WO2007032191A1

WO2007032191A1 - 作業機械用ブレード装置およびこれが搭載された作業機械

Info

Publication number: WO2007032191A1
Application number: PCT/JP2006/316627
Authority: WO
Inventors: Norihisa Matsumoto; Tatsuo Wada
Original assignee: Komatsu Ltd.
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2007-03-22
Also published as: EP1925752A1; US7654336B2; BRPI0615725A2; US20090101372A1; EP1925752A4

Abstract

　全ブレード幅がＷであって、下端に直線状の第１切刃(15)を有する所定のブレード幅Ｗ１をもつ中央前面部(12)を備えるとともに、第１切刃(15)に連続して後方向に所定の角度δ屈曲して延びる第２切刃(16)を有する連結前面部(13)と、第２切刃(16)に連続して第１切刃(15)の延長線との角度θをもって延びる第３切刃(17)を有する端部前面部(14)とを備えている。前記各切刃(15 ～17) が各前面部(12 ～14) の下端から接線方向に延び、各切刃(15 ～17) の刃先角α が４０°～５５°の掘削姿勢にあって、側面視で第１切刃(15)の刃先から土止め板の上端までの高さをＨとしたとき、前記半径Ｒ２が次式（Ｉ）を満足する。　　　　Ｒ２＝（０．７～１．０）×Ｈ ……（Ｉ）

Description

明細書

作業機械用ブレード装置およびこれが搭載された作業機械

技術分野

[0001] 本発明は、ブルドーザやホイールドーザなどの各種の作業用車両に装備されるブレードに関し、特に、掘削、運土、整地などの作業に好適であって、作業能率に優れ、燃費効率や経済性などの向上を実現する作業機械のブレード装置およびこれを備えた作業機械に関する。

背景技術

[0002] 建設工事や土木工事等の各種の作業現場では、例えばブルドーザやホイールド一ザなどの各種の作業車両が多用されている。この種の作業車両には作業用ァタツチメントであるブレードが装備されている。このブレードは掘肖 ij、運土、盛土、締固め、整地などのドーザ作業に広く使用されている。

この作業車両において最大の作業能率を発揮させるためには、 1サイクル当たりの運土量 (ブレード容量)をできるだけ増大させること、掘肖！運土中の抵抗をできるだけ小さくすること、各種の異なった土質に適合して掘削時にブレード上に土がへばりつかないことなどの様々な条件を満足することが肝要である。また、同時に盛土、締固め、整地をも同時になし得ることは、更に作業効率の著しい向上につながるため好ましい。これらの条件を満足する最適なブレードの構造、形状、幅、高さ、切刃（カツティングエッジ)の位置や掘削角度などを見出すことが、作業機械の作業能率を向上させ、燃料消費量を減少させ、全体工期を短縮させることなどの利点につながる。また、ブルドーザの作業能力を最大限に発揮させるための、ブルドーザの運土作業における力のバランスは、運土抵抗よりも牽引力が大きぐ牽引力よりも車両の駆動力が大きくなければならない。

[0003] ところで、ブルドーザにおいて掘肖 IJ '運土作業を行うに際して必要とするエンジン出力の大部分は、車両の駆動力や掘肖 1』·運土時の牽引力などにより消費される。従つて、動力伝達中のエネルギー量の損失を低減させ、燃費効率を向上させることが重要である。また、掘肖運土中の抵抗を低減することなども強く要求される。一般に、中型や小型ブルドーザは、大型ブルドーザと比較すると運土距離が短い。前述の要求に応えられれば、従来と同様の容量を有するブレードや牽引力であっても、掘削- 運土中のエンジン出力を有効に使うことができるようになる。

[0004] この種の作業車両の作業量を増大させるためのブレード装置の一例として、例えば本出願人は WO2004Z044337A1 (特許文献 1)により、従来にない全く新しいブレード構造を先に提案している。

この特許文献 1に開示されたブレードは、中央前面部と、その左右端部から後方に屈曲して拡開しながら延びる連結前面部と、連結前面部から屈曲して前方に拡開しながら延びる端部前面部とを有している。そして、前記中央前面部は、下端が掘削方向に直交して左右に延びる所要のブレード幅を有するとともに、その下端に第 1切刃を有し、前記連結前面部及び端部前面部も、その下端に第 2及び第 3切刃を有している。さらに、前記連結前面部及び端部前面部の交差線と、前記第 2切刃と第 3切刃との刃先同士の交点とが、上面視で前記第 1切刃の刃先よりも後退位置にある。そして、前記中央前面部、前記連結前面部及び前記端部前面部の各前面が、上端から下端にかけて連続する凹み状の湾曲面に形成された特殊な形状をしている。

[0005] この特許文献 1のブレードが適用される作業機械としては、例えば建設 ·土木機械が含まれ、その代表的な建設'土木機械として、ブルドーザ、ホイールドーザ、モータグレーダなどの作業機械などが挙げられる。なお、本明細書において使用される本発明に係るブレードの「正面視」、「上面視」及び「側面視」とは、ブレードを掘削効率の高い刃先角にて地表に接地したときの正面視、上面視及び側面視をいう。

[0006] 前記ブレードは、ブレード前面の一部を構成する中央前面部を有するとともに、ブレードの左右両側端部にお、て前方に拡開するように張り出す左右の端部前面部を有する点では従来のブレードと同様である。しかし、前記中央前面部と前記端部前面部との間に連結前面部が配されるとともに、左右の前記連結前面部が中央前面部の左右端部にて後方に拡開して延設され、左右の前記端部前面部が同連結前面部の後端縁から前方へと更に拡開しながら延設されている点で、従来のブレードとは大きく異なっている。

[0007] 一方、このように掘削、運土、整地など各種作業に適用されるブレード装置とは異なるものの、本発明のブレード形状によく似た形状を備えたブレード装置が WO 93 Z22512号公開公報 (特許文献 2)に開示されている。この特許文献 2に記載されたブレード装置は、ゴミ廃棄場などにおいてゴミを広げながら圧縮する埋立て用の圧縮作業車両に適用される。そのブレードは、従来の U型ブレードと同様に左右端部に車両の走行方向に両翼状に拡開して突出する端部ブレード部と、左右の端部ブレード部間を連結する一枚の平板状の中央ブレード部と、その中央ブレード部の中央部にあって上下方向の途中から下傾斜させて車両走行方向に突設された矩形状の突設部と、を備えている。前記突設部の下面を車両走行面に沿って置いたとき、前記端部ブレード部及び中央ブレード部の下端縁は、同じく車両走行面に沿って置かれる

[0008] また、前記圧縮作業車両の走行装置には鋼鉄製の車輪が採用されており、この車輪にてごみなどを圧縮処理する。前記ブレード装置の上記端部ブレード部及び中央ブレード部の下端縁を前記車輪の走行面と直線上に一致させたときの姿勢を第 1ポジシヨンとし、ブレードを上げて前傾させたときの姿勢を第 2ポジションとすると、第 1ポジシヨンにあるときは、圧縮作業用車両の走行によりゴミゃ土を水平に拡散させる。一方、第 2ポジションにあるときは、ブレード中央の上記突設部により車両の左右車輪間の空間に送られるゴミゃ土の量を制御し、すなわち前記空間に送られるゴミの高さを制限する。さらに、第 2ポジションでは、上記端部ブレード部及び中央ブレード部の下端縁と上記走行面との間の間隙を通して車輪による圧縮領域へと送り込んでゴミや土の量を制御する。

[0009] このように、特許文献 2により開示されたブレード装置は、ごみなどを拡散させる機能と、ごみなどを圧縮する処理量を制御すると同時に圧縮部材である左右の車輪間に形成されている空間部に過大な量のゴミなどが入り込んで、車体の下面に損傷を与えることのないように、前記空間部に送り込むゴミの量を制限するための機能と、を重視して開発されたものである。そのため、そもそも機能的に異なる本発明のブレード形状とこの公報に開示されているブレードとを比較すると、次の点で大きく異なって、ることが理解できる。

[0010] すなわち、（1)上記特許文献 1に記載されたブレードにおける中央前面部が掘削された土砂を大量に堆積保持するため、ブレード中央の上端力下端にかけて連続させている。これに対して、この中央前面部に対応する前記特許文献 2のブレードにおける中央突設部は、余分なごみの排除が主目的としているところから、その中央ブレード部の上下端間の途中から下端にかけて突出させている点、（2)特許文献 1における左右一対の各連結前面部及び端部前面部の交点が、上面視で中央前面部よりも後方位置にあるのと同時に、端部前面部の先端が中央前面部の下端縁の延長線の近傍まで延びている。これに対して、特許文献 2では文章上での説明はないが、そのいずれの図面を見ても中央ブレード部から前方に突出する左右一対の端部ブレードの先端位置を、中央突設部の突出下端縁の位置よりも更に前方に配している点である。

[0011] これらの相違点は、既述したとおり、本発明のブレード装置と公報に開示されているブレード装置では、本来の機能が異なることによる。

特許文献 1により提案された上記ブレードは、中央前面部の第 1切刃と前記端部前面部の第 3切刃の先端とをほぼ一致させる力、第 3切刃が僅かに後退する位置にあるようにしている。その結果、前記第 1切刃が端部前面部の下端に配される第 3切刃に先行して土砂を掘削するため、連結前面部及び端部前面部による掘削力が低減され掘削を容易にする。し力し実施に際しては、前記第 3切刃の先端を第 1切刃の前方に僅かに突出する場合もある。この場合、第 3切刃の先端が第 1切刃に先行して掘削することになるが、その突出量は極めて少なぐ前記端部前面部の第 3切刃全体としての実質的な掘削力は前記第 1切刃の掘削力と比較すると極めて小さいため、その突出による影響はない。

[0012] 従って、上記特許文献 1に記載されたブレードによれば、従来と比較すると前記第 3切刃に作用する牽引力が大きく緩和され、掘削抵抗や運土抵抗などの抵抗力が前記第 1切刃と前記第 3切刃とにわたりほぼ均一に作用する、そして、前記第 1切刃と前記第 3切刃との双方に牽引力が有効に作用することとなり、前記第 3切刃により掘削された土と前記第 1切刃により掘削された土とが第 2切刃を介して円滑に合流する。また、連結前面部と端部前面部とにより挟まれた交差領域が土溜部となるため、効率的で且つ大量の運土を抱え込むことができるようになる。 [0013] これらの相乗的な作用効果によって、前記抵抗力が軽減され、牽引力あたりの土量を大幅に増大することができるようになる。しかも、掘削'運土中の消費馬力を大幅に低減することができ、短時間に最少のエネルギー量で最大の掘削 ·運土量を得ることができるようになり、前記作業機械の燃費効率が著しく向上して土工量当りのコストの低減を実現することができる。

[0014] ところで、この種のブレードの前面の大半は、上下にわたって連続する所定の曲率半径をもって後方に凹んだ円弧面に形成されている。上記特許文献 1に記載されたブレードは、その特殊な構造によって従来のブレードには到底期待することができな V、極めて優れた作用効果を奏するが、この特許文献 1に開示されたブレードの前面形状を採用して、従来のセミ U型ブレードと同様の半径を有し、後退角を 10° 程度にとつて掘削角が掘削姿勢にあるときのブレードの下端に固設される切刃の下端からブレードの上端までの高さの 0. 5〜0. 7倍に設定すると、掘削時にブレード前面に土がへばりついて落ちない。このため、このような構成では、掘削効率を大幅に低下させることが判明した。また更に、その中央前面部、連結前面部及び端部前面部の設計如何によつては、同じブレード容量の従来のセミ U型ブレードと比較して、数は少ないものの掘削効率の点で下回るブレードが出現することがある。更に、特に運土時の旋回押し回しのとき、旋回走行中の僅かな時間でブレード上に積載された土が、中央前面部から外側の連結前面部へと滑り落ちて、端部前面部から瞬時にして全てが流れ落ちてしまうと、う事態も発生した。

特許文献 l :WO 2004Z044337 A1号公開公報

特許文献 2 :WO 93Z22512号公開公報

発明の開示

[0015] 本発明は、こうした事態を踏まえてなされたものであり、具体的には上記特許文献 1 がもつ前記抵抗力の軽減、牽引力あたりの土量の大幅な増大、掘削'運土中の消費馬力の大幅な低減、及び短時間に最少のエネルギー量で最大の掘削'運土量が得られることを前提としながら、掘削時にあってブレード上からの土離れがよぐ同時に従来のセミ U型ブレードを確実に越える掘削効率を得ることができ、更には運土中の旋回押し回しにあたって落土のない作業機械用のブレード装置を提供することを主な目的としている。その他の目的は、以降に述べる発明の最良の実施形態により明ら力にされる。

[0016] 以上の目的は、本発明の基本構成である、各種の作業機械に装着されるブレード装置であって、ブレードは、中央前面部と、その左右端部に屈曲して連設される連結前面部を介して更に連設される端部前面部と、を有し、前記中央前面部は、下端が掘削方向に直交して左右に延びるブレード幅 W1を有するとともに、その下端に第 1 切刃を有し、前記連結前面部及び前記端部前面部は、その下端に第 2及び第 3の切刃を有してなり、前記連結前面部及び端部前面部の交差線と、前記第 2及び第 3切刃の刃先の交点とが、上面視で前記第 1切刃の刃先よりも後方位置にあり、前記中央前面部、前記連結前面部及び前記端部前面部の各前面が上端力下端にかけて半径 R2の連続する凹み状の湾曲面とされ、前記各切刃が各前面部の下端から接線方向に延び、各切刃の刃先角 α力 0° 〜55° の掘削姿勢にあって、側面視で第 1切刃の刃先力前記中央前面部の上端までの高さを Ηとしたとき、前記半径 R2 が (I)式: R2= (0. 7〜1. 0) X Hを満足する作業機械用ブレード装置によって効果的に達成される。なお、ブレード装置は、その中央前面部の上端から接線方向に延びる板金材よりなる土止め板を有しても良いが、その場合の高さ Hは、第 1切刃の刃先から土止め板の上端までの高さとなる。

[0017] 好ましい態様によれば、ブレード容量により決まる前記中央前面部のブレード幅を W1、前記第 1切刃の延長線と同延長線に平行な前記第 2及び第 3切刃の刃先同士の前記交点を通過する直線との間の間隔を Wt、前記第 1切刃の刃先と前記第 2切刃のとの間の後方屈曲角を δとしたとき、前記間隔 Wtと後方屈曲角 δ と力次式 (II) 及び (III)を同時に満足するブレード装置により効果的に達成される。

[0018] Wt>0. 65 X (W1/10) (Π)

14。 < δ < 30。 (Ill)

ここで、 Wt及び Wlは実際の値 (mm)であっても、それぞれの基準値 (無単位)であってもよい。

更に好ましくは、前記中央前面部と前記端部前面部との各切刃の延長線上で交差する交差角 0 を 0° < Θ≤25° に設定するとよい。 [0019] このように、左右の前記連結前面部は、上面視で前記中央前面部に連続して後方向に上記後方屈曲角 δの範囲内で拡開して配されるとともに、左右の前記端部前面部を、同じく上面視で前記連結前面部に連続して前方に向けて上記交差角 Θをもつて拡開して配するようにするとよい。すなわち、前記連結前面部と前記端部前面部とが V字状又は U字状を呈して連なり、更には前記第 2切刃と前記第 3切刃とが V字状又は U字状を呈して連なって、る。

[0020] 更に本発明にあっては、少なくとも前記中央前面部の第 1切刃は、同中央前面部下端のブレード幅 W1に略等しぐ且つ前記中央前面部は、その下端から上端に向けて後方に凹む湾曲面とされるとともに漸次幅広に形成するのが好ましい。また、前記中央前面部下端のブレード幅 W1は、左右の走行装置間の内幅より大きくするとよぐ更には前記中央前面部下端のブレード幅 W1を左右の走行装置の中心間距離であるゲージ幅に略等しくするとよ、。

[0021] また、前記第 2切刃は第 1切刃に対して左右に僅かに下傾斜して配されるとともに、前記第 3切刃は前記第 2切刃に対して左右に僅かに上傾斜して配されていることが好ましい。前記連結前面部及び前記端部前面部の各ブレード前面が前記中央前面部と同一曲面を有することが望ましい。

本発明の作業機械用ブレード装置は、中央前面部と、左右の連結前面部と、左右の端部前面部と、を備えている。中央前面部は、下端が掘削方向に直交して左右に延びるブレード幅 W1を有し、さらにその下端から円弧面の接線方向に沿って延びる第 1切刃を有する。連結前面部は、中央前面部の左右端部に屈曲して連設され、その下端から円弧面の接線方向に沿って延びる第 2の切刃を有する。左右の端部前面部は、連結前面部を介してさらに左右に連設され、その下端から円弧面の接線方向に沿って延びる第 3の切刃を有する。そして、連結前面部および端部前面部の交差線と、第 2·第 3切刃の刃先の交点とが、上面視において第 1切刃の刃先よりも後方に配置されている。さらに、中央前面部、連結前面部および端部前面部の各前面が、上端から下端にかけて半径 R2の連続する円弧面を有している。さらには、掘削姿勢における側面視において、第 1切刃の刃先から中央前面部の上端までの高さを Ηとすると、半径 R2が次式 (I)を満たす。 [0022] R2= (0. 7〜： L 0) X H……（I)

本発明の作業機械用ブレード装置は、中央前面部と、左右の連結前面部と、左右の端部前面部と、を備えている。中央前面部は、下端が掘削方向に直交して左右に延びるブレード幅 W1を有し、さらにその下端から円弧面の接線方向に沿って延びる第 1切刃を有する。連結前面部は、中央前面部の左右端部に屈曲して連設され、その下端から円弧面の接線方向に沿って延びる第 2の切刃を有する。左右の端部前面部は、連結前面部を介してさらに左右に連設され、その下端から円弧面の接線方向に沿って延びる第 3の切刃を有する。そして、連結前面部および端部前面部の交差線と、第 2·第 3切刃の刃先の交点とが、上面視において第 1切刃の刃先よりも後方に配置されている。さらに、中央前面部、連結前面部および端部前面部の各前面が、上端から下端にかけて半径 R2の連続する円弧面を有している。さらには、少なくとも中央前面部の上端力略接線方向に延びる板金材を有し、掘削姿勢における側面視において、第 1切刃の刃先力も板金材の上端までの高さを Hとすると、半径 R2が次式 (I)を満たす。

[0023] R2= (0. 7~1. 0) X H……（I)

作用効果

[0024] 本発明におけるブレード上の積土の外観形状は、特許文献 1に開示されたブレードと同様、前記中央前面部の上端力下端にかけて、その中央部にて安息角を越えて前方へと大きく盛り上がった形状となる。一方、従来のブレードでは運土の外観形状は、ブレードの上端力下端にかけて略安息角に等しい傾斜角をもつ直線的な平面形状となる。すなわち、本発明もまた前記特許文献 1と同様に、短時間に最少のェネルギー量で最大の掘肖運土量を得ることができ、作業機械の燃費効率が著しく向上して土工量当りのコストの低減が実現される。

[0025] ところで、特許文献 1に開示されたブレードの提案を行ったのち、引き続き多様な試験運転を重ねているうちに、既述したような課題のあることが分力つた。そこで、更に多様な試験と設計とを繰り返した結果、上述のような掘削時におけるブレード上の土離れの悪さや、掘削効率のばらつき、旋回押し回し時のブレードからの落土の原因は、本発明に特有の複雑なブレード形状に基づくものであり、具体的にはブレードの前面湾曲面及びブレード全体の後傾姿勢を、従来の例えばセミ U型ブレードと同様に形成していること、及びブレード容量に応じた中央前面部、連結前面部及び端部前面部の最適な形状や各前面部のブレード幅の相対的な割合などを客観的に決定するための指標が確立されていないことに依ることを知った。

[0026] 本発明にあっては、前記中央前面部、前記連結前面部及び前記端部前面部の各ブレードの前面を、従来と同様に、後傾斜させることが好ましいが、あまり後退させ過ぎると、排土作業時にブレード上に運土がへばりついて滑落しに《なる。これは、本発明の特殊なブレード形状による。これを避けるため、刃先角を従来と同じく設定するとともに、各切刃の前面をブレード下端の前面の延長上に延出することが考えられる。そして、ブレードの全体を後傾させることは、ブレードにより抱え込まれる堆積土の表面における傾斜角度、すなわち安息角を一定と考えたとき、地面上に堆積される土の地面に対する接地長さを減少させることができ、逆にブレード上に大きな土量を積載することができるようになる。そこで、各ブレード下端の前面の延長上に各切刃の前面を設ける場合にも、ブレード自体の湾曲面全体を後傾させる工夫が要る。これが達成できれば、従来の掘削能力を確保した上で、運土量の増大と運土抵抗などの大幅な低減が実現し、牽引力あたりの消費馬力を大幅に低減することができ、良好な低燃費性能が得られる。

[0027] 上述のような特殊な全体形状を有する本発明に係るブレード装置では、切刃の刃先角 αを上記特許文献 1と同一の刃先角とするとともに、後退角 γ を 0° として、所定の曲率半径をもつ円弧面とされたブレード前面の下端に同切刃の上端を前記円弧面の接線方向に固設した。試験の結果によれば、ブレード前面を特許文献 1と同様の曲率半径（ =〇. ₅〜₀. 7 Χ Η、ここで、 Ηは地表からブレード上端までの高さである。）をもつ円弧面の下端に、その接線方向に延出するように切刃を固設すると、ブレードの後傾姿勢が立つようになり、積載土量が低下する。そこで、刃先角 αを従来一般的な 50° 以上力もそれより小さい特許文献 1と同様に 40° 〜55° の範囲に設定して、同時にブレード全体の後傾姿勢を維持させようとした。これ以上、刃先角 OC を小さくすると掘削効率が大幅に低下してしまう。ところが、単に刃先角 αを小さくするだけでは、ブレード上に堆積された土を新たに掘削した土によりブレードの上方へと押し上げる力が弱くなり、特に掘削時においてブレードに土がへばりつきやすぐ土離れが悪く土の抵抗が増カロして所望の積載量が得られないことを知った。

[0028] そこで、本発明では掘削力の低下を回避するため、ブレードの刃先角 αを 40° 〜 55° に設定するとともに、円弧面の曲率半径を同一ブレード容量の従来のブレード前面の上記円弧面の半径よりも大幅に長くした。すなわち、通常、この曲率半径はブレード容量力演算されるブレード高さ Ηの 0. 5倍以上で 0. 7倍よりも短い長さに設定されている力本発明ではブレード高さ Ηの 0. 7以上 1. 0倍以下にしている。このように円弧面の半径を長くすると、掘削によりブレード上に積載される土がブレード前面にへばりつくことがなくなり、土の抵抗が少なくなり上方へと円滑に押し上げるようになるため、所望の運土量が得られる。そして、刃先角 OCと掘削角 βの差である後退角 7 があっても、単に掘削角 β を掘削した場合と異なり、土離れが改善した。なお、後退角 0は、望ましくは 0° 〜15° の範囲である。

[0029] また、上述のように特有のブレード形状をもつ本発明のブレード装置にあっては、その掘削効率は、中央前面部のブレード幅 Wl、連結前面部の刃先と端部前面部の刃先との交点と中央前面部の第 1刃先の延長線との間の間隔 (以下、後退量という。

)Wt、中央前面部の第 1切刃の刃先に対する連結前面部の第 2切刃の刃先の後方に屈曲する屈曲角 δの 3つのパラメータにより決定されることが分力つた。上記式 (II) 及び (III)は、それらの 3つのパラメータの相関式である。し力も、前記後方屈曲角 δ には上限値及び下限値があり、その下限値は前記掘削効率の下限値 (％)を規定し、例えばセミ U型ブレードの掘削効率を確実に上回るための下限の値である。一方、後方屈曲角 δの上限値は運土中における旋回押し回しによる落土を確実に防止するための上限の値である。

[0030] 設計の段階で、ブレード容量に見合った上記後退量 Wtの値が決まると、そのブレード容量に見合った最適な後方屈曲角 δ の値を上記数値範囲の中から選び出すことができる。一般に、中央前面部のブレード幅 W1は、作業用車両の左右走行装置の各中心線間の距離 (ゲージ幅）に略等しく設定するとよい。また、ブレードの全幅 W はブレード容量によって決まり、ゲージ幅 WGに等しい中央前面部のブレード幅 W1 も同様にして決まる。し力し、前記全体のブレード幅やゲージ幅 WG、ブレード幅 W1 はブレード容量によって変更される長さでもある。いま、例えば 45m3のブレード容量をもつ全ブレード幅 Wを基準とすると、 45m3より小さいときの中央前面部の実際の全ブレード幅は前記ブレード幅 Wより短くなり、 45m3より大きいときは中央前面部の実際のブレード幅は前記ブレード幅 Wよりも長くなる。

[0031] 本発明における前記中央前面部の刃先に対する連結前面部及び端部前面部の刃先同士の交点までの相対的な後退量の値 Wtは、前述のようにして得られた実際のブレード幅 W1に試験により得られた定数である 0. 65Z10を掛けることにより決まる。この後退量 Wtが決まると、上記後方屈曲角 δ のうちから、相関図により最も掘削効率に優れ且つ押し回しにも耐えられる後方屈曲角 δ を選ぶと、ブレードの全幅 W が決まっていることから、上面視で中央前面部と連結前面部との下端屈曲点と、端部前面部の外側端面との間の寸法 W4が必然的に決まることになる。

[0032] し力しながら、ここでは未だ中央前面部の刃先の延長線と端部前面部の刃先の延長部との間の交差角 Θは決まっていない。この交差角 Θは、前記連結前面部と端部前面部との屈曲部の前面に形成される土溜部を形成するため、上記後方屈曲角 δ とともに極めて重要な意義をもつ。しかも、作業現場の土質によって変化する端部前面部の掘削力の大きさにも影響する。前記土溜部における前記連結前面部と端部前面部との交差角は、 180° - ( δ + Θ )により計算できる。この土の抱え込みを維持するには、可能な限り Θは大きい方がよい。しかし、本発明より単純な形状を持つセミ U型ブレードの場合、例えば現場の土質が柔らかく整地機能だけの機能でよいという場合には、 0は限りなく 0° に近づける。

[0033] 一方、土質が硬ぐサイドカット機能が必要なときは、 Θ の値をある程度大きくする必要がある。従って、この Θの値は一律には決め難いが、その端部前面部に要求される機能に応じて上記後方屈曲角 δを勘案して決めることができる。しかしながら、サイドカット機能を確保するには最大で 25° 程度であると言われている。

この交差角 Θ力を越えると、端部前面部の第 3切刃の刃先に負荷が集中して、掘削時に過大な負荷がかかり、切刃全体に均等に負荷がかからず刃先の折損などを伴うことにもなりかねない。一方、既述したとおり、本発明のブレード装置は整地機能も兼ね備えている場合が多い。その点では、前記交差角 0 を 0° に無限に近づけることが必要な場合もある。これらを総合的に勘案すると、交差角 Θは 0° より大きく 2 5° 以下であることが望ましい。ところで、これらの後方屈曲角 δ 及び交差角 Θ の決め方によっては、トータル長さが決まっている前記連結前面部及び端部前面部の各ブレード幅の長さの割合も必然的に変化する。従って、この連結前面部及び端部前面部の各ブレード幅の長さの割合もまた一律には決めることができない。

[0034] また本発明にあって、前記中央前面部下端のブレード幅を左右の走行装置間の内幅より大きく設定するのは、前進走行による整地作業を行う場合に、走行装置の走行跡の無い地面の整地が求められる最小限必要な幅だ力である。特に、中央前面部下端のブレード中央前面幅を左右の走行装置の中心間距離であるゲージ幅に等しくすると掘肖 IJ '運土 '整地機能上、最も優れたバランスが得られる。

[0035] 一般に、上述の作業機械の主な作業としては掘削、運土、整地などの作業があり、これらの機械には、異なる作業が行えるような機能をもつブレードを装備することが肝要である。本発明のブレードは、掘削 '運土とともに整地機能を有している。

通常、この種の整地作業には、地盤を掘削しながら地面を均すと同時に前方へと運び、その途中にて穴地を埋めることと、均整に地均しすることの 2点が要求される。本発明にあって、前記中央前面部のブレード幅を広くすると、いわゆる地均し機能は増大する。一方、本発明にあっては、上面視で前記中央前面部が左右の上記連結前面部及び端部前面部よりも前方に張り出して、ることが多!、。本発明における前記連結前面部及び端部前面部も整地機能を備えてはいるものの、その機能の大半は前記中央前面部に依存するところが大きい。そこで、本発明にあっても前記中央前面部におけるブレード幅を拡げることは可能である。

[0036] ところで、本発明にあっては端部前面部の第 3切刃の先端は中央前面部の第 1切刃の延長線よりも後方に存在するとは限らず、同延長線よりも前方に張り出すことも含んでいる。すなわち、前記端部前面部の第 3切刃の先端が前記第 1切刃の刃先の延長線上の近傍に配する力ぎり、特許文献 1のブレードと同様に、第 1切刃が第 3切刃とほぼ同時に土砂を掘削して、前記端部前面部の切刃によって掘削される土と前記中央前面部の第 1切刃により掘削される土とを連結前面部を介して円滑に合流させて、運土量を大幅に増大させることができるようになる。また本発明にあって、中央前面部のブレード幅を拡げれば拡げるほど、上面視で連結前面部及び端部前面部の占める幅を狭くしなければならなくなる。

[0037] この連結前面部及び端部前面部の占める幅を狭くし、且つ掘削抵抗や運土抵抗などの抵抗力を小さくして運土量を大幅に増大させようとするには、連結前面部及び端部前面部の下端に沿った長さを一定とすることが好ましい。すなわち、中央前面部のブレード幅を広くするとともに、連結前面部及び端部前面部の下端に沿った長さを所要長確保するには、上面視で連結前面部と端部前面部との交差する角度を小さくしなければならなくなる。その結果、必然的に中央前面部の切刃位置とブレードを支持するストレートフレームの支持点との間の距離を広げなければならなくなる。

[0038] このように中央前面部の切刃位置とブレードを支持するストレートフレームの支持点との間の距離が増大すると、掘削時における地表の凹凸面の影響を大きく受けて、車両が前後でピッチング動作を起こしやすぐ結果的にブレードが上下に大きく揺動し、中央前面部による安定した掘削ができなくなり、掘削面が凹凸面となりやすぐ均整に均すことができなくなる。これらを考慮するとき、上述のように上面視で前記中央前面部のブレード幅は連結前面部及び端部前面部のブレード幅を考慮して決める必要がでてくる。本発明では、前記中央前面部のブレード幅を左右の走行装置の中心間の距離であるゲージ幅に略等しく設定することにより、前記中央前面部の第 1切刃の刃幅あたりの実効掘削力が増大して効率的な掘削と運土が可能になると同時に均整な地均しを可能にする。

[0039] 一方、上記国際公開された特許文献 2のブレードについて見ると、この点でも本発明とその構成が大きく異なっていることが理解できる。すなわち、上記公報により開示されているブレードにあっては、上記中央突設部における有効幅を圧縮装置である左右の車輪間距離、換言すると左右の車輪の対向面間の距離に略等しいとされている。これは、この中央突設部の機能が左右の車輪間に形成される空間部に大量のゴミが入り込まないようにするがため、当然の構造である。

[0040] さて、本発明のブレードにおける好適な一態様としては、左右の前記連結前面部が、前記中央前面部に連続して後方向に所定の角度をもって拡開して配され、下端に第 2切刃を有しており、左右の前記端部前面部が、前記連結前面部に連続して前方向に所定の角度をもって拡開して配され、下端に第 3切刃を有している。この点にお Vヽても上記特許文献 2に開示されたブレードと異なって、る。

[0041] ところで、この種の自走式作業機械は車体の前部中央部にエンジンルームが配されていることが多ぐオペレータは同エンジンルームの後方にて各種の操作杆を操作する。そのため、オペレータの視界はエンジンルームにより遮られて、中央前面部に堆積された掘削土量を目視にて直接確認することができな!/ヽ。

一方で本発明にあっても、前記ブレードを最大の掘削性能を発揮するときの姿勢、通常はブレードを刃先角をもって地表に接地したときの正面視で、中央前面部、左右の連結前面部及び左右の端部前面部の切刃の刃先を同一直線上となるように配した場合には、左右に配された前記連結前面部と端部前面部との間に堆積される土量を確認することができるに過ぎない。ところが、中央前面部に堆積される土量は、上述のように連結前面部及び端部前面部との間に堆積される土量も加わって中央前面部に堆積される土量の増加をもたらす。従って、オペレータにより連結前面部と端部前面部との間に堆積される堆積土が斜め上方力確認できるようになった時点では、中央前面部に堆積される土量は所定量を越えていることが多くなり、ブレード操作の煩雑性を増カロさせる。

[0042] そこで本発明の好適な実施態様によれば、前記ブレードが最大の掘削性能を発揮するときの姿勢、通常はブレードを刃先角をもって地表に接地したときの正面視で、左右の前記第 2切刃を中央の第 1切刃に対してそれぞれ僅かに下傾斜させて配すとともに、前記第 3切刃を前記第 2切刃に対して僅かに上傾斜して配するようにする。このような構成を採用することにより、第 2切刃と第 3切刃との切り換え部分が通常姿勢にて地中へと入り込むことになり、掘削時には第 2切刃と第 3切刃との間で従来以上の掘削量が得られる。これにより、連結前面部と端部前面部との間に堆積される土量が増加して、中央前面部における土の堆積量に追随するようになる。その結果、仮にオペレータには中央前面部に堆積された土量が目視で確認することができない場合であっても、左右の連結前面部及び端部前面部との間に堆積される土量を目視で確認することにより、中央前面部における適正な堆積土量を把握することができ、円滑なブレード操作を行うことができるようになる。 [0043] 本発明のブレードは、前記中央前面部、前記連結前面部、前記端部前面部を独立して形成し、各前面部同士を溶接により連続して形成することもできるが、ブレードの大きさや厚みなどを適当に設定することにより、一部を铸造品に代替えすることができる。

さらに本発明は、前記端部前面部下端の切刃の幅は、連結前面部の切刃の幅との間で相対的に決まるため一律には決めがたいが、前記中央前面部下端の切刃の幅よりも小さぐ前記連結前面部下端の切刃の幅とほぼ等しく設定することが好ましい。各前面部の幅を前記寸法関係に設定すると、前記連結前面部及び前記端部前面部の各ブレード前面に沿って盛り上げて抱え込む土量を最適にすることができ、前記中央前面部に対する土の抵抗を小さくすることができるため好ましい。しかし掘削効率を考慮すると、既述したとおり、連結前面部の第 2切刃と端部前面部の第 3切刃との交点までの後退量 Wt及び中央前面部の第 1切刃と連結前面部の第 2切刃との間の後方への屈曲角 δの制約を受けるため、連結前面部及び端部前面部の各ブレード幅に差を設けざるを得な、場合が多、。

[0044] 本発明は、前記中央前面部と前記端部前面部との各切刃の延長線上で交差する交差角が 0° 〜25° に設定される。特にサイドカット機能を重視する場合には、 18 ° 〜25° の範囲内に設定されることが望ましい。この交差角 0力 18° 〜25° であれば、前記連結前面部及び前記端部前面部との各ブレード前面上に積載されるのに最適な土量を確保することができ、前記端部前面部から前記連結前面部に向けて移動する土の抵抗を小さくすることができ、 18° より小さいとサイドカット機能が失われる。しかし端部前面部の機能は、既述したとおり、単にサイドカット機能に限らず、例えば端部前面部の第 3切刃に整地機能が欲しい場合には、前記交差角 Θ を限りなく 0° に近づけてもよい。さらに本発明は、各切刃の刃先が地面上にあるときの前面と地面との間の刃先角を 40° 〜55° にすると、最少の掘肖 1 運土エネルギー量や最大の土量が効果的に得られる。

[0045] 第 1の発明に係るガード部材は、作業機械に装着される作業機械用ブレードの上端部に設けられるガード部材であって、側面視において、作業機械用ブレード上端部における作業機械用ブレード前面の延長線に対して前方に傾斜する接土面を備えている。

ここでは、例えば、ブルドーザ等の作業機械の前方側に装着される作業機械用ブレードの上端部に設けられるガード部材であって、側面視における接土面の取付角度が、作業機械用ブレード上端部における作業機械用ブレード前面の延長線よりも前方へ傾斜するように取り付けられて、る。

[0046] ここで、ガード部材は、運土量を増大させる目的で作業機械用ブレード上端部に取り付けられる部材であって、例えば、板材と、その裏面側に取り付けられた複数のリブとによって構成されている。また、ガード部材の接土面とは、運土作業時等において土砂を前方へ押すために土砂と接触する面を意味している。

通常、作業機械用ブレードに対してガード部材が取り付けられる際には、その接土面が、側面視において、ガード部材が取り付けられる作業機械用ブレードの上端部における作業機械用ブレード前面の延長線上に沿って、あるいは上記延長線よりも後方側に傾斜するように取付けが行われる。このため、運土作業時に作業機械用ブレードの前方へ溜まってきた土砂が作業機械用ブレード上端部のガード部材の位置まで達すると、ガード部材を乗り越えて後方へこぼれてしまうおそれがある。特に、作業機械用ブレードの角度を後方へ傾斜させて運土を行う場合には、ガード部材の接土面の角度はさらに後方へ傾斜してしまうため、後方への土砂のこぼれ量が増大してしまう。

[0047] そこで、本発明のガード部材では、作業機械用ブレード上端部に取り付けられるガ一ド部材を、側面視においてその接土面が作業機械用ブレード上端部における作業機械用ブレード前面の延長線よりも前方傾斜するように取り付けている。

これにより、運土作業時において、作業機械用ブレードの前方へ溜まってきた土砂が作業機械用ブレード上端部のガード部材の位置まで達した場合でも、ガード部材の接土面によって土砂を前方へと押し戻す流れを形成できるため、運土作業時における後方への土砂のこぼれ量を大幅に減少させることができる。この結果、作業機械用ブレード上部に取り付けられるガード部材の取付け角度を調整するだけの簡易な構成により、効率よく運土作業を実施することができる。

[0048] 第 2の発明に係るガード部材は、第 1の発明に係るガード部材であって、ガード部材の作業機械用ブレード前面の延長線に対する前傾角度は、 0度より大きく 50度以下である。

ここでは、作業機械用ブレード上端部におけるガード部材の接土面の前傾角度が上記所定範囲内になるように、作業機械用ブレードに対してガード部材を取り付けている。

[0049] これにより、運土作業時においてガード部材付近まで溜まった土砂を前方へと移動させる流れを形成することで、従来のガード部材が取り付けられた作業機械用ブレードよりも、後方への土砂のこぼれ量を効果的に低減することができる。

なお、上記数値範囲のうち、下限値である 0度より大きい角度については、ガード部材の接土面を作業機械用ブレードの前面上端部における延長線に対して少しでも前傾させることで、運土作業時における後方への土砂のこぼれ量を低減するために設定されたものである。一方、上限値である 50度については、上記前傾角度が大きくなり過ぎると、運土作業時において作業機械用ブレードの前方における土砂を前方へ押し戻す流れを妨げてしまうことから設定されたものである。

このため、作業機械用ブレードの上部における土砂のこぼれ量を効果的に低減しつつ、前方へ押し戻す流れを効果的に形成するという点では、上述した作業機械用ブレードに対するガード部材の傾斜角度としては、 5〜30度とすることがより好ましい

[0050] 第 3の発明に係るガード部材は、第 1または第 2の発明に係るガード部材であって、接土面の両端には、前方視認用の開口部が形成されている。

[0051] ここでは、作業機械用ブレードの上端部に設けられたガード部材の両端部分に、作業機械のオペレータ力作業機械用ブレード前方を視認するための開口部を設けている。通常、オペレータが作業機械用ブレードの前方の土砂の状態を視認する際には、作業機械用ブレードの両端部付近を見ることが知られている。

これにより、その作業機械用ブレードの前方を視認する際にオペレータが目線をやる作業機械用ブレードの上端部に、オペレータの視界を遮るガード部材を取り付けた場合でも、ガード部材の両端に視認用の開口を設けているため、オペレータによる作業機械用ブレードの前方視認性を悪化させることを回避することができる。この結果、土砂が後方へこぼれる量を低減しつつ、かつオペレータによる作業機械用ブレード前方の視認性を確保することができる。

[0052] 第 4の発明に係る作業機械用ブレードは、第 1から第 3の発明のいずれ力 1つに係るガード部材と、作業機械に対して装着される取付け部と、ガード部材の接土面と連続的な面を有する前面部と、を備えている。

ここでは、上述したガード部材が上端部に設けられた作業機械用ブレードとして発明を特定している。

[0053] これにより、作業機械用ブレードの上端部に設けられたガード部材によって後方へ土砂がこぼれる量を低減できる。

なお、ガード部材は作業機械用ブレードの上端部に対して溶接によって取り付けられて、てもよ、し、作業機械用ブレードの上端部を延長して形成されて、てもよ、。

[0054] 第 5の発明に係る作業機械用ブレードは、第 4の発明に係る作業機械用ブレードであって、前面部の両端には、凹部が形成されている。

ここでは、掘削時における作業機械用ブレード先端部分の接地面積を少なくするために、作業機械用ブレードの前面部における両側の部分に凹部を設けている。これにより、作業機械用ブレードの先端部分における接地部分の面積を減らして接地抵抗が少ない状態で効率よく作業を行うことができる。さらに、凹部の部分に土砂を溜め込むことができるため、従来の作業機械用ブレードよりも運土量を増大させることができる。

図面の簡単な説明

[0055] [図 1]本発明に適用される代表的なブレード装置の全体的な概略構成を示す前方から見た斜視図。

[図 2]前記ブレード装置の正面図。

[図 3]前記ブレード装置の背面図。

[図 4]前記ブレード装置のブレードの昇降動作を説明する作業機械の全体を示す側面図。

[図 5]前記作業機械の要部の構成例を示す上面図。

[図 6]ブレード部の前面における湾曲面と切刃との交差角の関係を示す説明図。圆 7]同一高さ同一掘削角（刃先角）で小径の円弧面を形成したときのブレードの後傾姿勢を示す縦断面図。

圆 8]同一高さ同一掘削角（刃先角）で大径の円弧面を形成したときのブレードの後傾姿勢を示す縦断面図。

[図 9]掘肖 ij ·運土時のブレード及びブレード前方の運土の投影図。

[図 10]掘削'運土時のブレード及びブレード前方の運土の側面図。

圆 11]掘肖 IJ '運土時のブレードの通常姿勢と後傾姿勢とによるブレードの前方に堆積した堆積土の関係を示す説明図。

[図 12]交点の後退量及び後方屈曲角に基づく中央前面部のブレード幅に対する前記ブレードの掘削効率を示す相関図。

[図 13] (a)〜 (c)は、後方屈曲角と交差角の変動に伴う連結前面部及び端部前面部の各ブレード幅の関係を示す説明図。

[図 14]図 1における XIV-XIV線に沿った矢視断面図。

[図 15]図 1における XV-XV線に沿った矢視断面図。

[図 16]図 1における XVI-XVI線に沿った矢視断面図。

圆 17]前記ブレード装置における左側の一体铸造部を背面の左側から見た斜視図。圆 18]前記ブレード装置における右側の一体铸造部を背面の右側から見た斜視図。

[図 19]図 2の XIX-XIX線に沿った矢視断面図。

[図 20]図 3の XX-XX線に沿った矢視断面図。

[図 21]図 3の XXI-XXI線に沿った矢視断面図。

圆 22]右側の一体铸造部を右斜め前方力も見た斜視図。

圆 23]前記ブレード装置を背面側の斜め後方力見た全体の斜視図。

[図 24]板金部の背面支持部材の一部を左斜め前方から見た斜視図。

圆 25]前記板金部の他の背面支持部材の一部を前方力も見た斜視図。

圆 26]前記板金部の更に他の背面支持部材の一部を前方力も見た斜視図。

圆 27]本発明の他の実施形態に係るガード部材を取り付けたブレードを示す斜視図

[図 28]図 27のブレードを示す正面図。 [図 29]図 27のブレードを示す平面図。

[図 30]図 27のブレードの側面図。

[図 31]図 28における A— A線矢視断面図。

[図 32]図 28における D— D線矢視断面図

[図 33]図 31のブレード上部における部分拡大図 _c 符号の説明

1 ブルドーザ

2 履帯式走行装置

3 リフトフレーム

4 (油圧)チルトシリンダ

5 エンジンノレーム

6 (油圧）リフトシリンダ

7 ストラットアーム

10 ブレード装置

11 ブレード

12 中央前面部

12a (矩形)分割中央部

12b (三角形)分割端部

13 連結前面部

14 端部前面部

15〜17 第 1〜第 3切刃

18 板金材

18a 格子

25a〜25d 第 1〜第 4ブラケット

26 垂直板リブ

50 ブレード

51 ブレード前面部 (前面部)

52 中央前面部 3 連結前面部

4 端部前面部

5 第 1切刃

6 第 2切刃

7 第 3切刃

1 凹部

5 取付けフランジ部（取付け部)0 ガード (ガード部材）

1 本体部

1a 接土面

1b リブ

2 開口部 (前方視認用の開口1 一体铸造部

2 前面板部

3 背面部

3a, 103b 第 1及び第 2の背面支持部5 板金部

6 前面板

7 背面支持部材

7a〜107d 第 1〜第 4の背面支持部材7d— l〜107d— 3 分割部材

7d— l '〜107d— 3 ' 補強ジブ

刃先角

β 掘削角

Ύ 後退角

δ 後方屈曲角

Θ 交差角

W ブレード全幅 Wl 中央前面部のブレード幅（=ゲージ幅 WG)

Wt 後退量

H ブレード高さ

Rl, R2 ブレード前面の曲率半径

発明を実施するための最良の形態

[0057] [実施形態 1]

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。本発明のブレード装置は、各種の作業機械に装備される作業用アタッチメントとして使用できる。本発明に適用される作業機械として、例えば建設 ·土木機械が挙げられる。本実施形態では、建設 ·土木機械として図示せぬブルドーザを例に挙げて説明する力本発明はこれに限定されるものではなぐ例えばホイールドーザ、モータグレーダなどの作業機械などが含まれる。

[0058] 本発明の代表的な構造例によるブレード装置 10は、図 1〜図 5に示すように、上下に凹み状に湾曲する湾曲形状とされたブレード 11を備えている。本実施形態では、好ましい態様の一つでもある、一部に一体铸造構造を備え、他の部分に板金構造を採用している。なお、本発明は、上記特許文献 1により提案されたブレード全体が板金製の場合をも当然に含むものである。

[0059] 本発明のブレード装置 10の前面部は、上記特許文献 1に開示されたブレード装置前面部の基本形状に基づいている。このため、その基本形状に基づく具体的な作用効果は、既述したとおり、同文献 1に記載された作用効果と同等である。従って、それらの作用効果についての説明は簡単な説明に止め、本発明が備える特有な構造とそれに対応する特有の作用効果を中心に詳しく説明する。本発明に係るブレード装置 10のブレード 11は、図 1に示す基本構造を備えている。すなわち、同ブレード 11 は、前面が上下に凹状に湾曲する湾曲面とされている。同ブレード 11は、中央前面部 12と、左右一対の連結前面部 13と、左右一対の端部前面部 14と、を含むように構成されている。中央前面部 12は、下端に直線状の第 1切刃 15を有する。左右一対の連結前面部 13は、同第 1切刃 15に連続して後方向に所定の後方屈曲角 δをもって拡開して延びる第 2切刃 16を有する。左右一対の端部前面部 14は、同第 2切刃 16 の外側端に連続して結合され、第 1切刃 15の延長線と所定の交差角 Θ をもって拡開しながら前方向に延びる直線状の第 3切刃 17を有する。

[0060] 本発明のブレード装置 10にあって、図 5に示すように、上面視において前記端部前面部 14の第 3切刃 17の先端を、中央前面部 12の側縁及び第 1切刃 15のほぼ延長線上に配している。しかし、第 3切刃 17の先端は、同延長線より後退させても、或いは前記延長線より前方に僅かに張り出すようにしてもよい。要は、中央前面部 12の左右側縁に連続して連結前面部 13を後方に拡開しながら屈曲して延設するとともに、左右の連結前面部 13の各外側の側縁部力も前方に拡開しながら屈曲して連設されていればよい。ただし、前記連結前面部 13及び端部前面部 14の交差線と第 2切刃 16及び第 3切刃 17の交点 Cとは、中央前面部 12の左右側縁及び第 1切刃 15よりも後方位置になければならな、。

[0061] ここで、本実施形態にあって前記特許文献 1と異なる点は、本実施形態が前記中央前面部 12の左右両端領域 B、前記連結前面部 13及び前記端部前面部 14が各背面部をも含めて铸造一体ィ匕されている点である。そして、また前記中央前面部 12 の中央主要領域 Aは前面板 106と後述する背面支持部材 107とが別個に形成され、これを溶接により一体ィ匕して構成している点である。ここで、本実施形態による中央前面部 12の前記前面板 106の少なくとも中央主要領域 Aは、圧延鋼力もなる板金製であって、この前面板 106に対応する背面支持部材 107には、一部に板金が使われる。そして、強度が必要な部分には、他の一体铸造された部分とは別に铸造される背面支持部材専用の铸造品が使われる。

[0062] また、本実施形態では、より多くの土を運ぶために、その铸造部分をも含めて前記中央前面部の上端縁に沿って台形状の板金材 18が溶接等により側面視で中央前面部の接線方向に土止め板として延設されている。この板金材 18の中央の矩形部分は、その接土部が平面状であって、左右三角部分は複数本の格子 18aをもつ格子部とされている。この格子部は、作業機械の作業時にオペレータがブレード装置の左右端前方にある土量を視認するために設けられている。本実施形態では、板金材 18は、側面視で中央前面部の接線方向に取り付けられているが、同じく側面視で接線方向より前傾あるいは後傾させても良い。なお、ブレード装置の高さ Hは、板金材 1 8が側面視で中央前面部の接線方向あるいは接線方向より前傾して設けられた場合には、その板金材 18の高さも含まれる力後傾して設けられた場合には、板金材 18 の高さは含まれない。

[0063] 本実施形態では、正面視で略逆台形の全体形状をもつ中央前面部 12を、図 1及び図 2に示すように、中央主要領域 Aの矩形分割中央部 12aと、その左右両端領域 Bである略逆三角形の分割端部 12bとに 3分割している。この分割端部 12bには、後述するような所要の後方屈曲角 δ をもって後方に V字状又は U字状に拡開させて連結前面部 13が連結され、更に同連結前面部 13には中央前面部 12の下端刃先の延長線と所要の交差角 Θ をもって前方に V字状又は U字状に拡開させて端部前面部 14が連結されている。このとき、前記中央前面部 12、連結前面部 13及び端部前面部 14の前面は、その全面又は一部全面が上下方向に同じ曲率をもって凹み状に湾曲している。

[0064] また、本実施形態では、既述したとおり、前面に左右の屈曲面と上下の湾曲面とを有する、中央前面部 12の前記分割端部 12b、連結前面部 13及び端部前面部 14を、背面支持部材 107をも含めて一体铸造して一体铸造部 101を構成している。一方、上記中央前面部 12の矩形分割中央部 12aを、その主要構成部材である前面板 10 6を板金力なる板金部 105によって構成する。

[0065] 前記矩形分割中央部 12aは、前記前面板 106と、後述する背面支持部材 107とを備えている。前面板 106は、図 2に示す正面視において、横長の矩形状を呈した板金からなり、上述のように略逆台形の形状を有する中央前面部 12の上底部の両端部力下底部に向けて垂直に切断したときの中央矩形部分、すなわち矩形分割中央部 12aの前面を構成する板材である。その切断された残りの部分である両端逆三角形部分が、上記連結前面部 13及び端部前面部 14とともに、それらの背面支持部をも含めて一体に铸造されて分割端部 12bを構成する。本明細書では、板金で構成される前記中央前面部 12における前記前面板 106、その上端縁に延設された上記板金材 18及びその背面支持部材 107を含む領域を板金部 105と呼ぶ。そして、同板金部 105を除く他のブレード部の後述する背面部 103をも含めた一体铸造される領域を一体铸造部 101と呼ぶ。前述のように、中央前面部 12を矩形分割中央部 12aと三角形分割端部 12bとに垂直線上で三分割すると、矩形分割中央部 12aと三角形分割端部 12bとの前面は滑らかに連続する湾曲面に形成されることとなり、同時にその結合線は正面視において湾曲面に沿った垂直な直線状となる。このため、組立ェ程にぉ、て、人手に頼らな、溶接ロボットを使った自動溶接を採用することが可能となる。

[0066] 図 4及び図 5は、本実施形態による前記ブレード装置 10をブルドーザ 1に装備したときの概略構成を示している。ブレード装置 10は、ブルドーザ 1の前部に配され、一対のリフトフレーム 3、チルトシリンダー 4、リフトシリンダー 6、およびストラットアーム 7 の各前端部が枢着される。一対のリフトフレーム 3は、基端が履帯式走行装置 2の中央部に枢支され前方に延出する。（油圧)チルトシリンダー 4は、基端が同リフトフレーム 3の中央部に枢支され前方に延出する。（油圧）リフトシリンダー 6は、運転室前部に配されるエンジンルーム 5の側壁部にシリンダー本体の一端が枢支されて!、る。ストラットアーム 7は、前記リフトフレーム 3に基端が枢支され、上面視において前記ブレード 11の背面中央部へと斜めに延伸する。そのため、通常は、ブレードの背面支持部材にはリフトフレーム等を支承するためのブラケットが溶接により後方に突設されている。

[0067] 本実施形態にあっては、図 17及び図 18に示すように前記ブレード 11の左右一対の一体铸造部 101にあって、その背面部 103の外側下端隅部力も後方に前記リフトフレーム 3の前端部を支承する左右の第 1ブラケット 25aがそれぞれ一体に铸造されて突出している。また、前記背面部 103の前記ブラケット 25aの上方部位には、上記（油圧)チルトシリンダー 4の前端部を支承する第 2のブラケット 25bがー体に铸造されて後方に突出している。

[0068] 本実施形態における前記連結前面部 13の前面は、中央前面部 12とは逆に上端から下方向に向けて漸次幅広に形成された略三角形状又は台形形状を呈しており、前述のごとく図 2に示す正面視において、その一側縁に前記中央前面部 12の連結側端縁と一体ィ匕して上下方向に湾曲している。また、前記端部前面部 14の前面は、正面視で上端から下方に向けて同一幅であり、中央前面部 12及び連結前面部 13と同じ曲率をもつ凹み状に湾曲した縦長の略矩形状に形成されている。 [0069] ここで、本実施形態にあっては、前記中央前面部 12の下端の延長線は、端部前面部 14の先端位置とほぼ一致している。ブレード 11の全体形状は、正面視で左右幅の長い矩形状を呈する。これらの前面部 12, 13, 14は、図 1に示すように、連結前面部 13が中央前面部 12の両端力も後方に大きく広がる V字状に結合されており、左右の端部前面部 14は各連結前面部 13の外側端力も前方に向けて同じく V字状に大きく広がっている。なお、図示した例では V字状を示している力この形状に必ずしも限定されるものではなぐ例えば、開口端が大きく開いた U字状としてもよい。ここで、正面視とは、図 4に示すような地面に対する刃先角 oc (本実施形態では掘削角 βに等 LV、）を掘削効率の最も高!、角度にて切刃を接地させたときの正面視を、う。

[0070] 第 1切刃 15、第 2切刃 16及び第 3切刃 17は、耐磨耗性に優れ、破損しにくい強靱な材料、例えば、ボロン鋼など力も構成されている。上述のような第 1切刃 15、第 2切刃 16及び第 3切刃 17の配置形態の好ま、形態では、前記第 1切刃 15が第 2及び第 3切刃 16, 17よりも先行して掘削するようになっている。この第 1切刃 15による掘削は、その周辺の地面を先行して掘り崩すため、前記第 2及び第 3切刃 16, 17に必要な実質的な掘削力を第 1切刃 15の掘削力よりも小さくでき、同時に第 1切刃 15よりも少量の掘削となる。ブレード 11の下端板部の前記第 1〜第 3切刃 15〜17に対応する部位には、図 3に示すように、各切刃 15〜 17を補強する複数個の垂直板リブ 26, · · ·, 26が前後方向に延設されている。そして、各垂直板リブ 26, · · ·, 26の前端と第 1 〜第 3切刃 15〜 17の後面とは、螺着されている。

[0071] 本発明に係るブレード 10の各前面部 12〜14において、図 6に示すように、前記第 1切刃 15の前面と地面とのなす角度 (刃先角） αと前記中央前面部 12の下端部前面の延長線と地面とのなす角度 (掘削角） βとの差である後退角 γを、上記特許文献 1と同様に 10° に設定するとともに、ブレード前面の曲率半径 R1も同文献 1と同じにした。因みに、特許文献 1に記載されたブレードにおける刃先角 ex は 46° 、掘削角 j8は 36° 、後退角 γ は 10° である。例えば、セミ U型ブレードの掘削角は 52° である。このときの、曲率半径 R1は、従来のこの種のブレードと同様に、（0. 5〜0. 7 ) Xブレード高さ Ηとしている。このように従来と同様の数値を採用すると、本発明に特有でかつ複雑なブレード形状のため、掘削時におけるブレード上の積土がブレード前面にへばりついて滑落せず、掘削効率が及び積土量が大幅に低下するおそれがある。

[0072] そこで、刃先角 a及びブレード前面の曲率半径 R1を変えずに前記後退角 γを 0° としてみた。すなわち、特許文献 1に記載された掘削角を刃先角に合せ、ブレード高さ及びブレード全面の曲率半径を変更せず、中央前面部 12、連結前面部 13及び端部前面部 14の下端に固設される第 1〜第 3切刃 15〜17の先端を各前面部 12〜14 力も後退させることなぐ各前面部 12〜14の延長面に沿って突出するようにした。その結果、図 7に示すようにブレード全体の後傾度が少なくなり、前面部が立ち上がつてしまい、掘削時に土がブレード前面を上方へと移動せず、運土量が大幅に減少することが分かった。

[0073] 図 7は、前述のとおり後退角 γを 0° として、第 1切刃 15を従来と同じ曲率半径 R1 をもつ中央前面部 12の前面円弧面の下端の接線方向に延設させたときのブレード 1 1の後傾姿勢を示している。一方、図 8は、本実施形態によるブレード 11の後傾姿勢を示しており、図 7と同様に第 1〜第 3切刃 15〜17の後退角 γ を 0° として各前面部 12〜14の下端力も前方に延設させている。このとき本実施形態では、その各前面部 12〜14の前面円弧面の曲率半径 R2が、図 8に示す円弧面の曲率半径 R1よりも大きな R2として（I)式: R2= (0. 7〜1. 0) X Hに基づいて設定されている。なお、両図にお、て第 1切刃 15の刃先力もブレード上端までの高さ Hを同一高さとして、る。これらの図力理解できるように、刃先角 αが同一であっても、図 8に示すように円弧面の曲率半径 R2が大きくなつた分だけ、図 7に示す曲率半径の小さいブレード 11よりも、本実施形態によるブレード 11の方がその後傾度を増している。その結果、従来の一般的な形状をもつブレード以上に、ブレード上の運土量が大幅に増加するとともに、排土時にもブレードの前面から円滑に土が落下し、ブレード前面に土がへばりついて残るようなことがなくなり、掘削効率も向上した。

[0074] ここで、上記ブレード高さ Ηは、ブレード容量 Qによって決められる。ブレード容量とは、ブレードで土砂等を押す場合の標準的な一回当たりの作業量で、規格等で定められた計算式に基づく計算値である。すなわち、ブレード容量 Qは車格により設定され、同ブレード容量 Qとブレード高さ Ηとの間には、最も単純な形状をもつ (概略として、横長の長方形)ストレートブレードの場合、 Q=WX H2 (ただし、 Wはブレード全幅である）の関係が成り立つ。従って、ブレード高さ Hは、ブレード容量 Q及びブレード全幅 Wが決まると自ずと決めることができる。また、前記ブレード容量 Qと、本発明の特殊形状をもつブレードの各部の寸法との間には、ほぼ次の関係式 (IV)が成り立つ。

[0075] Q = j X { Wt (Wl + W2 - cos δ +W3 -cos θ ) X H + 2 X (1. 4W— 0. 3W) X

H2 /2} (IV)

ここで、 jは円弧面に基づく係数、 Hはブレード高さ、 Wはブレード全幅、 W1は中央前面部のブレード幅、 W2は連結前面部のブレード幅、 W3は端部前面部のブレード幅、 Wtは連結前面部及び端部前面部の後方交点までの距離、 δは連結前面部の中央前面部に対する後方への屈曲角、 Θは中央前面部の刃先の延長線と端部前面部の刃先との交差角である。

[0076] 図 9及び図 10は、本発明に係るブレード装置 10のブレード容量 Qの計算原理を示す説明図である。図 9は本発明のブレード 11及び同ブレード前方に運ばれる土の投影図であり、図 10は本発明によるブレード 11及び同ブレード前方に運ばれる土の側面図である。一般に土表面の傾斜角（安息角）は 30° 前後であると言われており、ブレード容量を計算する場合は、 SAE規格 J1265MAR88では、 26. 5° (安息角の正接を 0. 5)と定めている。そこで、ブレード容量 Qは、この安息角を考慮にいれて、ブレード 11の投影面積にブレード高さを掛けた容積 Q1と、ブレード前端力前方へと流れるとともに左右方向に流れる土量を考慮して得られる土の投影面積にブレード高さ Ηを掛けた容積 Q2とを加算した容量となる。上記式 (IV)の前半の式がブレードに堆積される容積 Q1であり、後半がブレード前方の運土の容積 Q2である。この式 (I V)から、ブレード容量が決まれば自ずとブレード高さ Ηも決まる。

[0077] 上述のごとぐ運土作業時のブレード前方の地表に堆積される土と地面との間の滑り抵抗を小さくしょうとするには、地表と接触する土の量を少なくすればよい。図 11に実線と仮想線で示すように、ブレード装置で運ばれるときの堆積土の前面の傾斜角（安息角）は一定である。地表と接触する土の量を少なくするには、刃先と地表に接触する土の先端部との間の距離を L2から L1となるように、土の先端部を可能な限りブレード装置 10の刃先へと近づけ、同図に実線と仮想線で示す左下がりの傾斜線によるハッチ領域を S2から S 1へと移行させるようにするとよい。図 11は、ブレード姿勢に基づくブレード前方の地表に堆積される土と地面との間の滑り抵抗の変化を模式的に示す説明図である。同図において、実線は本発明によるブレード装置 10を示し、仮想線は従来のブレードを示している。ここで、両ブレードの前面湾曲面の曲率半径は従来のブレードを Rl、本発明のブレードを R1より大きな R2とし、その刃先角 ex ( = β )は一定とする。

[0078] 前述した通り、地表に堆積される土の前面はその土質に応じて一定の傾斜角をなす。これにより、刃先角 αと後退角 γ (図 11では 0° )を一定として、ブレード前面の曲率半径を大きくすることにより、ブレード上に堆積する土の抱え込み量を多ぐブレード前面に堆積する土と地表との接触面積を小さくすることができる。ここで、ブレード上に堆積する土の抱え込み量とは、ブレードと地表との接触線を含む鉛直方向の平面力もブレードの表面側に存在する土の量を意味する。

[0079] このときの刃先の前方の地表に堆積される通常の堆積土の接地長さ L2に対して、本実施形態におけるブレード装置 10の堆積土の接地長さ L1は、約 10%程度減少し、地表の堆積土量が大幅に減少する。一方で、掘削'運土中に前記ブレード部 12 〜14の前方の堆積土は各ブレード前面上に大量に積載できるようになり、いわゆる抱え込み量は増加する。その結果、運土抵抗などを大幅に低減することができるため、牽引力あたりの消費馬力を大幅に低減することができ、良好な低燃費性能が得られる。

[0080] 因みに、本実施形態にあっては前記後退角 γ を最も小さな 0° としているため、切刃の取付作業が容易となる。しかし、従来と同様の湾曲面で且つ刃先角 αを変更しないときには、ブレード 11の立ち上がりが大きくなり過ぎて運土量の滑落が激しくなる。そこで、上述のごとくブレード前面の円弧面の曲率半径を通常の R1から、それよりも大きな R2とする。これにより、ブレードの後傾姿勢を大きくすることができ、同時に運土抵抗を少なくするとともに掘削量及び運土量を通常と同量以上とすることができる。

[0081] また、前述のように前記ブレード 11の前面上に土を大量に堆積させることができるため、車体前後における接地圧のバランスが良好に得られ、シユースリップなどのパヮーロスが少なくなり、高い牽引力が得られる。また本実施形態にあっては、ブレード

11の上端部の円弧面の終端力も上方に台形の板金材 18を、 0よりも大きく 50度以下の範囲で前傾させて付設しており、その両端部に左右方向に並ぶ多数の格子 18aを形成している。これにより、ブレード前面上に堆積した土のうち余部の土は前記板金材 18の左右に形成された格子 18aの間の隙間から左右へとこぼれ落ち、各ブレード部 12〜14の上端を越えて後方にこぼれ出ることが防止されると同時に、ブレード上端部の積土量を適正量に維持できる。

[0082] また、掘削土がブレード前面に圧接されることなく排土時の土離れも良くなり、排土性が向上する。なお、前記各切刃 15〜17の刃先が地面上にあるときの前面と地面とがなす刃先角 αを 40° 〜55° 程度とすることが好ましい。これにより、最少の掘削 · 運土工ネルギー量や最大の土量が効果的に得られる。

前記掘削効率は、前述のごとく刃先角 oc によっても変わってくるが、本発明者の試験によると、中央前面部 12の下端ブレード幅 Wl、上記第 1切刃 15に対する第 2切刃 16の後方屈曲角 δ、及び第 1切刃 15の延長線と同延長線の後方で交差する連結前面部 13と端部前面部 14の各刃先の交点 Cとの間の間隔 (以下、後退量という。 ) Wtが大きく影響することが分力つている。

[0083] 図 12は、その試験による結果を示している。これによれば、前記中央前面部 12の下端のブレード幅 W1の変化に対応する掘削効率は、前記第 1切刃 15に対する前記第 2切刃 16の後方に屈曲する後方屈曲角 δ と、前記第 1切刃 15の延長線と前記第 2及び第 3切刃の刃先 (16, 17)同士の前記交点 Cとの間の後退量 Wtとの相関で決まつてくることが分かる。ただし、この図 12は、本発明のブレード装置に最も近い形状をもつセミ U型ブレードを基準としている力他の機種についても実効上は同様の相関があるといえる。

[0084] 同図の横軸は、前記ブレード幅 W1を車体のゲージ幅（ブルドーザにぉ、ては、履帯中心間長）を 10 (無単位)とし、これを基準としてその長さの変化を示している。また、同図の縦軸は掘削効率の変化を示しており、標準的なゲージ幅に装着されるセミ U型ブレードの掘削効率を 100%として、本発明によるブレード全幅とセミ U型ブレード全幅が等しいとした場合の本発明のブレードによる掘削効率（％)の変化を示している。同図において、一点鎖線で示す曲線群は、上記後方屈曲角 δ を変更させたときのブレード容量の変化に応じた掘削効率の変化を示している。一方、破線で示す直線群は、上記第 1切刃 15の延長線と前記第 2及び第 3切刃 16, 17の刃先同士の前記交点 Cとの間の後退量 Wtを変更したときのブレード幅 W1の変化に応じた掘削効率の変化を示して、る。

[0085] ここで、 Wtは無単位の係数であり、これに換算係数を掛けた値が実値となる。なお、ゲージ幅以外の車体側又はブレード装置力決まる数値を換算係数とすることは、一向に差しつかえない。

従って、所望のブレード容量により決まる中央前面部 12のブレード幅 W1をもつ本発明のブレード装置 10を設計する際には、ブレード幅 W1を通る縦軸線上において一点鎖線の直線群と破線の直線群とが交わるときの各直線に対応する後方屈曲角 δ 及び後退量 Wtを採用すれば、所望の掘削効率が得られる。これを同図に基づいて、中央前面部 12のブレード幅 W1を 10 (横軸の中央部）としたときの、例えば同一のブレード全幅をもつセミ U型ブレードを越える掘削効率が実現されるためには、上記後方屈曲角 δ をほぼ 16. 2° とし、上記後退量 Wtを 0. 65とすると、セミ U型ブレードと同等の掘削効率が得られる。

[0086] すなわち、中央前面部 12のブレード幅 W1が 10であるときには、後方屈曲角 δ を 16° 、後退量 Wtを 0. 65とすれば、同一ブレード容量のセミ U型ブレードと同等の掘削効率が確保される。この後方屈曲角 δを 16° より大きぐ後退量 Wtを 0. 65よりも大きく設定するとともに、この後方屈曲角 δ力 16° 以上の各一点鎖線と、後退量 W tが 6. 5以上の各破線とが、ブレード幅 W1を通る縦軸線上で交差する点の後方屈曲角 δ及び後退量 Wtとして設定すると、前記一点鎖線と破線との交点 Cに見合ったセミ U型ブレードを越える掘削効率が実現できる。つまり、既述した以下の式 (Π)及び（ III)

Wt>0. 65 X (W1/10) (Π)

14。 < δ < 30。 (Ill)

を同時に満足すれば、最も効率的で且つ押し回し時の落土が少ないブレード形状が得られる。因みに、図示例（♦)にあってはブレード幅 Wlを基準値の 10としたとき、後方屈曲角 δ を 20° 、後退量 Wtを 0. 8に設定すると、掘削効率は 122%となり大幅に増加する。

[0087] し力しながら、この図 12の相関図だけでは、後方屈曲角 δ 及び後退量 Wtの上限を確定できない。ところで、他の試験によると、旋回走行による押し回しを行うと旋回半径にもよるが数十秒のうちにブレード 11の前面に積載された運土が連結前面部 1 3を介して端部前面部 14から流れ落ち、瞬時にして積土が零になる。その原因を追求したところ、上記後方屈曲角 δが大きな原因の一つであることが判明した。すなわち、この後方屈曲角 δを 30° 以上に設定すると、運土の滑落が発生する。

[0088] そこで、本発明にあっては、前記後退量 Wtの値をブレード容量によって予め決まる中央前面部 12の下端のブレード幅 W1に 0. 65Z10を掛けた値よりも大きぐ且つ 1 6° 以上 30° 以下の範囲内にて掘削効率が最も高くなる上記後方屈曲角 δを、予め作成された相関図から求める。

一方、本発明に係るブレード装置 10にあって、全体ブレード幅 W及び中央前面部 12のブレード幅 W1はブレード容量及び車両の大きさにより決まる。このため、交差して後退位置にある上記連結前面部 13の前端と端部前面部 14の前端とを結ぶ直線距離も必然的に決まってくる。然るに、上記連結前面部 13の前端と端部前面部 14の前端とを結ぶ直線距離は決まるものの、前記連結前面部 13及び端部前面部 14の下端の各ブレード幅 W2, W3のいずれを長くするかを一律に決めることはできない。図 13 (a)〜図 13 (c)に、例えば、中央前面部 12の刃先の延長線と、連結前面部 13及び端部前面部 14の刃先同士の交点 Cとの間隔、即ち後退量 Wtと、連結前面部 13 の前端と端部前面部 14の前端とを結ぶ直線距離 W4とを一定としたとき、最も掘削効率が高く且つ旋回押し回し時の落土量を少なくできる上記後方屈曲角 δ 及び交差角 Θを変更したときの連結前面部 13及び端部前面部 14の下端における各ブレード幅 W2及び W3の長さ割合の変化を示して、る。

[0089] この図からも理解できるように、連結前面部 13及び端部前面部 14の下端の各ブレード幅 W2, W3の長さ割合を規定することはできない。しかし、端部前面部 14の第 3 切刃 17のブレード幅方向の長さ力連結前面部 13の第 2切刃 16のそれよりも長い場合（同図（c) )には、セミ U型ブレードの場合とは逆にサイドカット量が大きぐ且つ端部前面部 14から側方へ流れ出る土量も少なくなり、連結前面部及び端部前面部による運土の抱え込み量が増加する。また、反対に、端部前面部 14の第 3切刃 17のブレード幅方向の長さが、連結前面部 13の第 2切刃 16のそれよりも短い場合（同図（ a) )には、サイドカット量が少なくなり、端部前面部 14から側方へと排出される土量も大きくなる。理想的な態様は、中央前面部での運土量と、端部前面部及び連結前面部での運土量とが均衡を保つ状態で、一例として同図 (b)に示すように、連結前面部 13及び端部前面部 14の下端ブレード幅 W2, W3の値が等しいときである。このように、連結前面部 13及び端部前面部 14の下端ブレード幅 W2, W3の長さのいずれを長くすればよいとの制約は、上記後退量 Wt、後方屈曲角 δ 及び交差角 Θの 3パラメータに基づき、端部前面部 14に要求される機能と運土の抱え込み機能とのバランスを考慮して決める必要がある。

[0090] 図 14〜図 16は、上記ブレード 11の図 1における XIV- XIV線〜 XV卜 XVI線に沿つた矢視断面図である。これらの図からも理解できるとおり、本実施形態によるブレード 11の前面は、全体が中央前面部 12の下端縁を中心線として後傾した上下の間で後方に凹む湾曲面に形成されている。さらに、同時にその中央前面部 12の前面のブレード幅は、 W1— 1、 W1— 2、 W1— 3の順に下端縁から上端縁にかけて徐々に拡幅されている。このように、中央前面部 12を上方に向けてブレード幅を漸次増大させると、中央前面部 12、左右の連結前面部 13及び左右の端部前面部 14の第 1〜第 3切刃 15〜17により掘削された土は、各湾曲面及び屈曲線を通って中央前面部 12を上方へと順次押し上げる。このとき、中央前面部 12は上方に行くに従い、その懐ろが徐々に広くなつているため、運土を多く受け入れることが可能となり、単なる矩形状の前面部と比較すると湾曲面であることも手伝って大量の運土が保持できるようになる。

[0091] 図 17及び図 18は、左右一対の前記一体铸造部 101の全体形状を示している。同図からも理解できるように、前記一体铸造部 101は左右が面対称となる形状に形成されている。本実施形態による一体铸造部 101は、前面側に上記前面板部 102を有するとともに、その背面側に背面部 103と上記第 1及び第 2のブラケット 25a, 25bとを有している。前記前面板部 102は全体にわたって同一の板厚に形成されている。ただし、この前面板部 102にあって、中央前面部 12の端部三角形部分 12bと、連結前面部 13と、端部前面部 14との各屈曲結合部分の上端縁部だけは他の部分よりも板厚を厚くして剛性と強度を増している（図 17〜図 21参照)。

[0092] 一方、前記一体铸造部 101の前記背面支持部 105には、図 17及び図 18に示すように、上部の中央寄りと下端部に、背面視でそれぞれ左右に長い矩形筒状の第 1及び第 2の背面支持部 103a, 103bを後方に向けて突出させている。これらの背面支持部 103a, 103bの間は補強柱などにより補強され、その内部は軽量ィ匕のため左右に連通する空洞部とされている。その空洞部の縦断面形状は、前記前面板部 102の屈曲結合部に合わせて変化させており、特に上記第 1ブラケット 25aの铸造位置では剛性と強度を確保するため同空洞部断面を最も小さくして、る。

[0093] すなわち、図 19は図 2の XIX-XIX線に沿った矢視断面図であるが、この断面図は上記連結前面部 13及び端部前面部 14の各前面板部 102における屈曲線に沿った空洞部断面を示している。また、図 20は図 3の XX-XX線に沿った矢視断面図であつて、正面視で右側端部に形成された左右一対の第 1ブラケット 25aの中間部を通る垂直線に沿った断面を示している。図 21は、同じく図 3の XXI-XXI線に沿った矢視断面図であり、一体铸造部 101と板金部 105との境界線に近い铸造部断面を示している。

[0094] これらの図からも理解できるように、前記空洞部は、連結前面部 13と端部前面部 14 との境界部分で、前面板部 102と背面支持部 103a, 103bとの下端部間の間隔が最も狭くなり、前記前面板部 102の下端部が最も前方へと張り出している中央前面部 1 2の左右分割端部 12b, 12bの各前面板部 102と背面支持部 103a, 103bとの下端部間の間隔が最も広くなつている。また、左右の前記一体铸造部 101の各外側端面は、筒状の背面支持部 103a, 103bの端部の剛性と強度を確保するため、図 22に示すように、外側に配される第 1ブラケット 25aの軸孔 25a'と、 "逆斜め L"字状の開口 103b'と、その上方に矩形状の開口 103a'を形成して、他の部分を全て所要の肉厚をもって閉塞させている。

[0095] 一方、上記板金部 105は中央前面部 12の矩形分割中央部 12aからなり、図 2及び図 3、並びに図 23〜図 26に示すように、一枚の板金力も得られる前面板 106と、同前面板 106の背面に溶接により一体ィ匕される板金及び铸造品からなる背面支持部材 107と、を備えている。この背面支持部材 107は、第 1背面支持部材 107aと、第 2 背面支持部材 107bと、第 3背面支持部材 107cと、第 4背面支持部材 107dとによつて構成される。第 1背面支持部材 107aは、図 3に示すブレード装置 10の背面視において、同ブレード装置 10の上端縁から上記一体铸造部 101の上部に形成された筒状の第 1背面支持部 103aの上端縁まで、傾斜して溶接される偏平な台形状の板金によって構成される。第 2背面支持部材 107bは、左右一対の前記一体铸造部 101 の筒状の各上部背面支持部 103aの間を前記中央前面部 12の中央矩形部分を挟んで溶接により連結する。第 3背面支持部材 107cは、前記第 1背面支持部 103aと同第 1背面支持部 103aの下方に配される第 2背面支持部 103bとの間の空間部をブレード 11の左右端にわたって溶接により閉塞する板金によって構成される。第 4背面支持部材 107dは、左右の前記筒状の各第 2背面支持部 103bとの間を溶接により連結する。

[0096] ここで、前記第 1及び第 3の背面支持部材 107a, 107cが板金製であり、第 1及び第 3背面支持部材 107a, 107cと前面板 106との間には、図示せぬ複数の補強リブが介装されている。前記第 2背面支持部材 107bは、左右に細長い断面がコ字状の単一の铸造品からなり、前記第 4背面支持部材 107dは、図 23〜図 26に示すように、左側分割部材 107d— 2、中央分割部材 107d— 1、右側分割部材 107d— 3に三分割された铸造品からなる。前記中央分割部材 107d— 1は、断面コ字状のブロック体からなり、図 17及び図 18に示すように、中央部に上記ストラットアーム 7の一端を支承する第 4のブラケット 25dを後方に突出させて一体に铸造しており、その内壁面間には複数個の補強リブ 107d—l 'が同時に铸造されている。前記左右に配される端部分割部材 107d— 2, 107d— 3も、前記中央分割部材 107d— 1と同様に、内壁面間に複数の補強リブ 107d— 2' , 107d— 3 'を有する断面コ字状のブロック体からなる。

[0097] さて、以上の構成部材カもなる本実施形態のブレード装置 10は、以下のような手順によって組み立てられる。

先ず、上記左右一対の一体铸造部 101, 101の前面板部の内側端面と、中央前面部 12の矩形状前面板 106の左右両端面とを突き合わせて、溶接により 3者を一体化する。このときの溶接線は、正面視で垂直線上にある。このため、各部材の位置決めがなされると、溶接ロボットにより容易に溶接が可能である。この溶接の前に、前記一体铸造部 101の外側端面には、同外側端面の湾曲する前端縁よりも前方に延在する前後幅をもつ側板 108がそれぞれ添着一体ィ匕されている。この側板 108は、運土を抱え込んでブレード側部からの落下を防ぐとともに、端部前面部 14を補強する機能をも有している。

[0098] こうして製作されたブレード 11の背面に各種の上記背面支持部材 107が順次溶接により一体に組み立てられる。この組立が終了したのち、上記第 3背面支持部材 107 cと第 4背面支持部材 107dの上記左右の分割部材 107d—l, 107d—3とに跨がつて、図 3及び図 4に示す左右一対二組の（油圧）リフトシリンダー 6のピストンロッド端を支承するための三日月状の第 3ブラケット 25cが溶接によって固設される。こうして組み立てられた本実施形態によるブレード 11の中央前面部 12,連結前面部 13及び端部前面部 14の各下端に沿って、第 1〜第 3切刃 15〜17が従来と同様に固設されて、本発明のブレード装置 10が完成する。ここで、前記第 1切刃 15は、中央前面部 12 の下端に沿って平らな直線形状をなしている。そのため、掘肖 ij、運土及び整地の各作業ごとにブレード 11を交換することなぐ掘削'運土作業'地均し作業に効果的に使用することができ、各作業を円滑に且つ能率的に行うことができる。

[0099] こうして完成したブレード装置 10は、中央前面部 12の三角形分割端部 12b、連結前面部 13及び端部前面部 14を一体に铸造した一体铸造部 101を、中央前面部 12 の矩形分割中央部 12aでもある板金部 105の前面板 106の左右端部に溶接によつて一体ィ匕するだけで、中央前面部 12の前面板 106と、同中央前面部 12の端部三角形部分、連結前面部 13及び端部前面部 14とが一気に組み立てられる。このとき、前記三角形分割端部 12b、連結前面部 13及び端部前面部 14は、筒状の第 1及び第 2 背面支持部 103a, 103bと第 1及び第 2のブラケット 25a, 25bとが一体に铸造されている。このため、他の格別な力卩ェゃ組立が不要となり、溶接ロボットの採用と相まってブレード全体の組立性が向上し、その組立時間も大幅に短縮される。

[0100] また、この一体铸造部 101にあっては、前面板部 102と背面部 103とが最も接近する連結前面部 13と端部前面部 14との屈曲境界部を必要最小限まで接近させる。そして、剛性と強度が要求される部位、特にリフトフレーム 3を枢支する第 1ブラケット 25 aの铸造領域では、前面板部 102と第 2背面支持部 103bとを連続する中実構造として铸造し、他の背面領域の前面板部 102と背面部 103a, 103bとの間を中空構造とする。これにより、ブレード装置 10の前後幅を必要最小限に抑えることができるだけでなぐ重量の低減も実現できる。特に、第 1及び第 2ブラケット 25a, 25bが第 1及び第 2背面支持部 103a, 103bに铸造一体化されることにより、その基端部を背面部 1 03内へと引き込ませるととも〖こ、後方への突出量を少なく設計できる。このため、ブレード 11の前後奥行きの最大寸法を更に小さくできる。一方、中央前面部 12の板金部 105の背面支持部材 107にも、高い剛性と強度を要求されない領域には板金を使つた中空構造を採用するとともに、高い剛性及び強度が要求される領域を铸造品からなる補強リブ 107d— 1 ' , 107d- 2' , 107d— 3 'を有する中空構造を採用している。このため、ブレード全体に要求される剛性と強度を各領域において確保するとともに大幅な小型軽量ィ匕が達成できる。以上のとおり、組立性の向上と小型軽量ィ匕が達成されるため、製造コストの増加を回避できる。

[0101] 更に本発明のブレード装置 10によれば、既述したように上記特許文献 1と同様のブレード前面形状を有している。これにより、本実施形態にあっても前記連結前面部 13 の前面は、掘削'運土時に中央前面部 12及び端部前面部 14の双方の前面から移動してくる土を円滑に合流させる機能を有している。また、前記端部前面部 14は、掘肖 IJ '運土中の土壌をブレード側方力外部にこぼれ出ないように確実に保持する機能を有している。前記連結前面部 13と端部前面部 14は、各ブレード前面に沿って土を盛り上げて抱え込むため、土量の損失を減らすとともに、端部前面部 14から中央前面部 12に向けて流れ込もうとする土の抵抗を小さくして中央前面部 12のブレード前面に堆積される土量を大幅に増大することができる。

[0102] また、本発明のブレードによる牽引力や牽引力あたりの土量は、従来のブレードよりも増加する。本発明のブレードは、掘削抵抗が従来のブレードに対して低減し、運土抵抗も減少する。従って、本発明のブレードにおける掘肖 1』·運土時の消費馬力は、従来のブレードにおける掘肖 1 運土時の消費馬力よりも低減する。以上の点から、本発明のブレードは、従来のブレードと比較して、如何に従来の作業時間よりも短い時間で且つ小さな牽引力と掘削力とをもって所望のドーザ作業を効率よく実現させることができる。

[0103] 以上の説明から明らかなように、特に本発明に係るブレード装置のブレードは、設計上で最も掘削効率が高い形状を容易に確定することができるとともに、同時に旋回押し回しにあたっても、ブレード上力も積土が流れ落ちることがなくなる。また、铸造体と板金とを効果的に組み合わせて構成する場合には、ブレード構造の簡略化、組立の容易性及び溶接作業性の向上、軽量小型化が達成される。また、上述のごとく上記特許文献 1に記載されて、るブレード構造を備えるため、当然に同特許文献 6 に記載されているブレード装置と同様に、牽引力に対する抵抗力が軽減され、牽引力あたりの土量を大幅に増大することも当然である。また、同時に、掘削'運土中の消費馬力を大幅に低減することができるとともに、短時間に最少のエネルギー量で最大の掘削'運土量を得ることができ、前記作業機械の燃費効率が著しく向上して低コスト化が実現できる。

[0104] [実施形態 2]

本発明の他の実施形態に係るガード (ガード部材) 70が取り付けられたブレード (作業機械用ブレード） 50について、図 27〜図 33を用いて説明すれば以下の通りである。

なお、以下の説明において用いる「前後」方向については、ブルドーザの前進方向を「前」、後進方向を「後」とする。

[0105] [ブレード 50全体の構成]

本実施形態に係るブレード 50は、図示しな、ブルドーザの前方に取り付けられる作業用の土工板であって、図 27〜図 30に示すように、上下に凹状に湾曲する湾曲形状を有するブレード前面部 (前面部） 51と、ブレード前面部 51の上端部に取り付けられたガード 70とを備えている。また、ブレード 50は、図 30および図 31に示すように、ブルドーザの前部にリフトフレーム、ストラット 'アーム、チルトシリンダやリフトシリンダを介して取り付けるための複数個の取付けフランジ部（取付け部） 65, · ··, 65が後方に向けて突設されている。 [0106] さらに、ブレード 50は、図示しないチルトシリンダやリフトシリンダ、油圧ポンプ等を制御することにより、排土作業を行う際には掘削姿勢に対して 30〜60度程度前傾させた姿勢になるように制御され、運土作業を行う際には掘削姿勢に対して 10〜30度程度後傾させた姿勢になるように制御される。これにより、排土作業においては、従来よりも大きくブレード 50を前傾させることで排土性を向上させることができる。一方、運土作業にぉ、ては、ブレード 50による運土量を増大させることができる。

[0107] (ブレード前面部 51の構成）

ブレード前面部 51は、横長の高剛性の鋼鉄材によって形成されており、中央前面部 52と、中央前面部 52の両側にそれぞれ配置された左右一対の連結前面部 53と、連結前面部 53の両側にそれぞれ配置された左右一対の端部前面部 54とを有している。

中央前面部 52は、図 31に示すように、側面視において曲率が一定の湾曲面であつて、下端に直線状の第 1切刃 55を有している。中央前面部 52は、図 29のブレード平面図に示すように、連結前面部 53や端部前面部 54よりも前方に張り出して、る。また、中央前面部 52は、掘削機能、運土機能および整地機能を備えたブレード幅を下端部に有している。第 1切刃 55は、この中央前面部 52の下端部に沿って取り付けられた、平らな直線状の板材である。これらの構成により、掘肖 ij、運土および整地の各作業ごとにブレード 50を交換することなぐ掘肖 IJ '運土作業'地ならし作業を効果的に行うことができ、各作業を円滑、かつ能率的に行うことができる。

[0108] 連結前面部 53は、中央前面部 52の第 1切刃 55から連続的に後方向に所定の角度をもって拡開して延びる第 2切刃 56を有している。また、連結前面部 53は、その一側縁が中央前面部 52の側縁と同一方向に傾斜して延びており、図 28に示すように、正面視において、上端側力も下端側に向力つて次第に幅が広くなるように形成されており、掘削 ·運土作業時に中央前面部 52および端部前面部 54の双方から移動してくる土砂を円滑に合流させる機能を有している。

[0109] 端部前面部 54は、連結前面部 53の第 2切刃 56から連続的に前方向に所定の角度をもって拡開して延びる直線状の第 3切刃（端刃） 57を有している。また、端部前面部 54は、図 28に示すように、上端側から下端側に向力つて同一の幅になるように形成されている。さらに、端部前面部 54は、掘削'運土中の土砂をブレード側方から外部にこぼれ出な、ように確実に保持する機能を有して!/、る。

[0110] これらの連結前面部 53および端部前面部 54は、図 29および図 32に示すように、平面視において互いの接合部分が、中央前面部 52と連結前面部 53との接合部分および端部前面部 54の外側の端部よりも後方へ凹んだ位置にあり、前後方向に直交する方向に広がる略 V字形になるように互いに接合されている。なお、端部前面部 54の外側の端部にっ、ては、平面視における前後方向にぉ、て中央前面部 52と連結前面部 53との接合部分と同じ位置にあってもよいし、中央前面部 52と連結前面部 53との接合部分よりも後方側に配置されていてもよい。これにより、ブレード 50の両端部には、それぞれ連結前面部 53と端部前面部 54とによって凹部 61が形成される。そして、連結前面部 53および端部前面部 54は、作業時において各前面部 52, 5 3, 54に沿って盛り上げられた土砂を両側の凹部 61の前方およびその間に抱え込むことで、土量の損失を減らすことができる。さらに、上述のように、平面視において連結前面部 53および端部前面部 54の接合部分が、中央前面部 52と連結前面部 5 3との接合部分および端部前面部 54の外側の端部よりも後方へ凹んだ位置に配置されていることで、掘削時における土砂の抵抗を小さくして、中央前面部 52の前方に堆積される土量を大幅に増大させることができる。

[0111] なお、本実施形態では、連結前面部 53および端部前面部 54が、平面視において略 V字形を形成するように配置されている例を挙げて説明している力この形状に限定されるものではなぐ例えば、略 U字状を形成するように配置されていてもよい。第 1切刃 55、第 2切刃 56および第 3切刃 57は、耐磨耗性に優れ、破損しにくい強靭な材料 (例えば、ボロン鋼等）によって形成されている。そして、第 1切刃 55、第 2 切刃 56および第 3切刃 57は、上述したような配置形態をとつているため、第 1切刃 55 が第 2切刃 56および第 3切刃 57よりも先行して掘削することになる。よって、第 1切刃 55がその周辺の地面を他の切刃 56, 57よりも先行して崩すことで、第 2切刃 56および第 3切刃 57において必要な実質的な掘削力を第 1切刃 55の掘削力よりも小さくすることができる。そして、第 2切刃 56および第 3切刃 57における掘削量としては、第 1 切刃 55よりも少量となる。 [0112] 本実施形態では、中央前面部 52、連結前面部 53および端部前面部 54の各前面は、側面視において、上下方向において連続する凹状の同一曲率の湾曲面となっている。このように、各前面部 52〜54の前面が上下方向において凹状の同一曲率を持つ湾曲面を有していることで、ブレード 50の前面における土砂の前方への流れをスムーズにして、土砂の抱え込み量や盛り上げ高さが制限されてしまうことを回避することがでさる。

[0113] (ガード 70の構成）

ガード 70は、図 27〜図 30に示すように、ブレード前面部 51の上端部に対して溶接によって取り付けられている。また、ガード 70は、本体部 71と開口部（前方視認用の開口咅 72, 72とを有してヽる。

本体部 71は、運土作業時等においてブレード 50の前面に堆積した土砂に接触して前方へと押し戻す流れを形成する接土面 71aと、本体部 71における接土面 71aとは反対側の面 (後側の面）に立設された複数のリブ 71bと、を備えている。

[0114] 接土面 71aは、図 33に示すように、側面視において、ブレード 50の中央前面部 52 前面の上端部における延長線 (接線方向）に対して前方へ約 30度傾いた状態で取り付けられた直線状の（平らな）面である。このように、ブレード 50の上端部に対してガード 70の前面 (接土面 71a)をブレード 50の前面の上端部における延長線に対して前傾するような姿勢でガード 70を取り付けた場合には、ブレード 50のブレード前面の上端部における延長線に対して前傾した接土面 71aによって前方へ押し返す方向に土砂の流れが形成される。このため、例えば、運土作業時において、ブレード 50全体を約 20度程度後方へ傾けた状態で作業を行った場合でも、ブレード 50の前方へ堆積された土砂がブレード 50の後方へこぼれ落ちる量を大幅に低減できる。

[0115] リブ 71bは、本体部 71の裏面に対して略垂直に立設された複数の板状部材であつて、接土面 71aに対して力かる荷重を後方力支持する。

開口部 72, 72は、ブレード 50が装着されたブルドーザのオペレータ力作業中に運転席からブレード 50の前方に堆積した土砂の量等を視認するために形成された穴であって、ガード 70の本体部 71の左右両側に設けられている。これにより、ブレード 50の上端部にオペレータからのブレード 50の前方の視界を遮るガード 70を取り付けた場合でも、作業時におけるオペレータの視認性を低下させることを回避することができる。

[0116] [本ブレード 50の特徴]

(1)

本実施形態のブレード 50では、図 27等に示すように、その上端部に沿ってガード 7 0が取り付けられている。ガード 70は、図 33に示すように、接土面 71aが側面視においてブレード 50の中央前面部 52の上端部における延長線に対して前方へ傾斜するように、ブレード 50の上端部に取り付けられて、る。

[0117] 通常、ブルドーザのブレードによって掘削等された大量の土砂の運土作業時において、ブレードの前方へ堆積した大量の土砂がブレード 50の上端部に取り付けられたガード付近まで到達すると、その土砂の移動方向は、ブレード上端部におけるガード (接土面)の傾きに依存して決定される。例えば、ガード (接土面）が鉛直方向よりも後方へ傾斜して、る場合には、ブルドーザが前進するとガード付近の土砂が大量にガードの上部ある、は左右両端力ブレードの後方へこぼれ落ちてしまう。一方、ガード (接土面）が鉛直方向よりも前方へ傾斜している場合には、ブルドーザが前進するとブレード上部のガードの前面 (接土面）によって前方へと押し戻す土砂の流れが形成される。特に、ブレードの下端部における抵抗を低減するために、ブレード自体を後方へ傾けて運土を行う場合には、ブレード上方に設けられたガードの角度も後方側へ傾くため、後方への土砂のこぼれ量が増大しやすい。

[0118] 本発明のガード 70は、ガード 70の接土面 71aがブレード 50の中央前面部 52の上端部における延長線に対して前傾するように取り付けられている。

一般的に、ブレード 50の前面は湾曲状になっており、その上端部は鉛直方向よりも前方側へ傾斜している。このため、このブレード上端部の延長線を基準にしてガード 70の接土面 71aを前傾させるようにガード 70を取り付けることで、運土作業時においてブルドーザが前進した場合には、ブレード 50上部のガード 70の接土面 71aによつて前方へと押し戻す土砂の流れが形成される。

[0119] これにより、ブレード 50の上部に取り付けるガード 70の取付け角度を調整するだけの簡易な構成により、運土作業時におけるブレード 50後方への土砂のこぼれ量を大幅に低減して、運土作業時における作業効率を向上させることができる。

(2)

本実施形態のブレード 50では、ガード 70は、図 33に示すように、接土面 71aが側面視においてブレード 50の中央前面部 52の上端部における延長線に対して前方へ約 30度傾斜するように、ブレード 50の上端部に取り付けられている。

[0120] このように、 30度前後前傾するようにガード 70を取り付けることで、ブレード 50前面における土砂の流れを妨げることなぐブレード 50後方への土砂のこぼれ量を大幅に低減することができる。

(3)

本実施形態のブレード 50では、図 27〜図 29に示すように、ガード 70の両端に、運転席のオペレータ力ものブレード 50の前方視認用の開口部 72, 72を設けている。

[0121] これにより、ブレード 50の高さを上方へと延ばすガード 70を取り付けた場合でも、ォペレータによってブレード前方の土砂の状態や土砂の量を開口部 72, 72から確認することができる。この結果、ガード 70を取り付けてもブレード 50前方の視認性を低下させることを回避することができる。

(4)

本実施形態のブレード 50は、図 27および図 29、図 32に示すように、平面視において、連結前面部 53および端部前面部 54を略 V字形に配置することによって形成される凹部 61を両端に設けている。

[0122] これにより、掘削等の作業時におけるブレード 50の下端部における接触部分が、中央前面部 52の下端部に取り付けられた第 1切刃 55の部分が中心となり、連結前面部 53および端部前面部 54の下端部に取り付けられた第 2切刃 56および第 3切刃 57の部分はほとんど抵抗とはならないため、ブレード 50による掘削時等におけるブレード 50の下端部における接触抵抗を大幅に低減して作業性の向上が図れる。また、中央前面部 52の下端部の第 1切刃 55によって掘削等された大量の土砂を、両側に設けられた凹部 61において堆積させることで、 1サイクル当たりの運土量を増大させることができる。

[0123] [他の実施形態] 以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなぐ発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

(A)

上記実施形態 2では、ガード 70およびブレード 50に対して本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

[0124] 例えば、作業機械に装着された作業機械用ブレードの上端部にガード部材を設け、前記ガード部材を前記作業機械用ブレードの上端部における前記作業機械用ブレード前面の延長線に対して前方へ傾斜させ、前記ガード部材の前記延長線に対して前方へ傾斜させた角度を調整することにより、前記作業機械用ブレードの後方へこぼれ落ちる土砂の量を制御する作業機械のブレードの制御方法として、本発明を特定してちよい。

[0125] このような作業機械用ブレードの制御方法として本発明を特定した場合でも、以下に示すような効果を得ることができる。

すなわち、本発明の作業機械用ブレードの制御方法では、例えば、ブルドーザ等の作業機械の前方側に装着され、その上端部にガード部材を設けた作業機械用ブレードの制御方法であって、ガード部材が、側面視における接土面の取付角度が作業機械用ブレード上端部における作業機械用ブレード前面の延長線よりも前方へ傾斜するように取り付けられており、このガード部材の前傾角度を調整することで作業機械用ブレード後方への土砂のこぼれ量を制御する。

[0126] ここで、ガード部材は、運土量を増大させる目的で作業機械用ブレード上端部に取り付けられる部材であって、例えば、板材と、その裏面側に取り付けられた複数のリブとによって構成されている。また、ガード部材の接土面とは、運土作業時等において土砂を前方へ押すために土砂と接触する面を意味している。

[0127] そこで、本発明の作業機械用ブレードの制御方法では、作業機械用ブレード上端部に取り付けられるガード部材を、側面視においてその接土面が作業機械用ブレード上端部における作業機械用ブレード前面の延長線よりも前方傾斜するように取り付けており、このガード部材の前傾角度を調整することで、作業機械用ブレードの後方への土砂のこぼれ量を調整する。

[0128] これにより、運土作業時において、作業機械用ブレードの前方へ溜まってきた土砂が作業機械用ブレード上端部のガード部材の位置まで達した場合でも、ガード部材の接土面によって土砂を前方へと押し戻す流れを形成できるため、運土作業時における後方への土砂のこぼれ量を大幅に減少させることができる。

(B)

上記実施形態 2では、中央前面部 52の上端部における延長線に対して 30度前傾した接土面を有するガード 70をブレード 50の上部に取り付けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

[0129] 例えば、ブレード 50の中央前面部 52の上端部における延長線に対するガード 70 の接土面 71aの前傾角度としては、 0度より大きく 50度以下の範囲内であればよい。前傾角度をこの範囲内になるようにガード 70を取り付けることで、上記実施形態に係るブレード 50によって得られた効果と同様の効果を得ることができる。

ただし、上記実施形態のように、上記延長線に対するガード 70の接土面の前傾角度を 30度とした場合には、ブレード 50の前方に溜まった土砂を前方へと押し戻す流れを効果的に形成することができるという点で、上記実施形態のように前傾角度を 30 度前後に設定することがより好ましい。

[0130] (C)

上記実施形態 2では、ブレード 50の上端部における延長線に対して前傾する接土面 71aを有するガード 70を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、運土作業時のブレードの傾斜状態における鉛直方向を基準にして、接土面が前傾するように取り付けられたガードとして本発明を特定してもよ、。

[0131] この場合には、運土作業時においてブレードを後方へ傾斜させた場合でも、その状態において鉛直方向に対して接土面が前傾するようにガードを取り付けることで、運土作業時におけるブレードの姿勢に関わらず確実に後方への土砂のこぼれ量を低減することが可能になる。

さらに、側面視において、ブレードの中央前面部の上端部における延長線に対して前傾しており、かつ運土作業時におけるブレードの姿勢において鉛直方向に対して前傾する接土面を有するガードであってもよ、。

[0132] このように、 2つの条件の双方を満たすように接土面の取付け角度を設定することで

、より確実に運土作業時におけるブレード後方への土砂のこぼれ量を低減することができる。

(D)

上記実施形態 2では、図 31に示すように、ガード 70の接土面 71aが側面視において直線状の平板である例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

[0133] 例えば、接土面が側面視において前方側へ湾曲する面であってもよいし、ガードの中央前面部の上端部における延長線に沿って配置された (前傾角度 0度の)接土面の上端部が前方へ傾斜して、るガードであってもよ!/、。

(E)

上記実施形態 2では、ガード 70の両端に前方視認用の開口部 72を設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

[0134] 例えば、両端の一方の側にのみ前方視認用の開口部が設けられていてもよいし、前方視認用の開口部が設けられて!/、な、ガードであってもよ!/、。

また、上記実施形態では、ガード 70の両端に形成された前方視認用の開口部 72 力格子状の開口である例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。 [0135] 例えば、開口部としては、パンチングメタルのように平板に形成した穴であってもよい。

(F)

上記実施形態 2では、ブレード 50の中央前面部 52が側面視において全体に渡つて曲率が一定の湾曲面である例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

[0136] 例えば、側面視において、中央前面部における中央部分が湾曲しており、上端部および下端部における少なくともいずれか一方の部分が直線状になっている作業機械用ブレードであってもよい。

この場合でも、上端部の直線状の部分の延長線を基準にして、ガードの接土面が前傾するようにガードをブレードの上端部に取り付けることで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

[0137] (G)

上記実施形態 2では、左右の連結前面部 53および端部前面部 54の配置形態として、図 27および図 29等に示すように、中央前面部 52よりも後方へ凹ませた略 V字を形成するように配置した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

[0138] 例えば、平面視において、ブレード前面部を構成する中央前面部、連結前面部、端部前面部が一直線上に配置されるような配置形態であってもよい。

ただし、上記実施形態のように、ブレード 50の両端に略 V字の凹部 61が形成されるように、連結前面部 53および端部前面部 54を配置することは、ブレード 50の下端部における掘削抵抗を低減して、作業効率を向上させることができる点でより好ましい。

[0139] (H)

上記実施形態 2では、各前面部 52〜54が独立して形成されており、各前面部 52 〜54の左右端部同士を溶接によって接合して左右方向に連続的な面を形成した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、铸造などにより各前面部同士が一体成形されることによりブレード前面部が形成されたブレードであってもよい。このように、ブレード前面部の大きさや厚み等に応じて適宜設定を変更して一体形成することにより、各前面部を成形後に互いに溶接によって接合する場合と比較して生産工程の数を減らせることから、ブレードの生産効率を大幅に上昇させることができる。

(I)

上記実施形態 2では、作業機械としてのブルドーザに装着されるブレードを例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、ブレードが装着される対象としてはブルドーザ以外にも、ホイールローダやドーザショベル、モータグレーダ等のように、作業機械の前方に取り付けられて掘肖 ij、整地、切土、押土等の作業を行う土工板を装着する他の作業機械 (土工機械)であつてもよい。

Claims

請求の範囲

[1] 各種の作業機械に装着されるブレード装置であって、

ブレード (11)は、中央前面部 (12)と、その左右端部に屈曲して連設された連結前面部 (13)を介して更に連設される左右の端部前面部 (14)を有し、

前記中央前面部 (12)は、下端が掘削方向に直交して左右に延びるブレード幅 W1 を有するとともに、更にその下端に第 1切刃 (15)を有し、

前記連結前面部 (13)及び前記端部前面部 (14)は、その下端に第 2及び第 3の切刃 ( 16,17)を有してなり、

前記連結前面部 (13)及び前記端部前面部 (14)の交差線と、前記第 2及び第 3切刃の刃先 (16,17)の交点 Cとが、上面視で前記第 1切刃 (15)の刃先よりも後方位置にあり、

前記中央前面部 (12)、前記連結前面部 (13)及び前記端部前面部 (14)の各前面が上端から下端にかけて半径 R2の連続する円弧面に形成され、

前記各切刃 (15〜17)が各前面部 (12〜14)の下端力も接線方向に延び、各切刃 (15〜17)の刃先角 αが 40° 〜55° の掘削姿勢にあって、側面視において前記第 1切刃 (15)の刃先力も前記中央前面部の上端までの高さを Ηとしたとき、前記半径 R2が次式 (I)を満足する作業機械用ブレード装置。

R2= (0. 7〜1. 0) X H…… (I)

[2] 少なくとも前記中央前面部 (12)の前面は、下端のブレード幅 W1が前記第 1切刃 (15 )の刃先幅に略等しぐ且つその下端から上端に向けて漸次幅広に形成されている、請求項 1に記載のブレード装置。

[3] 請求項 1または 2に記載のブレード装置 (10)が搭載されている作業機械。

[4] 各種の作業機械に装着されるブレード装置であって、

その少なくとも前記中央前面部 (12)の上端力略接線方向に延びる板金材 (18)を有し、

各切刃 (15〜17)の刃先角 αが 40° 〜55° の掘削姿勢にあって、側面視において前記第 1切刃 (15)の刃先力前記板金材 (18)の上端までの高さを Ηとしたとき、前記半径 R2が次式 (I)を満足する作業機械用ブレード装置。

R2= (0. 7〜1. 0) X H…… (I)

各種の作業機械に装着されるブレード装置であって、

前記連結前面部 (13)及び端部前面部 (14)の交差線と、前記第 2及び第 3切刃の刃先 (16,17)の交点 Cとが、上面視で前記第 1切刃 (15)の刃先よりも後方位置にあり、前記中央前面部 (12)、前記連結前面部 (13)及び前記端部前面部 (14)の各前面が上端から下端にかけて半径 R2の連続する円弧面に形成され、

側面視において、その少なくとも前記中央前面部 (12)の上端における前記中央前面部 (12)の延長線に対して前方に傾斜する接土面を含む板金材 (18)を有し、各切刃 (15〜17)の刃先角 αが 40° 〜55° の掘削姿勢にあって、側面視で第 1切刃 (15)の刃先力前記板金材 (18)の上端までの高さを Ηとしたとき、前記半径 R2が次式 (I)を満足する作業機械用ブレード装置。 R2= (0. 7〜1. 0) X H…… (I)

[6] 前記板金材 (18)の前記中央前面部 (12)の延長線に対する前傾角度は、 0度よりも大きく 50度以下である、

請求項 5に記載の作業機械用ブレード装置。

[7] 下端が掘削方向に直交して左右に延びるブレード幅 W1を有し、さらにその下端から円弧面の接線方向に沿って延びる第 1切刃 (15)を有する中央前面部 (12)と、前記中央前面部 (12)の左右端部に屈曲して連設され、その下端力も円弧面の接線方向に沿って延びる第 2の切刃 (16)を有する連結前面部 (13)と、

前記連結前面部 (13)を介してさらに左右に連設され、その下端から円弧面の接線方向に沿って延びる第 3の切刃 (17)を有する左右の端部前面部 (14)と、

を備え、

前記連結前面部 (13)および端部前面部 (14)の交差線と、前記第 2·第 3切刃の刃先 (16,17)の交点とが、上面視において前記第 1切刃 (15)の刃先よりも後方に配置されており、

前記中央前面部 (12)、前記連結前面部 (13)および前記端部前面部 (14)の各前面が、上端力下端にかけて半径 R2の連続する円弧面を有しており、

掘削姿勢における側面視において、第 1切刃 (15)の刃先力も前記中央前面部 (12) の上端までの高さを Hとすると、前記半径 R2が次式 (I)を満たす、

作業機械用ブレード装置。

R2= (0. 7〜1. 0) X H…… (I)

[8] 下端が掘削方向に直交して左右に延びるブレード幅 W1を有するとともに、更にその下端に第 1切刃 (15)を有する中央前面部 (12)と、

前記中央前面部 (12)の左右端部に屈曲して連設され、その下端力も円弧面の接線方向に沿って第 2の切刃 (16)を有する連結前面部 (13)と、

前記連結前面部 (13)を介してさらに左右に連設され、その下端から円弧面の接線方向に沿って第 3の切刃 (17)を有する左右の端部前面部 (14)と、

を備え、

前記連結前面部 (13)および端部前面部 (14)の交差線と、前記第 2·第 3切刃の刃先 (16,17)の交点 Cとが、上面視において前記第 1切刃 (15)の刃先よりも後方に配置されており、

少なくとも前記中央前面部 (12)の上端から略接線方向に延びる板金材 (18)を有し、掘削姿勢における側面視において、第 1切刃 (15)の刃先力前記板金材 (18)の上端までの高さを Hとすると、前記半径 R2が次式 (I)を満たす、

作業機械用ブレード装置。

R2= (0. 7〜1. 0) X H…… (I)