JP2019094140A - カウンタウェイト着脱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】昇降装置のピストンロッドがその中心軸回りに回転した場合であっても、接続具が昇降時に対象物に対して干渉するのを回避可能なカウンタウェイト着脱装置を提供する。【解決手段】カウンタウェイト着脱装置１は、昇降装置２と、干渉回避装置３と、を備え、昇降装置２は、油圧シリンダ４であってピストンロッド１６を有するものと、ピストンロッド１６から径方向外側へ延びるようにそのピストンロッド１６に接続された接続具５であってガイリンク１２０に対して隣接する隣接高さ領域Ａを通って昇降するものとを含み、接続具５の回転範囲には、接続具５の少なくとも一部が隣接高さ領域Ａ内に入ったときに当該接続具５がガイリンク１２０に対して干渉しない回転範囲である干渉回避範囲が含まれ、干渉回避装置３は、接続具５が隣接高さ領域Ａに達するまでのいずれかの高さ位置において接続具５の回転範囲を干渉回避範囲に制限する回転制限部２５を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、建設機械に設けられるカウンタウェイト着脱装置に関する。

建設機械のカウンタウェイトは、上部旋回体の旋回フレームの後部に対して着脱可能に構成されている。例えば、自走式クレーンでは、現場へ移動するときには旋回フレームからカウンタウェイトが取り外され、クレーン作業を行う前に現場で旋回フレームにカウンタウェイトが装着される。下記特許文献１には、そのような旋回フレームへのカウンタウェイトの着脱を行うためのカウンタウェイト着脱装置の一例が開示されている。

下記特許文献１には、クローラクレーンに設けられたカウンタウェイト着脱装置が開示されている。このカウンタウェイト着脱装置は、クローラクレーンの上部旋回体の旋回フレームに上下方向に伸縮するように設けられた脱着シリンダと、その脱着シリンダのピストンロッドの上端部に接続されてそのピストンロッドの径方向の両外側に延びるとともに旋回フレームの前後方向に延びるアームと、脱着シリンダの前後に配置されてアームから垂下された一対のリンクと、それらのリンクの下端部に下ビームを介して接続されたベースプレートとを有する。カウンタウェイトは、前記ベースプレート上に積み重ねられる。

そして、旋回フレームへのカウンタウェイトの装着時には、脱着シリンダが伸長してピストンロッドが上昇することにより、アームを上昇させて下ビーム、ベースプレート及びその上のカウンタウェイトを吊り上げた後、下ビームを旋回フレームにピン結合する。それによって、旋回フレームにカウンタウェイトが装着されるようになっている。旋回フレームからのカウンタウェイトの取り外し時には、この装着時と逆の手順でカウンタウェイトが取り外されるようになっている。

特開２００６−２１９２４０号公報

しかしながら、前記特許文献１のカウンタウェイト着脱装置では、脱着シリンダのピストンロッドが昇降するときにアームが上部旋回体上の他の部材に干渉する虞がある。

具体的には、前記特許文献１に開示されたクレーンの上部旋回体は、吊作業時に旋回フレーム上でブームを後方から支えるためのライブマストを備えており、旋回フレームへのカウンタウェイトの着脱は、このライブマストが水平に倒伏した状態で行われる。アームは、ピストンロッドの昇降に伴って、この倒伏したライブマストの側方に近接した高さ領域を通って昇降する。ピストンロッドは、その中心軸回りに脱着シリンダのシリンダチューブに対して回転可能な状態でシリンダチューブに挿入されており、何らかの要因により当該ピストンロッドがシリンダチューブに対して回転する場合がある。この場合には、ピストンロッドに接続された前記アームも共に回転し、当該アームの前端付近もしくは後端付近の部位がライブマストに対して干渉する虞がある。

本発明の目的は、カウンタウェイトを昇降する昇降装置のシリンダのピストンロッドがその中心軸回りに回転した場合であっても、そのピストンロッドに接続された接続具が昇降時に所定の対象物に対して干渉するのを回避することが可能なカウンタウェイト着脱装置を提供することである。

本発明により提供されるのは、建設機械の上部旋回体の旋回フレームにカウンタウェイトを着脱するためのカウンタウェイト着脱装置である。このカウンタウェイト着脱装置は、前記上部旋回体に設けられ、前記カウンタウェイトを前記旋回フレームに対する取り付け位置とその取り付け位置の下方の取り外し位置との間で昇降する昇降装置と、前記昇降装置に隣接する前記上部旋回体上の所定の対象物と前記昇降装置との干渉を回避するための干渉回避装置と、を備え、前記昇降装置は、上下方向に伸縮するように前記上部旋回体に設けられた油圧シリンダであって、昇降するピストンロッドを有するものと、前記ピストンロッドから径方向外側へ延びるようにそのピストンロッドに接続された接続具であって、前記ピストンロッドの昇降に伴って、前記対象物に対して隣接する高さ領域である隣接高さ領域を通って昇降するものと、前記接続具の昇降に伴って前記カウンタウェイトが昇降するように前記接続具と前記カウンタウェイトとを連結する連結部材と、を含み、前記接続具は、前記ピストンロッドとともに当該ピストンロッドの中心軸回りに回転可能に構成され、この接続具の前記中心軸回りの回転範囲には、当該接続具の少なくとも一部が前記隣接高さ領域内に入ったときに当該接続具が前記対象物に干渉する回転範囲である干渉範囲と、当該接続具の少なくとも一部が前記隣接高さ領域内に入ったときに当該接続具が前記対象物に対して干渉しない回転範囲である干渉回避範囲とが含まれ、前記干渉回避装置は、前記接続具が上昇又は下降により前記隣接高さ領域に達するまでのいずれかの高さ位置において当該接続具の回転範囲を前記干渉回避範囲内に制限する回転制限部を有する。

このカウンタウェイト着脱装置では、昇降装置の油圧シリンダのピストンロッドがその中心軸回りに回転した場合であっても、干渉回避装置の回転制限部により、接続具が上昇又は下降により隣接高さ領域に達するまでのいずれかの高さ位置において当該接続具の回転範囲が前記干渉回避範囲に制限されるため、当該接続具が前記対象物に対して干渉するのを回避することができる。従って、前記対象物に対して隣接する隣接高さ領域を通って接続具が昇降するときに、対象物に対して接続具が干渉するのを回避することができる。

前記回転制限部は、前記接続具が前記隣接高さ領域へ移動する過程でその接続具の少なくとも一部が前記隣接高さ領域内に入った状態において当該接続具の回転範囲を前記干渉回避範囲内に制限することが好ましい。

この構成によれば、接続具が隣接高さ領域へ移動する過程でその接続具の少なくとも一部が隣接高さ領域内に入ったときに当該接続具が対象物に対して干渉するのを回避することができる。

前記回転制限部は、前記接続具が前記対象物に干渉する手前の回転位置である干渉回避位置にあるときに前記接続具に当接することにより前記接続具が前記干渉回避位置を越えて前記対象物側へ向かう当該接続具の回転を阻止する回転阻止部を有することが好ましい。

この構成によれば、回転阻止部により、接続部が干渉回避位置を越えて対象物側へ向かう当該接続具の回転を阻止できるので、前記隣接高さ領域において対象物に対する接続具の干渉を確実に回避できる。

前記回転制限部は、前記干渉回避位置を越えて前記対象物側へ回転した前記接続具が前記隣接高さ領域へ向かって移動するときにその接続具に対して当接することにより当該接続具を前記干渉回避位置へ案内する案内面を有することが好ましい。

この構成によれば、接続具が前記隣接高さ領域へ向かって移動するのに伴ってその接続具を案内面によって案内してスムーズに干渉回避位置へ移行させることができる。

前記案内面は、前記隣接高さ領域へ向かう前記接続具の移動を前記干渉回避位置へ向かう当該接続具の回転に変換する傾斜を有することが好ましい。

この構成によれば、接続具が隣接高さ領域へ向かって移動するだけで、その接続具に接触する案内面により接続具を干渉回避位置へ回転させることができる。

前記接続具は、前記ピストンロッドの径方向に沿って前記ピストンロッドから一方側へ延びる第１部分と、前記ピストンロッドから前記第１部分と反対側へ延びる第２部分とを有し、前記回転阻止部は、前記第１部分に接触することにより前記接続具の回転を阻止する第１阻止部と、前記第２部分に接触することにより前記接続具の回転を阻止する第２阻止部とを有することが好ましい。

この構成によれば、ピストンロッドの中心軸回りの一方向きとその一方向きに対して逆向きのいずれの向きへの接続具の回転も、接続具の第１部分の第１阻止部に対する接触と接続具の第２部分の第２阻止部に対する接触とにより、阻止することができる。

前記建設機械は、前記旋回フレーム上に起伏可能に設けられて吊荷を吊る起伏部材と、前記起伏部材の後方で前記旋回フレームに設けられたマストと、前記マストの先端部と前記起伏部材とを繋ぐガイリンクとを備えたクレーンであり、前記カウンタウェイト着脱装置は、前記旋回フレームの幅内に配置され、前記対象物は、前記旋回フレーム上で倒伏したマストに沿うように配置された格納状態の前記ガイリンクであってもよい。

この構成によれば、カウンタウェイト着脱装置が旋回フレームの幅内に配置されているので、旋回フレームの幅を輸送時の制限幅一杯まで拡大することができ、旋回フレームを大型で高い剛性を有する構造にすることができる。しかも、この構成では、カウンタウェイト着脱装置が旋回フレームの幅内に配置されたことに起因して格納状態のガイリンクに近接することになった場合であっても、接続具の回転範囲を格納状態のガイリンクに対して当該接続具が干渉しない干渉回避範囲に制限することができ、接続具が格納状態のガイリンクに対して干渉するのを回避できる。

以上説明したように、本発明によれば、カウンタウェイトを昇降する昇降装置の油圧シリンダのピストンロッドがその中心軸回りに回転した場合であっても、そのピストンロッドに接続された接続具が昇降時に所定の対象物に対して干渉するのを回避することが可能なカウンタウェイト着脱装置を提供できる。

本発明の一実施形態によるカウンタウェイト着脱装置が適用されるクレーンの概略的な側面図である。 図１に示したクレーンの旋回フレーム上におけるカウンタウェイト、カウンタウェイト着脱装置、マスト及びガイリンクの配置を上から見た状態で示す図である。 カウンタウェイト着脱装置によりカウンタウェイトが旋回フレームに取り付けられた状態を示す側面図である。 カウンタウェイト着脱装置によりカウンタウェイトが旋回フレームから取り外されて地上に降ろされた状態を示す側面図である。 カウンタウェイト着脱装置によりカウンタウェイトが旋回フレームに取り付けられた状態を後方から見た図である。 カウンタウェイト着脱装置によりカウンタウェイトが旋回フレームから取り外されて地上に降ろされた状態を後方から見た図である。 カウンタウェイトを地上に降ろした状態におけるカウンタウェイト着脱装置の斜視図である。 カウンタウェイト着脱装置の接続具がガイリンクよりも上側の位置で回動した状態を上方から見た図である。 カウンタウェイト着脱装置の接続具が図８の位置から降下して正規の回動位置に矯正された状態を上方から見た図である。 図９に示したカウンタウェイト着脱装置を後方から見た図である。 本発明の一変形例によるカウンタウェイト着脱装置及びそれが取り付けられたクレーンの上部旋回体の後部の側面図であって、カウンタウェイトを地上に降ろした状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態による着脱装置１が適用されるクレーン１００の概略的な側面図である。クレーン１００は、本発明における建設機械の一例である。まず、このクレーン１００の構成について説明する。

クレーン１００は、自走可能な下部走行体１０１と、その下部走行体１０１上に旋回可能に搭載される上部旋回体１０２とを備えている。上部旋回体１０２は、下部走行体１０１上に旋回可能に搭載されて当該上部旋回体１０２のベースとなる旋回フレーム１１０と、旋回フレーム１１０の前端部に起伏可能となるように取り付けられた起伏部材としてのブーム１１２と、そのブーム１１２を起伏させるための起伏装置１１３とを有する。

起伏装置１１３は、マスト１１４と、一対のガイリンク１２０とを有する。

マスト１１４は、旋回フレーム１１０の幅方向に延びる軸回りに回動可能に旋回フレーム１１０に取り付けられた基端部と、その基端部と反対側の端部である先端部とを有する。当該マスト１１４は、前記軸回りに回動することにより旋回フレーム１１０上で起伏可能となっている。

一対のガイリンク１２０は、旋回フレーム１１０の幅方向においてマスト１１４の両側に分かれて配置され、マスト１１４の先端部とブーム１１２の先端部とを繋ぐものである。このガイリンク１２０は、本発明における対象物の一例である。各ガイリンク１２０は、旋回フレーム１１０の幅方向に延びる軸回りに回動可能となるようにマスト１１４の先端部に取り付けられた基端部を有する。起伏装置１１３では、マスト１１４をそのマストが倒伏する方向に回動させることによりガイリンク１２０を介してブーム１１２の先端部を後方へ引っ張り、それによってブーム１１２を起立させる。また、起伏装置１１３では、マスト１１４をそのマストが起立する方向に回動させることによりガイリンク１２０を介してブーム１１２の先端部を後方から支えつつそのブーム１１２が前方へ倒伏する方向に回動するのを許容する。

吊り作業を行うクレーン１００の通常の作業状態では、図１に示すように、マスト１１４が後方へ向かって斜め上へ延び、そのマスト１１４の先端部とブーム１１２の先端部とが一対のガイリンク１２０を介して連結されているが、例えばクレーン１００の輸送等に際して当該クレーン１００の分解又は組み立てを行うときには、一対のガイリンク１２０とブーム１１２の先端部との接続が解除され、マスト１１４は旋回フレーム１１０上で略水平に倒伏されるとともに、一対のガイリンク１２０はそのマスト１１４の両側に沿うように配置されてマスト１１４に格納される（図２参照）。

旋回フレーム１１０の後部には、クレーン１００の安定性を確保するためにカウンタウェイト１３０が搭載される。この旋回フレーム１１０に搭載されるカウンタウェイト１３０には、縦方向に積み上げられる複数のカウンタウェイトが含まれる。そのうちの最下部のカウンタウェイトは、旋回フレーム１１０の幅方向両外側に広がる形状を有するウェイトベース１３０ａである。このウェイトベース１３０ａ上に他のカウンタウェイト１３０ｂが積載される。

他のカウンタウェイト１３０ｂは、図５及び図６に示すように、ウェイトベース１３０ａの幅方向の中央領域をあけてその両側にそれぞれ積載される。そして、ウェイトベース１３０ａが旋回フレーム１１０の後部に取り付けられることにより、そのウェイトベース１３０ａ及びその上に積み重ねられた他のカウンタウェイト１３０ｂが旋回フレーム１１０に搭載されるようになっている。

具体的に、旋回フレーム１１０の後部には、その下面から下方に突出するように一対の前側被取付ブラケット１１２ａ及び一対の後側被取付ブラケット１１２ｂが設けられている（図４及び図６参照）。一対の後側被取付ブラケット１１２ｂは、旋回フレーム１１０の後端部の左側部と右側部とに分かれて設けられている。また、一対の前側被取付ブラケット１１２ａは、旋回フレーム１１０の後部において後側被取付ブラケット１１２ｂから前方へ離間した位置でその旋回フレーム１１０の後部の左側部と右側部とに分かれて設けられている。

ウェイトベース１３０ａの前記中央領域には、一対の前側取付ブラケット１３４ａと、一対の後側取付ブラケット１３４ｂとが設けられている（図４及び図６参照）。一対の前側取付ブラケット１３４ａは、ウェイトベース１３０ａの前部の上面上に立設されており、当該ウェイトベース１３０ａの幅方向の中心に対して左右対称に互いに離間して配置されている。また、一対の後側取付ブラケット１３４ｂは、ウェイトベース１３０ａの後部の上面上に立設されており、当該ウェイトベース１３０ａの幅方向の中心に対して左右対称に互いに離間して配置されている。そして、一対の前側取付ブラケット１３４ａが前記一対の前側被取付ブラケット１１２ａにピン結合されるとともに、一対の後側取付ブラケット１３４ｂが前記一対の後側被取付ブラケット１１２ｂにピン結合されることによって、ウェイトベース１３０ａが旋回フレーム１１０の後部に取り付けられるようになっている。そして、前側取付ブラケット１３４ａと前側被取付ブラケット１１２ａとのピン結合、及び、後側取付ブラケット１３４ｂと後側被取付ブラケット１１２ｂとのピン結合は、解除可能であり、それらのピン結合を解除することにより、ウェイトベース１３０ａを旋回フレーム１１０から取り外せるようになっている。

また、ウェイトベース１３０ａの前記中央領域には、一対の前側吊上用ブラケット１３６ａと、一対の後側吊上用ブラケット１３６ｂとが設けられている（図４及び図６参照）。一対の前側吊上用ブラケット１３６ａは、ウェイトベース１３０ａの前部において前記一対の前側被取付ブラケット１１２ａに対して後側に隣接するとともにその前側被取付ブラケット１１２ａに対して当該ウェイトベース１３０ａの幅方向内側に隣接する位置に立設されている。また、一対の後側吊上用ブラケット１３６ｂは、ウェイトベース１３０ａの後部において前記一対の後側被取付ブラケット１１２ｂに対して前側に隣接するとともにその後側被取付ブラケット１１２ｂに対して当該ウェイトベース１３０ａの幅方向内側に隣接する位置に立設されている。

本実施形態によるカウンタウェイト着脱装置１は、以上のような構成のクレーン１００の上部旋回体１０２に設けられ、旋回フレーム１１０の後部にカウンタウェイト１３０を着脱するための装置である。以下、カウンタウェイト着脱装置１を着脱装置１と略称する。

クレーン１００には、一対の着脱装置１が設けられている。一対の着脱装置１は、旋回フレーム１１０の後部において左右に分かれて設置されており、いずれも旋回フレーム１１０の後部の幅内に設けられている。具体的には、一対の着脱装置１は、図２に示すように、マスト１１４の左右両側で、旋回フレーム１１０の幅方向において一対のガイリンク１２０のさらに外側に配置されている。着脱装置１は、旋回フレーム１１０の幅方向においてガイリンク１２０に隣接して配置されている。一対の着脱装置１は同様に構成されているため、代表して一方の着脱装置１についてその構成を説明する。

着脱装置１は、昇降装置２と、干渉回避装置３とを備える（図６参照）。

昇降装置２は、旋回フレーム１１０の後部に設置され、カウンタウェイト１３０を旋回フレーム１１０に対する取り付け位置（図３及び図５参照）とその取り付け位置の下方の取り外し位置（図４及び図６参照）との間で昇降するものである。取り外し位置は、カウンタウェイト１３０が地面Ｇ上に降ろされた位置である。昇降装置２は、油圧シリンダ４と、接続具５と、前側連結部材６と、後側連結部材７とを有する。

油圧シリンダ４は、カウンタウェイト１３０を昇降させるための昇降手段である。油圧シリンダ４は、上下方向に伸縮するように旋回フレーム１１０の後部の側部１１０ａに取り付けられている。油圧シリンダ４は、シリンダチューブ１４と、ピストンロッド１６とを有する。

シリンダチューブ１４は、略円筒状であり、その中心軸が上下方向に延びる姿勢で旋回フレーム１１０の側部１１０ａに固定されている。ピストンロッド１６は、その中心軸が上下方向に延びる姿勢でシリンダチューブ１４内に挿入されているとともにそのシリンダチューブ１４から上側へ突出している。油圧シリンダ４は、シリンダチューブ１４に供給される油圧によりピストンロッド１６をその中心軸に沿ってシリンダチューブ１４に対して進退させ、それによってピストンロッド１６を昇降させるようになっている。ピストンロッド１６は、その中心軸回りにシリンダチューブ１４に対して回転可能となっている。

接続具５は、天秤状であり、ピストンロッド１６の先端部（上端部）からそのピストンロッド１６の径方向の両外側へ延びるようにそのピストンロッド１６の先端部に接続されている。ピストンロッド１６の先端部は、旋回フレーム１１０の前後方向における当該接続具５の中央部に固定されている。接続具５は、ピストンロッド１６に固定されており、ピストンロッド１６が昇降するときにはそのピストンロッド１６とともに昇降し、ピストンロッド１６がその中心軸回りに回転するときにはそのピストンロッド１６とともに当該ピストンロッド１６の中心軸回りに回転するようになっている。

接続具５は、ピストンロッド１６の昇降に伴って当該接続具５が格納状態のガイリンク１２０に対して旋回フレーム１１０の幅方向外側に隣接する高さ領域である隣接高さ領域Ａ（図１０参照）を通って昇降するようになっている。具体的に、前記隣接高さ領域Ａは、倒伏した格納状態のガイリンク１２０のうち旋回フレーム１１０の幅方向において接続具５に隣り合う部位の上縁と下縁との間の高さ領域である。接続具５は、当該接続具５の上端から下端までの範囲の少なくとも一部が隣接高さ領域Ａに入った状態でピストンロッド１６の中心軸回りに回転した場合には、当該接続具５の前端部もしくは後端部がガイリンク１２０側へはみ出て格納状態のガイリンク１２０に対して干渉する可能性がある（図８参照）。すなわち、接続具５の前記中心軸回りの回転範囲には、隣接高さ領域Ａにおいて当該接続具５が格納状態のガイリンク１２０に対して干渉する回転範囲である干渉範囲と、隣接高さ領域Ａにおいて当該接続具５が格納状態のガイリンク１２０に対して干渉しない回転範囲である干渉回避範囲とが含まれる。

また、接続具５は、旋回フレーム１１０の幅方向における当該接続具５の内側の端面を構成する内側板５ａと、旋回フレーム１１０の幅方向における当該接続具５の外側の端面を構成する外側板５ｂとを有する。内側板５ａと外側板５ｂは、互いに平行でそれらの間に間隔をあけて配置されている。内側板５ａ及び外側板５ｂは、前記ピストンロッド１６の中心軸に対して直交する方向に延びる下縁部を有する。旋回フレーム１１０の幅方向外側を向く外側板５ｂの外側面と当該外側板５ｂの下端面との間の角部５ｃ（図１０参照）は、Ｃ面取りされている。これにより、この角部５ｃが後述の前側制限部２６及び後側制限部２７に当たったときのその前側制限部２６及び後側制限部２７の損傷が軽減される。

前側連結部材６及び後側連結部材７は、接続具５の昇降に伴ってカウンタウェイト１３０が昇降するように接続具５とカウンタウェイト１３０のウェイトベース１３０ａとを連結するものである。前側連結部材６と後側連結部材７は、油圧シリンダ４の前後に分かれて配置されている。前側連結部材６は、接続具５の前端部から垂下され、その前端部から下方へ延びている。後側連結部材７は、接続具５の後端部から垂下され、その後端部から下方へ延びている。前側連結部材６の上端部は、接続具５の内側板５ａの前端部と外側板５ｂの前端部との間に配置され、それらの前端部にピン結合されている。また、後側連結部材７の上端部は、接続具５の内側板５ａの後端部と外側板５ｂの後端部との間に配置され、それらの後端部にピン結合されている。

前側連結部材６は、その下端部にウェイトベース１３０ａの前記前側吊上用ブラケット１３６ａと着脱可能に結合される前側連結ブラケット６ａを有する。また、後側連結部材７は、その下端部にウェイトベース１３０ａの前記後側吊上用ブラケット１３６ｂと着脱可能に結合される後側連結ブラケット７ａを有する。前側連結ブラケット６ａは前側吊上用ブラケット１３６ａにピン結合され、後側連結ブラケット７ａは後側吊上用ブラケット１３６ｂにピン結合される。これにより、前側連結部材６及び後側連結部材７がウェイトベース１３０ａに連結されるようになっている。前側連結ブラケット６ａと前側吊上用ブラケット１３６ａとのピン結合及び後側連結ブラケット７ａと後側吊上用ブラケット１３６ｂとのピン結合は解除可能であり、それらのピン結合を解除することにより前側連結部材６及び後側連結部材７をウェイトベース１３０ａから切り離すことが可能となっている。

なお、ウェイトベース１３０ａを切り離す箇所は、連結ブラケット６ａ，７ａと吊上用ブラケット１３６ａ，１３６ｂとの結合箇所に限らず、それ以外の種々の箇所にてウェイトベース１３０ａを切り離して分離できるようにしてもよい。例えば、前側及び後側連結部材６，７上のいずれかの箇所で当該連結部材６，７を上下に分離できるようにすることでウェイトベース１３０ａを切り離せるようにしてもよい。より具体的には、例えば、前側連結ブラケット６ａを前側連結部材６のうち当該前側連結ブラケット６ａよりも上側の部分と切り離し可能に構成するとともに、後側連結ブラケット７ａを後側連結部材７のうち当該後側連結ブラケット７ａよりも上側の部分と切り離し可能に構成することによって、ウェイトベース１３０ａを切り離せるようにしてもよい。

干渉回避装置３は、旋回フレーム１１０上において昇降装置２に隣接するガイリンク１２０と昇降装置２の前記接続具５との干渉を回避するための装置である。この干渉回避装置３は、旋回フレーム１１０の後部において、その旋回フレーム１１０の幅方向における昇降装置２の外側に隣接して設けられている。この干渉回避装置３は、支持部２４と、回転制限部２５とを有する。

支持部２４は、旋回フレーム１１０の後部の側部１１０ａ上に設置されて回転制限部２５を支持するものである。この支持部２４は、旋回フレーム１１０の前記側部１１０ａの上面上に立設されている。支持部２４は、前側支柱２８と、後側支柱２９と、架設部３０と、前側取付部３１と、後側取付部３２とを有する。

前側支柱２８と後側支柱２９は、旋回フレーム１１０の後部の側部１１０ａ上で前後に離間して設置されている。この前側支柱２８及び後側支柱２９は、共に、旋回フレーム１１０の後部の側部１１０ａの上面から上方へ延びるとともにクランク状に曲げられた形状を有する。

架設部３０は、前側支柱２８の上端近傍の部位と後側支柱２９の上端近傍の部位との間に架設され、それら支柱２８，２９の上端近傍の部位同士を繋いでいる。架設部３０は、旋回フレーム１１０の前後方向に延びている。

前側取付部３１は、前側支柱２８の上端部に取り付けられ、その上端部から旋回フレーム１１０の幅方向内側へ突出している。後側取付部３２は、後側支柱２９の上端部に取り付けられ、その上端部から旋回フレーム１１０の幅方向内側へ突出している。

回転制限部２５は、本実施形態では、接続具５が前記隣接高さ領域Ａよりも上方から下降することにより前記隣接高さ領域Ａに達するまでの所定の高さ位置において、前記ピストンロッド１６の中心軸回りの接続具５の回転範囲を前記干渉回避範囲内に制限するとともに、当該接続具５の少なくとも一部が隣接高さ領域Ａ内に入った状態において当該接続具５の回転範囲を前記干渉回避範囲内に制限するものである。具体的には、回転制限部２５は、隣接高さ領域Ａの上端から僅かに上側の高さ位置から隣接高さ領域Ａの上端から僅かに下側の当該隣接高さ領域Ａ内の高さ位置までに亘って、接続具５の回転範囲を前記干渉範囲内に制限する。

より具体的に、回転制限部２５は、接続具５のうちピストンロッド１６よりも前側の部位に接触してその接続具５の回転を制限する前側制限部２６と、接続具５のうちピストンロッド１６よりも後側の部位に接触してその接続具５の回転を制限する後側制限部２７とを有する。接続具５のうちピストンロッド１６よりも前側の部位とピストンロッド１６よりも後側の部位は、本発明における第１部分及び第２部分の一例である。

前側制限部２６は、前記支持部２４の前側取付部３１に取り付けられて、支持部２４から旋回フレーム１１０の幅方向内側へ突出している。後側制限部２７は、前記支持部２４の後側取付部３２に取り付けられて、支持部２４から旋回フレーム１１０の幅方向内側へ突出している。前側制限部２６と後側制限部２７は、ピストンロッド１６に対して接続具５が延びる当該ピストンロッド１６の径方向の一方側とその反対側とに分かれて配置されている。本実施形態では、前側制限部２６はピストンロッド１６よりも前側に配置され、後側制限部２７はピストンロッド１６よりも後側に配置されている。旋回フレーム１１０の前後方向におけるピストンロッド１６と前側制限部２６との離間距離と同方向におけるピストンロッド１６と後側制限部２７との離間距離は、等しくなっている。

前側制限部２６及び後側制限部２７は、接続具５が格納状態のガイリンク１２０に干渉する手前の回転位置である干渉回避位置にあるときに当該接続具５に当接することにより当該接続具５が前記干渉回避位置を越えてガイリンク１２０側へ向かう接続具５の回転を阻止する回転阻止部４２をそれぞれ有する。干渉回避位置は、本実施形態では、接続具５のうちガイリンク１２０側を向く面がガイリンク１２０と平行に配置され、その面とガイリンク１２０との間に隙間が形成されるような接続具５の回転位置である。回転阻止部４２は、前側制限部２６及び後側制限部２７の下部である。また、前側制限部２６の回転阻止部４２及び後側制限部２７の回転阻止部４２は、本発明における第１阻止部及び第２阻止部の一例である。

前側及び後側制限部２６，２７の回転阻止部４２のガイリンク１２０側の端面、すなわち旋回フレーム１１０の幅方向における両制限部２６，２７の回転阻止部４２の内側の端面は、旋回フレーム１１０の幅方向において一致した位置に配置されており、それらの端面は、共に、前記隣接高さ領域Ａの上端から僅かに上側の高さ位置までの範囲及び前記隣接高さ領域Ａの上端から僅かに下側の高さ位置までの範囲に入った接続具５の前記外側面にガイリンク１２０と反対側（旋回フレーム１１０の幅方向外側）から接触する。すなわち、前側制限部２６の回転阻止部４２の前記端面が接続具５のうちピストンロッド１６よりも前側の部位の外側面にガイリンク１２０と反対側から接触するとともに、後側制限部２７の回転阻止部４２の前記端面が接続具５のうちピストンロッド１６よりも後側の部位の外側面にガイリンク１２０と反対側から接触する。これにより、接続具５の回転位置が前記干渉回避位置に位置決めされるようになっている。回転阻止部４２の前記端面の上端の高さ位置は、格納状態のガイリンク１２０のうち接続具５に隣接した部位の上端の高さ位置以上の位置、すなわち前記隣接高さ領域Ａの上端以上の高さ位置である。また、回転阻止部４２の前記端面の下端の高さ位置は、前記隣接高さ領域Ａの上端以下の高さ位置であり、具体的には隣接高さ領域Ａの上端から僅かに下側の当該隣接高さ領域Ａ内の高さ位置である。

また、前側制限部２６及び後側制限部２７は、接続具５が前記隣接高さ領域Ａから上側に外れた高さ領域において前記隣接高さ領域Ａへ向かって下降するのに伴ってその接続具５を前記干渉回避位置へ案内する案内部４４をそれぞれ有する。この案内部４４は、前側制限部２６及び後側制限部２７のうち前記回転阻止部４２よりも上側の部分である。

案内部４４は、前記隣接高さ領域Ａから上側に外れた高さ領域において前記干渉回避位置を越えてガイリンク１２０側へ回転した接続具５が前記隣接高さ領域Ａへ向かって下降するときにその接続具５の下縁部（外側板５ｂの下縁部）に接触することにより当該接続具５を前記干渉回避位置へ案内する案内面４４ａを有する。案内面４４ａは、隣接高さ領域Ａへ向かう接続具５の下降を、前記干渉回避位置へ向かう当該接続具５の回転に変換する傾斜を有する。

具体的に、案内面４４ａは、案内部４４のうちガイリンク１２０側の端面、すなわち旋回フレーム１１０の幅方向における案内部４４の内側の端面である。案内面４４ａは、下方へ向かうに従ってガイリンク１２０側へ向かうように傾斜した斜面であり、その下端が回転阻止部４２の前記内側の端面の上端に繋がっている。

接続具５が前記干渉回避位置から回転した姿勢では、当該接続具５の前端近傍の部位と後端近傍の部位のいずれか一方がガイリンク１２０側にはみ出すとともに、他方の部位が前側制限部２６もしくは後側制限部２７側へはみ出す。この状態の接続具５が前記隣接高さ領域Ａの上側からその隣接高さ領域Ａへ向かって下降するときには、前側制限部２６もしくは後側制限部２７側へはみ出した部位の下縁部が対応する制限部の案内面４４ａに当接し、その案内面４４ａに対して摺動しつつ、当該案内面４４ａにより案内されて接続具５の回転位置が干渉回避位置に矯正される。

また、前側制限部２６及び後側制限部２７は、それに当接する接続具５を傷つけない素材からなる。具体的には、前側制限部２６及び後側制限部２７は、低摩擦係数を有する合成樹脂、例えばナイロンからなる。前側制限部２６及び後側制限部２７が低摩擦係数を有する合成樹脂からなることにより、接続具５が前記案内面４４ａに接触したときにその案内面４４ａを滑りやすく、接続具５が傷つきにくくなっている。

本実施形態の着脱装置１では、昇降装置２の油圧シリンダ４のピストンロッド１６がその中心軸回りに回転した場合であっても、回転制限部２５により、接続具５が下降することにより隣接高さ領域Ａに達するまでの高さ位置において、当該接続具５の回転範囲が格納状態のガイリンク１２０に対して干渉しない干渉回避範囲内に制限される。このため、接続具５の昇降時に当該接続具５がガイリンク１２０に対して干渉するのを回避することができる。

また、本実施形態では、回転制限部２５は、接続具５の少なくとも一部が隣接高さ領域Ａ内に入った状態においても当該接続具５の回転範囲を前記干渉回避範囲内に制限する。このため、接続具５の少なくとも一部が隣接高さ領域Ａ内に入った状態においても、当該接続具５の回転によるガイリンク１２０への当該接続具５の干渉を回避することができる。

なお、従来、シリンダチューブに対するピストンロッドの回転を防止するために油圧シリンダにピストンロッドの廻り止めを付設する例が知られており、着脱装置の油圧シリンダにこのような廻り止めを追加することでピストンロッド自体の回転を防止し、その結果、接続具の回転も生じさせないようにすることが考えられる。この廻り止めは、ピストンロッドに沿うようにそのピストンロッド及びシリンダチューブの径方向外側に配置されて当該ピストンロッドに固定された細長い棒材と、その棒材が挿通される穴を有する穴部材であってシリンダチューブの外周面に固定されたものとからなる。前記棒材は、穴部材によりシリンダチューブに対するピストンロッドの回転方向への変位が規制されている。そのため、当該棒材が固定されたピストンロッドのシリンダチューブに対する回転が阻止される。

しかしながら、このような廻り止めを追加すると、油圧シリンダの径方向外側に廻り止めを配置するためのスペースが必要になり、着脱装置を大型化せざるを得なくなる。着脱装置が旋回フレーム内に配置されている形態では、着脱装置が大型化すると、着脱装置の周囲の他のスペースを削減せざるを得なくなり、例えば、エンジンのメンテナンス用のスペースが狭くなったり、作動油タンクを小さくせざるを得なくなったり、旋回フレームの補強材を設置するスペースを確保できなくなって旋回フレームの補強が困難になったりする。また、廻り止めの細い棒材に油圧シリンダから力がかかった場合にその棒材が破損する虞もある。また、油圧シリンダの機械加工は廻り止め部材を油圧シリンダに取り付けた後で行われるため、油圧シリンダの機械加工が煩雑になり、その生産性が悪化する。このように、従来知られている廻り止めを本実施形態による着脱装置１の油圧シリンダ４に追加することは様々な問題を生じさせる。これに対し、本実施形態の回転制限部２５により接続具５の回転範囲を前記干渉回避範囲内に制限する構成では、廻り止めの追加に起因する前記のような問題が生じない。

また、本実施形態では、着脱装置１が旋回フレーム１１０の幅の範囲内に設置されているため、旋回フレーム１１０の幅をトレーラ等で輸送可能な制限幅一杯に拡大することができる。このため、旋回フレーム１１０を大型で剛性の高い構造にしつつ、その旋回フレーム１１０を含む上部旋回体１０２をトレーラ等で輸送可能とすることができる。

しかも、着脱装置１が旋回フレーム１１０の幅の範囲内に設置されていることで、その旋回フレーム１１０上で格納状態にあるガイリンク１２０に対して近接した隣接高さ領域Ａを通って当該着脱装置１の接続具５が昇降するにも関わらず、その接続具５がピストンロッド１６の中心軸回りに回転した場合にガイリンク１２０に干渉するのも回避できる。具体的には、本実施形態では、前記のように隣接高さ領域Ａにおいて接続具５の回転を干渉回避範囲に制限することができるので、そのようなガイリンク１２０に対する接続具５の干渉を回避できる。すなわち、本実施形態では、旋回フレーム１１０の高剛性化と、上部旋回体１０２の輸送性の確保と、ガイリンク１２０に対する接続具５の干渉回避とを同時に達成することができる。

また、本実施形態では、前側制限部２６及び後側制限部２７は、隣接高さ領域Ａから上側に外れた高さ領域において干渉回避範囲外に回転した接続具５が隣接高さ領域Ａへ向かって下降するのに伴ってその接続具５が干渉回避範囲へ回転するように当該接続具５を案内する案内面４４ａを有する。このため、隣接高さ領域Ａから上側に外れた高さ領域において干渉回避位置から回転した状態の接続具５を隣接高さ領域Ａへの下降に伴ってスムーズに干渉回避位置に移行させることができる。このため、接続具５が隣接高さ領域Ａに入るときには、その接続具５の回転位置は干渉回避位置になっており、格納状態のガイリンク１２０に対する当該接続具５の干渉を回避できる。

また、本実施形態では、前側制限部２６の回転阻止部４２が接続具５のうちピストンロッド１６よりも前側の部位に接触して接続具５の回転を阻止するとともに、後側制限部２７の回転阻止部４２が接続具５のうちピストンロッド１６よりも後側に位置する部位に接触して接続具５の回転を阻止する。このため、干渉回避位置からピストンロッド１６の中心軸回りの一方向きもしくは逆向きのいずれの向きへの接続具５の回転も、前側制限部２６及び後側制限部２７の回転阻止部４２により、阻止することができ、格納状態のガイリンク１２０に対する接続具５の干渉を確実に回避できる。

本発明によるカウンタウェイト着脱装置は、前記のような構成のものに必ずしも限定されない。本発明によるカウンタウェイト着脱装置の構成として、例えば以下のような構成を採用可能である。

接続具が干渉するのを回避する対象物は、必ずしもガイリンクに限定されず、カウンタウェイト着脱装置に隣接するものであればどのようなものであってもその対象物となり得る。例えば、当該対象物は、格納状態のガントリであってもよい。図１１には、そのようなガントリに対する接続具の干渉を回避するように構成された変形例が示されている。

この図１１の変形例では、着脱装置１が、旋回フレーム１１０の後方に配置され、その旋回フレーム１１０の後端部に取り付けられている。当該変形例のクレーンの上部旋回体は、旋回フレーム１１０に設置されたガントリ１５０を有する。このガントリ１５０は、格納状態では図１１に示されているように倒伏して旋回フレーム１１０から後方へ延びている。ガントリ１５０は、クレーンの通常の作業状態では、起立し、その上端部が図略のブーム等の起伏部材の先端部と各種ロープ等を介して連結されてその起伏部材を後方から支えるものである。

旋回フレーム１１０の後端部に取り付けられた着脱装置１の接続具５は、旋回フレーム１１０の幅方向において格納状態のガントリ１５０に対して外側に近接した隣接高さ領域Ａを通って昇降する。このような構成のクレーンにおいて、例えば、旋回フレーム１１０の後端部に干渉回避装置の支持部を取り付け、その干渉回避装置の回転制限部により、接続具５が隣接高さ領域Ａに達するまでの高さ位置及びその接続具５の少なくとも一部が隣接高さ領域Ａ内に入った状態において、油圧シリンダ４のピストンロッド１６の中心軸回りの接続具５の回転範囲を当該接続具５が格納状態のガントリ１５０に干渉しない干渉回避範囲内に制限すればよい。

また、対象物は、上部旋回体に搭載される作動油タンクやポンプ、配管等の油圧機器、エンジン、マスト、ガイライン、起伏部材を起伏させるための起伏装置のスプレッダやシーブ、ウインチなどの各種機器であってもよい。

また、回転制限部が取り付けられるのは、必ずしも旋回フレームに限定されない。すなわち、上部旋回体におけるカウンタウェイト着脱装置の位置に応じて、そのカウンタウェイト着脱装置に隣接した位置にあるものに対して回転制限部を取り付ければよい。従って、例えば、マスト、ガントリ、前記各種機器のいずれかに回転制限部を取り付けてもよい。

また、接続具が隣接高さ領域よりも下側の高さ位置と隣接高さ領域よりも上側の高さ位置との間で隣接高さ領域を通って昇降する場合には、接続具が上側の高さ位置から隣接高さ領域へ下降する際にその接続具の回転範囲を干渉回避範囲に制限する上側の回転制限部と、接続具が下側の高さ位置から隣接高さ領域へ上昇する際にその接続具の回転範囲を干渉回避範囲に制限する下側の回転制限部とを上下に配置してもよい。

また、同場合において、上側の回転制限部と下側の回転制限部とを一体化した１つの回転制限部としてもよい。例えば、接続部側の端縁が下方へ向かうに従って接続具側へ向かうように傾斜した上側の案内面と上方へ向かうに従って接続具側へ向かうように傾斜した下側の案内面とを有していてそれらの両案内面が連続しているような三角形状の回転制限部としてもよい。また、接続具側の端縁の前記上側の案内面と前記下側の案内面とがそれらの間で上下方向に延びる端面を介して繋がった台形状の回転制限部としてもよい。

また、回転制限部の案内面は、円弧状の曲面であってもよい。この場合において、上側の回転制限部と下側の回転制限部とを一体化した１つの回転制限部にする場合には、当該回転制限部の案内面は半円状の曲面であってもよい。

また、回転制限部が接続具の回転範囲を制限する高さ位置は、前記実施形態で示した高さ位置に必ずしも限定されない。例えば、接続具が隣接高さ領域よりも上方から下降して隣接高さ領域へ移動するときの対象物に対する当該接続具の干渉を回避する場合において、回転制限部は、隣接高さ領域から上方に離れた高さ位置で接続具の回転範囲を干渉回避範囲に制限してもよい。また、接続具が隣接高さ領域よりも下方から上昇して隣接高さ領域へ移動するときの対象物に対する当該接続具の干渉を回避する場合において、回転制限部は、隣接高さ領域から下方に離れた高さ位置で接続具の回転範囲を干渉回避範囲に制限してもよい。

これらの構成であっても、接続具が隣接高さ領域に達するまでにその接続具の回転位置を対象物に干渉しない位置に矯正することができるので、接続具が対象物に対して干渉するのを回避する効果を得ることができる。

また、回転制限部は、接続具の回転を制限するときにその接続具が対象物に対して干渉する前記干渉範囲に入らない程度の当該接続具の回転を許容してもよい。

１ カウンタウェイト着脱装置
２ 昇降装置
３ 干渉回避装置
４ 油圧シリンダ
５ 接続具
６ 連結部材
１６ ピストンロッド
２５ 回転制限部
１１４ マスト
１２０ ガイリンク（対象物）

Claims (7)

1. 建設機械の上部旋回体の旋回フレームにカウンタウェイトを着脱するためのカウンタウェイト着脱装置であって、
   前記上部旋回体に設けられ、前記カウンタウェイトを前記旋回フレームに対する取り付け位置とその取り付け位置の下方の取り外し位置との間で昇降する昇降装置と、
   前記昇降装置に隣接する前記上部旋回体上の所定の対象物と前記昇降装置との干渉を回避するための干渉回避装置と、を備え、
   前記昇降装置は、上下方向に伸縮するように前記上部旋回体に設けられた油圧シリンダであって、昇降するピストンロッドを有するものと、前記ピストンロッドから径方向外側へ延びるようにそのピストンロッドに接続された接続具であって、前記ピストンロッドの昇降に伴って、前記対象物に対して隣接する高さ領域である隣接高さ領域を通って昇降するものと、前記接続具の昇降に伴って前記カウンタウェイトが昇降するように前記接続具と前記カウンタウェイトとを連結する連結部材と、を含み、
   前記接続具は、前記ピストンロッドとともに当該ピストンロッドの中心軸回りに回転可能に構成され、この接続具の前記中心軸回りの回転範囲には、当該接続具の少なくとも一部が前記隣接高さ領域内に入ったときに当該接続具が前記対象物に干渉する回転範囲である干渉範囲と、当該接続具の少なくとも一部が前記隣接高さ領域内に入ったときに当該接続具が前記対象物に対して干渉しない回転範囲である干渉回避範囲とが含まれ、
   前記干渉回避装置は、前記接続具が上昇又は下降により前記隣接高さ領域に達するまでのいずれかの高さ位置において当該接続具の回転範囲を前記干渉回避範囲内に制限する回転制限部を有する、カウンタウェイト着脱装置。
2. 前記回転制限部は、前記接続具が前記隣接高さ領域へ移動する過程でその接続具の少なくとも一部が前記隣接高さ領域内に入った状態において当該接続具の回転範囲を前記干渉回避範囲内に制限する、請求項１に記載のカウンタウェイト着脱装置。
3. 前記回転制限部は、前記接続具が前記対象物に干渉する手前の回転位置である干渉回避位置にあるときに前記接続具に当接することにより前記接続具が前記干渉回避位置を越えて前記対象物側へ向かう当該接続具の回転を阻止する回転阻止部を有する、請求項１又は２に記載のカウンタウェイト着脱装置。
4. 前記回転制限部は、前記干渉回避位置を越えて前記対象物側へ回転した前記接続具が前記隣接高さ領域へ向かって移動するときにその接続具に対して当接することにより当該接続具を前記干渉回避位置へ案内する案内面を有する、請求項３に記載のカウンタウェイト着脱装置。
5. 前記案内面は、前記隣接高さ領域へ向かう前記接続具の移動を前記干渉回避位置へ向かう当該接続具の回転に変換する傾斜を有する、請求項４に記載のカウンタウェイト着脱装置。
6. 前記接続具は、前記ピストンロッドの径方向に沿って前記ピストンロッドから一方側へ延びる第１部分と、前記ピストンロッドから前記第１部分と反対側へ延びる第２部分とを有し、
   前記回転阻止部は、前記第１部分に接触することにより前記接続具の回転を阻止する第１阻止部と、前記第２部分に接触することにより前記接続具の回転を阻止する第２阻止部とを有する、請求項３〜５のいずれか１項に記載のカウンタウェイト着脱装置。
7. 前記建設機械は、前記旋回フレーム上に起伏可能に設けられて吊荷を吊る起伏部材と、前記起伏部材の後方で前記旋回フレームに設けられたマストと、前記マストの先端部と前記起伏部材とを繋ぐガイリンクとを備えたクレーンであり、
   前記カウンタウェイト着脱装置は、前記旋回フレームの幅内に配置され、
   前記対象物は、前記旋回フレーム上で倒伏したマストに沿うように配置された格納状態の前記ガイリンクである、請求項１〜６のいずれか１項に記載のカウンタウェイト着脱装置。

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