JP2002256585A - 油圧ショベルのブレード構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲げモーメント等が作用する作業においても
十分な強度を持ち、しかも整地作業や他の作業において
も作業が容易である油圧ショベルのブレード支持構造を
提供することを課題とする。 【構成】 油圧ショベルのブレードを３本のアームで支
持し、前記アームの一端をブレードに固設すると共に、
他端を連結固定部材に固設したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、油圧ショベルの
ブレードの支持構造体に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来から油圧ショベルには整地作業を行う
ためのブレード（排土板、以下ブレードという）が設け
られている。ブレードの支持構造や使用例については、
例えば公開特許公報（特開平８−２４６４９４）、公開
特許公報（特開平１０−２１９７２３）等に開示されて
いる。

【０００３】ブレード装置は整地作業に使用する他に、
重掘削作業をする場合等においては、大きなモーメント
が油圧ショベル本体に作用する。例えば、アームを抱き
こみながら斜め下方を掘削する場合は前方に回転する大
きなモーメントが作用する。この場合においては転倒防
止の支持装置としても使用されている。図３は大きなモ
ーメントＭ（図示の矢印）が作用する場合にも使用され
る従来のブレード装置を示す。図３（Ａ）は側面図、図
３（Ｂ）は平面図を示す。図３において、油圧ショベル
５０本体の端部にブラケット５１が固設され、ブラケッ
ト５１にアーム５３，５３がピン連結されている。アー
ム５３の他端側にはブレード５４が固設されている。ま
た、ブレード５４の中央部に油圧シリンダ５５の一端
（ロッド側端）がピン連結され、油圧シリンダ５５の他
端（シリンダ側端）がブラケット５１に連結されてい
る。なお、ブレード５４の両端にはアウトリガ５６，５
６が回動自在に設けられている。

【０００４】また、図４はブームを下降させて深堀作業
をする場合を示す。なお、簡単のため図４の参照番号は
図３の参照番号と一致させてある。この図４において
は、ブレード５４の下側に路面保護部材６１を敷いて油
圧ショベル５０の前側を持ち上げて、後ろ側に傾けるこ
とによりブーム６２又はブームシリンダ６３との干渉を
防止する。これによって、深堀作業が容易になる。この
他に、油圧ショベル５０（又は下部走行体）の点検整備
や清掃を行う場合においても油圧ショベル５０を持ち上
げて（いわゆるジャッキアップして）これらの作業を容
易にしたい場合もある。

【０００５】以上に説明したようにブレードは整地作業
以外の他の作業に使用されるためブレード及びその支持
構造体に種々の力、モーメントが作用する。図２は従来
装置のブレード５４（又はアーム５３）に作用する力に
ついての説明した図である。ブレード５４には圧縮力
（Ｐ）、ブレードの上下回転方向、即ちアーム軸の前後
方向回転に作用する曲げモーメント（Ｍ１）、ブレード
の左右回転方向、即ちアーム軸の左右方向回転に作用す
る曲げモーメント（Ｍ２）並びにブレード全体を捻る方
向に作用する捻りモーメント（Ｔ）が作用する。圧縮力
Ｐは、整地作業の際に大きな力が働く。曲げモーメント
Ｍ１は、ブレードを転倒支持点として用いた場合に生
じ，特に重掘削作業においてブレードが威力を発揮し、
ブレードは大きな曲げモーメントＭ１を受ける。捻りモ
ーメントＴは、整地作業において地面の土質が一様でな
い場合、例えば土の中に石が混在し、圧縮力Ｐが一様に
作用しない場合や平坦でない地面又は傾斜地でブレード
に作用する反力が異なる場合に捻りモーメントＴが生ず
る。

【０００６】従来のブレード装置においては、図２に示
すように、ブレード５４に固設された左右の２本のアー
ム５３，５３によって上記の圧縮力Ｐ及びモーメントＭ
１、Ｍ２、Ｔが支持され、油圧ショベルの取り付け部
（例えば上記のブラケット５１）に伝達されていた。と
ころで、アーム５３，５３は整地作業の際に生じる圧縮
力Ｐに対してもアウトリガやジャッキアップの際に生じ
る曲げモーメントＭ１、捻りモーメントＴに対しても十
分な剛性が得られるように設計、製造されなければなら
ない。しかし、従来のブレード支持構造では十分にこれ
らに対して考慮が払われていなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特に、ジャッキアップ
やアウトリガとして使用する際にはアーム軸の前後方向
回転に作用する曲げモーメント（Ｍ１）や捻りモーメン
トＴに対する剛性を大きくする必要がある。これを従来
の２本のアーム構造で満たすようにすると、外形寸法の
大きいアームや強度の高い材料が必要となる。また、上
記の用途に利用する場合に、油圧ショベル本体の重量が
重くなるとアーム５３は更に曲げモーメントや捻りモー
メントに対する大きな剛性が要求される。この場合にも
外形寸法の大きいアームや強度の高い材料を使用する必
要が生じる。このために、外形寸法を大きくするとブレ
ードの動作範囲が制限され、作業範囲が狭くなるという
問題が生じる。また、剛性の高い材料を使用するとコス
トが高価になるだけでなく、入手も困難になる。本発明
は、上記事実に鑑みなされたものであり、作用する力や
モーメントに対して十分な強度（剛性）が得られ、しか
も広い作業範囲が得られるようにしたブレード構造を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの発明として以下のように構成した。即ち、請求項１
に記載の発明は、油圧ショベルのブレードを３本のアー
ムで支持し、前記アームの一端をブレードに固設すると
共に、他端を連結固定部材に固設したことを特徴とす
る。本発明は油圧ショベルのブレードを３本のアームで
支持する構造としたことを特徴としている。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記連結固定部材を両側に配置
された前記アームのピン連結部が突出した状態で懸架、
固設して、中央に設けたアームの前記他端を該連結固定
部材に固設したことを特徴とする。本発明は両側に配置
されたアームのピン連結部が、そのまま利用可能とした
ことを特徴としている。

【００１０】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は請求項２記載の発明において、前記ブレード支持構
造において、中央に設けたアームは曲げモーメントに強
い構造体とし、両端に設けたアームは捻りモーメントに
強い構造体としたことを特徴とする。本発明は両側に配
置されたアームと中央に配置したアームの構造体を異な
らせたことを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示す図
である。以下図１に基づいて説明する。本実施形態のブ
レード１１には左右にアーム１２，１３を固設すると共
に中央に第３のアーム１４を固設して、これら全てのア
ーム１２〜１４の他端を連結固定部材１５に固設してい
る。また、アーム１２，１３にはブラケット１２ａを設
けて、ブレード１１とアーム１２、１３との固定接続を
強化している。なお、ブラケット１２ｂは油圧シリンダ
を連結するためのものである。また、左右アーム１２，
１３の他端に設けられた連結部１６、１７は連結固定部
材１５を貫通して突出した状態で連結固定部材１５に固
設されている。連結部１６，１７にはそれぞれピン穴１
６ａ、１７ａが設けられており、これによって油圧ショ
ベル１０と上下方向回動自在に連結される。

【００１２】なお、左右アーム１２，１３と中央アーム
は同一の構造体で構成する必要はなく、機能に応じて構
造体を異ならせてもよい。これにより、強度（剛性）が
単に増加するだけでなく、整地作業の場合や他の作業に
利用する場合においても十分な強度（剛性）が得られる
ように容易に構成できる。例えば、左右のアーム１２、
１３は捻りモーメントＴに対して抵抗力の高い構造体と
し、中央アーム１４は曲げモーメントＭ１に対して抵抗
力の高い構造体となるように構成する。即ち、ブレード
１１に作用する捻りモーメントＴは主として左右のアー
ム１２、１３が受け持ち、曲げモーメントＭ１は主とし
て中央アーム１４が受け持つように構成している。この
実施形態の支持構造においては、連結固定部材１５によ
ってそれぞれのアーム１２〜１４を固設しているので、
全体に曲げモーメントＭ１や捻りモーメントＴが作用
し、一部のアームが曲げモーメントに強ければ、他の残
りのアームに作用する曲げモーメントは小さくなる。ま
た、捻りモーメントについても同様である。従って、全
体の強度のバランスをうまく取ることによって、全体を
コンパクトな形状に且つ軽量化することができる。

【００１３】なお、本実施形態におけるアーム１２、１
３はいわゆる捻り剛性を高め、且つ軽量化し、製造費の
コスト安とするために市場入手性のよい中空の鋼材、例
えば中空角形鋼材を使用している。また、アーム１４は
中空丸形鋼材を使用している。これによって軽量化と必
要な強度の維持を図っている。

【００１４】本実施形態は以上のように構成したので、
以下のように機能する。即ち、通常の整地作業において
は大きな圧縮力（Ｐ）と曲げモーメント（Ｍ１、Ｍ２）
が作用するが、曲げモーメントＭ１，Ｍ２は何れも小さ
い。圧縮力Ｐは３本のアーム１２〜１４に略均等に作用
する。従って、整地作業に対しては十分な強度が確保で
きる。また、アウトリガとして使用するときやジャッキ
アップのために使用する場合においては大きな曲げモー
メントＭ１が作用すると共に捻りトルクＴが作用する可
能性がある。曲げモーメントＭ１に対しては中央アーム
１４を設けているのでアーム１２，１３に作用するモー
メントは緩和され、サイズを大きくしたり、特別な材料
を使用しなくても十分な強度を得ることができる。ま
た、捻りトルクＴに対しては連結固定部材１５に３本の
アームを固設して、しかも左右のアーム１２，１３は捻
りに対して十分な強度の構造としたので大きな捻りトル
クＴが作用した場合でも特別な材料を使用しなくても十
分な強度を得ることができる。また、本実施形態では左
右のアーム１２，１３に設けられた油圧ショベルの連結
部をそのまま使用しているので、従来装置に一部（連結
固定部材１５と中央アーム１４）を設けることにより実
現できるので、従来装置にも容易に適用できるという効
果もある。

【００１５】なお、本発明の範囲は上記実施形態に記載
した技術的事項に限定されるものではなく、この発明の
要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明の
範囲に含まれる。例えば、支持アームは中空の棒材に限
られるものではなく、中実の材料を使用してもよい。ま
た、油圧ショベルとの連結部は連結固定部材に直接固設
してもよい。

【００１６】

【発明の効果】本発明は３本のアームでブレードを支持
するようにしたので、従来装置のブレード支持構造に比
べて、曲げモーメントに強い、しかもコンパクトな支持
構造の実現が可能になるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態のブレード支持構造を示
す。

【図２】 従来のブレード支持構造並びに作用する力、
モーメントを示す。

【図３】 従来のブレード装置をアウトリガとして利用
する例を示す。

【図４】 従来のブレード装置をアウトリガとして利用
する別の例を示す。

【符号の説明】

１１ ブレード １２ 左アーム １３ 右アーム １４ 中央アーム １５ 連結固定部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ショベルのブレードを３本のアー
   ムで支持し、前記アームの一端をブレードに固設すると
   共に、他端を連結固定部材に固設したことを特徴とする
   油圧ショベルのブレード構造。
2. 【請求項２】 前記ブレード支持構造において、前記
   連結固定部材を両側に配置された前記アームのピン連結
   部が突出した状態で懸架、固設して、中央に設けたアー
   ムの前記他端を該連結固定部材に固設したことを特徴と
   する請求項１に記載の油圧ショベルのブレード構造。
3. 【請求項３】 前記ブレード支持構造において、中央
   に設けたアームは曲げモーメントに強い構造体とし、両
   端に設けたアームは捻りモーメントに強い構造体とした
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２の何れか１に記
   載の油圧ショベルのブレード構造。