JPH1193218A - 建設機械のカウンタウエイト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 重量物であるカウンタウエイトを分割して、
輸送の一単位を構成する物の重量の軽減を図り、かつ装
着時には分割ブロックの重心位置とそのメインフレーム
の連結部材への連結位置とのずれにより連結部材に曲げ
モーメント等が作用するのを防止する。 【構成】 カウンタウエイト１１は、それぞれメインフ
レーム７を構成する構造部材７Ｒ，７Ｌの後端部に馬乗
り状態に装着される鞍状凹陥部１５Ｒ，１５Ｌを有する
ウエイト本体部１３Ｒ，１３Ｌと、相互に重ね合わされ
る張り出し部１４Ｒ，１４Ｌとからなる左右一対の分割
ブロック１２Ｒ，１２Ｌで構成され、両分割ブロック１
２Ｒ，１２Ｌの相対向する垂直面が接合され、張り出し
部１３Ｒの上に張り出し部１３Ｌの水平面を当接させ
て、ウエイト本体部１３Ｒ，１３Ｌのそれぞれの構造部
材７Ｒ，７Ｌへの当接部と、張り出し部１４Ｒ，１４Ｌ
の間の部位が通しボルト１８，２１で着脱可能に固定さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
建設機械に設置されるカウンタウエイトに関するもので
あり、特に左右２つに分割できるようにしたカウンタウ
エイトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建設機械の一例としての油圧ショベル
は、土砂の掘削等の作業を行うためのものであって、下
部走行体上に上部旋回体を旋回可能に設置して、この上
部旋回体に掘削手段が設けられる。この掘削手段は、上
部旋回体に俯仰動作可能に設けたブームと、このブーム
の先端に上下方向に回動可能に連結したアームと、アー
ムの先端に回動可能に連結したバケットとからなるフロ
ント作業機構として構成される。フロント作業機構は前
方に伸ばした状態で土砂の掘削を行うことから、この掘
削時に車両全体のバランスを取るために、上部旋回体の
後方部にはカウンタウエイトが設けられる。

【０００３】カウンタウエイトは鋼鉄製の容器内に重量
コンクリート等の重量のある充填物を収容させたものか
らなり、その重量はフロント作業機構の構造、特にバケ
ットの容量等に基づいて設定されるものであり、大型の
油圧ショベルにあっては、それだけカウンタウエイトも
重量化させることになる。上部旋回体には、その構造体
としてメインフレームを有するが、このメインフレーム
には左右一対の構造部材が設けられており、前述したフ
ロント作業機構のブームは構造部材に連結される。構造
部材は、上部旋回体の後部位置にまで延在されており、
カウンタウエイトはこの構造部材の後端部分に設置され
るのが一般的である。そして、カウンタウエイトの構造
部材への取り付けは、固着状態にすることも可能である
が、通常はカウンタウエイトの下面側に鞍状凹陥部を設
けて、この鞍状凹陥部で構造部材に馬乗り状態に連結し
た上で、ボルトを用いて固定するように構成される。こ
れによって、カウンタウエイトは上部旋回体に着脱でき
ることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧ショベ
ルのうち、大型のものにあっては数百トン乃至それ以上
のものがある。このような大型の油圧ショベルは、組み
立て状態では陸上での輸送等を行えないから、いくつか
の部分に分解して輸送することができるようになってい
る。フロント作業機構を上部旋回体から切り離せるのは
当然として、上部旋回体もメインフレームを境として左
右と中間部とに３分割できるようになっている。カウン
タウエイトは上部旋回体から分離されるが、極めて重い
ものであって、道路輸送時における重量制限等の観点か
ら少なくとも２分割しなければ輸送できない場合も生じ
る。

【０００５】カウンタウエイトは、前述したように、一
対のメインフレームの構造部材に馬乗り状態に装着され
ることから、左右の分割ブロックとして２つに分割する
ことは可能である。このように２分割された分割ブロッ
クのそれぞれに鞍状凹陥部を形成することによって、各
分割ブロックは各々構造部材に連結する構成とする。し
かしながら、分割ブロックは、その全体の形状から、重
心位置は鞍状凹陥部の位置から外側に外れた位置となっ
てしまう。従って、各分割ブロックを各々構造部材に装
着した時には、外方に傾く方向に力が作用して、構造部
材に直接曲げモーメントが作用して捩られるようにな
る。ここで、構造部材はボックス形状となっており、上
下方向及び左右方向には極めて高い強度を示すが、捩り
方向にはこれらの方向よりは強度が劣っている。このた
めに、構造部材に曲げモーメントが常時作用している
と、長い間にはこの構造部材、ひいてはメインフレーム
全体が変形する等のおそれがあり、耐久性を低下させる
等といった問題点がある。

【０００６】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、２分割したカウンタ
ウエイトをメインフレームの構造部材に装着した状態
で、この構造部材に曲げモーメントが作用しないように
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、上部旋回体を構成するメインフレー
ムに固定される建設機械のカウンタウエイトにおいて、
ウエイト本体部に張り出し部を連設した左右一対の分割
ブロックを有し、これら両分割ブロックのそれぞれのウ
エイト本体部に前記メインフレームに設けた左右一対の
構造部材の各々に馬乗り状態に装着される鞍状凹陥部を
形成すると共に、両分割ブロックの張り出し部は、これ
ら両構造部材間の部位で上下に重ね合わせた状態にして
前記上部旋回体に設置される構成としたことをその特徴
とするものである。

【０００８】ここで、両分割ブロックを固定するために
は、ウエイト本体部と各構造部材との間、及び相互に重
ね合わされる両張り出し部同士は、それぞれボルトで連
結する構成とするのが好ましい。また、両分割ブロック
の形状としては、そのウエイト本体部は同一の形状とな
し、張り出し部は同じ形状で、一方の張り出し部はウエ
イト本体部の上部側から、他方の張り出し部はウエイト
本体部の下部側から張り出す構成とするのが好ましい。
左右の分割ブロックの重量は同じであっても良いが、例
えばフロント作業機構の取付位置等の関係で、一方の分
割ブロックの方を他方より重量の大きいものとすること
もできる。このためには、左右の分割ブロックの容積を
変えるか、または各々の分割ブロックに収容される充填
物の比重を変えるようにすることも可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の一形態について説明する。まず、図１及び図２に油
圧ショベルの全体構成を示す。図中において、１は左右
一対の履帯１Ｒ，１Ｌを有する下部走行体を示し、この
下部走行体１の走行体フレーム１ａには旋回装置２を介
して上部旋回体３が旋回可能に連結されている。上部旋
回体３には、オペレータが搭乗して機械の操作を行うた
めの運転室４が設けられると共に、土砂の掘削等の作業
を行うための掘削手段として、フロント作業機構５が設
けられている。フロント作業機構５は、上部旋回体３の
フレーム３ａに俯仰動作可能に設けたブーム５ａと、こ
のブーム５ａの先端に上下方向に回動可能に連結したア
ーム５ｂと、このアーム５ｂの先端に回動可能に設けた
バケット５ｃとから構成される。これらフロント作業機
構５はそれぞれ油圧シリンダで駆動されるものであり、
また下部走行体１を構成する履帯１Ｒ，１Ｌは油圧モー
タで駆動され、さらに旋回装置２も油圧モータで駆動さ
れる。これら油圧シリンダや油圧モータからなる油圧ア
クチュエータは上部旋回体３に設けた機械室６内に設置
されている油圧ポンプから供給される圧油で駆動される
ものである。従って、油圧ポンプ及び油圧ポンプを駆動
するエンジンや、方向切換弁等の機器が機械室６内に設
けられている。また、燃料タンクや作動油タンクも機械
室６が設けられている領域に設置される。

【００１０】上部旋回体３のフレーム３ａは、図３から
明らかなように、一対の構造部材７Ｒ，７Ｌを図示しな
い連結部材で相互に連結して１つのユニットとなったメ
インフレーム７を構成し、このメインフレーム７の左右
両側には、それぞれ機械室ベッド８Ｒ，８Ｌが設けられ
ている。これらメインフレーム７を構成する構造部材７
Ｒ，７Ｌ及び機械室ベッド８Ｒ，８Ｌは、それぞれボッ
クス構造となっており、特に構造部材７Ｒ，７Ｌは、そ
の先端にフロント作業機構５におけるブーム５ａが連結
され、掘削抵抗等を受承するものであるから、極めて高
い強度を有するものとなっている。メインフレーム７と
機械室ベッド８Ｒ及び８Ｌとの間は、それぞれに固着し
て設けたねじ座９にボルト−ナットを用いて分離可能に
連結されるようになっている。メインフレーム７には、
タンク１０が設置されると共に、旋回装置２を構成する
上部側旋回輪が装着されている。また、機械室ベッド８
Ｒ，８Ｌには、それぞれエンジンや油圧ポンプ等の機器
が装着されている。

【００１１】以上のように、上部旋回体３を３つの部分
に分割できるように構成したのは、輸送を可能にするた
めである。数百トン乃至それ以上に及ぶ油圧ショベルの
場合には、船舶で海上を輸送する場合はともかく、陸上
輸送時には、大きさや重量等の関係から組み立て状態で
は輸送することはできない。従って、フロント作業機構
５を構成するブーム５ａ，アーム５ｂ及びバケット５ｃ
を分解し、また下部走行体１における左右の履帯１Ｒ．
１Ｌとフレーム１ａとを分離する。さらに、この下部走
行体１におけるフレーム１ａと上部旋回体３とを連結す
る旋回装置２も、フレーム１ａ側と上部旋回体３側とに
分離できるようにしている。さらに、上部旋回体３の機
械室ベッド８Ｒ，８Ｌと、それぞれに設置した機械室６
との間も分離可能となっている。

【００１２】前述したように、油圧ショベルは土砂の掘
削等の作業を行うためのものであり、この作業はフロン
ト作業機構５により行われる。フロント作業機構５にお
けるブーム５ａ及びアーム５ｂを前方に伸ばした状態
で、大量の土砂を掘削すると、重心が前方に移動して、
車両の後部側が浮き上がって不安定になるおそれがあ
る。従って、フロント作業機構５の作動時に車両全体を
安定的に保持するために、カウンタウエイト１１が設け
られる。カウンタウエイト１１は、上部旋回体３のフレ
ーム３ａにおいて、構造部材７Ｒ，７Ｌの後端部に固定
して設けられる。このように、カウンタウエイト１１は
フロント作業機構５の作動に対するバランスを取るため
のものであるから、フロント作業機構５の構造、特にそ
のバケット５ｃの容量等に基づいて重量が設定される。

【００１３】カウンタウエイト１１は構造部材７Ｒ，７
Ｌに着脱可能に取り付けられるようになっており、従っ
て輸送時にはこのカウンタウエイト１１は上部旋回体３
から分離される。大型の油圧ショベルにあっては、バケ
ット５ｃの容量は極めて大きく、従ってカウンタウエイ
ト１１の重量も大きくなり、単体では輸送できない重量
となるものもある。

【００１４】以上のことから、図３乃至図６から明らか
なように、カウンタウエイト１１を左右に２分割するこ
とにより、それぞれ輸送の単位における重量の軽減を図
り、もって輸送を可能にしている。而して、図３及び図
４に示したように、カウンタウエイト１１は、左右一対
の分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌから構成される。これら
両分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌは鋼鉄製の容器の内部に
重量のある充填物、例えば重量コンクリートや鉄塊等を
充填したもので形成される。分割ブロック１２Ｒ，１２
Ｌは、それぞれウエイト本体部１３Ｒ，１３Ｌと、張り
出し部１４Ｒ，１４Ｌとから構成される。ウエイト本体
部１３Ｒ，１３Ｌは、概略カウンタウエイト１１を左右
に２分割した形状となっており、張り出し部１４Ｒはウ
エイト本体部１３Ｒの下部側で、分割ブロック１２Ｌ側
に向けて張り出している。また、張り出し部１４Ｌはウ
エイト本体部１３Ｌの上部側において、分割ブロック１
２Ｒ側に向けて張り出している。これら張り出し部１４
Ｒ，１４Ｌの厚み寸法はほぼ同じものであり、ウエイト
本体部１３Ｒ、１３Ｌは、これら張り出し部１４Ｌ、１
４Ｒを収容するスペースを確保するために、一部分が凹
状に切り取られた状態になっている。そして、両ウエイ
ト本体部１３Ｒ，１３Ｌには、その下面側から所定の高
さの凹部が形成されており、この凹部は分割ブロック１
２Ｒ，１２Ｌをメインフレーム７の構造部材７Ｒ，７Ｌ
の後端部にそれぞれ馬乗り状態に装着される鞍状凹陥部
１５Ｒ，１５Ｌとなっている。

【００１５】従って、分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌは、
まず分割ブロック１２Ｒの鞍状凹陥部１５Ｒを構造部材
７Ｒに嵌め込むようにして装着し、次いで分割ブロック
１２Ｌを、その鞍状凹陥部１５Ｌを構造部材７Ｌに嵌め
込むように装着される。分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌは
カウンタウエイト１２のほぼ半分の重量であるから、こ
れら各分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌの上部旋回体３への
装着を容易に、しかも円滑に行えるようになる。

【００１６】装着状態では、図５に示したように、両分
割ブロック１２Ｒ，１２Ｌの相対向する垂直面が接合さ
れるだけでなく、張り出し部１３Ｒの上に張り出し部１
３Ｌの水平面が当接することになる。そして、図５及び
図６に示したように、分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌのウ
エイト本体部１３Ｒ，１３Ｌの部位には、上下方向に貫
通するブッシュ１６が複数箇所設けられており、また構
造部材７Ｒ，７Ｌの上下の板体にはボルト挿通孔１７，
１７が設けられており、通しボルト１８をこれらブッシ
ュ１６からボルト挿通孔１７，１７に挿通させて、その
下端部にナット１９が螺合される。また、張り出し部１
４Ｒ，１４Ｌも、複数箇所において、それぞれブッシュ
２０が設けられており、これら両張り出し部１４Ｒ，１
４Ｌに設けたブッシュ２０，２０を貫通するように通し
ボルト２１を挿通させて、その下端部にナット２２を螺
合させて、それぞれナット１９，２２を締め付けること
によって、分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌに２分割したカ
ウンタウエイト１１が上部旋回体３に固定的に装着され
る。

【００１７】なお、通しボルト１８，２１のボルト頭が
カウンタウエイト１１の上面から突出しないようにする
ために、分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌの上面における通
しボルト１８，２１の装着部には、凹部２３が形成され
ており、この凹部２３にはカバー２４が装着されるよう
になっている。従って、このカバー２４を装着すること
によりカウンタウエイト１１の上面はほぼ完全に平坦な
ものとなっている。

【００１８】前述した２つの分割ブロック１２Ｒ，１２
Ｌからなるカウンタウエイト１１が上部旋回体３に装着
されて、通しボルト１８により構造部材７Ｒ，７Ｌに、
また通しボルト２１で両分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌが
相互に連結される。この装着状態では、両分割ブロック
１２Ｒ，１２Ｌ間には隙間ができないような寸法関係を
持たせており、これによって、ウエイト本体部１３Ｒ，
１３Ｌの垂直面同士が接合すると共に、張り出し部１４
Ｒ，１４Ｌの水平面同士が当接した状態になり、また上
側に位置する張り出し部１４Ｌの後端側の垂直面が、ウ
エイト本体部１３Ｒの内側垂直面と接合される。

【００１９】ここで、分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌは、
その鞍状凹陥部１５Ｒ，１５Ｌから両端までの距離に差
があることから、図６に示したように、分割ブロック１
２Ｒ，１２Ｌのそれぞれ単独での重心位置Ｇ₁ ，Ｇ₂
は、構造部材７Ｒ，７Ｌへの連結部より外側に位置する
ことになる。ただし、張り出し部１４Ｒ，１４Ｌを備え
ていることから、重心位置Ｇ₁ ，Ｇ₂ はある程度鞍状凹
陥部１５Ｒ，１５Ｌに近い位置となるようにすることが
できる。分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌがそれぞれ完全に
独立した状態となっていると、これら重心位置Ｇ₁ ，Ｇ
₂ により同図に矢印で示したように、外側に向けて傾く
ようになり、構造部材７Ｒ，７Ｌには曲げモーメントが
働く。しかしながら、両分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌ
は、その張り出し部１５Ｒ，１５Ｌの水平面とウエイト
本体部１４Ｒ，１４Ｌの垂直面とが当接していることに
より、相互の圧接力が大きくなるようにして吸収され、
この方向においては両分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌは一
体物と同様の機能を発揮することになり、構造部材７
Ｒ，７Ｌに対しては実質的に上方からの荷重が作用する
だけとなる。ここで、メインフレーム７を構成する構造
部材７Ｒ，７Ｌはボックス構造となっており、上下方向
には強度が著しく高く、この方向より強度的に劣る曲げ
方向の荷重が作用しないことから、構造部材７Ｒ，７Ｌ
の耐久性が向上して、その変形や損傷等が防止される。

【００２０】両分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌを構造部材
７Ｒ，７Ｌに固定するために通しボルト１８，２１が装
着されているが、この通しボルト１８，２１に剪断方向
の力が作用すると、これら通しボルト１８，２１の変形
や折損等のおそれがある。前述したように、分割ブロッ
ク１２Ｒ，１２Ｌの重心位置と、それぞれの構造部材７
Ｒ，７Ｌへの連結部との位置の違いに起因して生じる傾
き方向の力は両分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌの垂直面及
び水平面への圧接力で受承されるようになっているか
ら、通しボルト１８，２１に対しては、格別の剪断力が
作用しない。また、両分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌは構
造部材７Ｒ，７Ｌの自由端の部分に連結されているか
ら、両分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌからなるカウンタウ
エイト１１全体は図５に矢印で示した方向に傾こうとす
る。両分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌは張り出し部１５
Ｒ，１５Ｌの水平面同士と、上側に位置する張り出し部
１５Ｌの後端側の垂直面とウエイト本体部１３Ｒの内側
垂直面とが密着することになるから、カウンタウエイト
１１は２分割した分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌから構成
されているにも拘らず、この方向にもそれらは一体物と
同様の働きをする。従って、カウンタウエイト１１は２
分割されているにも拘らず、このように分割したことに
より応力が作用する可能性のある方向においては、分割
ブロック１２Ｒ，１２Ｌは実質的に一体物として機能す
ることになるから、通しボルト１８，２１の耐久性も向
上する。

【００２１】油圧ショベルを分解した時には、カウンタ
ウエイト１１も実質的に同じ重量を有する２つの分割ブ
ロック１２Ｒ，１２Ｌに分割されるから、重量物である
カウンタウエイト１１を陸上輸送手段で輸送する際に、
道路における重量制限の範囲内の重量とすることがで
き、また簡易な輸送手段で輸送できるようになる。しか
も、サイズ的には長さが実質的に半分になるので、輸送
時はもとより、保管時にもコンパクトに収納することが
できる。

【００２２】ここで、カウンタウエイト１１を構成する
２つの分割ブロック１２Ｒ，１２Ｌの重量は同じにして
も良く、またいずれか一方の分割ブロックの内部比重を
変えて、他方より重量物となるように形成することもで
きる。また、例えば、フロント作業機構の連結位置等の
関係から、一対からなる構造部材が車両の中心線から等
距離の位置に設けられておらず、左右いずれかに偏寄し
た位置に設けられている場合には、２つの分割ブロック
の形状及び重量も異なるものとすることも可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、カウン
タウエイトを２分割するに当って、各分割ブロックを構
造部材の各々に馬乗り状態に装着される鞍状凹陥部を形
成したウエイト本体部に、両構造部材の間の部位で上下
に重ね合わせられる張り出し部を連設する構成としたの
で、油圧ショベルを分解して輸送する際に、重量物であ
るカウンタウエイトも分割できるから、輸送の一単位を
構成する物の重量の軽減が図られることになり、また装
着時には分割ブロックの重心位置とその構造部材への連
結位置とのずれにより構造部材に曲げモーメント等が作
用するのを防止できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示すカウンタウエイト
を装着した建設機械の一例としての油圧ショベルの外観
図である。

【図２】図１の右側面図である。

【図３】油圧ショベルの上部旋回体の後部を分解した状
態で示す斜視図である。

【図４】カウンタウエイトを構成する分割ブロックを接
合した状態を模式的に示した図である。

【図５】カウンタウエイトのメインフレームへの取付状
態を示す断面図である。

【図６】図５のＸ−Ｘ断面図である。

【符号の説明】

１ 下部走行体 ３ 上部旋回
体 ５ フロント作業機構 ７ メインフ
レーム ７Ｒ，７Ｌ 構造部材 １１ カウン
タウエイト １２Ｒ，１２Ｌ 分割ウエイト １３Ｒ，１３
Ｌ ウエイト本体部 １４Ｒ，１４Ｌ 張り出し部 １５Ｒ，１５
Ｌ 鞍状凹陥部 １８，２１ ボルト １９，２２
ナット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部旋回体を構成するメインフレームに
   固定される建設機械のカウンタウエイトにおいて、ウエ
   イト本体部に張り出し部を連設した左右一対の分割ブロ
   ックを有し、これら両分割ブロックのそれぞれのウエイ
   ト本体部に前記メインフレームに設けた左右一対の構造
   部材の各々に馬乗り状態に装着される鞍状凹陥部を形成
   すると共に、両分割ブロックの張り出し部は、これら両
   構造部材間の部位で上下に重ね合わせた状態にして前記
   上部旋回体に設置される構成としたことを特徴とする建
   設機械のカウンタウエイト。
2. 【請求項２】 前記両分割ブロックは、それぞれウエイ
   ト本体部と前記構造部材との間と、前記両張り出し部同
   士間を相互にボルトで連結する構成としたことを特徴と
   する請求項１記載の建設機械のカウンタウエイト。
3. 【請求項３】 前記両分割ブロックは、そのウエイト本
   体部を同一の形状となし、張り出し部は同じ形状であっ
   て、一方の張り出し部はウエイト本体部の上部側から、
   他方の張り出し部はウエイト本体部の下部側から張り出
   す構成としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械
   のカウンタウエイト。
4. 【請求項４】 前記両分割ブロックは同一の重量を有す
   るものであることを特徴とする請求項３記載の建設機械
   のカウンタウエイト。
5. 【請求項５】 前記両分割ブロックはそれぞれ比重の異
   なる充填物を収容させることにより異なる重量を有する
   ものであることを特徴とする請求項１記載の建設機械の
   カウンタウエイト。