JP2016050426A - 建設機械の排土装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排土板の揺動姿勢が所定の基準状態にあるか否かを検知できる小型建設機械の排土装置を提供する。
【解決手段】下部走行体１に上下方向に回動可能に設けられたステー２１と、ステー２１の先端部に前後方向に揺動可能に設けられた排土板２３と、ステー２１を上下方向に回動させて排土板２３を昇降させる昇降シリンダ２８と、排土板２３を前後方向に揺動させるアングルシリンダ２９とを備えた排土装置３において、アングルシリンダ２９のチューブ３０側に設けられた磁性体３４と、アングルシリンダ２９のロッド３１側に設けられ、排土板２３の揺動姿勢が所定の基準状態である場合に磁性体３４に近接して信号を出力する磁気式の近接スイッチ３５と、近接スイッチ３５からの信号に基づき駆動して、排土板２３の揺動姿勢が所定の基準状態であることを報知するランプ３６と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ミニショベルなどの小型建設機械に設けられ、市街地などの比較的狭所な所での土砂の排土作業等を行うための排土装置に関する。

小型建設機械の一つであるミニショベルは、一般的に、自走可能な下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体とを備えており、これら下部走行体及び上部旋回体が車体を構成している。上部旋回体には、土砂の掘削作業等を行うための作業装置が設けられている。下部走行体には、上述した土砂の掘削作業等を行った場所の地ならしなどのために土砂の排土作業等を行う排土装置が設けられている。

例えば特許文献１に記載の排土装置は、下部走行体の前側に上下方向に回動可能に設けられたステーと、このステーの先端部に上下方向のピン軸（連結ピン）を中心として前後方向に揺動可能に設けられた排土板（ブレード）と、ステーを上下方向に回動させて排土板を昇降させる昇降シリンダ（ブレードシリンダ）と、排土板を前後方向に揺動させるアングルシリンダとを備えている。

そして、ステーを下側に回動させて排土板を接地させた状態で、ミニショベルを走行させることにより、排土板で地面上の土砂を押出して整地する。このとき、排土板の揺動姿勢を所定の基準状態（詳細には、排土板の長さ方向がミニショベルの直進方向に対して垂直となる状態）とすれば、排土板の左右両側に土砂を排出しながら整地することが可能である。また、排土板を一方側に揺動して、排土板の左端部が後側、排土板の右端部が前側に位置するような揺動姿勢とすれば、排土板の左側に土砂を排出しながら整地することが可能である。あるいは、排土板を他方側に揺動して、排土板の左端部が前側、排土板の右端部が後側に位置するような揺動姿勢とすれば、排土板の右側に土砂を排出しながら整地することが可能である。

特開２０１３−１８１２７４号公報

しかしながら、上記従来技術には次のような改善の余地があった。すなわち、作業内容に応じて、排土板の揺動姿勢を所定の基準状態に戻したい場合があるものの、排土板の揺動姿勢が所定の基準状態にあるか否かを、運転者が目測で判断していた。

本発明の目的は、排土板の揺動姿勢が所定の基準状態にあるか否かを、排土板の揺動のために備えている構成物を利用して検知できる小型建設機械の排土装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、車体に上下方向に回動可能に設けられたステーと、前記ステーの先端部に前後方向に揺動可能に設けられた排土板と、前記ステーを上下方向に回動させて前記排土板を昇降させる昇降シリンダと、前記排土板を前後方向に揺動させるアングルシリンダとを備えた小型建設機械の排土装置において、前記アングルシリンダのチューブ側及びロッド側のうちの一方側に設けられた磁性体と、前記アングルシリンダのチューブ側及びロッド側のうちの他方側に設けられ、前記排土板の揺動姿勢が所定の基準状態である場合に前記磁性体に近接して信号を出力する磁気式の近接スイッチと、前記近接スイッチからの信号に基づき駆動して、前記排土板の揺動姿勢が所定の基準状態であることを報知する報知器と、を備える。

本発明によれば、排土板の揺動姿勢が所定の基準状態にあるか否かを、排土板の揺動のために備えている構成物を利用して検知できる。

本発明の一実施形態におけるミニショベルの構造を表す斜視図である。 本発明の一実施形態における排土装置の構造を表す斜視図であり、排土板の揺動姿勢が所定の基準状態にある場合を示す。 本発明の一実施形態における排土装置のアングルシリンダと共に磁性体及び磁気式の近接スイッチを表す斜視図であり、アングルシリンダの伸縮状態が所定の基準状態にある場合（すなわち、排土板の揺動姿勢が所定の基準状態にある場合）を示す。 本発明の一実施形態における排土装置のアングルシリンダと共に磁性体及び磁気式の近接スイッチを表す斜視図であり、アングルシリンダが伸長した場合（すなわち、排土板が一方側に揺動した場合）を示す。 本発明の一実施形態における報知器としてのランプを、近接スイッチとともに表すブロック図である。 本発明の一変形例における報知器としてのブザーを、近接スイッチ及びタイマとともに表すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態におけるミニショベルの構造を表す斜視図である。なお、ミニショベルが図１に示す状態にて運転者が運転席に着座した場合における運転者の前側（図１中右側）、後側（図１中左側）、右側（図１中下側）、左側（図１中上側）を、単に、前側、後側、右側、左側と称する。

本実施形態のミニショベルは、後方小旋回型のミニショベル（機械質量６トン未満の油圧ショベル）である。このミニショベルは、自走可能な下部走行体１と、この下部走行体１上に旋回可能に設けられた上部旋回体２とを備えており、これら下部走行体１及び上部旋回体２が車体を構成している。また、ミニショベルは、下部走行体１の前側に設けられた排土装置３と、上部旋回体２の前側にスイングポスト４を介し連結された作業装置５とを備えている。

上部旋回体２は、その下部基礎構造をなす旋回フレーム６と、この旋回フレーム６上に設けられたキャブタイプの運転室７と、旋回フレーム６の後側に設けられたカウンタウェイト８と、旋回フレーム６上に搭載された機器（詳細には、原動機及びこの原動機によって駆動する油圧ポンプ等）を覆う外装カバー９とを備えている。運転室７内には、図示しないが、運転者が着座する運転席と、運転者が下部走行体１の走行動作、上部旋回体２の旋回動作、排土装置３の動作、スイングポスト４の動作、及び作業装置５の動作を指示するための複数の操作機器が設けられている。

スイングポスト４は、旋回フレーム６の前側に左右方向に回動可能に連結されている。そして、スイングシリンダ１０の伸縮駆動により、スイングポスト４が左右方向に回動し、ひいては作業装置５が左右方向に回動するようになっている。

作業装置５は、スイングポスト４に上下方向に回動可能に連結されたブーム１１と、このブーム１１に上下方向に回動可能に連結されたアーム１２と、このアーム１２に上下方向に回動可能に連結されたバケット１３とを備えている。そして、ブームシリンダ１４、アームシリンダ１５、及びバケットシリンダ１６の伸縮駆動により、ブーム１１、アーム１２、及びバケット１３が上下方向に回動するようになっている。

下部走行体１は、トラックフレーム１７を備えている。このトラックフレーム１７は、センタフレーム（図示せず）と、センタフレームの右側に設けられたサイドフレーム１８Ａと、センタフレームの左側に設けられた左サイドフレーム１８Ｂとで構成されている。右サイドフレーム１８Ａの後端側には駆動輪１９とこの駆動輪１９を回転させる走行モータ（図示せず）が設けられ、前端側には従動輪（図示せず）が回転可能に設けられ、駆動輪と従動輪に履帯（クローラ）２０Ａが掛け回されている。そして、右側の走行モータの駆動によって右側の駆動輪１９が回転し、ひいては右側の履帯２０Ａが回転するようになっている。

同様に、左サイドフレーム１８Ｂの後端側には駆動輪（図示せず）とこの駆動輪を回転させる走行モータ（図示せず）が設けられ、前端側には従動輪（図示せず）が回転可能に設けられ、駆動輪と従動輪に履帯（クローラ）２０Ｂが掛け回されている。そして、左側の走行モータの駆動によって左側の駆動輪が回転し、ひいては左側の履帯２０Ｂが回転するようになっている。

センタフレームには旋回輪（図示せず）が設けられ、この旋回輪を介し上部旋回体２が旋回可能に設けられている。そして、旋回モータ（図示せず）の駆動により、上部旋回体２が旋回するようになっている。

次に、本実施形態の要部である排土装置３を説明する。図２は、本実施形態における排土装置の構造を表す斜視図であり、排土板の揺動姿勢が所定の基準状態（詳細には、排土板の長さ方向がミニショベルの直進方向に対して垂直となる状態）にある場合を示す。図３及び図４は、本実施形態における排土装置のアングルシリンダと共に磁性体及び磁気式の近接スイッチを表す斜視図である。なお、図３は、アングルシリンダの伸縮状態が所定の基準状態にある場合（すなわち、排土板の揺動姿勢が所定の基準状態にある場合）を示し、図４は、アングルシリンダが伸長した場合（すなわち、排土板が一方側に揺動した場合）を示している。

排土装置３は、トラックフレーム１７のセンタフレームの前側に上下方向に回動可能に設けられたステー２１と、このステー２１の先端部に上下方向のピン軸２２を中心として前後方向に揺動可能に設けられた排土板（ブレード）２３とを備えている。

ステー２１は、一対の支持腕２４Ａ，２４Ｂ、排土板支持部材２５、補強梁２６、及びシリンダ取付梁２７で構成されている。支持腕２４Ａ，２４Ｂは、前後方向に延在して左右方向に互いに離間するとともに、トラックフレーム１７のセンタフレームの前側に上下方向に回動可能に連結されている。

排土板支持部材２５は、支持腕２４Ａ，２４Ｂの先端側に設けられており、縦板及びこの縦板に上下方向に離間して設けられた一対の横板からなるブラケット構造を有している。そして、ピン軸２２を介し排土板２３を揺動可能に支持するようになっている。

補強梁２６は、支持腕２４Ａ，２４Ｂ及び排土板支持部材２５に接合されている。シリンダ取付梁２７は、補強梁２６の後側に位置して支持腕２４Ａ，２４Ｂに接合されている。このシリンダ取付梁２７とトラックフレーム１７のセンタフレームの間に昇降シリンダ２８が設けられている。そして、昇降シリンダ２８の伸縮駆動により、ステー２１を上下方向に回動させて、排土板２３を昇降させるようになっている。

また、右側の支持腕２４Ａと排土板２３の間にアングルシリンダ２９が設けられている。そして、アングルシリンダ２９の伸縮駆動により、ピン軸２２を中心として排土板２３を前後方向に揺動させるようになっている。

アングルシリンダ２９は、この種のものとして公知であり、チューブ３０と、チューブ３０内に摺動可能に設けられたピストン（図示せず）と、一端側（基端側）がピストンに固定され他端側（先端側）がチューブ３０から突出したロッド３１とを備えている。そして、右側の支持腕２４Ａには、アングルシリンダ２９のチューブ３０に接続された配管を上方から覆う配管保護カバー３２が着脱可能に取付けられている。また、アングルシリンダ２９のロッド３１には断面コの字状のロッド保護カバー３３が着脱可能に取付けられている。

ロッド保護カバー３３は、一方側端部がアングルシリンダ２９のロッド３１の先端側に固定され、他方側端部が自由端となってチューブ３０側に向かって延在している。チューブ３０の外側にはガイド部材（図示せず）が設けられており、このガイド部材は、ロッド３１と共に可動するロッド保護カバー３３を案内するようになっている。ロッド保護カバー３３は、アングルシリンダ２９の最大伸長時にも他方側端部がチューブ３０に達する長さを有しており、アングルシリンダ２９の伸縮状態にかかわらず、ロッド３１を覆うようになっている。

ここで本実施形態の大きな特徴として、アングルシリンダ２９のチューブ３０の外側に磁性体（検出体）３４が設けられ、ロッド保護カバー３３の内側に磁気式の近接スイッチ（非接触式スイッチ）３５が設けられている。そして、アングルシリンダ２９の伸縮状態により、近接スイッチ３５が磁性体３４に近接して信号を出力するようになっている。

詳しく説明すると、例えば図３で示すようにアングルシリンダ２９の伸縮状態が所定の基準状態にある場合に（すなわち、図２で示すように排土板２３の揺動姿勢が所定の基準状態にある場合に）、近接スイッチ３５は、磁性体３４に近接して信号を出力する。運転室７内に設けられたランプ３６（図５参照）は、近接スイッチ３５からの信号に応じて点灯する。これにより、運転者は、排土板２３の揺動姿勢が所定の基準状態にあることを確認することができる。

一方、例えば図４で示すようにアングルシリンダ２９が所定の基準状態より伸長すると、図２中矢印Ａ方向に排土板２３が揺動する。これにより、排土板２３の右端部が前側、排土板２３の左端部が後側に位置するような揺動姿勢となる。このとき、近接スイッチ３５は、磁性体３４から離れて信号を出力しない。そのため、ランプ３６は、消灯する。これにより、運転者は、排土板２３の揺動姿勢が所定の基準状態にないことを確認することができる。

あるいは、例えばアングルシリンダ２９が所定の基準状態より縮短すると、図２中矢印Ｂ方向に排土板２３が揺動する。これにより、排土板２３の右端部が後側、排土板２３の左端部が前側に位置するような揺動姿勢となる。このとき、近接スイッチ３５は、磁性体３４から離れて信号を出力しない。そのため、ランプ３６は、消灯する。これにより、運転者は、排土板２３の揺動姿勢が所定の基準状態にないことを確認することができる。

以上のように本実施形態においては、排土板２３の揺動姿勢が所定の基準状態にあるか否かを検知できる。また、アングルシリンダ２９のロッド３１からロッド保護カバー３３を外せば、磁性体３４及び近接スイッチ３５に容易にアクセスすることができる。したがって、磁性体３４又は近接スイッチ３５が破損した場合に、容易に交換を行うことができる。

なお、上記一実施形態においては、アングルシリンダ２９のチューブ３０側（詳細には、チューブ３０の外側）に磁性体３４を設け、ロッド３１側（詳細には、ロッド３１と共に可動するカバー３３の内側）に近接スイッチ３５を設けた場合を例にとって説明したが、これに限られず、アングルシリンダ２９のロッド３１側に磁性体３４を設け、チューブ３０側に近接スイッチ３５を設けてもよい。

また、上記一実施形態においては、報知器としてランプ３６を備えた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば図６で示す変形例のように、報知器としてブザー３７を備えてもよい。そして、近接スイッチ３５からの信号を入力した場合にブザー３７への信号を予め設定された一定時間だけ出力するタイマ３８を設けることにより、ブザー３７を一定時間だけ吹鳴させるようにしてもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。

なお、以上においては、本発明の適用対象の排土装置として、ステー２１の先端部に上下方向のピン軸２２を介して排土板２３を前後方向のみに揺動可能に設け、排土板２３を前後方向に揺動させるアングルシリンダ３０を設けた構成を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えばステーの先端部に自在ピン（詳細には、ステーの先端部に回転可能に支持された前後方向のピン軸とこれに直交する方向のピン穴を有するもの）及び回転ピン（詳細には、自在ピンのピン穴に相通されて、排土板を前後方向に揺動可能に支持するもの）を介して排土板を前後方向及び上下方向に揺動可能に設け、排土板を前後方向に揺動させるアングルシリンダと排土板を上下方向に揺動させるチルトシリンダを設けた構成に適用してもよい。

また、本発明の適用対象の小型建設機械として、ミニショベルを例にとって説明したが、これに限られず、排土装置を備えた小型建設機械に適用してもよい。

１ 下部走行体
２ 上部旋回体
３ 排土装置
２１ ステー
２３ 排土板
２８ 昇降シリンダ
２９ アングルシリンダ
３０ チューブ
３１ ロッド
３３ ロッド保護カバー
３４ 磁性体
３５ 磁気式の近接スイッチ
３６ ランプ（報知器）
３７ ブザー（報知器）

Claims (2)

1. 車体に上下方向に回動可能に設けられたステーと、前記ステーの先端部に前後方向に揺動可能に設けられた排土板と、前記ステーを上下方向に回動させて前記排土板を昇降させる昇降シリンダと、前記排土板を前後方向に揺動させるアングルシリンダとを備えた小型建設機械の排土装置において、
   前記アングルシリンダのチューブ側及びロッド側のうちの一方側に設けられた磁性体と、
   前記アングルシリンダのチューブ側及びロッド側のうちの他方側に設けられ、前記排土板の揺動姿勢が所定の基準状態である場合に前記磁性体に近接して信号を出力する磁気式の近接スイッチと、
   前記近接スイッチからの信号に基づき駆動して、前記排土板の揺動姿勢が所定の基準状態であることを報知する報知器と、を備えたことを特徴とする小型建設機械の排土装置。
2. 請求項１記載の小型建設機械の排土装置において、
   前記アングルシリンダのロッドを覆うとともに、前記ロッドと共に可動するカバーを備え、
   前記磁性体は、前記アングルシリンダのチューブの外側に設けられ、
   前記近接スイッチは、前記カバーの内側に設けられていることを特徴とする小型建設機械の排土装置。

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