JP4956008B2 - 作業機械 - Google Patents
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Description
Zバーリンクは、図15に示すように、ブーム10の略中央に回動可能に枢軸されたベルクランク11と、ベルクランク11の上端側および図示しない車体間を連結するチルトシリンダ(一点鎖線参照)と、ベルクランク11の下端側およびバケット20の背部を連結する連結リンク13とで構成されている。
また、土砂をダンプトラック等に積み込んだ後すぐに掘削作業に移れるよう、オペレータの手動操作なしにチルトシリンダを動作させて、バケット20の角度を地上位置における水平状態へと移動させるオートレベラと呼ばれる機能があるが、最高位置においてバケット20の下面21がその先端を下げる方向に大きく傾斜していると、ホイルローダの後退時にバケット20がダンプトラック等の荷台にあたり、ホイルローダが後退できなくなってしまう。
これらのことから、チルトシリンダを操作せずにバケット20を地上水平位置から最高位置までリフトした時のバケット20の下面21の角度は、出来る限り水平であるのが望ましい。
その他、Zバーリンクにフォークを組み合わせたホイルローダも知られている(例えば、特許文献2)。
また、特許文献2に記載のホイルローダは、フォークの代わりにバケットを装着し、バケットを最高位置までリフトさせると、水平面に対するバケットの下面先端の下がり角度が大きくなってしまうため、バケット内の土砂をダンプトラック等の荷台に積み込もうとしても、ブームの上昇に伴ってバケットが意図に反してダンプしてしまい、意図した高さでのダンプ積込作業ができないという問題がある。
中心線の角度αを73.2(deg)以下とすることにより、最高位置でのバケットの下面
先端の下がり角度ωを10(deg)以下とすることができるため、バケットをチルトしな
くても、積み込んだ土砂がバケットから脱落することがなく、バケットおよびフォーク双方を使用できる作業機械とすることができる。
また、フォークを装着した状態で、フォークにおけるブームとの枢軸位置を地上面から略1.5mの高さとしたときに、ベルクランクの下端がフォークの下端よりも上側に位置するため、作業時にダンプトラック等の積込用の車両と干渉せず、積込作業が効率的に行える。
さらに、チルトシリンダの構造体との枢軸位置がブームの構造体との枢軸位置よりも前方下側に設定されて、チルトシリンダの構造体との枢軸位置がベルクランクのチルトシリンダとの枢軸位置Wの軌跡の中心となるため、ブームの上昇に対するバケットの角度変化が小さくなり、かつバケットを最高位置にリフトさせてもほぼ水平を保つことができる。
図1は、本実施形態に係るホイルローダ(作業機械)1の全体を示す側面図、図2は、ホイルローダ1の作業機2を示す外観斜視図である。ここで、作業機2とは、図2から構造体16Aを除いた部分をいう。なお、各図において、背景技術で説明した構成部材については同一符号を付してある。
ホイルローダ1は、前後のタイヤ14,15で自走可能な車体16を有しているとともに、車体16の前方(図中の左側)にバケット20を含む作業機2を支持する構造体16Aと、バケット20駆動用のブーム10およびZバーリンク式のリンク機構とを備えている。
0(deg)<θ≦206.5(deg)・・・(1)
α≦73.2(deg)・・・(2)
まず、図3に示されるように、バケット20を最高位置Tまでリフトしたときに、バケット20内に積み込まれた土砂が滑り落ちては、ダンプトラック等の荷台に土砂を積み込むことができないので、この点について検討する。
図3において、バケット20を、チルトシリンダ12を伸縮させることなくブームシリンダ17のみにより、地上水平位置Eから最高位置Tまでリフトさせたときに、バケット20の下面21先端の水平面Hに対する下がり角度ωがどのようになるかについて検討する。
W・g・sinω+W・b・cosω=(W・g・cosω−W・b・sinω)×μ・・・(3)
しかし、粘土質等の摩擦係数の大きい土砂の場合、最大静止摩擦係数μは、通常よりも大きな0.2近傍の値を取るものと考えられる。また、土砂をトラックに積み込んで後退する場合には、トラックの荷台とバケット20との間にある程度の隙間を確保して後退するのが通常であり、さらに、荷切り作業時には、バケット20の下面21の角度が厳密に水平でなくとも作業目的を達することができる。
すなわち、バケット20の装着時には、図5(タイプA)および図9(タイプB)に示すように、最高位置Tでのバケット20の下面21が略水平となるため、土砂等がブーム10の上昇に伴ってバケット20から落ちることがなく、意図した高さでの積込作業ができる。
さらに、図8(タイプA)および図12(タイプB)に示すように、フォーク30の装着時における通常の積込高さ、すなわちフォーク30のブーム10との枢軸位置Uが地上面から略1.5mの高さにある場合、ベルクランク11の下端がフォーク30の下面31の下端よりも高さhだけ上側に位置する。従って、積荷の積込作業時に積込用の車両とベルクランク11の下端側とが干渉しずらい。
図13に示すグラフG2、G3によれば、いずれのタイプのホイルローダ1でも、最高位置Tでバケット20の下がり角度ωを10(deg)以下とするには、フォーク30取り付け時の角度αを73.2(deg)以下とすればよいことが判る。
そして、いずれのタイプにおいても、フォーク装着時には、フォーク30の下面31の先端部分の水平面Hに対する上がり角度ω’は、最高位置Tで10(deg)以下であった。
前記実施形態では、ホイルローダ1について本発明を適用していたが、これに限られず、いわゆるZバーリンクを備えた作業機械であれば本発明を適用することができる。
また、本発明における角度θおよび角度αは、前記実施形態に示されるものに限定されるものではなく、前記条件を満たす範囲で種々の組合せを採用することができる。
その他、本発明の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
Claims (3)
- 一端が作業機(2)を支持する構造体(16A)に取り付けられたブーム(10)と、
前記ブーム(10)の他端に交換自在に取り付けられたバケット(20)またはフォーク(30)と、
前記ブーム(10)の長手方向の途中に取り付けられたベルクランク(11)と、
一端が前記構造体(16A)に枢軸され、他端が前記ベルクランク(11)の一方の端部に取り付けられたチルトシリンダ(12)と、
前記ベルクランク(11)の他方の端部および前記バケット(20)または前記フォーク(30)を連結する連結リンク(13)とを備え、
前記ブーム(10)の他端に前記バケット(20)または前記フォーク(30)を取り付けて地上水平位置(E)とし、前記バケット(20)の下面(21)または前記フォーク(30)の下面(31)を地上面に置いたときに、
前記チルトシリンダ(12)は、前記ベルクランク(11)の上端部分に取り付けられており、
前記連結リンク(13)は、前記ベルクランク(11)の下端部分に連結されており、
前記ベルクランク(11)における、前記ブーム(10)との枢軸位置(Y)および前記連結リンク(13)との枢軸位置(X)を結ぶ第1線分(L1)と、
前記ベルクランク(11)における、前記ブーム(10)との枢軸位置(Y)および前記チルトシリンダ(12)との枢軸位置(W)を結ぶ第2線分(L2)とのなす角度θが、前記バケット(20)側または前記フォーク側で、
180.0(deg)<θ≦206.5(deg)であり、
前記第2線分(L2)と、前記ベルクランク(11)における前記チルトシリンダ(12)との枢軸位置(W)および前記チルトシリンダ(12)の前記構造体(16A)に対する枢軸位置(Z)を結ぶ線分(L3)とのなす角の鋭角側の角度αが、
58.5≦α≦73.2(deg)であり、
前記チルトシリンダの前記構造体に対する枢軸位置および前記ブームの前記構造体に対する枢軸位置を結ぶ線分は、水平面との間でなす角度βが、前記バケット側または前記フォーク側で45(deg)であり、
前記ブーム(10)の他端に前記フォーク(30)を取り付けて、前記フォーク(30)における前記ブーム(10)との枢軸位置(U)を地上面から略1.5mの高さとしたときに、前記ベルクランク(11)の下端が前記フォーク(30)の下端よりも上側に位置する
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1に記載の作業機械(1)において、
前記バケット(20)を最高位置(T)としたときに、水平面(H)に対する前記バケット(20)の下面(21)先端の下がり角度ωが、
ω≦10(deg)
であることを特徴とする作業機械。 - 請求項1または請求項2に記載の作業機械(1)において、
前記フォーク(30)を地上水平位置(E)とし、前記フォーク(30)の下面(31)を地上面に置いた状態から前記フォーク(30)をフルチルトさせたときに、前記ベルクランク(11)全体が、前記フォーク(30)の起立部における積荷側の面(32)からの上方向の延長線よりも前記構造体(16A)側に位置する
ことを特徴とする作業機械。
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