JP2000054435A

JP2000054435A - 建設機械のカウンタウエイト装置

Info

Publication number: JP2000054435A
Application number: JP10231156A
Authority: JP
Inventors: Isao Osato; 勲大里
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1998-08-03
Filing date: 1998-08-03
Publication date: 2000-02-22

Abstract

(57)【要約】【課題】カウンタウエイトの着脱作業を効率良く行う
ことができ、かつ構成の簡素化を図ることができるよう
にする。【解決手段】カウンタウエイト１１に昇降シリンダ１
５を設け、この昇降シリンダ１５によってカウンタウエ
イト１１を旋回フレーム３の衝合板６と地面Ｇとの間で
ほぼ垂直方向に昇降させる構成とする。これにより、作
業現場等において、旋回フレーム３に対してカウンタウ
エイト１１を着脱する作業を行う場合に、カウンタウエ
イト１１を吊上げるためのクレーン等を不要にでき、着
脱作業を効率良く行うことができる。また、旋回フレー
ム３とカウンタウエイト１１との間にリンク機構等を設
ける必要がないため、構成の簡素化を図ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル、油圧クレーン等の建設機械に好適に用いられる建設
機械のカウンタウエイト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の建設機械で
は、建設機械本体としての上部旋回体の前部側に作業装
置を俯仰動可能に設け、上部旋回体の後部側には作業装
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
けられている。

【０００３】ところで、上述の如き油圧ショベルは、通
常、トレーラ等に積載されて作業現場に搬入されるが、
油圧ショベルの重量がトレーラの積載限度を越える場合
には、上部旋回体とカウンタウエイトとを分解し、それ
ぞれ個別に作業現場に搬入した後、作業現場においてカ
ウンタウエイトを上部旋回体の後部側に取付ける作業を
行うようにしている。また、油圧ショベルを作業現場か
ら搬出する場合には、上部旋回体の後部側からカウンタ
ウエイトを取外す作業を行う。

【０００４】ここで、例えば油圧クレーン等を用いてカ
ウンタウエイトを吊下げた状態で該カウンタウエイトの
着脱作業を行う場合には、作業現場でカウンタウエイト
の着脱を行う度に油圧クレーンが必要となり、着脱作業
を効率良く行うことができない。

【０００５】これに対し、上部旋回体に対するカウンタ
ウエイトの着脱作業を効率良く行うため、上部旋回体側
にカウンタウエイトを上部旋回体と地面との間で昇降さ
せる構成とした作業機のカウンタウエイト脱着装置が提
案されている（例えば、特開平７−２６８９０８号公報
等）。

【０００６】そして、このカウンタウエイト脱着装置で
は、上部旋回体のフレーム後端側にリンク機構を設け、
該リンク機構の先端側にカウンタウエイトを連結具等に
より連結した状態で、油圧シリンダを伸縮させることに
よってリンク機構を回動し、カウンタウエイトをフレー
ム後端側に向けて昇降させる構成となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術によるカウンタウエイト脱着装置では、リンク機構
を用いてカウンタウエイトを吊上げると共に、リンク機
構を油圧シリンダによって回動させる構成としているた
め、全体の構成が複雑化する上に、リンク比の関係でカ
ウンタウエイトから油圧シリンダに加えられる荷重が大
きくなるという問題がある。

【０００８】即ち、従来技術では、油圧シリンダでリン
ク機構を回動させることにより、カウンタウエイトは円
弧状の軌跡を描くようにして上，下に昇降されるため、
このときに、油圧シリンダは、リンク機構を介して大き
な曲げモーメントを受けることになる。このため、曲げ
モーメントに対する剛性を高めるために特注品の油圧シ
リンダが必要となってコストの上昇を招くばかりでな
く、フレームのカウンタウエイト取付部側についても特
別な補強を行う必要が生じるという問題がある。

【０００９】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、カウンタウエイトの着脱作業を効率良く
行うことができ、かつ構成の簡素化を図ることができる
ようにした建設機械のカウンタウエイト装置を提供する
ことを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため本発明は、建設機械のフレームに設けられたカウン
タウエイト取付部と、該カウンタウエイト取付部に着脱
可能に設けられるカウンタウエイトとからなる建設機械
のカウンタウエイト装置に適用される。

【００１１】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記カウンタウエイトには、前記カウンタウエ
イト取付部に対してカウンタウエイトを上，下に昇降さ
せる昇降シリンダを設けたことにある。

【００１２】このように構成したことにより、例えばフ
レームのカウンタウエイト取付部に対してカウンタウエ
イトを取付ける場合には、カウンタウエイト取付部の近
傍に位置して地面上にカウンタウエイトを配置する。そ
して、昇降シリンダによってカウンタウエイトを上向き
に上昇させるだけで、複雑なリンク機構等を設けること
なく、カウンタウエイトをカウンタウエイト取付部の位
置まで持上げることができ、カウンタウエイトの取付作
業を容易に行うことができる。

【００１３】また、カウンタウエイト取付部からカウン
タウエイトを取外す場合には、昇降シリンダによってカ
ウンタウエイトを下向きに下降させることにより、容易
にカウンタウエイトを取外すことができる。

【００１４】また、請求項２の発明は、カウンタウエイ
ト取付部には、昇降シリンダによりカウンタウエイトを
上昇位置に保持した状態で該カウンタウエイトをカウン
タウエイト取付部に取付ける取付部材を設けたことにあ
る。

【００１５】このように構成したことにより、カウンタ
ウエイトを昇降シリンダによりカウンタウエイト取付部
の位置まで持上げ、この上昇位置に保持されたカウンタ
ウエイトを取付部材によってカウンタウエイト取付部に
取付けるだけで、カウンタウエイトの取付作業を容易に
行うことができる。

【００１６】さらに、請求項３の発明は、カウンタウエ
イトには、上，下方向に延在し前記昇降シリンダを収容
するシリンダ収容空間を設ける構成としたことにある。

【００１７】このように構成したことにより、昇降シリ
ンダはシリンダ収容空間内に収容されて地面に対してほ
ぼ垂直な状態でカウンタウエイトに設けられるから、カ
ウンタウエイトの昇降時に昇降シリンダに対してカウン
タウエイトの重量による曲げモーメントが作用するのを
抑えることができる。

【００１８】また、請求項４の発明は、昇降シリンダは
外部から圧油が給排されることによりチューブに対して
ロッドを伸縮させる油圧シリンダからなり、該油圧シリ
ンダのロッド先端側には、カウンタウエイトの下面に沿
って延び地面に接地可能となった接地板を設ける構成と
したことにある。

【００１９】このように構成したことにより、昇降シリ
ンダによってカウンタウエイト取付部に対してカウンタ
ウエイトを昇降させるときに、地面に接地した接地板が
カウンタウエイトの重量を大きな接地面積をもって支承
するため、カウンタウエイトを安定した状態で昇降させ
ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による建設機械のカ
ウンタウエイト装置の実施の形態について、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。

【００２１】図１において、１は下部走行体、２は該下
部走行体１上に旋回可能に搭載された建設機械本体とし
ての上部旋回体で、該上部旋回体２は、旋回フレーム
３、該旋回フレーム３上に設けられたキャブ４、建屋５
および後述するカウンタウエイト１１等から構成されて
いる。

【００２２】６は旋回フレーム３の後端部に設けられた
カウンタウエイト取付部としての衝合板で、該衝合板６
は旋回フレーム３の一部をなし、カウンタウエイト１１
に対応する寸法をもって旋回フレーム３の幅方向（左，
右方向）に延びている。そして、衝合板６の後面側にカ
ウンタウエイト１１の前面部１１Ｃを衝合させた状態
で、後述のボルト２０によってカウンタウエイト１１を
衝合板６に固着することにより、カウンタウエイト１１
が上部旋回体２の後部側に取付けられる構成となってい
る（図２参照）。

【００２３】７は上部旋回体２の前部側に設けられた作
業装置で、該作業装置７は、旋回フレーム３の前部中央
に俯仰動可能に設けられたブーム８と、該ブーム８の先
端側に俯仰動可能に設けられたアーム９と、該アーム９
の先端側に回動可能に設けられたバックホウ式のバケッ
ト１０とからなっている。そして、作業装置７はブーム
８、アーム９を俯仰動させつつ、アーム９の先端側でバ
ケット１０を回動させることにより土砂等の掘削作業を
行うものである。

【００２４】１１は作業装置７との重量バランスを保つ
ため上部旋回体２の後部側に着脱可能に設けられたカウ
ンタウエイトで、該カウンタウエイト１１は、図２およ
び図３に示すように、上面部１１Ａ、下面部１１Ｂ、前
面部１１Ｃ、後面部１１Ｄおよび左，右の側面部１１
Ｅ，１１Ｅを有する質量体として形成されている。ま
た、カウンタウエイト１１には、前面部１１Ｃから後面
部１１Ｄに向けて前，後方向に貫通する複数（例えば、
２個）のボルト挿通穴１２，１２が、左，右方向に離間
して穿設されている。

【００２５】１３はカウンタウエイト１１に設けられた
シリンダ収容空間としての凹陥部で、該凹陥部１３は、
カウンタウエイト１１の上面部１１Ａから下面部１１Ｂ
に亘って上，下方向に延在し、前面部１１Ｃの左，右方
向中間部を後面部１１Ｄ側にえぐることにより矩形状の
溝として形成されている。そして、該凹陥部１３内に
は、後述の昇降シリンダ１５が上，下方向に伸縮可能に
収容されている。

【００２６】１４，１４はカウンタウエイト１１の上面
部１１Ａに突設された一対のブラケットで、該各ブラケ
ット１４は、凹陥部１３を挟んで左，右方向で対向する
ように配置されている。

【００２７】１５はカウンタウエイト１１に設けられた
昇降シリンダで、該昇降シリンダ１５は、チューブ１５
Ａと、該チューブ１５Ａ内に摺動可能に挿嵌されたピス
トン（図示せず）に取付けられたロッド１５Ｂとからな
る油圧シリンダにより構成され、チューブ１５Ａの各油
室（図示せず）は、油圧ショベルに搭載された油圧源
（図示せず）に油圧ホース１６等を用いて接続されてい
る。

【００２８】ここで、チューブ１５Ａのボトム側には取
付アイ１７が固着され、該取付アイ１７に挿嵌したピン
１８の両端部を上述の各ブラケット１４に固着すること
により、昇降シリンダ１５が、カウンタウエイト１１の
凹陥部１３内に収容され、地面Ｇとほぼ垂直な姿勢を保
った状態でカウンタウエイト１１に取付けられる構成と
なっている。

【００２９】１９は昇降シリンダ１５のロッド先端側に
固着された接地板で、該接地板１９は、カウンタウエイ
ト１１の下面部１１Ｂに沿って延び、該下面部１１Ｂよ
りも僅かに小さな面積を有する矩形の鋼板からなってい
る。そして、接地板１９は、昇降シリンダ１５のロッド
１５Ｂがチューブ１５Ａ内に引込まれて縮小したときに
は、図２および図３中に示すようにカウンタウエイト１
１の下面部１１Ｂに当接し、昇降シリンダ１５のロッド
１５Ｂがチューブ１５Ａから伸長したときには、図５中
に示すように地面Ｇに接地するものである。

【００３０】従って、例えば図４に示すように、昇降シ
リンダ１５のロッド１５Ｂを縮小させた状態でカウンタ
ウエイト１１を地面Ｇに配置した後、ロッド１５Ｂを伸
長させることにより、図５に示すように、カウンタウエ
イト１１を地面Ｇから旋回フレーム３の衝合板６に対面
する位置まで垂直方向に上昇させることができる。そし
て、このときのカウンタウエイト１１等の重量を、ロッ
ド１５Ｂの先端部に設けた接地板１９によって大きな接
地面積をもって支承することにより、カウンタウエイト
１１を図５に示す上昇位置に安定して保持できる構成と
なっている。

【００３１】２０，２０はカウンタウエイト１１を旋回
フレーム３の衝合板６に締結する取付部材としてのボル
トで、各ボルト２０は、カウンタウエイト１１の後面部
１１Ｄ側から各ボルト挿通穴１２に挿通され、その先端
側のねじ部を衝合板６に螺着することにより、カウンタ
ウエイト１１を衝合板６に締結するものである。

【００３２】本実施の形態による油圧ショベルのカウン
タウエイト装置は上述の如き構成を有するもので、以
下、このカウンタウエイト装置を用いたカウンタウエイ
トの着脱方法について説明する。

【００３３】まず、油圧ショベルの旋回フレーム３にカ
ウンタウエイト１１を取付ける場合には、図４に示すよ
うに、昇降シリンダ１５のロッド１５Ｂを縮小させた状
態に保持したカウンタウエイト１１をトレーラ等によっ
て搬送し、該カウンタウエイト１１を地面Ｇ上に載置し
た後、油圧ショベルを走行させて旋回フレーム３の後端
側をカウンタウエイト１１に接近させる。

【００３４】そして、地面Ｇ上に載置したカウンタウエ
イト１１に旋回フレーム３の後端側を接近させた状態
で、昇降シリンダ１５のチューブ１５Ａに油圧ホース１
６を接続する。

【００３５】次に、油圧ショベルに搭載された油圧源
（図示せず）からの圧油を油圧ホース１６を通じて昇降
シリンダ１５のチューブ１５Ａ内に給排し、チューブ１
５Ａからロッド１５Ｂを伸長させる。このとき、ロッド
１５Ｂの先端側に設けられた接地板１９は地面Ｇに接地
しているから、カウンタウエイト１１が昇降シリンダ１
５のチューブ１５Ａと共に垂直上向きに上昇し、旋回フ
レーム３に設けた衝合板６にカウンタウエイト１１の前
面部１１Ｃが対面する（図５参照）。

【００３６】そして、図５に示すように、衝合板６に設
けたボルト穴の穴位置に対し、カウンタウエイト１１に
設けた各ボルト挿通穴１２の穴位置を一致させた状態
で、昇降シリンダ１５によるカウンタウエイト１１の上
昇動作を停止させ、カウンタウエイト１１を上昇位置に
保持する。この状態で、カウンタウエイト１１の後面部
１１Ｄ側から各ボルト挿通穴１２にボルト２０を挿通
し、このボルト２０を衝合板６のボルト穴に螺着するこ
とにより、衝合板６にカウンタウエイト１１を締結す
る。

【００３７】かくして、ボルト２０によって旋回フレー
ム３の衝合板６にカウンタウエイト１１を締結した後、
昇降シリンダ１５のロッド１５Ｂを縮小させ、図２に示
すように、接地板１９をカウンタウエイト１１の下面部
１１Ｂに当接させることにより、旋回フレーム３に対す
るカウンタウエイト１１の取付作業が終了する。

【００３８】一方、油圧ショベルの旋回フレーム３から
カウンタウエイト１１を取外す場合には、ボルト２０に
よってカウンタウエイト１１が衝合板６に締結されてい
る状態で、昇降シリンダ１５のロッド１５Ｂを伸長させ
ることにより、接地板１９を地面Ｇに接地させる。

【００３９】そして、接地板１９が地面Ｇに接地した状
態で、ボルト２０を取外すことにより、旋回フレーム３
の衝合板６とカウンタウエイト１１との締結を解除す
る。これにより、カウンタウエイト１１は旋回フレーム
３から離脱可能な状態となり、接地板１９および昇降シ
リンダ１５によって地面Ｇ上に支持されるようになる。

【００４０】次に、この状態で昇降シリンダ１５のロッ
ド１５Ｂを縮小させ、接地板１９にカウンタウエイト１
１の下面部１１Ｂが当接するまで、カウンタウエイト１
１を垂直下向きに下降させる。

【００４１】そして、図４に示すように、接地板１９に
カウンタウエイト１１の下面部１１Ｂが当接した状態
で、昇降シリンダ１５のチューブ１５Ａから各油圧ホー
ス１６を取外すことにより、旋回フレーム３からのカウ
ンタウエイト１１の取外し作業が終了する。

【００４２】かくして、本実施の形態によれば、カウン
タウエイト１１に昇降シリンダ１５を設け、この昇降シ
リンダ１５によってカウンタウエイト１１を旋回フレー
ム３の衝合板６と地面Ｇとの間でほぼ垂直方向に昇降さ
せる構成としたから、作業現場等において、旋回フレー
ム３に対してカウンタウエイト１１を着脱する作業を行
う場合に、カウンタウエイト１１を吊上げるためのクレ
ーン等を不要にでき、着脱作業を効率良く行うことがで
きる。また、旋回フレーム３とカウンタウエイト１１と
の間にリンク機構等を設ける必要がないため、構成の簡
素化を図ることができる。

【００４３】また、昇降シリンダ１５のロッド１５Ｂ先
端側に接地板１９を設け、旋回フレーム３の衝合板６と
地面Ｇとの間でカウンタウエイト１１を昇降させるとき
に、地面Ｇに対して接地板１９を接地させることによ
り、カウンタウエイト１１の全重量を大きな接地面積を
もって支承する構成としたから、カウンタウエイト１１
を安定した状態で昇降させることができる。

【００４４】さらに、カウンタウエイト１１に上，下方
向に延在する凹陥部１３を設け、昇降シリンダ１５を、
地面Ｇに対してほぼ垂直な状態で凹陥部１３内に収容す
る構成としたから、カウンタウエイト１１の昇降時に、
該カウンタウエイト１１の重量は昇降シリンダ１５の伸
縮方向に作用することになる。このため、カウンタウエ
イト１１の昇降時に昇降シリンダ１５に対して曲げモー
メント等が作用するのを抑えることができ、例えば従来
技術のように剛性を高めた特注品の昇降シリンダを用い
る場合に比較して、昇降シリンダ１５のコストを低減す
ることができる。

【００４５】しかも、カウンタウエイト１１に設けた凹
陥部１３内に昇降シリンダ１５を収容することにより、
昇降シリンダ１５を掘削時の落石等から保護すると共
に、カウンタウエイト１１を含めた油圧ショベル全体の
美観を高め、商品価値を高めることができる。

【００４６】なお、上述した実施の形態では、カウンタ
ウエイト１１の左，右方向の中央部に１本の昇降シリン
ダ１５を設けた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限
るものではなく、例えば図６に示す変形例のように、
左，右方向で対称となる位置に２本の昇降シリンダ１
５，１５を設ける構成としてもよく、さらに、３本以上
の昇降シリンダ１５を設ける構成としてもよい。

【００４７】また、上述した実施の形態では、昇降シリ
ンダ１５のチューブ１５Ａをカウンタウエイト１１に取
付け、ロッド１５Ｂの先端側に接地板１９を設けた場合
を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、例えば昇降シ
リンダ１５のロッド１５Ｂをカウンタウエイト１１に取
付け、チューブ１５Ａの先端側に接地板１９を設ける構
成としてもよい。

【００４８】さらに、上述した実施の形態では、カウン
タウエイト装置を備えた建設機械として油圧ショベルを
例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば
油圧クレーン等の他の建設機械のカウンタウエイト装置
にも広く適用することができるものである。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、カウンタウエイトに昇降シリンダを設け、この昇
降シリンダによって、カウンタウエイトをフレームのカ
ウンタウエイト取付部に対して上，下に昇降させる構成
としたから、作業現場等において、フレームのカウンタ
ウエイト取付部に対してカウンタウエイトを着脱する作
業を行う場合に、カウンタウエイトを吊上げるためのク
レーン等を不要にでき、着脱作業を効率良く行うことが
できる。また、フレームとカウンタウエイトとの間にリ
ンク機構等を設ける必要がなく、構成の簡素化を図るこ
とができる。

【００５０】また、請求項２の発明によれば、カウンタ
ウエイト取付部には、昇降シリンダによりカウンタウエ
イトを上昇位置に保持した状態で該カウンタウエイトを
カウンタウエイト取付部に取付ける取付部材を設けたか
ら、昇降シリンダによって上昇位置に保持したカウンタ
ウエイトを、取付部材によってカウンタウエイト取付部
に取付けるだけで、カウンタウエイトの取付作業を容易
に行うことができる。

【００５１】さらに、請求項３の発明によれば、カウン
タウエイトには、昇降シリンダを収容するため上，下方
向に延在するシリンダ収容空間を設ける構成としたか
ら、シリンダ収容空間内に収容することにより、昇降シ
リンダを地面に対してほぼ垂直な状態でカウンタウエイ
トに設けることができる。これにより、カウンタウエイ
トの昇降時に、昇降シリンダに対して曲げモーメント等
が作用するのを抑えることができ、例えば剛性を高めた
特注品の昇降シリンダを用いる場合に比較して、昇降シ
リンダのコストを低減することができる。

【００５２】また、昇降シリンダをシリンダ収容空間内
に収容することにより、該昇降シリンダを掘削時の落石
等から保護できると共に、カウンタウエイトを含めた油
圧ショベル全体の美観を高め、商品価値を高めることが
できる。

【００５３】また、請求項４の発明によれば、昇降シリ
ンダを構成する油圧シリンダのロッド先端側には、カウ
ンタウエイトの下面に沿って延び地面に接地可能となっ
た接地板を設ける構成としたから、昇降シリンダによっ
てカウンタウエイトを昇降させるときに、地面に接地し
た接地板がカウンタウエイトの重量を大きな接地面積を
もって支承するため、カウンタウエイトを安定した状態
で昇降させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による建設機械のカウンタ
ウエイト装置が適用された油圧ショベルを示す外観図で
ある。

【図２】図１中のカウンタウエイト、昇降シリンダ等を
拡大して示す一部破断の側面図である。

【図３】カウンタウエイト、昇降シリンダ等を示す図２
中の矢示 III−III 方向からみた断面図である。

【図４】昇降シリンダを縮小させてカウンタウエイトを
地面に下ろした状態を示す一部破断の側面図である。

【図５】昇降シリンダを伸長させてカウンタウエイトを
上昇させた状態を示す一部破断の側面図である。

【図６】本発明の変形例によるカウンタウエイト装置を
示す図３と同様位置の断面図である。

【符号の説明】

１下部走行体２上部旋回体３旋回フレーム（フレーム）６衝合板（カウンタウエイト取付部）１１カウンタウエイト１３凹陥部（シリンダ収容空間）１５昇降シリンダ１５Ａチューブ１５Ｂロッド１９接地板２０ボルト（取付部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建設機械のフレームに設けられたカウン
タウエイト取付部と、該カウンタウエイト取付部に着脱
可能に設けられるカウンタウエイトとからなる建設機械
のカウンタウエイト装置において、前記カウンタウエイトには、前記カウンタウエイト取付
部に対してカウンタウエイトを上，下に昇降させる昇降
シリンダを設けたことを特徴とする建設機械のカウンタ
ウエイト装置。
【請求項２】前記カウンタウエイト取付部には、前記
昇降シリンダによりカウンタウエイトを上昇位置に保持
した状態で該カウンタウエイトをカウンタウエイト取付
部に取付ける取付部材を設けてなる請求項１に記載の建
設機械のカウンタウエイト装置。
【請求項３】前記カウンタウエイトには、上，下方向
に延在し前記昇降シリンダを収容するシリンダ収容空間
を設ける構成としてなる請求項１または２に記載の建設
機械のカウンタウエイト装置。
【請求項４】前記昇降シリンダは外部から圧油が給排
されることによりチューブに対してロッドを伸縮させる
油圧シリンダからなり、該油圧シリンダのロッド先端側
には、前記カウンタウエイトの下面に沿って延び地面に
接地可能となった接地板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装
置。