JP2006144411A - ブレードを備えた作業機械及びブレード支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレードを安定して支持でき、しかもブレードを支持する構造も簡略化を図ることができる作業機械を提供する。また、強度的に優れると共に、組立作業性の向上及び軽量化を図ることが可能なブレード支持構造を提供する。
【解決手段】ブレード支持構造は、一端側がブレード３の端部に枢着される一対の支持フレーム１１、１１と、ブレート３と支持フレーム１１のブレード側とを連結する筋交いアーム１２とを備える。支持フレーム１１は、上壁１３と下壁１４と一対の側壁１５、１６とからなる箱型構造である。筋交いアーム１２を枢結するためのブラケット部２０、２１を一体に有する上壁１３及び下壁１４を、それぞれ一枚板から切り出して形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ブレードを備えた作業機械及びブレード支持構造に関するものである。

作業機械にはブルドーザがあり（例えば、特許文献１参照）、一般にブルドーザは前方に配置されるブレードを備え、走行させることによって、ブレードにて土岩石等の掘削、運土及び盛土などの作業を行うものである。また、ブレードの操作形態によって、ストレートドーザ、チルトドーザ、アングルドーザ等がある。ストレートドーザは、ブレードが車体の走行方向に対して直角に支持され、リフト機構を介してブレードが上下動するものである。また、チルトドーザは、リフト機構に加えてチルト機構を備え、このリフト機構によるブレードの上下動が可能であると共に、チルト機構を介してブレードが水平面に対して傾斜できるようになっている。さらに、アングルドーザは、リフト機構に加えてアングル機構を備え、このリフト機構によるブレードの上下動が可能であると共に、アングル機構を介してブレードが進行方向に対して傾斜できるようになっている。

特許文献１に記載の作業機械は、図５に示すように、車体８１から一対のブレード支持フレーム８２、８２が突設され、このブレード支持フレーム８２、８２にてブレード（土工板）８３を支持している。また、リフト機構８４を構成するリフトシリンダ８５、８５が車体８１とブレード８３との間に介装されている。すなわち、リフトシリンダ８５のシリンダ本体８６が車体８１に支持され、リフトシリンダ８５のピストンロッド８７の先端がブレード８３の裏面側に枢結されている。このため、リフトシリンダ８５、８５のピストンロッド８７、８７の作動により、ブレード８３が上下動する。

また、ブレード支持フレーム８２とブレード８３とは筋交いアーム８８にて連結されている。この際、ブレード支持フレーム８２の内側面のブレード側にブラケット９０を設け、このブラケット９０に枢支軸９１を介して筋交いアーム８８の基端部を枢結している。この場合、図６に示すように、ブラケット９０はブレード支持フレーム８２の内側面に溶接にて接合されている。そして、筋交いアーム８８の先端がブレード８３の端部側において枢結部９２を介して枢着されている。
実開平４−１３０３４６号公報

ところで、ブレード８３の刃先に横荷重（ブレード支持フレーム８２の長手方向に対して略直交する方向の荷重）が作用すれば、ブレード支持フレーム８２にも荷重が作用する。この際、ブレード支持フレーム８２に発生する曲げモーメントは、図７に示すような曲げモーメント分布９５となる。すなわち、筋交いアーム８８の基端部が枢結されるブラケット９０において高応力が生じる。この場合、ブラケット９０はブレード支持フレーム８２の内側面に溶接にて接合されているので、高応力のため溶接部が破損しない頑健な構造とするため、プロダクションコストが高い、重量が大きい、という問題点があった。

この発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ブレードを安定して支持でき、しかもブレードを支持する構造も簡略化を図ることができる作業機械を提供することにあり、また、強度的に優れると共に、組立作業性の向上及び軽量化を図ることが可能なブレード支持構造を提供することにある。

そこで、本発明に依る作業機械は、車体から突設される一対のブレード支持フレームにて支持されたブレードを備えた作業機械であって、上記ブレードとブレード支持フレームのブレード側の連結部とを連結する筋交いアームを備え、上記ブレード支持フレームは、上壁と下壁と一対の側壁とからなる箱型構造であり、上記筋交いアームを枢結するためのブラケット部を一体に有する上壁及び下壁は、それぞれ一枚板から切り出して形成したことを特徴としている。

また、本発明に依るブレード支持構造は、一端側がブレードの端部に枢着される一対のブレード支持フレームと、上記ブレートとブレード支持フレームのブレード側とを連結する筋交いアームとを備えたブレード支持構造であって、上記ブレード支持フレームは、上壁と下壁と一対の側壁とからなる箱型構造であり、上記筋交いアームを枢結するためのブラケット部を一体に有する上壁及び下壁は、それぞれ一枚板から切り出して形成したことを特徴としている。

本発明に係る作業機械によれば、ブレード支持フレームは、上壁と下壁と一対の側壁とからなる箱型構造であり、筋交いアームを枢結するためのブラケット部を一体に有する上壁及び下壁を、それぞれ一枚板から切り出して形成したので、ブラケット部を溶接にて接合する必要がなくなる。このため、ブレード支持フレームにおいて、強度上劣ることになる溶接部を省略することができ、ブレード支持フレームの強度上の信頼性の向上を図ることができて、安定したリフト作業等を行うことができる。しかも、ブレード支持フレームを製造する際、溶接作業を省略することができ、組立作業性の向上を図って、このブレード支持フレームの軽量化を達成できる。

また、本発明に係るブレード支持構造によれば、ブレード支持フレームは、上壁と下壁と一対の側壁とからなる箱型構造であり、筋交いアームを枢結するためのブラケット部を一体に有する上壁及び下壁を、それぞれ一枚板から切り出して形成したので、ブラケット部を溶接にて接合する必要がなくなる。このため、ブレード支持フレームにおいて、強度上劣ることになる溶接部を省略することができ、ブレード支持フレームの強度上の信頼性の向上を図ることができる。しかも、ブレード支持フレームを製造する際、溶接作業を省略することができ、組立作業性の向上を図って、このブレード支持フレームの軽量化を達成できる。

次に、この発明の作業機械及びブレード支持構造の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１はこの作業機械の要部平面図であり、図２は作業機械の側面図である。この作業機械は、車体１と、この車体１に付設される一対の走行装置２と、車体１から前方に配置されるブレード３等を備える。そして、車体１は、運転席４と、エンジン等が収納されたエンジンルーム５等を備えている。また、走行装置２は、アイドラ７とトラックフレーム６とスプロケット８とを略直線上に配置し、トラックフレーム６の下部に下転輪９を回転自在に設け、アイドラ７、下転輪９、及びスプロケット８の周囲に履帯１０を巻装したものである。

また、ブレード３はブレード支持構造を介して車体１に支持されている。このブレード支持構造は、車体１から前方へ突設される一対のブレード支持フレーム１１、１１と、ブレード支持フレーム１１、１１の少なくとも一方と上記ブレード３とを連結する少なくとも１本の筋交いアーム１２とを備える。図１では一対の筋交いアーム１２、１２によるブレード支持構造が示されている。ブレード支持フレーム１１は、その先端がブレード３の端部の裏面に枢着され、その基端がトラックフレーム６（図２参照）に枢着されている。

すなわち、ブレード支持フレーム１１は、図３と図４に示すように、上壁１３と下壁１４と一対の側壁１５、１６とからなる箱型構造であり、その先端にブレード枢支用の一対の支持片１７、１７が設けられ、その基端にフレーム枢支用の嵌合孔１８が設けられている。そして、支持片１７、１７には枢支軸（図示省略）が嵌入する貫通孔１９、１９が貫設されている。

また、上壁１３及び下壁１４には、側方へ略三角形状に膨出したブラケット部２０、２１が設けられている。この場合、各上壁１３と下壁１４とは、それぞれ、一枚板から切り出して形成したものである。このため、上壁１３は、上壁本体１３ａ（ブラケット部２０を省いたもの）とブラケット部２０とが継目なく一体化されたものであり、下壁１４も、下壁本体１４ａ（ブラケット部２１を省いたもの）とブラケット部２１とが継目なく一体化されたものである。すなわち、ブラケット部２０、２１を設けるために溶接部が形成されていない。また、このブラケット部２０、２１には、それぞれ、各ブラケット部２０、２１と略同一形状の補強片（スペーサ）２２、２３が接合されている。この際、補強片２２、２３はそれぞれ溶接にて接合される。すなわち、一方（上方）の補強片２２の側面上端縁に切欠部２４が設けられると共に、他方（下方）の補強片２３の側面下端縁に切欠部２５が設けられている。このため、各切欠部２４、２５にて形成される凹溝２６、２７に溶接材が嵌入して、ブラケット部２０に補強片２２が接合され、ブラケット部２１に補強片２３が接合される。

また、側壁１５の外側面の上下端に切欠部２８ａ、２８ｂが設けられると共に、側壁１６の外側面の上下端に切欠部２９ａ、２９ｂが設けられている。このため、各切欠部２８ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂにて形成された凹溝３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂに溶接材が嵌入することによって、側壁１５、１６に上壁１３及び下壁１４が接合されて箱型のブレード支持フレーム１１が構成される。なお、補強片２２と側壁１５との間の隅部３２、補強片２３と側壁１５との間の隅部３３にも溶接が施される。また、各ブラケット部２０、２１及び補強片２２、２３にそれぞれ貫孔が設けられ、ブラケット部２０、２１と補強片２２、２３とに設けられた貫孔にて、筋交いアーム１２の一端部を枢結するための枢支軸３５が嵌入される貫通孔３６、３６が形成される。さらに、ブレード支持フレーム１１の上壁１３の上面５５の長手方向略中間部に、後述するブラケットからなる枢支部４９が設けられている。この枢支部４９は溶接等にて上壁１３に接合されている。なお、ブレード支持フレーム１１の上壁１３の上面５５のブレード側には、アングル材からなる補強部材３４が付設されている。

上記のように構成されたブレード支持フレーム１１、１１は、その先端側の支持片１７、１７がブレード３の裏面の下部側の端部に夫々枢結される。この際、ブレード３の裏面側にも支持片３７、３７（図２参照）が設けられ、支持片１７、１７と支持片３７、３７と枢結軸（図示省略）等で、いわゆる自在継手（ユニバーサルカップリング）を構成し、ブレード３がブレード支持フレーム１１の先端側を中心に前後方向及び左右方向に揺動することが可能となっている。また、ブレード支持フレーム１１は、図２に示すように、その基端側の嵌合孔１８がトラックフレーム６から突設された軸部３８に嵌合され、基端部を中心に上下動する。このため、ブレード３がブレード支持フレーム１１の基端部を中心に上下動することになる。

筋交いアーム１２、１２は、図１に示すように、その基端側がブレード３の裏面のブレード幅方向中央部に設けられた枢結部３９を介してブレード３の裏面側に枢結されている。また、筋交いアーム１２、１２は、その先端側がブレード支持フレーム１１、１１のブラケット部２０、２１を介してブレード支持フレーム１１、１１に枢結されている。この際、各筋交いアーム１２、１２の先端部とブレード支持フレーム１１、１１のブラケット部２０、２１とは、自在継手（ユニバーサルカップリング）を構成することによって、枢結することになる。このため、筋交いアーム１２、１２はブレード支持フレーム１１、１１及びブレード３の揺動に対応することができる。

ところで、車体１とブレード３とはリフト機構４０を介して連結されている。リフト機構４０は一対のリフトシリンダ４１、４１を備える。各リフトシリンダ４１、４１は、そのシリンダ本体４２が車体１に枢結部４３を介して枢結され、そのピストンロッド４４の先端がブレード３の裏面側の枢結部４５を介して枢結されている。すなわち、油圧によりリフトシリンダ４１、４１のピストンロッド４４が伸びることによって、ブレード３がブレード支持フレーム１１、１１の基端部を中心に下方へ揺動し、リフトシリンダ４１、４１のピストンロッド４４が縮むことによって、ブレード３がブレード支持フレーム１１、１１の基端部を中心に上方へ揺動する。

また、一方のブレード支持フレーム１１（１１ａ）には、チルト機構４６を構成するチルトシリンダ４７が付設されている。すなわち、チルトシリンダ４７のシリンダ本体４８の基端部をブレード支持フレーム１１の上壁１３の上面５５に設けられたブラケットからなる枢結部４９に枢結すると共に、チルトシリンダ４７のピストンロッド５０の先端をブレード３の裏面に設けたブラケットからなる枢結部５１に枢結している。また、他方のブレード支持フレーム１１（１１ｂ）の上壁１３とブレード３の裏面とは、ブレース５２を介して連結されている。すなわち、ブレース５２の基端部を他方のブレード支持フレーム１１（１１ｂ）の上壁１３の枢結部４９に枢結すると共に、ブレース５２の先端部をブレード３の裏面に設けたブラケットからなる枢結部５３に枢結している。これによって、チルトシリンダ４７のピストンロッド５０の作動により、ブレード３が水平面に対して傾斜するチルト動作が可能となる。

上記ブレード支持構造を備えた作業機械によれば、ブレード支持フレーム１１は、上壁１３と下壁１４と一対の側壁１５、１６とからなる箱型構造であり、筋交いアーム１２、１２を枢結するためのブラケット部２０、２１を一体に有する上壁１３及び下壁１４を、それぞれ一枚板から切り出して形成したので、ブラケット部２０、２１を溶接にて接合する必要がなくなる。このため、ブレード支持フレーム１１において、強度上劣ることになる溶接部を省略することができ、ブレード支持フレーム１１の強度上の信頼性の向上を図ることができて、安定したリフト作業等を行うことができる。しかも、ブレード支持フレーム１１を製造する際、溶接作業を省略することができ、組立作業性の向上を図って、このブレード支持フレーム１１の軽量化を達成できる。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態では、ブレード支持フレーム１１のブラケット部２０、２１に補強片２２、２３を接合しているが、このような補強片２２、２３を接合させないものであってもよい。また、筋交いアーム１２の一端部がブラケット部２０、２１を介してブレード支持フレーム１１に枢結されるが、この場合、筋交いアーム１２がブレード支持フレーム１１と同一平面上のみを揺動するものであってもよい。さらに、チルト機構４６を有さないものであってもよく、チルト機構４６として上記実施形態ではチルトシリンダ４７が１個であったが、２個のチルトシリンダを備えたものであってもよい。この場合、ブレード支持フレーム１１ｂに配置されるブレース５２に代えてこのブレード支持フレーム１１ｂにチルトシリンダ４７を配置すればよい。また、アングル機構としてのアングルシリンダを備えたものであってもよい。なお、作業機械として、車体１の後方側にリッパ装置等のアタッチメントが付設されるものであってもよい。

この発明の作業機械の一実施形態を示す要部平面図である。 上記一実施形態の側面図である。 この発明のブレード支持構造の一実施形態の要部斜視図である。 上記実施形態のブレード支持フレームの要部拡大図である。 従来の作業機械の要部平面図である。 従来のブレード支持構造の要部斜視図である。 上記ブレード支持構造のフレームに作用する曲げモーメント分布図である。

符号の説明

１・・車体、３・・ブレード、１１・・ブレード支持フレーム、１２・・筋交いアーム、１３・・上壁、１４・・下壁、１５、１６・・側壁、２０、２１・・ブラケット部

Claims (2)

1. 車体（１）から突設される一対のブレード支持フレーム（１１）（１１）にて支持されたブレード（３）を備えた作業機械であって、上記ブレード（３）とブレード支持フレーム（１１）のブレード側の連結部とを連結する筋交いアーム（１２）を備え、上記ブレード支持フレーム（１１）は、上壁（１３）と下壁（１４）と一対の側壁（１５）（１６）とからなる箱型構造であり、上記筋交いアーム（１２）を枢結するためのブラケット部（２０）（２１）を一体に有する上壁（１３）及び下壁（１４）は、それぞれ一枚板から切り出して形成したことを特徴とする作業機械。
2. 一端側がブレード（３）の端部に枢着される一対のブレード支持フレーム（１１）（１１）と、上記ブレード（３）とブレード支持フレーム（１１）のブレード側の連結部とを連結する筋交いアーム（１２）とを備えたブレード支持構造であって、上記ブレード支持フレーム（１１）は、上壁（１３）と下壁（１４）と一対の側壁（１５）（１６）とからなる箱型構造であり、上記筋交いアーム（１２）を枢結するためのブラケット部（２０）（２１）を一体に有する上壁（１３）及び下壁（１４）は、それぞれ一枚板から切り出して形成したことを特徴とするブレード支持構造。