JP4247222B2 - トラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両における作業機の固定構造に関し、より詳しくは、掘削装置連結構造における技術に関し、構造が単純かつ高剛性の掘削装置連結部を安価に構成し、同時に連結作業性を向上させる為の技術に関する。

従来、作業車両への掘削装置の連結機構に関しては、着脱可能及び作業容易化の観点から、装着フック及び固定ロックピンからなる連結技術が公知となっている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００３−１２９５１３号公報

作業車両と掘削装置との連結構造においては、従来から自由端のリンクシャフトと、固定端の連結ピンからなる機構が多く採用されている。そして、連結ピン挿入用孔の位置決めは、通常当て止め方式が採用され、ガイドプレートとそれに対応する円筒形ボス材により、構成されてきた。しかし、ガイドプレートの誘い込み部形状は、単にボス材の外形に合わせた半円形状にとどまり、両部材の接触個所は直線当りとなっていた。その為、外部の偏荷重による応力は過大となり、ヘタリが早く発生し、位置決め精度の長期的再現性の確保に疑問があった。また、ガイドプレートの誘い込み形状は、ボス材の外形円に合わせて加工する必要があり、高精度な加工技術が要求され、コスト高な傾向にあった。そこで本発明は、ガイドプレート誘い込み部の形状を単純かつ有効的に変更することにより、外的偏荷重に対する剛性の向上化および、加工コストの低減化を図り、同時に、連結ピンの一部構造変更を視野に入れた、作業車両と掘削装置との、連結作業の容易化を課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決する為の手段を説明する。

請求項１においては、トラクターローダーバックホーの作業車両（１）に、掘削装置（３）を連結する掘削装置固定構造において、該作業車両（１）と掘削装置（３）の連結部には、前方下部に延出した２個所にリンクシャフト（２７・２７）を進行方向左右方向に突設し、該リンクシャフト（２７・２７）は、平行に対峙した該掘削装置（３）側の連結部の２枚の側面板（２９・３０）の間に左右方向に固定し、該リンクシャフト（２７・２７）の上部に延出した左右位置の２枚の側面板（２９・３０）に、連結ピン用取付け孔（２８・２８）を、各々左右に対峙して配設し、連結ピン用取付け孔（２８・２８）部には、外側側面板（３０）の外側面に円筒形状を有するボス材（３１）を溶着し、該掘削装置（３）側の連結部（２３）は、前記作業車両（１）の後部に左右方向に対向して配設された２個の構造体であって、下部には前記リンクシャフト（２７・２７）が係合される左右２箇所のフックプレート（２４・２４）を設け、該連結部（２３）の上部には、左右の２箇所に、内側面板（１７）と外側面板（１８）を対向配置し、該作業車両（１）と掘削装置（３）を連結する連結ピン（３２）の取付け用孔（２５）は、該内側面板（１７）と外側面板（１８）を、後方上部に延出した部分の２枚の側面板（１７・１８）に穿設し、該外側面板（１８）の連結ピン取付け用孔（２５）の近傍は、内側面板（１７）の連結ピン取付け用孔（２５）の近傍よりも後方へ広く突設し、該外側面板（１８）の内面側にはガイドプレート（２６）を溶着し、該ガイドプレート（２６）は誘い込み部において、該連結ピン挿入用孔の位置決めボス材（３１）との接触面の側面視形状を、側面視で「くの字」形状とし、対応する前記円筒形ボス材（３１）との接触部が２箇所の面当りとなるように構成したものである。

請求項２においては、請求項１記載のトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造において、前記ガイドプレート（２６）の誘い込み部において、ボス材（３１）との前記側面視「くの字」の形状が、２つの円弧部分を含むものであり、該円弧の径が前記ボス材（３１）の径よりも大きく、該円弧の中心が連結ピン挿入用孔中心よりも後方に位置し、該円弧の内側に連結ピン挿入用孔が位置するものである。

請求項３においては、請求項１に記載のトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造において、前記「くの字」形状をしたガイドプレート（２６）の誘い込み部の形状を、下部のガイドに比べて上部のガイドの長さを短く構成したものである。

請求項４においては、請求項１記載のトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造において、前記連結ピン取付け用孔（２５・２８）に挿入する連結ピン（３２）を、狭窄形状を有する先端部と、対向する側の後端部に、「Ｕの字」に屈曲させた取手（３３）を、該連結ピン（３２）と同軸方向、かつ連結ピン（３２）の側面に位置するように溶着し、該連結ピン（３２）の挿入時、該取手（３３）の先端が、前記ボス材（３１）と接触し、該連結ピンの位置決めを行うものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、トラクターローダーバックホーの作業車両（１）に、掘削装置（３）を連結する掘削装置固定構造において、該作業車両（１）と掘削装置（３）の連結部には、前方下部に延出した２個所にリンクシャフト（２７・２７）を進行方向左右方向に突設し、該リンクシャフト（２７・２７）は、平行に対峙した該掘削装置（３）側の連結部の２枚の側面板（２９・３０）の間に左右方向に固定し、該リンクシャフト（２７・２７）の上部に延出した左右位置の２枚の側面板（２９・３０）に、連結ピン用取付け孔（２８・２８）を、各々左右に対峙して配設し、連結ピン用取付け孔（２８・２８）部には、外側側面板（３０）の外側面に円筒形状を有するボス材（３１）を溶着し、該掘削装置（３）側の連結部（２３）は、前記作業車両（１）の後部に左右方向に対向して配設された２個の構造体であって、下部には前記リンクシャフト（２７・２７）が係合される左右２箇所のフックプレート（２４・２４）を設け、該連結部（２３）の上部には、左右の２箇所に、内側面板（１７）と外側面板（１８）を対向配置し、該作業車両（１）と掘削装置（３）を連結する連結ピン（３２）の取付け用孔（２５）は、該内側面板（１７）と外側面板（１８）を、後方上部に延出した部分の２枚の側面板（１７・１８）に穿設し、該外側面板（１８）の連結ピン取付け用孔（２５）の近傍は、内側面板（１７）の連結ピン取付け用孔（２５）の近傍よりも後方へ広く突設し、該外側面板（１８）の内面側にはガイドプレート（２６）を溶着し、該ガイドプレート（２６）は誘い込み部において、該連結ピン挿入用孔の位置決めボス材（３１）との接触面の側面視形状を、側面視で「くの字」形状とし、対応する前記円筒形ボス材（３１）との接触部が２箇所の面当りとなるように構成したので、ガイドプレートの誘い込み形状を「くの字」形状に構成したことで、構造が単純になり、低コストでの高精度な位置決め効果が図れる。

また、ガイドプレート誘い込み部の「くの字」形状としたことで、相手側ボス材との接触部が２箇所の面当り状態となり、外的偏荷重による応力が減少し、低コストでの剛性の向上が図れる。

請求項２に記載のごとく、請求項１記載のトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造において、前記ガイドプレート（２６）の誘い込み部において、ボス材（３１）との前記側面視「くの字」の形状が、２つの円弧部分を含むものであり、該円弧の径が前記ボス材（３１）の径よりも大きく、該円弧の中心が連結ピン挿入用孔中心よりも後方に位置し、該円弧の内側に連結ピン挿入用孔が位置するようにガイドプレートを構成するので、作業機の固定部の導入が容易なガイドプレートを簡便な形状で構成できる。

請求項３においては、請求項１に記載のトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造において、前記「くの字」形状をしたガイドプレート（２６）の誘い込み部の形状を、下部のガイドに比べて上部のガイドの長さを短く構成したことで、連結作業が容易になり、作業時間の短縮化が図れる。

請求項４においては、請求項１記載のトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造において、前記連結ピン取付け用孔（２５・２８）に挿入する連結ピン（３２）を、狭窄形状を有する先端部と、対向する側の後端部に、「Ｕの字」に屈曲させた取手（３３）を、該連結ピン（３２）と同軸方向、かつ連結ピン（３２）の側面に位置するように溶着し、該連結ピン（３２）の挿入時、該取手（３３）の先端が、前記ボス材（３１）と接触し、該連結ピンの位置決めを行うことで、連結ピン挿入時、金鎚等にて殴打するスペースが確保でき、同時に、使用しないときは、「Ｕの字」のフックを利用して他の場所に配備することができる。

また、連結ピンにおいて、前記「Ｕの字」部材の取手（３３）は、該連結ピン挿入時、先端が被挿入部材と接触し、該連結ピンの位置決め規制の効果を発現する位置に設定したことで、連結ピンの挿入作業が容易になり、作業時間の短縮化が図られる。

本発明は、作業車両と掘削装置との連結部において、「くの字」形状を有したガイドプレートと、後方部側面に「Ｕの字」に屈曲させた部材を配設した連結ピンとを、固定端に有した連結機構を提供する。

［全体構成］
本発明の実施の一形態である、作業車両について説明する。

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、前部にはローダー２が、後部には掘削装置３が各々装着され、中央部には操縦部４が配設されている。また、作業車両１には、フレーム９の側部に前輪８・８、後輪７・７が装着されており、ローダー２と、掘削装置３とを各々装着した状態での走行を可能とする。

操縦部４には、操縦席６と、ステアリングハンドル５が配設され、また操縦席６の側方には走行操作装置１２と、ローダー２の操作装置１３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の走行操作、およびローダー２の操作を可能としている。ローダー２は、フレーム９の前部側面において、上部へ延出したマスト部１４と接続され、先端にはバケット１５が装着されている。これにより、主に荷の積み込み装置としての、機能を有する。掘削装置３は、フレーム９後部の横貫部に、連結ピンを介して装着する、着脱自在構造を有する。また、掘削装置３の操作においては、操縦席６の後部に配設された、操作装置１６により行い、主として、土砂等の掘削作業に用いられる。駆動装置であるエンジン類は、作業車両１のシャーシとなる、フレーム９の前部に配設され、その上部を樹脂系材料で成型した、中空構造のボンネット１０で覆っている。尚、ローダー２は、ボンネット１０の外側に配設されている。ローダー２と、掘削装置３との駆動に有する、作動油のタンク１１、及び、作業車両１の駆動に有する、燃料タンクは、操縦部４の側方下部に各々対峙して配設され、作動油タンク１１は、操縦部４への乗降時の階段を兼ねるものである。

［フレーム側連結部構造］
次に、掘削装置３との連結個所における、作業車両１の後部構成の詳細を説明する。図２は、作業車両のフレームを、上斜め後方より見た斜視図、図３は、フレームの連結個所における、内側面の詳細図、図４は、フレームの連結個所における、外側面の詳細図、図５は、フレームの連結個所における、後面の詳細図、図６は、フレームの連結個所における、前面の詳細図、図７は、フレームの連結個所における、上面を示す平面図である。掘削装置３との連結部２３は、構成部材を同じとし、且つ、部材構成が鏡像関係にある、２個の構造体であって、作業車両１のフレーム９後部に、それぞれ左右方向に対向して配設され、溶接により接合される。連結部２３の構成は、２枚の側面板１７・１８と、その間に配設された補強板２０・２１・２２、更に上部板２２により、箱型構造を構築し、剛性の向上を図っている。詳しくは、下方を頂点とする、２枚の逆直角三角形形状を有する鉄板を、内側側面板１７、外側側面板１８として、両者を対向させ、その間に、断面形状が直方体である鉄板２０・２１・２２を、側面板１７・１８の外形に沿って配設し、あわせて上部空間を、１枚の鉄板により塞ぐことにより、構成される。内側面板１７の下部には、上方に向かって開口する、フック形状を後方下部端に有した、フックプレート２４が、一部オーバーラップした状態で溶着されている。このフック形状は、掘削装置３を装着の際、一時的にその支持を、フレーム９に委ねることを目的とする。連結ピンの取付け用孔２５は、側面板１７・１８を後方上部に延出した個所に設け、側面板１７・１８を同時に横貫する。外側面板１８の、連結ピン取付け用孔２５の近傍には、内面側にガイドプレート２６が配設される。このガイドプレート２６は、掘削装置取付け時のストッパー的役割を有し、同時に、外的偏荷重の補強材的役割を兼ねる。尚、ガイドプレート２６は、左右いずれか一方の連結部２３に配設されていれば足り、配設されるべき側の連結部の限定は、必要としない。

［掘削装置側連結部構造］
次に、作業車両１との連結個所における、掘削装置３の連結構成の詳細を説明する。図８は、掘削装置３と連結部２３との相対関係を示す側面図である。掘削装置３の連結部には、前方下部に延出した個所にリンクシャフト２７を、前方上部に延出した個所に連結ピン用取付け孔２８を、正面から見て横一字形状にて、各々左右に、対峙して配設する。リンクシャフト２７は、外側方向に平行に対峙した、２枚の側面板２９・３０の間に、垂直に位置する。連結の際は、連結部２３のフックプレート２４が、掘削装置３の側面板２９・３０により側面両側を挟まれる状態となり、進行方向横側に対する、位置決め作用を有する。連結ピン用取付け孔２８は、外側側面板３０に貫通させ溶着した、円筒形状を有するボス材３１に同軸孔加工を施し、更に機械加工で適用寸法に仕上げた構成を有する。これにより、側面板３０単独の場合と対比して、ボス材３１の長さ分だけ、連結ピン３２における接触面積が増加し、せん断応力に対する抗力が向上する。また、連結の際は、連結部２３のガイドプレート２６と、掘削装置３のボス材３１が接触することにより、連結ピン用取付け孔２８の位置決め作用を有する。

［連結動作］
次に、掘削装置３と連結部２３の、連結動作についての詳細を説明する。図９は、掘削装置と連結部との相対関係を時系列に示す側面図である。掘削装置３と、連結部２３との連結動作については、掘削装置３のリンクシャフト２７及び、連結部２３のフックプレート２４との嵌合から着手する。前方下部をフックプレート２４に預けた掘削装置３は、次にそのリンクシャフト２７を中心として旋回し、掘削装置３のボス材３１と連結部２３のガイドプレート２６との接触により、連結ピン３２の取付け孔の位置決めがなされ、その位置にて係止する。そして、最後に、連結ピン３２を挿着し、掘削装置３と連結部２３とを固定する。

［連結部詳細］
次に、掘削装置３と連結部２３との、連結部における連結ピン３２の取付け部についての詳細を説明する。図１０は、掘削装置と連結部が連結ピンにより連結された状態の、ガイドプレートの詳細図である。ガイドプレート２６の誘い込み部の「くの字」形状を、ボス材３１の外周面より曲率の小さい曲線形状により構成している。ガイドプレート２６は、ボス材３１との接触面の側面視形状が、２つの円弧部分を含む形状となっている。いずれの円弧の径もボス材３１の径よりも大きく、それぞれの円弧の中心が連結ピン用取付け孔２８中心よりも後方に位置し、これらの円弧の内側に連結ピン用取付け孔２８が位置する。連結部２３に対する、掘削装置３の取付け位置は、上述のとおり、掘削装置３のボス材３１と、連結部２３のガイドプレート２６との当て止めにより位置規制される。ガイドプレート２６は、開口側に向かって開口量が増加する、「くの字」形状を有し、また、リンクシャフト２７を中心とする回動動作にて、ボス材３１の位置決めを実施する為、「くの字」形状のガイド長さは、ボス材３１との干渉を避けるべく、上部に比べ、下部の方が若干長い形状をとる。そして、ガイドプレート２６の開口方向は、リンクシャフト２７を中心としガイドプレート２６を通る円弧の略接線方向となっている。これにより、ボス材３１セット時の誘い込みが容易となり、同時に、半円形状を有するガイドと比べ、位置規制時の接触部は、常に２箇所確保することが可能となり、外的偏荷重に対する対荷重が増す。また、ガイドプレート２６の「くの字」部の形状は、側面視において、２つの異なる中心を有する円弧を組合せた形状となっており、前方に向かう程円弧間の距離が短くなっている。そして、この円弧部分にボス材３１が当接する。ボス材３１の径寸法に比べて、大きな半径寸法を有する、２個の扇型曲線により形成される為、ガイドプレート２６とボス材３１との接触部は、確実な面接触状態を生み出し、加工精度の具合により線接触状態となる、半円形状のガイドと比べ、その分、外的偏荷重の応力が減少し、対荷重が増す。

［連結ピン詳細］
次に連結ピン３２についての詳細を説明する。図１１は、連結ピンを、上斜め前方よりの斜視図、図１２は、連結ピンの右側面図、図１３は、連結ピンの平面図、図１４は、連結ピンの背面図、図１５は、掘削装置と連結部が連結ピンにより連結された状態の、上斜め後方より見た斜視図である。連結ピン３２は、中実円筒形状を有し、その前方先端は、ボス材３１の連結ピン用取付け孔２８、及び連結部２３の連結ピン取付け用孔２５への挿入を容易にするべく、狭窄している。後方部側面には、「Ｕの字」に屈曲させた部材からなる取手３３を、連結ピン３２の外周面に連結ピン３２の同軸方向に配設する。取手３３を連結ピン３２の同芯方向に対してオフセットして、側面に配設することにより、連結ピン３２の挿入時、後方部背面の中心を、金鎚等にて殴打し押し込むことが可能な面を確保でき、同時に連結ピン３１の不使用時は、この取手３３を利用し、他の場所にてフック等を用いて配備することができる。そして、取手３３を構成する部材の延べ長さを短くできる。また、取手３３の先端は、連結ピン３１挿入時、連結部２３と接触させることによって、位置決め効果を発現し、低コストによる、連結ピン３１の取付け位置の再現性が確保できる。連結ピン３２の前方には、先端の狭窄部を避けた位置に、貫通孔３６を軸線と直角方向に１箇所設け、固定ピン３４を挿入する。固定ピン３４は中実円筒形状からなり、一方側先端は挿入時の容易化を図るべく狭窄形状を有し、その対向する側には、中実円筒部断面より外側へはみ出た断面形状からなるピン頭３５を有し、固定ピン３４挿入時の抜け防止（引っ掛かり）の役目を果たす。ピン頭３５には、連結ピン３２の外径寸法を超える内径を有する、リング３７を配設し、主に固定ピン３４脱着時の取手に使用する。尚、リング３７は、ピン頭との接合個所を中心に回動可能とし、固定ピン３４挿入後は、他部品との干渉無きよう、連結ピン３１がリング３７の内径に収まるような状態に、閉じることが可能である。

作業車両の全体側面図。 作業車両のフレームを、上斜め後方より見た斜視図。 フレームの連結個所における、内側面の詳細図。 フレームの連結個所における、外側面の詳細図。 フレームの連結個所における、後面の詳細図。 フレームの連結個所における、前面の詳細図。 フレームの連結個所における、上面を示す平面図。 掘削装置と連結部との相対関係を示す側面図。 掘削装置と連結部との相対関係を時系列に示す側面図。 掘削装置と連結部が連結ピンにより連結された状態の、ガイドプレートの詳細図。 連結ピンを、上斜め前方よりの斜視図。 連結ピンの右側面図。 連結ピンの平面図。 連結ピンの背面図。 掘削装置と連結部が連結ピンにより連結された状態の、上斜め後方より見た斜視図。

符号の説明

３ 掘削装置
２３ 連結部
２４ フックプレート
２５ 連結孔
２６ ガイドプレート
２７ リンクシャフト
２８ 連結ピン用取付け孔
３１ ボス材
３２ 連結ピン
３３ 取手
３４ 固定ピン
３７ リング

Claims (4)

1. トラクターローダーバックホーの作業車両（１）に、掘削装置（３）を連結する掘削装置固定構造において、該作業車両（１）と掘削装置（３）の連結部には、前方下部に延出した２個所にリンクシャフト（２７・２７）を進行方向左右方向に突設し、該リンクシャフト（２７・２７）は、平行に対峙した該掘削装置（３）側の連結部の２枚の側面板（２９・３０）の間に左右方向に固定し、該リンクシャフト（２７・２７）の上部に延出した左右位置の２枚の側面板（２９・３０）に、連結ピン用取付け孔（２８・２８）を、各々左右に対峙して配設し、連結ピン用取付け孔（２８・２８）部には、外側側面板（３０）の外側面に円筒形状を有するボス材（３１）を溶着し、該掘削装置（３）側の連結部（２３）は、前記作業車両（１）の後部に左右方向に対向して配設された２個の構造体であって、下部には前記リンクシャフト（２７・２７）が係合される左右２箇所のフックプレート（２４・２４）を設け、該連結部（２３）の上部には、左右の２箇所に、内側面板（１７）と外側面板（１８）を対向配置し、該作業車両（１）と掘削装置（３）を連結する連結ピン（３２）の取付け用孔（２５）は、該内側面板（１７）と外側面板（１８）を、後方上部に延出した部分の２枚の側面板（１７・１８）に穿設し、該外側面板（１８）の連結ピン取付け用孔（２５）の近傍は、内側面板（１７）の連結ピン取付け用孔（２５）の近傍よりも後方へ広く突設し、該外側面板（１８）の内面側にはガイドプレート（２６）を溶着し、該ガイドプレート（２６）は誘い込み部において、該連結ピン挿入用孔の位置決めボス材（３１）との接触面の側面視形状を、側面視で「くの字」形状とし、対応する前記円筒形ボス材（３１）との接触部が２箇所の面当りとなるように構成したことを特徴とするトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造。
2. 請求項１記載のトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造において、前記ガイドプレート（２６）の誘い込み部において、ボス材（３１）との前記側面視「くの字」の形状が、２つの円弧部分を含むものであり、該円弧の径が前記ボス材（３１）の径よりも大きく、該円弧の中心が連結ピン挿入用孔中心よりも後方に位置し、該円弧の内側に連結ピン挿入用孔が位置することを特徴とするトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造。
3. 請求項１に記載のトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造において、前記「くの字」形状をしたガイドプレート（２６）の誘い込み部の形状を、下部のガイドに比べて上部のガイドの長さを短く構成したことを特徴とするトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造。
4. 請求項１記載のトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造において、前記連結ピン取付け用孔（２５・２８）に挿入する連結ピン（３２）を、狭窄形状を有する先端部と、対向する側の後端部に、「Ｕの字」に屈曲させた取手（３３）を、該連結ピン（３２）と同軸方向、かつ連結ピン（３２）の側面に位置するように溶着し、該連結ピン（３２）の挿入時、該取手（３３）の先端が、前記ボス材（３１）と接触し、該連結ピンの位置決め規制を行うことを特徴とするトラクターローダーバックホーの掘削装置固定構造。

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