JPH11181834A - 作業機械のカウンタウエイト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カウンタウエイトとしての重量バランス機能
を保ちながら作業機械のエンジンルームに対する保守点
検性の向上を図る。 【解決手段】 駆動機構１７ａの駆動によって走行およ
び所定の作業を行うパワーショベル１の中心部分に設け
られた垂直軸１３回りに旋回可能に上部旋回体１４が設
けられ、この上部旋回体１４は、前方部分に設けられた
キャブ１５および作業用アーム１６と、後方部分に設け
られたカウンタウエイト２とを備えて形成され、カウン
タウエイト２は、キャブ１５および作業用アーム１６と
の間の重量バランス用として重量設定されてなり、カウ
ンタウエイト２は、垂直軸１３の軸心を中心とした円弧
状に形成されてその内面側に駆動機構１７ａを収納し得
るように形状設定されているとともに、後方上縁部が下
方に向かって切り欠かれて形成した後方切欠き窓２１ａ
と、両側縁部が後方に向かって切り欠かれて形成した幅
方向一対の側部切欠き窓２２ａとを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パワーショベルや
クレーン車等の作業機械に取り付けられる重量バランス
用の作業機械の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、実開平６−２０５５２号公報によ
って開示されたようなパワーショベルやクレーン車等の
作業機械に取り付けられる重量バランス用のカウンタウ
エイトが知られている。このカウンタウエイトは、作業
機械の上部旋回体の後端部に設けられた錘としての鉄塊
であり、上部旋回体の前端部に設けられた作業用アーム
と垂直軸を介して重量的にバランスするように重量設定
されている。

【０００３】従って、上部旋回体を垂直軸回りに旋回さ
せた場合に、作業用アームによる遠心力とカウンタウエ
イトによる遠心力とがバランスし、これによって作業用
アームおよびカウンタウエイトに起因した径方向に向け
て垂直軸に加わる力が互いに相殺され、作業機械が横転
するような不都合が防止されて上部旋回体は安定した状
態で旋回運動を行うことが可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のカウ
ンタウエイトは、平面視で円弧状に形成される等、形状
的に工夫が施されて車幅内での旋回が可能であったり、
デザイン的に作業機械の全体的な外観視に適合するよう
になされているが、基本的に錘としての鉄塊であるた
め、このカウンタウエイトが旋回体のエンジンルームを
後部で閉止した状態になっており、カウンタウエイトが
邪魔をしてエンジンルームの点検・補修作業が困難であ
るという問題点を有していた。

【０００５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、カウンタウエイトとしての
重量バランス機能を保ちながら作業機械のエンジンルー
ムに対する保守点検性を向上させるカウンタウエイト構
造を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
作業機械のカウンタウエイトは、駆動機構の駆動によっ
て走行および所定の作業を行う作業機械が垂直軸回りに
旋回可能に設けられた上部旋回体を備えて構成され、こ
の上部旋回体は、前方部分に設けられたキャブおよび作
業用アームと、後方部分に設けられたカウンタウエイト
とを備えて形成され、上記カウンタウエイトは、上記キ
ャブおよび作業用アームとの間の重量バランス用として
重量設定されてなる作業機械のカウンタウエイトであっ
て、上記カウンタウエイトは、平面視で上記垂直軸の軸
心を中心とした円弧状に形成されてその内面側に上記駆
動機構を収納し得るように形状設定されているととも
に、後方上縁部が下方に向かって切り欠かれて形成した
後方切欠き窓と、両側縁部が後方に向かって切り欠かれ
て形成した幅方向一対の側部切欠き窓とを有しているこ
とを特徴とするものである。

【０００７】この作業機械のカウンタウエイトによれ
ば、カウンタウエイトがキャブおよび作業用アームに対
して重量的にバランスしていることにより上部旋回体を
垂直軸回りに旋回させてもキャブおよび作業用アームに
起因した径方向に向かう力が垂直軸に加わらず、上部旋
回体の旋回動作が安定して作業機械が横転するような不
都合が回避される。そして、このような旋回動作の安定
性を確保した上で、カウンタウエイトの後方切欠き窓お
よび側部切欠き窓を通して駆動機構の点検整備作業を行
うことが可能であり、従来のカウンタウエイトの場合、
カウンタウエイトが駆動機構を塞ぐことにより点検整備
作業が困難であったという不都合が解消され、メンテナ
ンス性が向上する。

【０００８】本発明の請求項２記載の作業機械のカウン
タウエイトは、請求項１記載の作業機械のカウンタウエ
イトにおいて、カウンタウエイトは、その両側部がキャ
ブの後部位置にまで延ばされていることを特徴とするも
のである。

【０００９】この作業機械のカウンタウエイトによれ
ば、カウンタウエイトの円弧形状を維持した上で垂直軸
の軸心を支点としたカウンタウエイトのモーメントの値
を可能な限り大きくすることができる。従って、延設し
なくてもカウンタウエイトが必要重量を賄っている場合
には、延設部分に相当する重量分だけカウンタウエイト
の厚み寸法を薄くすることが可能であり、これによって
駆動機構を収容する容積を増加させることができる。ま
た、カウンタウエイトの必要重量の確保が困難な場合
は、その両側縁部を延ばすことによって対応することが
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るカウンタウ
エイトが適用された作業機械の一実施形態を示す斜視図
である。なお、図１において、Ｘ−Ｘ方向を幅方向、Ｙ
−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ
方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。
この実施形態においては作業機械としてパワーショベル
が採用されている。図１に示すように、パワーショベル
１は、幅方向一対の走行用のクローラ１１と、これらク
ローラ１１に支持された基台１２と、この基台１２の中
央部に立設された垂直軸１３回りに正逆旋回可能に支持
された上部旋回体１４と、上記上部旋回体１４の後部に
付設されたカウンタウエイト２とを備えた基本構成を有
している。

【００１１】上記上部旋回体１４は、基台１２に立設さ
れた上記垂直軸１３回りに正逆旋回する底板１４ａ上に
構築されており、底板１４ａの左前部上に設けられたキ
ャブ１５と、同右前部上に設けられた作業用アーム１６
と、同後部に図１に示された状態で底板１４ａを幅方向
に横断するように設けられた駆動機構部１７とからなっ
ている。

【００１２】上記キャブ１５は、パワーショベル１のオ
ペレータが乗り込んで運転操作する運転室であり、ここ
での運転操作によってパワーショベル１を走行させたり
作業用アーム１６が操作されるようになっている。上記
作業用アーム１６は、土壌の掘削を行うものであって前
端部にバケット１６ａが設けられ、このバケット１６ａ
の操作で土砂が掘削されたり、掘削されたバケット１６
ａ内の土砂が作業用アーム１６の旋回でダンプカー等に
移されたりしてパワーショベル１の作業が進行する。

【００１３】上記駆動機構部１７は、パワーショベル１
の心臓部を構成する重要な部位であって、底板１４ａ上
にエンジンや油圧機構等からなる駆動機構１７ａが配設
されることによって形成されている。従って、駆動機構
１７ａの駆動による底板１４ａの垂直軸１３回りの旋回
でキャブ１５、作業用アーム１６および駆動機構部１７
が共回りするようになっている。

【００１４】上記底板１４ａは、直径が一対のクローラ
１１間の外寸法より若干小さい円形に形状設定されてい
るとともに、上記上部旋回体１４、キャブ１５および折
り畳まれた状態の作業用アーム１６は底板１４ａ上に配
設された状態で底板１４ａから外部にはみ出さないよう
にレイアウト設定されている。従って、上部旋回体１４
を垂直軸１３回りに旋回させても、キャブ１５、折畳み
状態の作業用アーム１６および駆動機構部１７はクロー
ラ１１の車幅内で旋回し、これによって上部旋回体１４
の旋回時の安全性が確保されるようになっている。

【００１５】そして、上記カウンタウエイト２は、上部
旋回体１４の前方部分の垂直軸１３に対するモーメント
と、同後方部分のモーメントとが同一になるように重量
設定され、これによって上部旋回体１４が旋回したとき
に垂直軸１３に径方方向に向かう力が加わるのを防止
し、上部旋回体１４が安定して旋回し得るようになって
いる。なお、必要に応じて図１に二点鎖線で示すよう
に、増量ウエイト２ａをカウンタウエイト２の後方縁部
にボルト止め等によって装着可能にしてあり、適宜選択
された所要重量の増量ウエイト２ａを装着することによ
ってモーメントバランスを調節し得るようにしている。

【００１６】図２は、本発明に係るカウンタウエイトの
一実施形態を示す内面視の斜視図であり、図３は図２の
Ａ線視図、図４は図２のＢ線視図である。以下、図１を
参照しながら図２〜図４を基にカウンタウエイト２につ
いて説明する。図２〜図４に示すように、カウンタウエ
イト２は、底板１４ａ（図１）の後縁部に立設されて駆
動機構１７ａの後方を覆う平面視で円弧状の中央板部２
１と、この中央板部２１の幅方向両縁部から左右に延設
された平面視で円弧状の一対の側板部２２とを備えて構
成されている。

【００１７】そして、中央板部２１および側板部２２の
概略形状は、平面視で垂直軸１３の軸心を中心とした所
定の同一径寸法の円弧になるように設定され、これによ
って上部旋回体１４（図１）が垂直軸１３回りに旋回し
たとき、カウンタウエイト２がクローラ１１から外側に
向かって突出することはなく、従って、周りに構築物が
密集しているような狭隘な作業空間であっても支障なく
作業を行うことができるとともに、旋回中のカウンタウ
エイト２がパワーショベル１の近傍で作業している作業
者に衝突するような不都合が発生しないようになってい
る。

【００１８】上記中央板部２１は、その上下寸法が駆動
機構部１７（図１）の上下寸法より短めに設定されてい
る一方、上記各側板部２２は、その上下寸法が駆動機構
部１７の上下寸法より若干長めに設定されている。そし
て、カウンタウエイト２の中央上部には、中央板部２１
の上縁部と各側板部２２上部の対向縁部によって三方が
囲まれた矩形状の後方切欠き窓２１ａが形成されてい
る。また、各側板部２２には、上下方向の中央部分に前
端縁部から後方に向かって切り欠かれた側面視で矩形状
の側部切欠き窓２２ａが形成されている。

【００１９】従って、カウンタウエイト２が底板１４ａ
（図１）の後部に装着された状態で、後方切欠き窓２１
ａおよび郭側部切欠き窓２２ａから駆動機構部１７の内
部を点検・補修することができるようになっている。

【００２０】上記後方切欠き窓２１ａおよび駆動機構部
１７の上面は、図１に示すように、普段は平面視でカウ
ンタウエイト２の円弧形状に対応した円弧形状を呈する
上面カバー１７ｂ（図１）によって閉止されているとと
もに、上記各側部切欠き窓２２ａは、普段はスリットを
有する側面カバー１７ｃによって閉止され、これによっ
て駆動機構部１７に塵埃や異物が侵入するのを防止して
いる。上記上面カバー１７ｂは、前端縁部が上部旋回体
１４に設けられた幅方向に延びるフレームＦに蝶番を介
して開閉自在に取り付けられている。また、右方の側面
カバー１７ｃは、側部切欠き窓２２ａに嵌め込み式で装
着されてねじ止めされいる一方、左方の側面カバー１７
ｃは、蝶番を介して開閉自在にされている。

【００２１】従って、駆動機構部１７の点検・補修時に
は、図１に示す状態の上面カバー１７ｂを蝶番回りに反
時計方向に回動して開放するとともに、ねじを緩めてま
たは蝶番周りに回動させて側面カバー１７ｃを開放し、
これによって開放されたカウンタウエイト２の上面部、
後方切欠き窓２１ａおよび側部切欠き窓２２ａを通して
駆動機構部１７が点検・整備される。

【００２２】このようなカウンタウエイト２は、中央板
部２１の前面側に図２に示すように、後方に向けて凹設
された、駆動機構１７ａのエンジンの一部を嵌め込むた
めの中央窪み部２１ｂを有しているとともに、左右一対
の側板部２２の中央板部２１との当接部分の近傍に駆動
機構１７ａのラジエータの幅方向の各縁部を嵌め込むた
めの側方窪み部２２ｂを有しており、これらの窪み部２
１ｂ，２２ｂにエンジンの一部およびラジエータの一部
を嵌め込むことにより狭隘な条件下で駆動機構部１７が
収まる空間を確保するようにしている。なお、この実施
形態では、エンジンは、幅方向に延びるように配置され
たいわゆる横置き方式で上部旋回体１４に設置されてい
る。

【００２３】また、中央板部２１下部の幅方向中央部に
は前方に向けて突設された係合突片２１ｃが設けられ、
この係合突片２１ｃには、下面から上方に向けて穿設さ
れた係合孔２１ｄが穿設されている一方、上記底板１４
ａの後方縁部には係合孔２１ｄに対応した係合棒１４ｂ
が上方に向かって突設され、係合孔２１ｄを係合棒１４
ｂに外嵌することによってカウンタウエイト２の底板１
４ａ上での位置決めが行われるとともに、カウンタウエ
イト２の底板１４ａに対する装着状態が安定するように
している。

【００２４】また、各側板部２２内側の前方の上下側縁
部には、側部切欠き窓２２ａを挟むようにそれぞれ上下
一対のブラケット２２ｃが突設され、これらのブラケッ
ト２２ｃがフレームＦ（図１）にボルト止めされること
によってカウンタウエイト２が底板１４ａに固定される
ようになっている。

【００２５】また、各側板部２２の側部切欠き窓２２ａ
の上下縁部には表面側から若干凹んだ位置に上下縁部に
平行に形成された、上記側面カバー１７ｃを装着するた
めの隠れ縁部２２ｄが設けられている。

【００２６】右方の側板部２２の隠れ縁部２２ｄには左
右上下の４つのボルト孔２２ｅが螺設され、側面カバー
１７ｃを上下の隠れ縁部２２ｄに押し当てた状態で側面
カバー１７ｃを貫通したボルトをボルト孔２２ｅに螺着
することにより側面カバー１７ｃがカウンタウエイト２
に取り付けられるようになっている。さらに、左方の側
板部には上下一対の蝶番取付け部２２ｆ（上方は図２で
は隠れている）が設けられており、この蝶番取付け部２
２ｆに取り付けられた蝶番によって側面カバー１７ｃが
側方に開閉可能とされている。

【００２７】また、本実施形態においては、カウンタウ
エイト２の側板部２２の両側縁部は、可能な限り前方に
延ばされている。側板部２２の前方への延設量は、カウ
ンタウエイト２の円弧形状を維持した上で垂直軸１３の
軸心を支点としたカウンタウエイト２のモーメントの値
を可能な限り大きくすることができる量として設定され
る。こうすることによってカウンタウエイト２の必要重
量を径方向への延設を行うことなく、カウンタウエイト
２の必要重量を確保することが可能になる。

【００２８】以上の詳述したように、本発明のカウンタ
ウエイト構造は、キャブ１５および作業用アーム１６と
の間の重量バランス用として作業機械に設けられるもの
であって、カウンタウエイト２を、平面視で垂直軸１３
の軸心を中心とした円弧状に形成してその内面側に駆動
機構部１７を収納し得るように形状設定するとともに、
その後方上縁部を下方に向かって切り欠いて後方切欠き
窓２１ａを形成し、さらに両側縁部を後方に向かって切
り欠いて幅方向一対の側部切欠き窓２２ａを形成したた
め、まず、カウンタウエイト２がキャブ１５および作業
用アーム１６に対して重量的にバランスしていることに
より上部旋回体１４を垂直軸１３回りに旋回させてもキ
ャブ１５および作業用アーム１６に起因した径方向に向
かう力が垂直軸１３に加わらず、上部旋回体１４の旋回
動作が安定して作業機械が横転するような不都合を回避
することができる。

【００２９】そして、このような旋回動作の安定性を確
保した上で、カウンタウエイト２の後方切欠き窓２１ａ
および側部切欠き窓２２ａを通して駆動機構部１７の点
検・補修作業を行うことができ、従来のカウンタウエイ
ト２のような、カウンタウエイト２が駆動機構部１７を
塞ぐことにより点検・補修作業が困難であるという不都
合を解消することが可能であり、作業機械のメンテナン
ス性を向上させることができる。

【００３０】特にこの実施形態の場合、上面カバー１７
ｂを開けることにより駆動機構部１７の上方を全面開放
することが可能であり、エンジン上面に配置される要メ
ンテナンス部分の点検・補修を極めて容易に行うことが
できる。また、側面カバー１７ｃによって側方を開放す
ることができるので、エアーフィルターや防虫網等のラ
ジエータの前面に配置される要メンテナンス部分の点検
・補修が極めて容易に行い得るようになる。

【００３１】さらに、カウンタウエイト２の両側縁部を
垂直軸１３の軸心を中心とした円弧に沿うように最大限
に前方に延ばしてカウンタウエイト２のモーメントの値
が大きくなるようにしているため、カウンタウエイト２
の円弧形状を維持した上で垂直軸１３の軸心を支点とし
たカウンタウエイト２のモーメントの値を可能な限り大
きくすることができる。従って、延設しなくてもカウン
タウエイト２が必要重量を賄っている場合には、延設部
分に相当する重量分だけカウンタウエイト２の厚み寸法
を薄くすることが可能であり、これによって駆動機構部
１７を収容する容積を増加させることができ、逆にカウ
ンタウエイト２の必要重量の確保が困難な場合は、カウ
ンタウエイト２の両側縁部を垂直軸１３を中心とした円
弧に沿って延ばすことにより必要重量を確保することが
できる。

【００３２】本発明は上記の実施形態に限定されるもの
ではなく、以下の内容をも包含するものである。

【００３３】（１）上記の実施形態においては、作業機
械としてパワーショベル１が適用されているが、本発明
は作業機械がパワーショベル１であることに限定される
ものではなく、クローラ式のクレーン車等、作業用アー
ムを備えた上部旋回体が垂直軸周りに旋回するものなら
どのような種類の作業機械にも適用することができる。

【００３４】（２）上記の実施形態においては、カウン
タウエイト２の中央板部２１の表面に増量ウエイト２ａ
が取り付けられているが、本発明はカウンタウエイト２
に増量ウエイト２ａを取り付けることに限定されるもの
ではなく、重量バランスが達成されるのであれば特に増
量ウエイト２ａを設けなくてもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の作業機械のカウ
ンタウエイトによれば、キャブおよび作業用アームとの
間の重量バランス用として作業機械に設けられるカウン
タウエイト構造において、カウンタウエイトを、平面視
で垂直軸の軸心を中心とした円弧状に形成してその内面
側に駆動機構を収納し得るように形状設定するととも
に、その後方上縁部を下方に向かって切り欠いて後方切
欠き窓を形成し、さらに両側縁部を後方に向かって切り
欠いて幅方向一対の側部切欠き窓を形成したため、ま
ず、カウンタウエイトがキャブおよび作業用アームに対
して重量的にバランスしていることにより上部旋回体を
垂直軸回りに旋回させてもキャブおよび作業用アームに
起因した径方向に向かう力が垂直軸に加わらず、上部旋
回体の旋回動作が安定して作業機械が横転するような不
都合を回避することができる。

【００３６】そして、このような旋回動作の安定性を確
保した上で、カウンタウエイトの後方切欠き窓および側
部切欠き窓を通して駆動機構の点検・補修作業を行うこ
とができ、従来のカウンタウエイトのような、カウンタ
ウエイトが駆動機構を塞ぐことにより点検・補修作業が
困難であるという不都合を解消することが可能であり、
作業機械のメンテナンス性を向上させることができる。

【００３７】本発明の請求項２記載の作業機械のカウン
タウエイトによれば、カウンタウエイトの両側部をキャ
ブの後部位置にまで延ばしているため、カウンタウエイ
トの円弧形状を維持した上で垂直軸の軸心を支点とした
カウンタウエイトのモーメントの値を可能な限り大きく
することができる。従って、延設しなくてもカウンタウ
エイトが必要重量を賄っている場合には、延設部分に相
当する重量分だけカウンタウエイトの厚み寸法を薄くす
ることが可能であり、これによって駆動機構を収容する
容積を増加させることができる。また、カウンタウエイ
トの必要重量の確保が困難な場合は、その両側縁部を延
ばすことによって対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカウンタウエイトが適用された作
業機械の一実施形態を示す斜視図である。

【図２】本発明に係るカウンタウエイトの一実施形態を
示す内面視の斜視図である。

【図３】図２のＡ線視図である。

【図４】図２のＢ線視図である。

【符号の説明】

１ パワーショベル １１ クローラ １２ 基台 １３ 垂直軸 １４ 上部旋回体 １４ａ 底板 １４ｂ 係合棒 １５ キャブ １６ 作業用アーム １６ａ バケット １７ 駆動機構部 ２ カウンタウエイト ２ａ 増量ウエイト ２１ 中央板部 ２１ａ 後方切欠き窓 ２１ｂ 中央窪み部 ２１ｃ 係合突片 ２１ｄ 係合孔 ２２ 側板部 ２２ａ 側部切欠き窓 ２２ｂ 側方窪み部 ２２ｃ ブラケット ２２ｄ 隠れ縁部 ２３ 天井板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動機構の駆動によって走行および所定
   の作業を行う作業機械が垂直軸回りに旋回可能に設けら
   れた上部旋回体を備えて構成され、この上部旋回体は、
   前方部分に設けられたキャブおよび作業用アームと、後
   方部分に設けられたカウンタウエイトとを備えて形成さ
   れ、上記カウンタウエイトは、上記キャブおよび作業用
   アームとの間の重量バランス用として重量設定されてな
   る作業機械のカウンタウエイトであって、上記カウンタ
   ウエイトは、平面視で上記垂直軸の軸心を中心とした円
   弧状に形成されてその内面側に上記駆動機構を収納し得
   るように形状設定されているとともに、後方上縁部が下
   方に向かって切り欠かれて形成した後方切欠き窓と、両
   側縁部が後方に向かって切り欠かれて形成した幅方向一
   対の側部切欠き窓とを有していることを特徴とする作業
   機械のカウンタウエイト。
2. 【請求項２】 カウンタウエイトは、その両側部がキャ
   ブの後部位置にまで延ばされていることを特徴とする請
   求項１記載の作業機械のカウンタウエイト。