JP2009132340A - 履帯式走行装置および建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】履帯式走行装置において、履帯が石や解体瓦礫を巻き込んでも走行効率が低下しにくくする。
【解決手段】履帯式走行装置２は、走行駆動機構（３９，３３）と、履帯３５と、粉砕機構４０とを備えている。走行駆動機構は、走行減速機３９と、走行減速機３９に設けられた駆動スプロケット３３とを有している。履帯３５は、駆動スプロケット３３によって駆動される。粉砕機構４０は、履帯３５の駆動を利用して、履帯３５に巻き込まれた物体を粉砕する。粉砕機構４０は、走行減速機３９の回転側ハウジング３９ａに固定されたカッタ４１ａ〜４１ｌを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、履帯式走行装置および建設機械に関し、特に、油圧ショベルやブルドーザなどの建設機械に用いられる履帯式走行装置に関する。

油圧ショベルやブルドーザといった建設機械は、一般に、足回り装置として、履帯式走行装置（クローラー式トラクタ）を用いている。履帯式走行装置によって、建設機械は不整地（例えば、軟弱地や傾斜地）を走行することができる。履帯式走行装置は、動力伝達源と、トラックフレームと、駆動スプロケット（起動輪）と、アイドラスプロケット（誘導輪）と、履帯（クローラーベルト）とを有している。なお、履帯式走行装置は、建設機械の左右両側に一対配置されている。

動力伝達源は、例えば、パワートレイン最終部に当たる走行減速機（ファイナルドライブ）である。トラックフレームは、建設機械の本体下部に前後方向に延びて設けられており、下向きの略コの字形状のハウジング構造を有している。駆動スプロケットは、トラックフレームの前後一方に配置され、走行減速機によって駆動される部材である。アイドラスプロケットは、トラックフレームの他方に回転自在に取付けられ、履帯によって駆動される。履帯は、ピンやブッシュによってエンドレス状に連結された複数のリンクと、リンクに取りつけられた複数のシュープレートから構成されている。履帯は、駆動スプロケットとアイドラスプロケットに巻かれて、トラックフレームの周囲に配置されている。履帯式走行装置は、さらに、トラックフレームの下部に回転自在に設けられた複数のトラックローラ（下転輪）を有している。トラックローラは、建設機械の重量を分散して履帯に伝えるとともに、履帯の蛇行を防止する。

履帯式走行装置においては、トラックフレームの後部と駆動スプロケットの間に土が挟まると、駆動スプロケットの回転が阻害されたりする。そこで、このような問題を解決するために、例えば、駆動スプロケットとトラックフレーム後部との間隙を閉塞する遮蔽部材をトラックフレームに取りつけた構造が知られている（特許文献１を参照。）。
実開昭５９−１６３５７号公報

ここまでは履帯式走行装置の履帯が土を巻き込む場合について説明したが、ここからは、履帯が土以外の物体を巻き込む場合の問題を説明する。建設機械が例えば採石・解体現場や森林業現場で作業を行う場合、石や解体瓦礫、木の枝等が、履帯によって巻き上げられて、走行減速機とトラックフレームの後部壁との隙間に詰まる場合がある。石や解体瓦礫は、土とは異なり、一端挟まってしまうと取り出されることがなく、長期間にわたって走行効率を低下させてしまう。また、隙間に石や解体瓦礫が挟まると、それを除去する作業が必要になる。

さらに、特許文献１のように遮蔽部材を設けることも考えられるが、第一に、コストが高くなり、第二に、遮蔽部材の変形や摩耗等の不具合の可能性がある。

本発明の課題は、履帯が石や解体瓦礫を巻き込んでも走行効率を低下しにくい履帯式走行装置を提供することにある。

第１の発明に係る履帯式走行装置は、走行駆動機構と、履帯と、粉砕機構とを備えている。走行駆動機構は、走行減速機と、走行減速機に設けられた駆動スプロケットとを有している。履帯は、駆動スプロケットによって駆動される。粉砕機構は、履帯の駆動を利用して、履帯が巻き込んだ物体を粉砕する。粉砕機構は、走行減速機の回転部に固定されたカッタを有している。

この装置では、履帯によって巻き込まれた物体は、粉砕機構によって粉砕される。したがって、履帯式走行装置において、履帯が石や解体瓦礫を巻き込んでも走行効率が低下しにくい。粉砕機構は履帯の駆動を利用しているため、特別な駆動源を必要としない。具体的には、カッタが回転部とともに回転して、履帯に巻き込まれた物体を粉砕する。

第２の発明に係る履帯式走行装置では、第１の発明において、走行減速機は、減速機本体と、減速機本体を覆う回転部としての回転側ハウジングとを有している。カッタは回転側ハウジングの外周面に設けられている。

この装置では、カッタは回転側ハウジングとともに回転して、履帯に巻き込まれた物体を粉砕する。

第３の発明に係る履帯式走行装置では、第１または第２の発明において、カッタは複数設けられている。

この装置では、複数のカッタが履帯に巻き込まれた物体を粉砕する。

第４の発明に係る履帯式走行装置では、第１〜第３の発明のいずれかにおいて、粉砕機構は、カッタの回転中に対向するように固定された第２カッタをさらに有している。

この装置では、履帯に巻き込まれた物体は、カッタおよび第２カッタによって粉砕される。

第５の発明に係る履帯式走行装置では、第４の発明において、第２カッタは、カッタの回転中に一部重なるように配置されている。

この装置では、履帯に巻き込まれた物体は、カッタと第２カッタが同時に作用することで効率よく粉砕される。

第６の発明に係る履帯式走行装置では、第４または第５の発明において、走行駆動機構は、走行減速機に隣接するフレームをさらに有している。第２カッタはフレームに固定されている。

この装置では、第２カッタがフレームに固定されているため、履帯に巻き込まれた物体は、回転側ハウジングとフレームとの間で、カッタおよび第２カッタによって粉砕される。

第７の発明に係る履帯式走行装置では、第１〜第６の発明のいずれかにおいて、粉砕機構は、履帯に巻き込まれた物体を粉砕位置に誘導するための誘導部材をさらに備えている。

この装置では、履帯に巻き込まれた物体は、誘導部材によって粉砕位置に誘導される。したがって、履帯に巻き込まれた物体は、効率よく粉砕される。

第８の発明に係る建設機械は、建設機械本体と、第１〜第７の発明のいずれかに記載の履帯式走行装置とを備えている。

この建設機械では、履帯に巻き込まれた物体が粉砕機構によって粉砕されるため、履帯が石や解体瓦礫を巻き込んでも走行効率が低下しにくい。

本発明に係る履帯式走行装置および建設機械では、履帯が石や解体瓦礫を巻き込んでも粉砕機構がそれらを粉砕するため、走行効率が低下しにくい。

図１を用いて、本発明の一実施形態としての履帯式走行装置を採用した油圧ショベル（建設機械）１を説明する。
１．油圧ショベル１全体の構成
本実施形態に係る油圧ショベル１は、図１に示すように、履帯式走行装置３０と、旋回台３と、作業機４と、カウンタウェイト５と、エンジンルーム６と、機器室９と、キャブ１０とを備えている。

履帯式走行装置２は、進行方向左右両端部分に巻き掛けられた履帯３５を回転させることで、油圧ショベル１を前進、後進させるとともに、上面側に旋回台３を旋回可能な状態で搭載している。履帯式走行装置２は、動力伝達源としての走行減速機３９を有している。なお、履帯式走行装置２は、は、油圧ショベル１の左右両側に一対配置されている。走行減速機３９の詳細は後述する。

旋回台３は、履帯式走行装置３０上において、任意の方向に旋回可能であって、上面に作業機４と、カウンタウェイト５と、エンジンルーム６と、キャブ１０とを搭載している。

作業機４は、ブーム１１と、ブーム１１の先端に取り付けられたアーム１２と、アーム１２の先端に取り付けられたバケット１３とを含むように構成されている。そして、作業機４は、図示しない油圧回路に含まれる各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ等によって、ブーム１１やアーム１２、バケット１３等を上下に移動させながら、土砂や砂礫等の掘削を行う土木工事の現場において作業を行う。

カウンタウェイト５は、例えば、鋼板を組み立てて形成した箱の中に屑鉄やコンクリート等を入れて固めたものであって、採掘時等において車体のバランスをとるために旋回台３上におけるエンジンルーム６の後方に設けられている。

エンジンルーム６は、カウンタウェイト５に隣接するように、メインフレーム上における旋回台３の後端部に配置されている。エンジンルーム６は、外装フレームによって外郭部分が形成され、内部にエンジン等の収納空間を形成している。そして、エンジンルーム６は、履帯式走行装置２や作業機４を駆動するための動力源であるエンジン等を内部の収納空間に収納している。さらに、エンジンルーム６は、上面にメンテナンス用の開口部を有しており、メンテナンス時以外はこの開口を、ヒンジを介して開閉可能なエンジンフード２１によって覆っている。

機器室９は、作業機４の後方に配置されており、図示しない燃料タンク、作動油タンクおよび操作弁等を収容する。

キャブ１０は、油圧ショベル１のオペレータが乗降する運転室であって、作業機４の先端部を見通せるように、旋回台３上における作業機４の側方となる左側前部に配置されている。
２．履帯式走行装置の構成
図１〜図５を用いて、本発明の一実施例としての履帯式走行装置を説明する。

履帯式走行装置２は、走行減速機３９と、トラックフレーム３１と、駆動スプロケット３３と、アイドラスプロケット３４と、履帯３５とを備えている。

走行減速機３９は、パワートレインの最終部であり、回転を減速するための装置である。走行減速機３９の構造については、例えば、固定側ハウジング（図示せず）と、回転側ハウジング３９ａと、回転側ハウジング３９ａ内に収容された遊星歯車式減速機構（図示せず）とを備えている。走行減速機３９は、図４に示すように、部材３２によって、トラックフレーム３１の後部に固定されている。

トラックフレーム３１は、油圧ショベル１の本体下部に設けられている。トラックフレーム３１は、油圧ショベル１の前後方向に延びており、下向きの略コの字形状のハウジング構造である。

駆動スプロケット３３は、トラックフレーム３１の後方に配置され、走行減速機３９によって駆動される部材である。具体的には、駆動スプロケット３３は、回転側ハウジング３９ａのフランジ部にボルトや溶接によって固定されている。

アイドラスプロケット３４は、トラックフレーム３１の前方に回転自在に取付けられ、履帯３５によって駆動されるとともに、履帯３５を案内する。なお、アイドラスプロケット３４の外形は駆動スプロケット３３と同様である。

履帯３５は、ピンやブッシュによってエンドレス状に連結された複数のリンク４５と、リンク４５に取りつけられた複数のシュープレート４６とから構成されている。履帯３５は、駆動スプロケット３３とアイドラスプロケット３４に巻かれて、トラックフレーム３１の周囲に配置されている。

履帯式走行装置３０は、さらに、トラックフレーム３１の下部に回転自在に設けられた複数のトラックローラ３８を有している。トラックローラ３８は、油圧ショベル１の重量を分散して履帯３５に伝えるとともに、履帯３５の蛇行を防止している。さらに、履帯式走行装置３０は、トラックフレーム３１の上部に回転自在に設けられた複数のキャリヤローラ３７を有している。キャリヤローラ３７は、履帯３５を支えて、履帯３５の垂れ下がりと蛇行を防止する。

図２および図４から明らかなように、駆動スプロケット３３と、走行減速機３９とは、トラックフレーム３１の後方に配置され、トラックフレーム３１の後壁３１ａに近接して配置されている。駆動スプロケット３３はトラックフレーム３１の後壁３１ａに近接しているが、走行減速機３９は後壁３１ａとの間に空間Ａを確保している。
３．粉砕機構の構成
履帯式走行装置３０は、さらに、履帯３５の駆動を利用して、履帯３５に巻き込まれた石や解体瓦礫を粉砕するための粉砕機構４０を有している。図３は、履帯３５を取り除いた状態であり、走行減速機３９、駆動スプロケット３３、および粉砕機構４０の側面図である。図４は、履帯３５を取り除いた状態であり、走行減速機３９、駆動スプロケット３３、および粉砕機構４０の上面図である。図５は、図４のＶ矢視図であり、走行減速機３９、駆動スプロケット３３、および粉砕機構４０の後面図である。

粉砕機構４０は、走行減速機３９の回転側ハウジング３９ａに固定された複数の（１２枚の）カッタ４１（４１ａ〜４１ｌ）を有している。カッタ４１ａ〜４１ｌは、回転側ハウジング３９ａの外周面に設けられている。カッタ４１ａ〜４１ｌは、図２〜図５から明らかなように、回転方向に延びており、回転側ハウジング３９ａの半径方向外側に突出する三角形の刃である。カッタ４１ａ〜４１ｌは、回転側ハウジング３９ａと例えば同じ材料で形成され、溶接で一体に形成されたり、あるいはボルトによって着脱自在に固定されたりしている。カッタ４１ａの材料は例えば炭素鋼焼き入れ材（Ｓ４５Ｃ）である。カッタ４１ａ〜４１ｌが溶接されている場合は、取付け強度が向上している。カッタ４１ａ〜４１ｌがボルトで固定されている場合は、摩耗や破損時に交換が容易である。図２〜図５から明らかなように、カッタ４１ａ〜４１ｌは、３つずつドラムの軸方向に並んだ組を形成しており、各組は回転側ハウジング３９ａの円周方向に並んでいる。また、各組において３つのカッタは回転方向にわずかにずれて配置されている。この実施例では、各組において、３つのカッタは駆動スプロケット３３側から順番に回転方向前側にずれている。カッタ４１ａ〜４１ｌは、互いに同様の形状であっても良いし、異なる形状の組合せでも良い。

履帯３５に巻き込まれた物体Ｋは、空間Ａの上方に移動し、そこから下方に落下する。すると、物体Ｋは空間Ａ内でカッタ４１ａ〜４１ｌとトラックフレーム３１の後壁３１ａとの間に挟まれ、カッタ４１ａ〜４１ｌによって粉砕される。物体Ｋの粉砕片は履帯３５上に落下し、さらに地面にこぼれていく。以上より、物体Ｋがトラックフレーム３１の後壁３１ａと走行減速機３９との間に挟まっても、物体Ｋは粉砕されて速やかに除去される。

粉砕機構４０は、さらに、トラックフレーム３１の後壁３１ａに固定された複数の（２枚の）第２カッタ４２（４２ａ〜４２ｂ）を有している。第２カッタ４２ａ〜４２ｂは、図２から明らかなように、縦方向に延び車両進行方向後側に突出する刃である。第２カッタ４２ａ〜４２ｂは走行減速機３９側に突出しており、カッタ４１ａ〜４１ｌの回転中に対向するように空間Ａに配置されている。具体的には、第２カッタ４２ａ〜４２ｂは、車両走行方向に直角な方向に並んで配置されている。第２カッタ４２ａ〜４２ｂは、カッタ４１ａ〜４１ｌの回転中に一部重なるように配置されている。具体的には、図２および図４に示すように、カッタ４１ａ〜４１ｌが第２カッタ４２ａ〜４２ｂに最も接近した時点でカッタ４１ａ〜４１ｌの先端は、第２カッタ並び方向において、第２カッタ４２ａの外側、第２カッタ４２ａと４２ｂの内側、または第２カッタ４２ｂの外側に位置する。これにより、物体Ｋ（例えば、石、木材、解体瓦礫）は、カッタ４１ａ〜４１ｌと第２カッタ４２ａ〜４２ｂが同時に作用することで、効率よく粉砕される。なお、第２カッタ４２ａ，４２ｂは、カッタ４１ａ〜４１ｌと同様の材料からなる。また、第２カッタ４２ａ，４２ｂはトラックフレーム３１にボルトによって着脱自在に固定されていることが好ましい。

この装置では、履帯３５によって巻き込まれた物体Ｋは、粉砕機構４０によって粉砕される。したがって、履帯式走行装置３０において、履帯３５が物体Ｋを巻き込んでも走行効率が低下しにくい。粉砕機構４０は、履帯３５の駆動を利用しており、つまり、特別な駆動源を必要としない。

粉砕機構４０は、トラックフレーム３１の後壁３１ａに固定され、履帯３５に巻き込まれた物体Ｋを第２カッタ４２ａ〜４２ｂ側に誘導するための誘導用ローラ４３を備えていても良い。誘導用ローラ４３は、図２に示すように、トラックフレーム３１の後壁３１ａに回転自在に設けられている。このため、履帯３５に巻き込まれた物体Ｋは、誘導用ローラ４３によって下方の粉砕位置に誘導される。したがって、履帯３５に巻き込まれた物体Ｋは、効率よく粉砕される。なお、誘導用ローラは、第２カッタが無い構造に採用しても良い。
３．他の実施形態
本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

粉砕機構は、走行減速機の回転側ハウジングに固定されたカッタのみによって構成されていても良い。つまり、第２カッタを用いなくても粉砕機構としての効果が得られる。

カッタの形状、大きさ、材質および配置は前記実施形態に限定されない。

第２カッタがある場合に、形状、大きさ、材質および配置は前記実施形態に限定されない。

誘導用ローラの有無、有る場合の形状、大きさ、材質および配置は前記実施形態に限定されない。回転体以外の他の機構によって、物体Ｋをカッタ側に誘導しても良い。

本発明に係る履帯式走行装置では、履帯が石や解体瓦礫を巻き込んでも走行効率が低下しにくいため、各種建設機械に適用可能である。

本発明の一実施例が採用された油圧ショベルの概略斜視図。 履帯式走行装置の粉砕機構の側面図。 履帯を取り除いた状態であり、走行減速機、駆動スプロケット、および粉砕機構の側面図。 履帯を取り除いた状態であり、走行減速機、駆動スプロケット、および粉砕機構の上面図。 図４のＶ矢視図であり、走行減速機、駆動スプロケット、および粉砕機構の後面図。

符号の説明

１ 油圧ショベル
３ 旋回台
４ 作業機
５ カウンタウェイト
６ エンジンルーム
１０ キャブ
３０ 履帯式走行装置
３１ トラックフレーム
３３ 駆動スプロケット
３４ アイドラスプロケット
３５ 履帯
３７ キャリヤローラ
３８ トラックローラ
３９ 走行減速機
３９ａ 回転側ハウジング
４０ 粉砕機構
４１ａ〜４１ｌ カッタ
４２ａ〜４２ｂ 第２カッタ
４３ 誘導用ローラ

Claims (8)

1. 走行減速機と、前記走行減速機に設けられた駆動スプロケットとを有している走行駆動機構と、
   前記駆動スプロケットによって駆動される履帯と、
   前記履帯の駆動を利用して、前記履帯が巻き込んだ物体を粉砕するための粉砕機構とを備え、
   前記粉砕機構は、前記走行減速機の回転部に固定されたカッタを有している、履帯式走行装置。
2. 前記走行減速機は、減速機本体と、前記減速機本体を覆う前記回転部としての回転側ハウジングとを有しており、
   前記カッタは前記回転側ハウジングの外周面に設けられている、請求項１に記載の履帯式走行装置。
3. 前記カッタは複数設けられている、請求項１または２に記載の履帯式走行装置。
4. 前記粉砕機構は、前記カッタの回転中に対向するように固定された第２カッタをさらに有している、請求項１〜３のいずれかに記載の履帯式走行装置。
5. 前記第２カッタは、前記カッタの回転中に一部重なるように配置されている、請求項４に記載の履帯式走行装置。
6. 前記走行駆動機構は、前記走行減速機に隣接するフレームをさらに有しており、
   前記第２カッタは前記フレームに固定されている、請求項４または５に記載の履帯式走行装置。
7. 前記粉砕機構は、前記履帯に巻き込まれた物体を粉砕位置に誘導するための誘導部材をさらに有している、請求項１〜６のいずれかに記載の履帯式走行装置。
8. 建設機械本体と、
   請求項１〜７のいずれかに記載の履帯式走行装置と、
   を備えた建設機械。

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