JP2021147994A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】背板とカウンタウェイトとを左右方向に位置合わせ可能な作業機械を提供する。【解決手段】作業機械は、背板（１０）に対してカウンタウェイト（２０）を着脱する着脱装置と、背板（１０）に対面する腹面（２２）から上部旋回体の後方側に凹み、カウンタウェイト（２０）が背板（１０）に装着されたときに着脱装置を収容する凹部（２３）、及び凹部（２３）の左右方向の端部を画定する一対のガイド壁（２５ａ，２５ｂ）を有するカウンタウェイト（２０）と、上部旋回体の左右方向に離間した位置において、上部旋回体の後方側に突出し、カウンタウェイト（２０）が背板（１０）に装着される過程でガイド壁（２５ａ、２５ｂ）に当接しガイドされる一対のガイド突起（１５ａ，１５ｂ）が形成された背板（１０）とを備える。【選択図】図７

Description

本発明は、着脱可能なカウンタウェイトを搭載した作業機械に関する。

一般に、油圧ショベル、油圧クレーン等の作業機械では、車体の前側にバケット、クレーン等のフロント作業機を設け、車体の後側にフロント作業機とバランスさせるためにカウンタウェイトを着脱可能に設けている。また、車体の背板に対してカウンタウェイトを着脱する着脱装置を備えた作業機械も知られている（例えば、特許文献１、２、３参照）。

着脱装置は、例えば、カウンタウェイトの上端に取り付けられて左右方向に延設された支持軸と、一端が支持軸に回動可能に連結され、他端が車体のブラケットに回動可能に連結されたリンク機構とを含む。

特開２０１６−４４５１２号公報 特開平０８−３１９６３７号公報 特開２００７−１６２４５４号公報

上記構成の着脱装置は、リンク機構の遊び等によって、装着作業時に背板とカウンタウェイトとの間に左右方向の位置ずれが生じる。そして、カウンタウェイトは非常に重いので、左右方向の位置合わせが非常に難しい。

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、背板に対してカウンタウェイトを着脱する着脱装置を備えた作業機械において、背板とカウンタウェイトとの左右方向の位置合わせを容易に行える技術を提供することになる。

上記目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に支持された上部旋回体と、前記上部旋回体に支持されて前方に延びるフロント作業機と、前記上部旋回体の後部に設けられた背板に着脱可能に取り付けられるカウンタウェイトと、前記上部旋回体に支持されて、前記背板に対して前記カウンタウェイトを着脱する着脱装置とを備える作業機械であって、前記着脱装置は、前記背板の下部に取り付けられたブラケットと、前記上部旋回体の左右方向に延びる第１支持軸、前記上部旋回体の左右方向に延びて前記カウンタウェイトに回動可能に連結される一対の第２支持軸、及び前記第１支持軸と前記一対の第２支持軸それぞれとに回動可能に連結された一対の連結部材を有する連結具と、前記カウンタウェイトが前記背板に取り付けられた状態で、一端が前記第１支持軸に回動可能に連結され、他端が前記ブラケットに回動可能に連結されて、作動油の給排によって伸縮する油圧シリンダと、前記カウンタウェイトが前記背板に取り付けられた状態で、一端が前記第１支持軸に回動可能に連結され、他端が前記ブラケットに回動可能に支持された回動アームとを備え、前記回動アームの他端は、前記油圧シリンダの他端よりも前記上部旋回体の前方側に位置し、前記カウンタウェイトは、前記背板に対面する腹面から前記上部旋回体の後方側に凹み、前記カウンタウェイトが前記背板に装着されたときに前記着脱装置を収容する凹部と、前記上部旋回体の左右方向における前記凹部の端部を画定する一対のガイド壁とを有し、前記背板には、前記上部旋回体の左右方向に離間した位置において、前記上部旋回体の後方側に突出し、前記カウンタウェイトが前記背板に装着される過程で前記ガイド壁に当接しガイドされる一対のガイド突起が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、背板に対してカウンタウェイトを着脱する着脱装置を備えた作業機械において、背板とカウンタウェイトとの左右方向の位置合わせを容易に行うことができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る作業機械の代表例である油圧ショベルの側面図である。 本実施形態に係る背板及び着脱装置の背面図である。 本実施形態に係る背板及び着脱装置の側面図である。 背板に対するガイド突起の取付構造を示す図である。 本実施形態に係るカウンタウェイトの斜視図である。 油圧シリンダを最大限縮小させたときの側面図である。 カウンタウェイトを背板に装着する過程の平面図である。 図７のＶＩＩＩで示す領域の拡大図である。 変形例に係る背板及び着脱装置の背面図である。 変形例に係る背板及び着脱装置の側面図である。 変形例に係るカウンタウェイトの正面図である。 変形例に係るカウンタウェイトを背板に取り付ける過程を説明するための図である。

本発明に係る作業機械の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る作業機械の代表例である油圧ショベル１の側面図である。なお、作業機械の具体例は油圧ショベル１に限定されず、下部走行体、上部旋回体、フロント作業機、及びカウンタウェイトを備えるあらゆる機械（例えば、クレーン、解体作業機、アースドリル等）であってもよい。また、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル１に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。

油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２に支持された上部旋回体３とを備える。下部走行体２は、左右一対のクローラ８を備える。そして、走行モータ（図示省略）の回転が伝達されて左右一対のクローラ８が回転すると、油圧ショベル１が走行する。但し、下部走行体２は、クローラ８に代えて、装輪式であってもよい。

上部旋回体３は、下部走行体２に旋回可能に支持されている。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、旋回フレーム５の前端中央に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業機４と、旋回フレーム５の前方左側に配置されたキャブ（運転席）７と、旋回フレーム５の後部に配置された背板１０（図２及び図３参照）と、背板１０に着脱可能に取り付けられるカウンタウェイト２０と、背板１０に対してカウンタウェイト２０を着脱する着脱装置３０（図２及び図３参照）とを主に備える。

フロント作業機４は、上部旋回体３に起伏可能に支持されたブーム４ａと、ブーム４ａの先端に揺動可能に支持されたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端に揺動可能に支持されたバケット４ｃと、ブーム４ａ、アーム４ｂ、及びバケット４ｃを駆動させる油圧シリンダ４ｄ、４ｅ、４ｆとを含む。

キャブ７には、油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。キャブ７の内部には、オペレータが着席するシート（図示省略）と、シートに着席したオペレータが操作する操作装置（ステアリング、ペダル、レバー、スイッチなど）が配置されている。そして、キャブ７に搭乗したオペレータが操作装置を操作することによって、下部走行体２が走行し、上部旋回体３が旋回し、フロント作業機４が動作する。

次に、図２〜図５を参照して、背板１０、カウンタウェイト２０、及び着脱装置３０の構成を説明する。図２は、背板１０及び着脱装置３０の背面図である。図３は、背板１０及び着脱装置３０の側面図である。図４は、背板１０に対するガイド突起１２ｂの取付構造を示す図である。図５は、カウンタウェイト２０の斜視図である。

なお、以下の説明における方向は、上部旋回体３を基準として定義される。すなわち、キャブ７に搭乗したオペレータの正面側を「上部旋回体３の前方側」とし、これと反対側を「上部旋回体３の後方側」とし、前方側を向いたときの左右方向を「上部旋回体３の左右方向」とする。但し、以下の説明では、「上部旋回体３の」を省略して、単に「前方側」、「後方側」、「左右方向」と表記する。同様に、「上部旋回体３の上方側」、「上部旋回体３の下方側」、「上部旋回体３の前後方向」、「上部旋回体３の上下方向」についても、「上部旋回体３の」を省略して、単に「上方側」、「下方側」、「前後方向」、「上下方向」と表記する。

図２及び図３に示すように、背板１０は、上部旋回体３の後部において、上下方向及び左右方向に延設された平板形状の部材である。以下、背板１０の表面のうち、後方側を向く面（装着されたカウンタウェイト２０に対面する面）を「背面１１」と表記する。背板１０は、一対のガイド突起１２ａ、１２ｂと、一対のガイド穴１３ａ、１３ｂと、一対のボルト穴１４ａ、１４ｂとを有する。また、背板１０は、背面１１の左右方向の中央部において、着脱装置３０を支持している。

一対のガイド突起１２ａ、１２ｂ、一対のガイド穴１３ａ、１３ｂ、及び一対のボルト穴１４ａ、１４ｂは、左右方向に離間して形成されている。換言すれば、一対のガイド突起１２ａ、１２ｂ、一対のガイド穴１３ａ、１３ｂ、及び一対のボルト穴１４ａ、１４ｂは、着脱装置３０を挟んで反対側に形成されている。

一対のガイド突起１２ａ、１２ｂは、直方体形状の外形を呈する。ガイド突起１２ａ、１２ｂは、背面１１から後方側に向かって突出している。また、ガイド突起１２ａ、１２ｂは、傾斜面１５ａ、１５ｂを有する。

傾斜面１５ａ、１５ｂは、ガイド突起１２ａ、１２ｂの先端近傍において、左右方向の外側の面（カウンタウェイト２０を背板１０に装着する過程において、後述するガイド壁２５ａ、２５ｂに対面し得る面）に形成されている。傾斜面１５ａ、１５ｂは、ガイド突起１２ａ、１２ｂの先端に向かって内側に傾斜している。換言すれば、傾斜面１５ａ、１５ｂの左右方向の間隔は、ガイド突起１２ａ、１２ｂの先端に近づくほど狭くなる。

図４に示すように、ガイド突起１２ｂは、連通する調整穴１６ｂ及びボルト穴１７ｂにボルト１８ｂを挿入し、背板１０の前面側に突出したボルト１８ｂの先端にナット１９ｂを螺合することによって、背板１０に取り付けられる。なお、背板１０に対するガイド突起１２ａ、１２ｂの取付構造は共通なので、以下、ガイド突起１２ｂについて説明する。

図４（Ａ）に示すように、調整穴１６ｂは、背板１０を厚み方向に貫通している。また、図４（Ｂ）に示すように、調整穴１６ｂは、左右方向の開口幅が上下方向の開口幅より広い横長形状である。より詳細には、調整穴１６ｂの上下方向の開口幅は、ボルト１８ｂのボルト径に対応する。一方、調整穴１６ｂの左右方向の開口幅は、ボルト１８ｂのボルト径より大きい。

図４（Ａ）に示すように、ボルト穴１７ｂは、ガイド突起１２ｂの先端面及び基端面の間を、ガイド突起１２ｂの延設方向に貫通している。そして、調整穴１６ｂの左右方向の開口幅の範囲において、ガイド突起１２ｂの基端面を背板１０の背面１１に当接させると、調整穴１６ｂとボルト穴１７ｂとが連通する。

ボルト１８ｂは、連通したボルト穴１７ｂ及び調整穴１６ｂに、ガイド突起１２ｂの先端側から挿入される。そして、背板１０の前面側に突出したボルト１８ｂの先端に、ナット１９ｂを螺合させることによって、ガイド突起１２ｂが背板１０に固定される。また、ボルト穴１７ｂを連通させる調整穴１６ｂの左右方向の位置を変更することによって、背板１０におけるガイド突起１２ｂの左右方向の位置を調整することができる。

一対のガイド穴１３ａ、１３ｂは、ガイド突起１２ａ、１２ｂより下方側において、背板１０の背面１１から前方側に向かって延びている。ガイド穴１３ａ、１３ｂは、背板１０の背面１１側に開口していれば、背板１０を貫通していなくてもよい。一対のボルト穴１４ａ、１４ｂは、ガイド突起１２ａ、１２ｂより上方側において、背板１０を厚み方向に貫通する。

カウンタウェイト２０は、フロント作業機４との重量バランスを取るための重量物である。以下、カウンタウェイト２０の表面のうち、前方側を向く面（装着されたときに背板１０に対面する面）を「腹面２２」と表記する。図５に示すように、カウンタウェイト２０は、凹部２３と、一対の取付ブラケット２４ａ、２４ｂと、一対のガイド壁２５ａ、２５ｂと、一対のボス２６ａ、２６ｂと、一対のボルト穴２７ａ、２７ｂとを有する。

凹部２３は、カウンタウェイト２０の左右方向に中央部において、腹面２２から後方側に延びる凹みである。凹部２３は、カウンタウェイト２０が背板１０に装着されたときに、着脱装置３０が収容される空間である。一対のボス２６ａ、２６ｂ及び一対のボルト穴２７ａ、２７ｂは、左右方向において、凹部２３を挟んで反対側に配置されている。

一対の取付ブラケット２４ａ、２４ｂは、凹部２３の内部に設けられている。取付ブラケット２４ａ、２４ｂには、左右方向に貫通する貫通孔２８ａ、２８ｂ（参照番号「２８ａ」は図示省略）が形成されている。カウンタウェイト２０は、貫通孔２８ａ、２８ｂに挿入された支持軸４２ａ、４２ｂ（図２参照）を介して、着脱装置３０に回動可能に連結される。

一対のガイド壁２５ａ、２５ｂは、凹部２３の左右方向の端部を画定する壁である。ガイド壁２５ａ、２５ｂは、それぞれが上下方向及び前後方向に広がる面である。また、ガイド壁２５ａ、２５ｂは、左右方向において、互いに対面している。さらに、ガイド壁２５ａ、２５ｂの左右方向の間隔は、ガイド突起１２ａ、１２ｂの外側の面同士の間隔より僅かに広く設定される。

さらに、図８に示すように、ガイド壁２５ｂの前端には、傾斜面２９ｂが設けられている。傾斜面２９ｂは、ガイド壁２５ｂの前方側に向かって、左右方向の外側に傾斜する平面である。なお、図示は省略するが、ガイド壁２５ａの前端にも傾斜面２９ａ（参照番号「２９ａ」は図示省略）が設けられている。すなわち、一対のガイド壁２５ａ、２５ｂ（換言すれば、一対の傾斜面２９ａ、２９ｂ）の左右方向の間隔は、前方側に向かって徐々に広くなっている。

一対のボス２６ａ、２６ｂは、カウンタウェイト２０の腹面２２から前方側に突出している。ボス２６ａ、２６ｂは、基端部の直径より先端部の直径の方が小さい。すなわち、ボス２６ａ、２６ｂは、先細り形状である。ボス２６ａ、２６ｂは、カウンタウェイト２０が背板１０に装着される過程において、背板１０のガイド穴１３ａ、１３ｂに進入する。また、ボス２６ａ、２６ｂは、カウンタウェイト２０が背板１０に装着されたときに、ガイド穴１３ａ、１３ｂの底壁に当接する。

一対のボルト穴２７ａ、２７ｂは、カウンタウェイト２０を前後方向に貫通する。ボルト穴２７ａ、２７ｂは、カウンタウェイト２０が背板１０に装着されたときに、背板１０のボルト穴１４ａ、１４ｂに連通する位置に形成されている。そして、連通したボルト穴１４ａ、２７ａ及びボルト穴１４ｂ、２７ｂには、カウンタウェイト２０を背板１０に固定するためのボルト（図示省略）が螺合される。

着脱装置３０は、背板１０に対してカウンタウェイト２０を着脱する装置である。着脱装置３０は、背板１０の左右方向の中央において、背面１１に固定されている。図２及び図３に示すように、着脱装置３０は、支持ブラケット（ブラケット）３１と、連結具３２と、油圧シリンダ３３と、回動アーム３４ａ、３４ｂ（以下、これらを総称して、「回動アーム３４」と表記することがある。）とを主に備える。

支持ブラケット３１は、背板１０の背面１１から後方側に突出している。支持ブラケット３１は、左右方向において、背板１０の中央部（より詳細には、一対のガイド突起１２ａ、１２ｂ、一対のガイド穴１３ａ、１３ｂ、及び一対のボルト穴１４ａ、１４ｂの間）に配置されている。支持ブラケット３１は、油圧シリンダ３３及び回動アーム３４を支持する。

支持ブラケット３１は、支持プレート３１ａ、３１ｂで構成される。支持プレート３１ａ、３１ｂは、左右方向に離間した位置において、背板１０の背面１１に固定されている。また、支持プレート３１ａ、３１ｂは、背板１０の背面１１から後方側に突出し、且つ上下方向に延設されている。支持プレート３１ａ、３１ｂは、支持軸３５を介して油圧シリンダ３３の他端を回動可能に支持し、支持軸３６ａ、３６ｂを介して回動アーム３４ａ、３４ｂの他端を回動可能に支持する。

連結具３２は、カウンタウェイト２０と油圧シリンダ３３及び回動アーム３４とを連結する。より詳細には、連結具３２は、油圧シリンダ３３及び回動アーム３４に対してカウンタウェイト２０を、左右方向に延びる軸線回りに回動可能に連結する。

連結具３２は、支持軸（第１支持軸）４１と、一対の支持軸（第２支持軸）４２ａ、４２ｂ（以下、これらを総称して、「支持軸４２」と表記することがある。）と、一対の連結部材４３ａ、４３ｂ（以下、これらを総称して、「連結部材４３」と表記することがある。）とを主に備える。

支持軸４１は、左右方向に延設されている。また、支持軸４１は、油圧シリンダ３３の一端及び回動アーム３４ａ、３４ｂの一端が回動可能に連結されている。さらに、支持軸４１は、回動アーム３４ａ、３４ｂより外側の両端部において、連結部材４３が回動可能に連結されている。

支持軸４２は、左右方向に延設されている。支持軸４２ａ、４２ｂは、取付ブラケット２４ａ、２４ｂの貫通孔２８ａ、２８ｂに挿入される。すなわち、支持軸４２は、取付ブラケット２４ａ、２４ｂを介して、カウンタウェイト２０に回動可能に連結されている。また、支持軸４２ａ、４２ｂは、連結部材４３ａ、４３ｂが回動可能に連結されている。すなわち、支持軸４２は、連結部材４３とカウンタウェイト２０とを回動可能に連結している。

連結部材４３は、支持軸４１、４２それぞれに回動可能に連結されている。より詳細には、一対の連結部材４３ａ、４３ｂそれぞれは、一端が支持軸４１に回動可能に連結され、他端が一対の支持軸４２ａ、４２ｂそれぞれに回動可能に連結されている。

油圧シリンダ３３は、ボトム室及びロッド室を有するシリンダチューブ３３ａと、シリンダチューブ３３ａから出没するシリンダロッド３３ｂとで構成される。油圧シリンダ３３は、作動油が給排されることによって伸縮する。より詳細には、ボトム室に作動油が供給され且つロッド室から作動油が排出されることによって、油圧シリンダ３３が伸長する。また、ロッド室に作動油が供給され且つボトム室から作動油が排出されることによって、油圧シリンダ３３が縮小する。

シリンダロッド３３ｂ（油圧シリンダ３３の一端）は、支持軸４１に回動可能に連結されている。シリンダチューブ３３ａ（油圧シリンダ３３の他端）は、支持軸３５周りに回動可能に支持ブラケット３１に連結されている。

回動アーム３４ａ、３４ｂは、左右方向において、油圧シリンダ３３を挟んで反対側に配置されている。回動アーム３４ａ、３４ｂは、一端が支持軸４１に回動可能に連結されている。また、回動アーム３４ａ、３４ｂは、他端が支持軸３６ａ、３６ｂ周りに回動可能に支持ブラケット３１に連結されている。

そして、カウンタウェイト２０が背板１０に取り付けられた状態で、支持軸３５、３６ａ、３６ｂは、支持軸４１より前方側に位置している。また、支持軸３６ａ、３６ｂは、支持軸３５の前方側で且つ上方側に配置されている。さらに、支持軸４１は、油圧シリンダ３３の伸縮状態（換言すれば、カウンタウェイト２０の位置）に拘わらず、常に支持軸３５、３６ｂの中心を結ぶ仮想線Ｌより上方側に位置している。

図６は、油圧シリンダ３３を最大限縮小させたときの側面図である。図７は、カウンタウェイト２０を背板１０に装着する過程の平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩで示す領域の拡大図である。

油圧シリンダ３３を縮小させると、油圧シリンダ３３及び回動アーム３４が支持軸３５、３６ａ、３６ｂを中心に後方側に回動して、カウンタウェイト２０が背板１０から取り外される。そして、油圧シリンダ３３が最大限縮小すると、図６に示すように、カウンタウェイト２０が油圧ショベル１の後方側の地面Ｇに載置される。

一方、図６の状態から油圧シリンダ３３を伸長させると、油圧シリンダ３３及び回動アーム３４が支持軸３５、３６ａ、３６ｂを中心に前方側に回動する。このとき、カウンタウェイト２０は、上昇しながら背板１０に向かって前進する。そして、油圧シリンダ３３が最大限伸長すると、カウンタウェイト２０が背板１０の背面１１に当接する。

背板１０に対してカウンタウェイト２０を装着する際の移動軌跡は、支持軸３６ａ、３６ｂを中心とし、回動アーム３４の長さを半径とする円弧形状である。そして、カウンタウェイト２０は、油圧シリンダ３３が最大限縮小したときに最も下に位置し、油圧シリンダ３３が最大限伸長したときに最も上に位置する。

ここで、シリンダチューブ３３ａと支持軸３５との間、シリンダロッド３３ｂと支持軸４１との間、回動アーム３４と支持軸３６ａ、３６ｂ、４１との間には、遊びが存在する。そのため、カウンタウェイト２０は、背板１０に装着される過程において、予め定められた位置から左右方向にずれている可能性がある。そこで図７及び図８に示すように、本実施形態では、ガイド突起１２ａ、１２ｂ及びガイド壁２５ａ、２５ｂによって、背板１０及びカウンタウェイト２０の左右方向の位置合わせを行う。

まず、カウンタウェイト２０が上昇しながら前進すると、ガイド突起１２ａ、１２ｂが前側から凹部２３に進入する。このとき、背板１０及びカウンタウェイト２０の左右方向の位置が合っていれば、ガイド突起１２ａ、１２ｂは、ガイド壁２５ａ、２５ｂに当接することなく、凹部２３に進入することができる。

一方、図７及び図８に示すように、背板１０に対してカウンタウェイト２０が左方にずれていると、右側のガイド突起１２ｂが右側のガイド壁２５ｂに当接する。一方、このとき、左側のガイド突起１２ａ及びガイド壁２５ａは接触しない。

より詳細には、まず、ガイド突起１２ｂの傾斜面１５ｂと、ガイド壁２５ｂの傾斜面２９ｂとが当接する。この状態で油圧シリンダ３３をさらに伸長させると、ガイド突起１２ｂがカウンタウェイト２０を右方にガイドされながら、さらに凹部２３の奥に進入する。そして、油圧シリンダ３３が最大限伸長すると、背板１０とカウンタウェイト２０とが左右方向に位置合わせされる。

また図示は省略するが、背板１０に対してカウンタウェイト２０が右方にずれていると、左側のガイド突起１２ａが左側のガイド壁２５ａに当接する。すなわち、背板１０に対してカウンタウェイト２０が左右の一方側にずれている場合、左右一対のガイド突起１２ａ、１２ｂの他方が、左右一対のガイド壁２５ａ、２５ｂの他方に当接してガイドされ、背板１０とカウンタウェイト２０とを左右方向に位置合わせする。

このとき、背板１０とカウンタウェイト２０とは、前後方向に所定の間隔を隔てて離間している。但し、背板１０とカウンタウェイト２０とが位置合わせされることによって、ガイド穴１３ａ、１３ｂ及びボス２６ａ、２６ｂも左右方向に位置合わせされる。また、油圧シリンダ３３が最大限伸長すると、ガイド穴１３ａ、１３ｂの下端と、ボス２６ａ、２６ｂの下端とは、高さ位置が同一になると共に、ボルト穴１４ａ、２７ａが連通し、ボルト穴１４ｂ、２７ｂが連通する。

このとき、背板１０とカウンタウェイト２０とは、前後方向に所定の間隔を隔てて離間している。そこで、連通したボルト穴１４ａ、２７ａ及びボルト穴１４ｂ、２７ｂにボルトを螺合させると、カウンタウェイト２０が背板１０に近づく向きに平行移動する。これにより、ボス２６ａ、２６ｂがガイド穴１３ａ、１３ｂに進入する。また、ボス２６ａ、２６ｂは、ガイド穴１３ａ、１３ｂの底壁に当接する。

そして、背板１０とカウンタウェイト２０とが当接するまでボルトを螺合することによって、背板１０にカウンタウェイト２０が装着される。さらに、油圧シリンダ３３のボトム室及びロッド室を作動油タンクに連通させると、カウンタウェイト２０の重量がガイド穴１３ａ、１３ｂの底壁によって支持される。

上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

上記の実施形態によれば、油圧シリンダ３３及び回動アーム３４の他端（すなわち、支持軸３５、３６ａ、３６ｂ）を支持軸４１より前方側に配置することによって、カウンタウェイト２０が上昇しながら背板１０に向かって前進する。

そして、カウンタウェイト２０が上昇しながら前進する過程において、ガイド突起１２ａ、１２ｂが凹部２３に進入する。ここで、カウンタウェイト２０が左右方向にずれていると、ガイド突起１２ａ、１２ｂがガイド壁２５ａ、２５ｂに当接しながら凹部２３の奥に移動する。その結果、ガイド突起１２ａ、１２ｂが凹部２３の奥に移動する過程で、背板１０とカウンタウェイト２０とが左右方向に自動的に位置合わせされる。

ここで、ガイド突起１２ａ、１２ｂの先端に傾斜面１５ａ、１５ｂを設けることによって、ガイド突起１２ａ、１２ｂが凹部２３に進入しやすくなる。また、ガイド壁２５ａ、２５ｂに傾斜面２９ａ、２９ｂを設けることによっても、ガイド突起１２ａ、１２ｂが凹部２３に進入しやすくなる。なお、傾斜面１５ａ、１５ｂ、２９ａ、２９ｂは、平坦面に限定されず、凸曲面であってもよい。また、ガイド突起１２ａ、１２ｂ及びガイド壁２５ａ、２５ｂの両方に傾斜面を設ける必要は必ずしもなく、少なくとも一方に設ければよい。

また、上記の実施形態によれば、調整穴１６ｂに対するボルト穴１７ｂの左右方向の連通位置を調整することができる。換言すれば、背板１０の背面における一対のガイド突起１２ａ、１２ｂの左右方向の間隔を調整することができる。その結果、寸法公差などによるガイド壁２５ａ、２５ｂの間隔のばらつきを吸収することができる。また、ガイド突起１２ａ、１２ｂの損傷時の交換が容易になる。但し、背板１０にガイド突起１２ａ、１２ｂを取り付ける方法は、前述の例に限定されず、溶接などであってもよい。

また、上記の実施形態によれば、支持軸４１が仮想線Ｌより常に上方側に位置する。これにより、着脱装置３０は、油圧シリンダ３３の縮小のみによってカウンタウェイト２０を背板１０から取外し、油圧シリンダ３３の伸長のみによってカウンタウェイト２０を背板１０に装着することができる。換言すれば、カウンタウェイト２０を背板１０から取り外す（または、装着する）過程において、油圧シリンダ３３の伸長及び縮小を組み合わせる必要がない。その結果、着脱装置３０の構成をシンプルにすることができる。

また、上記の実施形態によれば、ボス２６ａ、２６ｂをガイド穴１３ａ、１３ｂの底壁に当接させることによって、カウンタウェイト２０の重量を、ボルト穴１４ａ、１４ｂ、２７ａ、２７ｂに螺合したボルトと、ガイド穴１３ａ、１３ｂの底壁に当接したボス２６ａ、２６ｂとで支持することができる。これにより、同一重量のカウンタウェイト２０を支持するのに、より細いボルトを用いることができる。また、同一径のボルトで、より重量の大きいカウンタウェイト２０を支持することができる。

なお、上記の実施形態では、背板１０にガイド穴１３ａ、１３ｂを形成し、カウンタウェイト２０にボス２６ａ、２６ｂを形成した例を説明したが、ガイド穴及びボスの配置は前述の例に限定されない。すなわち、背板１０の背面１１にボス及びガイド穴の一方が形成され、カウンタウェイト２０の腹面２２にボス及びガイド穴の他方が形成されていればよい。

［変形例］
以下、図９〜図１２を参照して、変形例に係るカウンタウェイト２０Ａ及び着脱装置３０Ａを説明する。図９は、変形例に係る背板１０及び着脱装置３０Ａの背面図である。図１０は、変形例に係る背板１０及び着脱装置３０Ａの側面図である。図１１は、変形例に係るカウンタウェイト２０Ａの正面図である。図１２は、変形例に係るカウンタウェイト２０Ａを背板１０に取り付ける過程を説明するための図である。なお、上記の実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

上記の実施形態に係る着脱装置３０と、変形例に係る着脱装置３０Ａとは、連結具３２、５０の構成が相違し、その他の点が共通する。変形例に係る連結具５０は、支持軸（第１支持軸）５１と、一対の支持軸（第２支持軸）５２ａ、５２ｂと、一対の連結部材５３ａ、５３ｂとを主に備える。

変形例に係る支持軸５１は、上記の実施形態に係る支持軸４１に対応する。但し、支持軸５１は、支持軸４１と比較して、左右方向の延設長さが長くなっている。変形例に係る支持軸５２ａ、５２ｂは、上記の実施形態に係る支持軸４２ａ、４２ｂに対応する。なお、支持軸５１の左右方向の両端部（換言すれば、支持軸４２ａ、４２ｂ）は、ガイド穴１３ａ、１３ｂの中心を通り上下方向に延びる仮想線Ｌ_１ａ、Ｌ_１ｂと重なる位置に配置される。

変形例に係る連結部材５３ａ、５３ｂは、上記の実施形態に係る連結部材４３ａ、４３ｂに対応する。但し、変形例に係る連結部材５３ａ、５３ｂは、支持軸５１が挿通される長孔５４ａ、５４ｂ（「５４ａ」は図示省略）と、調整ボルト５５ａ、５５ｂとを備える点で、上記の実施形態に係る連結部材４３ａ、４３ｂと相違する。

図１０に示すように、長孔５４ｂは、長尺棒状の連結部材５３ｂの一端側に設けられている。長孔５４ｂは、連結部材５３ｂを左右方向に貫通する。また、連結部材５３ｂの長手方向における長孔５４ｂの開口幅は、支持軸５１の直径より大きく設定されている。すなわち、長孔５４ｂに挿入された支持軸５１は、連結部材５３ｂの長手方向（すなわち、支持軸５２ｂに接離する方向）に移動することができる。連結部材５３ａに設けられた長孔５４ａ（図示省略）も同様である。

調整ボルト５５ｂは、連結部材５３ｂの一端から長孔５４ｂに至るボルト穴（図示省略）に螺合されている。調整ボルト５５ｂの先端は、長孔５４ｂに挿入された支持軸５１の外周面に当接する。そして、調整ボルト５５ｂの螺合量を調整することによって、長孔５４ｂ内における支持軸５１の位置（換言すれば、支持軸５１と支持軸５２ｂとの距離）が変更される。

より詳細には、調整ボルト５５ｂの螺合量を増加させると、支持軸５１と支持軸５２ｂとの距離が短くなる。一方、調整ボルト５５ｂの螺合量を減少させると、支持軸５１と支持軸５２ｂとの距離が長くなる。連結部材５３ａに設けられた調整ボルト５５ａ（図示省略）も同様である。すなわち、連結部材５３ａ、５３ｂは、支持軸５１と支持軸５２ａ、５２ｂとの距離を独立して変更可能に構成されている。

図１１に示すように、変形例に係るカウンタウェイト２０Ａの腹面２２には、凹部２３Ａ、２３Ｂが形成されている。凹部２３Ａ、２３Ｂは、上記の実施形態に係る凹部２３に対応する。但し、凹部２３Ａは、凹部２３Ｂより下方側において、左右方向の幅が凹部２３Ｂより狭く設定されている。換言すれば、凹部２３Ｂは、凹部２３Ａより上方側において、左右方向の幅が凹部２３Ａより広く設定されている。

変形例に係る一対のガイド壁２５ａ、２５ｂは、凹部２３Ａの左右方向の端部を画定する壁である。また、変形例に係る一対のボス２６ａ、２６ｂ及び一対のボルト穴２７ａ、２７ｂは、凹部２３Ａを挟んで左右方向に離間して配置されている。さらに、変形例に係る一対の取付ブラケット２４ａ、２４ｂは、ガイド壁２５ａ、２６より左右方向の外側において、凹部２３Ｂに配置されている。より詳細には、一対の取付ブラケット２４ａ、２４ｂは、一対のボス２６ａ、２６ｂそれぞれの中心を通り上下方向に延びる仮想線Ｌ_２ａ、Ｌ_２ｂと重なる位置に配置されている。

次に、変形例に係る着脱装置３０Ａを用いて、変形例に係るカウンタウェイト２０Ａを背板１０に装着する手順を説明する。なお、上記の実施形態で説明した装着手順との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。

変形例に係る支持軸５２ａ、５２ｂを取付ブラケット２４ａ、２４ｂに取り付けて油圧シリンダ３３を伸長させると、カウンタウェイト２０Ａは、上昇しながら背板１０に向かって前進する。しかしながら、カウンタウェイト２０Ａ及び着脱装置３０Ａの公差、調整ボルト５５ａ、５５ｂの螺合量のバラツキ、取付場所の傾斜などの影響を受けて、カウンタウェイト２０Ａは左右方向に傾斜する可能性がある。

そして、カウンタウェイト２０Ａが傾斜した状態で、ボス２６ａ、２６ｂの先端面と、背板１０の背面１１とが面一になるまで油圧シリンダ３３を伸長させる（典型的には、油圧シリンダ３３を最大まで伸長させる）と、図１２（Ａ）に示すように、ガイド穴１３ａとボス２６ａとの位置、及びガイド穴１３ｂとボス２６ｂとの位置の一方または両方にズレが生じる。

また、図１２（Ｂ）に示すように、ガイド突起１２ａ、１２ｂがガイド壁２５ａ、２５ｂの間に挿入されると、図１２（Ａ）の場合と比較して、ガイド穴１３ａ及びボス２６ａのズレと、ガイド穴１３ｂ及びボス２６ｂのズレとが減少する方向に、カウンタウェイト２０Ａの位置が調整される。

そこで、油圧ショベル１のオペレータは、ガイド穴１３ａ及びボス２６ａの上下方向の位置ずれ量ΔＨ１と、ガイド穴１３ｂ及びボス２６ｂの上下方向の位置ずれ量ΔＨ２とを計測する。次に、オペレータは、油圧シリンダ３３を縮小させてカウンタウェイト２０Ａを地面Ｇに載置する。さらに、オペレータは、計測した位置ずれ量ΔＨ１、ΔＨ２を相殺する方向に、調整ボルト５５ａ、５５ｂの螺合量を調整する。

一例として、ボス２６ａがガイド穴１３ａよりΔＨ１だけ下方側に位置している場合、調整ボルト５５ａの螺合量をΔＨ１だけを増加させる。他の例として、ボス２６ｂがガイド穴１３ｂよりΔＨ２だけ上方側に位置している場合、調整ボルト５５ｂの螺合量をΔＨ２だけ減少させる。これにより、支持軸５１、５２ａの距離と、支持軸５１、５２ｂの距離とが独立して調整される。

ここで、取付ブラケット２４ａ、２４ｂ及びボス２６ａ、２６ｂを、上下方向に延びる仮想線Ｌ_２ａ、Ｌ_２ｂ上に配置したので、位置ずれ量ΔＨ１、Ｈ２と、調整ボルト５５ａ、５５ｂの螺合量とが一対一に対応する。そのため、オペレータは、計測した位置ずれ量ΔＨ１、Ｈ２に相当する量だけ、調整ボルト５５ａ、５５ｂの螺合量を調整すればよい。

そして、再び油圧シリンダ３３を伸長させて、カウンタウェイト２０Ａを背板１０の背面１１に装着する。この手順は、上記の実施形態と共通するので、再度の説明は省略する。なお、調整ボルト５５ａ、５５ｂの調整後において、ボス２６ａ、２６ｂの先端面と、背板１０の背面１１とが面一になると、ガイド穴１３ａの下端とボス２６ａの下端とが一致し、ガイド穴１３ｂの下端とボス２６ｂの下端とが一致する。

上記の変形例によれば、調整ボルト５５ａ、５５ｂの螺合量を調整することによって、位置ずれ量ΔＨ１、ΔＨ２を小さくすることができる。これにより、カウンタウェイト２０Ａ及び着脱装置３０Ａの公差、調整ボルト５５ａ、５５ｂの螺合量のバラツキ、取付場所の傾斜などがあっても、カウンタウェイト２０Ａを背板１０に適切に装着することができる。なお、支持軸５１と支持軸５２ａ、５２ｂとの距離を変更する方法は、調整ボルト５５ａ、５５ｂに限定されない。

また、上記の変形例によれば、ガイド突起１２ａ、１２ｂがガイド壁２５ａ、２５ｂの間に挿入された状態で、位置ずれ量ΔＨ１、ΔＨ２を計測するので、ガイド突起１２ａ、１２ｂを省略した場合と比較して位置ずれ量ΔＨ１、ΔＨ２が小さくなる。これにより、調整ボルト５５ａ、５５ｂの調整量が小さくなる。

さらに、上記の変形例によれば、取付ブラケット２４ａ、２４ｂ及びボス２６ａ、２６ｂを、上下方向に延びる仮想線Ｌ_２ａ、Ｌ_２ｂ上に配置したので、位置ずれ量ΔＨ１、Ｈ２と、調整ボルト５５ａ、５５ｂの螺合量とを一対一に対応させることができる。これにより、計測した位置ずれ量ΔＨ１、ΔＨ２に基づいて調整ボルト５５ａ、５５ｂの螺合量を調整する処理が容易になる。

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ フロント作業機
４ａ ブーム
４ｂ アーム
４ｃ バケット
４ｄ，４ｅ，４ｆ，３３ 油圧シリンダ
５ 旋回フレーム
７ キャブ（運転席）
８ クローラ
１０ 背板
１１ 背面
１２ａ，１２ｂ ガイド突起
１３ａ，１３ｂ ガイド穴
１４ａ，１４ｂ，１７ｂ，２７ａ，２７ｂ ボルト穴
１５ａ，１５ｂ，２９ｂ 傾斜面
１６ｂ 調整穴
１８ｂ ボルト
１９ｂ ナット
２０，２０Ａ カウンタウェイト
２２ 腹面
２３，２３Ａ，２３Ｂ 凹部
２４ａ，２４ｂ 取付ブラケット
２５ａ，２５ｂ ガイド壁
２６ａ，２６ｂ ボス
２８ａ，２８ｂ 貫通孔
３０，３０Ａ 着脱装置
３１ 支持ブラケット（ブラケット）
３１ａ，３１ｂ 支持プレート
３２ 連結具
３４ａ，３４ｂ 回動アーム
３５，３６ａ，３６ｂ 支持軸
４１，５１ 支持軸（第１支持軸）
４２ａ，４２ｂ，５２ａ，５２ｂ 支持軸（第２支持軸）
４３ａ，４３ｂ，５３ａ，５３ｂ 連結部材
５４ａ，５４ｂ 長孔
５５ａ、５５ｂ 調整ボルト

Claims (7)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回可能に支持された上部旋回体と、
   前記上部旋回体に支持されて前方に延びるフロント作業機と、
   前記上部旋回体の後部に設けられた背板に着脱可能に取り付けられるカウンタウェイトと、
   前記上部旋回体に支持されて、前記背板に対して前記カウンタウェイトを着脱する着脱装置とを備える作業機械であって、
   前記着脱装置は、
   前記背板の下部に取り付けられたブラケットと、
   前記上部旋回体の左右方向に延びる第１支持軸、前記上部旋回体の左右方向に延びて前記カウンタウェイトに回動可能に連結される一対の第２支持軸、及び前記第１支持軸と前記一対の第２支持軸それぞれとに回動可能に連結された一対の連結部材を有する連結具と、
   前記カウンタウェイトが前記背板に取り付けられた状態で、一端が前記第１支持軸に回動可能に連結され、他端が前記ブラケットに回動可能に連結されて、作動油の給排によって伸縮する油圧シリンダと、
   前記カウンタウェイトが前記背板に取り付けられた状態で、一端が前記第１支持軸に回動可能に連結され、他端が前記ブラケットに回動可能に支持された回動アームとを備え、
   前記回動アームの他端は、前記油圧シリンダの他端よりも前記上部旋回体の前方側に位置し、
   前記カウンタウェイトは、
   前記背板に対面する腹面から前記上部旋回体の後方側に凹み、前記カウンタウェイトが前記背板に装着されたときに前記着脱装置を収容する凹部と、
   前記上部旋回体の左右方向における前記凹部の端部を画定する一対のガイド壁とを有し、
   前記背板には、前記上部旋回体の左右方向に離間した位置において、前記上部旋回体の後方側に突出し、前記カウンタウェイトが前記背板に装着される過程で前記ガイド壁に当接しガイドされる一対のガイド突起が形成されていることを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記一対のガイド突起それぞれは、前記上部旋回体の左右方向の外側の面が先端に向かって内側に傾斜していることを特徴とする作業機械。
3. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記上部旋回体の左右方向における前記一対のガイド壁の間隔は、前記上部旋回体の前方側に向かって徐々に広がっていることを特徴とする作業機械。
4. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記一対のガイド突起それぞれは、前記上部旋回体の左右方向の開口幅が上下方向より広く且つ前記背板を貫通する調整穴と、前記ガイド突起を延設方向に貫通するボルト穴とに挿入されたボルトに、前記背板の前記上部旋回体の前方側の面からナットを螺合することによって、前記背板に固定されていることを特徴とする作業機械。
5. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記背板の前記カウンタウェイトに対面する背面には、一対のボス、及び前記カウンタウェイトが前記背板に装着される過程で前記一対のボスが進入する一対のガイド穴の一方が形成され、
   前記カウンタウェイトの腹面には、前記凹部を挟んで前記上部旋回体の左右方向に離間した位置に、前記一対のボス及び前記一対のガイド穴の他方が形成され、
   前記一対のボスの下端及び前記一対のガイド穴の下端は、前記油圧シリンダが最大まで伸長したときに、高さ位置が同一になることを特徴とする作業機械。
6. 請求項５に記載の作業機械において、
   前記カウンタウェイトは、前記凹部を挟んで前記上部旋回体の左右方向に離間した位置に、前記一対の第２支持軸それぞれに回動可能に連結される一対の取付ブラケットを備え、
   前記一対の連結部材それぞれは、
   前記上部旋回体の左右方向に離間した位置において、一端が前記第１支持軸に回動可能に連結され且つ他端が前記一対の第２支持軸それぞれに回動可能に連結され、
   前記第１支持軸と前記一対の第２支持軸それぞれとの距離を独立して変更可能に構成されていることを特徴とする作業機械。
7. 請求項６に記載の作業機械において、
   前記一対の取付ブラケットそれぞれは、前記カウンタウェイトに設けられた前記一対のボスまたは前記一対のガイド穴の中心を通り、上下方向に延びる仮想線と重なる位置に配置されていることを特徴とする作業機械。

Images