JP2004353301A

JP2004353301A - ドーザ装置付き油圧ショベル

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Publication number: JP2004353301A
Application number: JP2003152341A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Okunishi; 隆之奥西; Shinya Nakada; 信也中田; Hiroshi Shimogaichi; 宏下垣内; Hiroshi Morita; 博史森田; Shintaro Sakitani; 慎太郎崎谷; Yoshiyasu Umetsu; 義康梅津
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: CN1572980A; EP1482096A3; US20040237353A1; CN1324201C; EP1482096A2; JP4023392B2; US7174968B2

Abstract

【課題】ドーザ装置を備えていながらドーザ装置を備えていないショベルと同等の走行性を確保することができるドーザ装置付き油圧ショベルを提供する。
【解決手段】下部走行体のロワーフレーム２０に設けられた支点部２９に後端部が接続されているアーム２８と、このアーム２８の先端部に設けられるドーザブレード３０と、アーム２８を上下方向に揺動させるドーザシリンダ３３をドーザ装置として備えている油圧ショベルにおいて、ドーザシリンダ３３とアーム２８が側面から見て三角形の二辺をなす状態で配置され、ドーザシリンダ３３が下部走行体上に旋回自在に搭載されている上部旋回体の底部と干渉しないようにアーム２８が上下に揺動し、このアーム２８によって昇降するドーザブレード３０を最高位置にしたときのアプローチ角が３５°以上に設定されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はドーザ装置を備えた油圧ショベルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ミニショベルの多くは下部走行体にドーザ装置を備えている。このドーザ装置は、そのドーザブレードを地面に接触させて均し作業を行なうことが一般的であるが、ドーザブレードを地面に押し付けて下部走行体の前後方向一方を浮かし、斜面でのショベルの姿勢を水平に保つ場合に使用されることもある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ドーザ装置のドーザブレードは、下部走行体のロワーフレームに設けられた支点部を支点として上下に揺動するアームの先端部に固定されており、このドーザブレードの地面からの上昇角としてのアプローチ角（ドーザブレードを最高位置にしたときの、ブレード下端を通りクローラシュー前側周面に対して接線方向に接する平面が地面となす角度）は、トラックの荷台と地面との間に架け渡されたブリッジを登る際に地面に引っ掛からないことを目的として決められており、具体的には２８°程度に設定されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２２６６８号公報（第（４）頁、図５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにドーザ装置を備えたショベルは、均し作業や機体の姿勢を調整することができるという付加価値を備えている反面、ドーザ装置を備えていることによる不利な面もある。
【０００６】
例えば、ドーザブレードがあるためにドーザブレードを備えていないショベルのように積み上げられた山を削ることなく乗り越えることができず、また、整地した法面を走行する際にその法面をドーザブレードで削ってしまうことがある。また、トラックの荷台に登る場合には、ドーザブレードが地面に引っ掛からないように注意を払わなければない。
【０００７】
本発明は以上のような従来のドーザ装置を備えたショベルにおける課題を考慮してなされたものであり、ドーザ装置を備えていながらドーザ装置を備えていないショベルと同等の走行性を確保することができるドーザ装置付き油圧ショベルを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の本発明は、下部走行体のロワーフレームに設けられた支点部に後端部が接続されているアームと、このアームの先端部に設けられるドーザブレードと、アームを上下方向に揺動させるドーザシリンダをドーザ装置として備えている油圧ショベルにおいて、ドーザシリンダとアームが側面から見て三角形の二辺をなす状態で配置され、ドーザシリンダが下部走行体上に旋回自在に搭載されている上部旋回体の底部と干渉しないようにアームが上下に揺動し、このアームによって昇降するドーザブレードを最高位置にしたときのアプローチ角が３５°以上に設定されているドーザ装置付き油圧ショベルである。
【０００９】
本発明に従えば、ドーザシリンダを駆動させると、上部旋回体の底部と干渉しない範囲でドーザブレードが３５°以上持ち上げられる。それにより、地山を登る場合には地山を崩すことなく乗り上げることができ、また、法面を削ることなく走行することができ、また、トラックの荷台に登る場合にはドーザブレードが地面に引っ掛かることがないため、登坂に集中することができる。
【００１０】
請求項２の本発明は、上記ドーザブレードが上昇限界まで持ち上げられた状態で、ドーザシリンダが略水平姿勢となるように構成されているドーザ装置付き油圧ショベルである。
【００１１】
本発明に従えば、ドーザブレードを最大限持ち上げた場合でもドーザシリンダは略水平姿勢にあるため、上部旋回体の底部、例えば上部旋回体の前側ではスイングブラケット、後側ではカウンタウエイトに干渉する虞れがない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づき、本発明に係るドーザ装置付き油圧ショベルの構成を詳細に説明する。
【００１３】
図１において、ドーザ装置付き油圧ショベル（以下、油圧ショベルと略称する）１は、クローラシュー２が装着された下部走行体３と、この下部走行体３に備えられたドーザ装置４と、下部走行体３上に旋回自在に搭載された上部旋回体５と、この上部旋回体５の前側に設けられたフロントアタッチメント６とを備えている。
【００１４】
上部旋回体５には運転席５ａが備えられ、この運転席５ａの後方にはカウンタウエイト７が配置されている。
【００１５】
本実施形態に示す油圧ショベル１は、フロントアタッチメント６を左右方向にスイングさせるためのスイングブーム８を有し、このスイングブーム８のブーム支持部８ａは上部旋回体５のメインフレーム（図示しない）から前方に張り出されたスイングブラケット９に連結されている。
【００１６】
ブーム支持部８ａは、スイングブラケット９の右側に配置されたシリンダ（図示しない）の伸縮動作によって回転軸ＲＡまわりに回転するように構成されており、フロントアタッチメント６を左右方向に振ることができる。それにより、例えば横溝掘削等の作業を行うことができるようになっている。
【００１７】
なお、１０はスイングブーム７の先端部に連結されたアーム、１１はそのアーム１０の先端部に連結されたバケットである。１２はスイングブーム７を起伏させるブームシリンダ、１３はアーム１０を前後方向に揺動させるアームシリンダ、１４はバケット１１を前後方向に揺動させるバケットシリンダである。また、１５はキャノピである。
【００１８】
図２は上記ドーザ装置４を拡大して示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。なお、図（ａ）においてフレーム右側は省略している。
【００１９】
両図において、下部走行体３のロワーフレーム２０の左側には左サイドフレーム２１が配置されており、この左サイドフレーム２１の前側にはアイドラ２２が回転自在に支持され、このアイドラ２２と左サイドフレーム２１の後方に配置されたスプロケット２３とにクローラシュー２が掛け渡されている。
【００２０】
なお、スプロケット２３は油圧走行モータ２４によって駆動するようになっており、また、左サイドフレーム２の下方には複数のロワーローラ２５が配列され、上方にはクローラシュー２の上辺をガイドするためのアッパーローラ（図示しない）が設けられている。
【００２１】
次に、本発明の特徴部分であるドーザ装置４の構成について説明する。
【００２２】
ドーザ装置４はロワーフレーム２０の前後方向一方側に設けられており、ロワーフレーム２０から前方に突出して設けられたブラケット２６，２６と、同じくロワーフレーム２０から前方に突出して形成され、上記ブラケット２６の下方に配置されるブラケット２７，２７とに連結されている。
【００２３】
上記一対のブラケット２７，２７には、平行に配置されたアームの各基端部２８ａ，２８ａがそれぞれ連結ピン２９を介して連結されている。
【００２４】
上記アーム２８，２８の先端側にはドーザブレード３０が固定されており、さらにアーム２８同士は接続フレーム３１によって幅方向に接続され、また、アーム２８とドーザブレード３０とは補強フレーム３２で接続されている。
【００２５】
また、ブラケット２６と上記接続フレーム３１の中央部にはドーザシリンダ３３が架設されており、ロワーフレーム側は連結ピン３４によって、ドーザブレード側は連結ピン３５によってそれぞれ連結されている。３１ａは接続フレーム３１に立設されたブラケットであり、上記ドーザシリンダ３３のチューブ側ボスを上記連結ピン３５を介して連結するようになっている。
【００２６】
このドーザシリンダ３３を伸縮させると、連結ピン３４を支点としてドーザブレード３０を上下方向（矢印Ａ方向）に揺動させることができるようになっている。
【００２７】
詳しくは、ドーザシリンダ３３を縮小させてドーザブレード３０を地上面ＧＬから上昇限界まで持ち上げたとき（図中、二点鎖線で示すＢ位置）のアプローチ角θ１は３８°となるように、また、地上面ＧＬから下方に回転する角度θ２は、従来と同様に略１２°となるようにアーム２８とドーザシリンダ３８が配置されている。
【００２８】
また、ドーザブレード３０が上昇限界のＢ位置にあるとき、ドーザシリンダ３３が略水平姿勢となるように、連結ピン２９、連結ピン３４及び連結ピン３５の配置が決められている。
【００２９】
このようにドーザブレード３０が上昇限界にあるときにドーザシリンダ３３を略水平姿勢にする目的は、ドーザシリンダ３３上方の上部旋回体の底部と干渉しないようにするためである。
【００３０】
例えば、ドーザ装置４が走行方向に対して前方にあるときその上方には、例えばスイングブラケット９やブーム支持ブラケット８が位置している。従って、ドーザブレード３０を持ち上げる際にドーザシリンダ３３が先上がりに傾斜していくと、それらのブラケットに干渉してしまう。
【００３１】
そこで、本実施形態ではドーザブレード３０を上昇限界まで持ち上げた状態でもそれらのブラケットと干渉しないようにドーザシリンダ３３を略水平姿勢に留めるようにしている。
【００３２】
また、ドーザ装置４が走行方向に対して後方にある場合は、その上方にカウンタウエイト７が位置している。この場合であっても上記したように、ドーザブレード３０を上昇限界まで持ち上げた際にドーザシリンダ３３を略水平姿勢に留めておけば、カウンタウエイト７に干渉することがない。それにより、オペレータは安心してドーザブレード３０の上げ下げを行うことができる。
【００３３】
次に、アプローチ角θ１を３８°に設定した理由について以下に説明する。
【００３４】
表１はダンプから降ろされ積み上げられた砂山の安息角を調べたものである。
【００３５】
【表１】

【００３６】
上記表１より、比重や粒の大きさによって山の角度にばらつきがあるものの、平均すると砂山の安息角は約３４°程度となる。
【００３７】
作業現場で油圧ショベルが押している土は、通常、砂利と砂が混ざった土であるが、均一な粒の砂利であってもその安息角は３５°である。また、山の大きさが安息角に影響するかどうかを調べた。１１トンダンプ２０台から降ろされて積み上げられた山と、１１トンダンプ１台分の山とを比較したところ、どちらの山も安息角は３５°と変わらない。
【００３８】
さらにまた、比重による影響を通常の砂と比重の大きい九州の砂とで比較した。通常の砂は安息角が３６°であり、九州の砂は３８°であった。このように比重の違いによって若干の角度差が生じることがわかる。
【００３９】
以上の結果より、比重の大きい九州の砂以外で安息角が３６°を超えるものは存在しなかった。このことから、ドーザ装置４のアプローチ角θ１を３５°以上に設定しておけば、作業現場に積み上げられた山を乗り越えることができることになる。
【００４０】
なお、山を乗り越える場合に油圧ショベルの自重による沈みを考慮すると、アプローチ角θ１が３５°であると、乗り越える際に若干、地山を削ることになる。従って、積み上げられた地山を削ることなく乗り越えるにはアプローチ角θ１を３８°に設定することが好ましい。
【００４１】
図２に戻って説明する。
【００４２】
ドーザ装置４をロワーフレーム２０に組み付けるにあたり、アプローチ角θ１を３８°確保しようとすると、ドーザシリンダ３３のチューブ側３３ａを、アーム２８の中心線ＣＬよりも下側で連結することが有利である。
【００４３】
しかしながら、連結ピン３５を地面ＧＬ近くに低く配置すると、地上の砂利等に接触してその連結ピン３５が損傷しやすくなり、また、ドーザシリンダ３３そのものが破損する虞れもある。また、ドーザ装置４を組み立てる場合においてもアーム２８間の狭いスペースで連結ピン３５の装着作業を行わなければならず、組立作業がしづらくなる。
【００４４】
そこで、本実施形態では、アーム２８の中心線ＣＬ上かその上側に連結ピン３５を配置した状態で３８°のアプローチ角θ１を確保するようにしている。
【００４５】
上記配置の連結ピン３５によって連結されたドーザシリンダ３３とアーム２８は鋭角にならざるを得ず、そのためドーザブレード３０を持ち上げるには従来のドーザシリンダを上回る駆動力が必要となる。そのため、本実施形態では駆動力を補うため、そしてドーザブレード３０を上昇限界まで持ち上げた状態でも上部旋回体の底部と干渉しないようにするため、通常の油圧シリンダよりも径が大きく且つ全長の短い油圧シリンダを使用している。
【００４６】
なお、ドーザ装置４をロワーフレーム２０に組み付けるにあたり、構造上の制約を超えない範囲でロワーフレーム側のブラケット２６，２７の取付位置を調整することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１の本発明によれば、ドーザシリンダを駆動させると、上部旋回体の底部と干渉しない範囲でドーザブレードが３５°以上持ち上げられるように構成したため、ドーザ装置を備えていないショベルと同等の走行性を得ることができる。例えば、地山を登る場合には地山を崩すことなく乗り上げることができ、また、法面を削ることなくその斜面を走行することができ、また、トラックの荷台に登る場合にはドーザブレードを地面に引っ掛かけることなくブリッジを登ることができる。
【００４８】
また、ドーザブレードを高く持ち上げることができるため、壁を有する敷地の隅に土を積み上げる場合に少ないスペースで山を築くことができる。
【００４９】
請求項２の本発明によれば、ドーザブレードを最大限持ち上げた場合でもドーザシリンダは略水平姿勢にあるため、上部旋回体の底部、例えば上部旋回体の前側ではスイングブラケット、後側ではカウンタウエイトに干渉する虞れがなく、安心してドーザブレードを上げ下げすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るドーザ装置付き油圧ショベルの全体図である。
【図２】（ａ）はドーザ装置を拡大した平面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１油圧ショベル
２クローラシュー
３下部走行体
４ドーザ装置
５上部旋回体
６運転席
７カウンタウエイト
８スイングブーム
９スイングブラケット
１０アーム
１１バケット
２０ロワーフレーム
２８アーム
３０ドーザブレード
３３ドーザシリンダ

Claims

下部走行体のロワーフレームに設けられた支点部に後端部が接続されているアームと、このアームの先端部に設けられるドーザブレードと、上記アームを上下方向に揺動させるドーザシリンダをドーザ装置として備えている油圧ショベルにおいて、
上記ドーザシリンダと上記アームが側面から見て三角形の二辺をなす状態で配置され、上記ドーザシリンダが上記下部走行体上に旋回自在に搭載されている上部旋回体の底部と干渉しないように上記アームが上下に揺動し、このアームによって昇降する上記ドーザブレードを最高位置にしたときのアプローチ角が３５°以上に設定されていることを特徴とするドーザ装置付き油圧ショベル。
上記ドーザブレードが上昇限界まで持ち上げられた状態で、上記ドーザシリンダが略水平姿勢となるように構成されている請求項１記載のドーザ装置付き油圧ショベル。