JP3734197B2

JP3734197B2 - 建設機械

Info

Publication number: JP3734197B2
Application number: JP18401797A
Authority: JP
Inventors: 俊正勘田; 邦一柳; 健治岡村; 裕吉灘; 成俊大司
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2017-07-09
Also published as: EP1008693A1; WO1998051872A1; EP1008693A4; JPH1121943A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行台車によって走行すると共に、第１の作業機と第２の作業機により土木作業等を行う建設機械の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から第１と第２の作業機を具備した土木作業用の建設機械として、図４（ａ）、（ｂ）に示すものがある。ここで、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は側面図である。
【０００３】
この建設機械は、図４（ａ）、（ｂ）に示すような走行台車５１の後部に堀削・排土作業機であるバックホー５２を配設すると共に、前部に積込作業機であるローダ５４を配設してなるものである。バックホー５２は、上下動可能に第１の基台５３に支承されており、第１の基台５３がバックホー５２を収納した場合に破線で示した円５５の範囲で旋回することにより水平方向３６０°に回動し得る。又、バックホー５２は、堀削バケットと多関節のアームからなる堀削機である。一方、ローダ５４は、アームとアーム先端に配設されたバケットとからなる積込機であり、上下動自在に取付部材５８にその根元が配設されている。
【０００４】
バックホー５２を支承する第１の基台５３は、旋回体５６に固設されており旋回軸５７を中心に旋回することが可能である。また、ローダ５４は、第１の基台５３が旋回した場合に、これと干渉しないように取付部材５８に配設されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の建設機械では、第１の基台５３の旋回円５５より前方にローダ５４の根元が配設されているため、車体全長が長くなってしまい、狭小地での使用に適さないという問題があった。
【０００６】
ここで、ローダ５４のアームを短くして車体全長を短くしようとすると、ローダ５４の揚程を大きくとれなくなり、作業範囲を広くとれなくなるという問題が招来する。つまり、作業効率が損なわれるという新たな問題が招来する。
【０００７】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、従来の建設機械よりも車体全長が短くでき狭小地での使用に適するようにするとともに、作業範囲を広くとれるようにして作業効率を向上させることができる建設機械を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び効果】
上記目的を達成するため本発明は、第１の作業機を支承する第１の基台を、走行台車の上部に、水平方向に回動自在に配設するとともに、第２の作業機を前記走行台車の上部に配設した建設機械において、
前記第２の作業機の根元が、前記第１の基台の旋回円の外側近傍であって、前記走行台車の車幅方向に平行な当該旋回円の接線と、前記走行台車の車幅方向に平行な当該旋回円の中心を通る直線との間の領域に位置されるように、前記第２の作業機を前記走行台車の上部に配設するようにしている。
【０００９】
従って、本発明によれば、図１（ａ）、（ｂ）に示すように第２の作業機１４の根元１４ａが、第１の基台１３の旋回円１ａの外側近傍であって、走行台車１１の車幅方向に平行な当該旋回円１ａの接線１ｂと、走行台車１１の車幅方向に平行な当該旋回円１ａの中心を通る直線１ｃとの間の領域１ｄ、１ｅ（斜線部分）に位置されるように、第２の作業機１４が走行台車１１の上部に配設される。この結果、第２の作業機１４の位置を、従来の第２の作業機１５の位置（破線で示す）よりも車体内側に移動させることができ、第２の作業機１４のアームを短くすることなく車体全長を短くすることができる。
【００１０】
よって、本発明の建設機械は、従来の建設機械と比較して車体全長が短くなるので、狭小地での使用に適したものとなる。また、第２の作業機１４のアームの長さを短くする必要がないので、第２の作業機１４の揚程を大きくとることができ、作業効率を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１（ａ）は、本発明の実施形態の建設機械の側面図であり、図１（ｂ）は、その上面図である。
【００１３】
これら図に示すように、走行台車１１は走行機能を有する台車であり、例えば同図に示すような履帯式のものを採用することができる。なお、走行台車１１として、図４（ａ）、（ｂ）に示す車輪式を採用しても良い。また、本実施形態では、第１の基台１３の旋回円１ａが、走行台車１１の車幅内に収まる超小旋回式の建設機械を想定している。
【００１４】
また、第１の基台１３はオペレータが搭乗するキャブである。
【００１５】
さて、走行台車１１の上部には、旋回軸１６を中心に水平方向３６０°に旋回が自在の旋回体１７が配設されており、この旋回体１７に、第１の基台１３が固設されている。そして、この基台１３の端部に、第１の作業機であるバックホー１２が支承されている。このため、旋回体１７を所要に動作させることにより、バックホー１２を水平方向の任意の方向へ位置させることができる。
【００１６】
さらに走行台車１１の上部には、第２の作業機であるローダ１４が配設されている。このローダ１４の根元は、第１の基台１３の側面に配設されている取付部材１８に支承されている。また、この取付部材１８は、第１の基台１３の下部に位置するフレーム１９に固設され、フレーム１９は走行台車１１に固設されている。
【００１７】
ここで、ローダ１４と第１の基台１３との位置関係について説明する。
【００１８】
特に、図１（ｂ）に示すように、ローダ１４が取付部材１８に接続されている部分である根元１４ａは、第１の基台１３の旋回円１ａの外側近傍であって、走行台車１１の車幅方向に平行な当該旋回円１ａの接線１ｂと、走行台車１１の車幅方向に平行な当該旋回円１ａの中心を通る直線１ｃとの間の領域１ｄ、１ｅ（これを斜線にて示す）に位置されるように、ローダ１４が走行台車１１の上部の取付部材１８に配設されるようになっている。
【００１９】
なお、本実施形態では、フレーム１９とは別体の取付部材１８にローダ１４の根元１４ａを取り付けているが、フレーム１９と一体となっている取付部材にローダ１４の根元１４ａを取り付けるようにしてもよい。要は、ローダ１４の根元１４ａは、走行台車１１と第１の基台１３との間に設けられたフレーム１９から延設された取付部材に配設されていればよい。
【００２０】
また、走行台車１１と第１の基台１３との間にフレーム１９を設けることなく、走行台車１１から延設された取付部材に、ローダ１４の根元１４ａを配設するようにしてもよい。この場合も取付部材は、走行台車１１と別体でもよく、また走行台車１１と一体であってもよい。
【００２１】
ここで、第２の作業機であるローダ１４を、水平方向に回動自在に配設してもよい。
【００２２】
図２（ａ）は、ローダ１４を旋回させることができる実施形態の側面図であり、図２（ｂ）は、その上面図である。なお、図１（ａ）、（ｂ）と同一の符号は同一のものである。
【００２３】
これら図に示すように、走行台車１１の上部には、旋回軸２６を中心に水平方向３６０°に回動自在の旋回体２７が配設されており、この旋回体２７に、フレーム２８が固設されている。そして、このフレーム２８には、ローダ１４の根元１４ａを支承する取付部材２９が取り付けられている。このため、旋回体２７を所要に動作させることにより、ローダ１４を水平方向の任意の方向へ位置させることができる。この場合、ローダ１４を取付部材２９を介して支承しているフレーム２８が、ローダ１４を旋回させる第２の基台として機能する。
【００２４】
なお、本実施形態では、第２の基台であるフレーム２８とは別体の取付部材２９にローダ１４の根元１４ａを取り付けているが、第２の基台であるフレーム２８と一体となっている取付部材にローダ１４の根元１４ａを取り付けるようにしてもよい。要は、ローダ１４の根元１４ａは、第２の基台であるフレーム２８から延設された取付部材に配設されていれば、フレーム２８と取付部材は一体のものでも別体のものでもよい。
【００２５】
さらに、フレーム２８の上部には、水平方向３６０°に回動自在の旋回体２ａが配設されており、この旋回体２ａに、第１の基台１３が固設されている。そして、この第１の基台１３の端部に、第１の作業機であるバックホー１２が支承されている。このため、旋回体２ａを所要に動作させることにより、バックホー１２を水平方向の任意の方向へ位置させることができる。
【００２６】
ここで、第１の基台１３を旋回させる旋回体２ａの旋回軸は、第２の基台であるフレーム２８を旋回させる旋回体２７の旋回軸２６と同軸上としてもよく、またお互いに適宜オフセットさせてもよい。
【００２７】
ローダ１４と第１の基台１３との位置関係については、図２（ｂ）に示すように、図１（ｂ）と同様に、ローダ１４の根元１４ａが第１の基台１３の旋回円１ａの外側近傍の領域１ｄ、１ｅに位置されるようになっている。
【００２８】
上述した実施形態では、超小旋回式の建設機械を想定したが、第１の基台の第１の作業機であるバックホーの取付部位とは、反対側の部位（後端）が旋回した場合に描く円について、これを走行台車の車幅内に収めるようにした後端車幅内旋回式の建設機械に適用してもよい。
【００２９】
また、上述した実施形態では、第２の作業機であるローダが左右２本のアームからなるものを想定しているが、図３に示すように、１本のアームからなるローダ４４を具えた建設機械に適用する実施も可能である。
【００３０】
この場合も、図１（ｂ）、図２（ｂ）と同様に、ローダ４４の根元４４ａが第１の基台１３の旋回円１ａの外側近傍の領域１ｅに位置されるようになっている。
【００３１】
上述してきたように、本実施の形態によれば、ローダ１４ないしは４４の根元１４ａ、４４ａが、第１の基台１３の旋回円１ａの外側近傍であって、走行台車１１の車幅方向に平行な当該旋回円１ａの接線１ｂと、走行台車１１の車幅方向に平行な当該旋回円１ａの中心を通る直線１ｃとの間の領域１ｄ、１ｅ（斜線部分）に位置させるようにしたので、ローダ１４ないしは４４が、第１の基台１３に干渉することもなく、ローダ１４ないしは４４の位置を、従来のローダ５４の位置（図１、図２、図３に破線で示す）よりも車体内側に移動させることができる。この結果、ローダ１４、４４のアームを短くすることなく車体全長を短くすることができる。
【００３２】
よって、本実施形態の建設機械は、従来の建設機械と比較して車体全長が短くなるので、狭小地での使用に適したものとなる。また、ローダ１４、４４のアームの長さを短くする必要がないので、ローダ１４、４４の揚程を大きくとることができ、作業効率を向上させることができる。
【００３３】
また、本実施形態では、キャブである第１の基台１３の側面に配設されている取付部材１８、２９を設けるとともに、このキャブ１３の下側を覆うフレーム１９、２８を設けるようにしたので、これら取付部材、フレームを、走行台車１１の走行に伴って飛散する泥を避ける泥除けプレートとして機能させることができる。また、これら取付部材１８、２９、フレーム１９、２８をキャブ１３にオペレータが塔乗する際の足場として機能させることができる。
【００３４】
このため、別途に、泥除け用のフェンダー、足場を確保するためのステップを設ける必要がなくなり、コストを低減させることができる。
【００３５】
ここで、上記取付部材１８、２９には、オペレータの安全に関して、つぎのような問題点がある。
【００３６】
図２（ａ）をより詳述した図５によりこれを説明する。
【００３７】
すなわち、前述したように、オペレータが搭乗するキャブ１３の旋回円１３の外側近傍に、ローダ１４の根元１４ａ、つまりこの根元１４ａが配設されている取付部材２９が位置されているので（図２（ｂ）参照）、図５に示すように車体中心からローダ１４のアーム１４ｂ先端までの距離Ｂを小さくでき、これにより安定性、輸送時のコンパクト化を達成することができる。ただし、ローダ１４の揚程Ａを確保するためには、地面ＧＬから取付部材２９の上端までの距離Ｃ´を大きくとり、ローダ１４の回動支点たる根元１４ａを高い位置にもっていく必要がある。
【００３８】
しかし、このように取付部材２９がキャブ１３の近傍にあって、キャブ１３の床面３０ａよりも高い位置に位置されているときには、キャブ１３に搭乗しているオペレータの足が、キャブ１３の旋回時ないしはローダ１４の旋回時ないしはキャブ１３およびローダ１４の同時旋回時（これらを、キャブ１３の「相対旋回」時という）に、キャブ１３と取付部材２９との間に挟まれてしまう虞がある。
【００３９】
そこで、本実施形態では、こうした危険を回避すべく、図５のＣに示すように、地面ＧＬから取付部材２９の上端までの距離Ｃよりも、地面ＧＬからキャブ１３の床面３０ａまでの距離たるフロア高さＤを大きく、つまり取付部材２９の上端よりもキャブ１３の床面３０ａが高くなるように、キャブ１３を走行台車１１の上部に配設している。
【００４０】
さらに、安全性を向上させるために、図６に示すように、キャブ１３の床面３０ａより外側に延びるフットレスト３１を、キャブ１３がローダ１４に対して矢印Ｅに示すように相対的に旋回する際に、当該フットレスト３１が取付部材２９の上方に位置され、かつローダ１４（アーム１４ｂ）に干渉しないように設けることができる。なお、図６において、３２は樹脂製のサイドカバーであり、３０はゴム製のフロアマットであり、３３はたとえばローダ１４を旋回させるための操作ペダルであり、３４は手摺りである。
【００４１】
このようにフットレスト３１を床面３０ａから延設させたのは、オペレータが足を床面３０ａより下方に投げ出すことによって、取付部材２９とキャブ１３との間に足が挟まれないようにするためである。特に、キャブ１３の床面３０ａが狭い車両にあっては、オペレータとしては足を床面３０ａより外側に投げ出しがちになるからである。さらに、同図６に示すように、フットレスト３１の更に外側に足がはみ出すことがないようにストッパ３１ａをフットレスト３１先端に設けるようにしてもよい。
【００４２】
なお、フットレスト３１としては、床面３０ａより外側に延設しなくてもよく、既存の床面３０ａ内に納めるようにフットレストを設けるようにしてもよい。
【００４３】
上記フットレストは、キャブ１３の床面３０ａの片側（特に、足のはみ出しやすい側）に設けてもよく、床面３０ａの左右両方に設けるようにしてもよい。
【００４４】
図６の実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示すローダ１４が旋回するタイプの車両を想定しているが、図１（ａ）、（ｂ）に示すローダ１４が旋回しないタイプの車両にも当然適用可能である。要は、キャブ１３がローダ１４に対して相対的に旋回するものであれば適用可能であり、キャブ１３が旋回せずローダ１４が旋回する車両に対しても適用することもできる。
【００４５】
以上がオペレータの安全を確保する上で望ましい実施形態である。もちろん、キャブ１３の床面３０ａが広くとってあり、足を投げ出すことが想定し難い大型の車両では、上記実施形態は省略することができる。
【００４６】
さて、特に図２（ａ）、（ｂ）に示す実施形態では、ローダ１４についてもバックホー１２と同様に３６０°全旋回が可能であるため、当該ローダ１４を、バックホー１２による堀削、排土作業の障害とならない位置、方向に待避させることができる。
【００４７】
さらに、ローダ１４を、バックホー１２の旋回方向と同一方向に位置させて、地面に接触、固定させることにより、当該ローダ１４を、バックホー１２による作業時の安定性を確保するためのアウトリガーとしても機能させることができる。
【００４８】
ここで、一般に、小型油圧ショベルには、排土ブレードが車体前方に固定配設されており、この排土ブレードを堀削作業時の安定性を確保するためのアウトリガーとして機能させることができるが、ショベルが排土ブレードと同一の前方に向けられたときしか、安定性を充分に確保することができない。
【００４９】
これに対して、図２（ａ）、（ｂ）に示す実施形態の建設機械によれば、バックホー１２がいずれの旋回方向に向けられたとしても、当該方向にアウトリガーとしてのローダ１４を位置させることが可能であるので、全旋回方向において安定性が確保され、安全性が飛躍的に向上しているのがわかる。
【００５０】
また、ローダ１４についても３６０°の全旋回が可能であるため、水平方向の全範囲にわたって積込作業が可能となる。このため、図４（ａ）、（ｂ）の従来の２種類の作業機を具えた建設機械のように、前方のみでしか積込作業が行えないという制限を受けることなく、柔軟な積み込み姿勢で作業を行うことができるようになり、作業効率が飛躍的に向上する。なお、このようにローダ１４により積込作業を行うときは、第１の基台１３を作業の障害にならない方向に回転させ、バックホー１２を折り畳み格納すれば、積込作業を円滑に行わせることができる。さらに、ローダ１４とバックホー１２を同一方向に旋回させることにより、例えば、バックホー１２で堀削した土砂や砂利を直接、ローダ１４に排土させるといった協調作業が可能となり、作業効率を飛躍的に向上させるこができる。
なお、本実施の形態では、作業機１２、１４を水平方向の全範囲（３６０°）にわたって旋回自在としているが、旋回範囲を必要に応じた範囲に限定するような実施も可能である。例えば、上記２つの作業機による協調作業を行うには、ローダ１４とバックホー１２を同一方向に旋回させることさえできればよいので、ローダ１４について、左右それぞれ９０°の旋回範囲に限定してもよい。
【００５１】
なお、本実施の形態では、作業機として、ローダ１４とバックホー１２を想定しているが、作業内容に応じて他の種類の作業機に適宜変更する実施も可能である。
【００５２】
例えば、上下動自在のローダ１４の代わりに、上下動自在の排土ブレードを配設してもよい。
【００５３】
なお、また、本実施の形態では、水平方向に旋回自在の第２の作業機１４の上部に、第１の作業機１２を水平方向に旋回自在に配設するようにしているが、本発明としては、これに限定されることなく、さらに、第１の作業機１２の上部に、作業内容に応じて他の種類の作業機を水平方向に旋回自在に配設するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施形態の側面図であり、図１（ｂ）はこの第１の実施形態の上面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の第２の実施形態の側面図であり、図２（ｂ）はこの第２の実施形態の上面図である。
【図３】図３は本発明の第３の実施形態の上面図である。
【図４】図４（ａ）は従来の建設機械の上面図であり、図４（ｂ）はこの従来の建設機械の側面図である。
【図５】図５はキャブの高さとして望ましい実施形態を示す図である。
【図６】図６は図５の実施形態のものについてさらにキャブにフットレストを設けた場合の要部斜視図である。
【符号の説明】
１１…走行台車
１２…バックホー
１３…第１の基台
１７，２７，２ａ…旋回体
１６，２６…旋回軸
１４…ローダ
１８，２９…取付部材
１９，２８…フレーム

Claims

第１の作業機を支承する第１の基台を、走行台車の上部に、水平方向に回動自在に配設するとともに、第２の作業機を前記走行台車の上部に配設した建設機械において、
前記第２の作業機の根元が、前記第１の基台の旋回円の外側近傍であって、前記走行台車の車幅方向に平行な当該旋回円の接線と、前記走行台車の車幅方向に平行な当該旋回円の中心を通る直線との間の領域に位置されるように、前記第２の作業機を前記走行台車の上部に配設するようにした建設機械。
前記第２の作業機の根元は、前記走行台車から延設された取付部材に配設されている請求項１記載の建設機械。
前記第２の作業機の根元は、前記走行台車と前記第１の基台との間に設けられたフレームから延設された取付部材に配設されている請求項１記載の建設機械。
前記第２の作業機を支承する第２の基台を、前記第１の基台の下部に、水平方向に回動自在に配設し、この第２の基台から延設された取付部材に、前記第２の作業機の根元が配設されている請求項１記載の建設機械。
前記第２の基台の旋回軸が前記第１の基台の旋回軸とほぼ同軸上となるように、前記第２の基台が、前記第１の基台の下部に配設されている請求項４記載の建設機械。
前記第１の基台の旋回円を、前記走行台車の車幅内に収めるようにした請求項１記載の建設機械。
前記第１の基台の第１の作業機取付部位とは反対側の部位が旋回した場合に描く円を、前記走行台車の車幅内に収めるようにした請求項１記載の建設機械。
前記第１の基台は、オペレータが搭乗するキャブであり、このキャブの下側を覆うフレームに、前記第２の作業機の根元が配設されている請求項１記載の建設機械。
オペレータが搭乗するキャブを、走行台車の上部に配設するとともに、前記キャブと前記走行台車との間に、作業機の根元が配設された取付部材を、前記キャブの旋回円の外側近傍に位置するように配設し、前記取付部材に対して前記キャブを相対的に旋回させることによって作業を行うようにした建設機械において、
前記取付部材の上端よりも前記キャブの床面が高くなるように、前記キャブを前記走行台車の上部に配設したことを特徴とする建設機械。
前記作業機は、前記取付部材の根元取付け位置を回動支点としてアームが回動することによって作業が行われる作業機である請求項９記載の建設機械。
前記キャブの床面より外側に延びるフットレストを、前記キャブの相対旋回時に当該フットレストが前記取付部材の上方に位置され、かつ前記作業機に干渉しないように設けるようにした請求項８記載の建設機械。