JP2609144B2 - 共振駆動型土移動機械 - Google Patents
共振駆動型土移動機械Info
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
- E02F3/80—Component parts
- E02F3/815—Blades; Levelling or scarifying tools
- E02F3/8155—Blades; Levelling or scarifying tools provided with movable parts, e.g. cutting discs, vibrating teeth or the like
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/40—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets
- E02F3/402—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets with means for facilitating the loading thereof, e.g. conveyors
- E02F3/405—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets with means for facilitating the loading thereof, e.g. conveyors using vibrating means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
- E02F5/30—Auxiliary apparatus, e.g. for thawing, cracking, blowing-up, or other preparatory treatment of the soil
- E02F5/32—Rippers
- E02F5/326—Rippers oscillating or vibrating
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔従来の技術〕 本発明は、モールドボードを共振的に駆動して移動対
象材料（移動させようとする材料）の切断及び撹拌の両
方を行うようにしたモールドボード組立体に関する。本
件明細書において、「モールドボード」という用語は、
ブルドーザーに使用される形式のモールドボードと、フ
ロントエンドローダーに使用されるシヨベルの両方を含
むものとする。
象材料（移動させようとする材料）の切断及び撹拌の両
方を行うようにしたモールドボード組立体に関する。本
件明細書において、「モールドボード」という用語は、
ブルドーザーに使用される形式のモールドボードと、フ
ロントエンドローダーに使用されるシヨベルの両方を含
むものとする。
本件出願人の米国特許第4359102号に記載のブルドー
ザーでは、モールドボードの基部に往復運動型カツター
ブレードが設けてあり、共振ビームでカツターブレード
を間欠的に前方へ駆動して粉砕対象材料を切断するよう
になつている。このブルドーザー構造では、ブルドーザ
ーで移動させようとする土を崩すので、土を砕くための
所要力が少なくなり、又、モールドボードを前進させる
ためのトラクターの寸法も小さくでき、この点で非常に
実用的であることが認められている。ところが、この構
造でも、カツターで砕かれた土等の材料は緻密な状態の
ままであり、移動が困難であるので、効率が充分に高い
わけではない。
ザーでは、モールドボードの基部に往復運動型カツター
ブレードが設けてあり、共振ビームでカツターブレード
を間欠的に前方へ駆動して粉砕対象材料を切断するよう
になつている。このブルドーザー構造では、ブルドーザ
ーで移動させようとする土を崩すので、土を砕くための
所要力が少なくなり、又、モールドボードを前進させる
ためのトラクターの寸法も小さくでき、この点で非常に
実用的であることが認められている。ところが、この構
造でも、カツターで砕かれた土等の材料は緻密な状態の
ままであり、移動が困難であるので、効率が充分に高い
わけではない。
種々の装置において、土を破壊してその移動を容易化
するための試みがなされてきている。米国特許第344332
7号には、シヨベル全体を振動させるためのシエーカー
を備えたフロントエンドローダーが記載されている。米
国特許第3770327号（特に第25図と第26図）には、振動
発生機により振れ動かされるモールドボードが記載され
ている。米国特許第3367716号（特に第22図）にも同様
の構造が記載されている。ところが、これらの装置で
は、非常に大きい応力がモールドボードに及ぼされ、シ
ステム全体が振動させられるので、それらの実用化は不
可能である。又、それらの装置では実際に切断機能と撹
拌機能とが組み合わせられているが、いずれの機能につ
いても期待した程度の作用が得られないことが分つてい
る。
するための試みがなされてきている。米国特許第344332
7号には、シヨベル全体を振動させるためのシエーカー
を備えたフロントエンドローダーが記載されている。米
国特許第3770327号（特に第25図と第26図）には、振動
発生機により振れ動かされるモールドボードが記載され
ている。米国特許第3367716号（特に第22図）にも同様
の構造が記載されている。ところが、これらの装置で
は、非常に大きい応力がモールドボードに及ぼされ、シ
ステム全体が振動させられるので、それらの実用化は不
可能である。又、それらの装置では実際に切断機能と撹
拌機能とが組み合わせられているが、いずれの機能につ
いても期待した程度の作用が得られないことが分つてい
る。
本発明は本件出願人の先のブルドーザーモールドボー
ド組立体の改良技術を提供するものである。先の組立体
では、モールドボードが設けてあり、該モールドボード
の下縁に沿つて往復運動カツターブレードが設けてあ
り、モールドモードの後方に共振ビームが取り付けてあ
る。共振ビームには、入力端部と、中央節と、カツター
ブレードに隣接する力伝達端部とが設けてある。共振ビ
ームの入力端部には振動発生機が設けてあり、共振ビー
ムをその共振周波数の近くで振動させるようになつてい
る。この構造により、共振ビームの力伝達端部がカツタ
ーブレードを切断対象材料内へ間欠的に前向きに駆動す
るようになつている。
ド組立体の改良技術を提供するものである。先の組立体
では、モールドボードが設けてあり、該モールドボード
の下縁に沿つて往復運動カツターブレードが設けてあ
り、モールドモードの後方に共振ビームが取り付けてあ
る。共振ビームには、入力端部と、中央節と、カツター
ブレードに隣接する力伝達端部とが設けてある。共振ビ
ームの入力端部には振動発生機が設けてあり、共振ビー
ムをその共振周波数の近くで振動させるようになつてい
る。この構造により、共振ビームの力伝達端部がカツタ
ーブレードを切断対象材料内へ間欠的に前向きに駆動す
るようになつている。
上記ビームの振動により節に往復運動力が生じるが、
このことは、出願人の先の装置では望ましくないことで
ある。本発明は、出願人の以前の構造を改良し、モール
ドボードを横軸を中心にして旋回できる状態で旋回自在
に支持するようになつている。共振ビームはその中央節
においてモールドーボードに連結されている。この状態
で共振ビームの節の往復運動横方向力が、旋回自在に取
り付けられたモールドボードに伝わることにより、モー
ルドボードに接触する材料が撹拌される。
このことは、出願人の先の装置では望ましくないことで
ある。本発明は、出願人の以前の構造を改良し、モール
ドボードを横軸を中心にして旋回できる状態で旋回自在
に支持するようになつている。共振ビームはその中央節
においてモールドーボードに連結されている。この状態
で共振ビームの節の往復運動横方向力が、旋回自在に取
り付けられたモールドボードに伝わることにより、モー
ルドボードに接触する材料が撹拌される。
本発明は独創的な構造を提供するもので、その構造で
は、往復運動により移動対象土を切断するカツターブレ
ードをモールドボードから分離することによる全ての利
点が得られる。カツターブレードを駆動する共振ビーム
を共用するとともに、モールドボード自体は分離独立状
態で揺り動かし、カツターブレードで砕いた材料を流動
化させる。この比較的単純な構造により、材料を切断し
て崩すとともに、材料を流動化させ、その移動を非常に
容易化できる。その結果、比較的小形のブルドーザーを
使用して大量の材料を効率良く移動させることができ
る。
は、往復運動により移動対象土を切断するカツターブレ
ードをモールドボードから分離することによる全ての利
点が得られる。カツターブレードを駆動する共振ビーム
を共用するとともに、モールドボード自体は分離独立状
態で揺り動かし、カツターブレードで砕いた材料を流動
化させる。この比較的単純な構造により、材料を切断し
て崩すとともに、材料を流動化させ、その移動を非常に
容易化できる。その結果、比較的小形のブルドーザーを
使用して大量の材料を効率良く移動させることができ
る。
本発明の構成や動作方法に関する新規な特徴を、その
他の目的や特徴とともに、図示の実施例に基づいて以下
に詳細に説明する。但し、図面ならびに実施例について
の記載は本発明を説明するためのものであり、本発明な
それに限定されるものではない。
他の目的や特徴とともに、図示の実施例に基づいて以下
に詳細に説明する。但し、図面ならびに実施例について
の記載は本発明を説明するためのものであり、本発明な
それに限定されるものではない。
第１図において、本発明実施例のブルドーザー10に設
げられるトラクター12は一般的なもので、１対のビーム
14によりモールドボード16を運動させるようになつてい
る。モールドボード16の底縁に沿つてカツターブレード
18が設けてある。モールドボード16とカツターブレード
18は、１対の昇降シリンダー20と傾動シリンダー22を使
用して操作される。
げられるトラクター12は一般的なもので、１対のビーム
14によりモールドボード16を運動させるようになつてい
る。モールドボード16の底縁に沿つてカツターブレード
18が設けてある。モールドボード16とカツターブレード
18は、１対の昇降シリンダー20と傾動シリンダー22を使
用して操作される。
第２図において、ビーム14は横方向箱型ビーム24に対
してピン連結部26で連結されている。箱型ビーム24は剛
体フレームの一部である。該フレームには複数の垂直リ
ブ28が含まれており、各リブ28には、モールドボード16
の後面形状に対応する前面30が設けてある。図示の実施
例では、前面30は、各リブの前面上のフランジ34に取り
付けた横方向パツド32で形成されている。各パツド32の
幅は約３〜６インチである。
してピン連結部26で連結されている。箱型ビーム24は剛
体フレームの一部である。該フレームには複数の垂直リ
ブ28が含まれており、各リブ28には、モールドボード16
の後面形状に対応する前面30が設けてある。図示の実施
例では、前面30は、各リブの前面上のフランジ34に取り
付けた横方向パツド32で形成されている。各パツド32の
幅は約３〜６インチである。
第２図及び第３図、第５図において、第２の横方向箱
型ビーム36が複数のリブ28の頂端部に掛け渡してある。
箱型ビーム24,36はリブ28に溶接されて剛体フレーム組
立体を形成している。更に、横方向ビーム36には、上方
かつ前方へ延びるアーム38が溶接されている。各アーム
38の頂端部には筒状スリーブ40が溶接されている。スリ
ーブ40を対をなす複数のスリーブ42がモールドボード16
の上縁に沿つて溶接されている。ピン46を相互に対応す
るスリーブ40,42に通すことにより、モールドボード16
がフレームの頂部から吊り下げられている。
型ビーム36が複数のリブ28の頂端部に掛け渡してある。
箱型ビーム24,36はリブ28に溶接されて剛体フレーム組
立体を形成している。更に、横方向ビーム36には、上方
かつ前方へ延びるアーム38が溶接されている。各アーム
38の頂端部には筒状スリーブ40が溶接されている。スリ
ーブ40を対をなす複数のスリーブ42がモールドボード16
の上縁に沿つて溶接されている。ピン46を相互に対応す
るスリーブ40,42に通すことにより、モールドボード16
がフレームの頂部から吊り下げられている。
第４図に示す如く、複数の共振ビーム48のそれぞれに
は、１対の脚部50,51が中央接合部52で接合された状態
で設けてある。脚部50の入力端部53に振動発生機が組み
入れてある。振動発生機は、それに対して自在継手組立
体56で連結したモーター54により駆動される。モーター
54がビーム48の共振周波数の近傍で振動発生機を駆動す
ると、ビーム48は近似共振モード（すなわち、共振に近
いが、ビームに構造的損傷を与える程度にまで近くない
モード）で共振する。又、その場合の節は中央接合部52
であり、腹は脚部50,51の両端部にある。
は、１対の脚部50,51が中央接合部52で接合された状態
で設けてある。脚部50の入力端部53に振動発生機が組み
入れてある。振動発生機は、それに対して自在継手組立
体56で連結したモーター54により駆動される。モーター
54がビーム48の共振周波数の近傍で振動発生機を駆動す
ると、ビーム48は近似共振モード（すなわち、共振に近
いが、ビームに構造的損傷を与える程度にまで近くない
モード）で共振する。又、その場合の節は中央接合部52
であり、腹は脚部50,51の両端部にある。
共振ビーム48では、脚部51の端部が拡大力伝達端部60
となつている。カツターブレード18はブレートサポート
62に取り付けてあり、又、ブレードサポート62は、共振
ビーム48の力伝達端部60のごく近傍において後方衝突面
64を有している。第５図に示す如く、フレームの横部材
24から複数のアーム66が垂れ下がつており、ブレードサ
ポート62に対するピン連結部68がカツターブレード18の
移動範囲を限定するようになつている。
となつている。カツターブレード18はブレートサポート
62に取り付けてあり、又、ブレードサポート62は、共振
ビーム48の力伝達端部60のごく近傍において後方衝突面
64を有している。第５図に示す如く、フレームの横部材
24から複数のアーム66が垂れ下がつており、ブレードサ
ポート62に対するピン連結部68がカツターブレード18の
移動範囲を限定するようになつている。
第４図から明らかなように、共振ビーム48の脚部50,5
1は、モールドボード16側に向つて、約90度の挾角を形
成している。中央接合部52からは、１対の耳部71,72を
有するフランジ70が脚部50,51の間へ延びている。モー
ルドボード16の後面側には取付板74が脚部76〜78により
取り付けてある。耳部71,72はボルト79,80により取付板
74に取り付けてあり、それにより、共振ビーム48の中央
接合部52がモールドボード16に直接的に連結されてい
る。
1は、モールドボード16側に向つて、約90度の挾角を形
成している。中央接合部52からは、１対の耳部71,72を
有するフランジ70が脚部50,51の間へ延びている。モー
ルドボード16の後面側には取付板74が脚部76〜78により
取り付けてある。耳部71,72はボルト79,80により取付板
74に取り付けてあり、それにより、共振ビーム48の中央
接合部52がモールドボード16に直接的に連結されてい
る。
第６図の如く、カツターブレード18とブレードサポー
ト62はピボツトアーム82で吊り下げである。ピボツトア
ーム82はピン連結部84によりフレームにの上側箱形ビー
ム36に旋回自在に支持されている。このようにカツター
ブレード18ならびにモールドボード16はフレームから個
々に旋回自在の状態で吊り下げてある。
ト62はピボツトアーム82で吊り下げである。ピボツトア
ーム82はピン連結部84によりフレームにの上側箱形ビー
ム36に旋回自在に支持されている。このようにカツター
ブレード18ならびにモールドボード16はフレームから個
々に旋回自在の状態で吊り下げてある。
モーター54が自在継手組立体56の軸を回転させると、
共振ビーム48の入力端部53に設けた振動発生機がビーム
を近似共振状態で振動させる。共振ビーム48の力伝達端
部60はブレードサポート62の後面に衝突して、カツター
ブレード18を土やその他の移動対象材料内へ間欠的に前
向きに駆動し、材料を切断して砕く。共振ビーム48の振
動により、フランジ70の軸に沿う節（52）において往復
運動力が生じる。この往復運動力はモールドボード16に
直接伝達され、その頂縁に沿うピボツトサポートを中心
にしてモールドボードを往復運動させる。
共振ビーム48の入力端部53に設けた振動発生機がビーム
を近似共振状態で振動させる。共振ビーム48の力伝達端
部60はブレードサポート62の後面に衝突して、カツター
ブレード18を土やその他の移動対象材料内へ間欠的に前
向きに駆動し、材料を切断して砕く。共振ビーム48の振
動により、フランジ70の軸に沿う節（52）において往復
運動力が生じる。この往復運動力はモールドボード16に
直接伝達され、その頂縁に沿うピボツトサポートを中心
にしてモールドボードを往復運動させる。
第７図に本発明の別の実施例のブルドーザー86を示
す。この実施例に使用されるトラクター88は、第１実施
例に使用された図示の構造と同様のものである。但し、
この実施例（86）では、モールドボードが１対のモール
ドボード部分89,90で構成されており、その各下縁に分
離状態のブレード部分91,92が設けてある。モールドボ
ード部分89,90の間からは、板94が外方へ延びており、
Ｖ形プラウが形成されている。第１実施例と同様に、モ
ールドボード部分89,90とカツターブレード部分91,92
は、フレームから吊り下げてあり、互いに独立してアン
グルビームで駆動されることにより、材料の切断破砕と
材料の撹拌との両方の機能を果たし、材料により容易に
移動させ得るようになつている。
す。この実施例に使用されるトラクター88は、第１実施
例に使用された図示の構造と同様のものである。但し、
この実施例（86）では、モールドボードが１対のモール
ドボード部分89,90で構成されており、その各下縁に分
離状態のブレード部分91,92が設けてある。モールドボ
ード部分89,90の間からは、板94が外方へ延びており、
Ｖ形プラウが形成されている。第１実施例と同様に、モ
ールドボード部分89,90とカツターブレード部分91,92
は、フレームから吊り下げてあり、互いに独立してアン
グルビームで駆動されることにより、材料の切断破砕と
材料の撹拌との両方の機能を果たし、材料により容易に
移動させ得るようになつている。
以上に本発明の実施例を詳細に説明したが、無論、上
述の実施例の変更や改造を行うこともできる。例えば、
図示の構造を、ブルドーザーに類似したその他の土移動
機械（例えばフロントエンドローダー）に採用すること
もでき、又、その様な変形技術や改造技術も本発明の範
囲に含まれるものである。なお、本発明の好ましい実施
の態様を記すと次の通りである。
述の実施例の変更や改造を行うこともできる。例えば、
図示の構造を、ブルドーザーに類似したその他の土移動
機械（例えばフロントエンドローダー）に採用すること
もでき、又、その様な変形技術や改造技術も本発明の範
囲に含まれるものである。なお、本発明の好ましい実施
の態様を記すと次の通りである。
（ア） 共振ビームに、中央節が位置する接合部と、該
接合部から突出してモールドボード側に180゜未満の挾
角を形成する対構造の脚部とを設けた請求項１に記載の
機械。
接合部から突出してモールドボード側に180゜未満の挾
角を形成する対構造の脚部とを設けた請求項１に記載の
機械。
（イ） 上記対構造の脚部の間のモールドボード側の挾
角が約90度である上記（ア）に記載の機械。
角が約90度である上記（ア）に記載の機械。
（ウ） 上記ビームに、ビームの脚部の間へ延びるフラ
ンジを設け、上記連結手段に、フランジをモールドボー
ドに取り付けるための手段を設けた上記（ア）に記載の
機械。
ンジを設け、上記連結手段に、フランジをモールドボー
ドに取り付けるための手段を設けた上記（ア）に記載の
機械。
（エ） モールドボードの後面側に取付板を設け、上記
連結手段に、フランジを取付板に取り付けるための手段
を設けた上記（ウ）に記載の機械。
連結手段に、フランジを取付板に取り付けるための手段
を設けた上記（ウ）に記載の機械。
（オ） 上記機械がトラクターを含んでおり、上記支持
手段が、トラクターに連結される剛体フレームと、トラ
クターに対するフレームの位置及び傾斜姿勢を操作する
ための手段とを含んでいる請求項１に記載の機械。
手段が、トラクターに連結される剛体フレームと、トラ
クターに対するフレームの位置及び傾斜姿勢を操作する
ための手段とを含んでいる請求項１に記載の機械。
（カ） 上記フレームが複数の垂直リブを含んでおり、
各リブの前側縁部が、モールドボードの後面の形状と対
応してそれと密着状態で係合し、それにより、旋回支持
手段を中心とするモールドボードの後方への運動が規則
されるようになつている上記（オ）に記載の機械。
各リブの前側縁部が、モールドボードの後面の形状と対
応してそれと密着状態で係合し、それにより、旋回支持
手段を中心とするモールドボードの後方への運動が規則
されるようになつている上記（オ）に記載の機械。
（キ） 上記各リブの前縁部に、モールドボードの後面
形状に対応するパツドを設けた上記（カ）に記載の機
械。
形状に対応するパツドを設けた上記（カ）に記載の機
械。
（ク） 上記モールドボードがその頂縁部の近傍で旋回
自在に支持されている請求項１に記載の機械。
自在に支持されている請求項１に記載の機械。
第１図は本発明実施例を組み込んだブルドーザーの斜視
図、第２図は第１図の実施例のモールドボード組立体の
拡大側面図、第３図は第２図のモールドボード組立体の
平面図、第４図は共振ビームの取付構造を示す第３図の
４−４断面図、第５図はモールドボード及びカツターブ
レードのフレーム支持構造を示す第３図の５−５断面
図、第６図はカツターブレードの懸架構造を示す第３図
の６−６断面図、第７図はＶ形プラウを形成する１対の
部分を有するモールドボードを設けた本発明の第２実施
例の斜視図である。 10……ブルドーザー、12……ビーム、16……モールドボ
ード、18……カツターブレード、46……ピン、48……共
振ビーム、53……入力端部、60……力伝達端部、82……
ピボツトアーム、84……ピン連結部。
図、第２図は第１図の実施例のモールドボード組立体の
拡大側面図、第３図は第２図のモールドボード組立体の
平面図、第４図は共振ビームの取付構造を示す第３図の
４−４断面図、第５図はモールドボード及びカツターブ
レードのフレーム支持構造を示す第３図の５−５断面
図、第６図はカツターブレードの懸架構造を示す第３図
の６−６断面図、第７図はＶ形プラウを形成する１対の
部分を有するモールドボードを設けた本発明の第２実施
例の斜視図である。 10……ブルドーザー、12……ビーム、16……モールドボ
ード、18……カツターブレード、46……ピン、48……共
振ビーム、53……入力端部、60……力伝達端部、82……
ピボツトアーム、84……ピン連結部。
Claims (1)
- 【請求項１】土やその他の材料を移動させるためのブル
ドーザー等の共振駆動型土移動機械であつて、モールド
ボードを設け、該モールドボードの下縁に沿つて往復運
動カツターブレードを設け、モールドモードの後方に共
振ビームを取り付け、該共振ビームに、入力端部と、中
央節と、カツターブレードに隣接する力伝達端部とを設
け、上記入力端部に振動発生機を設け、それにより共振
ビームをその共振周波数の近くで振動させて力伝達端部
によりカツターブレードを間欠的に移動対象材料内へ前
向きに駆動し、ビームの振動によりその節に往復運動力
を生じさせる機械において、モールドボードを横方向軸
を中心にして旋回できる状態で旋回自在に支持する手段
を設け、共振ビームをその中央節においてモールドボー
ドに連結する手段を設けて、共振ビームの上記近似共振
振動によりその節に生じる往復運動横方向力がモールド
ボードに伝わることにより、モールドボードに接触する
材料が撹拌されるようにしたことを特徴とする共振駆動
型土移動機械。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US152286 | 1988-02-04 | ||
| US07/152,286 US4821808A (en) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | Resonantly driven earth moving blade |
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