JP2009114849A - 林業機械及び掘削機用レベリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】山岳地帯や凸凹の地形面の傾斜において旋回体の水平レベルを安定的に維持することが可能な林業機械及び掘削機用レベリング装置を提供。
【解決手段】スイングベアリング９の下部にチルト可能に装着されるスイングベアリング装着プレート２０と、ピボット支持部と第１ピストンホルダーを備えた支持プレート４０と、第１チルト軸を形成する第１シャフト１３、第２チルト軸を形成する第２シャフト１４を包含するチルトプレート３０と、伸張及び収縮駆動時、前記第１チルト軸を揺動させる第１アクチュエータと、前記スイングベアリング装着プレート２０の一側を揺動させる第２アクチュエータを包含して構成され、前記チルトプレー３０トが前記下部フレームの長手方向の中心線と交差する垂直中心線を有しており、且つ、前記それぞれのアクチュエータは、前記垂直中心線を中心として放射状に離隔設置された林業機械及び掘削機用レベリング装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、林業機械及び掘削機用のレベリング装置に関するものであって、特に上部旋回体と下部走行体との間に搭載し、山岳地帯や凸凹の地形面Ｅの傾斜によって変わる上部旋回体の傾斜程度を上部フレームやトラックシャーシーなどに対する干渉を回避しながら調整を行うことができるように改良した林業機械及び掘削機用レベリング装置に係る。

従来、掘削機や伐木用ハーベスターなどのような建設機械は、作業要求に応じてブームの先端部にバケットや油圧式鋸及び電気式鋸などの伐木作業用ヘッダーを包含した作業装置を選択的に取り付けることができ、且つ、傾斜の激しい地面上を移動しながら作業を行うので、地面の傾斜によって建設機械が何れかの一方に傾いたり、又は転倒する危険に晒されることがあった。

例えば、建設機械が、坂道や斜面など、水平面Ｈに対して所定傾斜を持つ地面Ｅ上で作業を行ったり、又は移動する場合、機械の傾きが変わることになる。そこで、「機械の傾き」とは、建設機械及び上部旋回体又は下部走行体が水平面Ｈに対して前方や後方及び側方に傾けられる範囲のことをいい、機械の傾きの変化が激しすぎると、機械の重心が下部走行体のトラック外側に移動することになるので、転倒する虞がある。

特に、掘削機や伐木用ハーベスターのような建設装備用のレベリングシステムは、地面Ｅの傾斜により傾きが変わるとき、下部走行体を前方や後方及び側方に移動させたり、所定角度でチルト作動を円滑に行えるレベリング装置を強く要望していた。

従来、林業機械及び掘削機用レベリング装置において、地面Ｅの傾斜により上部旋回体及び下部走行体が一定水準以上に傾けられたとき、ピニオン-ラックギア及びガイドレールを介して単に上部旋回体の重心を前後左右に移動させるというギア式メカニズム技術が知られているが、この技術は、上部旋回体の傾き角度を変化させることができないという短所を有していた。

こうした問題点等を改善すべく、アクチュエータの駆動力及びチルト軸を用いて上部旋回体の荷重を支持しながら、上部旋回体を前後左右にチルトさせることによって、建設機械の傾きを調整できるようになっているチルトメカニズム(ｔｉｌｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ)に係る技術が公知となっている(特許文献１及び２)。

例えば、特許文献１に記載の技術は、２つのアクチュエータを用いた方式であって、この技術は、２つのアクチュエータがトラックシャーシーの内側に取り付けられ、下部走行体に設けられた下部フレーム上で一つのチルト軸を基準として上部旋回体がチルトすることによって、レベリングを維持することができた。しかし、この技術は、機械の傾きに応じてアクチュエータに加えられる負荷が大きくなり、チルトメカニズム及び下部フレームの構造が複雑化するといった短所を抱えていた。

建設機械のレベリングのための他のチルトメカニズムとして、特許文献２に記載の技術は、４つのアクチュエータを用いた方式であって、下部走行体のフレーム上に一つのチルト軸を設け、複数のアクチュエータがチルト軸とターンテーブルにリンク結合することによって上部旋回体を前後左右にチルトするようになっている。

しかしながら、この技術もやはりアクチュエータが下部フレームの内側で傾くように配置されており、ジャーナルシャフト及びリンク構造と共にチルト作動するので、上部旋回体のチルト範囲が機械の前後方向の傾斜地面又は左右方向の傾斜地面に偏重する可能性がある。そのため、アクチュエータに要求される負荷を調整し難くなるばかりでなく、アクチュエータの容量及び大きさが不均衡となり、構造上、機械の全体高さが増大する問題があった。

米国特許第６６０９５８１号、Tigercat社 米国特許第６１７３９７３号、Timberjack社

本発明は、前述したような問題点を解決するために案出されたものであって、二対のアクチュエータが伸張及び収縮駆動するとき、機械の高さを低く維持しながら、下部走行体及びトラックシャーシーの前後左右方向に衝突や干渉を生じさせずに、上部旋回体の水平レベルを安定的に維持することが可能な林業機械及び掘削機用レベリング装置を提供することにその目的がある。

また、本発明の他の目的は、上部旋回体の水平レベルを調整するとき、チルトプレート及びアクチュエータに与えられる負荷を分散することによって、上部旋回体の水平レベルを安定的に調節することができる林業機械及び掘削機用レベリング装置を提供する。

前記課題を解決するために、本発明は、
上部旋回体の下部に形成されたスイングベアリングと、左側及び右側のトラックシャーシーと前記トラックシャーシーの上部に連結されるフロントアーム及びリアアームを包含する下部走行体に形成された下部フレームとの間に搭載され、傾斜した地面Ｅに対して上部旋回体の水平レベルを維持する林業機械及び掘削機用レベリング装置において、
前記スイングベアリングの下部に装着され、第１チルト軸Ａを支持するために前記スイングベアリングの下方に突出された一対のピボット支持部と一対の第２ピストンホルダーを備えたスイングベアリング装着プレートと、
前記下部フレームの上部に固定設置され、第２チルト軸Ｂを支持するために突出された一対のピボット支持部と一対の第１ピストンホルダーを備えた支持プレートと、
前記スイングベアリング装着プレートと支持プレートとの間にチルト可能に装着され、
本体の一側端部から上方に突出形成された一対の第１ピボットホルダーと、前記第１ピボットホルダーから放射状に離隔している本体の他側端部から下方に突出形成された一対の第２ピボットホルダー、第１ピボットホルダーと前記第１チルト軸Ａを形成するように前記スイングベアリング装着プレートのピボット支持部を回動可能に固定する第１シャフト、前記第１チルト軸Ａに対して互いに異なる方向に交差する第２チルト軸Ｂを形成するように前記第２ピボットホルダーと前記支持プレートのピボット支持部を回動可能に固定する第２シャフトを包含するチルトプレートと、
前記チルトプレートに一側がそれぞれ固定され、伸張及び収縮駆動時、前記第１チルト軸Ａを揺動させる一対の第１アクチュエータと、伸張及び収縮駆動時、前記スイングベアリング装着プレートの一側を揺動させる他の一対の第２アクチュエータを包含して構成されるが、
前記チルトプレートが、前記下部フレームの長手方向の中心線Ｔと交差する垂直中心線Ｃを有しており、且つ、前記それぞれのアクチュエータは、前記垂直中心線Ｃを中心として放射状に離隔設置されて構成された林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

また、前記アクチュエータが、前記垂直中心線Ｃに水平な放射状に９０°の間隔をなして設けられた林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

望ましくは、前記アクチュエータのうちの少なくとも一対が前記下部フレームの長手方向の中心線Ｔを基準として略４０°ないし５０°左側又は右側に描かれる放射線Ｒ上で互いに対向するように設けられて構成された林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

また、前記チルトプレートに、第１アクチュエータを下方に伸張及び収縮駆動可能に支持する一対の第１シリンダホルダーと、前記第２アクチュエータを上方に伸張及び収縮駆動可能に支持する他の一対の第２シリンダホルダーとを構成した林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

また、前記チルトプレートが、前記第１チルト軸(Ａ)方向に相応する複数の横方向リブ及び前記第２チルト軸(Ｂ)方向に相応する縦方向リブを包含するリブフレーム構造を備え、且つ、前記第１シリンダホルダー及び前記第２シリンダホルダーが前記リブから突出形成されてなされた林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

また、前記第２チルト軸(Ｂ)が、前記第１チルト軸(Ａ)の下で前記第１チルト軸(Ａ)に対して９０°方向に交差するように構成された林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

また、前記第１アクチュエータで伸張及び収縮するピストンが前記支持プレートの第１ピストンホルダーに固定され、前記第２アクチュエータで伸張及び収縮するピストンは前記スイングベアリング装着プレートの第２ピストンホルダーに固定されて構成された林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

また、前記支持プレートが前記下部フレームの中央に形成されたマウンティングプレートの上部に固定設置された林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

また、前記第１シャフトが、平面図上、前記下部フレームの長手方向の中心線Ｔを基準として４０°ないし５０°左側又は右側に回転した放射線Ｒ上に設けられ、前記第１アクチュエータが上下伸張及び収縮駆動するとき、前記第１ピボットホルダーが第２チルト軸Ｂを形成する前記第２シャフトを基準として上下移動し、前記スイングベアリング装着プレートのチルト角度を変化させる林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

前記第２シャフトが、平面図上、前記下部フレームの長手方向の中心線Ｔを基準として４０°ないし５０°左側又は右側に傾けられた斜線方向に設けられ、前記第２アクチュエータが上下伸張及び収縮駆動するとき、第２ピストンホルダーが第１チルト軸Ａを形成する第１シャフトを基準として上下移動し、前記スイングベアリング装着プレートのチルト角度を変化させる林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

本発明において、前記支持プレートが、前記第１チルト軸(Ａ)方向に相応する複数の横方向リブ及び前記第２チルト軸(Ｂ)方向に相応する縦方向リブを包含するリブフレーム構造を備えてなされた林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

また、前記縦方向リブに、前記第１ピストンホルダーが下方へ突出形成され、前記第１アクチュエータのピストンを回動可能に固定する林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

本発明において、前記スイングベアリング装着プレートが、前記第１チルト軸(Ａ)方向に相応する複数の横方向リブ及び前記第２チルト軸(Ｂ)方向に相応する縦方向リブを包含するリブフレーム構造を備えてなされた林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

また、前記縦方向リブに、前記第２ピストンホルダーが下方へ突出形成され、前記第２アクチュエータのピストンを回動可能に固定する林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

また、前記第１シリンダホルダー及び第２シリンダホルダーが、前記それぞれの第１ピボットホルダーの内側面を延長したときに形成された直径Ｄの内部に構成される林業機械及び掘削機用レベリング装置を特徴とする。

以上、本発明による林業機械及び掘削機用レベリング装置は、下部フレームの長手方向の中心線を基準として略４５°左側又は右側に回転した放射線に沿ってアクチュエータが駆動されることによって、構造的に機械の高さを低く維持しながらアクチュエータの容量及び大きさを相対的に低減でき、且つ、下部走行体及びトラックシャーシーの前後左右方向に衝突や干渉が生じないようにスイングベアリング装着プレートのチルト角度を変化させることができる。さらに、それぞれのアクチュエータに与えられた負荷を均等に分散することによって上部旋回体の水平レベルを安定的に維持し得るなど、その効果が極めて優れている。

以下、添付図面を参照としながら、本発明による林業機械及び掘削機用レベリング装置の構成について詳述する。

図１は、本発明による林業機械及び掘削機用レベリング装置の概略を示した斜視図であり、図２は、本発明によるチルトメカニズムの概略を示した斜視図であり、図３は、本発明によってアクチュエータの装着構造を説明するためのチルトメカニズムの平面図であり、図４Ａは、本発明によるスイングベアリング装着プレートの概略を示した斜視図であり、図４Ｂは、図４Ａに示したＡ−Ａ線における断面図であり、図５は、本発明によるチルトプレートの部分分解斜視図であり、図６Ａは、本発明による支持プレートの斜視図であり、図６Ｂは、図６Ａに示したＢ−Ｂ線における断面図であり、図７Ａは、図２に示したチルト軸Ａを基準として図示した断面図であり、図７Ｂは、図２に示したチルト軸Ｂを基準として図示した断面図であり、図８は、本発明の一実施例により林業機械及び掘削機に適用したレベリング装置の使用状態図であり、図９Ａないし図９Ｄは、前後左右の地面の傾斜に対してレベリングを維持する林業機械及び掘削機の使用状態図である。

本発明は、坂道や丘陵などのような土地の傾斜により、機械の傾きが変わるとき、上部旋回体１の傾斜又は傾きを調整し、上部旋回体の水平レベルを調整するように林業機械及び建設機械用スイングベアリング９の下部に選択的に着脱するのに適用する。

本発明の説明において、符号１０は下部フレーム、２０はスイングベアリング装着プレート、３０はチルトプレート、４０は支持プレートである。

添付図面を参照として説明すると、本発明による林業機械及び掘削機用レベリング装置は、
上部旋回体１の下部に形成されたスイングベアリング９と、左側及び右側のトラックシャーシー４ａ、４ｂと前記トラックシャーシー４ａ、４ｂの上部に連結されるフロントアーム３ａ及びリアアーム３ｂを包含する下部走行体１０に形成された下部フレーム３との間に搭載され、傾斜した地面Ｅに対して上部旋回体１の水平レベルを維持する林業機械及び掘削機のレベリング装置において、
前記スイングベアリング９の下部に装着され、第１チルト軸Ａを支持するために前記スイングベアリング９の下方に突出された一対のピボット支持部２４と一対の第２ピストンホルダー２５を備えたスイングベアリング装着プレート２０と、
前記地面Ｅの傾斜によって傾けられる下部フレーム３の上部に取り付けられ、第２チルト軸Ｂを支持するために突出された一対のピボット支持部４４と一対の第１ピストンホルダー４５を備えた支持プレート４０と、
前記スイングベアリング装着プレート２０と支持プレート４０との間にチルト可能に装着され、
本体の一側端部３３ａから上方に突出形成された一対の第１ピボットホルダー３４と、前記第１ピボットホルダー３４から放射状に離隔した本体の他側端部３３ｂから下方に突出形成された一対の第２ピボットホルダー３９、前記第１チルト軸Ａを形成するように前記第１ピボットホルダー３４と前記スイングベアリング装着プレート２０のピボット支持部２４を回動可能に固定する第１シャフト１３、前記第１チルト軸Ａに対して互いに異なる方向に交差される第２チルト軸Ｂを形成するように前記第２ピボットホルダー３９と前記支持プレート４０のピボット支持部４４を回動可能に固定する第２シャフト１４を備えたチルトプレート３０と、
前記チルトプレート３０に一側がそれぞれ固定され、伸張及び収縮駆動時、前記第１チルト軸Ａを揺動させる一対の第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂと、伸張及び収縮駆動時、前記スイングベアリング装着プレート２０の一側を揺動させる他の一対の第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂとを包含して構成するが、
前記チルトプレート３０は前記下部フレーム３の長手方向の中心線Ｔと交差する垂直中心線Ｃを包含し、且つ、前記それぞれのアクチュエータ(１１ａ、１１ｂ)、(１２ａ、１２ｂ)は、前記垂直中心線Ｃを中心として放射状に離隔設置されてなされる。

そこで、前記それぞれのアクチュエータ(１１ａ、１１ｂ)(１２ａ、１２ｂ)は、前記垂直中心線Ｃに水平な放射状に９０°の間隔を備えて前記チルトプレート３０に固定設置される。

図３に示したように、前記第１アクチュエータ(１１ａ、１１ｂ)及び第２アクチュエータ(１２ａ、１２ｂ)のうちの少なくとも一対が、前記下部フレーム３の長手方向の中心線Ｔを基準として略４０°ないし５０°左側又は右側に描かれる放射線Ｒ上で互いに対向するように設けられることが望ましい。

これは、場合によって、前記第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂが、前記チルトプレート３０の垂直中心線Ｃを基準として略４５°右側に回転した放射線Ｒ上で互いに対向するように設けられると、即ち、一対をなす一つのアクチュエータ１１ａがフロントアーム３ａ側に設けられた場合、他のアクチュエータ１１ｂは対向するように前記アクチュエータ１１ａから１８０°をなす位置のリアアーム３ｂ側に設けられるとするのであれば、他の一対の第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂそれぞれも同じく略４５°左側に回転した放射線上で互いに対向するように構成され得るものと理解されるだろう。

一方、本発明において、前記チルトプレート３０には、前記第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂを下方に伸張及び収縮駆動可能に支持する一対の第１シリンダホルダー３５、３６と、前記第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂを上方に伸張及び収縮駆動可能に支持する他の一対の第２シリンダホルダー３７、３８が構成される。

前記第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂが下方に伸張及び収縮駆動するとき、前記第１ピボットホルダー３４及びスイングベアリング９のピボット支持部２４が上下移動され、前記スイングヘアリング装着プレート２０のチルト角度が変わる。また、前記第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂが上方に伸張及び伸縮駆動するとき、前記スイングベアリング９の第２ピストンホルダー２５が上下移動され、前記スイングベアリング装着プレート２０のチルト角度が変わることになる。

本発明の説明において、スイングベアリング装着プレート２０のチルト角度は、水平面Ｈに対する傾斜を相殺し、上部旋回体１の水平レベルを維持するために必要なスイングベアリング装着プレート２０の角度及び傾きを含む。

また、前記チルトプレート３０は、前記第１チルト軸(Ａ)方向に相応する複数の横方向リブ３２ａ及び前記第２チルト軸(Ｂ)方向に相応する縦方向リブ３２ｂを含むリブ構造を備え、且つ、前記第１シリンダホルダー３５、３６及び前記第２シリンダホルダー３７、３８が前記リブ３２から突出形成されて構成される。

望ましくは、前記チルトプレート３０に形成された横方向リブ３２ａと前記縦方向リブ３２ｂとが所定間隔で交差形成されており、前記第１シリンダホルダー３５、３６は前記横方向リブ３２ａに固定され、上方に突出形成され、且つ、第２シリンダホルダー３７、３８は前記縦方向リブ３２ｂに固定され、下方に突出形成される。

前記チルトプレート３０のリブ３２からそれぞれ上方及び下方に突出形成された前記第１シリンダホルダー３５、３６及び第２シリンダホルダー３７、３８は、前記第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂ及び第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂの伸張及び収縮駆動時に与えられた荷重をチルトプレート３０の横方向リブ３２ａ及び縦方向リブ３２ｂを介して分散支持する機能を奏する。

前記第２チルト軸Ｂは、前記第１チルト軸Ａの下で前記第１チルト軸Ａに対して９０°方向に交差してなされる。

前記それぞれのアクチュエータ(１１ａ、１１ｂ)( １２ａ、１２ｂ)は、油圧によりシリンダハウジングから伸張及び収縮するピストン１７を備えるものの、前記第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂで伸張及び収縮するピストン１７は、前記支持プレート４０の第１ピストンホルダー４５に固定され、且つ、前記第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂで伸張及び収縮するピストン１７は前記スイングベアリング装着プレート２０の第２ピストンホルダー２５に固定される。

前記支持プレート４０は、前記下部フレーム３の中央に形成されたマウンティングプレート１５の上部に固定設置されるが、着脱の容易性を考慮し、ボルトを包含する締結部材(図示せず)や溶接手段を介して取り付けることが好ましい。

図２を参照として、第１シャフト１３と第２シャフト１４との結合関係について説明する。前記第１シャフト１３は、アクチュエータの最大伸張及び収縮範囲とそれに相応する干渉を考慮し、平面図上、前記左右下部フレーム３の長手方向の中心線Ｔを基準として４０°乃至４５°左側または右側に回転した斜線方向に設けられ、前記第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂが上下伸張及び収縮駆動するとき、前記第１ピボットホルダー３４が第２チルト軸Ｂを形成する前記第２シャフト１４を基準として上下移動し、前記スイングベアリング装着プレート２０のチルト角度を変化させるようになっている。

また、前記第２シャフト１４は、平面図上、前記左右下部フレーム３の長手方向の中心線Ｔを基準として４０°乃至５０°左側または右側に回転した斜線方向に設けられ、前記第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂが上下伸張及び収縮駆動するとき、前記スイングベアリング装着プレート２０に形成された第２ピストンホルダー２５が第１チルト軸Ａを形成する第１シャフト１３を基準として上下移動し、前記スイングベアリング装着プレート２０のチルト角度を変化させるようになっている。

前記第１シャフト１３と第２シャフト１４の構成において、前記斜線方向は、前記放射線Ｒに対して互いに隣接しているが、レベリング維持時、チルトプレート３０及びスイングベアリング装着プレート２０の上下移動範囲と上部旋回体１の重心を考慮し、互いに一致するように構成することが望ましい。

一方、前記支持プレート４０は、前記第１チルト軸Ａ方向に相応する複数の横方向リブ４２ａ及び前記第２チルト軸Ｂ方向に相応する縦方向リブ４２ｂを包含するリブフレーム構造を備え、前記第１ピストンホルダー４５が前記縦方向リブ４２ｂから下方に突出形成され、前記第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂのピストン１７の先端部を回動可能に固定する。

前記リブ４２から下方に突出形成された前記第１ピストンホルダー４５は、前記第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂの伸張及び収縮駆動時、ピストン１７を介して与えられた荷重を横方向リブ４２ａ及び縦方向リブ４２ｂを介して分散支持する機能を奏する。

前記スイングベアリング装着プレート２０は、前記第１チルト軸Ａ方向に相応する複数の横方向リブ２２ａ及び前記第１チルト軸Ｂ方向に相応する縦方向リブ２２ｂを包含するリブフレーム構造を備え、前記第２ピストンホルダー２５は、前記縦方向リブ２２ｂから下方に突出形成され、前記第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂのピストン１７を回動可能に固定する。

前記スイングベアリング装着プレート２０のリブ２２から下方に突出形成された第２ピストンホルダー２５は、第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂの伸張及び駆動時に与えられた力又は荷重を横方向リブ２２ａ及び縦方向リブ２２ｂを介して分散支持する機能を奏する。

前記第１シリンダホルダー３５、３６及び第２シリンダホルダー３７、３８は、図５に示したように、前記それぞれの第１ピボットホルダー３４の内側面を放射状に延長したときに形成された直径Ｄの内部に構成される。本発明の様々な実施例によれば、前記第１及び第２アクチュエータ(１１ａ、１１ｂ) (１２ａ、１２ｂ)を設けるために前記第１シリンダホルダー３５、３６及び第２シリンダホルダー３７、３８の外側に別途ブラケットやトラニオンを設けるといった変形が可能である。

本発明の実施例によれば、図３に示したように、第１チルト軸Ａを形成する一対の第１シャフト１３を、平面図上、前記左右下部フレーム３の長手方向の中心線Ｔを基準として略４０°ないし５０°右側に回転した放射線Ｒ上で互いに対向するように設けるとき、それぞれの第１シリンダホルダー３５、３６は、通常的な回動ピン部材を用いて、チルトプレート３０の上部で前記放射線Ｒに相応して１８０°の間隔で離隔して形成され、第２シリンダホルダー３７、３８は、チルトプレート３０の下部で前記放射線Ｒに相応して１８０°の間隔で離隔して形成され、且つ、前記第１及び第２アクチュエータ(１１ａ、１１ｂ) (１２ａ、１２ｂ)もやはり前述した配置構造を維持し、前記それぞれの第１シリンダホルダー３５、３６及び第２シリンダホルダー３７、３８に伸張及び収縮駆動可能に装着される。

また、図１ないし図３及び図７に示したように、前記支持プレート４０が前記下部フレーム３の上部又はマウンティングプレート１５の上部に固定設置されるとき、前記チルトプレート３０から上方に所定高さを持つように突き出された一対の第１ピボットホルダー３４と、下方に所定高さを持つように突き出された第２ピボットホルダー３９とを、平面図上、略９０°の間隔で構成したり、第１チルト軸Ａが前記下部フレーム３の長手方向の中心線Ｔと交差するチルトプレート３０の垂直中心線Ｃを基準として略４５°右側に回転した斜線方向に配置する構成が好適である。

本発明の構成において、前記下部フレーム３の長手方向の中心線Ｔは、通常的なトラックシャーシー４ａ、４ｂの長手方向の略中央側に形成されたトラック中心線を包含し、且つ、チルトフレーム３０の垂直中心線Ｃ及びそれに関する放射線Ｒは上部旋回体１の移動とその重心を考慮し、下部フレーム３上で移動するという変形が可能であろう。

本発明の説明において、スイングベアリング装着プレート２０は、ボルト組立を介して従来のスイングベアリング９の様々な仕様に応じて着脱可能であり、スイングベアリング装着プレート２０の略中央に貫通部をさらに形成し、ターニングジョイントや油圧配管及び電気装置などを設けられることはもちろんである。

説明されていない符号１４は、チルトプレート３０の第２ピボットホルダー３９と支持プレート４０のピボット支持部４４の結合孔４１に軸結合する第２シャフトを表し、１８は、ピストンホルダー２５、４５に締結するためのピストン固定ピン部材、１９は、ピボット回動可能のように前記アクチュエータ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの一側とそれぞれのシリンダホルダー３５、３６、３７、３８を締結するためのシリンダ固定ピン部材、２６は、スイングベアリング締結用固定ボルトを結合するための締結孔、４６は、アクチュエータハウジングを固定するためのシリンダホルダーカバーを表している。

以下、本発明による林業機械及び掘削機用レベリング装置の作動原理及び作用効果について説明する。
本発明による林業機械及び掘削機用レベリング装置は、通常的にエンジンに連結された油圧ポンプにより作動油の油圧を動力源として作動するものの、
図１ないし図３に示したように、左右トラックシャーシー４ａ、４ｂに連結される下部フレーム３の略中央側に形成されたマウンティングプレート１５の上部に支持プレート４０が搭載され、支持プレート４０の上部には支持プレート４０のピボット支持部４４とチルトプレート３０の第２ピボットホルダー３９が第２シャフト１４により所定角度でチルト可能に組み合わされ、チルトプレート３０の上部には第１ピボットホルダー３４とスイングベアリング装着プレート２０のピボット支持部２４が第１シャフト１３により所定角度でチルト可能に組み合わされることによって、上部旋回体１及びスイングベアリング９がスイングベアリング装着プレート２０の上部で第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂ及び第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂの駆動力を通じて支持されることになる。

下部走行体１０が水平面Ｈに対して傾斜をなす地面Ｅ上を移動するとき、第１シャフト１３と第２シャフト１４は、それぞれ高さが違うように方向が互いに直交する第１チルト軸Ａ及び第２チルト軸Ｂにより作用し、且つ、第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂ及び第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂの伸張及び収縮駆動によりスイングベアリング装着プレート２０が第１チルト軸Ａ及び第２チルト軸Ｂの方向に沿って予め設定された上下シーソー運動を通じてチルト角度を変える。

例えば、放射線Ｒ上で略４０°ないし５０°第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂの伸張及び収縮駆動時、チルトプレート３０の本体両側端部３３ａに放射状に離隔した一対の第１ピボットホルダー３４及びスイングベアリング装着プレート２０のピボット支持部２４が第２シャフト１４の中心線(第２チルト軸Ｂを意味する)を基準としてシーソー運動を行うことにより、上下変位をなし、それによってスイングベアリング装着プレート２０のチルト角度が変わることになる。

また、第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂの伸張及び収縮駆動時には、前記スイングベアリング装着プレート２０の縦方向リブ２２ｂの外側端部２３がチルトプレート３０の第１シャフト１３の中心線(第１チルト軸Ａを意味する)を基準としてシーソー運動を行うことにより、上下変位をなし、それによってスイングベアリング装着プレート２０のチルト角度が変わることになる。

望ましくは、一対をなす第１アクチュエータ１１ａ及び１１ｂ、そして他の一対をなす第２アクチュエータ１２ａ及び１２ｂが、チルトプレート３０の垂直中心線Ｃを中心として反時計方向に９０°の間隔を維持した状態で順次にまたは同時に上下伸張及び収縮駆動するとき、前記スイングベアリング装着プレート２０はチルトプレート３０に形成された第１シャフト１３及び第２シャフト１４の上下変位を通じて地面Ｅの傾斜に応じて上部旋回体１の水平レベルに要求される角度変化をなすことになる。

例えば、坂道を下る途中に地面Ｅの傾斜により第２チルト軸Ｂは、地面Ｅに対しては水平な状態であるが、第１チルト軸Ａが傾斜している状態の場合には、第１チルト軸Ａの傾斜を相殺し得るようにスイングベアリング装着プレート２０と結合しているチルトプレート３０の第１シャフト１３側が第２シャフト１４を基準としてシーソー運動を行うことになる。

この場合、図７Ａを参照すれば、チルトプレート３０のそれぞれの第１シリンダホルダー３５、３６に固定された図において左側の第１アクチュエータ１１ａのピストン１７が伸張すると同時に、対向する位置の図において右側の第１アクチュエータ１１ｂのピストン１７が収縮駆動される。

それによって、第１シャフト１３により組み合わされたチルトプレート３０の第１ピボットホルダー３４及びスイングベアリング装着プレート２０のピボット支持部２４がそれぞれ第２シャフト１４(第２チルト軸Ｂを意味)を基準として左右シーソー運動を行い、地面Ｅの傾斜を相殺する時までスイングベアリング装着プレート２０のチルト角度を調整しながら、スイングベアリング９及び上部旋回体１の水平レベルが水平面Ｈに一致するように調整される。

そこで、第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂの伸張及び収縮駆動時、チルトプレート３０及び支持プレート４０に与えられる荷重は、第１シリンダホルダー３５、３６及び支持プレート４０の第１ピストンホルダー４５を通じてそれぞれのリブ３２及び４２に形成されたリブフレーム構造により分散支持される。

また、第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂが下部フレーム３の長手方向の中心線Ｔを基準として略４０°ないし５０°左側又は右側で最大に上下伸張及び収縮することができるので、上部旋回体１の後方部Ｒが下部フレーム３のトラックシャーシー４ａ、４ｂに対して衝突したり、干渉することがない。

これは、第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂ又は第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂを左右下部フレーム３の長手方向の中心線Ｔ側に隣接して設ける場合、最大範囲の伸張及び収縮過程で上部旋回体１の下部が左側及び右側トラックシャーシー４ａ、４ｂに干渉するか、又は衝突する虞を除去するのである。

一方、第１チルト軸Ａは地面Ｅに対して水平な状態であるが、第２チルト軸Ｂが傾斜している場合には第２チルト軸Ｂの傾斜を相殺することができるように第１シャフト１３を基準としてスイングベアリング装着プレート２０の両側端部２３がシーソー運動を行うことになる。

即ち、図７Ｂに示したように、スイングベアリング装着プレート２０の両側端部２３に隣接した第２ピストンホルダー２５にそれぞれの第２アクチュエータ１２ａが図において左側に伸張すると同時に、これに対向する位置の図において右側の第２アクチュエータ１２ｂが収縮駆動することになる。

それによって、チルトプレート３０及び支持フレーム４０は、下部フレーム３の上部で傾斜をなしても、スイングベアリング装着プレート２０の左側及び右側が第１シャフト１３(第１チルト軸Ａを意味)を基準として左右シーソー運動を行い、地面Ｅの傾斜を相殺するときまでスイングベアリング装着プレート２０のチルト角度を調整しながら、スイングベアリング９及び上部旋回体１の水平レベルが地面Ｅに一致するように維持される。

一方、図９Ａないし図９Ｂに示したように、地面Ｅの傾斜により上部旋回体１が下部フレーム３の長手方向の中心線Ｔに相応する前方及び後方側に傾いたり、左側及び右側に傾いた場合には、第１チルト軸Ａ及び第２チルト軸Ｂ両軸が地面Ｅに対して傾斜をなすことになり、この場合には第１シャフト１３と第２シャフト１４が同時に又は順次にシーソー運動をしなければならない。

即ち、上部旋回体１の下部の前方Ｆや後方Ｒ、左側Ｌ又は右側Ｒが、左右トラックシャーシー４ａ、４ｂに対する衝突及び干渉の危険を除去しながら、上部旋回体１の水平レベルを維持することが可能となるように、第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂ及び第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂ全てが、それぞれ伸張及び収縮駆動を行い、スイングベアリング装着プレート２０のピボット支持部２４及び第２ピストンホルダー２５側を押し上げたり、引っ張ったりすることになる。

この際、チルト角度の変化のためのスイングベアリング装着プレート２０及びチルトプレート３０の揺動運動は、チルトプレート３０のそれぞれのシリンダホルダー(３５、３６)(３７、３８)に固定されたそれぞれのアクチュエータ(１１ａ、１１ｂ)(１２ａ、１２ｂ)が交互に又は順次に伸張及び収縮駆動するか、或いは殆ど同時に駆動しながら行われる。こうしたチルト作動時、第１シャフト１３及び第２シャフト１４を基準として上下シーソー運動を行うという作動原理は同じなので、詳しい説明は省略する。

本発明の実施例によれば、チルトプレート３０及び支持プレート４０が下部フレーム３の略中央側に形成されたマウンティングプレート１５に設けられ、第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂが下部フレーム３の長手方向の中心線Ｔを基準として４５°右側に描かれる放射線Ｒ上で互いに対向するように設けられ、さらに第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂは４５°右側で互いに対向するように設けられたとき、建設機械の前後左右それぞれのレベリング範囲が略水平面Ｈに対して２０°以上調節されることと示された。

これは、本発明によってスイングベアリング装着プレート２０の上部に装着された上部旋回体１のチルト範囲が、建設機械の左右方向の傾斜地帯や前後方向の傾斜地帯に対して偏重することなく、ほぼ対称的に適用できるようにすることによって、従来に比して構造的にアクチュエータの容量及び大きさを相対的に低減できると同時に機械の高さも低く維持することができる。

前述したそれぞれの第１アクチュエータ１１ａ、１１ｂ及び第２アクチュエータ１２ａ、１２ｂの伸張及び収縮駆動は、傾斜した地面Ｅ上を移動するときに要求される上部旋回体１のチルト角度に応じて必要とされる流量またはシリンダの大きさなどを制御するために予め設定されたアルゴリズムによって様々の変形が可能である。

前述した本発明による林業機械及び掘削機用レベリング装置に係る説明は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施し得る程度に説明するためのものであって、これに本発明の技術的思想及び範疇が限定されるものではない。

本発明による林業機械及び掘削機用レベリング装置の概略を示した斜視図である。 本発明によるチルトメカニズムの概略を示した斜視図である。 本発明に従ってアクチュエータの装着構造を説明するためのチルトメカニズムの平面図である。 本発明によるスイングベアリング装着プレートの概略を示した斜視図である。 図４Ａに示したＡ-Ａ線における断面図である。 本発明によるチルトプレートの部分分解斜視図である。 本発明による支持プレートの斜視図である。 図６Ａに示したＢ-Ｂ線における断面図である。 図２に示したチルト軸Ａを基準として図示した断面図である。 図２に示したチルト軸Ｂを基準として図示した断面図である。 本発明の一実施例による林業機械及び掘削機に適用したレベリング装置の使用状態図である。 前後左右の地面の傾斜に対してレベリングを維持している林業機械及び掘削機の使用状態図である。 前後左右の地面の傾斜に対してレベリングを維持している林業機械及び掘削機の使用状態図である。 前後左右の地面の傾斜に対してレベリングを維持している林業機械及び掘削機の使用状態図である。 前後左右の地面の傾斜に対してレベリングを維持している林業機械及び掘削機の使用状態図である。

符号の説明

３ 上部フレーム
４ トラックシャーシー(ｔｒａｃｋ ｃｈａｓｓｉｓ)
９ スイングベアリング
１０ 下部走行体
１１ 第１アクチュエータ
１２ 第２アクチュエータ
１３ 第１シャフト
２０ スイングベアリング装着プレート
２４ スイングベアリング装着プレートのピボット支持部
２５ 第２ピストンホルダー
３０ チルトプレート
３４ 第１ピボットホルダー
３９ 第２ピボットホルダー
４０ 支持プレート
４４ 支持プレートのピボット支持部
４５ 第１ピストンホルダー

Claims (15)

1. 上部旋回体の下部に形成されたスイングベアリングと、左側及び右側のトラックシャーシーと前記トラックシャーシーの上部に連結されるフロントアーム及びリアアームを包含する下部走行体に形成された下部フレームとの間に搭載され、傾斜した地形面に対して上部旋回体の水平レベルを維持する林業機械及び掘削機用レベリング装置において、
   前記スイングベアリングの下部に装着され、第１チルト軸を支持するために前記スイングベアリングの下方に突出された一対のピボット支持部と一対の第２ピストンホルダーを備えたスイングベアリング装着プレートと、
   前記下部フレームの上部に固定設置され、第２チルト軸を支持するために突出された一対のピボット支持部と一対の第１ピストンホルダーを備えた支持プレートと、
   前記スイングベアリング装着プレートと支持プレートとの間にチルト可能に装着され、
   本体の一側端部から上方に突出形成された一対の第１ピボットホルダー、前記第１ピボットホルダーから放射状に離隔した本体の他側端部から下方に突出形成された一対の第２ピボットホルダー、第１ピボットホルダーと前記第１チルト軸を形成するように前記スイングベアリング装着プレートのピボット支持部を回動可能に固定する第１シャフト、前記第１チルト軸に対して互いに異なる方向に交差する第２チルト軸を形成するように前記第２ピボットホルダーと前記支持プレートのピボット支持部を回動可能に固定する第２シャフトを含包含するチルトプレートと、
   前記チルトプレートに一側がそれぞれ固定され、伸張及び収縮駆動時、前記第１チルト軸を揺動させる一対の第１アクチュエータと、伸張及び収縮駆動時、前記スイングベアリング装着プレートの一側を揺動させる他の一対の第２アクチュエータを包含して構成するが、
   前記チルトプレートが、前記下部フレームの長手方向の中心線と交差する垂直中心線を有しており、且つ、前記それぞれのアクチュエータは、前記垂直中心線を中心として放射状に離隔設置されて構成されることを特徴とする林業機械及び掘削機用レベリング装置。
2. 前記アクチュエータが、前記垂直中心線に水平な放射状に９０°の間隔をなして設けられたことを特徴とする請求項１に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
3. 前記アクチュエータのうちの少なくとも一対が前記下部フレームの長手方向の中心線を基準として略４０°ないし５０°左側又は右側に描かれる放射線上で互いに対向するように設けられたことを特徴とする請求項２に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
4. 前記チルトプレートに、第１アクチュエータを下方に伸張及び収縮駆動可能に支持する一対の第１シリンダホルダーと、前記第２アクチュエータを上方に伸張及び収縮駆動可能に支持する他の一対の第２シリンダホルダーとを構成してなされたことを特徴とする請求項１に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
5. 前記チルトプレートが、前記第１チルト軸方向に相応する複数の横方向リブ及び前記第２チルト軸方向に相応する縦方向リブを包含するリブフレーム構造を具備し、且つ、前記第１シリンダホルダー及び前記第２シリンダホルダーが前記リブから突出形成されてなされたことを特徴とする請求項４に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
6. 前記第２チルト軸が、前記第１チルト軸の下で前記第１チルト軸に対して９０°方向に交差することを特徴とする請求項５に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
7. 前記第１アクチュエータで伸張及び収縮するピストンが前記支持プレートの第１ピストンホルダーに固定され、前記第２アクチュエータで伸張及び収縮するピストンは前記スイングベアリング装着プレートの第２ピストンホルダーに固定されて構成されたことを特徴とする請求項４に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
8. 前記支持プレートが前記下部フレームの中央に形成されたマウンティングプレートの上部に固定設置されたことを特徴とする請求項１に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
9. 前記第１シャフトが、平面図上、前記下部フレームの長手方向の中心線を基準として４０°ないし５０°左側又は右側に回転した放射線上に設けられ、前記第１アクチュエータが上下伸張及び収縮駆動するとき、第１ピボットホルダーが第２チルト軸を形成する前記第２シャフトを基準として上下移動し、前記スイングベアリング装着プレートのチルト角度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
10. 前記第２シャフトが、平面図上、前記下部フレームの長手方向の中心線を基準として４０°ないし５０°左側又は右側に傾けられた斜線方向に設けられ、前記第２アクチュエータが上下伸張及び収縮駆動するとき、前記第２ピストンホルダーが第１チルト軸を形成する前記第１シャフトを基準として上下移動し、前記スイングベアリング装着プレートのチルト角度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
11. 前記支持プレートが、前記第１チルト軸方向に相応する複数の横方向リブ及び前記第２チルト軸方向に相応する縦方向リブを包含するリブフレーム構造を備えてなされることを特徴とする請求項１に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
12. 前記縦方向リブに前記第１ピストンホルダーが下方へ突出形成され、前記第１アクチュエータのピストンを回動可能に固定することを特徴とする請求項１１に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
13. 前記スイングベアリング装着プレートが、前記第１チルト軸方向に相応する複数の横方向リブ及び前記第２チルト軸方向に相応する縦方向リブを包含するリブフレーム構造を備えてなされることを特徴とする請求項１に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
14. 前記縦方向リブに前記第２ピストンホルダーが下方へ突出形成され、前記第２アクチュエータのピストンを回動可能に固定することを特徴とする請求項１３に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。
15. 前記第１シリンダホルダー及び第２シリンダホルダーが、前記それぞれの第１ピボットホルダーの内側面を延長したときに形成された直径内部に構成されることを特徴とする請求項４に記載の林業機械及び掘削機用レベリング装置。

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