JP2022148551A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイドローラの配置を容易に変更可能な作業機械を提供する。【解決手段】作業機械は、走行モータと、サイドフレーム（９Ｌ）の後端に支持されて、走行モータの駆動力によって回転する駆動輪（１２）と、サイドフレーム（９Ｌ）の前端に回転可能に支持された従動輪（１３）と、駆動輪（１２）及び従動輪（１３）に掛け渡された履帯（１４Ｆ）と、駆動輪（１２）及び従動輪（１３）の間に位置して履帯（１４Ｆ）の内周面に当接して回転するガイドローラ（１５ｂ）とを備え、サイドフレームには、前後方向に延びると共に、ガイドローラ（１５ｂ）を前端位置及び後端位置に選択的に固定する支持穴（２１）が設けられており、ガイドローラ（１５ｂ）は、固定が外された状態では、前端位置と後端位置との間で支持穴（２１）に沿って前後方向に移動可能に構成される。【選択図】図４

Description

本発明は、クローラ式の作業機械に関する。

従来より、作業機械に搭載されるクローラ装置は、前後方向に離間した位置でサイドフレームに支持された駆動輪及び従動輪と、駆動輪及び従動輪に掛け渡された履帯と、駆動輪及び従動輪の間で履帯の内周面に当接して回転するガイドローラとを主に備える。

また、履帯には、金属製の鉄クローラの他に、ゴム製のゴムクローラがある（例えば、特許文献１を参照）。そして、作業現場の状況や作業内容に合わせて、鉄クローラ及びゴムクローラを履き替えて作業機械を使用する場合がある。

特開２００８－１２６９７７号公報

ここで、鉄クローラ及びゴムクローラは材質及び構造が異なるので、履帯の種類に応じて、ガイドローラの最適配置も異なる。しかしながら、特許文献１の作業機械は、ガイドローラの配置を変更できる構成になっていないので、鉄クローラ及びゴムクローラの一方の最適配置にしかできない。

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガイドローラの配置を容易に変更可能な作業機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、センタフレーム、及び前記センタフレームの左右両端に位置する一対のサイドフレームを有する車体と、前記一対のサイドフレームそれぞれに支持されて回転することによって、前記車体を進退させるクローラ装置とを備え、前記クローラ装置は、走行モータと、前記サイドフレームの後端に支持されて、前記走行モータの駆動力によって回転する駆動輪と、前記サイドフレームの前端に回転可能に支持された従動輪と、前記駆動輪及び前記従動輪に掛け渡された履帯と、前記駆動輪及び前記従動輪の間に位置して前記履帯の内周面に当接して回転するガイドローラとを含んで構成される作業機械において、前記サイドフレームには、前後方向に延びると共に、前記ガイドローラを前端位置及び後端位置に選択的に固定する支持穴が設けられており、前記ガイドローラは、固定が外された状態では、前記前端位置と前記後端位置との間で前記支持穴に沿って前後方向に移動可能に構成されることを特徴とする。

本発明によれば、ガイドローラの配置を容易に変更することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

油圧ショベルの側面図である。 下部走行体の斜視図である。 サイドフレームに支持された中ガイドローラを後方から見た図である。 サイドフレームの側面図である。 ゴムクローラとガイドローラとの位置関係を示す図である。

本発明に係る油圧ショベル１（作業機械）の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、作業機械の具体例は油圧ショベル１に限定されず、ホイールローダ、クレーン、ダンプトラック等でもよい。また、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル１に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。

図１は、油圧ショベル１の側面図である。図２は、下部走行体２の斜視図である。図１に示すように、油圧ショベル１は、下部走行体２（車体）と、下部走行体２により支持された上部旋回体３とを備える。

図２に示すように、下部走行体２は、センタフレーム８と、左右一対のサイドフレーム９Ｌ、９Ｒとで構成される。センタフレーム８は、下部走行体２の中央に位置している。センタフレーム８は、旋回輪８ａを介して上部旋回体３を旋回可能に支持する。サイドフレーム９Ｌ、９Ｒは、センタフレーム８の左端及び右端に配置されている。サイドフレーム９Ｌ、９Ｒは、前後方向に延設されている。サイドフレーム９Ｌ、９Ｒそれぞれは、クローラ装置１０を回転可能に支持している。

図１に示すように、上部旋回体３は、旋回モータ（図示省略）によって旋回可能に下部走行体２に支持されている。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、旋回フレーム５の前方中央に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業機４（作業装置）と、旋回フレーム５の前方左側に配置されたキャブ（運転席）７と、旋回フレーム５の後部に配置されたカウンタウェイト６とを主に備える。

フロント作業機４は、上部旋回体３に起伏可能に支持されたブーム４ａと、ブーム４ａの先端に回動可能に支持されたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端に回動可能に支持されたバケット４ｃと、ブーム４ａを駆動させるブームシリンダ４ｄと、アーム４ｂを駆動させるアームシリンダ４ｅと、バケット４ｃを駆動させるバケットシリンダ４ｆとを含む。カウンタウェイト６は、フロント作業機４との重量バランスを取るためのもので、上面視円弧形状を成す重量物である。

キャブ７には、油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。キャブ７の内部空間には、オペレータが着席するシートと、シートに着席したオペレータにより操作される操作装置が配置されている。なお、図１には出入口が常に開放された開放型のキャブ７を図示しているが、出入口をドアで開閉可能な閉鎖型のキャブでもよい。

操作装置は、油圧ショベル１を動作させるためのオペレータの操作を受け付ける。オペレータによって操作装置が操作されることによって、下部走行体２が走行し、上部旋回体３が旋回し、フロント作業機４が動作する。なお、操作装置の具体例としては、レバー、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、スイッチ等が挙げられる。

クローラ装置１０は、左右一対のサイドフレーム９Ｌ、９Ｒそれぞれに支持されている。左右のクローラ装置１０が独立して回転することによって、油圧ショベル１を前進、後退、及び旋回させる。左右のクローラ装置１０の構成は共通するので、以下、左側のサイドフレーム９Ｌに支持されたクローラ装置１０について詳細に説明する。図１に示すように、クローラ装置１０は、走行モータ１１と、駆動輪１２と、従動輪１３と、履帯１４と、前ガイドローラ１５ａと、中ガイドローラ１５ｂ（ガイドローラ）と、後ガイドローラ１５ｃ（以下、これらを総称して、「ガイドローラ１５ａ～１５ｃ」と表記することがある。）とを主に備える。

走行モータ１１は、サイドフレーム９Ｌの後端に支持されている。走行モータ１１は、作動油タンク（図示省略）に貯留された作動油が油圧ポンプ（図示省略）から供給されることによって回転（駆動力を発生）する。

駆動輪１２は、サイドフレーム９Ｌの後端に回転可能に支持されている。駆動輪１２は、走行モータ１１の駆動力によって回転する。従動輪１３は、サイドフレーム９Ｌの前端に回転可能に支持されている。すなわち、駆動輪１２及び従動輪１３は、前後方向に離間した位置において、サイドフレーム９Ｌに回転可能に支持されている。

履帯１４は、無端環状の帯状に構成されている。履帯１４は、駆動輪１２及び従動輪１３に掛け渡されている。履帯１４の下側（駆動輪１２及び従動輪１３の下端同士の間の部分）は、地面に接地する。そして、履帯１４は、駆動輪１２の回転が伝達されて、駆動輪１２及び従動輪１３の間を回転する。また、従動輪１３は、履帯１４の回転が伝達されて回転する。

クローラ装置１０には、鉄製の履帯１４（以下、「鉄クローラ１４Ｆ」と表記する。）と、ゴム製の履帯１４（以下、「ゴムクローラ１４Ｇ」と表記する。）とを、油圧ショベル１の用途に応じて選択的に装着することができる。

ガイドローラ１５ａ～１５ｃは、駆動輪１２及び従動輪１３の間に配置されている。ガイドローラ１５ａ～１５ｃは、前後方向に離間した位置において、サイドフレーム９Ｌに回転可能に支持されている。ガイドローラ１５ａ～１５ｃは、履帯１４の下側の内周面に当接することによって、履帯１４を地面に押圧する。そして、ガイドローラ１５ａ～１５ｃは、履帯１４の回転に伴って回転する。

前ガイドローラ１５ａは、中ガイドローラ１５ｂ及び後ガイドローラ１５ｃより前方に配置されている。中ガイドローラ１５ｂは、前ガイドローラ１５ａより後方で且つ後ガイドローラ１５ｃより前方に配置されている。後ガイドローラ１５ｃは、前ガイドローラ１５ａ及び中ガイドローラ１５ｂより後方に配置されている。但し、ガイドローラ１５ａ～１５ｃの数は３つに限定されない。

次に、図３及び図４を参照して、サイドフレーム９Ｌ及び中ガイドローラ１５ｂの構造と、サイドフレーム９Ｌに対する中ガイドローラ１５ｂの固定方法とを説明する。図３は、サイドフレーム９Ｌに支持された中ガイドローラ１５ｂを後方から見た図である。図４は、サイドフレーム９Ｌの側面図である。

図３に示すように、サイドフレーム９Ｌは、概ね逆Ｕ字形状の外形を呈する。より詳細には、サイドフレーム９Ｌは、前後方向に延設された上プレート９ａと、上プレート９ａの右端から下方に突出し且つ前後方向に延設された右プレート９ｂと、上プレート９ａの左端から下方に突出し且つ前後方向に延設された左プレート９ｃとで構成される。

また、図３及び図４（Ａ）に示すように、サイドフレーム９Ｌ（より詳細には、右プレート９ｂ及び左プレート９ｃ）には、厚み方向に貫通する前支持穴２０、中支持穴２１（支持穴）、後支持穴２２（以下、これらを総称して、「支持穴２１～２２」と表記することがある。）が形成されている。支持穴２０～２２は、前後方向に離間して配置されている。前支持穴２０及び後支持穴２２は、上下方向に延びる縦穴である。一方、中支持穴２１は、概ねＵ字形状の外形を呈する。

より詳細には、中支持穴２１は、前後方向に延びる横穴２１ａと、横穴２１ａの前端から上方に延びる第１縦穴２１ｂと、横穴２１ａの後端から上方に延びる第２縦穴２１ｃとで構成される。上下方向において、第１縦穴２１ｂ及び第２縦穴２１ｃの上端位置は、前支持穴２０及び後支持穴２２の上端位置と一致する。

また、第１縦穴２１ｂは、前後方向において、後支持穴２２より前支持穴２０に近い位置に形成されている。一方、第２縦穴２１ｃは、前後方向において、前支持穴２０より後支持穴２２に近い位置に形成されている。但し、第１縦穴２１ｂは、前後方向において、前支持穴２０及び後支持穴２２から等距離の位置に形成されるのが望ましい。

図３に示すように、中ガイドローラ１５ｂは、支軸１６と、支軸１６の外周面に回転可能に支持されたローラ１７とで構成される。また、支軸１６の左右両端には、ボルト穴１６ａ、１６ｂが形成されている。前ガイドローラ１５ａ及び後ガイドローラ１５ｃの構成も共通する。

中ガイドローラ１５ｂは、右プレート９ｂ及び左プレート９ｃの間に配置される。これにより、ボルト穴１６ａと右プレート９ｂの中支持穴２１とが連通し、ボルト穴１６ｂと左プレート９ｃの中支持穴２１とが連通する。また、右プレート９ｂ及び左プレート９ｃの外側には、スペーサ１８ａ、１８ｂが配置されている。そして、右プレート９ｂ及び左プレート９ｃの外側からスペーサ１８ａ、１８ｂ及び中支持穴２１に挿通されたボルト１９ａ、１９ｂが、ボルト穴１６ａ、１６ｂに螺合される。

ボルト穴１６ａ、１６ｂにボルト１９ａ、１９ｂが締め込まれると、支軸１６の端面と、ボルト１９ａ、１９ｂのボルトヘッド（より詳細には、スペーサ１８ａ、１８ｂ）とで、サイドフレーム９Ｌ（より詳細には、右プレート９ｂ及び左プレート９ｃ）が挟持される。これにより、ローラ１７が回転可能な状態で、中ガイドローラ１５ｂがサイドフレーム９Ｌに固定される。

図４（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る中ガイドローラ１５ｂは、第１縦穴２１ｂの上端位置（すなわち、中支持穴２１の前端位置）または第２縦穴２１ｃの上端位置（すなわち、中支持穴２１の後端位置）において、サイドフレーム９Ｌに回転可能に固定される。また、本実施形態に係る前ガイドローラ１５ａ及び後ガイドローラ１５ｃは、前支持穴２０及び後支持穴２２の上端位置において、サイドフレーム９Ｌに回転可能に固定される。その結果、サイドフレーム９Ｌに固定されたガイドローラ１５ａ～１５ｃは、地面からの高さＨが一致する。

一方、ボルト穴１６ａ、１６ｂに螺合されたボルト１９ａ、１９ｂが緩められると（すなわち、固定が外された状態）、中ガイドローラ１５ｂは、中支持穴２１に沿って前後方向に移動可能になる。より詳細には、ボルト１９ａ、１９ｂが中支持穴２１に案内されて、第１縦穴２１ｂの上端位置及び第２縦穴２１ｃの上端位置の間（すなわち、中支持穴２１の前端位置及び後端位置の間）を中ガイドローラ１５ｂが移動可能になる。

本実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、第１縦穴２１ｂの上端位置に中ガイドローラ１５ｂを固定すると、前ガイドローラ１５ａ及び中ガイドローラ１５ｂの前後方向の間隔Ｐ１は、中ガイドローラ１５ｂ及び後ガイドローラ１５ｃの前後方向の間隔Ｐ２より小さくなる。但し、ガイドローラ１５ａ～１５ｃは、前後方向において等間隔（すなわち、Ｐ１＝Ｐ２）に配置されるのが望ましい。これにより、クローラ装置１０に鉄クローラ１４Ｆを装着した場合において、第１縦穴２１ｂの上端位置にガイドローラ１５ｂを固定すれば、鉄クローラ１４Ｆを地面に均等に押圧することができる。

図５は、ゴムクローラ１４Ｇとガイドローラ１５ａ～１５ｃとの位置関係を示す図である。なお、図５（Ａ）は、中ガイドローラ１５ｂが第１縦穴２１ｂの上端位置に固定されている状態を示す。一方、図５（Ｂ）は、中ガイドローラ１５ｂが第２縦穴２１ｃの上端位置に固定されている状態を示す。

図５に示すように、ゴムクローラ１４Ｇの内周面には、凸部１４ａ及び凹部１４ｂが周方向に交互に配置されている。一方、図示は省略するが、鉄クローラ１４Ｆの内周面には、凸部１４ａ及び凹部１４ｂに相当する構成がない。そして、ゴムクローラ１４Ｇの内周面に当接するガイドローラ１５ａ～１５ｃは、ゴムクローラ１４Ｇが回転する際に、周方向に所定の間隔を隔てて設けられた複数の凸部１４ａを乗り越える。

そして、図５（Ａ）に示すように、クローラ装置１０にゴムクローラ１４Ｇを装着した場合において、第１縦穴２１ｂの上端位置にガイドローラ１５ｂを固定すると、ガイドローラ１５ａ～１５ｃは、あるタイミングで凸部１４ａに同時に乗り上げ（破線）、別のタイミングで凹部１４ｂに同時に落ち込む（実線）。このとき、ガイドローラ１５ａ～１５ｃは、ゴムクローラ１４Ｇの回転に伴って、高さΔＨの変位を繰り返すことになる。そのため、油圧ショベル１の走行時の振動が大きくなる。

一方、図５（Ｂ）に示すように、クローラ装置１０にゴムクローラ１４Ｇを装着した場合において、第２縦穴２１ｃの上端位置にガイドローラ１５ｂを固定すると、ガイドローラ１５ａ、１５ｃが凸部１４ａに乗り上げた場合には、ガイドローラ１５ｂが凹部１４ｂに落ち込む。一方、ガイドローラ１５ａ、１５ｃが凹部１４ｂに落ち込んだ場合には、ガイドローラ１５ｂが凸部１４ａに乗り上げる。すなわち、第２縦穴２１ｃの位置は、ガイドローラ１５ａ、１５ｃが凸部１４ａ及び凹部１４ｂの一方に当接したタイミングで、ガイドローラ１５ｂが凸部１４ａ及び凹部１４ｂの他方に当接する位置である。

上記の実施形態によれば、中支持穴２１に沿ってガイドローラ１５ｂが前後方向に移動可能で、且つ中支持穴２１の前端位置及び前端位置に選択的にガイドローラ１５ｂを回転可能に固定するので、ガイドローラ１５ｂの位置を容易に変更することができる。その結果、履帯１４の種類に合わせて、ガイドローラ１５ａ～１５ｃを最適な位置に配置することができる。

一例として、クローラ装置１０に鉄クローラ１４Ｆを装着した場合は、ガイドローラ１５ａ～１５ｃを等間隔に配置することによって、鉄クローラ１４Ｆを均等に押圧することができる。他の例として、クローラ装置１０にゴムクローラ１４Ｇを装着した場合は、ガイドローラ１５ａ～１５ｃが、同時に凸部１４ａに乗り上げたり、同時に凹部１４ｂに落ち込んだりしないように配置することによって、油圧ショベル１の走行時の振動を抑制することができる。

また、上記の実施形態によれば、Ｕ字形状の中支持穴２１の前端位置と後端位置とにガイドローラ１５ｂを選択的に固定することによって、履帯１４からガイドローラ１５ｂに負荷される上向きの力に対して、ガイドローラ１５ｂを適切に支持することができる。また、ガイドローラ１５ａ、１５ｃを前支持穴２０及び後支持穴２２の上端位置で支持することによっても、同様の作用効果を得ることができる。

なお、中支持穴２１は、Ｕ字形状に限定されない。他の例として、図４（Ａ）の中支持穴２１を１８０°反転させて、小文字のｎ形状としてもよい。さらに他の例として、第１縦穴２１ｂ及び第２縦穴２１ｃを省略して、横穴２１ａのみで中支持穴２１を構成してもよい。また、上記の実施形態では、中央のガイドローラ１５ｂのみを前後方向に移動可能としたが、ガイドローラ１５ａ、１５ｂを前後方向に移動可能に構成してもよい。

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ フロント作業機
４ａ ブーム
４ｂ アーム
４ｃ バケット
４ｄ ブームシリンダ
４ｅ アームシリンダ
４ｆ バケットシリンダ
５ 旋回フレーム
６ カウンタウェイト
７ キャブ
８ センタフレーム
８ａ 旋回輪
９Ｌ，９Ｒ サイドフレーム
９ａ 上プレート
９ｂ 右プレート
９ｃ 左プレート
１０ クローラ装置
１１ 走行モータ
１２ 駆動輪
１３ 従動輪
１４ 履帯
１４Ｆ 鉄クローラ
１４Ｇ ゴムクローラ
１４ａ 凸部
１４ｂ 凹部
１５ａ 前ガイドローラ
１５ｂ 中ガイドローラ（ガイドローラ）
１５ｃ 後ガイドローラ
１６ 支軸
１６ａ，１６ｂ ボルト穴
１７ ローラ
１８ａ，１８ｂ スペーサ
１９ａ，１９ｂ ボルト
２０ 前支持穴
２１ 中支持穴（支持穴）
２１ａ 横穴
２１ｂ 第１縦穴
２１ｃ 第２縦穴
２２ 後支持穴

Claims (5)

1. センタフレーム、及び前記センタフレームの左右両端に位置する一対のサイドフレームを有する車体と、
   前記一対のサイドフレームそれぞれに支持されて回転することによって、前記車体を進退させるクローラ装置とを備え、
   前記クローラ装置は、走行モータと、前記サイドフレームの後端に支持されて、前記走行モータの駆動力によって回転する駆動輪と、前記サイドフレームの前端に回転可能に支持された従動輪と、前記駆動輪及び前記従動輪に掛け渡された履帯と、前記駆動輪及び前記従動輪の間に位置して前記履帯の内周面に当接して回転するガイドローラとを含んで構成される作業機械において、
   前記サイドフレームには、前後方向に延びると共に、前記ガイドローラを前端位置及び後端位置に選択的に固定する支持穴が設けられており、
   前記ガイドローラは、固定が外された状態では、前記前端位置と前記後端位置との間で前記支持穴に沿って前後方向に移動可能に構成されることを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記支持穴は、前後方向に延びる横穴と、前記横穴の前端から上方に延びる第１縦穴と、前記横穴の後端から上方に延びる第２縦穴とで構成され、
   前記ガイドローラは、前記第１縦穴及び前記第２縦穴それぞれの上端位置に固定されることを特徴とする作業機械。
3. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記ガイドローラは、ボルト穴が形成された支軸と、前記支軸に回転可能に支持されて前記履帯の内周面に当接するローラとで構成され、前記支持穴に挿通されたボルトが前記ボルト穴に締め込まれることによって、前記支軸及びボルトヘッドで前記サイドフレームを挟持して固定され、前記ボルトが緩められることによって、前記支持穴に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする作業機械。
4. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記ガイドローラより前方に位置する前ガイドローラと、
   前記ガイドローラより後方に位置する後ガイドローラとを備えたことを特徴とする作業機械。
5. 請求項４に記載の作業機械において、
   前記履帯の内周面には、凸部及び凹部が交互に配置されており、
   前記支持穴の前端位置及び後端位置の一方は、前記前ガイドローラ及び前記後ガイドローラから等距離の位置に形成されており、
   前記支持穴の前端位置及び後端位置の他方は、前記前ガイドローラ及び前記後ガイドローラが前記凸部に当接している場合には、前記ガイドローラが前記凹部に当接し、前記前ガイドローラ及び前記後ガイドローラが前記凹部に当接している場合には、前記ガイドローラが前記凸部に当接する位置に形成されていることを特徴とする作業機械。

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