JP5025579B2 - カウンタウエイト着脱装置およびトラッククレーン - Google Patents

Description

本発明は、カウンタウエイトを機体フレームの端部に取り付けるカウンタウエイト着脱装置およびトラッククレーンに関する。

従来より、走行体の上部に旋回フレームが搭載されたトラッククレーンが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載のトラッククレーンでは、走行体の上面に載置されたカウンタウエイトをガントリ（Ａフレームとも呼ぶ）に連結し、ガントリ起伏用のシリンダを伸張してガントリを起立させる。これによりガントリを介してカウンタウエイトを上昇させ、旋回フレームの端部に支持ピンを介してカウンタウエイトを取り付ける。

一方、カウンタウエイトにウエイト昇降用のシリンダを設け、このシリンダを用いて旋回フレームの端部にカウンタウエイトを取り付けるようにした装置が知られている（例えば特許文献２参照）。この特許文献２記載の装置では、ウエイト昇降用のシリンダを伸張して、シリンダロッド先端部のロッドピンを旋回フレームの上端部に係合した後、シリンダを縮退する。これによりロッドピンを介してカウンタウエイトを上昇させ、旋回フレームの端部に支持ピンを介してカウンタウエイトを取り付ける。

特開平６−１７１８９１号公報 特開２００６−４４９４８号公報

しかしながら、上記特許文献１記載のものは、ガントリを介してカウンタウエイトを上昇させるため、ガントリに過大な負荷がかかり、強度上問題がある。また、上記特許文献２記載の装置では、ウエイト昇降用シリンダのシリンダロッドが軸線を中心に回転してしまうため、シリンダロッド先端部のロッドピンを旋回フレームに係合させるのにわざわざロッドピンの向きを調整する手間が必要であった。

本発明によるカウンタウエイト着脱装置は、機体フレームの端部にカウンタウエイトを取り付けるカウンタウエイト着脱装置であって、機体フレームに略鉛直方向下向きに伸張可能となるように取り付けられたウエイト昇降用のシリンダと、シリンダの先端部に設けられる平面視略点対称形状をなすブラケットと、シリンダの伸張時に、ブラケットの上方空間を横断してカウンタウエイトに挿脱可能に取り付けられ、シリンダの縮退時に、ブラケットの上面に当接してカウンタウエイトの重量が作用するピン部材と、ピン部材を介して引き上げられたカウンタウエイトを、機体フレームの端部に固定する固定手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明によるカウンタウエイト着脱装置は、機体フレームの端部にカウンタウエイトを取り付けるカウンタウエイト着脱装置であって、カウンタウエイトに略鉛直方向上向きに伸張可能となるように取り付けられたウエイト昇降用のシリンダと、シリンダの先端部に設けられる平面視略点対称形状をなすブラケットと、シリンダの伸張時に、ブラケットの下方空間を横断して機体フレームに挿脱可能に取り付けられ、シリンダの縮退時に、ブラケットの下面に当接してカウンタウエイトの重量が作用するピン部材と、ピン部材を介して引き上げられたカウンタウエイトを、機体フレームの端部に固定する固定手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、シリンダロッドの回転の有無に拘わらず、カウンタウエイトをフレームに取り付けることができ、カウンタウエイトの取付が容易である。

以下、図１〜図６を参照して本発明によるカウンタウエイト着脱装置をトラッククレーンに適用した場合の一実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るカウンタウエイト着脱装置を有するトラッククレーンの走行姿勢を示す側面図であり、図２は、カウンタウエイト着脱作業の作業姿勢を示す側面図である。トラッククレーンは、走行用タイヤ３が取り付けられた車体フレーム１と、旋回輪４を介して車体フレーム１上に旋回可能に搭載された旋回フレーム２とを有する。なお、以下では図示のように車体フレーム１を基準に前後方向を定義する。車体フレーム１の前方には運転室５が設けられている。

図１に示すように旋回フレーム２の一端部（図では前端部）には、上下方向に回動可能にブーム６が連結され、ブーム６は走行姿勢では車体前方に倒回して車体フレーム上に支持されている。ブーム６の後方には、Ａフレーム７（ガントリとも呼ぶ）が搭載されている。Ａフレーム７は旋回フレーム２に回動可能に連結され、走行姿勢では後方に折り畳まれ、作業時には図２に示すようにＡフレーム起伏用のシリンダ８の伸張により立ち上がる。車体フレーム１にはジャッキシリンダ１１が設けられ、作業時に、ジャッキシリンダ１１によって車体がジャッキアップされる。

旋回フレーム２には図示しない巻上用ドラムと起伏用ドラムが搭載され、巻上用ドラムに巻上ロープが、起伏用ドラムに起伏ロープがそれぞれ巻回されている。荷役作業時には、Ａフレーム７の頂部のシーブ９を経由して起伏ロープが掛け回され、起伏ロープの巻き取りまたは繰り出しによりブーム６（図２では省略）が起伏する。また、巻上ロープはブーム６の上端部を経由して吊り下げられ、巻上ロープの巻き取りまたは繰り出しにより吊り荷が昇降する。

図１に示すように旋回フレーム２の端部（図では後端部）には、カウンタウエイト着脱用の着脱ユニット２０が取り付けられている。カウンタウエイト３０は、走行時における車体の重量バランスを考慮して、走行姿勢では車体フレーム１の中央部、つまり旋回フレーム２の前方かつ車体フレーム１の上面に載置されている。カウンタウエイト３０の取り付けは、図２に示すように旋回フレーム２を１８０°旋回させ、カウンタウエイト３０の上方に着脱ユニット２０を位置させて行う。カウンタウエイト３０はブーム３の反対側に取り付けられ、荷役作業時の重量バランスを保つ。

図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ着脱ユニット２０の構成を示す平面図および側面図である。なお、説明の便宜上、ここでは図示のように着脱ユニット２０の前後左右方向を定義する。着脱ユニット２０は左右対称形状であり、図３（ａ）では右側の一部を省略している。着脱ユニット２０は、左右水平方向に延設されたベース２１と、ベース２１の上面に上方に向けて突設された左右一対のシリンダ支持プレート２２と、ベース２１の下面に下方に向けて突設された左右一対のウエイト支持プレート２３と、ベース２１の下面から下方かつ後方に向けて突設されたユニット取付用ブラケット２４と、ウエイト昇降用の油圧シリンダ２５とを有する。

シリンダ支持プレート２２は、下端から上方にかけて切り欠かれ、前板部２２ａ、上板部２２ｂ、および後板部２２ｃが形成されている。前板部２２ａの下端と後板部２２ｃの下端はそれぞれベース上面の取付部２２１，２２２に固定されている。なお、図３（ａ）では取付部２２１，２２２のみを示し、シリンダ支持プレート２２の図示を省略している。後板部２２ｃは、図１の走行姿勢においてＡフレーム７と干渉しないように傾斜して形成されている。

油圧シリンダ２５の上端部２５１は、左右のシリンダ支持プレート２３の上板部２２ｂの間に挟まれ、シリンダ支持プレート２２に前後方向に回動可能にピン結合されている。図３（ａ）に示すようにベース２１には前後方向に長穴の貫通穴２１１が開口され、この貫通穴２１１を、油圧シリンダ２５の上端部２５１よりも幅広のシリンダチューブ２５２が貫通している。

油圧シリンダ２５のシリンダロッド２５３の下端部には、前後方向に回動可能に平板状のブラケット２６がピン結合されている。ブラケット２６は平面視略円形状をなし（図５参照）、その中央部にシリンダロッド２５３の先端部が連結されている。

ウエイト支持プレート２３（単に支持プレートとも呼ぶ）は、貫通穴２１１の左右両側に突設され、左右のウエイト支持プレート２３の間に油圧シリンダ２５が垂下されている。各支持プレート２３の下端面には、前後方向２カ所に互いに同一高さに、略円弧状の係合溝２３１，２３２がそれぞれ設けられている。係合溝２３１の上方かつ前方にはそれぞれ貫通穴２３３が開口され、係合溝２３２の鉛直上方には貫通穴２３３と同一高さにそれぞれ貫通穴２３４が開口されている。

図４は、カウンタウエイト３０の取付部の構成、すなわちカウンタウエイト着脱装置の構成を示す図２の要部拡大図である。なお、図４（ａ）は、車体フレーム１の上面にカウンタウエイト３０を載置した状態を、図４（ｂ）は、着脱ユニット２０の下端部にカウンタウエイト３０を取り付けた状態をそれぞれ示している。

図４（ａ）に示すように車体フレーム１の上面には凸部１２が設けられ、この凸部１２にカウンタウエイト底面の凹部が嵌合し、カウンタウエイト３０は車体フレーム１の上面に位置決めされて載置されている。ユニット取付用ブラケット２４には上下２カ所のピン穴２４１が開口されており（図３（ｂ））、着脱ユニット２０は、このピン穴２４１に挿入された上下２カ所のピン２４２を介し、旋回フレーム２の端部（図では前端部）に固定されている。

図５は、カウンタウエイト３０の構成を示す図４（ｂ）のV-V線断面図である。なお、カウンタウエイト３０は左右対称形状であり、図５では右側の一部を省略している。カウンタウエイト３０は、複数段のウエイト３０１を積層して一体化した積層型ウエイトであり、図４，５に示すように最上段のカウンタウエイト３０の上面には左右一対の支持プレート３１が突設されている。図５に示すように油圧シリンダ２５の下端部のブラケット２６の直径は、左右の支持プレート３１の間隔よりも小さい。

各支持プレート３１には、着脱ユニット２０の支持プレート２３の係合溝２３１，２３２に対応した位置にそれぞれ貫通穴３１１、３１２が開口され、貫通穴２３３，２３４に対応した位置にそれぞれ貫通穴３１３，３１４が開口されている。すなわち支持プレート３１には互いに同一高さに貫通穴３１１，３１２が開口され、その上側に互いに同一高さに貫通穴３１３，３１４が開口されている。

貫通穴３１１，３１２には後述するようにそれぞれピン４１，４２が挿入され、貫通穴３１３，３１４にはピン４３，４４が挿入される。図６に示すようにピン４１，４２はブラケット４５を介してレバー４６に取り付けられている。ピン４３，４４も同様に、ブラケットを介してレバー４７（図５）に取り付けられている。

本実施の形態に係るカウンタウエイト着脱装置を用いてカウンタウエイト３０を取り付ける場合の取付手順について説明する。カウンタウエイト３０は凸部１２を介して車体フレーム１の上面に位置決めされている。このため、旋回フレーム２を走行姿勢から所定量（１８０°）旋回した状態で油圧シリンダ２５を伸張すると、図４（ａ）に示すようにブラケット２６が下降し、左右の支持プレート３１の間にブラケット２６が挿入される。図４（ａ）は、油圧シリンダ２５を最大に伸張した状態を示しており、カウンタウエイト３０の上面にブラケット２６が当接している。この場合、ブラケット２６は円形であり、シリンダ２５の伸張時にシリンダロッド２５３がシリンダチューブ２５２内で軸線を中心に回転しても、ブラケット２６をカウンタウエイト上面の所定位置に当接できる。

次いで、支持プレート３１の貫通穴３１１，３１２に、それぞれ作業員がレバー４６を介して側方からピン４１，４２を挿入する。図５に示すようにピン４１，４２の間隔はブラケット２６の直径よりも小さく、平面視ではピン４１，４２は油圧シリンダ２５の前後両側で、ブラケット２６の上方空間を横断している。この状態で油圧シリンダ２５を縮退する。

油圧シリンダ２５を縮退すると、ブラケット２６が上昇し、ブラケット２６の上面にピン４１，４２が当接する。さらに油圧シリンダ２５を縮退すると、カウンタウエイト３０はピン４１，４２を介して水平姿勢のまま上昇され、図４（ｂ）に示すように係合溝２３１，２３２にピン４１，４２が案内されて、係合溝２３１，２３２の上端部にピン４１，４２が係合される。これにより着脱ユニット２０に対するカウンタウエイト３０の位置が規定される。

係合溝２３１，２３２にピン４１，４２が係合した状態では、貫通穴３１３と２３３の位置および貫通穴３１４と２３４の位置は互いに一致している。作業員はレバー４７を介して貫通穴３１３，２３３にピン４３を、貫通穴３１４，２３４にピン４４をそれぞれ側方から挿入する。これによりカウンタウエイト３０がピン４１〜４４により着脱ユニット２０に固定される。なお、カウンタウエイト３０の取り外しは、上述したのと逆の手順で行う。

本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）油圧シリンダ２５のシリンダロッド２５３の先端部に円形状のブラケット２６を取り付けるとともに、シリンダ２５の伸張時にブラケット２６の上方空間を横断し、シリンダ２５の縮退時にブラケット２６の上面に当接してカウンタウエイト３０の重量が作用するピン４１，４２をカウンタウエイト３０の上端部の支持プレート３１に取り付け、シリンダ２５の縮退により引き上げられたカウンタウエイト３０を、ピン４３，４４を介して着脱ユニット２０に固定するようにした。これによりシリンダロッド２５３がシリンダチューブ２５２内で回転するか否かに拘わらず、油圧シリンダ２５の縮退によりピン４１，４２を介してカウンタウエイト３０を上昇させることができる。したがって、シリンダロッド２５３の回転を気にする必要がなく、カウンタウエイト３０の取付が容易である。

（２）着脱ユニット２０に油圧シリンダ２５を前後方向に回動可能に取り付け、油圧シリンダ２５を上方から垂下するので、シリンダ２５の伸張時のブラケット２６の位置が定まり、ブラケット２６を精度よくカウンタウエイト３０の上面に当接させることができる。
（３）カウンタウエイト３０の上端部の支持プレート３１に、シリンダロッド２５３を挟んで同一水平面内にピン４１，４２を取り付けるようにしたので、ピン４１，４２を介してカウンタウエイト３０を安定した姿勢で昇降することができる。
（４）走行姿勢では車体フレーム１の中央部上面にカウンタウエイト３０を載置するようにしたので、走行時の車体の重量バランスが良好である。
（５）ブラケット２６を完全な対称形状である円形状としたので、ブラケット２６の回転に拘わらず、ピン４１，４２とブラケット２６の一定の接触面積を確保できる。

なお、上記実施の形態では、旋回フレーム２の端部に着脱ユニット２０を取り付けて機体フレームを構成したが、機体フレームの構成はこれに限らない。着脱ユニット２０を介さずにカウンタウエイト３０を直接旋回フレーム２に取り付けるようにしてもよい。ブラケット２６を円形状としたが、平面視略点対称形状をなすのであればブラケット２６の形状はいかなるものでもよく、例えばブラケット２６の形状を正多角形としてもよい。この場合も、シリンダロッド２５３の回転の有無に拘わらず、カウンタウエイト３０を上昇させることができる。

上記実施の形態では、着脱ユニット２０に鉛直方向下向きに伸張可能となるように油圧シリンダ２５を取り付けるとともに、シリンダロッド２５３の下端部にブラケット２６を取り付けるようにしたが、カウンタウエイト３０に鉛直方向上向きに伸張可能となるように油圧シリンダ２５を取り付けるとともに、シリンダロッド２５３の上端部にブラケット２６を取り付けるようにしてもよい。すなわちシリンダ２５の伸張時に、ブラケット２６の下方空間を横断して機体フレームに挿脱可能にピン４１，４２を取り付け、シリンダ２５の縮退時に、ピン４１，４２をブラケット２６の下面に当接してカウンタウエイト３０を引き上げ、機体フレームの端部にピン４３，４４により固定するようにしてもよい。

シリンダロッド２５３を挟むように一対のピン４１，４２を水平に設けたが、ピン部材としてのピン４１，４２の構成はこれに限らない。ピン４１，４２を介して引き上げられたカウンタウエイト３０をピン４３，４４により着脱ユニット２０を介して旋回フレーム２に固定するようにしたが、固定手段の構成はこれに限らない。

以上では、走行体タイヤ３が取り付けられた車体フレーム１と、車体フレーム１上に旋回可能に搭載された機体フレーム（旋回フレーム２）を有するトラッククレーンにカウンタウエイト着脱装置を適用する例を示したが、カウンタウエイトを有する他の建設機械や作業車両等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カウンタウエイト着脱装置に限定されない。

本発明の実施の形態に係るトラックフレームの側面図であり、走行姿勢を示す図。 本発明の実施の形態に係るトラックフレームの側面図であり、カウンタウエイト着脱作業の作業姿勢を示す図。 図１，２の着脱ユニットの構成を示す平面図と側面図。 本実施の形態に係るカウンタウエイト着脱装置の構成を示す図。 図４（ｂ）のV-V線断面図。 図５のレバーの構成を示す斜視図。

符号の説明

１ 車体フレーム
２ 旋回フレーム
２０ 着脱ユニット
２５ 油圧シリンダ
２６ ブラケット
３０ カウンタウエイト
４１〜４４ ピン

Claims (5)

1. 機体フレームの端部にカウンタウエイトを取り付けるカウンタウエイト着脱装置であって、
   前記機体フレームに略鉛直方向下向きに伸張可能となるように取り付けられたウエイト昇降用のシリンダと、
   前記シリンダの先端部に設けられる平面視略点対称形状をなすブラケットと、
   前記シリンダの伸張時に、前記ブラケットの上方空間を横断してカウンタウエイトに挿脱可能に取り付けられ、前記シリンダの縮退時に、前記ブラケットの上面に当接して前記カウンタウエイトの重量が作用するピン部材と、
   前記ピン部材を介して引き上げられた前記カウンタウエイトを、前記機体フレームの端部に固定する固定手段とを備えることを特徴とするカウンタウエイト着脱装置。
2. 機体フレームの端部にカウンタウエイトを取り付けるカウンタウエイト着脱装置であって、
   前記カウンタウエイトに略鉛直方向上向きに伸張可能となるように取り付けられたウエイト昇降用のシリンダと、
   前記シリンダの先端部に設けられる平面視略点対称形状をなすブラケットと、
   前記シリンダの伸張時に、前記ブラケットの下方空間を横断して機体フレームに挿脱可能に取り付けられ、前記シリンダの縮退時に、前記ブラケットの下面に当接して前記カウンタウエイトの重量が作用するピン部材と、
   前記ピン部材を介して引き上げられた前記カウンタウエイトを、前記機体フレームの端部に固定する固定手段とを備えることを特徴とするカウンタウエイト着脱装置。
3. 請求項１または２に記載のカウンタウエイト着脱装置において、
   前記ブラケットは、平面視略円形状をなすことを特徴とするカウンタウエイト着脱装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のカウンタウエイト着脱装置において、
   前記ブラケットの中央部に、前記シリンダのシリンダロッドの先端部が取り付けられ、前記ピン部材は、前記シリンダロッドを挟んで同一水平面内に平行に設けられた２本のピンにより構成されることを特徴とするカウンタウエイト着脱装置。
5. 走行用タイヤが取り付けられ、走行時に上面にカウンタウエイトが載置される車体フレームと、
   前記車体フレーム上に旋回可能に搭載された機体フレームと、
   前記車体フレームの上面に載置されたカウンタウエイトを作業時に前記機体フレームの端部に取り付ける請求項１〜４のいずれか１項に記載のカウンタウエイト着脱装置とを備えることを特徴とするトラッククレーン。

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