JP2020158310A - 作業機械のカウンタウエイト - Google Patents

Abstract

【課題】溶接作業を減らしてコスト低減を図ることができるカウンタウエイトの提供。【解決手段】ベースウエイト６０と、ベースウエイトに装着される付加ウエイトとを備える作業機械のカウンタウエイトにおいて、ベースウエイト６０は、複数の型鋼６２１〜６２４により構成され、複数の充填用空間Ｄ１〜Ｄ１３を形成する枠構造体６２と、充填用空間Ｄ１〜Ｄ１３に充填された充填材とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、クレーンや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。

従来から、筐体内に充填材を充填したカウンタウエイトが知られている（例えば、特許
文献１参照）。そのようなカウンタウエイトでは、金属製の板材を溶接して形成された筐
体にさらに複数の仕切り板を溶接することにより複数の区画を形成し、各区画にコンクリ
ート等の充填材を充填している。このような充填型のカウンタウエイトは、小型の作業機
械では良く利用されている。

特開２００６−５７３７３号公報

ところで、充填型のカウンタウエイトを大型の作業機械に適用する場合、筐体や仕切り
板の強度を増すために厚板を用いる必要がある。しかしながら、厚板により構成すると溶
接量が多くなり、溶接作業の増加によりコスト高となるという課題があった。

本発明の一態様による作業機械のカウンタウエイトは、ベースウエイトと、前記ベース
ウエイトに装着される付加ウエイトとを備え、前記ベースウエイトは、複数の型鋼により
構成され、複数の充填用空間を形成する枠構造体と、前記充填用空間に充填された充填材
とを備える。

本発明によれば、溶接作業を減らしてコスト低減を図ることができるカウンタウエイト
。

図１は、カウンタウエイトを搭載する作業機械の一例を示す図である。 図２は、リアフレームに装着されたカウンタウエイトの拡大図である。 図３は、ベースウエイトを示す図である。 図４は枠構造体の基本構成を示す斜視図である。 図５は、ベースウエイトに設けられる化粧板を示す図である。 図６は、ベースウエイトの断面構造を示す図である。 図７は、ベースウエイトの装着方法を示す図である。 図８は、変形例を示す図である。 図９は、比較例と本実施の形態との対比を説明する図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態による作業機械のカウンタウエイトについ
て詳細に説明する。図１は、カウンタウエイトを搭載する作業機械の一例を示す図であり
、クレーンの外観側面図である。

下部走行体１の上方には上部旋回体２が旋回可能に搭載されている。上部旋回体２の前
部には、前後方向に回動可能にブーム３が軸支されている。上部旋回体２には前後方向に
回動可能に支持されたライブマスト４が設けられ、そのライブマスト４によりブーム３が
起伏動される。運転室５は、上部旋回体２のフロントフレーム２０１上に設けられている
。上部旋回体２のリアフレーム２００の後端部には、カウンタウエイト６が装着される。

ブーム３の先端部からはワイヤロープ１０を介してフック１１が吊り下げられている。
ワイヤロープ１０は不図示のドラムの駆動により巻き取りまたは繰り出され、これにより
フック１１が昇降する。ブーム３の先端部とライブマスト４の先端部とはペンダントロー
プ１２で接続されている。ライブマスト４の先端部とリアフレーム２００の後端部にはシ
ーブ１３，１４がそれぞれ設けられ、シーブ１３とシーブ１４との間に起伏ロープ１５が
掛け回されている。起伏ロープ１５は不図示の起伏ドラムの駆動により巻き取りまたは繰
り出され、これによりライブマスト４が前後方向に回動し、ペンダントロープ１２を介し
てブーム３が起伏する。

図２は、リアフレーム２００の後部に装着されたカウンタウエイト６の拡大図である。
図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は車両後方から見た図である。カウンタウエイト
６は、ベースウエイト６０と付加ウエイト６１とから成る。

ベースウエイト６０は、その長手方向が作業機械の左右方向と一致するようにリアフレ
ーム２００に装着されている。そして、そのベースウエイト６０の左右にそれぞれ設けら
れた３つのガイド６３４ａ，６３４ｂ（図３参照）上に付加ウエイト６１がそれぞれ位置
決めされて載置される。ガイド６３４ａ，６３４ｂは後述する。図２に示す例では、ベー
スウエイト６０の左右に、それぞれ７つの付加ウエイト６１が載置されている。一般的に
、付加ウエイト６１は鋳造により形成される。付加ウエイト６１の上面にはガイド６００
ａ、６００ｂが形成されており、付加ウエイト６１の底面にはガイド６００ａ、６００ｂ
に係合する形状の凸部（不図示）が形成されている。

図３は、上側（付加ウエイト６１が載置される側）の化粧板を外した状態のベースウエ
イト６０を示す図である。図３（ａ）はベースウエイト６０の平面図であり、図３（ｂ）
はＡ矢視図であり、図３（ｃ）はＢ矢視図である。ベースウエイト６０は、型鋼を用いた
枠構造体６２を備える。

先ず、枠構造体６２の基本構成について説明する。図４（ａ）は枠構造体６２の基本構
成を示す斜視図である。なお、枠構造体６２の長手方向は車両の左右方向に一致している
。枠構造体６２は１０個の型鋼で構成されており、長手方向に延在する４つの型鋼６２１
〜６２３と、それら４つの型鋼を一体に接続するための６つの型鋼６２４とを備えている
。

本実施の形態では、型鋼６２１〜６２４にはＨ鋼が使用されている。Ｈ鋼は、ウェブ６
２０ａの両端にフランジ６２０ｂを備えている。枠構造体６２における各型鋼６２１〜６
２４は、ベースウエイト６０の天地方向にウェブ６２０ａが位置するように配置されてい
る。隣接して配置された一対の型鋼６２１は、それらの隙間に配置された２つの型鋼６２
４をそれぞれ溶接することによって接続される。同様に、型鋼６２１と型鋼６２２、およ
び型鋼６２１と型鋼６２３についても、２つの型鋼６２４によってそれぞれ接続される。
型鋼６２２には、固定部６３６（図３参照）を取り付けるための切り欠き６２２ａが形成
されている。固定部６３６は、後述するように、ベースウエイト６０をリアフレーム２０
０に取り付けるための部材である。

なお、接続用の型鋼６２４の延在方向は、ベースウエイト６０の長手方向（車両左右方
向）と直交する方向となっている。そのため、長手方向に延在する型鋼６２１，６２２，
６２３のフランジ６２０ｂと型鋼６２４のフランジ６２０ｂとが突き合わせ溶接されるこ
とになる。そこで、図４（ｂ），（ｃ）および図６（ｃ）に示すように、接続部における
強度を補強するために、厚板から成る補強部材６２５を型鋼６２１，６２２，６２３と型
鋼６２４との隙間に溶接するようにした。図６（ｃ）は、図４のＥ−Ｅ断面を示す図であ
り、補強部材６２５にハッチングを施して示した。例えば、図４（ｂ）、（ｃ）のように
型鋼６２３と型鋼６２４との接続を見ると、補強部材６２５の４辺は型鋼６２３および型
鋼６２４に溶接されるので、型鋼６２３と型鋼６２４との接続強度が向上する。なお、型
鋼６２１の下側には、化粧板６５１が設けられている。

図３に戻って、図３（ａ）に示すように、型鋼６２２，６２３の上面には付加ウエイト
６１を載置するためのガイド６３４ａが設けられ、一対の型鋼６２１の上面にはガイド６
３４ｂが設けられる。付加ウエイト６１は、ガイド６３４ａ，６３４ｂを介して位置決め
され、型鋼６２１，６２２，６２３の上に載置される。

枠構造体６２には、ベースウエイト６０をリアフレーム２００に装着するための固定部
６３６，６３７が設けられている。上述した接続用の型鋼６２４は、固定部６３６と固定
部６３７とを結ぶ線上に設けられている。図２と図６に示すように、車両左側の固定部６
３６，６３７はフレーム２００を構成する左側のフレーム部材により支持され、車両右側
の固定部６３６，６３７はフレーム２００を構成する右側のフレーム部材により支持され
る。そのため、型鋼６２４を固定部６３６と固定部６３７とを結ぶ線上に設けることで、
支持力に対する枠構造体６２の強度を高めることができる。

型鋼６２１の左右両端面には、化粧板６３２が溶接されている。化粧板６３２には、吊
り環６３５が設けられている。また、型鋼６２２および型鋼６２３の左右両端には、仕切
り板６３１が設けられている。また、一対の型鋼６２１の間にも、仕切り板６３８が左右
対称な位置に設けられている。さらに仕切り板６３１の端部から化粧板６３２の端部まで
の範囲に化粧板６３０が設けられている。その結果、１３箇所の充填用空間Ｄ１〜Ｄ１３
が形成される。

仕切り板６３１，化粧板６３０，６３２および型鋼６２１により、充填用空間Ｄ１，Ｄ
２，Ｄ１２およびＤ１３が形成される。型鋼６２２、仕切り板６３１、型鋼６２１、補強
部材６２５および型鋼６２４によって充填用空間Ｄ３およびＤ９が形成される。一対の型
鋼６２１、仕切り板６３８、補強部材６２５および型鋼６２４によって充填用空間Ｄ４お
よびＤ１０が形成される。型鋼６２３、仕切り板６３１、型鋼６２１、補強部材６２５お
よび型鋼６２４によって充填用空間Ｄ５およびＤ１１が形成される。型鋼６２２、型鋼６
２１、型鋼６２４および補強部材６２５によって充填用空間Ｄ６が形成される。一対の型
鋼６２１、型鋼６２４および補強部材６２５によって充填用空間Ｄ７が形成される。型鋼
６２３、型鋼６２１、型鋼６２４および補強部材６２５によって充填用空間Ｄ８が形成さ
れる。

図５は、ベースウエイト６０の上側に設けられる化粧板を示す図である。化粧板６４０
は、図３（ａ）に示すベースウエイト６０の左側の仕切り板６３１と化粧板６３２との間
の領域を覆う。化粧板６４１は、左右の仕切り板６３１の間の領域を覆う。化粧板６４２
は、右側の仕切り板６３１と化粧板６３２との間の領域を覆う。化粧板６４０および６４
２には、図３（ａ）に示すガイド６３４ｂが貫通する半円形状の切り欠き６４０ａ，６４
２ａが形成されている。なお、ベースウエイト６０の底面側に設けられる化粧板も、図５
に示した化粧板６４０〜６４２とほぼ同様の形状を有しているが、切り欠き切り欠き６４
０ａ，６４２ａは形成されていない。

図６（ａ）は図３（ａ）のＣ１−Ｃ１断面図であり、図６（ｂ）はＣ２−Ｃ２断面図で
ある。図３（ａ）に示した充填用空間Ｄ１〜Ｄ１３には、図６（ａ），（ｂ）に示すよう
に、ベースウエイト６０の重量を確保するための充填材６６０が充填される。充填材６６
０としては、コンクリートや、コンクリートに鉄材（スラグ等）を混入したもの等が使用
される。なお、図６（ｃ）では、充填材６６０の図示を省略した。

図７は、リアフレーム２００へのベースウエイト６０の装着方法を示す図である。図７
（ａ）は装着前の状態を示しており、図７（ｂ）は装着後の状態を示す。図７（ａ）に示
すように、ベースウエイト６０の固定部６３７にはピン６３７ｐが装着されている。ベー
スウエイト６０をリアフレーム２００に装着する際には、ベースウエイト６０に設けられ
ている吊り環６３５（図３参照）を用いてベースウエイト６０を吊り上げる。リアフレー
ム２００には、ベースウエイト６０を装着するための固定部２１０およびピン穴２１１が
設けられている。固定部２１０はＬ字形状を成し、車両後方に向けて爪部２１０ａが突出
している。

図７（ａ）の矢印Ｒのように、リアフレーム２００の下側からベースウエイト６０を上
方に移動して、固定部６３７のピン６３７ｐをリアフレーム２００の爪部２１０ａの上に
掛ける。次いで、図７（ｂ）のように、固定部６３６のピン穴６３６ｐがリアフレーム２
００のピン穴２１１に対向するようにベースウエイト６０を位置決めし、ピン穴６３６ｐ
およびピン穴２１１にピンＰを挿し込む。その結果、ベースウエイト６０がリアフレーム
２００の下側に装着される。

図８は、ベースウエイト６０の変形例を示す図である。上述したベースウエイト６０で
は、車両左右方向に延在する型鋼を車両前後方向に複数並べ、それらを接続用の型鋼で接
続して枠構造体６２を形成した。一方、図８に示すベースウエイト６０Ａでは、車両前後
方向に延在する型鋼を車両左右方向に複数並べ、それらを接続用の型鋼で接続して枠構造
体６２Ａを形成するようにした。

図８（ａ）は平面図であり、図３（ａ）の場合と同様に、内部構造が分かるようにベー
スウエイト６０Ａの上面を覆う化粧板の図示を省略した。図８（ｂ）はＣ４−Ｃ４断面図
であり、図８（ｃ）はＣ５−Ｃ５断面図である。

７個の型鋼６７４，６７５，６７６，６７７はそれぞれ車両前後方向に延在する。これ
らの型鋼６７４〜６７７は、車両左右方向に延在する２０個の型鋼６７１，６７２，６７
３によって互いに接続されている。このように、枠構造体６２Ａは、２７個の型鋼が用い
られている。型鋼６７４〜６７７と接続用の型鋼６７１〜６７３との間には補強部材６７
８が設けられている。例えば、図８（ｂ）の断面図に示すように、前後方向に延在する型
鋼６７６と接続用の型鋼６７３との間に、補強部材６７８が設けられている。なお、車両
前後方向に延在する型鋼６７６は、ベースウエイト６０Ａをリアフレーム２００に固定す
る固定部６３６と固定部６３７とを結ぶ線上に配置されている。

図８（ａ）の充填用空間Ｄ１〜Ｄ１６に充填材６６０が充填される。図８（ｃ）はＣ５
−Ｃ５断面を示したものであり、型鋼６７３の間に形成された充填用空間Ｄ９，Ｄ１０，
Ｄ１１には充填材６６０が充填される。型鋼６７５，６７６，６７７の前後方向端面には
化粧板６５２が設けられている。

図９は、比較例と本実施の形態との対比を説明する図である。図９（ａ）は、図３のＣ
１−Ｃ１断面図を示したものである。なお、図９（ａ）では充填材６６０の表示は省略し
た。図９（ｂ）はＨ鋼の代わりに厚板７００〜７０２を用いて図９（ａ）と同様の枠構造
体を構成した場合の断面図である。

図９（ｂ）の場合、厚板７００〜７０２を溶接することで型鋼６２２と同様のＨ形状の
構造体としている。そのため、４箇所の溶接部７０３において溶接する必要がある。特に
、厚板７００〜７０２の板厚が厚い場合、溶接部７０３において必要とされる溶接量が増
すため、複数パスの溶接作業を必要とされる。このように、図９（ｂ）の構造と比較して
図９（ａ）の構造では、型鋼を使用したことにより溶接作業量を大きく減らすことができ
る。また、図９（ａ）の構造では、型鋼を用いることで溶接箇所が減り、枠構造体の強度
面でも優れている。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）図３に示すように、ベースウエイト６０は、複数の型鋼６２１〜６２４により構成
され、複数の充填用空間Ｄ１〜Ｄ１３を形成する枠構造体６２と、充填用空間Ｄ１〜Ｄ１
３に充填された充填材６６０とを備える。このように、枠構造体６２に型鋼を用いること
により、図９で説明したように溶接作業を減らすことができ、コスト低減を図ることがで
きる。

（２）さらに、図３に示すように、並置された複数の第１型鋼である型鋼６２１〜６２３
と、隣接する２つの第１型鋼の隙間に該第１型鋼の長手方向に沿って複数配置され、各々
が２つの第１型鋼のそれぞれに溶接される接続用の第２型鋼である型鋼６２４とを備える
のが好ましい。このような構成とすることにより、従来例のように複数枚の厚板を溶接し
てカウンタウエイト枠構造体を製作する場合に比べて、複数の溶接パスが不要となり、第
１型鋼と第２型鋼との溶接作業が行い易く、また、充填作業のし易い複数の充填用空間Ｄ
１〜Ｄ１３が形成される。

（３）型鋼６２１〜６２３の長手方向における型鋼６２４の位置は、ベースウエイト６０
における作業機械との連結箇所である固定部６３６，６３７を結ぶ線上に設定されている
のが好ましい。このように構成することで、ベースウエイト６０の連結部における強度を
向上させることができる。

（４）型鋼６２１〜６２３とそれらを接続する型鋼６２４との間に補強部材６２５を配置
し、補強部材６２５を型鋼６２１〜６２３と型鋼６２４とにそれぞれ溶接しているので、
型鋼６２１〜６２３と型鋼６２４との間の接続強度を向上させることができる。

（５）ベースウエイト６０は、図２に示すようにベースウエイト６０の長手方向が作業機
械の前後方向に交差するとともに、長手方向の両端に付加ウエイト６１がそれぞれ装着さ
れる。そして、図３に示すように、第１型鋼である型鋼６２１〜６２３はベースウエイト
６０の長手方向の一端から他端に延在する。このように、付加ウエイト６１は型鋼６２１
〜６２３の両端に載置されるため、付加ウエイト６１の荷重に対するベースウエイト６０
の強度を高めることができる。なお、左右の重量バランスを考慮し、付加ウエイト６１は
図２に示すように左右対称に配置される。

なお、以上の説明はあくまでも一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は
上記実施の形態に何ら限定されるものではない。例えば、枠構造体に用いる型鋼としては
、上述したＨ型鋼に限らず、Ｉ型鋼、山型鋼、溝型鋼、角型鋼等、種々の型鋼を使用する
ことができる。また、Ｈ型鋼の組み合わせも種々の形態が採用可能であり、さらに、Ｈ型
鋼とＩ型鋼を組み合わせるなど、異なる断面形状の型鋼を組み合わせてもよい。

６…カウンタウエイト、６０，６０Ａ…ベースウエイト、６１…付加ウエイト、６２，
６２Ａ…枠構造体、２００…リアフレーム、２１０…固定部、２１０ａ…爪部、２１１，
６３６ｐ…ピン穴、６２１〜６２４，６７１〜６７６…型鋼、６２５，６７８…補強部材
、６３１，６３８…仕切り板、６３０，６３２，６４０〜６４２，６５１，６５２…化粧
板、６３６，６３７…固定部（連結箇所）、６３７ｐ…ピン、６６０…充填材、Ｄ１〜Ｄ
１６…充填用空間、Ｐ…ピン

Claims (5)

1. ベースウエイトと、前記ベースウエイトに装着される付加ウエイトとを備える作業機械
   のカウンタウエイトにおいて、
   前記ベースウエイトは、
   複数の型鋼により構成され、複数の充填用空間を形成する枠構造体と、
   前記充填用空間に充填された充填材とを備える、作業機械のカウンタウエイト。
2. 請求項１に記載の作業機械のカウンタウエイトにおいて、
   並置された複数の第１型鋼と、
   隣接する２つの前記第１型鋼の隙間に該第１型鋼の長手方向に沿って複数配置され、各
   々が前記２つの第１型鋼のそれぞれに溶接される接続用の第２型鋼とを備える、作業機械
   のカウンタウエイト。
3. 請求項２に記載の作業機械のカウンタウエイトにおいて、
   前記第１型鋼の長手方向における前記第２型鋼の位置は、前記ベースウエイトにおける
   作業機械との連結箇所同士を結ぶ線上に設定されている、作業機械のカウンタウエイト。
4. 請求項２に記載の作業機械のカウンタウエイトにおいて、
   前記第１型鋼と前記第２型鋼との間に配置され、前記第１型鋼および前記第２型鋼に溶
   接される補強部材を備える、作業機械のカウンタウエイト。
5. 請求項２に記載の作業機械のカウンタウエイトにおいて、
   前記ベースウエイトは、該ベースウエイトの長手方向が作業機械の前後方向に交差する
   とともに、前記長手方向の両端に前記付加ウエイトがそれぞれ装着され、
   前記第１型鋼は前記ベースウエイトの長手方向の一端から他端に延在する、作業機械の
   カウンタウエイト。

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