(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の被取付け部位に着脱自在に取り付けられ、建設機械の重量バランスをとるカウンタウエイトにおいて、
所定の材料によって形成されたウエイト本体と、
前記ウエイト本体に埋め込み固定される第１のプレート部分と、前記建設機械の被取付け部位に載置される載置面及び前記被取付け部位に対して固定するための固定ボルトが挿通される少なくとも１つのボルト貫通穴とを有した第２のプレート部分と、を備えた水平方向へ広がる平板状の取付けプレートと、
前記第２のプレート部分の上側領域と下側領域にそれぞれ形成された空間を有し、上側の空間は前記ボルト貫通穴に挿通された固定ボルトが突出する空間を形成し、下側の空間は前記載置面を載せる前記建設機械の被取付け部位を挿入する空間を形成し、かつ前記ウエイト本体の外部に向けて開口するように形成された空間と、
上側の空間内に位置して前記第２のプレート部分に取り付けられ、前記固定ボルトと螺合して前記固定ボルトとともに前記建設機械の被取付け部位に締結するボルト取付け部材と、
を具備し、
前記ウエイト本体と前記取付けプレートは、鋳型内に前記取付けプレートをセットした状態でその鋳型内にウエイト本体を形成するウエイト材料を流し込むことによって前記ウエイト本体に一体に形成されることを特徴とする建設機械のカウンタウエイト。
【請求項２】
前記取付けプレートは、前記ウエイト材料に鋳込まれる第１のプレート部分に前記ウエイト本体に結合させるための結合手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のカウンタウエイトである。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械の被取付け部位に着脱自在に取り付けられ、その建設機械の重量バランスをとるカウンタウエイトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自走式クレーンやパワーショベル等の建設機械は、走行車体と、この走行車体上に旋回可能に搭載された旋回体とを備えて成る。旋回体には、吊り上げ用のブームや掘削作業を行なうアタッチメント等が設置されている。こうした建設機械では、作業中において車体のバランスを取って作業能力を高めるために、旋回体の後部にカウンタウエイトを取り付けることが一般的に行なわれている。
【０００３】
カウンタウエイトは、一般に、旋回体の後部から延びるステーに着脱自在に取り付けられて支持される。そのようなカウンタウエイトの一例が図９に示されている。図示のように、カウンタウエイト１００は、前記ステー１１０が挿入される取付け穴としての凹部１０２をその下端部に有している。凹部１０２内にはステー１１０上に載置される載置面１０３が形成されている。また、図９の（ｂ）に詳しく示されるように、カウンタウエイト１００内には、ネジ穴１０６が形成された円柱状のボルト取付け部材１０５が載置面１０３上に位置して埋設されている。したがって、このような構成のカウンタウエイト１００は、図９の（ｂ）に示されるように、凹部１０２内に挿入されたステー１１０上に載置面１０３が載置された状態で、ステー１１０の貫通穴に挿入されたボルト１０９がボルト取付け部材１０５のネジ穴１０６に捩じ込まれることにより、ステー１１０に対して取り付けられる。
【０００４】
また、図１０にはカウンタウエイトの他の従来例が示されている。このカウンタウエイト１００Ａは、ステー１１０が挿入される凹部１０２と、一端部がウエイト内に埋設されるとともに他端部が凹部１０２内に突出するボルト１２０とを有している。この構成では、凹部１０２内に挿入されたステー１１０の貫通孔にボルト１２０を挿通するとともに、ステー１１０から突出するボルト１２０の他端にナット１２５を螺合させることにより、カウンタウエイト１００Ａがステー１１０に対して取り付けられる。
【０００５】
また、図１１に示されるカウンタウエイト１００Ｂは、複数の貫通穴１３０を有しており、貫通穴１３０に挿入されたボルト１３５がステー１１０の取付板１１０ａに螺着されることによりステー１１０に対して締結される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カウンタウエイトは、一般に、鋳造品であり、所定の鋳型内に金属等の材料を流し込むことによって成形される。例えば、図９に示されるような形態のカウンタウエイト１００を成形する場合には、鋳型内にボルト取付け部材１０５を予めセットした状態で、鋳型内にウエイト材料を流し込む。しかし、このようにボルト取付け部材１０５をウエイト材料内に鋳込むと、ウエイト材料の組織が変化してボルト取付け部材１０５の強度が低下したり、ウエイト材料が持つ熱によってボルト取付け部材１０５のネジ穴１０６が変形してしまう場合がある。また、ウエイト材料の流し込みによりボルト取付け部材１０５が鋳型内で位置ずれを起こす場合もある。ボルト取付け部材１０５の強度の低下は、旋回体側のステー１１０に対するカウンタウエイト１００の固定強度の低下に繋がるため、特に大きく重いウエイトにおいては好ましくない。また、ボルト取付け部材１０５の位置ずれやネジ穴１０６の変形は、ステー１１０の厚さ以上の長さを有する比較的長いボルト１０９をボルト取付け部材１０５に対して捩じ込む作業を困難または不可能にする。
【０００７】
また、図１０に示されるカウンタウエイト１００Ａにおいてもこれと同様の問題がある。すなわち、カウンタウエイト１００Ａの成形時には、鋳型内にボルト１２０が予めセットされた状態で、鋳型内にウエイト材料が流し込まれるため、ウエイト材料の組織が変化してボルト１２０の強度が低下してしまう場合がある。そのため、作用する力によってはボルト１２０がカウンタウエイト１００Ａから抜けてしまう虞がある。
【０００８】
また、図１１に示されるカウンタウエイト１００Ｂは、ボルト１３５の頭がカウンタウエイト１００Ｂの側面で露出するため、外観上好ましくない。
【０００９】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、建設機械の被取付け部位に対して強固且つ効率よく固定できるとともに強度的に安定した見栄えのよい、建設機械のカウンタウエイトを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、建設機械の被取付け部位に着脱自在に取り付けられ、建設機械の重量バランスをとるカウンタウエイトにおいて、所定の材料によって形成されたウエイト本体と、前記ウエイト本体に埋め込み固定される第１のプレート部分と、前記建設機械の被取付け部位に載置される載置面及び前記被取付け部位に対して固定するための固定ボルトが挿通される少なくとも１つのボルト貫通穴とを有した第２のプレート部分と、を備えた水平方向へ広がる平板状の取付けプレートと、前記第２のプレート部分の上側領域と下側領域にそれぞれ形成された空間を有し、上側の空間は前記ボルト貫通穴に挿通された固定ボルトが突出する空間を形成し、下側の空間は前記載置面を載せる前記建設機械の被取付け部位を挿入する空間を形成し、かつ前記ウエイト本体の外部に向けて開口するように形成された空間と、上側の空間内に位置して前記第２のプレート部分に取り付けられ、前記固定ボルトと螺合して前記固定ボルトとともに前記建設機械の被取付け部位に締結するボルト取付け部材と、を具備し、前記ウエイト本体と前記取付けプレートは、鋳型内に前記取付けプレートをセットした状態でその鋳型内にウエイト本体を形成するウエイト材料を流し込むことによって前記ウエイト本体に一体に形成されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、前記取付けプレートは、前記ウエイト材料に鋳込まれる第１のプレート部分に前記ウエイト本体に結合させるための結合手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のカウンタウエイトである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１および図２は、本発明の一実施形態に係るカウンタウエイト９を備えた建設機械としてのパワーショベル１を示している。図１に示されるように、パワーショベル１は、台車としての下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とを備えている。図示しないが、上部旋回体３の前部には、作業装置としてのアタッチメントが着脱可能に取り付けられる。この場合、アタッチメントのブームを起伏させるブームシリンダは、上部旋回体３のボトムフレーム２０に形成されたブラケット４０に取り付けられる。
【００１５】
上部旋回体３のボトムフレーム２０上の後端部には、カバー２１によって覆われた機械室４が設けられている。機械室４の後側には、アタッチメントとの重量バランスを取って作業中における車体の安定性を高めるカウンタウエイト９が装着されている。
【００１６】
図２は、カバー２１が取り外された状態の上部旋回体３の平面図である。図示のように、機械室４内には、エンジン５と、エンジン５によって駆動される油圧ポンプ６と、ラジエータ７とが収容されている。ボトムフレーム２０の前方側中央部には支持フレーム３０が設けられている。支持フレーム３０は、ボトムフレーム２０上に立設された一対の対向するプレート３０Ａ，３０Ｂから成る。これらのプレート３０Ａ，３０Ｂにはそれぞれ、後述するキャブ８の側方に位置して、ボス部４５が設けられている。これらのボス部４５には、アタッチメントのブームの基端部（下端部）を起伏可能に支持するブームフートピン１０が着脱自在に軸支されている。また、各プレート３０Ａ，３０Ｂの後端側には、カウンタウエイト９と着脱自在に組み付いてカウンタウエイト９を支持するステー５０が形成されている。
【００１７】
図中、Ｏは上部旋回体３の旋回中心であり、この旋回中心Ｏは支持フレーム３０のプレート３０Ａ，３０Ｂ間に位置している。また、旋回中心Ｏの近傍（具体的には、旋回中心Ｏの後方）には、エンジン５の前方に位置して旋回モータ１２が設けられている。支持フレーム３０の一側方には、ボトムフレーム２０上に、アタッチメントの操作及び下部走行体２の走行並びに上部旋回体３の旋回操作等を行なうためのキャブ（運転操作室）８が設置されている。また、ボトムフレーム２０上には、キャブ８の後方に位置して、作動油タンク（オイルリザーバ）１５が配置されている。
【００１８】
カウンタウエイト９の詳細が図３に示されている。図示のように、カウンタウエイト９は、鋳鉄によって形成されたウエイト本体９ａから成る。ウエイト本体９ａの下端部中央には、前記ステー５０に取り付けられる取付け穴としての２つの凹部４２，４２が互いに所定距離離間して形成されている。また、カウンタウエイト９は、ウエイト本体９ａと一体に形成された鋼製の２つの取付けプレート４４，４４を有している。各取付けプレート４４は、平板状に形成されており、凹部４２内を２つの空間すなわち後述するボルト取付け板４３が挿入されて配置される取付け空間４２ａとステー５０が挿入されるステー挿入空間４２ｂとに区画するとともに、ステー５０上に載置されるカウンタウエイト９の載置面を形成する。
【００１９】
カウンタウエイト９は、所定の鋳型内に金属等の材料を流し込むことによって成形される。本実施形態では、鋳型内に２つの取付けプレート４４，４４を予めセットした状態で、鋳型内にウエイト材料としての鉄が流し込まれる。この時、鋳型の形状に起因して、取付けプレート４４の上側には取付け空間４２ａが形成されるとともに、取付けプレート４４の下側にはステー挿入空間４２ｂが形成される。
【００２０】
図４に示されるように、各取付けプレート４４には、ウエイト材料である鉄が流し込まれてウエイト本体９ａ内に埋没される複数の流通穴４４ｂ…が形成されている。これらの流通穴４４ｂ…は、ここに埋め込まれる鉄を介して取付けプレート４４をウエイト本体９ａに対して強固に結合させる（一体化させる）ための結合穴として機能する。すなわち、鋳型内に流し込まれた鉄は流通穴４４ｂ…を通じて流れ、取付けプレート４４の上下の鉄同士が流通穴４４ｂ…内に埋め込まれた鉄によって接続される。そのため、取付けプレート４４は、流通穴４４ｂ…を貫通するいわば鉄の柱によってウエイト本体９ａに対する移動（位置ずれ）が規制され、ウエイト本体９ａに対して強固に結合されて一体化される。また、この一体的な結合力は、取付けプレート４４を水平方向に広がる平板として形成して取付けプレート４４の鋳込み面積を増大させたことに伴って、さらに強固なものとなる。
【００２１】
また、取付けプレート４４には、ステー５０とカウンタウエイト９とを締結するための後述する取付けボルト４６（図５〜図７参照）が挿通される２つのボルト貫通穴４４ａ，４４ａが形成されている。これら２つのボルト貫通穴４４ａ，４４ａは、取付けプレート４４の中央部付近に位置しており、図３に示されるように取付けプレート４４がウエイト本体９ａに一体に組み込まれた状態では、凹部４２，４２内に位置して取付け空間４２ａとステー挿入空間４２ｂとを連通させる。
【００２２】
図５に示されるように、取付け空間４２ａに面する取付けプレート４４の上面には、ボルト取付け板４３が着脱自在に取り付けられる。具体的には、ボルト取付け板４３には前記取付けボルト４６が捩じ込まれる２つのナット部材４９，４９が溶接によって付設されており、ボルト取付け板４３は、取付け空間４２ａ内に挿入されるとともに、各ナット部材４９，４９のネジ穴が取付けプレート４４のボルト貫通穴４４ａと一致して連通するように位置決めされた状態で、固定ボルト５１により取付けプレート４４の上面に固定される。
【００２３】
ボルト取付け板４３が取り付けられた前記構成のカウンタウエイト９は、図６および図７に示すような形態で、旋回体３側から延びるステー５０に対して取り付けられる。すなわち、まず、ステー５０をカウンタウエイト９のステー挿入空間４２ｂ内に差し入れるとともに、ステー５０上に取付けプレート４４を載置させる。続いて、ステー５０の２つの貫通穴にそれぞれ下側から取付けボルト４６を通すとともに、これらの取付けボルト４６を取付けプレート４４のボルト貫通穴４４ａからボルト取付け板４３のナット部材４９のネジ穴にそれぞれ捩じ込む。これにより、カウンタウエイト９は、ステー５０に対して強固に締結される。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態のカウンタウエイト９は、旋回体３側のステー（被取付け部位）５０に取り付けられる取付けプレート４４を有し、この取付けプレート４４に複数の流通穴４４ｂ…が形成されている。したがって、鋳型内に流し込まれたウエイト材料が流通穴４４ｂ…を通じて取付けプレート４４の下側に流れることができるとともに、取付けプレート４４の上下の鉄同士が流通穴４４ｂ…内に埋め込まれた鉄によって接続される。すなわち、取付けプレート４４は、流通穴４４ｂ…を貫通するいわば鉄の柱によってウエイト本体９ａに対する移動（位置ずれ）が規制され、ウエイト本体９ａに対して強固に結合されて一体化される。特に、本実施形態において、取付けプレート４４は、水平方向に広がる平板として形成されているため、鋳型に対する座り性が良好であり、鋳型内にウエイト材料（鉄）が流し込まれても鋳型内で位置ずれを起こすことがないとともに、ウエイト材料内に対する鋳込み面積が増大し、ウエイト本体９ａとの結合力が強固なものとなる。したがって、取付けプレート４４の強度は非常に高く、ステー（被取付け部位）５０に対するカウンタウエイト９の固定強度は従来よりも格段に向上される。このことは、特に大きく重いカウンタウエイトにとって有益となる。
【００２５】
また、本実施形態では、取付けプレート４４の一方側の面を露出させ且つその露出面に取り付けられるボルト取付け板４３の挿入配置を許容する取付け空間４２ａがカウンタウエイト９に形成され（取付けプレート４４とウエイト本体９ａとの間には、ボルト取付け板４３が挿入されて配置される取付け空間４２ａが、外部に向けて開口して形成され）、鋳造成形後に前記取付け空間４２ａ内にボルト取付け板４３が挿入されて取り付けプレート４４に固定されるようになっている。すなわち、取付けボルト４６が捩じ込まれるネジ部分は、鋳造後に形成される。したがって、ウエイト材料が持つ熱によってネジ部が変形するといった不具合がないため、取付けボルト４６を容易且つ確実にカウンタウエイト９側に捩じ込むことができ、ステー５０に対するカウンタウエイト９の固定作業を効率良く行なうことができる。
【００２６】
また、本実施形態では、カウンタウエイト９の凹部４２内でボルト固定が行なわれるため、固定部位が外部に露出せず、見栄えが良い。
【００２７】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。例えば、前記実施形態では、凹部４２内が取付けプレート４４によって２つの空間に区画され、取付けプレート４４の下側にステー５０が挿入されるステー挿入空間４２ｂが形成されているが、取付けプレート４４をカウンタウエイト９の下端面に配置して、ステー挿入空間４２ｂを設けることなく取り付けプレート４４の上側に取り付け空間４２ａのみを形成するだけであっても良い。この場合、ステー５０は、カウンタウエイト９内に挿入されることなく、取付けプレート４４と結合される。
【００２８】
また、前記実施形態では、取付けプレート４４に複数の流通穴４４ｂを形成することによって取り付けプレート４４をウエイト材料内に強固に鋳込むようにしているが、図８に示されるように取り付けプレート４４に複数の支柱８０を立設し、この支柱８０をウエイト材料内に食い込ませることによって取り付けプレート４４をウエイト材料内に強固に鋳込むようにしても良い。いずれにせよ、支柱８０および前記流通穴４４ｂ…は、取付けプレート４４とウエイト本体９ｂ（ウエイト材料）とを結合させるための結合手段を形成する。したがって、取付けプレート４４に支柱８０と流通穴４４ｂ…とが併存していても良い。
【００２９】
また、前記実施形態では、鋳造後にボルト取付け板４３を取り付けプレート４４に取り付けて、取付けボルト４６をボルト取付け板４３に捩じ込むようにしているが、鋳造後に取付けボルト４６が捩じ込まれるネジ穴を取付けプレート４４に形成するようにしても良い（ボルト貫通穴４４ａをネジ穴として形成しても良い）。この場合は、取付けボルト４６と取付けプレート４４とが螺合されるといともに、取付け空間４２ａ内で取付けボルト４６とボルト取付け部材としてのナットとが螺合される。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のカウンタウエイトは、建設機械の被取付け部位に対して強固且つ効率良く固定できるとともに、強度的に安定し、見栄えが良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るカウンタウエイトが装着された建設機械の側面図である。
【図２】図１の建設機械の平面図である。
【図３】カウンタウエイトの斜視図である。
【図４】図３のカウンタウエイトを構成する取付けプレートの斜視図である。
【図５】カウンタウエイトとステーとの取り付け部分の要部の斜視図である。
【図６】カウンタウエイトとステーとを結合した状態を示す縦断面図である。
【図７】カウンタウエイトとステーとを結合した状態を示す横断面図である。
【図８】カウンタウエイトとステーとの取り付け部分の変形例を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は従来のカウンタウエイトの斜視図、（ｂ）は（ａ）のカウンタウエイトとステーとを結合した状態を示す横断面図である。
【図１０】他の従来例に係るカウンタウエイトとステーとを結合した状態を示す横断面図である。
【図１１】他の従来例に係るカウンタウエイトとステーとを結合した状態を示す横断面図である。
【符号の説明】
１…パワーショベル（建設機械）
９…カウンタウエイト
９ａ…ウエイト本体
４２ａ…取付け空間
４３…ボルト取付け板（ボルト取付け部材）
４４…取付けプレート
４４ａ…ボルト貫通穴
４４ｂ…流通穴（結合手段）
４６…取付けボルト（固定ボルト）
５０…ステー（被取付け部位）
８０…支柱（結合手段）
【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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