JP4227936B2

JP4227936B2 - ホイール式建設機械

Info

Publication number: JP4227936B2
Application number: JP2004171377A
Authority: JP
Inventors: 栄治江川
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2024-06-09
Also published as: JP2005350919A

Description

本発明は、バケットにより対象物（資材等）の収集と運搬が可能な第１作業装置と、把持手段やバケット等により対象物の分別収集が可能な第２作業装置とを有し、対象物の分別、収集、運搬を、１台で効率よく行うことができるホイール式建設機械に関する。

従来、対象物の分別、収集、運搬を行うには、一般的に、ハンドリング作業機と運搬用車両の双方を準備する必要があった。図７は、このような従来の作業例を示す図であり、図７の（ａ）に示すように、まず、ハンドリング作業機１０１により、対象物（資材等）１０３を分別収集して、対象物１０３を運搬用車両１０２の荷台に積載し、次に、図７の（ｂ）、（ｃ）に示すように、運搬用車両１０２によって対象物１０３を目的の場所まで運搬して、対象物１０３を降ろすようにしていた。

しかし、図７に示した作業においては、対象物のハンドリング作業を行うハンドリング作業機と対象物の運搬を行う運搬用車両の双方が必要であると同時に、それぞれオペレータが必要であるため、機械・車両の双方を購入しなければならず購入費が嵩む上、人件費も嵩むものとなっていた。また、ハンドリング作業機と運搬用車両の２台が互いに連携して作業を行う必要があるため、産業廃棄物の中間処理場や建設現場などの限られた敷地内での作業では、作業効率が非常に良くないという問題もあった。

そこで、車体の前方にバックホウ式とローダ式の２つ作業装置をもち、掘削からローディング、走行へと作業を切り換えることで、１台で掘削と運搬とが行えるバックホウ・ローダが提案されている（特許文献１参照）。
特許第２５６４４５０号公報

特許文献１に記載されたバックホウ・ローダ（ホイール式建設機械）においては、下部走行体上で旋回可能な上部旋回体に、バケットをもつバックホウ式作業装置を設けるとともに、下部走行体に、ローディング作業を行うためのローダ式作業装置を設けているため、１台のホイール式建設機械で、掘削と運搬とが行える。

しかし、特許文献１に記載されたバックホウ・ローダ（ホイール式建設機械）では、一般のホイール式油圧ショベルと同様に、走行時の車体全長を短くすることを最優先に考慮した設計であるため、走行時にバックホウ式作業装置がなるべく前方に出っ張らないようにするべく、上部旋回体の旋回中心を下部走行体の後部に設けた構成を採っている。このため、上部旋回体の運転室にいるオペレータには、下部走行体の間近前方がほとんど見えず、上部旋回体に設けられたバックホウ式作業装置と、下部走行体の前部に設けられたローダ式作業装置との、協調作業を行うことを困難にしていた。

また、特許文献１に記載されたバックホウ・ローダ（ホイール式建設機械）では、走行体の前輪と後輪とを、ともにそれぞれ操舵可能として、ローダ式作業装置のある前輪側も操舵される構成としている。このため、前輪の２つのタイヤの操舵範囲分は、タイヤの操舵移動のための空きスペースとして確保する必要があり、したがって、前輪の２つのタイヤ間の有効利用できるスペースが大きく制限されて、ローダ式作業装置のリフトアームをあまり手前にもってこられない構造となっていた。よって、下部走行体の手前側でのローダ式作業装置の作業性が要求される荷役作業などには不向きなものとなっている上、ローダ式作業装置の作業範囲を手前に広く確保できないので、この点でも、下部走行体の間近前方でのバックホウ式作業装置とローダ式作業装置との協調作業を困難なものにしていた。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、上部旋回体に対象物の分別収集が可能な第２作業装置（バックホウ式作業装置）を有し、下部走行体の前部（前輪側）に第１作業装置（ローダ式作業装置）を有するホイール式建設機械において、第２作業装置（バックホウ式作業装置）と第１作業装置（ローダ式作業装置）の協調作業を容易にして、対象物の分別、収集、運搬を、１台で効率良く行えるようにすることにある。

本発明は上記した目的を達成するため、ホイール式の走行装置と、該走行装置により移動が可能な下部走行体と、該下部走行体の前部にリフトアームにより上下動可能に取り付けられ、ローダバケットにより対象物の収集と運搬が可能な第１作業装置と、前記下部走行体上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、該上部旋回体の前部にブーム、アームを介して上下動可能に取り付けられた第２作業装置とを、有するホイール式建設機械において、前記第２作業装置は、前記第１作業装置の前記ローダバケットに対象物を積込む協調作業を行う把持手段であり、前記上部旋回体の旋回中心を前記下部走行体の前輪、後輪間の略中央に設けるとともに、前記上部旋回体の旋回半径が前記下部走行体の車幅の範囲内に収まるように前記上部旋回体の外形を構成し、さらに前記リフトアームを前記車輪間に立設した支柱を介して設けたことを特徴とする。
また、本発明は上記発明において、前記下部走行体は、後輪側だけを操舵可能とされたことを特徴とする。

本発明によれば、第２作業装置は、第１作業装置のローダバケットに対象物を積込む協調作業を行う把持手段であり、上部旋回体の旋回中心を下部走行体の前輪、後輪間の略中央に設けてあるので、上部旋回体の運転室が、特許文献１に示された従来技術よりも前寄りになり、したがって、運転室内のオペレータは、下部走行体の間近前方を確実に視認できるようになり、把持手段である第２作業装置（バックホウ式作業装置）と第１作業装置（ローダ式作業装置）の協調作業を容易に行える。
さらに、上部旋回体の旋回半径が前記下部走行体の車幅の範囲内に収まるように上部旋回体の外形を構成したので、コンパクトな車体構造が実現できる。
また、ローダバケットを上下動させるリフトアームを車輪間に立設した支柱を介して設けたことから、リフトアームを容易に移動させることが可能となり、したがって、下部走行体の前輪側における第１作業装置（ローダ式作業装置）の作業範囲を手前にも広く確保できるので、下部走行体の手前側での第１作業装置（ローダ式作業装置）の作業性が要求される荷役作業などにも好適なものとなる上、下部走行体の間近前方でのバックホウ式作業装置とローダ式作業装置との協調作業も容易に行える。
したがって、バックホウ式作業装置とローダ式作業装置との協調作業が容易であるので、対象物の分別、収集、運搬を１台で迅速に行えることとなり、産業廃棄物の中間処理場や建設現場などの限られた敷地内においては、極めて作業効率のよい建設機械となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１〜図６は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）によるホイール式建設機械（ホイール式バックホウ・ローダ）に係り、図１は、本実施形態のホイール式建設機械の側面から見た外観図である。

図１において、Ａは下部走行体、Ｂは下部走行体Ａ上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体である。下部走行体Ａは、走行駆動部２６と、走行駆動部２６で駆動される前輪２８Ａおよび後輪２８Ｂと、後輪２８Ｂを操舵する操舵部２７とを、有する走行装置１、および、走行装置１により走行移動が可能な車体２９を含んで構成されている。また、下部走行体Ａの前部には、リフトアーム２４とローダバケット２５を有し、ローディング作業を行うローダ式作業装置（第１作業装置）２が設けられている。上部旋回体Ｂは、エンジンや油圧システム等で構成された駆動システム３と、ステアリングやアクセルペダル、操作レバー等を有する運転室４と、旋回装置２３を含んで構成されている。また、上部旋回体Ｂには、ブーム２０、アーム２１、把持手段２２を有するバックホウ式作業装置（第２作業装置）５が設けられている。

上下動可能なローダ式作業装置２は、ローダバケット２５により対象物（資材等）の収集と運搬を行うようになっており、上下動可能なバックホウ式作業装置５は、把持手段２２により対象物の破砕や分別収集を行うようになっており、バックホウ式作業装置５で分別収集した対象物を、ローダ式作業装置２のローダバケット２５内に貯め込むことができるようになっている。なお、本実施形態では、バックホウ式作業装置５には把持手段２２を設けた構成例を示したが、把持手段２２に代替してバックホウバケットを設けた構成としてもよい。

図２は、本実施形態のホイール式建設機械の一部を簡略化した底面図であり、図３は、本実施形態のホイール式建設機械の上面図である。図２、図３において、Ｏは上部旋回体Ｂの旋回中心であり、この旋回中心Ｏは、下部走行体Ａ（下部走行体Ａの車体２９）の略中心位置に設けられている。したがって、上部旋回体Ｂの運転室４が、前記特許文献１に示された従来技術よりも前寄りになり、運転室４内のオペレータは、下部走行体Ａの間近前方を確実に視認できるようになり、これによって、バックホウ式作業装置５で分別収集した対象物を、ローダ式作業装置２のローダバケット２５に積込むという、バックホウ式作業装置５とローダ式作業装置２との協調作業を、視認性よく、容易に行うことが可能になっている。

また、図２に示すように、上部旋回体Ｂの旋回半径ｒは、下部走行体Ａの車幅（車輪を含めた車幅）の範囲内に収まるように、上部旋回体Ｂの外形を設定しており、これにより、図２で２点鎖線で示した上部旋回体Ｂの回転軌跡が、下部走行体Ａの車幅を超えることがないので、コンパクトな車体構造が実現できるようになっている。

また、本実施形態では、下部走行体Ａは後輪２８Ｂ側だけを操舵可能として、前輪２８Ａは操舵できないようにしている。そのため、前輪の２つのタイヤ間には、前輪２８Ａのタイヤのための操舵範囲分の空きスペースを確保する必要がないので、図１、図３に示すように、前輪２８Ａの２つのタイヤ間に立設した支柱２４Ａに、ローダ式作業装置２のリフトアーム２４を設け、このリフトアーム２４を容易に移動させることが可能なように構成してある。したがって、下部走行体Ａの前輪２８Ａ側におけるローダ式作業装置２の作業範囲を手前にも広く確保できて、ローダ式作業装置２のローダバケット２５を、車体２９のできるだけ前方に低い位置で引き寄せることが可能となるので、下部走行体Ａの手前側でのローダ式作業装置２の作業性が要求される荷役作業などにも好適なものとなる。さらに、ローダ式作業装置２の作業範囲を手前にも広く確保できるので、下部走行体Ａの間近前方などでのバックホウ式作業装置５とローダ式作業装置２との協調作業も容易に行える。

図４は、本実施形態のホイール式建設機械の油圧回路を示す図である。図４において、１１はディーゼルエンジン、１２は可変容量型油圧ポンプ、１３はステアリング用の固定容量型油圧ポンプ、１４は必要以上の回路圧上昇を防ぐためのアンロード弁、２０ａはブーム２０用の油圧アクチュエータ、２０ｂはブーム２０用のコントロールバルブ、２１ａはアーム２１用の油圧アクチュエータ、２１ｂはアーム２１用のコントロールバルブ、２２ａは把持手段２２用の油圧アクチュエータ、２２ｂは把持手段２２用のコントロールバルブ、２３ａは旋回装置２３用の油圧アクチュエータ、２３ｂは旋回装置２３用のコントロールバルブ、２４ａはリフトアーム２４用の油圧アクチュエータ、２４ｂはリフトアーム２４用のコントロールバルブ、２５ａはローダバケット２５用の油圧アクチュエータ、２５ｂはローダバケット２５用のコントロールバルブ、２６ａは走行駆動部２６用の油圧アクチュエータ、２６ｂは走行駆動部２６用のコントロールバルブ、２７ａは操舵部２７用の油圧アクチュエータ、２７ｂは操舵部２７用のコントロールバルブである。

図４に示す構成において、ディーゼルエンジン１１により駆動される可変容量型油圧ポンプ１２から吐出される圧油は、各々の操作指令に応じて切り換えられる各コントロールバルブ２０ｂ〜２６ｂを介して、対応する各油圧アクチュエータ２０ａ〜２６ａに選択的に供給されて、各油圧アクチュエータ２０ａ〜２６ａが選択的に駆動されることで、各部（ブーム２０、アーム２１、把持手段２２、旋回装置２３、リフトアーム２４、ローダバケット２５、走行駆動部２６）が動作する。また、ディーゼルエンジン１１により駆動される固定容量型油圧ポンプ１３から吐出される圧油は、操作指令に応じて切り換えられるコントロールバルブ２７ｂを介して、油圧アクチュエータ２７ａに供給されて、油圧アクチュエータ２７ａが駆動されることで、操舵部２７が動作する。

図５は、本実施形態のホイール式建設機械の運転室４の内部構成を示す図である。図５において、３０、３１、３２は操作レバー、３３はステアリング、３４はシフトレバー、３５はアクセルペダルである。

図５に示す構成において、操作レバー３０は、前後左右の操作で、ブーム２０と把持手段２２に対応するコントロールバルブ２０ｂ、２２ｂを切り換える。操作レバー３１は、前後左右の操作で、アーム２１と旋回装置２３に対応するコントロールバルブ２１ｂ、２３ｂを切り換える。操作レバー３２は、前後左右の操作で、リフトアーム２４とローダバケット２５に対応するコントロールバルブ２４ｂ、２５ｂを切り換える。ステアリング３３は、左右に回すことで、操舵部２７に対応するコントロールバルブ２７ｂを切り換える。シフトレバー３４は前後に操作することで、走行駆動部２６に対応するコントロールバルブ２６ｂの方向を切り換え、アクセルペダル３５は、踏み込み量に応じて、走行駆動部２６に対応するコントロールバルブ２６ｂの流量を制御する。なお、運転室４内には、図示していないがブレーキペダルが設けられており、このブレーキペダルの踏み込みに応じて、図示せぬブレーキ駆動部により走行を抑制制御するようになっている。

図６は、産業廃棄物の中間処理場や建設現場などの限られた敷地内において、本実施形態のホイール式建設機械によって、対象物の分別、収集、運搬を行っている様子を示す図である。まず、図６の（ａ）に示すように、バックホウ式作業装置５によって対象物１０３を分別して把持し、把持した対象物１０３をローダ式作業装置２のローダバケット２５に積込み、次に、図６の（ｂ）に示すように、ローダ式作業装置２のローダバケット２５に収集した対象物１０３を積載した状態で、下部走行体Ａにより所定の集積場まで迅速な運搬を行い、次に、図６の（ｃ）に示したように、集積場において、ローダ式作業装置２のローダバケット２５から対象物１０３を落として、集積場に対象物１０３をストックする。

本実施形態のホイール式建設機械では、先にも述べたように、バックホウ式作業装置５とローダ式作業装置２との協調作業を容易に行うことができるので、図６に示したような対象物の分別、収集、運搬が１台で迅速に行えることとなり、したがって、産業廃棄物の中間処理場や建設現場などの限られた敷地内においては、極めて作業効率の高い建設機械となる。

本発明の一実施形態に係るホイール式建設機械の側面から見た外観図である。本発明の一実施形態に係るホイール式建設機械の一部を簡略化した底面図である。本発明の一実施形態に係るホイール式建設機械の上面図である。本発明の一実施形態に係るホイール式建設機械の油圧回路図である。本発明の一実施形態に係るホイール式建設機械の運転室内の構成を示す説明図である。本発明の一実施形態に係るホイール式建設機械による作業の様子を示す説明図である。従来の対象物の分別、収集、運搬の作業の様子を示す説明図である。

符号の説明

Ａ……下部走行体、Ｂ……上部旋回体、１……走行装置、２……ローダ式作業装置（第１作業装置）、３……駆動システム、４……運転室、５……バックホウ式作業装置（第２作業装置）、１１……ディーゼルエンジン、１２……可変容量型油圧ポンプ、１３……固定容量型油圧ポンプ、１４……アンロード弁、２０……ブーム、２１……アーム、２２……把持手段、２３……旋回装置、２４……リフトアーム、２５……ローダバケット、２６……走行駆動部、２７……操舵部、２０ａ〜２７ａ……油圧アクチュエータ、２０ｂ〜２７ｂ……コントロールバルブ、２８Ａ……前輪、２８Ｂ……後輪、２９……車体、３０〜３２……操作レバー、３３……ステアリング、３４……シフトレバー、３５……アクセルペダル。

Claims

ホイール式の走行装置と、該走行装置により移動が可能な下部走行体と、該下部走行体の前部にリフトアームにより上下動可能に取り付けられ、ローダバケットにより対象物の収集と運搬が可能な第１作業装置と、前記下部走行体上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、該上部旋回体の前部にブーム、アームを介して上下動可能に取り付けられた第２作業装置とを、有するホイール式建設機械において、
前記第２作業装置は、前記第１作業装置の前記ローダバケットに対象物を積込む協調作業を行う把持手段であり、
前記上部旋回体の旋回中心を前記下部走行体の前輪、後輪間の略中央に設けるとともに、前記上部旋回体の旋回半径が前記下部走行体の車幅の範囲内に収まるように前記上部旋回体の外形を構成し、さらに前記リフトアームを前記車輪間に立設した支柱を介して設けたことを特徴とするホイール式建設機械。
請求項１に記載のホイール式建設機械において、
前記下部走行体は、後輪側だけを操舵可能とされたことを特徴とするホイール式建設機械。