| 【発明の名称】 |
カウンタウエイトの固定構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】田所 淳
【氏名】多辺田 浩
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 下部走行体上に上部旋回体を旋回可能に装着した作業機に、この上部旋回体のメインフレームにカウンタウエイトを設置して、ボルトで着脱可能に固定するための構造において、前記メインフレームの下面には、前記ボルトの軸部が挿通される透孔と、この透孔に連なりボルト頭を締め付けるための治具が挿入可能な凹部とが形成された保護板が配置され、前記ボルトはこの保護板に挿通させて、前記カウンタウエイトに締着される構成としたことを特徴とするカウンタウエイトの固定構造。
【請求項２】 前記カウンタウエイトは、複数本のボルトで前記メインフレームに固定されるようになし、かつ前記保護板にはこれら各ボルトをそれぞれ挿通させる透孔及び凹部を複数箇所形成する構成としたことを特徴とする請求項１記載のカウンタウエイトの固定構造。
【請求項３】 前記保護板の前記メインフレームへの当接部には硬質ゴム板を介在させる構成としたことを特徴とする請求項２記載のカウンタウエイトの固定構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルその他の作業機において、その上部旋回体に着脱可能に設置されるカウンタウエイトの固定構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】作業機の一例として、土木・建設工事の作業現場等で土砂の掘削その他の作業を行う油圧ショベルがある。油圧ショベルは、概略図６に示した構成となっている。図中において、１はクローラ式走行体を備えた下部走行体であって、この下部走行体１には旋回装置２を介して上部旋回体３が旋回可能に設置されている。上部旋回体３は後述する一対のメインフレーム１０，１０に旋回体フレームを連結して設けたものから構成され、この上部旋回体３にはオペレータが操作を行うための運転室４が設置されると共にフロント作業機構５が設けられる。フロント作業機構５は、上部旋回体３に俯仰動作可能に設けたブーム６と、このブーム６の先端に上下方向に回動可能に連結して設けたアーム７とを有し、このアーム７の先端には、フロントアタッチメントとして、例えばバケット８が回動可能に連結されている。
【０００３】上部旋回体３には、さらに車両の走行及び上部旋回体３の旋回と、フロント作業機構５の作動等を行わせるために、エンジンや油圧ポンプその他の機器が建屋内に設置され、作動油タンクや燃料タンクからなるタンク類も設置されている。また、上部旋回体３の最後部位置にはカウンタウエイト９が装着されている。カウンタウエイト９は、フロント作業機構５で土砂の掘削等の作業を行う際に、このフロント作業機構５に作用する荷重に対してバランスを取ることにより、車両全体の安定性を図るためのものである。
【０００４】カウンタウエイト９は、図７及び図８に示したように、上部旋回体３の構造体として、左右に所定の間隔を置いて設けたセンタフレーム１０に設置されて、固定的に保持される。センタフレーム１０は、上下の板体１０ａ，１０ｂに一対の縦板１０ｃ，１０ｄを溶接等の手段で連結・固着したボックス形状のものから構成され、カウンタウエイト９は、この左右のセンタフレーム１０を跨ぐようにして設置されるようになっている。このために、カウンタウエイト９の下面側にはセンタフレーム１０に載置するための凹部９ａ，９ａが形成されており、この凹部９ａによりカウンタウエイト９の下面は、上部旋回体３の下面とほぼ同一水準に保たれている。
【０００５】カウンタウエイト９はセンタフレーム１０に固定されるが、ボルト１１を用いることにより着脱可能に固定するために、ボルト１１が用いられる。このために、センタフレーム１０を構成する上下の板体１０ａ，１０ｂにはボルト挿通孔１２ａ，１２ｂが穿設されており、またこれら板体１０ａ，１０ｂ間にはブッシュ１３が設けられている。一方、カウンタウエイト９は、鋼板等からなる略箱形の容器１４内に重量コンクリート１５を収容させたものであり、この容器１４にはボルト１１を螺挿させるためのねじ筒体１６が容器１４に溶接等の手段で固着されている。
【０００６】而して、カウンタウエイト９は、その凹部９ａ内にセンタフレーム１０が位置するように載置して、ボルト１１の軸部１１ａを下方からセンタフレーム１０の板体１０ｂのボルト挿通孔１２ｂ、ブッシュ１３及び板体１０ａのボルト挿通孔１２ａに順次挿通させて、カウンタウエイト９に固着したねじ筒体１６に螺挿して、所定の締め付け力を作用させることにより固定する。そして、ボルト１１が緩まないようにするために、センタフレーム１０の板体１０ｂとボルト頭１１ｂとの間にはワッシャ１７を介装させるようにする。また、カウンタウエイト９の安定を図るために、ボルト１１には極めて強力な締め付け力を及ぼす必要があることから、ボルト頭１１ｂの外周は六角形状となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように構成すると、センタフレーム１０の下側の板体１０ｂの下面からワッシャ１７及びボルト頭１１ｂが下方に突出する状態となる。例えば、岩石等の塊状物や瓦礫等が存在する作業環境で土砂を掘削してダンプトラックに積載する作業を行うと、旋回中に上部旋回体３の後部側がこれらの塊状物や瓦礫等と繰り返し衝突することになる。上部旋回体３の下面から下方に突出しているボルト頭１１ｂも、当然、これらと衝突することになり、摩耗その他の原因でこのボルト頭１１ｂの角隅部が鈍くなる等の損傷が発生し、やがてはその外形の六角形状が保たれなくなってしまう。
【０００８】カウンタウエイト９は、使用状況に応じて重量を変更する必要があり、また容器１４の損傷等が原因で交換する場合もある。このために、前述したようにボルト１１で固定するようにしているのであり、これによりカウンタウエイト９の着脱が可能となる。しかしながら、ボルト頭１１ｂの角隅部が鈍くなると、治具を用いてその着脱を行う操作が極めて困難になる。とりわけ、外周の六角形状が完全に失われると、ボルト１１の脱着作業が不可能となってしまい、ボルト１１を焼き切る以外には除去できず、この作業は極めて面倒なものとなる。
【０００９】このような事態が生じるのはボルト頭１１ｂがセンタフレーム１０の下方において露出しているからである。従って、このセンタフレーム１０から下方に向けて突出しないようにボルト１１を装着すれば、ボルト頭１１ｂの損傷を防ぐことができる。まず、カウンタウエイト９はセンタフレーム１０を跨ぐように設置されることから、カウンタウエイト９の下面をセンタフレーム１０の下側の板体１０ｂより少なくともワッシャ１７とボルト頭１１ｂとの合計の厚み分だけ下方に落とし込めるように、凹部９ａを深くすることが考えられる。ただし、そのように構成すると、上部旋回体３のフレーム下面とカウンタウエイト９の下面との間に段差が生じることになり、極めて見栄えが悪いものとなってしまう。
【００１０】また、センタフレーム１０の下側の板体１０ｂに座ぐりを設けて、この座ぐり内にボルト頭１１ｂが収容されるように構成すれば、やはりボルト頭１１ｂの保護を図ることができる。しかしながら、センタフレーム１０は上部旋回体３のほぼ全長にも及ぶ長さを有するものであり、かつ重量物でもあることから、その加工は困難であるだけでなく、センタフレーム１０は強度部材であることから、その強度保持の観点からは板体１０ｂに座ぐりを形成するのは好ましくはない。
【００１１】本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、カウンタウエイトやセンタフレームに格別の変更を行うことなく、このカウンタウエイトをセンタフレームに固定するためのボルトのボルト頭が損傷しないように確実に保護することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成するために、本発明は、下部走行体上に上部旋回体を旋回可能に装着した作業機に、この上部旋回体のメインフレームにカウンタウエイトを設置して、ボルトで着脱可能に固定するための構造であって、前記メインフレームの下面には、前記ボルトの軸部が挿通される透孔と、この透孔に連なりボルト頭を締め付けるための治具が挿入可能な凹部とが形成された保護板が配置され、前記ボルトはこの保護板に挿通させて、前記カウンタウエイトに締着される構成としたことをその特徴とするものである。
【００１３】カウンタウエイトは、安定性を考慮して、複数本、通常は２本のボルトでメインフレームに固定されるのが一般的である。この場合には、保護板はこれら各ボルトをそれぞれ挿通させるための透孔及凹部を複数箇所設ける構成とする。また、この場合には、保護板は広い面積でメインフレームに当接することになり、メインフレームは長期間の間には多少の変形等が生じるおそれがある。さらにこの点を考慮すれば、保護板のメインフレームへの当接部に硬質ゴム板を介在させるように構成すれば、メインフレームが多少変形しても、硬質ゴム板がこの変形に倣うようになって、ボルトの締め付け力が低下するようなことはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。而して、図１及び図２は本発明の第１の実施の形態を示すものであって、図１はボルトの取付構造を示したものであり、図２は図１の矢印方向から見た図である。なお、本実施の形態において、前述した従来技術の構成と同一または均等なものについては、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００１５】カウンタウエイト９は、上部旋回体３における左右一対のセンタフレーム１０にそれぞれ２本のボルト１１で締着することにより着脱可能に固定される点については、前述した従来技術で説明したものと格別の差異はない。然るに、従来技術においては、ボルト１１のボルト頭１１ｂとセンタフレーム１０の下側の板体１０ｂとの間にワッシャ１７を介在させ、ボルト１１の締め付けで、ワッシャ１７を板体１０ｂに圧接させることによって、緩みが生じるのを防止しているが、本実施の形態においては、板体１０ｂに保護板２０を当接させて設け、この保護板２０を介してボルト１１が取り付けられるようになっている。
【００１６】ここで、保護板２０は鋼板からなり、その幅寸法はセンタフレーム１０における板体１０ｂの幅と同じか、それより小さい寸法となっている。また、長さ方向においては、締着された２本のボルト１１，１１の間隔より十分大きい寸法となっている。さらに、保護板２０には、好ましくは、従来技術におけるワッシャ１７の厚み寸法と、ボルト１１のボルト頭１１ｂの厚み寸法との合計の寸法程度の厚みを持たせる。そして、保護板２０の板体１０ｂへの接合面２０ａはその全面にわたって平面状態となっているが、それとは反対側の面、即ち下面２０ｂは、そのエッジ部分に面取り２１を形成している。ここで、面取り部２１は傾斜する平坦な面であっても良いが、湾曲面形状とすることもできる。
【００１７】保護板２０には、２箇所にボルト１１が挿通されるボルト挿通孔２２，２２が形成されており、これらボルト挿通孔２２，２２の位置関係は、センタフレーム１０に形成したボルト挿通孔１２ａ，１２ａ及び１２ｂ，１２ｂの間隔と一致している。また、保護板２０の下面２０ｂ側には、これらボルト挿通孔２２と同心円状の凹部２３が形成されている。そして、凹部２３の深さは、ボルト頭１１ｂの厚みとほぼ一致しており、従ってボルト挿通孔２２が形成されて、薄肉となった部位の厚みは、従来技術におけるワッシャ１７の厚みとほぼ同程度の寸法としている。ボルト挿通孔２２の孔径はボルト１１の軸部１１ａが遊嵌状態にして挿通できる寸法となっている。また、凹部２３の開口径は、少なくともボルト頭１１ｂをこの凹部２３内に位置させて、ボルト１１を締め付けるための治具Ｔが挿入できる寸法となっている。
【００１８】カウンタウエイト９をセンタフレーム１０に設置して固定するに当っては、前述した構成を有する保護板２０が用いられる。即ち、センタフレーム１０にカウンタウエイト９を設置した状態で、センタフレーム１０における下側の板体１０ｂに保護板２０の接合面２０ａを押し当てて、この保護板２０に形成した一対のボルト挿通孔２２を板体１０ｂに形成した一対からなるボルト挿通孔１２ｂと一致させる。そして、保護板２０の下側からボルト１１の軸部１１ａを挿入して、保護板２０のボルト挿通孔２２，板体１０ｂのボルト挿通孔１２ｂ，ブッシュ１３及び板体１０ａのボルト挿通孔１２ａに挿通させて、この軸部１１ａをねじ筒体１６に螺挿させて、所定の締め付け力を作用させる。このボルト１１の締め付けによりボルト頭１１ｂは保護板２０に形成した凹部２３内に進入して、ボルト頭１１ｂの側面部が保護板２０の凹部２３を形成する周壁により囲繞された状態になる。
【００１９】以上のように、広い面積を有する保護板２０を用いることによって、ボルト１１を締め付けた時に、ボルト挿通孔２２を中心とした広い締め付け面積が得られることになり、強力な締め付け力を作用することができるようになる。即ち、保護板２０はワッシャとしての機能を発揮することになり、しかも広い締め付け面積が得られることから、このワッシャとしての機能をより強力に発揮し、ボルト１１の脱落事故の発生を確実に防止できる。
【００２０】しかも、ボルト頭１１ｂは凹部２３を形成する周壁により囲繞されており、外部に露出してはいないことから、上部旋回体３を旋回させた時にも、塊状物や瓦礫等と接触して摩耗や損傷を来すようなことはないので、ボルト頭１１ｂの保護が図られて、その外周における六角形状が確実に保持される。従って、カウンタウエイト９の交換等のために、強力な締め付け力が作用しているボルト１１を脱着する際に、治具Ｔを凹部２３内に挿入して、ボルト頭１１ｂに嵌合させた状態で回動操作することによって、ボルト頭１１ｂに確実に回転力を伝達することができて、容易にボルト１１を脱着できる。
【００２１】さらに、保護板２０は小型の鋼板から構成されているから、ボルト挿通孔２２及び凹部２３を容易に、かつ高精度の形成することができる。また、センタフレーム１０には何等の改変も加工も行う必要がないので、センタフレーム１０の強度維持が図られ、かつボルト保護手段としての汎用性が得られ、寸法・形状の異なる保護板を用意しておけば、どのような作業機にも装着することができる。
【００２２】ここで、ボルト頭１１ｂを凹部２３内に収容させるのは、その外形形状を保持して、塊状物や瓦礫等との衝突による摩耗等に起因して六角形状の角隅部が鈍くなるのを防止し、治具Ｔによるボルト１１の脱着の容易性を確保するためのものである。従って、ボルト頭１１ｂ全体が完全にそれらと衝突しないように保護しなければならないというものでもない。このために、ボルト頭１１ｂの先端部分は保護板２０の下面２０ｂから多少突出していても差し支えはない。一方、ボルト１１を着脱するために、凹部２３には治具Ｔを挿入できる開口径とする必要があり、このためにボルト頭１１ｂと凹部２３の周壁との間にある程度の隙間が生じている。この点を考慮して、ボルト頭１１ｂの保護をより有効に発揮させるには、ボルト頭１１ｂは凹部２３内に完全に埋没するように、凹部２３の深さをより深くすれば良い。
【００２３】また、保護板２０はワッシャとしての機能も発揮するが、保護板２０は板体１０ｂに対して極めて広い面積で接触しているから、広い締め付け面積が得られることになる。従って、保護板２０における凹部２３の底面から接合面２０ａまでの厚みをある程度薄くして、ばね性を発揮させるようにすることができるようになり、例えば板体１０ｂに多少の凹凸があっても、保護板２０の接合面２０ａの板体１０ｂへの密着性が確保される。
【００２４】カウンタウエイト９を取り外した後に、同じカウンタウエイトか、または異なるカウンタウエイトが再装着される。この作業は、板体１０ｂに保護板２０の接合面２０ａを接合させて、ボルト１１を挿通させた上で、カウンタウエイト９のねじ筒体１６に螺挿して締着する。
【００２５】ところで、油圧ショベルを用いて所要の作業を行う際には、センタフレーム１０には様々な方向に、繰り返し外力が作用し、かつ衝撃的な荷重も作用することになる。従って、かなり長い時間作動させると、センタフレーム１０に全く変形や捩れ等が生じないとは言えない。１枚の保護板２０に２本のボルト１１を挿通させるようになっているから、センタフレーム１０にある程度の捩れ等が生じていると、２本のボルト１１による締め付けが円滑に行われないことがある。特に、保護板２０の素材として、ワッシャと同様の鋼板（例えばＳ４５Ｃ）のように比較的高い硬度を持ったものを使用する場合には、保護板２０をセンタフレーム１０の変形に追従させることができないこともある。
【００２６】以上の点を考慮すれば、図３に示したように、保護板２０とセンタフレーム１０の板体１０ｂとの間に、弾性を有する部材として、硬質ゴム板２４を介在させるようにすることも可能である。硬質ゴム板２４は、保護板２０とほぼ同じ外形の薄肉のものからなり、ボルト１１を挿通する透孔が設けられている。この硬質ゴム板２４によって、ボルト１１に所定の締め付け力を作用させた時に、センタフレーム１０の変形に保護板２０を追従させることが可能になる。また、硬質ゴム板２４には弾性があるものの、かなりの硬さを有しており、しかも厚みを薄くすることによって、十分な締め付け力を保持させることができ、作動中にボルト１１が緩む等のおそれはない。
【００２７】また、必ずしも複数本のボルトに対して１枚の保護板を用いなければならない訳ではない。そこで、例えば図４及び図５に示したように、各ボルト１１につき１枚の保護板３０を用いるように構成することも可能である。この保護板３０には、前述した第１の実施の形態と同様の寸法・形状をしたボルト挿通孔３１及び凹部３２が１箇所にだけ形成されている。また、保護板３０は１本のボルト１１が挿通されているだけであるから、この保護板３０に水平方向の外力が作用すると、その力で回動するおそれがある。これを防止するには、保護板３０の外形を円形のものとなし、またその下面側の外周を曲面形状とする。これによって、保護板３０に外力が作用しても、みだりに回動するおそれはない。なお、この保護板３０の直径は、板体１０ｂの幅寸法以下であり、かつこの板体１０ｂに装着される一対のボルト１１，１１間の間隔以下とする必要がある。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、メインフレームにカウンタウエイトを１乃至複数本のボルトで着脱可能に固定するに当って、ボルト頭を保護板の凹部内に収容させるように構成したので、カウンタウエイトやセンタフレームに格別の変更を行うことなく、ボルトのボルト頭が損傷しないように確実に保護できる等の効果を奏する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５５２２
【氏名又は名称】日立建機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）６月２７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】影井 俊次
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１３７３１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１月２２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−１８５９９０ |
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