(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-14
(45)【発行日】2023-04-24
(54)【発明の名称】荷役作業車両
(51)【国際特許分類】
E02F 9/16 20060101AFI20230417BHJP
【FI】
E02F9/16 H
(21)【出願番号】P 2018245737
(22)【出願日】2018-12-27
【審査請求日】2021-12-20
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000005522
【氏名又は名称】日立建機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000442
【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】池内 司
(72)【発明者】
【氏名】宮崎 哲也
【審査官】荒井 良子
(56)【参考文献】
【文献】特開2007-327291(JP,A)
【文献】特開2017-087779(JP,A)
【文献】特開2017-079605(JP,A)
【文献】特開2005-146738(JP,A)
【文献】特開2017-158841(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E02F 9/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体を構成するフレームに取り付けられた作業機と、
前記フレーム上に載置された運転室と、
を備え、
前記運転室には、
運転席と、
前記運転席の左右のうちいずれか一方側に設けられ、アームレスト及び前記作業機の操作を行うための操作装置が搭載された操作ユニットと、
が設けられた荷役作業車両において、
前記作業機は、
前記フレームに基端部が回動可能に取り付けられたアーム部材の先端部に装着されたアタッチメントを有し、
前記操作装置は、
前記運転室の前後方向に沿って操作可能な一軸のレバーであって、前記アーム部材を操作するための第1操作レバーと、
前記運転室の前後方向に沿って操作可能な一軸のレバーであって、前記アタッチメントの前傾及び後傾を操作するための第2操作レバーと、
前記運転室の前後方向及び左右方向に沿って操作可能な二軸のレバーであって、前記アタッチメントの左右の張り出し及び前記アタッチメントのスライド量を操作するための第3操作レバーと、
を有し、
前記第1操作レバー、前記第2操作レバー、及び前記第3操作レバーは、
前記操作ユニットの上面において、前記アームレストよりも前側の位置に前記運転室の左右方向に間隔を空けて並んで配置され、
前記第3操作レバーは、
前記運転室の左右方向において前記第1操作レバー及び前記第2操作レバーよりも前記運転席の側に位置し、前記第1操作レバー及び前記第2操作レバーのうち隣り合う操作レバーに対して、前記隣り合う操作レバーを上方から見た場合の外径に相当する分の距離以上後方に位置している
と共に、上下方向に延びる中心軸に対して前方かつ前記運転席の側に傾斜した状態が、前記アタッチメントの非操作時に相当する中立位置として設定されている
ことを特徴とする荷役作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、各種の作業具を取り付けることが可能な荷役作業車両に関する。
【背景技術】
【0002】
ホイールローダ等の荷役作業車両では、バケット等の荷役作業具を用いて土砂や鉱物等を掘削してダンプトラック等に積み込む荷役作業を行う場合の他に、荷役作業具を例えば除雪用のブレードといったアタッチメントに交換して除雪作業を行う等、荷役作業以外の他の各種作業を行うことが可能である。
【0003】
例えば、特許文献1には、リフトアームの先端に取り付けられたブレードフレームと、ブレードフレームの先端側に装着されて車体の左右方向の軸回りに回転する回転式切削体と、回転切削体の後方に配置されて上下方向に昇降するスライドブレードと、スライドブレードの一側部に設けられて切削除去物の排出口を開閉するサイドシャッタと、を備え、車体の前進走行状態において回転式切削体を回転させることにより凍結路面等を粗面状態に切削し、切削された路面を後続のスライドブレードで整形する路面切削機として用いることが可能なホイールローダが開示されている。
【0004】
このホイールローダの運転室には、ブレードフレーム、スライドブレード、サイドシャッタ、及び回転式切削体をそれぞれ操作するための3つの操作レバーを備えたスイッチボックスが設けられている。スイッチボックスの中央にはブレードフレーム及びスライドブレードの操作レバーが配置され、その左右両側にサイドシャッタの操作レバーと回転式切削体の操作レバーとが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載のホイールローダでは、路面切削作業用のアタッチメントを操作するための3つの操作レバーはスイッチボックスにまとめて配置されているが、リフトアーム及びバケットを操作するための操作レバーはスイッチボックスとは異なる場所に配置されている。凍結路面を切削する際、路面の形状等によっては、リフトアームを上下方向に動作させながら路面切削用のアタッチメントを動作させる場合がある。このとき、リフトアームの操作レバーと路面切削作業用のアタッチメントの操作レバーとが異なる場所に配置されていると、オペレータは、リフトアーム及び路面切削作業用のアタッチメントの同時操作がしづらい。
【0007】
そこで、本発明の目的は、荷役作業具又はアタッチメントが取り付けられるアーム部材、及びアタッチメントの同時操作がしやすい荷役作業車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成するために、本発明は、車体を構成するフレームに取り付けられた作業機と、前記フレーム上に載置された運転室と、を備え、前記運転室には、運転席と、前記運転席の左右のうちいずれか一方側に設けられ、アームレスト及び前記作業機の操作を行うための操作装置が搭載された操作ユニットと、が設けられた荷役作業車両において、前記作業機は、前記フレームに基端部が回動可能に取り付けられたアーム部材の先端部に装着されたアタッチメントを有し、前記操作装置は、前記運転室の前後方向に沿って操作可能な一軸のレバーであって、前記アーム部材を操作するための第1操作レバーと、前記運転室の前後方向に沿って操作可能な一軸のレバーであって、前記アタッチメントの前傾及び後傾を操作するための第2操作レバーと、前記運転室の前後方向及び左右方向に沿って操作可能な二軸のレバーであって、前記アタッチメントの左右の張り出し及び前記アタッチメントのスライド量を操作するための第3操作レバーと、を有し、前記第1操作レバー、前記第2操作レバー、及び前記第3操作レバーは、前記操作ユニットの上面において、前記アームレストよりも前側の位置に前記運転室の左右方向に間隔を空けて並んで配置され、前記第3操作レバーは、前記運転室の左右方向において前記第1操作レバー及び前記第2操作レバーよりも前記運転席の側に位置し、前記第1操作レバー及び前記第2操作レバーのうち隣り合う操作レバーに対して、前記隣り合う操作レバーを上方から見た場合の外径に相当する分の距離以上後方に位置していると共に、上下方向に延びる中心軸に対して前方かつ前記運転席の側に傾斜した状態が、前記アタッチメントの非操作時に相当する中立位置として設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、オペレータは、荷役作業具又はアタッチメントが取り付けられるアーム部材、及びアタッチメントの同時操作がしやすくなる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】本発明の実施形態に係るホイールローダの外観を示す側面図である。
【
図2】ブレードが取り付けられた状態の作業機を示す図である。
【
図4】
図3において操作ユニット周辺を拡大して示した図である。
【
図5】運転室の前方から見た操作ユニット周辺を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態に係る荷役作業車両の一態様として、例えば、露天掘り鉱山等において土砂や鉱物等を掘削してダンプトラック等へ積み込む荷役作業を行うと共に、路面に積もった雪を取り除く除雪作業を行うことが可能なホイールローダについて説明する。
【0012】
(ホイールローダ1の全体構成)
まず、ホイールローダ1の全体構成について、
図1及び
図2を参照して説明する。
【0013】
図1は、本発明の実施形態に係るホイールローダ1の外観を示す側面図である。
図2は、ブレード22が取り付けられた状態の作業機2を示す図である。
【0014】
以下の説明において、ホイールローダ1の車体の左右方向のうち、ホイールローダ1に搭乗したオペレータが前方を向いた状態における左手の方向を「左方向」とし、右手の方向を「右方向」とする。また、以下の説明では、「車体の左右方向」を単に「左右方向」とし、「車体の前後方向」を単に「前後方向」とし、「車体の上下方向」を単に「上下方向」とする場合がある。
【0015】
ホイールローダ1は、車体の前部を構成する前フレーム1Aと、車体の後部を構成する後フレーム1Bと、前フレーム1Aに取り付けられた作業機2と、後フレーム1B上に載置された運転室3と、を備えている。ホイールローダ1は、車体が中心付近で中折れすることにより操舵するアーティキュレート式の作業車両である。前フレーム1Aと後フレーム1Bとは、センタジョイント10によって左右方向に回動自在に連結されており、前フレーム1Aが後フレーム1Bに対して左右方向に屈曲する。
【0016】
前フレーム1Aには左右一対の前輪11Aが、後フレーム1Bには左右一対の後輪11Bが、それぞれ設けられている。なお、
図1では、左右一対の前輪11A及び後輪11Bのうち、左側の前輪11A及び後輪11Bのみを示している。
【0017】
作業機2は、荷役作業に用いる荷役作業具としてのバケット21又はバケット21と交換可能なアタッチメントとしてのブレード22と、バケット21又はブレード22を駆動させる作業具シリンダ23と、バケット21又はブレード22が先端部に取り付けられるアーム部材としてのリフトアーム24と、リフトアーム24を駆動させる一対のリフトアームシリンダ25と、リフトアーム24に回動可能に連結されてバケット21又はブレード22と作業具シリンダ23とのリンク機構を構成するベルクランク26と、作業具シリンダ23や一対のリフトアームシリンダ25へ作動油を導く複数の配管(不図示)と、を有している。
【0018】
リフトアーム24は、基端部が前フレーム1Aに回動可能に取り付けられており、
図1に示すように、ホイールローダ1が荷役作業を行う際には先端部にバケット21が装着され、
図2に示すように、ホイールローダ1が除雪作業を行う際には先端部にブレード22が装着される。
【0019】
リフトアーム24は、一対のリフトアームシリンダ25の各ボトム室に作動油が流入して各ロッド250が伸びることにより前フレーム1Aに対して上方向に回動し、各ロッド室に作動油が流入して各ロッド250が縮むことにより前フレーム1Aに対して下方向に回動する。なお、
図1では、一対のリフトアームシリンダ25のうち、左側に配置されたリフトアームシリンダ25のみを破線で示している。
【0020】
バケット21は、土砂等を掬って放土したり、地面を均したりするための作業具であり、作業具シリンダ23のボトム室に作動油が流入してロッド230が伸びることによりチルト(リフトアーム24に対して上方向に回動)し、ロッド室に作動油が流入してロッド230が縮むことによりダンプ(リフトアーム24に対して下方向に回動)する。
【0021】
ブレード22は、
図2に示すように、連結部材221を介してリフトアーム24の先端部に取り付けられる。このブレード22は、雪を路肩へかき寄せたりするための作業具であり、作業具シリンダ23のボトム室に作動油が流入してロッド230が伸びることにより後傾し、ロッド室に作動油が流入してロッド230が縮むことにより前傾する。
【0022】
さらに、ブレード22は、連結部材221の左右側面に取り付けられた一対のブレードシリンダ223L,223Rにより左右方向にも傾斜する。なお、
図2では、一対のブレードシリンダ223L,223Rのうち、左側に配置された左側ブレードシリンダ223Lのみを示している。
【0023】
具体的には、ブレード22は、右側ブレードシリンダ223Rのロッドが伸びて左側のブレードシリンダ223Lのロッドが縮むと、右側端部が前方に、かつ左側端部が後方に、それぞれ張り出して左前方を向くように傾斜し、他方で、右側ブレードシリンダ223Rのロッドが縮んで左側ブレードシリンダ223Lのロッドが伸びると、左側端部が前方に、かつ右側端部が後方に、それぞれ張り出して右前方を向くように傾斜する。
【0024】
また、連結部材221の下面には、下方に突出して地面と接触することによりブレード22が地面と摺動しないように連結部材221を支持する支持部材222が取り付けられている。
【0025】
図1に示すように、後フレーム1Bには、運転室3の他に、エンジンや油圧ポンプ等の各機器を内部に収容する機械室4と、車体が傾倒しないように作業機2とのバランスを保つためのカウンタウェイト5と、が設けられている。後フレーム1Bにおいて、運転室3は前部に、カウンタウェイト5は後部に、機械室4は運転室3とカウンタウェイト5との間に、それぞれ配置されている。
【0026】
(運転室3の構成)
次に、運転室3の構成について、
図3を参照して説明する。
【0027】
図3は、天井部32側から見た運転室3内を示す図である。
【0028】
運転室3は、
図3に示すように、後フレーム1B上に取り付けられた床板部31と、床板部31の上方を覆う天井部32(
図1参照)と、床板部31と天井部32との間で上下方向に延びる複数のピラー33と、を備えたフレーム構造をなし、内部にはオペレータが搭乗する空間が形成されている。
【0029】
そして、運転室3の内部には、床板部31上に載置された運転席51と、運転席51の前方に配置されて車体の左右の進行方向を切り換えるハンドル52と、ハンドル52の前方に配置されて車体の走行状態等を表示するメインモニタを含んで構成されるフロントパネル53と、作業機2の操作を行うための操作装置54と、が設けられている。
【0030】
本実施形態では、複数のピラー33は、運転室3の前側左右に配置された一対のフロントピラー331L,331R、及び運転室3の後側左右に配置された一対のリヤピラー332L,332Rの計4本のピラーで構成されている。
【0031】
一対のフロントピラー331L,331Rの間には、フロント窓ガラス34が作業機2側に張り出して設けられている。このフロント窓ガラス34は、運転席51に着座したオペレータの正面に位置する正面部34Fと、オペレータの左手前方に位置する左前面部34Lと、オペレータの右手前方に位置する右前面部34Rと、を含んで構成されている。
【0032】
また、フロント窓ガラス34は、正面部34Fの左右方向の幅が一対のフロントピラー331L,331R間の距離よりも小さく、左前面部34Lが左側フロントピラー331Lから正面部34Fに向かって、右前面部34Rが右側フロントピラー331Rから正面部34Fに向かって、それぞれ傾斜した形状をなしている。すなわち、左前面部34L及び右前面部34Rは、左右方向の外側から中央前方に向かって傾斜して設けられている。
【0033】
一対のリヤピラー332L,332Rの間には、リヤ窓ガラス35が機械室4側に張り出して設けられている。このリヤ窓ガラス35は、運転席51に着座したオペレータの背面に位置する背面部35Bと、オペレータの後方左側に位置する左側面部35Lと、オペレータの後方右側に位置する右側面部35Rと、を含んで構成されている。
【0034】
また、リヤ窓ガラス35は、背面部35Bの左右方向の幅が左側面部35Lと右側面部35Rとの間の距離と同じであり、したがって、左側面部35L及び右側面部35Rが車体の前後方向に沿って平行に設けられている。
【0035】
左側フロントピラー331Lと左側リヤピラー332Lとの間、及び右側フロントピラー331Rと右側リヤピラー332Rとの間にはそれぞれ、オペレータや作業員等が運転室3内にアクセスするための開閉ドア36L,36Rが設けられている。本実施形態では、左側の開閉ドア36Lが開閉可能な状態となっており、オペレータは左側の開閉ドア36Lから運転室3内に乗り込むが、ホイールローダ1の仕様によっては右側の開閉ドア36Rを開閉可能な状態としてもよい。
【0036】
運転席51は、座面511と、背もたれであるバックレスト512と、バックレスト512の上方に設けられた枕状のヘッドレスト513と、座面511の左側方に設けられてオペレータの左腕を載せるための左アームレスト514Lと、座面511の右側方に設けられてオペレータの右腕を載せるための右アームレスト514Rと、を有している。
【0037】
操作装置54は、リフトアーム24を操作するための第1操作レバー541と、バケット21を操作するための第2操作レバー542と、ブレード22を操作するための第3操作レバー543と、車体の前後進を切り換える前後進切換スイッチ544と、運転室3内に設けられて車体後方等を表示するサブモニター(不図示)の操作を行うためのダイアル式の操作部545と、を有している。本実施形態では、操作装置54は、運転席51の右側方に設けられた操作ユニット55に右アームレスト514Rと共に搭載されている。
【0038】
(操作装置54の構成)
次に、操作装置の具体的な構成について、
図4及び
図5を参照して説明する。
【0039】
図4は、
図3において操作ユニット55周辺を拡大して示した図である。
図5は、運転室3の前方から見た操作ユニット55周辺を示す図である。
【0040】
第1操作レバー541、第2操作レバー542、及び第3操作レバー543はいずれも電気式の操作レバーであり、例えば油圧式の操作レバーと比べるとコンパクトに形成されている。
【0041】
第1操作レバー541は、運転室3の前後方向に沿って操作可能な一軸のレバーであり、オペレータが第1操作レバー541を前後方向に倒すとリフトアーム24が前フレーム1Aに対して上下方向に動作する。
【0042】
第2操作レバー542は、第1操作レバー541と同様に、運転室3の前後方向に沿って操作可能な一軸のレバーであり、オペレータが第2操作レバー542を前後方向に倒すとバケット21又はブレード22がリフトアーム24に対して前傾もしくは後傾する。
【0043】
第3操作レバー543は、本実施形態では、運転室3の前後方向及び左右方向に沿って操作可能な二軸のレバーである。例えば、オペレータが第3操作レバー543を前後方向に倒すとブレード22が左前方又は右前方を向くように傾斜し、オペレータが第3操作レバー543を左右方向に倒すとブレード22が左右方向にスライドする。
【0044】
図4に示すように、第1操作レバー541、第2操作レバー542、及び第3操作レバー543は、
操作ユニット55の上面において、右アームレスト514R
よりも前側
の位置に運転室3の左右方向に間隔を空けて並んで配置されている。具体的には、運転席51側から右側の開閉ドア36R側(左側から右側)に向かって、第3操作レバー543、第2操作レバー542、第1操作レバー541の順に配置されている。すなわち、第3操作レバー543は、運転室3の左右方向において第1操作レバー541及び第2操作レバー542よりも運転席51の側に位置している。
【0045】
本実施形態では、第1操作レバー541の右側(右側の開閉ドア36R側)には前後進切換スイッチ544が配置され、前後進切換スイッチ544の後側かつ右アームレスト514Rの右側には操作部545が配置されている。
【0046】
ここで、ホイールローダ1を用いて除雪作業を行うにあたってブレード22を操作する場合には、オペレータは、第2操作レバー542を操作してブレード22の前傾及び後傾を調整し、第3操作レバー543を操作してブレード22が向く方向及び左右方向へのスライド動作を調整することになる。また、路面の形状によっては、第1操作レバー541を操作してリフトアーム24を上昇又は下降させながらブレード22を動作させることがある。したがって、オペレータは、第1操作レバー541、第2操作レバー542、及び第3操作レバー543のうちの2つ以上の操作レバーを同時操作する必要がある。
【0047】
この場合において、オペレータは、例えば、右腕を右アームレスト514Rに載せた状態で、右手の薬指を使って第1操作レバー541を前後に操作し、かつ中指を使って第2操作レバー542を前後に操作すると共に、第3操作レバー543を人差し指及び親指でつまむようにして、又は親指のみを使って前後左右に操作することができる。すなわち、オペレータは、右腕を右アームレスト514Rから動かさずに、右手の指先だけで第1操作レバー541、第2操作レバー542、及び第3操作レバー543を同時操作することが可能となっている。
【0048】
本実施形態では、
図4に示すように、第3操作レバー543は、隣り合う操作レバーである第2操作レバー542に対して距離D1分だけ後方に位置している。ここで、「距離D1」は、第2操作レバー542を上方から見た場合の外径D2(以下、単に「第2操作レバー542の外径D2」とする)に相当する距離、又はそれよりも長い距離である(D1≧D2)。この距離D1は、
図4では、第2操作レバー542の外径D2に相当する距離よりも長いが(D1>D2)、少なくとも第2操作レバー542の外径D2に相当する距離と同じ(D1=D2)であればよい。
【0049】
このように、第3操作レバー543の位置が、第2操作レバー542の位置に対し、第2操作レバー542の外径D2に相当する分の距離以上後方であるため、オペレータは、人差し指や中指よりも短い親指を第3操作レバー543に掛けやすくなり、第1操作レバー541、第2操作レバー542、及び第3操作レバー543の同時操作がしやすくなる。
【0050】
なお、
図4では、第1操作レバー541と第2操作レバー542とは、運転室3の前後方向における位置が同じであるため、第3操作レバー543は、第1操作レバー541及び第2操作レバー542の両方に対して距離D1分だけ後方に位置しているが、少なくとも第2操作レバー542に対して距離D1分だけ後方に位置していればよい。
【0051】
また、本実施形態では、
図4に示すように、第1操作レバー541は、上下方向に延びる中心軸C1(
図4では黒点にて位置を示す)に対して前方に傾斜した状態が中立位置として設定されている。同様にして、第2操作レバー542は、上下方向に延びる中心軸C2(
図4では黒点にて位置を示す)に対して前方に傾斜した状態が中立位置として設定されている。第3操作レバー543は、上下方向に延びる中心軸C1(
図5において一点鎖線で示す)に対して前方かつ運転席51の側に傾斜した状態が中立位置として設定されている。
【0052】
ここで、「中立位置」とは、作業機2の非操作時に相当する操作レバーの位置であり、具体的には、第1操作レバー541を中立位置に操作するとリフトアーム24の動作が停止し、第2操作レバー542を中立位置に操作するとバケット21の動作あるいはブレード22の前後傾動作が停止し、第3操作レバー543を中立位置に操作するとブレード22の前後傾動作以外の動作が停止する。
【0053】
このように、第3操作レバー543において中心軸C3に対して前方かつ運転席51の側(オペレータの側)に傾斜した状態を中立位置とすることにより、第3操作レバー543を右方向(第2操作レバー542の側)に倒したとき、第3操作レバー543が第2操作レバー542にぶつかったり、オペレータの指が第2操作レバー542と第3操作レバー543との間に挟まれたりといった事態を回避することができる。
【0054】
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【0055】
例えば、上記実施形態では、バケット21とバケット21以外の作業具であるブレード22とを交換することにより、荷役作業及び除雪作業を行うことが可能なホイールローダ1について説明したが、これに限らず、荷役作業具と荷役作業具以外のアタッチメントとを交換可能することにより、荷役作業及び荷役作業以外の種々の作業を行うことが可能な荷役作業車両であればよい。
【0056】
また、上記実施形態では、第3操作レバー543は、運転室3の前後方向及び左右方向に沿って操作可能な二軸のレバーであったが、これに限らず、運転室3の前後方向及び左右方向のうちのいずれかの方向に沿って操作可能な一軸のレバーであってもよい。
【0057】
また、上記実施形態では、操作装置54(第1操作レバー541、第2操作レバー542、及び第3操作レバー543)は運転席51の右側に設けられていたが、これに限らず、運転室3の仕様によっては操作装置54を運転席51の左側に設けてもよい。
【符号の説明】
【0058】
1:ホイールローダ(荷役作業車両)
1A:前フレーム
1B:後フレーム
2:作業機
3:運転室
21:バケット(荷役作業具)
22:ブレード(アタッチメント)
24:リフトアーム(アーム部材)
51:運転席
54:操作装置
514R:右アームレスト(アームレスト)
541:第1操作レバー
542:第2操作レバー
543:第3操作レバー
C3:中心軸
D2:外径