(57)【要約】【課題】旋回フレームに生じるねじり荷重を低減させるとともに、走行時の乗り心地を向上させることができるようにする。【解決手段】カウンタウエイト１４を支持する支持機構３１は、カウンタウエイト１４に設けられて、カウンタウエイト１４の重心Ｏを中心に円弧状に形成され、旋回フレームを構成する一対の縦板２２の各々に対向配置された湾曲面３２と、一対の縦板２２上にそれぞれ設けられ、湾曲面３２に摺動自在に当接する一対の当接部材３３と、を有する。【選択図】図４
2018044331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部旋回体を構成する旋回フレーム上にカウンタウエイトが設けられた作業機械において、
前記カウンタウエイトを支持する支持機構を有し、
前記支持機構は、
前記カウンタウエイトに設けられ、前記上部旋回体の前後方向に前記カウンタウエイトをみたときに、前記カウンタウエイトの重心を中心に円弧状に形成され、前記旋回フレームを構成する一対の縦板の各々に対向配置された湾曲面と、
前記一対の縦板上にそれぞれ設けられ、前記湾曲面に摺動自在に当接する一対の当接部材と、
を有することを特徴とする作業機械。
【請求項２】
前記湾曲面の半径をＲ、前記カウンタウエイトの上下方向における、前記一対の当接部材の一方が前記湾曲面に当接する位置から前記重心までの長さをｚ、前記カウンタウエイトの左右方向における、前記一対の当接部材の一方が前記湾曲面に当接する位置から前記一対の当接部材の他方が前記湾曲面に当接する位置までの長さをａ、前記カウンタウエイトの左右方向における、前記一対の当接部材の一方が前記湾曲面に当接する位置から前記重心までの長さをｘとすると、以下の式（１）および式（２）の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
Ｒ＜（ｚ2＋ｘ2）1/2  ・・・式（１）
Ｒ＞ａ−ｘ  ・・・式（２）
【請求項３】
前記湾曲面は、前記一対の縦板の各々に対してそれぞれ設けられており、
前記カウンタウエイトは、前記湾曲面毎に設けられて前記縦板を収容し、前記湾曲面を内面の一部とする凹部を有し、
前記一対の当接部材が前記カウンタウエイトの上下方向に変位した際に、前記一対の当接部材の各々が前記凹部における前記湾曲面以外の部位に当接しないように、前記カウンタウエイトの上下方向における前記当接部材が前記湾曲面に当接する位置から前記湾曲面の上端及び下端までの長さがそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機械。
【請求項４】
前記湾曲面は、前記一対の縦板の各々に対してそれぞれ設けられており、
前記カウンタウエイトは、前記湾曲面毎に設けられて前記縦板を収容し、前記湾曲面を内面の一部とする凹部を有し、
前記凹部は、前記カウンタウエイトの左右方向における前記湾曲面の上端よりも外側において、前記縦板に対向する第１の内面板と、前記カウンタウエイトの左右方向における前記湾曲面の下端よりも内側において、前記縦板に対向する第２の内面板と、をその内面として有し、
前記一対の当接部材が前記カウンタウエイトの左右方向に変位した際に、前記一対の縦板の各々が前記凹部に当接しないように、前記カウンタウエイトの左右方向における前記当接部材が前記湾曲面に当接する位置から前記第１の内面板及び前記第２の内面板までの長さがそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の作業機械。
【請求項５】
前記当接部材が前記湾曲面を摺動するのを許容しながら、前記カウンタウエイトが前記上部旋回体の上下方向および前後方向に移動するのを規制する規制機構をさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上部旋回体を構成する旋回フレーム上にカウンタウエイトが設けられた作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下部走行体上に上部旋回体が旋回自在に設けられた作業機械においては、上部旋回体を構成する旋回フレームの前部に作業装置が取り付けられ、旋回フレームの後部には、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設けられる。
【０００３】
作業機械は走行中に路面の凹凸や石などを乗り越えることによって、左右方向に揺れる。また旋回動作によっても左右方向に揺れる。このとき、作業機械の部品の中で最も重量のある部品の一つであるカウンタウエイトも左右方向に揺れることで、慣性力が発生する。この慣性力によって、旋回フレームが左右方向にねじられ、旋回フレームにねじり荷重が発生する。このねじり荷重により、旋回フレームが変形する恐れがある。また、上部旋回体を構成する運転室にカウンタウエイトの振動が伝搬し、作業員の乗り心地が悪化する。
【０００４】
そこで、特許文献１には、カウンタウエイトの左右方向の両端部において、旋回フレームの左右にそれぞれ設けられたサイドフレームとカウンタウエイトとの間に高減衰ゴムを配置することが開示されている。カウンタウエイトの左右方向の振動を高減衰ゴムで減衰させることで、カウンタウエイトの振動を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８４３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のものでは、高減衰ゴムの性能を発揮させるために、サイドフレームの剛性を高減衰ゴムの剛性よりも高くする必要がある。サイドフレームの剛性は旋回フレームと同等が望ましく、サイドフレームの剛性を確保するために、製作工数の増加やコストアップが懸念される。また、高減衰ゴムによる減衰効果のみでは、カウンタウエイトの振動を十分に抑制することができない。
【０００７】
本発明の目的は、旋回フレームに生じるねじり荷重を低減させるとともに、走行時の乗り心地を向上させることが可能な作業機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上部旋回体を構成する旋回フレーム上にカウンタウエイトが設けられた作業機械において、前記カウンタウエイトを支持する支持機構を有し、前記支持機構は、前記カウンタウエイトに設けられ、前記上部旋回体の前後方向に前記カウンタウエイトをみたときに、前記カウンタウエイトの重心を中心に円弧状に形成され、前記旋回フレームを構成する一対の縦板の各々に対向配置された湾曲面と、前記一対の縦板上にそれぞれ設けられ、前記湾曲面に摺動自在に当接する一対の当接部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、カウンタウエイトに設けた湾曲面に、旋回フレームを構成する縦板上に設けた当接部材を摺動自在に当接させる。作業機械が走行中に障害物を乗り越えたときや、旋回動作を行ったときに、旋回フレームが左右方向に揺れる。このとき、当接部材が湾曲面を摺動することで、カウンタウエイトの姿勢が維持される。即ち、カウンタウエイトが、カウンタウエイトの重心を通る前後方向の軸を中心に、左右方向に揺れる旋回フレームに対して相対的に回転することで、カウンタウエイトの姿勢が維持される。このように、旋回フレームが左右方向に揺れたときに、カウンタウエイトの姿勢が維持されることで、カウンタウエイトは左右方向に揺れない。よって、カウンタウエイトが左右方向に揺れることに起因する慣性力が発生しないので、慣性力により旋回フレームが左右方向にねじられることがない。これにより、旋回フレームに生じるねじり荷重を低減させることができる。また、カウンタウエイトは左右方向に揺れないので、カウンタウエイトから上部旋回体を構成する運転室に伝搬する振動を低減させることができる。よって、走行時の乗り心地を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】作業機械の斜視図である。
【図２】旋回フレームの斜視図である。
【図３】図１のＡ方向に沿ってカウンタウエイトを見た斜視図である。
【図４】図３をＢ方向から見た正面図である。
【図５】図３をＢ方向から見た正面図である。
【図６】図５の要部Ｅの拡大図である。
【図７】図３をＢ方向から見た正面図である。
【図８】図３をＢ方向から見た正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
（作業機械の構成）
本発明の実施形態による作業機械１は、斜視図である図１に示すように、例えば油圧ショベルである。作業機械１は、下部走行体２と、上部旋回体３と、を備える。
【００１３】
下部走行体２は、作業機械１を走行させる部分である。本実施形態において、下部走行体２は、アイドラ（遊動輪）１２に巻回されたクローラ１１を左右方向に一対備えている。
【００１４】
上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回可能に設けられている。上部旋回体３は、旋回機構（図示せず）を介して下部走行体２に搭載されている。
【００１５】
上部旋回体３は、旋回フレーム（図示せず）と、上部旋回体３の前部に設けられる作業装置（アタッチメント）１３と、上部旋回体３の後部に設けられるカウンタウエイト１４と、キャブ１５と、を備える。
【００１６】
斜視図である図２に示すように、旋回フレーム１６は、厚肉の鋼板等により形成された平板状の底板２１と、底板２１の上面側に溶接等の手段を用いて立設され、互いに一定の間隔をもって前後方向に延びた一対の縦板２２と、を有している。
【００１７】
一対の縦板２２の前側には、作業装置１３の基端部が俯仰動可能に取り付けられる取付部２２ａが設けられている。また、一対の縦板２２の後側は、カウンタウエイト１４を下側から支持するウエイト支持部２２ｂとなっている。
【００１８】
旋回フレーム１６の左右には、サイドデッキ１７がそれぞれ設けられている。サイドデッキ１７は、左右方向に延びるサイドビーム２３と、前後方向に延びるサイドフレーム２４とを有している。サイドビーム２３は、複数本設けられ、互いに間隔をあけて前後方向に並設されている。サイドビーム２３の基端側は、縦板２２に溶接され、サイドビーム２３の突出端側は、サイドフレーム２４に接続されている。
【００１９】
作業装置１３は、旋回フレーム１６の取付部２２ａに取り付けられる。作業機械１が油圧ショベルの場合、作業装置１３は、ブーム、アーム、及びバケット等である。
【００２０】
カウンタウエイト１４は、作業装置１３とバランスさせるためのおもりである。カウンタウエイト１４は、旋回フレーム１６のウエイト支持部２２ｂに載置される。即ち、カウンタウエイト１４と旋回フレーム１６とは固定されていない。
【００２１】
キャブ１５は、作業機械１の運転室である。キャブ１５は、例えば左側のサイドデッキ１７上に設けられる。
【００２２】
（支持機構の構成）
作業機械１は走行中に路面の凹凸や石などを乗り越えることによって、左右方向に揺れる。また旋回動作によっても左右方向に揺れる。このとき、作業機械１の部品の中で最も重量のある部品の一つであるカウンタウエイト１４も左右方向に揺れることで、慣性力が発生する。この慣性力によって、旋回フレーム１６が左右方向にねじられ、旋回フレーム１６にねじり荷重が発生する。このねじり荷重により、旋回フレーム１６が変形する恐れがある。また、上部旋回体３を構成するキャブ１５にカウンタウエイト１４の振動が伝搬し、作業員の乗り心地が悪化する。
【００２３】
そこで、図１のＡ方向に沿ってカウンタウエイト１４を見た斜視図である図３に示すように、本実施形態の作業機械１は、カウンタウエイト１４を支持する支持機構３１を有している。図３をＢ方向（上部旋回体３の前後方向）から見た正面図である図４に示すように、支持機構３１は、カウンタウエイト１４に設けられた湾曲面３２と、一対の縦板２２上にそれぞれ設けられた一対の当接部材３３と、を有している。なお、図４においては、後述する規制機構４１を図示していない。
【００２４】
湾曲面３２は、上部旋回体３の前後方向（紙面直交方向）にカウンタウエイト１４をみたときに、カウンタウエイト１４の重心Ｏを中心に円弧状に形成されている。湾曲面３２は、旋回フレーム１６を構成する一対の縦板２２の各々に対向配置されている。本実施形態において、湾曲面３２は、一対の縦板２２の各々に対してそれぞれ設けられている。即ち、図面に向かって左側の縦板２２に対向配置された湾曲面３２Ｌと、図面に向かって右側の縦板２２に対向配置された湾曲面３２Ｒと、がそれぞれ設けられている。
【００２５】
当接部材３３は、湾曲面３２に摺動自在に当接している。当接部材３３は、上部旋回体３の前後方向に設けられた軸を中心に回転自在なローラ等である。以下、湾曲面３２Ｌに当接する当接部材３３を当接部材３３Ｌとし、湾曲面３２Ｒに当接する当接部材３３を当接部材３３Ｒとする。
【００２６】
ここで、カウンタウエイト１４は、凹部１４ａを有している。凹部１４ａは、湾曲面３２Ｌ，３２Ｒ毎に設けられて縦板２２を収容し、湾曲面３２を内面の一部としている。また、凹部１４ａは、第１の内面板１４ｂと、第２の内面板１４ｃとを、その内面として有している。第１の内面板１４ｂは、カウンタウエイト１４の左右方向における湾曲面３２の上端よりも外側において、縦板２２に対向している。第２の内面板１４ｃは、カウンタウエイト１４の左右方向における湾曲面３２の下端よりも内側において、縦板２２に対向している。湾曲面３２の上端と、第１の内面板１４ｂとは、凹部１４ａの内面をなす接続板により接続されている。湾曲面３２の下端と、第２の内面板１４ｃとは、凹部１４ａの内面をなす接続板により接続されている。
【００２７】
作業機械１が走行中に障害物を乗り越えたときや、旋回動作を行ったときに、旋回フレーム１６が左右方向に揺れる。このとき、当接部材３３が湾曲面３２を摺動することで、カウンタウエイト１４の姿勢が維持される。即ち、カウンタウエイト１４が、カウンタウエイト１４の重心Ｏを通る前後方向の軸を中心に、左右方向に揺れる旋回フレーム１６に対して相対的に回転することで、カウンタウエイト１４の姿勢が維持される。このように、旋回フレーム１６が左右方向に揺れたときに、カウンタウエイト１４の姿勢が維持されることで、カウンタウエイト１４は左右方向に揺れない。よって、カウンタウエイト１４が左右方向に揺れることに起因する慣性力が発生しないので、慣性力により旋回フレーム１６が左右方向にねじられることがない。これにより、旋回フレーム１６に生じるねじり荷重を低減させることができる。また、カウンタウエイト１４は左右方向に揺れないので、カウンタウエイト１４からキャブ１５に伝搬する振動を低減させることができる。よって、走行時の乗り心地を向上させることができる。
【００２８】
なお、当接部材３３が湾曲面３２に当接する位置は、重心Ｏに近い方が望ましい。当接位置が重心Ｏに近いほど、湾曲面３２を短くし、当接部材３３が摺動するスペースを小さくすることができるので、カウンタウエイト１４の重量を大きくすることができる。
【００２９】
ここで、湾曲面３２の半径Ｒは、以下の式（１）および式（２）の関係を満足している。
【００３０】
Ｒ＜（ｚ2＋ｘ2）1/2  ・・・式（１）
Ｒ＞ａ−ｘ  ・・・式（２）
【００３１】
ここで、ｚは、カウンタウエイト１４の上下方向における、左の当接部材３３Ｌが湾曲面３２Ｌに当接する位置から重心Ｏまでの長さである。また、ａは、カウンタウエイト１４の左右方向における、左の当接部材３３Ｌが湾曲面３２Ｌに当接する位置から右の当接部材３３Ｒが湾曲面３２Ｒに当接する位置までの長さである。また、ｘは、カウンタウエイトの左右方向における、左の当接部材３３Ｌが湾曲面３２Ｌに当接する位置から重心Ｏまでの長さである。
【００３２】
なお、図４において、２つの当接部材３３Ｌ，３３Ｒは、重心Ｏに対して左右対称の位置に位置している。この場合、（ａ−ｘ）はｘと同じである。しかし、旋回フレーム１６がカウンタウエイト１４に対して相対的に回転した場合には、カウンタウエイト１４の左右方向において、２つの当接部材３３Ｌ，３３Ｒの位置は、重心Ｏに対して非対称となる。この場合、（ａ−ｘ）はｘとは異なる。
【００３３】
湾曲面３２の半径Ｒが式（１）を満たさない場合、即ち、湾曲面３２の半径Ｒが（ｚ2＋ｘ2）1/2以上である場合、１点鎖線Ｃで示すように、重心Ｏを中心とする径方向において左の当接部材３３Ｌよりも外側に湾曲面３２Ｌが位置することになる。この場合、右の当接部材３３Ｒの位置を下方に下げることで、右の当接部材３３Ｒを湾曲面３２Ｒに当接させることはできるが、左の当接部材３３Ｌを湾曲面３２Ｌに当接させることはできない。よって、一対の当接部材３３Ｌ，３３Ｒの両方を同時に湾曲面３２Ｌ，３２Ｒに当接させることができない。
【００３４】
また、湾曲面３２の半径Ｒが式（２）を満たさない場合、即ち、湾曲面３２の半径Ｒが（ａ−ｘ）以下である場合、１点鎖線Ｄで示すように、カウンタウエイト１４の左右方向において一対の当接部材３３Ｌ，３３Ｒの内側に湾曲面３２Ｌ，３２Ｒ全体が位置することになる。この場合、重心Ｏの位置を左右方向にずらすことで、一対の当接部材３３Ｌ，３３Ｒのどちらか一方を湾曲面３２に当接させることはできるが、他方を湾曲面３２に当接させることはできない。よって、一対の当接部材３３Ｌ，３３Ｒの両方を同時に湾曲面３２Ｌ，３２Ｒに当接させることができない。
【００３５】
そこで、上記の式（１）および式（２）の関係を満足することで、一対の当接部材３３Ｌ，３３Ｒの両方を同時に湾曲面３２Ｌ，３２Ｒに当接させることができる。これにより、一対の当接部材３３Ｌ，３３Ｒでカウンタウエイト１４を好適に支持することができる。
【００３６】
ここで、旋回フレーム１６が左右方向に揺れたときに、当接部材３３が湾曲面３２を摺動することで、一対の当接部材３３がカウンタウエイト１４の上下方向に変位する。具体的には、一対の当接部材３３のどちらか一方がカウンタウエイト１４の上方向に変位し、他方がカウンタウエイト１４の下方向に変位する。
【００３７】
そこで、一対の当接部材３３Ｌ，３３Ｒがカウンタウエイト１４の上下方向に変位した際に、一対の当接部材３３Ｌ，３３Ｒの各々が凹部１４ａにおける湾曲面３２以外の部位に当接しないように、カウンタウエイト１４の上下方向における当接部材３３が湾曲面３２に当接する位置から湾曲面３２の上端及び下端までの長さがそれぞれ設定されている。
【００３８】
まず、図３をＢ方向から見た正面図である図５において、図中右側のクローラ１１が、自走で乗り越えられる最大高さの障害物を乗り越えた場合について考える。この場合、カウンタウエイト１４は、重心Ｏを中心に旋回フレーム１６に対して相対的に回転することで、その姿勢が維持される。一方、左の当接部材３３Ｌは、湾曲面３２Ｌに対して相対的に下方向に変位し、右の当接部材３３Ｒは、湾曲面３２Ｒに対して相対的に上方向に変位する。なお、図５においては、後述する規制機構４１を図示していない。
【００３９】
このような場合において、図５に示すように、カウンタウエイト１４の上下方向における、左の当接部材３３Ｌが湾曲面３２Ｌに当接する位置から湾曲面３２Ｌの下端までの長さｙ３は、以下の式（３）の関係を満足している。また、カウンタウエイト１４の上下方向における、右の当接部材３３Ｒが湾曲面３２Ｒに当接する位置から湾曲面３２Ｒの上端までの長さｙ２は、以下の式（４）の関係を満足している。
【００４０】
ｙ３＞ｈ（ｇ−ｘ）／Ｌ  ・・・式（３）
ｙ２＞ｈ（ｇ＋ａ−ｘ）／Ｌ  ・・・式（４）
【００４１】
ここで、Ｌは、図１および図５に示すように、下部走行体２の左右方向における一対のクローラ１１の一方の外側の端から他方の外側の端までの長さである。また、ｈは、図１に示すように、クローラ１１が巻回されたアイドラ１２の半径である。また、ｇは、図５に示すように、下部走行体２の左右方向における、左の当接部材３３Ｌ側におけるクローラ１１の外側の端からカウンタウエイト１４の重心Ｏまでの長さである。ａおよびｘは、上述したものと同じである。
【００４２】
クローラ１１が自走で乗り越えられる障害物の最大高さは、アイドラ１２の半径分である。この障害物を右側のクローラ１１で乗り越えたときに、作業機械１が剛体的に角度θ１で傾くとすると、以下の式（５）となる。
【００４３】
ｔａｎθ１＝ｈ／Ｌ  ・・・式（５）
【００４４】
作業機械１が剛体的に運動していると仮定すると、湾曲面３２と当接部材３３との当接位置においても、相似が成り立つ。左の当接部材３３Ｌと湾曲面３２Ｌとの当接位置における傾きをθ２、右の当接部材３３Ｒと湾曲面３２Ｒとの当接位置における傾きをθ３とすると、以下の式（６）、式（７）となる。そして、式（８）が成り立つ。
【００４５】
ｔａｎθ２＝ｙ３／（ｇ−ｘ）  ・・・式（６）
ｔａｎθ３＝ｙ２／（ｇ＋ａ−ｘ）  ・・・式（７）
ｔａｎθ１＝ｔａｎθ２＝ｔａｎθ３  ・・・式（８）
【００４６】
以上の式（５）〜（８）から、上記の式（３）、式（４）が導き出される。
【００４７】
図中右側のクローラ１１が自走で乗り越えられる最大高さの障害物を乗り越えたときに、左の当接部材３３Ｌの下方向の変位量は、ｈ（ｇ−ｘ）／Ｌとなり、右の当接部材３３Ｒの上方向の変位量は、ｈ（ｇ＋ａ−ｘ）／Ｌとなる。そこで、長さｙ３をｈ（ｇ−ｘ）／Ｌよりも大きくすることで、左の当接部材３３Ｌがカウンタウエイト１４の下方向に最大量で変位した際に、左の当接部材３３Ｌが凹部１４ａにおける湾曲面３２Ｌよりも下の部位に接触しないようにすることができる。また、長さｙ２をｈ（ｇ＋ａ−ｘ）／Ｌよりも大きくすることで、右の当接部材３３Ｒがカウンタウエイト１４の上方向に最大量で変位した際に、右の当接部材３３Ｒが凹部１４ａにおける湾曲面３２Ｒよりも上の部位に接触しないようにすることができる。これにより、当接部材３３が凹部１４ａの湾曲面３２以外の部位に接触することで、旋回フレーム１６とカウンタウエイト１４との相対的な回転が抑制されるのを防止することができる。よって、カウンタウエイト１４の姿勢を好適に維持することができる。
【００４８】
次に、図５において、図中左側のクローラ１１が、自走で乗り越えられる最大高さの障害物を乗り越えた場合について考える。この場合、カウンタウエイト１４は、重心Ｏを中心に旋回フレーム１６に対して相対的に回転することで、その姿勢が維持される。一方、左の当接部材３３Ｌは、湾曲面３２Ｌに対して相対的に上方向に変位し、右の当接部材３３Ｒは、湾曲面３２Ｒに対して相対的に下方向に変位する。
【００４９】
このような場合において、カウンタウエイト１４の上下方向における、左の当接部材３３Ｌが湾曲面３２Ｌに当接する位置から湾曲面３２Ｌの上端までの長さｙ１は、以下の式（９）の関係を満足している。さらに、カウンタウエイト１４の上下方向における、右の当接部材３３Ｒが湾曲面３２Ｒに当接する位置から湾曲面３２Ｒの下端までの長さｙ４は、以下の式（１０）の関係を満足している。
【００５０】
ｙ１＞ｈ（Ｌ−ｇ＋ｘ）／Ｌ  ・・・式（９）
ｙ４＞ｈ（Ｌ−ｇ−ａ＋ｘ）／Ｌ  ・・・式（１０）
【００５１】
クローラ１１が自走で乗り越えられる最大高さの障害物を左側のクローラ１１で乗り越えたときに、作業機械１が剛体的に角度θ１で傾くとすると、上記の式（５）となる。左の当接部材３３Ｌと湾曲面３２Ｌとの当接位置における傾きをθ２、右の当接部材３３Ｒと湾曲面３２Ｒとの当接位置における傾きをθ３とすると、以下の式（１１）、式（１２）となる。そして、上記の式（８）が成り立つ。
【００５２】
ｔａｎθ２＝ｙ１／（Ｌ−ｇ＋ｘ）  ・・・式（１１）
ｔａｎθ３＝ｙ４／（Ｌ−ｇ−ａ＋ｘ）  ・・・式（１２）
【００５３】
以上の式（５）、式（８）、式（１１）、式（１２）から、上記の式（９）、式（１０）が導き出される。
【００５４】
図中左側のクローラ１１が自走で乗り越えられる最大高さの障害物を乗り越えたときに、左の当接部材３３Ｌの上方向の変位量は、ｈ（Ｌ−ｇ＋ｘ）／Ｌとなり、右の当接部材３３Ｒの下方向の変位量は、ｈ（Ｌ−ｇ−ａ＋ｘ）／Ｌとなる。そこで、長さｙ１をｈ（Ｌ−ｇ＋ｘ）／Ｌよりも大きくすることで、左の当接部材３３Ｌがカウンタウエイト１４の上方向に最大量で変位した際に、左の当接部材３３Ｌが凹部１４ａにおける湾曲面３２Ｌよりも上の部位に接触しないようにすることができる。また、長さｙ４をｈ（Ｌ−ｇ−ａ＋ｘ）／Ｌよりも大きくすることで、右の当接部材３３Ｒがカウンタウエイト１４の下方向に最大量で変位した際に、右の当接部材３３Ｒが凹部１４ａにおける湾曲面３２Ｒよりも下の部位に接触しないようにすることができる。これにより、当接部材３３が凹部１４ａの湾曲面３２以外の部位に接触することで、旋回フレーム１６とカウンタウエイト１４との相対的な回転が抑制されるのを防止することができる。よって、カウンタウエイト１４の姿勢を好適に維持することができる。
【００５５】
また、旋回フレーム１６が左右方向に揺れたときに、当接部材３３が湾曲面３２を摺動することで、一対の当接部材３３がカウンタウエイト１４の左右方向に変位する。具体的には、一対の当接部材３３のどちらか一方が第１の内面板１４ｂ側に変位し、他方が第２の内面板１４ｃ側に変位する。
【００５６】
そこで、一対の当接部材３３Ｌ，３３Ｒがカウンタウエイト１４の左右方向に変位した際に、一対の縦板２２の各々が凹部１４ａに当接しないように、カウンタウエイト１４の左右方向における当接部材３３が湾曲面３２に当接する位置から第１の内面板１４ｂ及び第２の内面板１４ｃまでの長さがそれぞれ設定されている。
【００５７】
具体的には、図５の要部Ｅの拡大図である図６に示すように、一対の当接部材３３Ｌ，３３Ｒのうち、右の当接部材３３Ｒについてみたときに、カウンタウエイト１４の左右方向における、当接部材３３Ｒが湾曲面３２Ｒに当接する位置から第１の内面板１４ｂまでの長さＷ１は、以下の式（１３）の関係を満足している。また、カウンタウエイトの左右方向における、当接部材３３Ｒが湾曲面３２Ｒに当接する位置から第２の内面板１４ｃまでの長さＷ２は、以下の式（１４）の関係を満足している。
【００５８】
Ｗ１＞Ｓ（ｄ１2−ｙ２2）1/2／Ｒ  ・・・式（１３）
Ｗ２＞Ｓ（ｄ２2−ｙ４2）1/2／Ｒ  ・・・式（１４）
【００５９】
ここで、Ｓは、上部旋回体３の前後方向（紙面直交方向）にカウンタウエイト１４をみたときに、カウンタウエイト１４の重心Ｏを中心に第１の内面板１４ｂの下端を通る円の半径である。また、ｄ１は、上部旋回体３の前後方向にカウンタウエイト１４をみたときに、湾曲面３２Ｒの上端から当接部材３３Ｒが湾曲面３２Ｒに当接する位置までの弦の長さである。また、ｄ２は、上部旋回体３の前後方向にカウンタウエイト１４をみたときに、湾曲面３２Ｒの下端から当接部材３３Ｒが湾曲面３２Ｒに当接する位置までの弦の長さである。Ｒ、ｙ２、および、ｙ４は、上述したものと同じである。
【００６０】
カウンタウエイト１４の左右方向における、当接部材３３Ｒが湾曲面３２Ｒに当接する位置から湾曲面３２Ｒの上端までの長さｗ１は、以下の式（１５）となる。また、カウンタウエイト１４の左右方向における、当接部材３３Ｒが湾曲面３２Ｒに当接する位置から湾曲面３２Ｒの下端までの長さｗ２は、以下の式（１６）となる。
【００６１】
ｗ１＞（ｄ１2−ｙ２2）1/2  ・・・式（１５）
ｗ２＞（ｄ２2−ｙ４2）1/2  ・・・式（１６）
【００６２】
ＲとＳとの比と、式（１５）、式（１６）から、上記の式（１３）、式（１４）が導き出される。
【００６３】
クローラ１１が自走で乗り越えられる最大高さの障害物を乗り越えたときに、当接部材３３Ｒの第１の内面板１４ｂ側への変位量は、Ｓ（ｄ１2−ｙ２2）1/2／Ｒとなり、当接部材３３Ｒの第２の内面板１４ｃ側への変位量は、Ｓ（ｄ２2−ｙ４2）1/2／Ｒとなる。そこで、長さＷ１をＳ（ｄ１2−ｙ２2）1/2／Ｒよりも大きくすることで、当接部材３３Ｒが第１の内面板１４ｂ側に最大量で変位した際に、当接部材３３Ｒが設けられた縦板２２が第１の内面板１４ｂに当接しないようにすることができる。また、長さＷ２をＳ（ｄ２2−ｙ４2）1/2／Ｒよりも大きくすることで、当接部材３３Ｒが第２の内面板１４ｃ側に最大量で変位した際に、当接部材３３Ｒが設けられた縦板２２が第２の内面板１４ｃに当接しないようにすることができる。これにより、縦板２２が凹部１４ａに当接することで、旋回フレーム１６とカウンタウエイト１４との相対的な回転が抑制されるのを防止することができる。よって、カウンタウエイト１４の姿勢を好適に維持することができる。
【００６４】
なお、図６を用いて、一対の当接部材３３Ｌ，３３Ｒのうち、右の当接部材３３Ｒについて説明したが、左の当接部材３３Ｌについても同様である。
【００６５】
（規制機構の構成）
また、本実施形態の作業機械１は、図３に示すように、カウンタウエイト１４の移動を規制する規制機構４１を有している。図３をＢ方向（上部旋回体３の前後方向）から見た正面図である図７に示すように、規制機構４１は、カウンタウエイト１４の重心Ｏに設けられた軸４２と、一対のリンク部材４３とを有している。軸４２は、カウンタウエイト１４の前後方向に延びている。リンク部材４３は、一端が縦板２２に固定され、他端が軸４２に回転自在に結合されている。
【００６６】
リンク部材４３が軸４２に結合されることで、カウンタウエイト１４が上部旋回体３の上下方向および前後方向に移動するのが規制される。このように、規制機構４１は、カウンタウエイト１４が上部旋回体３の上下方向および前後方向に移動するのを規制している。
【００６７】
また、当接部材３３が湾曲面３２を摺動した際に、リンク部材４３は軸４２を中心に回転する。このように、規制機構４１は、当接部材３３が湾曲面３２を摺動するのを許容し、カウンタウエイト１４が旋回フレーム１６に対して相対的に回転するのを阻害しない。
【００６８】
カウンタウエイト１４は、湾曲面３２に当接する当接部材３３を介して縦板２２の上に載った状態である。そのため、カウンタウエイト１４は、上部旋回体３の上下方向および前後方向に移動可能であり、前後方向に移動した場合には、旋回フレーム１６上から脱落する危険性がある。そこで、カウンタウエイト１４が上部旋回体３の上下方向および前後方向に移動するのを、規制機構４１で規制する。これにより、カウンタウエイト１４の脱落を防止することができる。このとき、当接部材３３が湾曲面３２を摺動するのを許容することで、カウンタウエイト１４を旋回フレーム１６に対して好適に相対回転させることができる。
【００６９】
（変形例）
なお、図３をＢ方向から見た正面図である図８に示すように、左の湾曲面３２Ｌと、右の湾曲面３２Ｒとで、半径が異なっていてもよい。即ち、カウンタウエイト１４の重心Ｏは、カウンタウエイト１４の左右方向において一対の縦板２２の中心からずれており、左の湾曲面３２Ｌは、重心Ｏから半径Ｒ１の位置に形成され、右の湾曲面３２Ｒは、重心Ｏから半径Ｒ２の位置に形成されていてもよい。このような構成であっても、カウンタウエイト１４を、カウンタウエイト１４の重心Ｏを通る前後方向の軸を中心に、旋回フレーム１６に対して相対的に回転させることができる。
【００７０】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る作業機械１によると、カウンタウエイト１４に設けた湾曲面３２に、旋回フレーム１６を構成する縦板２２上に設けた当接部材３３を摺動自在に当接させる。作業機械１が走行中に障害物を乗り越えたときや、旋回動作を行ったときに、旋回フレーム１６が左右方向に揺れる。このとき、当接部材３３が湾曲面３２を摺動することで、カウンタウエイト１４の姿勢が維持される。即ち、カウンタウエイト１４が、カウンタウエイト１４の重心Ｏを通る前後方向の軸を中心に、左右方向に揺れる旋回フレーム１６に対して相対的に回転することで、カウンタウエイト１４の姿勢が維持される。このように、旋回フレーム１６が左右方向に揺れたときに、カウンタウエイト１４の姿勢が維持されることで、カウンタウエイト１４は左右方向に揺れない。よって、カウンタウエイト１４が左右方向に揺れることに起因する慣性力が発生しないので、慣性力により旋回フレーム１６が左右方向にねじられることがない。これにより、旋回フレーム１６に生じるねじり荷重を低減させることができる。また、カウンタウエイト１４は左右方向に揺れないので、カウンタウエイト１４から上部旋回体３を構成するキャブ１５に伝搬する振動を低減させることができる。よって、走行時の乗り心地を向上させることができる。
【００７１】
また、湾曲面３２の半径Ｒが上記の式（１）および式（２）の関係を満足するようにする。湾曲面３２の半径Ｒが（ｚ2＋ｘ2）1/2以上であれば、重心Ｏを中心とする径方向において一方の当接部材３３Ｌよりも外側に湾曲面３２Ｌが位置することになり、他方の当接部材３３Ｒを湾曲面３２Ｒに当接させたとしても、一方の当接部材３３Ｌを湾曲面３２Ｌに当接させることができない。よって、一対の当接部材３３の両方を同時に湾曲面３２に当接させることができない。また、湾曲面３２の半径Ｒが（ａ−ｘ）以下であれば、カウンタウエイト１４の左右方向において一対の当接部材３３の内側に湾曲面３２全体が位置することになり、一対の当接部材３３のどちらか一方を湾曲面３２に当接させた場合、他方を湾曲面３２に当接させることができない。よって、一対の当接部材３３の両方を同時に湾曲面３２に当接させることができない。そこで、上記の式（１）および式（２）の関係を満足することで、一対の当接部材３３の両方を同時に湾曲面３２に当接させることができる。これにより、一対の当接部材３３でカウンタウエイト１４を好適に支持することができる。
【００７２】
また、一対の当接部材３３がカウンタウエイト１４の上下方向に変位した際に、一対の当接部材３３の各々が凹部１４ａにおける湾曲面３２以外の部位に当接しないように、カウンタウエイト１４の上下方向における当接部材３３が湾曲面３２に当接する位置から湾曲面３２の上端及び下端までの長さをそれぞれ設定する。旋回フレーム１６が左右方向に揺れたときに、当接部材３３が湾曲面３２を摺動することで、一対の当接部材３３がカウンタウエイト１４の上下方向に変位する。具体的には、一対の当接部材３３のどちらか一方がカウンタウエイト１４の上方向に変位し、他方がカウンタウエイト１４の下方向に変位する。このとき、上方向に変位した当接部材３３が湾曲面３２の上端を超えて凹部１４ａの湾曲面３２以外の部位に当接しないように、カウンタウエイト１４の上下方向における当接部材３３が湾曲面３２に当接する位置から湾曲面３２の上端までの長さを設定する。また、下方向に変位した当接部材３３が湾曲面３２の下端を超えて凹部１４ａの湾曲面３２以外の部位に当接しないように、カウンタウエイト１４の上下方向における当接部材３３が湾曲面３２に当接する位置から湾曲面３２の下端までの長さを設定する。これにより、当接部材３３が凹部１４ａの湾曲面３２以外の部位に当接することで、旋回フレーム１６とカウンタウエイト１４との相対的な回転が抑制されるのを防止することができる。よって、カウンタウエイト１４の姿勢を好適に維持することができる。
【００７３】
また、一対の当接部材３３がカウンタウエイト１４の左右方向に変位した際に、一対の縦板２２の各々が凹部１４ａに当接しないように、カウンタウエイト１４の左右方向における当接部材３３が湾曲面３２に当接する位置から第１の内面板１４ｂ及び第２の内面板１４ｃまでの長さをそれぞれ設定する。旋回フレーム１６が左右方向に揺れたときに、当接部材３３が湾曲面３２を摺動することで、一対の当接部材３３がカウンタウエイト１４の左右方向に変位する。具体的には、一対の当接部材３３のどちらか一方が第１の内面板１４ｂ側に変位し、他方が第２の内面板１４ｃ側に変位する。このとき、第１の内面板１４ｂ側に変位した当接部材３３が設けられた縦板２２が凹部１４ａ（第１の内面板１４ｂ）に当接しないように、カウンタウエイト１４の左右方向における当接部材３３が湾曲面３２に当接する位置から第１の内面板１４ｂまでの長さを設定する。また、第２の内面板１４ｃ側に変位した当接部材３３が設けられた縦板２２が凹部１４ａ（第２の内面板１４ｃ）に当接しないように、カウンタウエイト１４の左右方向における当接部材３３が湾曲面３２に当接する位置から第２の内面板１４ｃまでの長さを設定する。これにより、縦板２２が凹部１４ａに当接することで、旋回フレーム１６とカウンタウエイト１４との相対的な回転が抑制されるのを防止することができる。よって、カウンタウエイト１４の姿勢を好適に維持することができる。
【００７４】
また、規制機構４１で、当接部材３３が湾曲面３２を摺動するのを許容しながら、カウンタウエイト１４が上部旋回体３の上下方向および前後方向に移動するのを規制する。カウンタウエイト１４は、湾曲面３２に当接する当接部材３３を介して縦板２２の上に載った状態である。そのため、カウンタウエイト１４は、上部旋回体３の上下方向および前後方向に移動可能であり、前後方向に移動した場合には、旋回フレーム１６上から脱落する危険性がある。そこで、カウンタウエイト１４が上部旋回体３の上下方向および前後方向に移動するのを、規制機構４１で規制する。これにより、カウンタウエイト１４の脱落を防止することができる。このとき、当接部材３３が湾曲面３２を摺動するのを許容することで、カウンタウエイト１４を旋回フレーム１６に対して好適に相対回転させることができる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７６】
１  作業機械
２  下部走行体
３  上部旋回体
１１  クローラ
１２  アイドラ
１３  作業装置
１４  カウンタウエイト
１４ａ  凹部
１４ｂ  第１の内面板
１４ｃ  第２の内面板
１５  キャブ
１６  旋回フレーム
１７  サイドデッキ
２１  底板
２２  縦板
２３  サイドビーム
２４  サイドフレーム
３１  支持機構
３２  湾曲面
３３  当接部材
４１  規制機構
４２  軸
４３  リンク部材
【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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