JP7374031B2 - 作業機械 - Google Patents

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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、車体の前側にショベル、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(例えば、特許文献1参照)。
作業機械をトレーラで運搬する場合は重量の制限があるので、車体からカウンタウェイトを取り外して、車体とカウンタウェイトとを別々に搬送する場合がある。ここで、カウンタウェイトは前後方向に薄い扁平形状なので、トレーラの荷台上で姿勢を安定させるためには、カウンタウェイトの腹面及び背面に架台を取り付ける必要がある。
特開2015-59343号公報
架台は、カウンタウェイトの搬送時に必要となる部品であり、カウンタウェイトを車体に装着した後は必要がなくなる。そのため、作業機械の使用時は、架台の置き場所がなく、使い捨てにされる場合も多い。しかしながら、使用済みの架台を破棄すると、カウンタウェイトを再び搬送する際に再製作する必要があるので、無駄が多い。
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、着脱可能なカウンタウェイトを備える作業機械において、搬送時にカウンタウェイトの姿勢を安定させる架台の使い勝手を向上させる技術を提供することにある。
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着脱可能なカウンタウェイトとを備える作業機械であって、前記カウンタウェイトは、前記上部旋回体から取り外された前記カウンタウェイトの姿勢を安定させるための複数の架台を、前記上部旋回体に対面する腹面及び前記腹面と反対側の背面から外方に突出した状態で支持する支持部と、前記上部旋回体に対する前記カウンタウェイトの装着を許容するように、前記架台の少なくとも一部を前記カウンタウェイトの内部空間に進入させる収納部とを備え、前記収納部は、前記カウンタウェイトの前記腹面に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、搬送時にカウンタウェイトの姿勢を安定させる架台の使い勝手が向上する。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。 上部旋回体の後方斜視図である。 カウンタウェイトの斜視図である。 架台の斜視図である。 カウンタウェイトの腹面側における使用状態及び収納状態の架台を示す図である。 カウンタウェイトの背面側における使用状態の架台を示す図である。
本発明に係る作業機械の実施形態である油圧ショベル1について、図面を用いて説明する。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。
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。図2は、上部旋回体3の後方斜視図である。図1に示すように、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。図1及び図2に示すように、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と、背板10に着脱可能なカウンタウェイト20とを主に備える。
フロント作業機4は、上部旋回体3の前端に支持されて、前方に延設されている。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。
図2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、一対のガイド穴12a、12bと、一対のボルト穴13a、13bとを有する。
一対のガイド穴12a、12bは、背板10の下部において、左右方向に離間して形成されている。一対のボルト穴13a、13bは、ガイド穴12a、12bより上方において、左右方向に離間して形成されている。ガイド穴12a、12b及びボルト穴13a、13bは、背板10を厚み方向に貫通する。
図3は、カウンタウェイト20の斜視図である。以下、カウンタウェイト20の表面のうち、上方を向く面を「上面21」と表記し、下方を向く面を「底面22」と表記し、前方を向く面(装着されたときに背板10に対面する面)を「腹面23」と表記し、腹面23と反対側の面を「背面24」と表記する。
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。カウンタウェイト20は、例えば、鉄製の筐体の内部に重量物(例えば、セメント)を充填して形成される。カウンタウェイト20は、前後方向(腹面23及び背面24の間)の厚みが左右方向より薄い扁平形状である。図3に示すように、カウンタウェイト20は、一対の取付ブラケット25a、25bと、一対のボス26a、26bと、一対のボルト穴27a、27bと、複数のスリット28とを有する。
一対の取付ブラケット25a、25bは、カウンタウェイト20の上面21から上方に突出している。カウンタウェイト20は、例えば、取付ブラケット25a、25bに取り付けられたワイヤをクレーンで吊上げることによって、或いは上部旋回体3に固定された着脱装置(図示省略)を取付ブラケット25a、25bに接続することによって、背板10に対して着脱される。
一対のボス26a、26bは、カウンタウェイト20の腹面23から前方に突出している。ボス26a、26bは、左右方向(カウンタウェイト20の幅方向)に離間して形成されている。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12a、12bに進入する。
また、ボス26aの先端には、左右方向に離間した一対のボルト穴29aが形成されている。ボス26aがガイド穴12aに挿入された状態で、背板10の背面11と反対側からガイド穴12aより大きいプレートを取り付け、当該プレートを貫通したボルトをボルト穴29aに螺合する。これにより、カウンタウェイト20が後方にずれるのを防止できる。同様に、ボス26bの先端には、左右方向に離間した一対のボルト穴29bが形成されている。
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、左右方向に離間して形成されている。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13a、13b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13a、27a及びボルト穴13b、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。
複数のスリット28は、カウンタウェイト20の腹面23の下部において、左右方向に所定の間隔を隔てて形成されている。より詳細には、スリット28は、一対のボス26a、26bの間に形成されている。スリット28は、後述する複数の架台30と同じ数だけ形成されている。
スリット28は、概ねT字形状の外形を呈する。より詳細には、スリット28は、左右方向に延びる横スリット28aと、上下方向に延びる縦スリット28bとで構成される。横スリット28aは、腹面23の下端において、左右方向に延設されている。縦スリット28bは、横スリット28aの中央から上方に延設されている。さらに、縦スリット28bの左右には、一対のボルト穴28cが形成されている。
スリット28は、カウンタウェイト20の外部から、カウンタウェイト20の内部空間へのアクセスを許容する開口である。より詳細には、スリット28は、カウンタウェイト20の内部空間に、架台30を進入させる。換言すれば、スリット28は、カウンタウェイト20の内部空間に架台30を収納するための入口である。カウンタウェイト20の内部空間は、架台30を収納することができれば、どのような形状でもよい。
また、図6に示すように、カウンタウェイト20の背面24は、左右方向の中央に位置する平行面24aと、平行面24aの左右方向の両側に位置する一対の傾斜面24b、24cとで構成されている。さらに、平行面24a及び傾斜面24b、24cの下部には、下方に向かってくびれたくびれ部24dが設けられている。
平行面24aは、腹面23と平行な面である。傾斜面24b、24cは、カウンタウェイト20の幅方向の端部側に向かって、カウンタウェイト20の厚み方向を減じる向きに傾斜している。傾斜面24b、24cは、上部旋回体3の旋回軌跡に沿って(より詳細には、上部旋回体3の旋回軌跡の内側に位置するように)、延設されている。
カウンタウェイト20は、支持部と、収納部とを備える。支持部は、上部旋回体3から取り外されたカウンタウェイト20の姿勢を安定させるための複数の架台30を、腹面23及び背面24から外方に突出した状態で支持する部分である。収納部は、上部旋回体3に対するカウンタウェイト20の装着を許容するように、架台30の少なくとも一部をカウンタウェイト20の内部空間に進入させる部分である。
本実施形態に係る支持部は、腹面23に形成された一対のボス26a、26bと、カウンタウェイト20の幅方向における平行面24aの両端に設けられたボルト穴(図示省略)とを含む。また、本実施形態に係る収納部は、腹面23に形成されたスリット28を含む。但し、支持部及び収納部の具体的な構成は、前述の例に限定されない。
図4は、架台30の斜視図である。架台30は、背板10から取り外されたカウンタウェイト20の姿勢を安定させる役割を担う。また、架台30は、背板10に装着されたカウンタウェイト20に収納されて、重量物として機能する。図4に示すように、架台30は、当接プレート31と、底プレート32と、補強リブ33とで構成される。
当接プレート31、底プレート32、及び補強リブ33は、金属(例えば、鋼)で形成された平板形状の部材である。当接プレート31及び底プレート32は、長辺及び短辺を有する長方形状である。一方、補強リブ33は、三角形状(直角三角形)である。当接プレート31、底プレート32、及び補強リブ33は、例えば、溶接によって図4に示す形状に組み立てられている。
当接プレート31は、内面31aと、内面31aと反対側の外面31bとを有する。また、当接プレート31には、厚み方向に貫通する複数の貫通孔34a、34b、35a、35bが形成されている。
貫通孔34a、34bと、貫通孔35a、35bとは、長辺方向に離間して形成されている。貫通孔34a、34bは、貫通孔35a、35bより上方に位置している。また、貫通孔34a、35aと、貫通孔34b、35bとは、短辺方向(幅方向)に離間して形成されている。換言すれば、貫通孔34a、35aと、貫通孔34b、35bとは、補強リブ33を挟んで反対側に位置している。
底プレート32には、当接プレート31の短辺の一方(下端)に接続されて、当接プレート31と交差(直交)する方向に延設されている。すなわち、当接プレート31と底プレート32とでL字形状が構成される。また、底プレート32は、当接プレート31の内面31a側に延設されている。底プレート32は、上面32aと、上面32aと反対側の下面32bとを有する。
補強リブ33は、当接プレート31及び底プレート32の短辺方向(幅方向)の中央において、内面31a及び上面32aに接続されている。より詳細には、直角を挟む一対の辺のうち、一方が当接プレート31の内面31aに接続され、他方が底プレート32の上面32aに接続される。さらに、補強リブ33は、当接プレート31及び底プレート32の両方に交差(直交)する方向に延設されている。
そして、架台30は、使用状態と収納状態とに状態変化が可能に構成されている。図5は、カウンタウェイト20の腹面23側における使用状態及び収納状態の架台30を示す図である。図6は、カウンタウェイト20の背面24側における使用状態の架台30を示す図である。
架台30の使用状態とは、上部旋回体3から取り外されたカウンタウェイト20の姿勢を安定させる状態である。また、架台30の使用状態とは、架台30がカウンタウェイト20の支持部に支持された状態である。使用状態の架台30は、カウンタウェイト20の腹面23及び背面24から外方に突出する。一方、腹面23側において使用状態の架台30は、カウンタウェイト20が上部旋回体3に装着されるのを妨げる。
図5に示すように、使用状態の架台30は、カウンタウェイト20の腹面23側において、ボス26a、26bそれぞれの先端に取り付けられる。すなわち、使用状態の架台30は、カウンタウェイト20の腹面23側において、左右方向に離間した2箇所に取り付けられる。
より詳細には、平坦面に載置されたカウンタウェイト20のボス26aの先端に、当接プレート31の外面31bを当接させる。これにより、カウンタウェイト20の底面22と、底プレート32の下面32bとが面一となる。また、貫通孔35a、35bと一対のボルト穴29aとが連通する。
そして、貫通孔35a、35bに挿入したボルト36を、一対のボルト穴29aに螺合させることによって、架台30がボス26aの先端に装着(支持)される。このとき、架台30の底プレート32は、カウンタウェイト20の腹面23から外方(前方)に突出する。架台30をボス26bに取り付ける手順も同様である。
すなわち、カウンタウェイト20の腹面23側の支持部は、当接プレート31を貫通する貫通孔35a、35bに挿通されたボルト36が、ボス26a、26bの先端に形成されたボルト穴29a、20bに螺合されることによって、ボス26a、26bの先端で架台30を支持する。
また、図6に示すように、使用状態の架台30は、カウンタウェイト20の背面24側において、平行面24aに取り付けられる。より詳細には、使用状態の架台30は、カウンタウェイト20の背面24側において、平行面24aの左右方向の両端に取り付けられる。すなわち、使用状態の架台30は、カウンタウェイト20の背面24側において、左右方向に離間した2箇所に取り付けられる。
より詳細には、平坦面に載置されたカウンタウェイト20の平行面24aに、当接プレート31の外面31bを当接させる。これにより、カウンタウェイト20の底面22と、底プレート32の下面32bとが面一となる。また、貫通孔34a、34bは、平行面24aのくびれ部24dより上方に設けられた一対のボルト穴(図示省略)に連通する。
そして、貫通孔34a、34bに挿入したボルト37を、平行面24aのボルト穴に螺合させることによって、架台30が平行面24aに装着される。このとき、架台30の底プレート32は、カウンタウェイト20の背面24から外方(後方)に突出する。
すなわち、カウンタウェイト20の支持部は、当接プレート31の外面31bがカウンタウェイト20の腹面23または背面24に当接し、底プレート32の下面32bがカウンタウェイト20の底面22と面一になるように、架台30を支持する。
一方、架台30の収納状態とは、上部旋回体3に対するカウンタウェイト20の装着を許容する状態である。また、架台30の収納状態とは、架台30がカウンタウェイト20の収納部に収納された状態である。収納状態の架台30は、少なくとも一部がカウンタウェイト20の内部空間に収容されている。一方、収納状態の架台30は、カウンタウェイト20の姿勢を安定する機能を発揮しない。
図5に示すように、収納状態の架台30の少なくとも一部は、スリット28を通じてカウンタウェイト20の内部空間に収納される。より詳細には、収納状態の架台30は、底プレート32が突出端の側から横スリット28aに挿入され、補強リブ33が斜辺の側から縦スリット28bに挿入される。これにより、当接プレート31の内面31aがカウンタウェイト20の腹面23に当接する。
このとき、当接プレート31の貫通孔35a、35bと、腹面23に形成された一対のボルト穴28cとが連通する。そして、貫通孔35a、35bに挿入したボルト38を、腹面23の一対のボルト穴28cに螺合させることによって、底プレート32及び補強リブ33が内部空間に収納された状態で、架台30が腹面23に装着(収納)される。
すなわち、カウンタウェイト20の収納部は、底プレート32及び補強リブ33がスリット28を通じて内部空間に進入し、当接プレート31の内面31aがカウンタウェイト20の腹面23に当接した状態で、架台30を収納する。
このとき、当接プレート31は、カウンタウェイト20の内部空間に収納されていないものの、腹面23に沿って延設されている。そのため、収納状態の架台30の腹面23からの突出量は、僅か(当接プレート31の厚み分だけ)である。その結果、収納状態の架台30は、背板10にカウンタウェイト20を装着する際に、背板10に干渉しない。
なお、図6には、1つのスリット28のみに架台30が収納された状態を示すが、カウンタウェイト20を上部旋回体3に装着する際には、4つのスリット28それぞれに架台30が収納される。
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、カウンタウェイト20を搬送する際に架台30を支持部に支持させ、カウンタウェイト20を上部旋回体3に装着する際に架台30を収納部に収納する。これにより、搬送時にカウンタウェイト20の姿勢を安定させることができると共に、油圧ショベル1の動作時に架台30の置き場所に困ることもない。その結果、架台30の使い勝手が向上する。
また、上記の実施形態によれば、当接プレート31と底プレート32とを補強リブ33で補強したので、使用状態の架台30が、カウンタウェイト20の重量によって変形するのを防止することができる。さらに、比重の高い材料で架台30を形成することによって、使用状態の架台30の剛性が向上すると共に、収納状態の架台30がカウンタウェイト20の重量を増加させる役割を担う。
また、上記の実施形態によれば、スリット28を通じて架台30をカウンタウェイト20の内部空間に収納することができる。これにより、カウンタウェイト20の内部空間を開閉する蓋などを設ける場合と比較して、使用状態及び収納状態の間で架台30を状態変化させる作業を簡素化することができる。
また、上記の実施形態によれば、ボス26a、26bの先端に架台30を取り付けるので、腹面23からの架台30(より詳細には、底プレート32)の突出量を増やすことができる。同様に、平行面24aに架台30を取り付けるので、傾斜面24b、24cに取り付ける場合と比較して、背面24からの架台30(より詳細には、底プレート32)の突出量を増やすことができる。その結果、カウンタウェイト20の姿勢をさらに安定させることができる。但し、使用状態の架台30の取付位置は、前述の例に限定されない。
また、上記の実施形態によれば、架台30を背面24に取り付けるための貫通孔34a、34bと、架台30を腹面23に取り付けるための貫通孔35a、35bとを、全ての架台30に形成したので、架台30を腹面23用と背面24用とに区別する必要がない。その結果、架台30を使用状態にする作業を簡素化することができる。
なお、上記の実施形態では、L字形状の架台30を説明したが、架台30の具体的な形状はこれに限定されない。また、使用状態及び収納状態の具体的な状態は、前述の例に限定されない。
他の例として、架台30は、カウンタウェイト20から突出した使用状態と、カウンタウェイト20の内部空間に没入した収納状態との間を、カウンタウェイト20に対して出没可能に構成されていてもよい。さらに、カウンタウェイト20に対して架台30を出没させる機構は、スライドでもよいし、回動でもよい。
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 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 ガイド穴
13a,13b,27a,27b,28c,29a,29b ボルト穴
20 カウンタウェイト
21,32a 上面
22 底面
23 腹面
24 背面
24a 平行面
24b,24c 傾斜面
24d くびれ部
25a,25b 取付ブラケット
26a,26b ボス
28 スリット
28a 横スリット
28b 縦スリット
30 架台
31 当接プレート
31a 内面
31b 外面
32 底プレート
32b 下面
33 補強リブ
34a,34b,35a,35b 貫通孔
36,37,38 ボルト

Claims (5)

  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着脱可能なカウンタウェイトとを備える作業機械であって、
    前記カウンタウェイトは、
    前記上部旋回体から取り外された前記カウンタウェイトの姿勢を安定させるための複数の架台を、前記上部旋回体に対面する腹面及び前記腹面と反対側の背面から外方に突出した状態で支持する支持部と、
    前記上部旋回体に対する前記カウンタウェイトの装着を許容するように、前記架台の少なくとも一部を前記カウンタウェイトの内部空間に進入させる収納部とを備え
    前記収納部は、前記カウンタウェイトの前記腹面に設けられていることを特徴とする作業機械。
  2. 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着脱可能なカウンタウェイトとを備える作業機械であって、
    前記カウンタウェイトは、
    前記上部旋回体から取り外された前記カウンタウェイトの姿勢を安定させるための複数の架台を、前記上部旋回体に対面する腹面及び前記腹面と反対側の背面から外方に突出した状態で支持する支持部と、
    前記上部旋回体に対する前記カウンタウェイトの装着を許容するように、前記架台の少なくとも一部を前記カウンタウェイトの内部空間に進入させる収納部とを備え、
    前記架台は、
    内面及び外面を有する当接プレートと、
    上面及び下面を有し、前記当接プレートの下端から前記内面側に延びる底プレートと、
    前記当接プレート及び前記底プレートの幅方向の中央において前記内面及び前記上面に接続され、前記当接プレート及び前記底プレートの両方と交差する方向に延びる三角形の補強リブとを有し、
    前記支持部は、前記当接プレートの前記外面が前記カウンタウェイトの前記腹面または前記背面に当接し、前記底プレートの下面が前記カウンタウェイトの底面と面一になるように、前記架台を支持することを特徴とする作業機械。
  3. 請求項2に記載の作業機械において、
    前記収納部は、前記カウンタウェイトの前記腹面に形成され、前記底プレート及び前記補強リブが前記内部空間に進入可能なT字形状のスリットを含み、
    前記収納部は、前記底プレート及び前記補強リブが前記スリットを通じて前記内部空間に進入し、前記当接プレートの前記内面が前記カウンタウェイトの前記腹面に当接した状態で、前記架台を収納することを特徴とする作業機械。
  4. 請求項2に記載の作業機械において、
    前記カウンタウェイトの腹面側の前記支持部は、前記カウンタウェイトの幅方向に離間した位置から突出し、各々が前記上部旋回体のガイド穴に進入する一対のボスを含み、
    前記支持部は、前記当接プレートを貫通する貫通孔に挿通されたボルトが、前記ボスの先端に形成されたボルト穴に螺合されることによって、前記ボスの先端で前記架台を支持することを特徴とする作業機械。
  5. 請求項2に記載の作業機械において、
    前記カウンタウェイトの背面は、
    前記腹面と平行な平行面と、
    前記カウンタウェイトの幅方向における前記平行面の両側に、前記上部旋回体の旋回軌跡に沿う一対の傾斜面とを有し、
    前記カウンタウェイトの背面側の前記支持部は、前記カウンタウェイトの幅方向における前記平行面の両端それぞれに配置されていることを特徴とする作業機械。
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