JP4791735B2 - カウンタウエイト脱着ユニット，旋回フレーム，建設機械，およびカウンタウエイトの脱着方法 - Google Patents

Description

本発明は、旋回フレームにカウンタウエイトを取り付けるためのカウンタウエイト脱着ユニット，旋回フレーム，建設機械，およびカウンタウエイトの脱着方法に関する。

クローラクレーンなどの建設機械には、作業時の機体の安定性を確保するために旋回フレームの後端部にカウンタウエイトが取り付けられる。このカウンタウエイトは重量物であるため、輸送時には輸送重量を低減するために旋回フレームから取り外される。このようなカウンタウエイトの着脱を、旋回フレームに設けたカウンタウエイト脱着装置によって行うようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００１−３１０８９５号公報

しかしながら上記特許文献１記載のカウンタウエイト脱着装置は、複数の油圧シリンダとリンクなどから構成され、それ自体が大重量であるため、輸送重量を低減することの妨げとなっていた。

本発明によるカウンタウエイト脱着ユニットは、旋回フレームにカウンタウエイトを取り付けるためのカウンタウエイト脱着ユニットであって、旋回フレームに着脱可能に取り付けられる第１の取付部を有する上ビームと、上ビームに支持され、上ビームを吊り上げおよび吊り下げする方向に伸縮する脱着シリンダと、上ビームに連結され、脱着シリンダが所定量伸長された状態で吊り上げ方向に移動するリンクと、上ビームの吊り下げ方向に配置され、リンクに支持される下ビームと、を具備し、下ビームに、リンクと共に下ビームが下降した状態で、カウンタウエイトに連結される第２の取付部と、第２の取付部に連結されたカウンタウエイトを吊り上げた状態で旋回フレームに取り付けられる第３の取付部が設けられていることを特徴とする。
本発明による旋回フレームは、請求項１に記載のカウンタウエイトが脱着される旋回フレームであって、カウンタウエイト脱着ユニットの上ビームの第１の取付部が脱着可能に取り付けられる第１の取付部と、カウンタウエイト脱着ユニットの下ビームの第３の取付部が着脱可能に取り付けられる第３の取付部と、を有することを特徴とする。
本発明による建設機械は、請求項１に記載のカウンタウエイト脱着ユニットと、
請求項２に記載の旋回フレームと、旋回フレームの上方を通って前後方向に回動可能に設けられたライブマストとを備え、ライブマストは、カウンタウエイト脱着ユニットを旋回フレームの第１の取付部に取り付ける時に、カウンタウエイト脱着ユニットを支持するとともにその位置を規制する脱着ユニット支持部を有することを特徴とする。
本発明によるカウンタウエイトの脱着ユニット方法は、第１の取付部を有する上ビームと、上ビームを支持する脱着シリンダと、上ビームに連結され、脱着シリンダが所定量伸長された状態で移動するリンクと、カウンタウエイトに連結される第２の取付部と、旋回フレームに取り付けられる第３の取付部を有すると共にリンクに支持される下ビームとを備えたカウンタウエイト脱着ユニットを、第１の取付部に対応する第１取付部および第３の取付部に対応する第２取付部を備えた旋回フレームに取り付ける脱着方法であって、上ビームの第１の取付部を旋回フレームの第１取付部に取り付ける工程と、脱着シリンダを縮退してリンクを下降するとともに、下ビームを下降する工程と、リンクと共に下ビームが下降した状態で、下ビームの第２の取付部にカウンタウエイトに設けられた取付部を取り付ける工程と、この後、下ビームにカウンタウエイトが取り付けられた状態で、カウンタウエイトと共に下ビームを上昇して、下ビームの第３の取付部を旋回フレームの第２取付部に取り付ける工程と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、カウンタウエイト脱着ユニットを旋回フレームに対して着脱可能としたので、脱着ユニットを取り外した状態で旋回フレームを輸送することができ、輸送重量を低減することができる。

以下、図１〜図１０を参照して本発明によるカウンタウエイト脱着ユニットの実施の形態について説明する。
図１は、本発明が適用されるクローラクレーンの側面図である。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、ブーム３の後方には旋回体２の上方を通って前後方向に回動可能にライブマスト４が軸支されている。旋回フレーム２００の前部には運転室５が搭載され、旋回フレーム２００の後端部にはカウンタウエイト６が取り付けられている。また、旋回フレーム２００には図示しない主巻ドラムおよび起伏ドラムが搭載され、主巻ドラムの駆動により主巻ロープ７を介してフック８が昇降し、起伏ドラムの駆動により起伏ロープ９およびペンダントロープ１０を介してブーム３が起伏する。

図２は、カウンタウエイト６を取り付ける前の機体の側面図である。なお、図は走行体１のサイドフレーム１００の周囲に履帯を装着する前の状態を示しており、機体全体がジャッキアップされている。旋回フレーム２００の後端部にはカウンタウエイト６を旋回フレーム２００に脱着するための脱着ユニット２０が設けられている。この脱着ユニット２０は後述するように旋回フレーム２００に対して脱着可能であり、輸送時には脱着ユニット２０が旋回フレーム２００から取り外される。これにより脱着ユニット２０の重量分（例えば２ｔ程度）、輸送重量を低減することができる。

旋回フレーム２００から脱着ユニット２０を取り外した輸送状態を図３に示す。旋回フレーム２００の後端部には後方に向けて左右一対の後端板２０１が突設されている（図６参照）。後端板２０１には脱着ユニット２０を取り付けるための貫通孔２０２が開口され、後端板２０１の下部には下方に向けて切り欠き２０３が設けられている。また、旋回フレーム２００の後端部にはカウンタウエイト５を支持するための左右一対の支持部２０５が設けられ、支持部２０５には左右方向に伸縮可能な左右一対のシリンダピン２０４が設けられている（図６参照）。後端板２０１の上方のライブマスト４の上面には前後一対のブラケット４１が設けられ、各ブラケット４１には略Ｖ字状の溝４１ａがそれぞれ形成されている。

図４（ａ）は、図２に示した脱着ユニット２０の単体の構成を示す側面図であり、図４（ｂ）は後面図（機体の後方から見た図）である。図２，４に示すように脱着ユニット２０は上下方向に伸縮可能な左右一対の脱着シリンダ２１と、左右の脱着シリンダ２１の間に設けられ、各脱着シリンダ２１を支持する上ビーム２２と、各脱着シリンダ２１の前後にそれぞれ設けられ、上下方向に伸縮可能なリンク２３と、上ビーム２２の下方にて各リンク２３を支持する下ビーム２４と、各脱着シリンダ２１の上端部とリンク２３の上端部を連結する左右一対のアーム２５とを有する。各アーム２５にはそれぞれ前後一対の貫通孔２５１が開口されている。図４（ｂ）に示すように上ビーム２２は上下方向に立設する左右一対の支持プレート２２１を有する。

図４（ｂ）のV-V線断面図である図５に示すように支持プレート２２１には貫通孔２２３が開口され、貫通孔２２３の下方にガイドピン２２２が突設されている。これら貫通孔２２３とガイドピン２２２は旋回フレーム２００の貫通孔２０２と切り欠き２０３（図３）に対応して設けられ、貫通孔２０２，２２３を介して以下のように脱着ユニット２０が旋回フレーム２００に取り付けられる。

図６は図２の矢視VI図（一部断面図）であり、図７は脱着ユニット２０の取付状態を示す図６のVII-VII線断面図である。なお、図６では下ビーム２４にカウンタウエイト５を取り付けた状態を示している。すなわち下ビーム２４の底面にはベースプレート５１が取り付けられ、ベースプレート５１の上面には脱着ユニット２０の左右両側にそれぞれ複数段のウエイト５２が積み重ねられている。カウンタウエイト５は、実際には機体をジャッキダウンした状態で取り付けられる。

図６，７に示すように脱着ユニット２０の支持プレート２２１の左右内側には旋回フレーム２００の後端板２０１が挿入されている。後端板２０１の貫通孔２０２には支持プレート２２１の貫通孔２２３を介して連結ピン２１０が挿入され、連結ピン２１０により脱着ユニット２０が旋回フレーム２００に結合されている。また、後端板２０１の切り欠き２０３には支持プレート２２１のガイドピン２２２が挿入され、脱着ユニット２０の前後方向への揺動が規制されている。

次に、本実施の形態に係るカウンタウエイトの脱着方法について説明する。
旋回フレーム２００にカウンタウエイト５を取り付ける場合には、まず、図３に示すようにライブマスト４を旋回フレーム２００の上部に載置した輸送姿勢にし、機体をジャッキアップする。次に、図８に示すように脱着シリンダ２１を収縮した状態で、脱着ユニット２０をライブマスト４のブラケット４１の下方にトレーラ１１０などにより搬送する。そして、油圧源に接続された油圧配管（不図示）と脱着シリンダ２１とを接続し、脱着シリンダ２１に駆動圧油を供給可能とする。油圧源は例えば旋回フレーム２００に搭載された油圧ポンプである。

次いで、図９に示すように脱着シリンダ２１を伸張し、アーム２５の貫通孔２５１の高さがブラケット４１のＶ字状溝４１ａに到達するまでアーム２５を上方に移動する。そして、IX-IX断面図に示すように貫通孔２５１に支持ピン１０１を差し込み、そのピン１０１をＶ字状溝４１ａに挿入する。その状態で脱着シリンダ２１を縮退すると、脱着シリンダ２１と上ビーム２２の自重が支持ピン１０１を介してブラケット４１に作用し、図１０に示すように支持ピン１０１を支点に上ビーム２２が上昇する。このとき支持ピン１０１の位置はＶ字状溝４１ａにより規制されるため、アーム２５を前後方向に位置決めした状態で上ビーム２２を上方移動させることができる。

上ビーム２２を上方に移動すると、図７に示すように上ビーム２２のガイドピン２２２が旋回フレーム２００の切り欠き２０３に挿入する。これによりピン２２２が切り欠き２０３に案内されて上ビーム２２の位置が規制され、旋回フレーム２００の貫通孔２０２と上ビーム２２の貫通孔２２３の位置を容易に一致させることができる。貫通孔２０２，２２３の位置が一致すると図６に示すように側方から連結ピン２１０を挿入し、旋回フレーム２００に上ビーム２２を結合する。なお、上ビーム２２の貫通孔２２３は図５に示すように長孔であるため、連結ピン２１０の挿入が容易である。

次いで、図２に示すように連結ピン２１０を支点に脱着シリンダ２１を伸長し、アーム２５を上方に移動する。このときシリンダ２１の伸長に伴いリンク２３も伸長し、リンク２３が最大伸長した後はリンク自体が上方に移動し、下ビーム２４が上方に吊り上げられる。その状態で、下ビーム２４の下方からトレーラ１１０を移動し、脱着ユニット２０の下方にトレーラ１１０がない状態で機体をジャッキダウンする。なお、ジャッキダウンの前にはサイドフレーム１００の周囲に履帯を装着しておく。

以上のように旋回フレーム２００に脱着ユニット２０を取り付けた後、図６に示すように下ビーム２４にカウンタウエイト５のベースプレート５１を取り付ける。すなわち脱着シリンダ２１を縮退して下ビーム２４を下降させ、ベースプレート上面の突起部５１１と、突起部５１１に対応して下ビーム２４の底部に設けた支持部２４１とを図示しないボルトによって締結する。

次いで、脱着シリンダ２１を伸張して下ビーム２４を上昇させ、カウンタウエイト５を吊り上げる。下ビーム２４には旋回フレーム２００のシリンダピン２０４に対応して左右一対の貫通孔２４２が開口されており、下ビーム２４がシリンダピン２０４の位置まで上昇すると、貫通孔２４２にシリンダピン２０４を挿入する。これによりカウンタウエイト５がシリンダピン２０４により旋回フレーム２００の支持部２０５で支持され、カウンタウエイト５の取付作業を完了する。なお、カウンタウエイト５の取り外しは上述したのと逆の手順で行えばよい。

以上の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）カウンタウエイト５の脱着ユニット２０を旋回フレーム２００から取り外し可能としたので、脱着ユニット２０を取り外した状態で旋回フレーム２００を輸送することができ、輸送重量を低減することができる。
（２）脱着シリンダ２１の伸縮により、すなわち自力着脱により旋回フレーム２００に脱着ユニット２０を取り付けるようにしたので、脱着ユニット２０の取付の際に補助クレーン等を別途用意する必要がなく、取付作業が容易である。
（３）脱着ユニット２０の上端部のアーム２５を介してライブマスト４のブラケット４１のＶ字状溝４１ａに支持ピン１０１を挿入し、支持ピン１０１を支点にして脱着ユニット２０を吊り上げるので、自力着脱の際に脱着ユニット２０を位置決めした状態で支持することができ、脱着ユニット２０の取付が容易である。

なお、上記実施の形態では、脱着シリンダ２１と上ビーム２２の自重をライブマスト４のブラケット４１のＶ字状溝４１ａで受けて上ビーム２２を上昇させるようにしたが、脱着ユニット支持部の構成はこれに限らない。また、ライブマスト４の代わりに旋回フレーム２ａ自体に荷重支持部を設け、この荷重支持部に脱着ユニット２０の一部を引っ掛け、脱着シリンダ２１の駆動により脱着ユニット２０を上昇させて、旋回フレーム２００に取り付けるようにしてよい。この場合、荷重支持部を旋回フレーム２００から取り外し可能または傾動可能なブラケットとしてもよい。

上記実施の形態では、脱着シリンダ２１により脱着ユニット２０を吊り上げるとともにカウンタウエイト５を吊り上げるようにしたが、脱着ユニット２０を吊り上げるアクチュエータとカウンタウエイト５を吊り上げるアクチュエータを別々に設けてもよい。例えば旋回フレーム２００に搭載したウインチや補助クレーンにより脱着シリンダ２０を吊り上げてもよい。脱着ユニット２０の構成は上述したものに限らない。カウンタウエイト５を旋回フレーム２００に取り付けるための油圧アクチュエータとして油圧シリンダ（脱着シリンダ２１）ではなくウインチを用いてもよい。

旋回フレーム２００への取付部として脱着ユニット２０に支持プレート２２１を設けるとともに、脱着ユニット２０の取付部として旋回フレーム２００に後端板２０１を設けて脱着ユニット２０を旋回フレーム２００に取り付けるようにしたが、脱着ユニット２０を旋回フレーム２００に着脱可能に取り付けるのであれば、脱着ユニット２０に設けた取付部の形状および旋回フレーム２００に設けた脱着ユニット取付部の形状は上述したものに限らない。シリンダピン２０４により旋回フレーム２００の支持部２０５でカウンタウエイト５を支持するようにしたが、カウンタウエイト取付部の形状もこれに限らない。

上記実施の形態はクローラクレーンに適用したが、カウンタウエイト５を取付可能な旋回フレーム２００を有する他の建設機械（例えば油圧ショベルなど）にも本発明は同様に適用可能である。すなわち本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の建設機械に限定されない。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

本発明が適用されるクローラクレーンの側面図。 カウンタウエイトを取り付ける前の旋回フレームと脱着ユニットの側面図。 脱着ユニットを取り外した状態を示す側面図。 （ａ）は脱着ユニット単体の側面図であり、（ｂ）は後面図。 図４（ｂ）のV-V線断面図。 図２の矢視VI図。 図６のVII-VII線断面図。 本実施の形態に係るカウンタウエイトの取付手順の一例を示す図。 図８の次の手順を示す図。 図９の次の手順を示す図。

符号の説明

４ ライブマスト
５ カウンタウエイト
２０ 脱着ユニット
２１ 脱着シリンダ
２２ 上ビーム
４１ ブラケット
２００ 旋回フレーム
２０１ 後端板
２２１ 支持プレート

Claims (4)

1. 旋回フレームにカウンタウエイトを取り付けるためのカウンタウエイト脱着ユニットであって、
   前記旋回フレームに着脱可能に取り付けられる第１の取付部を有する上ビームと、
   前記上ビームに支持され、前記上ビームを吊り上げおよび吊り下げする方向に伸縮する脱着シリンダと、
   前記上ビームに連結され、前記脱着シリンダが所定量伸長された状態で吊り上げ方向に移動するリンクと、
   前記上ビームの吊り下げ方向に配置され、前記リンクに支持される下ビームと、を具備し、
   前記下ビームに、前記リンクと共に前記下ビームが下降した状態で、カウンタウエイトに連結される第２の取付部と、前記第２の取付部に連結されたカウンタウエイトを吊り上げた状態で前記旋回フレームに取り付けられる第３の取付部が設けられていることを特徴とするカウンタウエイト脱着ユニット。
2. 請求項１に記載のカウンタウエイトが脱着される旋回フレームであって、
   前記カウンタウエイト脱着ユニットの上ビームの第１の取付部が脱着可能に取り付けられる第１の取付部と、
   前記カウンタウエイト脱着ユニットの下ビームの第３の取付部が着脱可能に取り付けられる第３の取付部と、を有することを特徴とする旋回フレーム。
3. 請求項１に記載のカウンタウエイト脱着ユニットと、
   請求項２に記載の旋回フレームと、
   前記旋回フレームの上方を通って前後方向に回動可能に設けられたライブマストとを備え、
   前記ライブマストは、前記カウンタウエイト脱着ユニットを前記旋回フレームの第１の取付部に取り付ける時に、前記カウンタウエイト脱着ユニットを支持するとともにその位置を規制する脱着ユニット支持部を有することを特徴とする建設機械。
4. 第１の取付部を有する上ビームと、前記上ビームを支持する脱着シリンダと、前記上ビームに連結され、前記脱着シリンダが所定量伸長された状態で移動するリンクと、カウンタウエイトに連結される第２の取付部と、旋回フレームに取り付けられる第３の取付部を有すると共に前記リンクに支持される下ビームとを備えたカウンタウエイト脱着ユニットを、前記第１の取付部に対応する第１取付部および前記第３の取付部に対応する第２取付部を備えた旋回フレームに取り付ける脱着方法であって、
   前記上ビームの前記第１の取付部を前記旋回フレームの前記第１取付部に取り付ける工程と、
   前記脱着シリンダを縮退して前記リンクを下降するとともに、前記下ビームを下降する工程と、
   前記リンクと共に前記下ビームが下降した状態で、前記下ビームの前記第２の取付部に前記カウンタウエイトに設けられた取付部を取り付ける工程と、
   この後、前記下ビームに前記カウンタウエイトが取り付けられた状態で、前記カウンタウエイトと共に前記下ビームを上昇して、前記下ビームの第３の取付部を前記旋回フレームの第２取付部に取り付ける工程と、を具備することを特徴とするカウンタウエイトの脱着方法。

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