JP7110008B2 - working machine - Google Patents
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Description
本発明は、作業機械に関する。 The present invention relates to work machines.
作業機械の一種として、ホイールローダが知られている。ホイールローダは、ブームとバケットとを有する。ホイールローダは、バケットで掘削対象を掘削し、掘削した掘削物を運搬車両の荷台に積み込む。 A wheel loader is known as one type of working machine. A wheel loader has a boom and a bucket. A wheel loader excavates an object to be excavated with a bucket and loads the excavated material onto the platform of a transport vehicle.
バケットで掘削対象を掘削するとき、ホイールローダは、バケットを地面に近付けた状態で掘削対象に向かって前進して、バケットを地面と掘削対象との境界の近傍に挿入する。バケットですくった掘削物を運搬車両の荷台に積み込むとき、ホイールローダは、掘削対象から離れるように後進した後、運搬車両に向かって前進しながらブームを上昇させる。ブームの上昇によりバケットを荷台よりも高い位置に配置した後、ホイールローダは、バケットをダンプ動作させてバケットから荷台に掘削物を排出する。このように、掘削対象を掘削する掘削作業においては、バケットは地面に近い低い位置に位置付けられ、掘削物を荷台に積み込む積込作業においては、バケットは荷台よりも高い位置に位置付けられる。そのため、ホイールローダは、掘削作業と積込作業との間においてバケットを上下方向に大きく移動させる必要がある。バケットを上下方向に大きく移動する必要がある場合、大きい動力が必要になるため、ホイールローダの燃料消費量が増大する可能性がある。また、ホイールローダを前進又は後進させながらバケットを上下方向に大きく移動する必要がある場合、バケットの移動距離及び移動時間が長くなるため、ホイールローダの作業時間が長くなる。 When excavating an object to be excavated with a bucket, the wheel loader advances toward the object to be excavated while keeping the bucket close to the ground, and inserts the bucket near the boundary between the ground and the object to be excavated. When the excavated material scooped up by the bucket is loaded onto the bed of the transport vehicle, the wheel loader moves backward away from the object to be excavated and then moves forward toward the transport vehicle while raising the boom. After placing the bucket at a position higher than the bed by raising the boom, the wheel loader dumps the bucket to discharge the excavated material from the bucket to the bed. Thus, in excavation work for excavating an excavation target, the bucket is positioned at a low position close to the ground, and in loading work for loading the excavated material onto the bed, the bucket is positioned at a position higher than the bed. Therefore, the wheel loader needs to move the bucket significantly in the vertical direction between the excavation work and the loading work. When the bucket needs to be moved significantly in the vertical direction, a large amount of power is required, which may increase the fuel consumption of the wheel loader. In addition, when it is necessary to move the bucket significantly in the vertical direction while the wheel loader is moving forward or backward, the movement distance and the movement time of the bucket become long, so the working time of the wheel loader becomes long.
本発明の態様は、燃料消費量を削減し、作業時間を短縮することを目的とする。 Aspects of the present invention aim to reduce fuel consumption and shorten working time.
本発明の態様に従えば、車輪に支持される車体と、前記車体に対して駆動可能なブームと、前記ブーム対して駆動可能なアームと、開口部を有し、前記開口部が前方を向くように前記アームに対して駆動可能なバケットと、前記ブームを駆動するブームアクチュエータと、前記アームを駆動するアームアクチュエータと、前記バケットを駆動するバケットアクチュエータと、を備える作業機械が提供される。 According to an aspect of the present invention, the vehicle includes a vehicle body supported by wheels, a boom drivable with respect to the vehicle body, an arm drivable with respect to the boom, and an opening, the opening facing forward. A work machine is provided that includes a bucket drivable with respect to the arm, a boom actuator that drives the boom, an arm actuator that drives the arm, and a bucket actuator that drives the bucket.
本発明の態様によれば、燃料消費量を削減し、作業時間を短縮することができる。 According to aspects of the present invention, fuel consumption can be reduced and working time can be shortened.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The constituent elements of the embodiments described below can be combined as appropriate. Also, some components may not be used.
［作業機械］
図１は、本実施形態に係る作業機械１を模式的に示す側面図である。図２は、本実施形態に係る作業機械１を模式的に示す平面図である。本実施形態において、作業機械１は、ホイールローダである。作業機械１は、バケット１３ですくった掘削物を運搬車両の荷台に積み込む。
[Working machine]
FIG. 1 is a side view schematically showing a
図１及び図２に示すように、作業機械１は、車輪４に支持される車体２と、車体２を支持して走行する走行装置３と、車体２に支持される作業機１０とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
車体２は、前部車体２Ｆと、後部車体２Ｒと、前部車体２Ｆと後部車体２Ｒとを屈曲可能に連結する関節機構９とを有する。後部車体２Ｒに運転室６が設けられる。運転室６に運転シート７及び操作装置８が設けられる。作業機械１の操作者は、運転シート７に着座した状態で操作装置８を操作する。なお、運転室６に運転シート７及び操作装置８の一方又は両方が設けられなくてもよい。
The
走行装置３は、車体２を支持する。走行装置３は、関節機構９と、車輪４とを含む。関節機構９は、ステアリングシリンダを含む。関節機構９の一端部は、前部車体２Ｆに連結され、関節機構９の他端部は、後部車体２Ｒに連結される。ステアリングシリンダが伸縮することによって、車体２が屈曲する。車体２が屈曲することによって、作業機械１が旋回する。車輪４は、車体２に搭載されている図示しないエンジンが発生する動力により回転する。車輪４は、前部車体２Ｆを支持する２つの前輪４Ｆと、後部車体２Ｒを支持する２つの後輪４Ｒとを含む。車輪４にタイヤ５が装着される。タイヤ５は、前輪４Ｆに装着される前タイヤ５Ｆと、後輪４Ｒに装着される後タイヤ５Ｒとを含む。車輪４が回転することによって、作業機械１は地面ＲＳを走行する。
The
以下の説明においては、上下方向、前後方向、及び車幅方向という用語を用いて各部の位置関係について説明する。上下方向とは、地面ＲＳと接触するタイヤ５の接地面と直交する方向をいう。前後方向とは、車輪４の回転軸及び上下方向と直交する方向をいう。車幅方向とは、車輪４の回転軸と平行な方向をいう。車幅方向は、車体２の幅方向を示し、左右方向と同義である。
In the following description, the terms vertical direction, front-rear direction, and vehicle width direction are used to describe the positional relationship of each part. The vertical direction refers to a direction perpendicular to the contact surface of the
上方とは、上下方向においてタイヤ５の接地面から離れる方向をいい、下方とは、上下方向において上方の反対方向をいう。前方とは、車輪４から作業機１０に向かう方向をいい、後方とは、前後方向において前方の反対方向をいう。左方とは、前方を向いて運転シート７に着座した操作者を基準として左側の方向をいい、右方とは左右方向において左方の反対方向をいう。
"Upward" refers to the direction away from the ground surface of the
操作装置８は、図示しないアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングレバー又はステアリングホイール、前後進切換スイッチ、及び作業機操作レバーを含む。 The operating device 8 includes an accelerator pedal, a brake pedal, a steering lever or steering wheel, a forward/reverse switching switch, and a working machine operating lever (not shown).
操作者は、操作装置８のアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングレバー、及び前後進切換スイッチを操作して、走行装置３の駆動、制動、旋回、及び前後進の切り換えを実施することができる。操作装置８のアクセルペダル及びブレーキペダルが操作されることにより、走行装置３は、駆動、制動、及び走行速度の調整を実施する。操作装置８のステアリングレバー又はステアリングホイールが操作されることにより、作業機械１は、旋回する。前後進切換レバーが操作されることにより、作業機械１は、前進と後進との切り換えを実施する。
The operator can operate the accelerator pedal, the brake pedal, the steering lever, and the forward/reverse switch of the operating device 8 to drive, brake, turn, and switch the
作業機１０は、車体２に支持される。作業機１０は、車体２に連結されるブーム１１と、ブーム１１に連結されるアーム１２と、開口部１３Ｍを有し、開口部１３Ｍが前方を向くようにアーム１２に連結されるバケット１３とを有する。
ブーム１１は、前部車体２Ｆに回転可能に連結され、前部車体２Ｆに対して駆動可能である。ブーム１１は、ブーム回転軸ＡＸａを中心に回転可能である。ブーム回転軸ＡＸａは、車幅方向に延在する。ブーム１１は、基端部と先端部とを有する。ブーム１１の基端部が前部車体２Ｆに連結される。ブーム１１の先端部にアーム１２が連結される。
The
アーム１２は、ブーム１１に回転可能に連結され、ブーム１１に対して駆動可能である。アーム１２は、アーム回転軸ＡＸｂを中心に回転可能である。アーム回転軸ＡＸｂは、ブーム回転軸ＡＸａと平行である。アーム１２は、基端部と先端部とを有する。アーム１２の基端部がブーム１１の先端部に連結される。アーム１２の先端部にバケット１３が連結される。
バケット１３は、アーム１２に回転可能に連結され、アーム１２に対して駆動可能である。バケット１３は、バケット回転軸ＡＸｃを中心に回転可能である。バケット回転軸ＡＸｃは、ブーム回転軸ＡＸａ及びアーム回転軸ＡＸｂと平行である。バケット１３は、開口部１３Ｍ及び刃先を含む先端部１３Ｂを有する。バケット１３は、掘削物をすくい取る。作業機械１は、バケット１３ですくった掘削物を運搬車両の荷台に排出する。バケット１３から排出された掘削物は、荷台に積み込まれる。
バケット１３は、開口部１３Ｍが前方を向くようにアーム１２に連結される。ブーム１１及びアーム１２が下降し、バケット１３が地面ＲＳに接触している状態で、バケット１３の開口部１３Ｍは、前方を向く。掘削物は、開口部１３Ｍを介してバケット１３の内側に入り、バケット１３に保持される。バケット１３に保持されている掘削物は、開口部１３Ｍを介してバケット１３から排出される。作業機１０は、フロントローディング方式の作業機である。
図２に示すように、ブーム１１は、車体２の車幅方向の中心に対して左側に配置される第１ブーム１１Ａと、右側に配置される第２ブーム１１Ｂとを含む。アーム１２は、車体２の車幅方向の中心に対して左側に配置される第１アーム１２Ａと、右側に配置される第２アーム１２Ｂとを含む。第１アーム１２Ａは、第１ブーム１１Ａに連結される。第２アーム１２Ｂは、第２ブーム１１Ｂに連結される。第１ブーム１１Ａと第２ブーム１１Ｂとは、ブーム連結部材１４を介して連結される。ブーム連結部材１４は、第１ブーム１１Ａの長手方向の中央部と第２ブーム１１Ｂの長手方向の中央部とを連結する。第１アーム１２Ａと第２アーム１２Ｂとは、アーム連結部材１５を介して連結される。アーム連結部材１５は、第１アーム１２Ａの長手方向の中央部と第２アーム１２Ｂの長手方向の中央部とを連結する。
As shown in FIG. 2, the
第１ブーム１１Ａ及び第２ブーム１１Ｂのそれぞれは、ブーム回転軸ＡＸａを中心に回転可能である。第１アーム１２Ａ及び第２アーム１２Ｂのそれぞれは、アーム回転軸ＡＸｂを中心に回転可能である。
Each of the
車体２の車幅方向において、バケット１３の寸法は、車体２の寸法よりも大きい。車幅方向において、車体２の中心とバケット１３の中心とは一致する。車幅方向において、運転室６に配置されている運転シート７は、第１ブーム１１Ａと第２ブーム１１Ｂとの間、及び第１アーム１２Ａと第２アーム１２Ｂとの間に配置される。
The dimension of the
図３は、本実施形態に係る作業機械１を模式的に示す図である。図３に示すように、作業機械１は、ブーム１１を駆動するブームアクチュエータであるブームシリンダ２１と、アーム１２を駆動するアームアクチュエータであるアームシリンダ２２と、バケット１３を駆動するバケットアクチュエータであるバケットシリンダ２３とを有する。ブームシリンダ２１、アームシリンダ２２、及びバケットシリンダ２３のそれぞれは、車体２に搭載されている油圧ポンプから供給される作動油に基づいて動力を発生する油圧シリンダである。油圧ポンプは、車体２に搭載されているエンジンが発生する動力により駆動する。エンジンは、ディーゼルエンジンであり、燃料が供給されることにより駆動する。なお、油圧ポンプの駆動源は、エンジンでなくてもよく、蓄電体及びモータを含む電気駆動源でもよい。油圧ポンプの駆動源として、エンジン及び電気駆動源の両方が利用されてもよい。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the working
ブームシリンダ２１は、ブーム１１を駆動する動力を発生する。ブームシリンダ２１の一端部は、前部車体２Ｆに連結される。ブームシリンダ２１の他端部は、ブーム１１に連結される。ブームシリンダ２１が伸縮することにより、ブーム１１は、ブーム回転軸ＡＸａを中心に回転する。ブームシリンダ２１が伸びると、ブーム１１が上げ動作し、ブームシリンダ２１が縮むと、ブーム１１が下げ動作する。
The
アームシリンダ２２は、アーム１２を駆動する動力を発生する。アームシリンダ２２の一端部は、ブーム１１に連結される。アームシリンダ２２の他端部は、アーム１２に連結される。アームシリンダ２２が伸縮することにより、アーム１２は、アーム回転軸ＡＸｂを中心に回転する。アームシリンダ２２が伸びると、アーム１２が上げ動作し、アームシリンダ２２が縮むと、アーム１２が下げ動作する。
バケットシリンダ２３は、バケット１３を駆動する動力を発生する。バケットシリンダ２３の一端部は、アーム１２に連結される。バケットシリンダ２３の他端部は、バケット１３に連結される。バケットシリンダ２３が伸縮することにより、バケット１３は、バケット回転軸ＡＸｃを中心に回転する。バケットシリンダ２３が伸びると、バケット１３がダンプ動作し、バケットシリンダ２３が縮むと、バケット１３がチルト動作する。
バケット１３のダンプ動作とは、バケット１３の開口部１３Ｍが下方を向き先端部１３Ｂが地面に近付くようにバケット１３が回転する動作をいう。バケット１３のチルト動作とは、開口部１３Ｍが上方を向き先端部１３Ｂが地面から離れるようにバケット１３が回転する動作をいう。バケット１３がダンプ動作することにより、バケット１３に保持されている掘削物がバケット１３から排出される。バケット１３がチルト動作することにより、バケット１３は掘削物をすくい取る。
The dump operation of the
なお、アームシリンダ２２及びバケットシリンダ２３の一方又は両方が、車体２に対して駆動可能でもよい。
One or both of the
操作者は、操作装置８の作業機操作レバーを操作して、ブームシリンダ２１の作動、アームシリンダ２２の作動、及びバケットシリンダ２３の作動を実施することができる。
An operator can operate the work machine control lever of the operating device 8 to operate the
図４は、本実施形態に係る作業機１０の一部を模式的に示す図である。図４は、アーム１２とバケット１３とバケットシリンダ２３とを連結する連結機構３０を示す。連結機構３０は、４つの回転軸（節）が環状に構成される４節リンク機構を含む。連結機構３０は、４つの回転軸に対応する第１の回転軸を含むバケットピン３３Ａと、第２の回転軸を含む第１リンクピン３３Ｂと、第３の回転軸を含む第２リンクピン３３Ｃと、第４の回転軸を含むバケットシリンダトップピン３３Ｄとを有する。連結機構３０の４つの回転軸のそれぞれは、車幅方向に延在する。アーム１２とバケット１３とバケットシリンダ２３とは、４節リンク機構を介して連結される。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a part of the working
バケット１３の後部にブラケット３４が固定される。アーム１２の先端部とブラケット３４とがバケットピン３３Ａにより連結される。バケットピン３３Ａは、バケット回転軸ＡＸｃを含む。
A
連結機構３０は、第１リンクピン３３Ｂを介してアーム１２に回転可能に連結されるリンク部材３１を有する。リンク部材３１の基端部が第１リンクピン３３Ｂを介してアーム１２に連結される。リンク部材３１の先端部が第２リンクピン３３Ｃを介してバケットシリンダ２３に連結される。バケットシリンダ２３の先端部が、バケットシリンダトップピン３３Ｄを介してブラケット３４に連結される。
The connecting
バケットシリンダ２３が伸縮すると、ブラケット３４及びバケット１３は、バケット回転軸ＡＸｃを中心に回転する。
When the
図５は、本実施形態に係る作業機１０の一部を模式的に示す図であって、連結機構３０の他の実施形態を示す。図５に示す例において、連結機構３０は、第１の回転軸を含むバケットピン３３Ｅと、第２の回転軸を含む第１リンクピン３３Ｆと、第３の回転軸を含む第２リンクピン３３Ｇと、第４の回転軸を含む第３リンクピン３３Ｈとを有する。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a part of the working
また、連結機構３０は、第１リンクピン３３Ｆを介してアーム１２に回転可能に連結されるリンク部材３１と、第２リンクピン３３Ｇを介してリンク部材３１の先端部に連結され、第３リンクピン３３Ｈを介してブラケット３４に連結されるリンク部材３２と有する。バケットシリンダ２３の先端部は、バケットピン３３Ｅ又はバケットピン３３Ｅの近傍のバケット１３に連結される。リンク部材３１の中間部がリンクピン３３Ｉを介してバケットシリンダ２３に連結される。図５に示す例においても、バケットシリンダ２３が伸縮すると、ブラケット３４及びバケット１３は、バケット回転軸ＡＸｃを中心に回転する。
Further, the connecting
［動作］
次に、本実施形態に係る作業機械１の動作について説明する。作業機械１は、掘削対象ＤＳをバケット１３で掘削する掘削作業と、掘削作業によりバケット１３ですくった掘削物を運搬車両ＬＳの荷台ＢＥに積み込む積込作業とを実施する。掘削対象ＤＳとして、地山が例示される。掘削物として、土砂が例示される。運搬車両ＬＳとして、ダンプトラックが例示される。
[motion]
Next, the operation of the working
作業機械１の動作形態として、「Ｖシェープ」、「移動無し掘削」、及び「掻き上げ掘削」が挙げられる。
The operation modes of the
「Ｖシェープ」とは、作業機械１を前進又は後進させながらバケット１３を上下方向に移動して掘削作業及び積込作業を行うことをいう。すなわち、「Ｖシェープ」とは、車輪４を回転させながら掘削作業及び積込作業を行うことをいう。
“V-shape” means that the
「移動無し掘削」とは、作業機械１の走行装置３を移動させることなくバケット１３を上下方向に移動して掘削作業及び積込作業を行うことをいう。すなわち、「移動無し掘削」とは、車輪４を回転させずに掘削作業及び積込作業を行うことをいう。
“Excavation without movement” means that the excavation work and the loading work are performed by vertically moving the
「掻き上げ掘削」とは、バケット１３の先端部１３Ｂを地面ＲＳに近付けた状態でバケット１３を掘削対象ＤＳに挿入した後、ブーム１１及びアーム１２を上げ動作して掘削対象ＤＳをバケット１３で掻き上げることをいう。
"Rake-up excavation" means that after the
図６は、本実施形態に係る作業機械１の動作を示す模式図であり、「Ｖシェープ」を示す図である。「Ｖシェープ」の動作形態で掘削対象ＤＳを掘削するとき、作業機械１は、図６の矢印Ｍ１で示すように、掘削対象ＤＳに向かって前進する。作業機械１は、バケット１３で掘削対象ＤＳを掘削する。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the operation of the working
掘削対象ＤＳがバケット１３により掘削され、バケット１３が掘削物をすくった後、作業機械１は、図６の矢印Ｍ２で示すように、掘削対象ＤＳから離れるように後進する。
After the excavation target DS is excavated by the
バケット１３ですくった掘削物を運搬車両に積み込むとき、作業機械１は、図６の矢印Ｍ３で示すように、旋回しながら運搬車両ＬＳに向かって前進する。作業機械１は、運搬車両ＬＳに向かって前進しながらバケット１３を上昇させる。作業機械１は、運搬車両ＬＳに向かって前進しながらブーム１１及びアーム１２の少なくとも一方を上げ動作させる。ブーム１１及びアーム１２の少なくとも一方の上げ動作により、バケット１３は、運搬車両ＬＳの荷台ＢＥよりも高い位置に配置される。
When the excavated material scooped up by the
ブーム１１及びアーム１２の少なくとも一方の上げ動作によりバケット１３を運搬車両ＬＳの荷台ＢＥよりも高い位置に配置した後、作業機械１は、バケット１３をダンプ動作させてバケット１３から荷台ＢＥに掘削物を排出する。これにより、掘削物が荷台ＢＥに積み込まれる。
After placing the
バケット１３から掘削物を排出した後、作業機械１は、図６の矢印Ｍ４で示すように、運搬車両ＬＳから離れるように後進する。作業機械１は、後進した後、図６の矢印Ｍ１で示すように、掘削対象ＤＳに向かって前進する。作業機械１は、荷台ＢＥに掘削物が満載されるまで、上述の動作を繰り返す。上述の一連の動作を「Ｖシェープ」という。
After discharging the excavated material from the
図７は、本実施形態に係る作業機械１の掘削作業を示す模式図であり、「Ｖシェープ」における掘削作業を示す図である。「Ｖシェープ」の動作形態においてバケット１３で掘削対象ＤＳを掘削するとき、作業機械１は、ステアリングシリンダの操作による車体２の屈曲動作を適宜含みながら掘削対象ＤＳに向かって前進する。作業機械１は、バケット１３を地面ＲＳから離した状態で掘削対象ＤＳに向かって前進することができる。図７に示す例において、作業機械１は、地面ＲＳから距離Ｈａだけ上方に離れた位置にバケット１３を位置付けた状態で、掘削対象ＤＳに向かって前進する。「Ｖシェープ」の動作形態において、作業機械１は、掘削対象ＣＳに向かって前進しながらブーム１１及びアーム１２の少なくとも一方を上げ動作し、ブーム１１及びアーム１２の少なくとも一方の上げ動作と並行して、バケット１３をチルト動作させる。作業機械１は、地面ＲＳから距離Ｈａだけ上方に離れた掘削対象ＤＳの斜面の部位ＰＨにバケット１３を挿入することができる。距離Ｈａは、例えばタイヤ５の接地面と車輪４の回転軸との距離よりも長くてもよい。距離Ｈａは、例えばタイヤ５の直径よりも長くてもよい。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the excavation work of the
図８は、本実施形態に係る作業機械１の積込作業を示す模式図であり、「Ｖシェープ」における積込作業を示す図である。「Ｖシェープ」の動作形態でバケット１３ですくった掘削物を運搬車両ＬＳの荷台ＢＥに積み込むとき、作業機械１は、運搬車両ＬＳに向かって前進しながらブーム１１及びアーム１２の少なくとも一方を上げ動作させる。ブーム１１及びアーム１２の少なくとも一方の上げ動作によりバケット１３を荷台ＢＥよりも高い位置に配置した後、作業機械１は、バケット１３をダンプ動作させてバケット１３から荷台ＢＥに掘削物を排出する。図８に示す例において、作業機械１は、地面ＲＳから距離Ｈａと距離Ｈｂとの和だけ上方に離れた位置にバケット１３を上昇させることにより、バケット１３をベッセルＢＥの上方に位置付けることができる。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the loading operation of the working
このように、掘削対象ＤＳを掘削する掘削作業においては、バケット１３は地面ＲＳから距離Ｈａだけ離れた位置に位置付けられ、掘削物を荷台ＢＥに積み込む積込作業においては、バケット１３は荷台ＢＥよりも高い位置に位置付けられる。本実施形態において、作業機械１は、掘削作業と積込作業との間においてバケット１３を上下方向に距離Ｈｂだけ移動させればよい。バケット１３を上下方向に大きく移動する必要がないため、作業機械１に搭載されているエンジン及び油圧ポンプは、過大な動力を出力しなくてすむ。そのため、作業機械１のエンジンの燃料消費量は削減される。また、バケット１３を上下方向に大きく移動する必要がないため、上下方向のバケット１３の移動距離及び移動時間は短くなる。そのため、作業機械１の作業時間が長くなることが抑制される。また、図６の矢印Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４で示しように、掘削作業及び積込作業において作業機械１が地面ＲＳを移動するときの移動距離が短縮される。作業機械１は、地面ＲＳの小さい領域において前進と後進とを繰り返しながら掘削作業と積込作業とを実施することができる。
Thus, in the excavation work of excavating the excavation target DS, the
なお、図７及び図８を参照しながら「Ｖシェープ」における掘削作業及び積込作業について説明した。上述の「移動無し掘削」の掘削作業においては、作業機械１は、車輪４を回転させずにバケット１３を地面ＲＳから距離Ｈａだけ離れた位置に位置付ける。「移動無し掘削」の積込作業においては、作業機械１は、車輪４を回転させずにバケット１３を荷台ＢＥよりも高い位置位置付ける。これにより、「移動無し掘削」においても、作業機械１のエンジンの燃料消費量は削減され、上下方向のバケット１３の移動距離及び移動時間は短くなる。
The excavation work and the loading work in the "V shape" have been described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. In the excavation work of the above-described “excavation without movement”, the
上述の「掻き上げ掘削」においては、図７に点線で示すように、作業機械１は、ブーム１１及びアーム１２を下降して、バケット１３の先端部１３Ｂを地面ＲＳに近付けた状態でバケット１３を掘削対象ＤＳに挿入した後、ブーム１１及びアーム１２を上げ動作してバケット１３を作業機械１の上方まで上昇させる。これにより、掘削対象ＤＳはバケット１３で掻き上げられる。
In the above-described "rake-up excavation", as indicated by the dotted line in FIG. into the excavation target DS, the
［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、作業機１０がブーム１１とアーム１２とバケット１３とを有するので、掘削作業において、作業機械１は、バケット１３を地面ＲＳから離した状態で掘削対象ＤＳを掘削することができる。これにより、積込作業において、作業機械１は、バケット１３を距離Ｈｂだけ上昇させればよい。掘削作業と積込作業との間において、作業機械１は、バケット１３を上下方向に大きく移動させる必要がないので、作業機械１の燃料消費量は削減され、作業機械１の作業時間は短縮される。
[effect]
As described above, according to the present embodiment, the
既存のホイールローダはアームを有しないので、バケットで掘削対象を掘削するとき、ホイールローダは、バケットを地面ＲＳに近付けた状態で掘削対象ＤＳに向かって前進して、バケット１３を地面ＲＳと掘削対象ＤＳとの境界ＰＬ（図７参照）の近傍に挿入する必要がある。この場合、バケットですくった掘削物を運搬車両ＬＳの荷台ＢＥに積み込むとき、ホイールローダは、ブームを距離Ｈａと距離Ｈｂとの和だけ上昇させる必要がある。すなわち、既存のホイールローダは、掘削作業と積込作業との間においてバケットを上下方向に大きく移動させる必要がある。バケットを上下方向に大きく移動する必要がある場合、大きい動力が必要になるため、ホイールローダの燃料消費量が増大する可能性がある。また、バケットを上下方向に大きく移動する必要がある場合、バケットの移動時間が長くなるため、ホイールローダの作業時間が長くなる可能性がある。
Since the existing wheel loader does not have an arm, when excavating an object to be excavated with a bucket, the wheel loader advances toward the object to be excavated DS while keeping the bucket close to the ground RS, and excavates the
本実施形態によれば、作業機械１は、アーム１２を有するので、掘削作業において、地面ＲＳから距離Ｈａだけ上方に離れた位置にバケット１３を位置付けることができる。これにより、積込作業において、作業機械１は、バケット１３を距離Ｈｂだけ上昇させればよいので、バケット１３を上下方向に大きく移動させる必要がなくなる。したがって、作業機械１の燃料消費量を削減でき、作業時間を短期化することができる。
According to this embodiment, since the
本実施形態において、作業機械１は、前部車体２Ｆと後部車体２Ｒとが関節機構９を介して連結されたアーティキュレート方式の作業機械である。そのため、図６に示したように、地面ＲＳの小さい領域において前進と後進とを繰り返しながら掘削作業と積込作業とを実施することができる。
In this embodiment, the working
本実施形態において、ブーム１１は、第１ブーム１１Ａと第２ブーム１１Ｂとを含み、アーム１２は、第１アーム１２Ａと第２アーム１２Ｂとを含む。これにより、第１ブーム１１Ａと第２ブーム１１Ｂとの間、及び第１アーム１２Ａと第２アーム１２Ｂとの間に空間が形成される。そのため、運転シート７に着座した操作者は、空間を介して、バケット１３を視認したり、掘削対象ＤＳ及び運搬車両ＬＳを視認したりすることができる。したがって、操作者は、掘削作業及び積込作業を円滑に実施することができる。
In this embodiment, the
本実施形態においては、車幅方向において、バケット１３の寸法は、車体２の寸法よりも大きい。したがって、バケット１３は、１回の掘削作業において多量の掘削物をすくうことができる。そのため、作業機械１の作業効率は向上する。
In this embodiment, the dimension of the
［他の実施形態］
なお、上述の実施形態においては、操作者が操作装置８を操作することにより、作業機械１が作動することとした。作業機械１に操作者が搭乗しなくてもよい。作業機械１は遠隔操作されてもよいし、制御装置により自律的に作動してもよい。
[Other embodiments]
It should be noted that in the above-described embodiment, the
上述の実施形態においては、ブームアクチュエータ、アームアクチュエータ、及びバケットアクチュエータのそれぞれが、油圧シリンダであるブームシリンダ２１、アームシリンダ２２、及びバケットシリンダ２３であることとした。ブームアクチュエータ、アームアクチュエータ、及びバケットアクチュエータの少なくとも一つは、油圧シリンダでなくてもよく、モータやギアを含んでもよい。
In the above-described embodiment, the boom actuator, the arm actuator, and the bucket actuator are the
１…作業機械、２…車体、２Ｆ…前部車体、２Ｒ…後部車体、３…走行装置、４…車輪、４Ｆ…前輪、４Ｒ…後輪、５…タイヤ、５Ｆ…前タイヤ、５Ｒ…後タイヤ、６…運転室、７…運転シート、８…操作装置、９…関節機構、１０…作業機、１１…ブーム、１１Ａ…第１ブーム、１１Ｂ…第２ブーム、１２…アーム、１２Ａ…第１アーム、１２Ｂ…第２アーム、１３…バケット、１３Ｂ…先端部、１３Ｍ…開口部、１４…ブーム連結部材、１５…アーム連結部材、２１…ブームシリンダ、２２…アームシリンダ、２３…バケットシリンダ、３０…連結機構、３１…リンク部材、３２…リンク部材、３３Ａ…バケットピン、３３Ｂ…第１リンクピン、３３Ｃ…第２リンクピン、３３Ｄ…バケットシリンダトップピン、３３Ｅ…バケットピン、３３Ｆ…第１リンクピン、３３Ｇ…第２リンクピン、３３Ｈ…第３リンクピン、３３Ｉ…リンクピン、３４…ブラケット、ＡＸａ…ブーム回転軸、ＡＸｂ…アーム回転軸、ＡＸｃ…バケット回転軸、ＢＥ…荷台、ＤＳ…掘削対象、ＬＳ…運搬車両、ＰＨ…部位、ＰＬ…境界、ＲＳ…地面。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記車体に対して回転可能に連結され、前記車体に対して駆動可能なブームと、
前記ブームに回転可能に連結され、前記ブーム対して駆動可能なアームと、
開口部を有し、前記アームに回転可能に連結され、前記開口部が前方を向くように前記アームに対して駆動可能なバケットと、
前記車体及び前記ブームのそれぞれに連結され、前記ブームを駆動するブームアクチュエータと、
前記ブーム及び前記アームのそれぞれに回転可能に連結され、前記アームを駆動するアームアクチュエータと、
前記アーム及び前記バケットのそれぞれに回転可能に連結され、前記バケットを駆動するバケットアクチュエータと、を備え、
前記アームと前記バケットと前記バケットアクチュエータとは、４節リンク機構を介して連結され、
前記４節リンク機構は、
前記バケットに固定され、バケットピンを介して前記アームの先端部に回転可能に連結され、バケットシリンダトップピンを介して前記バケットアクチュエータの先端部に回転可能に連結されるブラケットと、
第１リンクピンを介して前記アームに回転可能に連結される基端部と、第２リンクピンを介して前記バケットアクチュエータに回転可能に連結される先端部とを有するリンク部材と、を有する、
作業機械。 a vehicle body supported by wheels;
a boom rotatably connected to the vehicle body and drivable relative to the vehicle body;
an arm rotatably coupled to the boom and drivable relative to the boom;
a bucket having an opening , rotatably coupled to the arm and drivable relative to the arm such that the opening faces forward;
a boom actuator connected to each of the vehicle body and the boom and driving the boom;
an arm actuator rotatably coupled to each of the boom and the arm to drive the arm;
a bucket actuator rotatably coupled to each of the arm and the bucket and driving the bucket ;
the arm, the bucket, and the bucket actuator are connected via a four-bar link mechanism,
The four-bar link mechanism is
a bracket fixed to the bucket, rotatably connected to the tip of the arm via a bucket pin, and rotatably connected to the tip of the bucket actuator via a bucket cylinder top pin;
a link member having a proximal end rotatably connected to the arm via a first link pin and a distal end rotatably connected to the bucket actuator via a second link pin;
working machine.
前記車体は、前記後輪に支持される後部車体と、関節機構を介して前記後部車体に連結され前記前輪に支持される前部車体とを含む、
請求項１に記載の作業機械。 The wheels include rear wheels and front wheels,
The vehicle body includes a rear vehicle body supported by the rear wheels, and a front vehicle body connected to the rear vehicle body via a joint mechanism and supported by the front wheels,
A work machine according to claim 1.
請求項１又は請求項２に記載の作業機械。 In the vehicle width direction of the vehicle body, the dimensions of the bucket are larger than the dimensions of the vehicle body,
A working machine according to claim 1 or claim 2.
前記アームは、前記第１ブームに連結される第１アームと、前記第２ブームに連結される第２アームとを含む、
請求項３に記載の作業機械。 The boom includes a first boom arranged on one side with respect to the center of the vehicle body in the vehicle width direction, and a second boom arranged on the other side,
The arm includes a first arm connected to the first boom and a second arm connected to the second boom,
A working machine according to claim 3.
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