JP5140303B2 - カウンタウエイトの取付装置 - Google Patents

Description

本発明は、クレーン等の機体フレームの後端部にカウンタウエイトを取り付けるカウンタウエイトの取付装置に関する。

カウンタウエイトと一体に設けた油圧シリンダの上端部を機体フレームに係合し、油圧シリンダの駆動によりカウンタウエイトを持ち上げて、機体フレームの後端部にカウンタウエイトを取り付けるようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、油圧シリンダの駆動によりカウンタウエイトを持ち上げた後、カウンタウエイトの取付部に水平方向にピンを挿入し、ピンによってカウンタウエイトを機体フレームから支持する。

特開２００６−４４９４８号公報

しかしながら、カウンタウエイト取付用のピンを挿入するためには、例えばカウンタウエイトを左右に分割して、カウンタウエイトの中央部に作業スペースを確保する必要があり、カウンタウエイトの重量が損なわれる。

本発明によるカウンタウエイトの取付装置は、建設機械の機体フレームの後端部に設けられたウエイト支持部と、幅方向における中央部に空間を有するカウンタウエイトに設けられたウエイト取付部と、カウンタウエイトの空間から幅方向の外側に移動してウエイト支持部にウエイト取付部を取り付ける第１の位置、およびカウンタウエイトの空間側に移動してウエイト支持部からウエイト取付部を取り外す第２の位置に移動可能なカウンタウエイト取付用のピン部材と、一端がウエイト取付部を貫通してピン部材に連結されるとともに、他端がカウンタウエイトの外側に突出して延設され、他端側での操作によりピン部材を第１の位置と第２の位置の間で移動するロッド部材とを備えることを特徴とする。
また、本発明によるカウンタウエイトの取付装置は、建設機械の機体フレームの後端部に設けられたウエイト支持部と、カウンタウエイトに設けられたウエイト取付部と、ウエイト支持部にウエイト取付部を取り付ける第１の位置、およびウエイト支持部からウエイト取付部を取り外す第２の位置に移動可能なカウンタウエイト取付用のピン部材と、一端がピン部材に連結されるとともに、他端がカウンタウエイトの外側に突出して延設され、他端側での操作によりピン部材を第１の位置と第２の位置の間で移動するロッド部材とを備え、カウンタウエイトには、カウンタウエイトと一体にカウンタウエイト昇降用の油圧リンダが設けられ、この油圧シリンダの後側に設けられたカウンタウエイトの上面には、後方から油圧シリンダもしくはその周辺部品を操作可能なように切り欠きが設けられることを特徴とする。
機体フレームの幅方向に一対の油圧シリンダを並設し、この一対の油圧シリンダの間の空隙にピン部材を移動可能としてもよい。
油圧シリンダを、カウンタウエイトに前後方向に揺動可能に支持し、切り欠きの奥方の油圧シリンダの後面に、油圧シリンダを操作するための把持部を設けることもできる。
ウエイト支持部およびウエイト取付部にそれぞれ設けられた係合溝と係合部材との係合により、ウエイト支持部に対するウエイト取付部の位置を規定する位置決め手段をさらに備えることもできる。

本発明によれば、ロッド部材の操作によりピン部材を移動してカウンタウエイトを取り付けるようにしたので、カウンタウエイトの中央部に作業スペースを確保する必要がなく、カウンタウエイトの重量減少を抑えることができる。

以下、図１〜図１２を参照して本発明によるカウンタウエイトの取付装置の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る取付装置を用いてのカウンタウエイトの取付作業の一例を示す斜視図である。カウンタウエイト１０は、主に建設機械の機体前端部に設けられたフロント作業装置による作業モーメントを打ち消すために、機体後端部に取り付けられるが、ここではクレーンに上下３段のカウンタウエイト１０を取り付ける例を示している。なお、以下では、カウンタウエイト１０の各段を、下段ウエイト１１、中段ウエイト１２、上段ウエイト１３と呼ぶ。カウンタウエイト１０の全高は例えば２ｍ程度である。

クレーンは、走行体１と、走行体１に対して旋回可能に設けられた旋回体２とを有する。旋回体２は前後方向に延設された機体フレーム３を有し、機体フレーム３の前端部にフロント作業装置としてブーム（不図示）が起伏可能に軸支されている。一方、機体フレーム３の後端部には図示のように左右一対のブラケット４が後方かつ上方に突出して設けられている。

各ウエイト１１〜１３は平面視略コ字状に形成されている（図２参照）。このため、カウンタウエイト１０の前側中央部には、周囲がウエイト１１〜１３によって囲まれた空間ＳＰ１が形成され、この空間ＳＰに左右一対の油圧シリンダ５が配設されている。油圧シリンダ５は、旋回体２に搭載された油圧ポンプ（不図示）から油圧ホース６を介して導かれた圧油により駆動される。カウンタウエイト１０は油圧シリンダ５と一体に設けられ、油圧シリンダ５の駆動によって昇降し、ブラケット４に支持される。

図２は、カウンタウエイト１０を斜め前方から見た図であり、図３は後方から見た図である。なお、図２ではウエイト１２，１３の図示を、図３ではウエイト１１〜１３の図示を省略している。下段ウエイト１１の下側にはベースウエイト１４が配設され、各ウエイト１１〜１４はリンクやボルト等により一体に締結されている。ベースプレート１４の上面には、左右２カ所にそれぞれ左右一対のブラケット１５が立設されている。

図２に示すように各ブラケット１５にはそれぞれ支持プレート１６が取り付けられ、左右一対の支持プレート１６の間に、油圧シリンダ５のシリンダチューブ５１がピン１７によって前後方向に揺動可能に軸支されている。各支持プレート１６の上面には、油圧シリンダ５よりも前方において、略円弧状にガイド溝１６１が形成されている。ガイド溝１６１は入口部からその下方の奥部にかけてテーパ状に形成され、ガイド溝１６１の前後方向幅は入口部で最大となっている。

支持プレート１６には、ガイド溝１６１の下方に貫通孔１６２が開口され、貫通孔１６２に支持ピン２０が挿入されている。支持ピン２０の下方には、支持プレート１６を貫通してガイドピン１６３が配設されている。ガイドピン１６３の先端には抜け止めピン１６４が取り付けられ、ガイドピン１６３は抜け落ちないように支持プレート１６に固定されている。左右の支持プレート１６の内側面には互いに対向するようにガイド１６５が突設され、左右のガイド１６５の間の隙間ＳＰ２に、機体フレーム３のブラケット４が上方から挿入可能となっている。

図１に示すようにブラケット４の下端部には、略円弧状にガイド溝４１が形成されている。ガイド溝４１は入口部からその上方の奥部にかけてテーパ状に形成され、ガイド溝４１の前後方向幅は入口部で最大となっている。ガイド溝４１の上方には貫通孔４２が開口され、さらに貫通孔４１の上方のブラケット４の左右両面には、左右水平方向にそれぞれガイドピン４３が突設されている。これらガイド溝４１、貫通孔４２、ガイドピン４３は、それぞれ支持プレート１６のガイドピン１６３、貫通孔１６２、ガイド溝１６１に対応して設けられ、支持プレート１６は後述するようにブラケット４に位置決めされて取り付けられる。

図１に示すように油圧シリンダ１５のシリンダロッドの上端部には、左右方向にロッドピン５２が突設されている。ブラケット４の上端部にはロッドピン５２を支持するための支持ブラケット４５が設けられている。支持ブラケット４５の上面にはロッドピン５２に対応して凹部４５ａが形成され、凹部４５ａにロッドピン５２が係合する。

図１，３に示すようにシリンダチューブ５１の後面には把手５３が装着されている。把手５３は油圧シリンダ５を揺動操作するものであり、把手５３を手前に引けば油圧シリンダ５を後方に揺動でき、把手５３を奥方に押せば油圧シリンダ５を前方に揺動できる。この把手位置に対応して上段ウエイト１３の上面には、左右一対の凹部１３１（切り欠き）が下方にかけて略円弧状に設けられている。これにより作業員は凹部１３１を介して手を挿入して、把手５３の操作が可能である。

さらにシリンダチューブ５１の後面には、油圧配管用の継ぎ手５４が設けられている。油圧ホース６は、図１に示すように束ねた状態で前方から左右のブラケット４の間に導かれた後、図３に示すように左右に振り分けられ、各継ぎ手５４に接続される。継ぎ手５４は把手５３の近傍に設けられているため、油圧ホース１６の継ぎ手５４への着脱も、作業員は上部ウエイト上面の凹部１３１から手を挿入して行うことができる。

図２に示すように下段ウエイト１１の上面には左右方向にわたって溝１１１が形成され、溝１１１の内側には、中段ウエイト１２と干渉しないようにロッド３０が収容されている。図３に示すようにロッド３０の一端は支持プレート１６を貫通してリンク３５の一端部に連結され、リンク３５の他端部に支持ピン２０の端部が連結されている。ロッド３０は溝１１１内を左右方向にスライド可能に支持され、ロッド３０の移動によりリンク３５を介して支持ピン２０を抜き差し可能となっている。

図２に示すようにロッド３０は内筒３１および外筒３２の二重筒構造をなし、外筒３２の端部にはレバー３３が設けられている。レバー３３は、下段ウエイト１１の側面に設けた凹部１１２に収容されている。図４はロッド３０の断面図である。内筒３１の端部には貫通孔３１１が開口され、この貫通孔３１１に対応して外筒３２の左右端部にはそれぞれ貫通孔（第１貫通孔３２１、第２貫通孔３２２）が開口されている。いずれか一方の貫通孔３２１，３２２を介して貫通孔３１１にロックピン３４を挿入することで、内筒３１に対する外筒３２の位置が規定される。この場合、図４（ａ）に示すように第１貫通孔３２１と貫通孔３１１にロックピン３４が挿入されるとロッド３０の全長が短くなり、図４（ｂ）に示すように第２貫通孔３２２と貫通孔３１１にロックピン３４が挿入されるとロッド３０の全長が長くなる。

本実施の形態に係る取付装置によるカウンタウエイト１０の取付手順について説明する。
まず、図５に示すようにブラケット４の後方にカウンタウエイト１０を載置した状態で、作業員はカウンタウエイト１０の後方から凹部１３１に沿って手を挿入し、継ぎ手５４に油圧ホース６を接続する。次いで、図１に示すように作業員はカウンタウエイト１０の後方に立ち、リモコンスイッチＳＷを操作して油圧ポンプからの圧油により油圧シリンダ５を伸張する。油圧シリンダ５はピン１７によって揺動可能に支持されているが、油圧シリンダ５の後面には把手５３と継ぎ手５４が設けられているため、シリンダ５の重心位置は後方にずれ、油圧シリンダ５は上端部が後方に傾斜しながら伸張する。このため、油圧シリンダ５の伸張時に、シリンダ上端のロッドピン５２が支持ブラケット４５に接触することを防ぐことができる。

ロッドピン５２が支持ブラケット上面の凹部４５ａよりも上方に移動すると、リモコンスイッチＳＷによる油圧シリンダ５の伸張操作を停止する。そして、図６に示すようにカウンタウエイト上面の凹部１３１に沿って手を挿入し、把手５３を把持して油圧シリンダ５を前方に倒し、支持ブラケット上面の凹部４５ａの直上方にロッドピン５２を移動する。次いで、リモコンスイッチＳＷを操作して油圧シリンダ５を縮退し、凹部４５ａにロッドピン５２を係合させた状態で、図７に示すようにカウンタウエイト５を上昇させる。

カウンタウエイト５を上昇する場合には、予め図４（ｂ）に示すように外筒３２の第２貫通孔３２２と内筒３１の貫通孔３１１にロックピン３４を挿入し、ロッド３０を左右奥方に押し込む。この状態では、図９（ｃ）に示すようにリンク３５を介して支持ピン２０がカウンタウエイト１０の幅方向中心側（図の右側）に押動され、支持ピン２０は左右の油圧シリンダ５の間の空間ＳＰ１（図２）に退避する。支持ピン２０が図９（ｃ）の退避位置にあるときは、左右のガイド１６５の間の隙間ＳＰ２が上下方向に開放され、この隙間ＳＰ２にブラケット４を挿入可能である。

図１０は、機体フレーム後端のブラケット４とカウンタウエイト１０の支持プレート１６を側方から見た図である。図８（ａ）の状態から油圧シリンダ５を縮退してカウンタウエイト１０を上昇させると、支持プレート１６の左右のガイド１６５の隙間ＳＰ２にブラケット４が進入する。これによりカウンタウエイト１０の上昇時に、カウンタウエイト１０の左右方向の位置がガイド１６５によって拘束される。

カウンタウエイト１０が所定量上昇すると、図１０（ｂ）に示すようにブラケット４のガイドピン４３が支持プレート上面のガイド溝１６１に挿入するとともに、支持プレート１６のガイドピン１６３がブラケット下面のガイド溝４１に挿入する。これによりガイド溝１６１，４１に沿ってガイドピン４３，１６３が移動し、カウンタウエイト１０の取付姿勢が修正される。ガイドピン４３，１６３がガイド溝１６１，４１の奥部に達すると、油圧シリンダ５の縮退操作を停止する。このとき、支持プレート１６はブラケット４に対して上下２カ所のガイドピン４３，１６３で位置決めされるため、支持プレート１６の貫通孔１６２とブラケット４の貫通孔４２の位置が精度よく一致する。

次いで、図８に示すように作業員はカウンタウエイト１０の側方にて、ロッド端部のレバー３３を手前側に引っ張る。これにより図９（ｂ）に示すように支持ピン２０が貫通孔４２，１６２を貫通して旋回体２の幅方向外側（図の左側）に移動する。支持ピン２０が図９（ｂ）の貫通位置にあるときは、カウンタウエイト１０が支持ピン２０によりブラケット４に支持される。次いで、作業員はロッド３０のロックピン３４を抜いて、ロッド３０を奥方（図の右側）に押し込み、内筒３１に沿って外筒３２を移動させる。そして図４（ａ）に示すように外筒３２の貫通孔３２１と内筒３１の貫通孔３１１にロックピン３４を挿入し、図９（ａ）に示すように下段ウエイト１１の側面の凹部１１２にレバー３３を格納する。

最後に、リモコンスイッチＳＷの操作により油圧シリンダ５を伸張させ、シリンダ上端部のロッドピン５２を支持ブラケット上面の凹部４５ａから取り外した後、油圧シリンダ５を縮退させ、カウンタウエイト１０の内側空間ＳＰ１に油圧シリンダ５のロッドを格納する。以上でカウンタウエイト１０の取付作業が終了する。カウンタウエイト１０の取り外しは、取付時と逆の手順で行う。

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）下段ウエイト１１の上面の溝１１１に左右方向にスライド可能にロッド３０を収容し、カウンタウエイト１０の側方でロッド３０を左右方向に引き操作することにより、ブラケット４の貫通孔４２に支持ピン２０を挿入するようにした。これによりカウンタウエイト１０の内側に支持ピン２０を挿入するための作業スペースを設ける必要がないので、カウンタウエイト１０の重量減少を抑えることができ、カウンタウエイト１０の大型化を防止できる。これに対し、カウンタウエイト１０の内側から支持ピン２０を挿入する場合は、例えば図１１に示すようにカウンタウエイト１０を左右に分割して作業スペースＳＰを確保する必要があり、その分カウンタウエイト１０の重量が減少する。

（２）カウンタウエイト１０の上面に凹部１１３を設けるので、カウンタウエイト１０の後方から凹部１１３に沿って手を挿入することで、油圧ホース６の着脱や油圧シリンダ５の揺動操作等を行うことができる。したがって、梯子などを使って機体の上部に登る必要がなく、簡単にかつ安全に作業を行うことができる。また、梯子の取付スペースが必要ないので、カウンタウエイト１０に対し形状的制約が少なく、カウンタウエイト１０の重量減少を抑制できる。これに対し、例えば図１２に示すように機体フレーム３の後端部に梯子ＬＤを取り付ける場合、梯子ＬＤとカウンタウエイト１０とが干渉しないように図１１に示すようにカウンタウエイト１０を左右に分割する必要があり、その分カウンタウエイト１０の重量が損なわれる。

（３）支持プレート１６を貫通してロッド３０を設け、ロッド３０の押し操作により、左右の油圧シリンダ５の間の空間ＳＰ１（退避位置）に支持ピン２０を移動するので、支持プレート１６の左右外側に支持ピン２０の退避スペースを設ける必要がなく、カウンタウエイト１０の重量を増加できる。
（４）油圧シリンダ５の後面にハンドル５３を設け、このハンドル位置に対応してカウンタウエイト上面に凹部１１３を形成するので、カウンタウエイト１０の外側からハンドル５３を操作して油圧シリンダ５を揺動するができる。そのため、油圧シリンダ５の傾きを容易に変更することができ、地上での操作により油圧シリンダ５の上端部を支持ブラケット４５に係合することができ、カウンタウエイト１０の取付作業が容易である。

（５）ガイドピン４３とガイド溝１６１およびガイドピン１６３とガイド溝４１との係合により支持プレート１６をブラケット４に位置決めするので、支持プレート１６の貫通孔１６２とブラケット４の貫通孔４２の位置を精度よく一致させることができる。その結果、貫通孔１６２，４２を目視しなくても、支持ピン２０を貫通孔１６２，４２に容易に挿入できる。
（６）ロッド３０を二重筒構造としてロッド３０の長さを変更可能としたので、支持ピン２０が図９（ａ）の貫通位置にあるときも、図９（ｃ）の退避位置にあるときも、下段ウエイト１１の側面の凹部１１２にレバー３３を格納することができる。

なお、上記実施の形態では、旋回体２に搭載した油圧ポンプからの圧油により油圧シリンダ５を駆動するようにしたが、外部の油圧源からの圧油により油圧シリンダ５を駆動してもよい。油圧シリンダ５を設けずに、補助クレーン等によりカウンタウエイト１０を吊り上げて機体後端部に取り付けるようにしてもよい。ロッド３０を下段ウエイト１１の溝１１１に沿って直線形状としたが、一端がピン部材としての支持ピン２０に連結されるとともに、他端がカウンタウエイト１０の外側に突出して延設され、支持ピン２０を貫通位置（第１の位置）と退避位置（第２の位置）の間で移動させるのであれば、ロッド部材としてのロッド３０の形状は上述したものに限らず、例えばロッド３０を途中で屈曲して形成してもよい。

ロッド３０をカウンタウエイト１０の左右側面以外（例えば後面）から突出させてもよい。ロッド３０を下段ウエイト上面の溝１１１に収容したが、例えばカウンタウエイト１０に貫通孔を設けてロッド３０を支持してもよく、下段ウエイト１１の下面に沿ってロッド３０を支持してもよい。支持ピン２０を左右の油圧シリンダ５の間の空間ＳＰ１に退避させるようにしたが、他の位置に退避させてもよい。ピン部材としての支持ピン２０の形状はいかなるものでもよく、貫通孔４２，１６２以外にピン部材を挿入するようにしてもよい。

機体フレーム３の後端部に設けたブラケット４にカウンタウエイト１０の支持プレート１６を取り付けるようにしたが、ウエイト支持部およびウエイト取付部の構成は上述したものに限らない。カウンタウエイト１０の上面に凹部（切り欠き）１１３を形成するようにしたが、後方から油圧シリンダ５もしくはその周辺部品を操作可能なように形成されるのであれば、切り欠きの形状は上述したものに限らない。油圧シリンダ５の後面に把持部として把手５３を設けたが、把持部の形状はいかなるものでもよい。ブラケット４と支持プレート１６にガイド溝４１，１６１（係合溝）およびガイドピン４３，１６３（係合部材）を形成し、これら係合溝と係合部材との係合によりブラケット４に対し支持プレート１６の位置決めするようにしたが、位置決め手段の構成はこれに限らない。

以上の実施の形態では、クレーンにカウンタウエイト１０を取り付ける例について説明したが、本発明によるカウンタウエイトの取付装置は他の建設機械にも適用することができる。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カウンタウエイトの取付装置に限定されない。

本実施の形態に係る取付装置を用いてのカウンタウエイトの取付作業の一例を示す斜視図。 図１のカウンタウエイトを斜め前方から見た図。 図１のカウンタウエイトを後方から見た図。 本実施の形態に係るカウンタウエイトの取付装置を構成するロッドの断面図。 カウンタウエイトの取付作業の第１の手順を示す図。 カウンタウエイトの取付作業の第２の手順を示す図。 カウンタウエイトの取付作業の第３の手順を示す図。 カウンタウエイトの取付作業の第４の手順を示す図。 図４のロッドの動作を示す図。 カウンタウエイトの取付部を側方から見た図。 従来のカウンタウエイトの構成を示す図。 カウンタウエイト取付作業のために梯子を取り付けた例を示す図。

符号の説明

４ ブラケット
４１ ガイド溝
４２ 貫通孔
４３ ガイドピン
５ 油圧シリンダ
１０ カウンタウエイト
１６ 支持プレート
１６１ ガイド溝
１６２ 貫通孔
１６３ ガイドピン
２０ 支持ピン
３０ ロッド
５３ 把手
１１３ 凹部

Claims (5)

1. 建設機械の機体フレームの後端部に設けられたウエイト支持部と、
   幅方向における中央部に空間を有するカウンタウエイトに設けられたウエイト取付部と、
   カウンタウエイトの空間から幅方向の外側に移動して前記ウエイト支持部に前記ウエイト取付部を取り付ける第１の位置、およびカウンタウエイトの空間側に移動して前記ウエイト支持部から前記ウエイト取付部を取り外す第２の位置に移動可能なカウンタウエイト取付用のピン部材と、
   一端が前記ウエイト取付部を貫通して前記ピン部材に連結されるとともに、他端が前記カウンタウエイトの外側に突出して延設され、前記他端側での操作により前記ピン部材を前記第１の位置と前記第２の位置の間で移動するロッド部材とを備えることを特徴とするカウンタウエイトの取付装置。
2. 建設機械の機体フレームの後端部に設けられたウエイト支持部と、
   カウンタウエイトに設けられたウエイト取付部と、
   前記ウエイト支持部に前記ウエイト取付部を取り付ける第１の位置、および前記ウエイト支持部から前記ウエイト取付部を取り外す第２の位置に移動可能なカウンタウエイト取付用のピン部材と、
   一端が前記ピン部材に連結されるとともに、他端が前記カウンタウエイトの外側に突出して延設され、前記他端側での操作により前記ピン部材を前記第１の位置と前記第２の位置の間で移動するロッド部材とを備え、
   前記カウンタウエイトには、カウンタウエイトと一体にカウンタウエイト昇降用の油圧リンダが設けられ、
   この油圧シリンダの後側に設けられた前記カウンタウエイトの上面には、後方から前記油圧シリンダもしくはその周辺部品を操作可能なように切り欠きが設けられることを特徴とするカウンタウエイトの取付装置。
3. 請求項２に記載のカウンタウエイトの取付装置において、
   前記油圧シリンダは、前記機体フレームの幅方向に並設された一対の油圧シリンダであり、
   前記ピン部材は、前記一対の油圧シリンダの間の空隙に移動可能であることを特徴とするカウンタウエイトの取付装置。
4. 請求項２または３に記載のカウンタウエイトの取付装置において、
   前記油圧シリンダは、前記カウンタウエイトに前後方向に揺動可能に支持され、
   前記切り欠きの奥方の前記油圧シリンダの後面には、前記油圧シリンダを操作するための把持部が設けられることを特徴とするカウンタウエイトの取付装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のカウンタウエイトの取付装置において、
   前記ウエイト支持部および前記ウエイト取付部にそれぞれ設けられた係合溝と係合部材との係合により、前記ウエイト支持部に対する前記ウエイト取付部の位置を規定する位置決め手段をさらに備えることを特徴とするカウンタウエイトの取付装置。

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