JP2000509002A - ローダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ローダを基本装置１に接続するターンテーブル２と、連接により一体とした主アーム３および副次アーム４とを備えるローダに関する。このような主アームは、リフトシリンダ５および操縦シリンダ６がアームを制御するように、ターンテーブルと接続して設けてある。ローダは、主に伐採搬出装置に使用することを目的としている。したがって、アーム３、４を制御するリフトシリンダおよび操縦シリンダは、相互に積み重ねて主アーム３に取り付けてあり、このため、ローダの幅は狭くなっている。さらに、起動シリンダ５、６を基本装置１の近くに配置してあるため、ローダの移動時に、この起動シリンダが保護される。また、起動シリンダは、主アーム３のもう一方の側に配置されているため、起動シリンダは、副次アーム４、副次アームに設けた負荷、またはアクチェータ１４による打撃に対して保護されている。

Description

【発明の詳細な説明】 ローダ 本発明は、ローダを基本装置に接続するターンテーブルと、ターンテーブルと 接続して配置した主アームおよび副次アームと、これらのアームを制御するリフ トシリンダおよび操縦シリンダとを具備するローダに関する。 このようなローダは、主に木材の伐採搬出装置に使用する。通常、ローダの一 端には、伐採搬出ヘッド、刈り取り部、伐採ヘッド、薪用バケットなど、様々な 木材取扱装置が設けてある。作業領域と移動経路により、このようなローダは、 選択的方法、すなわち間引き、または集団伐採である最終伐採の形で森林の処理 および伐採が可能である。通常、ローダは、伐採搬出装置が形成する基部に、例 えばカラープレートを介してボルトにより取り付ける。 伐採搬出装置では、独立した移動経路と、シリンダおよびアームの移動経路が 交差しないように前記経路を制御する油圧シリンダとを具備する独立したリフト アームおよび副次アームを備えた木材ローダを利用することが従来から知られて いる。したがって、リフトアームおよび副次アームの移動経路は、相互に接続さ れていない。ローダのアームを使用する場合、例えば副次アームの端部によりア ームの作業領域内で水平方向の動きが行われるように、２つの独立した動きを同 時に行う必要がある。 また、従来においては、伸縮自在な手段を用いて、ローダの作動スパンを延長 していた。しかし、伸縮自在な手段とアームとを併用することは、移動経路の点 から困難であり、しかも、ローダを近距離で使用する場合、このような伸縮自在 な手段を引き込まなければならない。 既知のローダの複数のアームは、それぞれ別々に使用されるため、ローダの端 部の運動を水平方向に固定すると、端部は、ガタガタと上下動するが、負荷また はアクチュエータの場合には好ましい直線的かつ円滑な運動を行わない。このよ うに移動経路が一定しないと、ローダのエネルギー消費が増大し、アームに作用 する応力が高くなって好ましくない。 従来の木材ローダは、伐採搬出装置または基本装置に取り付け、垂直柱を設け たターンテーブルを備えている。従来、この垂直柱では、ロッカシリンダが制御 する副次アームの一端にリフトアームを設け、このアームをリフトシリンダによ りガイドしていた。ローダの作業領域を拡大するために、基本装置から離れた副 次アームの内側に伸縮自在な手段を設ける。したがって、ローダの重心は、基本 装置から上方に離れた位置にくることになる。このため、伐採搬出装置が不安定 になるので、ローダの使用中に伐採搬出装置が安定しているためには、伐採搬出 装置の質量を大きくする必要がある。 リフトアームおよび副次アームが形成するアームにかかる応力も、リフトシリ ンダおよびロッカシリンダによって発生する点応力により増大する。従来のロー ダでは、リフトシリンダが、一点のみからアームに取り付けてあるため、リフト シリンダによってアームに点応力が発生する。また、ロッカシリンダの下端部の 固定具は、通常、リフトアームの中央に溶接してある。一般にアームの破壊は、 前記の点から始まる。このような破壊を防止するには、装置の総重量を犠牲にし ても、アームの製造材料をできるだけ強化するのが普通である。 通常、リフトアームの起動シリンダは、リフトアームの下に配置してあるため 、打撃を受けることがよくある。ローダが、垂直位置にある場合、保護していな いリフトシリンダは、副次アームの端部、端部に取り付けた装置、あるいは装置 に配置した丸太による打撃を受け易い。森林内での持ち上げ作業中、前記のロッ カシリンダが、作業環境内にある固体障害物により損傷を受けることがあるため 、アーム構造において、副次アームの起動シリンダを上記のように離れた位置に 配置すると、様々な問題も発生する。 したがって、従来の構成には、いくつかの問題がある。２つさらには３つの相 互に独立した動きを制御する必要があるため、アームをガイドすることが困難で あった。また、アームの起動シリンダの位置により、使用中のシリンダが損傷す る。さらには、起動シリンダの位置に起因して、ローダ内に有害な点応力が発生 し、装置の破壊に至るか、またはアームの構造が重くなった。 本発明の目的は、従来の技術の問題点を解消することであり、より単純でより 効果的な新しい構造を提供することである。 この目的は、本発明の請求の範囲に規定する特徴を備えたローダにより達成さ れる。さらに正確に述べると、本発明による装置の主な特徴は、取り付けプレー トにより、リフトシリンダを、その第１の端部からターンテーブルに接続し、操 縦シリンダを、その第１の端部からターンテーブル側の主アームの端部に接続し 、同じリンクプレートにリフトシリンダの他端および操縦シリンダの他端を接続 して装置を制御する点である。 本発明について述べるにあたっては、リフトアームおよび副次アームを共に「 アーム」と称することにする。また、アームをガイドするリフトシリンダおよび 操縦シリンダを、起動シリンダと呼ぶ。 本発明によれば、顕著な利点が得られる。本発明によるローダでは、アームを ガイドするリフトシリンダおよび操縦シリンダを相互に積み重ねて主アームに取 り付けてある。このため、ローダの幅が狭くなり、したがって、従来の装置の使 用時に比べて、オペレータの視野が広がる。さらに、基本装置に密接してシリン ダを配置してあり、このため、ローダが移動する場合、シリンダが保護される。 また、副次アームあるいは副次アームに配置した負荷による打撃から保護されて いる主アーム側にシリンダを配置している。 本発明によるローダの起動シリンダの位置が適切であるため、シリンダの負荷 が、アームの複数の点に分散され、よって、アームの一部分に作用する応力が低 くなる。例えば、操縦シリンダの下部固定具は、主アームと同じ固定手段と一体 化し、操縦シリンダによって生じる応力が、アームの中央に向かってごくわずか 移動するようにすることが好ましい。さらに、例えば、本発明の第１の好ましい 実施形態によるローダでは、リフトシリンダの点負荷が、少なくともアームの３ 点に分散し、その結果、アームにかかる応力が、最低限度に抑えられる。リフト シリンダの固定位置が、リフトアームの長さの中間よりも高くなると、アームに かかる応力が減少する。ローダの持ち上げ動作により、主アームは圧縮されるが 、通常の場合と同様、有害なひずみや引張は発生しない。 本発明によるローダでは、独立した垂直柱を使用せず、下部位置から主アーム を配設することにより、基本装置の近くに装置の重心を設定できるので有利であ り、また、装置の全体構造の高さも低くなる。構造の高さが低いと、装置のオペ レータの視野が開けるので有利である。 本発明によるローダの移動経路は、理想的である。これは、装置の作業領域全 体における装置の水平移動動作が、ただ一基のシリンダ、すなわち操縦シリンダ のみを利用して行われ、したがって、ローダの動作が非常に円滑になるためであ る。アームの全作業領域内での、垂直面に対する主アームおよび副次アームの角 度がほぼ同じになり、ローダの重心を、固定点および基本装置にできるだけ密接 させることができる。 ローダをガイドする操縦シリンダは、ローダの作業領域で、ほぼ直線に沿って アームの端部を移動させる。装置のリフトシリンダは、アームの持ち上げ動作だ けを行い、したがって、ローダの動きは制御しやすい。本発明による制御システ ムの手段により、目標までの経路を極力短くできるので、エネルギーが節約され 、ローダにかかる応力も最小限度になる。したがって、既知の装置の場合よりも 、ローダのひずみが小さく、また、従来の構成よりも、ローダのアクチュエータ 手段が相互に有利に配置されているので、ローダは軽量となる。使用中、本発明 によるこのようなローダは、従来の構成と比較して、エネルギー消費を約２０％ 削減し、使用時のローダの速度は、約２０％増大するものと考えられる。 アームが垂直位置まで降下すると、アームの重量により操縦シリンダの小さい 圧縮力が増大するため、操縦シリンダが内側および外側に向かって行う、ローダ の移動動作の移動力は、両方向に同じであることが好ましい。 以下、本発明の好ましい実施形態を示す添付の図面を参照し、本発明について 説明する。 図１は、ガイドバー／リンク構成を介して起動シリンダをアームに取り付けた 、本発明の第１の実施形態を示す図である。 図２は、起動シリンダの一端だけを副次アームに取り付けた、本発明の別の実 施形態を示す図である。 本発明によるローダは、伐採搬出装置、すなわち基本装置１のフレームに回転 可能に取り付けたターンテーブル２を備えている。装置のアームは、取り付けプ レート２ａを介してターンテーブルに固定してあり、アームは、主アーム３およ び副次アーム４を備える。アームは、二基の起動シリンダ、すなわちリフトシリ ンダ５および操縦シリンダ６により制御される。リフトシリンダは、主アームと ほぼ平行になった副次アーム４に対して主アーム３の反対側に配置してあり、し たがってシリンダの第１の端部がターンテーブルに接続されている。よって、操 縦シリンダ６は、リフトシリンダと主アームとの間に配置される。操縦シリンダ は、例えば主アームの基部に配置した、例えば取り付けピース７を介して、主ア ームの基部に接続することが好ましい。 図１に示した第１の好ましい実施形態によれば、ローダの移動経路は、主アー ムと副次アームの交差点に配置した、スタビライザバー８および主アーム３によ って制御されるガイドバー／リンク構成によりガイドされる。この場合、リフト シリンダ５は、リンクプレート９に接続してあり、このプレートは、スタビライ ザバー８に接続してある。リンクプレートは、回転可能に接続した補助ヨーク１ ０も備えており、補助ヨークの一端は、主アーム３、好ましくは、主アームの中 央部に回転可能に取り付ける。操縦シリンダ６の一端は、補助ヨークをリンクプ レートに取り付ける点と、操縦シリンダを補助ヨークに取り付ける点とが、同じ 回転軸上で重なるように、補助ヨークに接続することが好ましい。 スタビライザバー８は、ガイドバー／リンク構成に設けた連接ロッド１１がレ バー手段１２に対して移動する場合に、制御動作が、連接ロッドの一端に接続し た副次アーム４に伝達されるように、起動シリンダの制御動作をガイドバー／リ ンク構成に伝達する。 主アーム３は、折り畳みプレート１３およびレバー手段１２の一端が、主アー ムの端部に接続されるように、起動シリンダの制御動作をガイドバー／リンク構 成に伝達する。したがって、折り畳みプレートは、副次アームに制御動作を伝達 し、レバー手段は、連接ロッドを介して副次アームに制御動作を伝達する。 図２に示した、本発明の別の好ましい実施形態によれば、リフトシリンダ５お よび操縦シリンダ６をターンテーブル２の反対側の端部から副次アームに取り付 けることにより、ローダの移動経路を案内する。次に、主アームが、回転軸の両 側で連続し、副次アームにおいて、起動シリンダの側にあるスウィングアーム４ ａおよびスウィングアームに剛接接続した移動アーム４ｂを形成するように、副 次アームを主アームに連接する。 副次アームのスウィングアーム４ａに設けたリンクプレート９に、リフトシリ ンダ５および操縦シリンダ６の両方を取り付ける。起動シリンダの制御動作は、 この構成により、副次アームに直接伝達され、迅速、正確な制御動作が可能とな る。 このような装置に、図２に示す伸縮自在な副次アームを設けると、装置の作業 領域を改善することができ、したがって、装置のコンパクトな構造にもかかわら ず十分な作業領域が得られる。 本発明によるローダの構造では、主アームを収容する取り付けピース７の構造 の高さが低いため、基本装置１から主アーム３を固定する点までの距離が短く、 したがって、装置の重心が、基本装置に近くなり、ローダの高さが低くなる。 リフトシリンダ５と操縦シリンダ６とが、主アーム３とほぼ同じ剪断面内に位 置しているため、本発明による装置の構造は、幅が狭くなる。リフトシリンダと 操縦シリンダとを基本装置１の近くに配置すると、ローダが移動する場合、前記 の両シリンダが保護される。また、本発明により、リフトシリンダと操縦シリン ダとを、主アーム３に連接した副次アーム４の反対側に配置すると、副次アーム または副次アームに接続したアクチュエータ１４から衝撃が加わった場合、両シ リンダが保護される。 また、このような構造によれば、リフトシリンダ５および操縦シリンダ６の力 をアーム内の複数の点に分散させることができ、したがってアームに作用する応 力を極力小さくすることができる。 ローダを使用する場合、１回の制御動作でアームを直線状にしたり、引き込ん だりすることができる。このような場合、例えば図１の装置では、スタビライザ アーム８、リンクプレート９、補助ヨーク１０、主アーム３の端部、レバー手段 １２、および装置の連接ロッド１１からなる側部を有する多角形を形成するよう に、操縦シリンダ６を配設する。操縦シリンダ６により、多角形にシリンダの長 手方向の移動力を加えると、多角形の角度を変化させて、主アームおよび副次ア ームをほぼ同時に等しい距離だけ移動させることができる。すなわち、主アーム および副次アームの動きを同期させることができる。その結果、作業空間におけ る副次アーム４の端部の移動経路がほぼ一直線状になる。例えば、リンクプレー ト９とターンテーブルとの間の距離を一定にした場合、すなわち、リフトシリン ダの長さを変えずに、操縦シリンダのピストンをシリンダ内に引き込み、シリン ダの長さを短くした場合、主アームは、基本装置の方向に回転可能に移動する。 この回転動作が副次アーム４に伝達され、副次アームは、主アームの回転角に等 しい角度だけ回転することになる。さらに、操縦シリンダのピストンが、操縦シ リンダの長手方向に作動すると、補助ヨーク１０が回転運動するとともに、制御 動作が行われ、この動作は、スタビライザバー８および連接ロッド１１を介して 副次アーム４に伝達され、副次アームの端部が、主アームから遠ざかるか、主ア ームに接近することになる。したがって、主アームおよび副次アームは、ローダ が外側に延びるにつれて回転する。 リフトシリンダ５の長さが変化すると、副次アームの端部の高さのレベルに影 響がでる。したがって、リフトシリンダのピストンが、リフトシリンダの長手方 向に移動すると、スタビライザバー８および連接ロッド１１を介して、主アーム が基部に対して相対的に回転し、その結果、主アームの端部の移動と連接ロッド の移動とが相まって、副次アームの端部が上昇または下降する。このようにして 、アームの移動経路および副次アームの端部の高さが選択される。 ローダの全作業領域における水平方向の移動動作が、シリンダ一基、すなわち 操縦シリンダ６だけで行われるため、ローダの移動経路は、理想的な状態になり 、ローダは、円滑に作動する。 上記の説明および関連する図は、あくまで本発明の説明のためのものにすぎな いことを理解されたい。したがって、本発明は、上に述べた実施形態に限定され るものではなく、請求の範囲に定義する通りであるが、添付の請求の範囲に開示 する本発明の範囲内において、本発明の様々な変形および改良が可能であること は、当業者には明らかであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．連接により一体となった基本装置（１）、ターンテーブルと接続して配置 した主アーム（３）、および副次アーム（４）にローダを接続するターンテーブ ル（２）と、これらのアームを制御するリフトシリンダ（５）および操縦シリン ダ（６）とを備えるローダであって、取り付けプレート（２ａ）により、リフト シリンダ（５）を、その第１の端部からターンテーブル（２）に接続し、操縦シ リンダ（６）を、その第１の端部からターンテーブル側の主アーム（３）の端部 に接続し、同じリンクプレート（９）にリフトシリンダの他端および操縦シリン ダの他端を接続して装置を制御することを特徴とするローダ。 ２．主アームに回転可能に接続した補助ヨーク（１０）と、補助ヨークに連接 したリンクプレート（９）と、リンクプレートに接続し、副次アームを制御する スタビライザバー（８）とを備え、リフトシリンダ（５）および操縦シリンダ（ ６）が、リンクプレート（９）に接続してあり、スタビライザバーおよび補助ヨ ークを介して、シリンダの制御動作を主アームおよび副次アームに伝達すること を特徴とする請求の範囲第１項に記載のローダ。 ３．補助ヨーク（１０）を介して、操縦シリンダ（６）をリンクプレート（９ ）に取り付けることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のローダ。 ４．リフトシリンダおよび操縦シリンダの側に配置した副次アームの端部に設 けたリンクプレート（９）に、リフトシリンダ（５）および操縦シリンダ（６） を配置することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のローダ。 ５．操縦シリンダ（６）の第１の端部を、取り付けピース（７）を介して主ア ーム（３）の基礎領域に実質的に固定することを特徴とする請求の範囲第１項か ら第４項のいずれか一項に記載のローダ。 ６．操縦シリンダ（６）が、リフトシリンダ（５）と主アーム（３）との間に 配置されるように、ほぼ同じ剪断面にリフトシリンダ（５）、操縦シリンダ（６ ）、および主アーム（３）を配置することを特徴とする請求の範囲第１項から第 ５項のいずれか一項に記載のローダ。