(57)【要約】【課題】感覚に頼ることなく作業効率を求めることができるので、無駄なく運転でき、省エネ、省力に適する排土板付き特殊車両を提供する。【解決手段】排土板付き特殊車両において、上り下りの勾配測定装置と、揺動シリンダーの内部油圧を検出することによる土砂の排土板に掛かる圧力測定装置と、勾配測定装置と圧力測定装置との両検出値に基づく相互関係において、排土板を効率的な体勢に変えるながら押圧出力を調整し得る油圧制御装置とを具備してなることを特徴とする。【選択図】    図１
2008291584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャタピラ付きのトラクターの前面に装備される排土板の体勢を油圧の力で変えるために、排土板をその下端でピン連結される左右一対の揺動アームと上端でピン連結される左右一対の揺動シリンダーとで傾動可能に支持するとともに、左右一対のリフトシリンダーのピン連結により上下可能に支持してなる排土板付き特殊車両において、上り下りの勾配測定装置と、揺動シリンダーの内部油圧を検出することによる土砂の排土板に掛かる圧力測定装置と、勾配測定装置と圧力測定装置との両検出値に基づく相互関係において、排土板を効率的な体勢に変えながら押圧出力を調整し得る油圧制御装置とを具備してなることを特徴とする排土板付き特殊車両。
【請求項２】
キャタピラ付きのトラクターの前面に装備される排土板の体勢を油圧の力で変えるために、排土板をその下端でピン連結される左右一対の揺動アームと上端でピン連結される左右一対の揺動シリンダーとで傾動可能に支持するとともに、左右一対のリフトシリンダーのピン連結により上下可能に支持してなる排土板付き特殊車両において、上り下りの勾配測定装置と、揺動シリンダーの内部油圧を検出することによる土砂の排土板に掛かる圧力測定装置とを具備し、勾配測定装置を値の読み取り可能に、圧力測定装置の値を読み取り可能にそのメーターをそれぞれ運転席に配置してあることを特徴とする排土板付き特殊車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、キャタピラ式トラクタの前面に、排土板（ブレードともいう）を油圧により傾倒自在および上げ下げ可能に装備したブルドーザー等の排土板付き特殊車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブルドーザーは、土木工事において排土板で土を押し出しながら平均に均す機能を中心に万能性を有するもので、運転について例えば、キャタピラにより方向自在に前後に走行し、前進の力で排土板を押し出し、それを上向きに傾倒させながら土を掬い上げ、一旦後退して排出箇所に向かい、今度は排土板を下向きに傾倒させて排出するという動作を繰り返すことが多い。従来、これらの動作のうちで、合理的観点からすると土砂に対して必要以上に過大な力で臨むことになるために、作業性が悪く、省エネ、省力化に適しない結果となっていた。
【０００３】
これについては、ブルドーザーの前進において排土板で土砂を削ると、排土板の前に土が急速に山盛りとなるが、特に大型の排土板であるとその様子が運転席から見えないので、大きく成長し抵抗が極限に大きくなった山盛りを押す結果となり、遂には、キャタピラが空回り又は停止するまでにエネルギーを浪費する不都合が避けられなかった。また、そうなるとキャタピラ等の足回りの磨耗を招く結果ともなっていた。
【０００４】
上記のような不都合を招く要因は、土質等が関係することはもちろんであるが、ブルドーザーが進行する勾配も深く関係しており、上り勾配では排土板が土砂を押しにくい体勢であるため前記のような状況を特に招きやすいのに対して、下り勾配であると、土砂の押しやすい体勢にもかかわらず必要以上に油圧の力を出すために、エネルギーの無駄となりやすかった。例えば、ブルドーザーが押す力を１０ｔの力で動作しながら、５ｔの押出で事足りる仕事をするならば、５ｔオーバーの無駄となり効率が悪いことになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような無駄を省くために、従来はオペレーターの運転感覚に頼っていた。それには、排土板に掛かる押圧力をエンジン音で感じながら、無駄にならないよう押圧力を必要最小限に押さえて運転することにしていたが、これには非常に難しい操作が強いられ熟練を要し、熟練者でも前記したように排土板で視覚が遮られる結果十分に即応できなかった。
【０００６】
この発明は、上記のような実情に鑑みて、感覚に頼ることなく作業効率を求めることができるので、無駄なく運転でき、省エネ、省力に適する排土板付き特殊車両を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、第１発明は、キャタピラ付きのトラクターの前面に装備される排土板の体勢を油圧の力で変えるために、排土板をその下端でピン連結される左右一対の揺動アームと上端でピン連結される左右一対の揺動シリンダーとで傾動可能に支持するとともに、左右一対のリフトシリンダーのピン連結により上下可能に支持してなる排土板付き特殊車両において、上り下りの勾配測定装置と、揺動シリンダーの内部油圧を検出することによる土砂の排土板に掛かる圧力測定装置と、勾配測定装置と圧力測定装置との両検出値に基づく相互関係において、排土板を効率的な体勢に変えるながら押圧出力を調整し得る油圧制御装置とを具備してなることを特徴とする排土板付き特殊車両を提供する。
【０００８】
排土板付き特殊車両を上記のように構成したから、排土板で土砂を押す場合について見ると、最初に土砂を削っているときには主として揺動アームに力が掛かるけれども、削り取った土砂が排土板の前面に山盛りとなると次第に揺動アームに力が掛かる。したがって、押圧力の測定箇所としては、揺動シリンダーの内部油圧圧力を検出することで最も合理的に測定できることになる。
【０００９】
油圧制御装置は、コンピュータの制御により、上り下り勾配との関係において、押圧力が必要以上に上昇しないように、排土板の高さ位置および傾倒角度との体勢を調整するものであって、出力に対して排土板に掛かる押圧力が必要以上に極端に上昇したときには、これを緩和するために、リフトシリンダーにより排土板の高さを上げるとともに、揺動シリンダーにより上向きに傾動させる。若しくは、そのいずれかを選択的に動作させ、結果として例えば、出力に対して排土板に掛かる押圧力が９０％に誘導する。また、逆に、出力に対して排土板に掛かる押圧力が極端に少ないときには、排土板を下げるとともに上向きに傾動させるか、その一方の動作を取り、この場合も、例えば、出力に対して排土板に掛かる押圧力を９０％程度に誘導する。
【００１０】
また、第２発明は、上記と同様の排土板付き特殊車両において、勾配測定装置をその値を読み取り可能に、また、圧力測定装置の値を読み取り可能にそのメーターとをそれぞれ運転席に設けることによって、オペレータは、勾配との関係においてメーターを見ながら、運転操作により、上記と同じように排土板の高さおよび傾動角度を調整することができるものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、この発明によれば、オペレーターが感覚に頼る必要がなくなり、現場の状況や作業状態などから、排土板の体勢を整えながら最小限の出力で最大限の仕事をこなすことができ、作業効率が良好であることはもちろん、無駄のない運転で、省エネ、省力化に適するという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図面は、排土板付き特殊車両としてのブルドーザーに実施した一例を示したもので、そのブルドーザーは、キャタピラ３，３を有するトラクター１の前面に排土板５が装備される。加えて、トラクター１が上り下りする際の勾配測定装置６と、排土板５が受ける土砂の抵抗としての圧力測定装置７と、その結果に基づいてトラクター１が走行する出力、つまり排土板５の押圧力をコントロールする油圧制御装置８とを装備し、圧力測定装置７のメーター１０と勾配測定装置６の表示パネル６ａが運転席１２の向い面に他の計器（図示省略）と併置される。そして、上記した自動制御と運転制御との両方を切替え操作で選択的になし得るようになっている。１１がその切替えボタンである。
【００１３】
ブルドーザーは、キャタピラ３，３について、左右両側の履帯１６，１６がそれぞれ駆動ギア１３，１３と前後車輪１５，１５とにより無端の環状に支持され、前後車輪１５，１５がトラクター１に取り付けられる側部基杆１７の両端に軸支される。１９が駆動ギア１３を回転させる油圧モータである。そこで、キャタピラ３，３の回転および回転相互の関係により、前後直進と、前進による左右旋回と、行進による左右旋回とが可能で、これが運転席１２に装備されるステアリングレバー２０によって自在に行われるようになっている。
【００１４】
キャタピラ３，３の中心の両側部基杆１７，１７には、中央よりも後部において揺動アーム１９，１９が上下可能に軸支され、その先端が排土板５の下端部にピン連結される。また、揺動アーム１９，１９の中途には揺動シリンダー２１，２１が上下揺動可能に軸支され、その先端が排土板５の上端部にピン連結される。さらに、トラクター１の前面に、排土板５を持ち上げに支持する左右一対のリフトシリンダー２３，２３が前後揺動可能に取り付けられる。
【００１５】
そこで、排土板５は、リフトシリンダー２３，２３のロッドの伸縮により高さが変化し、揺動シリンダー２１，２１のロッドの伸縮により傾斜角度が変化する。これはトラクター１に対する変化であるが、地面に対するトラクター１の変化としての角度は、運転席７のフロントに上り下りの勾配測定装置６が置かれ、運転席７でその値を逐次知ることができるが、油圧制御装置８に同時に演算可能にその値が入力される。
【００１６】
排土板５の構造については様々となるが、図示の場合であると、下端中央に切刃２５を、その両端に端刃２７，２７を有し、左右両端縁に囲い片２９，２９を有する。そこで、ブルドーザーの前進により切刃２５と端刃２７，２７とにより土砂が削られて掬い上げられ、掬い上げが山盛りとなると、その抵抗としての押圧力が揺動シリンダー２１，２１に最も掛かることになる。本発明は、このシリンダー内の油圧の検出が原点となる。
【００１７】
その圧力測定装置７は、そのシリンダー内部の油圧の圧力を測定し、フロントのメーター１０にその値が表示されるが、同時にその値が油圧制御装置８に演算可能に入力される。３３が圧力測定装置７から油圧制御装置８へ検出値を送る送信コードであり、３５が油圧制御装置８から揺動シリンダー２１への指令コードであって、図示の場合であると、揺動シリンダー２１に圧力測定装置７が装備されている他、油圧制御装置８からの指令に基づいて出力を増減できる構造が内装されている。ただし、他の方法、例えば油圧モータの力の増減によっても良い。
【００１８】
これについては、リフトシリンダー２３，２３についても同様であって、油圧制御装置８からの指令により（指令コードは省略）、シリンダーの構造または油圧モーターの力の加減により、排土板５の高さが適正に調整される。そして、地面に対するトラクター１の傾斜角度との関係において、排土板５について高さ調整と傾倒角度の調整により、ブルドーザーが自動的に必要最小限の出力により仕事をするので、オペレーターは方向操作するだけで適正な運転をすることができる。ちなみに、適正な運転とは、ブルドーザーの押圧力（出力）に対して、排土板５に掛かる押圧力（土砂の抵抗）が９０％程度であれば効率が良いと言える。
【００１９】
以上は、主に自動操縦に近い運転操作について述べたが、運転席１２には、勾配測定装置６をその値を表示可能に設けられほか、圧力測定装置７の値を示すメーター１０が設けられているので、その両方の値を見ながらオペレーター自信の判断で、走行出力の調整、排土板５の高さおよび傾倒角度の調整をすることができる。なお、運転席１２の油圧制御装置８に前記した切替えボタン１１が設けられる。
【００２０】
手動であると、トラクター１の勾配との関係で圧力測定装置７の値についてオペレーターが判断することになるが、図３は、その判断の一例となる参考グラフである。これによると、横に勾配（％）が、縦に押圧土砂量が取られており、勾配が「０」から下りになるほどに押圧土砂量が多くなり、上りになるほど少なくなっており、相互に比例関係にあることが分かる。
【００２１】
このような関係は、現場の状況や排土板付き特殊車両の種類等により様々となるので、多くのデータを基に作成される必要があり、これを基にして油圧出力の適正な値が表示される表示器を運転席７に設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の排土板付き特殊車両を示すブルドーザーの一部切欠した斜視図である。
【図２】同ブルドーザーの運転席に配列されるこの発明に係る計器の正面図である。
【図３】この発明の排土板付き特殊車両において出力調整運転の際にその目安となる勾配と押圧土砂量との関係を示す参考グラフとしての説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  トラクター
３  キャタピラ
５  排土板
６  勾配測定装置
７  圧力測定装置
８  油圧制御装置
１０  メーター
１９  揺動アーム
２１  揺動シリンダー
２３  リフトシリンダー
【図１】
2008291584.tif 000003
【図２】
2008291584.tif 000004
【図３】
2008291584.tif 000005