(57)【要約】      （修正有）【課題】掘削、運土及び整地を行う作業機械に装備されるブレードにおいて、牽引力あたりの土量の増大を実現し消費馬力の低減ができ、燃費効率を高めて低コスト化を実現する。【解決手段】下端に直線状の第１切刃１５を有する中央ブレード部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をもって延びる第２切刃１６を有する連結ブレード部１３と、第２切刃１６に連続して前方向に所定の角度をもって延びる第３切刃１７を有する端部ブレード部４とを備え、各ブレード部１２〜１４の前面は、上端から下端にかけて連続する凹状の湾曲面とされ、同時に前記連結ブレード部１３及び端部ブレード部１４の交差線と第２及び第３切刃１６，１７の交差点Ｃが前記中央ブレード部１２及び連結ブレード部１３の交差線と第１切羽１５の交差点よりも後方位置に設ける。【選択図】図１
2006161288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種の作業機械に装着されるブレードであって、
中央前面部と、その左右端部に順次屈曲して連設される連結前面部及び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を有するとともに、更にその下端に第１切刃を有し、
前記連結前面部は前記中央前面部の左右端部に配され、その下端に第２切刃を有し、    前記端部前面部は前記連結部に連設され、その下端に第３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切刃と第３切刃との刃先同士の交差点とが、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から下端にかけて連続する凹状の湾曲面に形成されてなる中央ブレード部と、その左右端部に連結ブレード部を介して連設される端部ブレード部とを有してなり、
該ブレードは、
少なくとも前記連結ブレード部及び前記端部ブレード部の全てを含み、前記中央ブレード部(12)の連結側端面との連結端面を有する左右一対の一体鋳造部と、
少なくとも前記中央ブレード部の主要部領域を含み、前記一体鋳造部の前記連結端面と結合される連結端面を有する板金部と、
を備えてなることを特徴とする作業機械のブレード装置。
【請求項２】
前記一体鋳造部が、前記中央ブレード部の連結側端部領域Ｂを含んでなり、前記一体鋳造部と前記板金部との連結線が正面視で垂直線上にある請求項１記載のブレード装置。
【請求項３】
前記一体鋳造部の背面部に、左右のリフトフレームや各種油圧シリンダーの各端部を枢支するブラケットが一体鋳造されてなる請求項１又は２記載のブレード装置。
【請求項４】
前記一体鋳造部の最大加重がかかるブレード部分と前記背面部とが、少なくとも連続する中実構造とされてなる請求項３記載のブレード装置。
【請求項５】
前記板金部の背面には前記一体鋳造部の背面と面一となる背面支持部材が配されてなる請求項１〜４のいずれかに記載のブレード装置。
【請求項６】
前記板金部の少なくとも一部と前記背面支持部材の少なくとも一部との間には複数の補強リブが配されてなる請求項５記載のブレード装置。
【請求項７】
前記背面支持部材の少なくとも一部と前記複数のリブとが一体鋳造品からなる請求項６記載のブレード装置。
【請求項８】
前記中央ブレード部、前記連結ブレード部及び前記端部ブレード部の各ブレード部前面が上下に連続する同一の曲率をもつ凹形状の湾曲面からなる請求項１〜７のいずれかに記載のブレード装置。
【請求項９】
前記中央ブレード部、前記連結ブレード部及び前記端部ブレード部がそれぞれＶ字状又はＵ字状に連設されてなる請求項１〜８記載のブレード装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のブレード装置を装備した作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブルドーザやトラクタショベルなどの各種の作業機械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、組立性に優れるとともに、作業能率にも優れ、しかもコンパクトで優れた燃費効率及び経済性を備えた作業機械のブレード装置と同ブレード装置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トラクタショベルなどの各種の作業機械が多用されている。この種の作業機械には作業用アタッチメントであるブレードが装備されている。このブレードは掘削、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。
【０００３】
この作業機械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をできるだけ増大させること、掘削・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できる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（カッティングエッジ）の位置や掘削角度などを見い出すことが、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。更には、それらの最適な構造などが見い出されたとき、同ブレードが容易に且つ合理的な製作コストで製作できることも必要である。
【０００４】
この種の作業機械の作業量を増大させるためのブレードの一例として、特許第２７５７１３５号公報（特許文献１）によれば、例えば大型のブルドーザに装備されたブレードの姿勢を、ブレード制御装置によって運土時にはブレードを掘削時の姿勢に対して所定の角度をもって後傾（ピッチバック）させて、ブレード内に抱え込まれる土量を増大させ、排土時には掘削時の姿勢に対して所定の角度をもって前傾（ピッチダンプ）させて、排土作業が行いやすくなるようにしている。
【０００５】
ブルドーザの作業能力を最大限に発揮させるためには、ブルドーザの運土作業における力のバランスを、運土抵抗よりも牽引力が大きく、牽引力よりも車両の駆動力が大きくしなければならない。前述のように特許文献１のブルドーザでは、ブレードの姿勢を制御することによって牽引力の増大や運土抵抗を低減させるとともに、ブルドーザの作業量を増大させることを可能にしている。それにも関わらず、ブルドーザの大型化、エンジン出力の増加、或いはブレードの大容量化をせずに、運土量を大幅に増やすことを可能にした。
【０００６】
ところで、ブルドーザにおいて掘削・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、車両の駆動力や掘削・運土時の牽引力などにより消費される。従って、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も必要である。これら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。
【０００７】
本出願人は、例えばＷＯ  ２００４−０４４３３７  Ａ１（特許文献２）により、前述の要求に応えるための全く新しいブレード構造を提案している。
この特許文献２に開示されたブレードは、中央前面部と、その左右端部に順次屈曲して連設される連結前面部と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を有するとともに、更にその下端に第１切刃を有し、前記連結前面部は前記中央前面部の左右端部に配され、その下端に第２切刃を有し、前記端部前面部は前記連結部に連設され、その下端に第３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切刃と第３切刃との刃先同士の交差点とが、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から下端にかけて連続する凹状の湾曲面に形成された特殊な形状を有している。
【０００８】
特許文献２のブレードが適用される作業機械として、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、バックホー、モータグレーダなどの建設・土木車両などが挙げられる。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」及び「上面視」とは、ブレードを掘削効率の最も高い掘削角にて地表に接地したときの正面視及び上面視をいう。
【０００９】
特許文献２のブレードは、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い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が、左右の前記端部前面部が前記中央前面部の左右端部に連続して配され後方に向けて拡開して延びる左右の連結前面部を介して延設されている点と、前記中央前面部、連結前面部及び端部前面部の各前面部の全てが、上端から下端にかけて凹状の湾曲面に形成されている点とが、従来のブレードとは大きく異なっている。
【００１０】
ブレード全体としては、前記第１切刃が前記端部前面部の第３切刃よりも実質的に先行して積極的に土砂を掘削する。そのため、前記端部前面部の第３切刃は、その実質的な掘削力が従来のブレードの端部の掘削力よりも小さくなる。従って、従来と比較して前記端部前面部の切刃に作用する牽引力を緩和して掘削抵抗や運土抵抗などの抵抗力が前記第１切刃と前記端部前面部の第３切刃とにわたりほぼ均一に作用する。
【００１１】
特許文献２のブレードにあっては、前記第１切刃と前記端部前面部の切刃との双方に牽引力が有効に作用することとなり、前記端部前面部の第３切刃により掘削された土と前記中央前面部の第１切刃により掘削された土とが円滑に合流する。その結果、ブレード本体の左右に翼板を有する従来のブレードと比較すると、前記抵抗力が大幅に軽減されるとともに、牽引力あたりの土量をも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。
【００１２】
特許文献２のブレードにより運ばれるときの運土の外観形状は、前記中央前面部の上端から下端にかけて、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、上述のような従来のブレードでは運土の外観形状は、ブレードの上端から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。
【００１３】
それらの相乗作用によって、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】
前記第２切刃と前記第３切刃とはＶ字状又はＵ字状に連続している。特に、粘度の高い土質の場合に、第２切刃と前記第３切刃とをＶ字状に連結することにより、掘削土が連結前面部と前記端部前面部との切換え部分に固着して塊りとなることが多いため、その切換え領域をＵ字状のごとく湾曲面とすることが望ましい。さらに、このブレードの前記中央前面部、連結前面部及び端部前面部の各ブレード前面が上下に連続する湾曲面からなり、これらの湾曲面を同一曲率をもつ凹形状としている。こうして湾曲面とすることにより、各前面部のブレード前面上に土を大量に積載することができようになり、車体前後における接地圧のバランスが良好に得られ、シュースリップなどのパワーロスが少なく高い牽引力が得られる。また、ブレードの各前面部のブレード前面上に堆積した土が各前面部の上端を越えて後方にこぼれ出ることも防止することができる。
【特許文献１】特許第２７５７１３５号公報
【特許文献２】ＷＯ  ２００４−０４４３３７  Ａ１パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
この種のブレードには大型であって高重量となりやすいことから、一般に板金が使われている。しかも、大型の場合は当然として、小型であってもこの種のブレードは通常の部品と異なり相対的に大型であり且つ高重量となりやすい。そのため、一枚の板金からプレス機によって同時に所望の形状を得ることは到底不可能である。そこで、通常はブレードの屈曲切替線に沿って分割された複数枚の分割板を製作し、それらをブレードの屈曲切替線に沿って溶接し、所望の形状のブレードを組み立てている。この溶接にあたり、前記分割板の溶接線が単純な直線である場合ならともかく、その溶接線の形状が複雑に入り組んでいたり湾曲している場合には、熟練した溶接工によっても高精度に溶接することは難しく、人件費を始めとする製作コストの高騰と、製作日数の長期化を余儀なくされる。その結果、製品価格に大きく影響するようになり、しかも納期の長期化を伴う。
【００１６】
上記特許文献２により提案されたブレードは、上述のごとき従来のブレードには期待できない様々な優れた作用効果を備えているにも関わらず、その形状が複雑であることと、掘削・運土時における切刃の姿勢などを考慮したとき、溶接ロボットによる溶接を行おうとすればロボットに高性能な動きが要求される。そのため、ハード面及びソフト面からの十分な検討が必要なため、理想的な溶接を早期に開発することは不可能である。ましてや、たとえ熟練した溶接工によっても容易には短時間で高精度の溶接をすることは不可能である。また、一般に溶接強度は熱履歴の少ない通常の材質強度よりも低くなることが判明している。これを保証するには、より高精度の溶接技術が要求される。また、屈曲切替線の一部は掘削土が合流する箇所にあるため、耐摩耗性に劣る溶接線を屈曲切替線に用いると比較的短い時間で溶接補修が必要となる可能性がある。
【００１７】
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、これらの作業を同一ブレードをもって実行できる機能をもつことは作業効率の向上及び設備コストの低減から極めて有効である。特許文献２に記載のブレードは、掘削・運土とともに整地機能を有するとしている。
【００１８】
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。上記特許文献２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、上面視で上記連結前面部を前記中央前面部から後方へと拡開して延設し、上記端部前面部を左右の前記連結前面部から前方へと拡開して延設されている。ここで、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。特許文献２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。
【００１９】
しかしながら特許文献２にあっては、前記端部前面部の切刃によって掘削される土と前記第１切刃により掘削される土とを円滑に合流させて、運土量を大幅に増大させることも重要である。従って、特許文献２にあっては、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。
【００２０】
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、前記連結前面部及び端部前面部の下端に沿った長さを固定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、上面視で中央前面部の掘削方向に対する連結前面部と端部前面部との間の屈曲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リフトフレームの支持点との間の距離を増大させなければならなくなる。
【００２１】
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リフ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るようになり、車両が前後でピッチング動作を起こしやすく、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く、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を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ある。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。
【００２２】
本発明は、かかる状況に鑑み鋭意研究の末になされたものであり、その具体的な目的は先の特許文献２により提案されている各種の作業機械用のブレード装置、特に過酷な環境化において高負荷がかかる土木・建設機械における各種のブレードにあって、前後長さが短く所望の形状が容易に得られとともに、軽量化が達成されるにも関わらず所要の剛性と強度が確保され、更には溶接では得られない滑らかな曲面をも容易に形成でき、しかも前記特許文献２に記載されたブレードとしての多様な機能を十分に発揮できる作業機械用のブレード装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記目的は、本発明の主要な構成である、中央ブレード部と、その左右端部に順次屈曲して連設される連結ブレード部と端部ブレード部とを有し、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を有するとともに、更にその下端に第１切刃を有し、前記連結前面部は前記中央前面部の左右端部に配され、その下端に第２切刃を有し、前記端部前面部は前記連結部に連設され、その下端に第３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切刃と第３切刃との刃先同士の交差点とが、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から下端にかけて連続する凹状の湾曲面に形成されてなる中央ブレード部と、その左右端部に連結ブレード部を介して連設される端部ブレード部とを有してなり、該ブレードは、少なくとも前記連結ブレード部及び前記端部ブレード部の全てを含み、前記中央ブレード部の連結側端面との連結端面を有する左右一対の一体鋳造部と、少なくとも前記中央ブレード部の主要部領域を含み、前記一体鋳造部の前記連結端面と結合される連結端面を有する板金部とを備えてなることを特徴とする作業機械のブレード装置により効果的に達成される。
【００２４】
前記中央ブレード部が、正面視で例えば垂直線上にあり、その左右端に連結して配される連結ブレード部の連結端も垂直直線上にあるような単純な形状である場合には、中央ブレード部を全て板金部により構成するとともに、上記連結ブレード部と端部ブレード部とを一体鋳造部によって構成して、前記中央ブレード部の板金と連結ブレード部及び端部ブレード部からなる一体鋳造部とを溶接により一体化してもよい。
【００２５】
しかし、中央ブレード部が例えば逆台形状であり且つこれを補完するように上記連結ブレード部が細長い台形状や三角形状に形成され、しかもそれらの前面が上端から下端にかけて凹状で且つ同一の曲率をもつ円弧面となるような複雑な形状であるときは、中央ブレード部の主要領域を残して、その両端部を直線状に分割し、その分割した端部を連結ブレード部及び端部ブレード部とともに一体に鋳造して一体鋳造部を構成し、板金からなる中央ブレード部の主要領域と一体鋳造部の前記中央ブレード部の分割端部とを溶接によって結合一体化することが望ましい。すなわち、前記一体鋳造部が、前記中央ブレード部の連結側端部を含んでいることが好ましい。
【００２６】
前記一体鋳造部背面のブラケット装着部に、ブレード強度を確保するとともに容積を最小限にすべく、左右のアーム端及び油圧シリンダーのロッド端を枢支するブラケットを鋳造一体化することが望ましい。このとき、前記ブラケットを鋳造する背面支持部の部分とブラケットとを連続させた中実構造とするとともに、他の背面支持部を中空構造とする。また前記板金部の背面に、前記一体鋳造部に連続し同一体鋳造部の背面と面一となる背面支持部材が架設されることが望ましく、前記板金部の少なくとも一部と前記背面支持部材の少なくとも一部との間には複数の補強リブを配する中空構造とすることが望ましい。更には、前記背面支持部材の少なくとも一部と前記複数のリブとが一体鋳造品かされてなることが好ましい。
【００２７】
また、既述したとおり前記中央ブレード部、前記連結ブレード部及び前記端部ブレード部の各ブレード前面を上下に連続する同一の曲率をもつ凹形状の湾曲面から形成することが望ましい。更に、前記中央ブレード部、前記連結ブレード部及び前記端部ブレード部がそれぞれＶ字状又はＵ字状に屈曲して連設されていることが好ましい。
【００２８】
かかる構造のブレードは、各種の作業機械、特にその代表的な建設・土木機械であるブルドーザ、バックホー、モータグレーダに好適に装備することができる。
【作用効果】
【００２９】
本発明の対象となる特許文献２に開示された作業機械用ブレード装置は、そもそもが上述のごとく複雑な形状と構造とを有しているため、上記中央前面部、連結前面部及び端部前面部からなる分割板を順次溶接すること自体が既述したとおり極めて難しく、且つ複雑な形状になるればなるほどその要求される溶接強度を確保することも難しくなる。更には、ブレード前面部は、左右の連結前面部が中央前面部の左右両端から後方位置に拡開しながら延び、各連結前面部から端部前面部が更に前方へと切り返されて拡開して延びている。こうしたブレード前面部の形状により、ブレード前面部の背面にその支持部材である筒状の背面支持部材を一体化して、ブレードの剛性と強度を確保するには、同背面支持部材と前記中央ブレード部、連結ブレード部及び端部ブレード部との間に所要数の補強リブを介装する必要がある。
【００３０】
最終組立時には、前記補強リブも溶接によって背面支持部材と前記中央ブレード部、連結ブレード部及び端部ブレード部との間に一体に固着しなければならない。ところで、前記支持部材は前方が開口する箱型の構造体であり、この背面支持部材と前記中央ブレード部、連結ブレード部及び端部ブレード部との間の全ての空間に、多数の補強リブが配されることになる。そのため、この補強リブを溶接するのに要する時間が長時間にわたる。しかも、上述のように前後に屈曲空間を有する特異な形状を備えた上記ブレードにあっては、補強リブの形状自体が一律でなく、それぞれのリブを製作する制作費用及びその溶接作業費用が嵩み、コスト高につながる。
【００３１】
また上記ブレードの上面視で最も背面支持部材との間隔が狭くなる連結前面部と端部前面部との屈曲切替領域は最も負荷を受ける領域であることから、十分な剛性と強度を確保する必要がある。これを満足するには前記屈曲切替領域にも補強リブが必要であり、そのリブもある程度の前後長さが必要である。そのため、必然的に背面支持部材の全体をブレードの各前面部から大きく後退させて配設することになる。このような背面支持部材の後面は、ブレード装置自体の最大前後長さを増加させることにつながり、ブレード装置全体を大型化することになる。
【００３２】
本発明は、こうした従来の手法によって特許文献２に開示されたブレード装置を組み立てて、所望の剛性と強度を確保するには、必然的にブレード装置の大型化と高重量化とを強いられこと、既述したとおり必要な溶接強度も得にくいこと、ブレード前面部が上下方向に湾曲するとともにブレードの幅方向にＶ字又はＵ字状に屈曲するため土溜りの発生がしやすく溶接部に仕上加工をしなければならないことなどを考慮すると、従来の手法に捕らわれない新たな手法が必要であると考えた。続く検討の結果、ブレード前面部と背面支持部材との間で最も間隔が狭くなり、且つ形状変化が最も大きな領域である、少なくとも連結前面部及び端部前面部とを含む屈曲面をもつ領域を背面支持部材とともに一体に鋳造し、ブレード前面部と背面支持部材との間の間隔が最も大きく、且つ形状変化の最も少ない領域である中央ブレード部の少なくとも中央の主要部領域を板金で構成することが、上述の製作上の課題を悉く解消する最善策であるとの結論に達した。
【００３３】
すなわち、本発明にあって板金部と一体鋳造部とを分離して製作することにより、ブレード前面部の一部を背面支持部とともに一体鋳造して必要最小限の奥行きで所要の剛性と強度を確保するとともに、一方の板金部には主に板金からなる背面支持部材を配し、必要ならばその一部に補強リブを一体に鋳造した背面支持部材を配するようにしている。かかる構成を採用することにより、湾曲部や屈曲部においても滑らかな面が得られると同時に、所要な剛性と強度を有し、必要最小限の容積と重量のブレード装置が得られる。しかも、中央ブレード部と連結ブレード部とを溶接する溶接部位を正面視で直線的に形成することができるため、ロボット溶接も容易に適用が可能となり、製作費の低減及び製作時間の大幅な短縮を実現できる。
【００３４】
本発明のブレード装置は、既述したとおり屈曲面と湾曲面とをもつ特殊な形状を有している。このうち、その屈曲領域の全てを含んで一体鋳造品を得ており、中央ブレード部の主要領域だけに一定の曲率をもつ板金からなる湾曲板を使用している。例えば、中央ブレード部の左右両端部が下方に縮小する幅形状を有する場合には、その背面支持部を含めた左右端と連結ブレード部との境界線は必然的に上下方向に湾曲するとともに左右幅も下方に向けて漸次縮小するため、この境界線領域にて溶接することは可能な限り回避することが得策である。そこで、本発明にあっては、前述の形状を備えたブレードである場合には、板金部と一体鋳造部との前記境界線を正面視で垂直直線形状とするため、中央ブレード部の上端縁から左右に延在する両端部を垂直線に沿って３分割し、その分割端部を一体鋳造部に移行させて、連結ブレード部及び端部ブレード部とともに一体に鋳造して一体鋳造部を構成させる。さすれば、中央ブレード部の中央の主要領域は正面視で単純な矩形状となり、板金としての曲げ加工も容易にできるばかりでなく、中央ブレード部の板金からなる前記主要領域と一体鋳造部の前記分割端部との突合せ端面間の溶接が容易に行えるようになる。
【００３５】
更に、前記一体鋳造部の背面支持部に、作業機械の本体に一端部を枢支した左右のアーム及びシリンダーロッドなどの各他端部を枢着するブラケットを一体に鋳造することにより、従来のごとく背面支持部材へのブラケットの溶接が不要となるばかりでなく、必要なブラケット強度も得やすくなる。このとき、前記ブラケットを設ける背面支持部とブラケットとの間を連続する中実構造にて鋳造するとともに、他の背面支持部を中空構造とすれば、必要な剛性と強度が容易に確保できると同時に、軽量化も達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
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が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばショベル、バックホー、モータグレーダなどの建設・土木車両などが含まれる。
【００３７】
本発明のブレード装置の前面部は、上記特許文献２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ため、その基本形状に基づく具体的な作用効果は同文献２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概略説明に止め、本発明により派生する特有な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、下端に直線状の第１切刃１５を有する中央ブレード部１２と、同第１切刃１５に連続して後方向に所定の角度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連結ブレード部１３と、同第２切刃１６に連続して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１７を有する左右一対の端部ブレード部１４とにより構成されている。
【００３８】
本発明のブレード装置１０にあって、図５に示すように、前記端部ブレード部１４の側縁及び第３刃先１７の先端を中央ブレード部１２の側縁及び第１切刃１５よりも後退させてもよいが、中央ブレード部１２の側縁及び第１切刃１５から前方に張り出させてるようにしてもよい。要は、中央ブレード部１２の左右側縁に連続して連結ブレード部１３を後方に拡開しながら屈曲して延設するとともに、左右の連結ブレード部１３の各外側の側縁部から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、前記連結ブレード部１３及び端部ブレード部１４の交差線と第２切刃１６及び第３切刃１７の交差点Ｃとは、中央ブレード部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い。
【００３９】
ここで、本発明の特徴部であり前記特許文献２と異なる点は、本発明が前記中央ブレード部１２の左右両端領域Ｂ、前記連結ブレード部１３及び前記端部ブレード部１４が各背面部をも含めて鋳造一体化されている点と、前記中央ブレード部１２の中央主要領域Ａを前面板１０６と後述する背面支持部材１０７とに別個に形成し、これを溶接により一体化している点である。ここで、本実施形態による中央ブレード部１２の前記前面板１０６の少なくとも中央主要領域は圧延鋼からなる板金製であり、この前面板１０６に対応する背面支持部材１０７には、一部に板金を使い、強度が必要な部分には一体鋳造された部分とは別に鋳造された背面支持部材専用の鋳造品が使われている。
【００４０】
ところで、上述のごとき特異な形状を有する上記特許文献２に記載されているブレード装置を全て板金を溶接して組み立てており、これを組み立てるには溶接する部品点数が極めて多くなるだけでなく、既述したとおり、その特異な形状により極めて高精度の位置合わせと高い溶接技術とが要求される。特許文献２に記載されたブレード装置にあって、上面視でブレード前面部と背面の支持部材との間の最も間隔が狭くなる領域である連結前面部と端部前面部との屈曲境界部に格別に補強リブなどを設けることなく、ブレード前面部と背面の支持部材とを単に並設するだけでは、前記屈曲境界部の必要とする剛性及び強度が確保できなくなる。これを回避すべく、支持部材自体の剛性と強度を高めるため肉厚を厚くすれば自ずと重量が大きくなってしまう。そこで前記屈曲境界部に補強リブを設けようとすれば、必然的にブレード前面部と背面支持部との間の間隔を広げざるを得ないばかりか、部品点数が益々増加する。その結果、ブレードの前後の最大長さが大幅に増加してしまい、ブレードの大型化と重量の大幅な増加につながる。
【００４１】
そこで本実施形態では、正面視で略逆台形の形状をもつ中央ブレード部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には後方に所要の角度をもってＶ字状又はＵ字状に拡開させて連結ブレード部１３が連結され、更に同連結ブレード部１３には前方に所要の角度をもってＶ字状又はＵ字状に拡開させて端部ブレード部１４が連結されている。このとき、前記中央ブレード部１２、連結ブレード部１３及び端部ブレード部１４の前面は上下方向に同じ曲率をもって凹形状に湾曲している。
【００４２】
本発明では、既述したとおり、前面に屈曲面及び湾曲面を形成する前記分割端部１２ｂ、連結ブレード部１２及び端部ブレード部１４を、背面支持部１０７をも含めて鋳造一体化して一体鋳造部１０１を形成する。一方、上記中央ブレード部１２の矩形分割中央部１２ａの主要構成部材を板金により構成する板金部１０５を形成する。
【００４３】
前記中央ブレード部１２は、前面板１０６と後述する背面支持部材１０７とを備えており、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ており、上述のように略逆台形の形状を有する中央ブレード部１２の上底部の両端から下底部に向けて直角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。その切断後の両端逆三角形部分が上記連結ブレード部１３及び端部ブレード部１４とともに、それらの背面支持部をも含めて一体に鋳造される。本明細書では、前記中央ブレード部１２における前記前面板１０６及びその背面支持部材１０７を含む領域を板金部１０５と呼び、同板金部１０５を除く他のブレード部の後述する背面支持部１０３をも含めて一体鋳造される領域を一体鋳造部１０１と呼んでいる。前述のように中央ブレード部１２を矩形分割中央部１２ａと三角形分割端部１２ｂとに垂直線に沿って三分割すると、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面に形成されることとなると同時に、またその結合線が正面視で湾曲面に沿った直線状となるため、組立工程における溶接を人手に頼らない溶接ロボットによる自動溶接を可能にする。
【００４４】
本実施形態における前記連結ブレード部１３の前面は、中央ブレード部１２とは逆に上方向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、その一側縁が前記中央ブレード部１２の連結側端縁と同一方向に湾曲して延びている。また、前記端部ブレード部１４の前面は、正面視で上方向から下方向にかけて同一幅であり、中央ブレード部１２及び連結ブレード部１３と同じ曲率をもって凹形状に湾曲した縦長の略矩形状に形成されている。ここで、前記中央ブレード部１２の下端は、端部ブレード１４の先端位置よりも前方に張り出している。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。これらのブレード部１２，１３，１４の前面同士は、図１に示すように、左右の水平方向に大きく広がるＶ字状に結合されている。図示例ではＶ字状を示しているが、この形状に必ずしも限定されるものではなく、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掘削角βを掘削効率の最も高い角度にて切刃を接地させたときの正面視をいう。
【００４５】
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、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一対のリフトフレーム３、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）チルトシリンダー４、運転席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た（油圧）リフトシリンダー６、及び前記リフトフレーム３に基端が枢支され上面視で前記ブレード１１の背面中央部へと斜めに延びるストラットアーム７の各前端部が枢着される。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。本実施形態にあっては、図４及び図５に示すように前記ブレード１１の左右一対の上記一体鋳造部１０１にあって、その背面部１０３の外側下端隅部から後方に前記リフトフレーム３の前端部を支承する第１ブラケット２５ａが一体に鋳造されて突出しており、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が一体に鋳造されて後方に突出している。
【００４６】
図６及び図７は、左右一対の前記一体鋳造部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、前記一体鋳造部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鋳造部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、中央ブレード部１２の端部三角形部分と、連結ブレード部１３と、端部ブレード部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６〜図１０参照）。
【００４７】
一方、前記一体鋳造部１０１の前記背面支持部１０５には、図６及び図７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、その内部は軽量化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の鋳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いる。
【００４８】
すなわち、図８は図２のVIII-VIII 線に沿った矢視断面図であるが、この断面図は上記連結ブレード部１３及び端部ブレード部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９は図３のIX-IX 線に沿った矢視断面図であって、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１０は、同じく図３のX-X 線に沿った矢視断面図であり、一体鋳造部１０１と板金部１０５との境界線に近い鋳造部断面を示している。
【００４９】
これらの図からも理解できるように、前記空洞部は、連結ブレード部１３と端部ブレード部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ブレード部１２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っている。また、左右の前記一体鋳造部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１１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、“へ”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。
【００５０】
一方、上記板金部１０５は中央ブレード部１２の矩形分割中央部１２ａからなり、図２及び図３、並びに図１２〜図１５に示すとおり、一枚の板金から得られる前面板１０６と、同前面板１０６の背面に溶接により一体化される板金及び鋳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、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鋳造部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からなる第１板金部１０７ａと、左右一対の前記一体鋳造部１０１の筒状の各上部背面支持部１０３ａの間を前記中央ブレード部１２の中央矩形部分を挟んで溶接により連結する第２背面支持部材１０７ｂと、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からなる第３背面支持部材１０７ｃと、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第４背面支持部材１０７ｄとから構成される。
【００５１】
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鋳造品からなり、前記第４背面支持部材１０７ｄは、図３及び図１２に示すように、左側分割部材１０７ｄ−１、中央分割部材１０７ｄ−２、右側分割部材１０７ｄ−３に三分割された鋳造品からなる。前記中央分割部材１０７ｄ−２は断面コ字状のブロック体からなり、図３及び図１２に示すとおり、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鋳造しており、その内壁面間には複数個の補強リブ１０７ｄ−２’が同時に鋳造されている。前記左右に配される分割部材１０７ｄ−１，１０７ｄ−３も、前記中央分割部材１０７ｄ−２と同様には内壁面間に複数の補強リブ１０７ｄ−１’，１０７ｄ−３’を有する断面コ字状のブロック体からなる。
【００５２】
さて、以上の構成部材からなる本発明のブレード装置は、次のようにして組み立てられる。
先ず、上記左右一対の一体鋳造部１０１，１０１の前面板部の内側端面と、中央ブレード部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、前記一体鋳造部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化されている。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、端部ブレード部１４を補強する機能をも有している。
【００５３】
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１０７ｃと第４背面支持部材１０７ｄの上記左右の分割部材１０７ｄ−１，１０７ｄ−３とに跨がって、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が溶接により固設される。こうして組み立てられた本実施形態によるブレード１１の中央ブレード部１２，連結ブレード部１３及び端部ブレード部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。前記第１切刃１５は中央ブレード部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、掘削、運土及び整地の各作業ごとにブレード１１を交換することなく掘削・運土作業・地均し作業に効果的に使用することができるようになり、各作業を円滑に且つ能率的に行うことができる。
【００５４】
こうして完成したブレード装置１０は、中央ブレード部１２の三角形分割端部１２ｂ、連結ブレード部１３及び端部ブレード部１４を一体に鋳造した一体鋳造部１０１を、中央ブレード部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って一体化するだけで、中央ブレード部１２の前面板１０６と、同中央ブレード部１２の端部三角形部分、連結ブレード部１３及び端部ブレード部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、連結ブレード部１３及び端部ブレード部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とが一体に鋳造されているため、他の格別な加工や組立が不要となり、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。
【００５５】
また、この一体鋳造部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ブレード１３と端部ブレード１４との屈曲境界部を必要最小限まで接近させるとともに、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２５ａの鋳造領域では、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鋳造し、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ため、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く、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に鋳造一体化されることにより、その基端部を背面部１０３内へと引き込ませるとともに、後方への突出量を少なく設計できるため、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、中央ブレード部１２の板金部１０５の背面支持部材１０７も高い剛性と強度を要求されない領域には板金を使っ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鋳造品からなる補強リブ１０７ｄ−１’，１０７ｄ−２’，１０ｄ−３’を有する中空構造を採用しているため、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化が達成できる。以上のとおり、組立性の向上と小型軽量化が達成されるため、経費の増加を回避できる。
【００５６】
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２と同様のブレード前面構造をもつため、本実施形態にあっても前記連結ブレード部１３の前面は、掘削・運土時に中央ブレード部１２及び端部ブレード部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。また前記端部ブレード部１４は、掘削・運土中の土壌をブレード側方から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。前記連結ブレード部１３と端部ブレード部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、端部ブレード部１４から中央ブレード部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ブレード部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。
【００５７】
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から構成されている。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し、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おり、各垂直板リブ２６，…，２６の前端と切刃１５〜１７の後面とは螺着されている。
【００５８】
さらに、前記中央ブレード部１２と前記端部ブレード部１４との各切刃１５，１７の延長線上で交差する図５に示す交差角θを１６°に設定している。この交差角θを２５°以上に設定すると、端部前面部１４から連結前面部１３に向けて移動する土の抵抗が小さくなり、各前面部１２〜１４のブレード前面に沿う安息角を越える自然な盛り上がり形態や抱え込み形態が得られない。このため、この交差角θは２５°以下に設定することが望ましく、連結前面部１３及び端部前面部１４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る。好ましくは前記交差角θを１０〜２０°の範囲内に設定することが好適である。
【００５９】
各ブレード部１２〜１４において、少なくとも前記中央ブレード部１２のブレード前面は、第１切刃１５の前面よりも後傾斜している。図示例にあっても、上記特許文献２のブレード装置と同様に、前記第１切刃１５の前面と地面とのなす角度（刃先角）αと、前記中央ブレード部１２のブレード下端面と地面とのなす角度（掘削角）βとの差である後退角γを１０°に設定している（図１６参照）。この後退角は１５°以下とすることにより、掘削・運土時に各ブレード部１２〜１４の後方への土こぼれを少なくすることができる。
【００６０】
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ようとするには、地表に堆積される土の量を少なくすればよい。図１７に実線と仮想線で示すように、ブレード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。そこで、地表に堆積される土の量を少なくするには、刃先と地表に堆積され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Ｓ１へと移行させるようにする。図１７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の運土姿勢を示し、仮想線は通常のブレードの運土姿勢を示している。ここで、両ブレードの前面湾曲面は同一であり、その掘削角βは一定とする。
【００６１】
しかるに、単に地表に堆積される土の先端部を刃先に近づけさせようとすると、地表に堆積される土の前面が常に同一傾斜角をなすことから、掘削角β及び後退角γを一定とすると、ブレード高さは必然的に低くなり、ブレード上に堆積れる土の抱え込み量も少なくなる。この抱え込み量を通常と同じ量にするには、ブレード幅が一定であるため、実線と仮想線による右傾斜ハッチで示す領域Ｓ１，Ｓ２を同一とする必要がある。
【００６２】
その結果、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にするには、図１６に実線で示すように掘削角βを変えることなく刃先角αを調整してブレード装置１０を後傾させるとともに、ブレード高さを高くする。すなわち、掘削角βと刃先角αとの差角である後退角γを通常の後退角γよりも大きい後退角とすることにより、ブレード装置１０を後傾させることができる。しかしながら、前記後退角γをあまり大きくすると、既述したとおりブレード後方への土こぼれが増大するだけでなく、排土時に堆積土がブレード装置１０から落下しにくくなる。そのため、この後退角の値は既述したとおり１５°以下であることが好ましい。
【００６３】
因みに、本実施形態にあっても前記後退角を１０°としており、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。
【００６４】
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積載す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、シュースリップなどのパワーロスが少なくなり、高い牽引力が得られる。また、ブレード１１のブレード前面上に堆積した土が各ブレード部１２〜１４の上端を越えて後方にこぼれ出ることを防止することもできるようになる。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は３５°以上であることが好ましい。これにより、最少の掘削・運土エネルギー量や最大の土量が効果的に得られる。
【００６５】
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削・運土時の消費馬力は、従来のブレードにおける掘削・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得る。
【００６６】
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、一体鋳造品と板金とを効果的に組み合わせて構成されているため、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。上述のごとく上記特許文献２に記載されている、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ができる。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を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【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である。
【図２】前記ブレード装置の正面図である。
【図３】前記ブレード装置の背面図である。
【図４】前記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である。
【図５】前記作業機械の要部の構成例を示す上面図である。
【図６】前記ブレード装置における左側の一体鋳造部を背面の左側から見た斜視図である。
【図７】前記ブレード装置における右側の一体鋳造部を背面の右側から見た斜視図である。
【図８】図２のVIII-VIII 線に沿った矢視断面図である。
【図９】図３のIX-IX 線に沿った矢視断面図である。
【図１０】図３のX-X 線に沿った矢視断面図である。
【図１１】右側の一体鋳造部を右斜め前方から見た斜視図である。
【図１２】前記ブレード装置を背面側の斜め後方から見た全体の斜視図である。
【図１３】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である。
【図１４】前記板金部の他の背面支持部材の一部を前方から見た斜視図である。
【図１５】前記板金部の更に他の背面支持部材の一部を前方から見た斜視図である。
【図１６】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発明図である。
【図１７】掘削・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である。
【符号の説明】
【００６８】
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）チルトシリンダー
５                      エンジンルーム
６                    （油圧）リフトシリンダー
７                      ストラットアーム
１０                    ブレード装置
１１                    ブレード
１２                    中央ブレード部
１２ａ                （矩形）分割中央部
１２ｂ                （三角形）分割端部
１３                    連結ブレード部
１４                    端部ブレード部
１５〜１７              第１〜第３切刃
２５ａ〜２５ｄ          第１〜第４ブラケット
２６                    垂直板リブ
１０１                  一体鋳造部
１０２                  前面板部
１０３                  背面部
１０３ａ，１０３ｂ      第１及び第２の背面支持部
１０５                  板金部
１０６                  前面板
１０７                  背面支持部材
１０７ａ〜１０７ｄ      第１〜第４の背面支持部材
107d-1〜107d-3          分割部材
107d-1’〜107d-3’      補強リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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