JP2022162351A - 作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】除雪作業等、対象物の効率的な排出、操作が容易で連続作業を可能とすること。【解決手段】作業部３は支点軸８にて垂直方向に旋回可能に枢着された作業部本体４からなる。作業部本体４は、下部４ｂが略直線状に形成されるとともに上部４ａが反走行方向に内弯曲された円弧状に形成され、支点軸８と作業部本体４の上端部４ｃとの間の距離L1が支点軸８と作業部本体４の下端部４ｅとの間の距離L2より極大である。作業部本体４を上昇させたとき、作業部本体４に溜まった雪Ｓの重みにより、下端部４ｅが前傾する。さらに作業部本体４を上昇させると、下方に移動した雪Ｓの重みにより、さらに前方に旋回するため排出姿勢となる。押出姿勢から排出姿勢への移行は連続的になされる。排出姿勢では下部４ｂが起立状態となり上部４ａが円弧状に内弯曲されているので、立設された状態で作業部本体４より抜け、雪Ｓが散乱することない。【選択図】図４

Description

本願発明は雪や土砂等の対象物を押出し、排出する作業機に関する。

除雪機を例に説明する。従来、例えば、走行機体に対して走行機体の横幅方向に延びる軸芯を揺動中心にして上下揺動する支持フレームと、支持フレームの前部に支持されたブレードと、支持フレームから機体の後方に一体揺動可能に延出された操作ハンドルとが備えられ、操作ハンドルによる支持フレームの上下揺動操作によって、ブレード部を上下揺動操作し、下降作業姿勢と上昇排出姿勢をする除雪機が提案されている。
かかる除雪機は、ロックピンによって、ブレード部を作業角度と、排出角度への揺動を許容する状態にさせる。またロックピンを人為操作するための解除操作具が備えられていて、該解除操作具によってロックピンを操作する。

このような除雪機では、走行機体を前進させてブレード部により雪を前方側に押し退け除雪するため、ブレード部を上昇させつつ後進させると、ブレード部に雪が残るという問題があった。再度前進して雪を押し退ける場合、このブレード部に残った雪によって、ブレード部が抱え込める雪の量が減少してしまう。

また、後進の際、押し退けた雪及びブレード部上に残った雪がそれぞれ崩れ落ちて、除雪作業後の作業面上に散乱することがあり、効率的な除雪作業ができないでいた。

さらに、ブレード部を反転旋回させるためには、解除操作具によってロックピンを操作する必要があり、作業者にとっては操作が煩わしいという問題がある。

また、ブレード部を前方に反転さると、ブレード部の前端が後方に移動するので、ブレード部で押し退けた場所に雪が排出されることとなり、作業者の意図に反して作業面が綺麗に除雪できず、作業効率が悪い。

特開２０１１－２３１４５４号公報

本願発明は上記背景に鑑み、除雪作業等、対象物の効率的な排出をすることを目的とする。

また、操作が容易で連続作業を可能とすることを目的とする。

上記課題解決のため、本願発明請求項１による作業機は、走行機に取り付けられ対象物の押出し作業及び排出作業をする作業部を設けた作業機であって、上記作業部は支点軸にて垂直方向に旋回可能に枢着された作業部本体からなり、該作業部本体は、下部が略直線状に形成されるとともに上部が反走行方向に内弯曲された円弧状に形成され、上記支点軸と作業部本体の上端部との間の距離L1が上記支点軸と作業部本体の下端部との間の距離L2より極大であることを特徴とする。
また本願発明請求項２による作業機は、請求項１記載の作業機において、上記支点軸と上記作業部本体の上端部との間の距離L1が上記支点軸と上記作業部本体の下端部との間の距離L2の３倍であることを特徴とする。
また本願発明請求項３による作業機は、請求項１又は請求項２記載の作業機において、上記作業部本体は上部が前方を向くとともに下部が後傾である押出姿勢から上部が下方を向くとともに下部が起立する排出姿勢に連続的に動作することを特徴とする。
また本願発明請求項４による作業機は、請求項１乃至請求項３のいずれか記載の作業機において、上記作業部本体が上記走行機の機体側に付勢される弾性体を介して機体に連結されることを特徴とする。
また本願発明請求項５による作業機は、請求項１乃至請求項４のいずれか記載の作業機において、上記作業部本体の下端部の近傍に上記作業部本体の排出姿勢時での旋回動作を規制するストッパが設けられることを特徴とする。

作業部本体の上部が円弧状に内弯曲され下部が直線状に形成されたブレードの形状より、除雪作業において、雪が散乱することなくブレードより抜ける。よって雪は排出された状態の形状を崩すことなく排出され、対象物を効率的に排出することができる。

また除雪作業において、作業部本体の押出姿勢から排出姿勢への移行が雪の自重を利用して、連続的に行なわれる。よって操作が容易であり、対象物の連続的な排出作業をすることができる。

本願発明による作業機の側面図である。 図１の平面図である。 図２のＩＩＩ視部分拡大図である。 図１のＩＶ部の拡大図である。 本願発明による作業機の動作のステップを示す図で、（ａ）は押出姿勢のステップ、（ｂ）は前排出姿勢のステップ、（ｃ）は排出姿勢のステップ、（ｄ）は後排出姿勢のステップを示す。 図５（ｃ）の要部拡大図である。

次に実施の形態を示す本願発明による作業機をさらに詳しく説明する。なお、便宜上同一の機能を奏する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

図１乃至図５において、作業機１は、走行機体２と、該走行機体２の前方に設けられたブレード部３と、ハンドル９とからなる。即ち、ブレード部３は、板状体からなる支持フレーム１１に連結された昇降アーム１０に、支点軸８にて垂直方向に旋回可能に枢着される。該昇降アーム１０は走行機体２に取り付けられ、他の支持フレーム１２と一体に固着・連結される。昇降アーム１０及び支持フレーム１２はいずれも丸パイプからなり、支持フレーム１２は後端部にハンドル９が形成される。上記走行機体２は、走行方向に沿う機体フレーム１５の両側に走行部１３が設けられ、機体フレーム１５上にバッテリ１６が設けられる。走行部１３は前輪に駆動輪１３ａ、後輪に従動輪１３ｂが配設され、両輪間にクローラベルト１３ｃが掛け渡される。駆動輪１３ａには駆動モータ１４が配設される。また両輪間には上記昇降アーム１０の支点軸１７が設けられる。

上記ブレード部３は、ブレード４と、該ブレード４の走行方向両側に設けられる側板５と、該ブレード４の下端部４ｅに設けられるスクレーバ６とからなる。上記ブレード４は、上部４ａが反走行方向に内弯曲された円弧状に形成されるとともに、下部４ｂが略直線状に形成される。即ち、上記ブレード４の内弯曲形状は特殊な形状とされ、上端部４ｃから中央部４ｄまでが円弧状に形成され、中央部４ｄから下端部４ｅまでが略直線状に形成される。上記ブレード４にはリブ７が取り付けられ、ブレード４の下端部４ｅの外側に位置するリブ７の下端部７ａに上記支点軸８が設けられる。この支点軸８により、上記ブレード４が上記昇降アーム１０及び上記支持フレーム１１に対し垂直方向に旋回可能に枢着される。１９は走行機体２側に付勢された弾性体１９であり、上記支持フレーム１１と上記リブ７との間に掛け渡される。２０は上記リブ７の下端部が扁平状に切欠されてなるストッパ受けであり、上記支持フレーム１１の下部に設けられるストッパ２１が当接される。

上記ブレード４の寸法比は特殊に形成され、支点軸８と上端部４ｃとの間の距離Ｌ１（以下「Ｌ１長」と略称する）が支点軸８と下端部４ｅとの間の距離Ｌ２（以下「Ｌ２長」と略称する）より極大になるよう設けられる。本実施例ではＬ１＝300ｍｍ、Ｌ２＝100ｍｍとなっており、前者長Ｌ１が後者長Ｌ２より３倍に形成される。この寸法比の極大性は、Ｌ１長がＬ２長より十分に大であるようにする。具体的には、Ｌ１：Ｌ２長の比を３：２位とすると、ハンドル９を大きく上下させてブレード４を大きく上方に回動させる必要があるため、作業者によるブレードの昇降操作に係る動作が大きくなり、作業者に負担がかかる。一方、Ｌ１：Ｌ２長の比を４：１位とすると、昇降アーム１０を上昇させた場合、ブレード４の上方部の雪Ｓの重みのうち、支点軸８より後方の支持フレーム１１側に過大な荷重がかかる。よって、昇降アーム１０を上方に上昇させてもブレード４が押出姿勢から排出姿勢に移行することができず、雪Ｓがブレード４から排出することができない。

次に図５に基づき、本実施の形態による作業機の各工程動作を説明する。

まず、作業面Ｇ上にブレード部３のスクレーバ６を接地させ、走行機２を前進させる。このとき、スクレーバ６は上部が前方を向くとともに下部が後傾である押出姿勢となっている。機体の前進にしたがい、ブレード４の内弯曲部内とその前方に雪Ｓが溜まっていく（図５（ａ））。

ブレード部３に一定量の雪Ｓが溜まったら、図示しない作業者がハンドル９を下方に押して昇降アーム１０を上昇させ、ブレード部３を上方に移動させる（図５（ｂ））。

ここで、昇降アーム１０を上昇させた直後のブレード部３についてみてみる。ブレード４の支点軸８と上端部４ｃとの間の距離Ｌ１は、支点軸８と下端部４ｅとの間の距離Ｌ２に対して十分に大であるため、上端部４ｃは前方に大きく移動する。このため、ブレード４の上部４ａにある雪Ｓが前方側に移動させられる。

またブレード４の下端部４ｅには、ブレード４に溜まった雪Ｓの重力により、支点軸８を中心にして下方移動のモーメントが働き、これによりブレード４が旋回する。なお、ブレード４の下端部４ｅには、スクレーバ６が設けられているため、作業面Ｇにスクレーバ６が接触すると旋回動作が規制される。

さらに昇降アーム１０を上昇させると、上端部４ｃは中央部４ｄより前方側に移動し、上部４ａが下方を向くとともに下部が起立した状態の排出姿勢となる（図５（ｃ））。この排出姿勢により、上部４ａにある雪Ｓは上部４ａより離れ下方に落下する（図５（ｃ））。

このとき、下部４ｂは略直線状に形成されているため、排出される雪Ｓは立設された状態のまま下方側に移動し、ブレード４より離脱する。

排出姿勢となったブレード部３をさらに上昇させると、下端部４ｅ及びスクレーバ６が作業面Ｇから離れるので、排出された雪Ｓの後方への突出はなく、排出に伴うスクレーバ６等による排出雪の削り落とし乃至散乱を防止する。これにより除雪作業が終了する。

次いで走行機体２を後進させる。するとブレード４は、走行機２側に付勢されているため、雪Ｓの重みから解放され、弾性体１９の力により図５（ｄ）に示す作業姿勢に復帰する。さらに除雪作業を続ける場合は、昇降アーム１０によりブレード４を図５（ａ）の元位置まで下降させ、作業する。

ここで上記した各工程とブレード４の動作を詳しくみる。
雪Ｓ等の押出し作業をするとき、ブレード部３の姿勢（押出姿勢）は、下端部４ｅに設けたスクレーバ６が作業面Ｇに接する状態となる（図５（ａ））。また雪Ｓ等の排出作業をするとき、ブレード部３の姿勢（排出姿勢）は、下部４ｂ即ち下端部４ｅからブレード部３の中央部４ｄまでが起立した状態となる（図５（ｃ））

図５（ａ）から図５（ｃ）への移行は、ブレード４を上昇させたとき、ブレード４に溜まった雪Ｓの重みにより、下端部４ｅが前傾し（図５（ｂ））、さらにブレード４を上昇させると、下方に移動した雪Ｓの重みにより、さらにブレード４が前方に旋回するため排出姿勢となる。つまり図５（ａ）から図５（ｃ）への移行は連続的になされる。

図５（ｃ）において、支点軸８は下端部４ｅの近傍に配置されているので、ブレード４が旋回され排出姿勢になると、下部４ｂが起立状態となり下端部４ｅが作業面Ｇに接する。これによりブレード４の旋回が制限されるため、下端部４ｅより後方に雪Ｓが排出されない。

この点を具体的に述べる。ブレード４をさらに上昇させた場合、上部４ａが円弧状に内弯曲され下部４ｂが直線状に形成されたブレード４の形状より、立設された状態でブレード４より抜け、雪Ｓが散乱することがない。よって雪Ｓは起立して排出された状態の形状を崩すことなく、排出されるのである。本実施例では、ブレード４に固設されたリブ７の下端部にストッパ２１が当接されるストッパ受け２０を設けてあるため、ストッパ２１がストッパ受け２０に当接されると排出姿勢となったブレード４のさらなる旋回動作が防止される。よってブレード４上部４ａの不測の旋回動作による排出雪Ｓの散乱が防止される。

除雪作業中は、下端部４ｅが作業面Ｇに接触しているため、ブレード４に雪Ｓの荷重がかかってもブレード４が旋回動作することがない。

本実施の形態によれば、Ｌ１長がＬ２長より十分に大であるため、上記各工程動作の連続化が可能であり、排出された雪Ｓが散乱せず、立設状態での除雪を可能とする。このように一連の工程を繰り返すことにより、連続作業をすることができるから、作業効率が向上する。

本願発明は上記実施の形態に制限されない。例えば、上記実施例は歩行型の作業機に適用する場合であるが、自走型の作業機にも適用可である。

また本願発明による作業機は、除雪だけでなく、土砂等排出姿勢が不定形な対象物にも適用可能である。

さらに支点軸８と上端部４ｃとの間の距離Ｌ１は支点軸８と下端部４ｅとの間の距離Ｌ２の２倍位であっても上記した効果を奏することができる。昇降アーム１０とハンドル９とは、上記実施例では一体の支持フレームから構成し、構成の簡易化、電源の小容量化、低コスト化、故障防止等を可能とした。しかし、両部材が別体であっても昇降アーム１０の昇降に対してブレード部３が旋回動作すればよい。具体的に述べると、自動走行あるいは遠隔操作にした場合、人為操作するハンドル９を不要とすることができる。また、昇降アーム１０をモータやシリンダ等で昇降駆動させる場合、ハンドル９の上下動が不要になる。

本願発明は除雪作業や土砂の排出作業に活用することができる。

１ 作業機
２ 走行機
３ ブレード部
４ ブレード
４ａ 上部
４ｂ 下部
４ｃ 上端部
４ｄ 中央部
４ｅ 下端部
５ 側板
６ スクレーバ
６ａ 前縁部
７ リブ
８ 支点軸
９ ハンドル
１０ 昇降アーム
１１ 支持フレーム
１２ 支持フレーム
１３ 走行部
１３ａ 駆動輪
１３ｂ 従動輪
１３ｃ クローラベルト
１４ モータ
１５ 機体フレーム
１６ バッテリ
１７ 昇降アーム支点軸
１９ 弾性体
２０ ストッパ受け
２１ ストッパ
Ｇ 作業面
Ｓ 雪

Claims (5)

1. 走行機に取り付けられ対象物の押出し作業及び排出作業をする作業部を設けた作業機であって、
   上記作業部は支点軸にて垂直方向に旋回可能に枢着された作業部本体からなり、
   該作業部本体は、下部が略直線状に形成されるとともに上部が反走行方向に内弯曲された円弧状に形成され、
   上記支点軸と作業部本体の上端部との間の距離L1が上記支点軸と作業部本体の下端部との間の距離L2より極大であることを特徴とする作業機。
2. 請求項１記載の作業機において、上記支点軸と上記作業部本体の上端部との間の距離L1が上記支点軸と上記作業部本体の下端部との間の距離L2の３倍であることを特徴とする作業機。
3. 請求項１又は請求項２記載の作業機において、上記作業部本体は上部が前方を向くとともに下部が後傾である押出姿勢から上部が下方を向くとともに下部が起立する排出姿勢に連続的に動作することを特徴とする作業機。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか記載の作業機において、上記作業部本体が上記走行機の機体側に付勢される弾性体を介して機体に連結されることを特徴とする作業機。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか記載の作業機において、上記作業部本体の下端部の近傍に上記作業部本体の排出姿勢時での旋回動作を規制するストッパが設けられることを特徴とする作業機。

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