JPH0585425A - 建設機械の下部走行体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 傾斜地などでの走行性や各種作業性の向上お
よび運転者の疲労防止と安全性の向上を確保できる建設
機械の下部走行体を提供すること。 【構成】 上部旋回体９を旋回自在に支持する車体フレ
ーム１まわりの前後および左右の各位置に、上下に伸縮
自在な伸縮脚３，３′を取り付けると共に、それら伸縮
脚３，３′の下部に回動軸５，５′を支点として回動シ
リンダ６，６′により円弧状に回動する履帯式の走行ユ
ニット７，７′を装備することと、上部旋回体９と車体
フレーム１とが傾動軸１０を支点として傾動シリンダ１
1, 1１′により車体フレーム１の前後に傾動自在にする
こと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として傾斜地を走行
したり、あるいは傾斜地に据置して掘削作業を行なった
り、または各種の土木建設作業などを行なう建設機械の
下部走行体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記の各種建設作業などに使用される建
設機械、例えば図８(A) の側面図および図８(B) の正面
図に示すように油圧ショベルの下部走行体５１は、車体
フレーム５２と走行駆動装置である走行モータ５１Ｃ、
クローラ５１Ａ等を搭載した左右一対のトラックフレー
ム５１Ｂで構成され、それぞれ溶接またはボルト締結で
一体化構造にし、平地走行を想定して構成されているの
が普通である。そのために路面の傾斜状況に応じて、機
体全体も、作業機５４および運転席５５を搭載した上部
旋回体５３と共に同じく傾斜をする構造となっている。

【０００３】すなわち、上記のごとき従来の油圧ショベ
ルは主として平地走行および平地掘削作業を主目的とし
て設計されているため、傾斜地での走行性および作業性
には機構上大きな制約がある。例えば、傾斜地の途中に
止めて掘削作業を行なう場合や河川から砂利を採取する
ような場合は、あらかじめほゞ機体が水平に位置し、安
定した状態に据置できるように、傾斜地に仮設道路を設
けるとか、仮設桟橋を設ける特別の工事が必要であり、
余分な前作業を行なうため、非常に作業能率が低下する
という問題点があった。

【０００４】また、油圧ショベルが傾斜地で掘削し、水
平地にあるダンプトラックへ掘削物を積込む作業をする
場合、図７(B) および図７(C)で示すように、油圧ショ
ベルＣの下部走行体５１が傾斜地面２１に合わせて傾斜
することになる。従って作業機５４の掘削方向でのダン
プトラック５６の積込み高さＨ₀ に対し、図７(C) のダ
ンプトラック５６位置での積込み高さがＨ₁ が大となる
ので、上部旋回体５３を旋回しながらダンプトラック５
６に接近する際には、旋回動作と共に高さ調整をしなけ
ればならないので、作業時間の損失が大である。また、
ダンプトラック５６との干渉防止に非常に注意をしなけ
ればならないので運転席５５内の運転者の疲労が大であ
るという問題があった。

【０００５】さらに、傾斜地を連続走行する場合、図６
(B) で示すように、傾斜地面２１に合せて、上部旋回体
５３に取り付けられた運転席５５も同様に角度θ傾斜し
て走行するために、運転者の疲労が大であり、また、操
作レバー誤操作の危険性が大であるという問題があっ
た。

【０００６】

【発明の解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題点を解決するためになされたものであり、傾斜地な
どでの走行性や各種作業性の向上および運転者の疲労防
止と安全性の向上を確保できる建設機械の下部走行体を
提供することを解決課題としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、本発明の建設機械の下部走行体は、そ
の建設機械の上部旋回体などの上部本体を支持する車体
フレームまわりの前後および左右の各位置に、それぞれ
上下に伸縮自在な伸縮脚を取り付けると共に、それら伸
縮脚の下部の連結脚に回動軸を支点として回動シリンダ
により円弧状に回動する履帯式の走行ユニットを装備す
ることにより構成され、傾斜地において運転席および作
業機を搭載する上部旋回体を、それを支持する車体フレ
ームと共に、下部走行体の前後進方向に対し、前後およ
び左右の各位置で各伸縮脚によって上下および左右それ
ぞれ異なって上昇および下降させて、上部旋回体を下部
走行体に対し相対的に傾斜させ、上部旋回体などの上部
本体部分を水平に保持することができる。

【０００８】また、下部走行体の履帯式走行ユニットを
傾斜地面に沿って左右位置で接地するように、車体フレ
ームに対してその走行ユニットを回動軸を支点として円
弧状に回動させれば、車体の接地安定性が保たれる。さ
らに、上部旋回体などの上部本体の下部と車体フレーム
とを傾動軸を支点として傾動シリンダにより車体フレー
ムの前後に傾動自在とすることは、上部旋回体を車体の
進行方向に対して傾動できるので好ましい構成である。

【０００９】また、上記各伸縮脚の上下の伸縮操作、各
伸縮脚と走行ユニットとの回動操作および上部旋回体の
車体フレームに対する傾動操作を、油圧または空気圧な
どの流体圧により行なわれるようにすることは、各動作
に対する制御操作、特に走行ユニットの制御操作の機能
性を高めうるので望ましい構成である。

【００１０】

【実 施 例】以下、図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図１(A) はその一実施例における建設
機械、特に油圧ショベルＣの下部走行体の部分断面で示
す平面図、図１(B) は図１(A) のＡ部分の詳細断面図で
ある。まず、投影面が四角形に形成された車体フレーム
１は、建設機械の上部本体である上部旋回体を旋回自在
に支持するものであるが、この車体フレーム１のまわり
の前後および左右の四隅部の各位置に、上下に伸縮自在
な伸縮脚３を取付け、これらの伸縮脚３の下部端にこの
伸縮脚３を横方向にＬ形に延長して設けた連結脚４の先
端に回動軸５を介して走行ユニット７, ７′を連結して
いる。

【００１１】車体フレーム１の連結脚４の取付け部は、
図１(B) で示すように、車体フレーム１とシリンダ支持
片２と伸縮シリンダ３Ａを溶接またはボルト締結等で一
体化に構成し、この伸縮シリンダ３Ａの外周部に外形が
投影面で四角状をなし、かつその内径が僅かに伸縮シリ
ンダ３Ａの外径よりも大きく、隙間を持たせた筒状のシ
リンダガイド３Ｃが形成されている。

【００１２】次に、図１(A) におけるＣ−Ｃ方向の断面
図である図３(A) および図３(B) に示すように、車体フ
レーム１に面した側面の一部をシリンダ支持片２の幅よ
りも僅かに大きく縦方向に切欠いで切欠き溝部３Ｄを設
け、伸縮シリンダ３Ａを筒状のシリンダガイド３Ｃ内に
挿入し、溝部３Ｄよりシリンダ支持片２を突出させてシ
リンダガイド３Ｃに対して上下方向に摺動自由な構造と
している。

【００１３】また、伸縮シリンダ３Ａと連結脚４は、図
３(A) に示すように伸縮シリンダ３Ａのロッド３Ｂの先
端の雄ねじ部を連結脚４の雌ねじ部にねじ込み締結して
一体化されている。次に、連結脚４への走行ユニット７
の取付けは、図１(A) の如く片側の走行ユニット７に対
し、車体の前後方向位置の２ケ所で行なわれる。そして
図１(A) のＢ−Ｂ方向の断面図である図２(A) に示すよ
うに、連結脚４の走行ユニット７側の端部と、走行ユニ
ット７のトラックフレーム７Ｂの側面を回動軸５を支点
として連結し、連結脚４の上面に回動シリンダ６のシリ
ンダ側を連結ピン６Ａで接続し、更にそのロッド側をト
ラックフレーム７Ｂに連結ピン６Ｂで接続している。従
って、走行ユニット７は伸縮脚３の下部端よりＬ形に横
方向に延長された連結脚４に回動軸５を支点として支持
され、回動シリンダ６に回動自在に駆動されるように構
成されており、車体の片方で２台の回動シリンダ６を油
圧または空気圧の流体圧による流体エネルギーで同時に
伸縮させると、走行ユニット７は連結脚４に対して円弧
運動する構造になっている。

【００１４】また、走行ユニット７は、トラックフレー
ム７Ｂの前端部にアイドルホイール７Ｅを、そして後端
部に流体エネルギーによって作動する走行モータ７Ｃを
介してスプロケット７Ｄを配し、その間にクローラ７Ａ
をかけ渡した履帯式となっている。以上の構成からなる
走行ユニット７を車体フレーム１１に対して反対側にも
同様に配置して、２台１組で車体１台分を構成してい
る。

【００１５】次に、車体フレーム１と上部旋回体９との
間の連結構造に説明する。図１(A)におけるＤ−Ｄ方向
の断面図である図４(A) および図４(B) で、運転席や作
業機などを搭載した上部本体である上部旋回体９の底面
取付部と車体フレーム１の上面部の取付部とを傾動軸１
０で結合して上部旋回体９はこの傾動軸１０を支点とし
て車体走行方向で上下に傾動自在な構成になっている。

【００１６】そこで、車体フレーム１の車体前部の左右
側面の各１ケ所、車体後部の左右側面の各１ケ所、合計
４ケ所に傾動シリンダ取付板１２, １２′を溶接または
ボルト締結で固定し、さらに車体前部の車体フレーム１
側の傾動シリンダ取付板１２と上部旋回体９の底面前部
との間を傾動シリンダ１１で連結する。上記の連結手段
としては、上部旋回体９の底面と傾動シリンダ１１のシ
リンダチューブ側は連結ピン１１Ａで、また車体フレー
ム１側の傾動シリンダ取付板１２と傾動シリンダ１１の
ロッド側は連結ピン１１Ｂで連結される。上記と同様に
車体後部の傾動シリンダ１１′は、車体前部と同様に、
上部旋回体９と車体フレーム１とが連結ピン１１Ａ′と
連結ピン１１Ｂ′を介して連結されている。

【００１７】次に、下部走行体の車体フレーム１の最低
地上高さを高くする場合および傾斜地や階段状地面にお
いて車体フレーム１を車体左右方向で水平に保つ場合の
作動について図２(A) , (B) , 図３(B) , 図５(A) ,
(B) を参照して説明する。 〔地上高さを高くする場合〕図２(A) は平坦地面２０に
ある車体フレーム１が最低の位置にある場合を示してお
り、この車体フレーム１の地上高さを高くする場合に
は、車体フレーム１の前後左右の四隅にある４本の伸縮
脚３を構成している伸縮シリンダ３Ａを流体エネルギー
で同時に伸張させると、シリンダガイド３Ｃに沿って伸
縮シリンダ３Ａと、これに固定されているシリンダ支持
片２と、このシリンダ支持片２に連結されている車体フ
レーム１が上方の所定位置まで上昇移動し、図２(A) 及
び図３の(A) に示す初期高さＬ₀ に対し、図２(B) 及び
図３(B) の調整後高さＬ₁ に達すると、各伸縮シリンダ
３Ａが作動停止し、姿勢を保持する。以上の操作要領に
て車体の最低地高さをＬ₀ からＬ₁ へと変更することが
できる。

【００１８】なお、図３に示すように車体の左右位置の
各連結脚４は連結板８で互いに連結して一体形成されて
おり、走行ユニット７の前端部または後端部に局部的に
荷重が加わった場合に発生する前後２ケ所の連結脚４へ
の偏荷重の集中を分担軽減している。 〔傾斜地面の姿勢を変更する場合〕次に、傾斜地面２１
で車体フレーム１を水平保持するための各部の作用を説
明すると、従来の下部走行体では図６(B) で示すよう
に、下部走行体５１と上部旋回体５３が一体化されてい
るので、角度θの傾斜地面２１の傾きに沿って下部走行
体５１、上部旋回体５３および運転席５５が同様に傾斜
して不具合を生ずることは前述の通りである。

【００１９】さて、本発明によれば、図５(A) に示すよ
うに車体フレーム１の左右方向の水平保持が次の操作で
可能になる。すなわち、傾斜地面２１の傾斜面下方に設
置された下部走行体の伸縮シリンダ３Ａを伸張操作する
と共に回動シリンダ６を同時に伸張操作すると、車体フ
レーム１の傾斜面下側部が上昇するとともに、走行ユニ
ット７が連結脚４先端に設置されている回動軸５を支点
に反時計方向の円弧状に回動し、クローラ７Ａの接地面
が全面で傾斜地面２１に接地し、車体フレーム１が水平
状態になるとそれぞれ作動を停止する。

【００２０】一方、傾斜地面２１の上方に設置された下
部走行体の伸縮シリンダ３Ａ′と回動シリンダ６′を傾
動地面２１の下方に設置された下部走行体の伸縮シリン
ダ３Ａと回動シリンダ６の操作とまったく逆の操作を同
時に行なう。すなわち、伸縮シリンダ３Ａ′は縮み操作
を行なうと同時に回動シリンダ６′も縮み操作を行なう
ことによって、車体フレーム１の傾斜面上側部が下降す
るとともに走行ユニット７′が反時計方向の円弧状に回
動し、クローラ７Ａ′の接地面が全面で傾斜地面２１に
接地し、車体フレーム１が水平状態になるとそれぞれ作
動停止する。

【００２１】なお、回動シリンダ６, ６′を操作してク
ローラ７Ａ, ７Ａ′の接地面を傾斜地面２１の傾斜状態
に合せて接地面積を広くとることによって接地圧を低下
させてスリップ等を防止して車体フレーム１を水平に維
持しながら安定させることができる。 〔階段状地面の姿勢を変更する場合〕次に、階段状地面
２２において車体フレーム１を水平状態に保持するため
の各部の作用を図５(B) で説明すると、階段状地面２２
で高い地面側と低い地面側とをそれぞれ左右の走行ユニ
ット７, ７′でまたいで乗った場合、高い地面側の伸縮
シリンダ３Ａ′を縮め、同時に低い地面側の伸縮シリン
ダ３Ａを伸張し、車体フレーム１が水平姿勢になるまで
操作を継続し、水平になると同時に操作を停止し、水平
状態を保持する。この場合、地面は傾斜していないの
で、回動シリンダ６, ６′の伸縮作用によって走行ユニ
ット７, ７′を時計方向および反時計方向へ円弧状に回
動して、クローラ７Ａ、７Ａ′の接地面を傾斜させる必
要はない。 〔上部旋回体を水平に保持する場合〕次に、上記の下部
走行体と上部旋回体９との連結機構を動作させて、上部
旋回体９の車両前後方向姿勢を水平に保つ場合の作動方
式について説明すると、この機構は建設機械等が、その
車体に対し前後方向に傾斜している地面上にある場合に
作動させるものである。

【００２２】図４(A) は平坦地面２０上にある場合で、
傾動シリンダ１1, 1１′は通常時の状態であり、上部旋
回体９は水平状態を保持している。そこで、図４(B) の
ように建設機械等が車体の前後方向で傾斜地面２１にあ
る場合は、従来の下部走行体では、図８(A) に示すよう
に、車体フレーム５２と上部旋回体５３も同様に傾斜し
た。これに対して本発明では、図４(B) に示すように、
傾斜地面２１の傾斜面下方に設置された傾動シリンダ１
１を伸張操作すると共に傾斜地面２１の上方に設置され
た傾動シリンダ１１′を縮み操作することにより、上部
旋回体９の前部は持ち上がり、後部は引き下げられるこ
とになり、上部旋回体９は水平状態へと移行していき、
水平状態になるとそれぞれ傾動シリンダ１1, 1１′は作
動停止する。

【００２３】次に、上記に説明した機構を有する本発明
の建設機械の下部走行体と、従来の下部走行体との作用
効果を比較するため、油圧ショベルに本発明の下部走行
体を設けた場合を説明する。図７(B) および図７(C) の
従来例で、傾斜地面２１によって運転席５５は下部走行
体５１と同じく傾斜する。そして運転者は傾斜した運転
席５５中において下側にずり落ちようとする身体を所定
位置に保持しながらレバー操作しなければならないため
に疲労が著しく、更に傾斜状態でレバー操作をするので
誤操作の恐れが多分にある。

【００２４】また、図７(B) ，(C) に示すように上部旋
回体５３の上に搭載した作業機５４を用いて土砂を掘削
し、ダンプトラック５６などへ積載する場合には掘削時
方向での作業機高さＨ₀ とダンプトラック積込み高さＨ
₁ が大きく異なるために頻繁に旋回動作と共に高さ調整
する必要があった。これに対して本発明では図７(A)に
示すように左右の各伸縮脚３, ３′を有する走行ユニッ
ト７, ７′を操作して車体フレーム１をなるべく水平な
いしは水平に近い状態に調整できるので、掘削時方向で
の作業高さＨ₀ とダンプトラック積込み高さＨ₁ とをほ
ぼ同等にすることが可能になり、作業機５４の高さを頻
繁に調整の必要がなくなる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の建設機械の下部走行体は、建設
機械の上部本体を支持する車体フレームまわりの前後左
右の各位置に、上下に伸縮自在な伸縮脚を取り付けると
共に、それら伸縮脚の下部に前後方向に設けた回動軸を
支点とし、回動シリンダによって回動駆動される履帯式
の走行ユニットを装備して構成されている。

【００２６】即ち、下部走行体はその上部本体に対し前
後の傾動機能を有しているので、前後に傾斜した斜面で
の走行時および作業時に、上部旋回体などの上部本体
は、その運転席や作業機とともに水平状態の安定した状
態で保持され、また傾斜地や起伏の大きい地面でも、車
体フレームに対し前後左右に設けた伸縮脚を個別に伸縮
させて、車体フレームを水平状態に保持させることがで
きる。

【００２７】従って、上部本体に搭載されている運転席
と作業機は水平方向に支持された状態で操作できるの
で、安定した作業ができ、作業ロスの低減および運転者
の疲労低減および誤操作の防止をはかりうるとともに安
定した走行ができる。また、傾斜地に対し履帯式の走行
ユニットと傾斜地面との接地性が良くなり、作業時の安
定性および走行時の横すべりなどがなく、起伏のある傾
斜地での走行性能および安全性が確保されるという効果
がある。

【００２８】さらに、車体フレーム下部の伸縮脚の伸張
操作により、車体フレームを上昇させて最低地上高さの
増加で障害物の走破性が向上する。特に、河川や湖沼な
ど水没地で、従来の深さよりも深いところでの作業が可
能になるとともに、車体フレーム上の作業機の上方での
作業範囲が拡大し、作業性、機能性、さらに安全性の高
い建設機械を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図(A) は下部走行体の一実施例における部分断
面で示す平面図であり、図(B)は図(A) におけるＡ部の
拡大断面図である。

【図２】図(A) は図１の図(A) におけるのＢ−Ｂ方向の
正断面図であり、伸縮シリンダ最縮状態を示している。
そして図(B) は伸縮シリンダ最伸状態を示す正断面図で
ある。

【図３】図(A) は図１の図(A) におけるＣ−Ｃ方向の側
断面図で、伸縮シリンダ最縮状態を示している。また、
図(B) は図(A) の伸縮シリンダ最伸状態を示す側断面図
である。

【図４】図(A) は図１の図(A) におけるＤ−Ｄ方向の側
断面図であり、傾動シリンダ中立状態を示している。そ
して図(B) は傾動シリンダ作動時の状態を示す側断面図
である。

【図５】図１の図(A) における下部走行体の傾斜地面に
おける状態を示す正断面図、同図(B) は図(A) の下部走
行体の階段状地面における状態を示す正断面図である。

【図６】本発明の実施例に係る図１の図(A) の下部走行
体の傾斜地面における状態を示す正断面図、図(B) は図
８の(A) に示す従来の下部走行体の傾斜地面における状
態を説明する正面図である。

【図７】図(A) は、図１(A) に示す下部走行体を持つ建
設機械の傾斜地面での作業状態を説明する正面図、図
(B) は、図８(A) の従来の下部走行体の傾斜地面での作
業状態を説明する正面図、図(C) は図(B) の下部走行体
で油圧ショベル作業姿勢を示す正面図である。

【図８】図８の図(A) は、従来の下部走行体を有する油
圧ショベルの側面図、図(B) は図(A) の正面図である。

【符号の説明】

１ 車体フレーム ３, ３′伸縮脚 ３Ａ, ３Ａ′
伸縮シリンダ ４, ４′連結脚 ５，５′回動軸 ６, ６ 回動シ
リンダ ７, ７′走行ユニット ７Ａ, ７Ａ′クローラ ９
上部旋回体 １０ 傾動軸 １1, 1１ 傾動シリンダ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械の上部本体を支持する車体フレ
   ームまわりの前後左右の各位置に、上下に伸縮自在な伸
   縮脚を取り付けると共に、それら伸縮脚の下部に前後方
   向に設けた回動軸を支点とし、回動シリンダによって回
   動駆動される履帯式の走行ユニットを装備した建設機械
   の下部走行体。
2. 【請求項２】 建設機械の上部本体の下部と車体フレー
   ムとが、傾動軸を支点として傾動シリンダにより車体フ
   レームの前後に傾動自在となっている請求項１記載の建
   設機械の下部走行体。
3. 【請求項３】 各伸縮脚の上下の伸縮操作、各伸縮脚と
   走行ユニットとの回動操作および建設機械の上部本体の
   車体フレームに対する傾動操作が流体圧力によって行な
   われる請求項１および２記載の建設機械の下部走行体。