(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１のフレームを含む旋回フレームにカウンタウエイトを取り付けるためのカウンタウエイト着脱ユニットであって、
前記第１のフレームの後部に着脱可能に取り付けられ、この第１のフレームとともに前記旋回フレームを形成する第２のフレームと、
前記カウンタウエイトが載置されたベースプレートと、
前記第２のフレームを前記第１のフレームに取付可能に押し上げるとともに、前記第２のフレームが第１のフレームに取り付けられた後、前記カウンタウエイトが載置されたベースプレートを前記第２のフレームに取付可能に引き上げる油圧シリンダとを有し、
前記第２のフレームは、
前記油圧シリンダによって前記第２のフレームを押し上げた際に、前記第１のフレームの左右方向に延在するように前記第１のフレームに取り付けられている係合ピンと係合する係合部と、
前記係合ピンと前記係合部とが係合する前に、前記油圧シリンダによって前記第２のフレームが押し上げられると前記係合ピンの側面に後方から当接して前記係合部を前記係合ピンへ案内する案内部と、
前記係合ピンと前記係合部とが係合した後、前記油圧シリンダによって前記第２のフレームがさらに押し上げられて前記係合ピンを中心として前記第２のフレームが前方に傾斜すると、前記第１のフレームに設けられたストッパと当接して前記第２のフレームの前方への傾斜を規制する当接部とを備えることを特徴とするカウンタウエイト着脱ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のカウンタウエイト着脱ユニットにおいて、
前記油圧シリンダは、前記ベースプレートに対して支持支点を中心に揺動可能に支持され、
前記第２のフレームは、前記油圧シリンダを介して前記ベースプレートに対して揺動可能に支持され、
前記第２のフレームは、重心位置が前記支持支点よりも後方であり、前記油圧シリンダによって押し上げられると、前記支持支点を中心に後傾して前記案内部を前記係合ピンの側面に後方から当接させることを特徴とするカウンタウエイト着脱ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のカウンタウエイト着脱ユニットにおいて、
前記第２のフレームは、第１のフレームの後部に取り付けられた際に前記第１のフレームに設けられた孔に挿通されるロックピンをさらに備え、
前記第２のフレームは、前記係合部が前記係合ピンと係合し、前記当接部がストッパと当接することで前記第１のフレームに対する位置が規定されて、前記ロックピンを前記孔に挿通可能となり、
前記第２のフレームは、前記ロックピンが前記孔に挿通されると前記ロックピンを介して前記第１のフレームに支持されることを特徴とするカウンタウエイト着脱ユニット。
【請求項４】
旋回フレームにカウンタウエイトを取り付ける着脱方法であって、
前記旋回フレームの一部を形成する第１のフレームに対して、前記第１のフレームの後部に着脱可能に取り付けられる第２のフレームを前記カウンタウエイトが載置されたベースプレートに取り付けられた油圧シリンダで押し上げる工程と、
第２のフレームに設けられた案内部を前記第１のフレームの左右方向に延在するように前記第１のフレームに取り付けられている係合ピンの側面に後方から当接させて、前記第２のフレームに設けられた係合部を前記係合ピンへ案内する工程と、
前記係合部を前記案内ピンと係合させる工程と、
前記係合部が前記案内ピンと係合した後、前記油圧シリンダによって前記第２のフレームをさらに押し上げて前記係合ピンを中心として前記第２のフレームを前方に傾斜させる工程と、
前記第１のフレームに設けられたストッパと前記第２のフレームに設けられた当接部とを当接させて前記第２のフレームの前方への傾斜を規制して、前記第１のフレームに対して前記第２のフレームを位置決めする工程と、
前記第１のフレームに対して位置決めされた前記第２のフレームを前記第１のフレームに固定する工程と、
前記第２のフレームを前記第１のフレームに固定した後、前記油圧シリンダによって前記ベースプレートを前記第２のフレームに取り付け可能に移動する工程と、
前記ベースプレートを前記第２のフレームに取り付け可能に移動した後、前記ベースプレートを前記第２のフレームに固定する工程とを含むことを特徴とするカウンタウエイトの着脱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回フレームにカウンタウエイトを取り付けるためのカウンタウエイト着脱ユニット，建設機械，およびカウンタウエイトの着脱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クローラクレーンなどの建設機械には、作業時の機体の安定性を確保するために旋回フレームの後端部にカウンタウエイトが取り付けられる。このカウンタウエイトは重量物であるため、輸送時には輸送重量を低減するために旋回フレームから取り外される。このようなカウンタウエイトの着脱を、旋回フレームに設けたカウンタウエイト脱着装置によって行うようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１０８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記特許文献１記載のカウンタウエイト脱着装置は、複数の油圧シリンダとリンクなどから構成され、それ自体が大重量であるため、輸送重量を十分に低減することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の発明によるカウンタウエイト着脱ユニットは、少なくとも第１のフレームを含む旋回フレームにカウンタウエイトを取り付けるためのカウンタウエイト着脱ユニットであって、第１のフレームの後部に着脱可能に取り付けられ、この第１のフレームとともに旋回フレームを形成する第２のフレームと、カウンタウエイトが載置されたベースプレートと、第２のフレームを第１のフレームに取付可能に押し上げるとともに、第２のフレームが第１のフレームに取り付けられた後、カウンタウエイトが載置されたベースプレートを第２のフレームに取付可能に引き上げる油圧シリンダとを有し、第２のフレームは、油圧シリンダによって第２のフレームを押し上げた際に、第１のフレームの左右方向に延在するように第１のフレームに取り付けられている係合ピンと係合する係合部と、係合ピンと係合部とが係合する前に、油圧シリンダによって第２のフレームが押し上げられると係合ピンの側面に後方から当接して係合部を係合ピンへ案内する案内部と、係合ピンと係合部とが係合した後、油圧シリンダによって第２のフレームがさらに押し上げられて係合ピンを中心として第２のフレームが前方に傾斜すると、第１のフレームに設けられたストッパと当接して第２のフレームの前方への傾斜を規制する当接部とを備えることを特徴とする。
（２）  請求項２の発明は、請求項１に記載のカウンタウエイト着脱ユニットにおいて、油圧シリンダは、ベースプレートに対して支持支点を中心に揺動可能に支持され、第２のフレームは、油圧シリンダを介してベースプレートに対して揺動可能に支持され、第２のフレームは、重心位置が支持支点よりも後方であり、油圧シリンダによって押し上げられると、支持支点を中心に後傾して案内部を係合ピンの側面に後方から当接させることを特徴とする。
（３）  請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のカウンタウエイト着脱ユニットにおいて、第２のフレームは、第１のフレームの後部に取り付けられた際に第１のフレームに設けられた孔に挿通されるロックピンをさらに備え、第２のフレームは、係合部が係合ピンと係合し、当接部がストッパと当接することで第１のフレームに対する位置が規定されて、ロックピンを孔に挿通可能となり、第２のフレームは、ロックピンが孔に挿通されるとロックピンを介して第１のフレームに支持されることを特徴とする。
（４）  請求項４の発明によるカウンタウエイトの着脱方法は、旋回フレームにカウンタウエイトを取り付ける着脱方法であって、旋回フレームの一部を形成する第１のフレームに対して、第１のフレームの後部に着脱可能に取り付けられる第２のフレームをカウンタウエイトが載置されたベースプレートに取り付けられた油圧シリンダで押し上げる工程と、第２のフレームに設けられた案内部を第１のフレームの左右方向に延在するように第１のフレームに取り付けられている係合ピンの側面に後方から当接させて、第２のフレームに設けられた係合部を係合ピンへ案内する工程と、係合部を案内ピンと係合させる工程と、係合部が案内ピンと係合した後、油圧シリンダによって第２のフレームをさらに押し上げて係合ピンを中心として第２のフレームを前方に傾斜させる工程と、第１のフレームに設けられたストッパと第２のフレームに設けられた当接部とを当接させて第２のフレームの前方への傾斜を規制して、第１のフレームに対して第２のフレームを位置決めする工程と、第１のフレームに対して位置決めされた第２のフレームを第１のフレームに固定する工程と、第２のフレームを第１のフレームに固定した後、油圧シリンダによってベースプレートを第２のフレームに取り付け可能に移動する工程と、ベースプレートを第２のフレームに取り付け可能に移動した後、ベースプレートを第２のフレームに固定する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、第１のフレームとこの第１のフレームに着脱可能な第２のフレームとにより旋回フレームを形成し、第２のフレームをカウンタウエイト取付用の油圧アクチュエータと一体に設けるので、第１のフレームから第２のフレームおよび油圧アクチュエータを取り外して輸送することができ、輸送重量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図１〜図１０を参照して本発明による建設機械の実施の形態について説明する。
本発明は例えばクローラクレーンに適用される。図１は、本実施の形態に係るクローラクレーンの要部構成（後端側の構成）を示す側面図である。クローラクレーンは、走行体１と、走行体１の上方に旋回可能に搭載された旋回フレーム２と、旋回フレーム２の前部に起伏可能に軸支されたブーム（不図示）と、旋回フレーム２の後端部に着脱ユニット１０を介して取り付けられるカウンタウエイト３とを有する。また、旋回フレーム２には図示しないウインチドラムが搭載され、ウインチドラムの駆動により、ブーム先端部から吊り下げられたウインチロープを介し吊り荷を昇降する。
【０００８】
図２は、旋回フレーム２と着脱ユニット１０の連結状態を示す斜視図である。なお、図２（ａ）は斜め前方から見た図、図２（ｂ）は斜め後方から見た図であり、いずれもカウンタウエイト３の図示が省略されている。また、図３（ａ）は着脱ユニット１０の側面図、図３（ｂ）は正面図（前方から見た図）であり、図４は図３（ａ）のIV-IV線断面図である。
【０００９】
図２に示すように着脱ユニット１０は、ベースプレート１１と、ベースプレート１１の上部に設けられる連結フレーム１２と、ベースプレート１１から連結フレーム１２を昇降可能に支持する油圧シリンダ１３とを有する。連結フレーム１２は、後述するようにメインフレーム２１に取り付けられ、メインフレーム２１とともに旋回フレーム２を構成する。着脱ユニット１０は、運搬時にはメインフレーム２から取り外され、着脱ユニット１０とメインフレーム２１とは別々に運搬される。
【００１０】
図５は、ベースプレート単体の斜視図である。図５に示すように、ベースプレート１１の上面にはブラケット１１１〜１１３がそれぞれ左右対称に立設されている。図２（ｂ）に示すように、ブラケット１１１と１１２の間には、左右一対の支持プレート１３１が配置され、支持プレート１３１は貫通ピン１３２を介してブラケット１１１，１１２に固定されている。この支持プレート１３１の上部には、図４に示すようにピン１３３を介して前後方向に揺動可能に油圧シリンダ１３が支持されている。油圧シリンダ１３にはホース１３５が接続され、ホース１３５を介してメインフレーム２１側から油圧シリンダ１３に圧油が供給される。
【００１１】
一方、図２（ｂ）に示すように、左右内側の支持プレート１３１のさらに内側には、ブラケット１１３を挟むように左右一対の連結プレート１２１が配置されている。連結プレート１２１は、ブラケット１１２および１１３を貫通する連結ピン１１４（図５参照）を介してブラケット１１２，１１３に連結されている。左右外側の連結プレート１２１の上部外側面には、それぞれ前後一対のブラケット１２２が設けられ、この前後のブラケット１２２の間にピン１３４を介して油圧シリンダ１３の上端部が連結されている。左右の連結プレート１２１の内側面には中間プレート１２３が固設され、中間プレート１２３の後面に、連結フレーム１２の重心調整用のウエイト１２４が取り付けられている。
【００１２】
図５に示すように、ベースプレート１１の上面にはブラケット１１１を貫通して左右方向にレバー１１５が延設され、レバー１１５の先端に連結ピン１１４が取り付けられている。レバー１１５の基端部１１５ａはＬ字状に折り曲げられ、この基端部１１５ａを把持してレバー１１５を左右方向に引張りおよび押し込み可能となっている。これによりレバー１１５を介して連結プレート１２１の孔１２１ｄ（図８）から連結ピン１１４を引き抜くことができるとともに、孔１２１ｄに連結ピン１１４を挿入することができる。
【００１３】
なお、連結ピン１１４を取り外した状態において、連結プレート１２１とブラケット１２２と中間プレート１２３は一体となって油圧シリンダ１３の伸縮により昇降可能であり、これらは連結フレーム１２を構成する。
【００１４】
図６は、連結フレーム１２を斜め前方から見た斜視図である。図６に示すように各連結プレート１２１は下方にかけて前方に突出しており、その突出部の上縁には下方に向けて略円弧状の切り欠き１２１ａが形成されている。また、左右一対の連結プレート１２１にはそれぞれ中間プレート１２３よりも前方においてロックピン１２５が貫通している。ロックピン１２５の端部には抜け止め用のピン１２５ｂが取り付けられ、抜け止めピン１２５ｂを外した状態で把手１２５ａを持ってロックピン１２５は左右方向に抜き差し可能となっている。ロックピン１２５の前方の連結プレート１２１の前縁には垂直面１２１ｃが形成され、ロックピン１２５の下方の連結プレート１２１の内側面にはガイド１２１ｂ（図３（ｂ）参照）が設けられている。
【００１５】
図２（ａ）に示すようにメインフレーム２１の後端には後方に向けて後板２１１が設けられている。このうち、左右外側の後板２１１の両側面（片面のみ図示）にはそれぞれ係合ピン２１２が突設され、連結プレート１２１のガイド１２１ｂの間にこの後板２１１が挿入された状態で、係合ピン２１２がそれぞれ切り欠き１２１ａに係合している。後板２１１の側面にはストッパ２１３が設けられ、ストッパ２１３が連結プレート１２１の垂直面１２１ｃに当接し、係合ピン２１２とストッパ２１３によりメインフレーム２１に対する連結プレート１２１の位置が規定されている。また、ロックピン１２５は後板２１の孔２１５（図７）を貫通して設けられ、ロックピン１２５を介して連結フレーム１２がメインフレーム２１から支持されている。
【００１６】
本実施の形態では、メインフレーム２１と着脱ユニット１０を別々に運搬し、作業現場で油圧シリンダ１３を用いてメインフレーム２１に連結フレーム１２を取り付けた後、油圧シリンダ１３を用いて連結フレーム１２にカウンタウエイト３を取り付ける。以下、このカウンタウエイトの着脱方法について詳細に説明する。
【００１７】
まず、図７に示すように作業現場に着脱ユニット１０を載置し、走行体１上に旋回可能にメインフレーム２１を搭載したクレーン本体を、この着脱ユニット１０の取付位置に自走しながら移動する。なお、図示は省略するが、連結フレーム１２の左右外側のベースプレート１１上（レバー１１５の上方）には予め複数段のカウンタウエイト３が載置され、カウンタウエイト３とベースプレート１１が一体化されている。カウンタウエイト３はレバー１１５の上方に隙間を設けて搭載され、レバー１１５は左右方向に移動可能である。
【００１８】
次に、レバー１１５の端部１１５ａを把持してレバー１１５を外側に引き出し、連結ピン１１４を連結プレート１２１の孔１２１ｄ（図８）から引き抜いて、ベースプレート１１に対し連結フレーム１２を昇降可能とする。また、抜け止めピン１２５ｂをロックピン１２５から取り外し、把手１２５ａを持ってロックピン１２５を外側に引き出して、ガイド１２１ｂの間に後板２１を挿入可能とする。さらに、油圧シリンダ１３に圧油を供給するためのホース１３５を、メインフレーム２１に設けたジョイント部２１４に接続する（図２（ａ）参照）。
【００１９】
次いで、図１１に示すように旋回フレーム２の右側下部に設けられた接続部にコントロールボックス１５０を接続し、コントロールボックス１５０を操作して油圧シリンダ１３を伸長する。これにより図８に示すように連結フレーム１２が上昇し、係合ピン２１２が切り欠き１２１ａに係合する。この場合、連結フレーム１２の重心位置はピン１３３の位置よりもやや後方にあり、連結フレーム１２はピン１３３を支点にして後方に揺動する。このため、連結フレーム１２の上昇に伴い連結プレート１２１の前縁に沿って係合ピン２１２が相対移動し、係合ピン２１２の係合が容易である。
【００２０】
さらに油圧シリンダ１３を伸長すると連結フレーム１２は係合ピン２１２を支点にして前方に揺動し、図９に示すようにメインフレーム２１のストッパ２１３が垂直面１２１ｃに当接する。ストッパ２１３が垂直面１２１ｃに当接すると油圧シリンダ１３の伸長動作を停止する。この状態では後板２１１がガイド１２１ｂの間に位置し、後板２１１の左右方向の位置が規制されている。次いで、後板２１１の孔２１５（図７参照）に外側からロックピン１２５を押し込み、抜け止めピン１２５ｂで固定する。これによりメインフレーム２１に連結フレーム１２が取り付けられ、旋回フレーム２が形成される。
【００２１】
次いで、コントロールボックス１５０を操作して油圧シリンダ１３を縮退する。これにより図１０に示すようにベースプレート１１が上昇し、ベースプレート１１と一体にカウンタウエイト３が引き上げられる。ベースプレート１１が所定量上昇すると、油圧シリンダ１３の縮退動作を停止し、レバー１１５を左右方向に押し込み操作し、連結プレート１２１の孔１２１ｄ（図８）に連結ピン１１４を挿入する。これにより連結ピン１１４を介して、ベースプレート１１が連結フレーム１２に支持される。以上でカウンタウエイト３の取付が終了する。作業終了後、カウンタウエイト３を取り外す場合には、上述したのと逆の手順で行えばよい。
【００２２】
以上の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）旋回フレーム２をメインフレーム２１と連結フレーム１２とに分割し、連結フレーム１２と油圧シリンダ１３とベースプレート１１とによりカウンタウエイトの着脱ユニット１０を形成するようにした。これにより連結フレーム１２を取り外した状態で旋回フレーム２を輸送することができ、輸送重量を低減することができるとともに、輸送長さも低減できる。
（２）油圧シリンダ１３により連結フレーム１２を押し上げてメインフレーム２１に取り付けるとともに、連結フレーム１２の取付後、油圧シリンダ１３によりカウンタウエイト３を引き上げて連結フレーム１２に取り付けるようにした。これにより連結フレーム１２の取付の際に補助クレーン等を別途準備する必要がなく、連結フレーム１２の取付作業が容易である。
（３）１つの油圧シリンダ１３により連結フレーム１２の取付作業とカウンタウエイト３の取付作業を行うので、部品点数を節約できる。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、旋回フレーム２をメインフレーム２１（第１のフレーム）と連結フレーム１２（第２のフレーム）とに２分割したが、３分割以上としてもよい。３分割とした場合には、メインフレーム２１に連結フレーム１２を取り付け、さらにこの連結フレーム１２に別の連結フレーム１２を取り付けることになるが、この場合、油圧シリンダ１３によりメインフレーム２１に中間の連結フレーム１２を取り付けた後、その油圧シリンダ１３を取り外し、取り外した油圧シリンダ１３を用いて最後部の連結フレーム１２を取り付けるようにすればよい。すなわち１つの油圧シリンダ１３を複数の連結フレーム２１の取付に流用すればよい。
【００２４】
上記実施の形態では、油圧シリンダ１３により連結フレーム１２を押し上げるとともにカウンタウエイト３を引き上げるようにしたが、連結フレーム取付用のアクチュエータとカウンタウエイト取付用のアクチュエータを別々に設けてもよい。例えばメインフレーム２１に搭載したウインチや補助クレーンを用いて連結フレーム１２を取り付けるようにしてもよい。連結フレーム１２とカウンタウエイト取付用の油圧シリンダ１３をメインフレーム２１から分離して輸送可能とするのであれば、着脱ユニット１０の構成は上述したものに限らない。カウンタウエイト３を連結フレーム１２に取付可能に移動するための油圧アクチュエータとして油圧シリンダ１３ではなく油圧ウインチ等を用いてもよい。
【００２５】
上記実施の形態はクローラクレーンに適用したが、カウンタウエイト３を取付可能な旋回フレーム２を有する他の建設機械（例えば油圧ショベルなど）にも本発明は同様に適用可能である。すなわち本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の建設機械に限定されない。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明が適用されるクローラクレーンの要部側面図。
【図２】（ａ）は旋回フレームと着脱ユニットの連結状態を斜め前方から見た斜視図であり、（ｂ）は斜め後方から見た斜視図。
【図３】（ａ）は着脱ユニットの側面図であり、（ｂ）は正面図。  着脱ユニットを取り外した状態を示す側面図。
【図４】図３（ｂ）のIV-IV線断面図。
【図５】ベースプレート単体の斜視図。
【図６】連結フレームを斜め前方から見た斜視図。
【図７】本実施の形態に係るカウンタウエイトの取付手順の一例を示す図。
【図８】図７の次の手順を示す図。
【図９】図８の次の手順を示す図。
【図１０】図９の次の手順を示す図。
【図１１】コントロールボックスの接続状態を示す図。
【符号の説明】
【００２７】
２  旋回フレーム
３  カウンタウエイト
１０  着脱ユニット
１２  連結フレーム
１３  油圧シリンダ
２１  メインフレーム
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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