JPWO2006080487A1 - 作業機械 - Google Patents
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- E02F3/3411—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines and comprising an additional linkage mechanism of the Z-type
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- E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
- E02F3/432—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude
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Abstract
Description
Zバーリンクは、図12に示すように、ブーム10の略中央に回動可能に枢軸されたベルクランク11と、ベルクランク11の上端側および図示しない車体間を連結するチルトシリンダ(一点鎖線参照)と、ベルクランク11の下端側およびバケット20の背部を連結する連結リンク13とで構成されている。
さらに、掘削作業の他、ホイルローダを用いて泥土や家畜のし尿等を汲み上げる場合もある。この場合には、図12に示すように、バケット20を地上位置でチルトさせておき、流動性のある泥土などをこぼれにくくして効率的に汲み上げるようにしている。
このホイルローダは、図13に示すように、バケット20からフォーク30に交換可能であり、交換する際に、図示しないチルトシリンダを幾分伸ばした状態にし、この状態でフォーク30を取り付けるようにしている。すなわち、チルトシリンダの伸ばし量は、二点鎖線で示すように、バケット20でのオフセット角度a分に相当し、この位置でフォーク30を連結リンク13に取り付ける。
こうすることでZバーリンクを用いたホイルローダであっても、地上位置からトップ位置までアタッチメント角度が略一定に維持されて角度特性を改善でき、フォーク30での作業を可能にしている。
このため、掘削等によりバケット内に土砂を積み込み、ダンプトラック等の荷台に土砂を積み込もうとしても、ブームの上昇に伴ってバケットが意図に反してダンプしてしまい、意図した高さでのダンプ積み込み作業ができない。
一端が作業機を支持する構造体に取り付けられたブームと、
前記ブームの他端に取り付けられたバケットと、
前記ブームの長手方向の途中に取り付けられたベルクランクと、
一端が前記構造体に枢軸され、他端が前記ベルクランクの一方の端部に取り付けられたチルトシリンダと、
前記ベルクランクの他方の端部および前記バケットを連結する連結リンクとを備え、
前記バケットを地上水平位置とし、前記バケットの下面を地上面に置いたときに、
前記チルトシリンダは、他端が前記ベルクランクの上端部分に取り付けられており、
前記連結リンクは、前記ベルクランクの下端部分に連結されており、
前記ベルクランクにおける、前記ブームとの枢軸位置及び前記連結リンクとの枢軸位置を結ぶ第1線分と、
前記ベルクランクにおける、前記ブームとの枢軸位置及び前記チルトシリンダとの枢軸位置を結ぶ第2線分とのなす角度θが、バケット側で、
0(deg)<θ≦176(deg)であり、
前記第2線分と、前記ベルクランクにおける前記チルトシリンダとの枢軸位置及び前記チルトシリンダの前記構造体に対する枢軸位置を結ぶ線分とのなす角度αが、
α≦72.3(deg)であり、
前記バケットを最高位置としたときに、水平面に対する前記バケットの下面先端の下がり角度ωが、
ω≦4.5(deg)
であることを特徴とする。
図1は、本実施形態に係るホイルローダ(作業機械)1の全体を示す側面図、図2は、ホイルローダ1の作業機2を示す外観斜視図である。ここで、作業機2とは、図2から構造体16Aを除いた部分をいう。なお、各図において、背景技術で説明した構成部材については同一符号を付してある。
ホイルローダ1は、前後のタイヤ14,15で自走可能な車体16を有しているとともに、車体16の前方(図中の左側)にバケット20を含む作業機2を支持する構造体16Aと、バケット20駆動用のブーム10およびZバーリンク式のリンク機構とを備えている。
0(deg)<θ≦176(deg)・・・(1)
α≦72.3(deg)・・・(2)
δ≦23.3(deg)・・・(3)
まず、図3に示されるように、バケット20を最高位置Tまでリフトしたときに、バケット20内に積み込まれた土砂が滑り落ちては、ダンプトラック等の荷台に土砂を積み込むことができないので、この点について検討する。
図3において、バケット20を、チルトシリンダ12を伸縮させることなくブームシリンダ17のみにより、地上水平位置Eから最高位置Tまでリフトさせたときに、バケット20の下面21先端の水平面Hに対する下がり角度ωがどのようになるかについて検討する。
W・g・sinω+W・b・cosω=(W・g・cosω−W・b・sinω)×μ・・・(4)
以上のことから、図4のグラフを参照すると、バケット20の下がり角度ωは、最大静止摩擦係数μが0.1であると考えれば、4.5(deg)以下としなければ、バケット20内に積み込んだ土砂が滑り落ちる可能性が高くなることが判る。
図5に示されるグラフG2、G3によれば、バケット20の下がり角度ωが4.5(deg)となるのは、タイプAでは角度αが74.6(deg)、タイプBでは角度αが72.3(deg)であることが判る。
従って、タイプA(G4)及びタイプB(G5)のいずれのタイプのホイルローダ1でも、最高位置Tでのバケットの下がり角度ωを4.5(deg)以下とするには、角度αを72.3(deg)以下とし、ベルクランク11の角度θを176(deg)以下とすればよいことが判る(図6のハッチングの内側部分)。
以上のことから、角度θが前記式(1)を満たし、角度αが前記式(2)を満たすことを必要条件とすることにより、図3に示される最高位置Tにおけるバケット20の下がり角度ωを4.5(deg)以下とすることができるので、チルトシリンダ12の伸縮量を調整することなく、また、バケット20に積み込んだ土砂が滑り落ちることなしに、バケット20を最高位置Tにリフトすることができるのである。
ジオメトリ回転角度δを変化させることにより、ブーム端点PP1を中心として連結リンク13とベルクランク11が回転移動し、枢軸位置Xの位置も移動している。グラフにおける点P1、P2以外の点においては、ジオメトリ回転角度δを変化させても、フォーク30装着時における水平面Hに対するフォーク30の下面の先端部分の上がり角度ω’を同じにする為にZの位置も移動している。
従って、タイプA(G8)及びタイプB(G9)のいずれのタイプのホイルローダ1でも、最高位置Tでバケットの下がり角度ωを4.5(deg)以下とするには、前述と同様に角度αを72.3(deg)以下とし、ジオメトリ回転角度δを23.3(deg)以下とすればよいことが判る(図8のハッチングの内側部分)。
以上のことから、角度αが前記式(2)を満たし、ジオメトリ回転角度δが前記式(3)を満たすことを必要条件とすることにより、図3における最高位置Tにおけるバケット20の下がり角度ωを4.5(deg)以下とすることができるので、角度θ及び角度αの場合と同様に、チルトシリンダ12の伸縮量を調整することなく、また、バケット20に積み込んだ土砂が滑り落ちることなしに、バケット20を最高位置Tにリフトすることができるのである。もちろんより望ましくは、式(1)、(2)、及び式(3)を満たせば、より確実に下がり角度ωが4.5(deg)以下のホイルローダ1とすることができる。
前記実施形態では、ホイルローダ1について本発明を適用していたが、これに限られず、いわゆるZバーリンクを備えた作業機械であれば本発明を適用することができる。
また、本発明における角度θ、α、及びジオメトリ回転角度δは、前記実施形態に示されるものに限定されるものではなく、要するに最高位置におけるバケット20の下がり角度が4.5(deg)以下となればよく、前記条件を満たす範囲で種々の組合せを採用することができる。
その他、本発明の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
フォーク30を取り付けるようにしている。すなわち、チルトシリンダの伸ばし量は、二点鎖線で示すように、バケット20でのオフセット角度a分に相当し、この位置でフォーク30を連結リンク13に取り付ける。
こうすることでZバーリンクを用いたホイルローダであっても、地上位置からトップ位置までアタッチメント角度が略一定に維持されて角度特性を改善でき、フォーク30での作業を可能にしている。
[0006]【特許文献1】特開昭63−22499号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
[0007] しかしながら、前記特許文献1に記載のZバーリンクにフォークを組み合わせたホイルローダは、フォークの代わりにバケットを装着し、バケットを最高位置までリフトさせると、水平面に対するバケットの下面の先端部分の下がり角度が大きくなってしまう。
このため、掘削等によりバケット内に土砂を積み込み、ダンプトラック等の荷台に土砂を積み込もうとしても、ブームの上昇に伴ってバケットが意図に反してダンプしてしまい、意図した高さでのダンプ積み込み作業ができない。
[0008] 本発明の主な目的は、通常のバケット及びフォークが交換可能であり、かつバケットを最高位置にリフトさせてもほぼ水平を保ち、意図した高さからのダンプ積み込み作業が可能な作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
[0009] 本発明の作業機械は、
一端が作業機を支持する構造体に取り付けられたブームと、
前記ブームの他端に取り付けられたバケットと、
前記ブームの長手方向の途中に取り付けられたベルクランクと、
一端が前記構造体に枢軸され、他端が前記ベルクランクの一方の端部に取り付けられたチルトシリンダと、
前記ベルクランクの他方の端部および前記バケットを連結する連結リンクとを備え、
前記バケットはフォークと交換可能であり、
前記バケットを地上水平位置とし、前記バケットの下面を地上面に置いたときに、
前記チルトシリンダは、他端が前記ベルクランクの上端部分に取り付けられており、
前記連結リンクは、前記ベルクランクの下端部分に連結されており、
前記ベルクランクにおける、前記ブームとの枢軸位置及び前記連結リンクとの枢軸位置を結ぶ第1線分と、
前記ベルクランクにおける、前記ブームとの枢軸位置及び前記チルトシリンダとの枢軸位置を結ぶ第2線分とのなす角度θが、バケット側で、
0(deg)<θ≦176(deg)であり、
前記第2線分と、前記ベルクランクにおける前記チルトシリンダとの枢軸位置及び前記チルトシリンダの前記構造体に対する枢軸位置を結ぶ線分とのなす角度αが、
α≦72.3(deg)であり、
前記バケットを地上水平位置とした状態から前記チルトシリンダを操作することなく最高位置としたときに、水平面に対する前記バケットの下面先端の下がり角度ωが、
ω≦4.5(deg)
であることを特徴とする。
[0010] ここで、最高位置における許容される下がり角度は、積み込まれた土砂とバケットの内側底面との間の最大静止摩擦係数μと、作業機械の作業機を動作した時に、バケットに作用する加速度Gに基づいて定められる。
[0011] このような本発明によれば、ベルクランクの第1線分及び第2線分のバケット側でなす角度θを176(deg)以下とし、ベルクランクの第2線分及びチルトシリンダの中心線の角度αを72.3(deg)以下とすることにより、バケットを最高位置にチルトしても、バケットの下面先端の下がり角度ωを4.5(deg)以下とすることができるため、バケットを最高位置にチルトしても、積み込んだ土砂がバケットから脱落することがなく、バケット及びフォーク双方を使用できる作業機械とすることができる。
本発明の作業機械は、前記バケットを地上水平位置とし、前記バケットの下面を地上面に置いたときに、前記チルトシリンダは、一端が前記構造体における前記ブームの取付位置より下方に取り付けられていることが望ましい。
このような本発明によれば、ブームを上昇させた際、バケットの角度が地上位置からトップ位置の間でずれない位置に設定され、地上位置で水平あるいはチルト状態のバケットの角度特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
[0012][図1]本発明の一実施形態に係る作業機械の構造を表す側面図。
[図2]前記実施形態における作業機械の構造を表す斜視図。
[図3]前記実施形態における作業機械のバケットの地上水平位置、最高位置の状態を表す模式図。
[図4]前記実施形態におけるバケットの下がり角度及び最大静止摩擦係数の関係を
フォーク30を取り付けるようにしている。すなわち、チルトシリンダの伸ばし量は、二点鎖線で示すように、バケット20でのオフセット角度a分に相当し、この位置でフォーク30を連結リンク13に取り付ける。
こうすることでZバーリンクを用いたホイルローダであっても、地上位置からトップ位置までアタッチメント角度が略一定に維持されて角度特性を改善でき、フォーク30での作業を可能にしている。
[0006]
特許文献1:特開昭63−22499号公報
[発明の開示]
[発明が解決しようとする課題]
[0007]
しかしながら、前記特許文献1に記載のZバーリンクにフォークを組み合わせたホイルローダは、フォークの代わりにバケットを装着し、バケットを最高位置までリフトさせると、水平面に対するバケットの下面の先端部分の下がり角度が大きくなってしまう。
このため、掘削等によりバケット内に土砂を積み込み、ダンプトラック等の荷台に土砂を積み込もうとしても、ブームの上昇に伴ってバケットが意図に反してダンプしてしまい、意図した高さでのダンプ積み込み作業ができない。
[0008]
本発明の主な目的は、通常のバケット及びフォークが交換可能であり、かつバケットを最高位置にリフトさせてもほぼ水平を保ち、意図した高さからのダンプ積み込み作業が可能な作業機械を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
[0009]
本発明の作業機械は、
一端が作業機を支持する構造体に取り付けられたブームと、
前記ブームの他端に取り付けられたバケットと、
前記ブームの長手方向の途中に取り付けられたベルクランクと、
一端が前記構造体に枢軸され、他端が前記ベルクランクの一方の端部に取り付けられたチルトシリンダと、
前記ベルクランクの他方の端部および前記バケットを連結する連結リンクとを備え、
前記バケットはフォークと交換可能であり、
前記バケットを地上水平位置とし、前記バケットの下面を地上面に置いたときに、
前記チルトシリンダは、他端が前記ベルクランクの上端部分に取り付けられており、
前記連結リンクは、前記ベルクランクの下端部分に連結されており、
前記ベルクランクにおける、前記ブームとの枢軸位置及び前記連結リンクとの枢軸位置を結ぶ第1線分と、
前記ベルクランクにおける、前記ブームとの枢軸位置及び前記チルトシリンダとの枢軸位置を結ぶ第2線分とのなす角度θが、バケット側で、
0(deg)<θ≦176(deg)であり、
前記第2線分と、前記ベルクランクにおける前記チルトシリンダとの枢軸位置及び前記チルトシリンダの前記構造体に対する枢軸位置を結ぶ線分とのなす角度αが、
α≦72.3(deg)であり、
前記バケットを地上水平位置とした状態から前記チルトシリンダを操作することなく最高位置としたときに、水平面に対する前記バケットの下面先端の下がり角度ωが、
ω≦4.5(deg)
であることを特徴とする。
[0010]
ここで、最高位置における許容される下がり角度は、積み込まれた土砂とバケットの内側底面との間の最大静止摩擦係数μと、作業機械の作業機を動作した時に、バケットに作用する加速度Gに基づいて定められる。
[0011]
このような本発明によれば、ベルクランクの第1線分及び第2線分のバケット側でなす角度θを176(deg)以下とし、ベルクランクの第2線分及びチルトシリンダの中心線の角度αを72.3(deg)以下とすることにより、バケットを最高位置にチルトしても、バケットの下面先端の下がり角度ωを4.5(deg)以下とすることができるため、バケットを最高位置にチルトしても、積み込んだ土砂がバケットから脱落することがなく、バケット及びフォーク双方を使用できる作業機械とすることができる。
本発明の作業機械は、前記バケットを地上水平位置とし、前記バケットの下面を地上面に置いたときに、前記チルトシリンダは、一端が前記構造体における前記ブームの取付位置より下方に取り付けられていることが望ましい。
このような本発明によれば、ブームを上昇させた際、バケットの角度が地上位置からトップ位置の間でずれない位置に設定され、地上位置で水平あるいはチルト状態のバケットの角度特性を向上させることができる。
[図面の簡単な説明]
[0012]
[図1]本発明の一実施形態に係る作業機械の構造を表す側面図。
[図2]前記実施形態における作業機械の構造を表す斜視図。
[図3]前記実施形態における作業機械のバケットの地上水平位置、最高位置の状態を表す模式図。
[図4]前記実施形態におけるバケットの下がり角度及び最大静止摩擦係数の関係を
Claims (1)
- 一端が作業機を支持する構造体に取り付けられたブームと、
前記ブームの他端に取り付けられたバケットと、
前記ブームの長手方向の途中に取り付けられたベルクランクと、
一端が前記構造体に枢軸され、他端が前記ベルクランクの一方の端部に取り付けられたチルトシリンダと、
前記ベルクランクの他方の端部および前記バケットを連結する連結リンクとを備え、
前記バケットを地上水平位置とし、前記バケットの下面を地上面に置いたときに、
前記チルトシリンダは、他端が前記ベルクランクの上端部分に取り付けられており、
前記連結リンクは、前記ベルクランクの下端部分に連結されており、
前記ベルクランクにおける、前記ブームとの枢軸位置及び前記連結リンクとの枢軸位置を結ぶ第1線分と、
前記ベルクランクにおける、前記ブームとの枢軸位置及び前記チルトシリンダとの枢軸位置を結ぶ第2線分とのなす角度θが、バケット側で、
0(deg)<θ≦176(deg)であり、
前記第2線分と、前記ベルクランクにおける前記チルトシリンダとの枢軸位置及び前記チルトシリンダの前記構造体に対する枢軸位置を結ぶ線分とのなす角度αが、
α≦72.3(deg)であり、
前記バケットを最高位置としたときに、水平面に対する前記バケットの下面先端の下がり角度ωが、
ω≦4.5(deg)
であることを特徴とする作業機械。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005024559 | 2005-01-31 | ||
JP2005024559 | 2005-01-31 | ||
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