中古建設機械情報・ニュース【トクワールド】のブルドーザーの構造・機能とは？主要構成や画期的技術についても解説！

ブルドーザーは履帯式トラクターにブレードと呼ばれる油圧シリンダーで制御された鋼性の排土板を取り付けた建設機械です。掘削、押土、整地等の土木作業に用いられ、異なる種類のブレードを付け替えることにより作業範囲が拡大できます。

1920年代にアメリカで農業用として開発され普及した後、日本国内では戦時中である1943年に海軍航空基地の建設機械としてコマツが国産ブルドーザーの第一号を開発しました。

ブルドーザーは、特に土木工事の基礎となる建設機械です。整地や掘削、盛り土造りなどの作業が主な用途であり、クローラー走行によって不整地や軟弱地盤での活動に優れています。

大型ブルドーザーの場合、大規模な土木作業や河川工事などによく導入されるほか、スクレーパーを牽引して作業することにより、中距離運搬作業にも効果を発揮することができます。

また、地下鉄工事や坑内作業といった閉所での作業ではコンパクトで小回り性能に優れる小型ブルドーザーが活用されます。

ブルドーザーの特徴的な構造として、車体前部に備えられたブレードと後部のリッパ装置、そして足回りのクローラー（履帯）が挙げられます。

ドーザーブレード（排土板）は、油圧シリンダーで制御され、２本の支持棒によってトラクター前方に取り付けられています。

ブレードには、標準的な排土板であるストレートドーザーに加え、押土、運土用に排土容量を増加させたUドーザーなどドーザーブレードにはいくつかの種類があります。

工事用道路や搬入路として利用されるパイロット道路の施工時に行う、片切・盛りこぼし作業に有効なアングルドーザーや押土と掻き寄せができるツーウェイドーザー。その他、パワーアングルドーザー、レーキドーザー、バケットドーザーなど用途に特化したブレードがあります。

リッパ装置は、21トン級以上の中型以上のブルドーザー後部に装着されている岩盤掘削用のアタッチメントです。現在のリッパ装置は油圧作動方式ですが、以前はケーブル操作の牽引式でルータと呼ばれていました。

リッパドーザー（リッパ付きブルドーザー）は、山での土木工事で使用されることが多く、岩の破砕（リッピング）などで重宝します。一般的な工事で見かけることはほぼありません。15トン級ブルドーザーや大型のモーターグレーダーに装着する小型で爪が多本あるリッパは、リッパスカリファイアと呼ばれ、強力な牽引力をもって硬土の掻起こし用途で使用されます。

もっとも多く使われているリッパ装置は「マルチシャンクリッパ」という３本爪（シャンク）のリッパが標準的です。なお、岩盤の硬さによってシャンクの本数を増やすことも可能です。

このようにブルドーザーは万能掘削機械としての側面もあり、建設機械としては汎用性が高く、広範囲の作業用途で使用されています。

ブルドーザーは用途や作業環境により、乾地ブルドーザーと湿地ブルドーザー、超湿地ブルドーザーに区分されます。それぞれは装着履帯が異なり、湿地式や超湿地式のブルドーザーは、履帯幅が広く設計してあります。

履帯幅が広いことにより、地面と履帯表面との接地面積が大きくなるため、軟弱地、泥濘地でもより安定した走行性能と高い牽引力を発揮します。

また、小型ブルドーザーの中には、舗装路へのダメージを軽減するために、ゴム製の履帯を装着する機種もあります。

ブルドーザーの構造は、主にトラクターと作業装置に分けられ、以下のグループに細分されます。

トラクター…エンジン、動力伝達装置、足回り装置、運転席など
作業装置…作業機装置、コントロール装置、リッパ装置など

ブルドーザーの車体はトラクター部とも呼ばれ、作業機装置と足回り部分が主な構成部分です。

ブルドーザーのトラクター部前面には、ブレードをはじめとしたアタッチメントと、それらを支えるフレームから成る作業機装置があります。作業機装置は油圧で制御され、作業内容や環境に応じてオペレーターがアタッチメントを選択、換装できるような構造になっています。

土木現場で使用される主なブレードの種類

さまざまなブレードが用意されているのもブルドーザーの特徴です。

ブルドーザーの本体は、農業用トラクターがルーツとなっています。国内では標準クラスの中型ブルドーザーと小型ブルドーザーの需要があり、国内向けモデルには小型～中型機械のラインナップが多いです。

道路工事や河川工事に使用されるブルドーザーは、運転質量27トン～130トンクラスの中型ブルドーザーで、宅地造成や林業開拓などの幅広い用途に利用されます。機械質量３～６トンクラスの小型ブルドーザーの場合は、地下鉄工事や坑内作業など狭いスペースでの需要が高く、道路の応急修理や開墾、農地改良工事などでの活躍も多いです。

ブルドーザーはクローラ式足回りを採用しており、荒れ地や軟弱地盤でも移動、作業が可能です。ブルドーザーの足回り装置は、スプロケット（起動輪）、ローラ（転輪）、アイドラ―（誘導輪）から構成されています。

運土、掘削、盛土、締固めなどを行うブルドーザーは、大きな牽引力や馬力が要求されます。

ブルドーザーをはじめとした重機は、過酷な使用条件に耐えられる建設機械用ディーゼルエンジンを搭載しています。この建設機械用ディーゼルエンジンは、ハードな現場作業を想定した設計になっているため、自動車や一般産業用機械のディーゼルエンジンに比べると、非常にタフです。

大きな負荷に耐えられることはもちろん、負荷の急激な変動に対応できる性能に加えて、砂塵、振動、傾斜運転、高温、低温、雨風などの激しい稼働環境に耐えられる構造を持っています。

近年の社会動向は、環境保護に配慮した製品の開発要求が高まっており、ブルドーザーもこの情勢を背景に、排ガス規制対応や省エネ対応技術の開発が進んでいます。

現行のブルドーザーには、車両全体システムでの燃費効率改善技術が搭載されており、大幅な燃費向上が実現しています。

電子制御トランスミッション採用し、操作性、作業性を飛躍的に向上。より正確なコントロール性を実現しています。

ステアリング操作や変速操作、前進、後退切換が左手の指先だけで可能。感覚的でスムーズな操作感が特徴です。

17インチの液晶カラーモニターを使用して、車両情報を随時で表示するシステムです。このシステムは、燃料残量や油水温情報だけでなく、メンテナンス時期や車両の異常状態なども自動的にオペレーターに故障を通知する機能を備えています。 さらに、運転状況を監視し、燃料消費効率の向上に役立つ診断「エコゲージ」機能も提供しています。

この技術は、人間工学の視点からアプローチされ、ブルドーザの運転（走行および作業機の操作）に最適なノブ形状と操作パターンを組み合わせ、国内標準の操作パターンにも適合しています。作業機の動きとレバーの操作方向が調和し、レバーを握りかえる必要がなく車速を設定できるようになりました。

ブルドーザーのオペレーションシステムについてご紹介しました。現行のモデルはオペレーションシステム以外にもあらゆる部分に画期的な技術が採用されています。

スーパースラントノーズはコマツが独自で開発した技術です。ラジエーターをトラクターの後部に配置し、前面のエンジンフード部分をコンパクトにしたスーパースラントノーズ化によって、従来の座面からはブレード上端と先端の接地面、その前方の土壌状態の視認が可能になりました。

従来機構成では、横軸装置を内蔵するSケースが車体後部を占有しているため、ラジエーターなどの冷却ユニットを後方配置できる空間がありませんでした。

対策として、横軸装置が不要なHST（Hydro-Static Transmissionの略で、油圧モーターと油圧ポンプを組み合わせて閉回路で接続した無段変速機）をパワーラインに採用し、HSTモーターとファイナルドライブをコンパクトに結合させた「インシューモータ＆ファイナルドライブ」を開発。冷却ユニットの配置に必要なスペースを確保しました。

油圧駆動ファンのリモート化技術の長所を最大に活用し、リヤマスクとファンを同時に跳ね上げさせることで、従来のブルドーザーでは困難であった冷却コアへのアクセス性を向上させ、整備性を大幅に向上させたものです。

トラックの足回り部品であるトラックブッシュとスプロケット刃先の磨耗寿命を延長するために開発された技術です。トラックリンクをパラレル化し、回転固定だったトラックブッシュを回転可能な構造にしたもので、これにより、トラックブシュとスプロケット刃先の噛み合いによる摩擦が最小になりました。

トラックフレーム前方のアイドラサポートに、アイドラを支えるリフトスプリングを組み込み、スプリングによってアイドラを確実に保持するようにしたものです。隙間自動調整機能によって摺動板の摩耗寿命が大幅に向上し、整備性も向上するほか、ガタの抑制によって乗り心地も改善されています。

ブルドーザーは、不整地にて押土や整地を行う建設機械です。基本的な構造はどの機種も類似していますが、搭載されているシステムや機能は異なります。

ブレードやクローラーなどの外部的なパーツの性能だけでなく、搭載エンジンやシステムなどの内部的な構造・機能も理解することで、機械選びをするうえでひとつの指標とすることができます。

本記事ではブルドーザーの画期的技術も紹介しましたが、ブルドーザーの技術動向は「環境対応」「安全対応」「ICT対応」にシフトしていると言えます。このテーマは今後の建設機械における重要な位置を締め、その改善のためのさまざまな技術進化や開発が行われるでしょう。

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