(57)【要約】【課題】高強度、高比重およびデザイン性に優れたカウンタウェイトを低コストでかつ簡易に作製可能なカウンタウェイトの製造方法を提供する。【解決手段】対応する部分金型１６ａ−１６ｂ、１７ａ−１７ｂ同士を連結して２つ部分ウェイト用金型１６Ａ、１７Ａをそれぞれ組み立てた後、両ウェイト用金型１６Ａ、１７Ａを、互いの内部空間ｂ、ｃを連通して積み重ねる。それから、連通後の内部空間ｃに別の切断屑１９を充填した後、内部空間ｂ、ｃに溶鋼を鋳込む。このように、溶接ウェイト法による各部分ウェイトの製造時に発生した廃材を部分ウェイト用金型１６Ａ、１７Ａおよび金型内に充填される充填材１９として利用したので、高強度、高比重およびデザイン性に優れたカウンタウェイトＷを低コストで、かつ簡易に作製できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接ウェイト法による各部分ウェイトの製造時に発生した複数の枠状切断屑をそれぞれ縦割りすることで、個々が複数の部分金型から構成される部分ウェイト用金型を複数作製する金型作製工程と、
組み立て後の各部分ウェイト用金型を、互いの内部空間を連通させて積み重ねる金型段積み工程と、
連通された前記内部空間に、前記溶接ウェイト法による部分ウェイトの製造時に発生し、かつ前記枠状切断屑とは異なる別の切断屑を充填する切断屑充填工程と、
該別の切断屑の充填後、前記連通された内部空間に溶鋼を鋳込む鋳込み工程と、
該鋳込み後、各部分ウェイト用金型からカウンタウェイトを型抜きする脱型工程とを備えたカウンタウェイトの製造方法。
【請求項２】
各部分ウェイト用金型の内面には、モルタルからなる離型剤が塗布される請求項１に記載のカウンタウェイトの製造方法。
【請求項３】
前記溶鋼の素材として、前記別の切断屑と同じ素材を採用する請求項１または請求項２に記載のカウンタウェイトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はカウンタウェイトの製造方法、詳しくはカウンタウェイトの製造時に発生した廃材を利用し、高強度、高比重およびデザイン性に優れたカウンタウェイトを低コストでかつ簡易に作製可能なカウンタウェイトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木建築の現場などで使用される例えば油圧ショベルは、走行部と、走行部上に旋回自在に設けられた旋回台と、旋回台の前部に設けられて、様々な作業（ここでは地面の浅層の掘削）を行うアームを有した作業装置という３つの主要部分から構成されている。
旋回台の後部には、例えば作業装置により懸垂される物の重量と、作業装置の作業力と、車両の重量とのバランスを図るため、カウンタウェイトが設けられている。
【０００３】
従来、カウンタウェイトの製造方法の一種として、特許文献１に記載された溶接ウェイト法が知られている。以下、図６〜図８を参照して、特許文献１の溶接ウェイト法を具体的に説明する。
まず、製鉄所で製鋼された２枚のスラブ材１００Ａ，１００Ｂを、高出力のプラズマにより所定形状に切断（溶断）する（図６および図７）。得られた上側の部分ウェイト１０１と、下側の部分ウェイト１０２とを、矩形状の基台（スラブ材）１０３上に順次積み重ねる（図８）。その後、両部分ウェイト１０１，１０２の接合面（下面）の全外周を、その部分ウェイト１０１，１０２が個々に載置される下側の部材にそれぞれ溶接する。これにより、カウンタウェイト１０４が作製される。その結果、高強度で、高比重およびデザイン性に優れたカウンタウェイト１０４を得ることができる。なお、カウンタウェイト１０４の外周面には、図示しない化粧板が貼り付けられる。図８中、ａは溶接部である。
【０００４】
また、別のカウンタウェイトの製造方法として、溶けた鉄を砂型に鋳込んでカウンタウェイトを作製する別のウェイト法が知られている。この方法を採用しても、前記溶接ウェイト法の場合と同じ効果が得られる。
【特許文献１】特開２００３−３４２９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の溶接ウェイト法によれば、部分ウェイト１０１，１０２の製造時に、プラズマの照射により、スラブ材１００Ａ，１００Ｂを切断していた。そのため、スラブ材１００Ａ，１００Ｂの切断後には、対応する部分ウェイト１０１，１０２と同形状の内部空間を有した枠状切断屑１０３，１０４、および、部分ウェイト１０１の中央部において断面円形状にくり抜かれた１対の柱状切断屑１０５などが発生していた。これにより、スラブ材１００Ａ，１００Ｂから部分ウェイト１０１，１０２を作製するときの歩留りが小さくなり（歩留り５０％程度）、カウンタウェイト１０４がコスト高となっていた。しかも、溶断後の部分ウェイト１０１，１０２が、あらかじめ設定された通りの重量となるスラブ材１００Ａ，１００Ｂを、製鉄所から安価に購入することは、困難であった。
また、前記別のウェイト法によれば、高価な砂型を使用していたことから、カウンタウェイトの製造コストが高まっていた。
【０００６】
そこで、発明者は鋭意研究の結果、溶接ウェイト法によるカウンタウェイトの製造時に、廃材として発生した枠状切断屑、柱状切断屑などに着目した。すなわち、これらの廃材をカウンタウェイトの型枠および充填材として利用すれば、高強度、高比重およびデザイン性に優れたカウンタウェイトを低コストで、かつ簡易に作製することができることを知見し、この発明を完成させた。
【０００７】
この発明は、高強度、高比重およびでデザイン性に優れたカウンタウェイトを低コストでかつ簡易に作製することができるカウンタウェイトの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、溶接ウェイト法による各部分ウェイトの製造時に発生した複数の枠状切断屑をそれぞれ縦割りすることで、個々が複数の部分金型から構成される部分ウェイト用金型を複数作製する金型作製工程と、組み立て後の各部分ウェイト用金型を、互いの内部空間を連通させて積み重ねる金型段積み工程と、連通された前記内部空間に、前記溶接ウェイト法による部分ウェイトの製造時に発生し、かつ前記枠状切断屑とは異なる別の切断屑を充填する切断屑充填工程と、該別の切断屑の充填後、前記連通された内部空間に溶鋼を鋳込む鋳込み工程と、該鋳込み後、各部分ウェイト用金型からカウンタウェイトを型抜きする脱型工程とを備えたカウンタウェイトの製造方法である。
【０００９】
請求項１に記載のカウンタウェイトの製造方法によれば、対応する部分金型同士を連結して複数の部分ウェイト用金型をそれぞれ組み立てる。その後、組み立てた各部分ウェイト用金型を、互いの内部空間を連通状態で積み重ねる。それから、連通後の内部空間に別の切断屑を充填した後、この内部空間に溶鋼を鋳込む。
このように、溶接ウェイト法による各部分ウェイトの製造時に発生した廃材を部分ウェイト用金型および金型内に充填される充填材（増量材）として利用したので、高強度、高比重および魅力的なデザインに対応可能なカウンタウェイトを低コストで、かつ簡易に作製することができる。
【００１０】
ここでいう溶接ウェイト法とは、製鋼された複数枚のスラブ材を、例えばプラズマ、ガストーチなどによりそれぞれ所定形状に切断し、得られた複数の部分ウェイトを積み重ね、その後、隣接する部分ウェイトの接合面の全外周を溶接してカウンタウェイトを作製する方法である。
カウンタウェイトの素材としては、例えば製鉄所から発生する不合格スラブなどを採用することができる。
カウンタウェイトの素材は、枠状切断屑（部分ウェイト用金型）および別の切断屑と同じ素材でもよいし、そうでなくてもよい。
【００１１】
カウンタウェイトは、１個の部分ウェイトだけからなるものでもよいし、２個以上の部分ウェイトを上下に積み重ねた多段式のものでもよい。
カウンタウェイトおよび部分ウェイトの形状は任意である。
枠状切断屑を構成する部分金型の個数は限定されない。例えば２個でもよいし、３個以上でもよい。
部分ウェイト用金型の素材としては、前記スラブ材と同じものを採用することができる。
枠状切断屑を縦割りするとは、平面視して枠形状の枠状切断屑に対して、垂直面（厚さ方向を含む面）に沿って２つ以上に分割することをいう。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、各部分ウェイト用金型の内面には、モルタルからなる離型剤が塗布される請求項１に記載のカウンタウェイトの製造方法である。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、各部分ウェイト用金型の内面に、モルタルの離型剤を塗布したので、カウンタウェイトの脱型時に、各部分ウェイト用金型から容易にカウンタウェイトを型抜きできる。
部分ウェイト用金型の内面とは、部分ウェイト用金型を構成する複数の部分金型の各内側の面をいう。
【００１４】
ここでいうモルタルとは、炉材接合用のものである。具体的には、ロウ石モルタル（ＪＦＥ炉材製Ｇ−２）、ジルコンモルタル（ＪＦＥ炉材製ＫＡＭ−Ｚ）などを採用することができる。
離型材の塗布厚は、１〜２ｍｍである。この塗布厚は、スラブの切断代と鋳込み後の部分カウンタの縮み代とにより決定される。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記溶鋼の素材として、前記別の切断屑と同じ素材を採用する請求項１または請求項２に記載のカウンタウェイトの製造方法である。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、溶鋼の素材として、別の切断屑と同じ素材を採用したので、溶鋼の鋳込みによるカウンタウェイトの本体部分と別の切断屑（充填材）との分離が発生し難い。
【００１７】
溶鋼および別の切断屑（原材料となるスラブ材）の素材としては、鋼であれば限定されない。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、溶接ウェイト法による各部分ウェイトの製造時に発生した廃材を部分ウェイト用金型、および、この金型内に充填される充填材として利用するようにしたので、高強度、高比重およびデザイン性に優れたカウンタウェイトを低コストで、かつ簡易に作製することができる。
【００１９】
特に、請求項２に記載の発明によれば、各部分ウェイト用金型の内面に、離型剤としてのモルタルを塗布するようにしたので、カウンタウェイトの脱型時に、各部分ウェイト用金型から容易にカウンタウェイトを型抜きすることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、溶鋼の素材として、別の切断屑と同じ素材を採用したので、溶鋼の鋳込みによるカウンタウェイトの本体部分と別の切断屑との分離が発生し難い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施例を具体的に説明する。ここでは、油圧ショベルに搭載されたカウンタウェイトの製造方法を説明する。
【実施例１】
【００２２】
以下、図１〜図５を参照して、この発明の実施例１に係るカウンタウェイトの製造方法を説明する。
図２において、１０はこの発明の実施例１のカウンタウェイトの製造方法により製造されたカウンタウェイトＷが搭載された油圧ショベルで、油圧ショベル１０は、主に、走行部１１と、走行部１１上に水平旋回自在に設けられた旋回台１２と、旋回台１２の前部に設けられ、先端部に垂直面内で回動自在なバケット１３を有するアーム１４付きの作業装置１５という３つの部分から構成されている。前記旋回台１２の後部には、例えば作業装置１５が懸垂する物の重量と、作業装置１５の作業力と、車両の重量とのバランスをとるため、前記カウンタウェイトＷが設けられている。カウンタウェイトＷは、上下３段の鋼製の部分ウェイト（基台ｗ３を含む）ｗ１〜ｗ３により構成されている（図５）。
【００２３】
以下、図１、図３〜図５を参照して、実施例１に係るカウンタウェイトの製造方法を具体的に説明する。
まず、従来の溶接ウェイト法により各部分ウェイトの製造時に発生した２つの枠状切断屑１６、１７（図３および図４）と、基台ｗ３となる１つのスラブ材（図１）とを準備する。これらの３つの部材１６、１７、ｗ３の外観形状は、全て同じ（部材外形の縦横寸法、部材の厚さが同じ）である。このうち、一方の枠状切断屑１６が、所定形状を有した上段の部分ウェイトｗ１の成形用となる（図３）。また、他方の枠状切断屑１７が、所定形状を有した中段の部分ウェイトｗ２の成形用となる（図４）。
【００２４】
上段用の枠状切断屑１６の内側には、高出力のプラズマを照射して、スラブ材から上段側の部分ウェイトを溶断した際に現われた内部空間ｂが形成されている。また、中段用の枠状切断屑１７の内側にも、同じくプラズマを照射して、スラブ材から中段用の部分ウェイトｗ２を溶断した際に現われた内部空間ｃが形成されている。中段用の枠状切断屑１７の内部空間ｃは、その長さ方向の中間部が平面視して幅狭となっている。これは、後述する部分金型１７ｂの内部空間ｃ側において、その部分金型１７ｂの長さ方向の中間部分に、平面視して略台形状の突出部１７ｃを形成させたことによる。
【００２５】
次に、両枠状切断屑１６、１７を、幅方向の中間位置から垂直面（厚さ方向を含む面）に沿ってそれぞれ縦割りする（図３および図４）。これにより、両枠状切断屑１６、１７は、それぞれ左右１対の部分金型１６ａ−１６ｂ、１７ａ−１７ｂから構成された１対の部分ウェイト用金型１６Ａ、１７Ａとなる（金型作製工程）。
その後、両部分ウェイト用金型１６Ａ、１７Ａの内面、具体的には対応する１対の部分金型１６ａ−１６ｂ、１７ａ−１７ｂの内側面のうち、内部空間ｂ、ｃの一部を構成する部分と、これらの部分金型１６ａ−１６ｂ、１７ａ−１７ｂの突き合わせ面とに、離型剤１８を、厚さ２ｍｍ程度それぞれ塗布する。離型剤１８としては、ロウ石モルタル（ＪＦＥ炉材製Ｇ−２）を採用している。
【００２６】
次いで、対応する部分金型１６ａ−１６ｂ、１７ａ−１７ｂ同士を互いに水平方向から突き合わせ、両部分ウェイト用金型１６Ａ、１７Ａをそれぞれ組み立てる（金型組み立て工程）。
それから、これらのウェイト用金型１６Ａ、１７Ａを、互いの内部空間ｂ、ｃを連通させた状態で、基台ｗ３の上面の中央部において、中段用の部分ウェイト用金型１７Ａから上段用の部分ウェイト用金型１６Ａへと、順に積み重ねる（図１、金型段積み工程）。
【００２７】
そして、連通された内部空間ｂ、ｃに、従来の溶接ウェイト法による部分ウェイトの製造時に発生し、かつ枠状切断屑１６、１７を除いた別の切断屑１９を上方から充填する（切断屑充填工程）。具体的には、従来の溶接ウェイト法による上段用の部分ウェイトの製造時に、部分ウェイトの中央部において、断面円形にくり抜かれた柱状切断屑（別の切断屑１９）などが、中段配置される部分ウェイト用金型１７Ａの内部空間に多数個収納される。このとき、各別の切断屑１９は、その長さ方向を垂直にして、基台ｗ３の上面に互いに間隔をあけて載置される。また、前記部分金型１７ｂの突出部１７ｃの上面には、部分金型１７ｂの長さ方向に向かって若干離間された１対の貫通孔形成用の円柱スペーサ２０がそれぞれ載置される。
【００２８】
その後、枠状切断屑１６の上に平面視して矩形状の厚い蓋板３０を重ねる。蓋板３０の長さ方向の一端部には、上部にラッパ形状の鋳込み口部（火口）３１が連通状態で突設された溶鋼の鋳込み孔３０ａが形成されている。また、蓋３０の長さ方向の他端部には、上部にラッパ形状のガス抜き口部３２が連通状態で突設されたガス抜き孔３０ｂが形成されている。なお、蓋板３０上での鋳込み口部３１およびガス抜き口部３２の形成位置を、部分ウェイトｗ１、ｗ２の形状に合わせて変更することで、部分ウェイトｗ１、ｗ２の鋳込み後の冷却速度を制御することができる。
次に、連通された内部空間ｂ、ｃに、鋳込み口部３１から鋳込み孔３０ａを通して、スクラップを電気炉内で溶かした溶鋼を鋳込む（図１、鋳込み工程）。そのとき、内部空間ｂ、ｃの内部ガスは、ガス抜き孔３０ｂを通してガス抜き口部３２から外部に排気される。
鋳込み後、これを所定時間放置して冷却する。それから、鋳込み口部３１およびガス抜き口部３２を除去するとともに、各部分ウェイト用金型１６Ａ、１７Ａの左右の部分金型１６ａ−１６ｂ、１７ａ−１７ｂをそれぞれ分離し、カウンタウェイトＷを脱型する（脱型工程）。そして、カウンタウェイトＷの外周面に、図示しない化粧板を貼り付ける。
【００２９】
作製されたカウンタウェイトＷは、従来の溶接ウェイトのような溶接箇所がない。しかも、従来の溶接ウェイト法による各部分ウェイトの製造時に発生した廃材を、部分ウェイトｗ１、ｗ２用の部分ウェイト用金型１６Ａ、１７Ａ、および、両部分ウェイト用金型１６Ａ、１７Ａ内に充填される充填材（別の切断屑１９）として利用（リサイクル）したので、高強度、高比重およびデザイン性に優れたカウンタウェイトＷを低コストで、かつ簡易に作製することができる。
また、各部分ウェイト用金型１６Ａ、１７Ａの内面に、モルタルからなる離型剤１８を塗布したので、カウンタウェイトＷの脱型時に、各部分ウェイト用金型１６Ａ、１７Ａから容易にカウンタウェイトＷを型抜きすることができる。
【００３０】
さらに、溶鋼の素材として、別の切断屑１９と同じものを採用したので、溶鋼の鋳込みによるカウンタウェイトＷの本体部分と別の切断屑１９との分離が発生し難い。
なお、鋳造後のカウンタウェイトＷの縮代は、図示しない自動切断機の火口の直径により調整することができる。また、劣化した枠状切断屑１６、１７および別の切断屑１９は、スクラップとして、前記電気炉に投入して溶解し、溶鋼として前記内部空間ｂ、ｃに鋳込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施例１に係るカウンタウェイトの製造方法における鋳込み直前の金型の状態を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施例１に係るカウンタウェイトの製造方法により製造されたカウンタウェイトが組み込まれた油圧ショベルの側面図である。
【図３】この発明の実施例１に係るカウンタウェイトの製造方法で使用される上段配置の部分ウェイト用金型の平面図である。
【図４】この発明の実施例１に係るカウンタウェイトの製造方法で使用される中段配置の部分ウェイト用金型の平面図である。
【図５】この発明の実施例１に係るカウンタウェイトの製造方法により製造されたカウンタウェイトを示す斜視図である。
【図６】従来手段に係るカウンタウェイトの製造方法における上段配置の部分ウェイトの作製工程を示す平面図である。
【図７】従来手段に係るカウンタウェイトの製造方法における中段配置の部分ウェイトの作製工程を示す平面図である。
【図８】従来手段に係るカウンタウェイトの製造方法により製造されたカウンタウェイトを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１６、１７  枠状切断屑、
１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ  部分金型、
１６Ａ、１７Ａ  部分ウェイト用金型、
１８  離型剤、
１９  別の切断屑、
Ｗ  カウンタウェイト、
ｂ、ｃ  内部空間、
ｗ１、ｗ２  部分ウェイト、
ｗ３  基台。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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