JP5938908B2 - 排土装置を備えた建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、排土装置を備えた油圧ショベル等の建設機械に関する。

排土装置を備えた油圧ショベルは広く知られている。

図１に、その一例を示す。例示の油圧ショベルには、クローラ式の下部走行体１０１が備えられ、その上に上部旋回体１０２が旋回自在に搭載されている。上部旋回体１０２には、オペレータが操作を行うキャノピ１０３や、オペレータの操作によって自在に動かすことができるアタッチメント１０４が備えられている。このアタッチメント１０４は主に掘削作業に用いられる。そして、下部走行体１０１には、排土や整地等の作業に用いられる排土装置１０５（ドーザともいう）が備えられている。

図２に詳しく示すように、ドーザ１０５は、下部走行体１０１の前方に横長な排土板１０６を有している。排土板１０６は、左右一対の支持アーム１０７の先端に固定されていて、これら下側支持アーム１０７の基端部は、下部走行体１０１の前部に設けられた支持部１０１ａに回動自在に軸支されている。

左右の支持アーム１０７，１０７の間には、左右方向に延びる架設部１０８が設けられている。この架設部１０８に、昇降アーム１０９の先端部が回動自在に軸支されている。昇降アーム１０９の後端部は、下部走行体１０１の前部に設けられた支持部１０１ｂに回動自在に軸支されている。

昇降アーム１０９にはシリンダ機構が組み込まれていて、操作に応じて昇降アーム１０９は伸縮する。この昇降アーム１０９の伸縮動作に連動して排土板１０６は上下動し、昇降アーム１０９が縮んだときには、図２に仮想線で示すように、排土板１０６は上昇する。

しかしながら、このドーザ１０５の場合、排土板１０６が支持アーム１０７に固定されているため、排土板１０６の上端が必要以上に上方に突き出してアタッチメント１０４等と接触するおそれがある。その結果、排土板１０６を高く上げることができないため、傾斜面での作業や搬送車両への積み込み作業等の際に排土板１０６が邪魔になり易い。

そこで、排土板を支持アームに固定せずに、排土板の傾きを変えられるようにした排土装置が提案されている（特許文献１）。

特許文献１には、下部走行体にブレード装置（排土装置）が装着された油圧ショベルが開示されている。ブレード装置には、ブレード本体や左右一対の支持アーム、ブレード昇降シリンダ、及びスナップシリンダが備えられている。

支持アームは、上述した排土装置の支持アームと同様の機能を有し、ブレード昇降シリンダは、上述した排土装置の昇降アームと同様の機能を有している。ただし、ブレード本体は、上述した排土装置と異なり、支持アームの先端に回動可能に支持されている。そして、スナップシリンダの収縮により、ブレード本体の傾きが調整できるようになっている。

特開２００１−４９６８５号公報

特許文献１の油圧ショベルであれば、スナップシリンダを操作してブレード本体を水平状にすることができる。それにより、排土板を高く上げることができるので、利便性が向上する。

しかしながら、ブレード昇降シリンダに加え、スナップシリンダを組み込む必要があり、部品点数が増加するし、構造も複雑化する。

そこで、本発明の目的は、簡素な構造でありながら、排土板の傾きを変えて、排土板を高く上げることができる建設機械を提供することにある。

本発明に係る建設機械では、機械本体を搭載した下部走行体に排土装置が備えられている。上記下部走行体の前部に、上下に離れて位置する上側支持部及び下側支持部が設けられている。

上記排土装置は、上記下部走行体の前方に配置され、上下に離れて位置する上側連結部及び下側連結部を有する排土板と、上記下側支持部及び下側連結部のそれぞれに、前端部と後端部とが左右方向に延びる横軸回りに回動自在に軸支された下側支持アームと、上記上側支持部及び上側連結部のそれぞれに、前端部と後端部とが左右方向に延びる横軸回りに回動自在に軸支され、伸縮可能な上側支持アームと、上記排土板が所定の傾斜角度以上に下向きに回動するのを規制するストッパと、を有している。

そして、上記ストッパが、上記下側連結部の近傍に設けられて、当該下側連結部と上記下側支持アームの前端部との間の回動を規制する。

このように建設機械が構成されていると、上側支持アームを縮ませることで、排土板を持ち上げて略水平な姿勢に保持することができる。従って、傾斜面での作業や搬送車両への積み込み作業等の際に排土板が邪魔にならずに済み、作業性が向上する。

縮んだ状態から上側支持アームを伸ばしていくと、排土板が下降して下向きに回動する。そして、ストッパによってその回動が規制され、排土板は所定の傾斜角度に保持される。その所定の傾斜角度に保持された排土板は、上側支持アームと下側支持アームの双方でがたつくことなく支持されるため、従来の排土装置と同様に、安定して排土等の作業を行うことができる。

更に、上側支持アームを伸ばせば、排土板は、所定の傾斜角度を保ったまま下降する。従って、排土版の下端を地中深くまで差し込むことができるので、排土作業を効率よく行うことができる。

具体的には、上記ストッパが、上記排土板が下向きに回動する方向に面する作用面と、
上記作用面を受け止める被作用面と、を有し、上記排土板が上記所定の傾斜角度に回動したときに、上記作用面と上記被作用面とが面接触するように構成するのが好ましい。

そうすれば、ストッパで排土板の回動を安定して阻止することができ、排土板を所定の傾斜角度に安定して保持できる。

また、上記排土板が上記所定の傾斜角度にある状態において当該排土板の下端が接する水平面を仮想したとき、上記ストッパが当該水平面よりも上方に位置しているようにするのが好ましい。

そうすれば、いわゆるバックドージングによって整地作業を行う際に、ストッパが邪魔にならずに済み、綺麗に整地することができる。

本発明の建設機械によれば、簡素な構造でありながら、排土板を水平状に傾けて高く持ち上げることができ、また、排土板を排土作業に適した所定の傾斜角度に保持して安定的に支持することができるので、従来の建設機械に比べて生産性や利便性を向上させることができる。

（従来例）従来の建設機械の一例を示す概略斜視図である。 （従来例）図１の建設機械の排土装置の構造を示す概略図である。 本実施形態の建設機械を示す概略斜視図である。 建設機械の前部を下方から見た概略図である。 ある状態の排土装置を示す概略図である。 図５の下側連結部の部分を側方から見た概略図である。 図５の下側連結部の部分を下方から見た概略図である。 ある状態の排土装置を示す概略図である。 ある状態の排土装置を示す概略図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ストッパの変形例を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。また、各図には、上下や前後左右の方向を矢印で示してある。特に言及しない限り、上下等の方向についてはこれら矢印で示す方向に従って説明する。

（建設機械の構成）
図３に、本発明を適用した油圧ショベル１（建設機械の一例）を示す。例示の油圧ショベル１は、機械質量が数トン程度の比較的小型の機種であり、クローラ式の下部走行体２と、その上に旋回自在に搭載された機械本体３とを備えている。

機械本体３には、オペレータが操作を行うキャノピ４や、オペレータの操作に応じて自在に動かすことができるアタッチメント５が備えられている。アタッチメント５は、制御された油圧シリンダの伸縮動作に応じて作動するブームやアーム、バケットなどで構成されている。アタッチメント５は、主に掘削作業に用いられる。

そして、下部走行体２の前側には、前方に突き出すようにドーザ６（排土装置）が備えられている。ドーザ６は、排土や整地等の作業に用いられる。この油圧ショベル１のドーザ６は、排土板２０の傾きを変えることができる。同図は、排土板２０が上を向いた状態を表している。

図４、図５に詳しく示すように、ドーザ６は、排土板２０や下側支持アーム４０、上側支持アーム６０、ストッパ８０などで構成されている。

図４に示すように、下部走行体２は、ベース部２ａと、ベース部２ａの左右両側に取り付けられた一対のクローラ部２ｂとを有している。機械本体３は、ベース部２ａの上に搭載されている。ベース部２ａの前部には、左右方向に離れて対称状に配置された一対の下側支持部１１，１１と、これら２つの下側支持部１１，１１の中間に配置された１つの上側支持部１２とが設けられている。

図５に示すように、上側支持部１２は、各下側支持部１１よりも上方に離れた位置に配置されている。上側支持部１２及び下側支持部１１は、いずれも同じ構造からなり、ベース部２ａの前面から前方に隙間を隔てて平行に突出する一対の支持片１３，１３で構成されている。

排土板２０は、左右方向に延びる横長な板状の構造物であり、その前面（排土面２０ａ）の下側部分は、土砂を掻き上げられるように、前方に向かって湾曲している。排土板２０は、図５に示すように、その排土面２０ａが上方に向くように上向きに回動させることや、図８や図９に示すように、その排土面２０ａが前方ないし下方に向くように下向きに回動させることができる。

排土板２０の後面には、下側支持部１１の配置に対応して、一対の下側連結部２１，２１が左右に離れて対称状に設けられている。また、排土板２０の後面におけるこれら２つの下側連結部２１，２１の中間には、上側支持部１２の配置に対応して、上側連結部２２が１つ設けられている。

図５、図８に示すように、上側連結部２２も、各下側連結部２１よりも上方に離れた位置に配置されている。上側連結部２２及び下側連結部２１もまた、上側支持部１２等と同じ構造からなり、排土板２０の後面から後方に隙間を隔てて平行に突出する一対の連結片２３，２３で構成されている。

本実施形態の下側支持アーム４０は、左右一対で構成されている。各下側支持アーム４０は、強度、剛性に優れた柱状の部材であり、その前端部と後端部とに、軸支部が設けられている。前端部の軸支部を前軸支部４０ａ、後端部の軸支部を後軸支部４０ｂともいう。

図６、図７に詳しく示すように、前軸支部４０ａは、下側連結部２１の左右の連結片２３，２３の間に挿入され、軸部Ｊを介してこれら連結片２３に支持されている。それにより、前軸支部４０ａは、下側連結部２１に軸支され、左右方向に延びる横軸Ａ１周りに回動自在となっている。

一方、後軸支部４０ｂは、下側支持部１１の左右の支持片１３，１３の間に挿入され、軸部Ｊを介してこれら支持片１３に支持されている。それにより、後軸支部４０ｂは、下側支持部１１に軸支され、左右方向に延びる横軸Ａ２周りに回動自在となっている。

上側支持アーム６０もまた、その前端部と後端部とに、軸支部が設けられている。前端部の軸支部を第２前軸支部６０ａ、後端部の軸支部を第２後軸支部６０ｂともいう。

第２前軸支部６０ａは、上側連結部２２の左右の連結片２３，２３の間に挿入され、軸部Ｊを介してこれら連結片２３に支持されている。それにより、第２前軸支部６０ａは、上側連結部２２に軸支され、左右方向に延びる横軸Ａ３周りに回動自在となっている。

一方、第２後軸支部６０ｂは、上側支持部１２の左右の支持片１３，１３の間に挿入され、軸部Ｊを介してこれら支持片１３に支持されている。それにより、第２後軸支部６０ｂは、上側支持部１２に軸支され、左右方向に延びる横軸Ａ４周りに回動自在となっている。

そして、下側支持アーム４０とは異なり、上側支持アーム６０は、その中間部分にシリンダ部６３を有し、伸縮可能に構成されている。シリンダ部６３は、機械本体３に設けられた油圧機構７に接続されており、その油圧機構７から循環供給される制御された作動油の油圧によって伸縮動作する。シリンダ部６３の伸縮動作は、アタッチメント５と同様にオペレータによって操作される。

ストッパ８０は、各下側連結部２１の近傍にそれぞれ１つずつ設けられている。本実施形態のストッパ８０は、下側支持アーム４０の前端部分や排土板２０の後面に設けられたストッパ部材８１などで構成されている。

ストッパ部材８１は、左右方向から見て略Ｌ字状の外観を有する強度部材である。具体的には、図６に示すように、ストッパ部材８１は、排土板２０の後面における下側連結部２１の下方の部分から後方に突出する柱状の基部８１ａと、基部８１ａの先端部分に連なって基部８１ａと略直交する方向に突出する作用部８１ｂとを有している。作用部８１ｂは下側連結部２１の方に向かって突出している。基部８１ａの下側には、ストッパ部材８１を補強するために補強部８１ｃが設けられている。

図７に示すように、ストッパ部材８１の左右幅寸法は、下側連結部２１の２つの連結片２３，２３の間の寸法よりも小さく設定されている。そして、ストッパ部材８１は、左右方向において、これら２つの連結片２３，２３の間に位置するように配置されている。

作用部８１ｂの突端には、平らな作用面８２が形成されている。この作用面８２は、図６に仮想線で示すように、排土板２０が下向きに回動して、排土作業に適した所定の傾斜角度になると、下側支持アーム４０の下面の所定部位（被作用面８３）に面接触するように構成されている。従って、排土板２０の下向きの回動は、作用面８２と被作用面８３の面接触によって規制されるので、安定的かつ効果的に規制することができる。

更にこのとき、ストッパ部材８１を通じて作用面８２と被作用面８３とに作用する荷重の向き（図６に白抜き矢印ｆで示す）が、作用面８２等に略直交するように設定されている。従って、排土板２０に加わる荷重を効率よく下側支持アーム４０に伝えることができるので、よりいっそう安定的かつ効果的に規制することができるようになっている。

（排土装置の動作）
図５に示したように、排土板２０は、排土面２０ａを上方に向けて相対的に高く位置した状態（第１の状態）から、上側支持アーム６０を伸ばすことにより、図８や図９に示すように、排土面２０ａが前方に向いて相対的に低く位置する状態に変化させることができる。

まず、第１の状態では、シリンダ部６３が縮んでいて、上側支持アーム６０が下側支持アーム４０よりも短くなっている。その結果、排土板２０の上側に配置されている上側連結部２２が上側支持アーム６０に引っ張られ、排土板２０は、上昇して、その排土面２０ａを上を向けた略水平な状態になっている。

第１の状態では、排土板２０が略水平になっているため、排土板２０を比較的高くまで持ち上げることができる。従って、傾斜面での作業や搬送車両への積み込み作業等の際に排土板２０が邪魔になり難いため、作業性が向上する。また、排土板２０を排土等の作業だけでなく、運搬等の作業にも利用できるようになる。

この第１の状態から、シリンダ部６３を作動させることによって上側支持アーム６０を伸ばすと、排土板２０は、上側支持アーム６０や下側支持アーム４０とともに下降し、地面Ｇに接する。その状態から更に上側支持アーム６０を伸ばすと、下側連結部２１を基点に、排土板２０は下向きに回動し始める。

そうして、排土板２０が所定の傾斜角度になると、図８に示すように、ストッパ部材８１の作用面８２が、下側支持アーム４０の下面（被作用面８３）に面接触して受け止められる。その結果、排土板２０は、それ以上の回動が規制されるため、所定の傾斜角度に保持される（第２の状態）。

第２の状態では、排土板２０の下端２０ｂが地面Ｇに接し、左右方向から見て、上側支持アーム６０と下側支持アーム４０とが略平行になっている。そして、排土板２０の下側部分は、ストッパ８０で固定された状態で、下側支持アーム４０によって支持され、排土板２０の上側部分は、上側支持アーム６０によって支持されるため、排土板２０をがたつくことなく安定した状態で支持できる。従って、第２の状態で下部走行体２を前進させれば、従来のドーザ６と同様に排土等の作業を行うことができる。

このとき、ストッパ部材８１は地面Ｓと接しないように配置されている。換言すれば、排土板２０の下端２０ｂが接する水平面Ｓ（図８では地面Ｇの表面）を仮想したとき、ストッパ部材８１は、その水平面Ｓよりも上方に位置している。

ドーザ６による作業の１つに、下部走行体２を後進させ、排土板２０を後向きに引き摺る整地作業がある。その際、ストッパ部材８１が排土板２０の下端２０ｂよりも下側に突出していると、ストッパ部材８１が地面Ｇに食い込んで整地面に溝が残る。

それに対し、このドーザ６であれば、ストッパ部材８１が邪魔にならないように配置されているので、ストッパ部材８１が設けられていても、支障無く整地作業を行うことができる。

第２の状態から、更に上側支持アーム６０が伸びると、図９に示すように、排土板２０は、その傾斜角度を保ったまま下降する（第３の状態）。すなわち、第３の状態では、同図に示すように、地中深くまで排土板２０を差し込むことができる。従って、排土作業の作業効率をよりいっそう高めることができる。

このように、この油圧ショベル１によれば、簡素な構造であるにもかかわらず、第１の状態から第３の状態まで、幅広く排土板２０の傾きや高さをその機能に応じて変化させることができるので、生産性や利便性に優れる。

（その他）
本発明にかかる建設機械は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、ストッパ８０の構成は変更可能である。その一例を図１０に示す。

図１０の（ａ）のストッパ８０では、ストッパ部材８１が下側支持アーム４０の側に設けられている。この場合、被作用面８３は排土板２０の後面を利用すればよい。

図１０の（ｂ）のストッパ８０では、ストッパ部材８１が排土板２０と下側支持アーム４０との双方に設けられている。具体的には、ストッパ部材８１は、排土板２０に設けた第１ストッパ部材８６と、下側支持アーム４０に設けられた第２ストッパ部材８７とで構成されている。第１ストッパ部材８６は、排土板２０の後面から後方に突出する柱状の部材からなり、その突端に作用面８２が形成されている。一方、第２ストッパ部材８７は、下側支持アーム４０の下面から下方に突出する柱状ないし板状の部材からなり、その前面が被作用面８３として利用されている。

図１０の（ｃ）のストッパ８０では、下側支持アーム４０の前軸支部４０ａの下側部分に、前方に面する被作用面８３が形成されている。そして、下側連結部２１の連結片２３の内側にストッパ部材８１が一体に形成されている。

その他にも、機械本体３は下部走行体２に固定され、旋回自在でなくてもよい。下部走行体２はホイール式であってもよい。上側支持アーム６０や下側支持アーム４０の数は、仕様に合わせて適宜設定できる。ストッパ８０は、一部の下側連結部２１の近傍にだけ設けてもよい。

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 機械本体
６ ドーザ（排土装置）
１１ 下側支持部
１２ 上側支持部
２０ 排土板
２１ 下側連結部
２２ 上側連結部
４０ 下側支持アーム
６０ 上側支持アーム
８０ ストッパ
８２ 作用面
８３ 被作用面
Ａ１〜Ａ４ 横軸

Claims (3)

1. 機械本体を搭載した下部走行体に排土装置が備えられている建設機械であって、
   上記下部走行体の前部に、上下に離れて位置する上側支持部及び下側支持部が設けられ、
   上記排土装置は、
   上記下部走行体の前方に配置され、上下に離れて位置する上側連結部及び下側連結部を有する排土板と、
   上記下側支持部及び下側連結部のそれぞれに、前端部と後端部とが左右方向に延びる横軸回りに回動自在に軸支された下側支持アームと、
   上記上側支持部及び上側連結部のそれぞれに、前端部と後端部とが左右方向に延びる横軸回りに回動自在に軸支され、伸縮可能な上側支持アームと、
   上記排土板が上記下側支持アームに対して所定の傾斜角度以上に下向きに回動するのを規制するストッパと、
   を有し、
   上記ストッパが、上記下側連結部の近傍に設けられて、上記排土板に下向きに回動する力が加わったときに、当該下側連結部と上記下側支持アームの前端部との間の回動を規制して、上記排土板の上記傾斜角度が保持される建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   上記ストッパが、
   上記排土板が下向きに回動する方向に面する作用面と、
   上記作用面を受け止める被作用面と、
   を有し、
   上記排土板が上記所定の傾斜角度に回動したときに、上記作用面と上記被作用面とが面接触する建設機械。
3. 請求項２に記載の建設機械において、
   上記排土板が上記所定の傾斜角度にある状態において当該排土板の下端が接する水平面を仮想したとき、上記ストッパが当該水平面よりも上方に位置している建設機械。

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