(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回収対象物を吸引回収するために車体(17)に起伏可能に取り付けられたホッパ(2)を起伏動作させるホッパダンプ機構において、
車体(17)とホッパ(2)との間に設けられ、ロッド(50a)を伸縮させることによってホッパ(2)を倒伏位置と最大起上位置との間で起伏させるダンプシリンダ(50)と、
車体(17)とホッパ(2)との間に配置され、一端が車体(17)側に回動可能に取り付けられ、他端がホッパ(2)に当接可能であり、ロッド(80a)を伸長させることによってダンプシリンダ(50)によるホッパ(2)の起上動作を補助するアシストシリンダ(80)と、
アシストシリンダ(80)の他端と車体(17)との間に配置され、一端が車体(17)側に回動可能に取り付けられ、他端がアシストシリンダ(80)の他端に回動可能に取り付けられるとともに、伸縮するアシストシリンダ(80)の他端を支持してアシストシリンダ(80)をガイドするようにしたリンク(79)と、
を具備し、
ダンプシリンダ(50)は、アシストシリンダ(80)による補助の下で、ホッパ(2)を倒伏位置から所定の起上角度位置まで起上させ、その後は、アシストシリンダ(80)の補助なしで、ホッパ(2)を最大起上位置まで起上させることを特徴とするホッパダンプ機構。
【請求項２】
アシストシリンダ(80)の他端とリンク(79)の他端とを回動可能に取り付ける支軸(82)にホッパ(2)の底面に当接可能なローラ(81)を設けたことを特徴とする請求項１に記載のホッパダンプ機構。
【請求項３】
ダンプシリンダ(50)とアシストシリンダ(80)の各ロッド(50a,80a)は、共通の油圧管路(b)に流入する圧油によって伸長され、
ダンプシリンダ(50)のロッド(50a)の伸長動作の途中で、アシストシリンダ(80)のロッド(80a)が最大ストロークに達し、これと同時に、前記油圧管路(b)に流入する圧油の全てがダンプシリンダ(50)のヘッド側チャンバに流入することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のホッパダンプ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥、土砂、廃液等の産業廃棄物やその他の回収対象物を吸引回収するために車体に起伏可能に取り付けられたホッパを起伏動作させるホッパダンプ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汚泥、土砂、廃液等の産業廃棄物やその他の回収対象物を吸引回収するためのホッパは、吸引車や清掃車、あるいは農業作業車等に搭載されている。こうしたホッパは、車体に起伏可能に取り付けられ、ホッパダンプ機構によって起伏動作される。
【０００３】
図７には、ホッパとホッパダンプ機構とを備えた車両の一例として、建設作業現場や下水処理場などにおいて生じる汚泥、土砂、廃液等の産業廃棄物を回収して所定の処理場へ搬送する吸引車１００が示されている。
【０００４】
図示のように、吸引車１００は、汚泥等の産業廃棄物を回収するためのホッパ（タンク）１０２と、このホッパ１０２内をブロワ等によって真空状態に設定する吸引機構部１０４と、ホッパ１０２の後部ハッチ（後部開口）を閉じる開閉可能なドア部１０６とを備えている。また、吸引機構部１０４は、吸引時の汚泥や土砂、廃液、粉塵等で汚れた吸気を、ホッパ１０２内から吸気管１０３を通じて取り込んでクリーンな気体に変換した後、排気管１０５を通じて排気する。
【０００５】
ところで、ホッパ１０２内に回収された産業廃棄物は、ホッパ１０２を後側に向けて起上させるダンプ動作を行なうことにより、開状態のドア部１０６を通じて処理場の所定の廃棄領域に排出される。ホッパ１０２を後側に向けて起上させるダンプ動作は、一般に、油圧作動のダンプシリンダによって行なわれる。
【０００６】
図８にホッパダンプ機構の一例が示されている。図８の（ａ）に示されるように、ホッパ１０２は支軸１２５を介して車体フレーム１３０の後部に回動可能に取り付けられており、ホッパ１０２を起伏させるためのダンプシリンダ１２０はホッパ１０２と車体フレーム１３０との間に架設されている。この場合、ダンプシリンダ１２０は、ホッパ１０２の両側にそれぞれ１つずつ設けられ、その一端が車体フレーム１３０に回動可能に取り付けられるとともに、他端（ロッド端）がホッパ１０２の側面に回動可能に取り付けられており、車体フレーム１３０に対し比較的大きな角度をなして後側に向かって斜め上方に延びている。したがって、ダンプシリンダ１２０のロッドを伸長させると、図８の（ｂ）に示されるように、ホッパ１０２を支軸１２５を中心に後側に起上（回動）させることができる。
【０００７】
また、図９にはホッパダンプ機構の他の例が示されている。図９の（ａ）に示されるように、ダンプシリンダ１２０は、ホッパ１０２の下側に少なくとも１つ設けられ、  その一端が車体フレーム１３０に回動可能に取り付けられるとともに、他端（ロッド端）がホッパ１０２の底部に回動可能に取り付けられており、略水平に近い角度で前側に向かって斜め上方に延びている。この場合も、ダンプシリンダ１２０のロッドを伸長させると、図９の（ｂ）に示されるように、ホッパ１０２を支軸１２５を中心に後側に起上（回動）させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示されるホッパダンプ機構のように、ダンプシリンダ１２０のロッドの端部がホッパ１０２の側面に取り付けられ、ダンプシリンダ１２０が車体フレーム１３０に対し比較的大きな角度をなして斜め上方に延びている場合には、ダンプシリンダ１２０のロッドの伸長方向と支軸１２５を中心としたホッパ１０２の回動方向とが略同方向を向くため、ロッドの伸長動作に伴う力がホッパ１０２を回動させる方向に有効に作用し、ホッパ１０２を比較的スムーズ且つ迅速に起伏させることができる。
【０００９】
しかしながら、ダンプシリンダ１２０の長さが比較的長くなるため、ダンプシリンダ１２０を駆動させるために比較的容量の大きい油圧ポンプが必要となり、コストや重量の増大を招く。また、ホッパ１０２の両側にダンプシリンダ１２０が配置されているため、ホッパ１０２の両側のスペースに他の機器を取り付けることができなくなり、車体フレーム１３０上における機器の配置の自由度が制約される結果となる。
【００１０】
これに対し、図９に示されるホッパダンプ機構では、ホッパ１０２の底部にダンプシリンダ１２０が配置されているため、ホッパ１０２の両側のスペースを他の機器の設置に利用することができる。したがって、車体フレーム１３０上における機器の配置の自由度が増す。また、ダンプシリンダ１２０の長さも短く設定できるため、油圧ポンプの容量も比較的小さく抑えることができる。
【００１１】
しかしながら、図９に示されるホッパダンプ機構では、ダンプシリンダ１２０が略水平に近い角度で斜め上方に延びている。したがって、ダンプシリンダ１２０のロッドを伸長させる初期の段階（ホッパ１０２の起上角度が小さい段階）では、ロッドの伸長方向のシリンダ力によるホッパ起上トルクが小さく（モーメントの腕の長さが短く）ホッパ１０２を回動させる方向に有効に作用せず、ホッパ１０２を迅速に回動させることができない。すなわち、ロッドを伸長させる初期の段階では、ダンプシリンダ１２０の力が不足し、迅速なダンプ動作を行なうことができない。そのため、ロッドを伸長させる初期の段階においてホッパ１０２を迅速に回動し得る大きな力が生起されるように、ダンプシリンダ１２０の径を大きくすることも考えられるが、この場合には、油圧ポンプの容量が増大するのみならず、ダンプシリンダ１２０による油の吸収量が増えるため、ダンプ動作の全工程でロッドの伸長動作が遅くなり、結果的に、ダンプ速度が遅くなるといった欠点がある。
【００１２】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、車体フレーム上における機器の配置の自由度を制約することなく、また、ダンプシリンダの径や長さを大きくすることなく、ホッパのダンプ動作を迅速に行なうことができるホッパダンプ機構を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、回収対象物を吸引回収するために車体に起伏可能に取り付けられたホッパを起伏動作させるホッパダンプ機構において、
車体とホッパとの間に設けられ、ロッドを伸縮させることによってホッパを倒伏位置と最大起上位置との間で起伏させるダンプシリンダと、車体とホッパとの間に配置され、一端が車体側に回動可能に取り付けられ、他端がホッパに当接可能であり、ロッドを伸長させることによってダンプシリンダによるホッパの起上動作を補助するアシストシリンダと、アシストシリンダの他端と車体との間に配置され、一端が車体側に回動可能に取り付けられ、他端がアシストシリンダの他端に回動可能に取り付けられるとともに、伸縮するアシストシリンダの他端を支持してアシストシリンダをガイドするようにしたリンクと、を具備し、ダンプシリンダは、アシストシリンダによる補助の下で、ホッパを倒伏位置から所定の起上角度位置まで起上させ、その後は、アシストシリンダの補助なしで、ホッパを最大起上位置まで起上させることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るホッパダンプ機構を備えた吸引車１を示している。図示のように、吸引車１は、走行車体１７の後部に配置され且つ汚泥等の産業廃棄物を回収するための円筒状のホッパ（タンク）２を有している。キャブ（運転室）２２の後側には作業用ホースをリール状に格納するためのホースリール１８が配置されている。ホースリール１８とホッパ２との間には、ホッパ２内を真空状態に設定するブロワ１０と、ブロワ１０を通って流れる空気の消音を行なうサイレンサ１４とが設けられている。なお、サイレンサ１４の上部には排気管３４が接続されている。
【００１５】
また、走行車体１７の幅方向に沿うホッパ２の一側方には、ホッパ２内から流れる汚れた空気を清浄化するセパレータ（水フィルタ）１２が、ホッパ２に隣接して配置されている。  また、走行車体１７の幅方向に沿うホッパ２の他側方には、ブロワ１０を冷却するための冷却水や洗車用の水が蓄えられた水タンク１６と工具収納部２５とが、ホッパ２に隣接して配置されている。この場合、水タンク１６は、図示しない管路を介して、ブロワ１０側に接続されている。
【００１６】
ホッパ２の天井部には吸気管２９の一端が接続されており、吸気管２９の他端はセパレータ１２に接続されている。吸気管２９の途中には、負荷解放バルブ１９が設けられている。また、セパレータ１２に接続された第１の接続管３０と、ブロワ１０の上部に接続された第２の接続管３１と、ブロワ１０の下部に接続された第３の接続管３２と、サイレンサ１４に接続された第４の接続管３３は、四方弁４０に接続されており、四方弁４０の弁切換えによって接続管３０〜３３同士の接続状態が変えられるようになっている。
【００１７】
ホッパ２の後部ハッチ（後部開口）には、ここを開閉可能に閉じるドア部６が設けられている。ドア部６は、旋回軸２３を中心として旋回可能にホッパ２の後部ハッチに取り付けられている。具体的には、ホッパ２の後部ハッチ近傍に固定支持された旋回軸２３に対して、ドア部６の上部に固着されたブラケット２４が回動可能に取り付けられている。
【００１８】
ドア部６の両側部に固着されたブラケット２１，２１には、ホッパ２の左右側壁に固定されたドア開閉用の油圧シリンダ（以下、ドア開閉シリンダという）２０，２０のロッド部がそれぞれ固定されている。したがって、ドア開閉シリンダ２０，２０のロッド部を伸縮させれば、ドア部６を旋回軸２３を中心に旋回させることができる。なお、本実施形態では、ドア開閉シリンダ２０，２０のロッド部が伸長すると、ドア部６が開き、ドア開閉シリンダ２０，２０のロッド部が収縮すると、ドア部６が閉じる。また、ホッパ２の後部両側壁には、ドア部６によるホッパ２の後部ハッチの閉塞状態をロックするための油圧シリンダ（以下、チャックシリンダという）４５，４５が固定されている。
【００１９】
ドア部６の下部中央には吸引管６０が設けられている。この吸引管６０は、ドア部６を貫通して延びており、その一端側がホッパ２内に向けて突出し、外部に突出するその他端側の端部に開閉バルブを有している。この場合、ホッパ２内に突出する吸引管６０の一端側は、吸引力を強力に得て且つホッパ２内の堆積物によって吸引が妨げられないように、ホッパ２の上方まで延びている。また、ドア部６には互いに上下に位置する２つの吐出管６２，６３が設けられている。この吐出管６２，６３もドア部６を貫通して延びてホッパ２内に突出している。
【００２０】
図２に詳しく示されるように、ホッパ２の底部と車体１７との間にはダンプ用の油圧シリンダ（以下、ダンプシリンダという。）５０が架設されており、このダンプシリンダ５０のロッド部５０ａを伸長させることによりホッパ２を後側に向けて起上させることができるようになっている。これにより、ホッパ２内の堆積物を開状態のドア部６を通じて排出するダンプ動作を行なうことができる。
【００２１】
具体的には、ホッパ２は、支軸７３を介して、走行車体１７の車体フレーム１７ａの後部のブラケット７４に回動可能に取り付けられている。一方、ホッパ２を起伏させるためのダンプシリンダ５０は、そのシリンダ部の基端が、支軸７６を介して、車体フレーム１７ａのブラケット７５に回動可能に取り付けられている。また、ダンプシリンダ５０のロッド部５０ａの先端は、支軸７８を介して、ホッパ２の底部に固設されたブラケット７７に回動可能に取り付けられている。この場合、ダンプシリンダ５０のロッド部５０ａの伸長に伴う押し上げ力がホッパ２の底部中央に作用するように、ブラケット７７は、図６に示されるように、ホッパ２の底部の後側中央部位Ａに固設されている。
【００２２】
また、ホッパ２の底部と車体１７との間には、ダンプシリンダ５０によるホッパ２の起上動作を補助するアシスト機構が設けられている。  このアシスト機構は、ダンプシリンダ５０の側方に並設された油圧シリンダ（以下、アシストシリンダという。）８０と、アシストシリンダ８０に回動可能に連結されるリンク７９とからなる。図５の（ａ）にも示されるように、リンク７９の一端は、支軸８８を介して、車体フレーム１７ａに固着されたブラケット８３に回動可能に取り付けられている。アシストシリンダ８０のシリンダ部の基端は、支軸８９を介して、車体フレーム１７ａに回動可能に取り付けられている。リンク７９の他端とアシストシリンダ８０のロッド部８０ａの先端は、支軸８２を介して互いに回動可能に連結されている。また、支軸８２には、ホッパ２の底面と当接するローラ８１が回転可能に取り付けられている。
【００２３】
ホッパ２の底面には、ローラ８１と当接する平坦な当接面７０ａを有する当接部材７０が設けられている。この場合、当接面７０ａは、当接部材７０を補強する補強板によって形成されていても良い。また、図６に示されるように、当接部材７０は、ダンプシリンダ５０の側方に並設されたアシスト機構のローラ８１と当接できるように、ブラケット７７が位置するホッパ２の底部中央部位Ａから側方にずれた位置に配設されている。具体的には、当接部材７０は、その当接面７０ａの中央部Ｂにローラ８１が当接し得るように、ホッパ２の底面に位置決め固定される。
【００２４】
なお、ホッパ２の起上動作の初期段階においてのみアシスト機構によるダンプシリンダ５０の補助がなされるように、アシストシリンダ８０のロッド部８０ａのストロークは、ダンプシリンダ５０のロッド部５０ａのストロークよりも短く設定されている（アシストシリンダ８０はダンプシリンダ５０よりも十分小さく形成されている）。特に、本実施形態では、ダンプシリンダ５０のロッド部５０ａの伸長方向に向かうベクトルが支軸７３を中心としたホッパ２の回動方向に対して大きな角度をなしている間（ロッド部５０ａの伸長動作に伴う力がホッパ２を回動させる方向に十分に作用しない間……ホッパ２の回動支軸７３およびダンプシリンダ５０のホッパ２への枢着点（支軸７８）を通る直線とダンプシリンダ５０の伸長方向に向かう軸線とのなす角度が小さい間）だけアシストシリンダ８０のロッド部８０ａが伸長し、ロッド部５０ａの伸長動作に伴う力がホッパ２を回動させる方向に十分に作用し始める時点でアシストシリンダ８０のロッド部８０ａが最大ストロークに達するように設定されている。
【００２５】
ダンプシリンダ５０とアシストシリンダ８０とに圧油を供給する油圧回路の概略構成が図５の（ｂ）に示されている。図示のように、ダンプシリンダ５０のロッド側チャンバには第１の圧油供給管路ａが接続されている。また、アシストシリンダ８０のヘッド側チャンバには第２の圧油供給管路ｂが接続されている。これら２つの管路ａ，ｂは、油流方向を制御する切換バルブ（図示せず）に接続されている。また、第２の圧油供給管路ｂから接続部ｃを介して分岐する分岐管路ｄは、ダンプシリンダ５０のヘッド側チャンバに接続されている。なお、アシストシリンダ８０のロッド側チャンバは、接続管路ｅを介してタンクＴに接続されている。
【００２６】
次に、本実施形態に係るホッパダンプ機構の動作について説明する。
図２に示されるホッパ倒伏状態から、車体１７の所定部位に設けられた前記切換バルブを操作すると、油圧ポンプ（図示せず）から前記切換バルブを介して管路ｂ（図５参照）に圧油が流入する。この圧油は、アシストシリンダ８０のヘッド側チャンバに流入するとともに、分岐管路ｄを介してダンプシリンダ５０のヘッド側チャンバに流入し、各シリンダ５０，８０のロッド部５０ａ，８０ａを伸長させる。その状態が図３に示されている。図示のように、ダンプシリンダ５０のロッド部５０ａの伸長動作によって、ホッパ２の底部中央部位Ａ（図６参照）に押し上げ力が作用し、ホッパ２が支軸７３を中心に後側に向けて回動（起上）される。また、アシストシリンダ８０のロッド部８０ａの伸長動作により、リンク７９とアシストシリンダ８０とが支軸８８，８９を中心に外側に回動し、支軸８２に回動可能に取り付けられたローラ８１が上昇する。ローラ７１を上昇させる力は、当接部材７０を介してホッパ２の底部に作用してこれを押し上げ、ダンプシリンダ５０によるホッパ２の起上動作を補助する。すなわち、図３に示される起上動作の初期の段階では、ダンプシリンダ５０による押し上げ力とアシストシリンダ８０による補助力とによって、ホッパ２は、支軸７３を中心に後側に向けて回動（起上）される。したがって、ホッパ２が迅速に起上される。
【００２７】
アシストシリンダ８０のロッド部８０ａが最大ストロークまで伸長すると、すなわち、ロッド部５０ａの伸長動作に伴う力がホッパ２を回動させる方向に十分に作用し始めると、それ以後は、ダンプシリンダ５０のみによってホッパ２の起上動作が行なわれる。すなわち、図４に示されるように、当接部材７０とローラ８１との当接状態が解除（当接部材７０とローラ８１とが離間）され、アシストシリンダ８０による補助力がホッパ２に作用しなくなる。また、アシストシリンダ８０のロッド部８０ａが最大ストロークまで伸長した状態では、管路ｂに流入される油圧ポンプからの圧油の全てがダンプシリンダ５０のヘッド側チャンバに流入するようになる。したがって、ダンプシリンダ５０のロッド部５０ａの伸長動作が速くなり、ダンプ動作がより迅速に行なわれる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態では、ロッド部５０ａの伸長動作に伴う力がホッパ２を回動させる方向に十分に作用しない間だけ、ダンプシリンダ５０による押し上げ力とアシストシリンダ８０による補助力とによってホッパ２が回動（起上）され、ロッド部５０ａの伸長動作に伴う力がホッパ２を回動させる方向に十分に作用し始める時点からは、ダンプシリンダ５０のみによってホッパ２が起上されるようになっている。したがって、図９に示されるようにダンプシリンダ５０がその収縮状態において略水平に近い角度で斜め上方に延びている場合であっても、ダンプ動作の全工程においてホッパ２の起上速度を高く維持することができ、また、ダンプシリンダ５０の径や長さを大きくすることなく迅速なダンプ動作を実現することができる。
【００２９】
また、本実施形態では、ロッド部５０ａの伸長動作に伴う力がホッパ２を回動させる方向に十分に作用し始める時点で、アシストシリンダ８０のロッド部８０ａが最大ストロークに達し、油圧ポンプからの圧油の全てがダンプシリンダ５０のヘッド側チャンバに流入するようになっている。したがって、ダンプシリンダ５０のロッド部５０ａの伸長動作が速くなり、ダンプ動作がより迅速に行なわれる。
【００３０】
また、本実施形態では、ホッパ２の下側にダンプシリンダ５０が配置されているため、ホッパ２の両側のスペースを他の機器の設置に利用することができる。したがって、車体フレーム１７ａ上における機器の配置の自由度が増す。また、ダンプシリンダ５０の長さも短く設定できるため、油圧ポンプの容量も比較的小さく抑えることができ、コスト低減に寄与することができる。
【００３１】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。例えば、前記実施形態において、ダンプシリンダは１つであったが、ダンプシリンダを２つ設け、これらダンプシリンダを補助するアシストシリンダを少なくとも１つ設けるようにしても良い。また、前記実施形態ではホッパダンプ機構を有する車両として吸引車を例にとって説明したが、前述のような構成のホッパダンプ機構は、吸引車に限らず、清掃車や農業用車両等、あらゆる車両に適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のホッパダンプ機構によれば、車体フレーム上における機器の配置の自由度を制約することなく、また、ダンプシリンダの径や長さを大きくすることなく、ホッパのダンプ動作を迅速に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係るホッパダンプ機構を有する吸引車の平面図、（ｂ）は（ａ）の吸引車の側面図、（ｃ）は（ａ）の吸引車の背面図である。
【図２】図１の吸引車のホッパダンプ機構を概略的に示した側面図である。
【図３】図２のホッパダンプ機構の第１の動作状態を示す側面図である。
【図４】図２のホッパダンプ機構の第２の動作状態を示す側面図である。
【図５】（ａ）は図２のホッパダンプ機構を構成するアシスト機構の拡大側面図、    （ｂ）はダンプシリンダとアシストシリンダとに圧油を供給する油圧回路の概略構成図である。
【図６】ホッパの底部を車体後部から見た概略図である。
【図７】従来の吸引車の側面図である。
【図８】従来のホッパダンプ機構の一例を示す概略図である。
【図９】従来のホッパダンプ機構の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１…吸引車
２…ホッパ
１７…車体
５０…ダンプシリンダ
８０…アシストシリンダ
【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】
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【図８】
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【図９】
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