JP2007107296A - 作業装置の取付部材及びこれを備えた作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】着脱される複数種類の作業装置に共通のモータを使用しながら、コストの低減及び走行体の小型化を図ることができる作業装置の取付部材及びこれを備えた作業機械を提供すること。
【解決手段】後端部がメインフレーム８に連結されるとともに前端部が除雪機３に着脱自在とされたアーム１５と、アーム１５の前端部に設けられた保持部１６と、保持部１６に保持されているとともに除雪機３の入力軸Ｊ８に対し着脱自在な出力軸Ｊ１２を有するモータ１８とを備え、保持部１６は、アーム１５の前端部が除雪機３に装着されることにより、モータ１８の出力軸Ｊ１２が除雪機３の入力軸Ｊ８に連結自在となるように、モータ１８を位置決めして保持するようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、除雪機や草刈機等の作業装置を自走式の走行体に装着するための技術に関するものである。

従来から、前記作業装置としては、トラクター等の自走式の走行体に着脱自在に構成されたものが知られている。この種の作業装置は、走行体との干渉を防止するためにアーム等の取付部材を介して所定の間隔を空けて走行体に取り付けられるのが一般である。

また、前記作業装置は、その入力軸にモータの回転駆動力が伝達されることにより除雪用オーガや草刈刃等の駆動対象物を回転駆動するようになっている。

具体的に、前記入力軸にモータの出力軸が直接連結された作業装置が知られている。しかしながら、この作業装置においては、取付部材に着脱する複数種類の作業装置のそれぞれについてモータが必要となり、作業装置自体がコスト高となる。ここで、出力軸と入力軸とを着脱自在としてモータを複数の作業装置で共通に使用することも考えられるが、この場合には、モータを着脱自在とする作業装置の改造を要するだけでなく、作業装置の交換のたびに、走行体に配線等を介して接続されたモータを別の作業装置に装着しなければならず、モータの装着作業及びその際の配線等の取り回しに手間がかかり作業性が悪い。

一方、例えば、特許文献１に示されるように、駆動車（走行体）と吸込式除雪装置（作業装置）とがリンク（取付部材）を介して所定の間隔で連結された吸込式除雪機において、駆動車に設けられた駆動源（モータ）に連結された作業出力用プロペラシャフトを、吸込式除雪装置まで延ばすとともにカップリングを介して吸込式除雪装置の回転軸（入力軸）に着脱自在に連結するようにしたものも知られている。

この特許文献１の吸込式除雪装置によれば、駆動車から延びる作業出力用プロペラシャフトを、吸込式除雪装置との間で掛け渡すようにして入力軸に装着するという簡便な操作で、リンクに着脱される複数種類の作業装置に対し共通の駆動源を利用することができる。
特開昭５８−１６０４１７号公報

しかしながら、前記特許文献１の技術では、取付部材に着脱される複数種類の作業装置に対し共通のモータを利用することができるものの、走行体と作業装置との間に作業出力用のシャフトが必要となるため、コストが増大するという問題があった。

さらに、特許文献１の技術では、モータを設けるための大きなスペースを走行体に確保する必要があるので、当該走行体を小型化することが難しかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、着脱される複数種類の作業装置に共通のモータを使用しながら、コストの低減及び走行体の小型化を図ることができる作業装置の取付部材及びこれを備えた作業機械を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、入力軸にモータの回転駆動力が伝達されることにより駆動対象物を駆動する作業装置を、自走式の走行体に対し所定の間隔を空けて取り付けるための部材であって、一方の端部が前記走行体に連結されるとともに他方の端部が前記作業装置に着脱自在とされたアームと、前記アームの前記他方の端部に設けられた保持部と、この保持部に保持されているとともに、前記入力軸に対し着脱自在な出力軸を有するモータとを備え、前記保持部は、前記アームの他方の端部が前記作業装置に装着されることにより、前記モータの出力軸が前記作業装置の入力軸に連結自在となるように、前記モータを位置決めして保持することを特徴とする作業装置の取付部材を提供する。

本発明によれば、保持部に装着されたモータの出力軸と、アームに装着される作業装置の入力軸とを連結することができるので、アームに着脱される複数種類の作業装置に共通のモータを利用することができる。

さらに、本発明では、アームの端部（保持部）に保持されたモータによって作業装置を駆動することができるので、走行体自体にモータを配置することが不要となり、当該走行体の小型化を図ることができる。

また、本発明では、モータが保持されるアームの端部に作業装置を装着することによって、当該作業装置の入力軸とモータの出力軸とを直接連結することができるので、これら両軸の間に駆動力伝達用のシャフト等の特別な構成を要する場合と比較してコストを低減することができるだけでなく、当該シャフトを省略できる分だけ作業装置と走行体との間のスペースを有効に活用することができる。

したがって、本発明によれば、着脱される複数種類の作業装置に共通のモータを使用しながら、コストの低減及び走行体の小型化を図ることができる。

前記アームを走行体に対し着脱不能に取り付けてもよいが、前記アームは、前記走行体に対し着脱自在に構成されていることが好ましい。

この構成によれば、作業装置を使用しないときに、アームを取り外すことにより走行体をコンパクトな形態とすることができる。

前記作業装置の取付部材において、前記アームは、前記走行体に対し水平軸回りに揺動自在に支持されているとともに、前記走行体とアームとの間に設けられ当該走行体に対し前記アームを揺動させる駆動部をさらに備えていることが好ましい。

この構成によれば、駆動部により作業装置を昇降させることができる。

さらに、前記アームの揺動動作の際に前記作業装置の姿勢が維持されるように、前記走行体と前記作業装置との間に設けられたリンク部材を備えていることが好ましい。

この構成によれば、リンク部材によって作業装置の姿勢を維持させながら当該作業装置を昇降させることができる。

また、本発明は、前記取付部材と、この取付部材によって所定の間隔を空けて連結された作業装置及び走行体と、この走行体に旋回自在に搭載された旋回体とを備えた作業機械を提供する。

この構成によれば、取付部材によって作業機械に複数種類の作業装置を取り付けることができ、さらに、これらの作業装置を共通のモータで駆動することができる。

前記作業機械において、前記アームは、走行体の排土ブレードを取り付ける取付部に対し水平軸回りに揺動自在に支持されることが好ましい。

この構成によれば、排土ブレード用の取付部を、アーム取付用として兼用することができるので、当該アームを取り付けるために走行体に特別な設計変更等を行うことが不要となる。

本発明によれば、着脱される複数種類の作業装置に共通のモータを使用しながら、コストの低減及び走行体の小型化を図ることができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る除雪機が装着された油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。図２は、図１の油圧ショベルの下部走行体、取付部材及び除雪機の構成を示す平面一部断面図である。

各図を参照して、作業機械の一例としての油圧ショベル１は、ショベル本体２と、除雪機（作業装置）３と、これらショベル本体２と除雪機３とを所定の間隔を空けて連結する取付部材４とを備えている。

ショベル本体２は、下部走行体５と、この下部走行体５上に旋回自在に搭載される上部旋回体６と、この上部旋回体６に起伏自在に装備され、先端に図略のバケットが装着されたアタッチメント７とを備えている。

下部走行体５は、上部旋回体６が搭載されるメインフレーム８と、このメインフレーム８の両側に配置されたクローラ９とを備え、これらクローラ９に巻回されたクローラベルト９ａを回転させることにより走行することが可能とされている。なお、クローラ９の長手方向を前後方向とし、各クローラ９が対向する方向を左右方向として以下説明する。

メインフレーム８には、図略の排土ブレードを取り付ける取付部１０が前方に延びて形成されている。

具体的に、取付部１０は、左右一対のアームブラケット１１ａ及びアームブラケット１１ｂと、これらアームブラケット１１ａ、１１ｂの間に配置されたシリンダブラケット１２とを備えている。このシリンダブラケット１２には、油圧シリンダ（駆動部）１４のロッド１４ａが左右に延びる軸Ｊ１回りに揺動自在に支持されている。

一方、アームブラケット１１ａ、１１ｂには、取付部材４が支持されている。

図３は、図２のIII−III線断面図である。

図２及び図３を参照して、取付部材４は、前記アームブラケット１１ａ、１１ｂに支持されたアーム１５と、このアーム１５の先端部（前端部）に設けられた保持部１６と、この保持部１６と前記シリンダブラケット１２との間に支持されたリンク１７と、前記保持部１６に装着されたモータ１８とを備えている。

アーム１５は、左右一対のアーム板１９ａ及びアーム板１９ｂと、これらアーム板１９ａ、１９ｂを長手方向の途中部で連結するステー２０とを備えている。

アーム板１９ａ、１９ｂは、それぞれアームブラケット１１ａ、１１ｂに対し左右に延びる水平軸Ｊ２及び水平軸Ｊ３回りに揺動自在に軸支されているとともに、これら水平軸Ｊ２、Ｊ３を挿抜することによりアームブラケット１１ａ、１１ｂに着脱可能とされている。

ステー２０は、左右に延びるとともにその左右略中央位置から後方へ延びるシリンダブラケット２０ａを備え、このシリンダブラケット２０ａには、前記油圧シリンダ１４のシリンダ本体１４ｂが左右に延びる軸Ｊ４回りに揺動自在に支持されている。したがって、油圧シリンダ１４のロッド１４ａが伸縮することに応じて、アーム１５が水平軸Ｊ２、Ｊ３回りに揺動することになる。

図４は、図３の保持部１６を示す背面図である。

図２〜図４を参照して、保持部１６は、各アーム板１９ａ、１９ｂの先端部に対し左右一対の軸Ｊ１０及び軸Ｊ１１回りに揺動自在に支持されている。これら軸Ｊ１０、Ｊ１１は、それぞれ左右に延びる同一軸線上に配置されている。

具体的に、保持部１６は、各アーム板１９ａ、１９ｂの間で前記軸Ｊ１０、Ｊ１１により支持された枠状フレーム２１と、この枠状フレーム２１に固定された取付板２２とを備えている。

枠状フレーム２１は、下方へ開くコの字型の底板部２１ａと、この底板部２１ａの外縁に沿って後方へ直角に折り返された側壁部２１ｂと、この側壁部２１ｂから底板部２１ａよりも下方に延びる左右一対の脚部２１ｃとを備え、これら脚部２１ｃが前記軸Ｊ１０、Ｊ１１によってそれぞれ各アーム板１９ａ、１９ｂに軸支されている。

底板部２１ａの右側位置には、左右一対のリンクブラケット２３が後方へ延びて形成されている。そして、前記リンク１７は、その後端部がシリンダブラケット１２に対し前記軸Ｊ１回りに、その前端部がリンクブラケット２３に対し軸Ｊ６回りにそれぞれ揺動自在に支持されており、このリンク１７と前記各アーム板１９ａ、１９ｂとによって平行リンク機構が形成されている。そのため、保持部１６は、各アーム板１９ａ、１９ｂの揺動動作に応じてその姿勢を保持したまま（前後への傾動を阻止されながら）昇降することになる。

側壁部２１ｂの上部には、連結支柱２４が立設されている。この連結支柱２４は、左右方向に延びる連結軸Ｊ７によって後述する除雪機３に対し揺動自在、かつ、着脱自在に装着されるようになっている。

一方、取付板２２は、コの字型の底板部２１ａの３片に跨るように複数のボルトＢ１によって当該底板部２１ａに固定されている。

この取付板２２には、前後に貫通する貫通孔２２ａが形成され、この貫通孔２２ａの縁部にモータ１８がボルトＢ２によって取り付けられている。この取付状態において、モータ１８の出力軸Ｊ１２は、貫通孔２２ａを通って前方へ導出されている（図２参照）。

一方、図１〜図３を参照して、除雪機３は、本体カバー２５と、この本体カバー２５内に収容された排雪機構２６とを備えている。

本体カバー２５は、前方に開口する導入部２７と、この導入部２７から後方に連通するとともに後方開口部が裏板２８ａによって閉塞された収集部２８と、この収集部２８から上方に延びるシュート部２９とを備え、前記導入部２７から導入された雪を収集部２８及びシュート部２９を通して上方へ排雪する経路を構成する。

排雪機構２６は、前記導入部２７内に設けられたオーガ３０と、導入部２７から裏板２８ａを貫通して後方に延びる入力軸Ｊ８と、この入力軸Ｊ８の回転駆動力をオーガ３０に伝達するギヤ３１と、入力軸Ｊ８の後部に固定されたブロアファン３２とを備えている。

オーガ３０は、左右に延びる軸Ｊ９と、この軸Ｊ９に固定されたオーガ羽根３３とを備え、軸Ｊ９の回転駆動に応じてオーガ羽根３３によって前方の雪を後方（収集部２８側）へかき出すようになっている。

ギヤ３１は、入力軸Ｊ８回りの回転駆動力を軸Ｊ９回りの回転駆動力に変換して当該軸Ｊ９に伝達するようになっている。

ブロアファン３２は、前記収集部２８内に配設され、軸Ｊ９の回転駆動に応じて前記オーガ羽根３３によってかき出された雪を上方へ跳ね上げて前記シュート部２９を介して上方へ噴出すようになっている。

そして、前記本体カバー２５には、収集部２８から後方へ延びる左右一対の取付ブラケット３４ａ及び取付ブラケット３４ｂと、これら取付ブラケット３４ａ、３４ｂの上方で前記導入部２７から後方に延びる上部ブラケット３５（図１参照）とを備えている。

取付ブラケット３４ａ、３４ｂは、前記各アーム板１９ａ、１９ｂのそれぞれを左右外側から挟み込むことができる寸法だけ左右に離間して配置されている。そして、これら取付ブラケット３４ａ、３４ｂは、前記軸Ｊ１０及び軸Ｊ１１によってそれぞれ各アーム板１９ａ、１９ｂに対し揺動自在、かつ、着脱自在に装着することが可能とされている。

すなわち、図４に示すように、軸Ｊ１０は、取付ブラケット３４ａ、アーム板１９ａ及び右側の脚部２１ｃを貫通するとともに左右両端にナットＮ１が締結されて、これら３者を一体に保持している。この状態において、取付ブラケット３４ａ、アーム板１９ａ及び枠状フレーム２１は、それぞれ軸Ｊ１０回りに揺動自在とされている。一方、前記ナットＮ１を取り外して軸Ｊ１０を引き抜くことにより取付ブラケット３４ａをアーム板１９ａから取り外すことができる。

同様に、軸Ｊ１１は、取付ブラケット３４ｂ、アーム板１９ｂ及び左側の脚部２１ｃを貫通するとともに左右両端にナットＮ２が締結されて、これら３者を一体に保持している。この状態において、取付ブラケット３４ｂ、アーム板１９ｂ及び枠状フレーム２１は、それぞれ軸Ｊ１１回りに揺動自在とされている。一方、前記ナットＮ２を取り外して軸Ｊ１１を引き抜くことにより取付ブラケット３４ｂをアーム板１９ｂから取り外すことができる。

一方、上部ブラケット３５は、前記連結支柱２４に対し連結軸Ｊ７回りに揺動自在、かつ、着脱自在に装着することが可能とされている。

すなわち、上部ブラケット３５は、連結支柱２４を左右に跨ぐように二股状に形成されている一方、連結軸Ｊ７は、この上部ブラケット３５及び連結支柱２４を左右に貫通するとともに左右両端にナットＮ３が締結されて、これら両者を一体に保持している。この状態において、上部ブラケット３５と連結支柱２４とは、それぞれ連結軸Ｊ７回りに揺動自在とされている。一方、前記ナットＮ３を取り外して連結軸Ｊ７を引き抜くことにより上部ブラケット３５を連結支柱２４から取り外すことができる。

このように、上部ブラケット３５によって保持部１６と除雪機３とが連結されているので、当該保持部１６と除雪機３とは、これら両者の位置関係を保ったまま前記軸Ｊ１０、Ｊ１１回りに取付ブラケット３４ａ、３４ｂに対し揺動することになる。

そして、前記取付ブラケット３４ａ、３４ｂ及び上部ブラケット３５によって、除雪機３が保持部１６に装着された状態においては、モータ１８の出力軸Ｊ１２と入力軸Ｊ８とが連結自在に配置される。

すなわち、前記保持部１６は、装着される除雪機３の入力軸Ｊ８と出力軸Ｊ１２とが同一軸線上に配置されるように、モータ１８を取り付けることが可能とされている。

そして、これら入力軸Ｊ８と出力軸Ｊ１２とは、図５に示すように、カップリング３６を介して連結自在とされている。

図５は、モータの出力軸と除雪機の入力軸とを連結するカップリングを示す斜視図である。

図５を参照して、カップリング３６は、出力軸Ｊ１２及び入力軸Ｊ８にそれぞれ設けられた噛合部材３７と、これら噛合部材３７の間に配置されるエレメント３８とを備えている。

このカップリング３６は、各噛合部材３７の爪部３７ａが相手側の凹部３７ｂに相互に係合することにより前記出力軸Ｊ１２の回転駆動力が入力軸Ｊ８に伝達されるとともに、爪部３７ａと凹部３７ｂの側面との間に介在するエレメント３８が緩衝材として機能することにより各爪部３７ａの破損等を抑制するようになっている。

そして、前述したように各軸Ｊ７、Ｊ１０及びＪ１１による保持部１６と除雪機３との連結状態においては入力軸Ｊ８と出力軸Ｊ１２とが同一軸線上に位置決めされるので、これら保持部１６と除雪機３とを装着することによって両軸Ｊ８、Ｊ１２をカップリング３６を介して連結することができる。

また、除雪機３が保持部１６に装着された状態においては、油圧シリンダ１４のロッド１４ａを伸縮させることにより、アーム１５を揺動して当該アーム１５の前端部に装着された除雪機３を昇降させることができる。

このとき、保持部１６とメインフレーム８との間にはリンク１７が設けられて前記アーム１５との間で平行リンク機構が形成されているので、昇降動作中における除雪機３の軸Ｊ７、Ｊ１０及びＪ１１回りの傾動を抑止することができる。

なお、前記実施形態では、作業装置として除雪機３を例示したが、草刈機等、他の種類の作業装置も前記アーム１５（各アーム板１９ａ、１９ｂ）に装着することができる。すなわち、作業装置は、種類の別にかかわらず、各アーム板１９ａ、１９ｂとの取付位置、及びこの取付位置と入力軸（前記実施形態では入力軸Ｊ８）との位置関係が予め設定されているので、前述した除雪機３に限定されず他の種類の作業装置をアーム１５に装着した場合であっても、その入力軸に対しモータ１８の出力軸Ｊ１２を着脱することができる。

以上説明したように、油圧ショベル１によれば、保持部１６に装着されたモータ１８の出力軸Ｊ１２と、アーム１５に装着される除雪機３の入力軸Ｊ８とを連結することができるので、アーム１５に着脱される複数種類の作業装置に共通のモータ１８を利用することができる。

さらに、油圧ショベル１では、アーム１５の端部（保持部１６）に保持されたモータ１８によって除雪機３を駆動することができるので、ショベル本体２自体にモータ１８を配置することが不要となり、当該ショベル本体２の小型化を図ることができる。

また、油圧ショベル１では、モータ１８が保持されるアーム１５の端部に除雪機３を装着することによって当該除雪機３の入力軸Ｊ８とモータ１８の出力軸Ｊ１２とを直接連結することができるので、これら両軸Ｊ８、Ｊ１２の間に駆動力伝達用のシャフト等の特別な構成を要する場合と比較してコストを低減することができるだけでなく、当該シャフトを省略できる分だけ除雪機３とショベル本体２との間のスペースを有効に活用することができる。

したがって、上述した油圧ショベル１によれば、着脱される複数種類の作業装置に共通のモータ１８を使用しながら、コストの低減及びショベル本体２の小型化を図ることができる。

特に、前記実施形態のように取付部材４によって除雪機３が取り付けられた油圧ショベル１は、道幅の狭い道路上の雪を除雪する場合に、その道路に侵入する手前の位置から前記アタッチメント７を倒伏させるとともにそのバケットにより前記道路上の雪を油圧ショベル１側へ引き寄せた上で、この雪を除雪機３によって排雪することができるので、道幅の狭い道路に侵入することなく当該道路上の雪を除雪することができる。

したがって、道幅の狭い道路内で油圧ショベル１を走行させるという不安定な作業を避けることができるだけでなく、仮に前記道路の道幅が油圧ショベル１の浸入できない道幅であっても、少なくともアタッチメント７を倒伏できる道幅であれば、前記油圧ショベル１によって道路上の雪を排雪することができる。

また、前記実施形態では、アーム１５がメインフレーム８に対し着脱可能とされているので、除雪機３を使用しないときに、アーム１５を取り外すことによりショベル本体２をコンパクトな形態とすることができる。

そして、前記実施形態では、油圧シリンダ１４のロッド１４ａの伸縮動作によりアーム１５を水平軸Ｊ２、Ｊ３回りに揺動させることができるので、この油圧シリンダ１４によって除雪機３を昇降させることができる。

さらに、前記実施形態では、アーム１５とリンク１７によって平行リンク機構が形成されているので、除雪機３の姿勢を維持させながら当該除雪機３を昇降させることができる。

また、アーム１５が排土ブレード（図示せず）を取り付ける取付部１０に対し水平軸Ｊ２、Ｊ３回りに揺動自在に支持された前記実施形態によれば、排土ブレード用の取付部１０をアーム１５の取付用として兼用することができるので、当該アーム１５を取り付けるためにショベル本体２に特別な設計変更等を行うことが不要となる。

なお、前記実施形態では、各アーム板１９ａ、１９ｂと保持部１６とを別々とした構成について説明したが、これら両者を一体に構成してもよい。すなわち、各アーム板１９ａ、１９ｂに直接モータ１８を装着するようにしてもよい。

本発明に係る除雪機が装着された油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。 図１の油圧ショベルの下部走行体、取付部材及び除雪機の構成を示す平面一部断面図である。 図２のIII−III線断面図である。 図３の保持部を示す背面図である。 図２のカップリングの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 油圧ショベル（作業機械）
２ ショベル本体（走行体）
３ 除雪機（作業装置）
４ 取付部材
１０ 取付部
１４ 油圧シリンダ（駆動部）
１５ アーム
１６ 保持部
１７ リンク
１８ モータ
３６ カップリング
Ｊ２ 水平軸
Ｊ３ 水平軸
Ｊ８ 入力軸
Ｊ１２ 出力軸

Claims (6)

1. 入力軸にモータの回転駆動力が伝達されることにより駆動対象物を駆動する作業装置を、自走式の走行体に対し所定の間隔を空けて取り付けるための部材であって、
   一方の端部が前記走行体に連結されるとともに他方の端部が前記作業装置に着脱自在とされたアームと、
   前記アームの前記他方の端部に設けられた保持部と、
   この保持部に保持されているとともに、前記入力軸に対し着脱自在な出力軸を有するモータとを備え、
   前記保持部は、前記アームの他方の端部が前記作業装置に装着されることにより、前記モータの出力軸が前記作業装置の入力軸に連結自在となるように、前記モータを位置決めして保持することを特徴とする作業装置の取付部材。
2. 前記アームは、前記走行体に対し着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の作業装置の取付部材。
3. 前記アームは、前記走行体に対し水平軸回りに揺動自在に支持されているとともに、前記走行体とアームとの間に設けられ当該走行体に対し前記アームを揺動させる駆動部をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業装置の取付部材。
4. 前記アームの揺動動作の際に前記作業装置の姿勢が維持されるように、前記走行体と前記作業装置との間に設けられたリンク部材をさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の作業装置の取付部材。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の取付部材と、この取付部材によって所定の間隔を空けて連結された作業装置及び走行体と、この走行体に旋回自在に搭載された旋回体とを備えた作業機械。
6. 前記アームは、走行体の排土ブレードを取り付ける取付部に対し水平軸回りに揺動自在に支持されることを特徴とする請求項５に記載の作業機械。

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