(57)【要約】【課題】  カウンタウエイトを鋳造成形したときの養生期間を短くし、在庫の削減、納期を短縮を図る。【解決手段】  カウンタウエイト１１は、外側の外観ウエイト部１２と、内側の内側ウエイト部１３と、各ウエイト部１２，１３を締結するボルト１４とにより構成している。従って、外観ウエイト部１２と内側ウエイト部１３とは、それぞれ別個に鋳造成形することができるから、各ウエイト部１２，１３の厚さ寸法を小さくすることができる。これにより、ウエイト部１２，１３を鋳造成形したときの養生期間を短くできるから、各ウエイト部１２，１３の在庫の数量を削減することができる。また、養生期間を短くすることにより、塗装品質の良好なカウンタウエイト１１を短い納期で用意することができ、大量生産にも対応することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械のフレームの後部に重量バランスをとるために搭載される鋳造物からなるカウンタウエイトであって、外側に露出して設けられ外形を規定する外観部と、該外観部と別個に成形され該外観部の前面内側に配置される内側部と、前記外観部と内側部とを一体的に締結する締結部材とにより構成してなる建設機械のカウンタウエイト。
【請求項２】
前記外観部には前記内側部側に位置して凹段部を設け、前記内側部には該凹段部を乗せる凸段部を設ける構成としてなる請求項１に記載の建設機械のカウンタウエイト。
【請求項３】
前記締結部材は、前記内側部を貫通して前記外観部に螺着されるボルトにより構成し、該ボルトが螺着される前記外観部のボルト穴は有底穴として形成してなる請求項１または２に記載の建設機械のカウンタウエイト。
【請求項４】
前記内側部には、前記フレームの後部に設けられたウエイト支持部に載置される載置部を設ける構成としてなる請求項１，２または３に記載の建設機械のカウンタウエイト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば作業装置との重量バランスをとるために油圧ショベル等に搭載される建設機械のカウンタウエイトに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置とにより大略構成されている。そして、上部旋回体には、支持構造体をなす旋回フレームの後部に位置して作業装置との重量バランスをとるためのカウンタウエイトが搭載されている。
【０００３】
ここで、昨今の油圧ショベルは、上部旋回体を旋回動作したときに、その旋回半径が小さくなるようにカウンタウエイトを前側に移動し、上部旋回体の全体が上側からみてほぼ下部走行体の車幅内に収まる円形に近い形状になっている。この小旋回式の油圧ショベルでは、カウンタウエイトは、前側に移動して旋回中心に近付けているから、作業装置との重量バランスを維持するためにカウンタウエイトの重量を増大する必要がある。しかも、上部旋回体の小型化に合わせてカウンタウエイトも小型化する必要がある。このため、カウンタウエイトは、小さな設置スペースで大きな重量を得ることができるように、比重が大きな鋳造物を用いて形成している。そして、カウンタウエイトは、円形状の上部旋回体に沿うように外周側が円弧状に湾曲した三日月形状に形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２９４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来技術による油圧ショベルは、カウンタウエイトを鋳造によって一体成形しているから、小旋回式の油圧ショベルに用いるカウンタウエイトのように、大きな重量を必要とするものでは厚さ寸法が増大してしまう。このようにカウンタウエイトの厚さ寸法が増大すると、鋳造成形後の養生期間が長くなるから、この養生期間に応じてカウンタウエイトの在庫品を多く用意しなくてはならないという問題がある。
【０００６】
また、例えば油圧ショベルを大量生産する場合には、カウンタウエイトを短納期で納める必要がある。しかし、鋳造成形後に十分な養生期間を取らないと、内部から流出するガスの影響でカウンタウエイトに施した塗装面にピンホールや発泡が生じる虞があり、再塗装等を施さなくてはならないという問題がある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、カウンタウエイトを鋳造成形したときの養生期間を短くすることにより、在庫を削減し、また納期を短縮できるようにした建設機械のカウンタウエイトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明によると、建設機械のフレームの後部に重量バランスをとるために搭載される鋳造物からなるカウンタウエイトであって、外側に露出して設けられ外形を規定する外観部と、該外観部と別個に成形され該外観部の前面内側に配置される内側部と、前記外観部と内側部とを一体的に締結する締結部材とにより構成したことにある。
【０００９】
請求項２の発明によると、前記外観部には前記内側部側に位置して凹段部を設け、前記内側部には該凹段部を乗せる凸段部を設ける構成としたことにある。
【００１０】
請求項３の発明によると、前記締結部材は、前記内側部を貫通して前記外観部に螺着されるボルトにより構成し、該ボルトが螺着される前記外観部のボルト穴は有底穴として形成したことにある。
【００１１】
請求項４の発明によると、前記内側部には、前記フレームの後部に設けられたウエイト支持部に載置される載置部を設ける構成としたことにある。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、カウンタウエイトは、外部に露出する外観部と該外観部の前面内側に配置される内側部とを締結部材により一体的に締結する構成としている。従って、外側の外観部と内側の内側部とを別個に鋳造成形することができるから、外観部、内側部の厚さ寸法をそれぞれ小さく抑えることができる。この結果、カウンタウエイトを鋳造成形したときの養生期間を短くすることができるから、在庫の数量を削減して製造コストを低減することができる。しかも、鋳造成形後には短期間で良好な塗装を施すことができるから、大量生産にも対応することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、外観部に設けた凹段部を内側部の凸段部に乗せることにより、外観部と内側部とを上，下方向に位置合せすることができ、締結部材による締結作業を容易に行うことができる。また、内側部に作用する外観部の荷重は、凸段部と凹段部との間で受けることができるから、締結部材にせん断荷重が作用するのを防止でき、耐久性、信頼性等を向上することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、内側部を貫通したボルトの先端部を外観部のボルト穴に螺着することにより、内側部と外観部とを簡単に締結することができる。また、外観部に設けたボルト穴は有底穴として形成しているから、該外観部からボルト穴やボルトが露出するのを防止でき、見栄えを良好にすることができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、フレームの後部に設けられたウエイト支持部に内側部を載置するとにきは、このウエイト支持部に内側部の載置部を載置することにより、フレームに対して内側部を安定的に載置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る建設機械のカウンタウエイトを油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、図１ないし図６を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
図１において、１は建設機械の具体例として示される油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、該上部旋回体３の前側に俯仰動可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行なう作業装置４とにより大略構成されている。また、上部旋回体３は、後述する旋回フレーム５、キャブ９、建屋カバー１０、カウンタウエイト１１等により大略構成されている。
【００１８】
５は上部旋回体３を構成する旋回フレームで、該旋回フレーム５は支持構造体として形成されている。そして、旋回フレーム５は、図２に示す如く、後述のセンタフレーム６、サイドフレーム７Ａ，７Ｂ、張出しビーム８等により大略構成されている。
【００１９】
６は旋回フレーム５の中央部を構成するセンタフレームで、該センタフレーム６は、前，後方向に延びる厚肉な鋼板等により形成された底板６Ａと、該底板６Ａ上に立設され、左，右方向に所定の間隔をもって前，後方向に延びた左，右のセンタビーム６Ｂとにより大略構成されている。また、各センタビーム６Ｂの前側には作業装置４が俯仰動可能に取付けられている。一方、各センタビーム６Ｂの上端縁には、前，後方向の中間部から後端部に亘ってフランジ板６Ｃが固着され、これにより、各センタビーム６Ｂの後部は、後側に突出する断面Ｉ字状のウエイト支持部６Ｄとなっている。また、左，右のウエイト支持部６Ｄは、後述のカウンタウエイト１１を構成する内側ウエイト部１３の載置部１３Ｋが載置されるもので、上，下方向に貫通するように２個のボルト挿通孔６Ｄ1が設けられている。
【００２０】
また、７Ａ，７Ｂはセンタフレーム６の左，右に間隔をもって配置され、前，後方向に延びた左，右のサイドフレームを示している。これら左，右のサイドフレーム７Ａ，７Ｂは、センタフレーム６から左，右方向に張出す複数本の張出しビーム８の先端に取付けられている。
【００２１】
一方、９は上部旋回体３の左前側に位置して旋回フレーム５上に搭載されたキャブ（図１参照）で、該キャブ９内には、オペレータが着座する運転席、作業用の操作レバー、走行用の操作レバー、ペダル、スイッチ（いずれも図示せず）等が設けられている。
【００２２】
１０はキャブ９と後述するカウンタウエイト１１との間に位置して旋回フレーム５上に設けられた建屋カバーを示している。この建屋カバー１０は、旋回フレーム５のサイドフレーム７Ａ，７Ｂ上に沿ってそれぞれ前後方向に延びた左，右のサイドカバー１０Ａ（左側のみ図示）と、該各サイドカバー１０Ａの上端側に設けられた上カバー１０Ｂとから大略構成されている。そして、建屋カバー１０は、旋回フレーム５上に搭載されたエンジン、油圧ポンプ、熱交換器、タンク等（いずれも図示せず）を収容するものである。
【００２３】
次に、１１は旋回フレーム５の後部に設けられたカウンタウエイトで、該カウンタウエイト１１は、図１に示すように、旋回フレーム５の前側に取付けられた作業装置４との重量バランスをとるものである。そして、カウンタウエイト１１は、図２ないし図６に示すように、後述の外観ウエイト部１２、内側ウエイト部１３、ボルト１４により大略構成されている。
【００２４】
１２はカウンタウエイト１１の外部に露出する外側部分を構成する外観部としての外観ウエイト部を示している。この外観ウエイト部１２は、鋳造によって成形された鋳造物からなり、上部旋回体３の後部側の外形を規定している。
【００２５】
ここで、カウンタウエイト１１は、外側の外観ウエイト部１２と内側の内側ウエイト部１３とを別個に形成しているから、この外観ウエイト部１２は、全体の厚さ寸法を例えば２００ｍｍ以下まで薄くすることができる。これにより、外観ウエイト部１２は、鋳造成形後に全体が冷えて内部のガスが抜け切るまでの養生期間を短くすることができ、短期間で塗装を施すことができる。なお、外観ウエイト部１２は、大部分の厚さ寸法が２００ｍｍ以下になっていればよく、一部分が厚さ寸法２００ｍｍを越えていたとしても殆ど養生期間に影響することはない。しかも、厚さ寸法２００ｍｍを越えている部分が外部から見えにくい場所であれば全く問題はない。
【００２６】
そして、外観ウエイト部１２は、図５、図６に示すように、左，右方向の中央部が後側に突出するように円弧状に湾曲して形成され、凸円弧状の後面１２Ａ、上面１２Ｂ、下面１２Ｃが外側から見える位置に配置されている。一方、外観ウエイト部１２の前面１２Ｄは、凹円弧状に形成され、建屋カバー１０、内側ウエイト部１３により外側から見えない位置に配置されている。
【００２７】
また、外観ウエイト部１２には、前面１２Ｄの下側部分を後側に窪ませることにより凹段部１２Ｅが形成され、該凹段部１２Ｅの下側は凹窪面１２Ｆとなっている。ここで、凹段部１２Ｅは、後述する内側ウエイト部１３の凸段部１３Ｅの上側に乗るものである。従って、凹段部１２Ｅ、凹窪面１２Ｆは、左，右方向のほぼ中間部に位置し、内側ウエイト部１３の凸段部１３Ｅが嵌る幅寸法に形成されている。そして、凹段部１２Ｅは、凸段部１３Ｅの上側に乗せることにより、外観ウエイト部１２と内側ウエイト部１３とを上，下方向に位置合せすることができる。また、凹段部１２Ｅ等は、凸段部１３Ｅが嵌る幅寸法をもって形成しているから、外観ウエイト部１２と内側ウエイト部１３とを左，右方向に対しても位置合せすることができる。
【００２８】
さらに、外観ウエイト部１２の前面１２Ｄと凹窪面１２Ｆには、所定の間隔をもって例えば４個のボルト穴１２Ｇが形成されている。また、各ボルト穴１２Ｇは、図３に示すように、前側に向けて開口する有底穴として形成しているから、外観ウエイト部１２の後面１２Ａにボルト穴１２Ｇや後述のボルト１４が露出するのを防止することができる。
【００２９】
１３は外観ウエイト部１２の前面内側に配置された内側部としての内側ウエイト部を示している。この内側ウエイト部１３は、外観ウエイト部１２とは別個に鋳造成形された鋳造物として形成されているから、外観ウエイト部１２と同様の理由により、全体の厚さ寸法を小さく（薄く）することができる。ここで、内側ウエイト部１３は、上部旋回体３に搭載された状態では、ほぼ全体が建屋カバー１０、外観ウエイト部１２等で覆われている。従って、内側ウエイト部１３は、高い塗装品質を必要とするものではなく、厚さ寸法が２００ｍｍを越えていてもよい。しかし、厚さ寸法を小さくすることにより、養生期間を短くすることができる。
【００３０】
そして、内側ウエイト部１３は、図５、図６に示すように、外観ウエイト部１２の前面１２Ｄとほぼ同じ円弧状に湾曲した後面１３Ａと、該後面１３Ａの左，右両端に亘って形成された平坦な前面１３Ｂと、三日月状の上面１３Ｃ、下面１３Ｄとを有している。
【００３１】
また、内側ウエイト部１３には、後面１３Ａの下側部分を後側に突出させることにより凸段部１３Ｅが形成され、該凸段部１３Ｅの下側は突出面１３Ｆとなっている。ここで、凸段部１３Ｅは、外観ウエイト部１２の凹段部１２Ｅを上側に乗せることにより、該外観ウエイト部１２の重量を受けることができ、さらに内側ウエイト部１３と外観ウエイト部１２とを上，下方向と左，右方向に位置合せすることができる。
【００３２】
また、内側ウエイト部１３には、外観ウエイト部１２の４個のボルト穴１２Ｇに対応するように４個のボルト貫通孔１３Ｇが設けられている。これらのボルト貫通穴１３Ｇは、図３に示すように、前面１３Ｂから後面１３Ａ、突出面１３Ｆに貫通している。
【００３３】
一方、内側ウエイト部１３の下側には、前，後方向に延びるコ字形状の取付溝１３Ｈが左，右方向に間隔をもって２個設けられ、該各取付溝１３Ｈには、旋回フレーム５を構成するセンタフレーム６の各ウエイト支持部６Ｄが嵌合する。また、内側ウエイト部１３の前面１３Ｂには、前記左，右の取付溝１３Ｈの上側位置から前側に突出して２個の前向き突部１３Ｊが設けられている。そして、取付溝１３Ｈの上底と前向き突部１３Ｊの下面とによって載置部１３Ｋを構成している。
【００３４】
ここで、載置部１３Ｋは、カウンタウエイト１１をセンタフレーム６のウエイト支持部６Ｄに取付けるときに、該ウエイト支持部６Ｄ上に載置されるものである。このときに、載置部１３Ｋは、前向き突部１３Ｊによって内側ウエイト部１３の前，後方向の倒れを防止し、旋回フレーム５に対して内側ウエイト部１３を安定的に載置するものである。
【００３５】
さらに、内側ウエイト部１３の各取付溝１３Ｈ、前向き突部１３Ｊには、ウエイト支持部６Ｄに設けられた２個のボルト挿通孔６Ｄ1に対応する位置に２個のボルト穴１３Ｌが設けられている。そして、内側ウエイト部１３は、ウエイト支持部６Ｄのボルト挿通孔６Ｄ1に下側から挿通された後述するウエイト固定ボルト１５の先端を、ボルト穴１３Ｌに螺着することにより、旋回フレーム５の後部に固定されている。
【００３６】
１４は外観ウエイト部１２と内側ウエイト部１３とを締結する締結部材としての４本のボルトを示している。これらのボルト１４は、内側ウエイト部１３のボルト貫通孔１３Ｇに前側から貫通し、先端部を外観ウエイト部１２のボルト穴１２Ｇに螺着することにより、外観ウエイト部１２と内側ウエイト部１３とを一体的に締結することができる。
【００３７】
本実施の形態による油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に、油圧ショベル１を操作して掘削作業等を行なうときの動作について説明する。
【００３８】
まず、オペレータは、キャブ９に搭乗して運転席に着座する。この状態で走行用の操作レバーを操作することにより、下部走行体２のクローラを駆動して油圧ショベル１を前進または後退させることができる。また、運転席に着座したオペレータは、作業用の操作レバーを操作することにより、作業装置４を俯仰動させて土砂の掘削作業等を行うことができる。
【００３９】
そして、本実施の形態によれば、カウンタウエイト１１を構成する外観ウエイト部１２と内側ウエイト部１３とをそれぞれ別個の鋳造物として成形する。このときに、各ウエイト部１２，１３は、別個に鋳造成形されているから、それぞれの厚さ寸法を小さく抑えることができる。特に、外部に露出する外観ウエイト部１２は、全体の厚さ寸法が２００ｍｍ以下となるように形成しているから、鋳造成形後には、短い時間で中心部まで完全に冷やすことができ、内部に残留したガスが流出するような事態を防止することができる。これにより、鋳造成形後の養生期間を短くすることができる。そして、各ウエイト部１２，１３の養生期間が経過したら、塗装を施し、各ボルト１４で一体的に締結することにより、カウンタウエイト１１を組立てることができる。
【００４０】
また、カウンタウエイト１１を組立てたら、内側ウエイト部１３の載置部１３Ｋを旋回フレーム５を構成するセンタフレーム６のウエイト支持部６Ｄに載置する。この状態でウエイト支持部６Ｄのボルト挿通孔６Ｄ1にウエイト固定ボルト１５を挿通し、その先端部をボルト穴１３Ｌに螺着することにより、カウンタウエイト１１を旋回フレーム５の後部に固定することができる。
【００４１】
かくして、本実施の形態によれば、カウンタウエイト１１は、外側の外観ウエイト部１２と内側の内側ウエイト部１３とをボルト１４で締結して組立てる構成としている。従って、外観ウエイト部１２と内側ウエイト部１３とは、それぞれ別個に鋳造成形することができるから、各ウエイト部１２，１３の厚さ寸法を小さく（薄く）することができる。
【００４２】
この結果、外観ウエイト部１２と内側ウエイト部１３を鋳造成形したときの養生期間を短くできるから、各ウエイト部１２，１３の在庫の数量を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【００４３】
しかも、外部に露出する外観ウエイト部１２は、全体の厚さ寸法が２００ｍｍ以下になるように形成しているから、鋳造成形後に短時間で内部のガスを除去することができる。これにより、鋳造成形から塗装までの期間を短縮することができ、また塗装面も良好に仕上げることができる。これにより、高品質なカウンタウエイト１１を短い納期で用意することができるから、大量生産にも対応することができる。
【００４４】
また、外観ウエイト部１２には凹段部１２Ｅを設け、内側ウエイト部１３には該凹段部１２Ｅを乗せる凸段部１３Ｅを設けているから、各ウエイト部１２，１３を上，下方向等に位置合せすることができる。これにより、外観ウエイト部１２のボルト穴１２Ｇと内側ウエイト部１３のボルト貫通孔１３Ｇとの位置を用意に合わせることができ、ボルト１４による締結作業を簡単に行なうことができる。また、内側ウエイト部１３に作用する外観ウエイト部１２の荷重は、凸段部１３Ｅと凹段部１２Ｅとの間で受けることができるから、ボルト１４にせん断荷重が作用するのを防止でき、耐久性、信頼性等を向上することができる。
【００４５】
一方、ボルト１４を螺着する外観ウエイト部１２のボルト穴１２Ｇは、有底穴として形成しているから、該外観ウエイト部１２の後面１２Ａからボルト穴１２Ｇやボルト１４が露出するのを防止でき、外観上の見栄えを良好にすることができる。
【００４６】
さらに、内側ウエイト部１３には、旋回フレーム５を構成するセンタフレーム６のウエイト支持部６Ｄに載置される載置部１３Ｋを設けているから、この載置部１３Ｋをウエイト支持部６Ｄに乗せることにより、旋回フレーム５に対して内側ウエイト部１３（カウンタウエイト１１）をがたつき、位置ずれ等を防止した状態で安定的に載置することができる。
【００４７】
なお、実施の形態では、内側ウエイト部１３の前面１３Ｂに前向き突部１３Ｊを設け、該前向き突部１３Ｊの下面と取付溝１３Ｈの上底とにより載置部１３Ｋを形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図７に示す変形例による内側ウエイト部２１のように、その前面２１Ｂから前向き突部を削除する構成としてもよい。この場合には、取付溝２１Ｈの上底が載置部２１Ｊとなる。
【００４８】
また、各実施の形態では、建設機械のカウンタウエイトとしてクローラ式の油圧ショベル１のカウンタウエイト１１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベル、油圧クレーン、ホイールローダ等に設けられたカウンタウエイトにも広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態によるカウンタウエイトを備えた油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】図１中の旋回フレームとカウンタウエイトを分解した状態で拡大して示す分解斜視図である。
【図３】センタフレームのウエイト支持部の位置で破断した旋回フレームとカウンタウエイトを示す正面図である。
【図４】カウンタウエイトを組立てた状態で示す外観斜視図である。
【図５】カウンタウエイトを外観ウエイト部、内側ウエイト部、ボルトに分解した状態で示す分解斜視図である。
【図６】外観ウエイト部と内側ウエイト部を分解した状態で示す分解平面図である。
【図７】本発明の変形例によるカウンタウエイトを旋回フレームと一緒に示す図３と同様位置からみた正面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  油圧ショベル（建設機械）
５  旋回フレーム（フレーム）
６  センタフレーム
６Ａ  底板
６Ｂ  センタビーム
６Ｃ  フランジ板
６Ｄ  ウエイト支持部
１１  カウンタウエイト
１２  外観ウエイト部（外観部）
１２Ａ，１３Ａ，２１Ａ  後面
１２Ｂ，１３Ｃ，２１Ｃ  上面
１２Ｃ，１３Ｄ，２１Ｄ  下面
１２Ｄ，１３Ｂ，２１Ｂ  前面
１２Ｅ  凹段部
１２Ｆ  凹窪面
１２Ｇ  ボルト穴
１３，２１  内側ウエイト部（内側部）
１３Ｅ，２１Ｅ  凸段部
１３Ｆ，２１Ｆ  突出面
１３Ｇ，２１Ｇ  ボルト貫通孔
１３Ｈ，２１Ｈ  取付溝
１３Ｊ  前向き突部
１３Ｋ，２１Ｊ  載置部
１３Ｌ，２１Ｋ  ボルト穴
１４  ボルト（締結部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006193915.tif 000006
【図５】
2006193915.tif 000007
【図６】
2006193915.tif 000008
【図７】
2006193915.tif 000009