JP3862565B2

JP3862565B2 - カウンタウエイト

Info

Publication number: JP3862565B2
Application number: JP2001392421A
Authority: JP
Inventors: 正毅田丸
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2021-12-25
Also published as: JP2003193516A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械やフォークリフト等の運搬機械に用いられるカウンタウエイトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建設機械や運搬機械等に用いられるカウンタウエイトとしては、鋼製の枠体内にコンクリートを注入してなる形態のもの、鋼板を重ね合わせたものに外皮を被せたものおよび、鋳鉄にて一体鋳造した形態のものが知られている。
【０００３】
ところで、このカウンタウエイトにおいて、使用後のリサイクルを考慮したものとして、前記前者のコンクリート製のカウンタウエイトでは、実用新案登録第２５８４３８３号公報または特開平８−２０９７４８号公報に開示されたものがある。これらはいずれも、カウンタウエイトの解体時に外装鋼板とコンクリートとを容易に分離できるようにする構造に関わるものである。しかしながら、このコンクリート製カウンタウエイトでは、カウンタウエイト本体を構成するコンクリートは廃棄処分するしかなく、リサイクルが不能であるという問題点がある。
このようなことから、リサイクルを考慮した場合には、前記後者のカウンタウエイトのように、鋳鉄による一体鋳造製にするのが望ましい。
【０００４】
従来、鋳鉄製のカウンタウエイトをリサイクルに供する際には、使用時の原形のままではキュポラに投入することができないため、キュポラ投入サイズに小割り切断することが行われている。この場合、小割り切断の方法としては、１）ガス炎で切断する方法、２）大型シャーのような特定設備で切断する方法、３）ドリルで多数個の穴をあけてブレーカにて切断する方法、のいずれかの方法が採用されている。
【０００５】
しかしながら、前記ガス炎による方法では、多大の切断時間がかかるために、作業者の労力がかかるだけでなくコスト高になるという問題点がある。また、前記大型シャーによる方法では、その特定設備を有する業者が限られており、その業者に集積するための輸送費用や所定の量をまとめるための時間がかかり、また所定量をまとめるまでの置き場所が必要となり、やはりコスト高になってしまうという問題点がある。さらに、前記ドリルで穴をあけて切断する方法では、やはりその穴あけに時間がかかってしまうという問題点がある。
【０００６】
そこで、これらの問題点を解消してリサイクルを容易に行えるようにするために、本出願人は、打撃力を加えることにより容易に所定の塊状部片に破砕可能な打撃楔等の打ち割り部を設けたカウンタウエイトを先願発明として既に提案している（特願２００１−２９４６２９号）。この先願発明によれば、カウンタウエイト全体の重量低下を防ぐとともに、ブレーカ等によりカウンタウエイトを小割り切断でき、その切断のための処理時間を抑え、輸送コストも抑えることができるという効果がある。
【０００７】
すなわち、この先願発明のものにおいては、図６に示されているように、カウンタウエイト５０の破砕時に、そのカウンタウエイト５０の外側面５１を下にして中央保持具５２上に載置するとともに、両端部下面を端部保持具５３，５３にて保持し、この状態で打撃楔５４にブレーカ５５のチゼル５５ａにより打撃力を加えることによってその破砕作業が行われる。このとき、打撃楔５４に加えられた打撃力によってカウンタウエイトには押し開き力Ｐが作用し、この打撃楔５４の先端からカウンタウエイト５０の厚み方向に向かう亀裂が発生する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この先願発明によるカウンタウエイトにおいては、カウンタウエイトの外面形状が平面ではないために、その破砕作業時にカウンタウエイトを安定的に保持するための保持具５２，５３が必要になるという問題点がある。また、図６に示される端部保持具５３，５３のように、保持具を両側に置いた場合には、打撃楔５４に打撃力を加えた際にその保持具５３によって発生する反力Ｒが前記押し開き力Ｐに対抗する方向となって、破砕力が生じにくくなるという問題点がある。さらに、この打撃楔５４を埋設した形状ではその楔形状が複雑であることから、その製作時のコストアップが避けられないという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、リサイクルのために破砕できるようにしたカウンタウエイトにおいて、破砕時に保持具を必要とせず、かつ小さな打撃力で破砕することができ、しかも形状の複雑な楔が不要なカウンタウエイトを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明によるカウンタウエイトは、
脆性破壊の基点となる薄肉部を有するカウンタウエイトであって、
前記薄肉部を、カウンタウエイト本体に鋼材を鋳込むことにより、その鋼材の外周面と前記カウンタウエイト本体の側面との間に形成することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、カウンタウエイトに脆性破壊の基点となる薄肉部が設けられているので、カウンタウエイトをその凸状の外側面を上にして置き、薄肉部の部位の外側（上部）からブレーカのチゼルを当てて打撃力を加えると、この打撃力の反力がカウンタウエイトの支持点において鉛直上向きに発生するため、この反力とカウンタウエイトの自重とがそのカウンタウエイトに対する切り裂き力として作用し、小さな打撃力で、薄肉部の部位からカウンタウエイトを押し開いて容易に破砕することができる。また、破砕時にカウンタウエイトを保持するための特別な保持具が不要であるだけでなく、楔のような複雑な形状の部品が不要で、安価に製造できるという利点もある。
【００１２】
また、本願発明において、前記薄肉部は、カウンタウエイト本体に鋼材を鋳込むことにより、その鋼材の外周面と前記カウンタウエイト本体の側面との間に形成されているので、カウンタウエイトの重量低下を招くことなく、前記脆性破壊の基点となる薄肉部を容易に形成することができるので、極めて簡易な手段によって所期の目的を達成することができる。
【００１３】
また、前記薄肉部は、当該カウンタウエイトを車両本体に取り付ける２つの取付部の中間部に設けられるのが好ましい。このようにすれば、破砕後に分割される各部分がそれぞれ取付部によって車両本体に固定されているので、通常取付け時の強度を確保することができ、また車両の稼動中に誤ってカウンタウエイトに外部から過大な衝撃力が加わって破砕された場合でも、車両本体からカウンタウエイトが脱落するようなことがない。
【００１４】
さらに、前記薄肉部は、カウンタウエイト本体の外面側の側面に近接して設けられるのが好ましい。こうすることで、カウンタウエイトの外観上の見栄えを損なうことがない。
【００１５】
ここで、前記薄肉部に対向するカウンタウエイト本体の外面側の側面には打撃部位となる凹所が設けられるのが好ましい。こうすることで、破砕時にその凹所にブレーカのチゼルを当てることができるので、破砕作業がより容易に行えるという利点がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるカウンタウエイトの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１には、本発明の一実施形態に係るカウンタウエイトの平面図（ａ）とそのＡ−Ａ断面図（ｂ）および打撃用凹所の平面図（ｃ）が示されている。
【００１８】
本実施形態は、油圧ショベルに適用された例を示すものである。本実施形態のカウンタウエイト１は、油圧ショベルにおける上部旋回体に搭載される作業機（ブーム、アーム、バケット）との重量バランスを取るために、その上部旋回体の後部に配されるエンジン等の機器を取り囲むようにその上部旋回体の最後部に搭載して使用される。このカウンタウエイト１は、外壁面および内壁面が略鉛直方向に立ち上がるとともに、平面視で全体として略円弧状の壁面に形成され、内壁面の略中央部に車体取付部２が内方へ向けて突出形成されて構成されている。
【００１９】
このカウンタウエイト１は、カウンタウエイト本体３が鋳鉄（ねずみ鋳鉄）にて一体鋳造により作製され、この鋳造時に、カウンタウエイト本体３中央部に鋼製の所要厚みの板材（鋼材）４を鋳込むことによって、この鋳込み部のカウンタウエイト本体３の外面側の側面に近接して薄肉部５を形成するようにされている。ここで、前記薄肉部５の幅は、カウンタウエイト本体３の大きさとも関係するが、１０ｍｍ程度とするのが好適である。
【００２０】
前記板材４は、カウンタウエイト本体３における車体取付部２の部位に達する位置にまで延設されて埋設されるとともに、その埋設部におけるカウンタウエイト本体３の断面形状に略相似形状とされている。また、この板材４の埋設部位におけるカウンタウエイト本体３の内壁面（車体取付部２の内壁面）には凹所６が形成され、この凹所６内に前記板材４の頭部が露出するようにされ、鋳込み時の板材４の保持が容易に行えるようにされている。一方、この板材４の埋設部位におけるカウンタウエイト本体３の外壁面には、前記薄肉部５に対向する部位に略円形形状の打撃用凹所７が形成されている。
【００２１】
また、前記車体取付部２は、前記板材４を挟んで平面視で左右対称形状とされ、その板材４の両側に各１個ずつ計２個のボルト挿通孔８，９を有している。
【００２２】
さらに、図１（ｂ）に示されるように、前記板材４には所要位置に複数個（本実施形態では３個）の貫通穴４ａ，４ｂ，４ｃが設けられ、これら貫通穴４ａ，４ｂ，４ｃの箇所で、板材４にて分離された左右のカウンタウエイト本体３を連絡させるように構成されている。このようにすることで、通常使用時におけるカウンタウエイト本体３の強度を確保することができる。ここで、カウンタウエイト本体３の車体取付部２より離れた側に設けられる貫通穴４ａは他の貫通穴４ｂ，４ｃに比べて大きめに形成されている。
【００２３】
このように構成されているカウンタウエイト１を解体（破砕）するには、図２に示されるように、カウンタウエイト１をその凸状の外側面を上にして置き、薄肉部５の外側に設けられた打撃用凹所７にブレーカのチゼル先端を当て、このチゼルに打撃力Ｆを加えると、この打撃力Ｆとカウンタウエイトの自重Ｗとの和（Ｆ＋Ｗ）の反力Ｒ（Ｒ＝（Ｆ＋Ｗ）／２）がカウンタウエイト１の左右の支持点１０，１１において鉛直上向きに発生する。
【００２４】
一方、前記板材４をカウンタウエイト本体３内に鋳込んだ際、この板材４の周辺部には不融合部（隙間）１２が形成され、かつその板材４を鋳込むことによってカウンタウエイト本体３に薄肉部５が形成されているので、この薄肉部５が脆性破壊の基点となって、前記ブレーカによる打撃時にそれら薄肉部５および不融合部１２の部分から破壊が進行する。
【００２５】
こうして、板材４の埋設部が割断面となり、この割断面に次式で与えられるモーメントＭが加わり、このモーメントＭがカウンタウエイトに対する切り裂き力として作用する。
Ｍ＝（Ｌ／２）×（（Ｆ＋Ｗ）／２）＝（Ｆ＋Ｗ）・Ｌ／４
ただし、Ｌは、左右の支持点１０，１１間の距離である。
この結果、打撃力Ｆが比較的小さなものであっても、薄肉部５の部位からカウンタウエイト１を押し開いて容易に破砕することができる。なお、割断面に加わる応力σは次式となる。
σ＝Ｍ／Ｚ
ここで、Ｚは、割断面における穴部および外皮部の断面係数の和である。
【００２６】
本実施形態によれば、カウンタウエイト本体３に脆性破壊の基点となる薄肉部５が形成されているので、大型シャー等の特定設備を用いなくても、通常のブレーカを使用して破砕作業を行うことができる。また、その破砕作業に際しては、カウンタウエイト１をその凸状の外側面を上にして置くだけで良いので、カウンタウエイト１を保持するための特別な保持具が不要であるだけでなく、楔のような複雑な形状の部品が不要で、安価に製造できるという効果を奏する。また、カウンタウエイト本体３内に板材４を鋳込み形成しているので、カウンタウエイト１の重量低下を招くことなく薄肉部５を容易に形成することができる。
【００２７】
本実施形態においては、カウンタウエイト本体３に所要厚みの板材４を鋳込むことによって薄肉部５を形成するものとしたが、この板材の形状としては、例えば図３（ａ）に示されるように断面Ｖ字形状の板材４Ａであっても、あるいは図示されていないが、断面Ｕ字形状の板材であっても良い。また、必ずしも板材を鋳込む必要はなく、カウンタウエイト本体３に板材と同形同大の植え込み穴を形成しておき、この植え込み穴に別途用意した板材を植え込むようにしても良い。また、他の実施形態として、カウンタウエイトの重量低下が問題にならない場合には、板材を省略して、単に空洞部を設けるだけであっても良い。
【００２８】
また、板材の材質としては、鋼のほか、樹脂、セラミック等を使用することもできる。
【００２９】
本実施形態においては、カウンタウエイト中央部に薄肉部を設けて当該カウンタウエイトを２分割に破砕するものについて説明したが、図３（ｂ）に示されているように、カウンタウエイト本体を略３等分する位置に板材４，４を埋設してその埋設位置に薄肉部５，５を設け、カウンタウエイトを３分割に破砕するようにすることもできる。勿論、４分割以上に破砕することもできる。なお、この図３（ｂ）に示される例では、車体取付部２Ａは、各分割部分に対応して設けられている。
【００３０】
前記実施形態においては、カウンタウエイト本体３の強度確保のために、板材４に複数個の貫通穴４ａ，４ｂ，４ｃを設け、これら貫通穴４ａ，４ｂ，４ｃの箇所でカウンタウエイト本体３を連絡させるように構成したが、図４に示されるように、板材４Ｂを分割形成して、カウンタウエイト本体３の外壁側部分と内壁側部分とを複数のジョイント部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ（ジョイント部の数は限定されない。）によって連結するように構成しても良い。勿論、このような貫通穴４ａ，４ｂ，４ｃやジョイント部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを省略することもできる。
【００３１】
前記実施形態においては、平面視で全体として略円弧状のカウンタウエイトを例にとって説明したが、本発明は、図５に示されるように、一側部が平坦面１３ａに形成されたカウンタウエイト１３に対しても同様に適用することができる。このような形状のカウンタウエイト１３の場合、破砕時には、平坦面１３ａ側を下にして、この平坦面１３ａの両端部を保持具１４，１４にて保持し、中央部の薄肉部５の上方からブレーカ１５にて打撃するようにされる。
【００３２】
前記実施形態においては、薄肉部５に対向する部位に略円形形状の打撃用凹所７を形成したものを説明したが、これは必ずしも凹所である必要はなく、単に平坦部であっても良い。また、それら凹所または平坦部を破砕用に特別に設けなくても、カバー等の取付穴を利用するようにしても良い。
【００３３】
前記実施形態においては、薄肉部をカウンタウエイト本体の外面側の側面に近接して設けたものを説明したが、この薄肉部は、カウンタウエイト本体の内面側の側面に近接して設けても良い。
【００３４】
前記実施形態では、油圧ショベルのカウンタウエイトを例にとって説明したが、本発明のカウンタウエイトは、油圧ショベル以外の建設機械のほか、クレーン、フォークリフト等の運搬機械、産業機械に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るカウンタウエイトの平面図（ａ）とそのＡ−Ａ断面図（ｂ）および打撃用凹所の平面図（ｃ）である。
【図２】図２は、本実施形態のカウンタウエイトの破砕態様説明図である。
【図３】図３（ａ）（ｂ）は、薄肉部の別実施形態を示す断面図である。
【図４】図４は、板材の埋設形態の異なる例を示す断面図である。
【図５】図５は、形状の異なるカウンタウエイトの破砕態様説明図である。
【図６】図６は、先願発明の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１，１３カウンタウエイト
２車体取付部
３カウンタウエイト本体
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄジョイント部
４，４Ａ，４Ｂ板材
４ａ，４ｂ，４ｃ貫通穴
５薄肉部
６凹所
７打撃用凹所
１２不融合部

Claims

脆性破壊の基点となる薄肉部を有するカウンタウエイトであって、
前記薄肉部を、カウンタウエイト本体に鋼材を鋳込むことにより、その鋼材の外周面と前記カウンタウエイト本体の側面との間に形成することを特徴とするカウンタウエイト。
前記薄肉部は、当該カウンタウエイトを車両本体に取り付ける２つの取付部の中間部に設けられる請求項１に記載のカウンタウエイト。
前記薄肉部は、カウンタウエイト本体の外面側の側面に近接して設けられる請求項１または２に記載のカウンタウエイト。
前記薄肉部に対向するカウンタウエイト本体の外面側の側面には打撃部位となる凹所が設けられる請求項３に記載のカウンタウエイト。