特許 7383514 ショベル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-10

(45)【発行日】2023-11-20

(54)【発明の名称】ショベル

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/02 20060101AFI20231113BHJP

   B62D 55/14 20060101ALI20231113BHJP

【ＦＩ】

E02F9/02 A

B62D55/14 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020023043

(22)【出願日】2020-02-14

(65)【公開番号】P2021127617

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-09-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】青木 芳昇

【審査官】佐久間 友梨

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－０６９５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－０９６３８５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５２－１３７４３６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／０２

Ｂ６２Ｄ ５５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

クローラ式の下部走行体と、
旋回機構と、
前記旋回機構を介して前記下部走行体に搭載された上部旋回体と、を備え、
前記下部走行体は、
前記下部走行体の骨格を形成するフレームと、
複数のシュープレートのそれぞれに設けられたトラックリンクと、前記シュープレートに設けられたトラックリンク同士を連結させるトラックピンと、により構成されるクローラベルトと、
前記フレームと前記クローラベルトとの間に配置される複数のトラックローラと、を有し、
前記複数のトラックローラは、
第一のトラックローラの回転軸と、第二のトラックローラの回転軸との距離が、前記トラックリンクのピッチを整数倍した値と、前記トラックリンクのピッチ未満の値と、を加算した値とし、前記複数のトラックローラの全てが、それぞれ異なるタイミングで前記トラックリンク同士が前記トラックピンにより連結されている連結箇所を通過するように配置されている、ショベル。

【請求項2】

前記第一のトラックローラと前記第二のトラックローラとは、隣り合うように配置されている、請求項１記載の、ショベル。

【請求項3】

前記第一のトラックローラは、最も前側に設けられたトラックローラとし、
前記第二のトラックローラは、前記第一のトラックローラから後端に向かって間隔を空けて配置された各トラックローラである、請求項１又は２記載の、ショベル。

【請求項4】

前記距離における前記トラックリンクのピッチ未満の値は、
前記第二のトラックローラとなるトラックローラ毎に異なる、請求項３記載の、ショベル。

【請求項5】

前記距離における前記トラックリンクのピッチ未満の値は、
前記トラックリンクのピッチと、１から（ｎ－１）までの整数をｎで除した値と、を乗算した値であり、
前記ｎは、トラックローラの数であり、
前記（ｎ－１）は、前記第二のトラックローラとなるトラックローラ毎に異なる、請求項１乃至３の何れか一項に記載の、ショベル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ショベルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、クローラ式の下部走行体を備えたショベル等の作業機械が知られている。この作業機械では、下部走行体が有するトラックローラに与えられる荷重が、走行中に車体を振動させる要因の１つと考えられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－２０５８７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車体の振動は、トラックローラが、トラックリンクが連結している連結箇所を通過した際に、大きくなる。このため、作業機械では、トラックリンクの連結箇所を同じタイミングで通過するトラックローラの数が多いほど、車体の振動が大きくなり、運転者等の乗り心地に影響を与える。

【0005】

そこで、上記事情に鑑み、作業機械の乗り心地の向上を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態に係るショベルは、クローラ式の下部走行体と、旋回機構と、前記旋回機構を介して前記下部走行体に搭載された上部旋回体と、を備え、前記下部走行体は、前記下部走行体の骨格を形成するフレームと、複数のシュープレートのそれぞれに設けられたトラックリンクと、前記シュープレートに設けられたトラックリンク同士を連結させるトラックピンと、により構成されるクローラベルトと、前記フレームと前記クローラベルトとの間に配置される複数のトラックローラと、を有し、前記複数のトラックローラは、第一のトラックローラの回転軸と、第二のトラックローラの回転軸との距離が、前記トラックリンクのピッチを整数倍した値と、前記トラックリンクのピッチ未満の値と、を加算した値とし、前記複数のトラックローラの全てが、それぞれ異なるタイミングで前記トラックリンク同士が前記トラックピンにより連結されている連結箇所を通過するように配置されている、ショベルである。

【発明の効果】

【0007】

作業機械の乗り心地を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ショベルの側面図である。

【図2】ショベルの正面図である。

【図3】下側から見たときのクローラベルトの構成の概略を示す図である。

【図4】下部走行体におけるトラックローラの配置を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に図面を参照して、実施形態について説明する。

【0010】

最初に、図１乃至図３を参照し、本発明の実施例に係るショベル（作業機械）について説明する。図１は、ショベルの側面図である。図２は、ショベルの正面図である。図３は、トラックローラを領域Ｒ１の下側から見た構成の概略を示す図である。

【0011】

ショベル１００はクローラ式の下部走行体１を備えている。下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはバケット６が取り付けられている。

【0012】

ブーム４、アーム５、及び、バケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成している。ブーム４、アーム５、バケット６は、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体３にはエンジン１１等の動力源が搭載されている。上部旋回体３の左側（－Ｙ側）の前端（＋Ｘ側端）にはキャビン１０が設置されている。図２は、明瞭化のため、アーム５、バケット６、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等の図示を省略している。

【0013】

下部走行体１は、主に、フレーム１ａ、クローラベルト１ｂ、キャリアローラ１ｃ、トラックローラ１ｄ、走行用油圧モータ１Ｍ、従動車輪１Ｓ等で構成されている。図２は、下部走行体１に関しては、図１の一点鎖線Ｑを含む平面を＋Ｘ側から見たときの部分断面図を示している。

【0014】

フレーム１ａは、下部走行体１の骨格を形成する部材である。フレーム１ａは、左フレーム部１ａ－Ｌ、右フレーム部１ａ－Ｒ、及び、左フレーム部１ａ－Ｌと右フレーム部１ａ－Ｒを連結する中央フレーム部１ａ－Ｃを有する。

【0015】

クローラベルト１ｂは、走行用油圧モータ１Ｍによって回転駆動される無限軌道（履帯）である。クローラベルト１ｂは、左クローラベルト１ｂ－Ｌ及び右クローラベルト１ｂ－Ｒを含む。

【0016】

キャリアローラ１ｃは、フレーム１ａの上側でフレーム１ａとクローラベルト１ｂとの間に配置される従動ローラである。トラックローラ１ｄは、フレーム１ａの下側でフレーム１ａとクローラベルト１ｂとの間に配置される従動ローラである。キャリアローラ１ｃは、複数の左キャリアローラ１ｃ－Ｌ及び複数の右キャリアローラ１ｃ－Ｒを含む。

【0017】

トラックローラ１ｄは、複数の左トラックローラ１ｄ－Ｌ及び複数の右トラックローラ１ｄ－Ｒを含む。

【0018】

走行用油圧モータ１Ｍは、フレーム１ａの後端（－Ｘ側端）に取り付けられている。走行用油圧モータ１Ｍは、左走行用油圧モータ１Ｍ－Ｌ及び右走行用油圧モータ１Ｍ－Ｒ（図示せず。）を含む。左走行用油圧モータ１Ｍ－Ｌは、左フレーム部１ａ－Ｌの後端に取り付けられ、右走行用油圧モータ１Ｍ－Ｒは、右フレーム部１ａ－Ｒの後端に取り付けられている。

【0019】

従動車輪１Ｓは、フレーム１ａの前端（＋Ｘ側端）に取り付けられている。従動車輪１Ｓは、左従動車輪１Ｓ－Ｌ及び右従動車輪１Ｓ－Ｒ（図示せず。）を含む。左従動車輪１Ｓ－Ｌは、左フレーム部１ａ－Ｌの前端に取り付けられ、右従動車輪１Ｓ－Ｒは、右フレーム部１ａ－Ｒの前端に取り付けられている。

【0020】

左クローラベルト１ｂ－Ｌは、左走行用油圧モータ１Ｍ－Ｌの回転軸に結合された駆動スプロケット、及び、左従動車輪１Ｓ－Ｌのそれぞれに支持されて回る。右クローラベルト１ｂ－Ｒは、右走行用油圧モータ１Ｍ－Ｒの回転軸に結合された駆動スプロケット、及び、右従動車輪１Ｓ－Ｒのそれぞれに支持されて回る。尚、本実施形態では、左従動車輪１Ｓ－Ｌ、右従動車輪１Ｓ－Ｒの代わりにスプロケットが設けられていても良い。

【0021】

この構成により、図１において走行用油圧モータ１Ｍが反時計回りに回転するとクローラベルト１ｂも反時計回りに回転してショベル１００が前進する。反対に、走行用油圧モータ１Ｍが時計回りに回転するとクローラベルト１ｂも時計回りに回転してショベル１００が後退する。

【0022】

本実施形態のクローラベルト１ｂは、図３に示すように、複数のシュープレート８０を有する。図３では、図２に示す領域Ｒ１の範囲を下側から見たときのクローラベルト１ｂの構成の概略を示している。また、図３では、シュープレート８０と、トラックリンク８１と、トラックピン８２と、トラックローラ１ｄとの関係を明確にするために、シュープレート８０と、トラックリンク８１と、トラックピン８２と、トラックローラ１ｄ以外の構成を省いている。

【0023】

クローラベルト１ｂは、複数のシュープレート８０－１、８０－２、８０－３を有する。尚、図３に示すシュープレート８０－１、８０－２、８０－３は、クローラベルト１ｂが有するシュープレート８０の一部である。尚、以下の説明では、シュープレート８０－１、８０－２、８０－３を区別しない場合は、シュープレート８０と呼ぶ。

【0024】

シュープレート８０－１、８０－２、８０－３のそれぞれには、一対のトラックリンク８１－１、８１－２、８１－３が取り付けられている。以下の説明では、一対のトラックリンク８１－１、８１－２、８１－３を区別しない場合には、トラックリンク８１と呼ぶ。

【0025】

また、シュープレートに取り付けられた一対のトラックリンク８１－０は、その１つ手前（＋Ｘ側の隣）のシュープレート８０－１に取り付けられた一対のトラックリンク８１－１とトラックピン８２－１で連結されている。

【0026】

また、シュープレート８０－１に取り付けられた一対のトラックリンク８１－１は、その１つ手前（＋Ｘ側の隣）のシュープレート８０－２に取り付けられた一対のトラックリンク８１－２とトラックピン８２－２で連結されている。同様に、シュープレート８０－２に取り付けられた一対のトラックリンク８１－２は、その１つ手前（＋Ｘ側の隣）のシュープレート８０－３に取り付けられた一対のトラックリンク８１－３とトラックピン８２－３で連結されている。以下の説明では、トラックピン８２－１、８２－２、８２－３を区別しない場合には、トラックピン８２と呼ぶ。

【0027】

つまり、トラックピン８２は、シュープレート８０に取り付けられた一対のトラックリンク８１と、その１つ手前（＋Ｘ側の隣）のシュープレート８０に取り付けられた一対のトラックリンク８１とを連結させるための部材である。言い換えれば、トラックピン８２は、トラックリンク８１同士を連結させる機能を有する連結部材である。

【0028】

また、本実施形態の以下の説明では、クローラベルト１ｂにおいて、一対のトラックリンク８１と、他の一対のトラックリンク８１と、がトラックピン８２によって連結されている部分を連結箇所８３と呼ぶ。

【0029】

したがって、クローラベルト１ｂにおいて、シュープレートに取り付けられた１対のトラックリンク８１－０と、その１つ手前（＋Ｘ側の隣）のシュープレート８０－１に取り付けられた一対のトラックリンク８１－１と、がトラックピン８２－１によって連結されている部分は、連結箇所８３－１となる。

【0030】

また、トラックリンク８１－２と、トラックリンク８１－１とがトラックピン８２－２によって連結されている部分は、連結箇所８３－２となる。同様に、トラックリンク８１－３と、トラックリンク８１－２とがトラックピン８２－３によって連結されている部分は、連結箇所８３－３となる。以下の説明では、連結箇所８３－１、８３－２、８３－３を区別しない場合には、連結箇所８３と呼ぶ。

【0031】

本実施形態では、ショベル１００の走行中において、同時に複数のトラックローラ１ｄが複数の連結箇所８３を通過することがないように、トラックローラ１ｄを配置する。

【0032】

言い換えれば、本実施形態では、複数のトラックローラ１ｄのそれぞれが異なるタイミングでトラックリンク８１の対応する連結箇所８３を通過するように、複数のトラックローラ１ｄを配置する。

【0033】

本実施形態では、このように、複数のトラックローラ１ｄを適切に配置することで、トラックローラ１ｄがトラックリンク８１の対応する連結箇所８３を通過する際に生じる車体の振動を低減させることができる。したがって、本実施形態によれば、ショベル１００の走行中の車体の振動を低減することができ、乗り心地を向上させることができる。

【0034】

尚、図３に示すトラックリンク８１の形状は、一例であり、この形状に限定されない。

【0035】

次に、本実施形態のトラックローラ１ｄの配置について説明する。本実施形態では、ショベル１００が有するトラックローラ１ｄにおける第一のトラックローラ１ｄの回転軸と、第二のトラックローラ１ｄの回転軸との距離が、トラックリンク８１のピッチの整数倍の値に、トラックリンク８１のピッチ未満の値を加算した値となるようにする。つまり、第一のトラックローラ１ｄの回転軸と、第二のトラックローラ１ｄの回転軸との距離は、トラックリンク８１のピッチで割り切れない値となるようにする。

【0036】

ここで、トラックリンク８１のピッチについて説明する。トラックリンク８１のピッチとは、トラックピン８２の中心軸と、このトラックピン８２の１つ手前（＋Ｘ側の隣）のトラックピン８２の中心軸との間の距離を示す。

【0037】

具体的には、トラックリンク８１のピッチとは、トラックピン８２－１の中心軸Ｐ１とトラックピン８２－２の中心軸Ｐ２との距離を示す。

【0038】

図４は、下部走行体におけるトラックローラの配置を説明する図である。本実施形態では、下部走行体１が有するトラックローラ１ｄの数をｎとし、トラックリンク８１のピッチをＰとし、トラックローラ１ｄ間の距離をＬｉとした場合に、Ｌｉは以下の式で決められる。

【0039】

Ｌｉ＝Ｐ（Ａｉ＋ｊ／ｎ） 式（１）
ここで、Ａｉは任意の整数であり、ｊは、１～ｎ－１までの整数である。

【0040】

図４に示すショベル１００の下部走行体１は、７つのトラックローラ１ｄ－１、１ｄ－２、１ｄ－３、１ｄ－４、１ｄ－５、１ｄ－６、１ｄ－７を有する。したがって、図４の例では、ｎ＝７であり、ｊは１～６の整数となる。つまり、ｊ／ｎは小数値となる。

【0041】

このため、距離Ｌｉは、トラックリンク８１のピッチＰの整数倍の値に、トラックリンク８１のピッチＰの小数倍の値を加算した値となる。言い換えれば、トラックローラ１ｄ間の距離Ｌｉは、トラックリンク８１のピッチＰの整数倍の値に、トラックリンク８１のピッチ未満の値を加算した値となる。つまり、トラックローラ１ｄ間の距離Ｌｉは、トラックリンク８１のピッチＰの整数倍ではない値となる。

【0042】

また、図４では、トラックローラ１ｄ－１の回転軸をＴ１とし、トラックローラ１ｄ－２の回転軸をＴ２とし、回転軸Ｔ１と回転軸Ｔ２との距離をＬ１とする。また、図４では、トラックローラ１ｄ－３の回転軸をＴ３、回転軸Ｔ１と回転軸Ｔ３との距離をＬ２とし、トラックローラ１ｄ－４の回転軸をＴ４、回転軸Ｔ１と回転軸Ｔ４との距離をＬ３とする。

【0043】

また、図４では、トラックローラ１ｄ－５の回転軸をＴ５、回転軸Ｔ１と回転軸Ｔ５との距離をＬ４とし、トラックローラ１ｄ－６の回転軸をＴ６、回転軸Ｔ１と回転軸Ｔ６との距離をＬ５とし、トラックローラ１ｄ－７の回転軸をＴ７、回転軸Ｔ１と回転軸Ｔ７との距離をＬ６とする。

【0044】

つまり、最も前側のトラックローラ１ｄ－１を基準となる第一のトラックローラとし、第一のトラックローラ１ｄの回転軸Ｔ１と、第一のトラックローラ１ｄから後端に向かって、間隔を空けて順に配置された各トラックローラ１ｄの回転軸との距離を、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６とする。また、第一のトラックローラ１ｄから後端に向かって配置される各トラックローラ１ｄは、第一のトラックローラ１ｄとの距離が決められる第二のトラックローラ１ｄとなる。

【0045】

尚、基準となるトラックローラ１ｄは、最も前側のトラックローラ１ｄでなくても良い。例えば、最も後側のトラックローラ１ｄを基準としても良いし、それら以外のトラックローラ１ｄを基準としても良い。

【0046】

距離Ｌ１～Ｌ６を式（１）で表すと、
Ｌ１＝Ｐ（Ａ１＋４／７） 式（１－１）
Ｌ２＝Ｐ（Ａ２＋１／７） 式（１－２）
Ｌ３＝Ｐ（Ａ３＋５／７） 式（１－３）
Ｌ４＝Ｐ（Ａ４＋２／７） 式（１－４）
Ｌ５＝Ｐ（Ａ５＋６／７） 式（１－５）
Ｌ６＝Ｐ（Ａ６＋３／７） 式（１－６）
となる。ここで、式（１－１）の整数Ａ１は、距離Ｌ１に含まれるトラックリンクのピッチの数を示し、Ｐ×Ａ１は、トラックリンクのピッチの整数倍の値である。また、式（１－１）のＰ×（４／７）は、トラックリンクのピッチ未満の値である。

【0047】

式（１－２）の整数Ａ２は、距離Ｌ２に含まれるトラックリンクのピッチの数であり、Ｐ×Ａ２は、トラックリンクのピッチの整数倍の値である。式（１－２）のＰ×１／７は、トラックリンクのピッチ未満の値である。

【0048】

同様に、整数Ａ３～整数Ａ６は、各距離に含まれるトラックリンクのピッチの数を示す。また、Ｐ×ｊ／ｎは、トラックリンクのピッチ未満の値である。つまり、整数Ａｉは、距離Ｌｉをトラックリンクのピッチで除算したときの商であり、Ｐ×ｊ／ｎは、距離Ｌｉをトラックリンクのピッチで除算したときの余りである。

【0049】

本実施形態では、ｊ／ｎの値は、トラックローラ１ｄの数ｎを用いてランダムに決められる小数値とする。また、本実施形態では、ｊ／ｎの値は、第二のトラックローラとされるトラックローラ毎に異なるように、ｊの値が決められる。

【0050】

言い換えれば、本実施形態では、式（１－１）、（１－２）、（１－３）、（１－４）、（１－５）、（１－６）において、ｊ／ｎの値が全て異なる値となるように、ｊの値を決定する。

【0051】

本実施形態では、このように、トラックローラ１ｄ間の距離を、トラックリンク８１のピッチの整数倍の値に、トラックリンク８１のピッチ未満の値を加算した値となるようにすることで、トラックローラ１ｄ－１～１ｄ－７のそれぞれが対応する連結箇所８３を通過するタイミングを、全て異なるタイミングとする。

【0052】

言い換えれば、本実施形態では、どのタイミングにおいても、対応する連結箇所８３を通過しているトラックローラ１ｄは、１つとなる。

【0053】

このように、本実施形態によれば、ショベル１００の走行中において、トラックローラ１ｄが対応する連結箇所８３を通過するタイミングを分散させることができる。したがって、本実施形態によれば、トラックローラ１ｄがトラックリンク８１の連結箇所８３を通過する際に発生する車体の振動を低減することができ、ショベル１００の乗り心地を向上させることができる。

【0054】

また、本実施形態では、走行中の車体の振動が低減されることで、ショベル１００の機械構造物に対する荷重が低減されるため、ショベル１００の耐久性を向上させることができる。

【0055】

尚、上述した実施形態では、作業機械の一例をショベル１００として説明したが、本実施形態では、クローラ式の走行体であれば、どのような作業機械にも適用することができる。具体的には、例えば、本実施形態は、クローラ式のクレーン、アスファルトフィニッシャ等に適用されても良い。

【0056】

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0057】

１ 下部走行体
１ａ フレーム
１ｂ クローラベルト
１ｃ キャリアローラ
１ｄ トラックローラ
１Ｍ 走行用油圧モータ
１Ｓ 従動車輪
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
１０ キャビン
８０ シュープレート
８１ トラックリンク
８２ トラックピン
８３ 連結箇所
１００ ショベル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】