JP4309995B2

JP4309995B2 - クローラ自走式建設機械

Info

Publication number: JP4309995B2
Application number: JP13728299A
Authority: JP
Inventors: 公康加藤
Original assignee: 株式会社加藤製作所
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2019-05-18
Also published as: JP2000326873A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クローラによって走行して建設土木作業を行なうパワーショベルやクレーン等のクローラ自走式建設機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クローラによって走行して建設土木作業を行なうパワーショベルやクローラクレーン等のクローラ自走式建設機械は、クレーン装置やショベル装置等の作業機械が設置された旋回体を、走行台車としてのクローラ上に旋回可能に搭載することによって構成される。
【０００３】
前記クローラは、その両側に、履体が回転可能に装着されて成る走行駆動部を有している。具体的には、クローラは、旋回体のターンテーブルを受けるベアリングとしての回転支持部を有するメインフレームを備えており、メインフレームの両側からクローラの幅方向に延びる各延出部の端部に前記走行駆動部が設けられて成る。
【０００４】
このようなクローラ自走式建設機械は、一般道路を走行することができないため、運搬車に積載されて輸送されるが、作業現場内では、クローラの走行駆動部を駆動させて履体を回転させることにより自走する。
【０００５】
また、クローラ自走式建設機械の中には、走行駆動部をメインフレームに対して移動させてクローラの幅を自在に変更できるタイプのものがある。このようなタイプのクローラ自走式建設機械は、作業時における車体の安定性を確保するために、走行駆動部をメインフレームの側方に張り出してクローラの幅を大きく設定できるとともに、作業現場の走行通路が狭い場合や走行途上に障害物がある場合、あるいは、運搬車に積載されて輸送される場合などにおいては、走行または運搬に支障をきたさない位置まで走行駆動部をメインフレーム側に引き込んでクローラの幅を小さく設定できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のクローラ自走式建設機械は、クローラ（メインフレーム）の略中心位置で旋回体が旋回可能に支持されている。すなわち、旋回体の旋回中心軸とクローラの中心軸とが略一致し、旋回体の重心がクローラの重心軸上に位置するようになっている。これは、クローラの幅を自在に変更できるタイプのクローラ自走式建設機械においても同様である。すなわち、走行駆動部をメインフレーム側に完全に引き込んだ状態では、旋回体の旋回中心軸とクローラの中心軸とが略一致し（クローラの重心上に旋回体の重心が略位置し）、両側の走行駆動部が旋回中心に対し互いに対称に位置している。そのため、このタイプのクローラ自走式建設機械では、走行駆動部をメインフレームの側方に張り出した場合においても、両側の各走行駆動部を旋回体の旋回中心に対して対称に位置させて作業時における車体の安定性を確保することができるように、両側の各走行駆動部がメインフレームに対してそれぞれ移動される構成となっている。
【０００７】
両側の各走行駆動部をメインフレームに対して移動させるための移動機構は、従来から様々なものが知られている。例えば、シリンダロッドの伸縮動作によって走行駆動部を移動させる場合には、２つの走行駆動部を共通のシリンダによって同時に移動させる形態と、２つの走行駆動部をそれぞれ別個のシリンダによって移動させる形態とがある。
【０００８】
前者の形態の場合には、シリンダのヘッド部分が一方の走行駆動部に連結されるとともに、シリンダのロッド部分が他方の走行駆動部に連結され、ロッドの伸縮によって両側の２つの走行駆動部が同時にメインフレームに対して移動される。そのため、シリンダのストロークが各方向に分配され、１方向当たりの移動量が制限されてしまう。すなわち、各走行駆動部の側方への張り出し量はシリンダのストロークの半分に制限される。
【０００９】
一方、後者の形態の場合には、各走行駆動部とメインフレームとの間にシリンダが架設されており、それぞれのシリンダのロッド伸縮によって対応する走行駆動部がメインフレームに対して移動される。そのため、前者の形態と異なり、シリンダの全ストロークを対応する走行駆動部の移動に利用できる。しかし、作業時における車体の安定性を確保するためには、両方の走行駆動部を個別に張り出さなければならないため、張り出し作業に時間を要する。また、前者の形態の場合よりもシリンダの数が増えるため、構造が複雑になり製造コストが高くなるとともに、メインフレーム側におけるシリンダの設置スペースが制限され、各シリンダのストロークを長く確保することが困難となる。なお、設置スペースに伴うストロークの問題は、メインフレームを大きく形成することによって解決可能である。しかし、車両規格上または道路交通法上等の制限を受ける場合あるいは建設機械そのもの小型化を図る場合には、メインフレームを大きく形成できないため、問題である。
【００１０】
また、近年、旋回体上のキャブ内に広い居住空間を確保するため、キャブ幅が大きくなる傾向にある。そのため、作業時に荷重を受けるクレーン装置やショベル装置のブームが、旋回体の旋回中心からオフセットした位置に設けられるようになってきている。したがって、旋回体の重心がクローラの重心上すなわち旋回体の旋回中心から偏り、また、荷重を受ける位置が、旋回体の旋回中心すなわちクローラ側に支持される旋回体の支持部からオフセットしている。このように、旋回体の重心がクローラの重心上から偏り、また、荷重が旋回中心上で受けられないと、車体の安定性が悪化するとともに、荷重に伴う大きな撓みが旋回体に生じる。したがって、このことを考えると、旋回体の重心が旋回中心軸上（クローラの重心上）に位置するとともに、旋回中心上で荷重が支持されること（すなわち、旋回中心上にブームが設けられること）が望ましい。しかし、キャブ幅を広げつつ、旋回中心軸上に旋回体の重心を位置させるには、クローラを幅広に形成する必要があり、これは建設機械の小型化の障害になるとともに、車両規格上あるいは道路交通法上等の制限を受ける場合がある。
【００１１】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、簡単に且つ低コストでクローラ幅を大きく変更できるとともに、キャブ幅を広げつつ旋回中心軸上で荷重を受けることができる車体安定性に優れたコンパクトなクローラ自走式建設機械を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、クローラ自走式建設機械は、メインフレームと、メインフレームの両側に位置し且つ履体が回転可能に装着されて成る第１および第２の走行駆動部とによって構成される走行台車としてのクローラと、前記クローラ上に旋回可能に搭載され且つ作業機械が設置された旋回体と、前記旋回体に搭載され且つ前記旋回体の幅の略半分の幅で該幅方向において前記作業機械の横に並び設置されたキャブと、を具備し、前記第１の走行駆動部はメインフレームに対して固定的に設置され、前記第２の走行駆動部はメインフレームに対して移動可能に取り付けられ、前記旋回体はその中心から第２の走行駆動部側に所定距離だけ偏心した位置で前記クローラのメインフレーム上に旋回可能に支持され、前記クローラには、第２の走行駆動部を旋回体の旋回中心に対して第１の走行駆動部と対称な張り出し位置へ移動させるとともに、張り出し位置での第２の走行駆動部と前記第１の走行駆動部との中心が、前記旋回体の旋回中心に位置するように前記第２の走行駆動部を張り出し位置に位置決め可能な移動機構を設け、前記移動機構は、前記クローラの横幅方向へガイド方向が延びて前記クローラのメインフレームに配置され、前記第２の走行駆動部を該横幅方向へ案内する二つのガイド部と、二つのガイド部の間に該ガイド部の延長方向に沿って前記クローラのメインフレームに配置され、前記ガイド部によるガイド方向に沿い、前記第２の走行駆動部を張り出し位置と格納位置に移動させる一本の油圧シリンダと、を有していることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係るクローラ自走式建設機械としてのクローラクレーン１を示している。図示のように、クローラクレーン１は、走行台車としてのクローラ３と、このクローラ３上に旋回可能に搭載され且つクレーン装置が設置された旋回体２とから成る。
【００１５】
クローラ３は、メインフレーム５と、メインフレーム５の両側に位置し且つ履体が回転可能に装着されて成る走行駆動部７Ａ，７Ｂとによって構成されている。各走行駆動部７Ａ，７Ｂは、メインフレーム５の両側からクローラ３の幅方向に沿って延びる各延出部６の端部に設けられている。この場合、一方側の第１の走行駆動部７Ａは、メインフレーム５の延出部６に固定されている。また、他方側の第２の走行駆動部７Ｂは、後述するように、メインフレーム５の延出部６に対して移動可能に取り付けられており、図中実線で示される格納位置と図中一点鎖線で示される張り出し位置との間で移動できる。
【００１６】
メインフレーム５は、その上部に、第２の走行駆動部７Ｂの上側でクローラ３の幅方向に張り出す張り出し部５ａを有しており、これにより、張り出し部５ａの下側に第２の走行駆動部７Ｂを収容可能な収容空間１０を形成している。
【００１７】
メインフレーム５上には、旋回体２のターンテーブルを受けるベアリングとしての回転支持部４が設けられている。この場合、回転支持部４の中心軸すなわち旋回体２の旋回中心軸Ｏ_１は、張り出し部５ａを除くメインフレーム５の本体の中心軸Ｏ_２（本実施形態では、旋回体２の中心軸でもある）から第２の走行駆動部７Ｂ側に距離Ｓだけ偏心している。また、旋回体２の重心は旋回中心軸Ｏ_１上に位置し、クローラ３の重心は、第２の走行駆動部７Ｂが前記格納位置に位置した状態で、中心軸Ｏ_２上に位置している。
【００１８】
一方、旋回体２上には、クレーン装置を構成するブーム９が起伏可能に設置されている。また、旋回体２上には、クレーン装置の操作及びクローラ３の走行並びに旋回体２の旋回操作等を行なうためのキャブ（運転操作室）８が設置されている。キャブ８内に広い居住空間を確保するため、本実施形態では、キャブ８の幅が旋回体２の幅の略半分に設定されている。そのため、作業時に荷重を受けるブーム９は、旋回体２の中心軸Ｏ_２から距離Ｓだけオフセットした位置すなわち旋回中心軸Ｏ_１上に設けられている。
【００１９】
第２の走行駆動部７Ｂを移動させるための移動機構が図２に示されている。図示のように、この移動機構は、第１の走行駆動部７Ａと第２の走行駆動部７Ｂとの間に架設された油圧シリンダ４０からなる。油圧シリンダ４０のシリンダ部分４０ａは、ブラケット４５を介して、メインフレーム５に固定された第１の走行駆動部７Ａの本体２１に連結されている。また、油圧シリンダ４０のロッド部分４０ｂは、第２の走行駆動部７Ｂの本体２２に連結されている。なお、図示されていないが、各本体２１，２２には履体が回転可能に装着されている。
【００２０】
メインフレーム５には、第２の走行駆動部７Ｂとメインフレーム５とを連結して第２の走行駆動部７Ｂをメインフレーム５に対して位置決め固定するための位置決めアーム３３が着脱可能に設けられている。具体的には、位置決めアーム３３は、メインフレーム５に固設されたブラケット５９にピン結合されている。また、メインフレーム５の延出部６には、第２の走行駆動部７Ｂのメインフレーム５側への移動を規制して第２の走行駆動部７Ｂを図中実線で示される格納位置に保持するためのストッパ５７が設けられている。一方、第２の走行駆動部７Ｂには、位置決めアーム３３が連結されるブラケット３２が固設されている。
【００２１】
第２の走行駆動部７Ｂの移動をガイドするために、メインフレーム５の延出部６には、クローラ３の幅方向（第２の走行駆動部７Ｂの移動方向）に沿って延びるガイド部５２が形成されている。このガイド部５２は、図３にも示されるように、第２の走行駆動部７Ｂの本体２２に形成された筒状の嵌合部５５内に嵌挿されてこれと係合している。
【００２２】
このような構成のクローラ３では、位置決めアーム３３を介した第２の走行駆動部７Ｂとメインフレーム５との連結が解除されている状態で、油圧シリンダ４０のロッド部分４０ｂを伸長させると、ガイド部材５２に沿って第２の走行駆動部７Ｂがメインフレーム５の側方に張り出す。そして、ロッド部分４０ｂが最大ストロークに達すると、第２の走行駆動部７Ｂが図中一点鎖線で示される張り出し位置に位置決めされる。この張り出し位置では、第２の走行駆動部７Ｂは、旋回中心軸Ｏ_１に対して第１の走行駆動部７Ａと対称に位置する。また、この時、クローラ３の重心が移動し旋回中心軸Ｏ_１上に位置するようになっている。したがって、旋回体２の重心がクローラ３の重心上に位置するとともに、旋回中心軸Ｏ_１上で荷重が支持されるようになり、作業時における車体の安定性が確保され、旋回体２に大きな撓みが生じない。なお、この張り出し状態は、メインフレーム５側のブラケット５９と第２の走行駆動部７Ｂ側のブラケット３２とを位置決めアーム３３によって連結することにより、保持される。
【００２３】
一方、位置決めアーム３３を介した第２の走行駆動部７Ｂとメインフレーム５との連結が解除されている状態で、張り出し位置から油圧シリンダ４０のロッド部分４０ｂを収縮させると、ガイド部材５２に沿って第２の走行駆動部７Ｂがメインフレーム５側に引き込まれる。そして、ロッド部分４０ｂが最収縮状態に達した段階で、第２の走行駆動部７Ｂは、その嵌合部５５がメインフレーム５側のストッパ５７に当接し、メインフレーム５の張り出し部５ａの下側に形成された収容空間１０内の図中実線で示される格納位置に位置決めされる。すなわち、第２の走行駆動部７Ｂが、メインフレーム５および旋回体２の内側、具体的には、回転支持部４の下側位置に格納される。この格納位置では、第２の走行駆動部７Ｂは、旋回体２およびメインフレーム５の本体の中心軸Ｏ_２に対して第１の走行駆動部７Ａと対称に位置する。なお、この格納状態は、図示するようにメインフレーム５側のブラケット５９と第２の走行駆動部７Ｂ側のブラケット３２とを位置決めアーム３３によって連結することにより、保持される。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態のクローラクレーン１では、旋回体２を旋回可能に支持するクローラ３の回転支持部４の中心軸すなわち旋回体２の重心が位置する旋回中心軸Ｏ_１が、クローラ３の重心が位置するメインフレーム５の本体の中心軸すなわち旋回体２の中心軸Ｏ_２から第２の走行駆動部７Ｂ側に距離Ｓだけ偏心している。したがって、第２の走行駆動部７Ｂのみをメインフレーム５に対して移動させるだけで、クローラ３の幅を広げつつ、第１および第２の走行駆動部７Ａ，７Ｂを旋回中心軸Ｏ_１に対して対称に位置させて旋回体２の重心の略真下にクローラ３の重心を位置させることができる。すなわち、第２の走行駆動部７Ｂを移動させる移動機構のみを設けるだけで、クローラ３の幅を変更することができるとともに、両側の各走行駆動部７Ａ，７Ｂを旋回体２の旋回中心軸Ｏ_１に対して対称に位置させて作業時における車体の安定性を確保することができる。
【００２５】
また、第１の走行駆動部７Ａのための移動機構を必要としないため、油圧シリンダ４０の設置スペースが制限されることがなく、油圧シリンダ４０のロッド部分４０ｂのストロークを長く確保できる（すなわち、クローラ３の幅を大きく変更できる）とともに、張り出し作業を簡単且つ短時間で行なえる。また、構造が簡単であるため、製造コストも低く抑えることができる。また、これらの作用効果は、メインフレーム５を大きくすることなく得られるため、機械全体の小型化にも貢献し得る。
【００２６】
また、このように、旋回体２の旋回中心軸Ｏ_１をクローラ３のメインフレーム５の本体の中心軸Ｏ_２から偏心させると、旋回体２を大きくすることなくキャブ８の幅を広げて旋回中心軸Ｏ_１上にブーム９を位置させることができる。そのため、旋回中心軸Ｏ_１上で荷重を受けることができ、荷重に伴う大きな撓みが旋回体２に生じない。
【００２７】
また、本実施形態のクローラクレーン１では、第２の走行駆動部７Ｂが収容空間１０内の格納位置に位置された状態で、第１の走行駆動部７Ａと第２の走行駆動部７Ｂとが旋回体２およびメインフレーム５の本体の中心軸Ｏ_２に対して互いに対称に位置されるようになっている。したがって、この格納位置において車体は安定的に維持される。また、本実施形態では、第２の走行駆動部７Ｂが張り出し位置に位置された状態で、第１の走行駆動部７Ａと第２の走行駆動部７Ｂとが旋回中心軸Ｏ_１に対して互いに対称に位置されるようになっている。したがって、作業時における車体の安定性は十分に確保される。
【００２８】
また、本実施形態では、第２の走行駆動部７Ｂ側に延出する張り出し部５ａがメインフレーム５に形成され（別の言い方をすると、メインフレーム５に切り欠き部が形成され）、メインフレーム５の内側（張り出し部５ａの下側）に第２の走行駆動部７Ｂを収容するための収容空間１０が形成されている。したがって、旋回中心軸Ｏ_１をメインフレーム５の本体の中心軸Ｏ_２から偏心させることによって必要となる回転支持部４の形成領域をメインフレーム５に確保でき、同時に、第２の走行駆動部７Ｂを格納位置でメインフレーム５の本体の中心軸Ｏ_２に対して第１の走行駆動部７Ａと対称に位置させることができる。また、第２の走行駆動部７Ｂを、メインフレーム５および旋回体２の内側、具体的には、回転支持部４の下側位置に格納することが可能となる。
【００２９】
また、本実施形態では、第２の走行駆動部７Ｂがその格納位置で旋回体２の内側に収容されるため、第２の走行駆動部７Ｂによってキャブ８からの視界が妨げられることがない。このような効果は、特にパワーショベルにおいて有益である。すなわち、図４は本実施形態の構成が適用されたパワーショベル１Ａによって掘削作業を行なっている様子を示しているが、図４の（ａ）に示されるように、旋回体２をクローラ３に対して９０度旋回させて行なう穴堀り作業時には、邪魔なクローラ３を視界外まで格納できるため、下方への視認性が良くなり、ふところを深く掘ることができる。また、この場合、第２の走行駆動部７Ｂよりも旋回中心軸Ｏ_１から遠い第１の走行駆動部７Ａがカウンタウエイトと同様の機能を果たす。
【００３０】
また、図４の（ｂ）に示されるように、側溝６２を掘削する側溝掘り時においては、旋回中心軸Ｏ_１の偏心による別の効果が発揮される。すなわち、パワーショベル１Ａによって側溝６２を掘削した後、掘削によって得た土砂を側溝６２と反対側にあるトラック６０に積載する場合、第２の走行駆動部７Ｂ側では作業半径が小さくなるため、バケット７０で掘った土の荷重によって車体に作用するモーメントは小さい。そのため、作業時に車体が転倒する危険はない。一方、トラック６０に土砂を積載する場合には、モーメントが大きくなるが、第１の走行駆動部７Ａの張り出し幅が広いため、車体が転倒する危険はない。このように、第２の走行駆動部７Ｂ側の作業においてモーメントを小さくできるとともに、モーメントが大きい側の作業においても対応できるため、バケット容量を増やすことができ、また、作業領域も拡大する。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。例えば、上記実施形態において油圧シリンダが移動機構として採用されているが、リンク機構等の他の機構によって第２の走行駆動部７Ｂが移動されても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のクローラ自走式建設機械によれば、簡単に且つ低コストでクローラ幅を大きく変更できるとともに、キャブ幅を広げつつ旋回中心上で荷重を受けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るクローラクレーンの正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿うクローラの平面図である。
【図３】図２のＢ方向矢視図である。
【図４】図１の構成が適用されたパワーショベルの一作業形態を示す図である。
【符号の説明】
１…クローラ自走式建設機械
２…旋回体
３…クローラ
５…メインフレーム
７Ａ…第１の走行駆動部
７Ｂ…第２の走行駆動部
４０…油圧シリンダ（移動機構）

Claims

メインフレームと、メインフレームの両側に位置し且つ履体が回転可能に装着されて成る第１および第２の走行駆動部とによって構成される走行台車としてのクローラと、
前記クローラ上に旋回可能に搭載され且つ作業機械が設置された旋回体と、
前記旋回体に搭載され且つ前記旋回体の幅の略半分の幅で該幅方向において前記作業機械の横に並び設置されたキャブと、
を具備し、
前記第１の走行駆動部はメインフレームに対して固定的に設置され、前記第２の走行駆動部はメインフレームに対して移動可能に取り付けられ、
前記旋回体はその中心から第２の走行駆動部側に所定距離だけ偏心した位置で前記クローラのメインフレーム上に旋回可能に支持され、
前記クローラには、第２の走行駆動部を旋回体の旋回中心に対して第１の走行駆動部と対称な張り出し位置へ移動させるとともに、張り出し位置での第２の走行駆動部と前記第１の走行駆動部との中心が、前記旋回体の旋回中心に位置するように前記第２の走行駆動部を張り出し位置に位置決め可能な移動機構を設け、
前記移動機構は、前記クローラの横幅方向へガイド方向が延びて前記クローラのメインフレームに配置され、前記第２の走行駆動部を該横幅方向へ案内する二つのガイド部と、
二つのガイド部の間に該ガイド部のガイド方向に沿って前記クローラのメインフレームに配置され、前記ガイド部によるガイド方向に沿い、第２の走行駆動部を張り出し位置と格納位置に移動させる一本の油圧シリンダと、を有している
ことを特徴とするクローラ自走式建設機械。