(57)【要約】【課題】本発明は、重量増加が少なく安価に構成できるウエイトの可動機構を有する建設機械を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の建設機械は、自走可能な下部走行体と、この下部走行体上に水平方向に旋回可能に搭載される上部旋回体と、上記上部旋回体の前部に起伏可能に取り付けられるブームと、上記上部旋回体の後部に取り付けられるウエイトとを備える建設機械であって、上記ブームと上記ウエイトとを連結し、上記ブームの起伏動に応じて上記上部旋回体の前後方向に上記ウエイトを移動させる機械的可動機構を有する。【選択図】図２
2020015570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走可能な下部走行体と、この下部走行体上に水平方向に旋回可能に搭載される上部旋回体と、上記上部旋回体の前部に起伏可能に取り付けられるブームと、上記上部旋回体の後部に取り付けられるウエイトとを備える建設機械であって、
上記ブームと上記ウエイトとを連結し、上記ブームの起伏動に応じて上記上部旋回体の前後方向に上記ウエイトを移動させる機械的可動機構を有する建設機械。
【請求項２】
上記機械的可動機構が、
上記ウエイトから上記ブーム方向に延設され、上記ウエイトと共に上記前後方向にスライド可能な棒状のビームと、
上記ビームのスライド方向を規制するスライドレールと、
上記ブームの基端側に固定され、上記ブームの基端部からブームの長さ方向に突出する突出部を有するリンクと、
上記ビーム及び上記リンク間を連結し、上記ブームの起伏動に伴う上記リンクの起伏運動を上記ビームの上記前後方向の運動に変換する変換手段と
を有する請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
上記変換手段が、
上記ビームの上記ブーム側先端部の側面から水平方向に突出する角部と、
上記リンクの上記突出部に形成された長孔と
から構成され、
上記長孔が上記ブームの長さ方向に所定の長さを有し、かつ上記角部と嵌合する請求項２に記載の建設機械。
【請求項４】
上記変換手段が、
上記リンクの上記突出部に固定される歯車と、
上記ビームの頂面にその長手方向に沿って形成され、上記歯車と係合する歯形と
から構成される請求項２に記載の建設機械。
【請求項５】
上記機械的可動機構が、その一端が上記ブームの底面と連結し、他端が上記リンクの上記突出部と連結するアームをさらに有する請求項２、請求項３又は請求項４に記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばクレーン、油圧ショベル、杭打ち機等の建設機械は、一般に、クローラ、タイヤ等の走行手段を有する下部走行体と、この下部走行体上に水平方向に旋回可能に設けられ、ブームが起伏可能に取り付けられる上部旋回体とを備える。
【０００３】
このような建設機械において、上部旋回体の前部に設けられるブームは一般に長いため、特にブームを伏せた場合、上部旋回体の重心が大きく前部へ移動し、姿勢が不安定となる場合がある。このため、上部旋回体の後部にはウエイトが設けられ、その重心が大きく前部へ移動することがないように制御されている。
【０００４】
さらに正確には、上部旋回体の重心は、ブームの起伏によっても移動する。このため、建設機械の安定度を向上させる方法として、ブームの角度センサや荷重計等を搭載し、このセンサ類で検知された各種情報からコントローラによりウエイトの最適位置を判定及び制御する方法が提案されている（特開２０１８−１６４４２号公報参照）。
【０００５】
上記従来の制御方法では、精度良くウエイトの位置を制御できる反面、センサ類、コントローラ、ウエイトを移動させるために多くの制御装置を必要とし、建設機械の重量増加や製造コストの増大が発生し易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−１６４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、重量増加が少なく安価に構成できるウエイトの可動機構を有する建設機械を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた発明は、自走可能な下部走行体と、この下部走行体上に水平方向に旋回可能に搭載される上部旋回体と、上記上部旋回体の前部に起伏可能に取り付けられるブームと、上記上部旋回体の後部に取り付けられるウエイトとを備える建設機械であって、上記ブームと上記ウエイトとを連結し、上記ブームの起伏動に応じて上記上部旋回体の前後方向に上記ウエイトを移動させる機械的可動機構を有する。
【０００９】
当該建設機械は、ブームとウエイトとを連結し、ブームの起伏動に応じて上記上部旋回体の前後方向に上記ウエイトを移動させる機械的可動機構を有する。つまり、当該建設機械は、センサ類やコントローラを用いず、機械的手段によりウエイトを移動させるので、重量増加が少なく安価に構成できる。なお、「上部旋回体の前後方向にウエイトを移動させる」とは、上部旋回体の側面視でウエイトが前後方向に移動する場合を含み、必ずしもウエイトの移動方向が上部旋回体の前後方向と一致することを要するものではない。
【００１０】
上記機械的可動機構が、上記ウエイトから上記ブーム方向に延設され、上記ウエイトと共に上記前後方向にスライド可能な棒状のビームと、上記ビームのスライド方向を規制するスライドレールと、上記ブームの基端側に固定され、上記ブームの基端部からブームの長さ方向に突出する突出部を有するリンクと、上記ビーム及び上記リンク間を連結し、上記ブームの起伏動に伴う上記リンクの起伏運動を上記ビームの上記前後方向の運動に変換する変換手段とを有するとよい。ブームの基端側に固定されるリンクは、ブームの起伏運動と連動して起伏運動する。このリンクの起伏運動を変換手段により上記前後方向の運動に変換し、ウエイトに伝達することで、容易かつ確実にブームの起伏動に応じて上記前後方向にウエイトを移動させることができる。
【００１１】
上記変換手段が、上記ビームの上記ブーム側先端部の側面から水平方向に突出する角部と、上記リンクの上記突出部に形成された長孔とから構成され、上記長孔が上記ブームの長さ方向に所定の長さを有し、かつ上記角部と嵌合するとよい。上記変換手段を上述のように構成することで、機械的可動機構を簡単化でき、重量増加及び製造コストをさらに低減できる。
【００１２】
上記変換手段は、上記リンクの上記突出部に固定される歯車と、上記ビームの頂面にその長手方向に沿って形成され、上記歯車と係合する歯形とから構成されてもよい。上記変換手段を上述のように構成することで、より確実に上記前後方向にウエイトを移動させることができる。
【００１３】
上記機械的可動機構が、その一端が上記ブームの底面と連結し、他端が上記リンクの上記突出部と連結するアームをさらに有するとよい。上記機械的可動機構が、上記アームを有することで、上記前後方向にウエイトを移動させ易くすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の建設機械のウエイトの可動機構は、重量増加が少なく安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る建設機械を示す模式的側面図である。
【図２】図２は、図１の建設機械の機械的可動機構を示す模式的斜視図である。
【図３】図３は、ブームを起こした場合の図２の機械的可動機構を示す部分的拡大斜視図である。
【図４】図４は、ブームを伏せた場合の図２の機械的可動機構を示す部分的拡大斜視図である。
【図５】図５は、図２とは異なる機械的可動機構を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第一実施形態］
以下、本発明の一態様に係るステップ格納装置について図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
＜建設機械＞
図１に示す建設機械は、自走可能な下部走行体１と、この下部走行体１上に水平方向に旋回可能に搭載される上部旋回体２と、上部旋回体２の前部に起伏可能に取り付けられるブーム３と、上部旋回体２の後部に取り付けられるウエイト４とを備える。
【００１８】
下部走行体１は、上部旋回体２を支持するカーボディと、このカーボディに取り付けられる走行手段とを主に有する。上記走行手段としては、クローラやタイヤ等を挙げることができる。
【００１９】
上部旋回体２は、操縦者用キャビン、ブーム３を起伏させる起伏装置、エンジンや、このエンジンによって駆動される油圧ポンプ等を備える。
【００２０】
ブーム３は、例えば直接荷を吊って作業をする部分である。ブーム３は、例えばラチスブームの先端にフックを取り付けた構成とされる。
【００２１】
ブーム３は、例えば図２に示すように、上部旋回体２に搭載され、ブーム３を起伏させる起伏装置のフレーム（起伏装置フレーム２ａ）の端部に配設される支軸（起伏軸３ａ）によって、その基端部を回転可能に支持されている。
【００２２】
ウエイト４は、当該建設機械の安定度を向上させるため、ブーム３と釣り合うように配設されるおもりである。ウエイト４としては、カウンタウエイトやパレットウエイトなどを用いることができる。
【００２３】
また、当該建設機械は、図２に示すように、ブーム３とウエイト４とを連結し、ブーム３の起伏動に応じて上部旋回体２の前後方向（以下、単に「前後方向」ともいう）にウエイト４を移動させる機械的可動機構５を有する。
【００２４】
＜機械的可動機構＞
以下、機械的可動機構５について詳説する。
【００２５】
機械的可動機構５は、ビーム５１と、スライドレール５２と、リンク５３と、変換手段５４と、アーム５５とを備える。機械的可動機構５は、センサやコントローラ等の制御手段を介することなく、ブーム３とウエイト４とを機械的に直結する構造を有する。
【００２６】
（ビーム）
ビーム５１は、ウエイト４からブーム３方向に延設され、ウエイト４と共に前後方向にスライド可能に構成される。ビーム５１は棒状である。
【００２７】
図２に示す機械的可動機構５は、一対のビーム５１を備える。この一対のビーム５１は、例えば上部旋回体２内に配設され、ブーム３を起伏させる起伏装置のフレーム（起伏装置フレーム２ａ）の両側に配設される。
【００２８】
（スライドレール）
スライドレール５２は、ビーム５１のスライド方向を規制する。つまり、スライドレール５２は、ビーム５１が前後方向に移動するようにそのスライド方向を規制し、ひいてはウエイト４を確実に前後方向へ移動させる。
【００２９】
図２に示す機械的可動機構５では、スライドレール５２は、起伏装置フレーム２ａの側面から突設し、ビーム５１を上下方向から挟持するように構成されているが、スライドレール５２の構成は、この構成に限定されるものではない。
【００３０】
なお、スライドレール５２のスライド方向の長さとしては、ビーム５１の長さの３０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましい。スライドレール５２のスライド方向の長さを上記下限以上とすることで、ビーム５１を安定してスライドさせることができる。
【００３１】
（リンク）
リンク５３は、ブーム３の基端側に固定され、ブーム３の基端部からブーム３の長さ方向に突出する突出部５３ａを有する。リンク５３は板状である。
【００３２】
具体的には、リンク５３は、突出部５３ａがブーム３の起伏軸３ａよりも基端側、すなわち下方側に突出するように設けられる。
【００３３】
図２に示す機械的可動機構５は、一対のリンク５３を備える。この一対のリンク５３は、一対のビーム５１にそれぞれ対応する位置、つまり後述するビーム５１に形成された角部５４ａとリンク５３の長孔５４ｂとが嵌合可能となる位置に配設される。
【００３４】
リンク５３は、ブーム３の長さ方向に平行な長方形状としてもよいが、図２に示すように、途中からブーム３の前方（上部旋回体２の前方で図２の矢印の方向）に屈曲した形状とすることが好ましい。リンク５３をこのような形状とすることで、後述する変換手段５４によりリンク５３の起伏運動をビーム５１の前後方向の運動に変換し易くすることができる。
【００３５】
リンク５３は、その先端がブーム３の起伏動に連動して起伏する。後述する変換手段５４は、このリンク５３の起伏量に応じて前後方向にウエイト４を移動させる。ウエイト４の移動量は、起伏軸３ａとリンク５３の先端との長さにより決まる。これらの関係から、リンク５３の長さは、起伏軸３ａとリンク５３の先端との長さが、ウエイト４が必要とする移動量から逆算される長さとなるように決定される。
【００３６】
（変換手段）
変換手段５４は、ビーム５１及びリンク５３間を連結し、ブーム３の起伏動に伴うリンク５３の起伏運動をビーム５１の前後方向の運動に変換する。変換手段５４は、角部５４ａと長孔５４ｂとから構成される。
【００３７】
角部５４ａは、ビーム５１のブーム３側先端部の側面から水平方向に突出して設けられる。例えば図２に示す機械的可動機構５では、ビーム５１のブーム３側先端部が板状に形成され、この先端部から水平方向に角部５４ａが設けられているが、角部５４ａの構成はこの構成に限定されるものではない。
【００３８】
角部５４ａの形状は特に限定されないが、円柱状が好ましい。このように角部５４ａを円柱状とすることで、リンク５３の起伏運動をビーム５１の前後方向の運動にスムーズに変換できる。
【００３９】
長孔５４ｂは、リンク５３の突出部５３ａに形成されている。長孔５４ｂは、ブーム３の長さ方向に所定の長さを有する。また、長孔５４ｂは角部５４ａと嵌合している。
【００４０】
（アーム）
アーム５５は、その一端がブーム３の底面と連結し、他端がリンク５３の突出部５３ａと連結する。このアーム５５は、ブーム３を伏せた場合、リンク５３の突出部５３ａを上部旋回体２の後方へ押し、ブーム３を起こした場合、リンク５３の突出部５３ａを上部旋回体２の前方へ引っ張る。つまり、このアーム５５によりリンク５３を確実に起伏させ、前後方向にウエイト４を移動させ易くすることができる。
【００４１】
なお、図２に示す機械的可動機構５では、リンク５３を一対備えるので、アーム５５はそれぞれのリンク５３に対して設けられる。つまり、図２に示す機械的可動機構５は、一対のアーム５５を備える。
【００４２】
＜機械的可動機構の動作＞
機械的可動機構５の動作について、図３及び図４を用いて説明する。
【００４３】
ブーム３を起こした場合、図３に示すように、リンク５３はブーム３の前方へ移動する。変換手段５４を構成するリンク５３の長孔５４ｂとビーム５１の角部５４ａとは嵌合しているので、このリンク５３のブーム３の前方への移動によりビーム５１が前方へ引っ張られる。その結果、ビーム５１と、これと連結されるウエイト４とが前後方向の前方に移動する。
【００４４】
一方、ブーム３を伏せた場合、図４に示すように、リンク５３はブーム３の後方へと移動する。このリンク５３のブーム３の後方への移動によりビーム５１が後方へ押される。その結果、ビーム５１と、これと連結されるウエイト４とが前後方向の後方に移動する。
【００４５】
なお、ブーム３の起伏によりリンク５３はその先端が円弧を描くように移動し、前後方向に移動するビーム５１とは運動の軌跡が異なる。この運動の軌跡の違いは、ブーム３の長さ方向に所定の長さを有する長孔５４ｂにより吸収される。すなわち、リンク５３がブーム３の前方へ移動し、リンク５３の先端が下方に位置する場合は、角部５４ａは長孔５４ｂの上方で嵌合し、リンク５３がブーム３の後方へ移動し、リンク５３の先端が上方に位置する場合は、角部５４ａは長孔５４ｂの下方で嵌合するように嵌合位置が移動する。このように長孔５４ｂを設けることで、リンク５３の起伏運動をビーム５１の前後方向の運動にスムーズに変換することができる。従って、長孔５４ｂのブーム３の長さ方向の長さは、嵌合位置の移動距離よりも長い距離とされる。
【００４６】
以上説明したように、機械的可動機構５によれば、コントローラ等によりシステム制御を行うことなくブーム３とウエイト４とが連動して可動する。また、ブーム３を起こすとブーム３とウエイト４との距離が縮まり、ブーム３を伏せるとブーム３とウエイト４との距離が広がるように可動するので、ブーム３の起伏角度に応じて、上部旋回体２の前後のバランスを適確に制御できる。
【００４７】
＜利点＞
当該建設機械は、ブーム３とウエイト４とを連結し、ブーム３の起伏動に応じて上部旋回体２の前後方向にウエイト４を移動させる機械的可動機構５を有する。つまり、当該建設機械は、センサ類やコントローラを用いず、機械的手段によりウエイト４を移動させるので、重量増加が少なく安価に構成できる。
【００４８】
また、当該建設機械では、ブーム３の基端側に固定されるリンク５３が、ブーム３の起伏運動と連動して起伏運動する。このリンク５３の起伏運動を変換手段５４により前後方向の運動に変換し、ウエイト４に伝達することで、容易かつ確実にブーム３の起伏動に応じて前後方向にウエイト４を移動させることができる。
【００４９】
さらに、変換手段５４を角部５４ａと長孔５４ｂとから構成することで、機械的可動機構５を簡単化でき、重量増加及び製造コストをさらに低減できる。
【００５０】
［第二実施形態］
以下、本発明の別の態様に係る建設機械の機械的可動機構について図面を参照しつつ説明する。
【００５１】
図５に示す機械的可動機構６は、ビーム６１と、スライドレール６２と、リンク６３と、変換手段６４とを備える。図５に示す機械的可動機構６は、図１及び図２に示す建設機械の機械的可動機構５に換えて用いることができる。この機械的可動機構６は、図２に示す機械的可動機構５と同様に、センサやコントローラ等の制御手段を介することなく、ブーム３とウエイト４とを機械的に直結する構造を有する。
【００５２】
（ビーム）
ビーム６１は、ウエイト４からブーム３方向に延設され、ウエイト４と共に前後方向にスライド可能に構成される。ビーム６１は棒状である。
【００５３】
図５に示す機械的可動機構６は、１本のビーム６１を備える。この１本のビーム６１は、例えば起伏装置フレーム２ａ内を貫通するように配設することができる。
【００５４】
（スライドレール）
スライドレール６２は、ビーム６１のスライド方向を規制する。スライドレール６２は、図２に示すスライドレール５２と同様に構成することができるので、説明を省略する。
【００５５】
（リンク）
リンク６３は、ブーム３の基端側に固定され、ブーム３の基端部からブーム３の長さ方向に突出する突出部６３ａを有する。リンク６３は、板状又は棒状とすることができる。
【００５６】
具体的には、リンク６３は、突出部６３ａがブーム３の起伏軸３ａよりも基端側、すなわち下方側に突出するように設けられる。
【００５７】
図５に示す機械的可動機構６は、１つのリンク６３を備える。リンク６３の突出部６３ａは、ブーム３の長さ方向に平行に突出してもよいが、図５に示すようにブーム３の前方（図５の矢印の方向）に傾斜して突出することが好ましい。リンク６３の突出部６３ａをこのように突出させることで、後述する変換手段６４によりリンク６３の起伏運動をビーム６１の前後方向の運動に変換し易くすることができる。
【００５８】
リンク６３は、その先端がブーム３の起伏動に連動して起伏する。後述する変換手段６４は、このリンク６３の起伏量に応じて前後方向にウエイト４を移動させる。ウエイト４の移動量は、起伏軸３ａとリンク６３の先端との長さにより決まる。これらの関係から、リンク６３の長さは、起伏軸３ａとリンク６３の先端との長さが、ウエイト４が必要とする移動量から逆算される長さとなるように決定される。
【００５９】
（変換手段）
変換手段６４は、ビーム６１及びリンク６３間を連結し、ブーム３の起伏動に伴うリンク６３の起伏運動をビーム６１の前後方向の運動に変換する。変換手段６４は、歯車６４ａと、歯形６４ｂとから構成される。
【００６０】
歯車６４ａは、リンク６３の突出部６３ａに固定されている。歯車６４ａの固定位置としては、突出部６３ａの先端が好ましい。歯車６４ａを突出部６３ａの先端に固定することで、突出部６３ａが障害となることなく、リンク６３の起伏運動をビーム６１の前後方向の運動に変換することができる。
【００６１】
歯形６４ｂは、ビーム６１の頂面にその長手方向に沿って形成されている。この歯形６４ｂは、歯車６４ａと係合する形状とされる。
【００６２】
＜機械的可動機構の動作＞
機械的可動機構６の動作は、リンク６３に固定された歯車６４ａと、ビーム６１の頂面に形成された歯形６４ｂとが係合することで、リンク５３の起伏運動をビーム５１の前後方向の運動に変換する点以外は、図２に示す機械的可動機構５と同様である。従って、詳細説明を省略する。
【００６３】
＜利点＞
当該建設機械では、変換手段６４が、リンク６３の突出部６３ａに固定される歯車６４ａと、ビーム６１の頂面にその長手方向に沿って形成され、歯車６４ａと係合する歯形６４ｂとから構成されるので、より確実に前後方向にウエイト４を移動できる。
【００６４】
［その他の実施形態］
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
【００６５】
上記第一実施形態では、機械的可動機構がアームを有する場合を説明したが、アームは必須の構成要素ではなく、省略可能である。逆に、上記第二実施形態では、機械的可動機構がアームを有さない場合を説明したが、第一実施形態と同様のアームを設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の建設機械のウエイトの可動機構は、重量増加が少なく安価に構成できる。
【符号の説明】
【００６７】
１  下部走行体
２  上部旋回体
２ａ  起伏装置フレーム
３  ブーム
３ａ  起伏軸
４  ウエイト
５、６  機械的可動機構
５１、６１  ビーム
５２、６２  スライドレール
５３、６３  リンク
５３ａ、６３ａ  突出部
５４、６４  変換手段
５４ａ  角部
５４ｂ  長孔
６４ａ  歯車
６４ｂ  歯形
５５  アーム
【図１】
2020015570.tif 000003
【図２】
2020015570.tif 000004
【図３】
2020015570.tif 000005
【図４】
2020015570.tif 000006
【図５】
2020015570.tif 000007