| 【発明の名称】 |
作業機のドーザ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】浅沼 良行
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| 【要約】 |
【課題】ドーザ装置のコンパクト化を図ると共に、チルトシリンダの一端側を枢支するチルトフレームとの接続部分の信頼性を向上させる。
【解決手段】左右方向に直交し且つ相互に直交するアングル支点軸４４とチルト支点軸４５とを備えたクロスピン構造体１２を備え、このクロスピン構造体１２にブレード１０を、該ブレード１０の左右の端部側が上下に揺動するようにチルト支点軸４５廻りに回動自在に支持し、クロスピン構造体１２を揺動支持体１１に、ブレード１０の左右の端部側が前後に揺動するようにアングル支点軸４４廻りに回動自在に支持し、ブレード１０をチルト支点軸４５廻りに揺動させるチルトシリンダ７１の一端側を枢支するチルトフレーム５５をクロスピン構造体１２と一体化する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 機体側に上下揺動自在に支持された揺動支持体にブレードを支持した作業機のドーザ装置において、左右方向に直交し且つ相互に直交するアングル支点軸とチルト支点軸とを備えたクロスピン構造体を備え、このクロスピン構造体にブレードを、該ブレードの左右の端部側が上下に揺動するようにチルト支点軸廻りに回動自在に支持し、クロスピン構造体を揺動支持体に、ブレードの左右の端部側が前後に揺動するようにアングル支点軸廻りに回動自在に支持し、ブレードをチルト支点軸廻りに揺動させるチルトシリンダの一端側を枢支するチルトフレームをクロスピン構造体と一体化したことを特徴とする作業機のドーザ装置。
【請求項２】 チルトフレームと揺動支持体との間に、ブレードをアングル支点軸廻りに揺動させるアングルシリンダを介装したことを特徴とする請求項１に記載の作業機のドーザ装置。
【請求項３】 揺動支持体の前部に上下一対の支持ブラケットを設け、これら支持ブラケット間にクロスピン構造体のボディを介在し、該ボディとは別体で形成したアングル支点軸を上下支持ブラケット及びボディに亘って挿通したことを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機のドーザ装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バックホー等の建設・土木機械等の作業機に設けられるドーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】バックホーにあっては、図１０に示すように、走行装置３の前部にドーザ装置５が設けられている。このドーザ装置５は、図１１及び図１２を参照すると、走行装置３のフレーム３Ａに後端側が左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着されて上下揺動自在とされた揺動支持体１１の前部にブレード１０を備えてなり、走行装置３のフレーム３Ａと揺動支持体１１との間に介装された油圧シリンダ１８の伸縮動作によって上下揺動自在とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記ドーザ装置５にあっては、ブレード１０が揺動支持体１１に対して、左右方向の軸に直交し且つ互いに直交する２軸廻りに回動自在に支持されたものがあるが、この２軸が前後に離れて設けられていると、前後長さが長くなって大型化する等の問題があるので、図１６〜図１７に示すように構成したものが考えられている。この図１６〜図１７に示すものにあっては、揺動支持体１１の前部に、前記直交する２軸４４，４５を有するクロスピン構造体１２を設けこのクロスピン構造体１２にブレード１０を支持している。
【０００４】クロスピン構造体１２は、ボディ４３と、このボディ４３を揺動支持体１１の前部に上下方向の軸心廻りに回動自在に支持するアングル支点軸４４と、ボディ４３にブレード１０を前後方向の軸心廻りに回動自在に支持するチルト支点軸４５とを有する。なお、前記説明は、図１１に示すように、揺動支持体１１を前後方向に沿う方向とした状態で説明したものであり、揺動支持体１１は、この状態から上下に揺動自在とされている。
【０００５】前記ボディ４３の左側に形成した取付座面９０には、チルトフレーム５５がボルト９１によって取付固定されている。このチルトフレーム５５と揺動支持体１１とに亘って油圧シリンダからなるアングルシリンダ６１が介装され、このアングルシリンダ６１を伸縮させることにより、チルトフレーム５５及びクロスピン構造体１２と伴にブレード１０が、アングル支点軸４４の軸心廻りに揺動する。また、チルトフレーム５５とブレード１０とに亘って油圧シリンダからなるチルトシリンダ７１が介装され、このチルトシリンダ７１を伸縮させることにより、チルトフレーム５５及びクロスピン構造体１２に対してブレード１０が、チルト支点軸４５の軸心廻りに揺動する。
【０００６】前記図１６〜図１７に示すものにあっては、クロスピン構造体１２にチルトフレーム５５を取り付けるのにボルト９１によって固定しているので、ブレード１０をチルトした状態（ブレード１０をチルト支点軸４５廻りに揺動させてブレード１０の左右一端側を接地させると共に、他端側を地面から浮かせた状態）で、ドーザシリンダ１８を伸長させて、機体を持ち上げると、ブレード１０の端部で機体を支えることとなり、クロスピン構造体１２とチルトフレーム５５とを連結しているボルト９１に強大な荷重が作用する。
【０００７】この荷重を繰り返し作用させると、前記ボルト９１にゆるみが生じ、破損に至る。そこで、ボルト９１のサイズアップ（径大化）やボルト９１の個数を増やすこと或いはボルト９１間ピッチの増大等を図って、前記ボルト９１に作用する荷重に対する対策を行いたいが、スペースの関係上、これ以上のボルト数量アップ等はできない。また、取付座面９０の面積を大きくすると、クロスピン構造体１２が大型化する。
【０００８】本発明は、前記問題点に鑑みて、クロスピン構造体を採用してドーザ装置全体のコンパクト化を図ると共に、クロスピン構造体とチルトフレームとの接続部分の信頼性を向上したドーザ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明が技術的課題を解決するために講じた技術的手段は、機体側に上下揺動自在に支持された揺動支持体にブレードを支持した作業機のドーザ装置において、左右方向に直交し且つ相互に直交するアングル支点軸とチルト支点軸とを備えたクロスピン構造体を備え、このクロスピン構造体にブレードを、該ブレードの左右の端部側が上下に揺動するようにチルト支点軸廻りに回動自在に支持し、クロスピン構造体を揺動支持体に、ブレードの左右の端部側が前後に揺動するようにアングル支点軸廻りに回動自在に支持し、ブレードをチルト支点軸廻りに揺動させるチルトシリンダの一端側を枢支するチルトフレームをクロスピン構造体と一体化したことを特徴とする。
【００１０】また、チルトフレームと揺動支持体との間に、ブレードをアングル支点軸廻りに揺動させるアングルシリンダを介装してもよい。また、揺動支持体の前部に上下一対の支持ブラケットを設け、これら支持ブラケット間にクロスピン構造体のボディを介在し、該ボディとは別体で形成したアングル支点軸を上下支持ブラケット及びボディに亘って挿通してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１０において、１は、（旋回）作業機として例示するバックホーであり、該バックホー１は上部の旋回体２と、下部の走行装置３とから主構成されており、旋回台６が上下方向の旋回軸廻りに旋回しても、該旋回台６の後面側が走行装置３の左右幅外に、はみ出さないように、旋回台６の後面側を平面視弧状（略円弧状）に構成した小型の後方小旋回バックホーと称されるものである。
【００１２】なお、バックホー１の走行方向（図１０の左右方向）を前後方向といい、この前後方向に直交する横方向（図１０の紙面貫通方向）を左右方向という。また、旋回台６と走行装置３等で作業機１の機体が構成されている。走行装置３は、トラックフレーム３Ａの左右両側に、アイドラ３Ｂ、駆動輪３Ｃ、トラックローラ３Ｄ及びキャリアローラ３Ｆを回転自在に支持し、これらにゴムクローラ形式（又は鉄クローラ形式）の無端帯状の弾性クローラ４を巻き掛け、駆動輪３Ｃを油圧モータ等で駆動してなるクローラ式走行装置が採用されている。
【００１３】旋回体２は、走行装置３上に上下方向の旋回軸回りに旋回自在に支持された旋回台６と、旋回台６の前部に設けられた作業装置（掘削装置）７と、旋回台６上に設けられた運転席８と、エンジン，燃料タンク，油圧ポンプ，作動油タンク，ラジエータ，バッテリー等の旋回台６に搭載された各種機器等とを備えて構成されている。旋回台６は、後部に、旋回台６前部に備えた作業装置７等に対する重量バランスを図り且つ旋回台６の後部を構成するカウンタウエイト２０（プロテクタ）を備えている。
【００１４】旋回台６の前部には前方突出状に上下一対の支持ブラケット２６が設けられ、この支持ブラケット２６には、揺動ブラケット２７が上下軸廻りに左右揺動自在に支持されている。この揺動ブラケット２７に横軸廻りに揺動自在自在に支持されたブーム２８と、このブーム２８の先端側に横軸廻りに揺動自在に支持されたアーム２９と、このアーム２９の先端側にスクイ・ダンプ動作可能に取り付けられたバケット３０とから前記作業装置７が主構成されており、これらブーム２８、アーム２９、バケット３０は、それぞれ油圧シリンダからなるブームシリンダ３１、アームシリンダ３２、バケットシリンダ３３によって作動可能とされている。
【００１５】図１〜図９、図１１及び図１２に示すように、走行装置３の前部にはドーザ装置５（チルトアングルドーザ装置）が備えられている。なお、図１１及び図１２は旋回台６を１８０°旋回させた状態を示している。このドーザ装置５は、前部にブレード１０を備えており、このブレード１０は、走行装置３のトラックフレーム３Ａに上下揺動自在に支持された揺動支持体１１の前部に、クロスピン構造体１２を介して取り付けられている。揺動支持体１１は、図１１及び図１２に示すように、左右一対の揺動アーム１３を備え、これら左右揺動アーム１３の後端側が、トラックフレーム３Ａに設けられたブラケット１４に支軸１５を介して左右方向の軸心廻りに回動自在に取り付けられていて、揺動支持体１１が支軸１５の軸心廻りに上下揺動自在とされている。
【００１６】また、左右の揺動アーム１３は、前部側が前部壁２１、上下部壁２２Ａ，２２Ｂ、及び連結部材２３によって連結されている。また、連結部材２３の左右方向中央側には、左右一対のブラケット１６が設けられ、このブラケット１６とトラックフレーム３Ａに設けたブラケット１７との間に油圧シリンダからなるドーザシリンダ１８が介装され、このドーザシリンダ１８の伸縮によって揺動支持体１１が上下に揺動されるように構成されている。また、揺動支持体１１の前部には、前部壁２１に固定された上下一対の支持ブラケット１９が設けられている。
【００１７】ブレード１０は、図２及び図３に示すように、左右の側板３５と、この左右側板３５間の前面壁３６と、この前面壁３６下部の刃板３７と、前面壁３６の背面に設けられた第１の補強壁３８と、この第１の補強壁３８と前面壁３６との間に設けられた第２の補強壁３９と、第１の補強壁３８の背面側上部に設けられた第３の補強壁４０等とから主構成されており、刃板３７は前面壁３６の下部に固着された取付体４１に多数組のボルト・ナットを介して取付固定されている。クロスピン構造体１２は、図１〜図９に示すように、ボディ４３と、左右方向の軸に直交し且つ互いに直交する軸心を有する２軸４４，４５（ドーザ装置５が図に示す状態、すなわち、揺動支持体１１が前後方向に沿う状態において、上下方向の軸心を有するアングル支点軸４４と、前後方向の軸心を有するチルト支点軸４５との２軸）とを備えている。
【００１８】ボディ４３は、例えば、ＳＣＭ４３５で形成され、円柱体の外周面の、径方向対称位置にある２面を、軸心方向に亘って平坦面４６に形成してなる。ボディ４３には、その軸心方向に直交し且つ平坦面４６にも直交する挿通孔４７が貫通形成され、その挿通孔４７にアングル支点軸４４がブッシュを介して軸心廻りに回動自在に挿通されている。また、ボディ４３の軸心方向の両端面には、該ボディ４３の軸心方向と一致するように（アングル支点軸４４の軸心と直交するように）チルト支点軸４５が一体的に設けられている。
【００１９】アングル支点軸４４は、揺動支持体１１の前部の、上下各支持ブラケット１９に設けられたボス部４８にも挿通されていると共に、アングル支点軸４４の上部側に固定された固定板４９を上側の支持ブラケット１９にボルト５０によって固定されており、これによって、支持ブラケット１９にクロスピン構造体１２がアングル支点軸４４の軸心廻りに回動自在に支持されている。なお、クロスピン構造体１２を上下の支持ブラケット１９に取り付ける場合には、アングル支点軸４４を挿通孔４７から抜脱した状態で、ボディ４３を、その挿通孔４７が支持ブラケット１９のボス部４８の孔と一致するように、上下のボス部４８間に配置し、その後、アングル支点軸４４をボス部４８及び挿通孔４７に上方から挿通すると共に、ボルト５０によって固定板４９を支持ブラケット１９に固定する。
【００２０】クロスピン構造体１２を支持ブラケット１９に取り付けた状態では、一対のチルト支点軸４５はボディ４３の前後に位置し、各チルト支点軸４５には、筒体５１Ｆ，５１Ｒがブッシュを介して軸心廻りに回動自在に外嵌されている。前側の筒体５１Ｆは、ブレード１０の背面側に固定され、後側の筒体５１Ｒには、ブラケット５２の一端側が固定され、ブラケット５２の他端側は、ブレード１０の背面側に固定された取付部材５３にボルト等によって取付固定されており、これによって、ブレード１０がクロスピン構造体１２に、チルト支点軸４５の軸心廻りに回動自在に支持されている。
【００２１】また、クロスピン構造体１２のボディ４３（の右側）には、チルトフレーム５５が溶接等によって固着されていて、チルトフレーム５５がクロスピン構造体１２と一体化されている（チルトフレーム５５がクロスピン構造体１２から一体的に延設されている）。このチルトフレーム５５は、例えば、ＳＳ４００から成る板材によって形成され、図１、図４〜図８に示すように、一端側（左端側）がクロスピン構造体１２のボディ４３に溶接固定された上下のフレーム構成部材５６，５７と、この上下フレーム構成部材５６，５７及びボディ４３に溶接固定された前フレーム構成部材５８とを備えて主構成されている。
【００２２】上下各フレーム構成部材５６，５７の他端側（右端側）には、それぞれボス部５９が設けられ、このボス部５９に挿通される枢軸６０を介して、油圧シリンダからなるアングルシリンダ６１の一端側（シリンダロッドエンド）がアングル支点軸４４の軸心と平行な軸心廻りに回動自在に取付支持されている。このアングルシリンダ６１の他端側（シリンダ本体側）は揺動支持体１１の右側面（右側の揺動アーム１３）に設けられたブラケット６２にアングル支点軸４４の軸心と平行な軸心廻りに回動自在に取付支持されている（図１２参照）。
【００２３】したがって、アングルシリンダ６１を伸縮させることにより、チルトフレーム５５及びクロスピン構造体１２と伴にブレード１０の左右の端部側がアングル支点軸４４の軸心廻りに前後に揺動する。また、前フレーム構成部材５８から上方にブラケット６３が一体的に延設されると共に、このブラケット６３の後方側に上フレーム構成部材５５上に立設されて溶接固定されたブラケット６４が設けられ、これらブラケット６３，６４にはそれぞれボス部６５が設けられている。
【００２４】また、ブレード１０の背面上部（第３の補強壁４０の背面）に固定の支持部材６６には、前後一対のブラケット６７が設けられ、これらブラケット６７にはそれぞれボス部６８が設けられている。そして、チルトフレーム５５側のボス部６５間には、油圧シリンダから成るチルトシリンダ７１の一端側（シリンダ本体側）が枢軸６９を介してチルト支点軸４５の軸心と平行な軸心廻りに回動自在に枢着され、ブレード１０側のボス部６８間には、チルトシリンダ７１の他端側（シリンダロッドエンド）が枢軸５４を介してチルト支点軸４５の軸心と平行な軸心廻りに回動自在に枢着されている。
【００２５】したがって、チルトシリンダ７１を伸縮させることにより、チルトフレーム５５及びクロスピン構造体１２に対して、ブレード１０の左右の端部側がチルト支点軸４５の軸心廻りに上下に揺動する。なお、７２は、チルトシリンダ７１等を覆うカバー体であり、ブレード１０側に取り付けられている。また、チルトフレーム５５は、ブレード１０から後方に離反不能で且つブレード１０のチルト支点軸４５廻りの揺動は許容するように、ブレード１０に係合している。
【００２６】図１及び図９等に示すように、チルトフレーム５５の前フレーム構成部材５８の前面には取付部材７３が固定され、この取付部材７３の前面側には、ブレード１０の背面側に摺接し且つ取付部材７３から左右に突出状とされた係合部材７４がボルト７５によって固定されている。また、係合部材７４の左右両側には、ブレード１０の背面側に固定されたナット部材７６が配置されており、前記取付部材７３の左右両側には、チルトフレーム５５の前フレーム構成部材５８の前面に摺接し且つ前記係合部材７４の後面側にも摺接する被係合部材７７が配置されていると共に、この被係合部材７７はナット部材７６にボルト７８によって取付固定されている。
【００２７】係合部材７４が被係合部材７７に係合することで、チルトフレーム５５は、ブレード１０から後方に離反不能であると共に、ブレード１０のチルト支点軸４５廻りの揺動は許容されるようになっている。また、図３に示すように、クロスピン構造体１２には、潤滑油（グリス）を供給するための孔８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８８ｄや溝８９等が形成されている。バックホー１にあっては、例えば、バケット３０で跳ね上げた石等がブームシリンダ３１のシリンダロッド３１ａ等に当たって、シリンダロッド３１ａを傷つける惧れのないように、プロテクタ７９が設けられている。
【００２８】また、バックホー１にあっては、掘削装置７のバケット３０の替わりにブレーカを装着することがあるが、図１５に示すように、プロテクタ７９の正面７９ａが平坦面であれば、ブレーカの先端が、プロテクタ７９の正面７９ａに衝当するとプロテクタ７９が変形してシリンダロッド３１ａ及びシリンダチューブ（シリンダ本体）３１ｂを傷つける惧れがあると共に、プロテクタ７９がシリンダロッド３１ａを主に保護するものであれば、ブレーカの先端がシリンダチューブ３１ｂに衝当してこれを損傷させる惧れがある。
【００２９】そこで、本実施の形態では、図１３及び図１４に示すように、プロテクタ７９の正面を山形に形成すると共に、プロテクタ７９をシリンダロッド３１ａのロッドエンドからシリンダチューブ３１ｂの基部に亘って形成している。これによって、ブレーカの先端がプロテクタ７９に衝当しても、横に逃げ、プロテクタ７９が変形しにくいと共に、プロテクタ７９が断面三角形状を呈しており、強度が高く変形しにくいように構成されている。また、シリンダチューブ３１ｂも保護される。
【００３０】前記プロテクタ７９は、シリンダロッド３１ａ側に固定されこれを保護する第１カバー８０と、シリンダチューブ３１ｂ側に固定されこれを保護する第２カバー８１とを有する。第１カバー８０及び第２カバー８１は、正面側が屈曲した断面山形のアングル鋼等によって形成されている。シリンダロッド３１ａには、支持板８２の一端側が固定手段８３を介して固定されており、この支持板８２に第１カバー８０が固定されている。また、この支持板８２はシリンダチューブ３１ｂに設けられた接当部材８４に摺動自在に接当していると共に、接当部材８４に固定したガイド部材８５に摺動自在に接当している。
【００３１】また、シリンダチューブ３１ｂの基部側には、支持板８６の一端側が固定手段８７を介して固定されており、この支持板８６に第２カバー８１が固定されている。また、この支持板８６は前記支持板８２に接当部材等を介して摺動自在に接当している。また、第２カバー８１及び支持板８６は、ブームシリンダ３１を収縮させたときに、第１カバー８０内に入り込むように構成されている。なお、第１カバー８０が、第２カバー８１内に入り込むように構成してもよい。
【００３２】なお、図例では、チルトフレーム５５は溶接によってクロスピン構造体１２と一体化されたものが開示されているが、チルトフレーム５５とクロスピン構造体１２とを鋳造によって形成することにより一体化してもよい。また、１つの部材を切削加工することで一体化されたチルトフレーム５５とクロスピン構造体１２とを形成するようにしてもよい。また、チルトフレーム５５とクロスピン構造体１２とを鍛造により一体化してもよい。さらに、接着することにより、チルトフレーム５５とクロスピン構造体１２とを一体化してもよい。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、機体側に上下揺動自在に支持された揺動支持体にブレードを支持した作業機のドーザ装置において、左右方向に直交し且つ相互に直交するアングル支点軸とチルト支点軸とを備えたクロスピン構造体を備え、このクロスピン構造体にブレードを、該ブレードの左右の端部側が上下に揺動するようにチルト支点軸廻りに回動自在に支持し、クロスピン構造体を揺動支持体に、ブレードの左右の端部側が前後に揺動するようにアングル支点軸廻りに回動自在に支持することにより、ドーザ装置のコンパクト化が図れると共に、ブレードをチルト支点軸廻りに揺動させるチルトシリンダの一端側を枢支するチルトフレームをクロスピン構造体と一体化することにより、クロスピン構造体とチルトフレームとの接続部分の信頼性を向上させることができる。
【００３４】また、チルトフレームと揺動支持体との間に、ブレードをアングル支点軸廻りに揺動させるアングルシリンダを介装することにより、部材の兼用化が図れる。また、揺動支持体の前部に上下一対の支持ブラケットを設け、これら支持ブラケット間にクロスピン構造体のボディを介在し、該ボディとは別体で形成したアングル支点軸を上下支持ブラケット及びボディに亘って挿通することにより、クロスピン構造体を揺動支持体に容易に組み付けることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
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| 【出願日】 |
平成１２年６月８日（２０００．６．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６１７４５
【弁理士】
【氏名又は名称】安田 敏雄
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３４８９０４（Ｐ２００１−３４８９０４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月２１日（２００１．１２．２１） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１７２５５１（Ｐ２０００−１７２５５１） |
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