JP5431103B2 - 建設機械のカウンタウェイト、カウンタウェイトユニット及びカウンタウェイト取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、カウンタウェイト、特に、係止部を有する車体フレームに取り付けられる建設機械のカウンタウェイト及びその取付構造に関する。また、本発明はカウンタウェイトユニットに関する。

ホイールローダ等の建設機械においては、前後の重量バランスを調整するためにカウンタウェイトが取り付けられている。このカウンタウェイトは、一般的に車体の後端部に取り付けられている。

建設機械は、その仕様によって前後の重量バランスが異なる。このため、建設機械においては、メインのカウンタウェイト以外に、バランス調整のための追加のカウンタウェイトが設けられている。

例えば、特許文献１では、メインのカウンタウェイトとは別にバランスウェイトが設けられている。このバランスウェイトは取付角度を変更できるようになっており、取付角度を変更することによって前後のバランスが調整できるようになっている。また、特許文献２では、メインのカウンタウェイトの下面に、バランス調整用の複数のカウンタウェイトが取り付けられるようになっている。

実開平７−４０３７６号公報 特開２００８−１４４３９９号公報

特許文献１に示されたバランスウェイトは、バランスウェイトの突部が支軸を介して車体に支持されており、またボルトによってバランスウェイトの角度位置が固定されている。このため、バランスウェイトを車体に支持又は固定する際には、バラスウェイトをクレーン等によって持ち上げた状態を維持しながら作業する必要がある。また、支軸が損傷し、あるいはボルトが外れた場合は、バランスウェイトが落下するおそれがある。

また、特許文献２に示されたバランス調整用のカウンタウェイトについても同様であり、これらのカウンタウェイトをメインのカウンタウェイトに固定する場合は、下方からカウンタウェイトを支持した状態を維持しながら組み付け作業を行う必要がある。さらに、バランス調整用のカウンタウェイトを固定しているボルトが外れた場合には、カウンタウェイトが落下することになる。

本発明の課題は、カウンタウェイトの組み付け作業を容易にするとともに、カウンタウェイトを固定するボルト等が外れても落下を防止できるようにすることにある。

第１発明に係る建設機械のカウンタウェイトは、係止部を有する車体フレームに取り付けられるものであって、係止部の上面に載置される上重量部と、上重量部に対して係止部が挿入可能な隙間をあけて対向して配置された下重量部と、上重量部及び下重量部に一体形成され上重量部及び下重量部を連結する連結部と、を備えている。

また、係止部は、車体フレームの後部において、車幅方向の両端からそれぞれ左右外方に突出する左突出部及び右突出部を有し、上重量部は、左右の突出部に載置され、互いに分離して設けられた左上重量部及び右上重量部を有している。連結部は左右の上重量部に対応して設けられた左右の連結部を有している。下重量部は左連結部から右連結部にわたって連続して設けられている。そして、左右の上重量部と下重量部との間の隙間は前後方向に貫通している。

ここでは、カウンタウェイトの一部に形成された上重量部が、車体フレーム側に設けられた係止部の上面に載置される。すなわち、カウンタウェイトは、その上重量部が係止部の上面に載置されることによって、車体フレームに支持されることになる。したがって、カウンタウェイトを車体フレームに取り付ける際に、カウンタウェイトの上重量部を係止部に載置した後は、従来のようにクレーン等によってつり下げながら作業を行う必要がなく、カウンタウェイトの組み付け作業が容易になる。また、カウンタウェイトを車体フレームに固定するボルト等が外れても、カウンタウェイトが車体フレームから落下するのを防止できる。

また、車体フレーム側に設けられた左右の突出部を、カウンタウェイトの左右の上重量部と下重量部との間の隙間に挿入することによって、カウンタウェイトを車体フレームに保持することができる。したがって、前記同様に組み付け作業が容易になるとともに、固定用のボルト等が外れてもカウンタウェイトが落下するのを防止できる。

さらに、左右の上重量部と下重量部との間の隙間は前後方向に貫通しているので、カウンタウェイトを後方から左右の突出部に向かって移動させ、左右の突出部に上重量部が載置された後は、カウンタウェイトを前方にスライドさせて正規の位置にセットすることができる。このため、組み付け作業がより容易になる。

第２発明に係る建設機械のカウンタウェイトは、第１発明のカウンタウェイトにおいて、左右の上重量部及びそれに続く左右の連結部には、外方から内方に向かってスリットが形成されている。

第３発明に係る建設機械のカウンタウェイトは、第１又は第２発明のカウンタウェイトにおいて、左右の上重量部には上下方向に貫通する貫通孔が形成されており、左右の突出部には、左右の上重量部の貫通孔と対応する位置に貫通孔が形成されている。そして、左右の上重量部と下重量部との間には、左右の突出部が挿入されるスペースに加えて、左右の上重量部を左右の突出部に固定するための作業用のスペースが形成されている。

ここでは、左右の上重量部を左右の突出部の上面に載置した後は、左右の上重量部と下重量部の隙間に形成された作業用のスペースを利用して両者を固定することができ、作業性が良好になる。

第４発明に係る建設機械のカウンタウェイトユニットは、第１発明から第３発明のいずれかのカウンタウェイトと、カウンタウェイトの後方であって車体フレームの後端部に固定される標準カウンタウェイトと、を備えている。

ここでは、第１発明から第３発明のいずれかのカウンタウェイトを、バランス調整用のカウンタウェイトとしている。

第５発明に係る建設機械のカウンタウェイト取付構造は、係止部を有する車体フレームと、車体フレームに取り付けられるカウンタウェイトと、を備えている。カウンタウェイトは、係止部の上面に載置される上重量部と、上重量部に対して係止部が挿入可能な隙間をあけて対向して配置された下重量部と、上重量部及び下重量部に一体形成され上重量部及び下重量部を連結する連結部と、を有する。

係止部は、車体フレームの後部において、車幅方向の両端からそれぞれ左右外方に突出する左突出部及び右突出部を有している。また、上重量部は、左右の突出部に載置され、互いに分離して設けられた左上重量部及び右上重量部を有し、連結部は左右の上重量部に対応して設けられた左右の連結部を有し、下重量部は左連結部から右連結部にわたって連続して設けられており、左右の上重量部と下重量部との間の隙間は前後方向に貫通している。

以上のような本発明では、カウンタウェイトの上重量部が車体フレーム側の係止部の上面に載置されるので、カウンタウェイトの組み付け作業が容易になる。また、カウンタウェイトを固定するボルト等が外れても落下を防止できる。

本発明の一実施形態によるカウンタウェイトを有するホイールローダの外観斜視図。 前記ホイールローダの後部側面図。 前記カウンタウェイト及び車体のフレームの斜視図。 図３から標準ウェイトを分解した斜視図。 追加ウェイトを後方から見た図。 車体のフレームの一部の斜視図。 追加ウェイトをフレームに固定した状態の断面図。 追加ウェイトの他の実施形態の斜視図。

本発明の一実施形態によるカウンタウェイトが採用された建設機械としてのホイールローダ１０を図１に示す。なお、以下の説明で用いる「前」、「後」、「左」、「右」については、ホイールローダ１０の前進側を「前」、後進側を「後」、前進側を向いたときの右側を「右」、その反対側を「左」とするものである。

［ホイールローダの全体構成］
ホイールローダ１０は、車体１１と、車体１１の前部に装着されたリフトアーム１２と、リフトアーム１２の先端に取り付けられたバケット１３と、前後のタイヤ１４と、車体１１の上部に搭載されたキャブ２０と、を備えている。

車体１１は、エンジン（図示せず）を収納するエンジンルーム１６と、作動油を収納する作動油タンク１５と、リフトアーム１２及びバケット１３を駆動するための駆動部と、を有している。リフトアーム１２は、先端に取り付けられたバケット１３を持ち上げるためのアーム部材であって、併設されたリフトシリンダによって駆動される。バケット１３は、リフトアーム１２の先端に取り付けられており、バケットシリンダによってダンプ及びチルトされる。作動油タンク１５は、キャブ２０の後方であって、エンジンルーム１６とキャブ２０の間に載置されており、リフトシリンダやバケットシリンダに供給される作動油を収納する。

また、車体１１はフレーム２２及びフレーム２２に固定された外装２３等を有している。フレーム２２の後端部には、カウンタウェイト（カウンタウェイトユニット）２５が固定されている。

［カウンタウェイト及び取付構造］
図２に車体後部の側面を、また図３及び図４にフレーム２２及びカウンタウェイト２５のみを取り出して示している。これらの図に示されるように、カウンタウェイト２５は標準ウェイト２６と追加ウェイト２７とを有している。

＜標準ウェイト＞
標準ウェイト２６は、鋳造により形成された一体物であり、フレーム２２の後端部に配置されている。この標準ウェイト２６は、左右両端部に形成された左右のブロック２６１と、下ブロック２６２と、左右のブロック２６１のそれぞれの内方に形成された上取付部２６３と、を有している。下ブロック２６２は、平板状に形成されており、左右のブロック２６１の下部同士を連結している。上取付部２６３には後方から前方に向かって凹む凹部２６３ａが形成されており、この凹部２６３ａの底面から前方に向かって貫通孔が形成されている。なお、図には表れていないが、下ブロック２６２の下面において、上取付部２６３に対応する位置に、下取付部が設けられており、この下取付部にも同様の凹部及び貫通孔が形成されている。また、左右のブロック２６１の上部には、この標準ウェイト２６をクレーン等で持ち上げるためのフック２８が設けられている。

以上の標準ウェイト２６の取付構造について説明する。車体１１側のフレーム２２には、図４に示すように、後端に上下方向に延びるエンドプレート３０が設けられている。このエンドプレート３０の左右両端には、それぞれ上下方向に並んで２つのネジ孔３０ａが形成されている。そして、標準ウェイト２６の左右の上取付部２６３及び下取付部の貫通孔にボルトを通し、このボルトをエンドプレート３０のネジ孔３０ａに螺合することによって、標準ウェイト２６がエンドプレート３０、すなわちフレーム２２に固定されている。

＜追加ウェイト＞
追加ウェイト２７は、標準ウェイト２６と同様に、鋳造により形成された一体物であり、フレーム２２の下方で、標準ウェイト２６の下端部前方に配置されている。この追加ウェイト２７は、図４及び図５に示すように、左右両端部に形成された左右の上重量部２７１と、各上重量部２７１に対向して配置された下重量部２７２と、左右の上重量部２７１のそれぞれと下重量部２７２との間に形成された左右の連結部２７３と、を有している。左右の上重量部２７１と下重量部２７２との間には隙間としての溝２７ａが形成されている。下重量部２７２には、左右の幅方向の全域にわたって、重量調整用の凹部２７２ａが形成されている。この凹部２７２ａは、後方及び上方が開放されている。左右の連結部２７３及び下重量部２７２の左右外側面は、下方にいくにしたがって内方に向かうように傾斜して形成されている。また、図２〜図４に示されるように、左右の上重量部２７１及びそれに続く左右の連結部２７３には、外方から内方に向かってスリット２７ｂが形成されている。そして、このスリット２７ｂには、追加ウェイト２７をクレーン等で持ち上げるためのフックボルト３２（図２参照）が設けられている。また、左右の上重量部２７１には前後方向に並んで上下方向に貫通する２つの貫通孔２７１ａが形成されている。

以上の追加ウェイト２７の取付構造について説明する。車体１１側のフレーム２２には、図６に示すように、サイドプレート２２ｂから左右外側に突出する係止プレート３４が設けられている。この係止プレート３４の厚みは、追加ウェイト２７の溝２７ａの上下方向の幅よりも十分に薄く形成されている。また、係止プレート３４には前後方向に並んで２つの貫通孔３４ａが形成されている。

以上のような左右の係止プレート３４の上面に、追加ウェイト２７の左右の上重量部２７１が載置され、そして、各上重量部２７１の貫通孔２７１ａ及び各係止プレート３４の貫通孔３４ａにボルト３５を通し、このボルト３５にナット３６（図７参照）を螺合することによって、追加ウェイト２７が係止プレート３４、すなわちフレーム２２に固定されている。図７に追加ウェイト２７が係止プレート３４に固定された状態の断面図を示している。なお、前述のように、溝２７ａは係止プレート３４の厚みに比較して十分に広く形成されている。したがって、ボルト３５にナット３６を螺合する際には、溝２７ａの空間（作業スペース）を利用して作業を行うことができる。

［カウンタウェイトの組み付け］
以上のようなカウンタウェイト２５をフレーム２２に組み付ける場合は、追加ウェイト２７及び標準ウェイト２６の順に、後方から組み付ける。すなわち、作業者は、フックボルト３２を利用してクレーン等によって追加ウェイト２７を持ち上げ、フレーム２２の係止プレート３４の高さ位置に追加ウェイト２７の溝２７ａを位置させる。この状態で、追加ウェイト２７を後方から前方に移動させ、追加ウェイト２７の溝２７ａ内に係止プレート３４を位置させる。追加ウェイト２７の溝２７ａ内に係止プレート３４が挿入された後は、追加ウェイト２７をクレーン等から外してもよい。そして、追加ウェイト２７の貫通孔２７１ａと係止プレート３４の貫通孔３４ａの位置を合わせ、ボルト３５をセットする。次に、追加ウェイト２７の溝２７ａの作業スペースを利用してナット３６を挿入し、ボルト３５に螺合する。これにより、追加ウェイト２７が係止プレート３４に固定される。

次に、フック２８を利用してクレーン等によって標準ウェイト２６を持ち上げ、上下の取付部の貫通孔にボルトを通して、エンドプレート３０のネジ孔３０ａにボルトを固定する。これにより標準ウェイト２６がエンドプレート３０に固定される。

［特徴］
追加ウェイト２７の左右の上重量部２７１を左右の係止プレート３４の上面に載置して組み付けることができるので、組み付け作業が容易になる。すなわち、追加ウェイト２７を係止プレート３４の上面に載置した後は、追加ウェイト２７をクレーン等から外して作業を行うことができる。そして、追加ウェイト２７を後方からスライドさせて正規の位置にセットすることができるので、さらに作業が容易になる。また、追加ウェイト２７を組み付けた後に、ボルト３５の損傷等によってボルト３５が外れた場合でも、追加ウェイト２７が落下することはない。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（１）図８に他の実施形態による追加ウェイト及びその取付構造を示す。この追加ウェイト４０は、左右に分割されており、図８では右側の追加ウェイトを示している。左側の追加ウェイトは、図８に示した右側の追加ウェイト４０と左右対称に形成されている。

図８に示した追加ウェイト４０は、前記実施形態と同様に、鋳造により形成された一体物であり、また、フレーム２２の下方で、標準ウェイト２６の下端部前方に配置されている。追加ウェイト４０は、上重量部４０１と、上重量部４０１に対向して配置された下重量部４０２と、上重量部４０１と下重量部４０２との間に形成された連結部４０３と、を有している。この実施形態における連結部４０３は、上重量部４０１の前後と下重量部４０２とを連結する前連結部４０３ａ及び後連結部４０３ｂと、上重量部４０１の外側部と下重量部４０２とを連結する外側連結部４０３ｃとを有している。このような連結部４０３によって、上重量部４０１と下重量部４０２との間には、内方から外方に向かって延びる有底の穴４０ａが形成されている。連結部４０３の後連結部４０３ｂには、前後方向に貫通する２つの貫通孔４０３ｄが形成されている。

一方、車体側のフレーム２２には、係止プレート４２が溶接によって固定されている。係止プレート４２は、追加ウェイト４０の穴４０ａに挿入可能な大きさであり、フレーム２２から外方に向かって延びている。そして、係止プレート４２の先端には、追加ウェイト４０の貫通孔４０３ｄに対応する位置に、２つの貫通孔４２ａが形成されている。

この実施形態の追加ウェイト４０を組み付ける際には、追加ウェイト４０の穴４０ａに係止プレート４２の先端が入るようにして、追加ウェイト４０を係止プレート４２に差し込む。そして、追加ウェイト４０の貫通孔４０３ｄと係止プレート４２の貫通孔４２ａの位置を合わせ、それらの貫通孔にボルト４３を挿入する。この後、穴４０ａの作業スペースを利用して、ボルト４３にナットを螺合することにより、追加ウェイト４０が係止プレート４２に固定される。もちろん、係止プレート４２の貫通孔４２ａに代えて、ネジ孔を形成し、このネジ孔にボルト４３を螺合するようにしてもよい。

この実施形態の追加ウェイト４０及び取付構造によっても、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、ボルト４３が後方から組み付けられているので、ボルト４３の増し締め等の作業を後方からすることができ、作業がより容易になる。

（２）前記実施形態では、カウンタウェイトが標準ウェイトと追加ウェイトとに分割されている例を示したが、これらのウェイトが一体になっている場合にも、本発明を適用することができる。

（３）前記実施形態では追加ウェイトに本発明を適用したが、標準ウェイトに本発明を適用してもよい。

（４）追加ウェイト及び係止プレートの形状については前記実施形態の形状に限定されない。種々の変形が可能である。

１１ 車体
２２ フレーム
２５ カウンタウェイト
２６ 標準ウェイト
２７，４０ 追加ウェイト
２７１，４０１ 上重量部
２７２，４０２ 下重量部
２７３，４０３ 連結部
２７ａ 溝
３４，４２ 係止プレート

Claims (5)

1. 係止部を有する車体フレームに取り付けられる建設機械のカウンタウェイトであって、
   前記係止部の上面に載置される上重量部と、
   前記上重量部に対して前記係止部が挿入可能な隙間をあけて対向して配置された下重量部と、
   前記上重量部及び前記下重量部に一体形成され、前記上重量部及び前記下重量部を連結する連結部と、
   を備え、
   前記係止部は、車体フレームの後部において、車幅方向の両端からそれぞれ左右外方に突出する左突出部及び右突出部を有し、
   前記上重量部は、前記左右の突出部に載置され、互いに分離して設けられた左上重量部及び右上重量部を有し、
   前記連結部は前記左右の上重量部に対応して設けられた左右の連結部を有し、
   前記下重量部は前記左連結部から前記右連結部にわたって連続して設けられ、
   前記左右の上重量部と前記下重量部との間の隙間は前後方向に貫通している、
   建設機械のカウンタウェイト。
2. 前記左右の上重量部及びそれに続く前記左右の連結部には、外方から内方に向かってスリットが形成されている、請求項１に記載の建設機械のカウンタウェイト。
3. 前記左右の上重量部には上下方向に貫通する貫通孔が形成されており、
   前記左右の突出部には、前記左右の上重量部の貫通孔と対応する位置に貫通孔が形成されており、
   前記左右の上重量部と前記下重量部との間には、前記左右の突出部が挿入されるスペースに加えて、前記左右の上重量部を前記左右の突出部に固定するための作業用のスペースが形成されている、
   請求項１又は２に記載の建設機械のカウンタウェイト。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のカウンタウェイトと、
   前記カウンタウェイトの後方であって、前記車体フレームの後端部に固定される標準カウンタウェイトと、
   を備えた建設機械のカウンタウェイトユニット。
5. 係止部を有する車体フレームと、
   前記車体フレームに取り付けられるカウンタウェイトと、
   を備え、
   前記カウンタウェイトは、
   前記係止部の上面に載置される上重量部と、
   前記上重量部に対して前記係止部が挿入可能な隙間をあけて対向して配置された下重量部と、
   前記上重量部及び前記下重量部に一体形成され、前記上重量部及び前記下重量部を連結する連結部と、を有し、
   前記係止部は、車体フレームの後部において、車幅方向の両端からそれぞれ左右外方に突出する左突出部及び右突出部を有し、
   前記上重量部は、前記左右の突出部に載置され、互いに分離して設けられた左上重量部及び右上重量部を有し、
   前記連結部は前記左右の上重量部に対応して設けられた左右の連結部を有し、
   前記下重量部は前記左連結部から前記右連結部にわたって連続して設けられ、
   前記左右の上重量部と前記下重量部との間の溝は前後方向に貫通している、
   建設機械のカウンタウェイト取付構造。

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