JP4235186B2 - 作業車両の積込み装置 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両に装着されて、土砂やバラ物の積込み作業などに用いられる積込み装置（ローダ）に関するものである。

一般に、作業車両に装着される積込み装置であるフロントローダ等は、左右一対のリフトアーム、その先端部に取付けられるバケット、リフトアームの昇降を行うためのシリンダ、バケットの回動を行うためのシリンダなどにより構成されている。作業車両であるトラクターのボンネット後部左右両側に取付けたブラケットにフロントローダが装着される。フロントローダのリフトアームの下側に、アーム回動用のシリンダが取付けられており、上側にはバケット用のリンクが取付けられている。バケット用のリンクは前述のブラケットとリフトアームの上部に取付けられた中間リンクを介してバケット揺動用のシリンダに接続している。このシリンダを伸縮させることによりバケットを揺動するものである。従来、このようなフロントローダの構造において、ローダーリフトアームはその強度を確保するために箱型構造のリフトアームが用いられている。（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００５−１６０２２号公報

しかし、従来の箱型構造のリフトアームにおいては、箱型を形成するために、上下左右の合計４枚の板が必要であり、組み立て時における溶接長も長くなり、多くのコストを必要とする。そして、リフトアームを板状構造で構成した場合、大きな負荷荷重を得るための対処方法として、板厚を大きくする構成がとられ、作業機の重量が増大し、この作業機重量に対応するためのコストが大きくなる。そこで、必要な強度を確保しつつコストを抑えた構造を実現し、ローダの軽量化と耐荷重性能を両立させることを課題とする。

本発明は、上記の課題を解決するべく、次のような手段をとる。
請求項１においては、作業車両に装着される積込み装置であって、前後方向に配設され板状構造で構成した左右のリフトアーム（１７１・１７１）を、機体左右方向に架設したクロスメンバ（１７６）に接続し補強する構成において、該リフトアーム（１７１）とクロスメンバ（１７６）との接続部を、ベース（１７６ｂ）を介して接続すべく構成し、該ベース（１７６ｂ）は溶接可能な鋳造物により構成され、側面がなだらかにくぼんだ略円錐形状に構成し、該リフトアーム（１７１）の側の接続部に向かって断面積が徐々に大きくなる末広がり形状に構成し、該リフトアーム（１７１）との接続部の面積を、前記クロスメンバ（１７６）との接続部の面積よりも広くすべく構成し、該ベース（１７６ｂ）に開口したクロスメンバ（１７６）側の挿入部に、前記クロスメンバ（１７６）の一端を挿入し、更にベース（１７６ｂ）は該リフトアーム（１７１）とクロスメンバ（１７６）との両方に溶接固定して、該クロスメンバ（１７６）とリフトアーム（１７１）との接続部にかかる応力を分散させるものである。

請求項２においては、請求項１記載の作業車両の積込み装置において、前記リフトアーム（１７１）の、該クロスメンバ（１７６）との接続部の外側面に、側面視で、該クロスメンバ（１７６）とオーバーラップさせて補強板（１７９）を取付けたものである。

請求項３においては、請求項１記載の作業車両の積込み装置において、前記リフトアーム（１７１）先端部の下部側面にストッパ（１７１ｂ）を取付け、該ストッパ（１７１ｂ）はリフトアーム（１７１）の先端部に装着される作業機である、バケット（１７３）側の当接体（１７３ｃ）と当接し、バケット（１７３）がダンプ状態において、該バケット（１７３）の回動量を規制するものである。

請求項１に記載のごとく、作業車両に装着される積込み装置であって、前後方向に配設され板状構造で構成した左右のリフトアーム（１７１・１７１）を、機体左右方向に架設したクロスメンバ（１７６）に接続し補強する構成において、該リフトアーム（１７１）とクロスメンバ（１７６）との接続部を、ベース（１７６ｂ）を介して接続すべく構成し、該ベース（１７６ｂ）は溶接可能な鋳造物により構成され、側面がなだらかにくぼんだ略円錐形状に構成し、該リフトアーム（１７１）の側の接続部に向かって断面積が徐々に大きくなる末広がり形状に構成し、該リフトアーム（１７１）との接続部の面積を、前記クロスメンバ（１７６）との接続部の面積よりも広くすべく構成し、該ベース（１７６ｂ）に開口したクロスメンバ（１７６）側の挿入部に、前記クロスメンバ（１７６）の一端を挿入し、更にベース（１７６ｂ）は該リフトアーム（１７１）とクロスメンバ（１７６）との両方に溶接固定して、該クロスメンバ（１７６）とリフトアーム（１７１）との接続部にかかる応力を分散させるので、クロスメンバ１７６とリフトアーム１７１との接続部において、クロスメンバ１７６をリフトアーム１７１に向けて末広がり形状にすることにより、接続部における応力集中を抑制して、ローダ２の耐久性を向上できる。
また、操作部４よりの視界に与える影響も少ない。

請求項２に記載のごとく、請求項１記載の作業車両の積込み装置において、前記リフトアーム（１７１）の、該クロスメンバ（１７６）との接続部の外側面に、側面視で、該クロスメンバ（１７６）とオーバーラップさせて補強板（１７９）を取付けたので、リフトアーム（１７１）を板状部材で構成することができて、リフトアームの重量の増加を抑えながら、剛性を向上できる。

請求項３に記載のごとく、請求項１記載の作業車両の積込み装置において、前記リフトアーム（１７１）先端部の下部側面にストッパ（１７１ｂ）を取付け、該ストッパ（１７１ｂ）はリフトアーム（１７１）の先端部に装着される作業機である、バケット（１７３）側の当接体（１７３ｃ）と当接し、バケット（１７３）がダンプ状態において、該バケット（１７３）の回動量を規制するので、ダンプ時におけるリフトアームへの荷重を低減し、ローダの耐久性を向上できる。

本発明は、作業車両の積込み装置において、昇降および揺動を行うリンク機構を簡便に構成するとともに、リンク機構に板状部材を用いて軽量化するとともに、リンク機構の耐荷重性能を向上すべく、要所に補強を加える。

［全体構成］
本発明の実施の一形態である作業車について説明する。図１は作業車両の全体側面図である。図１に示す作業車両１はトラクターローダーバックホーであり、ローダ２および掘削装置３が装着されている。作業車両１の中央には操縦部４が設けられており、操縦部４の前方にローダ２が、後方に掘削装置３が配設されている。そして、作業車両１には、前輪８・８および後輪７・７が装着されており、ローダ２および掘削装置３を装着した状態で走行可能に構成されている。操縦部４には、ステアリングハンドル５および座席６が配設されており、座席６の側方には走行操作装置およびローダ２の操作装置が配設されている。これにより、操縦部４において、作業車両１の操向操作およびローダ２の操作を可能としている。積み込み装置であるローダ２は、作業車両１の側部に接続して前方に延出されており、先端にバケットが装着されている。作業車両１のシャーシであるフレーム９の前部にはエンジンが配設されており、フレーム９上に配設したボンネット３０がこれを覆っている。ローダ２はボンネット３０の外側に配設されている。掘削装置３は作業車両１の後部に着脱自在に装着され、掘削装置３の操作は座席６の後方に配設された操作装置により行われる。操縦部４の側方には、作動油タンク９０が配設されており、作動油タンク９０は操縦部４のへの乗降時の階段を兼ねるものであり、操縦部４の反対側には、燃料タンクにより構成される階段が設けられている。作動油タンク９０は作動油のリザーバタンクである。

ローダ２は作業車両１の前部に、マスト部を介して装着されており、フロントローダとして用いられる。ローダ２のリフトアームの下方には作業車両の操舵輪である前輪８が配設されるものである。ローダ２のリフトアームは、前後中央部が両端を結ぶ直線より上方に屈曲して形成して、側面視「ヘ」字状に構成されており、このリフトアームの下方において操舵輪を操向回動するスペースを確保できる。

［ローダの構成］
次に、ローダ２の構成について図を用いて説明する。図２はローダの斜視図、図３はローダの一部側面図である。ローダ２はリフトアーム１７１、リフトアームシリンダ１０４、バケット１７３、バケットリンク１７４、中間リンク１７５、バケットシリンダ１０５、第一クロスメンバ１７６、第二クロスメンバ１７８により構成されている。リフトアーム１７１、リフトアームシリンダ１０４、バケットシリンダ１０５は、それぞれ後端部を前述の作業車両フレーム９のマスト部に回動自在に枢支されている。リフトアーム１７１はリフトアームシリンダ１０４により上下に回動する構成となっている。バケット１７３はリフトアーム１７１の前端に、揺動自在に取付けられている。そして、バケット１７３はバケットリンク１７４の前端に接続されており、中間リンク１７５を介して、バケットシリンダ１０５により揺動される構成となっている。

リフトアーム１７１・１７１は作業車両１の左右にそれぞれ配設されている。リフトアーム１７１は側面視において、作業車両１の斜め下前方に向け延出されており、中央部においてさらに下方に向けて屈曲し、前下部において前方へ屈曲し、略Ｓ字状の形状となっている。リフトアーム１７１の先端にはアタッチメント１７３ｂを介してバケット１７３が取付けられている。そして、リフトアーム１７１上方にはバケットシリンダ１０５およびバケットリンク１７４が位置しており、リフトアーム１７１に中間リンク１７５が前後方向回動自在に配設されている。リフトアーム１７１の中央部下側にはリフトアームシリンダ１０４が接続されている。

左右のリフトアーム１７１・１７１間には、機体左右方向に、補強部材である第一クロスメンバ１７６および第二クロスメンバ１７８が取付けられている。第一クロスメンバ１７６は両端部において、ベース１７６ｂ・１７６ｂを介してリフトアーム１７１・１７１を接続している。第一クロスメンバ１７６および第二クロスメンバ１７８はパイプにより構成されるとともに、溶接によりリフトアーム１７１に取付けられている。また、リフトアーム１７１において、第二クロスメンバ１７８の取付け部は幅広に構成されている。バケット１７３は背面において、アタッチメント１７３ｂに取付けられており、バケット１７３が着脱自在に構成されている。中間リンク１７５は下端部において、リフトアーム１７１の前後中央部に回動自在に枢支されている。そして中間リンク１７５の上前部がバケットリンク１７４の後端部に枢支しており、上後部がバケットシリンダ１０５のロッド先端に枢支している。中間リンク１７５は略三角形状の２枚のプレートにより構成されるものであり、この中間リンク１７５に接続されるバケットリンク１７４の後端、バケットシリンダ１０５およびリフトアーム１７１は、中間リンク１７５を構成する２枚のプレートの間に位置する。また、中間リンク１７５において、リフトアーム１７１にオフセットされたバケットリンク１７４が配設されるので、バケットリンク１７４を容易にリフトアーム１７１に対してオフセットできる。

［中間リンク接続部の補強構造］
次に、ローダ２の中間リンク接続部における補強構造について、図を用いて説明する。図４はリフトアームに装着される補強板の装着構成を示す側面図。リフトアーム１７１の中央部には、補強板１７９が装着されている。補強板１７９はリフトアーム１７１において、中間リンク１７５の支持部およびリフトアームシリンダ１０４の支持部とつながる構成となっている。補強板１７９はリフトアーム１７１の外側面に装着される。補強板１７９はリフトアーム１７１の側面において、縁部より内側に装着されている。補強板１７９は中間リンク１７５の支持部からリフトアーム１７１の先端側に延出されており、リフトアームシリンダ１０４のロッド１０４ｂ接続部からリフトアーム１７１の先端側に延出されている。そして、側面視において補強板１７９は第一クロスメンバ１７６の接続部と重なる位置まで設けられている。本実施例においては、第一クロスメンバ１７６の断面の略半分を覆う位置まで延出されている。補強板１７９は傾けた略Ｖ字状に構成されており、リフトアーム１７１において中間リンク１７５の支持部と、リフトアームシリンダ１０４支持部と、第一クロスメンバ１７６支持部とをつなぐように配設されており、中間リンク１７５とリフトアームシリンダ１０４から受ける応力を分散して耐加重性向上させる。リフトアーム１７１の側面に補強板１７９を取付けるので、リフトアーム１７１を補強できるとともに、補強板１７９の取付けをローダ２のリンク機構に影響を与えることなく容易に行える。このように、リフトアーム１７１の外側面に、側面視でリフトアーム１７１のクロスメンバ１７６接続部に補強部材である補強板１７９をオーバーラップさせて取付けることにより、ローダ２の耐久性を向上できる。

［クロスメンバの補強］
次に、第一クロスメンバの補強構造について説明する。図５は第一クロスメンバの接続部を示す斜視図、図６は第一クロスメンバのベースの構成を示す図、図６（ａ）はベースの接続構成を示す正面図、図６（ｂ）は組付け構成を示す図、図７はベースの他の構成例を示す図。図７（ａ）は他の構成例であるベースの側面図、図７（ｂ）は同じく平面図、図８は他の構成例であるベースの装着状態を示す図である。第一クロスメンバ１７６はベース１７６ｂを介してリフトアーム１７１に接続する。ベース１７６ｂは、図６に示すごとく、側面がなだらかにくぼんだ略円錐形形状に構成されている。ベース１７６ｂは溶接可能な鋳造物により構成され、第一クロスメンバ１７６とリフトアーム１７１と溶接固定される。ベース１７６ｂは第一クロスメンバ１７６の一端を挿入し固定可能に構成されており、リフトアーム１７１側に向かって断面積が大きくなるように構成されている。これにより、第一クロスメンバ１７６とリフトアーム１７１との接続部にかかる応力を分散させ、ローダ２の耐加重性を向上させる。また、リフトアーム１７１との接続部において面積を広くとるので、操作部４よりの視界に与える影響も少ない。このように、第一クロスメンバ１７６とリフトアーム１７１との接続部において、クロスメンバ１７６をリフトアーム１７１に向けて末広がり形状にすることにより、接続部における応力集中を抑制して、ローダ２の耐久性を向上できる。

そして、ベース１７６ｂは図７および図８に示すように構成することも可能である。図７および図８に示されるベース１７６ｃはベース１７６ｂと同様に、第一クロスメンバ１７６との嵌合部１７６ｄを有しており、第一クロスメンバ１７６よりリフトアーム１７１に向けて断面積が大きくなるように構成されている。ベース１７６ｃにおいては、平面視において、一部が中間リンク１７５接続部と、リフトアームシリンダ１０４接続部とに向けて延出される。これにより、中間リンク１７５の接続部と、リフトアームシリンダ１０４の接続部とにかかる応力を分散させることができ、ローダ２の剛性を向上できる。また、ベース１７６ｃを鋳造により構成することで、滑らかな曲線をもつ複雑な形状を容易に実現できるとともに、製造コストを低減できる。また、リフトアーム１７１に沿って、延出部を設けるので、操作部４よりの視界に与える影響も少ない。

［ローダのダンプ用ストッパ］
次に、リフトアーム１７１をあげて、バケット１７３を下方に向けて、バケット１７３内のものをあけるダンプ時において、バケット１７３用のストッパの構成について、図を用いて説明する、図９はダンプ時におけるローダの構成を示す図、図９（ａ）はダンプ時のローダ側面図、図９（ｂ）はストッパ部分を示す一部は断面図、図１０はダンプ時におけストッパの接触状態を示す斜視図、図１１はダンプ時におけストッパの他例を示す側面図、図１２はダンプ時におけストッパの他例を示す後方斜視図である。リフトアーム１１の前部には下方に突出した部位が設けられ、この部位にバケット１７３のダンプ時における回動量を規制する当接体であるストッパ１７１ｂが取付けられている。

リフトアーム１７１の前部には、下方に向けた凸部が構成されており、下面側に構成された凸部は側面にストッパ１７１ｂ・１７１ｂと取付けることにより、ダンプ時のバケット１７３の回動量を規制する。ストッパ１７１ｂ・１７１ｂはリフトアーム１７１の左右両面に取付けられるものであり。アタッチメント１７３ｂに設けられた角棒状の部材である当接体１７３ｃと当接して、ダンプ時のバケット１７３の回動量を規制する。当接体１７３ｃはアタッチメント１７３ｂの支持ピンを支持するブラケットに横架されるものであり、バケット１７３のダンプ状態においてストッパ１７１ｂの下面の平坦面に当接体１７３ｃの上側の平坦面が当接するように構成されている。これにより、ダンプ時にバケット側とリフトアーム側とが接触する面積を大きくし、接触面に生じる面圧を軽減して、リフトアーム１７１およびバケット１７３の受ける力を軽減して、ローダ２の耐久性を向上できる。このように、ダンプ時のバケット１７３の回動量を規制するストッパとしては、バケット１７３側とリフトアーム１７１側との当接において、リフトアーム１７１の先端部で接触面積を稼ぐものであれば用いることが出来るものであり、上記の構成に限定されるものではない。例えば、図１１および図１２に示すごとく、リフトアーム１７１の先端下部に平板１７１ｃを設けて接触面積を稼ぐ構造も可能である。リフトアーム１７１の先端下部には、アタッチメント１７３ｂに設けられた当接体１７３ｃに当接面を向けた、平板１７１ｃが取付けられている。平板１７１ｃはリフトアーム１７１の幅よりも広く構成されており、平板１７１ｃにより当接体１７３ｃとの接触面積を調節することができる。これにより、容易な構成で、リフトアーム１７１にかかる負荷を軽減して、ローダ２の耐久性を向上できる。

作業車両の全体側面図。 ローダの斜視図。 ローダの一部側面図。 リフトアームに装着される補強板の装着構成を示す側面図。 第一クロスメンバの接続部を示す斜視図。 第一クロスメンバのベースの構成を示す図。 ベースの他の構成例を示す図。 他の構成例であるベースの装着状態を示す図。 ダンプ時におけるローダの構成を示す図。 ダンプ時におけストッパの接触状態を示す斜視図。 ダンプ時におけストッパの他例を示す側面図。 ダンプ時におけストッパの他例を示す後方斜視図。

符号の説明

２ ローダ
１７１ リフトアーム
１７１ｂ ストッパ
１７６ 第一クロスメンバ
１７６ｂ ベース
１７９ 補強板

Claims (3)

1. 作業車両に装着される積込み装置であって、前後方向に配設され板状構造で構成した左右のリフトアーム（１７１・１７１）を、機体左右方向に架設したクロスメンバ（１７６）に接続し補強する構成において、該リフトアーム（１７１）とクロスメンバ（１７６）との接続部を、ベース（１７６ｂ）を介して接続すべく構成し、該ベース（１７６ｂ）は溶接可能な鋳造物により構成され、側面がなだらかにくぼんだ略円錐形状に構成し、該リフトアーム（１７１）の側の接続部に向かって断面積が徐々に大きくなる末広がり形状に構成し、該リフトアーム（１７１）との接続部の面積を、前記クロスメンバ（１７６）との接続部の面積よりも広くすべく構成し、該ベース（１７６ｂ）に開口したクロスメンバ（１７６）側の挿入部に、前記クロスメンバ（１７６）の一端を挿入し、更にベース（１７６ｂ）は該リフトアーム（１７１）とクロスメンバ（１７６）との両方に溶接固定して、該クロスメンバ（１７６）とリフトアーム（１７１）との接続部にかかる応力を分散させることを特徴とする作業車両の積込み装置。
2. 請求項１記載の作業車両の積込み装置において、前記リフトアーム（１７１）の、該クロスメンバ（１７６）との接続部の外側面に、側面視で、該クロスメンバ（１７６）とオーバーラップさせて補強板（１７９）を取付けたことを特徴とする作業車両の積込み装置。
3. 請求項１記載の作業車両の積込み装置において、前記リフトアーム（１７１）先端部の下部側面にストッパ（１７１ｂ）を取付け、該ストッパ（１７１ｂ）はリフトアーム（１７１）の先端部に装着される作業機である、バケット（１７３）側の当接体（１７３ｃ）と当接し、バケット（１７３）がダンプ状態において、該バケット（１７３）の回動量を規制することを特徴とする作業車両の積込み装置。

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