(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のアームと、当該アームの先端部に装着されたバケット等のアタッチメントと、前記アームを上下方向に昇降させるリフトシリンダと、前記アームと前記リフトシリンダの基端側がそれぞれ連結された縦長の連結フレームとを有する作業部を、作業機の車両本体に配設された連結ブラケットに対して着脱自在に連結する作業部の連結構造において、
前記連結フレームの上下方向中間部、上端部及び下端部に、第１支持部、第２支持部及び第３支持部をそれぞれ形成し、前記第１支持部を前記連結ブラケットの上端部に形成された上端係合部に着脱自在に連結し、前記第２支持部に前記アームの基端部を連結し、前記第３支持部を前記連結ブラケットの下端部に形成された下端係合部に着脱自在に連結すると共に、前記リフトシリンダの端部を連結部材を介して当該第３支持部に連結し、当該第３支持部及び前記連結ブラケットの下端係合部を中心として前記リフトシリンダを揺動可能に支持したことを特徴とする作業機の作業部連結構造。
【請求項２】
前記連結部材を二股形状にして前記リフトシリンダのピストンロッド又はシリンダ本体の端部に連結すると共に、当該二股形状の先端側に形成した軸穴に前記第３支持部を構成する係合ピンの両端部を回転可能に貫通させて支持したことを特徴とする請求項１の作業機の作業部連結構造。
【請求項３】
前記係合ピンの両端部が前記連結フレームの下端部に固定されていることを特徴とする請求項２の作業機の作業部連結構造。
【請求項４】
前記連結ブラケットの前記下端係合部が、上向きに開放されたＵ字状に形成され、下端係合部の前方に上向きに突出した顎部が形成され、当該顎部が、前記リフトシリンダの揺動時に前記連結部材の二股形状の間に挿入可能に構成されていることを特徴とする請求項３の作業機の作業部連結構造。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項の作業部連結構造を有することを特徴とする作業部。
【請求項６】
請求項５の作業部を有することを特徴とする作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は作業機の作業部連結構造に係り、特に車両本体に対して着脱自在に連結される作業部の連結フレームを、従来の４点連結構造から３点連結構造に簡略化することによって当該連結フレームの小型低コスト化を図った作業部連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、図５に示すように、左右一対のアーム１００の先端部にバケット等のアタッチメント２００を装着した作業機が農作業等に使用されている。アーム１００の基端側には、車両本体３００に対してアタッチメント２００を含む作業部４００全体を着脱自在に連結する連結フレーム４１０が配設されている。当該連結フレーム４１０は、図６に示すように４点連結構造とされている（特許文献１、図１１参照）。
【０００３】
すなわち、縦長形状の連結フレーム４１０の中間部に第１支持部４１１が形成され、上端部に第２支持部４１２が形成され、下端部に第３支持部４１３と第４支持部４１４が形成されている。第１支持部４１１と第３支持部４１３は後述する車両本体３００側の連結ブラケット５００に着脱自在に連結される。第２支持部４１２と第４支持部４１４に、アーム１００の基端部とリフトシリンダ１０５の基端部がそれぞれ連結される。
【０００４】
車両本体３００側の連結ブラケット５００は鋼板により縦長形状に形成されている。この連結ブラケット５００は、図６に示すように上端部に上端係合部としてのボス部５２０を有し、下端部に、上向きに開放されたＵ字状の下端係合部５４０を有する。
【０００５】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、第１支持部４１１が、車両本体３００の連結ブラケット５００のボス部５２０にピンで連結される。第２支持部４１２にアーム１００の基端部がピンで揺動可能に連結される。
【０００６】
第３支持部４１３が連結ブラケット５００の下端係合部５４０にピンで連結される。第４支持部４１４にリフトシリンダ１０５のピストンロッドの先端部がピンで連結される。
【０００７】
作業部４００は、図７のように切り離した状態から車両本体３００を前進させることで、図６（ａ）（ｂ）のように車両本体３００に装着される。ここで、第１支持部４１１と第２支持部４１２は距離Ａを空けて配設されている。また、第３支持部４１３と第４支持部４１４は、距離Ｂを空けて別々に配設されている。
【０００８】
距離Ａを空けている理由は、アーム１００の基端側の左右方向の位置ずれが、第１支持部４１１に直接的に影響しないようにするためである。すなわち、第２支持部４１２は左右方向にある程度のガタつきがあり、当該ガタつきでアーム１００の基端側の左右方向の位置ずれを吸収するのである。これにより、第１支持部４１１の左右方向（図６で紙面垂直方向）の位置に合わせて連結ブラケット５００のボス部５２０を入れやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−９２３０６号公報（図１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の連結フレーム４１０は、前述のように、連結ブラケット５００の下端係合部５４０に対して着脱自在に連結される第３支持部４１３と、リフトシリンダ１０５の第４支持部４１４とが、距離Ｂをあけて別々に配設されていた。この理由は、連結ブラケット５００の下端係合部５４０の前側で上向きに突出した顎部５３０に対して、リフトシリンダ１０５がその上下方向揺動時に干渉するのを回避するためである。
【００１１】
以上のように、第４支持部４１４を連結ブラケット５００の下端係合部５４０から距離Ｂだけ離していたため、リフトシリンダ１０５から連結フレーム４１０に比較的大きな力が作用していた。そのため連結フレーム４１０の厚み等を増大してリフトシリンダ１０５からの力に十分耐えるように強度を確保する必要があり、連結フレーム４１０が大型で高コストなものになっていた。
【００１２】
そこで本発明の目的は、リフトシリンダからの力を連結ブラケットに直接的に作用させることで連結フレームの小型低コスト化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため本発明は、左右一対のアームと、当該アームの先端部に装着されたバケット等のアタッチメントと、前記アームを上下方向に昇降させるリフトシリンダと、前記アームと前記リフトシリンダの基端側がそれぞれ連結された縦長の連結フレームとを有する作業部を、作業機の車両本体に配設された連結ブラケットに対して着脱自在に連結する作業部の連結構造において、前記連結フレームの上下方向中間部、上端部及び下端部に、第１支持部、第２支持部及び第３支持部をそれぞれ形成し、前記第１支持部を前記連結ブラケットの上端部に形成された上端係合部に着脱自在に連結し、前記第２支持部に前記アームの基端部を連結し、前記第３支持部を前記連結ブラケットの下端部に形成された下端係合部に着脱自在に連結すると共に、前記リフトシリンダの端部を当該第３支持部に連結し、当該第３支持部及び前記連結ブラケットの下端係合部を中心として前記リフトシリンダを揺動可能に支持したことを特徴とする作業機の作業部連結構造を提供する。
【００１４】
前記第３支持部は、リフトシリンダのピストンロッド又はシリンダ本体の端部に連結される二股形状の連結部材を備えることができ、当該二股形状の連結部材が連結フレームの下端部に回動自在に連結される。
【００１５】
また、前記連結部材の二股形状先端側に係合ピンが回転可能に貫通され、当該係合ピンの両端部が前記連結フレームの下端部に固定された構成とすることができる。
【００１６】
前記連結ブラケットの下端係合部を上向きに開放されたＵ字状に形成すると共に、当該Ｕ字状の下端係合部の前方に上向きに突出した顎部を形成し、当該顎部を前記リフトシリンダの揺動時に前記連結部材の二股形状の間に挿入可能に構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る作業部連結構造は、車両本体側の連結ブラケットに着脱自在に連結するための連結フレームの第３支持部にリフトシリンダの端部を連結したので、当該リフトシリンダの力を連結フレームに作用させることなく直接的に車両本体側の連結ブラケットに伝達することができ、これにより連結フレームの小型低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の連結構造を有する作業部の斜め前方から見た斜視図である。
【図２】作業部の連結構造の側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】従来の作業機の概略側面図である。
【図６】従来の作業機の連結構造の側面図である。
【図７】作業部を連結する前の従来の作業機の状態を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る作業部連結構造と当該連結構造を使用した作業機の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、「前側」とは車両本体の前方をいい、「後側」とは車両本体の後方をいう。また「左右方向」とは車両本体の幅方向をいう。
【００２０】
本発明に係る作業部の連結構造を使用した作業機は、前述した図５の作業機と外観的には殆ど変わらない。変わっている点は、図１に示す作業部４０の連結フレーム５０の構造である。以下、当該連結フレーム５０を含む作業部４０について説明する。
【００２１】
図１はアタッチメントやダンプシリンダを省略した作業部４０を斜め前方から見た斜視図である。同図に示すように、当該作業部４０は従来同様に左右一対のアーム１００を有する。アーム１００は長手方向中央部から先端側がやや下方に屈曲した弓なり形状である。
【００２２】
アーム１００の先端部に、図５及び図７に示したバケット等のアタッチメント２００を揺動させるための揺動アーム１０１が取り付けられている。当該揺動アーム１０１はピン１０２を中心として前後方向に揺動可能に配設されている。
【００２３】
アタッチメント２００としては、バケットの他に各種作業用アタッチメントを取り付けることが可能である。そのようなアタッチメントの例としては、例えば、爪付きバケット、マニアフォーク、ヘイフォーク、グレーダ、パレットフォーク、コンテナバケットなどが挙げられる。
【００２４】
アーム１００の長手方向中央部、すなわち弓なり形状の最大屈曲部付近の上下２個所に、シリンダプレート１０３、１０４がアーム１００に沿って配設されている。上側のシリンダプレート１０３と揺動アーム１０１との間に、図示しない代わりに一点鎖線で示すようにダンプシリンダ１０８が配設される。当該ダンプシリンダ１０８によって揺動アーム１０１がピン１０２を中心として前後方向に揺動される。
【００２５】
下側のシリンダプレート１０４に、リフトシリンダ１０５の前側すなわちシリンダ本体の端部が連結されている。当該リフトシリンダ１０５の後側すなわちピストンロッドの先端部に二股状の連結部材１０６が一体連結されている。なお、リフトシリンダ１０５の向きを反対にしてシリンダ本体の端部に二股状の連結部材１０６を一体連結し、ピストンロッドの先端部をシリンダプレート１０４に連結してもよい。
【００２６】
アーム１００の後側基端部に、縦長形状の連結フレーム５０が取り付けられている。この連結フレーム５０は、下側の第１フレーム部５１と、上側の第２フレーム部５２で構成されている。第１フレーム部５１は、左右一対の側板５１ａを中間板５１ｂで連結したものである。
【００２７】
連結フレーム５０を、第１フレーム部５１と第２フレーム部５２に分割することなく、境目のない一体構造とすることも可能である。本実施形態では、後述するように、連結ブラケット５００の上端係合部としてのボス部５２０の軸線方向幅が小さい。これに対して連結ブラケット５００の立ち上がり部５１０の基端部（ここに下端係合部５４０が形成されている）の厚みが大きい。このため、第１フレーム部５１と第２フレーム部５２に分割して構成することで、前記厚みの違いに対応するようにしている。
【００２８】
第２フレーム部５２は左右一対の側板５２ａを有する。当該側板５２ａの上端部同士は、図２に示すように中間板５２ｃで互いに連結されている。また、側板５２ａの上端部に第２支持部としてのピン穴５２ｂが形成されている。そして当該ピン穴５２ｂに挿入されたピンによって、アーム１００の基端部が連結フレーム５０に連結されている。
【００２９】
第１支持部としてのピン穴５３と第２支持部としてのピン穴５２ｂとの間の距離Ａは、従来と比べて特に変えていない。この理由は前述した通りである。すなわち、アーム１００の基端側の左右方向の位置ずれが、第１支持部としてのピン穴５３の位置に直接的に影響しないようにするためである。
【００３０】
第２支持部としてのピン穴５２ｂとアーム１００の基端部との間にはある程度のガタつきがあり、当該ガタつきでアーム１００の基端側の左右方向の位置ずれを吸収するのである。これにより、第１支持部である左右一対のピン穴５３の間に、連結ブラケット５００のボス部５２０を入れやすくなる。
【００３１】
側板５２ａの中間よりも下側は、第１フレーム部５１の側板５１ａの中間よりも上側の内側面に重ね合わされ、両側板が溶接等で一体化されている。そして第１フレーム部５１と第２フレーム部５２の重ね合わせ部に、各側板５１ａ、５２ａを貫通する形で第１支持部としてのピン穴５３が形成されている。このピン穴５３に対して、後述するように連結ブラケット５００のボス部５２０を位置合わせした後、ハンドル５６付きのドッキングピン５４を挿入する。
【００３２】
第１フレーム部５１の側板５１ａの下端部に、左右方向に開いた拡大部５１ａ１が形成されている。この拡大部５１ａ１は、後述する車両本体３００側の連結ブラケット５００の下端係合部５４０の両側に第１フレーム部５１の下端部すなわち拡大部５１ａ１を落とし込みやすくするためのものである。
【００３３】
拡大部５１ａ１が左右方向に開いていることで、図３において連結ブラケット５００と連結フレーム５０とが左右方向に多少位置ずれしていても、後述の係合ピン１０７を下端係合部５４０に容易に着座させることができる。
【００３４】
リフトシリンダ１０５のピストンロッドの先端部に、二股形状の連結部材１０６が固定されている。この連結部材１０６の二股形状の先端側に図３のように軸穴１０６ａが形成され、この軸穴１０６ａに第３支持部としての係合ピン１０７が回転可能に貫通している。
【００３５】
当該係合ピン１０７のやや小径とされた両端部１０７ａは軸穴１０６ａから連結部材１０６の左右方向外側に突出し、第１フレーム部５１の側板５１ａのピン穴５１ｃに嵌合された状態で溶接等で側板５１ａに固定されている。
【００３６】
車両本体３００の前部の左右両側には、図１に示す連結ブラケット５００が固定的に配設されている。当該連結ブラケット５００は立ち上がり部５１０を有する縦長形状であり、当該立ち上がり部５１０の上端部に上端係合部としてのボス部５２０が形成されている。ボス部５２０は軸線を左右方向に向けたピン穴５２１を有し、ボス部５２０の軸線方向の厚みは、立上がり部５１０の基端部の左右方向の厚みよりも小さい。
【００３７】
立ち上がり部５１０の基端部の前方側に顎部５３０が形成されている。また、立ち上がり部５１０の基端部と顎部５３０との間に、連結フレーム５０の係合ピン１０７を受け入れて着座させるための下端係合部５４０が形成されている。当該下端係合部５４０は上向きに開放されたＵ字状とされている。
【００３８】
前述した連結フレーム５０の係合ピン１０７が、図３のようにＵ字状の下端係合部５４０に対して上側から着脱自在に係合する。Ｕ字状の下端係合部５４０の内径は、係合ピン１０７の外径とほぼ等しく形成されている。これにより、係合ピン１０７が下端係合部５４０の中で円滑に回転可能とされている。
【００３９】
また、前記立ち上がり部５１０の前側に、ほぼ垂直な突当面５１１が直線状に形成されている。当該突当面５１１は、後述するように作業部４００の装着のために車両本体３００を前進させる際に、連結フレーム５０と連結ブラケット５００の前後方向の位置決めを行うためのものである。
【００４０】
作業機の作業部連結構造は以上の通りである。前述した図５と図７を参照して、車両本体３００の連結ブラケット５００に対する連結フレーム５０の装着方法を以下説明する。
【００４１】
図７は、作業部４００が車両本体３００から切り離された状態を示している。この状態で作業部４００は、アタッチメント２００が地面に付けられる一方、スタンド機構１１０が立てられることで、アーム１００の基端側の連結フレーム４１０を浮かせた状態で自立している。連結フレーム４１０の高さは、車両本体３００からの前回の切り離し時の高さを維持しているものとする。
【００４２】
この状態から、車両本体３００を作業部４００に向かって図示右方に移動する。これにより、アーム１００の基端部の連結フレーム５０の下側に、車両本体３００の左右両側の連結ブラケット５００の下端係合部５４０を配置する。この時の車両本体３００の前進距離すなわち車両本体３００を停止するタイミングは、連結フレーム５０の係合ピン１０７に連結ブラケット５００の突当面５１１が当たる感触と同時にする。
【００４３】
次に、作業部４００のリフトシリンダ１０５やダンプシリンダ１０８の図示しない油圧カプラ及び制御装置の電気コネクタを、車両本体３００の油圧装置及びバッテリに繋ぐ。そしてダンプシリンダ１０８のピストンロッドを延ばすことでアタッチメント２００のダンプ作動を行う。
【００４４】
当該ダンプ作動によりアタッチメント２００が図５の矢印にて示すように時計方向に回動する。それと共にアーム１００がスタンド機構１１０を支点として後傾して連結フレーム５０が下降する。
【００４５】
この結果、連結フレーム５０の係合ピン１０７が、図２及び図３のように、連結ブラケット５００の下端係合部５４０に対して上側から嵌合する。この状態で、図４のように連結ブラケット５００のボス部５２０と、連結フレーム５０の第１支持部としてのピン穴５３の位置合わせを行う。
【００４６】
この位置合わせが左右いずれか一方又は両方で合っていない場合、リフトシリンダ１０５を僅かに伸ばしたり縮めたりする。
【００４７】
このようにして、連結ブラケット５００のボス部５２０と、連結フレーム５０の第１支持部のピン穴５３の位置合わせが出来たら、ピン穴５３の外側からドッキングピン５４を差し込む。そして当該ドッキングピン５４の先端側に形成された径方向穴にリングピン５５を挿入する。リングピン５５の挿入後、このリングピン５５のリングを、ドッキングピン５４の先端部に掛けて抜止めをする。
【００４８】
なお、車両本体３００からの作業部４０の取り外しは以上と逆の手順で行うことができる。
【００４９】
本発明は以上のように、図２のように連結ブラケット５００の下端係合部５４０に一致する位置でリフトシリンダ１０５を支持する。従来の図６の連結フレーム４１０では、連結ブラケット５００の下端係合部５４０から距離Ｂだけ離れた位置でリフトシリンダ１０５を支持していた。
【００５０】
したがって、前記距離Ｂをゼロすなわちリフトシリンダ１０５の力を車両本体３００側の連結ブラケット５００に直接的に作用させることができる。このため、連結フレーム５０に作用するリフトシリンダ１０５からの力を大幅に低減することができ、連結フレーム５０の厚み等の低減により連結フレーム５０の小型低コスト化が可能となる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば前記実施形態では、作業部４００が車両本体３００の前部に装着される構成のものについて説明したが、作業部４００が車両本体３００の後部に装着されるものも同様に構成し得る。
【００５２】
また、連結フレーム５０の第１支持部（ピン穴５３）、第２支持部（ピン穴５２ｂ）及び第３支持部（係合ピン１０７）の形態は、前述したピン穴５３、５２ｂや係合ピン１０７に限定されない。ピン穴や係合ピンに代えて、従来公知の任意の係合構造や嵌合構造を採用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
４０：作業部                              ５０：連結フレーム
５１：第１フレーム部                      ５１ａ：側板
５１ａ１：拡大部                          ５１ｂ：中間板
５１ｃ：ピン穴                            ５２：第２フレーム部
５２ａ：側板                              ５２ｂ：ピン穴
５２ｃ：中間板                            ５３：ピン穴
５４：ドッキングピン                      ５５：リングピン
５６：ハンドル                            １００：アーム
１０１：揺動アーム                        １０２：ピン
１０３：シリンダプレート                  １０４：シリンダプレート
１０５：リフトシリンダ                    １０６：連結部材
１０７：係合ピン                          １０７ａ：係合ピンの両端部
１０８：ダンプシリンダ                    １１０：スタンド機構
２００：アタッチメント（バケット）        ３００：車両本体
４００：作業部                            ４１０：連結フレーム
４１１：第１支持部                        ４１２：第２支持部
４１３：第３支持部                        ４１４：第４支持部
５００：連結ブラケット                    ５１０：立ち上がり部
５１１：突当面                            ５２０：ボス部（上端係合部）
５２１：ピン穴                            ５３０：顎部
５４０：下端係合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006293592.tif 000008