WO2005012653A1

WO2005012653A1 - 作業機械

Info

Publication number: WO2005012653A1
Application number: PCT/JP2004/010855
Authority: WO
Inventors: Masashi Osanai; Matsuo Nose
Original assignee: Komatsu Ltd.
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2005-02-10
Also published as: EP1650357A1; CN1826448B; CN1826448A; EP1650357A4; US7993091B2; EP1650357B1; JPWO2005012653A1; JP4248545B2; US20060291987A1

Abstract

　ホイルローダ３において、ベルクランク１１におけるブーム１０との枢軸位置Ｙおよび連結リンク１３との枢軸位置Ｘとを結ぶ第１線分Ｌ１と、ベルクランク１１におけるブーム１０との枢軸位置Ｙおよびチルトシリンダ１２との枢軸位置Ｗとを結ぶ第２線分Ｌ２とのなす角の角度を、アタッチメント２０、３０側で０度乃至１８０度に設定し、アタッチメントを、複数種類、例えばバケット２０、フォーク３０の中から選択的に用いることを可能とし、互いに種類の異なるアタッチメント２０、３０は、ブーム１０との枢軸位置を基準とすると、連結リンク１３との枢軸位置が互いに異なっている。

Description

明細書

作業機械

技術分野

[0001] 本発明は、作業機械に関する。

背景技術

[0002] 従来、作業機械としてホイルローダが知られている。ホイルローダでは、車体に枢軸されたブームの先端にバケツト等のアタッチメントが設けられ、当該ブームがブームシリンダによって上下動可能に設けられ、パケットがいわゆる Zバーリンクを介して駆動される。

Zバーリンクは、図 35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べルクランク 11と、ベルクランク 11の一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の他端側およびパケット 20の背部を連結する連結リンク 13とで構成されている。

[0003] なお、図 35では、図面が複雑になるのを避けるためにブームシリンダおよびチルトシリンダの図示を省略してある。また、チルトシリンダの車体との枢軸位置（ピボット位置) Zは、図面ではブーム 10上に描かれている力実際には図示しない車体に存在し、ブーム 10上に存在する訳ではない。そして、図 35においては、バケツト 20の地上位置、中間位置、および最も上方のトップ位置での状態が示されている。

[0004] このような構成のホイルローダでは、バケツト 20を地上位置近辺にして掘削作業を行レ、、中間位置あるいはトップ位置からダンプさせてトラックへの積込作業を行う。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 36に示すように、バケツト 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《して効率的に汲み上げるようにしている。

[0005] また、ホイルローダとしては、チルトシリンダの車体との枢軸位置を所定位置に設定することで、バケツトの地上位置からトップ位置までのアタッチメント角度を略一定に維持させ、角度特性を改善したホイルローダも知られている（例えば、特許文献 1)。この構成での動きを図 9中に簡略化して図示した。 [0006] さらに、 Zバーリンクを構成するベルクランクをアタッチメント側に傾斜させた形状も知られている（例えば、特許文献 2)。

具体的には、図 37、図 38に示すように、このホイルローダのベルクランク 11は、ブーム 10との枢軸位置 Yおよび連結リンク 13との枢軸位置 Xを結ぶ線 L 1に対し、チルトシリンダ 12との枢軸位置 Wおよび前記枢軸位置 Yを結ぶ線 L2がバケツト 20側に傾斜した形状になっている。

[0007] その他、 Zバーリンクにフォークを組み合わせたホイルローダも知られている（例えば、特許文献 3)。

このホイルローダは、図 39に示すように、バケツト 20力、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、バケツト 20でのオフセット角度ひ分に相当し、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。

[0008] 一方、ホイルローダの別な構造として、図 40に示す平行リンク式のものがある。この平行リンクでは、チルトレバー 19の下端（図の状態での下端）がブーム 10に枢軸され、チルトレバー 19の上端およびフォーク 30の背部を連結するように連結リンク 13が取り付けられ、チルトレバー 19の中間部分および車体（二点鎖線参照）を連結するようにチルトシリンダ 12が取り付けられ、これによりブーム 10と連結リンク 13とが平行に配置されている。

この平行リンクを用いたホイルローダでは、ブーム 10を上方に回動させても、チルトシリンダ 12の進退量を変更することなくフォーク 30の姿勢を一定に維持できるため、特にフォーク 30による荷の運搬や、上げ下ろし作業を安定した状態で行える。

[0009] 特許文献 1 :特開平 11一 343631号公報

特許文献 2 :米国特許第 4,154,349号明細書

特許文献 3：特開昭 63 - 22499号公報発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0010] し力しながら、特許文献 1のホイルローダでは、車体に対するチルトシリンダの枢軸位置を特定することでパケットの角度特性を改善している力流動性のある泥土等を汲み上げるのにバケツトを地上位置でチルトさせた場合、ブームを回動させてバケツトを上昇させると、トップ位置でのアタッチメント角度がプラス側 (ダンプする側とは反対側）に大きくずれてしまい、角度特性を維持できないという問題がある。

[0011] このような問題は、図 35に示した従来のホイルローダにおいても、図 36に示すように同様に生じ、さらには、図 37に示した特許文献 2のホイルローダにおいても、図 38 に示すように同様に生じる。特に特許文献 2のホイルローダでは（図 37、図 38)、チノレトシリンダ（一点鎖線参照）が他のホイルローダと異なってブーム 10に枢軸されており、ブーム 10を回動させてもチルトシリンダとの位置関係が全く変化しないため、バケット 20を地上位置でチルトさせるとさせないとに係わらず、バケツト 20の上昇に伴つてそのアタッチメント角度もそのままプラス側に大きくずれてしまレ、、パケット 20で汲み上げた泥土等力トップ位置に向力に従って車体側にこぼれ落ちてしまうのである。

[0012] 本発明の第 1の目的は、パケットを地上位置で水平になるようにチルトシリンダを操作した場合、およびチルトさせた場合の両方において、角度特性を良好にできる作業機械を提供することにある。

[0013] また、特許文献 3には、フォーク 30を Zバーリンクに取り付けることが開示されている、 Zバーリンクを用いたホイルローダは一般的に、平行リンクを用いたホイルローダと比較してトップでのチルト力特性が劣るので、荷の上げ下ろし作業には不利である (チルトカ特性とは、チルトシリンダによるチルト力をいう）。

具体的に説明すると、図 41には、従来の Zバーリンクを用いたホイルローダ、および平行リンクを用いたホイルローダのチルトシリンダ 12によるチルト力特性がそれぞれ示されている。縦軸はバケツト 20、フォーク 30の高さを表すリフト高であり、横軸はそれらのチノレト力である。

[0014] この図によれば、 Zバーリンクを用いたホイルローダでは、リフト高が小さい地上位置において最大のチルト力が得られ、パケット 20での掘削作業に向いていることがわかる。反対に、平行リンクを用いたホイルローダでは、地上位置からトップ位置にかけてチルト力が低下することがなぐフォーク 30による荷の上げ下ろし作業に向いていること力 Sわ力る。

このため、フォーク 30を Zバーリンクに取り付けただけの特許文献 3の技術では、チノレトカ特性に関して何ら改善されておらず、パケット 20からフォーク 30に変えて荷の上げ下ろし作業等を行おうとしても、チルト力が不足して実際には困難である。

[0015] 本願発明の第 2の目的は、 Zバーリンクを用いた場合でも、チルト力特性を向上させてフォークの使用を可能にした作業機械を提供することにある。

[0016] ところで、図 42には、 Zバーリンクを用いた従来のホイルローダ（図 35、図 36)、および平行リンクを用いたホイルローダ（図 40)の角度特性がそれぞれ示されている。図 4 2において、縦軸はそれぞれのリフト高であり、横軸はそれらの水平からのずれを表すアタッチメント角度である。アタッチメント角度は、地上で水平に取り付けられた位置が 0度とされる。

この図力らも明らかなように、平行リンクを用いた方がアタッチメント角度の変動が少なぐ荷くずれが厳禁とされるフォーク 30での作業に向いていることがわかる。

[0017] 従って従来では、図 42および前述の図 41の内容から、掘削作業においては、 Zバ一リンクおよびバケツト 20を組み合わせたホイルローダを使用し、荷の上げ下ろし作業においては、平行リンクおよびフォーク 30を組み合わせたホイルローダを使用するのが一般的であり、二種類のホイルローダを用意して作業に応じて使い分けをしていた。

[0018] し力しこれでは、二種類のホイルローダを用意する必要があるために不経済である。このために、特許文献 3に示されているように、バケツト 20とフォーク 30とを交換することで各作業に対応できるようにしたホイルローダが提案されているが、前述したように、チルト力の点で問題がある。

しかも、特許文献 3によれば、フォーク 30と連結リンク 13との取付位置をバケツト 20 の場合よりもオフセットさせることで、フォーク 30を取り付けた際の角度特性のみを改善しているため、バケツト 20使用時の角度特性が犠牲になっている。すなわち、図 39 に示すように、バケツト 20を取り付けてブーム 10をトップ位置まで回動させると、上方に向かうに従ってバケツト 20が大きくダンプしてしまレ、、角度特性が極めて悪レ、とレ、う問題がある。

[0019] 本発明の第 3の目的は、前記第 2の目的に加え、一つのリンク機構で Zバーリンクおよび平行リンクの優れた特性を実現でき、これにより必要に応じてパケット類やフォーク類などのようにアタッチメントを選択して利用できる作業機械を提供することにある。

[0020] なお、特許文献 1にはチルトシリンダ 12の枢軸位置によりパケット 20の角度特性を改善したことが開示され、特許文献 2にはパケット側に傾斜させたベルクランクが開示されているだけであり、バケツト 20をフォーク 30に交換して使用する内容、およびチノレトカ特性に関しては、特許文献 1， 2には全く記載されていない。

課題を解決するための手段

[0021] 本発明の請求項 1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、

ブームの他端にアタッチメントとして取り付けられたバケツト類と、

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、

前記パケット類を地上水平位置とし、前記パケットの掘削面を地上面と対向させたときに、

ベルクランクの上端側を駆動するチルトシリンダと、

ベルクランクの下端側および前記パケット類を連結する連結リンクとを備え、前記チルトシリンダは前記ベルクランクおよび前記構造体を連結し、

前記ベルクランクにおける、前記ブームとの枢軸位置およ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および前記チルトシリンダとの枢軸位置を結ぶ第 2線分とのなす角の角度が、

前記パケット類側で 0度乃至 180度に設定されていることを特徴とする。

[0022] 本発明の請求項 2の作業機械は、

ブームの他端にアタッチメントとして取り付けられたフォーク類と、

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、前記フォーク類を地上水平位置としたときに、

ベルクランクの上端側を駆動するチルトシリンダと、

ベルクランクの下端側および前記フォーク類を連結する連結リンクとを備え、前記ベルクランクにおける、前記ブームとの枢軸位置および前記連結リンクとの枢軸位置を結ぶ第 1線分と、

前記フォーク類側で 0度乃至 180度に設定されていることを特徴とする。

[0023] 本発明の請求項 3の作業機械は、

前記フォーク類を地上水平位置としたときに、

ベルクランクの上端側を駆動するチルトシリンダと、

ベルクランクの下端側および前記フォーク類を連結する連結リンクとを備え、前記チルトシリンダは前記ベルクランクおよび前記構造体を連結し、

[0024] 本発明の請求項 4の作業機械は、

ブームの他端に取り付けられたアタッチメントと、

前記アタッチメントを地上水平位置としたときに、

ベルクランクの上端側を駆動するチルトシリンダと、

ベルクランクの下端側および前記アタッチメントを連結する連結リンクとを備え、前記ベルクランクにおける、前記ブームとの枢軸位置およ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および前記チルトシリンダとの枢軸位置を結ぶ第 2線分とがなす角の角度が、

前記アタッチメント側で 0度乃至 180度に設定され、

このアタッチメントは、複数種類の中から選択的に用いることが可能であり、互いに種類の異なるアタッチメントは、前記ブームとの枢軸位置を基準とすると、前記連結リンクとの枢軸位置が互いに異なることを特徴とする。

[0025] 本発明の請求項 5の作業機械は、

ブームの他端に取り付けられたアタッチメントと、

前記アタッチメントを地上水平位置としたときに、

ベルクランクの上端側を駆動するチルトシリンダと、

ベルクランクの下端側および前記アタッチメントを連結する連結リンクとを備え、前記チルトシリンダは前記ベルクランクおよび前記構造体を連結し、

前記アタッチメント側で 0度乃至 180度に設定され、

[0026] 本発明の請求項 6の作業機械は、

請求項 1、請求項 3、及び請求項 5に記載の作業機械において、

前記チルトシリンダの前記構造体への枢軸位置は、前記ブームの前記構造体への枢軸位置よりも下方にあることを特徴とする。本発明の請求項 7の作業機械は、

請求項 1一請求項 6のいずれかに記載の作業機械において、

前記第 1線分及び前記第 2線分のなす角の角度は、前記アタッチメントの地上位置力トップ位置までの間の任意の 2位置で、このアタッチメントのアタッチメント角度の絶対値が略等しくなる角度以上に設定されていることを特徴とする。

[0027] 本発明の請求項 8の作業機械は、

請求項 1一請求項 7のいずれかに記載の作業機械において、

前記第 1線分及び前記第 2線分のなす角の角度は、 0度乃至 170度であることを特徴とする。

本発明の請求項 9の作業機械は、

請求項 1一請求項 7のいずれかに記載の作業機械において、

前記第 1線分及び前記第 2線分のなす角の角度は、 170度乃至 180度であることを特徴とする。

発明の効果

[0028] 請求項 1の作業機械においては、一端がベルクランクに取り付けられたチルトシリンダの他端は、ブームに取り付けられるのではなぐ作業機を支持する構造体に取り付けられており、し力、も、ベルクランクの第 1線分及び第 2線分のなす角の角度がバケツト類側で 0度乃至 180度に設定されているため、従来の Zバーリンクを用いた構造（図 35、図 36)や、特許文献 1、特許文献 2 (図 37、図 38)に記載された構造に比較すると、パケット類の地上位置での水平およびチルト状態にて、地上位置からトップ位置に向力までのアタッチメント角度のずれが小さくなり、角度特性が向上する。

従って、パケット類を地上位置で水平になるようにチルトシリンダを操作した場合、およびチルトさせた場合の両方において、角度特性を良好にでき、本発明の第 1の目的を達成できる。

[0029] 請求項 2の作業機械においては、いわゆる Zバーリンクを採用した構造である力ベルクランクの第 1線分及び第 2線分のなす角の角度がフォーク類側で 0度乃至 180度に設定されているため、地上位置とトップ位置とでのベルクランク上部の有効長さの比が大きくなるから、車体側に傾斜したベルクランクを用いてパケットをフォークに変更している特許文献 3記載の技術と比較し、特にトップ位置でのチルト力が大きくなつてチルト力特性が向上し、フォークの使用に適したチルト力特性が得られる。

従って、チルト力特性を向上させてフォークの使用を可能にでき、本発明の第 2の目的を達成できる。

[0030] 請求項 3の作業機械においては、請求項 2の構成に加えて、ベルクランクと構造体とを連結するようにチルトシリンダを配置するので、フォーク類のアタッチメント角度のずれをより小さく抑える設定が可能であり、角度特性も向上し、よりフォーク類に適した角度特性が得られる。

[0031] 請求項 4の作業機械においては、種類の異なるアタッチメント毎に、ブームとの枢軸位置を基準とした連結リンクとの枢軸位置を異ならせるので、例えばベルクランクをチノレト側に回動させた位置でアタッチメントを連結リンクに取り付ければ、前記枢軸位置がアタッチメントからより離間する側にオフセットされ、トップ位置でのチルト力が大幅に向上する。

さらには、請求項 2で説明したように、ベルクランクの第 1線分及び第 2線分のなす角の角度をアタッチメント側で 0度乃至 180度とすることでも、チルト力の向上が期待される。このため、例えばバケツト類に換えてフォーク類をオフセットさせた位置に取り付ける場合でも、特許文献 3の技術に比して、トップ位置側でのより大きなチルトカ特性が得られるうえ、 Zバーリンクを採用しつつ、従来の平行リンクの場合と比べても何ら遜色のなレ、チルトカ特性が得られ、荷の上げ下ろし作業等が確実に実施されるようになる。

従って、前記第 2の目的を達成できる。

一方、パケット類取付時は、オフセットせずに取り付ければよぐ従前通り地上位置側でのチルト力特性も良好に維持され、掘削作業等にも確実に対応可能である。

[0032] また、ベルクランクの第 1線分及び第 2線分のなす角の角度をアタッチメント側で 0 度乃至 180度としているので、例えばフォーク類を地上位置でオフセット位置に取り付けることはすなわち、請求項 1で説明したように、パケット類をチルト状態で取り付けたのと同じであり、バケツト類を地上位置にてオフセット（チルト）させないで取り付けた場合と比較しても、地上位置からトップ位置に向力までのそれぞれの角度特性の差が小さくなる。

つまり、オフセットせずにバケツト類を使用した場合と、オフセットさせた位置にフォ一ク類を取り付けた場合は、角度特性が平行リンク並みに向上し、改善される。従つて、特にパケット類を取り付けた場合では、特許文献 3の技術とは異なって、トップ位置で大きくダンプする事態が生じなレ、。

[0033] 以上により、 Zバーリンクにより、 Zバーリンクおよび平行リンクの優れた特性を実現でき、これによつて必要に応じてバケツト類ゃフォーク類などのようにアタッチメントを選択して利用でき、本発明の第 3の目的を達成できる。

[0034] 請求項 5の作業機械においては、請求項 4の構成に加えて、ベルクランクと構造体とを連結するようにチルトシリンダを配置するので、地上位置からトップ位置に向かうまでのフォーク類のアタッチメント角度のずれをより小さく抑える設定が可能であり、角度特性が一層向上する。

[0035] 請求項 6の作業機械によれば、請求項 1、 3、 5に記載の作業機械に、チルトシリンダの構造体への枢軸位置を、ブームの構造体への枢軸位置よりも下方とする構成を付加することにより、アタッチメントの角度特性を一層向上させることができる。

[0036] 請求項 7の作業機械によれば、パケット類等を地上位置でチルトさせて使用する場合には、例えば中間位置でのバケツト類のダンプ方向へのずれ量（プラス側へのずれ量）と、トップ位置でのパケット類の構造体側へのずれ量 (マイナス側へのずれ量）とが等しくなるように、すなわち水平に対するアタッチメント角度の絶対値が等しくなるように、ベルクランクの第 1線分と第 2線分とのなす角の角度を設定すればよぐダンプする方向に大きくずれたり、または構造体側に大きくずれる心配がなぐ泥土等の汲み上げ作業などをより良好に行える。

そして、そのようなベルクランクの第 1線分と第 2線分とのなす角の角度以下であれば、例えば中間位置からトップ位置の 2位置間内でのずれ量が徐々に小さくなるうえ、トップ位置での構造体へのずれが小さくなるので、ずれ量が等しくなる位置に対して、泥土等が少なくともオペレータ側には一層こぼれにくくなり、汲み上げ作業等に十分に対応可能である。ただし、任意の 2位置としては、中間位置およびトップ位置に限定されない。 [0037] 請求項 8の作業機械によれば、ベルクランクの第 1線分及び第 2線分のなす角の角度をアタッチメント側で 0度乃至 170度とする構成を付加することにより、角度特性及びチルト力特性を十分な余裕をもって確保することができる。

請求項 9の作業機械によれば、ベルクランクの第 1線分及び第 2線分のなす角の角度をアタッチメント側で 170度乃至 180度とする構成付加することにより、フォーク類の連結リンクとの枢軸位置に対して、パケット類の連結リンクとの枢軸位置がブームとの枢軸位置を基準として 37度以上のオフセット角度となっている場合であっても、双方を取り付けることのできる作業機械とすることができる。

図面の簡単な説明

[0038] [図 1]図 1は本発明の第 1実施形態に係る作業機械を示す側面図。

[図 2]図 2は第 1実施形態に係る作業機械を示す要部斜視図。

[図 3]図 3は第 1実施形態の動きを説明するための図。

[図 4]図 4は第 1実施形態の動きを説明するための別の図。

[図 5]図 5は従来の作業機械および本発明の作業機械の角度特性を示す図。

[図 6]図 6は第 1実施形態の別の作用を説明するための図。

[図 7]図 7は第 1実施形態でのベルクランクの最大の傾斜角度を説明するための図。

[図 8]図 8は第 1実施形態でのベルクランクの最大の傾斜角度を説明するための別の図。

[図 9]図 9は第 1実施形態の効果を説明するための図。

[図 10]図 10は本発明の第 2実施形態に係る作業機械を示す側面図。

[図 11]図 11は第 2実施形態の作用を説明するための図。

[図 12]図 12は第 2実施形態の作用を説明するための図。

[図 13]図 13は本発明の第 3実施形態に係る作業機械を示す側面図。

[図 14]図 14は本発明の第 3実施形態に係る作業機械の動きを説明するための図。

[図 15]図 15は第 3実施形態の動きを仕様を変えて説明するための図。

[図 16]図 16は第 3実施形態の要部を拡大して示す図。

[図 17]図 17は第 3実施形態の作用を説明するための図。

[図 18]図 18は第 3実施形態の作用を説明するための図。園 19]図 19は第 3実施形態のチルト力特性の効果を説明するための図。

[図 20]図 20は第 3実施形態の角度特性図。

園 21]図 21は第 3実施形態の角度特性図。

[図 22]図 22は第 3実施形態のダンプスピード図。

園 23]図 23は本発明の第 4実施形態に係る作業機械の動きを説明するための図。園 24]図 24は第 4実施形態の作業機械の動きを説明するための図。

[図 25]図 25は第 4実施形態の角度特性図。

園 26]図 26は第 4実施形態のチルト力特性図。

園 27]図 27は本発明の第 5実施形態に係る作業機械の動きを説明するための図。園 28]図 28は第 5実施形態の作業機械の動きを説明するための図。

[図 29]図 29は第 5実施形態の角度特性図。

園 30]図 30は第 5実施形態のチルト力特性図。

園 31]図 31は本発明の第 1変形例を示す図。

園 32]図 32は本発明の第 2変形例を示す図。

園 33]図 33は本発明の第 3変形例を示す図。

園 34]図 34は本発明の第 4変形例を示す図。

[図 35]図 35は従来の一般的な Zバーリンクの動きを説明するための図。

[図 36]図 36は従来の一般的な Zバーリンクの動きを説明するための別の図。

園 37]図 37は従来の他の作業機械の動きを説明するための図。

園 38]図 38は前記他の作業機械の動きを説明するための別の図。

園 39]図 39は従来の別の作業機械の動きを説明するための図。

[図 40]図 40は従来の一般的な平行リンクの動きを説明するための図。

園 41]図 41は作業機械のチルト力特性を示す図。

園 42]図 42は作業機械の角度特性を示す図。

符号の説明

1 , 2, 3, 4, 5· · ·作業機械であるホイノレローダ、 10· "ブーム、 11 · · ·ベノレクランク、 1 2· · ·チノレトシリンタ、、、 13· · ·連結リンク、 16· · ·車体、 16Α· · ·構造体、 20· · ·/ ケットレケット類、アタッチメント）、 30…フォーク（フォーク類、アタッチメント）、 L1 · · ·第 1線分， L 2…第 2線分、 P, Q, S, W, X, Y, Z…枢軸位置。

発明を実施するための最良の形態

[0040] 〔第 1実施形態〕

以下、本発明の第 1実施形態を図面に基づいて説明する。

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の作業機の部分を示す外観斜視図であり、図 3、図 4は、ホイルローダの主要部の動きを示す図である。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。

[0041] 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）にパケット 20を含む作業機を支持する構造体 16Aと、バケツト 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。

[0042] ブーム 10は、基端が構造体 16Aに枢軸されてブームシリンダ 17で駆動され、ブーム 10の先端には前記バケツト（バケツト類） 20が枢軸されている。 Zバーリンク式のリンク機構は、ブーム 10の長手方向の途中に枢軸された「く」の字形状のベルクランク 11 と、ベノレクランク 11の上端側（パケット 20が地上位置にあるときの上端側）を駆動するチルトシリンダ 12と、ベルクランク 11の下端側およびバケツト 20を連結する連結リンク 13とで構成され、チルトシリンダ 12がベルクランク 11および構造体 16Aを連結するように取り付けられている。

[0043] この際、チルトシリンダ 12の基端側は構造体 16Aに枢軸されており、チルトシリンダ 12の構造体 16Aとの枢軸位置 Zは、ブーム 10を上昇させた際、バケツト 20のァタツチメント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、本実施形態では、ブーム 10の構造体 16Aとの枢軸位置 Sのやや下方に設定されている。このことにより、地上位置で水平あるいはチルト状態のパケット 20の角度特性を向上させている。

[0044] —方、このようなホイルローダ 1において、ベルクランク 11は、ブーム 10との枢軸位置 Yおよび連結リンク 13との枢軸位置 Xを結ぶ第 1線分 L 1と、チルトシリンダ 12との枢軸位置 Wおよび枢軸位置 Yを結ぶ第 2線分 L2とのなす角の角度がパケット 20側で 0度乃至 180度に設定されている。このことにより、バケツト 20を地上位置で水平にした場合も、パケット 20を地上位置でチルトさせた場合においても（図 4)、地上位置力トップ位置に向力までのパケット 20のアタッチメント角度のずれが小さくなり、この点でも角度特性を向上させている。

[0045] これらのこと、即ち、チルトシリンダ 12の構造体 16Aに対する枢軸位置 Zを、ブーム 10の構造体 16Aに対する枢軸位置 Sよりも下に配置したこと、及び、ベルクランク 11 の第 2線分 L2を、第 1線分 L1に対してアタッチメント 20側に傾斜させたことを、図 5 ( 下右）に基づいて説明すると、先ず、パケット 20の地上水平状態でのベルクランク上回転角度（ベルクランク 11の第 2線分 L2の回転角度）とチルトシリンダ長さとの関係は点 TOで表される。そして、同様に地上位置にあるとき、ベルクランク下回転角度（ベルクランク 11の第 1線分 L1の回転角度）と線分 PQの回転角度（後述）との関係は、点 TOの上方の点 T1で表され、さらに、地上にあるときの対 G. L.アタッチメント角度は、点 T1を左側に移行させた点 T2で表され、 0 (ゼロ）度である。

次いで、チルトシリンダ 12の長さを変えずにバケツト 20をトップ位置まで上昇させた際には、ベルクランク上回転角度は点 T3まで小さくなり、同時にベルクランク下回転角度も点 T4まで小さくなる。そして、この際のバケツト 20の対 G. L.アタッチメント角度はやはり、点 T5で表されるように、地上位置と変わらず 0度であり、アタッチメント角度のずれがなぐ角度特性が良好であるといえる。

[0046] なお、「線分 PQの回転角度」とは、バケツト 20のブーム 10との枢軸位置 P (図 16)、およびバケツト 20の連結リンク 13との枢軸位置 Q (図 16)とを結ぶ線分の回転角度であり、ブーム 10がトップ位置にあって、かつバケツト 20が最もダンプ側に位置するときの線分 PQを 0度とした場合、この線分 PQが枢軸位置 Pを中心にして回転した際の相対角度である。前出のベルクランク上回転角度、下回転角度も、同姿勢時の位置を 0 度とした場合の枢軸位置 Yを中心として回転した際の相対角度を表す。パケット 20の代わりにフォーク 30を用いた場合でも、同じ解釈である。

[0047] 次に、バケツト 20を地上位置でチルトさせた際のベルクランク上回転角度とチルトシリンダ長さとの関係は点 NOで表される。つまり、チルトさせた分だけ、ベルクランク上回転角度が大きくなるとともに、チルトシリンダ長さが長くなるため、点 NOは前記点 T 0に比して右上方にずれている。そして、同様に地上位置にあるとき、ベルクランク下回転角度と線分 PQの回転角度との関係は、点 NOの上方の点 N1で表され、さらに、地上にあるときの対 G. L.ァタツチメント角度は、点 N1を左側に移行させた点 N2で表され、 + 25度である。これは、地上位置でパケット 20を上向きに 25度チルトさせたことを意味する。

次いで、チルトシリンダ 12の長さを変えずにバケツト 20をトップ位置まで上昇させた際には、ベルクランク上回転角度は点 N3まで小さくなり、同時にベルクランク下回転角度も点 N4まで小さくなる。そして、この際のバケツト 20の対 G. L.アタッチメント角度はやはり、点 N5で表されるように、地上位置と変わらず + 25度となり、チルトさせた角度がそのまま維持されることで角度特性が良好であるといえる。

[0048] そして、パケット 20を地上位置でチルトさせた場合の角度特性は、図 6に示すように、ベルクランク 11のバケツト 20側への傾斜角度、つまり、線分 L1に対する線分 L2の傾斜角度によって変化する。尚、ここにいう傾斜角度は、線分 L1に対しての線分 L2 の傾斜の程度を表すから、両線分 Ll、 L2がなす角度は、 180度- (傾斜角度）で計算される。

図 6において、横軸はベルクランク 11のバケツト 20側への傾斜角度を表し、縦軸はパケット 20のアタッチメント角度を表している。ベルクランク 11の傾斜角度は、マイナスが車体 16側への傾斜を表し、プラスがバケツト 20側への傾斜を表している。ァタツチメント角度としては、例えば中間位置およびトップ位置での値がそれぞれ示されている。このアタッチメント角度は、グランドレベルに対する角度であって、マイナスがダンプする方向へのずれを表し、プラスがチルトする方向へのずれを表している。この図からは、パケット 20をチルトさせた場合での実用上適用可能な傾斜角度を知ることができる。なお、例えば図 9の第 1実施形態のチルト姿勢は、図 6の傾斜角度が 10度 (線分 L1及び線分 L2がなす角度としては 170度）の場合である。

[0049] 図 6によれば、ベルクランク 11上の線分 L2を車体 16側に傾斜させた場合には（例えば、横軸で一 24度）、中間位置ではパケット 20のアタッチメント角度が 0度に近ぐずれが少ないのであるが、トップ位置まで来ると、 + 15度を超えて大きくチルトする方向にずれることになる。このため、パケット 20をチルトさせて泥土等の汲み上げ作業を行う場合など、トップ位置に近づくにつれて泥土等が車体 16側にこぼれてしまう可能十生がある。

そして、このような不都合を解消するためには、作業の内容にもよるが、ベルクランク 11上の第 2線分 L2のパケット 20側への傾斜角度を 10度以上に設定することが望ましレ、。これは、第 1線分 L1と第 2線分 L2とがなす角の角度が 170度以下にするということである。

[0050] すなわち、 10度では、バケツト 20の中間位置でのマイナス側へのずれ量と、トップ位置でのプラス側へのずれ量とが等しくなり（本実施形態では ± 6度程度）、水平に対するアタッチメント角度の絶対値が等しくなるから、ダンプする方向に大きくずれたり、または車体 16側に大きくずれることがなぐ泥土等の流動性のあるものを汲み上げるのには好適である（図 9最右列参照）。

そして、 10度以上であれば、中間位置からトップ位置に至るまでのずれ量が徐々に小さくなるうえ、トップ位置でのチルトする方向へのずれが小さくなるので、ずれ量が等しくなる位置に対して、泥土等が少なくとも車体 16側即ちオペレータ側には一層こぼれに《なり、汲み上げ作業等に十分に対応可能である。

[0051] また、 35度では、トップ位置でアタッチメント角度が 0度となる力 35度を越えるとダンプする方向にずれるため、トップ位置でダンプする方向へずれるのを嫌う作業の場合には、 35度以下での使用が望ましい。

さらに、 35度を超えると、中間位置およびトップ位置の双方でダンプする方向にずれるが、中間位置からトップ位置に移る間でのずれ量は少なくなるため、ずれ量を少なくして汲み上げ作業等を行いたい場合には、 35度以上であっても力まわない。

[0052] さらに、上限の傾斜角度は、各枢軸位置 X, Υ, Zの設定の仕方や、ベノレクランク 11 の長さ等によっても異なる。一方、図 7、図 8に示すように、枢軸位置 W， Zを結ぶ線 L 3と、枢軸位置 W, Yを結ぶ線 L2とが成す側面視での角度は、約 15度以上確保できる範囲内で設定されることが好ましい。各線 L2, L3の成す角度が 15度を下回ると、各線 L2， L3同士が側面視で重なる方向に近づくために、チルトシリンダ 12が機能しなくなり、バケツト 20を地上で水平に維持できなかったり、バケツト 20のチルト状態を復帰できない可能性がある。

パケット 20を水平に維持できる範囲での最大の傾斜角度は、例えば、図 7に示す場合で約 99 (99. 3)度である。パケット 20のチルト状態を復帰できる範囲での最大の傾斜角度は、例えば、図 8に示す場合で約 87 (87. 2)度であり、この時の地上に対するチルト角は 42度である。

また、傾斜角度は、角度特性およびチルト力特性を十分な余裕をもって確保できる範囲内で設定されることが望ましぐ本実施形態では約 80 (79. 5)度である。

[0053] このような本発明によれば、以下の効果がある。

(1)すなわち、ホイルローダ 1においては、チルトシリンダ 12の基端がブーム 10に取り付けられるのではなぐ構造体 16Aに枢軸されており、また、ベルクランク 11では、線分 L2が線分 L1に対してパケット 20側に傾斜し、線分 L1及び線分 L2のなす角の角度がバケツト側で 0度一 180度となっているため、地上位置でバケツト 20をそのまま取り付けた場合でも、また、地上位置でパケット 20をチルトさせた場合でも、地上位置からトップ位置に向力、うまでのパケット 20のアタッチメント角度のずれを抑えることができ、従来の Zバーリンクを採用した構造 (図 35、図 36)や、特許文献 1、特許文献 2 ( 図 37、図 38)に開示された構造に比して、角度特性を大幅に向上させることができ、通常の掘削作業の他、泥土等の汲み上げ作業も良好に行える。

[0054] 具体的な比較を図 9に示す。ただし、図 9において、各構成部材への符号は省略してある。この図によれば、地上に置かれたバケツト 20が水平の場合と、バケツト 20を地上でチルトさせた場合とにおいて、本実施形態の構造は、従来の一般的な構造、特許文献 1、および特許文献 2と比較しても、構造地上位置からトップ位置までの角度特性が最も優れてレ、ることがわ力る。

つまり、従来の一般的な構造では、パケット 20をチルトさせずに用いた場合の角度特性はさほど悪くなレ、が、地上でチルトさせた場合においてトップ位置でアタッチメント角度が大きくチルトする方向にずれてしまい、問題である。

特許文献 1では、地上でチルトさせない場合の角度特性は優れている力やはりチノレトさせた場合のアタッチメント角度が特にトップ位置で大きくずれてしまい、問題となる。特許文献 2では、枢軸位置 Zがブーム 10に設けられているため、チノレトさせるとさせないとに係わらず、角度特性が悪い。

これらに比して本実施形態、すなわち、チルトシリンダ 12が車体 16の構造体 16A に枢軸されること、その枢軸位置 Zがブーム 10の構造体 16Aに対する枢軸位置 S りも下に配置したこと、及び、ベルクランクの第 2線分 L2を、第 1線分 L1に対してァタツチメント 20側に傾斜させたことにより、チルトさせない場合には、特許文献 1と同様に優れた角度特性を示し、チルトさせた場合でも、中間位置とトップ位置で僅かにずれる程度であり、チルトさせた状態を略そのまま維持させてトップ位置まで持ち上げることができ、角度特性に優れている。

[0055] (2)また、パケット 20を地上位置でチルトさせて使用する場合には、例えば中間位置でのバケツト 20のダンプ方向へのずれ量と、トップ位置でのバケツト 20のチルトする方向へのずれ量とが等しくなるように、ベルクランク 11のバケツト 20側への傾斜角度を設定するため、ダンプする方向に大きくずれたり、またはチルトする方向に大きくずれる心配がなぐ汲み上げ作業をより良好に行える。そして、そのような傾斜角度以上であれば、例えば中間位置からトップ位置の 2位置間内でのずれ量が徐々に小さくなるうえ、トップ位置でのチルトする方向へのずれが小さくなるので、ずれ量が等しくなる位置に対して、泥土等が少なくとも車体 16側即ちオペレータ側に一層こぼれにくくなり、汲み上げ作業等に十分に対応できる。

[0056] 〔第 2実施形態〕

図 10には、本発明の第 2実施形態として、第 1実施形態でのパケット 20に代えてフオーク（フォーク類） 30を取り付けたホイルローダ 2が示されてレ、る。その他の構成は、第 1実施形態と略同じである。

このようなホイルローダ 2では、第 1実施形態でのバケツト 20の取付位置と略同じ位置にフォーク 30が取り付けられており、従って、地上位置で水平に取り付けられたフオーク 30のアタッチメント角度は、第 1実施形態でのパケット 20と同様に、トップ位置に至るまでにずれることがなぐ角度特性が良好に維持される。

さらに、ホイルローダ 2によれば、ベルクランク 11の線分 L1に対して線分 L2がフォーク 30側に傾斜していることで、特許文献 3で開示されたホイルローダに比べてトツプ位置でのチルト力が大きくなり、チルト力特性も向上する。

[0057] 以下には、チルト力の向上について、図 11、図 12を用いて説明する。図 11には、ベルクランク 11の線分 L1と線分 L2とのなす角を従来の角度（特許文献 3を想定)から 45度および 90度の角度でフォーク 30側に傾斜させた状態（二点鎖線参照）が示されている。この際、 Al , A2, A3は、地上位置における従来の角度、 45度、 90度でのベルクランク 11上部の有効長さを表し、 Bl , B2, B3は、トップ位置での各有効長さを表している。

図 12には、ベルクランク 11の線分 L1と線分 L2とのなす角の角度 (横軸）と有効長さ A， B (左縦軸）との関係、およびベルクランク 11の線分 L1と線分 L2とのなす角の角度 (横軸）と有効長さの比 B/A (右縦軸）との関係が示されている。

ここで、有効長さの比 BZAは、（トップ位置でのベルクランク 11の回転力 Z地上位置でのベルクランク 11の回転力）を表し、値が大きいほどトップ位置でのチルト力が大きいことを表している。

[0058] 従って、これら図 11、図 12によれば、ベルクランク 11の線分 L1に対して線分 L2をフォーク 30側へ傾斜させるにつれて、有効長さ A, Bは徐々に小さくなる力有効長さ Aの減少割合が大きいために、有効長さの比 B/Aは反対に大きくなり、トップ位置でのチルト力が大きくなつてチルト力特性が向上する。

[0059] 本実施形態によれば、以下の効果がある。

(3)すなわち、ホイルローダ 2では、ベルクランク 11の線分 L1に対して線分 L2がフォーク 30側に傾斜、つまり、線分 L1及び線分 L2のなす角の角度がフォーク側で 0度一 180度になっているため、地上位置とトップ位置とでのベルクランク 11上部（傾斜させる側）の有効長さの比 B/Aを大きくできる。このため、車体 16側に第 2線分 L2が傾斜したベルクランク 11を用いてバケツト 20をフォーク 30に変更するような特許文献 3記載の技術では、フォーク 30での荷の上げ下げ作業が困難であつたが、本実施形態では、特にトップ位置でのチルト力を大きくしてチルト力特性が向上するので、フォークの使用に適したチルト力特性を得ることができ、荷の上げ下げ作業を確実かつ容易に行える。

[0060] (4)また、チルトシリンダ 12の基端側の枢軸位置 Zは、ブーム 10ではなぐ構造体 16 Aに設けられているため、フォーク 30のアタッチメント角度のずれをより小さく抑える位置に枢軸位置 Zを確実に設定でき、角度特性も向上させることができてよりフォーク 30に適した角度特性を得ることができる。 [0061] 〔第 3実施形態〕

図 13には、本発明の第 3実施形態に係るホイルローダ 3が示されている。図 14には、用意された二種類のアタッチメントのうちバケツト（アタッチメント） 20を用いた図が示されており、図 15には、フォーク（アタッチメント） 30を用いた図が示されている。これらバケツト 20およびフォーク 30は、いずれかを装着して専用の作業を行ってもよいが、作業に応じて選択的に用いることも可能である。

[0062] また、本実施形態では、図 14、図 15、図 16に示すように、バケツト 20の連結リンク 1 3との枢軸位置 Qと、フォーク 30の連結リンク 13との枢軸位置 Qとは、ブーム 10との枢軸位置 Pを基準として異なった位置に設定されている。フォーク 30の枢軸位置 Q は、バケツト 20の場合に比し、チルトシリンダ 12を幾分進出させた位置にオフセットして設定されている。こうすることで、フォーク 30を用いた場合のチルト力を第 2実施形態よりさらに向上させている。

[0063] このことを図 16、図 17、図 18に基づいて説明する。図 16には、フォーク 30の連結リンク 13との枢軸位置 Qを、バケツト 20の場合に比して 20度および 40度オフセットさせた状態が示されている（Ql, Q2, Q3)。ただし、このオフセット角度は、バケツト 20 をそれぞれ 20度および 40度でチルトさせた位置と同じであるから、この図 16においては、パケット 20のチルト状態も併せて二点鎖線で示されてレ、る。

[0064] 図 17において、 CG1— CG3、 DG1— DG3、 EG1— EG3はそれぞれ、地上位置における各枢軸位置 Q 1一 Q 3でのベルクランク 11上部の有効長さ、ベルクランク 11 下部の有効長さ、ブーム 10との枢軸位置 Pから枢軸位置 Q1— Q3 (図 16)の距離の有効長さを表している。また、 CT1一 CT3、 DTI— DT3、 ET1— ET3はそれぞれ、トップ位置での各有効長さを表してレ、る。

[0065] 図 18には、オフセット角度（横軸）と有効長さ CG, DG， EG, CT, DT， ET (左縦軸 )との関係、およびオフセット角度 (横軸）とチルト力の比 (CT * ETZDT) / (CG * EG/DG) (右縦軸）との関係が示されている。ここで、有効長さの比（CT * ET/D T) / (CG * EG/DG)は、（トップ位置でのチルト力 Z地上位置でのチルト力）を表し、値が大きいほどトップ位置でのチルト力が大きいことを表す。

[0066] 従って、これら図 17、図 18によれば、オフセット角度を大きくしても、有効長さ CG, DG, CT, DTはさほど変化しないが、有効長さ EGは明らかに小さくなり、有効長さ E Tは反対に長くなる。従って、有効長さの比（〇丁* £丁/0丁) / (〇0 * £0/00)は、オフセット角度を大きくするにつれて徐々に大きくなり、トップ位置でのチルト力が大きくなつてチルト力特性が向上するのである。

[0067] 一方、パケット 20を取り付けた際の角度特性は基本的に、第 1実施形態での角度特性、つまり図 5での点 TO— T5で示す特性と略同じである。また、フォーク 30をオフセットさせた位置に取り付けることは、第 1実施形態でのパケット 20を地上でチルトさせることと同じである力、ら、その角度特性は基本的に、図 5での点 NO N5上にプロットされる点 M0 M5で表される。このこと力、らすれば、バケツト 20使用時とフォーク 3 0使用時とではやはり、地上位置からトップ位置に向力までのそれぞれの角度特性の差が小さくなり、角度特性が良好であるといえる。

[0068] 本実施形態によれば、以下の効果がある。

(5)ホイルローダ 3において、バケツト 20に代えてフォーク 30を取り付ける場合では、ベルクランク 11をチルト方向に回動させてオフセットし、この状態でフォーク 30を取り付けるため、オフセットさせずにバケツト 20を取り付ける場合に比してトップ位置でのチルト力を大幅に向上させることができ、よりフォーク 30に適したチルト力特性を得ること力 Sできる。し力も、第 2実施形態で説明したように、ベルクランク 11上の第 2線分 L 2をフォーク 30側に傾斜させることでも、チルト力の向上を期待できる。

このため、フォーク 30をオフセットさせた位置に取り付けることにより、バケツト 20をフォーク 30に換えて使用する特許文献 3の技術よりも、トップ位置でさらに大きなチルトカを得ることができる。

しかも、そのチルト力特性は、図 19に示すように、専らフォーク 30に採用される従来の平行リンクの場合と何ら劣ることがなぐ従来の平行リンクを備えたホイルローダと同様に、荷の上げ下ろし作業等を確実に実施できる。

[0069] (6)また、バケツト 20を取り付けた場合にあっては、ベルクランク 11の線分 L1に対して線分 L2がパケット 20側に傾斜し、線分 L1及び線分 L2のなす角の角度がパケット 20側で 0度一 180度とされていること等によりチルト力特性が向上するため、従来の Zバーリンクとバケツト 20とによる構成（図 35、図 36)と比較しても、図 19に示すように、地上位置でのチルト力特性を維持しつつ、より高い位置でのチルト力特性を大幅に向上させることができ、パケット 20を通常より高く位置させての掘削作業も無理なく行える。

[0070] (7)さらに、パケット 20を用いた場合には、第 1実施形態と同様な構成、すなわち、チノレトシリンダ 12が車体 16の構造体 16Aに枢軸されること、その枢軸位置 Zがブーム 1 0の構造体 16Aに対する枢軸位置 Sよりも下に配置したこと、及び、ベルクランクの第 2線分 L2を、第 1線分 L1に対してアタッチメント 20側に傾斜させたことという構成を有していることで、その角度特性が優れており、従来の一般的な Zバーリンクの場合と比較すると、図 20に示すように、角度特性を各段に向上させることができる。

一方、フォーク 30を用いた場合においても、ベルクランク 11上の第 2線分 L2がフォーク 30側に傾斜しているので、このフォーク 30を地上位置でオフセット位置に取り付けることはすなわち、第 1実施形態で説明したように、パケット 20をチルト状態で取り付けたのと同じであり、パケット 20を取り付けた場合と比較しても、図 20に示すように、それぞれの角度特性の差を小さくでき、従来の平行リンクの場合に比して、何ら遜色のない角度特性を得ることができる。

このため、角度特性についても、バケツト 20を使用した場合とフォーク 30を使用した場合とで良好にでき、特にパケット 20を取り付けた場合では、特許文献 3の技術とは異なって、トップ位置で大きくダンプするのを有効に防止できる。

[0071] ここで、特許文献 3におけるフォーク 30からパケット 20に代えた際の角度特性を、図 5 (下左）を用いて具体的に説明すると、先ず、フォーク 30を地上位置で取り付けた際のベルクランク上回転角度とチルトシリンダ長さとの関係は点 V0で表される。これに対して、バケツト 20を地上位置で取り付けた際には、角度ひ（図 39)のオフセット分だけベルクランク上回転角度が小さくなるから、チルトシリンダ長さとの関係は点 U0で表される。そして、同様に地上位置にあるとき、ベルクランク下回転角度と線分 PQの回転角度との関係は、フォーク 30を取り付けた場合では、点 V0の上方の点 VI で表され、バケツト 20を取り付けた場合では、点 U0の上方の点 U1で表される。さらに、地上にあるときの対 G. L. (グランドレベル）アタッチメント角度は、点 VI， U1を左側に移行させた点 V2, U2で表され、それぞれ 0度である。 [0072] 次いで、チルトシリンダの長さを変えずにフォーク 30、バケツト 20をトップ位置まで上昇させた際には、ベルクランク上回転角度は点 VO, U0から点 V3, U3まで小さくなり、同時にベルクランク下回転角度も点 V4, U4まで小さくなる。そして、この際のフオーク 30の対 G. L.アタッチメント角度は、フォーク 30では点 V5で表されるように、地上位置と変わらず 0度である力バケツト 20では点 U5で表されるように、一 40度程度ずれることになり、ダンプする方向に大きく傾く。つまり、図 39に示す状態となってしまい、角度特性が悪い。

[0073] これに対して本実施形態では、パケット 20を使用した場合（図 5の点 TO T5)と、フォーク 30を使用した場合（図 5の点 M0— M5)とで角度特性を改善できるため、バケット 20がトップ位置で大きくダンプするのを有効に防止できるのである。

[0074] 以上により、 Zバーリンクを採用しつつも、 Zバーリンクおよび平行リンクの優れた特性を実現でき、これによつて必要に応じてバケツト 20やフォーク 30などのようにァタツチメントを選択して利用できるから、ホイルローダ 3としては 1台でよぐ 2台のホイル口ーダを使い分けていた従来に比して経済的である。

[0075] (8)また、本実施形態でも、チルトシリンダ 12のボトム側（車体側）の枢軸位置 Zは、ブーム 10ではなぐ構造体 16Aに設けられているため、バケツト 20やフォーク 30のァタツチメント角度のずれをより小さく抑える位置に枢軸位置 Zを確実に設定でき、角度特性も向上させることができて、パケット 20およびフォーク 30の両方に適した角度特性を得ることができる。また、枢軸位置 Zを設定する際の自由度が高いので、要求される作業に応じた最良の角度特性を枢軸位置 Zの設定によって得ることができる。例えば本実施形態では、図 20に示す角度特性となるように枢軸位置 Zが設定されていたが、図 20中に示すような従来の平行リンクにより近い角度特性が要求される場合など、この角度特性が得られる位置に枢軸位置 Zを容易に設定でき、図 21に示すように、平行リンクに近い角度特性も簡単に得ることができる。

[0076] (9)従来、平行リンクを用いたホイルローダにおいて、平行リンクにパケットを取り付けて簡便に掘削作業を行いたい場合があり、そのためのアタッチメントも用意されている。その場合、地上におけるチルト力が Zバーリンクに比べて小さぐ掘削作業の効率が劣るのは勿論である力トップ位置にて相手車両への積み込みをする際の動作にも問題がある。

図 22に示すように、 Zバーリンクではその機構の特性上、トップ位置でダンプする際に、大きな角度範囲においてダンプスピードが速く迅速な積込が行え、最大ダンプ付近においてベルクランク 11上の第 1線分 L1と連結リンク 13の相対角度が 180度に近い角度まで開くためにダンプスピードが遅くなり、シリンダ操作をすること無くチルトシリンダ 12のストロークエンドでのショックを低減する効果を有している。この効果はソフトダンプ特性と呼ばれてレ、る。

平行リンクでは、全体にダンプスピードが遅レ、。しかし、シリンダストロークエンド付近では、ダンプスピードが急激に速くなつて大きなショックを生じてしまうため、作業者がシリンダ速度を操作してチルトシリンダ他に負荷が力かるのを防ぐことが必要であったこの問題に対して本実施形態では、 Zバーリンクを基本構造としているために、ソフトダンプ特性をそのまま有しており、作業者に負担をかけない。

これらにより本実施形態では、地上での掘削力、トップでの積込作業速度、ソフトダンプ特性のいずれにおいても、従来の平行リンクにバケツトを取り付ける方法よりも優れた性能を有しているのである。

(10)さらに、アタッチメントとしてフォーク 30を用いる場合において、フォーク 30を従来の平行リンクに取り付けると、十分なチルト力を得るためにはチルトシリンダ 12の大型化が避けられないという問題がある。つまり、図 40に示すように、平行リンクでは、チルトシリンダ 12のヘッド側（ベルクランク 11側）に作動油を流入させ、シリンダロッド 18を引くことでフォーク 30にチルト力を生じさせる力十分なチルト力を得るためには、シリンダロッド 18の断面積分を考慮した受圧面積を確保する必要があり、シリンダ径が大きくなつて大型化するのである。

これに対してホイルローダ 2では、 Zバーリンクを採用した構造であり、チルトシリンダ 12のボトム側（車体 16側）に作動油等を流入させることで、シリンダロッド 18を押す方向に付勢しながらシリンダ力およびチルト力を生じさせるため、従来の平行リンク（図 4 0)に比較すると、十分なチルト力を確保するためには、シリンダロッド 18の断面積を考慮せずに受圧面積を設定できる。従って、チルトシリンダ 12としては、平行リンクの場合に比べて径寸法の小さレ、ものでょレ、。

[0078] 〔第 4実施形態〕

図 23及び図 24には、本発明の第 4実施形態に係るホイルローダ 4の作業機部分が示され、図 23は、アタッチメントとしてパケット 20が装着された状態を表しており、図 2 4は、アタッチメントとしてフォーク 30が装着された状態を表してレ、る。

本実施形態に係るホイルローダ 4は、ベルクランク 11におけるブーム 10との枢軸位置 Y及び連結リンク 13との枢軸位置 Xを結ぶ第 1線分し 1と、ブーム 10との枢軸位置 Y及びチルトシリンダ（図示略）との枢軸位置 Wを結ぶ第 2線分 L2とのなす角の角度力度、つまり傾斜角度が 0度に設定されていることが特徴である。

[0079] 図 25には、このホイルローダ 4のリフト高さと、各高さにおけるバケツト 20及びフォーク 30の水平面に対する姿勢 (角度として表示）が示されている。尚、図 23、図 24におけるリフト高さは、下側から順に図 25における A、 B、 Cのリフト高さである。

図 25から判るように、本実施形態に係るホイルローダ 4によれば、前述と同様に、リフト高さによってもパケット 20やフォーク 30の姿勢が大きく変わることないことが判る。

[0080] また、その際のチルト力特性は図 26に示されるようなものであり、バケツト 20及びフオーク 30のレヽずれの場合でも、最もリフ卜高さの高レヽ 3500mm【こあっても、 4000kg以上のチルト力を有し、フォーク 30による荷物の積み卸し作業を確実に行うことができ、力つ低位置におけるパケット 20による掘削作業における作業効率が低下することもない。

このようなベルクランク 11の形状は、フォーク 30の枢軸位置 Qがバケツト 20の枢軸位置 Qと比較して 37度以上の大きなオフセット角度に設定された場合に好適である。

[0081] 〔第 5実施形態〕

図 27及び図 28には、本発明の第 5実施形態に係るホイルローダ 5の作業機部分が示されており、図 27は、アタッチメントとしてパケット 20が装着された状態を表しており、図 28は、アタッチメントとしてフォーク 30が装着された状態を表している。

本実施形態に係るホイルローダ 5は、ベルクランク 11におけるブーム 10との枢軸位置 Y及び連結リンクとの枢軸位置 Xを結ぶ第 1線分 L1と、ブーム 10との枢軸位置 Y 及びチルトシリンダ（図示略）との枢軸位置 Wを結ぶ第 2線分とのなす角の角度が 17 5度、つまり傾斜角度が 5度に設定されていることが特徴である。

[0082] 図 29には、このホイルローダ 5のリフト高さと、各高さにおけるバケツト 20及びフォーク 30の水平面に対する姿勢 (角度として表示）が示されている。尚、図 27、図 28におけるリフト高さは、下側から順に図 29における A、 B、 Cのリフト高さである。

図 29から判るように、本実施形態に係るホイルローダ 5によれば、リフト高さによってもパケット 20やフォーク 30の姿勢が大きく変わることがなぐさらに、第 4実施形態に係るホイルローダ 4の場合と比較しても、フォーク 30使用時における C位置における姿勢が、ホイルローダ 4の場合では 10度であったのに対して、ホイルローダ 5では 9 度となっており、より改善していることが判る。

[0083] さらに、図 30に示されるように、ホイルローダ 5のチルト力特性は、第 4実施形態に係るホイルローダ 4の場合と殆ど同じであり、フォーク 30による荷物の積み卸し作業を確実に行うことができ、かつ低位置におけるパケット 20による掘削作業の効率も低下することがない。

[0084] 〔実施形態の変形〕

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなぐ本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば前記各実施形態でのベルクランク 11は主に「く」の字形状であつたが、例えば、第 1実施形態での図 7、図 8、および図 31 (第 1変形例）に示す T字形状でもよぐこのような場合には、「く」の字形状よりも強度を大きくでき、傾斜角度をより大きく設定できる。要するに、ベルクランク 11の形状は、傾斜角度や強度等を勘案して任意に決められてよい。

[0085] 前記第 3実施形態では、異なる種類のアタッチメントとしてバケツト 20およびフォーク 30について記載した力その他、通常のバケツト 20の代わりに、同じバケツト類である網状のスケルトンバケツトを用いたり、通常のフォーク 30の代わりに、同じフォーク類であるログランバーグラップルを用いてもよい。図 32 (第 2変形例）には、ログランパーグラップノレ 40が示されている。ログランバーグラップノレ 40は、地上に平置きされるフォーク部 41と、フォーク部 41の鉛直部上端に枢軸されるグラップル 42とを備え、このグラップル 42が油圧のグラップノレシリンダ 43で回動駆動される。

このようなログランバーグラップル 40は、原木等の木材 44を把持しながら運搬するのに好適である。勿論、本発明の請求項 1で用いられるパケット類としても、第 1実施形態で説明したパケット 20に限定されず、請求項 2、請求項 3で用いられるフォーク類としても、第 2実施形態で説明したフォーク 30に限定されず、前記のスケルトンバケットやログランバーグラップル 40などであってもよい。

[0086] 前記各実施形態では、チルトシリンダ 12が車体 16に対して枢軸されていた力図 3 3 (第 3変形例）、図 34 (第 4変形例）に示すように、ブーム 10の基端側に枢軸された場合でも、請求項 2または請求項 4の発明に含まれる。

すなわち、図 33においては、ベルクランク 11がフォーク 30側に傾斜しているとともに、チルトシリンダ 12がブーム 10に枢軸されている。図 34においてはさらに、バケツト 20に対してフォーク 30の枢軸位置 Q力バケツト 20の水平状態で枢軸される時の枢軸位置 Qからオフセットされた状態で、連結リンク 13に取り付けられている。これらの構成では、角度特性はよくなレ、が、フォーク 30側に傾斜させたベルクランク 11を用いたり、フォーク 30をオフセットさせることにより、チルト力特性を十分に向上させることができる。

[0087] 前記各実施形態では、図 2に示されるように、構造体 16Aに対して 2本のブーム 10 を枢軸し、その間にベルクランク 11を配置していた力本発明はこれに限られない。すなわち、作業機を支持する構造体に対して、箱状のブーム 1本を枢軸し、その外側面中間位置にベルクランクを枢軸したホイルローダに本発明を採用してもよい。この際、ベルクランクの数も 1つだけではなぐ外側面両脇にそれぞれベルクランクを枢軸してもよく、さらに、このベルクランクを駆動するチルトシリンダがベルクランクの数に応じて設けられたものであってもよい。

[0088] その他、本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではなレ、。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなぐ以上述べた実施形態に対し、形状、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形をカ卩えることができるものである。

従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

産業上の利用可能性

本発明の作業機械は、ホイルローダに利用できる他、自走式や定置式に限定されないあらゆる建設機械および土木機械にも利用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 一端が作業機を支持する構造体（16A)に取り付けられたブーム（10)と、

ブーム（10)の他端にアタッチメントとして取り付けられたバケツト類（20)と、ブーム（10)の長手方向の途中に取り付けられたベルクランク（11)と、

ベルクランク（11)の上端側を駆動するチルトシリンダ（12)と、

ベルクランク（11)の下端側および前記パケット類（20)を連結する連結リンク（13) とを備え、

前記チルトシリンダ（12)は前記ベルクランク（11)および前記構造体（16A)を連結し、

前記ベルクランク（11)における、前記ブーム（10)との枢軸位置 (Y)および前記連結リンク（13)との枢軸位置 (X)を結ぶ第 1線分 (L1)と、

前記ベルクランク（11)における、前記ブーム（10)との枢軸位置 (Y)および前記チノレトシリンダ（12)との枢軸位置 (W)を結ぶ第 2線分 (L2)とのなす角の角度が、前記パケット類（20)側で 0度乃至 180度に設定されていることを特徴とする作業機械（1)。

[2] 一端が作業機を支持する構造体（16A)に取り付けられたブーム（10)と、

ブーム（10)の他端にアタッチメントとして取り付けられたフォーク類（30)と、ブーム（10)の長手方向の途中に取り付けられたベルクランク（11)と、

前記フォーク類を地上水平位置としたときに、

ベルクランク（11)の下端側および前記フォーク類（30)を連結する連結リンク（13) とを備え、

前記ベルクランク（11)における、前記ブーム（10)との枢軸位置 (Y)および前記チノレトシリンダ（12)との枢軸位置 (W)を結ぶ第 2線分 (L2)とのなす角の角度が、前記フォーク類（30)側で 0度乃至 180度に設定されていることを特徴とする作業機械 (2)。

[3] 一端が作業機を支持する構造体（16A)に取り付けられたブーム（10)と、

ブーム（10)の他端にアタッチメントとして取り付けられたフォーク類（30)と、ブーム（10)の長手方向の途中に取り付けられたベルクランク（11)と、前記フォーク類を地上水平位置としたときに、

[4] 一端が作業機を支持する構造体（16A)に取り付けられたブーム（10)と、

ブーム（10)の他端に取り付けられたアタッチメント（20, 30)と、

ブーム（10)の長手方向の途中に取り付けられたベルクランク（11)と、前記アタッチメントを地上水平位置としたときに、

ベルクランク（11)の下端側および前記アタッチメント（20, 30)を連結する連結リンク（13)とを備え、

前記ベルクランク（11)における、前記ブーム（10)との枢軸位置 (Y)および前記チノレトシリンダ（12)との枢軸位置 (W)を結ぶ第 2線分 (L2)とがなす角の角度が、前記アタッチメント（20, 30)側で 0度乃至 180度に設定され、

このアタッチメント（20, 30)は、複数種類の中から選択的に用いることが可能であり互いに種類の異なるアタッチメント（20， 30)は、前記ブームとの枢軸位置（P)を基準とすると、前記連結リンク（13)との枢軸位置 (Q)が互いに異なることを特徴とする作業機械 (3)。

[5] 一端が作業機を支持する構造体（16A)に取り付けられたブーム（10)と、

ブーム（10)の長手方向の途中に取り付けられたベルクランク（11)と、

前記アタッチメントを地上水平位置としたときに、

前記ベルクランク（11)における、前記ブーム（10)との枢軸位置 (Y)および前記チノレトシリンダ（12)との枢軸位置 (W)を結ぶ第 2線分 (L2)とのなす角の角度が、前記アタッチメント（20, 30)側で 0度乃至 180度に設定され、

[6] 請求項 1、請求項 3、及び請求項 5に記載の作業機械（1， 2, 3)において、

前記チルトシリンダ（12)の前記構造体（16A)への枢軸位置（Z)は、前記ブーム（1 0)の前記構造体（16)への枢軸位置（S)よりも下方にあることを特徴とする作業機械 (1 , 2, 3)。

[7] 請求項 1一請求項 6のいずれかに記載の作業機械（1， 2, 3)において、

前記第 1線分及び前記第 2線分のなす角の角度は、前記アタッチメント（20, 30)の地上位置からトップ位置までの間の任意の 2位置で、このアタッチメント（20, 30)のアタッチメント角度の絶対値が略等しくなる角度以下に設定されていることを特徴とする作業機械（1， 2, 3)。

[8] 請求項 1一請求項 7のいずれかに記載の作業機械（1， 2, 3)において、

前記第 1線分及び前記第 2線分のなす角の角度は、 0度乃至 170度であることを特徴とする作業機械。

[9] 請求項 1一請求項 7のいずれかに記載の作業機械（1， 2, 3)において、

前記第 1線分及び前記第 2線分のなす角の角度は、 170度乃至 180度であることを特徴とする作業機械。