WO2002070329A1 - Crawler vehicle - Google Patents

Description

明 細 書 ク口一ラ車両 技術分野

この発明は、 クロ一ラを用いた車両、 特に除雪機の改良に関する。 背景技術

車体フレームの前部に作業具 （除雪具） を取付けたクロ一ラ車両としては、 例えば特公昭 5 1 - 3 0 3 7 8号公報 「除雪機」 が知られている。 この除雪 機は、 前部に遊動輪、 下部に 2個のガイ ド輪を各々回転自在に備えた装軌フレ ー厶の後部に支軸を介して腕機枠を上下スィング可能に連結し、 該腕機枠の前 部に作業具としての除雪部を取付け、 腕機枠にエンジンを載せ、 腕機枠の後部 に駆動輪を取付け、 この駆動輪と遊動輪と前記ガイ ド輪にクロ一ラベル卜を巻 き掛けたクロ一ラ車両である。

そして、 非作業時の移動走行の際には、 ジャッキを伸ばし、 支持軸を中心に して時計回りに腕機枠をスイングさせて、 除雪部を上昇させことで、 除雪部が 路上障害物に当ることを防止することができる。

図 6 A及び図 6 Bは、 上記従来の除雪機の作用を示し、 図 6 Aは除雪作業状 態を示し、 図 6 Bはている。 ジャッキ 1 0 1を伸ばして支持軸 1 0 2を中心に して時計回りに腕機枠 1 0 3をスイングさせて、 除雪部 1 0 4を上昇させた状 態を示している。

このように除雪部 1 0 4を上昇させると、 駆動輪 1 0 5は矢印①の如く移動 (下降） する。 その結果、 遊動輪 1 0 6と駆動輪 1 0 5との中心間距離 Lは若 干変化し、 駆動輪 1 0 5と最後尾のガイ ド輪 1 0 7との中心間距離 Mは減少す る。 このように距離 L及び距離 Mが変化すると、 クロ一ラベル卜 1 0 8のテン シヨンが変化する。 テンションが過大になればクロ一ラベル卜 1 0 8の切断を 招き、 テンションが過小となればクロ一ラベル卜 1 0 8が駆動輪 1 0 5や遊動 輪 1 0 6から外れやすくなる。 次に、 新雪を除雪している際に、 固い雪に遭遇したときの除雪機の作用につ いて図 7 A〜図 7 Cに基づいて説明する。

図 7 Aにおいて、 路面 1 0 0にクロ一ラベル卜 1 0 8が路面密に接し、 この クロ一ラベル卜 1 0 8内のクロ一ラフレーム 1 0 9の後部に設けたピポッ卜軸 1 0 2と、 該ピボッ卜軸 1 0 2の前方のジャッキ 1 0 1とで、 車体フレーム 1 0 3及び前部のオーガ 1 0 4が所定の高さに保たれる。符号 1 1 0はそりであ り、 路面 1 0 0からオーガ 1 0 4までの高さを適正に保つ部材若し〈は車体フ レ一厶 1 0 3に対するオーガ 1 0 4の重量的負担を軽減するための部材である。 そり 1 1 0 オーガ軸 1 1 2 ピボヅ卜軸 1 0 2 ガイ ド輪 1 0 7の中心 1 0 7 a そり 1 1 0を結んで得た五角形を、 五角形 Xと呼ぶ。

除雪対象が新雪のときは、 オーガ 1 0 4を意図的に下げて、 より多くの雪を 除去しょうとする作業法がある。そのときには、ジャッキ 1 0 1を後退せしめ、 ピボット軸 1 0 2を中心に車体フレーム 1 0 3を反時計回り方向に回転して、 オーガ 1 0 4を下げる。

ところが、 ジャッキ 1 0 1を後退させた状態で、 固い雪に遭遇すると、 次の 様な問題が起こる。 このときは、 図 7 Bに示すようにそり 1 1 0が固い雪に乗 り上げ、 遊動輪 1 0 6近傍においてクロ一ラベル卜 1 0 8が路面 1 0 0から浮 き上がってしまう。 すなわち、 ピボッ卜軸 1 0 2を中心にクロ一ラベル卜 1 0 8が全体的に時計廻りに角度 0 1だけ回転してしまう。 この動作に並行して図 7 Aで示した五角形 Xは次の通りに変化する。

ガイ ド輪 1 0 7の中心 1 0 7 aが、 ピボッ 卜軸 1 0 2を中心として時計廻り に角度 0 1だけスイングする。 中心 1 0 7 aの地上高さは一定であるから、 ピ ボッ 卜軸 1 0 2が下がる。 ここで、 そり 1 1 0と車体フレーム 1 0 3は共通の 剛体を構成し、 この剛体にオーガ軸 1 1 2とピボット軸 1 0 2とが係合してい るため、 そり 1 1 0とオーガ軸 1 1 2とを結んだ線分と、 才一ガ軸 1 1 2とピ ボッ卜軸 1 0 2とを結んだ線分とがなす角度 αは変化せず一定である。

角度ひが一定のまま、 ピボッ卜軸 1 0 2が下がれば、 オーガ軸 1 1 2がそり 1 1 0を中心にして、 時計回り方向にスイングすることになり、 オーガ軸 1 1 2は上昇する。 このときの五角形を、五角形 Υと記す。 図 7 Cは、 五角形 Xと、 五角形 Yとを重ねて示している。 中心 1 0 7 aがピ ボッ 卜軸 1 0 2を中心に角度 0 1だけ時計回り方向にスイングしたために （た だし、 中心 1 0 7 aのレベルが変わらないため、 見掛け上 1 0 7 aを中心にピ ボヅ卜軸 1 0 2が時計回り方向にスイングする）、 ピボヅ卜軸 1 0 2が Δ 1だけ 下り、 これに連動して才一ガ軸 1 1 2がそり 1 1 0を中心に角度 0 2だけ時計 回り方向にスイングし、 オーガ軸 1 1 2が Δ 2だけ上がる。

このように、 才一ガ軸 1 1 2が上り、 ピボヅト軸 1 0 2が下がると、 図 7 B に示す才一ガ 1 0 4が、 図 7 Aに示す才一ガ 1 0 4より上に向くことになり、 雪の食い込みが悪くなる。

上述したように、 従来の除雪機では深く除雪する際にオーガを下げると、 路 面の状態によっては、 オーガが上に向き、 除雪作業の能率が低下することにな る o

本発明の目的は、 除雪作業の能率を向上させること、 及びクロ一ラベル卜の テンションの変化を微小にすることのできるクローラ車両を提供することにあ る o 発明の開示

本発明によれば、 前部に遊動輪、 下部に少なくとも 1 つの下部転輪を各々回 転自在に備えたクローラフレームの後部に、 車体フレームを上下スイング可能 に連結し、 この車体フレームの前部に作業具を取付け、車体フレームにェンジ ンを載せ、 車体フレームの後部に駆動輪を取付け、 この駆動輪と前記遊動輪と にクロ一ラベル卜を巻き掛けたクロ一ラ車両において、前記クローラフレ一厶 に前記車体フレームをスィング可能に連結するためのピボッ卜軸を前記下部転 輪よりも前方に配置したことを特徴とするクロ一ラ車両が提供される。

クローラベル卜の前部が路面から浮くと、 ピボッ卜軸を中心にして下部転輪 の中心がスイングする。このときに、 ピボッ卜軸が下部転輪より前にあるため、 前記スイングにより、 ピボッ 卜軸は上昇する。 この上昇に伴なつてオーガ軸は そりを中心にスイングして下降する。従って、 柔かな雪、 固い雪に関係なく才 —ガを下げることができ、 除雪作業を効率よく実施することができる。 上記下部転輪が複数個であるときは、 上記ピボッ 卜軸は最後尾の下部転輪よ りも前方に配置するようにする。 しかし、 該最後尾の下部転輪よりも 1つ前に 位置する下部転輪よりも後方に位置するようにする。

更に、 本発明は、 上記クローラフレームに上記車体フレームを連結するため のピボッ卜軸を前記下部転輪よりも前方に配置し、 前記駆動輪を前記下部転輪 よりも後方に配置し、 前記下部転輪を前記ピポッ卜軸と前記駆動輪との中間下 方に配置し、 且つ前記ピボッ 卜軸と前記駆動輪の中間上方でクローラベル卜を 支える上部転輪をクロ一ラフレームに取付けたクローラ車両とする。

ピボッ 卜軸でクロ一ラフレームに車体フレームを連結することにより、 車体 フレームを任意にスイングさせ、 前部の作業具の地面若しくは路面からの高さ を調節する。 この時に、駆動輪は上下するが、上部転輪を追加したことにより、 クローラベル卜の総長をほぼ一定に保つことができ、 クローラベル卜に作用す るテンションの変化を微小にすることができる。 この結果、 クローラベル卜の 寿命を大幅に延ばすことができる。

上記作業具としては、 実施の例によれば除雪部であり、 より具体的には才一 ガ或いは雪や土砂や耕土を押し退けるブレードである。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明に係るクロ一ラ車両の側面図である。

図 2は、 図 1に示した除雪機の要部を分解した側面図である。

図 3 A及び図 3 Bは、 クロ一ラベル卜と、 上部転輪、 駆動輪及び下部転輪と の関係を示した作用図である。

図 4 A及び図 4 Bは、 クロ一ラベル卜の総長の変化を説明するための説明図 である。

図 5 A〜図 5 Cは、 本発明の除雪機が固い雪に乗り上げた際の作用を示す説 明図である。

図 6 A及び図 6 Bは、 従来の除雪機であり、 オーガを持ち上げたときの作用 を示す図である。

図 7 A〜図 7 Cは、 従来の除雪機が固い雪に乗り上げた際の作用を示す説明 図である。 発明を実施するための最良の形態

図 1は、 本発明に係るクローラ車両の側面図であり、 クロ一ラ車両の一例と しての除雪機を例に説明する。

クロ一ラ車両としての除雪機 1 0は、 前部に遊動輪 1 1、 下部に 3個の下部 転輪 1 2 , 1 3 , 1 4を各々回転自在に備えたクロ一ラフレーム 1 6を有する。 該クロ一ラフレーム 1 6の後部には、 車体フレーム 2 1が上下スイング可能に 連結されている。 この車体フレーム 2 1の前部には、 作業具としての除雪部 3 0が取付けられる。 エンジン 2 2は車体フレ一厶 2 1 に載置される。駆動輪 2 3は車体フレーム 2 1の後部に取付けられる。 クロ一ラベル卜 2 4は駆動輪 2 3と前記遊動輪 1 1 との間に巻き掛けられる。 クローラフレ一厶 1 6と車体フ レーム 2 1 とはピボヅ 卜軸 2 5により連結される。 最後尾の下部転輪 1 4はピ ポッ 卜軸 2 5と駆動輪との中間下方に配置される。 ピボッ 卜軸 2 5は最後尾の 下部転輪 1 4より前に位置する。 駆動輪 2 3は最後尾の下部転輪 1 4より後に 配置される。 ピボッ 卜軸 2 5と駆動輪 2 3の中間上方においてクロ—ラベル卜 2 4を支える上部転輪 2 6がクローラフレーム 1 6に取付けられる。

除雪部 3 0は、 エンジン 2 2を駆動源とした才一ガ 3 1、 ブロア 3 2、 除雪 部ハウジング 3 3、 そり 3 4及びシュ一夕 3 5を有している。 エンジン 2 2の 動力は、 小径プ—リ 3 6、 ベルト 3 7、 大径プ一リ 3 8、 駆動軸 3 9、 オーガ 軸 4 2の順で伝達し、 オーガ 3 1を回転させる。 該才一ガ 3 1の回転により路 上の雪は搔き集められてブロア 3 2に送り込まれ、 該ブロア 3 2の遠心力でシ ュ一夕 3 5を通じて投射される。 符号 4 1はギヤケースであり、 符号 4 3はェ ンジンカバ一である。 符号 4 4はエンジン空冷用ファンである。 符号 4 5は駆 動輪 2 3をベル卜を介して回転駆動する出力プーリである。

図 2は本発明に係る除雪機の要部分解図である。 図 2において、 車体フレー 厶 2 1は、 ブラケッ 卜 4 7及びピボッ 卜軸 2 5を介してクロ一ラフレーム 1 6 に上下スイング可能に連結する。 上下動作は、 車体フレーム 2 1の上部ブラケ ッ 卜 4 8とクロ一ラフレーム 1 6の下部ブラケッ 卜 4 9とに掛け渡したオーガ 高さ調節用油圧シリンダ 5 0にて行う。

すなわち、矢印②の如く車体フレーム 2 1をクロ一ラフレーム 1 6に連結し、 矢印③の如く駆動輪 2 3にクロ一ラベル卜 2 4を掛け、 矢印④の如〈油圧シリ ンダ 5 0をクローラフレーム 1 6に取付けた後に、 油圧シリンダ 5 0を伸縮動 させれば、 ピボッ卜軸 2 5を中心に車体フレーム 2 1がスイングする。 その結 果、 想像線で示す駆動輪 2 3はピボット軸 2 5を中心として上下する。

次に、 上記駆動輪 2 3の上下動する作用について、 図 3 A及び図 3 Bに基づ いて説明する。

図 3 Aは、 最後尾の下部転輪 1 4の中心と上部転輪 2 6の中心とを結ぶ線分 を L 1 とし、 ピボヅ卜軸 2 5の中心と駆動輪 2 3の中心とを結ぶ線分をし 2と したときに、 線分し 1に線分 L 2が直交している状態を示している。 このとき の上部転輪 2 6と駆動輪 2 3との中心間距離を A 1、 駆動輪 2 3と下部転輪 1 4との中心間距離を B 1とする。

図 3 Bにおいて、 クローラフレ一厶 1 6に繋がっていない駆動輪 2 3は、 上 述した通りピボット軸 2 5を回転中心として上下する。 そのときに、 上部転輪

2 6と駆動輪 2 3との中心間距離は A 2又は A 3に変化し、 駆動輪 2 3と下部 転輪 1 4との中心間距離は B 2又は B 3に変化する。

図 4 Aにおいて、楕円上の点 P 1から一方の焦点 F 1までの距離を a 1、 点 P 1から他方の焦点 F 2までの距離を a 2とすれば、 両者の和 （a 1 + a 2 ) は一定である。 すなわち、 楕円上の他の点 P 2から一方の焦点 F 1までの距離 を a 3、 点 P 2から他方の焦点 F 2までの距離を a 4とすれば、 両者の和 （a

3 + a 4 ) は ( a 1 + a 2 ) と等しくなる。 この様に、楕円上の任意の点から 各焦点 F 1 , F 2までの距離の和は常に一定であることが、楕円の特徴である。 図 4 Bにおいて、 ピボッ卜軸 2 5を中心に線分 L 2を半径とした円弧 R 2を 描くと、この円弧 R 2は図 4 Aに示した楕円の一部に近似していると看做せる。 すなわち、 上部転輪 2 6の中心を一方の焦点とし下部転輪 1 4の中心を他方の 焦点として描いた楕円に円弧 R 2が極く近似しているといえる。 この結果、 距 離 A 4と距離 B 4との和 （A 4 + B 4 ) は線分 L 2のスィング角に無関係に一 定となる。 このことから、 図 3 Bにおいて、 （A 2 + B 2 ) = ( A 3 + B 3 ) と看做すこ とができる。 この結果、 駆動輪 2 3が上下に移動するにも拘らずクロ一ラベル 卜 2 4の総長は変化せず、 テンションも変化しないことになる。

このようにクロ一ラベル卜 2 4の総長は変化しないということは、 図 3 Aに 示した線分し 2を中心として下部転輪 1 4と上部転輪 2 6とが対称位置にある のと同じことである。

しかし、上部転輪 2 6は下部転輪 1 4の対称位置にある必要は必ずしもなく、 線分し 1 が線分 L 2に交差していれば、 上部転輪 2 6の位置が図面左右に移動 することは差支えない。 そのため、 線分し 1 に対して線分 L 2が非直交状態に あっても、 上記作用は発揮可能である。

従って、 本実施例においては、 ピボッ 卜軸 2 5を下部転輪 1 4よりも前の位 置に、 駆動輪 2 3を下部転輪 1 4よりも後の位置となるように、 最後尾の下部 転輪 1 4をピボッ ト軸 2 5と駆動輪 2 3の中間下方に配置する。 そして、 ピボ ッ 卜軸 2 5と駆動輪 2 3の中間上方でクロ一ラベル卜を支える上部転輪 2 6を クロ一ラフレームに取付けたことで、 クロ一ラベル卜 2 4のテンション変化を 抑制することに成功したものである。 この様に、 クロ一ラベル卜 2 4のテンシ ヨン変化が微小であれば、 クローラベル卜 2 4の切断トラプルは発生せず、 ク 口一ラベル卜 2 4の寿命を大幅に延ばすことができる。

従来においては、 クローラベル卜のテンション変化を吸収させるために、 ス プリング、 ボル卜、 ナツ卜を基本要素としたテンション調節機構を装備してい るが、 この様な複雑なテンション調節機構を除雪機に装備すると、 スプリング などに氷雪が付着するので、 それの除去作業が必須となり、 作業者の労的負担 が大きくなる。

この点、 本発明のようにテンション変化が微小であれば、 複雑なテンション 調節機構が不要となり、 若しくは必要であつたとしてもごく簡便なテンシヨン 調節機構で済ませることができる。 従って、 本発明は前部に作用具 （例えば除 雪部） を備えた汎用のクロ一ラ車両に有用であり、 特に、 氷雪の付着を考慮し なければならない除雪機に有効である。

尚、 本発明の作業具は、 土砂や耕土を押出すブレード、 雪を押し退けるブレ -ドであってもよく、 そのためにクロ一ラ車両は除雪機に限らず土木用ブルド —ザ、 農業用作業機であってもよい。

実施例においては、下部転輪を 3個としたがこの数は 1個以上であればよく、 上部転輪も 1個以上であればよく、 これらの個数は任意である。

次に、 オーガの雪への食い込みを良好にして除雪作業能率が向上する除雪機 の作用について、 図 5 A〜図 5 Cに基づいて説明する。

図 5 Aは、 除雪機の通常の作業状態を示している。 このときのそり 3 4、 ォ —ガ軸 4 2、 ピボッ卜軸 2 5、 及び下部転輪 1 4の中心 1 4 aを結ぶことによ り五角形 Xとなる。 ここで、 ピポヅ卜軸 2 5と下部転輪 1 4の中心 1 4 aとを 結ぶ線分を L f とする。

図 5 Bは、 油圧シリンダ 5 0を後退させて、 且つそり 3 4が固い雪に乗り上 げたときに、 クロ一ラベル卜 2 4の前部が路面から浮き上がった状態を示して いる。 クロ一ラベルト 2 4が路面に対して角度 0 1だけ時計回り方向に回転す ると、 これに連動してピボヅ卜軸 2 5を中心に線分 L fが時計回り方向に角度 0 1だけスイングする。 中心 1 4 aの地上高さが一定であるため、 結果的にピ ボッ卜軸 2 5は上昇する。 図 7 Bで説明したのと同様にオーガ軸 4 2回りの角 度ひは不変であり、 ピボッ卜軸 2 5が上がれば、 必然的にそり 3 4を中心に才 —ガ軸 4 2は反時計回り方向にスィングして下がる。図 5 Bに示した五角形を、 五角形 Yとする。

図 5 Cにおいて、 五角形 Yでは線分 L f が角度 0 1だけ時計回り方向にスィ ングし、 ピボッ卜軸 2 5は 5 1だけ上昇する。 同時に、 才一ガ軸 4 2がそり 3 4を中心に反時計回り方向に角度 0 2だけスイングし、 その結果、 才一ガ軸 4 2が <5 2下がる。

このように、 オーガ軸 4 2が下がることにより、 図 5 Bにおいてオーガ 3 1 の食い込み性が図 5 Aに示す通常の状態より高まり、除雪作業能率が向上する。 なお、 図 5 Aにおいて、鉛直線と線分 L f とのなす角を とすれば、 この角 度 が 0 (ゼロ） 以上であれば、 図 5 Cに示した状態が成立する。

従って、 ピボット軸が最後尾の下部転輪より前方に配置する条件は、 0) ύ Ψ を満足すればよい。 ただし、 ピポッ 卜軸 2 5をあまり前に出すことはオーガ 3 1の向き （オーガ角） を緩やかに変化させるという要求から外れる。 そこで、 図 1に示したように、 ピボッ卜軸 2 5は後から 2番目の下部転輪 1 3よりは前 方の位置とならないようにする。

実施例においては、 除雪部としてオーガが示されているが、 本発明において は雪を押し退けるブレードであってもよい。 産業上の利用可能性

以上説明したように本発明は、 クローラフレームの後部に車体フレームを回 転可能に連結するピボッ卜軸を、 下部転輪のうちの最後尾の下部転輪よりも前 方に配置するようにする。 クローラベル卜の前部が路面から浮くと、 ピポッ 卜 軸を中心にして下部転輪の中心がスイングする。 このときに、 ピボット軸が下 部転輪より前にあるため、前記スイングにより、 ピボット軸は上昇する。 この 上昇に伴なつて才一ガ軸はそりを中心にスイングして下降する。従って、 桑か な雪、 固い雪に関係なくオーガを下げることができ、 除雪作業を効率よく実施 することができ、除雪機として有用である。その他、本発明のクロ一ラ車両は、 土木用ブルドーザや農業用作業機として使用するのに適している。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 前部に遊動輪、 下部に少なくとも 1つの下部転輪を各々回転自在に備え たクローラフレームの後部に、 車体フレームを上下スイング可能に連結し、 こ の車体フレームの前部に作業具を取付け、 車体フレームにエンジンを載せ、 車 体フレームの後部に駆動輪を取付け、 この駆動輪と前記遊動輪とにクロ一ラベ ル卜を巻き掛けたクローラ車両において、

前記クロ一ラフレームに前記車体フレームをスィング可能に連結するための ピボッ 卜軸を前記下部転輪よりも前方に配置したことを特徴とするクローラ車 両。

2 . 前記下部転輪が複数個であるとき、 前記ピボッ 卜軸は最後尾の下部転輪 よりも前方に配置されることを特徴とする請求の範囲 1に記載のク□ _ラ車両。

3 . 前記クロ一ラフレームに前記車体フレームを連結するためのピボッ卜軸 を前記下部転輪よりも前方に配置し、 前記駆動輪を前記下部転輪よりも後方に 配置し、 前記下部転輪を前記ピボッ卜軸と前記駆動輪との中間下方に配置し、 且つ前記ピボッ卜軸と前記駆動輪の中間上方でクロ一ラベル卜を支える上部転 輪をクロ一ラフレームに取付けたことを特徴とする請求の範囲 1又は 2に記載 のクローラ車両。

4 . 前記作業具は除雪部であることを特徴とする請求の範囲 1、 2又は 3に 記載のクローラ車両。