JPWO2006080488A1 - チルトフロアを備えた作業車両 - Google Patents

Abstract

チルトフロアを備える作業車両において、チルトフロアに対するチルトアップ及びチルトダウンを容易に行うことができ、かつエンジン周りの整備性を良好にすることができる。基台フレームに対してチルトアップ及びチルトダウンされるチルトフロアに、一端部が取り付けられ、他端部が基台フレームに取り付けられたトーションバーを配設する。チルトフロアをチルトアップした最開位置とチルトダウンした閉塞位置とにおいて、運転室を設置したチルトフロアの重心位置を、チルトフロアの回動中心に対する上死点を境にした互いに反対側の位置とする。トーションバーの中立位置は、前記閉塞位置と前記最開位置との間に配設される。【選択図】 図３

Description

本発明は、チルトアップ及びチルトダウン可能なチルトフロアを備えた油圧ショベル等の作業車両に関する。

従来、油圧ショベル等の作業車両では、エンジン回りにおける整備点検等の作業に必要な作業空間を確保するため、作業者が掘削作業等の操作を行うフロアをチルトアップ可能にしたチルトフロア構造が採用されている。

この種のチルトフロアには、転倒時保護構造(Roll Over Protective Structure、いわゆるROPS構造)を採用したＲＯＰＳキャノピや風雨時にも濡れることなく作業を行えるキャブ等の運転室が取り付けられている。ＲＯＰＳキャノピやキャブ等の運転室は、必要に応じてチルトフロアに対して交換して取り付けることができる。

チルトフロアに対するチルト動作を助勢する機構としては、トーションバーや油圧シリンダ、ガススプリング等のアクチュエータが用いられており、トーションバーやアクチュエータが適宜選択され或いは適宜組み合わされて使用されている。

チルト動作を助勢する機構としてトーションバーを用いたものとしては、特許文献１、特許文献２に記載されたものなどが提案されている。また、油圧シリンダを用いたものとしては、特許文献３に記載されたものなどが提案されている。
実公昭５８−２６８６４号公報 実願昭６１−１４６６７号（実開昭６２−１２７０７７号）のマイクロフィルム 特開昭６０−１４３１８５号公報

チルトフロアを備えた作業車両において、例えば、１．５トンよりも大型の油圧ショベルでは、チルトフロアをチルトアップしてチルトフロアの開角を３５度程度にすれば、チルトアップにより形成された開口部から作業員がその上半身を入れて整備点検等を行うことができ、整備点検等に必要な作業空間を十分に確保することができる。

しかし、例えば、１．５トン以下の小型の油圧ショベルでは、チルトフロアを３０度程度にチルトアップしたとしても、車体が小さいためにチルトアップして形成した開口部の大きさを大きく形成することができない。このため、開口部から作業員がその上半身を入れて整備点検等を行うのが難しくなり、整備点検等の作業に必要な作業空間を確保することが難くなる。従って、チルトフロアを備えた作業車両であったとしても、整備点検等の作業に支障をきたしてしまうことになる。

本発明は作業車両における上述した問題点に鑑み、チルトフロアのチルトアップ及びチルトダウンを容易に行うことができ、しかも、整備点検等の作業性を大幅に向上させることのできるチルトフロアを備えた作業車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するべく、本願第１発明では、一端部が基台フレームに取り付けられ、他端部がチルトフロアに取り付けられたトーションバーを有し、前記基台フレームに対してチルトアップ及びチルトダウン可能な前記チルトフロアを備えた作業車両において、 チルトアップして最開位置としたときにおける運転室を備えた前記チルトフロアの重心位置が、前記チルトフロアの回動中心に対して上死点を通り越した位置にあり、前記トーションバーの中立位置が、前記チルトフロアをチルトダウンした閉塞位置と前記最開位置との間にあることを最も主要な特徴となしている。

また、本願第２発明では第１発明の構成に、前記トーションバーの支持及び固定構成を限定したことを主要な特徴となしている。
更に、本願第３発明では第１発明又は第２発明の構成に、チルトフロアのチルトアップ及びチルトダウンを助勢するチルト助勢手段を配設したことを主要な特徴となしている。

更にまた、本願第４発明では第１発明乃至第３発明のいずれかの構成に、トーションバーの取り付け角を調整可能とする取り付け角調整手段を配設したことを主要な特徴となしている。

本願第１発明によれば、ＲＯＰＳキャノピやキャブ等の運転室を備えたチルトフロアの重心位置は、チルトフロアの回動中心を中心とした上死点を跨いで両側の位置の間を移動することができる。即ち、チルトフロアを閉塞位置から最開位置にチルトアップするときには、チルトフロアの重心位置は、チルトフロアの回動中心に対して上死点を通り越し、上死点を間に挟んだ閉塞位置側とは反対側の位置に移動させることができる。

また、チルトフロアを最開位置から閉塞位置にチルトダウンさせるときには、チルトフロアの重心位置を、チルトフロアの回動中心に対して上死点を通り越して閉塞位置側に戻すことができる。

このように、チルトフロアを最開位置にチルトアップしたときには、運転室を備えたチルトフロアの重心位置は、上死点を間に挟んだ閉塞位置側とは反対側の位置にある。このため、充分なチルトフロアの開角を確保することができ、整備点検等における広い作業空間を確保できる。

また、ねじり変形のない状態であるトーションバーの中立位置は、チルトフロアをチルトダウンさせた閉塞位置とチルトアップさせた最開位置との中間にある。このため、チルトフロアをチルトアップさせて、運転室を備えたチルトフロアの重心位置が閉塞位置側から上死点を越えた位置に至ったときには、トーションバーからチルトフロアに対してチルトフロアをチルトダウンさせる方向の助勢力を与えるように構成できる。

即ち、運転室を備えたチルトフロアの重心位置が、閉塞位置側から上死点を通り越した位置に来たときには、トーションバーからチルトフロアに対してチルトフロアを閉塞位置側に戻す助勢力を与えることができるように構成できる。

運転室を備えたチルトフロアを、閉塞位置からチルトアップするときには、トーションバーからチルトフロアに対して、チルトフロアをチルトアップさせる方向の助勢力を与えることができる。
このように、トーションバーからの助勢力によって、チルトフロアのチルトアップ及びチルトダウンの操作を円滑かつ容易に行うことができる。

本願第２発明の構成によって、トーションバーの取り付け位置を任意に選択することが可能となり、設計の自由度が高いトーションバーの取り付け構成を得ることができる。

本願第３発明の構成によって、トーションバーからの助勢力に加えてチルト助勢手段からの助勢力を利用することができるので、チルトフロアのチルトアップ及びチルトダウンの操作をより円滑に行うことができる。

本願第４発明の構成によって、トーションバーの取り付け角を調整することが可能となり、トーションバーのねじり量、即ち、トーションバーからの助勢力を調整することができる。しかも、取り付け角調整手段を調整することによって、ねじり変形のない状態となるトーションバーの中立位置を変更することができる。

これにより、トーションバーの助勢力とチルト助勢手段からの助勢力とを効果的に利用することができ、チルトフロアのチルトアップ及びチルトダウンに要する作業者の操作力が過大となるのを防止できる。しかも、安定した作業者の操作力によって、チルトフロアのチルトアップ及びチルトダウンを円滑に行うことができる。

図１は、油圧ショベルを示す側面図である。（実施例１） 図２は、油圧ショベルのフロアをチルトアップした状態を示す側面図である。（実施例１） 図３は、油圧ショベルのフロアにキャブを設置してチルトアップした状態を示す一部切欠き断面を有する側面図である。（実施例１） 図４は、油圧ショベルのフロアを下方から見た要部斜視図である。（実施例１） 図５は、油圧ショベルのフロア下方の要部側面図である。（実施例１） 図６は、油圧ショベルのフロア下方の要部下面図である。（実施例１） 図７(ａ)、(ｂ)、及び(ｃ)は、それぞれトーションバーを示す側面図、後面図、および図７(ｂ)図のＢ方向矢視図である。（実施例１） 図８は、図６に示すトーションバーをＡ方向斜め上方から見た斜視図である。（実施例１） 図９(ａ)及び(ｂ)は、チルトの荷重に係わる寸法を示した側面図である。（実施例１） 図１０は、チルトアップする場合のモーメント荷重とチルト角度との関係を示す図である。（実施例１） 図１１は、フロア下方の要部側面図である。（実施例２） 図１２は、フロア下方の変形例を示す要部側面図である。（実施例１，２）

符号の説明

１ 油圧ショベル(作業車両)、
４ キャノピ、
７ フロア(チルトフロア)、
７r2 トーションバー受け部材(受け部材)、
８ ガススプリング(チルト助勢手段)、
９ トーションバー、
９ａ トーションバーの上縁部、
９ｂ トーションバーの中間部、
９ｃ トーションバーの下縁部、
Ｃ キャブ、
Ｇ キャブが設置されたフロアの重心(キャブを設置したチルトフロアの重心)、
Ｒ レボフレーム(基台フレーム)、
ｓ スペーサ(取り付け角調整手段)。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

本発明の実施例に係る作業車両１としては、１．５トン程度以下における小型の油圧ショベルの機種を例に挙げて説明する。しかし、本発明は１．５トン程度以下の作業車両、特に油圧ショベルに限定されるものではなく、１．５トンよりも大型の各種作業車両に対して本発明の適用を妨げるものではない。

図１には、小型の油圧ショベルの側面図を示している。図１に示すように、下部走行体２には移動走行用の履帯ｒが巻装されており、下部走向体２の上部には、作業者が乗車して作業を行うための上部旋回体３が旋回自在に取着されている。

また、下部走行体２の前部にはブレードｂが揺動自在に配設されている。ブレードｂは、バケット１０ｃで掘り返した土を埋め戻す際に、排土板として所定動作を行うことができる。

上部旋回体３には、キャノピ４によって構成された運転室が配設されている。キャノピ４内には、作業者が着座して作業を行うオペレータシート３ａが配設されている。オペレータシート３ａの周辺には、作業機１０の操縦や油圧ショベル１の走行制御を行う複数の操縦レバー３ｂが配設されている。

作業機１０は、油圧駆動されるブーム１０ａ、アーム１０ｂ、及びアーム１０ｂの先端に取着された掘削用のバケット１０ｃを有しており、上部旋回体３の前方に配設されている。作業機１０は、上下方向に揺動自在に軸支されるとともに、鉛直方向に配設された支持軸回りの水平方向に旋回自在に支持されている。

また、運転室を構成するキャノピ４は、左右一対の支柱５ａ、５ｂにより屋根５を下面側から支持固定し、第２取り付け座プレート６ｂにより各支柱５ａ、５ｂの下端部を連結固定した構成となっている。第２取り付け座プレート６ｂは、外装パネル３ｐが固定される第１取り付け座プレート６ａに固定されている。

オペレータシート３ａ下方の外装パネル３ｐ内には、エンジンが収納されている。また、運転室のフロアとなるチルトフロア７は、上部旋回体２の基台フレームであるレボフレームＲに対してチルト回動自在に支持されている。チルトフロア７下方の下部外装パネル３ｐ1内には、油圧のバルブ類、及び上部旋回体３を下部走行体２に対して旋回させる旋回用モータ、及び配管等がレボフレームＲ上に配設されている。

上記構成の油圧ショベル１は、エンジンの駆動力によって油圧ポンプを作動させ、油圧ポンプから出力される油圧を用いて、走行用の油圧モータの作動や作業機１０等を駆動する各種アクチュエータの作動を行っている。

図２に示すように、チルトフロア７は、側面視において段付形状を成しており、その前方部にはオペレータシート３ａの床板が構成され、中央部にはオペレータシート３ａ下方のエンジンの前面側を覆う中央縦壁板が構成されている。そして、後部側にはエンジンの上方を覆う後部上段壁板が構成されている。

図３には、チルトフロア７に設置する運転室として、キャノピ４を用いて構成する代りにキャブＣを用いて構成した例を示している。

図２、図３に示すように、レボフレームＲに形成したヒンジ機構Ｒhにより、チルトフロア７の前端部は、レボフレームＲに対して回動自在に支承されている。これにより、チルトフロア７は、ヒンジ機構Ｒhを回動中心として、レボフレームＲに対してチルトアップ及びチルトダウンすることができる。

即ち、通常の油圧ショベル１を用いた作業時や走行時等には、図１に示すように、チルトフロア７をチルトダウンした閉塞位置として、作業機等の作業や走行動作等を行う。一方、油圧ショベル１に対して点検整備等の作業を行う際には、図２、図３に示すように、チルトフロア７をチルトアップして最開位置に開き、点検整備等の作業を行う。

チルトフロア７をチルトダウンした閉塞位置では、図示せぬロック手段によりチルトフロア７は閉塞位置に保持されている。また、チルトフロア７をチルトアップした最開位置では、チルトフロア７は図示せぬストッパに係止して最開位置に保持される。

キャブＣの後端部Ｃ1を第１取り付け座プレート６ａに固定することにより、キャブＣをチルトフロア７に支持固定することができる。キャブＣの前方部にはグリップｇが配設されており、作業者がグリップｇを把持して押したり引いたりの操作を行うことにより、チルトフロア７をチルトアップ及びチルトダウンさせる力をキャブＣに対して加えることができる。

チルトフロア７をチルトアップ及びチルトダウンさせるときの助勢力を与えるため、図２、図３に示すように、チルト助勢手段としてのガススプリング８がチルトフロア７の裏面７rとレボフレームＲとの間に配設されている。

ガススプリング８の構成としては、チルトフロア７下方の要部側面図を示す図５で示すように、ガススプリング８の一端部は、レボフレームＲに固定された取り付けブラケットＲ1に対して回動自在に支持されている。また、ガススプリング８の他端部は、チルトフロア７下方の要部底面斜視図を示す図４に示すように、チルトフロア７の裏面７rに固定された取り付けブラケット７r1に対して回動自在に支持されている。

この構成により、チルトフロア７をチルトアップ及びチルトダウンさせるときには、チルトフロア７のチルト角、即ちチルトフロア７の開角の角度位置に拘らず、ガススプリング８はチルトフロア７の回動を助勢することができる。

このように、ガススプリング８は、チルトフロア７を閉塞位置から所望の角度までチルトアップあるいはチルトダウンさせた状態にしても、チルトフロア７を回動させるための助勢力を常に与えることができる。

尚、本発明の実施例では、チルトフロア７の回動を助勢するチルト助勢手段として、ガススプリング８を用いた場合について説明を行ったが、ガススプリング８を用いる代わりに、圧縮ばね等の助勢手段、油圧作動による油圧シリンダ等を用いることもできる。

ところで、１．５トン程度以下の小型の油圧ショベル(作業車両)１では、車体は小さく構成されている。このため、実施例における作業車両１では、チルトフロア７をチルトアップしたときの最開位置における最開角を５０度に設定している。また、図３では、チルトフロア７をチルトアップしたときの最開角を５０度とした例を示している。

例えば、最開角を５０度に設定することによって、チルトフロア７の下面側に形成される開口に、作業員がその上半身を入れて整備点検等を行うのに十分な作業空間を確保するができる。

このように、キャブＣを備えたチルトフロア７を、レボフレームＲに対して５０度の開角でチルトアップした場合には、キャブＣが設置されたチルトフロア７の重心Ｇの位置は、図３に示すようにレボフレームＲの回動中心であるヒンジ機構Ｒhを中心として、右側の閉塞位置側から上死点を越えた左側の位置に移動する。

即ち、キャブＣが設置されたチルトフロア７の重心Ｇの位置が、図３においてレボフレームＲの回動中心であるヒンジ機構Ｒhの右側である閉塞位置側に在る場合には、キャブＣが設置されたチルトフロア７の荷重によって、チルトフロア７はチルトダウンする方向のモーメントが作用する。即ち、図３に向かって時計回りのモーメントがチルトフロア７に対して作用することになる。

一方、重心Ｇが、上死点を越えて図３においてヒンジ機構Ｒhの左側に至った場合には、キャブＣが設置されたチルトフロア７の荷重によって、チルトフロア７はチルトアップする方向のモーメントが作用する。即ち、図３中の矢印α方向となった反時計回りのモーメントがチルトフロア７に対して作用し、チルトフロア７はチルトフロア７の下面側に形成される開口を更に大きくする方向に回動することになる。

尚、チルトフロア７をチルトアップして最開位置にしたときには、チルトフロア７は自重により図示せぬストッパに係止することになり、最開位置よりも更に先に回動することは規制される。

尚、本発明の実施例の説明では、チルトフロア７をチルトアップしたときの最開角を５０度とした条件下での説明を行っている。しかし、本発明はチルトフロア７をチルトアップしたときの最開角が５０度としたものに限定されるものではない。本発明は、最開角位置においてキャブＣ等の運転室を設置したチルトフロア７の重心位置が、閉塞位置側から上死点を通り越して閉塞位置とは反対側に移動することができる作業車両に対して適用することができるものである。

このため、最開角の角度としては、最開位置において運転室を設置したチルトフロア７の重心位置が、閉塞位置側から上死点を通り越して閉塞位置とは反対側の位置となったときの角度として設定することができる。

チルトフロア７を最開位置から上死点を通り越して閉塞位置にチルトダウンさせて戻す場合、チルトフロア７を最開位置から上死点位置にまで回動させる間では、図３中の矢印α方向で示す反時計回りのモーメントに打ち勝つモーメントを、キャブＣが設置されたチルトフロア７に対して加えなければならない。

ガススプリング８の縮小による助勢力を得たとしても、作業者はグリップｇに作用させる操作力ｆによって、キャブＣが設置されたチルトフロア７に対して、矢印α方向で示す反時計回りのモーメントに打ち勝つモーメントを加えなければならない。尚、作業者によりグリップｇの作用点に生じさせる、ヒンジ機構Ｒhを中心とした接線方向の力を以下、操作力ｆとする。

このため、キャブＣを最開位置から上死点を通り越して閉塞位置にチルトダウンする際には、キャブＣが設置されたチルトフロア７の重量による過大な労力負担が、作業者に対して発生することになる。

そこで、キャブＣを取り付けたチルトフロア７の重心位置が、ヒンジ機構Ｒhによる回動支点を中心として閉塞位置側とは反対側の上死点を越え位置となった場合においても、作業者に過大な労力負担を課すことなく容易にチルトダウンできるような構成が必要となる。

本発明では、ガススプリング８による助勢手段に加えて、チルトフロア７をチルトアップ及びチルトダウンするときの助勢手段として、図７に示すトーションバー９が用いられている。尚、図７(ａ)は、トーションバー９の側面図を示し、図７(ｂ)はトーションバー９の後面図を示し、図７(ｃ)は図７(ｂ)におけるＸ方向矢視図を示している。

トーションバー９は、例えばφ２１ｍｍのばね鋼を用いて形成され、図４〜図６で示すように、レボフレームＲとチルトフロア７の裏面７rとの間に配設されている。トーションバー９のねじり力、即ち、トーションバー９のねじれが戻るときの力及びトーションバー９にねじれが与えるときの反力を利用して、チルトフロア７をチルトアップ及びチルトダウンさせるときの助勢力を付与している。

尚、上述したトーションバー９の材質及びその径は、例示したものであって本発明におけるトーションバーは上述した材質及び径に限定されるものではない。

図７(ａ)に示すように、トーションバー９の下縁部９ｃを固定したとき、トーションバー９の上縁部９ａがａ位置にあるとき、トーションバー９はねじり変形のない状態となることができる。即ち、ａ位置はトーションバーの中立位置となっている。

これにより、トーションバー９の上縁部９ａがｂ位置からａ位置の間にあるときには、トーションバー９は図７(ａ)における矢印β方向のねじり力が発生する。一方、トーションバー９の上縁部９ａがｂ位置よりも離れてｃ位置側にあるときには、トーションバー９は図７(ａ)における矢印γ方向のねじり力が発生する。

図４に示すように、チルトフロア７の裏面７rとの間に略コ字状の空間を形成したトーションバー受け部材７r2が、ボルトによりチルトフロア７の裏面７rに固定されている。トーションバー受け部材７r2によって形成された略コ字状の空間内には、トーションバー９の上縁部９ａが遊嵌され、トーションバー９の上縁部９ａは作業車両の前後方向及び上下方向に移動自在となっている。

また、チルトフロア７をチルトアップ及びチルトダウンさせるときに、ねじり変形が行われてねじり力を発生させるトーションバー９の中間部９ｂは、トーションバー取り付け部材１１ａ、１１ｂを介してレボフレームＲ上に、回動自在に支持されている。トーションバー取り付け部材１１ａ、１１ｂは、図６及び図６のＡ方向から見た斜め上方斜視図である図８で示すように、ボルトによりレボフレームＲに固定されている。

トーションバー９の中間部９ｂから屈曲して形成された下縁部９ｃは、トーションバー固定部材１１ｃを介してレボフレームＲに対してリジットに固定されている。トーションバー固定部材１１ｃはボルトを介してレボフレームＲに固定されている。

トーションバー固定部材１１ｃの下方には、トーションバー９の取り付け角度調整用のスペーサ(取り付け角調整手段)ｓが、トーションバー固定部材１１ｃとレボフレームＲとの間に挿入された状態で固定されている。スペーサｓの厚さを増減することで、トーションバー９の下縁部９ｃにおけるレボフレームＲからの高さ位置を変更することができる。

レボフレームＲに対するトーションバー９の下縁部９ｃにおける高さ位置を変更することで、トーションバー９の取り付け角度を調整することができる。

このようにして設置されたトーションバー９は、図７(ａ)で示すように、レボフレームＲの水平面に対する角度θを、例えば、３７度としたａ位置を、ねじり変形がないねじり力０の中立位置として構成することができ、ｂ位置をチルトフロア７がチルトダウンした場合における閉塞位置としての取り付け位置にすることができる。

また、チルトフロア７がチルトアップされて最開位置となったときには、トーションバー９の角度θが５０度となったｃ位置をトーションバー９の上縁部９ａにおける位置とすることができる。更に、前記スペーサｓの厚さを増減することによって、トーションバー９の中立位置であるａ位置を変更することができる。即ち、スペーサｓの厚さを厚く構成することによって、ａ位置をｃ位置側に移動させることができ、スペーサｓの厚さを薄く構成することによって、ａ位置をｂ位置側に移動させることができる。

本発明によって、トーションバー９の角度θが３７度の中立位置よりも小さな角である場合には、トーションバー９から矢印β方向のねじり力をチルトフロア９に対して作用させることができる。また、トーションバー９の角度θが３７度よりも大きな角である場合には、例えばトーションバー９の角度θが５０度であるｃ位置の場合、矢印γ方向のねじり力をチルトフロア９に対して作用させることができる。

即ち、本発明のトーションバー９の中立位置をチルトフロア７の閉塞位置と最開位置との中間位置に設定したことにより、トーションバー９に対して図７(ａ)の矢印で示すβ方向とγ方向の２種類のねじり力を、チルトフロア７の回動位置に対応して発生させることができる。

尚、トーションバー９の構成として、レボフレームＲの水平面に対するトーションバー９の角度θが３７度となる位置を、ねじり変形がないねじり力０となるトーションバー９の中立位置として説明を行った。しかし、本発明では、トーションバー９の中立位置はトーションバー９の角度θが３７度の場合に限定されるものではなく、トーションバー９の角度θが適宜の角度になったときを、トーションバー９の中立位置として設定することができる。

次に、チルトフロア７をチルトアップ又はチルトダウンさせる場合に、チルト支点となるヒンジ機構Ｒh回りに発生する各種モーメントについて、図９、図１０に基づいて説明する。

図９は、油圧ショベル１においてヒンジ機構Ｒhの回動中心から距離、トーションバー９の上縁部９ａと中間部９ｂとの距離を示した側面図である。チルト支点のヒンジ機構Ｒhを回動中心としたとき、チルト支点回りに発生するモーメントとしては次に説明する各種モーメントがある。

即ち、各種モーメントとしては、キャブＣを設置したチルトフロア７の重心Ｇの作用によるモーメント、作業者がキャブＣのグリップｇに加える操作力によるモーメント、ガススプリング８のチルトフロア７に対する助勢力によるモーメント及びトーションバー９のチルトフロア７に対するねじり力によるモーメントがある。

これらの各モーメントは、チルト支点のヒンジ機構Ｒhからそれぞれの作用点までの距離と、それぞれの作用点でのヒンジ機構Ｒhを中心とした円の接線方向の力、即ち、モーメント荷重との積によって求めることができる。以下では、モーメントで説明する代わりに、各作用点でのヒンジ機構Ｒhを中心とした円の接線方向の力であるモーメント荷重を用いて説明を行う。モーメント荷重としては、チルト角に対応して増減することになる。

チルト支点回りでのモーメント荷重を説明するにあたり、図９(ａ)、(ｂ)に示す距離寸法を次のように設定した場合を例にして説明を行う。即ち、チルトフロア７が閉塞位置にあるとき、キャブＣを設置したチルトフロア７の重心Ｇの位置が、チルト支点のヒンジ機構Ｒhから水平方向にｘcl＝６０ｃｍ、垂直方向にｙcl＝７７ｃｍ離れているものとする。

このとき、ガススプリング８の助勢力が作用する、チルトフロア７の裏面７rに取り付けられたブラケット７r1の支点位置としては、即ち、ガススプリング８のチルトフロア７に対する作用点（以下、ガススプリング８の作用点とする。）は、チルト支点のヒンジ機構Ｒhから水平方向にｘgtl＝３０．１ｃｍ、垂直方向にｙgtl＝５．１ｃｍ離れているものとする。

また、このとき、作業者がグリップｇを介してキャブＣに対して操作力ｆを作用させる作用点（以下、グリップｇの作用点とする。）は、チルト支点のヒンジ機構Ｒhから水平方向に−ｘfl＝−１３．７ｃｍ、垂直方向にｙfl＝５６．４ｃｍ離れているものとする。

尚、チルト支点のヒンジ機構Ｒhを中心とした上死点位置から図７(ａ)に向かって右側を水平方向の正方向、左側を水平方向の負方向として、水平方向に対して正負の符号を付している。

更にこのとき、トーションバー９のねじり力がチルトフロア７に対して作用する作用点（以下、トーションバー９の作用点とする。）は、図９(ｂ)に示すように、トーションバー９の上縁部９ａと中間部９ｂとの距離Ｌ1＝４１．４〜４０．０ｃｍ、チルト支点のヒンジ機構Ｒhからトーションバー９の作用点までの距離Ｌ2＝３４．９ｃｍ離れているものとする。

しかも、トーションバー９のねじり力がチルトフロア７に対して作用する作用点を頂点としてチルト支点のヒンジ機構Ｒhと中間部９ｂにおける断面中心との間で成す角度δを０．４度〜６．６度とする。

上述した条件の下で、チルトフロア７をチルトアップする場合において、チルト支点のヒンジ機構Ｒh回りに発生する各種モーメントの代わりに、各作用点での上述したモー面と荷重を用いて表すと、図１０に示すグラフのようになる。図１０は、上述した条件の下でチルト支点のヒンジ機構Ｒhを中心とした各作用点での接線方向の力であるモーメント荷重を算出し、チルトフロア７のチルト角との関係としてそれぞれ示したものである。

図１０に示したグラフでは、チルトフロア７の各チルト角位置において、チルト支点のヒンジ機構Ｒhの回りの上述した各種モーメントが釣り合っている状態になっている。

図１０の横軸は、チルトフロア７の開角、すなわちチルト角度を表し、縦軸は、チルト支点であるヒンジ機構Ｒhを中心とした各作用点でのモーメント荷重を表している。ヒンジ機構Ｒhを中心とした各作用点でのモーメント荷重が正の値であるとき、チルトフロア７をチルトアップさせる。ヒンジ機構Ｒhを中心とした各作用点でのモーメント荷重が負の値であるとき、チルトフロア７をチルトダウンさせる。

図１０において「−□−」の折れ線は、キャブＣを設置したチルトフロア７の重量によって重心位置に生じる、ヒンジ機構Ｒhを中心としたモーメント荷重（以下、チルトフロア７のモーメント荷重とする。）を示している。チルトフロア７のモーメント荷重は、チルト角が「０」度のときには、約−１２０Ｋｇを示し、チルトフロア７をチルトダウンする方向に作用している。図１０中のＡ点であるチルト角が約３８度においてチルトフロア７のモーメント荷重は、「０」となる。これは、チルト角が約３８度になる位置において、キャブＣを設置したチルトフロア７の重心Ｇの位置が、チルト支点であるヒンジ機構Ｒhの回動支点を中心とした上死点の位置に在ることを示している。

即ち、このチルト角が約３８度の位置では、チルトフロア７の重心位置を通る重力方向にヒンジ機構Ｒhの回動支点が存在し、チルトフロア７の接線方向の力は「０」となっている。このため、チルトフロア７をチルトアップする方向あるいはチルトダウンする方向の何れの方向にも力が作用していない。

図１０を用いて、チルトフロア７のモーメント荷重の作用について見ると、チルト角が０度から３８度までの間では、チルトフロア７をチルトダウンさせる方向に作用する。図１０中のＡ点であるチルト角が３８度となると、チルトフロア７のモーメント荷重は「０」となる。

チルト角が３８度を越えると、即ち、キャブＣを設置したチルトフロア７の重心位置が上死点を超えると、チルトフロア７のモーメント荷重はチルトフロア７をチルトアップする方向に作用し、チルトフロア７は最開位置側に自重落下することができる。

図１０において「−○−」の折れ線は、トーションバー９のねじり力によりトーションバー９の作用点に生じる、ヒンジ機構Ｒhを中心としたモーメント荷重（以下、トーションバー９のモーメント荷重とする。）を示している。トーションバー９のモーメント荷重は、チルト角が「０」度のときは、約１１２Ｋｇでチルトフロア７をチルトアップする方向に作用している。

図１０中のＢ点で示すチルト角が３７度の位置において、トーションバー９のモーメント荷重は、「０」となり、チルトフロア７をチルトアップする方向あるいはチルトダウンする方向の何れの方向にも作用していない。

即ち、チルト角が３７度になると、トーションバー９はねじり変形がないねじり力「０」の中立位置となり、トーションバー９からはチルトフロア７に対してねじり力が作用しない。

このことは、トーションバー９のモーメント荷重としては、チルト角が「０」度から３７度までの間では、チルトフロア７をチルトアップする方向に作用している。また、チルト角が３７度の位置では、チルトフロア７をチルトアップする方向あるいはチルトダウンする方向の何れの方向にも作用していない。

更に、チルト角が３７度を超えると、トーションバー９のねじり力の方向が反転して、トーションバー９のモーメント荷重としては、チルトフロア７をチルトダウンする方向に作用する。

図１０において「−×−」の折れ線は、ガススプリング８の助勢力によりガススプリング８の作用点に生じる、ヒンジ機構Ｒhを中心としたモーメント荷重（以下、ガススプリング８のモーメント荷重とする。）を示している。ガススプリング８のモーメント荷重としては、常に略均一の力が作用してチルトフロア７をチルトアップする方向に作用している。

図１０において「−△−」の折れ線は、作業者によりグリップｇの作用点に生じる、ヒンジ機構Ｒhを中心としたモーメント荷重、即ち操作力ｆを示している。操作力ｆは、チルト角が「０」から図１０中のＣ点である３０度までの間では、チルトフロア７をチルトアップさせる方向に作用させることができる。

チルト角が３０度になると、操作力ｆは「０」となり、トーションバー９によるモーメント及びガススプリング８によるモーメントを合せたものが、チルトフロア７のモーメントと釣り合うことになる。

チルト角が３０度を超えると、操作力ｆとしては、チルトフロア７をチルトダウンさせる方向に作用させればよいことになる。即ち、チルト角が３０度を超えた段階では、作業者の操作力ｆをチルトフロア７に作用させなくても、チルトフロア７は自然にチルトアップが行われ、図示せぬストッパに係止してチルトフロア７を最開位置にチルトアップさせておくことができる。

即ち、チルト角が３０度を超えると、操作力ｆをチルトフロア７に加えることなくチルトフロア７は自然にチルトアップすることになる。チルト角が最開角である５０度に達すると、チルトフロア７は自重で図示せぬストッパに当接して、最開位置に位置決めされることになる。

このように、作業者がチルトフロア７を閉塞位置からチルトアップする場合には、チルト角が３０度となるまでの間だけ、チルトフロア７をチルトアップさせる方向に操作力ｆを作用させれば、残りのチルト角が３０度から５０度の区間においては操作力ｆを作用させなくても、チルトフロア７は自動的にチルトアップすることになる。

このように、チルト角が３０度を超えると、チルトフロア７に対して操作力ｆを加えることなくチルトフロア７はチルトアップが自然に行われ、図示せぬストッパに係止してチルトフロア７を最開位置にチルトアップさせておくことがことができる。

これに対して、チルトフロア７を最開位置からチルトダウンさせる場合には、チルト角が最開角である５０度から３０度になるまでの間だけ、チルトフロア７をチルトダウンさせる方向に操作力ｆを加えればよい。チルトフロア７をチルトダウンさせている間に、チルト角が３０度よりも小さくなると、チルトフロア７に対して操作力ｆを加えなくてもチルトフロア７は自然にチルトダウンすることができ、閉塞位置まで自動でチルトダウンさせることができる。

即ち、図１０に示すように、作業者がチルトフロア７を、ストッパにより係止された最開位置からチルトダウンする際には、チルト角が３０度に至るまでは作業者はチルトフロア７をチルトダウンさせるための操作力ｆを加えなければならない。しかし、チルト角が３０度よりも小さな角度になると、チルトフロア７は自然とチルトダウンしていくので、何ら操作力を加えることなくチルトフロア７をチルトダウンさせて閉塞位置に戻すことができる。

図１０から明らかなように、作業者は約１０Ｋｇ以下の力を操作力ｆとして加えるだけで、キャブＣが設置されたチルトフロア７のチルトアップ及びチルトダウンを行うことができる。

即ち、キャブＣを設置したチルトフロア７を閉塞位置からチルトアップする場合には、トーションバー９からのねじり力がチルトフロア７をチルトアップさせる助勢力として作用し、最開位置からチルトダウンさせる場合には、チルトフロア７をチルトダウンさせる助勢力として作用するので、作業者に求められる操作力としては小さな力ですむことになる。

このように、チルトフロア７の閉塞位置と最開位置との中間にトーションバー９の中立位置を配設しているので、チルトフロア７をチルトアップ及びチルトダウンする際に必要とする操作力ｆを適正な範囲内に収まることができる。

尚、チルトフロア７をチルトアップする最開角をチルト角で５０度とすることや、トーションバー９の中立位置をチルト角で３７度とすること、操作力ｆが作用しないときのチルト角を３０度としたことは、一つの例示である。このため、本発明は、これらの数値の角度に限定されるものではなく、ヒンジ機構Ｒhを中心として作用する前記各種モーメントを適宜設定することにより、前記角度を任意に調整することができるものである。

本願発明に係わる他の実施例として、図１１を用いて説明する。実施例２では、チルトフロアをチルトアップ及びチルトダウンする際の助勢力を得る手段として、ガススプリング及びトーションバーを用いる代わりトーションバーだけを用いた構成となっている、他の構成については、実施例１における構成と同じ構成となっている。このため、実施例１において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略するものとする。

実施例１では、助勢力を得る手段として、ガススプリング及びトーションバーを用いる場合について説明を行った。しかし、実施例２では、トーションバー９の径、長さ等を変更することにより、トーションバー９によるねじり力を図１０に示すガススプリング８による助勢力分、増加させて代替を行っている。

このため、図１１に示すように、ガススプリング８を用いることなくトーションバー９のみを用いる構成とすることができる。

実施例１においては、図１０で示したように、作業者の操作力ｆとしては、チルトフロア７のチルトアップを開始するときには、チルト角が「０」度から３０度の範囲で、操作力ｆを作用させることが必要となる。また、チルトフロア７のチルトダウンを開始するときには、チルト角が５０度から３０度の範囲で、操作力ｆを作用させることが必要となる。

これに対して、実施例２では、チルトフロア７のチルトアップを行わせるときには、チルトフロア７の閉塞位置から最開位置までの間、作業者の操作力ｆを、常に作用させておくことが必要となる。

また、最開位置からチルトフロア７をチルトダウンする際には、作業者の操作力ｆを加えなくても、チルトフロア７を閉塞位置までチルトダウンさせることになる。このため、最開位置ではチルトフロア７をロックする機構を設けておくことが必要となる。逆に、閉塞位置では、ロック機構は必ずしも必要なものとはならない。

実施例１では、トーションバー９のねじり力によるモーメント、ガススプリング８によるモーメント、キャブＣを設置したチルトフロア７の荷重によるモーメント等の大きさの変更、或いは、トーションバー９及びガススプリング８の取り付け位置の変更、更には、キャブＣを設置したチルトフロア７の回動支点位置の変更等を行うことにより、作業者の操作力ｆを適宜所望の範囲内での操作力となるように変更することができる。

また、実施例２では、トーションバー９のねじり力によるモーメント、キャブＣを配設したチルトフロア７の重量によるモーメント等の大きさの変更、或いは、トーションバー９の取り付け位置の変更、或いは、キャブＣを設置したチルトフロア７の回動支点位置の変更等を行うことにより、作業者の操作力ｆを適宜所望の範囲内での操作力となるように変更することができる。

また、上述した実施例において図４、図５に示すように、トーションバー９の上縁部９ａを、チルトフロア７に固定したトーションバー受け部材７r2に遊嵌させる構成を例示したが、トーションバー９の中間部９ｂを、図１２に示すように、ヒンジ機構Ｒhと同軸となるように配置することもできる。

図１２に示すような構成にすることで、トーションバー９の上縁部９ａをチルトフロア７に固定した取り付けブラケット７r3により回動自在に支持することも可能である。また、チルトフロア７をチルトアップした開角を、例えば５０度とした場合には、油圧ショベル１が１．５トン以下の小型の機種の場合においても、チルトフロア７を十分にチルトアップすることができる。これにより、エンジン６０等の整備を円滑に行うことができる充分な作業空間を確保することができる。

本発明の実施例１では、チルトフロア７のチルトアップ、チルトダウンする助勢力を得るため、ガススプリング８に加えてトーションバー９を配設した構成としているので、チルトアップしてキャブＣを設置したフロア７の重心Ｇ位置が、チルトダウンした閉塞側からヒンジ機構Ｒhの回動支点回りの回動の上死点を越えた場合にも、トーションバー９の押し下げ力により、作業者に過大な負荷を与えることなくチルトダウンを円滑かつ容易に行える。

また本発明では、チルトフロア７にトーションバー９の上縁部９ａが遊嵌される受け部材７r2が設置され、レボフレームＲにトーションバー９の中間部９ｂが回動自在に支持されるとともにトーションバー９の下縁部９ｃがレボフレームＲに固定支持された構成となっている。これにより、トーションバー９の取り付け位置を任意に選択することができ、設計の自由度が高いトーションバー９の取り付け構成を得ることができる。

また、トーションバー９の取り付け角度調整用のスペーサｓ厚を調整することにより、トーションバー９の下縁部９ｃのレボフレームＲに対する高さ位置を変更することができる。このため、スペーサｓ厚を変更することによりトーションバー９の取り付け角度を調整してトーションバー９のねじり力による助勢力を変更したり、トーションバー９の中立位置を変更することができる。

なお、上記実施例では、作業車両として油圧ショベルを例示したが、類似の構成を有する油圧ショベル以外の他の作業車両についても、本発明に係るチルトフロアを備える作業車両を有効に適用し得ることができる。

例えば、油圧ショベル以外の作業車両である、クローラダンプ、ブルドーザ、農業機械等に対しても本発明を有効に適用することができる。

Claims (4)

1. 一端部が基台フレーム(Ｒ)に取り付けられ、他端部がチルトフロア(７)に取り付けられたトーションバー(９)を有し、前記基台フレーム(Ｒ)に対してチルトアップ及びチルトダウン可能な前記チルトフロア(７)を備えた作業車両(１)において、
   チルトアップして最開位置としたときにおける運転室(４、Ｃ)を備えた前記チルトフロア(７)の重心位置が、前記チルトフロア（７）の回動中心に対して上死点を通り越した位置にあり、
   前記トーションバー(９)の中立位置が、前記チルトフロア(７)をチルトダウンした閉塞位置と前記最開位置との間にあることを特徴とする。
2. 請求の範囲第１項に記載のチルトフロアを備えた作業車両において、
   前記トーションバー(９)の上縁部(９ａ)を遊嵌する受け部材(７r2)が、前記チルトフロア(７)に配設され、
   前記基台フレーム(Ｒ)によって、前記トーションバー(９)の中間部(９ｂ)が回動自在に支持され、かつ前記トーションバー(９)の下縁部(９ｃ)が固定支持されてなることを特徴とする。
3. 請求の範囲第１項または請求の範囲第２項に記載のチルトフロアを備えた作業車両において、
   前記基台フレーム(Ｒ)と前記チルトフロア(７)との間に、前記チルトフロア(７)のチルトアップ及びチルトダウンを助勢するチルト助勢手段(８)が更に配設されてなることを特徴とする。
4. 請求の範囲第１項乃至請求の範囲第３項のいずれかに記載のチルトフロアを備えた作業車両において、
   前記基台フレーム(Ｒ)と前記トーションバー(９)との間に、前記トーションバー(９)の下縁部(９ｃ)における前記基台フレーム(Ｒ)に対する高さ位置を変更して、前記トーションバー(９)の取り付け角を調整可能とする取り付け角調整手段(ｓ)が配設されてなることを特徴とする。
   

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