旋回フレーム11は、その後端部に溶接付けされたカウンタウエイト載せ台として機能する１対の鞍サポート部12，12を有している。図１０に示されるように、カウンタウエイト４は、これらの鞍サポート部12，12上に搭載された状態で、カウンタウエイト取付ボルト（図示せず）により固定されている。

１対の鞍サポート部12，12の間において、鞍サポート部12，12と地面との間でカウンタウエイト４を着脱するカウンタウエイト着脱装置５が設けられている。このカウンタウエイト着脱装置５は、旋回フレーム11の後端にリンケージ取付部材13がボルトにより固定され、このリンケージ取付部材13にカウンタウエイト昇降用のリンケージ機構14が取り付けられている。

旋回フレーム11に取り付けられたリンケージ取付部材13は、図９に示されるように１枚の取付基板15に１対の軸受ブラケット16が設けられ、これらの軸受ブラケット16の上部軸穴および下部軸穴に、図９に示されるようにリンケージ機構14の基端側が軸連結されている。

図１０乃至図１２に示されるように、リンケージ機構14により昇降されるカウンタウエイト４は、その中央部に旋回フレーム11側に開放されたリンケージ収納内空部18を有するとともに、図１０乃至図１２に示されるようにこのリンケージ収納内空部18の旋回フレーム11とは反対側の面部4aおよび上側の面部4bは閉塞された形状であり、このカウンタウエイト４のリンケージ収納内空部18にリンケージ機構14の先端側が連結されている。

このように、リンケージ機構14は、リンケージ取付部材13の軸受ブラケット16からカウンタウエイト４のリンケージ収納内空部18にわたって設けられている。

リンケージ機構14は、次のような構造である。

リンケージ取付部材13の軸受ブラケット16の上部軸穴に嵌着された第１基軸21により、図９に示されるように１対の回動型サポート部材22，22が回動自在に軸支されている。これらの回動型サポート部材22，22の軸支される部分とは反対側に位置する部分に上下方向成分を有する長穴状の軸移動案内穴23，23がそれぞれ形成されている。

図９に示されるように、これらの軸移動案内穴23，23は、上方に向かって旋回フレーム11上から離間する斜め方向に形成されている。

この回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23にカウンタウエイト支軸27が挿通されるとともに、このカウンタウエイト支軸27の両端部が、カウンタウエイト４の重心位置より上方でリンケージ収納内空部18内に着脱自在に接続されている。

すなわち、カウンタウエイト支軸27は、カウンタウエイト４の重心よりやや上方にあるサポート位置と回動自在に接続されている。例えば、リンケージ収納内空部18の左右内壁面に、カウンタウエイト４の重心位置よりやや上側のサポート位置から下方へ開放された係合溝（図示せず）をそれぞれ設け、これらの係合溝の下側よりカウンタウエイト支軸27の両端部を挿入して重心位置よりやや上側のサポート位置に係合することで、地面Ｇにカウンタウエイト４を降ろした際に、カウンタウエイト支軸27の両端部を係合溝の下側へ抜き出してカウンタウエイト４から容易に切り離すことができる。

このカウンタウエイト支軸27と第１基軸21との間に昇降手段としての昇降シリンダ28が伸縮操作可能に設けられ、この昇降シリンダ28により、カウンタウエイト支軸27を上下方向成分を有する軸移動案内穴23，23に沿って動かすことが可能である。

軸受ブラケット16の下部軸穴に嵌着された第２基軸31と、回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23に隣接する先端部分の軸穴に嵌着された作動軸32との間に、回動シリンダ33が伸縮操作可能に設けられ、この回動シリンダ33により、回動型サポート部材22，22を第１基軸21を中心に回動することが可能である。

図９に示されるように、軸受ブラケット16は、それらの外側面に１対の回動型サポート部材22，22の基端部を配置するとともに、それらの内側のシリンダ装着凹部に昇降シリンダ28の基端部を嵌合して、これらを、回動型サポート部材22，22の回転軸および昇降シリンダ28のヘッド側エンドピンとして機能する１本の第１基軸21により軸支している。

昇降シリンダ28によりカウンタウエイト支軸27がスライドする際のガイドとして機能する回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23は、防錆のためにメッキを施すと良い。

昇降シリンダ28および回動シリンダ33は、油圧シリンダを用いる。これらの油圧シリンダの油圧制御は、例えば、各シリンダに対応するレバーにより、各シリンダに対応する４方切換弁を操作して、各シリンダの作動を制御すると良い。その際、一方のレバーを操作している時は、他方のレバーは動かない安全機構を装着することが望ましい。

要するに、この図９乃至図１２に示されたカウンタウエイト着脱装置５は、上記第１基軸21が、上記第２基軸31より上側に配置され、上記カウンタウエイト支軸27は、図１０に示されたカウンタウエイト搭載状態で上記作動軸32より上記機体フレーム11側に配置され、上記回動シリンダ33は、図１０に示されたカウンタウエイト搭載状態で上記昇降シリンダ28より機体フレーム11から離反する側に配置され、図１３にも示されるようにそのシリンダヘッド側を上記第２基軸31によりリンケージ取付部材13の軸受ブラケット16に軸支されている。

次に、図９乃至図１３に示されたカウンタウエイト着脱装置５の作用を説明する。

先ず、カウンタウエイト４が旋回フレーム11の鞍サポート部12，12上に装着されている図１０の状態から、カウンタウエイト取付ボルトを外した後、図１１に示されるように昇降シリンダ28を伸張動作させる。このとき、回動シリンダ33は、伸張状態でロックされて、回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23を図１０および図１１に示された一定の角度に維持する。

昇降シリンダ28は、回動型サポート部材22，22に設けれられた軸移動案内穴23，23に沿ってカウンタウエイト支軸27を旋回フレーム11とは反対側の斜め上方に移動するように伸張動作する。

この時点で、昇降シリンダ28のロッド側エンドピンであるカウンタウエイト支軸27と、カウンタウエイト４の重心よりやや上方にあるサポート位置とが接続されているため、カウンタウエイト４は、回動することなく垂直姿勢を保ちながら斜め上方に持ち上がる。

昇降シリンダ28を伸張させたままの状態でロックし、次に回動シリンダ33を図１１に示された伸張状態から収縮動作させることで、回動型サポート部材22，22および昇降シリンダ28は、図１２に示されるように第１基軸21を中心に円弧を描くようにして下方へ回動し、回動型サポート部材22，22の軸移動案内穴23，23に嵌合されたカウンタウエイト支軸27およびこのカウンタウエイト支軸27に接続されたカウンタウエイト４が円弧を描くようにして下降する。

この下降にあたって、最初に図１１に示されるように昇降シリンダ28によりカウンタウエイト４が斜め上方に持ち上げられているため、鞍サポート部12，12と干渉することなくカウンタウエイト４は地面Ｇに降ろされる。この下降中、カウンタウエイト４は、その重心の上方にあるサポート位置をカウンタウエイト支軸27により回動自在に支持されているため、自重によって、図１１から図１２に示されるように常に垂直姿勢に保たれる。

地面Ｇ上から鞍サポート部12，12上へのカウンタウエイト４の持ち上げは、この逆の操作を行なう。

このカウンタウエイト４の持ち上げに当たって、図１３に示されるように、回動シリンダ33のピストンは、作動油圧Ｐを受けるヘッド側（第２基軸31側）の受圧面積Ａが、ロッド側の受圧面積ａよりも大きいので、作動軸32を押し出す方向の力（＝Ｐ・Ａ）が、作動軸32を引き寄せる方向の力（＝Ｐ・ａ）よりも大きくなる。

言い換えると、図１２に示される回動シリンダ33により作動軸32を押し出してカウンタウエイト４を地面Ｇから持ち上げる方が、図８に示された回動シリンダ33により作動軸32を引き寄せてカウンタウエイト４を地面Ｇから持ち上げる場合よりも、作動油圧Ｐを低くすることができる。

このように、図９乃至図１３に示されたカウンタウエイト着脱装置５は、図１乃至図８に示されたカウンタウエイト着脱装置５と同様の効果が得られる上に、上記回動シリンダ33は、カウンタウエイト搭載状態で上記昇降シリンダ28より機体フレーム11から離反する側に配置され、そのシリンダヘッド側を軸受ブラケット16の下部軸穴に嵌着された上記第２基軸31により軸支されたので、カウンタウエイト４を地面Ｇから持ち上げる際の作動油圧Ｐを低くすることができる効果が得られる。

なお、昇降シリンダ28および回動シリンダ33の２本の油圧シリンダを使っているが、昇降手段としての昇降シリンダ28は、軸移動案内穴23，23の中でカウンタウエイト支軸27を上下させるためだけに機能するので、この昇降シリンダ28に替えて、２軸を螺合することで全長を伸縮するネジ構造物などの安価な昇降手段を採用しても良い。

本発明は、カウンタウエイト着脱装置およびこれを搭載した作業機械を業として製造、販売する者にとって利用可能である。

１ 作業機械としての油圧ショベル
２ 機体
３ 作業装置
４ カウンタウエイト
５ カウンタウエイト着脱装置
11 機体フレーム
12 鞍サポート部
13 リンケージ取付部材
14 リンケージ機構
16A 第１軸受ブラケット
16B 第２軸受ブラケット
18 リンケージ収納内空部
21 第１基軸
22 回動型サポート部材
23 軸移動案内穴
27 カウンタウエイト支軸
28 昇降手段としての昇降シリンダ
31 第２基軸
32 作動軸
33 回動シリンダ
34 シリンダ装着凹部

Claims (6)

1. 機体フレームと地面との間でカウンタウエイトを着脱するカウンタウエイト着脱装置において、
   上記カウンタウエイトは、その中央部に上記機体フレーム側に開放されたリンケージ収納内空部を有し、このリンケージ収納内空部の上記機体フレームとは反対側および上側は閉塞された形状であり、
   上記機体フレームに取り付けられたリンケージ取付部材と、
   上記リンケージ取付部材から上記カウンタウエイトの上記リンケージ収納内空部にわたって設けられたカウンタウエイト昇降用のリンケージ機構とを備え、
   上記リンケージ機構は、
   上記リンケージ取付部材に第１基軸により回動自在に軸支されるとともにその軸支される部分とは反対側に位置する部分に上下方向成分を有する長穴状の軸移動案内穴が形成された回動型サポート部材と、
   上記回動型サポート部材の上記軸移動案内穴に挿通されるとともに上記カウンタウエイトの重心位置より上方で上記リンケージ収納内空部内に着脱自在に接続されたカウンタウエイト支軸と、
   上記カウンタウエイト支軸と上記第１基軸との間に伸縮操作可能に設けられ上記カウンタウエイト支軸を上下方向成分を有する上記軸移動案内穴に沿って動かす昇降手段と、
   上記リンケージ取付部材に嵌着された第２基軸と上記回動型サポート部材の上記軸移動案内穴に隣接する部分に嵌着された作動軸との間に伸縮操作可能に設けられ上記回動型サポート部材を上記第１基軸を中心に回動する回動シリンダと
   を具備したことを特徴とするカウンタウエイト着脱装置。
2. 上記機体フレームにカウンタウエイト載せ台として機能する複数の鞍サポート部が固着され、
   上記リンケージ取付部材および上記リンケージ機構は、これらの鞍サポート部の間に設置された
   ことを特徴とする請求項１記載のカウンタウエイト着脱装置。
3. 上記リンケージ取付部材は、
   上記回動型サポート部材を上記第１基軸により回動自在に軸支する第１軸受ブラケットと、
   上記第１軸受ブラケットより上側に位置して上記回動シリンダを上記第２基軸により回動自在に軸支する第２軸受ブラケットとを備え、
   上記昇降手段は、昇降シリンダを備え、
   上記第１軸受ブラケットは、
   １対の上記回動型サポート部材をそれぞれ軸支する２組のブラケット間に、上記昇降シリンダの基端を嵌合するためのシリンダ装着凹部が形成された
   ことを特徴とする請求項１または２記載のカウンタウエイト着脱装置。
4. 上記回動型サポート部材の上記軸移動案内穴は、
   上方に向かって上記機体フレーム上から離間する方向に形成された
   ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のカウンタウエイト着脱装置。
5. 上記第１基軸は、上記第２基軸より上側に配置され、
   上記カウンタウエイト支軸は、カウンタウエイト搭載状態で上記作動軸より上記機体フレーム側に配置され、
   上記回動シリンダは、カウンタウエイト搭載状態で上記昇降手段より機体フレームから離反する側に配置され、そのシリンダヘッド側を上記第２基軸によりリンケージ取付部材に軸支された
   ことを特徴とする請求項１、２または４記載のカウンタウエイト着脱装置。
6. 機体と、
   上記機体の一方に突設された作業装置と、
   上記機体の他方に請求項１乃至５いずれか記載のカウンタウエイト着脱装置により設置されたカウンタウエイトと
   を具備したことを特徴とする作業機械。

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