JP2000129717A - 表土切削コンベア車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的浅い表土切削において削り取った土を
素早くしかも効率よく処理すると共に、単純な動きで無
人走行容易な切削をおこなう。 【解決手段】 自走または無線指令により無人で移動自
在に表土３を切削する車両重機において、前部先端が下
方に向け略表土上に設けられて車両本体横幅より横幅略
大なる上部断面略凹形状の金属部材を主とする前部切削
部５と、後部に切削された表土３を受取り後方へ搬送す
る搬送コンベア１４とを備え、車両の前進で前部切削部
５で切削された表土３を後方へ排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動自在に地面など
の表土を切削する車両重機において、表土を切削して堀
や掘削による整地など地面の加工をおこなうと共に切削
した土を搬送する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から知られる図７の６０で示すショ
ベルカは、バケット６２で掘り起こした土６３を一担ア
ーム６１で持ち上げて、旋回動作やアーム操作などでバ
ケット６２で掘削した土をダンプカーなどに積載する重
機車両であった。

【０００３】この場合すくい取った土砂を処理するため
に、移動するショベルカ６０の作業ポイントに応じてダ
ンプカーを移動横付けするか、または一担土砂を仮置き
場に移し集めている。

【０００４】また、図６の５０で示すブルドーザは、バ
ケツト５２で表土５３を押し削り、バケット内に溜まっ
た土砂をアーム５１を操作して、上記同様に移動するブ
ルドーザ５０の作業ポイントに応じてダンプカーを移動
横付けするか、または一担土砂を仮置き場に移し集める
重機車両であった。

【０００５】すなわち、ブルドーザ５０やショベルカ６
０で削り取られた土砂５３、６３は、バケット５２、６
２内に留まることからバケット５２、６２の容量に応じ
て一担土砂をバケット５２、６２から取除いた後切削作
業をおこなうものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成のもの
においては、掘った後の土の移動が問題で、その処理の
ため効率の悪い複雑な作業を要求され自動化やスピーデ
ィーな切削を困難としていた。

【０００７】すなわち、ブルドーザやショベルカで削り
取られた土砂は、バケット内に留まることからバケット
の容量に応じて一担土砂をバケットから取除いて作業を
おこなわねばならず、作業運転手は多間接リンクで構成
されたアームを操作して切削した表土を処理しなければ
ならないという問題があった。

【０００８】このように工事ポイントが刻一刻と変化し
て、複雑な動きが要求される表土切削にあっては、複雑
なアーム操作などが無人走行などの自動化を阻害するも
のであった。

【０００９】また、ショベルカは深くまで表土を削り掘
ることができるが、均一な掘削に問題がある一方、ブル
ドーザは浅く均一な堀削には良いが、深くまで表土を削
り掘ることができないという問題があった。

【００１０】そこで、掘った後の土の処理が問題となる
従来のショベルカや掘った土を押し続けねばならず高馬
力を必要とするブルドーザとは異なり、スムーズに土の
切削と移動とをおこなうものが望まれるものである。

【００１１】すなわち、大きな馬力を必要とせず、しか
も素早く単純な動きで削り取った土を効率よく処理し
て、自動走行や無線による遠隔操作を容易におこなわせ
ることのできる構成のものが望まれている。

【００１２】本発明は、比較的浅い表土切削において削
り取った土を素早くしかも効率よく処理すると共に、単
純な動きで無人走行容易な切削をおこなうコンベア車両
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の表土切削コンベ
ア車両は、上記従来例の問題点を解決するため、移動自
在に表土を切削する車両重機において、前部先端が下方
に向け略表土上に設けられて車両本体横幅より横幅略大
なる上部断面略凹形状の金属部材を主とする前部切削部
と、後部に切削された表土を受取り後方へ搬送する搬送
コンベアとを備え、車両の前進で前部切削部により切削
された表土を後方へ排出するものであることを特徴とす
る。

【００１４】また、前部切削部より横幅略小なる台車を
上記車両後方に備えて、搬送コンベアから排出される表
土を台車へ積載することが好適である。

【００１５】さらに、前部切削部の一部に切削された表
土を搬送コンベアに導く第２の表土搬送手段が設けられ
ることが好適である。

【００１６】そして、前部切削部が先端部に略前方へ突
出して表土を切削する切削手段を備えて、その前部切削
部の先端部に設けられた切削手段が複数のブレーカで構
成されることが表土切削を容易なものとする。

【００１７】また、前部切削部の先端部に設けられた切
削手段が少なくとも切削方向を上下に調整する角度調整
手段を備えることが好適である。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
〜図５を参照して簡単に説明する。

【００１９】実施例の表土切削コンベア車両１は、自走
または無線指令により無人で移動自在に表土３を切削す
る車両重機において、前部先端が下方に向け略表土上に
設けられて車両本体横幅より横幅略大なる上部断面略凹
形状の金属部材を主とする前部切削部５と、後部に切削
された表土３を受取り後方へ搬送する搬送コンベア１４
とを備え、車両の前進で前部切削部５で切削された表土
３を後方へ排出するものである。

【００２０】また、前部切削部５より横幅略小なる台車
１５を上記車両後方に備えて、搬送コンベア１４から排
出される表土３を順次台車１５へ積載するよう構成され
ている。

【００２１】そして、土壌質状態や車両走行速度に応じ
て側断面略入字状に設けられる前部切削部５の切削角Ｑ
が調整固定され、車両の前進で前部切削部５で切削され
た表土３を後部搬送コンベア１４で尾部から後方へ土砂
を排出するものである。

【００２２】さらに、前部切削部５は先端部に略前方へ
突出して表土を切削する第１の切削手段５ｃと第２の切
削手段６とを備えて、その前部切削部５の先端部に設け
られた切削手段６が複数のブレーカで構成されている。
ここでブレーカ６とは、工事現場などでアスファルトや
岩などをその先端部の粉砕棒の振動や伸縮動作で粉砕す
る粉砕機である。

【００２３】そして、前部切削部５の先端部に設けられ
た切削手段６は、切削の深さ検出をおこなうセンサ信号
や無線指令または、予め設定されている走行プログラム
の指令により、切削方向を上下に調整する角度調整手段
７によって、切削角がコントロールされている。

【００２４】（作用）本発明は上記構成によって、次の
ような作用を営むことができる。すなわち、前部先端が
下方に向け略表土上に設けられて車両本体横幅より横幅
略大なる上部断面略凹形状の金属部材を主とする前部切
削部は、例えば土壌や車両走行速度に応じて前部切削部
の切削角が好適な角度に固定されることで、直線走行を
おこなうだけの単純な動作のみで、前部切削部で切削し
た前方の地表上の表土を一担車両の上方へ順次推進力で
押し上げて更に、後部に切削された表土を受取り後方へ
搬送する搬送コンベアを備えることから、切削した土砂
を搬送コンベアで後方へ自動で排出することができる。

【００２５】上記前部切削部と搬送コンベアとを備える
構成のものにあっては、直線的に削り取った土砂を後方
へ戻す構成であって、表土を剥離するだけの構成である
ことから大きな馬力を必要とせず、しかも素早く単純な
動きで後方へ土を移動できることから、無人による自動
走行や無線による遠隔操作を容易におこなわせることの
できる構成である。

【００２６】また、前部切削部より横幅略小なる台車を
上記車両後方に備えて、搬送コンベアから排出される表
土を台車へ積載するものであれば、後方から搬送コンベ
アで排出される土は、自動的に台車に積み込まれるため
極めて効率よく単純な構成でスピーディに土の移動処理
をおこなうことができる。

【００２７】そして、前部切削部の一部に切削された表
土を搬送コンベアに導く第２の表土搬送手段が設けられ
るものであれば、例えば砂質の表土であっても容易に前
部切削部の傾斜を上昇させることができる。

【００２８】さらに、前部切削部は先端部に略前方へ突
出して表土を切削する切削手段を備えるものであれば、
切削手段として、例えば高圧水や超音波振動水または刃
や超音波振動刃などで土に切り込みを入れ込むだけで前
部切削部は極めて容易に表土を削りとることができる。

【００２９】ここで、その前部切削部の先端部に設けら
れた切削手段が複数のブレーカで構成されるものであれ
ば、ブレーカは例えば工事現場などでアスファルトや岩
または根などをその先端部の粉砕棒の振動や伸縮動作で
粉砕することができることから、走行途上で大きな岩な
どにぶつかった際も、回り込むなどせずに、複数のブレ
ーカの何れかで容易に砕いて車両を直進させることがで
きる。

【００３０】また、前部切削部の先端部に設けられた切
削手段が切削方向を上下に調整する角度調整手段を備え
るものであれば、例えば表土切削の深さ検出をおこなう
センサ信号や無線指令または、予め設定されている走行
プログラムの指令により、自在に切削深を変更すること
ができる。

【００３１】例えば、表土切削を開始する際に徐々に切
削深さを深くする時には、切削手段を下方に向けて進行
することで前部切削部が地面にめり込む方向に作用させ
ることができる一方、表土切削を終了する際に徐々に切
削深さを浅くする時には、切削手段を上方に向けて進行
することで前部切削部が地面に跳ね返される上方向に作
用させることができる。

【００３２】また、同一深さで表土を削る際には、表土
切削の深さ検出をおこなうセンサ信号に従って、切削手
段を前方に向けて上下制御することで、地面の凹凸や傾
斜などに左右されることなく均一な深さで土を掘り返す
ことができる。

【００３３】すなわち、上記示す本発明の表土切削コン
ベア車両は、比較的浅い表土切削において削り取った土
を素早くしかも効率よく処理すると共に、単純な動きで
無人走行容易な切削をおこなうコンベア車両を実現する
ことができる。

【００３４】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１〜図５は本発明の実施例を
示すもので、本機を堀削による整地に適用したものであ
る。

【００３５】図１に示す１は、自走または無線指令によ
り無人で移動自在に表土３を切削する車両重機におい
て、前部先端が下方に向け略表土上に設けられて車両本
体横幅より横幅略大なる上部断面略凹形状の厚板金属部
材を主とする前部切削部５と、後部に切削された表土を
受取り後方へ搬送する搬送コンベア１４とを備え、車両
の前進で前部切削部５で切削された表土３を後方へ排出
する表土切削コンベア車両である。

【００３６】図の１０で示す後部支えは、前部切削部５
を側断面略入字状に支えるよう尾部を下方に向けられた
上部断面略凹形状の厚板金属部材で成る後部保護板であ
る。

【００３７】そして、土壌質状態や車両走行速度に応じ
て側断面略入字状に設けられる前部切削部５の切削角Ｑ
が予め調整固定され、図の１０ａ部で調整固定され、更
に１０ｂの調整ネジにより前部切削部５の高さ（図のＨ
で示す方向）が調整固定されて、車両の前進で前部切削
部５で切削された表土３を搬送コンベア１４の略前段部
に設けられて入り込む表土塊を複数の回転棒状体で粉砕
する図の８で示す粉砕手段で砕いた後、搬送コンベア１
４で車両尾部から後方へ排出している。

【００３８】また、前部切削部５より横幅略小なる台車
１５を上記車両後方に備えて、搬送コンベア１４から排
出される表土３を順次台車１５へ積載している。

【００３９】したがって、掘った後の土の処理が問題と
なる従来のショベルカや掘った土を押し続けねばならず
高馬力を必要とするブルドーザとは異なり、極めてスム
ーズに土の切削と移動を搬送コンベア１４と台車１５と
を介しておこなうことができる。

【００４０】なお、紙面の都合上省略したが、表土３の
土壌質に応じて前部切削部５の一部に切削された表土３
を搬送コンベア１４に導く第２の表土搬送手段を設け
て、前部切削部５の斜面をなめらかに表土３が上昇する
よう例えば、搬送手助けをおこなう回転板羽体を設けて
板羽体で土砂を押し上げるよう構成してもよい。

【００４１】また、前部切削部５の先端部には略前方へ
突出して図３（ａ）の５ｃで示す先端がカンナ状に形成
されて表土を切削する交換可能に設けられたチタン合金
材の切削手段（第１の切削手段）を備えて、その切削手
段５ｃには更に先端棒形状の複数のブレーカ６（第２の
切削手段）の先端部が略前方へ突出して設けられてい
る。ここでブレーカ６とは、工事現場などでアスファル
トや岩などをその先端部の粉砕棒の振動や伸縮動作で粉
砕する粉砕機である。このブレーカ６により、図１の３
ｃで示す深度で表土３に亀裂を生じさせて、前部切削部
５と共に表土３を剥離している。

【００４２】そして、切削の深さ検出をおこなう図の１
６で示すセンサの信号や、紙面の都合上詳細な説明は省
略するが図の１２で示す制御部には、無線指令または、
予め設定されている走行プログラムの指令などに従っ
て、前部切削部５の先端部に設けられたブレーカ６（第
２の切削手段）の切削方向を図のＺ１〜Ｚ２で示す範囲
で上下に調整する角度調整手段７（シリンダ）が設けら
れている。

【００４３】なお図１において、４はキャタピラ、１３
はエンジンなど動力部である。

【００４４】図２の１４は搬送コンベアを示すものであ
る。搬送コンベア１４は尾部が台車１５より高い位置に
設けられて、先端と尾部の両端にはスプロケット１４ａ
が、中間部には複数のローラが各々横幅略一杯に設けら
れていて、スプロケット１４ａにはベルト１４ｂが同じ
く車両１の横幅略一杯に張られている。そして削り取っ
た表土３を図のＹ方向へ順次搬送している。

【００４５】図の１４ｃは搬送コンベア１４の尾部両側
面に設けられた搬送土砂の横漏れ防止の絞りガイドであ
る。

【００４６】ここで図２のＬで示す幅は車両本体の横幅
である。またＬ１は前部切削部５の横幅であり、Ｌ２は
搬送コンベア１４の横幅であり、Ｌ３は台車１５の横幅
である。これらの横幅関係はＬ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌであ
る。

【００４７】図３に示す５は前部切削部である。前部先
端が下方に向け略表土上に設けられて、その先端部には
図３（ａ）の５ｃで示すカンナ状に形成されて表土を切
削する交換可能に設けられたチタン合金材の切削手段
（第１の切削手段）が設けられている。

【００４８】この前部切削部５は図３（ｂ）に示す車両
横幅より横幅略大なる厚板金属部材の低板５ａと、上部
断面略凹形状の金属部材の側板５ｂとで構成されてい
る。この側板５ｂはサイドから表土３が落ちることを防
止している。また、低板５ａは図１のＦ１とＦ２で示す
力のバランスがとられて推進力Ｆ方向へ進行した際に、
表土３を剥離して搬送コンベア１４まで上昇させること
ができる。

【００４９】図４に示す１６は切削深さを検出するセン
サである。図の１６ａ、１６ｂは側面の壁（表土３）か
らの反射の有無を検出する超音波センサである。超音波
センサ１６ａ、１６ｂは図のＰで示す縦方向にスキャン
して、表土３で反射する反射波を指向性を持たせたスリ
ット窓で捕らえて反射の有無から図のＬａ、Ｌｂで示す
両サイドの地面の高さを検出している。

【００５０】なお、片側の壁（表土３）が既に本機走行
済みのラインで、その地面が表土が削られてた状態にあ
る場合は、検出深さに補正が施されるよう工夫させてい
る。

【００５１】これらの両サイドのデータＬａ、Ｌｂから
現状の切削深さの状態を把握して、制御部１２はシリン
ダ（角度調整手段）７の伸縮量を制御して、図１のＺ１
〜Ｚ２で示すブレーカ（切削手段）６の切削角度を調整
している。

【００５２】一方、図４の１６ｃで示すセンサはジャイ
ロ計器とＧＰＳ装置で構成されていて、機体の姿勢や走
行方向、高度などが調べられてＧＰＳ装置に入力された
区画エリア内の表土３を順次くまなく剥離走行するもの
である。

【００５３】ここで、ＧＰＳ装置を利用した車両の自動
走行指令の装置は、例えば特願平９−３２０７５１号公
報や特願平９−３２０７５２号公報、特願平９−３２０
７５３号公報などで開示されているため詳細な説明は省
略する。

【００５４】ここで図５に示すＡ〜Ｄは１ラインの表土
切削動作一連を示すものである。

【００５５】図のＡで示すスタート時は角度調整手段７
でブレーカ６が下方へ立てられて、図１のＦ１、Ｆ２の
圧力がＦ１＞Ｆ２の状態となり、前部切削部５が地面へ
めり込むように進み出す。

【００５６】所定の深さ（約７０ｃｍ）まで掘り下げら
れれば図のＢで示す走行をおこなわせるために、ブレー
カ６を中間位置（前方）にして、Ｆ１、Ｆ２の上下加圧
が均等になるよう角度調整手段７が調整されながら均等
な深さを保ちつつ直進する。

【００５７】ここで、削り取られた表土３は順次搬送コ
ンベア１４を介して後方にジョイント１５ａでつながれ
た台車１５に積み込まれる。

【００５８】図のＣで示す境界エンド位置近傍では、ブ
レーカ６が上方に向けられて、上述のＡで示す傾斜とは
反対に下からの力Ｆ２を多く受けて上昇するよう走行し
て一担地表に戻る。

【００５９】図のＤで示す回転（シフトターン）動作は
地表にておこなわれて、その際Ａ〜Ｄで削り取った表土
３を、予め工事現場などに設けられている他の搬送装置
に排出するか、または台車１５ごと交換するなどして台
車１５の土を排出している。

【００６０】図のＥで示す動作は、上述のＡ〜Ｄで表土
切削がおこなわれたラインの隣横のラインの堀削をライ
ンの一部が重なるように再びＡ〜Ｄの動作でおこなうも
のである。このように順次ＧＰＳ装置に指定入力された
区画エリア内の表土３をくまなく掘り起こして堀削作業
をおこなっている。

【００６１】すなわち上記実施例によれば、大きな馬力
を必要とせず、しかも素早く単純な動きで削り取った土
を効率よく処理して、自動走行や無線による遠隔操作を
容易におこなわせることのできる構成である。

【００６２】なお、実施例においては角度調整手段をシ
リンダ７伸縮で構成する例を示したが、シリンダ７に限
定するものではなく、例えばサーボモータなどの回転角
などで構成してもかまわない。また、切削手段６を５ｃ
を先端がカンナ状に形成されて表土を切削する交換可能
に設けられたチタン合金材や、振動や伸縮動作をおこな
う先端棒形状のブレーカ６の例を示したが、これらの形
状は先端が鋭利に尖ったものであってもよいし、ベロ平
板形状であってもかまわない。すなわち本発明は上記実
施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき
種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排
除するものではない。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、比較的浅い表土切削に
おいて削り取った土を素早くしかも効率よく処理すると
共に、単純な動きで無人走行容易な切削をおこなうコン
ベア車両を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図。

【図２】その構成を示す上面図。

【図３】前部切削部を示すものであって、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図。

【図４】深度検出センサを示す概念図。

【図５】切削路を示す斜視図。

【図６】従来例を示す側面図。

【図７】その他の従来例を示す側面図。

【符号の説明】

１ 表土切削コンベア車両 ３ 表土 ４ キャタビラ ５ 前部切削部 ５ｃ 第１の切削手段 ６ ブレーカ（第２の切削手段） ７ シリンダ（角度調整手段） １４ 搬送コンベア １５ 台車 １６ 深度検出手段（センサ）

フロントページの続き (72)発明者 大升 省二 アメリカ合衆国ジョージア州コニヤーズ市 イーストパーク通り2030番地 Ｆターム(参考） 2D012 DA00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動自在に表土を切削する重機車両にお
   いて、 前部先端が下方に向け略表土上に設けられて車両本体横
   幅より横幅略大なる上部断面略凹形状の金属部材を主と
   する前部切削部と、 後部に切削された表土を受取り後方へ搬送する搬送コン
   ベアとを備え、 車両の前進により前部切削部で切削された表土を後方へ
   排出するものであることを特徴とする表土切削コンベア
   車両。
2. 【請求項２】 前部切削部より横幅略小なる台車を上記
   車両後方に備えて、搬送コンベアから排出される表土を
   台車へ積載する請求項１記載の表土切削コンベア車両。
3. 【請求項３】 前部切削部の一部に切削された表土を搬
   送コンベアに導く第２の表土搬送手段が設けられた請求
   項１または２記載の表土切削コンベア車両。
4. 【請求項４】 前部切削部が先端部に略前方へ突出して
   表土を切削する切削手段を備える請求項１、２または３
   記載の表土切削コンベア車両。
5. 【請求項５】 前部切削部の先端部に設けられた切削手
   段が複数のブレーカで構成される請求項４記載の表土切
   削コンベア車両。
6. 【請求項６】 前部切削部の先端部に設けられた切削手
   段が少なくとも切削方向を上下に調整する角度調整手段
   を備えた請求項４または５記載の表土切削コンベア車
   両。