JP4841450B2

JP4841450B2 - 荷役車両の荷役装置

Info

Publication number: JP4841450B2
Application number: JP2007018611A
Authority: JP
Inventors: 尚之伊藤
Original assignee: Ｔｃｍ株式会社
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2027-01-30
Also published as: JP2008184787A

Description

本発明は、バケット等の荷役具に土砂などの荷を掬い取り、作業ブームを上方に揺動して荷役具を持ち上げる際に、荷役具の水平姿勢を保持して荷こぼれを防止するレベル保持装置を備えた荷役車両の荷役装置に関する。

車体に設けられた作業ブームを上下方向に揺動するとともに、作業ブームの遊端部に設けられたバケットを前後方向に傾動して、土砂やズリなどの荷を扱う荷役装置を備えた小型のホイールローダが、たとえば特許文献１に開示されている。この小型のホイールローダは、図７，図８に示すように、車体１１の前部に設けられた左右の駆動前輪１２Ｆと後部に設けられた左右の駆動後輪１２Ｒとを有し、車体１１の前部の操縦席１３に設けられた左右一対の走行操作レバー２１Ｒ，２１Ｌにより駆動前後輪１２Ｆ，１２Ｒを操作して前後進とを行うとともに、左右の駆動前後輪１２Ｆ，１２Ｒの回転速度差を利用して車体１１を転舵するように構成されている。

車体１１の後部両側に、左右方向の水平支軸１５を介して上下方向に揺動自在に支持されるとともに、操縦席１３の左右両側を通って前方に伸びる左右一対の作業ブーム１４が設けられている。そして、これら作業ブーム１４の遊端側に設けられたＬ字形の前支持部１４ａと車体１１との間にブームシリンダ１６がそれぞれ連結され、これらブームシリンダ１６により作業ブーム１４が水平支軸１５を中心に上下方向に揺動される。また左右の作業ブーム１４の前支持部１４ａ間に、水平支軸１５と平行な支持ピン１７ａを介して作業具であるたとえばバケット１７が前後方向に傾動自在に支持され、さらに前支持部１４ａとバケット１７との間に設けられた荷役シリンダ１８により、バケット１７が支持ピン１７ａを中心に前後方向に傾動される。

さらに操縦席１３には、前記走行操作レバー２１Ｒ，２１Ｌと、作業ブーム１４の上下揺動とバケット１７の前後傾動とを行う左右一対の荷役操作ペダル２２Ｒ，２２Ｌとが設けられている。

通常、このホイールローダでは、両手で走行操作レバー２１Ｒ，２１Ｌを操作して走行と操舵を行い、両足で荷役操作ペダル２２Ｒ，２２Ｌを操作して、たとえばトラックのような高い荷受台に荷を積み込むなどの荷役作業を行っている。

このような荷積み作業では、作業ブーム１４を上方に揺動させるとバケット１７が後傾して荷こぼれが生じるため、作業ブーム１４の上昇動作と同時にバケット１７の前傾動作を行う必要がある。このような荷役操作ペダル２２Ｒ，２２Ｌによる作業ブーム１４とバケット１７の複合操作を回避するため、作業ブーム１４の上昇に従って自動的にバケット１７の前傾させて水平に保持し荷こぼれを防止するレベル保持装置が設けられている。
特開平５−５１９４０号公報

しかしながら、この種の小型のホイールローダでは、トラックなど高い荷台への荷積み作業の他に、農作業や土木作業などにおいて、掻き取ったり掬い取った土砂や資材、堆肥などの荷を、０．５〜２ｍ前後のあまり高くない低位まで持ち上げて盛り付けるといった低位の荷積み作業に使用されることが多い。

この場合、従来のレベル保持装置では、バケット１７の昇降ストロークの全体にわたって自動的にバケット１７が水平に保持されるため、この水平姿勢からバケット１７を前傾させて土砂を投下していると、荷積み作業に時間を要する。熟練者は、荷積み作業を短時間で行うために、両足で荷役操作ペダル２２Ｒ，２２Ｌを複合操作して作業ブーム１４を上昇させると同時にバケット１７を前傾させる。熟練されたオペーレータでは、この複合操作により短時間で作業を行うことができるが、熟練度が低いオペーレータでは複合操作が難しく、低位の荷積み作業に長時間を要するといった問題があった。

本発明は上記問題点を解決して、熟練度に関わり無く、盛り土などの低位の荷積み作業を容易に短時間で行うことができる荷役車両の荷役装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、車体に水平方向の支軸を中心に上下方向に揺動自在に設けられた作業ブームと、作業ブームの遊端部に前後方向に傾動自在に設けられた荷役具と、作業ブームを上下方向に揺動して荷役具を昇降駆動可能なブームシリンダと、荷役具を前後方向に傾動可能な荷役シリンダと、ブームシリンダにより作業ブームを上方に揺動させた時にブームシリンダから排出される圧油の一部を荷役シリンダに供給して作動させ、荷役具を前傾させて荷役具を水平に保持するレベル保持装置とを具備した荷役車両の荷役装置において、前記レベル保持装置に高速前傾機構を設け、当該高速前傾機構は、ブームシリンダにより作業ブームを上方に揺動した時に、ブームシリンダから荷役シリンダに送られる圧油量を調整する高速前傾バルブと、当該高速前傾バルブを操作する高速前傾スイッチとを有するものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、レベル保持装置は、コントロールバルブに接続された第１ポートと、ブームシリンダの収縮室に接続された第２ポートと、荷役シリンダの進展室に接続された第３ポートと、第１ポートと第２ポートとを接続する主流路に介在された分岐弁と、前記分岐弁の分岐口と第３ポートとを接続する調整流路とを具備し、高速前傾機構は、前記分岐弁と第２ポートの間の主流路と調整流路とを接続するとともに高速前傾バルブが介在されたバイパス流路を有するものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成において、高速前傾機構は、圧油の追加量を複数段または無段階に調整可能に構成されたものである。

請求項１記載の構成によれば、レベル保持装置において、ブームシリンダから排出され分岐弁で分離されて荷役シリンダに送られる圧油量を、高速前傾用に設定しておき、高速前傾スイッチを操作して高速前傾バルブを遮断した高速前傾時には、分岐弁で分離された圧油の全量を荷役シリンダに供給し、荷役シリンダを高速で駆動して荷役具を高速で前傾させる。また高速前傾スイッチを操作して高速前傾バルブを連通する通常の水平レベル保持時には、分岐弁で分離された圧油の高速駆動分を排出側に戻すことで、荷役シリンダの駆動速度を低下させて荷役具の前傾速度を低下させ水平姿勢に保持する。したがって、熟練度に関わり無く、高速前傾スイッチを操作することにより、盛り土などの低位の荷積み作業を容易に短時間で行うことができる。

請求項２記載の構成によれば、高速前傾バルブを有するバイパス流路により、レベル保持装置に高速前傾機構を容易に設けることができる。
請求項３記載の構成によれば、圧油の追加量を複数段または無段階に調整することができるので、荷役具による荷の投下位置を選択して設定でき、低位置の荷積み作業をさらに効率よく短時間で行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
［実施の形態１］
本発明に係る荷役車両の荷役装置の実施の形態１を図１〜図３を参照して説明する。なお、従来例と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

図１は、ブームシリンダ１６および荷役シリンダ１８を駆動する荷役装置の油圧回路図である。図１（ａ）に示すように、タンク４０とコントロールバルブ４１の入口側のポートＰ間に、エンジンにより駆動される油圧ポンプ４４が介在された圧油供給管４５Ａが接続され、タンク４０とコントロールバルブ４１のポートＴとの間に圧油排出管４５Ｂが接続されている。

またコントロールバルブ４１は、図１（ｃ）に示すように、荷役操作ペダル２２Ｒ，２２Ｌにより操作されるブーム作動バルブ４２と荷役作動バルブ４３とを具備し、ブーム作動バルブ４２に接続された出口側のポートＡ１，Ｂ１と、荷役作動バルブ４３に接続された出口側のポートＡ２，Ｂ２が設けられている。

前記ブーム作動バルブ４２は、荷役操作ペダル２２Ｒ（または２２Ｌ）により、ポートＰと荷役作動バルブ４３のポートとを接続するとともにポートＡ１，Ｂ１とポートＴとを接続するブームフリー位置Ａと、ポートＰとポートＡ１とを接続するとともにポートＢ１と荷役作動バルブ４３のポートとを接続するブーム下降位置Ｂと、ポートＡ１とポートＢ１を閉鎖するとともにポートＰと荷役作動バルブ４３のポートとを接続するブーム停止位置Ｃと、ポートＰとポートＢ１とを接続するとともにポートＡ１と荷役作動バルブ４３のポートとを接続するブーム上昇位置Ｄとに操作される。

また荷役作動バルブ４３は、荷役操作ペダル２２Ｌ（または２２Ｒ）により、ポートＰとポートＡ２とを接続するとともにポートＴとポートＢ２とを接続する荷役前傾位置ａと、ポートＡ２とポートＢ２を閉鎖する荷役停止位置ｂと、ポートＰとポートＢ２とを接続するとともにポートＡ２とポートＴとを接続する荷役後傾位置ｃとに操作される。

コントロールバルブ４１とブームシリンダ１６とは、前記ポートＢ１と進展室（テール室ともいう）１６ｒとの間にブーム上昇配管３６Ａが接続され、ブームシリンダ１６の収縮室（フロント室ともいう）１６ｆとポートＡ１との間に、第１ブーム下降配管３６Ｂ_１および第２ブーム下降配管３６Ｂ_２とが直列に接続されている。またコントロールバルブ４１と荷役シリンダ１８とは、ポートＡ２と荷役シリンダ１８の進展室（テール室ともいう）１８ｒとの間に荷役前傾配管３７Ａが接続され、ポートＢ２と荷役シリンダ１８の収縮室（フロント室ともいう）１８ｆとの間に荷役後傾配管３７Ｂが接続されている。

そして、これら第１，第２ブーム下降配管３６Ｂ_１，３６Ｂ_２と、荷役前傾配管３７Ａおよび荷役前傾配管３７Ｂとの間にレベル保持装置３１が設けられている。
このレベル保持装置３１は、第２ブーム下降配管３６Ｂ_２が接続されたポートＩ（第１ポート）と、第１ブーム下降配管３６Ｂ_１が接続されたポートII（第２ポート）と、荷役後傾配管３７Ｂに連通された第２分岐管３４が接続されたポートIIIと、荷役前傾配管３７Ａに連通された第１分岐管３３が接続されたポートIV（第３ポート）とを具備している。そして、ポートＩとポートIIとを接続する第１，第２主流路（主流路）３１ａ，３１ｂに、分岐弁（スプール弁）３２が介在されている。また分岐弁３２の分岐口とポートIVとを接続する調整流路３１ｃに、分岐弁３２からポートIVにのみ圧油の流れを許す調整チェック弁３８が介在されている。さらにポートIIIと第２主流路３１ｂとを接続する戻り流路３１ｄにアンロード弁３５が介在されている。

そして、第２主流路３１ｂから、調整チェック弁３８と分岐弁３２の分岐口との間の調整流路３１ｃにバイパス流路５１が接続され、このバイパス流路５１にソレノイド式の高速前傾バルブ５２が介在されるとともに、高速前傾バルブ５２の第２主流路３１ｂ側に、高速前傾バルブ５２から第２主流路３１ｂ側にのみ圧油の流入を許容する高速前傾チェック弁５３が介在されている。

そして、これらバイパス流路５１、高速前傾バルブ５２、高速前傾チェック弁５３と、操縦席１３に設けられて高速前傾バルブ５２を遮断するｉ位置と連通するii位置との間で切換操作する高速前傾スイッチ５４とで高速前傾機構５０が構成される。

前記分岐弁３２は、ブームシリンダ１６を進展する時に、ブームシリンダ１６の収縮室１６ｆから排出されてポートＩに流入した圧油を、絞り部を介してポートIIからコントロールバルブ４１のポートＡ１に排出するとともに、圧油の一部を、荷役シリンダ１８が高速駆動可能な所定の比率に分離して調整流路３１ｃに送り、ポートIVから第１分岐管３３に排出し荷役シリンダ１８のテール室１８ｒに供給するように構成されている。また前記高速前傾チェック弁５３は、ii位置で、その絞り部により調整流路３１ｃから荷役シリンダ１８に送られる圧油量のうち、高速駆動分の圧油量のみを第２主流路３１ｂ側に戻し、水平保持する圧油量のみを荷役シリンダ１８のテール室１８ｒに供給するように構成されている。

たとえば通常のバケット１７の水平レベル保持時に、荷役シリンダ１８に送られる圧油量を、第１主流路３１ａの１．０に対して０．３とし、高速前傾させる場合の圧油量を０．５（高速駆動分は０．２）とした場合、分岐弁３２により調整流路３１ｃ側に分離される圧油量を、第１主流路３１ａの１．０に対して０．５（第２主流路３１ｂ：調整流路３１ｃ＝１：１）としておき、高速前傾チェック弁５３からの排出圧油量（高速駆動分）を０．２に設定する。

なお、ブームシリンダ１６を収縮する時に、コントロールバルブ４１のポートＡ１から供給されて第１ブーム下降配管３６Ｂ_１を介してポートIIに流入された圧油は、その油圧により分岐弁３２のスプール（図示せず）を押圧作動して分岐口を閉じることで、分離されることなく全量がポートＩ側に送られ、第２ブーム下降配管３６Ｂ_２からブームシリンダ１６の収縮室１６ｆに供給される。

前記アンロード弁３５は、第１分岐管３３を介して荷役シリンダ１８の進展室１８ｒに圧油が供給されることにより、荷役シリンダ１８の収縮室１８ｆから排出される圧油が、コントロールバルブ３１からタンク４０に排出されない時（荷役作動バルブ４３が荷役停止位置ｂにある時）に、第１分岐管３３の油圧の上昇により、第２分岐管３４を遮断するｉ位置から、第２分岐管３４を連通するii位置に切り替えられる。これにより、荷役シリンダ１８の収縮室１８ｆから排出された第２分岐管３４を介してポートIIIに流入した圧油を、戻り流路３１ｄのアンロード弁３５から第２主流路３１ｂを介してポートIIに排出し、さらに第１ブーム下降配管３６Ｂ_１からコントロールバルブ３１のポートＡ１に送り出してブーム作動バルブ４２からタンク４０に排出する。

上記構成において、荷役操作ペダル２２Ｒによりコントロールバルブ４１のブーム作動バルブ４２をブーム上昇位置Ｄに操作し、コントロールバルブ４１のポートＢ１からブーム上昇配管３６Ａを介してブームシリンダ１６の進展室１６ｒに圧油を供給する。これにより、バケット１７で土砂やズリなどの荷を掬った下降位置Ｇからブームシリンダ１６を進展して作業ブーム１４を上方に揺動しバケット１７を上昇させる。そして、ブームシリンダ１６の収縮室１６ｆから排出された圧油が、第２ブーム下降配管３６Ｂ_２からレベル保持装置３１の分岐弁３２を介してコントロールバルブ４１のポートＡ１に送られタンク４０に排出される。この時、第２ブーム下降配管３６Ｂ_２に排出された圧油の一部が、分岐弁３２の分岐口から第１分岐管３３に送られ、荷役前傾配管３７Ａを介して荷役シリンダ１８の進展室１８ｒに供給される。そして図１（ａ）に示すように、高速前傾スイッチ５４により通常の水平レベル保持が選択されて、高速前傾バルブ５２がii位置にあると、調整流路３１ｃの全圧油量のうち、高速駆動分がバイパス流路５１を介して第２主流路３１ｂに戻され、これにより荷役シリンダ１８によりバケット１７が低速で前傾されて水平に保持される。

作業ブーム１４の上昇前に、図１（ｂ）に示すように、高速前傾スイッチ５４により高速前傾が選択されて、高速前傾バルブ５２がii位置からｉ位置に切り替えられると、第２主流路３１ｂを流れる圧油の全量がポートIVから第１分岐管３３を介して荷役シリンダ１８の進展室１８ｒに送り込まれる。これにより、図３に示すように、バケット１７の前傾が高速で行われて、バケット１７が通常より低い上昇位置Ｕで完全に前傾され、バケット１７に収容された土砂などの荷が短時間で滑落排出される。

したがって、盛り土作業など、低い位置への荷下ろしする単純動作を繰り返して行う場合に、高速前傾スイッチ５４を操作するだけで、バケット１７の前傾動作をより高速で自動的に行うことができ、熟練者でなくても短時間に効率よく低位の荷積み作業を行うことができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、高速前傾バルブ５２により、調整流路３１ｃからバイパス流路５１を介して第２主流路３１ｂに戻される圧油量が一定であるため、バケット１７の前傾速度を選択することができなかったが、実施の形態２では、バケット１７の前傾速度を複数段階（３段階）に選択可能として、荷下ろしの高さ位置を選択することができるようにしたものである。

すなわち、図４に示すように、バイパス流路５１に、絞り部による通過流量が小さい第１高速前傾バルブ６１と、絞り部による通過流量が第１高速前傾バルブ６１より大きい第２高速前傾バルブ６２とを並列に介在させ、高速前傾スイッチ６４によりスイッチコントローラ６３を介して第１，第２高速前傾バルブ６１，６２をそれぞれ操作するように構成している。そして、分岐弁３２により調整流路３１ｃ側に分離される圧油量を、最高速でバケット１７を前傾可能な圧油量に設定し、第１高速前傾バルブ６１と第２高速前傾バルブ６２により第２主流路３１ｂに戻された時のバイパス流路５１の圧油量を、バケット１７を水平姿勢に保持する前傾速度となるように設定したものである。

高速前傾スイッチ６４は、一旦押して通電させることによりオン状態を継続するモーメンタリー式でかつ照光式であり、高速前傾操作をしないＯＦＦボタン６４ａと、第１高速前傾バルブ６１のみをii位置に切り替えて連通させる低速前傾用のＡボタン６４ｂと、第２高速前傾バルブ６２のみをii位置に切り替えて連通させる中速前傾用のＢボタン６４ｃと、第１高速前傾バルブ６１と第２高速前傾バルブ６２をそれぞれii位置に切り替えて連通させる高速前傾用のＡ＋Ｂボタン６４ｄが設けられており、これらボタン６４ａ〜６４ｄを選択してバケット１７の前傾速度を３段階で選択することができる。

前記スイッチコントローラ６３では、これらＡ，Ｂ，Ａ＋Ｂボタン６４ｂ〜６４ｄのいずれかを押すことにより、それぞれのリレーＲＹ−Ａ，ＲＹ−Ｂ，ＲＹ−Ｃが作動されて各接点がそれぞれオン・オフされ、これによりＡ，Ｂ，Ａ＋Ｂボタン６４ｂ〜６４ｄのランプＬを点灯・消灯させるとともに、第１，第２高速前傾バルブ６１，６２のソレノイド６１ｓ，６２ｓをオン・オフするように構成されている。

上記実施の形態２によれば、複数段でバケット１７の前傾速度を選択することができるので、荷下ろしの高さ位置を適正に選択することができ、熟練者でなくてもさらに効率よく低位の荷積み作業を行うことができる。

なお、他の実施の形態として、図５に示すように、高速前傾バルブ５２に代えて電磁式比例制御型高速前傾バルブ（たとえばプロポーショナル弁など）７１を設け、この比例制御型高速前傾バルブ７１をスイッチコントローラ７２を介して高速前傾スイッチ７３により操作可能に構成することにより、無段階でバケット１７の前傾速度を選択することができ、荷下ろし高さが漸次増加するのに対応して、より最適なバケット１７の前傾速度を選択することにより、常に適正な荷下ろし高さを設定することができて、効率よく低位の荷積み作業を行うことができる。

また上記実施の形態１，２では、荷役具としてバケット１７を使用したが、これに限るものではなく、図６（ａ）に示すパレットフォーク１９Ａや、図６（ｂ）に示すフォークグラップル１９Ｂ、図６（ｃ）に示すウイングバケット１９Ｃなどのように、前傾により荷を排出可能な荷役具であればよい。

本発明に係る荷役車両の荷役装置の実施の形態１を示す油圧回路図で、（ａ）はブーム上昇時でバケットの水平レベル保持を選択した時の圧油の流れを示し、（ｂ）はバケットとの高速傾動を選択した時のレベル保持装置の圧油の流れを示し、（ｃ）はブーム上昇時のコントロールバルブの圧油の流れを示す。荷役装置の油圧回路図で、（ａ）はブーム下降時の圧油の流れを示し、（ｂ）はブーム下降時のコントロールバルブの圧油の流れを示す。荷役装置のバケットの動作を示す荷役車両の側面図である。荷役装置の実施の形態２を示す荷役装置の回路図で、（ａ）はレベル調整装置の油圧回路を示し、（ｂ）は高速前傾スイッチとスイッチコントローラの電気回路を示す。荷役装置の他の実施の形態を示し、レベル調整装置の配管図である。荷役具の他の形態を示す斜視図で、（ａ）はパレットフォーク、（ｂ）はフォークグラップル、（ｃ）はウイングバケットである。従来の荷役車両の全体側面図である。従来の荷役車両の全体正面図である。

符号の説明

１１車体
１２Ｆ駆動前輪
１２Ｒ駆動後輪
１３操縦席
１４作業ブーム
１５支持軸
１６ブームシリンダ
１７バケット
１８荷役シリンダ
２１Ｒ，２１Ｌ走行操作レバー
２２Ｒ，２２Ｌ荷役操作レバー
３１レベル保持装置
３１ａ第１主流路
３１ｂ第２主流路
３１ｃ調整流路
３２分岐弁
３３第１分岐管
３４第２分岐管
３５アンロード弁
３６Ａブーム上昇配管
３６Ｂ_１第１ブーム下降配管
３６Ｂ_２第２ブーム下降配管
３７Ａバケット前傾配管
３７Ｂバケット後傾配管
３８調整チェック弁
４１コントロールバルブ
４２ブーム作動バルブ
４３荷役作動バルブ
４４油圧ポンプ
４５Ａ圧油供給管
４５Ｂ圧油排出管
５０高速前傾機構
５１バイパス流路
５２高速前傾バルブ
５３高速前傾チェック弁
５４高速前傾スイッチ
６１第１高速前傾バルブ
６２第２高速前傾バルブ
６１ｓ，６２ｓソレノイド
６３スイッチコントローラ
７１比例制御型高速前傾バルブ
７２スイッチコントローラ
７３高速前傾スイッチ

Claims

車体に水平方向の支軸を中心に上下方向に揺動自在に設けられた作業ブームと、作業ブームの遊端部に前後方向に傾動自在に設けられた荷役具と、作業ブームを上下方向に揺動して荷役具を昇降駆動可能なブームシリンダと、荷役具を前後方向に傾動可能な荷役シリンダと、ブームシリンダにより作業ブームを上方に揺動させた時にブームシリンダから排出される圧油の一部を荷役シリンダに供給して作動させ、荷役具を前傾させて荷役具を水平に保持するレベル保持装置とを具備した荷役車両の荷役装置において、
前記レベル保持装置に高速前傾機構を設け、
当該高速前傾機構は、ブームシリンダにより作業ブームを上方に揺動した時に、ブームシリンダから荷役シリンダに送られる圧油量を調整する高速前傾バルブと、当該高速前傾バルブを操作する高速前傾スイッチとを有する
荷役車両の荷役装置。
レベル保持装置は、コントロールバルブに接続された第１ポートと、ブームシリンダの収縮室に接続された第２ポートと、荷役シリンダの進展室に接続された第３ポートと、第１ポートと第２ポートとを接続する主流路に介在された分岐弁と、前記分岐弁の分岐口と第３ポートとを接続する調整流路とを具備し、
高速前傾機構は、前記分岐弁と第２ポートの間の主流路と調整流路とを接続するとともに高速前傾バルブが介在されたバイパス流路を有する
請求項１記載の荷役車両の荷役装置。
高速前傾機構は、圧油の追加量を複数段または無段階に調整可能に構成された
請求項１または２記載の荷役車両の荷役装置。