JP3699335B2 - 作業機のドーザ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックホー等の建設・土木機械等の作業機に設けられるドーザ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
バックホーにあっては、図10に示すように、走行装置3の前部にドーザ装置5が設けられている。
このドーザ装置5は、図11及び図12を参照すると、走行装置3のフレーム3Aに後端側が左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着されて上下揺動自在とされた揺動支持体11の前部にブレード10を備えてなり、走行装置3のフレーム3Aと揺動支持体11との間に介装された油圧シリンダ18の伸縮動作によって上下揺動自在とされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記ドーザ装置5にあっては、ブレード10が揺動支持体11に対して、左右方向の軸に直交し且つ互いに直交する2軸廻りに回動自在に支持されたものがあるが、この2軸が前後に離れて設けられていると、前後長さが長くなって大型化する等の問題があるので、図16〜図17に示すように構成したものが考えられている。
この図16〜図17に示すものにあっては、揺動支持体11の前部に、前記直交する2軸44,45を有するクロスピン構造体12を設けこのクロスピン構造体12にブレード10を支持している。
【0004】
クロスピン構造体12は、ボディ43と、このボディ43を揺動支持体11の前部に上下方向の軸心廻りに回動自在に支持するアングル支点軸44と、ボディ43にブレード10を前後方向の軸心廻りに回動自在に支持するチルト支点軸45とを有する。
なお、前記説明は、図11に示すように、揺動支持体11を前後方向に沿う方向とした状態で説明したものであり、揺動支持体11は、この状態から上下に揺動自在とされている。
【0005】
前記ボディ43の左側に形成した取付座面90には、チルトフレーム55がボルト91によって取付固定されている。
このチルトフレーム55と揺動支持体11とに亘って油圧シリンダからなるアングルシリンダ61が介装され、このアングルシリンダ61を伸縮させることにより、チルトフレーム55及びクロスピン構造体12と伴にブレード10が、アングル支点軸44の軸心廻りに揺動する。
また、チルトフレーム55とブレード10とに亘って油圧シリンダからなるチルトシリンダ71が介装され、このチルトシリンダ71を伸縮させることにより、チルトフレーム55及びクロスピン構造体12に対してブレード10が、チルト支点軸45の軸心廻りに揺動する。
【0006】
前記図16〜図17に示すものにあっては、クロスピン構造体12にチルトフレーム55を取り付けるのにボルト91によって固定しているので、ブレード10をチルトした状態(ブレード10をチルト支点軸45廻りに揺動させてブレード10の左右一端側を接地させると共に、他端側を地面から浮かせた状態)で、ドーザシリンダ18を伸長させて、機体を持ち上げると、ブレード10の端部で機体を支えることとなり、クロスピン構造体12とチルトフレーム55とを連結しているボルト91に強大な荷重が作用する。
【0007】
この荷重を繰り返し作用させると、前記ボルト91にゆるみが生じ、破損に至る。
そこで、ボルト91のサイズアップ(径大化)やボルト91の個数を増やすこと或いはボルト91間ピッチの増大等を図って、前記ボルト91に作用する荷重に対する対策を行いたいが、スペースの関係上、これ以上のボルト数量アップ等はできない。また、取付座面90の面積を大きくすると、クロスピン構造体12が大型化する。
【0008】
本発明は、前記問題点に鑑みて、クロスピン構造体を採用してドーザ装置全体のコンパクト化を図ると共に、クロスピン構造体とチルトフレームとの接続部分の信頼性を向上したドーザ装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明が技術的課題を解決するために講じた技術的手段は、機体側に上下揺動自在に支持された揺動支持体にブレードを支持した作業機のドーザ装置において、
上下方向の軸心を有するアングル支点軸と前後方向の軸心を有するチルト支点軸とをボディに直交状に備えたクロスピン構造体を備え、チルト支点軸はボディの前後に設けられていて、前側のチルト支点軸に、ブレードの左右の端部側が上下に揺動するように該ブレードをチルト支点軸廻りに回動自在に支持し、クロスピン構造体を、ブレードの左右の端部側が前後に揺動するように揺動支持体にアングル支点軸廻りに回動自在に支持し、クロスピン構造体の側方に配置したチルトフレームを該クロスピン構造体のボディに一体化し、ブレードをチルト支点軸廻りに揺動させるチルトシリンダの一端側を前記チルトフレームに枢支連結すると共に該チルトシリンダの他端側をブレード側に枢支連結し、ブレードをアングル支点軸廻りに揺動させるアングルシリンダの一端側を前記チルトフレームに枢支連結すると共に該アングルシリンダの他端側を揺動支持体に枢支連結し、クロスピン構造体の、チルトフレーム配置側と反対側の側方に配置したブラケットの一端側を後側のチルト支点軸に軸心廻りに回動自在に支持し、このブラケットの他端側をブレードの背面側に取付固定したことを特徴とする。
【0010】
また、チルトフレームの前面側に、ブレードの背面側に摺接する係合部材を設け、ブレードの背面側に、ブレードに対してチルトフレームが後方に離反不能であると共にブレードのチルト支点廻りの回動は許容されるように、係合部材の後面側に摺接する被係合部材を設けてもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図10において、1は、(旋回)作業機として例示するバックホーであり、該バックホー1は上部の旋回体2と、下部の走行装置3とから主構成されており、旋回台6が上下方向の旋回軸廻りに旋回しても、該旋回台6の後面側が走行装置3の左右幅外に、はみ出さないように、旋回台6の後面側を平面視弧状(略円弧状)に構成した小型の後方小旋回バックホーと称されるものである。
【0012】
なお、バックホー1の走行方向(図10の左右方向)を前後方向といい、この前後方向に直交する横方向(図10の紙面貫通方向)を左右方向という。
また、旋回台6と走行装置3等で作業機1の機体が構成されている。
走行装置3は、トラックフレーム3Aの左右両側に、アイドラ3B、駆動輪3C、トラックローラ3D及びキャリアローラ3Fを回転自在に支持し、これらにゴムクローラ形式(又は鉄クローラ形式)の無端帯状の弾性クローラ4を巻き掛け、駆動輪3Cを油圧モータ等で駆動してなるクローラ式走行装置が採用されている。
【0013】
旋回体2は、走行装置3上に上下方向の旋回軸回りに旋回自在に支持された旋回台6と、旋回台6の前部に設けられた作業装置(掘削装置)7と、旋回台6上に設けられた運転席8と、エンジン,燃料タンク,油圧ポンプ,作動油タンク,ラジエータ,バッテリー等の旋回台6に搭載された各種機器等とを備えて構成されている。
旋回台6は、後部に、旋回台6前部に備えた作業装置7等に対する重量バランスを図り且つ旋回台6の後部を構成するカウンタウエイト20(プロテクタ)を備えている。
【0014】
旋回台6の前部には前方突出状に上下一対の支持ブラケット26が設けられ、この支持ブラケット26には、揺動ブラケット27が上下軸廻りに左右揺動自在に支持されている。
この揺動ブラケット27に横軸廻りに揺動自在自在に支持されたブーム28と、このブーム28の先端側に横軸廻りに揺動自在に支持されたアーム29と、このアーム29の先端側にスクイ・ダンプ動作可能に取り付けられたバケット30とから前記作業装置7が主構成されており、これらブーム28、アーム29、バケット30は、それぞれ油圧シリンダからなるブームシリンダ31、アームシリンダ32、バケットシリンダ33によって作動可能とされている。
【0015】
図1〜図9、図11及び図12に示すように、走行装置3の前部にはドーザ装置5(チルトアングルドーザ装置)が備えられている。
なお、図11及び図12は旋回台6を180°旋回させた状態を示している。
このドーザ装置5は、前部にブレード10を備えており、このブレード10は、走行装置3のトラックフレーム3Aに上下揺動自在に支持された揺動支持体11の前部に、クロスピン構造体12を介して取り付けられている。
揺動支持体11は、図11及び図12に示すように、左右一対の揺動アーム13を備え、これら左右揺動アーム13の後端側が、トラックフレーム3Aに設けられたブラケット14に支軸15を介して左右方向の軸心廻りに回動自在に取り付けられていて、揺動支持体11が支軸15の軸心廻りに上下揺動自在とされている。
【0016】
また、左右の揺動アーム13は、前部側が前部壁21、上下部壁22A,22B、及び連結部材23によって連結されている。
また、連結部材23の左右方向中央側には、左右一対のブラケット16が設けられ、このブラケット16とトラックフレーム3Aに設けたブラケット17との間に油圧シリンダからなるドーザシリンダ18が介装され、このドーザシリンダ18の伸縮によって揺動支持体11が上下に揺動されるように構成されている。
また、揺動支持体11の前部には、前部壁21に固定された上下一対の支持ブラケット19が設けられている。
【0017】
ブレード10は、図2及び図3に示すように、左右の側板35と、この左右側板35間の前面壁36と、この前面壁36下部の刃板37と、前面壁36の背面に設けられた第1の補強壁38と、この第1の補強壁38と前面壁36との間に設けられた第2の補強壁39と、第1の補強壁38の背面側上部に設けられた第3の補強壁40等とから主構成されており、刃板37は前面壁36の下部に固着された取付体41に多数組のボルト・ナットを介して取付固定されている。
クロスピン構造体12は、図1〜図9に示すように、ボディ43と、左右方向の軸に直交し且つ互いに直交する軸心を有する2軸44,45(ドーザ装置5が図に示す状態、すなわち、揺動支持体11が前後方向に沿う状態において、上下方向の軸心を有するアングル支点軸44と、前後方向の軸心を有するチルト支点軸45との2軸)とを備えている。
【0018】
ボディ43は、例えば、SCM435で形成され、円柱体の外周面の、径方向対称位置にある2面を、軸心方向に亘って平坦面46に形成してなる。
ボディ43には、その軸心方向に直交し且つ平坦面46にも直交する挿通孔47が貫通形成され、その挿通孔47にアングル支点軸44がブッシュを介して軸心廻りに回動自在に挿通されている。
また、ボディ43の軸心方向の両端面には、該ボディ43の軸心方向と一致するように(アングル支点軸44の軸心と直交するように)チルト支点軸45が一体的に設けられている。
【0019】
アングル支点軸44は、揺動支持体11の前部の、上下各支持ブラケット19に設けられたボス部48にも挿通されていると共に、アングル支点軸44の上部側に固定された固定板49を上側の支持ブラケット19にボルト50によって固定されており、これによって、支持ブラケット19にクロスピン構造体12がアングル支点軸44の軸心廻りに回動自在に支持されている。
なお、クロスピン構造体12を上下の支持ブラケット19に取り付ける場合には、アングル支点軸44を挿通孔47から抜脱した状態で、ボディ43を、その挿通孔47が支持ブラケット19のボス部48の孔と一致するように、上下のボス部48間に配置し、その後、アングル支点軸44をボス部48及び挿通孔47に上方から挿通すると共に、ボルト50によって固定板49を支持ブラケット19に固定する。
【0020】
クロスピン構造体12を支持ブラケット19に取り付けた状態では、一対のチルト支点軸45はボディ43の前後に位置し、各チルト支点軸45には、筒体51F,51Rがブッシュを介して軸心廻りに回動自在に外嵌されている。
前側の筒体51Fは、ブレード10の背面側に固定され、後側の筒体51Rには、ブラケット52の一端側が固定され、ブラケット52の他端側は、ブレード10の背面側に固定された取付部材53にボルト等によって取付固定されており、これによって、ブレード10がクロスピン構造体12に、チルト支点軸45の軸心廻りに回動自在に支持されている。
【0021】
また、クロスピン構造体12のボディ43(の右側)には、チルトフレーム55が溶接等によって固着されていて、チルトフレーム55がクロスピン構造体12と一体化されている(チルトフレーム55がクロスピン構造体12から一体的に延設されている)。
このチルトフレーム55は、例えば、SS400から成る板材によって形成され、図1、図4〜図8に示すように、一端側(左端側)がクロスピン構造体12のボディ43に溶接固定された上下のフレーム構成部材56,57と、この上下フレーム構成部材56,57及びボディ43に溶接固定された前フレーム構成部材58とを備えて主構成されている。
【0022】
上下各フレーム構成部材56,57の他端側(右端側)には、それぞれボス部59が設けられ、このボス部59に挿通される枢軸60を介して、油圧シリンダからなるアングルシリンダ61の一端側(シリンダロッドエンド)がアングル支点軸44の軸心と平行な軸心廻りに回動自在に取付支持されている。
このアングルシリンダ61の他端側(シリンダ本体側)は揺動支持体11の右側面(右側の揺動アーム13)に設けられたブラケット62にアングル支点軸44の軸心と平行な軸心廻りに回動自在に取付支持されている(図12参照)。
【0023】
したがって、アングルシリンダ61を伸縮させることにより、チルトフレーム55及びクロスピン構造体12と伴にブレード10の左右の端部側がアングル支点軸44の軸心廻りに前後に揺動する。
また、前フレーム構成部材58から上方にブラケット63が一体的に延設されると共に、このブラケット63の後方側に上フレーム構成部材55上に立設されて溶接固定されたブラケット64が設けられ、これらブラケット63,64にはそれぞれボス部65が設けられている。
【0024】
また、ブレード10の背面上部(第3の補強壁40の背面)に固定の支持部材66には、前後一対のブラケット67が設けられ、これらブラケット67にはそれぞれボス部68が設けられている。
そして、チルトフレーム55側のボス部65間には、油圧シリンダから成るチルトシリンダ71の一端側(シリンダ本体側)が枢軸69を介してチルト支点軸45の軸心と平行な軸心廻りに回動自在に枢着され、ブレード10側のボス部68間には、チルトシリンダ71の他端側(シリンダロッドエンド)が枢軸54を介してチルト支点軸45の軸心と平行な軸心廻りに回動自在に枢着されている。
【0025】
したがって、チルトシリンダ71を伸縮させることにより、チルトフレーム55及びクロスピン構造体12に対して、ブレード10の左右の端部側がチルト支点軸45の軸心廻りに上下に揺動する。
なお、72は、チルトシリンダ71等を覆うカバー体であり、ブレード10側に取り付けられている。
また、チルトフレーム55は、ブレード10から後方に離反不能で且つブレード10のチルト支点軸45廻りの揺動は許容するように、ブレード10に係合している。
【0026】
図1及び図9等に示すように、チルトフレーム55の前フレーム構成部材58の前面には取付部材73が固定され、この取付部材73の前面側には、ブレード10の背面側に摺接し且つ取付部材73から左右に突出状とされた係合部材74がボルト75によって固定されている。
また、係合部材74の左右両側には、ブレード10の背面側に固定されたナット部材76が配置されており、前記取付部材73の左右両側には、チルトフレーム55の前フレーム構成部材58の前面に摺接し且つ前記係合部材74の後面側にも摺接する被係合部材77が配置されていると共に、この被係合部材77はナット部材76にボルト78によって取付固定されている。
【0027】
係合部材74が被係合部材77に係合することで、チルトフレーム55は、ブレード10から後方に離反不能であると共に、ブレード10のチルト支点軸45廻りの揺動は許容されるようになっている。
また、図3に示すように、クロスピン構造体12には、潤滑油(グリス)を供給するための孔88a,88b,88c,88dや溝89等が形成されている。
バックホー1にあっては、例えば、バケット30で跳ね上げた石等がブームシリンダ31のシリンダロッド31a等に当たって、シリンダロッド31aを傷つける惧れのないように、プロテクタ79が設けられている。
【0028】
また、バックホー1にあっては、掘削装置7のバケット30の替わりにブレーカを装着することがあるが、図15に示すように、プロテクタ79の正面79aが平坦面であれば、ブレーカの先端が、プロテクタ79の正面79aに衝当するとプロテクタ79が変形してシリンダロッド31a及びシリンダチューブ(シリンダ本体)31bを傷つける惧れがあると共に、プロテクタ79がシリンダロッド31aを主に保護するものであれば、ブレーカの先端がシリンダチューブ31bに衝当してこれを損傷させる惧れがある。
【0029】
そこで、本実施の形態では、図13及び図14に示すように、プロテクタ79の正面を山形に形成すると共に、プロテクタ79をシリンダロッド31aのロッドエンドからシリンダチューブ31bの基部に亘って形成している。
これによって、ブレーカの先端がプロテクタ79に衝当しても、横に逃げ、プロテクタ79が変形しにくいと共に、プロテクタ79が断面三角形状を呈しており、強度が高く変形しにくいように構成されている。
また、シリンダチューブ31bも保護される。
【0030】
前記プロテクタ79は、シリンダロッド31a側に固定されこれを保護する第1カバー80と、シリンダチューブ31b側に固定されこれを保護する第2カバー81とを有する。
第1カバー80及び第2カバー81は、正面側が屈曲した断面山形のアングル鋼等によって形成されている。
シリンダロッド31aには、支持板82の一端側が固定手段83を介して固定されており、この支持板82に第1カバー80が固定されている。また、この支持板82はシリンダチューブ31bに設けられた接当部材84に摺動自在に接当していると共に、接当部材84に固定したガイド部材85に摺動自在に接当している。
【0031】
また、シリンダチューブ31bの基部側には、支持板86の一端側が固定手段87を介して固定されており、この支持板86に第2カバー81が固定されている。また、この支持板86は前記支持板82に接当部材等を介して摺動自在に接当している。
また、第2カバー81及び支持板86は、ブームシリンダ31を収縮させたときに、第1カバー80内に入り込むように構成されている。
なお、第1カバー80が、第2カバー81内に入り込むように構成してもよい。
【0032】
なお、図例では、チルトフレーム55は溶接によってクロスピン構造体12と一体化されたものが開示されているが、チルトフレーム55とクロスピン構造体12とを鋳造によって形成することにより一体化してもよい。また、1つの部材を切削加工することで一体化されたチルトフレーム55とクロスピン構造体12とを形成するようにしてもよい。また、チルトフレーム55とクロスピン構造体12とを鍛造により一体化してもよい。
さらに、接着することにより、チルトフレーム55とクロスピン構造体12とを一体化してもよい。
【0033】
【発明の効果】
本発明によれば、機体側に上下揺動自在に支持された揺動支持体にブレードを支持した作業機のドーザ装置において、左右方向に直交し且つ相互に直交するアングル支点軸とチルト支点軸とを備えたクロスピン構造体を備え、このクロスピン構造体にブレードを、該ブレードの左右の端部側が上下に揺動するようにチルト支点軸廻りに回動自在に支持し、クロスピン構造体を揺動支持体に、ブレードの左右の端部側が前後に揺動するようにアングル支点軸廻りに回動自在に支持することにより、ドーザ装置のコンパクト化が図れると共に、ブレードをチルト支点軸廻りに揺動させるチルトシリンダの一端側を枢支するチルトフレームをクロスピン構造体と一体化することにより、クロスピン構造体とチルトフレームとの接続部分の信頼性を向上させることができる。
【0034】
また、チルトフレームと揺動支持体との間に、ブレードをアングル支点軸廻りに揺動させるアングルシリンダを介装することにより、部材の兼用化が図れる。
また、揺動支持体の前部に上下一対の支持ブラケットを設け、これら支持ブラケット間にクロスピン構造体のボディを介在し、該ボディとは別体で形成したアングル支点軸を上下支持ブラケット及びボディに亘って挿通することにより、クロスピン構造体を揺動支持体に容易に組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】要部の正面図である。
【図2】要部の側面一部断面図である。
【図3】要部の側面断面図である。
【図4】ブレード取付部分の平面図である。
【図5】ブレード取付部分の平面図である。
【図6】クロスピン構造体とチルトフレームの平面図である。
【図7】クロスピン構造体とチルトフレームの背面図である。
【図8】クロスピン構造体とチルトフレームの側面一部断面図である。
【図9】チルトフレームとブレードとの係合部分の平面断面図である。
【図10】バックホーの全体側面図である。
【図11】ドーザ側面の側面図である。
【図12】ドーザ装置の平面図である。
【図13】ブームシリンダとプロテクタの側面断面図である。
【図14】図13のA−A線矢示断面図である。
【図15】従来のバックホーのブームシリンダのプロテクタを示す斜視図である。
【図16】比較例に係るクロスピン構造体とチルトフレームの正面図である。
【図17】比較例に係るクロスピン構造体とチルトフレームの平面図である。
【図18】比較例に係るクロスピン構造体の側面図である。
【符号の説明】
10 ブレード
11 揺動支持体
12 クロスピン構造体
19 支持ブラケット
44 アングル支点軸
45 チルト支点軸
55 チルトフレーム
61 アングルシリンダ
71 チルトシリンダ
Claims (2)
- 機体側に上下揺動自在に支持された揺動支持体にブレードを支持した作業機のドーザ装置において、
上下方向の軸心を有するアングル支点軸と前後方向の軸心を有するチルト支点軸とをボディに直交状に備えたクロスピン構造体を備え、チルト支点軸はボディの前後に設けられていて、前側のチルト支点軸に、ブレードの左右の端部側が上下に揺動するように該ブレードをチルト支点軸廻りに回動自在に支持し、クロスピン構造体を、ブレードの左右の端部側が前後に揺動するように揺動支持体にアングル支点軸廻りに回動自在に支持し、クロスピン構造体の側方に配置したチルトフレームを該クロスピン構造体のボディに一体化し、ブレードをチルト支点軸廻りに揺動させるチルトシリンダの一端側を前記チルトフレームに枢支連結すると共に該チルトシリンダの他端側をブレード側に枢支連結し、ブレードをアングル支点軸廻りに揺動させるアングルシリンダの一端側を前記チルトフレームに枢支連結すると共に該アングルシリンダの他端側を揺動支持体に枢支連結し、クロスピン構造体の、チルトフレーム配置側と反対側の側方に配置したブラケットの一端側を後側のチルト支点軸に軸心廻りに回動自在に支持し、このブラケットの他端側をブレードの背面側に取付固定したことを特徴とする作業機のドーザ装置。 - チルトフレームの前面側に、ブレードの背面側に摺接する係合部材を設け、ブレードの背面側に、ブレードに対してチルトフレームが後方に離反不能であると共にブレードのチルト支点廻りの回動は許容されるように、係合部材の後面側に摺接する被係合部材を設けたことを特徴とする請求項1に記載の作業機のドーザ装置。
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